JPH0378226A - Vertical heat-treating furnace - Google Patents

Vertical heat-treating furnace

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Publication number
JPH0378226A
JPH0378226A JP21459989A JP21459989A JPH0378226A JP H0378226 A JPH0378226 A JP H0378226A JP 21459989 A JP21459989 A JP 21459989A JP 21459989 A JP21459989 A JP 21459989A JP H0378226 A JPH0378226 A JP H0378226A
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JP
Japan
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heat treatment
tube
core tube
heat
gas
Prior art date
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Application number
JP21459989A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Morishima
森島 和宏
Yuichi Sakai
勇一 酒井
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Coorstek KK
Original Assignee
Toshiba Ceramics Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0378226A publication Critical patent/JPH0378226A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable uniform heat treatment by putting a core tube placed on the support table for a heat treating jig in a state of being surrounded by a soaking tube, heating unit materials and a heat insulating material, in a vertical heat treating furnace which treats semiconductor wafers. CONSTITUTION:A core tube 50 placed on the support table 30 for a heat treating jig 42 is put in a required gas-flow atmosphere by a gas supplying and discharging device 90, in a state of being surrounded by a soaking tube 60, heating unit materials 70, and a heat insulating tube 80, and wafers are heat-treated. This constitution prevents the occurrence of cold regions, etc., inside the core tube and besides performs good gas convection without disturbance. Accordingly, it becomes possible to heat-treat the wafers uniformly.

Description

【発明の詳細な説明】 (1)発明の目的 [産業上の利用分野] 本発明は、縦型熱処理炉に関し、特に、炉芯管がウェー
ハ熱処理用治具の載置された支持テーブルに対して載置
されかつ炉芯管および支持テーブルが均熱管と加熱部材
と断熱管とによって包囲された状態で半導体ウェーハの
熱処理が実行されてなる縦型熱処理炉に関するものであ
る。
Detailed Description of the Invention (1) Purpose of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a vertical heat treatment furnace, and in particular, the present invention relates to a vertical heat treatment furnace. The present invention relates to a vertical heat treatment furnace in which semiconductor wafers are heat-treated in a state where the furnace core tube and support table are surrounded by a soaking tube, a heating member, and a heat insulating tube.

[従来の技術] 従来、この種の縦型熱処理炉としては、均熱管と加熱部
材と断熱管とによって包囲されかつ熱処理ガスの供給さ
れている炉芯管の内部空間に対重半導体つェーへを炉蓋
本体上のウェーハ熱処理用治具に支持して炉蓋本体上に
配置されかつウェーハ熱処理用治具を支持する支持テー
ブルとともに収容することにより適宜の熱処理を実行し
てなるものが提案されていた。
[Prior Art] Conventionally, in this type of vertical heat treatment furnace, a heavy semiconductor substrate is placed in the inner space of a furnace core tube that is surrounded by a soaking tube, a heating member, and a heat insulating tube and is supplied with heat treatment gas. It has been proposed that the wafer heat treatment jig is supported by a wafer heat treatment jig on the furnace lid body, and the wafer heat treatment jig is accommodated together with a support table that supports the wafer heat treatment jig, thereby performing appropriate heat treatment. It had been.

[解決すべき問題点] しかしながら、従来の縦型熱処理炉では、ウェーハ熱処
理用治具が半導体ウェーハの熱処理に際して支持テーブ
ルとともに炉芯管の内部空間に収容せしめられていたの
で、fil炉芯管の内部空間に均熱領域ばかりでな(低
温領域も形成されてしまい、炉芯管の内部空間で熱処理
ガスの乱流が生じてしまう欠点があり、ひいては(ii
l半導体ウェーハの表面に対し均一な熱処理膜が生成で
きない欠点があった。
[Problems to be solved] However, in conventional vertical heat treatment furnaces, the wafer heat treatment jig was housed in the inner space of the furnace core tube together with the support table during heat treatment of semiconductor wafers. There is a drawback that not only a soaking area (low temperature area) is formed in the internal space, but also a turbulent flow of the heat treatment gas occurs in the internal space of the furnace core tube.
1) There is a drawback that a uniform heat-treated film cannot be formed on the surface of a semiconductor wafer.

また、従来の縦型熱処理炉では、半導体ウェーハの熱処
理に際して炉芯管の内部空間に支持テーブルが収容され
ていたので、(iiil炉芯管の内部空間で熱処理ガス
に滞留が生じ易い欠点があり、ひいては(ivl熱処理
ガスの排出が阻害され、ダストが蓄積され易い欠点があ
った。
In addition, in conventional vertical heat treatment furnaces, a support table is housed in the inner space of the furnace core tube during heat treatment of semiconductor wafers, so (iii) there is a drawback that heat treatment gas tends to stagnate in the inner space of the furnace core tube. In addition, there was a drawback that the discharge of the (ivl heat treatment gas) was inhibited and dust was likely to accumulate.

そこで、本発明は、これらの欠点を除去すべ(、ウェー
ハ熱処理用治具を載置した支持テーブルに対して炉芯管
を直接に載置せしめかつ炉芯管および支持テーブルを均
熱管と加熱部材と断熱管とによって包囲せしめた状態で
半導体ウェーハの熱処理を実行してなる縦型熱処理炉を
提供せんとするものである。
Therefore, the present invention aims to eliminate these drawbacks (by placing the furnace core tube directly on the support table on which the wafer heat treatment jig is placed, and by connecting the furnace core tube and support table to the soaking tube and the heating member). It is an object of the present invention to provide a vertical heat treatment furnace in which a semiconductor wafer is heat-treated while being surrounded by a heat treatment furnace and a heat insulating tube.

(2)発明の構成 [問題点の解決手段] 本発明により提供される問題点の解決手段は、「均熱管
と加熱部材と断熱管とによって包囲されかつ熱処理ガス
の供給されている炉芯管の内部空間に対し半導体ウェー
ハを支持テーブル上のウェーハ熱処°理用治具に支持し
て収容することにより熱処理してなる縦型熱処理炉にお
いて、炉芯管がウェーハ熱処理用治具の載置された支持
テーブルに対して載置されかつ炉芯管および支持テーブ
ルが均熱管と加熱部材と断熱管とによって包囲された状
態で半導体ウェーハの熱処理が実行されてなることを特
徴とする縦型熱処理炉」 である。
(2) Structure of the Invention [Means for Solving the Problems] The means for solving the problems provided by the present invention is as follows. In a vertical heat treatment furnace in which semiconductor wafers are heat treated by being supported and housed in a wafer heat treatment jig on a support table, the furnace core tube is used to place the wafer heat treatment jig. vertical heat treatment, characterized in that the semiconductor wafer is heat treated with the furnace core tube and the support table surrounded by a soaking tube, a heating member, and a heat insulating tube. ``furnace.''

[作用コ 本発明にかかる縦型熱処理炉は、均熱管と加熱部材と断
熱管とによって包囲されかつ熱処理ガスの供給されてい
る炉芯管の内部空間に対し半導体ウェーハを支持テーブ
ル上のウェーハ熱処理用治具に支持して収容することに
より熱処理してなる縦型熱処理炉であって、特に、炉芯
管がウェーハ熱処理用治具の載置された支持テーブルに
対して載置されかつ炉芯管および支持テーブルが均熱管
と加熱部材と断熱管とによって包囲された状態で半導体
ウェーハの熱処理が実行されてなるので、(1)炉芯管
の内部空間に低温領域が形成されることを回避する作用 をなし、ひいては fiil炉芯管の内部空間で熱処理ガスの乱流が生じて
しまうことを抑制する作 用 をなし、また (iii)炉芯管の内部空間で熱処理ガスに滞留が生じ
ることを抑制する作用 をなし、換言すれば (iv)熱処理ガスの排出を改善してダストの蓄積を抑
制する作用 をなし、更に (v)炉芯管の内部空間で熱処理ガスを迅速に交換する
作用 をなす。
[Function] The vertical heat treatment furnace according to the present invention performs wafer heat treatment on a table that supports semiconductor wafers in the inner space of the furnace core tube, which is surrounded by a soaking tube, a heating member, and a heat insulating tube and is supplied with heat treatment gas. A vertical heat treatment furnace that performs heat treatment by being supported and housed in a wafer heat treatment jig, and in particular, the furnace core tube is placed on a support table on which a wafer heat treatment jig is placed, and the furnace core is Since the semiconductor wafer is heat-treated while the tube and support table are surrounded by the soaking tube, the heating member, and the heat insulating tube, (1) formation of a low-temperature region in the internal space of the furnace core tube is avoided; (iii) It has the effect of suppressing the occurrence of turbulent flow of the heat treatment gas in the internal space of the fiil furnace core tube, and (iii) prevents the generation of stagnation of the heat treatment gas in the internal space of the furnace core tube. In other words, (iv) it has the effect of improving the discharge of the heat treatment gas and suppressing the accumulation of dust, and (v) it has the effect of quickly exchanging the heat treatment gas in the internal space of the furnace core tube. Eggplant.

[実施例] 次に、本発明にかかる縦型熱処理炉について、その好ま
しい実施例を挙げ、添付図面を参照しつつ、具体的に説
明する。しかしながら、以下に説明する実施例は、本発
明の理解を容易化ないし促進化するために記載されるも
のであって、本発明を限定するために記載されるもので
はない。換言すれば、以下に説明される実施例において
開示される各部材は、本発明の精神ならびに技術的範囲
に属する全ての設計変更ならびに均等物置換を含むもの
である。
[Example] Next, the vertical heat treatment furnace according to the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings, citing preferred examples thereof. However, the examples described below are described to facilitate or accelerate understanding of the present invention, and are not described to limit the present invention. In other words, each member disclosed in the embodiments described below includes all design changes and equivalent substitutions that fall within the spirit and technical scope of the present invention.

」排土1■■凶り町り 第1図は、本発明にかかる縦型熱処理炉の一実施例を示
す断面図であって、半導体ウェーハ(図示せず;以下同
様)の熱処理に際し、ウェーハ支持部材40に半導体ウ
ェーハを支持した状態で炉芯管凹を支持テーブル凹上に
載置せしめ、かつ均熱管並、加熱部材並および断熱管並
を基台並の上面近傍まで降下せしめて炉芯管50を包囲
せしめている状態を示している。
"Earth Removal 1" With the semiconductor wafer supported on the support member 40, the furnace core tube concave is placed on the support table concave, and the soaking tube, heating member, and heat insulating tube are lowered to near the upper surface of the base. A state in which the tube 50 is surrounded is shown.

ユ衷血皿Ω講或り まず、第1図を参照しつつ、本発明にかかる縦型熱処理
炉の一実施例について、その構成を詳細に説明する。
First, the configuration of an embodiment of a vertical heat treatment furnace according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.

10は、本発明にかかる縦型熱処理炉であって、石英な
どの適宜の材料で形成された基台並と、基台堕上に載置
されており石英などの適宜の材料で形成された支持テー
ブル30と、半導体ウェーハの熱処理に際して支持テー
ブル共上に配置されており半導体ウェーハが周知の要領
で支持されるウェーハ支持部材40と、半導体ウェーハ
の熱処理に際して支持テーブル共上に載置をれておりウ
ェーハ支持部材40を包囲するための石英などの適宜の
材料で形成された炉芯管50と、半導体ウェーハの熱処
理に際して支持テーブル凹および炉芯管凹の周囲に配置
されており開口部61の端面が基台匹の上面に接近して
配置された均熱管観と、均熱管60の周囲に配置されて
おり適宜の外部電源に接続された加熱部材70と、内面
に加熱部材70が配置されており開口部の端面に形成さ
れた支持部81によって均熱管並を支持するための断熱
管80と、基台20および支持テーブル30を貫通して
配置されており炉芯管50の内部空間および炉芯管50
と均熱管60との間の空間に対してそれぞれ適宜の熱処
理ガス(たとえば水素ガスあるいは酸素ガス)および雰
囲気ガス(たとえば窒素ガス)を供給するためのガス供
給排出装置90とを備えている。
Reference numeral 10 denotes a vertical heat treatment furnace according to the present invention, which is placed on a base plate made of a suitable material such as quartz, and a base plate made of a suitable material such as quartz. A support table 30, a wafer support member 40 which is placed on the support table during heat treatment of the semiconductor wafer, and on which the semiconductor wafer is supported in a well-known manner; A furnace core tube 50 formed of a suitable material such as quartz for surrounding the cage wafer support member 40 and an opening 61 arranged around the support table recess and the furnace core tube recess during heat treatment of semiconductor wafers. A heating member 70 is arranged around the heat equalizing tube 60 and connected to an appropriate external power source, and the heating member 70 is arranged on the inner surface. A heat insulating tube 80 for supporting the soaking tube or the like by a support portion 81 formed on the end face of the opening, and a heat insulating tube 80 that is disposed passing through the base 20 and the support table 30, and is arranged to penetrate the inner space of the furnace core tube 50 and Furnace core tube 50
A gas supply/discharge device 90 is provided for supplying appropriate heat treatment gas (for example, hydrogen gas or oxygen gas) and atmospheric gas (for example, nitrogen gas) to the space between the heat soaking tube 60 and the heat soaking tube 60, respectively.

基台20は、均熱管60の開口部61の周囲を間隔をお
いて包囲するよう形成された突部21と、突部21で包
囲された空間に対して開口され高温の熱処理ガスを排出
するためのガス排出管22とを備えており、均熱管60
の内部空間に対する雰囲気ガスの排出路を確保しつつ周
囲に配設された断熱管80の昇降手段83あるいはウェ
ーハ搬送装置など(図示せず)に対し高温の熱処理ガス
が流出して接触することを阻止している。
The base 20 has protrusions 21 formed to surround the opening 61 of the soaking tube 60 at intervals, and is open to the space surrounded by the protrusions 21 to discharge high-temperature heat treatment gas. It is equipped with a gas exhaust pipe 22 for
While ensuring an exhaust path for the atmospheric gas to the internal space of the device, the high temperature heat treatment gas is prevented from flowing out and coming into contact with the elevating means 83 of the heat insulating pipe 80 or the wafer transport device (not shown) disposed around the device. is being prevented.

支持テーブル30は、複数の支持柱体32によって適宜
の間隔をおいて支持された複数の熱遮蔽板31を包有し
ており、その最上部の熱遮蔽板31が炉芯管50の開口
部51に対して擦合面により接触係合されている。
The support table 30 includes a plurality of heat shield plates 31 supported by a plurality of support columns 32 at appropriate intervals, and the uppermost heat shield plate 31 is connected to the opening of the furnace core tube 50. 51 by a friction surface.

ウェーハ支持部材40は、石英などの適宜の材料で形成
されており支持テーブル30上に配置された配置台41
と、第1の移送手段(図示せず)によって配置台41上
に載置されかつ石英などの適宜の材料で形成されており
半導体ウェーハが熱処理のために載置されるウェーハ熱
処理用治具42とを包有している。
The wafer support member 40 is made of a suitable material such as quartz, and is mounted on a placement table 41 placed on the support table 30.
and a wafer heat treatment jig 42, which is placed on the placement table 41 by a first transfer means (not shown) and is made of a suitable material such as quartz, on which the semiconductor wafer is placed for heat treatment. It encompasses.

炉芯管50は、適宜の形状(たとえばベルジャ形状)を
有しており、ガス供給排出装置並によって供給された熱
処理ガスを頂部まで案内するための案内通路52が内面
に形成されている。炉芯管50は、また、その外周面に
対し、支持テーブル四に対し載置しかつ支持テーブル四
から除去するに際して第2の移送手段(図示せず)に係
合される突部53が形成されている。
The furnace core tube 50 has an appropriate shape (for example, a bell jar shape), and has a guide passage 52 formed on its inner surface for guiding the heat treatment gas supplied by the gas supply/discharge device to the top. The furnace core tube 50 is also formed with a protrusion 53 on its outer peripheral surface, which is engaged with a second transfer means (not shown) when placed on the support table 4 and removed from the support table 4. has been done.

均熱管60は、たとえば炭化珪素などによって作成され
ており、支持テーブル30および炉芯管50の全長を包
囲するように配置されている。均熱管並の開口部61の
外周面には、断熱管80の開口部の端面に形成された支
持部81に係合するための突部62が形成されている。
The soaking tube 60 is made of silicon carbide, for example, and is arranged to surround the entire length of the support table 30 and the furnace core tube 50. A protrusion 62 is formed on the outer peripheral surface of the opening 61, which is comparable to that of a heat soaking tube, for engaging with a support portion 81 formed on the end surface of the opening of the heat insulating tube 80.

加熱部材並は、均熱管廷の内部空間にその軸方向(すな
わち上下方向)にそって均熱領域を確保するために適宜
に配設されている。
The heating members are appropriately arranged in the internal space of the heating tube along the axial direction (that is, in the vertical direction) to ensure a heating area.

断熱管観は、グラスファイバなどの適宜の材料によって
形成されており、炉芯管50.均熱管60および加熱部
材70を全体として包囲している。断熱管80は、その
上端部外側および下端部外側に対してそれぞれ支持部材
82A、 82Bが取付けられており、昇降手段83に
よって昇降可能に係合されている。
The heat insulating tube is made of a suitable material such as glass fiber, and the furnace core tube 50. It surrounds the soaking tube 60 and the heating member 70 as a whole. The heat insulating pipe 80 has support members 82A and 82B attached to its upper and lower outer sides, respectively, and is engaged by a lifting means 83 so as to be able to rise and fall.

ガス供給排出装置90は、基台20と支持テーブル30
の熱遮蔽板31とを貫通して適宜のガス供給源(図示せ
ず)から炉芯管四の内面に形成された案内通路52の下
端部に対して熱処理ガス(たとえば水素ガスあるいは酸
素ガス)を供給するためのガス供給管91と、基台20
と支持テーブル30の熱遮蔽板31とを貫通して炉芯管
50の開口部51から使用済の熱処理ガスを炉芯管50
の外部へ排出するためのガス排出管92と、基台20と
支持テーブル30の熱遮蔽板31とを貫通して炉芯管柱
の開口部51の外周近傍に開口されており適宜のガス供
給源(図示せず)から適宜の雰囲気ガス(たとえば窒素
ガス)を炉芯管柱と均熱管柱との間の空間に対して供給
するための他のガス供給管93とを備えている。
The gas supply and discharge device 90 includes a base 20 and a support table 30.
A heat treatment gas (for example, hydrogen gas or oxygen gas) is supplied to the lower end of the guide passage 52 formed on the inner surface of the furnace core tube 4 from an appropriate gas supply source (not shown) through the heat shielding plate 31 of the furnace core tube 4. A gas supply pipe 91 for supplying gas, and a base 20
and the heat shielding plate 31 of the support table 30, and the used heat treatment gas is delivered to the furnace core tube 50 from the opening 51 of the furnace core tube 50.
A gas exhaust pipe 92 for discharging the gas to the outside passes through the base 20 and the heat shielding plate 31 of the support table 30 and is opened near the outer periphery of the opening 51 of the furnace core tube column to supply appropriate gas. Another gas supply pipe 93 is provided for supplying an appropriate atmospheric gas (for example, nitrogen gas) from a source (not shown) to the space between the furnace core tube column and the soaking tube column.

工夫血血公亘1 更に、第1図を参照しつつ、本発明にかかる縦型熱処理
炉の一実施例について、その作用を詳細に説明する。
Further, with reference to FIG. 1, the operation of an embodiment of the vertical heat treatment furnace according to the present invention will be described in detail.

′導 ウェーハの ウェーハ熱処理用治具42は、熱処理すべき半導体ウェ
ーハが支持されたのち、第1の搬送手段がその搬送アー
ムによって保持された状態で横方向に回動されることに
より、支持テーブル30上に載置された配置台41の上
方まで移動する。ウェーハ熱処理用治具42は、配置台
41の上方に到達したのち、第1の搬送手段の搬送アー
ムを降下することによって降下せしめられ、配置台41
上に載置せしめられる。第1の搬送手段の搬送アームは
、そののち、若干降下されてウェーハ熱処理用治具42
から離間され、更に横方向に移動され、当初の待機状態
まで退避される。
After the semiconductor wafer to be heat treated is supported, the wafer heat treatment jig 42 for the wafer is rotated in the lateral direction while the first transfer means is held by its transfer arm, so that the support table is rotated. 30 is placed above the placement table 41. After reaching above the placement table 41, the wafer heat treatment jig 42 is lowered by lowering the transfer arm of the first transfer means, and is lowered to the top of the placement table 41.
be placed on top. The transport arm of the first transport means is then lowered slightly to the wafer heat treatment jig 42.
The robot is then moved laterally and retracted to its original standby state.

次いで、炉芯管50が、その突部53を第2の搬送手段
の搬送アームによって支持されることにより、待機状態
から支持テーブル30(ひいてはウェーハ熱処理用治具
42)の上方まで横方向へ回動される。炉芯管50は、
そののち、第2の搬送手段の搬送アームを降下すること
によって降下せしめられ、支持テーブル30の最上部に
ある熱遮蔽板31の上面に載置せしめられる。炉芯管5
0の開口部51が熱遮蔽板31の擦合面31aに接触係
合されると、第2の搬送手段の搬送アームは、若干降下
されて突部53から離間され、更に横方向へ移動され、
当初の待機状態まで退避される。
Next, the furnace core tube 50 is rotated laterally from the standby state to above the support table 30 (and thus the wafer heat treatment jig 42) by having its protrusion 53 supported by the transfer arm of the second transfer means. be moved. The furnace core tube 50 is
Thereafter, it is lowered by lowering the transport arm of the second transport means, and is placed on the upper surface of the heat shield plate 31 at the top of the support table 30. Furnace core tube 5
When the opening 51 of No. 0 comes into contact engagement with the rubbing surface 31a of the heat shielding plate 31, the conveying arm of the second conveying means is slightly lowered and separated from the protrusion 53, and further moved laterally. ,
It is evacuated to the initial standby state.

更に、昇降手段83によって支持部材82A、 82B
を駆動することにより、均熱管60.加熱部材70およ
び断熱管柱が、待機状態から矢印x1方向に移動される
。昇降手段83は、均熱管60の開口部61が基台翻の
上面近傍に達した状態で、均熱管観、加熱部材Uおよび
断熱管柱を停止せしめる。このとき、加熱部材並は、半
導体ウェーハの載置動作の開始に先立ち、適宜の電源に
接続され、かつ均熱管柱の内部に所望の温度の均熱領域
を形成している。
Furthermore, the support members 82A and 82B are moved by the lifting means 83.
By driving the soaking tube 60. The heating member 70 and the heat insulating pipe column are moved from the standby state in the direction of arrow x1. The elevating means 83 stops the soaking tube, the heating member U, and the heat insulating pipe column in a state where the opening 61 of the heat soaking tube 60 reaches near the top surface of the base plate. At this time, the heating members are connected to an appropriate power source and form a soaking area at a desired temperature inside the heat soaking tube column prior to the start of the semiconductor wafer mounting operation.

ウェーハの熱処理 ガス供給排出装置部は、半導体ウェーハの載置動作に伴
なって発生されるダストを除去するために、半導体ウェ
ーハの載置動作の開始に先立ってガス供給管93によっ
て適宜の雰囲気ガスを供給し始めている。これにより、
半導体ウェーハの載置動作が終了すると、雰囲気ガスが
、炉芯管柱と均熱管並との間の空間内に充満されたのち
、最終的に均熱管柱の開口部61の端面と基台並の上面
との間を通過し、ガス排出管22を介して均熱管柱の外
部へ排出され始める。
The wafer heat treatment gas supply/discharge unit supplies an appropriate atmospheric gas through a gas supply pipe 93 prior to the start of the semiconductor wafer mounting operation in order to remove dust generated during the semiconductor wafer mounting operation. We are starting to supply This results in
When the semiconductor wafer placement operation is completed, atmospheric gas fills the space between the furnace core column and the soaking tube, and finally the end face of the opening 61 of the soaking tube and the base. The gas passes between the upper surface of the tube and begins to be discharged to the outside of the soaking tube column via the gas discharge pipe 22.

ガス供給排出装置凹は、半導体ウェーハの載置動作の終
了ののち、ガス供給管91によって熱処理ガスを炉芯管
柱の内面に形成された案内通路52の下端部に供給し始
め、かつガス排出管92によって使用済の熱処理ガスを
炉芯管50の内部空間から均熱管柱の外部へ排出し始め
る。これにより、炉芯管柱では、熱処理ガスが案内通路
52によって内部空間の頂部まで案内されたのち、ウェ
ーハ熱処理用治具42の頂部近傍に放出され始め、ウェ
ーハ熱処理用治具42の近傍(ひいては半導体ウェーハ
の近傍)を通過したのち支持テーブル30の上面まで達
し、ガス排出管92を介して、均熱管60の外部へ排出
され始める。
After the semiconductor wafer mounting operation is completed, the gas supply and discharge device concavity starts supplying heat treatment gas to the lower end of the guide passage 52 formed on the inner surface of the furnace core tube column through the gas supply pipe 91, and discharges the gas. The tube 92 begins to discharge the spent heat treatment gas from the interior space of the furnace core tube 50 to the outside of the soaking tube column. As a result, in the furnace core tube column, the heat treatment gas is guided to the top of the internal space by the guide passage 52, and then begins to be released near the top of the wafer heat treatment jig 42, and is After passing through the vicinity of the semiconductor wafer), the gas reaches the upper surface of the support table 30 and begins to be discharged to the outside of the soaking tube 60 via the gas discharge tube 92.

この状態に、ウェーハ熱処理用治具42および炉芯管柱
などが、適宜の時間にわたって維持されることにより、
半導体ウェーハの熱処理が実行される。
By maintaining the wafer heat treatment jig 42, furnace core tube, etc. in this state for an appropriate period of time,
Heat treatment of the semiconductor wafer is performed.

゛ ウェーハの 半導体ウェーハの熱処理が終了されると、ガス供給排出
装置90は、ガス供給管91による熱処理ガスの供給を
停止する。
゛ When the heat treatment of the semiconductor wafer is completed, the gas supply/discharge device 90 stops supplying the heat treatment gas through the gas supply pipe 91.

そののち、昇降手段83が、支持部材82A、 82B
を駆動し、均熱管凹、加熱部材Uおよび断熱管廷を、矢
印x2で示すごとく上方向に向けて移動せしめ、待機状
態とする。
After that, the lifting means 83 moves the supporting members 82A and 82B.
, the soaking tube recess, the heating member U, and the heat insulating tube are moved upward as shown by arrow x2, and placed in a standby state.

更に、第2の搬送手段が、その搬送アームによって炉芯
管並の突部53を支持し、上方向に移動せしめたのち、
横方向に回動して待機状態とする。
Furthermore, after the second conveyance means supports the protrusion 53, which is similar to a furnace core tube, with its conveyance arm and moves it upward,
Rotate horizontally to standby.

最後に、第1の搬送装置が、その搬送アームによってウ
ェーハ熱処理用治具42を保持し、上方向に移動せしめ
たのち、横方向に回動することにより、本考案にかかる
縦型熱処理炉用から取出す。
Finally, the first transfer device holds the wafer heat treatment jig 42 with its transfer arm, moves it upward, and then rotates it in the horizontal direction, thereby transferring the wafer heat treatment jig 42 to the vertical heat treatment furnace according to the present invention. Take it out.

工叉血臨の1封り 上述した実施例を参照すれば明らかなごとく、本発明に
かかる縦型熱処理炉10は、ウェーハ熱処理用治具42
を載置した支持テーブル30に対し炉芯管部を直接に載
置せしめかつ炉芯管賎および支持テーブル赳を均熱管部
と加熱部材四と断熱管柱とによって包囲せしめた状態で
支持テーブル30を貫通して配設されたガス供給排出装
置90により熱処理ガスを炉芯管50の内部空間に対し
直接に供給しかつ使用済の熱処理ガスを炉芯管部の内部
空間から直接に排出せしめっつウェーハ熱処理用治具4
2に支持された半導体ウェーハの熱処理を実行してなる
ので、fil炉芯炉芯管内部空間に低温領域が形成され
ることを回避でき、ひいてはfiil炉芯管炉芯管部空
間で熱処理ガスの乱流が生じてしまうことを抑制でき、
またfiii)炉芯管部の内部空間で熱処理ガスに滞留
が生じることを抑制でき、換言すれば(ivl熱処理ガ
スの排出を改善でき、ダストの蓄積を抑制でき、更に(
v)炉芯管の内部空間で熱処理ガスを迅速に交換できる
As is clear from the above-described embodiments, the vertical heat treatment furnace 10 according to the present invention includes a wafer heat treatment jig 42.
The support table 30 is placed directly on the support table 30 on which the furnace core tube section is placed, and the furnace core tube section and the support table section are surrounded by the soaking tube section, the heating member 4, and the heat insulating tube column. The heat treatment gas is directly supplied to the inner space of the furnace core tube 50 by the gas supply/discharge device 90 disposed through the furnace core tube, and the used heat treatment gas is directly discharged from the inner space of the furnace core tube. Wafer heat treatment jig 4
2, the formation of a low-temperature region in the internal space of the fiil furnace tube can be avoided, and as a result, the heat treatment gas can be prevented from being formed in the fiil furnace core tube space. It is possible to suppress the occurrence of turbulent flow,
In addition, fiii) it is possible to suppress the heat treatment gas from stagnation in the internal space of the furnace core tube, in other words, it is possible to improve the discharge of the heat treatment gas (ivl), and to suppress the accumulation of dust;
v) The heat treatment gas can be quickly exchanged in the inner space of the furnace core tube.

ユ且体盟り 加えて、第1図を参照しつつ、本発明にががる縦型熱処
理炉について、−層理解を深めるために、具体的な数値
などを挙げて説明する。
In addition, with reference to FIG. 1, the vertical heat treatment furnace according to the present invention will be described with reference to specific numerical values for a better understanding.

丈鬼困 ガス供給排出装置部のガス供給管91によって100%
の酸素ガスを熱処理ガスとして炉芯管5oの内部に供給
しつつ、5インチの直径をもつ半導体ウェーハを熱処理
した。熱処理温度は、均熱管6゜の外側で測定したとこ
ろ、1000’Cであった。また、熱処理時間は、3時
間であった。
100% by the gas supply pipe 91 of the gas supply and discharge device
A semiconductor wafer having a diameter of 5 inches was heat-treated while supplying oxygen gas as a heat-treating gas into the furnace core tube 5o. The heat treatment temperature was 1000'C when measured at the outside of the soaking tube at 6°. Moreover, the heat treatment time was 3 hours.

半導体ウェーハには、均一な酸化膜が形成されていた。A uniform oxide film was formed on the semiconductor wafer.

酸化膜の厚さは、炉芯管部の中心部に対応する位置で1
040±2.5人であり、炉芯管50の周辺部に対応す
る位置で1041±3.3人であった。
The thickness of the oxide film is 1 at the position corresponding to the center of the furnace core tube.
040±2.5 people, and 1041±3.3 people at the position corresponding to the peripheral part of the furnace core tube 50.

ル較困 半導体ウェーハが支持されたウェーハ熱処理用治具を炉
蓋本体上に載置しかつウェーハ熱処理用治具を支持する
支持テーブルとともに熱処理ガスの供給されている炉芯
管の内部空間に対して収容することにより、実施例と同
一の条件で半導体ウェーハの熱処理を実行した。
The wafer heat treatment jig supporting the semiconductor wafer is placed on the furnace lid body, and the support table supporting the wafer heat treatment jig is placed in the inner space of the furnace core tube to which heat treatment gas is supplied. By accommodating the semiconductor wafer in the wafer, heat treatment of the semiconductor wafer was performed under the same conditions as in the example.

半導体ウェーハに形成された酸化膜の厚さは、炉芯管部
の中心部に対応する位置で1041±5.9人であり、
炉芯管部の周辺部に対応する位置で1045±lロ1ロ
人であった。
The thickness of the oxide film formed on the semiconductor wafer was 1041±5.9 mm at the position corresponding to the center of the furnace core tube.
It was 1,045±l ro 1 ro at a position corresponding to the peripheral part of the furnace core tube.

世 と r とのFr・評 上述した実施例および比較例を参照すれば明らかなごと
く、本発明にかかる縦型熱処理炉lOによれば、炉芯管
の中心部に対応する位置における酸化膜の厚さがその周
辺部に対応する位置における酸化膜の厚さに比べて小さ
くなる欠点を除去でき、かつ炉芯管の中心部に対応する
位置における酸化膜の厚さのバラツキに比べその周辺部
に対応する位置における酸化膜の厚さのバラツキが大き
くなる欠点を抑制できた。
As is clear from the above-mentioned examples and comparative examples, according to the vertical heat treatment furnace IO according to the present invention, the oxide film at the position corresponding to the center of the furnace core tube is reduced. It is possible to eliminate the defect that the thickness of the oxide film is smaller than the thickness of the oxide film at the position corresponding to the peripheral part, and the variation in the thickness of the oxide film at the position corresponding to the center of the furnace core tube is smaller than that of the peripheral part. It was possible to suppress the drawback of large variations in the thickness of the oxide film at positions corresponding to the oxide film.

(3)発明の効果 上述より明らかなように、本発明にがかる縦型熱処理炉
は、均熱管と加熱部材と断熱管とによって包囲されかつ
熱処理ガスの供給されている炉芯管の内部空間に対し半
導体ウェーハを支持テーブル上のウェーハ熱処理用治具
に支持して収容することにより熱処理してなる縦型熱処
理炉であって、特に、 炉芯管がウェーハ熱処理用治具の載置された支持テーブ
ルに対して載置されかっ炉芯管および支持テーブルが均
熱管と加熱部材と断熱管とによって包囲された状態で半
導体ウェーハの熱処理が実行され てなるので、 (1)炉芯管の内部空間に低温領域が形成されることを
回避できる効果 を有し、ひいては fiil炉芯管の内部空間で熱処理ガスの乱流が生じて
しまうことを抑制できる効果 を有し、また (iiil炉芯管の内部空間で熱処理ガスに滞留が生じ
ることを抑制できる効果 を有し、換言すれば fivl熱処理ガスの排出を改善でき、ダストの蓄積を
抑制できる効果 を有し、更に TVI炉芯管の内部空間で熱処理ガスを迅速に交換でき
る効果 を有する。
(3) Effects of the invention As is clear from the above, the vertical heat treatment furnace according to the present invention has an inner space of the furnace core tube surrounded by the soaking tube, the heating member, and the heat insulating tube, and to which the heat treatment gas is supplied. On the other hand, it is a vertical heat treatment furnace in which semiconductor wafers are heat-treated by being supported and housed in a wafer heat treatment jig on a support table, and in particular, the furnace core tube is a support on which a wafer heat treatment jig is placed. Since the semiconductor wafer is heat-treated while placed on the table and the furnace core tube and support table are surrounded by the soaking tube, the heating member, and the heat insulating tube, (1) Internal space of the furnace core tube. It has the effect of being able to avoid the formation of a low temperature area in It has the effect of suppressing the accumulation of heat treatment gas in the internal space, in other words, it has the effect of improving the discharge of the heat treatment gas and suppressing the accumulation of dust. This has the effect of quickly exchanging heat treatment gas.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明にかかる縦型熱処理炉の一実施例を示
す断面図である。 10・・・・・・・・ ・ ・・縦型熱処理炉 20・・・・・・・・・・・・・・・基台21  ・・
・・・・・・・・・・・突部22・・・・・・・・・・
・・・・ガス排出管30・・・・・・・・・・・・・・
・支持テーブル31・・・・・・・・・・・・・・熱遮
蔽板32・・・・・・・・・・・・・・・支持柱体40
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ウェーハ支持部
材41・・・・・・・・・・・・・・・・配置台42・
・・・・・・・・・・・・・・・ウェーハ熱処理用治具
50・・・・・・・・・・・・・・・・炉芯管51・・
・・ ・・・・・・・・・・開口部52・・・・・・・
・・・・・・・・案内通路53・・・・・・・・・・・
・・・・突部60・・・・・・・・・・・・・・・・均
熱管61・・・・・・・・・・・・・・開口部62・・
・・・・ ・・・・・突部 70・・・・・・・・・・・・・・・・加熱部材80・
・・・・・・・・・・・・・・・・・断熱管81・・・
・・・・・・・・・・・・・支持部82A、 82B・
・・・・・・・・支持部材83・・・・・ 90・・・・・・・・ 91・・・・・・・・ 92・・・・・・・ 93 ・  ・・・ ・・・・・・昇降手段 ・・・・・・・ガス供給排出装置 ・・・・・・ガス供給管 ・・・・・ガス排出管 ・・・・・ ガス供給管
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a vertical heat treatment furnace according to the present invention. 10...... Vertical heat treatment furnace 20... Base 21...
・・・・・・・・・Protrusion 22・・・・・・・・・
...Gas exhaust pipe 30...
・Support table 31...Heat shield plate 32...Support column 40
・・・・・・・・・・・・・・・Wafer support member 41・・・・・・・・・・・・・・・・Arrangement table 42・
......... Wafer heat treatment jig 50 ...... Furnace core tube 51 ...
・・・・・・・・・Opening 52・・・・・・・
......Guidance passage 53...
...Protrusion 60 ..... Soaking tube 61 ..... Opening 62 ...
......Protrusion 70...Heating member 80...
・・・・・・・・・・・・・・・・・・Insulated pipe 81...
・・・・・・・・・・・・Support parts 82A, 82B・
......Supporting member 83...90...91...91...92...93... ... Lifting means ... Gas supply and discharge device ... Gas supply pipe ... Gas discharge pipe ... Gas supply pipe

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 均熱管と加熱部材と断熱管とによって包囲されかつ熱処
理ガスの供給されている炉芯管の内部空間に対し半導体
ウェーハを支持テーブル上のウェーハ熱処理用治具に支
持して収容することにより熱処理してなる縦型熱処理炉
において、炉芯管がウェーハ熱処理用治具の載置された
支持テーブルに対して載置されかつ炉芯管および支持テ
ーブルが均熱管と加熱部材と断熱管とによって包囲され
た状態で半導体ウェーハの熱処理が実行されてなること
を特徴とする縦型熱処理炉。
Heat treatment is performed by supporting and housing a semiconductor wafer in a wafer heat treatment jig on a support table in the inner space of a furnace core tube surrounded by a soaking tube, a heating member, and a heat insulating tube and supplied with heat treatment gas. In a vertical heat treatment furnace, a furnace core tube is placed on a support table on which a wafer heat treatment jig is placed, and the furnace core tube and support table are surrounded by a soaking tube, a heating member, and a heat insulating tube. A vertical heat treatment furnace characterized in that heat treatment of semiconductor wafers is performed in a state in which semiconductor wafers are heated.
JP21459989A 1989-08-21 1989-08-21 Vertical heat-treating furnace Pending JPH0378226A (en)

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