JPH0445212B2 - - Google Patents
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- JPH0445212B2 JPH0445212B2 JP56135171A JP13517181A JPH0445212B2 JP H0445212 B2 JPH0445212 B2 JP H0445212B2 JP 56135171 A JP56135171 A JP 56135171A JP 13517181 A JP13517181 A JP 13517181A JP H0445212 B2 JPH0445212 B2 JP H0445212B2
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
- H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は石英反応管とその製法に関する。
半導体基板等の高温反応処理に使用される反応
管（炉芯管）としては、高純度で且つ汚染されに
くい透明石英管が最も一般的に使用されている。
しかし該透明石英管は軟化温度が1140〔℃〕程度
であり、半導体装置の製造工程に於てしばしば用
いられる1150〜1300〔℃〕での高温反応処理では
該透明石英管に変形を生ずる。
管（炉芯管）としては、高純度で且つ汚染されに
くい透明石英管が最も一般的に使用されている。
しかし該透明石英管は軟化温度が1140〔℃〕程度
であり、半導体装置の製造工程に於てしばしば用
いられる1150〜1300〔℃〕での高温反応処理では
該透明石英管に変形を生ずる。
そのため該透明石英管内に挿入された石英器具
は透明石英管にならつて変形を起こし、該石英器
具に支持されている被処理基板は変形したり、甚
だしい場合には割れを生じたりして製造歩留まり
の低下を招く。
は透明石英管にならつて変形を起こし、該石英器
具に支持されている被処理基板は変形したり、甚
だしい場合には割れを生じたりして製造歩留まり
の低下を招く。
又上記の如く変形した透明石英管を使用した場
合には被処理基板を支持した石英器具の出し入れ
の際に摩擦が増えて石英粉が多く発生し、該石英
粉が被処理基板を汚染することも製造歩留まりを
低下させる原因になる。
合には被処理基板を支持した石英器具の出し入れ
の際に摩擦が増えて石英粉が多く発生し、該石英
粉が被処理基板を汚染することも製造歩留まりを
低下させる原因になる。
従つて極度に変形した透明石英管は反応管とし
て使用することができないので、反応管の使用寿
命は短かく半導体装置の製造原価を上昇させてい
る。
て使用することができないので、反応管の使用寿
命は短かく半導体装置の製造原価を上昇させてい
る。
そこで本発明者は上述の欠点を除去する為に昭
和55年８月18日出願の特願昭55−113149号（特公
昭58−49290号）で内面に溶融形成された透明石
英層を有する結晶質石英管の端部に、透明石英管
が溶融接合された石英反応管を提案した。
和55年８月18日出願の特願昭55−113149号（特公
昭58−49290号）で内面に溶融形成された透明石
英層を有する結晶質石英管の端部に、透明石英管
が溶融接合された石英反応管を提案した。
この石英反応管は、高純度結晶質石英の破砕粒
を筒軸を中心に高速回転させた、円筒型の内壁に
遠心力で被着させ、中心方向から加熱して、結晶
質石英の中心に面した領域を溶融し、かつ、被着
層全体を焼結して形成した石英管の端部に所定寸
法、形状の透明石英管を融着したものである。
を筒軸を中心に高速回転させた、円筒型の内壁に
遠心力で被着させ、中心方向から加熱して、結晶
質石英の中心に面した領域を溶融し、かつ、被着
層全体を焼結して形成した石英管の端部に所定寸
法、形状の透明石英管を融着したものである。
しかし、此の方法で作られた石英反応管は、内
面の溶融形成された透明石英層の厚サは１〜２mm
程度と薄く、且つ溶融状態のバラツキから凹み、
ピンホール等が生じやすいと云う欠点がある。こ
の事は使用中に反応管内に挿入された治工具との
“コスレ”による透明石英層の削り取られ、及び
反応管洗浄中、薬液により透明石英層がエツチン
グされ、結晶質石英が内部に露呈する。又、洗浄
中の薬液が反応管内に浸透する等の問題を生じや
すいと云う欠点がある。
面の溶融形成された透明石英層の厚サは１〜２mm
程度と薄く、且つ溶融状態のバラツキから凹み、
ピンホール等が生じやすいと云う欠点がある。こ
の事は使用中に反応管内に挿入された治工具との
“コスレ”による透明石英層の削り取られ、及び
反応管洗浄中、薬液により透明石英層がエツチン
グされ、結晶質石英が内部に露呈する。又、洗浄
中の薬液が反応管内に浸透する等の問題を生じや
すいと云う欠点がある。
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、
(1) 少なくとも一端部にガス導入管を有する透明
石英のキヤツプ部を有する透明石英管の、少な
くとも該キヤツプ部を除く外周部に結晶石英焼
結層を設けた石英反応管であつて、 上記石英反応管は、透明石英部と、 該透明石英管上に結晶質石英粒子の加熱溶融
により形成された透明石英層部と、 該透明石英層部上に、150〜250メツシユの結
晶質石英粒子の加熱焼結により形成された多孔
質の結晶質石英焼結層部とを有することを特徴
とする石英反応管。及び (2) 結晶質石英焼結層規定用筒と該筒内の透明石
英管とを、該筒の軸と該透明石英管の軸とをセ
ンタリングする工程、該筒と該透明石英管との
間隙部に結晶質石英粒子を充填する工程、該透
明石英管の管軸方向から該透明石英管と該結晶
質石英粒子とを加熱し、該透明石英管に面する
所望部分の結晶質石英粒子を溶融せしめ透明石
英層を形成し、残りの結晶質石英粒子を焼結せ
しめ結晶質石英焼結層を形成し、透明石英管の
外周部に結晶質石英焼結層を有する石英管を形
成する工程を有することを特徴とする石英反応
管の製造方法。
石英のキヤツプ部を有する透明石英管の、少な
くとも該キヤツプ部を除く外周部に結晶石英焼
結層を設けた石英反応管であつて、 上記石英反応管は、透明石英部と、 該透明石英管上に結晶質石英粒子の加熱溶融
により形成された透明石英層部と、 該透明石英層部上に、150〜250メツシユの結
晶質石英粒子の加熱焼結により形成された多孔
質の結晶質石英焼結層部とを有することを特徴
とする石英反応管。及び (2) 結晶質石英焼結層規定用筒と該筒内の透明石
英管とを、該筒の軸と該透明石英管の軸とをセ
ンタリングする工程、該筒と該透明石英管との
間隙部に結晶質石英粒子を充填する工程、該透
明石英管の管軸方向から該透明石英管と該結晶
質石英粒子とを加熱し、該透明石英管に面する
所望部分の結晶質石英粒子を溶融せしめ透明石
英層を形成し、残りの結晶質石英粒子を焼結せ
しめ結晶質石英焼結層を形成し、透明石英管の
外周部に結晶質石英焼結層を有する石英管を形
成する工程を有することを特徴とする石英反応
管の製造方法。
(3) 上記透明石英管としてガス導入部又は試料導
入部を形成した透明石英管を用いることを特徴
とする石英反応管の製造方法。
入部を形成した透明石英管を用いることを特徴
とする石英反応管の製造方法。
(4) 上記石英管の少なくとも一端部にガス導入管
を有する透明石英のキヤツプ部を設ける工程を
有することを特徴とする石英反応管の製造方
法。
を有する透明石英のキヤツプ部を設ける工程を
有することを特徴とする石英反応管の製造方
法。
(5) 上記石英管の一端部にガス導入管を有する透
明石英キヤツプ部、他端部に試料を導入する透
明石英の試料導入部を設ける工程を有すること
を特徴とする石英反応管の製造方法。
明石英キヤツプ部、他端部に試料を導入する透
明石英の試料導入部を設ける工程を有すること
を特徴とする石英反応管の製造方法。
(6) 上記加熱に抵抗加熱、アーク加熱、プラズマ
加熱のいずれかを用ることを特徴とする石英反
応管の製造方法。
加熱のいずれかを用ることを特徴とする石英反
応管の製造方法。
(7) 上記加熱する時、加熱に用いる熱源に対して
該透明石英管と該筒を回転或いは該軸方向に相
対的に移動させることを特徴とする石英反応管
の製造方法を提供するものである。なお上記も
しくは以後の説明において結晶質石英とは水晶
として別称されるクオルツを表す。
該透明石英管と該筒を回転或いは該軸方向に相
対的に移動させることを特徴とする石英反応管
の製造方法を提供するものである。なお上記も
しくは以後の説明において結晶質石英とは水晶
として別称されるクオルツを表す。
以上本発明を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の石英反応管の透明石英管の外
周部に結晶質石英（クオルツ）焼結層を形成する
方法を説明する図で、ａは管軸方向の断面図、ｂ
はａのAA′断面図である。図において１は140mm
φ程度の内径を有し３〜４mm程度の肉厚を有する
透明石英管である。２は例えば一端が透明石英管
１の外径程度に絞られたステンレス製の筒であ
る。３及び４は透明石英管１の管軸と筒２との軸
をセンタリングさせる着脱が容易なチヤツク等の
治具を模式的に示したものであり、３は透明石英
管１の支持部、４はしめつけ部を示す。
周部に結晶質石英（クオルツ）焼結層を形成する
方法を説明する図で、ａは管軸方向の断面図、ｂ
はａのAA′断面図である。図において１は140mm
φ程度の内径を有し３〜４mm程度の肉厚を有する
透明石英管である。２は例えば一端が透明石英管
１の外径程度に絞られたステンレス製の筒であ
る。３及び４は透明石英管１の管軸と筒２との軸
をセンタリングさせる着脱が容易なチヤツク等の
治具を模式的に示したものであり、３は透明石英
管１の支持部、４はしめつけ部を示す。
透明石英管１としては円筒状のものを用いても
良いし、後の工程でさしつかえなければガス導入
部又は試料導入部を形成した透明石英管を用いて
も良い。
良いし、後の工程でさしつかえなければガス導入
部又は試料導入部を形成した透明石英管を用いて
も良い。
透明石英管１と筒２とをセンタリング支持させ
た状態で透明石英管１と筒２との間隙に粒度が
150〜250メツシユ程度の結晶質石英（クオルツ）
粒子好ましくは高純度の結晶質石英（クオルツ）
粒子５を密に充填する。次いで透明石英管１の管
軸部分に発熱源６を設置し、通電して抵抗加熱或
いはアーク加熱等の方法により発熱源６を加熱し
透明石英管１及び結晶質石英（クオルツ）粒子５
を2000〜2500℃程度の高温度に加熱し、結晶質石
英（クオルツ）粒子充填部分の透明石英管１に面
する厚さ１〜２mm程度の領域を溶融させ透明石英
層６を形成する。また結晶質石英（クオルツ）粒
子の溶融透明石英とならなかつた部分は加熱によ
り焼結され、透明石英管外周に結晶質石英（クオ
ルツ）焼結層５′を形成する。
た状態で透明石英管１と筒２との間隙に粒度が
150〜250メツシユ程度の結晶質石英（クオルツ）
粒子好ましくは高純度の結晶質石英（クオルツ）
粒子５を密に充填する。次いで透明石英管１の管
軸部分に発熱源６を設置し、通電して抵抗加熱或
いはアーク加熱等の方法により発熱源６を加熱し
透明石英管１及び結晶質石英（クオルツ）粒子５
を2000〜2500℃程度の高温度に加熱し、結晶質石
英（クオルツ）粒子充填部分の透明石英管１に面
する厚さ１〜２mm程度の領域を溶融させ透明石英
層６を形成する。また結晶質石英（クオルツ）粒
子の溶融透明石英とならなかつた部分は加熱によ
り焼結され、透明石英管外周に結晶質石英（クオ
ルツ）焼結層５′を形成する。
この加熱・溶融・焼結時、溶融・焼結が石英管
の半径方向で対称となり、管軸方向で均一なるよ
うに、透明石英管を回転する。或いは管軸方向に
移動させる或いは発熱源を移動させる等の方法で
加熱するのが好ましい。発熱源或いは石英管を管
軸方向に動かす場合には発熱源の大きさは小さく
て良く、ゾーンメルテイング法のように結晶質石
英（クオルツ）の充填部分の所望部分を順次溶融
焼結することができる。なお透明石英管として試
料導入部或いはガス導入領域を前もつて形成した
ものを用いた場合結晶質石英（クオルツ）焼結層
を形成して石英反応管を完成させることが出来
る。
の半径方向で対称となり、管軸方向で均一なるよ
うに、透明石英管を回転する。或いは管軸方向に
移動させる或いは発熱源を移動させる等の方法で
加熱するのが好ましい。発熱源或いは石英管を管
軸方向に動かす場合には発熱源の大きさは小さく
て良く、ゾーンメルテイング法のように結晶質石
英（クオルツ）の充填部分の所望部分を順次溶融
焼結することができる。なお透明石英管として試
料導入部或いはガス導入領域を前もつて形成した
ものを用いた場合結晶質石英（クオルツ）焼結層
を形成して石英反応管を完成させることが出来
る。
透明石英層７を形成する領域Ｌは筒２の長さよ
りも短かくする。発熱源を管軸方向に移動させな
い時には透明石英層７の形成領域Ｌとほぼ同程度
の長さの発熱源６を用いれば良い。
りも短かくする。発熱源を管軸方向に移動させな
い時には透明石英層７の形成領域Ｌとほぼ同程度
の長さの発熱源６を用いれば良い。
このようにして透明石英管の外周部に結晶質焼
結層を有する石英管が形成される。しかる後チヤ
ツク部３，４を取りはずし、筒２から石英管を引
き出し、結晶質石英（クオルツ）焼結層５′の外
周部を研磨加工し所定の外径の石英管を得る。
結層を有する石英管が形成される。しかる後チヤ
ツク部３，４を取りはずし、筒２から石英管を引
き出し、結晶質石英（クオルツ）焼結層５′の外
周部を研磨加工し所定の外径の石英管を得る。
なお、筒２としてはステンレス、グラフアイト
或いはセラミツク等を用いることができ、また、
筒２の形状としては一体ものであつても、２つ割
れ構造であつても良い。
或いはセラミツク等を用いることができ、また、
筒２の形状としては一体ものであつても、２つ割
れ構造であつても良い。
次いで、透明石英管１としてガス導入部を形成
してない円筒の透明石英管を用いた場合には結晶
質石英（クオルツ）焼結層が形成されてない透明
石英管の一端部に反応ガス導入用のガス導入管９
を有する透明石英キヤツプ８を溶融接合する。１
０は溶融接合部である。
してない円筒の透明石英管を用いた場合には結晶
質石英（クオルツ）焼結層が形成されてない透明
石英管の一端部に反応ガス導入用のガス導入管９
を有する透明石英キヤツプ８を溶融接合する。１
０は溶融接合部である。
前記特願昭55−113149に記載の如く、結晶質石
英焼結層が形成された領域で試料導入領域となる
透明石英管、或いは反応ガス導入領域としてガス
導入管を有する透明石英キヤツプを溶融接合して
も良い。この際には結晶質石英焼結層が形成され
た石英管の接合端部は融着が容易なようにテーパ
ー状に加工しておく。
英焼結層が形成された領域で試料導入領域となる
透明石英管、或いは反応ガス導入領域としてガス
導入管を有する透明石英キヤツプを溶融接合して
も良い。この際には結晶質石英焼結層が形成され
た石英管の接合端部は融着が容易なようにテーパ
ー状に加工しておく。
第２図ａは本発明の石英反応管の断面図であ
り、第２図ｂは加熱炉１１で石英反応管を加熱す
る際の石英反応管長さ方向の温度分布を示す図で
ある。
り、第２図ｂは加熱炉１１で石英反応管を加熱す
る際の石英反応管長さ方向の温度分布を示す図で
ある。
本発明による反応管は、最初から完全溶融形成
された透明石英管に後から、結晶質石英（クオル
ツ）層を形成させるため、透明石英層も４〜６
ｍ／ｍと厚くでき、その外周に４〜７mm程度の高
純度の結晶質石英（クオルツ）焼結層を有し、肉
厚を厚くすることができると同時に、結晶質石英
（クオルツ）により耐熱性を持たせることができ
る。又内面の透明石英部分の肉厚も厚いので薬品
での洗浄等で従来生じた問題は解決される。
された透明石英管に後から、結晶質石英（クオル
ツ）層を形成させるため、透明石英層も４〜６
ｍ／ｍと厚くでき、その外周に４〜７mm程度の高
純度の結晶質石英（クオルツ）焼結層を有し、肉
厚を厚くすることができると同時に、結晶質石英
（クオルツ）により耐熱性を持たせることができ
る。又内面の透明石英部分の肉厚も厚いので薬品
での洗浄等で従来生じた問題は解決される。
本発明の石英反応管は前述のような方法で形成
されるので肉厚は充分に厚く形成することができ
るので、反応管と発熱体の間に特に均熱管に設け
なくても反応管内の均熱性は充分に確保される。
されるので肉厚は充分に厚く形成することができ
るので、反応管と発熱体の間に特に均熱管に設け
なくても反応管内の均熱性は充分に確保される。
以上説明したように本発明によれば、シリコ
ン・カーバイト反応管或るいは多結晶シリコン反
応管に比べて大幅に安い値段で、形成でき高純度
高精度を維持した状態で高温に於て極めて長い寿
命を有し、然かも均一な厚い肉厚と平滑な内面を
有し、且つ加工自由度の高い高純度高温反応処理
用の反応管を提供することができるので、半導体
装置等を製造する際に於ける歩留まりの向上及び
製造費用の削減等等に極めて有効である。
ン・カーバイト反応管或るいは多結晶シリコン反
応管に比べて大幅に安い値段で、形成でき高純度
高精度を維持した状態で高温に於て極めて長い寿
命を有し、然かも均一な厚い肉厚と平滑な内面を
有し、且つ加工自由度の高い高純度高温反応処理
用の反応管を提供することができるので、半導体
装置等を製造する際に於ける歩留まりの向上及び
製造費用の削減等等に極めて有効である。
第１図は本発明の石英反応管の作成法を示す
図、第２図は本発明の石英反応管の断面図であ
る。 １……透明石英管、２……筒、３，４……チヤ
ツク、５……結晶質石英粒子、５′……結晶質石
英焼結層、６……発熱源、７……透明石英層、８
……石英キヤツプ、９……ガス導入管、１０……
接合部、１１……炉。
図、第２図は本発明の石英反応管の断面図であ
る。 １……透明石英管、２……筒、３，４……チヤ
ツク、５……結晶質石英粒子、５′……結晶質石
英焼結層、６……発熱源、７……透明石英層、８
……石英キヤツプ、９……ガス導入管、１０……
接合部、１１……炉。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも一端部にガス導入管を有する透明
石英のキヤツプ部を有する透明石英管の、少なく
とも該キヤツプ部を除く外周部に結晶石英焼結層
を設けた石英反応管であつて、 上記石英反応管は、透明石英部と、 該透明石英管上に結晶質石英粒子の加熱溶融に
より形成された透明石英層部と、 該透明石英層部上に、150〜250メツシユの結晶
質石英粒子の加熱焼結により形成された多孔質の
結晶質石英焼結層部とを有することを特徴とする
石英反応管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13517181A JPS5835918A (ja) | 1981-08-28 | 1981-08-28 | 石英反応管及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13517181A JPS5835918A (ja) | 1981-08-28 | 1981-08-28 | 石英反応管及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5835918A JPS5835918A (ja) | 1983-03-02 |
| JPH0445212B2 true JPH0445212B2 (ja) | 1992-07-24 |
Family
ID=15145489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13517181A Granted JPS5835918A (ja) | 1981-08-28 | 1981-08-28 | 石英反応管及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5835918A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5126871U (ja) * | 1974-08-16 | 1976-02-27 |
-
1981
- 1981-08-28 JP JP13517181A patent/JPS5835918A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5835918A (ja) | 1983-03-02 |
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