JPH07115066A - 半導体熱処理装置 - Google Patents
半導体熱処理装置Info
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- JPH07115066A JPH07115066A JP25809493A JP25809493A JPH07115066A JP H07115066 A JPH07115066 A JP H07115066A JP 25809493 A JP25809493 A JP 25809493A JP 25809493 A JP25809493 A JP 25809493A JP H07115066 A JPH07115066 A JP H07115066A
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- cooling medium
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- reaction furnace
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、熱処理後の高温に加熱された被処
理体の降温を均一、かつ高速に行うことを目的とする。 【構成】 冷却媒体Aをヒータ105に対し上部と下部
より供給し中部より排出するか又は中部より供給し上部
と下部より排出するかの何れかに構成された強制循環手
段300を有することを特徴とする。
理体の降温を均一、かつ高速に行うことを目的とする。 【構成】 冷却媒体Aをヒータ105に対し上部と下部
より供給し中部より排出するか又は中部より供給し上部
と下部より排出するかの何れかに構成された強制循環手
段300を有することを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウェハーの例え
ば酸化、拡散、CVD工程等に用いられる半導体熱処理
装置に係り、特にその降温特性の改善に関する。
ば酸化、拡散、CVD工程等に用いられる半導体熱処理
装置に係り、特にその降温特性の改善に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体熱処理装置を使用して半導体ウェ
ハーの酸化、拡散、CVD工程等の処理を行い処理済み
後の半導体ウェハーを装置より取り出すに際し、処理温
度(例えば、1100℃)の状態で取り出すと、被処理
体である半導体ウェハーに割れや自然酸化膜成長などの
不具合が生じ易い。このため装置から取り出す前に半導
体ウェハーを適正な温度(たとえば800℃程度)に降
温する必要がある。しかし、半導体熱処理装置は均一で
且つ安定した処理温度の分布を得るとともに装置からの
放熱を押さえてエネルギ効率を向上させるためヒータ外
回りは断熱材で覆われており、この断熱材は熱伝導率が
小さく保温性に優れ、また熱容量が大きいため降温を防
げて降温に要する時間を長引かせ、降温特性の点では半
導体熱処理装置の処理能力を低下させる一因となってお
り改善が望まれていた。
ハーの酸化、拡散、CVD工程等の処理を行い処理済み
後の半導体ウェハーを装置より取り出すに際し、処理温
度(例えば、1100℃)の状態で取り出すと、被処理
体である半導体ウェハーに割れや自然酸化膜成長などの
不具合が生じ易い。このため装置から取り出す前に半導
体ウェハーを適正な温度(たとえば800℃程度)に降
温する必要がある。しかし、半導体熱処理装置は均一で
且つ安定した処理温度の分布を得るとともに装置からの
放熱を押さえてエネルギ効率を向上させるためヒータ外
回りは断熱材で覆われており、この断熱材は熱伝導率が
小さく保温性に優れ、また熱容量が大きいため降温を防
げて降温に要する時間を長引かせ、降温特性の点では半
導体熱処理装置の処理能力を低下させる一因となってお
り改善が望まれていた。
【0003】この降温特性を改善する方法として、冷却
媒体をもって反応炉芯管の外回りに配置されたヒータ、
断熱材を冷却する半導体熱処理装置(例えば、特開昭5
8−33083号公報)や、冷却媒体をもって反応炉芯
管そのものを冷却する半導体熱処理装置(例えば、特開
平2−5519号公報)が提案されている。これらの提
案は、いずれも冷却媒体をヒータに対しその一端側から
供給し、他端側から排出するようになっている。
媒体をもって反応炉芯管の外回りに配置されたヒータ、
断熱材を冷却する半導体熱処理装置(例えば、特開昭5
8−33083号公報)や、冷却媒体をもって反応炉芯
管そのものを冷却する半導体熱処理装置(例えば、特開
平2−5519号公報)が提案されている。これらの提
案は、いずれも冷却媒体をヒータに対しその一端側から
供給し、他端側から排出するようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体熱処理装
置は、いずれも冷却媒体をヒータに対しその一端側から
供給し、他端側から排出するようになっていたため、安
定した降温特性が得にくい、即ち、供給側は冷却媒体が
低温であり高速の冷却が行われ、排出側は冷却媒体が加
熱されて高温となり冷却速度が遅くなる。このため、供
給側と排出側では大きな温度差が生じて反応炉芯管内に
収容した被処理体の全てを均一なる特性をもって降温す
ることができないという不具合があった。またこれらの
半導体熱処理装置はいずれも排出側の高温に加熱された
冷却媒体を装置外へ排出可能な温度まで降温する手段で
ある熱交換器がヒータ部と別置きの構成となっており、
排出側の排気系接続部の耐熱対策、又はその接続部から
熱交換器に至るまでの排気経路の耐熱対策ないしは放熱
対策が必要となるばかりでなく、装置が大型化し、スペ
ース効率の悪い装置になるという不具合があった。
置は、いずれも冷却媒体をヒータに対しその一端側から
供給し、他端側から排出するようになっていたため、安
定した降温特性が得にくい、即ち、供給側は冷却媒体が
低温であり高速の冷却が行われ、排出側は冷却媒体が加
熱されて高温となり冷却速度が遅くなる。このため、供
給側と排出側では大きな温度差が生じて反応炉芯管内に
収容した被処理体の全てを均一なる特性をもって降温す
ることができないという不具合があった。またこれらの
半導体熱処理装置はいずれも排出側の高温に加熱された
冷却媒体を装置外へ排出可能な温度まで降温する手段で
ある熱交換器がヒータ部と別置きの構成となっており、
排出側の排気系接続部の耐熱対策、又はその接続部から
熱交換器に至るまでの排気経路の耐熱対策ないしは放熱
対策が必要となるばかりでなく、装置が大型化し、スペ
ース効率の悪い装置になるという不具合があった。
【0005】本発明は、上記した従来の欠点を解消する
目的で成されたもので、熱処理後の高温に加熱された被
処理体の降温を均一、且つ高速に行うことができ、また
スペース効率の良い半導体熱処理装置を提供するもので
ある。
目的で成されたもので、熱処理後の高温に加熱された被
処理体の降温を均一、且つ高速に行うことができ、また
スペース効率の良い半導体熱処理装置を提供するもので
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、第1に、ボートへ半導体ウェハーを収納
した被処理体を収容する反応炉芯管と、該反応炉芯管を
囲むように配置され前記被処理体を加熱するヒータとを
有し、前記ヒータに蓄積された熱エネルギを除去する降
温時に前記反応炉芯管と当該ヒータ間の空隙に冷却媒体
を強制的に循環させるように構成された半導体熱処理装
置において、前記冷却媒体を前記ヒータに対し上部と下
部より供給し中部より排出するか又は前記中部より供給
し前記上部と下部より排出するかの何れかに構成された
強制循環手段を有することを要旨とする。
に、本発明は、第1に、ボートへ半導体ウェハーを収納
した被処理体を収容する反応炉芯管と、該反応炉芯管を
囲むように配置され前記被処理体を加熱するヒータとを
有し、前記ヒータに蓄積された熱エネルギを除去する降
温時に前記反応炉芯管と当該ヒータ間の空隙に冷却媒体
を強制的に循環させるように構成された半導体熱処理装
置において、前記冷却媒体を前記ヒータに対し上部と下
部より供給し中部より排出するか又は前記中部より供給
し前記上部と下部より排出するかの何れかに構成された
強制循環手段を有することを要旨とする。
【0007】第2に、ボートへ半導体ウェハーを収納し
た被処理体を収容する反応炉芯管と、該反応炉芯管を囲
むように配置され前記被処理体を加熱するヒータと、前
記反応炉芯管と前記ヒータとを内設する外筒とを有し、
前記ヒータに蓄積された熱エネルギを除去する降温時に
前記反応炉芯管と当該ヒータ間の空隙に冷却媒体を強制
的に循環させるように構成された半導体熱処理装置にお
いて、前記冷却媒体を前記ヒータに対し上部と下部より
供給し中部より排出するか又は前記中部より供給し前記
上部と下部より排出するかの何れかに構成された強制循
環手段と、前記外筒の外周に装着され前記強制循環手段
から排出された冷却媒体を冷却する熱交換手段とを有す
ることを要旨とする。
た被処理体を収容する反応炉芯管と、該反応炉芯管を囲
むように配置され前記被処理体を加熱するヒータと、前
記反応炉芯管と前記ヒータとを内設する外筒とを有し、
前記ヒータに蓄積された熱エネルギを除去する降温時に
前記反応炉芯管と当該ヒータ間の空隙に冷却媒体を強制
的に循環させるように構成された半導体熱処理装置にお
いて、前記冷却媒体を前記ヒータに対し上部と下部より
供給し中部より排出するか又は前記中部より供給し前記
上部と下部より排出するかの何れかに構成された強制循
環手段と、前記外筒の外周に装着され前記強制循環手段
から排出された冷却媒体を冷却する熱交換手段とを有す
ることを要旨とする。
【0008】第3に、ボートへ半導体ウェハーを収納し
た被処理体を収容する反応炉芯管と、該反応炉芯管を囲
むように配置され前記被処理体を加熱するヒータと、前
記反応炉芯管と前記ヒータとを内設する外筒とを有し、
前記ヒータに蓄積された熱エネルギを除去する降温時に
前記反応炉芯管と当該ヒータ間の空隙に第1の冷却媒体
を強制的に循環させるように構成された半導体熱処理装
置において、前記第1の冷却媒体を前記ヒータに対し上
部と下部より供給し中部より排出するか又は前記中部よ
り供給し前記上部と下部より排出するかの何れかに構成
された強制循環手段と、前記外筒の外周に装着され高熱
伝導性材質製の導管の内側に前記強制循環手段から排出
された第1の冷却媒体を通し該導管の外側から第2の冷
却媒体で前記第1の冷却媒体を冷却する熱交換手段とを
有することを要旨とする。
た被処理体を収容する反応炉芯管と、該反応炉芯管を囲
むように配置され前記被処理体を加熱するヒータと、前
記反応炉芯管と前記ヒータとを内設する外筒とを有し、
前記ヒータに蓄積された熱エネルギを除去する降温時に
前記反応炉芯管と当該ヒータ間の空隙に第1の冷却媒体
を強制的に循環させるように構成された半導体熱処理装
置において、前記第1の冷却媒体を前記ヒータに対し上
部と下部より供給し中部より排出するか又は前記中部よ
り供給し前記上部と下部より排出するかの何れかに構成
された強制循環手段と、前記外筒の外周に装着され高熱
伝導性材質製の導管の内側に前記強制循環手段から排出
された第1の冷却媒体を通し該導管の外側から第2の冷
却媒体で前記第1の冷却媒体を冷却する熱交換手段とを
有することを要旨とする。
【0009】第4に、ボートへ半導体ウェハーを収納し
た被処理体を収容する反応炉芯管と、該反応炉芯管を囲
むように配置され前記被処理体を加熱するヒータと、該
ヒータの外回りを覆うように配置された断熱材とを有
し、前記ヒータに蓄積された熱エネルギを除去する降温
時に前記反応炉芯管と当該ヒータ間の空隙に冷却媒体を
強制的に循環させるように構成された半導体熱処理装置
において、前記断熱材には前記ヒータの上部、下部及び
中部に相当する位置にそれぞれ透孔を穿設し、前記冷却
媒体を前記ヒータに対し前記上部と下部の各透孔より供
給し前記中部の透孔より排出するか又は前記中部の透孔
より供給し前記上部と下部の各透孔より排出するかの何
れかに構成された強制循環手段を有することを要旨とす
る。
た被処理体を収容する反応炉芯管と、該反応炉芯管を囲
むように配置され前記被処理体を加熱するヒータと、該
ヒータの外回りを覆うように配置された断熱材とを有
し、前記ヒータに蓄積された熱エネルギを除去する降温
時に前記反応炉芯管と当該ヒータ間の空隙に冷却媒体を
強制的に循環させるように構成された半導体熱処理装置
において、前記断熱材には前記ヒータの上部、下部及び
中部に相当する位置にそれぞれ透孔を穿設し、前記冷却
媒体を前記ヒータに対し前記上部と下部の各透孔より供
給し前記中部の透孔より排出するか又は前記中部の透孔
より供給し前記上部と下部の各透孔より排出するかの何
れかに構成された強制循環手段を有することを要旨とす
る。
【0010】第5に、ボートへ半導体ウェハーを収納し
た被処理体を収容する反応炉芯管と、該反応炉芯管を囲
むように配置され前記被処理体を加熱するヒータと、該
ヒータの外回りを覆うように配置された断熱材と、前記
反応炉芯管、ヒータ及び断熱材を内設する外筒とを有
し、前記ヒータに蓄積された熱エネルギを除去する降温
時に前記反応炉芯管と当該ヒータ間の空隙に冷却媒体を
強制的に循環させるように構成された半導体熱処理装置
において、前記断熱材には前記ヒータの上部、下部及び
中部に相当する外周位置にそれぞれ段差を形成すること
により前記外筒との間にそれぞれ間隙を設けるとともに
当該上部、下部及び中部の各位置に透孔を穿設し、前記
冷却媒体を前記ヒータに対し前記上部と下部の各透孔よ
り供給し前記中部の透孔より排出するか又は前記中部の
透孔より供給し前記上部と下部の各透孔より排出するか
の何れかに構成された強制循環手段を有することを要旨
とする。
た被処理体を収容する反応炉芯管と、該反応炉芯管を囲
むように配置され前記被処理体を加熱するヒータと、該
ヒータの外回りを覆うように配置された断熱材と、前記
反応炉芯管、ヒータ及び断熱材を内設する外筒とを有
し、前記ヒータに蓄積された熱エネルギを除去する降温
時に前記反応炉芯管と当該ヒータ間の空隙に冷却媒体を
強制的に循環させるように構成された半導体熱処理装置
において、前記断熱材には前記ヒータの上部、下部及び
中部に相当する外周位置にそれぞれ段差を形成すること
により前記外筒との間にそれぞれ間隙を設けるとともに
当該上部、下部及び中部の各位置に透孔を穿設し、前記
冷却媒体を前記ヒータに対し前記上部と下部の各透孔よ
り供給し前記中部の透孔より排出するか又は前記中部の
透孔より供給し前記上部と下部の各透孔より排出するか
の何れかに構成された強制循環手段を有することを要旨
とする。
【0011】
【作用】上記構成において、第1に、冷却媒体をヒータ
に対し上部と下部より供給し中部より排出するか又は中
部より供給し上部と下部より排出することにより、熱処
理後の被処理体を装置より取り出す際の降温を、被処理
体の全てに亘り均一なる特性で効率よく行うことが可能
となる。
に対し上部と下部より供給し中部より排出するか又は中
部より供給し上部と下部より排出することにより、熱処
理後の被処理体を装置より取り出す際の降温を、被処理
体の全てに亘り均一なる特性で効率よく行うことが可能
となる。
【0012】第2に、熱処理後、ヒータに蓄積された熱
エネルギを除去する降温時に、高温に加熱された冷却媒
体を直ちに、かつ速かに冷却して装置外へ排出可能な温
度まで降温することが可能となり、またスペース効率の
良い冷却媒体の降温処理が可能となる。
エネルギを除去する降温時に、高温に加熱された冷却媒
体を直ちに、かつ速かに冷却して装置外へ排出可能な温
度まで降温することが可能となり、またスペース効率の
良い冷却媒体の降温処理が可能となる。
【0013】第3に、熱交換手段は、具体的には、外筒
の外周に装着され高熱伝導性材質製の導管の内側に強制
循環手段から排出された高温の第1の冷却媒体を通し、
その導管の外側から第2の冷却媒体で第1の冷却媒体を
冷却する構造とすることにより、スペース効率の良い第
1の冷却媒体の降温処理が確実に実現される。
の外周に装着され高熱伝導性材質製の導管の内側に強制
循環手段から排出された高温の第1の冷却媒体を通し、
その導管の外側から第2の冷却媒体で第1の冷却媒体を
冷却する構造とすることにより、スペース効率の良い第
1の冷却媒体の降温処理が確実に実現される。
【0014】第4に、ヒータの外回りを覆う断熱材にお
けるヒータの上部、下部及び中部に相当する位置にそれ
ぞれ透孔を穿設し、強制循環手段は、冷却媒体をヒータ
に対し上部と下部の各透孔より供給し中部の透孔より排
出するか又は中部の透孔より供給し上部と下部の各透孔
より排出するかの何れかの構造とすることにより、熱処
理後の被処理体を装置より取り出す際の降温を極めて効
率よく行うことが可能になるとともにスペース効率の良
い半導体熱処理装置が実現される。
けるヒータの上部、下部及び中部に相当する位置にそれ
ぞれ透孔を穿設し、強制循環手段は、冷却媒体をヒータ
に対し上部と下部の各透孔より供給し中部の透孔より排
出するか又は中部の透孔より供給し上部と下部の各透孔
より排出するかの何れかの構造とすることにより、熱処
理後の被処理体を装置より取り出す際の降温を極めて効
率よく行うことが可能になるとともにスペース効率の良
い半導体熱処理装置が実現される。
【0015】第5に、断熱材にはヒータの上部、下部及
び中部に相当する外周位置にそれぞれ段差を形成するこ
とによりこの断熱材を内設する外筒との間にそれぞれ間
隙を設けるとともに当該上部、下部及び中部の各位置に
透孔を穿設し、強制循環手段は、冷却媒体をヒータに対
し上部と下部の各透孔より供給し中部の透孔より排出す
るか又は中部の透孔より供給し上部と下部の各透孔より
排出するかの何れかの構造とすることにより、冷却媒体
の供給、排出をスムーズに行うことが可能となって熱処
理後の被処理体を装置より取り出す際の降温を一層効率
よく行うことが可能になるとともに一層スペース効率の
良い半導体熱処理装置が実現される。
び中部に相当する外周位置にそれぞれ段差を形成するこ
とによりこの断熱材を内設する外筒との間にそれぞれ間
隙を設けるとともに当該上部、下部及び中部の各位置に
透孔を穿設し、強制循環手段は、冷却媒体をヒータに対
し上部と下部の各透孔より供給し中部の透孔より排出す
るか又は中部の透孔より供給し上部と下部の各透孔より
排出するかの何れかの構造とすることにより、冷却媒体
の供給、排出をスムーズに行うことが可能となって熱処
理後の被処理体を装置より取り出す際の降温を一層効率
よく行うことが可能になるとともに一層スペース効率の
良い半導体熱処理装置が実現される。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1乃至図9を参照
して説明する。まず、図1を用いて装置全体の構成につ
いて説明する。本半導体熱処理装置は、ヒータ部10
0、ヒータ保持部120、反応炉芯管130、反応炉芯
管保持部140、反応炉芯管炉口開口部の蓋をするキャ
ップ部150、ボートへ多段に半導体ウェハーを収納し
た被処理体160、ヒータの温度を監視制御する温度コ
ントローラ部200、ヒータの降温時に第1の冷却媒体
の強制循環を行ってヒータに蓄積された熱エネルギを除
去する強制循環手段としての強制冷却部300、強制冷
却部300を制御する強制冷却コントローラ部400に
より構成されている。
して説明する。まず、図1を用いて装置全体の構成につ
いて説明する。本半導体熱処理装置は、ヒータ部10
0、ヒータ保持部120、反応炉芯管130、反応炉芯
管保持部140、反応炉芯管炉口開口部の蓋をするキャ
ップ部150、ボートへ多段に半導体ウェハーを収納し
た被処理体160、ヒータの温度を監視制御する温度コ
ントローラ部200、ヒータの降温時に第1の冷却媒体
の強制循環を行ってヒータに蓄積された熱エネルギを除
去する強制循環手段としての強制冷却部300、強制冷
却部300を制御する強制冷却コントローラ部400に
より構成されている。
【0017】次に、図2以下の各図も用いて、装置構成
の詳細について説明する。ヒータ部100は、上部外被
101、上部断熱材102、外筒103、断熱材10
4、複数ゾーンに分割されたヒータ105、断熱材10
4の上部、中部、下部の円周方向に開けられた複数個の
通気孔(透孔)106、断熱材104の上部、中部、下
部の外周に段差を形成することにより設けられた間隙1
07,108、ヒータ105を保持する碍子109、外
筒103の上部、中部、下部の円周方向に開けられた複
数個の通気口110、ヒータ端子111により構成され
ている。温度コントローラ部200は、温度コントロー
ラ201、ヒータ用パワー信号202、温度検知信号2
03、温度センサ204、出力信号205により構成さ
れている。強制冷却コントローラ部400は、コントロ
ーラ401、制御信号402,403、出力信号40
4、入力信号405により構成されている。強制冷却部
300は、ブロア301、排気ダクト302,303,
304、弁171,172,173、アクチェータ18
1,182,183、センサ191,192,193、
上部吸気ダクト210、下部吸気ダクト220、熱交換
手段としての熱交換器500,600により構成され、
さらに上部吸気ダクト210は1対構造をなすダクト2
11,212により構成され、第1の冷却媒体Aを円周
方向に導くための間隙経路213,214をそれぞれ有
し、下部吸気ダクト220も上部吸気ダクト210と同
様の構造を有している。
の詳細について説明する。ヒータ部100は、上部外被
101、上部断熱材102、外筒103、断熱材10
4、複数ゾーンに分割されたヒータ105、断熱材10
4の上部、中部、下部の円周方向に開けられた複数個の
通気孔(透孔)106、断熱材104の上部、中部、下
部の外周に段差を形成することにより設けられた間隙1
07,108、ヒータ105を保持する碍子109、外
筒103の上部、中部、下部の円周方向に開けられた複
数個の通気口110、ヒータ端子111により構成され
ている。温度コントローラ部200は、温度コントロー
ラ201、ヒータ用パワー信号202、温度検知信号2
03、温度センサ204、出力信号205により構成さ
れている。強制冷却コントローラ部400は、コントロ
ーラ401、制御信号402,403、出力信号40
4、入力信号405により構成されている。強制冷却部
300は、ブロア301、排気ダクト302,303,
304、弁171,172,173、アクチェータ18
1,182,183、センサ191,192,193、
上部吸気ダクト210、下部吸気ダクト220、熱交換
手段としての熱交換器500,600により構成され、
さらに上部吸気ダクト210は1対構造をなすダクト2
11,212により構成され、第1の冷却媒体Aを円周
方向に導くための間隙経路213,214をそれぞれ有
し、下部吸気ダクト220も上部吸気ダクト210と同
様の構造を有している。
【0018】また、熱交換器500は外筒501、加熱
された第1の冷却媒体Aの通過経路を作るために外筒5
01内の上下方向に設けられた複数の仕切り板502、
外筒501内に設けられ、第2の冷却媒体Bを収容する
仕切り板503、熱伝導性の高い材質からなり内側を第
1の冷却媒体Aが通過可能な管形状断面を有し、仕切り
板503に密閉固定された複数個の導管504、この導
管504を介して第1の冷却媒体Aを冷却する第2の冷
却媒体B、熱交換器500内へ第2の冷却媒体Bを図示
しない外部より供給、排出する接続部506,507、
導管504の前後に設けられた第1の冷却媒体Aの間隙
経路508,518、第2の冷却媒体Bにより冷却され
た第1の冷却媒体Aを熱交換器500より排出するため
の接続部509、外筒501とヒータの外筒103との
接続部それぞれに設けられた第1の冷却媒体Aの通過間
隙口510、間隙経路511,512により構成されて
いる。
された第1の冷却媒体Aの通過経路を作るために外筒5
01内の上下方向に設けられた複数の仕切り板502、
外筒501内に設けられ、第2の冷却媒体Bを収容する
仕切り板503、熱伝導性の高い材質からなり内側を第
1の冷却媒体Aが通過可能な管形状断面を有し、仕切り
板503に密閉固定された複数個の導管504、この導
管504を介して第1の冷却媒体Aを冷却する第2の冷
却媒体B、熱交換器500内へ第2の冷却媒体Bを図示
しない外部より供給、排出する接続部506,507、
導管504の前後に設けられた第1の冷却媒体Aの間隙
経路508,518、第2の冷却媒体Bにより冷却され
た第1の冷却媒体Aを熱交換器500より排出するため
の接続部509、外筒501とヒータの外筒103との
接続部それぞれに設けられた第1の冷却媒体Aの通過間
隙口510、間隙経路511,512により構成されて
いる。
【0019】熱交換器600も熱交換器500と同様の
構造を有し、外筒601、加熱された第1の冷却媒体A
の通過経路を作るために外筒601内の上下方向に設け
られた複数の仕切り板602、外筒601内に設けら
れ、第2の冷却媒体Bを収容する仕切り板603、熱伝
導性の高い材質からなり内側を第1の冷却媒体Aが通過
可能な管形状断面を有し、仕切り板603に密閉固定さ
れた複数個の導管604、この導管604を介して第1
の冷却媒体Aを冷却する第2の冷却媒体B、熱交換器6
00内へ第2の冷却媒体Bを図示しない外部より供給、
排出する接続部606,607、導管604の前後に設
けられた第1の冷却媒体Aの間隙経路608,618、
第2の冷却媒体Bにより冷却された第1の冷却媒体Aを
熱交換器600より排出するための接続部609、外筒
601とヒータの外筒103との接続部それぞれに設け
られた第1の冷却媒体Aの通過間隙口610、間隙経路
511,512により構成されている。
構造を有し、外筒601、加熱された第1の冷却媒体A
の通過経路を作るために外筒601内の上下方向に設け
られた複数の仕切り板602、外筒601内に設けら
れ、第2の冷却媒体Bを収容する仕切り板603、熱伝
導性の高い材質からなり内側を第1の冷却媒体Aが通過
可能な管形状断面を有し、仕切り板603に密閉固定さ
れた複数個の導管604、この導管604を介して第1
の冷却媒体Aを冷却する第2の冷却媒体B、熱交換器6
00内へ第2の冷却媒体Bを図示しない外部より供給、
排出する接続部606,607、導管604の前後に設
けられた第1の冷却媒体Aの間隙経路608,618、
第2の冷却媒体Bにより冷却された第1の冷却媒体Aを
熱交換器600より排出するための接続部609、外筒
601とヒータの外筒103との接続部それぞれに設け
られた第1の冷却媒体Aの通過間隙口610、間隙経路
511,512により構成されている。
【0020】第1の冷却媒体Aは強制冷却部300のブ
ロア301の吸引により上部吸気ダクト210、下部吸
気ダクト220より装置内に供給され、例えば上部から
供給された第1の冷却媒体Aは、上部吸気ダクト210
の間隙経路213,214およびヒータに設けられた通
気口110、間隙107により円周方向へ均等に供給さ
れ、通気孔106、反応炉芯管130の外周とヒータ1
05の間隙131、通気孔106、間隙108、熱交換
器500および600の通過間隙口510,610、間
隙経路511,611,508,608、導管504,
604、ダクト304、ダクト303、ダクト302、
ブロア301を経て装置外へ排気されるように構成され
ている。
ロア301の吸引により上部吸気ダクト210、下部吸
気ダクト220より装置内に供給され、例えば上部から
供給された第1の冷却媒体Aは、上部吸気ダクト210
の間隙経路213,214およびヒータに設けられた通
気口110、間隙107により円周方向へ均等に供給さ
れ、通気孔106、反応炉芯管130の外周とヒータ1
05の間隙131、通気孔106、間隙108、熱交換
器500および600の通過間隙口510,610、間
隙経路511,611,508,608、導管504,
604、ダクト304、ダクト303、ダクト302、
ブロア301を経て装置外へ排気されるように構成され
ている。
【0021】次に、本装置の作用について説明する。上
述のように構成された半導体熱処理装置を使用した被処
理体160の熱処理において、処理を完了した被処理体
160の装置よりの取り出しに際し、被処理体160を
取出し可能な温度まで降温するためには強制冷却コント
ローラ部400のコントローラ401からの制御信号4
02,403により強制冷却部300を駆動させる。す
なわち制御信号403によりアクチェータ181,18
2,183を介して弁171,172,173を開き、
制御信号402によりブロア301を駆動させ、冷却用
空気を第1の冷却媒体Aとして上部吸気ダクト210、
下部吸気ダクト220へ供給する。上部吸気ダクト21
0、下部吸気ダクト220へ供給された第1の冷却媒体
Aは反応炉芯管130の外周とヒータ105の間隙13
1をそれぞれ上下方向から移動し、間隙131部の熱エ
ネルギを均等に、効率よく、かつ短時間で吸収し、通気
孔106、間隙108、熱交換器500および600の
通過間隙口510,610を経て熱交換器500,60
0の間隙経路511,611へ至る。間隙経路511,
611に達した第1の冷却媒体Aは間隙経路508,6
08、導管504,604を交互に経過することにより
急速に冷却され強制冷却部300より排出可能な温度ま
で降温されて接続部509,609、ダクト304,3
03、弁171、ダクト302、ブロア301を経て装
置外部へと排出される。このとき、熱交換器500,6
00において第1の冷却媒体Aを冷却する第2の冷却媒
体Bとしては冷却用水が用いられる。また、同様に間隙
経路512,612に達した第1の冷却媒体Aは間隙経
路518,618、管504,604を交互に経過する
ことにより急速に冷却され強制冷却部300より排出可
能な温度まで降温されて接続部509,609、ダクト
304,303、弁171、ダクト302、ブロア30
1を経て外装置部へと排出される。
述のように構成された半導体熱処理装置を使用した被処
理体160の熱処理において、処理を完了した被処理体
160の装置よりの取り出しに際し、被処理体160を
取出し可能な温度まで降温するためには強制冷却コント
ローラ部400のコントローラ401からの制御信号4
02,403により強制冷却部300を駆動させる。す
なわち制御信号403によりアクチェータ181,18
2,183を介して弁171,172,173を開き、
制御信号402によりブロア301を駆動させ、冷却用
空気を第1の冷却媒体Aとして上部吸気ダクト210、
下部吸気ダクト220へ供給する。上部吸気ダクト21
0、下部吸気ダクト220へ供給された第1の冷却媒体
Aは反応炉芯管130の外周とヒータ105の間隙13
1をそれぞれ上下方向から移動し、間隙131部の熱エ
ネルギを均等に、効率よく、かつ短時間で吸収し、通気
孔106、間隙108、熱交換器500および600の
通過間隙口510,610を経て熱交換器500,60
0の間隙経路511,611へ至る。間隙経路511,
611に達した第1の冷却媒体Aは間隙経路508,6
08、導管504,604を交互に経過することにより
急速に冷却され強制冷却部300より排出可能な温度ま
で降温されて接続部509,609、ダクト304,3
03、弁171、ダクト302、ブロア301を経て装
置外部へと排出される。このとき、熱交換器500,6
00において第1の冷却媒体Aを冷却する第2の冷却媒
体Bとしては冷却用水が用いられる。また、同様に間隙
経路512,612に達した第1の冷却媒体Aは間隙経
路518,618、管504,604を交互に経過する
ことにより急速に冷却され強制冷却部300より排出可
能な温度まで降温されて接続部509,609、ダクト
304,303、弁171、ダクト302、ブロア30
1を経て外装置部へと排出される。
【0022】このとき温度コントローラ部200の温度
コントローラ201はヒータ105に対応した複数の温
度センサ204により反応炉芯管130の外周とヒータ
105の間隙131の温度を常時監視して、あらかじめ
設定した降温スピードまたは温度バランスに不具合が生
じた場合はただちに強制冷却コントローラ401へ出力
信号205を送り強制冷却コントローラ401からの制
御信号402によりブロア301の排気量を制御する
か、または制御信号403によりアクチェータ181,
182,183を駆動させて弁171,172,173
の開度を制御し第1の冷却媒体Aの供給量を制御すると
共にセンサ191,192,193により常時弁17
1,172,173の開閉量を監視する。さらには温度
コントローラ201からのヒータ用パワー信号202に
よりヒータ105への出力を制御する。このようにして
あらかじめ設定した降温スピードまたは温度バランスを
維持制御しながら効率良く被処理体160を取出し可能
な温度まで冷却し万が一不具合を生じた場合はただちに
補正することができる。
コントローラ201はヒータ105に対応した複数の温
度センサ204により反応炉芯管130の外周とヒータ
105の間隙131の温度を常時監視して、あらかじめ
設定した降温スピードまたは温度バランスに不具合が生
じた場合はただちに強制冷却コントローラ401へ出力
信号205を送り強制冷却コントローラ401からの制
御信号402によりブロア301の排気量を制御する
か、または制御信号403によりアクチェータ181,
182,183を駆動させて弁171,172,173
の開度を制御し第1の冷却媒体Aの供給量を制御すると
共にセンサ191,192,193により常時弁17
1,172,173の開閉量を監視する。さらには温度
コントローラ201からのヒータ用パワー信号202に
よりヒータ105への出力を制御する。このようにして
あらかじめ設定した降温スピードまたは温度バランスを
維持制御しながら効率良く被処理体160を取出し可能
な温度まで冷却し万が一不具合を生じた場合はただちに
補正することができる。
【0023】なお、上記の実施例では、第1の冷却媒体
Aをヒータ105に対し上部と下部より供給し、中部よ
り排出するようにしたが、この逆に、中部より供給して
上部と下部から排出するようにしても、反応炉芯管13
0の外周とヒータ105の間隙131部の熱エネルギを
均等に効率よく、かつ短時間で吸収することができる。
Aをヒータ105に対し上部と下部より供給し、中部よ
り排出するようにしたが、この逆に、中部より供給して
上部と下部から排出するようにしても、反応炉芯管13
0の外周とヒータ105の間隙131部の熱エネルギを
均等に効率よく、かつ短時間で吸収することができる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第1に、冷却媒体をヒータに対し上部と下部より供給し
中部より排出するか又は中部より供給し上部と下部より
排出するかの何れかに構成された強制循環手段を具備さ
せたため、熱処理後の被処理体を装置より取り出す際の
降温を、被処理体の全てに亘り均一なる特性で効率よく
行うことができる。
第1に、冷却媒体をヒータに対し上部と下部より供給し
中部より排出するか又は中部より供給し上部と下部より
排出するかの何れかに構成された強制循環手段を具備さ
せたため、熱処理後の被処理体を装置より取り出す際の
降温を、被処理体の全てに亘り均一なる特性で効率よく
行うことができる。
【0025】第2に、上記と同様の構成の強制循環手段
と、ヒータ外筒の外周に装着され前記強制循環手段から
排出された冷却媒体を冷却する熱交換手段とを具備させ
たため、熱処理後の被処理体を装置より取り出す際の降
温時に、高温に加熱された冷却媒体を直ちに、かつ速か
に冷却して装置外へ排出可能な温度まで降温することが
でき、これとともにスペース効率の良い冷却媒体の降温
処理が可能となる。
と、ヒータ外筒の外周に装着され前記強制循環手段から
排出された冷却媒体を冷却する熱交換手段とを具備させ
たため、熱処理後の被処理体を装置より取り出す際の降
温時に、高温に加熱された冷却媒体を直ちに、かつ速か
に冷却して装置外へ排出可能な温度まで降温することが
でき、これとともにスペース効率の良い冷却媒体の降温
処理が可能となる。
【0026】第3に、熱交換手段を、具体的に、ヒータ
外筒の外周に装着され高熱伝導性材質製の導管の内側に
強制循環手段から排出された高温の第1の冷却媒体を通
し、その導管の外側から第2の冷却媒体で第1の冷却媒
体を冷却する構造としたため、高効率の熱交換を行うこ
とができるとともにスペース効率を確実に良好にするこ
とができる。
外筒の外周に装着され高熱伝導性材質製の導管の内側に
強制循環手段から排出された高温の第1の冷却媒体を通
し、その導管の外側から第2の冷却媒体で第1の冷却媒
体を冷却する構造としたため、高効率の熱交換を行うこ
とができるとともにスペース効率を確実に良好にするこ
とができる。
【0027】第4に、ヒータの外回りを覆う断熱材にお
けるヒータの上部、下部及び中部に相当する位置にそれ
ぞれ透孔を穿設し、強制循環手段は、冷却媒体をヒータ
に対し上部と下部の各透孔より供給し中部の透孔より排
出するか又は中部の透孔より供給し上部と下部の各透孔
より排出するかの何れかの構造としたため、熱処理後の
被処理体を装置より取り出す際の降温を、被処理体の全
てに亘り均一なる特性で極めて効率よく行うことができ
るとともにスペース効率のよい半導体熱処理装置を実現
することができる。
けるヒータの上部、下部及び中部に相当する位置にそれ
ぞれ透孔を穿設し、強制循環手段は、冷却媒体をヒータ
に対し上部と下部の各透孔より供給し中部の透孔より排
出するか又は中部の透孔より供給し上部と下部の各透孔
より排出するかの何れかの構造としたため、熱処理後の
被処理体を装置より取り出す際の降温を、被処理体の全
てに亘り均一なる特性で極めて効率よく行うことができ
るとともにスペース効率のよい半導体熱処理装置を実現
することができる。
【0028】第5に、ヒータの外回りを覆う断熱材には
ヒータの上部、下部及び中部に相当する外周位置にそれ
ぞれ段差を形成することによりこの断熱材を内設する外
筒との間にそれぞれ間隙を設けるとともに当該上部、下
部及び中部の各位置に透孔を穿設し、強制循環手段は、
冷却媒体をヒータに対し上部と下部の各透孔より供給し
中部の透孔より排出するか又は中部の透孔より供給し上
部と下部の各透孔より排出するかの何れかの構造とした
ため、冷却媒体の供給、排出をスムーズに行うことがで
きて熱処理後の被処理体を装置より取り出す際の降温を
一層効率よく行うことができるとともに一層スペース効
率のよい半導体熱処理装置を実現することができる。
ヒータの上部、下部及び中部に相当する外周位置にそれ
ぞれ段差を形成することによりこの断熱材を内設する外
筒との間にそれぞれ間隙を設けるとともに当該上部、下
部及び中部の各位置に透孔を穿設し、強制循環手段は、
冷却媒体をヒータに対し上部と下部の各透孔より供給し
中部の透孔より排出するか又は中部の透孔より供給し上
部と下部の各透孔より排出するかの何れかの構造とした
ため、冷却媒体の供給、排出をスムーズに行うことがで
きて熱処理後の被処理体を装置より取り出す際の降温を
一層効率よく行うことができるとともに一層スペース効
率のよい半導体熱処理装置を実現することができる。
【図1】本発明に係る半導体熱処理装置の実施例を示す
システム構成図である。
システム構成図である。
【図2】上記実施例におけるヒータ部を中心とした主要
構成部を示す構成断面図である。
構成部を示す構成断面図である。
【図3】図2におけるI−I線断面図である。
【図4】図2におけるII−II線断面図である。
【図5】図2におけるIII−III線断面図である。
【図6】図2におけるヒータ回りの構造を示す部分拡大
図である。
図である。
【図7】図4における第1の冷却媒体の接続部を詳細に
示す部分拡大図である。
示す部分拡大図である。
【図8】図2における熱交換器500の円周方向の断面
詳細図である。
詳細図である。
【図9】図2における熱交換器600の円周方向の断面
詳細図である。
詳細図である。
103 ヒータ部の外筒 104 断熱材 105 ヒータ 106 通気孔(透孔) 107,108 段差の形成により設けられた間隙 130 反応炉芯管 131 反応炉芯管とヒータ間の間隙 160 被処理体 300 強制冷却部(強制循環手段) 500,600 熱交換器(熱交換手段) 504,604 導管 A,B 第1、第2の冷却媒体
Claims (5)
- 【請求項1】 ボートへ半導体ウェハーを収納した被処
理体を収容する反応炉芯管と、該反応炉芯管を囲むよう
に配置され前記被処理体を加熱するヒータとを有し、前
記ヒータに蓄積された熱エネルギを除去する降温時に前
記反応炉芯管と当該ヒータ間の空隙に冷却媒体を強制的
に循環させるように構成された半導体熱処理装置におい
て、前記冷却媒体を前記ヒータに対し上部と下部より供
給し中部より排出するか又は前記中部より供給し前記上
部と下部より排出するかの何れかに構成された強制循環
手段を有することを特徴とする半導体熱処理装置。 - 【請求項2】 ボートへ半導体ウェハーを収納した被処
理体を収容する反応炉芯管と、該反応炉芯管を囲むよう
に配置され前記被処理体を加熱するヒータと、前記反応
炉芯管と前記ヒータとを内設する外筒とを有し、前記ヒ
ータに蓄積された熱エネルギを除去する降温時に前記反
応炉芯管と当該ヒータ間の空隙に冷却媒体を強制的に循
環させるように構成された半導体熱処理装置において、
前記冷却媒体を前記ヒータに対し上部と下部より供給し
中部より排出するか又は前記中部より供給し前記上部と
下部より排出するかの何れかに構成された強制循環手段
と、前記外筒の外周に装着され前記強制循環手段から排
出された冷却媒体を冷却する熱交換手段とを有すること
を特徴とする半導体熱処理装置。 - 【請求項3】 ボートへ半導体ウェハーを収納した被処
理体を収容する反応炉芯管と、該反応炉芯管を囲むよう
に配置され前記被処理体を加熱するヒータと、前記反応
炉芯管と前記ヒータとを内設する外筒とを有し、前記ヒ
ータに蓄積された熱エネルギを除去する降温時に前記反
応炉芯管と当該ヒータ間の空隙に第1の冷却媒体を強制
的に循環させるように構成された半導体熱処理装置にお
いて、前記第1の冷却媒体を前記ヒータに対し上部と下
部より供給し中部より排出するか又は前記中部より供給
し前記上部と下部より排出するかの何れかに構成された
強制循環手段と、前記外筒の外周に装着され高熱伝導性
材質製の導管の内側に前記強制循環手段から排出された
第1の冷却媒体を通し該導管の外側から第2の冷却媒体
で前記第1の冷却媒体を冷却する熱交換手段とを有する
ことを特徴とする半導体熱処理装置。 - 【請求項4】 ボートへ半導体ウェハーを収納した被処
理体を収容する反応炉芯管と、該反応炉芯管を囲むよう
に配置され前記被処理体を加熱するヒータと、該ヒータ
の外回りを覆うように配置された断熱材とを有し、前記
ヒータに蓄積された熱エネルギを除去する降温時に前記
反応炉芯管と当該ヒータ間の空隙に冷却媒体を強制的に
循環させるように構成された半導体熱処理装置におい
て、前記断熱材には前記ヒータの上部、下部及び中部に
相当する位置にそれぞれ透孔を穿設し、前記冷却媒体を
前記ヒータに対し前記上部と下部の各透孔より供給し前
記中部の透孔より排出するか又は前記中部の透孔より供
給し前記上部と下部の各透孔より排出するかの何れかに
構成された強制循環手段を有することを特徴とする半導
体熱処理装置。 - 【請求項5】 ボートへ半導体ウェハーを収納した被処
理体を収容する反応炉芯管と、該反応炉芯管を囲むよう
に配置され前記被処理体を加熱するヒータと、該ヒータ
の外回りを覆うように配置された断熱材と、前記反応炉
芯管、ヒータ及び断熱材を内設する外筒とを有し、前記
ヒータに蓄積された熱エネルギを除去する降温時に前記
反応炉芯管と当該ヒータ間の空隙に冷却媒体を強制的に
循環させるように構成された半導体熱処理装置におい
て、前記断熱材には前記ヒータの上部、下部及び中部に
相当する外周位置にそれぞれ段差を形成することにより
前記外筒との間にそれぞれ間隙を設けるとともに当該上
部、下部及び中部の各位置に透孔を穿設し、前記冷却媒
体を前記ヒータに対し前記上部と下部の各透孔より供給
し前記中部の透孔より排出するか又は前記中部の透孔よ
り供給し前記上部と下部の各透孔より排出するかの何れ
かに構成された強制循環手段を有することを特徴とする
半導体熱処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25809493A JPH07115066A (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 半導体熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25809493A JPH07115066A (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 半導体熱処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07115066A true JPH07115066A (ja) | 1995-05-02 |
Family
ID=17315432
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25809493A Pending JPH07115066A (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 半導体熱処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07115066A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1027759A (ja) * | 1996-07-11 | 1998-01-27 | Seiko Epson Corp | 熱処理装置、減圧cvd装置、および薄膜装置の製造方法 |
JP2005183823A (ja) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置 |
JP2007081428A (ja) * | 2006-12-08 | 2007-03-29 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置 |
JP2007096334A (ja) * | 2006-11-08 | 2007-04-12 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置及び半導体装置の製造方法及び加熱装置 |
JP2011103469A (ja) * | 2010-12-02 | 2011-05-26 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置及び半導体装置の製造方法及び加熱装置及び断熱材 |
CN114709150A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-07-05 | 江苏晟驰微电子有限公司 | 一种用于高压保护器件制造的镓扩散设备及工艺 |
CN117232259A (zh) * | 2023-11-15 | 2023-12-15 | 国镓芯科(成都)半导体科技有限公司 | 一种分段式均温加热炉 |
-
1993
- 1993-10-15 JP JP25809493A patent/JPH07115066A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1027759A (ja) * | 1996-07-11 | 1998-01-27 | Seiko Epson Corp | 熱処理装置、減圧cvd装置、および薄膜装置の製造方法 |
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JP2011103469A (ja) * | 2010-12-02 | 2011-05-26 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置及び半導体装置の製造方法及び加熱装置及び断熱材 |
CN114709150A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-07-05 | 江苏晟驰微电子有限公司 | 一种用于高压保护器件制造的镓扩散设备及工艺 |
CN114709150B (zh) * | 2022-03-30 | 2024-06-11 | 江苏晟驰微电子有限公司 | 一种用于高压保护器件制造的镓扩散设备及工艺 |
CN117232259A (zh) * | 2023-11-15 | 2023-12-15 | 国镓芯科(成都)半导体科技有限公司 | 一种分段式均温加热炉 |
CN117232259B (zh) * | 2023-11-15 | 2024-01-26 | 国镓芯科(成都)半导体科技有限公司 | 一种分段式均温加热炉 |
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