JPH03241735A - 半導体拡散炉用炉芯管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は半導体の製造に用いる半導体拡散炉用炉芯管
に関するものである。

従来の技術 半導体拡散炉用炉芯管（以下、炉芯管と略すこともある
）はプロセスチューブとも呼ばれる。一般にプロセスチ
ューブはＳｉＣ又は石英ガラスで構成される。ＳｉＣ製
プロセスチューブの場合にはプロセスチューブの端部外
側にテーパ部を形成し、その外側に石英ガラス製キャッ
プをはめ込んでいた。石英ガラス製キャップのはめ込み
部内側もテーパ面になっていて、プロセスチューブ端部
外側のテーパ面に対応していた。

発明が解決しようとする問題点 石英ガラスとＳｉＣの熱膨張係数は大きく異なり、石英
ガラスの熱膨張係数はＳｉＣよりも１桁程度小さい。従
来、拡散炉を常温から加熱昇温させる場合に、石英ガラ
ス製キャップをＳｉＣチューブに初めからはめ込むこと
ができなかった。なぜなら、内側に位置するＳｉＣチュ
ーブの熱膨張が外側に位置する石英ガラス製キャップの
熱膨張よりも著しく大きく、昇温の途中でキャップが破
損する危険があるためである。

このため、昇温中は石英ガラス製キャップを緩くはめ込
んでおき、昇温完了時にキャップをしっかりとはめ込む
ようにしていた。この場合、炉内のシールが完全に行わ
れず、不都合が生じる。

シール性改善のためＯ−リングやメカニカルシールを配
置することも試みられた。しかし、ＳｉＣは熱伝導性が
大きくキャップはめ込み部も高温になるため、０−リン
グは使用することができなかった。また機械工業分野で
用いられている銅製のメカニカルシール等は炉内の汚染
や耐用寿命の点で問題があり実用的でなかった。

発明の目的 前述した従来技術の問題点に鑑み、キャップ破損の危険
がなくシール性を改善できる半導体拡散炉用炉芯管を提
供することが本発明の目的である。

発明の要旨 前述の目的を達成するため、この発明は請求項１に記載
の半導体拡散炉用炉芯管を要旨としている。

問題点を解決するための手段 本発明の半導体拡散炉用炉芯管は、炉芯管本体端部の内
側に第１のテーパ部を形成し、キャップはめ込み部の外
側に第２のテーパ部を形成し、炉芯管本体の第１テーパ
部の内側にキャップの第２テーパ部をはめ込む構成にし
たことを特徴とする。

炉芯管本体のキャップ取付は側端部に第１のフランジを
設け、キャップに第２のフランジを設け、第１と第２の
フランジを合せるようにキャップをはめ込む構成にする
ことが望ましい。

炉芯管のキャップ取付は端部に放熱のためのフィンを設
けることが好ましい。この場合、Ｏ−リング等のシール
材を第１と第２のテーパ部、又は第１と第２のフランジ
の間に設置することがさらに好ましい。

作　　用 熱膨張率が大きい炉芯管本体をキャップはめ込み部の外
側に配置するため、加熱初期の常温状態からキャップを
しっかりと炉芯管本体にはめ込むことができ、シール性
を向上できる。

炉芯管本体にフィンを取付ける場合には、フィンによる
放熱で、炉芯管端部の温度が低下する。従って０−リン
グ等のシール材を設置することができる。

実　　施　　例 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明による半導体拡散炉用炉芯管１０の１部
を示す断面図である。炉芯管本体１４は５ｉ−８ｉＣ質
で構成され、全体的に円筒型をしている。炉芯管本体１
４の内部に半導体ウェハ（図示せず）を挿入し、所定の
雰囲気下で熱処理を行う構成になっている。

炉芯管本体端部の内側にはキャップ１１がはめ込まれて
いる。キャップ１１は排気キャップ（図示せず）でもよ
く、その場合に排気キャップは排気管（図示せず）を備
えている。

炉芯管本体１４のキャップ取付は側端部内側にはテーパ
部１５が形成しである。キャップ取付は側端部の外側に
は放熱のためのフィン１６が多数段けである。フィンは
炉芯管と同材質のもの、もしくはアルミ、銅、鉄で構成
しである。多数のフィン１６を一体的に構成しても、別
体として構成してもよい。

キャップ１１は石英ガラスで構成しである。

キャップ１１のはめ込み部外側にはテーパ部１２が形成
しである。キャップ１１のテーパ部１２は炉芯管本体１
４のテーパ部に対応させである。キャップ１１の外側に
は把手１３が設けである。炉芯管本体のテーパ部１５と
キャップのテーパ部１２の間にはパイトンゴムやテフロ
ン等の０−リング、又は他のシール材（図示せず）を設
けてもよい。

次に、第２図を参照して本発明の他の実施例を簡単に説
明する。炉芯管本体２４のキャップ取付は端部２９は拡
管されていて、その内側はテーパ面３０になっている。

炉芯管本体端部２９の近くには放熱用フィン２６が多数
段けである。炉芯管本体の拡管端部にはフランジ２８が
形成しである。

キャップ２１のはめ込み部はテーパ面３１になっていて
、炉芯管本体拡管端部２９の内側に挿入されている。キ
ャップのテーパ面３１の隣りにはフランジ２７が形成し
である。

炉芯管本体のフランジ２８とキャップのフランジ２７の
間にはＯ−リング等のシール材（図示せず）を設けても
よい。

第１図に示した外径２３０ｍｍ、内径２２０關、全長２
７５０　ｍｍの５ｉ−８ｉＣ質炉芯管を拡散炉にセット
して昇温実験を行った。この結果、加熱初期の常温状態
からキャップをしっかりとはめ込んでもキャップが破損
することはなかった。

次に、前述の炉芯管とフィンを設けていない従来の炉芯
管を１２００℃に加熱して、端部付近の温度分布を調べ
た。フィンは１５ｍｍのピッチで端部から２５０　ｍｍ
の地点まで設けである。その結果を第３図に示す。フィ
ンのない従来品では端部温度が２７０〜３５０℃であっ
たのに対して、本発明の実施例においては端部温度が１
７０〜１８０℃であった。

このようにフィンを設けることによって端部温度を下げ
ることができ、パイトンゴム・テフロン等のＯ−リング
を使用できることが明らかになった。

なお、本発明は前述の実施例に限定されない。炉芯管の
全体的形状は図示していないが、本発明は従来用いられ
ているすべてのタイプの炉芯管に適用可能である。また
、フィンの形状も様々なものを採用できる。

発明の効果 本発明の半導体拡散炉用炉芯管によれば、常温状態から
キャップをはめ込むことができシール性を向上できる。

また炉芯管本体との熱膨張差によるキャップの破損を防
止できる。

炉芯管本体の端部にフィンを設けた場合には、端部温度
を低下させることができ、この場合にはパイトンゴムや
テフロン等の０−リング、又は他のシール部材を用いて
シールすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による半導体拡散炉用炉芯管の実施例を
示す部分断面図、第２図は他の実施例を示す部分断面図
、第３図は実験結果を示すグラフである。 １０．２０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・半導体拡散炉用炉芯管 １２．１５，３０．３１・・・テーパ部１１．２１・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・キャップ１４
．２４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・炉
芯管本体式　理　人　　弁理士　　１）辺　　徹０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　炉芯管本体端部の内側に第１のテーパ部を形成し、キ
   ャップに第２のテーパ部を形成し、炉芯管本体端部の第
   １テーパ部の内側にキャップの第２テーパ部をはめ込む
   構成にしたことを特徴とする半導体拡散炉用炉芯管。