JPH05136074A - 半導体製造装置等における加熱装置 - Google Patents
半導体製造装置等における加熱装置Info
- Publication number
- JPH05136074A JPH05136074A JP29712391A JP29712391A JPH05136074A JP H05136074 A JPH05136074 A JP H05136074A JP 29712391 A JP29712391 A JP 29712391A JP 29712391 A JP29712391 A JP 29712391A JP H05136074 A JPH05136074 A JP H05136074A
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- Japan
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- chamber
- heating device
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体製造装置等における加熱装置を小型化
し、騒音、振動、電力を大幅に低減すること、フィラメ
ントを長寿命化すること、並びにエネルギー効率を良く
すること。 【構成】 本発明の加熱装置１は水冷を可能とする反射
板５と必要波長域にたいして光学的に透明な窓６を有す
る減圧可能なチャンバー（真空チャンバー）１３及びこ
のチャンバー内にランプ管壁を持たないむき出しのまま
配置されたフィラメント３から構成される。チャンバー
内には放電を防止するため不活性ガスが導入される。こ
れによりランプの管壁を有しないため、これを空冷する
必要がなく冷却装置が省ける。またフィラメント構成金
属を有するガスを満たすことによりフィラメント金属の
蒸発を補償する。
し、騒音、振動、電力を大幅に低減すること、フィラメ
ントを長寿命化すること、並びにエネルギー効率を良く
すること。 【構成】 本発明の加熱装置１は水冷を可能とする反射
板５と必要波長域にたいして光学的に透明な窓６を有す
る減圧可能なチャンバー（真空チャンバー）１３及びこ
のチャンバー内にランプ管壁を持たないむき出しのまま
配置されたフィラメント３から構成される。チャンバー
内には放電を防止するため不活性ガスが導入される。こ
れによりランプの管壁を有しないため、これを空冷する
必要がなく冷却装置が省ける。またフィラメント構成金
属を有するガスを満たすことによりフィラメント金属の
蒸発を補償する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置におけ
る加熱装置、特にエピタキシアル装置、拡散装置、アニ
ール装置、酸化装置及び窒化装置など１０００℃前後以
上の高温を必要とする装置の加熱装置に関する。
る加熱装置、特にエピタキシアル装置、拡散装置、アニ
ール装置、酸化装置及び窒化装置など１０００℃前後以
上の高温を必要とする装置の加熱装置に関する。
【０００２】
【従来技術】半導体製造装置におけるランプ光源を用い
た従来の代表的な加熱装置の断面図を図２又は図３に示
す。図２又は図３において、プロセスチャンバー７内の
半導体基板８は１０００℃前後以上に加熱される必要が
あるため、熱源であるフィラメント３は数千℃以上に熱
せられる。しかし、ランプ２を構成するランプ管壁４部
分は表面温度を６００℃以上に高温にすることはできな
い。何故なら、この温度以上になると管壁４からランプ
２内部にガスが放出され、ランプ内部の真空度を損な
い、ランプのハロゲンサイクルに異常を与え、その結果
フィラメント３の寿命を著しく短くするからである。
た従来の代表的な加熱装置の断面図を図２又は図３に示
す。図２又は図３において、プロセスチャンバー７内の
半導体基板８は１０００℃前後以上に加熱される必要が
あるため、熱源であるフィラメント３は数千℃以上に熱
せられる。しかし、ランプ２を構成するランプ管壁４部
分は表面温度を６００℃以上に高温にすることはできな
い。何故なら、この温度以上になると管壁４からランプ
２内部にガスが放出され、ランプ内部の真空度を損な
い、ランプのハロゲンサイクルに異常を与え、その結果
フィラメント３の寿命を著しく短くするからである。
【０００３】このため、従来の加熱装置１ではフィラメ
ント３部分は高温状態でも、ランプ管壁４は低温に維持
する必要から、図２或いは図３に示すように風を送り込
んでランプ管壁を冷却していた。なおランプ反射板５は
その背面において水を循環して冷却している。ランプを
水冷する場合は、水が熱源からの光線を非常によく吸収
するため、熱線をプロセスチャンパー７に伝えることが
できないばかりか、電機部品の絶縁性や腐食の問題もあ
る。
ント３部分は高温状態でも、ランプ管壁４は低温に維持
する必要から、図２或いは図３に示すように風を送り込
んでランプ管壁を冷却していた。なおランプ反射板５は
その背面において水を循環して冷却している。ランプを
水冷する場合は、水が熱源からの光線を非常によく吸収
するため、熱線をプロセスチャンパー７に伝えることが
できないばかりか、電機部品の絶縁性や腐食の問題もあ
る。
【０００４】従って、従来装置における空冷用の空気は
ブロワー１０や工場付帯設備のガスラインから調圧装置
を経て供給され、ランプ２及び反射板５を内包するキャ
ビティ１２に導入され、ランプ２を冷却した後排気され
た。そのためランプに要求される熱量が増加すればする
程要求空気量は大きくなり、キャビティ１２を含む装置
は大型化することになり、ブロワーの容量も大きなもの
が要求され、騒音振動が大きくなり、また大電力が必要
になるなどの問題があった。また、ブロワーを使わない
場合でも、大量の空気を必要とすることは工場付帯設備
への大きな負担となっていた。更に、装置から排出され
る熱排気は環境に著しい影響を与えるため熱交換器１１
を必要とし、装置が大型化する要因となった。また冷却
空気中に含まれる水分、炭酸ガス等の気体分子は熱線を
吸収するためエネルギー効率を悪化した。
ブロワー１０や工場付帯設備のガスラインから調圧装置
を経て供給され、ランプ２及び反射板５を内包するキャ
ビティ１２に導入され、ランプ２を冷却した後排気され
た。そのためランプに要求される熱量が増加すればする
程要求空気量は大きくなり、キャビティ１２を含む装置
は大型化することになり、ブロワーの容量も大きなもの
が要求され、騒音振動が大きくなり、また大電力が必要
になるなどの問題があった。また、ブロワーを使わない
場合でも、大量の空気を必要とすることは工場付帯設備
への大きな負担となっていた。更に、装置から排出され
る熱排気は環境に著しい影響を与えるため熱交換器１１
を必要とし、装置が大型化する要因となった。また冷却
空気中に含まれる水分、炭酸ガス等の気体分子は熱線を
吸収するためエネルギー効率を悪化した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は装置
全体を小型化し、騒音、振動、電力を大幅に低減するこ
と、フィラメントを長寿命化すること、並びにエネルギ
ー効率をよくすることを目的とする。
全体を小型化し、騒音、振動、電力を大幅に低減するこ
と、フィラメントを長寿命化すること、並びにエネルギ
ー効率をよくすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の加熱装置は、水冷を可能とする反射板と必要
波長域に対して光学的に透明な窓を有する減圧可能なチ
ャンバー（真空チャンバー）、及びこのチャンバー内に
ランプ管壁を持たないむき出しのまま配置されたフィラ
メントとから構成され、減圧されたチャンバー内には放
電を防止するために、Ａｒ、Ｘｅ等の不活性ガスが導入
されるものである。
に本発明の加熱装置は、水冷を可能とする反射板と必要
波長域に対して光学的に透明な窓を有する減圧可能なチ
ャンバー（真空チャンバー）、及びこのチャンバー内に
ランプ管壁を持たないむき出しのまま配置されたフィラ
メントとから構成され、減圧されたチャンバー内には放
電を防止するために、Ａｒ、Ｘｅ等の不活性ガスが導入
されるものである。
【０００７】
【実施例】本発明の加熱装置の断面図を図１に示す。図
１において、加熱装置１は反射板５と光学的に透明な窓
６を有する減圧可能なチャンバー１３、及びこのチャン
バー１３内にランプ管壁を持たないむき出しのまま配置
されたフィラメント３から構成される。フィラメント３
はセラミック等の電気的、熱的絶縁体１４により適宜支
持されると共に、外部電源（図示せず）に接続され、フ
ィラメント３に流れる電流がコントロールされようにな
っている。透明な窓６の下部にはプロセスチャンバー７
があり、その内部に半導体基板８が載置されている。そ
してフィラメント３に電流を流すことにより半導体基板
８が加熱されるものである。
１において、加熱装置１は反射板５と光学的に透明な窓
６を有する減圧可能なチャンバー１３、及びこのチャン
バー１３内にランプ管壁を持たないむき出しのまま配置
されたフィラメント３から構成される。フィラメント３
はセラミック等の電気的、熱的絶縁体１４により適宜支
持されると共に、外部電源（図示せず）に接続され、フ
ィラメント３に流れる電流がコントロールされようにな
っている。透明な窓６の下部にはプロセスチャンバー７
があり、その内部に半導体基板８が載置されている。そ
してフィラメント３に電流を流すことにより半導体基板
８が加熱されるものである。
【０００８】反射板５は熱源であるフィラメント３から
の輻射熱を効率よくプロセスチャンバー７内の半導体基
板８に向けるような形状、例えばその断面が半円形、放
物線状等を有している。また反射板５はその背面におい
て循環される水によって冷却される点は従来装置と同様
である。窓６は必要波長域に対して光学的に透明な材料
が用いられる。これらの材料は表１に示されている。
の輻射熱を効率よくプロセスチャンバー７内の半導体基
板８に向けるような形状、例えばその断面が半円形、放
物線状等を有している。また反射板５はその背面におい
て循環される水によって冷却される点は従来装置と同様
である。窓６は必要波長域に対して光学的に透明な材料
が用いられる。これらの材料は表１に示されている。
【０００９】表 １ 表１において、μ単位の数字は波長を表す。また括弧内
の数値は波数と呼び、１cmの長さの内に何周期の波が在
るかを示す値である。一般に0.78μ( 780mμ )〜1mm(10
00μ) 程度の波長を有する電磁波を赤外光と呼ぶ。特に
厳密な定義は無いが、概念的に0.78μ〜３μ程度の可視
光線に近い領域を近赤外、それより長い波長領域を遠赤
外と呼ぶことが多い。この内物質の加熱に有効に働くの
は遠赤外線であると考えられている。この考えに基づく
と、なるべく長い波長まで透過できる材料が窓材として
は優れているが、物によっては高価であったり、大面積
のもが得にくかったり、機械的強度が得にくかったり、
物理的、化学的特性が優れていなかったりする場合があ
るため、窓材として使用する装置の形状や使用条件によ
り、最適のものは異なることになる。
の数値は波数と呼び、１cmの長さの内に何周期の波が在
るかを示す値である。一般に0.78μ( 780mμ )〜1mm(10
00μ) 程度の波長を有する電磁波を赤外光と呼ぶ。特に
厳密な定義は無いが、概念的に0.78μ〜３μ程度の可視
光線に近い領域を近赤外、それより長い波長領域を遠赤
外と呼ぶことが多い。この内物質の加熱に有効に働くの
は遠赤外線であると考えられている。この考えに基づく
と、なるべく長い波長まで透過できる材料が窓材として
は優れているが、物によっては高価であったり、大面積
のもが得にくかったり、機械的強度が得にくかったり、
物理的、化学的特性が優れていなかったりする場合があ
るため、窓材として使用する装置の形状や使用条件によ
り、最適のものは異なることになる。
【００１０】真空チャンバー１３は真空ポンプ１６によ
り減圧が可能であるが、発光を安定させるため調圧装置
１５を有している。真空チャンバー１３内を真空状態に
した後、放電を防止するためにＡｒ、Ｘｅ等の不活性ガ
スを導入するノズル１７と流量制御器１８が設けられて
いる。更に本発明の加熱装置１はフィラメントの構成金
属（例えばタングステン等）を含むガス（例えばハロゲ
ン化タングステン）を真空チャンバー内に導入すること
ができるようにノズル１９と流量制御器２０を有してい
る。このガスはハロゲンランプ内でのハロゲンサイクル
と同様な働きをしてフィラメント１上にフィラメント金
属の堆積を行い、蒸発により失われたフィラメント金属
を補償するものである。これによりフィラメントの寿命
を延長することができるものである。
り減圧が可能であるが、発光を安定させるため調圧装置
１５を有している。真空チャンバー１３内を真空状態に
した後、放電を防止するためにＡｒ、Ｘｅ等の不活性ガ
スを導入するノズル１７と流量制御器１８が設けられて
いる。更に本発明の加熱装置１はフィラメントの構成金
属（例えばタングステン等）を含むガス（例えばハロゲ
ン化タングステン）を真空チャンバー内に導入すること
ができるようにノズル１９と流量制御器２０を有してい
る。このガスはハロゲンランプ内でのハロゲンサイクル
と同様な働きをしてフィラメント１上にフィラメント金
属の堆積を行い、蒸発により失われたフィラメント金属
を補償するものである。これによりフィラメントの寿命
を延長することができるものである。
【００１１】この真空チャンバーは常時真空度計２１や
表面温度計２２により監視されており、異常の発生によ
るフィラメント３への電力供給は自動的に停止されてア
ラームを発生するものである。本発明における半導体製
造装置の実施例について説明を行ったが、半導体製造装
置以外の加熱装置にも応用が可能であることは勿論であ
る。
表面温度計２２により監視されており、異常の発生によ
るフィラメント３への電力供給は自動的に停止されてア
ラームを発生するものである。本発明における半導体製
造装置の実施例について説明を行ったが、半導体製造装
置以外の加熱装置にも応用が可能であることは勿論であ
る。
【００１２】
【発明の効果】１）本発明の加熱装置はランプ管壁を設
ける必要のない構造にしたので、ブロワーや導風路及び
キャビティが不要となり、装置の大幅な小型化が可能に
なる。 ２）真空チャンバーは容量を小さくできるため必要な真
空ポンプは小型のもので良く、大型のブロワーに比べて
騒音、振動、電力が大幅に低下する。 ３）従来のランプではランプ管壁からランプ内に放出さ
れたアウトガスはランプ内に留まりフィラメントの寿命
を短くしていたが、本発明では真空チャンバー構成材料
からアウトガスが出ても速やかにチャンバー外に排気さ
れ内部に留まらないから、また真空チャンバー内に導入
されるフィラメント構成金属を含むガスがフィラメント
上にフィラメント金属の堆積を行い、蒸発により失われ
たフィラメント金属を補償するものであるから、フィラ
メントの寿命を延長することができる。 ４）従来の空冷方式では空冷気体中の水分や炭酸ガス等
の気体分子がランプからの放射エネルギーを吸収して効
率を悪くしていたが、本発明ではＡｒ、Ｘｅ等の不活性
ガスやハロゲン化タングステンのようなガスで満たされ
ているので、効率を悪くすることはない。
ける必要のない構造にしたので、ブロワーや導風路及び
キャビティが不要となり、装置の大幅な小型化が可能に
なる。 ２）真空チャンバーは容量を小さくできるため必要な真
空ポンプは小型のもので良く、大型のブロワーに比べて
騒音、振動、電力が大幅に低下する。 ３）従来のランプではランプ管壁からランプ内に放出さ
れたアウトガスはランプ内に留まりフィラメントの寿命
を短くしていたが、本発明では真空チャンバー構成材料
からアウトガスが出ても速やかにチャンバー外に排気さ
れ内部に留まらないから、また真空チャンバー内に導入
されるフィラメント構成金属を含むガスがフィラメント
上にフィラメント金属の堆積を行い、蒸発により失われ
たフィラメント金属を補償するものであるから、フィラ
メントの寿命を延長することができる。 ４）従来の空冷方式では空冷気体中の水分や炭酸ガス等
の気体分子がランプからの放射エネルギーを吸収して効
率を悪くしていたが、本発明ではＡｒ、Ｘｅ等の不活性
ガスやハロゲン化タングステンのようなガスで満たされ
ているので、効率を悪くすることはない。
【図１】本発明の加熱装置の断面図である。
【図２】従来の加熱装置の断面図である。
【図３】従来の加熱装置の断面図である。
１ 加熱装置 ２ ランプ ３ フィラメント ４ 管壁 ５ 反射板 ６ 窓 ７ プロセスチャンバー ８ 半導体基板 ９ 導風路 １０ ブロワー １１ 熱交換器 １２ キャビティ １３ チャンバー １４ フィラメント支持体 １５ 調圧バルブ １６ 真空ポンプ １７ 不活性ガス導入ノズル １８ 不活性ガス流量制御器 １９ ハロゲン化ガス導入ノズル ２０ ハロゲン化ガス流量制御器 ２１ 真空度計 ２２ 表面温度計
Claims (3)
- 【請求項１】 反射板と光学的に透明な窓を有する減圧
可能なチャンバー、前記チャンバー内に配置された熱源
としてランプ管壁を持たないむき出しのままのフィラメ
ント、及び前記チャンバー内に導入された不活性ガスを
有することを特徴とする加熱装置。 - 【請求項２】 前記チャンバー内に更に導入されたフィ
ラメント構成金属を含むガスを有することを特徴とする
請求項１に記載の加熱装置。 - 【請求項３】 過加熱或いは真空度の異常を監視する監
視装置を更に有することを特徴とする請求項１又は請求
項２に記載の加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29712391A JPH0685395B2 (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 半導体製造装置等における加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29712391A JPH0685395B2 (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 半導体製造装置等における加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05136074A true JPH05136074A (ja) | 1993-06-01 |
| JPH0685395B2 JPH0685395B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=17842513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29712391A Expired - Fee Related JPH0685395B2 (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 半導体製造装置等における加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0685395B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1067586A2 (en) * | 1999-07-09 | 2001-01-10 | Applied Materials, Inc. | A semiconductor processing system |
| WO2005083760A1 (ja) * | 2004-03-01 | 2005-09-09 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | 基板処理装置および半導体装置の製造方法 |
| JP2006505123A (ja) * | 2002-11-01 | 2006-02-09 | コルニック システムズ コーポレーション | 急速熱処理装置の加熱モジュール |
| JP2007095789A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Kumamoto Technology & Industry Foundation | 輻射加熱装置 |
| CN102748939A (zh) * | 2011-04-19 | 2012-10-24 | 扬州市希林光源器材制造有限公司 | 高温钼管炉 |
-
1991
- 1991-11-13 JP JP29712391A patent/JPH0685395B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1067586A2 (en) * | 1999-07-09 | 2001-01-10 | Applied Materials, Inc. | A semiconductor processing system |
| EP1067586A3 (en) * | 1999-07-09 | 2007-10-31 | Applied Materials, Inc. | A semiconductor processing system |
| JP2006505123A (ja) * | 2002-11-01 | 2006-02-09 | コルニック システムズ コーポレーション | 急速熱処理装置の加熱モジュール |
| WO2005083760A1 (ja) * | 2004-03-01 | 2005-09-09 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | 基板処理装置および半導体装置の製造方法 |
| JP2007095789A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Kumamoto Technology & Industry Foundation | 輻射加熱装置 |
| CN102748939A (zh) * | 2011-04-19 | 2012-10-24 | 扬州市希林光源器材制造有限公司 | 高温钼管炉 |
| CN102748939B (zh) * | 2011-04-19 | 2014-04-09 | 扬州市希林光源器材制造有限公司 | 高温钼管炉 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0685395B2 (ja) | 1994-10-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19950417 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |