JPH0550727U - 横型熱処理炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 炉芯管の炉口側での断熱性または保温性を向
上させることにより、熱排気の放散を防止した横型熱処
理炉を提供する。 【構成】 水平に設置されその一端側に炉口を有する炉
芯管３と、この炉芯管３の周りに配設されたヒータ１
と、上記炉芯管３の炉口側に嵌合され排気孔１００が形
成されるスリーブ形状のキャップ４と、このキャップ４
の開口を閉止するドア５と、を備えたものである。上記
キャップ４は真空に保持された空間４Ａを有する。ま
た、熱排気が通過する空間１０Ｅを有するキャップ１０
を用いてもよい。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、半導体装置の製造工程において、主に直径８インチ以上のシリコン ウェーハに使用される横型熱処理炉に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

熱処理炉は、主に半導体装置の酸化工程または拡散工程に使用され、酸化炉ま たは拡散炉とも呼ばれている。構造的に横型炉および縦型炉に大別されている。 従来の横型熱処理炉は以下のように構成される。すなわち、図４に示すように、 この横型熱処理炉は、水平に設置される炉芯管１３を有する。この炉芯管１３は 石英ガラス製である。炉芯管１３は一端側に炉口を有する。炉芯管１３の周りに は断熱材１２を介してヒータ１１が配設される。これらの断熱材１２およびヒー タ１１は、これらから炉芯管１３の炉口側部分が所定長さだけ突出するように設 けられている。この炉口側部分にはスリーブ形状のキャップ１４が外嵌されてい る。このキャップ１４は、断熱材１２による炉芯管１３内の汚染防止のため設け られている。キャップ１４は石英ガラス製である。キャップ１４の下部には排気 孔１４Ａが形成されている。これは、以下の理由による。炉芯管１３は１０００ ℃以上の高温で連日終夜使用されると変形する。この変形は炉芯管１３の上部に 発生する。この発生は炉芯管１３の自重および熱のために起こる。炉芯管１３の 変形が生じたら、炉芯管１３を回転させて使用する。この回転時に排気孔１４Ａ が移動しないようにするため、キャップ１４に設けたものである。この排気孔１ ４Ａは排気装置（図示していない）に接続されている。キャップ１４の開口はド ア１５を用いて閉止される。このドア１５は石英ガラス製である。ドア１５は円 板形状である。ドア１５には取っ手１５Ａが形成される。この取っ手１５Ａには バネ１６の一端が係止されている。バネ１６の他端は壁に係止している。このバ ネ１６はキャップ１４に対してドア１５の接着性（密閉性）を高めるため設けら れる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

炉芯管１３の炉口部分は断熱材１２より突出している。そして、この突出部分 から炉芯管１３内の排気熱が外に拡散する。このため、炉芯管１３の中央部分に 比べて炉口側の温度が低くなりやすい。つまり、従来のスリーブ状のキャップ１ ４では炉芯管１３の排気熱の拡散を有効に防止できないという課題があった。例 えば、直径８インチ以上のシリコンウェーハを熱処理する横型熱処理炉にあって は、炉芯管の内径が３０ｃｍにもなる。このため、炉芯管の炉口における排気熱 の拡散もより大きくなる。１１５０℃の設定温度のとき、炉芯管の中央部と炉口 側とでは１５℃も温度に変動があった。そして、直径８インチ以上のシリコンウ ェーハの酸化処理工程において、このシリコンウェーハ内の温度均一性が低下し 、このシリコンウェーハ上に一様な膜厚の酸化膜を形成させにくかった。

【０００４】

【考案の目的】

そこで、本考案は、炉芯管の炉口側での断熱性または保温性を向上させること により、排気熱の拡散を防止した横型熱処理炉を提供することを、その目的とし ている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案の請求項１に記載の横型熱処理炉においては、水平に設置されその一端 側に炉口を有する炉芯管と、この炉芯管の周りに配設されたヒータと、上記炉芯 管の炉口側に嵌合され排気孔が形成されるスリーブ形状のキャップと、このキャ ップの開口を閉止するドアと、を備えた横型熱処理炉において、上記キャップは 真空に保持された空間を有するものである。

【０００６】 また、本考案の請求項２に記載の横型熱処理炉においては、請求項１のキャッ プは内部に排気熱が通過する空間を設けたものである。

【０００７】

【作用】

請求項１に記載の考案に係る横型熱処理炉にあっては、真空の空間の断熱作用 により炉芯管の炉口側での断熱性を向上させることができる。

【０００８】 また、請求項２に記載の考案に係る横型熱処理炉にあっては、炉芯管内で発生 した排気熱を用いて、炉芯管の炉口側での保温性を向上させることができる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案に係る横型熱処理炉の実施例について、図面を参照して説明する 。図１は本考案の第１実施例に係る横型熱処理炉の概略を示す断面図であり、ウ ェーハ導入時のものである。図２はプロセス時のものである。本考案に係る横型 熱処理炉は、図１に示すように、水平に設置される炉芯管３を有している。この 炉芯管３は透明石英ガラス製である。このガラス中には小さな気泡がたくさん含 まれている。炉芯管３の内径は３００ｃｍである。炉芯管３の厚さは耐熱性を高 めるため４ｍｍ以上に厚くする。炉芯管３は一端側に炉口を有する。この炉芯管 ３の周りにヒータ１が配設される。このヒータ１から炉芯管３の炉口側部分が所 定長さだけ突出するように設けられている。この突出部分の保温のため、断熱材 ２はその場所に設けるものである。この断熱材２はグラスウールを無塵加工した ものである。ヒータ１は主にカンタルアルミニウム製の熱線である。ヒータ１の 熱線は炉芯管３の長さ方向に均一に分散している。このため、炉芯管３内の均熱 性は向上する。

【００１０】 炉芯管３の炉口側にはスリーブ形状のキャップ４が外嵌されている。このキャ ップ４は、炉芯管３の炉口から炉芯管３内への不純物の汚染防止のため設けられ ている。キャップ４は透明石英ガラス製である。キャップ４の下部には排気孔１ ００が形成されている。この排気孔１００は排気装置（図示していない）に接続 されている。ウェーハ導入時に、カンチレバー８は石英ボート７を炉芯管３内に 搬送するためのものである。なお、図２中の壁は図１中では図示していない。こ の石英ボート７は所定枚数のシリコンウェーハ９を載置可能である。図２に示す ように、プロセス時にはカンチレバー８を炉芯管３内より取り出し、キャップ４ の開口はドア５により閉止される。このドア５は透明石英ガラス製である。ドア １５は円板形状である。ドア５には取っ手５Ａが形成されている。この取っ手５ Ａにはバネ６の一端が係止されている。バネ６の他端は壁に係止されている。こ のバネ６はキャップ４に対してドア５の接着性を高めるため設けられている。

【００１１】 キャップ４およびドア５はそれぞれの内部が中空構造になっている。すなわち 、キャップ４には炉口部分の外周を覆うように環状の空間４Ａが、ドア５には円 板全面にわたって画成された空間５Ｂが、それぞれ形成されている。これらの中 空構造すなわち空間４Ａ、５Ｂは１０^-3Ｔｏｒｒ程度の真空に封止されている。 真空の熱伝導率は石英ガラスの熱伝導率より小さい。このため、炉芯管３の炉口 側での放熱、キャップ４での放熱、ドア５での放熱を防止できる。この結果、炉 芯管３内の均熱長さを１２００±０.５℃の温度範囲にて１００ｃｍにできる。 また、炉芯管３内の温度の安定性を±０.２５℃にできるものである。

【００１２】 したがって、炉芯管３内の所定位置（上記均熱長さ内）に所定枚数の直径８イ ンチのシリコンウェーハ９を載置した石英ボート７をカンチレバー８で搬送して 、酸化膜をそれぞれのシリコンウェーハ９に形成させると、一様な厚さの酸化膜 をそれぞれ形成でき、これらの酸化膜の均一性は向上するものである。

【００１３】 次に、図３を用いて第２実施例を説明する。この実施例は排気口１００を廃止 して、キャップ４の代わりにキャップ１０を用いる他は上記第１実施例と同じ構 成である。このキャップ１０は内管１０Ａと外管１０Ｃとの一体型構造である。 キャップ１０の内管１０Ａに排気熱の入口１０Ｂが形成され、外管１０Ｃに排気 熱の出口１０Ｄが形成される。この出口１０Ｄは上記第１実施例同様、排気装置 に接続されている。熱処理炉内の排気熱は、入口１０Ｂからキャップ１０の中空 １０Ｅ内を通過し、出口１０Ｄより排気装置へ送られる。このため、排気熱は所 定時間キャップ１０を加熱することになる。そして、炉芯管３の炉口側の温度低 下を防止できるものである。したがって、キャップ１０を用いて、炉芯管３の炉 口側での保温性を向上させることにより、排気熱の拡散を防止できるものである 。その他、作用は上記第１実施例と同じである。

【００１４】

【考案の効果】

以上説明してきたように本考案に係る横型熱処理炉によれば、炉芯管の炉口側 での断熱性または保温性を向上させることにより、排気熱の拡散を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例に係る横型熱処理炉の概略
を示す断面図で、ウェーハ導入時のものである。

【図２】本考案の第１実施例に係る横型熱処理炉の概略
を示す断面図で、プロセス時のものである。

【図３】本考案の第２実施例に係る横型熱処理炉のキャ
ップの断面図である。

【図４】従来例に係る横型熱処理炉の概略を示す断面図
である。

【符号の説明】

１ ヒータ ３ 炉芯管 ４ キャップ ４Ａ 空間 ５ ドア １０ キャップ １００ 排気孔

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平に設置されその一端側に炉口を有す
   る炉芯管と、この炉芯管の周りに配設されたヒータと、
   上記炉芯管の炉口側に嵌合され排気孔が形成されるスリ
   ーブ形状のキャップと、このキャップの開口を閉止する
   ドアと、を備えた横型熱処理炉において、 上記キャップは真空に保持された空間を有することを特
   徴とする横型熱処理炉。
2. 【請求項２】 請求項１のキャップは内部に排気熱が通
   過する空間を設けたことを特徴とする請求項１に記載の
   横型熱処理炉。