JPH0336721A - 熱加工炉及びその作動方法 - 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】 本発明は半導体加工装置に関し、より詳しくは、熱加工
炉（ｔｈｅｒｍａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｆｕｒｎ
ａｃｅ）内で半導体ウェーハを高温加工する装置に関す
る。

種々の熱加工装置が商業的に入手可能である。

加工サイクル中、所望の加工を行う炉内には、シリコン
又は他の種類のウェーハを収容した幾つかのボートが挿
入される。加工サイクルが完了すると１．炉からウェー
ハが取り出されかつ支持ロンドから下ろされる。これら
の挿入工程及び取り出し工程中、ウェーハが大気に曝さ
れないようにするのが好ましい。大気中に存在する酸素
、水蒸気、空気浮揚微粒子は、ウェーハと反応して、ウ
ェーハの化学的及び物理的特性に悪影響を及ぼす。つ工
−ハの挿入及び取り出しを行うための１つの非常に便利
な装置が、米国特許第４，４５９，１０４号及び第４．
５４３，０５９号に開示されており、これらの米国特許
には、装填されたウェーハボートが挿入される管状のカ
ンチレバーについての説明がある。つ工−ハは、チュー
ブにより微粒子から保護され、また、チューブを通して
不活性ガスを吹き込むことにより湿気及び空気からも保
護される。このことは、−船釣な熱加工サイクルのカン
チレバー挿入工程及び取り出し工程において特に重要で
ある。

また、管状カンチレバーによりウェーハが炉心管（ｆｕ
ｒｎａｃｅ　ｔｕｂｅ）から隔絶されるため、炉心管自
体の内部でウェーハに見出される異物（ｃｏｎｔａｍｉ
−ｎａｔｉｏｎ）　　の量も低減される。

他の重要な事項は、ウェーハに対して行われる反応その
他の加工工程が、全てのウエーノ＼について均一に行わ
れるようにすること及び各ウエーノ＼の表面に対して均
一に行われるようにすることである。これ迄にも、炉の
設計について種々の変遷がなされており、炉心管を通る
反応ガスの流れを均一にし、異物が反応管内に流入して
ウエーノ＼に悪影響を及ぼすことを防止し、かつ炉に供
給されるガスを効率良く除去できるようになっている。

従来は、酸化チューブ（半導体ウエーノ＼を加工する上
記炉心管のようなチューブ）は、入口ボートが９０″の
角度をなして配置されている（すなわち、酸化チューブ
の端部において、側壁が酸化チューブの軸線に対して垂
直に配置されている）。

他の構成では、入口ボートと酸化チューブとの間に、不
完全な半球形セクションが用いられている。

いずれの構成においても、ガス入口と酸化チューブの主
要部との間の移行セクションは、かなり急激に変化する
幾何学的形状を有している。これらの急変する幾何学的
形状により、酸化チューブの入口領域には再循環ガスセ
ルが発生する。また、急変する幾何学的形状により生し
るガス流れ特性をもつ酸化チューブのパージングを行う
ことは非常に困難であり、作業に長時間を要すると共に
多量のパージングガスが必要になる。その上、パージン
グが不完全になるため、酸化被膜の成長速度及び組成の
均一性に悪影響が及び、従って、装置の生産性の低下を
招いている。

本発明の一実施例によれば、半導体ウェーハ等の高温加
工に使用する管状炉の、反応体すなわち不活性ガスが炉
心管に流入するガス入口すなわちノズルが円錐状に形成
されている。この円錐状のノズルにより、より高速のガ
ス流及びストリームラインを生じさせ、再循環セルの形
成を無くすか最小限にすることができる。この形状（円
錐状）にすることにより、炉心管のパージングに使用す
るガス量を低減でき、完全なパージングを行うのに要す
る時間も短縮される。このように、より高速のパージン
グにより行われるプロセス工程のオーバーラツプが短縮
されるため、プロセス制御の完全性及びプロセスの再現
性を高めることができる。また、この高速パージングの
特徴により、いかなる加工工程においても、反応装置内
への周囲の空気（大気）の侵入及び滞留時間が低減され
る。

本発明の新規な特徴は、特許請求の範囲に記載した通り
である。しかしながら、本発明自体、並びに本発明の特
徴及び利点は、添付図面に関連して以下に述べる本発明
の管状カンナレバー装置の特定の実施例についての詳細
な説明により理解されるであろう。

添付図面及び以下の説明は、特に、ウェーハを支持する
管状カンチレバーを備えた本発明の炉の一実施例に関す
るものであるが、本発明の円錐状入口は、当業者に知ら
れている他の任意の熱加工炉についても使用できるもの
である。

第１図、第２図及び第３図には、本発明の一実施例の特
徴に従って構成された半導体ウェーハの加工炉が示され
ている。この組立体（炉）は、拡散炉１２の円筒状開口
部１１の内部に配置された長い円筒状の石英炉心管１０
を有している。拡散炉１２は抵抗形のヒータエレメント
１３を有しており、該ヒータエレメント１３は、例えば
、拡散、ＬＰＣＶＤ（ｌｏｗ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ　ｖａｐｏｒ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ。

低圧ＣＶＤ）、酸化′＋ｙＪ戒長、成長−リング等の幾
つかの半導体製造工程を行う約８（１０〜１，１５０℃
の高温レベルに炉内温度を上昇させる機能を有している
。炉心管１０の一端における入口１５には、反応体又は
不活性ガスの源１４が連結されていて、作動サイクルの
各時点において炉心管１０内に所望の雰囲気を作り出す
ことができるようになっている。この実施例による装置
は直径６！ン（約１５．２ｃｍ）のシリコンウェーハを
収容するためのものであるから、炉心管１０は約１（１
９）ン（約２５．４ｃｍ）の直径を有しているが、装置
の意図する用途に従って、特定サイズの直径を選択する
ことができる。

石英製の管状カンチレバー１６により多数のシリコンウ
ェーハ１７が保持されており、このチューブ（カンチレ
バー）１６は、ウェーハの装填（ローディング〉又は取
り出しくアンローディング）を行うための第１図に示す
ような炉の外に出た位置、又は高温の炉作業を行うため
の第２図に示すような炉内の位置に移動することができ
る。この第２図の位置は、長時間に亘って炉装置のアイ
ドリングを行うのにも使用されるが、その場合にはウェ
ーハ１７が装填されることはない。管状カンチレバー１
６は、摺動自在のドーリ２０によりトラック１９上に取
り付けられた固定具■８により、その外端部が支持され
ている。管状カンチレバー１６及びトラック機構の構造
は、前述の米国特許第４，４５９．１０４号及び第４．
５４３．０５９号に開示されている。

管状カンチレバー１６が第２図に示すように炉内にある
とき、入口１５からのガスの流れは、矢印で示すように
、チューブ（カンチレバー）１６を通って左から右へと
流れ、意図する反応又は蒸着を行うための所望の雰囲気
を作り出すことができるようになっている。このガスの
組成は、通常のプラクティスに従って、ガス源１４によ
り選択される。カンチレバー１６内でウェーハ１７の両
側にはバッフル２１が配置されている。これらのバッフ
ル２１は、熱損失を低減させ、反応体を充分に混合する
と同時に、反応体ガスが自由に流れ得るようにしている
。図面には特定の実施例が示されているが、当業者には
他の多くのバッフル構造が知られており、それらのパン
フル構造を採用することもできる。使用済みガスすなわ
ち排出ガスはスカベンジャボックス２２内に収集される
。

スカベンジャボックスの出口２３は大気圧以下の圧力に
維持されているため、流出反応体ガス（ｅｆｆｌｕｅｎ
ｔ　ｒｅａｃｔａｎｔ　ｇａｓｅｓ）は、炉の外部の大
気中に漏洩することなく、スカベンジャボックス２２内
に吸引される。カンチレバー１６が第１図に示すように
最外方位置にあるとき、炉の端面は開放されており、こ
のため、大気は、矢印２４で示すように管状炉内に流入
することができる。また、スカベンジャボックス２２は
、この大気又はガスをスカベンジャボックス２２内に吸
引して、大気又はガスが炉心管１０に到達しないように
出口２３から排出させる機能も有している。しかしなが
ら、大気は、反応性があることは別にして、高レベルの
微粒子や異物を含有しているため、スカベンジャボック
ス２２の上記のような機能は好ましいものではない。す
なわち、空気が炉心管１０内に流入することは、いかな
るときでも防止しなくてはならない。

本件出願人に係る係属中の米国特許出願第３７２゜６６
３号（Ｄｉｇｉｔａｌ　８９−０２０４）に記載されて
いるように、炉心管ＩＯから（又はカンチレバー１６の
内部から）スカベンジャボックス２２内に流入するガス
の流れは、半径方向に対称的にすることが重要である。

この目的のため、第４図に詳細に示すように、２つの円
筒状リングすなわちバンド（これらの両バンドは約４！
ン（約１０ｃｍ）の間隔を隔てて配置されている）には
、ガスが流れることができる開口部２５が、対称的な列
をなして配置されている。一実施例においては、これら
の２つのバンドの各々に８個の開口部２５が配列されて
おり、従って全部で１６個の開口部２５が設けられてい
る。これらの開口部２５の数、サイズ及び間隔等は、炉
の特定のサイズ、ガス流量等に基づいて定められる。開
口部２５は、スカベンジャボックス２２の石英製の円筒
状のインナーライナ２２ａに形成される。ステンレス鋼
製のチューブは、排出される塩素含有薬品による腐食を
受け易く、従って、異物による汚染の心配が生じるけれ
ども、この部分が石英で作られているという事実により
、異物をかなり低減させることができる。スカベンジャ
ボックス２２の端部はシールして、ガスが開口部２５以
外のあらゆるチャンネルを通ってスカベンジャボックス
２２から出ることを防止しなければならない。

再び第１図を参照すると、管状カンチレバー１６の外端
部には、該カンチレバー１６の延長部として作用する石
英製の円筒状セクション２６が設けられており、該セク
ション２６はｌ対のフランジ２７を備えている。また、
このセクション２６は、第５図の断面図にも示すように
、対称的に配置された多数の開口部２日を有しており、
これらの開口部２８は、スカベンジャボックス２２の２
列の開口部２５と協働して、半径方向に対称的な排出ガ
スの流れを形成する働きをする。例示の実施例には４つ
の開口部２８が示されているが、これらの開口部２８の
特定の数、サイズ及び形状、すなわちバンドやリングの
数は、上記ファクタに基づいて定められる。第２図又は
第５図に示すように、炉１２内に管状カンチレバー１６
が設けられている場合には、端セクション（円筒状セク
ション）２６の開口部２８は、スカベンジャボックス２
２の開口部２５同士のほぼ中間において軸線方向に配置
されている。

本願と同時に出願した本件出願人による係属中の特許出
願第３７２．６６９号（Ｄｉｇｉｔａｌ　８９−０２０
５）における発明の特徴によれば、炉心管１０の端部を
包囲するように対称的なマニホルドカラー３０が配置さ
れており、該マニホルドカラー３０は、窒素ガスのよう
な不活性ガスを矢印３１で示すように対称的に噴射する
ようになっている。この不活性ガスの噴射は、カンチレ
バー１６が第１図に示すように最外方位置にあるとき、
又は第２図の位置に（又は第２図の位置から）移動され
るときにのみ行われる。第６図に示すような一実施例に
よれば、カラー３０は２つのセクション３０ａ　、　３
０ｂに分割されており、これらの両セクション３０ａ、
３０ｂはヒンジ状連結部３２の回りで回転できるように
なっている。すなわち、カラー３０は掃除のために炉心
管１０から取り外す必要があるため、該カラー３０の両
半部３０ａ、３０ｂは、取付は及び取外しを容易にする
ため開き得るようになっているのである。カラー３０の
各半部３０ａ　、３０ｂは、ステンレス鋼製の中空の半
円筒状セクションからなり、内部チャンバ３３を有して
いる。内部チャンバ３３内には入口３４から不活性ガス
が強制約に送り込まれる。また、各半部３０ａ　、　３
０ｂは多数のノズルすなわち孔３５を有しており、これ
らの孔３５は、矢印３１で示すように、内方に突出する
窒素カーテンを形成するようになっている。

また、カラーの半部３０ａ、３０ｂは、ステンレス鋼以
外の材料、例えばシリコン、炭化ケイ素又は石英等の材
料で作ることもできる。また、カラー３０は、不活性ガ
スの噴射が行える２つの箇所を備えた一体構造で構成す
ることができる。所望の不活性ガスカーテンを形成する
のに必要なガスの体積は、特定の適用例における炉の種
々の寸法に基づいて定められるが、例示の実施例におい
ては、数百ｌ７分の不活性ガスが２つの入口３４に流入
するようになっている。開口部（ノズル）３５から出る
不活性ガス例えば窒素は、バリヤすなわちカーテンを形
成し、このカーテンは２組の開口部２５を通してスカベ
ンジャボックス２２により吸引される。また、このとき
、不活性ガスは、入口１５から炉心管１０を通して強制
的に供給されるため、炉心管１０の内部の圧力は、大気
圧及びスカベンジャボックス２２内の圧力よりも高くな
る。カーテン効果と相俟って、これらの圧力差により、
矢印２４により示される流入大気が炉心管１０の内部に
到達することはなく、スカベンジャボックス２２により
無害に吸い出される。

本発明の第１の特徴によれば、ガス入口１５とウェーハ
を入れる炉心管１０の円筒状本体との間における石英製
の炉心管１０の内端部の形状は、円錐のような形状４０
になっている。この形状のため、不活性ガスの噴射点く
噴射位置）の近くでの再循環ガスセル（ｒｅｃｉｒｃｕ
ｌａｔｉｎｇ　ｇａｓ　ｃｅｌｌｓ）４１の形成が抑制
される。再循環ガスセル４１は、第８図多こ示すように
、入口１５が直接円筒状の炉心管１０に直接通じている
ときに形成される。すなわち、第８図に示す炉心管の入
口の鋭いコーナを通るガスの流れによって、再循環ガス
セル４１が形成され（これらの再循環ガスセルは、円筒
状反応装置の壁に近接して形成される）、このため、成
るガス流から他のガス流に変わるときに、炉心管のパー
ジングを行うのが困難になる。流入ガスの速度の急激な
変化は、炉心管１０の横断面積Ａ！に対する入口１５の
横断面積ＡＩを比較することにより表すことができる。

すなわち、ガスの流量については、Ａ、・Ｖｌ　＝Ａ！
　　・ｖ２の関係があるから、面積Ａ２が面積Ａ１の１
（１０倍であるときには、入口１５内の流速Ｖｌは、炉
心管１０内の流速■２の１（１０倍になる。速度（流速
）のこの急激な変化、並びに、圧力差による物理的形状
及び体積の急激な変化により、再循環ガスセル４１が形
成される。また、ウェーハ１７の酸化に炉１２を使用す
るとき、酸化前期間（ｐｒｅ−ｏｘｔｄａ−ｔｉｏｎ　
１ｎｔｅｒｖａｌ）から酸化工程に移行するとき、又は
酸化期間から酸化後工程（ｐｏｓｔ−ｏｘｉｄａｔｉｏ
ｎ　５ｔｅｐ）に移行する場合に、円錐状部分４０の優
れたパージ能力により、プロセスガスのオーバーラツプ
時間が短縮される。他の前作業により定められているよ
うに、流入する反応体ガスの再循環セルを抑制できる最
適形状は、流れの理論的な流線の方向にノズルの側壁の
曲率を増大させることにより得ることができる。

第１図に示すように、好ましい実施例における円錐状部
分４０は、軸線方向の長さｒｃＪを有しており、この長
さｒｃＪは、少なくとも炉心管１０の直径よりも大きい
。より詳しくは、一実施例において、炉心管１０の直径
が１０ｉン（約２５ｃｍ）であるとき、長さｒｃＪは約
１２＞’（約３０ｃｍ）である。好ましい実施例におい
ては、円錐状部分４０の壁と炉心管ｌＯの軸線との間の
角度は、３０＠以下である。円錐状部分４０の形状は、
第１図に示すように、石英チューブ（炉心管）１０自体
を所望の形状に成形することにより得ることができるが
、別の方法として第９図に示すように、炉心管１０自体
は平らな端部４４を備えた円筒状のものを用い、これに
石英又は他の材料からなる充填材４５を付加して、ガス
を最適に流すのに必要な円錐状の形状を創出してもよい
。

石英製の炉心管】０自体の外形は、円筒状の方が破壊に
対して強いという機械的な見地から、第１図に示すよう
な円錐状部分４０をもつものよりも、第９図に示すよう
な円筒状のものにするのが好ましい。また、熱的な見地
からは、炉心管１０のノズル端部を断熱材で包み、炉の
後部からの熱損失を最小限にするのが一般的なプラクテ
ィスである。この場合にも、断熱材で包むのに、円筒状
チューブの方が、円錐状部分４０を含むチューブよりも
、作業が容易に行えかつ熱効率も優れている。また、殆
どの炉は円筒状の炉心管を使用するものとして構成され
ていることから、第１図に示す炉心管よりも第９図に示
す形状の炉心管の方が、現行の炉装置に対する整合性は
大きい。

しかしながら、第９図に示すノズルを製造するにはかな
りの労力を要し、かつチューブ内の空間を有効に充填し
て円錐状にするには、充填材４５としての多量の石英材
料が必要になる。また、そのようにして製造された炉心
管は、マスが大きくて熱消散源として作用するか、或い
は少なくとも熱慣性を創出するものとなる。炉心管１０
の円錐状ノズルに関する別の構造が第１０図に示されて
いる。第１０図の例では、炉心管１０がその端部に至る
まで全て円筒状に形成されているが、円錐状のインサー
ト４６が設けられていて、第１図又は第９図の炉心管と
同じ円錐状の内部形状を創出している。この第１０図の
例では、インサート４６と入口１５とが一体に形成され
ているが、中空で環状の内部チャンバ４７が残された構
造になっている。この構造は、第９図の実施例に比べ、
充填材４５が不要なために非常に軽量であり、容易に構
成でき、かつ第９図の例のように大きな熱消散や熱慣性
を有しないものである。円筒状チューブ（炉心管）１０
の端片４８は、入口１５に結合されることなく、従って
環状開口部４９が残されるようにして、チャンバ４７が
密封されないように構成するのが好ましい。チャンバ４
７を密封すると、該チャンバ４７内のガスが膨張して炉
心管１０にクランクを発生させる原因になる。また、開
口部４９の大きさは、炉心管１０が取り出されて、従来
のチューブエッチ−？　−（ｔｕｂｅ　ｅｔｃｈｅｒ）
内で洗浄されるときに、洗浄液を排出できるように充分
大きなものにする。開口部４９を残さない場合、すなわ
ち端片４８を入口１５まで延ばしてお（場合には、チャ
ンバ４７が密封されてしまうため、炉心管１０の製造時
にチャンバ４７を減圧して真空にしておく。

下記の表Ａには、第１図及び第２図に関連して説明した
炉心管１０の一般的な作動シーケンス（作動順序）が示
されている。この装置には３つのガス源がある。第１の
ガス源は、供給源１４から入口１５を介して炉心管１０
内に導入される不活性ガスすなわち反応体ガスであり、
第２のガス源は、ウェーハの装填、アイドリング時又は
冷却時にウェーハを汚染する虞れのある周囲のガスが管
状カンチレバー１６内に流入しないように、カンチレバ
ー１６の外端部に設けられた入口１５に導入される不活
性ガスであり（もちろん、前述のように、別体のカンチ
レバー１６を使用しなし）場合には、ガス入口５０は省
略されている）、第３のガス源は、カラー３０の入口３
４を通して導入される不活性ガスのカーテンである。表
Ａには、炉のアイドリング状態が、第２図に示すように
カンチレバー１６が炉内にあるときに行われ、かつチッ
ソ（Ｎ２）が炉心管１０の入口１５を通って導入される
ものと想定したときに、３つのガス源から３つのガスを
供給する順序が示されている。この表Ａにおいて、作動
期間とは、管状カンチレバー１６の移動をいう。

表　　　Ａ 工程　時間　チュー　カーテ　カンナ　作動（分）ブ（
Ｎ２）ン（Ｎ２）　　レバー（Ｎ２） ０　　　−−−　　　Ｙｅｓ　　　　Ｎｏ　　　　　Ｎ
ｏ　　　アイドル１　　２０　　　Ｙｅｓ　　　Ｙｅｓ
　　　　Ｙｅｓ　　取り出しくプルアウト） （この時点で、製品ウェーハ１７をボートに装填し、該
ポートを管状カンチレバー内に挿入する）２　　２０　
　　Ｙｅｓ　　　Ｙｅｓ　　　　Ｙｅｓ　　パージ３　
　２０　　　Ｙｅｓ　　　’ｉｅｓ　　　　Ｙｅｓ　　
装填（ブツシュイン〉 ４　　３０　　　Ｙｅｓ　　　Ｎｏ　　　　Ｎｏ　　温
度上昇速度を上げる ５　　　１０　　Ｎｏ（酸素）　　Ｎｏ　　　　Ｎｏ　
　　酸化表　　　Ａ　（続き） ６　　３０　　　Ｙｅｓ　　　Ｎｏ　　　　Ｎｏ　　　
アニール７　　４０　　　Ｙｅｓ　　　Ｎｏ　　　　Ｎ
ｏ　　温度上昇速度を下げる ８　　　２０　　　Ｙｅｓ　　　Ｙｅｓ　　　　Ｙｅｓ
　　取り出しくプルアウト） （この時点で、管状カンチレバー１６から製品ウェーハ
を取り出す） ９　　２０　　　Ｙｅｓ　　　Ｙｅｓ　　　　Ｙｅｓ　
　装填（ブツシュイン） １０　　−−−　　　Ｙｅｓ　　　　Ｎｏ　　　　　Ｎ
ｏ　　　アイドル以上、本発明の特定の実施例について
説明したが、上記説明は限定的なものであると解釈すべ
きではない。当業者には、上記記載に基づいて、本発明
について種々の変更を施すことができるであろうが、そ
のような全ての変更は本発明の範囲に含まれるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の特徴を具現化した管状カンチレバー
を備えた常圧熱加工炉を断面した側面図であり、カンチ
レバーが炉の外に出されている状態を示すものである。 第２図は、第１図の炉を断面した側面図であり、カンチ
レバーが炉内にあるところを示すものである。 第３図は、第２図の３−３線に沿う、第２図の炉の断面
図である。 第４図は、第１図及び第２図の炉のスカベンジャボック
スの断面図である。 第５図は、第２図の５−５線に沿う、第１図、第２図及
び第４図のスカベンジャボックスの断面図である。 第６図は、第１図の６−６線に沿う、第１図及び第２図
の環状のカラー状マニホルドの断面図である。 第７図は、第６図の７−７線に沿う、第１図、第２図及
び第６図のカラーの断面図である。 第８図は、従来技術による炉心管のガス入口ノズルを断
面して示す側面図である。 第９図は、本発明の別の槽底による炉心管のガス入口ノ
ズルを断面して示す側面図である。 第１０図は、本発明の更に別の構成による炉心管のガス
入口ノズルを断面して示す側面図である。 ０ ４ ６ ７ １ ２ ２ ５ ２ ５ ７ ９ ・・・炉心管、　　　　１２・・・拡散炉、・・・反応
体源（不活性ガス源〉、 ・・・管状カンチレバー ・・・シリコンウェーハ、 ・・・バソフル、 ・・・スカベンジャボックス、 ａ・・・インナーライチ、 ・・・開口部、　　　　　３０・・・マニホルドカラー
・・・ヒンジ連結部、　３３・・・内部チャンバ、・・
・ノズル（孔）、　　４６・・・インサート、・・・内
部チャンバ、　４８・・・端片、・・・環状開口部。 ＦＩＧ、　　４ −１ ＦＩＧ。

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. （１）ａ）加工すべき物品を受け入れる一端が開放した
   長い円筒状チャンバを備えた炉心管と、ｂ）前記円筒状
   チャンバの他端に反応体ガス及び／又は不活性ガスを導
   入する入口とを有しており、該入口が、該入口の直径か
   ら前記炉心管の直径までの円滑な移行部を形成する実質
   的に円錐状をなす部分を備えていて、再循環ガスセルの
   発生を最小限にできるように構成したことを特徴とする
   熱加工炉。
2. （２）半導体ウェーハを囲む円筒状のチューブを備えた
   カンチレバー手段を有していることを特徴とする請求項
   １に記載の熱加工炉。
3. （３）前記炉心管が円筒状の石英炉心管であり、前記入
   口が前記炉心管と一体の部分であることを特徴とする請
   求項１に記載の熱加工炉。
4. （４）前記円錐状部分の軸線方向長さが、前記炉心管の
   直径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の熱
   加工炉。
5. （５）前記炉心管が、前記一端からほぼ前記入口の位置
   まで、実質的に一定の外径をもつ円筒状をなしているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の熱加工炉。
6. （６）半導体ウェーハに高温加工を施す炉において、ａ
   ）半導体ウェーハを受け入れる一端が開放した長い円筒
   状の加熱チャンバを備えた炉心管と、 ｂ）前記半導体ウェーハを支持するカンチレバー手段と
   を有しており、該カンチレバー手段の外端部には支持手
   段が設けられていて、該支持手段が、前記加工を施すべ
   く前記半導体ウェーハを軸線方向に移動させて前記加熱
   チャンバ内に入れかつ前記半導体ウェーハの装填及び取
   り出しを行うべく前記加熱チャンバから取り出すように
   なっており、 ｃ）前記円筒状チャンバの他端に反応体ガス及び／又は
   不活性ガスを導入する入口を更に有しており、該入口が
   、該入口の直径から前記炉心管の直径までの円滑な移行
   部を形成する実質的に円錐状をなす部分を備えていて、
   再循環ガスセルの発生を最小限にできるように構成した
   ことを特徴とする半導体ウェーハに高温加工を施す炉。
7. （７）前記カンチレバー手段が、前記半導体ウェーハを
   囲む円筒状のチューブを備えていることを特徴とする請
   求項６に記載の炉。
8. （８）前記炉心管が円筒状の石英炉心管であり、前記入
   口が前記炉心管と一体の部分であることを特徴とする請
   求項７に記載の炉。
9. （９）前記円錐状部分の軸線方向長さが、前記炉心管の
   直径よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の炉
   。
10. （１０）前記炉心管が、前記一端からほぼ前記入口の位
    置まで、実質的に一定の外径をもつ円筒状をなしている
    ことを特徴とする請求項６に記載の炉。
11. （１１）熱加工炉を作動する方法において、ａ）加工す
    べき複数のウェーハを、炉心管の一端に装填し、 ｂ）前記炉心管の他端に反応体ガス及び／又は不活性ガ
    スを導入し、 ｃ）前記ガスを、前記入口から前記炉心管内へと、徐々
    に直径が増大するようにして流し、前記導入工程により
    生じる滞留ガスセルの形成を最小限にすることを特徴と
    する熱加工炉の作動方法。
12. （１２）前記炉心管が円筒状の石英炉心管であり、前記
    入口が前記炉心管と一体の部分であることを特徴とする
    請求項１１に記載の方法。
13. （１３）前記入口が、前記炉心管の直径よりも大きい軸
    線方向長さをもつ円錐状部分を備えていることを特徴と
    する請求項１１に記載の方法。
14. （１４）前記炉心管が、前記一端からほぼ前記入口の位
    置まで、実質的に一定の外径をもつ円筒状をなしている
    ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
15. （１５）半導体ウェーハに高温加工を施すカンチレバー
    形管状炉を作動する方法において、 ａ）複数の半導体ウェーハを管状カンチレバー内に装填
    し、前記加工を施すべく、前記管状炉から間隔を隔てた
    装填位置から該管状炉内の作業位置まで、前記管状炉の
    一端内へと軸線方向に移動できるように、前記管状カン
    チレバーを外端部で支持し、 ｃ）前記管状カンチレバーが前記作業位置にあるときに
    、前記管状炉の他端内に、入口を介して反応体ガス及び
    ／又は不活性ガスを導入し、ｄ）前記ガスを、前記入口
    から前記炉心管内へと、徐々に直径が増大するようにし
    て流し、前記導入工程により生じる滞留ガスセル及び渦
    流の形成を最小限にすることを特徴とする半導体ウェー
    ハに高温加工を施すカンチレバー形管状炉を作動する方
    法。
16. （１６）前記管状炉が円筒状の石英炉心管であり、前記
    入口が前記管状炉と一体の部分であることを特徴とする
    請求項１５に記載の方法。
17. （１７）前記入口が、前記炉心管の直径よりも大きい軸
    線方向長さをもつ円錐状部分を備えていることを特徴と
    する請求項１５に記載の方法。
18. （１８）前記管状炉が、前記一端からほぼ前記入口の位
    置まで、実質的に一定の外径をもつ円筒状をなしている
    ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
19. （１９）円筒状炉心管用のガス入口において、ａ）前記
    円筒状炉心管の一端に配置された不活性ガス又は反応体
    ガスの供給源に連結された入口チューブを有しており、
    該入口チューブが、前記円筒状炉心管と軸線方向に整合
    しておりかつ前記炉心管の直径よりも非常に小さな直径
    を有しており、 ｂ）前記入口チューブを前記円筒状炉心管の内壁に連結
    する円錐状のノズルを更に有しており、該円錐状ノズル
    が、前記入口チューブから前記炉心管の内部まで、入口
    ガスの円滑な移行部を形成していることを特徴とする円
    筒状炉心管用のガス入口。
20. （２０）前記円錐状ノズル及び前記円筒状炉心管が、ほ
    ぼ同じ壁厚をもつ石英で構成されていることを特徴とす
    る請求項１９に記載のガス入口。
21. （２１）前記円錐状ノズルが、少なくとも前記炉心管の
    直径と同程度の大きさの軸線方向長さを有していること
    を特徴とする請求項１９に記載のガス入口。
22. （２２）前記入口チューブ、前記炉心管及び前記円錐状
    ノズルが一体に連結されておりかつ石英で構成されてい
    ることを特徴とする請求項２１に記載のガス入口。