JPH0468528A - 縦型熱処理装置 - Google Patents
縦型熱処理装置Info
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- JPH0468528A JPH0468528A JP18069290A JP18069290A JPH0468528A JP H0468528 A JPH0468528 A JP H0468528A JP 18069290 A JP18069290 A JP 18069290A JP 18069290 A JP18069290 A JP 18069290A JP H0468528 A JPH0468528 A JP H0468528A
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- reaction tube
- gas
- heat treatment
- tube
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- Pending
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
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Landscapes
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
ｒ発明の目的」
本発明は、縦型熱処理装置に関するものである。
近年、ＬＳＩの高集積度化に伴って、例えば４ＭＤＲＡ
Ｍの最小設計幅が１μ■以下にもなり、またゲート酸化
膜の膜厚も２００Å以下になってきている。 特に、１６ＭＤＲＡＭのゲート酸化膜は、１００Å以下
と更に薄膜化の傾向となっている。 このように膜厚が薄くなると、半導体ウェハ上での膜厚
の面内均一性の要求に対応するのが極めて困難となる。 この面内均一性に応えるためには、半導体ウェハ上の処
理条件を均一にすることが必要であり、特に温度条件を
均一にすることが極めて重要事項である。 通常、縦型熱処理炉は、横型熱処理炉に比較して処理炉
の軸方向の温度勾配を少なくでき、高密度化素子の製造
に有利であるため、最近は縦型熱処理炉が採用される傾
向にある。 従来の縦型熱処理炉において、例えば、半導体ウェハを
酸化炉や拡散炉の反応チューブ内に搬入して加熱処理を
行なう場合、縦方向に所定間隔をおいて多数枚のウェハ
を搭載した処理用ボートを搬出搬入機構を介して反応チ
ューブ内に搬入し。 このチューブ内に処理ガスを供給して加熱処理を実施す
るようにしている。 この場合、処理ガスをチューブ内に供給する手段として
は、第２図に示すように、反応チューブ１の外周壁に対
し間隙を設けてアウターチューブ２を設け、この間隙を
処理ガスを導入するための流路１０とし、処理ガスは導
入口４から流路１０を経て反応チューブ１の上端に設け
た流入孔９より内部に流入させ、反応チューブ１の下部
に設けた排気口５より排気するように設け、一方、縦方
向に所定間隔をおいて多数枚の半導体ウェハ８を搭載し
た処理用ボート７をボートエレベータ６を介して反応チ
ューブ１内に搬入可能に設け、更に、反応チューブ１の
外周に設けたヒータ３により加熱して半導体ウェハ８の
熱処理を行なうようにしている。 この反応チューブ１内は通常、９００〜１２００℃程度
まで加熱されているが、処理ガスは導入口４から流路１
０を経て反応チューブ１の上端に設けた流入孔９より内
部に流入するので、反応チューブ１内のガス流入近傍の
温度分布が不均一になり、そのためチューブ内の断面均
熱性が低下し、その結果ウェハの面内の温度分布が不均
一になる等の問題がある。 本発明は上記した従来の課題を解決するために開発した
ものであり、処理ガスを反応チューブ内に導入する際、
処理ガスを効率的に予備加熱することにより被処理体の
断面均熱性を向上させ、しかも高密度素子の面内均一性
を期することを目的としたものである。 「発明の構成」
Ｍの最小設計幅が１μ■以下にもなり、またゲート酸化
膜の膜厚も２００Å以下になってきている。 特に、１６ＭＤＲＡＭのゲート酸化膜は、１００Å以下
と更に薄膜化の傾向となっている。 このように膜厚が薄くなると、半導体ウェハ上での膜厚
の面内均一性の要求に対応するのが極めて困難となる。 この面内均一性に応えるためには、半導体ウェハ上の処
理条件を均一にすることが必要であり、特に温度条件を
均一にすることが極めて重要事項である。 通常、縦型熱処理炉は、横型熱処理炉に比較して処理炉
の軸方向の温度勾配を少なくでき、高密度化素子の製造
に有利であるため、最近は縦型熱処理炉が採用される傾
向にある。 従来の縦型熱処理炉において、例えば、半導体ウェハを
酸化炉や拡散炉の反応チューブ内に搬入して加熱処理を
行なう場合、縦方向に所定間隔をおいて多数枚のウェハ
を搭載した処理用ボートを搬出搬入機構を介して反応チ
ューブ内に搬入し。 このチューブ内に処理ガスを供給して加熱処理を実施す
るようにしている。 この場合、処理ガスをチューブ内に供給する手段として
は、第２図に示すように、反応チューブ１の外周壁に対
し間隙を設けてアウターチューブ２を設け、この間隙を
処理ガスを導入するための流路１０とし、処理ガスは導
入口４から流路１０を経て反応チューブ１の上端に設け
た流入孔９より内部に流入させ、反応チューブ１の下部
に設けた排気口５より排気するように設け、一方、縦方
向に所定間隔をおいて多数枚の半導体ウェハ８を搭載し
た処理用ボート７をボートエレベータ６を介して反応チ
ューブ１内に搬入可能に設け、更に、反応チューブ１の
外周に設けたヒータ３により加熱して半導体ウェハ８の
熱処理を行なうようにしている。 この反応チューブ１内は通常、９００〜１２００℃程度
まで加熱されているが、処理ガスは導入口４から流路１
０を経て反応チューブ１の上端に設けた流入孔９より内
部に流入するので、反応チューブ１内のガス流入近傍の
温度分布が不均一になり、そのためチューブ内の断面均
熱性が低下し、その結果ウェハの面内の温度分布が不均
一になる等の問題がある。 本発明は上記した従来の課題を解決するために開発した
ものであり、処理ガスを反応チューブ内に導入する際、
処理ガスを効率的に予備加熱することにより被処理体の
断面均熱性を向上させ、しかも高密度素子の面内均一性
を期することを目的としたものである。 「発明の構成」
従って、本発明によると、導入された処理ガスは、反応
チューブとアウターチューブの間隙内に設けた螺旋流路
を経て導入されるので、この間に処理ガスは予めヒータ
からの熱により予熱された後に反応チューブ内に導入す
るように構成したので、導入された処理ガスは、ヒータ
により予備加熱されて反応チューブ内のガス温度に近い
温度のガスが導入されるため、反応チューブ内への導入
後に下降流を生じることが少なくなり、チューブの径方
向への拡散が行なわれ、断面均熱が向上する。この場合
、反応チューブとアウターチューブの間隙内で導入ガス
を予備加熱する構造であるから、ボートの搬出入に支障
がなくスペース的に有効である。
チューブとアウターチューブの間隙内に設けた螺旋流路
を経て導入されるので、この間に処理ガスは予めヒータ
からの熱により予熱された後に反応チューブ内に導入す
るように構成したので、導入された処理ガスは、ヒータ
により予備加熱されて反応チューブ内のガス温度に近い
温度のガスが導入されるため、反応チューブ内への導入
後に下降流を生じることが少なくなり、チューブの径方
向への拡散が行なわれ、断面均熱が向上する。この場合
、反応チューブとアウターチューブの間隙内で導入ガス
を予備加熱する構造であるから、ボートの搬出入に支障
がなくスペース的に有効である。
以下、本発明における縦型熱処理装置の実施例を図面を
参照して説明する。 第１図において１反応チューブ１１は、石英ガラスによ
り円筒状に形成され、その軸方向を垂直方向とすること
により縦型熱処理部を構成している。この反応チューブ
１１の外周壁に対し間隙を設け、石英ガラス製円筒状の
アウターチューブ１２を同軸的に配設し、この間隙内に
石英ガラス製の螺旋パイプ１４を固着して螺旋流路１３
を設け、この螺旋流路１３に処理ガスを供給するための
ガス供給口１５を設けている。 また、反応チューブ１１の外周囲には円筒状のヒータ１
７を設け、反応チューブ１１内を、例えば、９００〜１
２００℃程度まで加熱して、酸化や拡散処理を実施する
ようにしている。 この反応チューブ１１は下端が開口し、多数の被処理体
例えば半導体ウェハ１９を水平状態で縦方向に離間して
搭載したボート２０を搬出入できるように垂直に支持さ
れている。 このボート２０は、保温筒２１に垂直に支持され、保温
筒２１をボートエレベータ１８に支持し、このボートエ
レベータ１８を上下駆動することによりボート２０の搬
出入を可能とし、ボートエレベータ１８のフランジ１８
ａで反応チューブ１１の下端開口部を密閉する。 また１反応チューブ１１の下端部より処理ガスを排気す
るためのガス排気管１６が接続され、反応チューブ１１
の上端に多数の流入孔２３を有するバッファ板２２を設
けている。 即ち、ガス供給口１５から流入した反応ガスは、螺旋流
路１３を介してアウターチューブ１２と反応チューブ１
１の外壁間を上方に流動し、反応チューブ１１の頂部に
設けられた流入孔２３から反応チューブ１１内に反応ガ
スが導入されるように排気孔１６が設けられている。 次に上記実施例の作用を説明する。 例えば半導体ウェハ１９に酸化膜を形成する場合につい
て説明する。ボート２０の所定位置にウェハ１９を搭載
し１反応チューブ１１内に搬入されると、チューブ１１
はヒータ１７により設定温度に加熱される。そして、反
応チューブ１１の外周壁に対し間隙を設けてアウターチ
ューブ１２を同軸的に配設し、この間隙内に螺旋流路１
３を設けているので、ガス供給口１５に供給された処理
ガスは、順次螺旋流路１３を蛇行しなからヒータ１７に
より予備加熱されて反応チューブ１１内のガス温度に近
い温度のガスが導入されるため、反応チューブ１１内へ
の導入後に下降流を生じることが少なくなる。従って、
従来のような温度差に起因した下降流の形成が少なくな
るので、処理ガスが十分に径方向に拡散して下降するこ
とになり。 ウェハ１９の面内のいずれの位置でも処理ガス温度がほ
ぼ同一となり、ウェハ１９の面内均一性が向上する。 また、反応チューブ１１の外周壁間の隙間で処理ガスを
予備加熱する構造であるから、ボート２０の搬出入に支
障がない。 上記実施例では、２重管構造の例について説明したが、
この例に限らず、総ての処理ガスが等しく予備加熱され
たのち、被処理体に流入させる手段であれば何れの手段
でもよい。 「発明の効果」 以上のことから明らかなように、本発明によると次のよ
うな優れた効果がある。 予備加熱した導入ガスを反応チューブ内に導入すること
により断面均熱性を向上させ、しかも高密度素子の面内
均一性を図ることができる等の効果がある。
参照して説明する。 第１図において１反応チューブ１１は、石英ガラスによ
り円筒状に形成され、その軸方向を垂直方向とすること
により縦型熱処理部を構成している。この反応チューブ
１１の外周壁に対し間隙を設け、石英ガラス製円筒状の
アウターチューブ１２を同軸的に配設し、この間隙内に
石英ガラス製の螺旋パイプ１４を固着して螺旋流路１３
を設け、この螺旋流路１３に処理ガスを供給するための
ガス供給口１５を設けている。 また、反応チューブ１１の外周囲には円筒状のヒータ１
７を設け、反応チューブ１１内を、例えば、９００〜１
２００℃程度まで加熱して、酸化や拡散処理を実施する
ようにしている。 この反応チューブ１１は下端が開口し、多数の被処理体
例えば半導体ウェハ１９を水平状態で縦方向に離間して
搭載したボート２０を搬出入できるように垂直に支持さ
れている。 このボート２０は、保温筒２１に垂直に支持され、保温
筒２１をボートエレベータ１８に支持し、このボートエ
レベータ１８を上下駆動することによりボート２０の搬
出入を可能とし、ボートエレベータ１８のフランジ１８
ａで反応チューブ１１の下端開口部を密閉する。 また１反応チューブ１１の下端部より処理ガスを排気す
るためのガス排気管１６が接続され、反応チューブ１１
の上端に多数の流入孔２３を有するバッファ板２２を設
けている。 即ち、ガス供給口１５から流入した反応ガスは、螺旋流
路１３を介してアウターチューブ１２と反応チューブ１
１の外壁間を上方に流動し、反応チューブ１１の頂部に
設けられた流入孔２３から反応チューブ１１内に反応ガ
スが導入されるように排気孔１６が設けられている。 次に上記実施例の作用を説明する。 例えば半導体ウェハ１９に酸化膜を形成する場合につい
て説明する。ボート２０の所定位置にウェハ１９を搭載
し１反応チューブ１１内に搬入されると、チューブ１１
はヒータ１７により設定温度に加熱される。そして、反
応チューブ１１の外周壁に対し間隙を設けてアウターチ
ューブ１２を同軸的に配設し、この間隙内に螺旋流路１
３を設けているので、ガス供給口１５に供給された処理
ガスは、順次螺旋流路１３を蛇行しなからヒータ１７に
より予備加熱されて反応チューブ１１内のガス温度に近
い温度のガスが導入されるため、反応チューブ１１内へ
の導入後に下降流を生じることが少なくなる。従って、
従来のような温度差に起因した下降流の形成が少なくな
るので、処理ガスが十分に径方向に拡散して下降するこ
とになり。 ウェハ１９の面内のいずれの位置でも処理ガス温度がほ
ぼ同一となり、ウェハ１９の面内均一性が向上する。 また、反応チューブ１１の外周壁間の隙間で処理ガスを
予備加熱する構造であるから、ボート２０の搬出入に支
障がない。 上記実施例では、２重管構造の例について説明したが、
この例に限らず、総ての処理ガスが等しく予備加熱され
たのち、被処理体に流入させる手段であれば何れの手段
でもよい。 「発明の効果」 以上のことから明らかなように、本発明によると次のよ
うな優れた効果がある。 予備加熱した導入ガスを反応チューブ内に導入すること
により断面均熱性を向上させ、しかも高密度素子の面内
均一性を図ることができる等の効果がある。
第１図は本発明における縦型熱処理装置の一実施例シボ
した断面図であり、第２図は従来の縦型熱処理装置を示
した断面図である。 第１図 １１・・・反応チューブ １２・・・アウターチューブ １３・・螺旋流路 １７・ ・ヒータ
した断面図であり、第２図は従来の縦型熱処理装置を示
した断面図である。 第１図 １１・・・反応チューブ １２・・・アウターチューブ １３・・螺旋流路 １７・ ・ヒータ
Claims (1)
- （１）複数枚の被処理体を収容した縦型反応チューブ内
に処理ガスを導入して熱処理を行なう縦型熱処理装置に
おいて、上記反応チューブ内に設けられた被処理体の熱
処理温度雰囲気に処理ガスを流動させて予備加熱したの
ち上記被処理体に処理ガスを流入させるようにしたこと
を特徴とする縦型熱処理装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18069290A JPH0468528A (ja) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | 縦型熱処理装置 |
| US07/674,884 US5279670A (en) | 1990-03-31 | 1991-03-26 | Vertical type diffusion apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18069290A JPH0468528A (ja) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | 縦型熱処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0468528A true JPH0468528A (ja) | 1992-03-04 |
Family
ID=16087639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18069290A Pending JPH0468528A (ja) | 1990-03-31 | 1990-07-10 | 縦型熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0468528A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012156510A (ja) * | 2011-01-21 | 2012-08-16 | Asm Internatl Nv | 熱処理炉およびそのライナー |
-
1990
- 1990-07-10 JP JP18069290A patent/JPH0468528A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012156510A (ja) * | 2011-01-21 | 2012-08-16 | Asm Internatl Nv | 熱処理炉およびそのライナー |
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