JPH03291917A - 熱処理装置 - 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】 【発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は熱処理装置に関する。

（従来の技術） 加熱炉の炉口近くに設けられたプロセスチューブのシー
ル部に弾性部材からなる０リングを用い、この０リング
が設けられているフランジ部を水冷し、さらに０リング
と当接するプロセスチューブ部分を水冷された別のフラ
ンジで被うものとして、実開平１−１２２０６４号公報
がある。

また、０リングが当接するプロセスチューブの内側に水
冷された蓋体の凸部が上記０リングを被う如く構成した
ものとして実開昭６２−９２６３５号公報がある。

（発明が解決しようとする課題） 前者の文献の技術は、弾性部材からなり通常耐熱が２０
０℃であるＯリングの熱を水冷されたフランジで冷却し
ている。しかし例えば１０００℃等の高温に加熱する場
合Ｏリングは熱伝導が悪いため水冷されたフランジ部と
接触する０リング部分は例えば５０℃と低温に保たれる
が、加熱炉から輻射光が石英からなるプロセスチューブ
を透過しプロセスチューブと接触する側の０リング部分
は２００℃以上の高温に加熱され、この高温の０リング
部分が溶けてしまい十分なシール効果を得ることができ
ないので、上記Ｏリングシール部を加熱炉から離す必要
があり熱処理装置が大型化するという改善点を有する。

後者の技術はプロセスチューブの内側に水冷された蓋体
の凸部が挿入されているため０リングの冷却効果は十分
得られるが、プロセスチューブ内に例えば５０℃前後に
冷却された上記蓋体の凸部が設置されているため、成膜
処理するためのプロセスガスが上記蓋体の凸部が冷やさ
れる。従って、例えばＣＶＤで成膜するプロセスにおい
てＳｉＨ，Ｃｊｌ、とＮＨ，ガスをプロセスチューブに
導入すると、上記蓋体の凸部は温度が低いため剥離しや
すい膜が付着し、成膜厚の増加にともない剥離し浮遊し
て被処理体であるウェハに付着し半導体の不良が発生す
るという改善点を有する。

この発明は上記点に鑑みなされたもので、容器のシール
部に設けられた環状弾性部材が所定以上の温度になるこ
とを防止し、また容器内壁に剥離しやすい反応生成分が
付着することを防止することのできる熱処理装置を提供
することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） この発明は加熱炉内に、所定の圧力に排気される容器を
設け、この容器のシール部に環状弾性部材からなるシー
ル部材を設け、 このシール部材に上記加熱炉から照射される輻射光を減
少する如く遮熱部材を設けたものである。

（作用） この発明は加熱炉の容器シール部に設けた環状弾性部材
に上記加熱炉からの輻射光を減少する如く遮熱部材を上
記容器のシール部内側に設けたため、上記環状弾性部材
が所定以上の高い温度になることがなく、プロセスチュ
ーブが高温においても十分なシール効果を得ることがで
きる。また上記遮熱部材は水冷等で直接冷却されていな
いため、この遮熱部材を設けてもＣＶＤにより成膜を行
った場合剥離しやすい膜が成膜されることがなく、もっ
て半導体素子の不良を防止できる。

（実施例） 以下本実施例装置を縦型ＣＶＤ装置に適用した一実施例
について図面を参照して具体的に説明する。

円筒状で下端が開放されたプロセスチューブ１゜は耐熱
性材料例えば石英チューブがらなり、このプロセスチュ
ーブ１０の下端部に環状凸部１２が設けられ、この環状
凸部１２とシール部を形成するフランジ２２を有する例
えばステンレススチールからなるマニホールド２０を上
記プロセスチューブ１０の下端に設けている。

このプロセスチューブ１０の周囲にはこのチューブ１０
を囲繞する如く同軸的に発熱部５を有する筒状ヒータ６
例えば抵抗加熱型ヒータが設けられ、プロセスチューブ
１０を所定の熱処理温度、例えば５００〜１２００℃の
範囲で適宜設定可能としている。

また、シール部を形成する環状弾性部材からなる例えば
Ｏリング３０は上記マニホールド２ｏの環状溝部２４に
収容され、上記プロセスチューブ１０の環状凸部１２と
当接しプロセスチューブ１０内を気密に封止可能として
いる。

上記マニホールド２０の一端に処理ガスが供給されるガ
ス導入管２５を連結し、他端側に図示しない真空ポンプ
に接続される排気管２６を設は上記プロセスチューブ１
０内を真空排気可能とし、上記フランジ２２には水冷却
２３を設けている。

そして上記マニホールド２０は耐熱性材料例えば石英か
らなるインナーチューブ１４を上記プロセスチューブ１
０内に同軸的に挿入保持し、上記Ｏリング３０の位置す
るプロセスチューブ１０とマニホールド２０の内側に輻
射光を遮閉もしくは減少させる部材で非金属の例えばＳ
ｉＣもしくは石英の表面にＳｉＣをコーティングしたも
のからなる高さ２００ｍｍの環状遮熱部材４０を嵌入保
持している。

上記プロセスチューブ１０には被処理体として多数枚の
ウェハ１５を所定の間隔を設けて水平に収納する石英製
ボード１６を設け、このボート１６は石英製の保持台１
７に載置し、この保持台１７を蓋体３２上に載置し、こ
の蓋体３２は昇降機構３４により上下移動することがで
き、ウェハ１５をプロセスチューブ１０内の所定の均熱
領域に搬入搬出するようにしている。　次に前記実施例
装置の作用について説明する。

ガス導入管２５から所定量の処理ガスを供給し、排気管
２６を図示しない真空ポンプにより真空排気し、プロセ
スチューブ１０内を所定の圧力例えば０　、５Ｔｏｒｒ
にする。

ヒータ６により加熱を行いプロセスチューブ１０内を所
定の温度例えば１０００℃になるようにする。

熱の伝達には、伝導、対流、輻射の３要素があるが、一
般の工業炉においては６００℃以上は輻射によって主に
熱の伝達が行われることは広く知られている。

・又、石英からなるプロセスチューブ１０、インナーチ
ューブ１４．保持台１７はヒータ６から照射される領域
の波長において、輻射光はほとんど透過してしまう。

しかし上記遮熱部材４０はヒータ６からの輻射光を遮閉
吸収し約５００℃の温度になる。

従って０リング３０はヒータ６からの直接の輻射光によ
り加熱されることはないが、上記加熱された遮熱部材４
０から発生する輻射光とプロセスチューブ１０からの熱
伝導により加熱されるが２００℃以上の温度になること
はない。

上記遮熱部材４０は水冷されたマニホールド２０に設け
られており水冷却２３の水冷流量や水温をコントロール
することにより、遮熱部材４０の温度をコントロールす
ること、および０リング３０の冷却を合せて行うことが
できる。このようにして０リング３０を所定の２００℃
以下の温度に保つとともに、遮熱部材４０の温度も剥離
しやすい膜が付着しないような例えば１２０℃以上に保
つことができる。

また、上記水冷部２３による水冷効果はＯリング３０の
冷却だけでなくマニホールド２０全体を冷却するので、
このマニホールド２０に剥離しやすい不用な反応生成物
が付着しない１２０℃以上の温度で、マニホールド２０
に使用しているステンレススチールが処理ガスである５
ｉｎ２ＣＱ、により腐食されにくい３００℃以下の温度
範囲にするように、上記水冷部２３の水冷流量や水温を
コントロールすることが望ましい。

また他の実施例として第２図に示すようなものがある。

前記第１図の実施例と同一部分には同一番号を付し説明
を省略する。

プロセスチューブ１０の外周側面にシール部を形成する
０リング３０を設け、このＯリング３０にヒータ６から
照射される輻射光を減少する如く遮熱部材４０を設けて
もよい また他の実施例として第３図に示すようなものがある。

前記第１図の実施例と同一部分には同一番号を付し説明
を省略する。

プロセスチューブ１０の開口端は上記遮熱部材４０と同
じ材料からなる遮熱部材１１と気密に接続され一体に構
成されている。従って上記遮熱部材１１によりヒータ６
から照射される輻射光を減少することができる。

また第４図の如く０リング３０の周囲に熱伝導率が高く
、輻射熱を反射する被覆部材３１例えば金や銀やアルミ
ニウム等をコーティングしてもよい。

上記の如き部材３１は熱伝導率が高いためマニホールド
２０を冷却すれば容易にＯリング３０全体を冷却するこ
とができるし、また上記の如き部材３１はヒータ６の輻
射光を反射するため０リング３０は従来の如く加熱され
ることがないので遮熱部材４０を設けると同等もしくは
それ以上の効果を得ることができる。

尚、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば遮熱部材を構成する材料としては必ずしもＳｉＣ
に限らすＡ２□０．やＳｉＮ等３００℃以上の高温雰囲
気や、ＨＣ４や５ｉＨ２ＣＱ□等のガス雰囲気で腐食さ
れたり不純物を発生しない材料であればどのようなもの
でもよい。

また、実施例ではインナーチューブを用いた２重管構造
としたが１重管や３重管構造でもよい。

また遮熱部材の長さは、環状弾性部材が加熱部からの輻
射光により直接照射されなければどのような長さとして
もよい、遮熱部材の形状は円筒形に限らずプロセスチュ
ーブの形状に合せて実質上の遮熱効果が得られればどの
ような形状でもよい。

また、遮熱部材を用いずにインナーチューブをＳｉＣと
して実質的にインナーチューブを遮熱部材式りに用いて
もよい。

また、本発明は縦型炉に限らず横型炉にも適用できるし
、ＣＶＤ装置に限らず酸化、拡散装置やその地熱処理装
置にも適用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば容器のシール部に
設けられた環状弾性部材が所定以上の温度になることを
防止できるので熱処理装置を大型化することなく真空シ
ールすることができ、また容器内部を冷却していないた
め容器内壁に剥離しやすい膜が付着することを防止する
ことができるので半導体素子の不良も低下できるという
顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を縦型熱処理装置に適用した一実施例の
説明図、第２ＴＲ１第３図は他の実施例の説明図、第４
図は被覆部材で表面コーティングされた０リングの説明
図である。 ６・・・ヒータ　　　　　　１０・・・プロセスチュー
ブ１５・・・ウェハ　　　　　　１６・・・ボート２０
・・・マニホールド　　　２３・・・水冷却３０・・・
０リング　　　　　４０・・・遮熱部材第 図 第 第 第 図 ０ ３１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　加熱炉内に、所定の圧力に排気される容器を設け、こ
   の容器のシール部に、環状弾性部材からなるシール部材
   を設け、このシール部材に上記加熱炉から照射される輻
   射光を減少する如く遮熱部材を設けたことを特徴とする
   熱処理装置。