JPH05251373A - 縦型熱処理装置 - Google Patents
縦型熱処理装置Info
- Publication number
- JPH05251373A JPH05251373A JP1270792A JP1270792A JPH05251373A JP H05251373 A JPH05251373 A JP H05251373A JP 1270792 A JP1270792 A JP 1270792A JP 1270792 A JP1270792 A JP 1270792A JP H05251373 A JPH05251373 A JP H05251373A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core tube
- furnace core
- gas
- reaction gas
- heater
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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Abstract
(57)【要約】
【目的】反応ガスの流量の多少にかかわる温度制御の不
安定性をなくすことによって均熱長をボート長さを包含
する長さ以上に制御出来るようにし、また炉芯管とヒー
ターとの間の遮蔽する部品をなくし反応ガスの置換特性
を良好にすることによってウエハの断面方向の加熱均一
性を向上させる。 【構成】炉芯管７内を加熱するヒーターとは異なるガス
加熱ヒーター１０により加熱された反応ガスをガス導入
管８から炉芯管７内に炉芯管の下方より流入させ、反応
ガスは炉芯管内を上方に流れ炉芯管上部の排気管１１よ
り排気する構造を有する。
安定性をなくすことによって均熱長をボート長さを包含
する長さ以上に制御出来るようにし、また炉芯管とヒー
ターとの間の遮蔽する部品をなくし反応ガスの置換特性
を良好にすることによってウエハの断面方向の加熱均一
性を向上させる。 【構成】炉芯管７内を加熱するヒーターとは異なるガス
加熱ヒーター１０により加熱された反応ガスをガス導入
管８から炉芯管７内に炉芯管の下方より流入させ、反応
ガスは炉芯管内を上方に流れ炉芯管上部の排気管１１よ
り排気する構造を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造工程に使用
する半導体ウエハを高温炉内にて反応ガスを流入させ酸
化拡散処理する縦型熱処理装置または高温かつ反応ガス
中にて成膜する縦型ＬＰＣＶＤ装置に代表される縦型熱
処理装置に関し、特にその炉体構造および炉芯管構造に
関する。
する半導体ウエハを高温炉内にて反応ガスを流入させ酸
化拡散処理する縦型熱処理装置または高温かつ反応ガス
中にて成膜する縦型ＬＰＣＶＤ装置に代表される縦型熱
処理装置に関し、特にその炉体構造および炉芯管構造に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体製造工程において、半導体
ウエハを電気ヒーターにより高温（８００〜１２００
℃）に制御された炉芯管内に挿入し、反応ガス（窒素、
酸素、水素など）を炉芯管内に流入させ、酸化、拡散処
理する工程があり、この工程に縦型拡散炉が使用され
る。
ウエハを電気ヒーターにより高温（８００〜１２００
℃）に制御された炉芯管内に挿入し、反応ガス（窒素、
酸素、水素など）を炉芯管内に流入させ、酸化、拡散処
理する工程があり、この工程に縦型拡散炉が使用され
る。
【０００３】従来の縦型熱処理装置を図を用いて説明す
る。図３はその概要構造を示す炉体部の縦断面図であ
る。図３に示すように、半導体ウエハ１はボート２内に
水平かつ平行に収納され、ボート２は保温筒３上に搭載
され、保温筒３はベース４上に搭載され、ベース４は上
下駆動するボートエレベータ５に連結され、炉芯管７内
への入出炉を行う。炉芯管７はヒーター６内に固定さ
れ、炉芯管７内はヒーター６の加熱により高温（８００
〜１２００℃）に制御されている。
る。図３はその概要構造を示す炉体部の縦断面図であ
る。図３に示すように、半導体ウエハ１はボート２内に
水平かつ平行に収納され、ボート２は保温筒３上に搭載
され、保温筒３はベース４上に搭載され、ベース４は上
下駆動するボートエレベータ５に連結され、炉芯管７内
への入出炉を行う。炉芯管７はヒーター６内に固定さ
れ、炉芯管７内はヒーター６の加熱により高温（８００
〜１２００℃）に制御されている。
【０００４】ここで、ボート２、保温筒３、ベース４、
炉芯管７は、高温における不純物拡散を防止するため、
高純度の石英、ＳｉＣ等の材料の溶接構造で作られてい
る。炉芯管７の構造は、炉芯管７下方の外壁にガス導入
管１４が溶接され、炉芯管７の外側壁に沿って頭部まで
ガスインジェクター１５が溶接され、炉芯管７下方にガ
ス排気管１６が溶接されている。ガス配管９より炉体内
に導入された反応ガスは、ガス導入管１４、ガスインジ
ェクター１５を通り、炉芯管７の頭部より炉芯管７内に
流入される。
炉芯管７は、高温における不純物拡散を防止するため、
高純度の石英、ＳｉＣ等の材料の溶接構造で作られてい
る。炉芯管７の構造は、炉芯管７下方の外壁にガス導入
管１４が溶接され、炉芯管７の外側壁に沿って頭部まで
ガスインジェクター１５が溶接され、炉芯管７下方にガ
ス排気管１６が溶接されている。ガス配管９より炉体内
に導入された反応ガスは、ガス導入管１４、ガスインジ
ェクター１５を通り、炉芯管７の頭部より炉芯管７内に
流入される。
【０００５】ここで、反応ガスはガス配管９に達する以
前に流量コントロールされ、炉芯管７の外側壁に溶接さ
れたインジェクター１５の内部を通る反応ガスは、炉芯
管７の頭部に至る間にヒーター６により加熱される。反
応ガスは炉芯管７内を下方に流れ、ガス排気管１６より
排出される。半導体ウエハ１は、ボートエレベータ５の
上昇動作により、炉芯管７内の高温かつ反応ガスの流れ
る雰囲気中に挿入され、上昇終了後、酸化、拡散処理さ
れ、ボートエレベータ５の下降動作により取り出され、
処理工程は終了する。
前に流量コントロールされ、炉芯管７の外側壁に溶接さ
れたインジェクター１５の内部を通る反応ガスは、炉芯
管７の頭部に至る間にヒーター６により加熱される。反
応ガスは炉芯管７内を下方に流れ、ガス排気管１６より
排出される。半導体ウエハ１は、ボートエレベータ５の
上昇動作により、炉芯管７内の高温かつ反応ガスの流れ
る雰囲気中に挿入され、上昇終了後、酸化、拡散処理さ
れ、ボートエレベータ５の下降動作により取り出され、
処理工程は終了する。
【０００６】ここで、炉芯管７内の高温維持状態を図を
用いて説明する。図４は９００℃で温度制御を行う際の
炉芯管内頭部より底部へ温度測定を行ったグラフであ
る。縦軸に炉芯管内の位置とウエハの位置，横軸に温度
を示す。実線に示す通り、窒素を１０ＳＬＭ流した時、
頭部より温度は上昇し、ボート長さを包含する９００±
０．５℃の温度長さ（均熱長と呼ぶ）の均熱領域があ
り、底部に移動すると温度は下降する。この均熱長内に
て、半導体ウエハは同一温度に制御され、下方へのガス
の流れの雰囲気内にて酸化、拡散処理される。また、破
線のように窒素流量を２０ＳＬＭとすると、多量の窒素
に対し頭部温度を高目に設定する必要がある。また、ヒ
ーター構造については、縦方向に複数のゾーンに別れ、
頭部、下部のゾーンのヒーターはそれぞれ均熱長の温度
より高めに制御され、頭部、下部の外側の室温の影響を
受けるのを防止する温度制御を行っている。
用いて説明する。図４は９００℃で温度制御を行う際の
炉芯管内頭部より底部へ温度測定を行ったグラフであ
る。縦軸に炉芯管内の位置とウエハの位置，横軸に温度
を示す。実線に示す通り、窒素を１０ＳＬＭ流した時、
頭部より温度は上昇し、ボート長さを包含する９００±
０．５℃の温度長さ（均熱長と呼ぶ）の均熱領域があ
り、底部に移動すると温度は下降する。この均熱長内に
て、半導体ウエハは同一温度に制御され、下方へのガス
の流れの雰囲気内にて酸化、拡散処理される。また、破
線のように窒素流量を２０ＳＬＭとすると、多量の窒素
に対し頭部温度を高目に設定する必要がある。また、ヒ
ーター構造については、縦方向に複数のゾーンに別れ、
頭部、下部のゾーンのヒーターはそれぞれ均熱長の温度
より高めに制御され、頭部、下部の外側の室温の影響を
受けるのを防止する温度制御を行っている。
【０００７】図５は縦型熱処理炉の横断面図である。ヒ
ーター６は炉芯管７と同心円上に位置し、炉芯管７内の
半導体ウエハ１を断面上で同心円状に加熱する。そのた
め、断面上にも温度は均一に維持されている。
ーター６は炉芯管７と同心円上に位置し、炉芯管７内の
半導体ウエハ１を断面上で同心円状に加熱する。そのた
め、断面上にも温度は均一に維持されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この従来の炉芯管７の
構造では、反応ガスの流量を多くした場合、ガス導入管
１４から炉芯管７頭部の間のガスインジェクター１５の
長さでは、反応ガスは十分加熱されず、頭部のゾーンに
位置したヒーター６では一様な高温を制御することが出
来ず、均熱長がボート２の長さを包含する長さ以上に取
れない問題があった。
構造では、反応ガスの流量を多くした場合、ガス導入管
１４から炉芯管７頭部の間のガスインジェクター１５の
長さでは、反応ガスは十分加熱されず、頭部のゾーンに
位置したヒーター６では一様な高温を制御することが出
来ず、均熱長がボート２の長さを包含する長さ以上に取
れない問題があった。
【０００９】ヒーター６の主な目的は、炉芯管７内部に
挿入された半導体ウエハ１及びボート２を加熱する事で
あり、炉芯管７の外側壁に位置するガスインジェクター
１５は、ヒーター６の炉芯管７内への断面方向の一様な
加熱を遮蔽し、炉芯管７内での断面方向の均一性を悪化
させていた。
挿入された半導体ウエハ１及びボート２を加熱する事で
あり、炉芯管７の外側壁に位置するガスインジェクター
１５は、ヒーター６の炉芯管７内への断面方向の一様な
加熱を遮蔽し、炉芯管７内での断面方向の均一性を悪化
させていた。
【００１０】炉芯管７内部の反応ガスの流れは、頭部よ
りガスが流入されるため、全体的には頭部より底部に流
れる。しかしながら、頭部よりも均熱長内の上部の温度
が高いため、均熱長上部の反応ガスは頭部方向に流れ
る。また、インジェクター１５内にて十分に加熱されな
い反応ガスが炉芯管７の頭部より流入した場合は、その
反応ガスの温度は炉芯管７の反応ガスの温度より低いた
め、流入した反応ガスは下方へ流れる。
りガスが流入されるため、全体的には頭部より底部に流
れる。しかしながら、頭部よりも均熱長内の上部の温度
が高いため、均熱長上部の反応ガスは頭部方向に流れ
る。また、インジェクター１５内にて十分に加熱されな
い反応ガスが炉芯管７の頭部より流入した場合は、その
反応ガスの温度は炉芯管７の反応ガスの温度より低いた
め、流入した反応ガスは下方へ流れる。
【００１１】以上のように、炉芯管７内の頭部でのガス
の流れは一様に下方に位置する均熱長内に流入せず、乱
れた流れとなっていた。
の流れは一様に下方に位置する均熱長内に流入せず、乱
れた流れとなっていた。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の縦型熱処理装置
は、反応ガスが炉芯管内に流入する直前のガス導入管部
に、反応ガスを炉芯管内均熱長と同じ温度に加熱するガ
ス加熱ヒーターを有する。また、炉芯管底部より反応ガ
スを導入するガス導入管と、炉芯管頭部より反応ガスを
排出するガス排気管を有する構造である。
は、反応ガスが炉芯管内に流入する直前のガス導入管部
に、反応ガスを炉芯管内均熱長と同じ温度に加熱するガ
ス加熱ヒーターを有する。また、炉芯管底部より反応ガ
スを導入するガス導入管と、炉芯管頭部より反応ガスを
排出するガス排気管を有する構造である。
【００１３】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１４】図１は本発明の実施例１の縦断面図であ
る。図１に示すとおり、炉芯管７の底部にガス導入管８
が接合され、反応ガスを流すガス配管９が接続されてい
る。また、炉芯管７の頭部には排気口があり、排気管１
１が接続されている。ガス導入管８にはガス加熱ヒータ
ー１０が取付けられている。
る。図１に示すとおり、炉芯管７の底部にガス導入管８
が接合され、反応ガスを流すガス配管９が接続されてい
る。また、炉芯管７の頭部には排気口があり、排気管１
１が接続されている。ガス導入管８にはガス加熱ヒータ
ー１０が取付けられている。
【００１５】ガス配管９から導入された反応ガスはガス
導入管８を通り、炉芯管７の底部から内部に流入され
る。そのガス導入管８を通る際、ガス加熱ヒーター１０
により炉芯管７の均熱長の温度に加熱される。高温に加
熱されたガスは炉芯管７内を上昇する。炉芯管７内の半
導体ウエハ１は、ヒーター６の加熱と上昇する反応ガス
により酸化、拡散処理される。炉芯管７内を上昇する反
応ガスは、炉芯管７の頭部より排気管１１を通り排気さ
れる。
導入管８を通り、炉芯管７の底部から内部に流入され
る。そのガス導入管８を通る際、ガス加熱ヒーター１０
により炉芯管７の均熱長の温度に加熱される。高温に加
熱されたガスは炉芯管７内を上昇する。炉芯管７内の半
導体ウエハ１は、ヒーター６の加熱と上昇する反応ガス
により酸化、拡散処理される。炉芯管７内を上昇する反
応ガスは、炉芯管７の頭部より排気管１１を通り排気さ
れる。
【００１６】図２は本発明の実施例２の縦断面図であ
る。炉芯管７内に流入する前のガス導入部に予備加熱室
１２を持つ構造であり、また、ガス加熱ヒーター１３も
予備加熱室１２を加熱する構造である。ガス配管９から
予備加熱室１２に導入された反応ガスは、一旦予備加熱
室内にて待機され、ガス加熱ヒーター１３により十分加
熱され、炉芯管７内に流入される。
る。炉芯管７内に流入する前のガス導入部に予備加熱室
１２を持つ構造であり、また、ガス加熱ヒーター１３も
予備加熱室１２を加熱する構造である。ガス配管９から
予備加熱室１２に導入された反応ガスは、一旦予備加熱
室内にて待機され、ガス加熱ヒーター１３により十分加
熱され、炉芯管７内に流入される。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、炉芯管内
を加熱するヒーターとは異なるガス加熱ヒーターに加熱
された反応ガスを炉芯管内に流入する構造を有し、ま
た、反応ガスが炉芯管内へ下部より流入し炉芯管内を上
方へ流れ、炉芯管上部の排気管より排気する機構を有し
ている。
を加熱するヒーターとは異なるガス加熱ヒーターに加熱
された反応ガスを炉芯管内に流入する構造を有し、ま
た、反応ガスが炉芯管内へ下部より流入し炉芯管内を上
方へ流れ、炉芯管上部の排気管より排気する機構を有し
ている。
【００１８】そのため、反応ガスの流量の多少にかかわ
る温度制御の不安定性をなくし、均熱長をボート長さを
包含する長さ以上に制御する事が出来る。また、炉芯管
とヒーターとの間にヒーターの炉芯管内部への加熱を遮
蔽する構造部品がなくなり、断面方向の加熱の均一性を
向上させる。炉芯管内部の加熱された反応ガスの流れ
は、底部より頭部に流れて排気されるため、反応ガスは
炉芯管内を安定的に一様に上方に流れ、排気される。ま
た、炉芯管内部の加熱された残留空気，反応後の残留ガ
スは滞留する事なく上方に排気されるので、炉芯管内部
の置換特性の向上が得られる。
る温度制御の不安定性をなくし、均熱長をボート長さを
包含する長さ以上に制御する事が出来る。また、炉芯管
とヒーターとの間にヒーターの炉芯管内部への加熱を遮
蔽する構造部品がなくなり、断面方向の加熱の均一性を
向上させる。炉芯管内部の加熱された反応ガスの流れ
は、底部より頭部に流れて排気されるため、反応ガスは
炉芯管内を安定的に一様に上方に流れ、排気される。ま
た、炉芯管内部の加熱された残留空気，反応後の残留ガ
スは滞留する事なく上方に排気されるので、炉芯管内部
の置換特性の向上が得られる。
【００１９】以上説明したように、炉芯管内の均熱を良
好に制御し、一様の反応ガスの流れのもとで半導体ウエ
ハの加熱を同心円方向に均一に行なうことができるの
で、酸化，拡散処理における製造歩留りを向上させるこ
とができる。
好に制御し、一様の反応ガスの流れのもとで半導体ウエ
ハの加熱を同心円方向に均一に行なうことができるの
で、酸化，拡散処理における製造歩留りを向上させるこ
とができる。
【図１】本発明の実施例１の縦断面図である。
【図２】本発明の実施例２の縦断面図である。
【図３】従来装置の縦断面図である。
【図４】従来装置の温度測定のグラフ図である。
【図５】従来装置の横断面図である。
１ 半導体ウエハ ２ ボート ３ 保温筒 ４ ベース ５ ボートエレベータ ６ ヒーター ７ 炉芯管 ８ ガス導入管 ９ ガス配管 １０ ガス加熱ヒーター １１ 排気管 １２ 予備加熱室 １３ ガス加熱ヒーター １４ ガス導入管 １５ ガスインジェクター １６ 排気管
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体ウエハを熱処理する縦型熱処理炉
において、炉芯管内を加熱するヒーターとは異なるガス
加熱ヒーターにより加熱された反応ガスを炉芯管内に流
入させる機構と、反応ガスを炉心管内に下方より流入さ
せて炉芯管内を上方に向けて流し炉芯管上部排気管より
排気する機構とを有する事を特徴とする縦型熱処理装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1270792A JPH05251373A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 縦型熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1270792A JPH05251373A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 縦型熱処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05251373A true JPH05251373A (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=11812887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1270792A Withdrawn JPH05251373A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 縦型熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05251373A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100598089B1 (ko) * | 1999-06-15 | 2006-07-07 | 삼성전자주식회사 | 반도체 제조용 종형 확산로 |
-
1992
- 1992-01-28 JP JP1270792A patent/JPH05251373A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100598089B1 (ko) * | 1999-06-15 | 2006-07-07 | 삼성전자주식회사 | 반도체 제조용 종형 확산로 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990408 |