JPH07230964A - Heat treatment device - Google Patents

Heat treatment device

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Publication number
JPH07230964A
JPH07230964A JP4525494A JP4525494A JPH07230964A JP H07230964 A JPH07230964 A JP H07230964A JP 4525494 A JP4525494 A JP 4525494A JP 4525494 A JP4525494 A JP 4525494A JP H07230964 A JPH07230964 A JP H07230964A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
processed
heating element
heat treatment
process tube
Prior art date
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Application number
JP4525494A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Wataru Okase
亘 大加瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Tokyo Electron Tohoku Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Tokyo Electron Tohoku Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd, Tokyo Electron Tohoku Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP4525494A priority Critical patent/JPH07230964A/en
Publication of JPH07230964A publication Critical patent/JPH07230964A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To thermally treat a work with efficiency keeping it uniform in quality by a method wherein a heat value controlling means is provided between a panel heater and the work so as to enable a radiation energy to be more incident on the periphery than on the center of the work. CONSTITUTION:A heat treatment section 10 is a section which carries out various heat treatments to a work 100 such as a semiconductor wafer or an LCD and is equipped with a press tube 12, and a gas feed pipe 14 which feeds processing gas from outside is arranged inside the process tube 12. On the other hand, a heat value controlling means 120 is provided between a work 100 disposed at a processing position and a corresponding part of the heat equalizing member 22 in parallel with the work 100. The heat value controlling means 12 enables the radiation energy distribution to be more incident on the periphery than on the center of the work 100.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、縦型プロセスチューブ
内で被処理体を熱処理する熱処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat treatment apparatus for heat treating an object in a vertical process tube.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば半導体ウェハ、LCD基板などの
製造においては、酸化、拡散、アニール、CVDなどの
処理を行なうために、各種の熱処理装置が使用される。
これらの熱処理装置においては、例えばプロセスの高精
度化を達成すること、被処理体の面内の温度分布の均一
性を向上させること、また熱処理の効率を高めることな
どが大きな技術課題となっている。
2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor wafers, LCD substrates, etc., various heat treatment apparatuses are used to perform processes such as oxidation, diffusion, annealing and CVD.
In these heat treatment apparatuses, for example, achieving high precision of the process, improving the uniformity of the temperature distribution in the surface of the object to be processed, and increasing the efficiency of the heat treatment are major technical problems. There is.

【0003】ところで、近年、半導体プロセスはより微
細化が進み、これとともに、ウェハの口径も8インチ〜
12インチへと、より大口径化が進んでおり、またLC
D基板などの大型の基板を均一に効率良く処理する熱処
理装置も必要となってきている。このような状況に応じ
てプロセスの微細化が進み、被処理体が大口径化するの
に応じて処理のさらなる高精度化、被処理体の面内での
温度分布のさらなる均一化、熱処理効率のさらなる向上
が必要とされる。しかもこのような大口径化にある被処
理体を製造する場合のスループットの向上も要望され
る。
By the way, in recent years, the semiconductor process has been further miniaturized, and along with this, the diameter of the wafer has been increased from 8 inches to
The diameter is increasing to 12 inches, and LC
There is also a need for a heat treatment apparatus that uniformly and efficiently processes a large substrate such as a D substrate. As the process becomes finer in response to such circumstances and the size of the object to be processed becomes larger, the processing becomes more precise, the temperature distribution in the surface of the object becomes more uniform, and the heat treatment efficiency is improved. Further improvement of is needed. Moreover, it is also required to improve the throughput in the case of manufacturing an object to be processed having such a large diameter.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このような被処理体の
大口径化に伴い、実際の処理を行なう場合には、次のよ
うな問題があった。
With the increase in the diameter of the object to be processed, there have been the following problems when the actual processing is performed.

【0005】つまり、被処理体の大口径化に伴い、被処
理体に生じるスリップ、歪みを効果的に防止し、また、
被処理体の面内での温度分布の均一性の向上を図る必要
がある。したがって、このような要求に対しては、被処
理体にいかにして均一に温度を維持できるか、特に、中
央部より周辺部のほうが放熱量が大きいために生じる中
央部と周辺部との温度差をいかにして少なくするか等
が、大きな技術課題となる。また、プロセスの微細化に
伴い、被処理体に対する処理の高精度化、被処理体に対
する汚染度の低減化が必要になる。したがって、被処理
体の面内での膜質、膜厚の均一化を図るために、いかに
して短時間で効率良く熱処理を行なうか、いかにして、
被処理体に対する重金属等による汚染のダメージを低下
化するかなども大きな技術課題となる。
That is, slips and distortions that occur in the object to be processed due to the increase in the diameter of the object to be processed are effectively prevented.
It is necessary to improve the uniformity of temperature distribution within the surface of the object to be processed. Therefore, in order to meet such requirements, how to maintain a uniform temperature in the object to be processed, in particular, the temperature between the central part and the peripheral part, which is caused by the larger heat radiation amount in the peripheral part than in the central part A major technical issue is how to reduce the difference. Further, with the miniaturization of the process, it is necessary to improve the accuracy of the treatment on the object to be processed and reduce the degree of contamination on the object to be processed. Therefore, in order to achieve uniform film quality and film thickness within the surface of the object to be processed, how to perform the heat treatment efficiently in a short time,
A major technical issue is whether to reduce the damage of contamination of the object to be processed due to heavy metals or the like.

【0006】そこで、本発明の目的とするところは、上
記従来の熱処理装置における問題に鑑み、被処理体での
面内均一性を確保しながら効率良く熱処理することがで
きる熱処理装置を提供することにある。
Therefore, in view of the problems in the above-described conventional heat treatment apparatus, an object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus capable of efficiently performing heat treatment while ensuring in-plane uniformity of the object to be treated. It is in.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記課題を決するため
に、請求項1記載の発明は、被処理体の搬入出用の下端
開口を有し、処理位置に配置される被処理体を加熱する
熱源を備えている縦型プロセスチューブと、水平に支持
した状態の上記被処理体を上記開口から上記プロセスチ
ューブ内に搬入し、所定の処理位置に設定する被処理体
用ホルダーと、上記プロセスチューブ内の処理位置に向
け反応ガスを供給するガス供給手段と、上記被処理体と
平行な面を備えた面状発熱体と、上記面状発熱体と上記
被処理体との間に配置されていて、被処理体上での中央
部よりも周縁部で入射する輻射エネルギーを多く設定す
る熱量調整手段と、を備えていることを特徴としてい
る。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 has a lower end opening for loading and unloading the object to be processed, and heats the object to be processed which is arranged at the processing position. A vertical process tube equipped with a heat source, a holder for the object to be carried in which the object to be horizontally supported is loaded into the process tube through the opening, and is set at a predetermined processing position, and the process tube. A gas supply means for supplying a reaction gas toward a processing position therein, a planar heating element having a surface parallel to the object to be processed, and a heating element disposed between the planar heating element and the object to be processed. In addition, the heat quantity adjusting means for setting the radiant energy incident on the peripheral portion of the object to be processed is larger than that on the central portion of the object to be processed.

【0008】請求項2の発明は、請求項1において、上
記熱量調整手段は、不純物汚染のない材質からなる蓄熱
可能な均熱部材で構成され、この均熱部材は、面状発熱
体からの一次輻射熱を蓄熱して、上記被処理体に向け二
次輻射熱を放射することを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the heat quantity adjusting means is composed of a heat equalizing member capable of accumulating heat and made of a material free from impurity contamination. It is characterized in that the primary radiant heat is stored and the secondary radiant heat is radiated toward the object to be processed.

【0009】請求項3の発明は、請求項1又は2におい
て、上記熱量調整手段は、上記面状発熱体から上記被処
理体に向うに従い、順次小径を設定された複数の均熱部
材で構成されていることを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the heat quantity adjusting means is composed of a plurality of heat equalizing members whose diameters are successively set from the planar heating element toward the object to be treated. It is characterized by being.

【0010】請求項4の発明は、請求項1ないし3のい
ずれかにおいて、上記熱量調整手段は、上記面状発熱体
と平行する面を有し、この面の中央部の厚さが周縁部の
厚さよりも厚く設定されていることを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the heat quantity adjusting means has a surface parallel to the planar heating element, and a thickness of a central portion of the surface is a peripheral portion. It is characterized by being set thicker than the thickness of.

【0011】請求項5の発明は、被処理体の搬入出用の
下端開口を有し、処理位置に配置される被処理体を加熱
する熱源を備えている縦型プロセスチューブと、水平に
支持した状態の上記被処理体を上記開口から上記プロセ
スチューブ内に搬入し、所定の処理位置に設定する被処
理体用ホルダーと、上記プロセスチューブ内の処理位置
に向け反応ガスを供給するガス供給手段と、上記被処理
体と対面して配置されている面状発熱体と、上記面状発
熱体と上記被処理体との間に配置されていて不純物汚染
の少ない材質からなり、上記面状発熱体からの一次輻射
熱を畜熱して、上記被処理体に向け二次輻射熱を放射す
る均熱部材と、を備え、上記面状発熱体および/又は上
記均熱部材は、外縁部が上記被処理体に近付くように湾
曲又は傾斜していることを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, a vertical process tube having a lower end opening for loading and unloading an object to be processed and having a heat source for heating the object to be processed arranged at a processing position is supported horizontally. A holder for the object to be processed which carries the object to be processed into the process tube from the opening and sets it to a predetermined processing position, and a gas supply means for supplying a reaction gas toward the processing position in the process tube. And a sheet-like heat generating element arranged to face the object to be treated, and a material disposed between the sheet-like heat generating element and the object to be treated with less impurity contamination. A heat equalizing member that stores the primary radiant heat from the body and radiates the secondary radiant heat toward the object to be treated, wherein the planar heating element and / or the heat equalizing member has an outer edge portion that is the object to be treated. Curved or slanted to approach the body It is characterized in that.

【0012】請求項6の発明は、請求項5において、上
記面状発熱体および/又は均熱部材は、ドーム形状に設
定されていることを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the planar heating element and / or the soaking member are set in a dome shape.

【0013】[0013]

【作用】本発明では被処理体の周辺部での放熱を抑えて
面内での温度差をなくし、面内均一性を確保することが
できる。すなわち、面状発熱体と被処理体との間に位置
する熱量調整手段により、面状発熱体から直接被処理体
に入射する輻射エネルギーは、被処理体の中央部よりも
周縁部の方で多くされる。従って、被処理体の周縁部で
は、入射する熱エネルギーが中央部よりも多くされるこ
とで、放熱による失分を補って面内での温度分布が均一
化される。
According to the present invention, it is possible to suppress the heat radiation in the peripheral portion of the object to be processed, eliminate the temperature difference in the surface, and ensure the in-plane uniformity. That is, the radiant energy that directly enters the object to be processed from the sheet heating element by the heat amount adjusting means located between the sheet heating element and the object to be processed is closer to the peripheral portion than to the central portion of the object to be treated. Much done Therefore, in the peripheral portion of the object to be processed, the incident thermal energy is made larger than that in the central portion, so that the loss due to heat dissipation is compensated and the temperature distribution in the surface is made uniform.

【0014】また本発明では、面状発熱体と被処理体と
の間に均熱部材を配置し、この均熱部材によって、面状
発熱体からの被処理体に向けて垂直に入射する一次輻射
熱をさえぎり、この一次輻射熱を蓄積することができ
る。このため、均熱部材からの二次輻射熱は被処理体全
面にほぼ均一に入射する一方で、面状発熱体から拡散又
は反射されて被処理体に入射する一次輻射熱は、被処理
体の周縁部に入射する方が多くされることで、被処理体
の周縁部での放熱による熱量の損失が補われる。しか
も、均熱部材での蓄積量は均熱部材の多段構造および各
段における大きさを調整設定することで被処理体での面
内均一性を確保できる状態とすることができる。
Further, according to the present invention, a soaking member is arranged between the sheet heating element and the object to be treated, and by this soaking member, the primary light is incident vertically from the sheet heating element to the object to be treated. It is possible to block radiant heat and accumulate this primary radiant heat. Therefore, the secondary radiant heat from the heat equalizing member is substantially uniformly incident on the entire surface of the object to be processed, while the primary radiant heat diffused or reflected from the planar heating element and incident on the object to be processed is the peripheral edge of the object to be processed. By increasing the number of incident rays to the portion, the loss of the amount of heat due to heat radiation in the peripheral portion of the object to be processed is compensated. In addition, the accumulated amount in the heat equalizing member can be set in a state where the in-plane uniformity in the object to be processed can be secured by adjusting and setting the multi-stage structure of the heat equalizing member and the size of each step.

【0015】さらに本発明によれば、上記面状発熱体か
ら被処理体への一次輻射熱のうち、輻射エネルギーが最
も大きい被処理体の中央部への一次輻射熱を均熱部材に
蓄積することで、被処理体の周縁部との間での輻射エネ
ルギーを平均化することができる。しかも、中央部での
輻射エネルギーは、均熱部材の厚さによって吸収される
量が調整できるので、被処理体の中央部と周縁部での輻
射エネルギーを均一化することができる。このため、被
処理体面内での温度をさらに確実に均一化することがで
きる。
Further, according to the present invention, among the primary radiant heat from the planar heating element to the object to be processed, the primary radiant heat to the central portion of the object to be processed having the largest radiant energy is accumulated in the heat equalizing member. It is possible to average the radiant energy with the peripheral portion of the object to be processed. Moreover, since the amount of radiant energy absorbed in the central portion can be adjusted depending on the thickness of the heat equalizing member, the radiant energy in the central portion and the peripheral portion of the object to be processed can be made uniform. Therefore, the temperature within the surface of the object to be processed can be more surely made uniform.

【0016】そして本発明によれば、被処理体の面内に
対する面状発熱体および/又は均熱部材からの輻射エネ
ルギーを均一化することができる。つまり、本発明で
は、被処理体の周縁部に入射する輻射エネルギーは、中
央部に比べて、均熱部材から垂直に放射される垂直成分
の寄与が少ないことに原因して、被処理体での面内均一
性が得られないことに着目している。そして、被処理体
の周縁部でも中央部と同様に、面状発熱体又は均熱部材
からの垂直成分の輻射エネルギーが加熱に寄与する形状
に設定している。しかも、被処理体の周縁部では放熱に
よる熱損失があるので、面状発熱体又は均熱部材との間
の距離を周縁部の方で近づけることにより、熱損失を補
うことができる。
According to the present invention, the radiant energy from the planar heating element and / or the heat equalizing member with respect to the surface of the object to be processed can be made uniform. That is, in the present invention, the radiant energy incident on the peripheral portion of the object to be processed is smaller in the contribution of the vertical component vertically radiated from the heat equalizing member than in the central part, We pay attention to the fact that the in-plane uniformity cannot be obtained. Then, in the peripheral portion of the object to be processed, similarly to the central portion, the shape is set such that the radiant energy of the vertical component from the planar heating element or the heat equalizing member contributes to heating. In addition, since there is a heat loss due to heat dissipation in the peripheral portion of the object to be processed, the heat loss can be compensated by bringing the distance between the planar heating element or the heat equalizing member closer to the peripheral portion.

【0017】[0017]

【実施例】以下、図1乃至図17に示す実施例によって
本発明の詳細を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to the embodiments shown in FIGS.

【0018】図1は、本発明実施例による熱処理装置の
全体構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing the overall construction of a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

【0019】本実施例における熱処理装置には熱処理部
10、被処理体搬入出部50およびシャッター駆動部6
0が設けられている。
In the heat treatment apparatus of this embodiment, the heat treatment unit 10, the object loading / unloading unit 50 and the shutter drive unit 6 are used.
0 is provided.

【0020】熱処理部10は、例えば半導体ウエハやL
CD等の被処理体100に対して各種の熱処理を行なう
ための部分であり、プロセスチューブ12を備えてい
る。プロセスチューブ12は、下端開口を有する円筒状
部材であり、本実施例の場合、高純度石英によって形成
されている。
The heat treatment section 10 is, for example, a semiconductor wafer or L
The process tube 12 is a part for performing various heat treatments on the object to be processed 100 such as a CD. The process tube 12 is a cylindrical member having a lower end opening, and in the present embodiment, it is made of high-purity quartz.

【0021】そして、プロセスチューブ12の内部に
は、外部からプロセスガスを供給するための給気パイプ
14が配置されている。この給気パイプ14は、プロセ
スチューブ12の内部空間で上端部に開口を有し、その
開口に至る途中、つまり、被処理体100の熱処理位置
よりも下方には、図13にも示すように、空間部からな
る予熱部14Aが形成されている。この予熱部14A
は、被処理体100の熱処理位置の下方の雰囲気熱を吸
熱することにより外部から供給されて一旦貯溜されるプ
ロセスガスを加熱したうえで処理部上方の空間に噴出さ
せるようになっている。従って、プロセスガスは、噴出
されるまでの間に処理温度に近い状態を設定されている
ので、反応処理のための温度に達するまでの時間が短縮
されることになる。
An air supply pipe 14 for supplying a process gas from the outside is arranged inside the process tube 12. The air supply pipe 14 has an opening at the upper end in the internal space of the process tube 12, and on the way to the opening, that is, below the heat treatment position of the object 100 to be processed, as shown in FIG. A preheating portion 14A including a space portion is formed. This preheating section 14A
Absorbs atmospheric heat below the heat treatment position of the object to be processed 100 to heat the process gas supplied from the outside and temporarily stored, and then ejects the heated process gas into the space above the processing section. Therefore, since the process gas is set to a state close to the processing temperature before being ejected, the time required to reach the temperature for the reaction processing is shortened.

【0022】また、被処理体100の処理面の裏側に相
当する位置の下方は、予熱部14Aによって雰囲気熱を
吸収されることで、被処理体100の処理面とその裏側
空間との間で被処理体100の面内均一性を設定するた
めの温度勾配が得られる温度に設定される。なお、この
給気パイプ14の予熱部14A内の構造としては、周方
向に沿って複数配置された放熱フィン(図示されず)を
設けてもよい。これによって、熱処理部10からの熱を
プロセスガスに対して効率良く伝達することができる。
また、プロセスチューブ12の下端開口近傍には、給気
パイプ14から供給されたプロセスガスを排気するため
の排気パイプ26が設けられ、これらパイプの組合せに
より、プロセスチューブ12内に導入されたプロセスガ
スに適当な流れを生じさせて被処理体100の表面に形
成される薄膜の均一化等を行なえるようになっている。
なお、当然のことではあるが、プロセスガスと接触する
給気および排気パイプ14、28は、例えば石英等で覆
われ、重金属汚染対策が施されている。
Below the position corresponding to the back side of the processing surface of the object 100 to be processed, atmospheric heat is absorbed by the preheating portion 14A, so that the processing surface of the object 100 to be processed and the space on the back side thereof. The temperature is set to a temperature at which a temperature gradient for setting the in-plane uniformity of the object 100 to be processed is obtained. As a structure inside the preheating portion 14A of the air supply pipe 14, a plurality of heat radiation fins (not shown) may be provided along the circumferential direction. Thereby, the heat from the heat treatment section 10 can be efficiently transferred to the process gas.
An exhaust pipe 26 for exhausting the process gas supplied from the air supply pipe 14 is provided in the vicinity of the lower end opening of the process tube 12, and the process gas introduced into the process tube 12 by a combination of these pipes. In this way, a proper flow can be generated to uniformize the thin film formed on the surface of the object 100 to be processed.
As a matter of course, the air supply and exhaust pipes 14 and 28 that come into contact with the process gas are covered with, for example, quartz to prevent heavy metal contamination.

【0023】一方、プロセスチューブ12の周囲には、
例えば、アルミナセラミックス等で構成された断熱材1
6が設けられている。この断熱材16は、例えば、その
外周に配置されているセラミックスウール成形品からな
る断熱材17の内部に設けられている。なお、断熱材1
7を設ける範囲を含めて断熱材16としてもよい。
On the other hand, around the process tube 12,
For example, a heat insulating material 1 made of alumina ceramics or the like
6 is provided. The heat insulating material 16 is provided, for example, inside a heat insulating material 17 made of a ceramics wool molded product arranged on the outer periphery thereof. Insulation material 1
The heat insulating material 16 may include the range in which 7 is provided.

【0024】断熱材17が配置されている場合でいう
と、その外壁面には、インナーシェル18Aとアウタシ
ェル18Bとで形成された水冷ジャケットからなる水冷
機構18が設けられ、熱処理部10と外部との間での熱
隔離が行なわれている。これによって、熱処理部10内
で高温熱処理を行なっている場合に、外部での操作の安
全を確保することができる。
In the case where the heat insulating material 17 is arranged, a water cooling mechanism 18 including a water cooling jacket formed of an inner shell 18A and an outer shell 18B is provided on the outer wall surface of the heat insulating portion 17 and the outside. There is thermal isolation between the two. As a result, when high-temperature heat treatment is being performed in the heat treatment unit 10, it is possible to ensure the safety of external operations.

【0025】さらに、プロセスチューブ12の上方に
は、面状発熱源20が設けられている。この面状発熱源
20は、例えば、二硅化モリブデン(MoSi2 )、ま
たは、鉄(Fe)とクロム(Cr)とアルミニューム
(Al)との合金線であるカンタル(商品名)線等の抵
抗発熱体を断熱材16の上部内壁面に配置することで構
成されている。特に、二硅化モリブデンは、1800℃
の高温にも充分耐えることができるので、酸化拡散処理
プロセス等の高温プロセスのヒータ材料としては好適で
ある。このような面状発熱源20は、例えば、二硅化モ
リブデンの単線からなる抵抗発熱線を螺旋状に配置して
構成することも可能である。さらに、この面状発熱源2
0の発熱面は、被処理体100の外径の2倍以上である
ことが、熱効率の点から有効である。
Further, above the process tube 12, a planar heat source 20 is provided. The planar heat source 20 is, for example, a resistance heating such as molybdenum disilicide (MoSi2) or a Kanthal (trade name) wire which is an alloy wire of iron (Fe), chromium (Cr) and aluminum (Al). It is configured by disposing the body on the upper inner wall surface of the heat insulating material 16. Especially, molybdenum disilicide is 1800 ℃
Since it can sufficiently withstand the high temperature, it is suitable as a heater material for a high temperature process such as an oxidation diffusion treatment process. Such a sheet-like heat generating source 20 can also be configured, for example, by arranging resistance heating wires made of a single wire of molybdenum disilicide in a spiral shape. Further, this planar heat source 2
It is effective in terms of thermal efficiency that the heat generation surface of 0 is twice or more the outer diameter of the object 100 to be processed.

【0026】ところで、プロセスチューブ12と面状発
熱源20との間には、面状発熱源20からの熱を被処理
体100に対して均一に与えるための均熱部材22が配
置されている。この均熱部材22は、例えば、炭化硅素
(SiC)等の汚染度が比較的低く耐熱性が良好な材質
が選択され、本実施例の場合、プロセスチューブ12の
上壁で被処理体と平行する位置と処理位置に配置された
被処理体100の周縁部を加熱できる領域とにかけて配
置されている。
A soaking member 22 is provided between the process tube 12 and the planar heat source 20 to uniformly apply heat from the planar heat source 20 to the object 100 to be processed. . For this heat equalizing member 22, for example, a material having a relatively low degree of contamination such as silicon carbide (SiC) and good heat resistance is selected. In the case of this embodiment, the upper wall of the process tube 12 is parallel to the object to be processed. And a region where the peripheral edge of the object to be processed 100 placed at the processing position can be heated.

【0027】一方、上記均熱部材22における被処理体
100と平行する位置と処理位置に配置された被処理体
100との間には、熱量調整手段120が設けられてい
る。この熱量調整手段120は、被処理体100に平行
し、被処理体100の外径と同じ大きさを有する均熱部
材(以下、これを熱量調整用均熱部材120という)で
構成されている。熱量調整用均熱部材120は、面状発
熱源20からの輻射熱によって蓄熱できるようになって
おり、面状発熱体20からの輻射熱を被処理体100に
対して二次輻射することができる。一般に、均熱部材2
2を介した面状発熱源20からの輻射熱は、面状発熱源
20からの垂直成分として被処理体100の中央部に直
接入射した場合が最も輻射エネルギーとして大きくな
る。このため、被処理体100の面内での温度分布は、
図2(A)に示すように、被処理体の中央部で最も高い
温度が得られる分布となる。しかし、熱量調整用均熱部
材120を配置することで、被処理体100の中央部に
相当する領域での輻射熱が熱量調整用均熱部材120に
よって蓄積されて二次輻射されるまでの間、図2(B)
に示すように、面状発熱体20から被処理体100の周
縁部に輻射エネルギーが達する時間的な遅れが生じる。
従って、輻射エネルギーの分布は被処理体100の周縁
部よりも中央部の方が低下する。これにより、被処理体
100の面内での温度分布は、図2(C)で示すよう
に、中央部と周縁部とで略均一な分布に設定される。
On the other hand, heat quantity adjusting means 120 is provided between the position of the soaking member 22 parallel to the object 100 to be processed and the object 100 to be processed which is arranged at the processing position. The heat amount adjusting means 120 is configured by a heat equalizing member that is parallel to the object 100 to be processed and has the same size as the outer diameter of the object 100 to be processed (hereinafter, referred to as a heat amount adjusting heat equalizing member 120). . The heat quantity adjusting heat equalizing member 120 is capable of storing heat by the radiant heat from the planar heat source 20, and can radiate the radiant heat from the planar heat generating element 20 to the object 100 to be processed. Generally, the soaking member 2
The radiant heat from the planar heat source 20 via 2 becomes the largest radiant energy when it directly enters the central portion of the object 100 to be processed as a vertical component from the planar heat source 20. Therefore, the temperature distribution in the plane of the object 100 to be processed is
As shown in FIG. 2A, the distribution is such that the highest temperature can be obtained in the central portion of the object to be processed. However, by disposing the heat quantity adjusting heat equalizing member 120, the radiant heat in the region corresponding to the central portion of the object to be processed 100 is accumulated by the heat quantity adjusting heat equalizing member 120 and is secondarily radiated. Figure 2 (B)
As shown in FIG. 5, there is a time delay in which the radiant energy reaches the peripheral portion of the object 100 to be processed from the planar heating element 20.
Therefore, the distribution of radiant energy is lower in the central portion of the object 100 than in the peripheral portion. As a result, the in-plane temperature distribution of the object 100 to be processed is set to a substantially uniform distribution in the central portion and the peripheral portion, as shown in FIG. 2 (C).

【0028】ところで、上記熱量調整用均熱部材120
は、均熱部材22を介した面状発熱体20からの輻射エ
ネルギーの程度に応じて被処理体100の中央部に対す
る輻射エネルギーを変更させることができる。
By the way, the heat equalizing member 120 for adjusting the heat quantity is used.
The radiant energy to the central portion of the object 100 to be processed can be changed according to the degree of radiant energy from the planar heating element 20 through the heat equalizing member 22.

【0029】図3は、この場合の一例を示しており、熱
量調整用均熱部材120は、縦方向に沿って第1の熱量
調整用均熱部材120A、第2の熱量調整用均熱部材1
20Bが設置されている。そしてこれら熱量調整用均熱
部材120A、120Bは、被処理体100に近づくに
従い、小径に設定されている。一般に、被処理体100
が受ける熱エネルギー(E)、次の関係が得られるとさ
れている。つまり、輻射熱を(T)とし、熱源との間の
距離を(L)とした場合、E=T(4乗)/L(2乗)
が得られる。
FIG. 3 shows an example of this case. The heat quantity adjusting soaking member 120 includes a first heat quantity adjusting soaking member 120A and a second heat quantity adjusting soaking member along the longitudinal direction. 1
20B is installed. The heat quantity adjusting heat equalizing members 120 </ b> A and 120 </ b> B are set to have smaller diameters as they approach the object to be processed 100. Generally, the object to be processed 100
It is said that the following relationship can be obtained with the thermal energy (E) received by. That is, when the radiant heat is (T) and the distance to the heat source is (L), E = T (4th power) / L (2nd power)
Is obtained.

【0030】従って、多段とすることで、一枚の熱量調
整用均熱部材120を設けて被処理体との間の距離を小
さくした場合には、被処理体100の周縁部に対する面
状発熱体からの輻射熱の入射角が得にくくなることがあ
る。これは、均熱部材22の周壁からの反射によって面
状発熱体20からの輻射熱を被処理体100の周縁部に
入射させようとすると、熱量調整用均熱部材120の大
きさを被処理体100の大きさに相当させて面状発熱体
20から直接入射する輻射熱を遮蔽する必要があるから
である。そこで、本実施例では、被処理対100の周縁
部への輻射熱の入射量を確保するために、被処理体10
0の大きさに相当する第1の熱量調整用均熱部材120
Aを被処理体100からある程度距離をおいた位置に配
置し、この均熱部材120Aよりも小さい外径寸法を有
する第2の熱量調整用均熱部材120Bを被処理体10
0と近接した位置に配置して、被処理体100の周縁部
に対する熱源からの輻射熱の入射を確保し、かつ、均熱
部材120Bから直接に時輻射される熱エネルギーも確
保するようにしている。図3に示した構造においては、
面状発熱源20の温度をT1、均熱部材120の温度をT
2 、第1の熱量調整用均熱部材120Aの温度をT3 、
第2の熱量調整用均熱部材120Bの温度をT4 とした
場合、各部での温度は、T1 〉T2 〉T3 〉T4 の関係
となるが、被処理体100の面内での温度分布は、図4
において実線で示すように、略均一な状態が得られる。
なお、図4中、二点鎖線は、熱量調整用均熱部材を設置
しない場合の温度分布である。
Therefore, when the heat equalizing member 120 for heat quantity adjustment is provided to reduce the distance to the object to be processed by using the multi-stage, the planar heat generation to the peripheral portion of the object to be processed 100 is performed. The angle of incidence of radiant heat from the body may be difficult to obtain. This is because when the radiant heat from the planar heating element 20 is made to enter the peripheral portion of the object 100 to be processed by reflection from the peripheral wall of the heat equalizing member 22, the size of the heat quantity adjustment uniforming member 120 is changed to the object to be processed. This is because it is necessary to shield the radiant heat that is directly incident from the planar heating element 20 by making it correspond to the size of 100. Therefore, in the present embodiment, in order to secure the incident amount of the radiant heat to the peripheral portion of the pair to be processed 100, the target object 10 is processed.
A first heat quantity adjusting heat equalizing member 120 corresponding to a size of 0
A is arranged at a position with a certain distance from the object 100 to be processed, and the second heat equalizing member 120B for heat quantity adjustment having an outer diameter smaller than the heat equalizing member 120A is provided to the object 10 to be processed.
It is arranged at a position close to 0 to ensure that the radiant heat from the heat source is incident on the peripheral portion of the object to be processed 100 and also to secure the thermal energy directly radiated from the heat equalizing member 120B. . In the structure shown in FIG.
The temperature of the planar heat source 20 is T1, and the temperature of the heat equalizing member 120 is T
2, the temperature of the first heat quantity adjusting heat equalizing member 120A is T3,
When the temperature of the second heat quantity adjusting heat equalizing member 120B is T4, the temperature at each part has a relationship of T1>T2>T3> T4, but the temperature distribution in the plane of the object 100 to be processed is: Figure 4
As shown by the solid line in, a substantially uniform state is obtained.
In addition, in FIG. 4, a chain double-dashed line represents a temperature distribution in the case where the heat quantity adjusting heat equalizing member is not installed.

【0031】なお、上記熱量調整用均熱部材120にお
ける二次的な熱輻射を制御するための構造としては、図
5に示す構造がある。
As a structure for controlling the secondary heat radiation in the heat quantity adjusting heat equalizing member 120, there is a structure shown in FIG.

【0032】すなわち、図5に示した構造は、いずれ
も、熱量調整用均熱部材120での熱容量を中央部と周
縁部とで異ならせ、被処理体100への二次的な熱の輻
射エネルギーを異ならせるようにしたものである。この
ため、図5(A)では、被処理体100に対向する面で
中央部に頂部を有する円錐状の形状が設定され、また、
図5(B)では、中央部の厚さを周縁部よりも厚くした
段部が形成されている。このような構造においては、熱
量調整用均熱部材120での蓄熱量が異なることから、
二次的な熱の輻射までの時間に関して、被処理体100
の中央部よりも周縁部の方が先に二次的な熱の輻射を開
始するので、被処理体100の周縁部での温度を中央部
よりも上昇させることができる。さらに、このような形
状設定のみでなく、表面粗さ等を異ならせるようにし
て、所謂、輻射エネルギーの入射状態を被処理対100
の中央部と周縁部とで変化させるようにしてもよい。
That is, in any of the structures shown in FIG. 5, the heat capacity of the heat quantity adjusting heat equalizing member 120 is made different between the central portion and the peripheral portion, and secondary heat radiation to the object 100 to be processed is performed. It is designed to have different energies. Therefore, in FIG. 5A, a conical shape having a top in the center is set on the surface facing the object 100 to be processed, and
In FIG. 5B, a step portion is formed in which the thickness of the central portion is thicker than that of the peripheral portion. In such a structure, since the heat storage amount in the heat quantity adjusting heat equalizing member 120 is different,
Regarding the time until secondary heat radiation, the object to be processed 100
The secondary heat radiation starts earlier in the peripheral portion than in the central portion, so that the temperature at the peripheral portion of the object 100 to be processed can be raised more than that in the central portion. Further, not only the shape setting but also the surface roughness and the like are made different from each other so that the incident state of so-called radiant energy is changed to the treated object 100.
You may make it change with the center part and peripheral part.

【0033】次に本発明の別実施例を説明する。Next, another embodiment of the present invention will be described.

【0034】図6は、上記熱量調整用均熱部材の構造に
よる被処理体の面内での温度分布の均一化を行なうので
はなく、面状発熱源20および又は均熱部材22からの
輻射エネルギーそのものの輻射状態を制御することで被
処理体の面内均一性を得るようにしたものである。すな
わち、図6に示した構造では、面状発熱源20および均
熱部材22を、被処理体の中央部および周縁部に対して
直接、その垂直成分の輻射エネルギーが入射できる形
状、具体的には、図示のようにドーム形状が設定されて
いる。
In FIG. 6, the temperature distribution within the surface of the object to be treated is not made uniform by the structure of the heat quantity adjusting heat equalizing member, but the radiation from the planar heat source 20 and / or the heat equalizing member 22 is used. The in-plane uniformity of the object to be processed is obtained by controlling the radiation state of the energy itself. That is, in the structure shown in FIG. 6, the planar heat source 20 and the heat equalizing member 22 are shaped such that the radiant energy of the vertical component thereof can be directly incident on the central portion and the peripheral portion of the object to be processed, specifically, Has a dome shape as shown.

【0035】なお、このような形状の面状発熱源20お
よび均熱部材22を設けた場合においても、被処理体1
00の周縁部での放熱による熱損失が発生する。そこ
で、本実施例では、例えば、図7に示すように、図3に
示した第1、第2の熱量調整用均熱部材120A、12
0Bを設ける。
Even when the sheet heating source 20 and the heat equalizing member 22 having such a shape are provided, the object 1 to be processed is
A heat loss occurs due to heat dissipation at the peripheral portion of 00. Therefore, in this embodiment, for example, as shown in FIG. 7, the first and second heat amount adjusting heat equalizing members 120A and 12 shown in FIG.
0B is provided.

【0036】また、このような熱量調整用均熱部材を設
ける代りに、被処理体100の周縁部に対する均熱部材
22の距離を中央部よりも短くすることも可能である。
このような距離の設定により、図3において説明した熱
量の関係式を成立させて被処理体100の周縁部での放
熱量を補うようにすることができる。
Further, instead of providing such a heat quantity adjusting heat equalizing member, it is possible to make the distance of the heat equalizing member 22 to the peripheral portion of the object 100 to be processed shorter than the central portion.
By setting such a distance, the heat quantity relational expression described in FIG. 3 can be established to compensate for the heat radiation quantity at the peripheral portion of the object 100 to be processed.

【0037】さらに、図8に示すように、面状発熱源2
0および均熱部材22のうちの面状発熱源20のみをド
ーム状に形成した場合においても、均熱部材22に対す
る中央部と周縁部とでの伝熱効率を異ならせることがで
き、これによって、均熱部材22から被処理体100へ
の輻射エネルギーの入射状態を異ならせて被処理対10
0の周縁部での放熱による熱損失を補うようにしてもよ
い。また、この場合にも、第1、第2および第3のの熱
量調整様均熱部材120A、120B、120Cを配置
することで、被処理体への輻射エネルギーを調整できる
ようにしてもよい。また、ドーム形状と平面形状との組
合せに関しては、図8の場合とは逆に、面状発熱源20
を平面とし、均熱部材22をドーム形状とすることも可
能である。
Further, as shown in FIG. 8, the planar heat source 2
0 and the planar heat source 20 of the heat equalizing member 22 is formed in a dome shape, it is possible to make the heat transfer efficiency different between the central portion and the peripheral portion with respect to the heat equalizing member 22. By changing the incident state of the radiant energy from the heat equalizing member 22 to the object 100 to be processed, the object 10 to be processed is changed.
You may make it supplement the heat loss by heat radiation in the peripheral part of 0. Also in this case, the radiant energy to the object to be processed may be adjusted by arranging the first, second and third heat amount adjusting-like heat equalizing members 120A, 120B and 120C. Regarding the combination of the dome shape and the planar shape, contrary to the case of FIG.
It is also possible to make the flat surface and make the heat equalizing member 22 a dome shape.

【0038】なお、均熱部材22によって構成される空
関内で、均熱部材22の周壁に対面する内部には、図1
に示すように、均熱部材22からの輻射熱を遮断するた
めの断熱材24が設けられている。この断熱材24は、
均熱部材22からの輻射熱を遮ることで被処理体100
の熱処理位置での温度勾配を設定するためのものであ
る。そして断熱材24は、例えば、酸化アルミナ(Al
2 03 )や二酸化シリコン(SiO2 )等の材料によっ
て形成された遮熱壁で構成され、被処理対100が所定
の処理位置に設定された時、少なくとも、被処理体10
0の処理位置よりも下方空間を覆うことのできる高さ
(H)を以って配置されている。
It should be noted that, in the air barrier constituted by the heat equalizing member 22, the inside facing the peripheral wall of the heat equalizing member 22 is shown in FIG.
As shown in, a heat insulating material 24 is provided for blocking radiant heat from the heat equalizing member 22. This heat insulating material 24 is
By blocking the radiant heat from the heat equalizing member 22, the object to be processed 100
This is for setting a temperature gradient at the heat treatment position of. The heat insulating material 24 is made of, for example, alumina oxide (Al
20 3), silicon dioxide (SiO 2), or the like, which is a heat-shielding wall, and when the object to be processed 100 is set at a predetermined processing position, at least the object to be processed 10
It is arranged with a height (H) capable of covering the space below the processing position of 0.

【0039】この断熱材24は、成膜の種類によって高
さを異ならせることができる。つまり、酸化膜を形成す
る場合には、上記した被処理体100の処理位置よりも
下方空間を覆う高さが設定され、そして金属膜を形成す
る場合には、被処理体100の処理位置よりも上方の空
間領域も覆う場合がある。そして、この場合には、被処
理体100の周縁部での熱損失を補うための構造とし
て、図9に示すように、被処理体100の周縁部に対向
する断熱材24の部分を欠除させ、均熱部材22からの
輻射エネルギーが入射できる状態を設定する。
The heat insulating material 24 can have a different height depending on the type of film formation. That is, when forming an oxide film, the height covering the space below the processing position of the object to be processed 100 is set, and when forming a metal film, the height above the processing position of the object to be processed 100 is set. May also cover the space area above. Then, in this case, as a structure for compensating for the heat loss in the peripheral portion of the object to be processed 100, as shown in FIG. 9, the portion of the heat insulating material 24 facing the peripheral portion of the object to be processed 100 is omitted. Then, the state in which the radiant energy from the heat equalizing member 22 can enter is set.

【0040】一方、図1において、プロセスチューブ1
2の内部には、処理部10に対して被処理体100を熱
処理部10に移送するための被処理体用ホルダー30が
設けられている。
On the other hand, in FIG. 1, the process tube 1
Inside 2 is a holder 30 for an object to be processed for transferring the object 100 to the heat treatment section 10 with respect to the processing section 10.

【0041】被処理体用ホルダー30は、被処理体10
0の載置部30Aおよび遮蔽部材30Bを備えている。
載置部30Aは、被処理体用ホルダー30の軸方向一端
に形成され、被処理体100を水平に載置することがで
きる形状とされている。また、遮蔽部材30Bは、処理
部内部からの輻射熱の遮断および熱処理部内でのプロセ
スガスの密封さらには被処理体100が移動する場合の
気流の整流を行なうために設けられていて、被処理体用
ホルダー30の軸方向他端に至る途中に設けられた蓋体
で構成されている。
The holder 30 for the object to be processed is the object 10 to be processed.
It is equipped with a mounting portion 30A of 0 and a shielding member 30B.
The mounting portion 30A is formed at one end in the axial direction of the target object holder 30 and has a shape capable of horizontally mounting the target object 100. The shield member 30B is provided to shield radiant heat from the inside of the processing unit, seal the process gas in the heat treatment unit, and rectify the airflow when the target object 100 moves. It is composed of a lid body provided on the way to the other end of the holder 30 in the axial direction.

【0042】そして、遮蔽部材30Bは、被処理体10
0の裏面に位置する均熱部材22からの加熱によって蓄
熱することになるので、載置された被処理体100を予
熱する機能をもたせることができる。また、遮蔽部材3
0Bは、被処理体100の移動時での気流の整流を行な
う機能を果すための構成を備えている。すなわち、図1
において、遮蔽部材30Bの外径(A)は、上記載置部
30Aが処理位置から搬入出のために移動したとき、給
気パイプ14の予熱部14Aの内壁面との間に存在する
ガスに急激な流速が生じない程度の隙間が得られる大き
さに設定されており、本実施例では、予熱部14Aの内
壁面の内径(B)よりも5〜30mm程度小さくなるよ
うに設定されている。
The shielding member 30B is used as the object to be processed 10.
Since heat is stored by heating from the soaking member 22 located on the back surface of 0, it is possible to have a function of preheating the object 100 to be processed placed. In addition, the shielding member 3
0B has a configuration for performing the function of rectifying the airflow when the object 100 to be processed is moved. That is, FIG.
In the above, the outer diameter (A) of the shielding member 30B is equal to the gas existing between the placing portion 30A and the inner wall surface of the preheating portion 14A of the air supply pipe 14 when the placing portion 30A is moved in and out from the processing position. The size is set so as to obtain a gap that does not cause a rapid flow velocity, and in this embodiment, it is set to be smaller than the inner diameter (B) of the inner wall surface of the preheating portion 14A by about 5 to 30 mm. .

【0043】これは、例えば、熱処理後に被処理体用ホ
ルダー30が熱処理部10から移動した場合に被処理体
100に面内温度差が生じるのを防止するためである。
つまり、予熱部14Aと遮蔽部材30Bとの関係のよう
に、接近した部材同士が相対的に移動した場合、その間
に存在している気体、特に遮蔽部材30Bの周縁近傍に
存在する気体は巻き込みによる流速が発生する。そし
て、この気流の速度は両者間の隙間の大きさに影響さ
れ、この隙間が小さ過ぎると流速が急激に増加し、遮蔽
部材30Bを境にして一方の空間である処理位置内に対
流が起こることになる。このため、被処理体100の周
縁部からの放熱が促進されてしまう。そこで、遮蔽部材
30Bの外径寸法を決めることにより、熱処理時には被
処理位置内での温度勾配を変化させないようにすると共
に、被処理体100がアンロードされるために処理位置
から移動する場合には気流速度の増大を抑えて被処理体
100の面内温度差が生じるのを防止する。従って、被
処理体100がアンロードのために移動する時には、遮
蔽部材30Bの周辺で気流にある程度の速度が生じた場
合であってもこの速度を処理位置内に作用させないよう
にして、所謂、処理位置での対流を防止し、被処理体1
00の面内温度差を発生させないようにすることができ
る。本実施例では、この遮蔽部材30Bにおける外径寸
法の特定に加えて、遮蔽部材30Bには、周方向に沿っ
て気体の逃げ孔30B1が複数形成されている。この気
体の逃げ孔30B1を形成することで被処理体100の
周縁近傍での気体の巻き込みを少なくするようにしても
よい。
This is to prevent an in-plane temperature difference from occurring in the object 100 to be processed when the object holder 30 moves from the heat treatment section 10 after the heat treatment.
That is, when the members that are close to each other move relative to each other, as in the relationship between the preheating unit 14A and the shielding member 30B, the gas existing between them, particularly the gas existing in the vicinity of the periphery of the shielding member 30B, is trapped. Flow velocity is generated. The velocity of this airflow is influenced by the size of the gap between the two, and if this gap is too small, the flow velocity increases rapidly, and convection occurs within the processing position, which is one space with the shielding member 30B as the boundary. It will be. Therefore, heat dissipation from the peripheral portion of the object 100 to be processed is promoted. Therefore, by determining the outer diameter dimension of the shielding member 30B, the temperature gradient within the processing position is not changed during the heat treatment, and when the processing target 100 moves from the processing position because it is unloaded. Suppresses the increase of the air flow rate and prevents the in-plane temperature difference of the object 100 to be processed. Therefore, when the object to be processed 100 moves for unloading, even if a certain speed is generated in the airflow around the shielding member 30B, this speed is not allowed to act in the processing position. Convection at the processing position is prevented and the object to be processed 1
It is possible to prevent the in-plane temperature difference of 00 from occurring. In this embodiment, in addition to specifying the outer diameter dimension of the shielding member 30B, a plurality of gas escape holes 30B1 are formed in the shielding member 30B along the circumferential direction. The gas escape holes 30B1 may be formed to reduce gas entrapment in the vicinity of the peripheral edge of the object 100 to be processed.

【0044】なお、遮蔽部材30Bの形状は、上記した
蓋状に限らず、被処理体用ホルダー30が移動するとき
の気流の乱れや速度の発生を抑える形状が設定されるこ
と勿論であり、例えば、上下に円錐形を組み合わせた形
状にしても良く、また、複数枚を連続的に設けても良
い。
The shape of the shielding member 30B is not limited to the above-mentioned lid shape, and it is needless to say that a shape that suppresses the turbulence of the air flow and the generation of velocity when the holder 30 for the object to be processed moves is set. For example, the shape may be a combination of upper and lower conical shapes, or a plurality of sheets may be continuously provided.

【0045】図10には、複数の遮蔽部材を設けた場合
の例が示されている。この場合には、縦軸方向に沿って
複数の遮蔽部材、図10では4段の遮蔽部材30B1
0、30B12、30B14、30B16が設けられ、
下段に向かうに従い、順次、拡大される関係を設定され
ている。そして、これら各遮蔽部材の周面近傍には、プ
ロセスチューブ12の内壁に固定され、縦方向に沿って
上段側から順に縮径された仕切り板30B20、30B
22、30B24が配置されている。この仕切り板30
B20、30B22、30B24は、熱処理部10での
熱を遮断することで熱処理部とこの下方との間での温度
勾配を防いで気流の発生を防止するために設けられてい
る。また、上段の遮蔽部材30Bに形成されているのと
同様に、複数の気体の逃げ孔が形成されている。この場
合の気体の逃げ孔は、各段の遮蔽部材同士で異なる位置
に形成されている。さらに、上記各仕切り板に対する2
段目以降の遮蔽部材30B10、30B12、30B1
4、30B16は、被処理体用ホルダー30の受け台3
0Aが処理位置にあるとき仕切り板30B20、30B
22、30B24の下方に位置する関係を設定されて被
処理体用ホルダー30のロッド部に固定されている。な
お、図10に示した遮蔽部材の構造は、プロセスチュー
ブ12内に図1で示した吸気パイプ14の予熱部14A
がない場合を対象としたが、図1の場合と同様に、吸気
パイプ14の予熱部14Aを設けた場合を対象とするこ
とも可能であり、図11には、この場合の構造が示され
ている。図11に示した場合には、吸気パイプ14の予
熱部14Aが下方側に設置されている方が、順次、縮径
させて構成されている。
FIG. 10 shows an example in which a plurality of shielding members are provided. In this case, a plurality of shielding members, that is, four stages of shielding members 30B1 in FIG.
0, 30B12, 30B14, 30B16 are provided,
The relationship is set to be gradually expanded toward the lower stage. Then, partition plates 30B20, 30B fixed to the inner wall of the process tube 12 in the vicinity of the peripheral surface of each of these shielding members and having a diameter reduced in order from the upper stage side along the vertical direction.
22, 30B24 are arranged. This partition plate 30
B20, 30B22, and 30B24 are provided to block heat in the heat treatment unit 10 to prevent a temperature gradient between the heat treatment unit and a lower portion thereof, thereby preventing the generation of airflow. In addition, a plurality of gas escape holes are formed in the same manner as the upper shield member 30B. In this case, the gas escape holes are formed at different positions between the shielding members in each step. Furthermore, 2 for each partition plate
Shielding members 30B10, 30B12, 30B1 after the second stage
4, 30B16 is a pedestal 3 of the holder 30 for the object to be processed
Partition plates 30B20, 30B when 0A is in the processing position
22 and 30B24 are positioned below and fixed to the rod portion of the object holder 30. The structure of the shielding member shown in FIG. 10 has a structure in which the preheating portion 14A of the intake pipe 14 shown in FIG.
However, it is also possible to target the case where the preheating portion 14A of the intake pipe 14 is provided, as in the case of FIG. 1, and FIG. 11 shows the structure in this case. ing. In the case shown in FIG. 11, the preheating portion 14A of the intake pipe 14 is arranged on the lower side and is configured such that the diameter thereof is gradually reduced.

【0046】また、被処理体用ホルダー30の軸方向他
端には、上記した遮蔽部材30B10、30B12、3
0B14、30B16に加えて今一つの遮熱部材30C
が設けられている。この遮熱部材30Cはフランジによ
って構成され、この端部の下方に位置する冷却ロッド3
2に連結されている。遮熱部材30Cは、被処理体用ホ
ルダー30の載置部30Aが熱処理部10内での被処理
体100の処理位置に設定されているとき、プロセスチ
ューブ12の下端開口近傍を覆って後述する被処理体搬
入出部50に対する輻射熱の通過を遮断するためのもの
である。なお、これら遮蔽部材のうち、最上段に位置す
る遮蔽部材30B10は、被処理体100の裏面加熱の
ために用いることも可能であり、さらに、裏面側に位置
する均熱部材の中央部と周縁部とで温度を異ならせるこ
とも可能である。特に、後者の場合には、周縁部の方を
温度が高く設定されること勿論である。
The shield members 30B10, 30B12, 3 described above are provided at the other end of the object holder 30 in the axial direction.
In addition to 0B14 and 30B16, another heat shield member 30C
Is provided. This heat shield member 30C is constituted by a flange, and the cooling rod 3 located below this end portion.
It is connected to 2. The heat shield member 30C covers the vicinity of the lower end opening of the process tube 12 when the mounting portion 30A of the holder 30 for the object to be processed is set at the processing position of the object 100 to be processed in the heat treatment section 10, and will be described later. This is for blocking the passage of the radiant heat to the object loading / unloading part 50. Of these shielding members, the shielding member 30B10 located at the uppermost stage can be used for heating the back surface of the object 100 to be processed, and further, the central portion and the peripheral edge of the heat equalizing member located on the back surface side. It is also possible to have different temperatures for different parts. Especially, in the latter case, it goes without saying that the temperature is set higher at the peripheral portion.

【0047】一方、冷却ロッド32は、被処理体用ホル
ダー30を冷却するためのものである。このため、冷却
ロッド32は金属製であり、内部には、図12に示すよ
うに、水冷ジャケット32Aが形成されている。
On the other hand, the cooling rod 32 is for cooling the object holder 30. Therefore, the cooling rod 32 is made of metal, and a water cooling jacket 32A is formed inside, as shown in FIG.

【0048】さらに、被処理体用ホルダー30および冷
却ロッド32の中央部には、図12に示すように、載置
部30Aに至る貫通孔34が形成されている。この貫通
孔34には、熱処理部10での処理温度を近似的に測定
するための温度計36のリード線36Aが挿通されてい
る。温度計36は、被処理体100の載置部30Aの裏
面に配置されて被処理体100の表面温度を検知するよ
うになっている。また、この貫通孔34は、温度計に代
えて、例えば、被処理体100の表面色から温度を検知
する光学式温度センサへの光路として用いることも可能
である。また、この貫通孔34の一部には、例えば、N
2 ガスなどのパージガスの供給パイプ38が連通させて
あり、貫通孔34内をパージするようになっている。
Further, as shown in FIG. 12, a through hole 34 reaching the mounting portion 30A is formed in the central portions of the object holder 30 and the cooling rod 32. A lead wire 36A of a thermometer 36 for approximately measuring the processing temperature in the heat treatment section 10 is inserted through the through hole 34. The thermometer 36 is arranged on the back surface of the mounting portion 30A of the object 100 to be processed and detects the surface temperature of the object 100 to be processed. Further, the through hole 34 can be used as an optical path to an optical temperature sensor that detects the temperature from the surface color of the object to be processed 100 instead of the thermometer. In addition, a part of the through hole 34 may be, for example, N
A supply pipe 38 for a purge gas such as 2 gas is connected to purge the inside of the through hole 34.

【0049】ところで、このような被処理体用ホルダー
30および冷却ロッド32には、昇降および回転するた
めの駆動機構40がが設けられているが、この機構に付
いては後で述べる。
By the way, the holder 30 for the object to be processed and the cooling rod 32 are provided with a drive mechanism 40 for moving up and down and rotating, which mechanism will be described later.

【0050】一方、被処理体搬入出部50は、プロセス
チューブ12の下端開口の下方に位置する気密室で構成
され、主に、大気に対して気密状態を保ちながら被処理
体用ホルダー30との間で被処理体100を搬入出する
箇所である。
On the other hand, the object carrying-in / out section 50 is composed of an airtight chamber located below the lower end opening of the process tube 12, and is mainly connected to the object holder 30 while maintaining an airtight state with respect to the atmosphere. It is a place where the object 100 to be processed is carried in and out.

【0051】このため、被処理体搬入出部50は、図1
4に示すように、第1、第2のロードロック室52、5
4とこれらロードロック室52、54からの被処理体1
00をプロセスチューブ12に受渡すための受渡し室5
6が直角な位置にそれぞれ配置されている。そして、第
1、第2のロードロック室52、54は、ともに同じ構
成とされ、第1のロードロック室52に関して説明する
と、第1、第2のゲートバルブ52A、52B、伸縮・
昇降および回転可能な搬送アーム52C、ガス導入孔5
2D、ガス排出孔52Eを備えている。また、第2のロ
ードロック室54は、第1、第2のゲートバルブ54
A、54B、伸縮・昇降および回転可能な搬送アーム5
4Cガス導入孔54D、ガス排出孔54Eをそれぞれ備
えている。ゲートバルブ52A、52B、54A、54
Bは、装置外部とロードロック室52、54との間であ
るいはロードロック室52、54と受渡し室56との間
で被処理体100を搬入出する際に開き、気密状態を保
持する場合に閉じるという開閉機能を備えている。搬送
アーム52C、54Cは、例えば多関節を有するアーム
により構成され、装置外部からロードロック室52、5
4へ、あるいは、ロードロック室52、54から受渡し
室56へと被処理体100を搬入出する機能を備えてい
る。ガス導入孔52D、54Dは、ロードロック室52
および54を、例えばN2 ガスによりパージするための
ものであり、また、ガス排出孔52E、54Eは、ロー
ドロック室52、54を真空引きするためのものであ
る。
Therefore, the object loading / unloading section 50 is shown in FIG.
As shown in FIG. 4, the first and second load lock chambers 52, 5
4 and the object 1 to be processed from these load lock chambers 52 and 54
Delivery chamber 5 for delivering 00 to the process tube 12
6 are arranged at right angles. The first and second load lock chambers 52 and 54 have the same configuration, and the first load lock chamber 52 will be described. The first and second gate valves 52A and 52B
Transport arm 52C that can be raised and lowered and rotated, gas introduction hole 5
2D and a gas discharge hole 52E are provided. In addition, the second load lock chamber 54 includes the first and second gate valves 54
A, 54B, transfer arm 5 that can be expanded / contracted / lifted and rotated
A 4C gas introduction hole 54D and a gas discharge hole 54E are provided, respectively. Gate valves 52A, 52B, 54A, 54
B is opened between the outside of the apparatus and the load lock chambers 52 and 54, or between the load lock chambers 52 and 54 and the delivery chamber 56 when loading and unloading the object 100, and when the airtight state is maintained. It has an opening / closing function of closing. The transfer arms 52C and 54C are configured by, for example, an arm having multiple joints, and are connected to the load lock chambers 52 and 5 from the outside of the device.
4 or from the load lock chambers 52 and 54 to the delivery chamber 56. The gas introduction holes 52D and 54D are provided in the load lock chamber 52.
And 54 are purged with, for example, N2 gas, and the gas discharge holes 52E and 54E are for vacuuming the load lock chambers 52 and 54.

【0052】そして、この被処理体搬入で部50の近傍
には、シャッター駆動部60が設けられている。
A shutter drive unit 60 is provided in the vicinity of the unit 50 for carrying in the object to be processed.

【0053】すなわち、シャッター駆動部60は、プロ
セスチューブ12の下端開口の下方で縦軸方向に沿って
複数設けられた遮熱用の第1のシャッター62、第2の
シャッター64を備えている。この遮熱用の第1、第2
のシャッター62、64は、被処理体搬入出部50をは
さんで縦軸方向両側に配置され、シリンダ等の駆動部材
66により相反する方向に移動することで開閉可能なシ
ャッター板62A、62Bおよび64A、64Bを備え
ている。
That is, the shutter driving section 60 is provided with a plurality of first and second heat-shielding shutters 62 and 64 provided below the lower end opening of the process tube 12 along the vertical axis. This heat shield first, second
The shutters 62 and 64 are disposed on both sides in the vertical axis direction across the workpiece loading / unloading unit 50, and can be opened and closed by moving in opposite directions by a driving member 66 such as a cylinder, and shutter plates 62A and 62B. It has 64A and 64B.

【0054】上記各シャッター板は、共に、水冷ジャケ
ットが内部に形成された断熱構造のものである。これら
シャッター板のうち、プロセスチューブ12の下端開口
側に位置する第1のシャッター62におけるシャッター
板62A、62Bは、図15に示すように、対向面をL
字状に形成されて曲面を構成している。これは、対向面
同士が密着した際に、シャッター板同士の下面が平坦面
とされるとともに、プロセスチューブ12からの輻射熱
線の通過を遮断して、気密室の下方の温度が上昇するの
を防止するためである。また、第2のシャッター64に
おけるシャッター板64A、64Bは、図16(A)に
示すように、先端に被処理体用ホルダー30をはさみ込
むことのできる凹部が形成されている。そして、この先
端は、図16(B)に示すように、互いにオーバラップ
することができるようになっており、オーバラップした
状態で被処理体用ホルダー30を挾持した場合に、上方
からの熱線の通過を遮断するようになっている。
Each of the shutter plates has a heat insulating structure in which a water cooling jacket is formed. Among these shutter plates, the shutter plates 62A and 62B of the first shutter 62 located on the lower end opening side of the process tube 12 have the facing surfaces L as shown in FIG.
It is formed in a letter shape to form a curved surface. This is because when the opposing surfaces are in close contact with each other, the lower surfaces of the shutter plates are made flat and the passage of radiant heat rays from the process tube 12 is blocked to prevent the temperature below the hermetic chamber from rising. This is to prevent it. Further, as shown in FIG. 16 (A), the shutter plates 64A and 64B of the second shutter 64 are formed with recesses at their tips into which the holder 30 for the object to be processed can be inserted. Then, as shown in FIG. 16 (B), the tips can overlap each other, and when the object-to-be-processed holder 30 is held in the overlapped state, heat rays from above are absorbed. It is designed to block the passage of.

【0055】また、この第1、第2のシャッター62、
64が位置する気密室には、被処理体100の雰囲気気
体の切り換え構造が設けられている。
The first and second shutters 62,
The airtight chamber in which 64 is located is provided with a structure for switching the atmospheric gas of the object 100 to be processed.

【0056】すなわち、第1、第2のシャッター62、
64の進退部には、図17に示すように、例えば、周方
向で等分された位置にプロセスガスとは異なる不活性気
体、一例として、ヘリュウムガス(He)を吹き出させ
るための噴射ノズル70が配置されている。この噴射気
体は、熱処理部10から搬出された被処理体100をプ
ロセスガスの雰囲気下から即座に雰囲気ガスを切り換え
てプロセスガスの接触を断ち、被処理体100の移動途
中に望まれない生成膜が形成されるのを防止するように
なっている。また、このような雰囲気ガスを即座に切り
換え、かつ、熱処理部からの温度の影響を受けていない
不活性気体との接触下におかれることで、被処理体10
0のサーマルバジェット、所謂、被処理体100が受け
る熱収支を安定させて面内での温度分布の変化を抑えて
面内均一性を確保するようになっている。そして、この
噴射ノズル70の数に合わせて周方向で噴射ノズル70
と干渉しない等分位置には排気口68が設けられてい
る。この噴射ノズル70は、縦軸方向に沿って水平方向
に冷却気体を噴射する噴射口を有し、図17に示すよう
に、退避した位置にある被処理体100の面と平行に冷
却気体を噴射することができる。なお、この噴出気体を
第1、第2のシャッタの冷却用としても良く、さらに
は、この気体を用いて熱処理部10から搬出された被処
理体100の冷却を行なうようにしても良い。
That is, the first and second shutters 62,
As shown in FIG. 17, for example, an injection nozzle 70 for blowing out an inert gas different from the process gas, for example, a helium gas (He), is provided in the advancing / retreating portion 64 at positions equally divided in the circumferential direction. Are arranged. This jet gas immediately switches the atmosphere gas from the atmosphere of the process gas to the object to be processed 100 carried out from the heat treatment unit 10 to interrupt the contact of the process gas, and thus the unwanted film formed during the movement of the object to be processed 100. To prevent the formation of Further, such an atmospheric gas is immediately switched and is placed in contact with an inert gas which is not affected by the temperature from the heat treatment section, so that the object to be processed 10 can be processed.
The thermal budget of 0, that is, the so-called heat balance received by the object to be processed 100 is stabilized to suppress the change of the temperature distribution in the plane and ensure the in-plane uniformity. Then, in accordance with the number of the jet nozzles 70, the jet nozzles 70 are arranged in the circumferential direction.
An exhaust port 68 is provided at an equal position where it does not interfere with. This injection nozzle 70 has an injection port that horizontally injects the cooling gas along the vertical axis direction, and as shown in FIG. 17, injects the cooling gas in parallel with the surface of the object 100 to be processed in the retracted position. Can be jetted. The ejected gas may be used for cooling the first and second shutters, and further, the object 100 to be processed carried out from the heat treatment section 10 may be cooled using this gas.

【0057】ところで、上記した被処理体用ホルダー3
0および冷却ロッド32の駆動機構40は、次のような
構成となっている。
By the way, the holder 3 for the object to be processed described above.
The drive mechanism 40 for 0 and the cooling rod 32 has the following configuration.

【0058】すなわち、駆動機構40は、被処理体用ホ
ルダ30と一体にされている冷却ロッドの軸方向端部に
連結された昇降アーム42を備えており、この昇降アー
ム42は、例えば、ボールネジとナットとを組み合わせ
た昇降機構44によって上下動させることができる。そ
して、昇降アーム42内には、例えば、歯車を介した回
転機構が設けられており、この回転機構は、被処理体用
ホルダー30が熱処理部10に対して搬入出されるとき
に少なくとも1回転以上の回転を、そして、被処理体用
ホルダー30が熱処理部10から退避して被処理体10
0を第1のシャッター62の下方に位置する噴射ノズル
70に対向させたときには、例えば、60rpm程度の
回転を行なわせるようになっている。なお、被処理体用
ホルダ30の昇降動作の際の気密性を確保するために、
気密室と被処理体用ホルダー30との間には、磁性流体
を用いたシール構造46(図1参照)あるいは図示しな
いベローズ構造が設けられている。なお、被処理体用ホ
ルダー30の昇降駆動に関しては、上述した昇降機構4
4とは別に独立して上下動させるようにしてもよい。
That is, the drive mechanism 40 includes an elevating arm 42 connected to the axial end portion of the cooling rod that is integrated with the object holder 30. The elevating arm 42 is, for example, a ball screw. It can be moved up and down by an elevating mechanism 44 in which a nut and a nut are combined. A rotating mechanism via a gear, for example, is provided in the elevating arm 42, and this rotating mechanism is at least one rotation when the object holder 30 is carried in and out of the heat treatment section 10. The rotation of the object 10 and the holder 30 for the object to be processed retreat from the heat treatment unit 10
When 0 is opposed to the injection nozzle 70 located below the first shutter 62, for example, rotation of about 60 rpm is performed. In order to ensure airtightness during the lifting operation of the object holder 30,
A seal structure 46 (see FIG. 1) using a magnetic fluid or a bellows structure (not shown) is provided between the airtight chamber and the object holder 30. Regarding the raising / lowering drive of the object holder 30, the raising / lowering mechanism 4 described above is used.
In addition to 4, it may be moved up and down independently.

【0059】そして、被処理体30は、熱処理時に必要
な回転数を以って回転するようになっているが、熱処理
部10への搬入時および搬出時においても、少なくとも
1回転以上の回転を行ないながら移動する駆動制御が行
なわれる。このような搬入出時での回転は、面状発熱源
24からの輻射熱の供給およびプロセスガスとの接触を
均一化することにより、熱処理前後での被処理体100
の面内均一性を確保するために実行される。
The object to be processed 30 is adapted to rotate at the required number of rotations during the heat treatment, but at the time of loading into and unloading from the heat treatment section 10, at least one rotation is required. Drive control is performed to move while carrying out. Such rotation during loading and unloading makes uniform the supply of the radiant heat from the planar heat source 24 and the contact with the process gas, so that the object to be processed 100 before and after the heat treatment.
Is performed to ensure in-plane uniformity of the.

【0060】次に作用について説明する。Next, the operation will be described.

【0061】被処理体100の熱処理を行なう場合に
は、被処理体100が被処理体搬入出部50に搬入され
る。すなわち、この場合を第2のロードロック室54を
対象として説明すると次のとおりである。
When the object 100 to be processed is subjected to heat treatment, the object 100 is carried into the object loading / unloading section 50. That is, this case will be described below for the second load lock chamber 54.

【0062】まず、被処理体100を搬入する場合、第
2のロードロック室54内をガス導入孔54DによるN
2 パージすることにより、予め、大気圧と同圧に設定し
ておく。外気とロードロック室54内とを同圧にすれ
ば、ゲートバルブが開いたときに、気体の急激な流れ込
みによる塵や埃等の浸入飛散を防ぐことができる。次に
ゲートバルブ54Aを開いて被処理体100が搬送アー
ム54Cにより受渡し室56内に搬入される。その後、
ゲートバルブ54Bが閉じられ、ガス排気孔54Eによ
って真空引きが実行され、ガス導入孔54DによってN
2 パージが行なわれる。この場合には、受渡し室56も
同様に、予め真空引き、N2 パージが行なわれているこ
とが望ましい。さらに、プロセスチューブ12、第1、
第2のシャッター62、64の間の空間も真空引きし、
かつN2 パージすることによりロードロック室54と同
圧にしておくことが望ましい。
First, when the object to be processed 100 is loaded, the inside of the second load lock chamber 54 is filled with N by the gas introduction hole 54D.
2 Set to the same pressure as atmospheric pressure in advance by purging. If the outside air and the inside of the load lock chamber 54 are made to have the same pressure, it is possible to prevent dust and the like from entering and scattering due to a sudden flow of gas when the gate valve is opened. Next, the gate valve 54A is opened, and the object 100 to be processed is carried into the delivery chamber 56 by the transfer arm 54C. afterwards,
The gate valve 54B is closed, evacuation is performed by the gas exhaust hole 54E, and N is exhausted by the gas introduction hole 54D.
2 Purging is performed. In this case, it is desirable that the delivery chamber 56 be similarly evacuated and N2 purged in advance. Further, the process tube 12, the first,
The space between the second shutters 62 and 64 is also evacuated,
In addition, it is desirable to keep the same pressure as the load lock chamber 54 by purging with N2.

【0063】一方、ロードロック室54内の搬送アーム
54Cにより、被処理体100が受渡し室56に搬送さ
れると、予め、被処理体用ホルダ30の載置部30Aが
搬送アーム54Cの搬送経路上に位置されているので、
被処理体100の受渡しが行なわれる。このときには、
第2のシャッター64が閉じられ、そして、第1のシャ
ッター62が開かれている。そして、被処理体100の
受渡しが完了すると、被処理体用ホルダー30が駆動機
構40により回転し始める。被処理体用ホルダ30は、
熱処理部10の所定の処理位置に到達するまでの間、例
えば、2乃至3回転等のような1回転以上の回転を行な
い、所定の処理位置に達した時点で回転を停止する。こ
のときには、第1、第2のシャッター62、64がとも
に開いている。
On the other hand, when the object 100 to be processed is transferred to the delivery chamber 56 by the transfer arm 54C in the load lock chamber 54, the placing portion 30A of the object holder 30 is previously transferred to the transfer path of the transfer arm 54C. As it is located above,
The object to be processed 100 is delivered. At this time,
The second shutter 64 is closed and the first shutter 62 is open. Then, when the delivery of the object 100 to be processed is completed, the holder 30 for the object to be processed starts to rotate by the drive mechanism 40. The object holder 30 is
Until the heat treatment unit 10 reaches a predetermined processing position, it makes one or more rotations, such as 2 to 3 rotations, and stops rotation when it reaches the predetermined processing position. At this time, both the first and second shutters 62 and 64 are open.

【0064】被処理体用ホルダー30が上昇する過程
で、被処理体100は、気体切り換え構造におけるヘリ
ュウムガスによる雰囲気下から熱処理部10に移動した
途端にプロセスガスの雰囲気下に置かれることになる。
そして、処理位置に達した被処理体用ホルダー30は、
給気パイプ14の予熱部14Aの内種面近傍に接近した
位置に位置決めされて熱処理時での回転数に切り換えら
れる。そして、熱処理部10では、給気パイプ14から
予熱されたプロセスガスが供給される。
In the process of raising the object holder 30, the object 100 is placed in the atmosphere of process gas as soon as it is moved from the atmosphere of helium gas in the gas switching structure to the heat treatment section 10. Become.
Then, the object holder 30 that has reached the processing position is
The preheating portion 14A of the air supply pipe 14 is positioned at a position close to the vicinity of the inner seed surface and is switched to the rotation speed at the time of heat treatment. Then, in the heat treatment unit 10, the preheated process gas is supplied from the air supply pipe 14.

【0065】プロセスガスの供給により熱処理が開始さ
れると、第1のシャッター62は開いたままであり、そ
して第2のシャッター64は閉じた状態に維持される。
従って、被処理体用ホルダー30の遮蔽部材30Bが熱
処理部10の下方を覆う状態に配置されることになるの
で、熱処理部10から漏洩する輻射熱の熱線を遮断す
る。しかも、熱処理部10内では、プロセスガスが密封
されて熱処理環境が設定されるとともに、均熱部材22
を介した面状発熱源20からの輻射エネルギーは、被処
理体100の中央部では、熱量調整用均熱部材120の
存在によって蓄積されることになる。従って、被処理体
100の周縁部には均熱部材22からの反射した輻射熱
が入射され、一方、被処理体100の中央部では、熱量
調整用均熱部材120によって蓄積された熱が二次的に
輻射されることで、被処理体100の中央部と周縁部と
で輻射エネルギーの入射量が異なり、具体的には周縁部
の方が多くなり、これによって、放熱による熱損失が補
われて被処理体100の面内での温度分布が均一化され
ることになる。また、面状発熱源20および又は均熱部
材22の形状を被処理体100の中央部および周縁部二
体して直接輻射熱を入射できる形状とした場合において
も、上記と同じように、被処理体の面内での温度分布が
均一化されることになる。
When the heat treatment is started by supplying the process gas, the first shutter 62 remains open, and the second shutter 64 is kept closed.
Therefore, the shielding member 30B of the holder 30 for the object to be processed is arranged so as to cover the lower portion of the heat treatment unit 10, so that the heat ray of the radiant heat leaking from the heat treatment unit 10 is blocked. Moreover, in the heat treatment unit 10, the process gas is sealed to set the heat treatment environment, and the heat equalizing member 22
The radiant energy from the planar heat source 20 via the heat source is accumulated in the central portion of the object to be processed 100 due to the presence of the heat quantity adjusting soaking member 120. Therefore, the radiant heat reflected from the heat equalizing member 22 is incident on the peripheral portion of the object 100 to be processed, while the heat accumulated by the heat amount adjusting heat equalizing member 120 is secondary in the central portion of the object 100 to be processed. The radiation amount of the radiant energy differs between the central portion and the peripheral portion of the object to be processed 100, and specifically, the peripheral portion has a larger amount of radiation energy, which compensates for heat loss due to heat dissipation. As a result, the temperature distribution within the surface of the object to be processed 100 is made uniform. Further, even when the planar heat source 20 and / or the heat equalizing member 22 are shaped such that the radiant heat can directly enter the central portion and the peripheral edge portion of the object to be treated 100, the object to be treated is treated in the same manner as described above. The temperature distribution in the plane of the body is made uniform.

【0066】一方、熱処理終了時点では、被処理体用ホ
ルダー30が、その載置部30Aを第1のシャッター6
2の下方に位置決めされる。このとき、被処理体用ホル
ダー30の遮蔽部材30Bは、気体の逃げ孔および給気
パイプ14の予熱部14Aに対する外径寸法の設定によ
って周縁部での気体の巻き込みが少なくされることで被
処理体100の周縁部からの放熱を抑えられ、面内での
温度分布の不均一化を防止されることになる。
On the other hand, at the end of the heat treatment, the holder 30 for the object to be processed has its mounting portion 30A mounted on the first shutter 6a.
Positioned below 2. At this time, the shield member 30B of the holder 30 for the object to be processed is set to have an outside diameter dimension with respect to the gas escape hole and the preheating portion 14A of the air supply pipe 14 so that gas entrapment at the peripheral edge portion is reduced and thus the object to be processed is reduced. The heat radiation from the peripheral portion of the body 100 can be suppressed, and the non-uniform temperature distribution in the plane can be prevented.

【0067】また、第1のシャッター62の下方に位置
決めされた被処理体用ホルダー30は、載置部30A上
の被処理体100が、例えば、60rpm程度の回転数
に切り換えられて回転するとともに、シャッターの進退
部から供給されるヘリュウムガスにより、被処理体10
0搬入出部50との合いだの熱遮断を行ないうととも
に、雰囲気ガスの環境下を切り換え、さらには被処理体
100を冷却する。また、この時被処理体100は、上
方に位置する第1のシャッター62からの冷気により冷
却を促進されることになる。
Further, in the holder 30 for the object to be processed positioned below the first shutter 62, the object 100 to be processed on the mounting portion 30A rotates while being switched to a rotational speed of, for example, about 60 rpm. By the helium gas supplied from the advancing / retreating portion of the shutter, the object 10
Heat is shut off in a manner matching with the 0 carry-in / out section 50, the environment of the atmospheric gas is switched, and the object 100 to be processed is cooled. Further, at this time, the object 100 to be processed is promoted to be cooled by the cool air from the first shutter 62 located above.

【0068】このようにして、熱処理後の冷却を行なわ
れた被処理体100は、搬入時と同じ状態を設定され
る。そして、この状態で噴射ノズル70との対向位置か
ら受渡し室56に移動させられ、搬入時と逆の手順によ
って被処理体100を搬出させることができる。
In this way, the object to be processed 100 that has been cooled after the heat treatment is set in the same state as when it was carried in. Then, in this state, the object 100 to be processed can be moved from the position facing the injection nozzle 70 to the delivery chamber 56, and the object 100 to be processed can be carried out by the procedure reverse to that at the time of carrying in.

【0069】本実施例によれば、熱量調整用均熱部材の
形状を異ならせることで熱容量を変化させることができ
る。このため、被処理体の面内での温度分布を特別な構
造を付加することなく均一化することが可能になる。
According to this embodiment, the heat capacity can be changed by changing the shape of the heat quantity adjusting soaking member. Therefore, it becomes possible to make the temperature distribution within the surface of the object to be processed uniform without adding a special structure.

【0070】さらに本実施例によれば、均熱部材とプロ
セスチューブとの間で処理位置下方を囲繞する断熱材を
設け、この断熱材の形態を成膜の種類に応じて異ならせ
ることで効率の良い成膜が行なえる。
Further, according to the present embodiment, the heat insulating material surrounding the lower portion of the processing position is provided between the heat equalizing member and the process tube, and the form of this heat insulating material is made different according to the type of film formation, thereby improving the efficiency. Good film formation.

【0071】なお、本発明は、上記実施例に限られるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内で種々変形実施する
ことが可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment, but various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention.

【0072】例えば、本発明が対象とする被処理体は、
少なくとも面状形状の被処理体であれば良く、半導体ウ
エハ以外にも例えば、LCD等であっても良い。さら
に、本発明が適用される熱処理装置としては、CVD装
置以外にも、例えば、酸化、拡散、アニールに適用され
る装置を対象とすることも可能である。
For example, the object to be processed according to the present invention is
At least a planar object to be processed may be used, and an LCD or the like may be used instead of the semiconductor wafer. Further, as the heat treatment apparatus to which the present invention is applied, other than the CVD apparatus, for example, an apparatus applied to oxidation, diffusion or annealing can be targeted.

【0073】[0073]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、被処理体
の面内での温度分布を均一化することができる。つま
り、面状発熱源からの輻射エネルギーの入射量を、被処
理体の中央部と周縁部とで異ならせることができるの
で、周縁部での放熱による熱損失を補うだけの輻射エネ
ルギーを中央部よりも多くすることができる。従って、
放熱による周縁部での温度低下を抑えて、被処理体の面
内での温度分布を均一にすることが可能になる。
As described above, according to the present invention, the temperature distribution within the surface of the object to be processed can be made uniform. In other words, the amount of radiant energy incident from the planar heat source can be made different between the central portion and the peripheral portion of the object to be processed, so that the radiant energy sufficient to compensate for the heat loss due to heat dissipation in the peripheral portion is in the central portion. Can be more than. Therefore,
It is possible to suppress the temperature decrease in the peripheral portion due to heat radiation and to make the temperature distribution uniform within the surface of the object to be processed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例を示す熱処理装置の全体構成を
説明するための断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining an overall configuration of a heat treatment apparatus showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した熱処理装置によって得られる温度
分布を説明するための線図であり、(A)は従来例での
温度分布、(B)は本実施例による輻射エネルギーの分
布、(C)は本実施例による被処理体の面内での温度分
布をそれぞれ示している。
2 is a diagram for explaining a temperature distribution obtained by the heat treatment apparatus shown in FIG. 1, (A) showing a temperature distribution in a conventional example, (B) showing a radiant energy distribution according to the present embodiment, (C) shows the in-plane temperature distribution of the object to be processed according to this example.

【図3】図1に示した熱処理装置での加熱構造の他の例
を示す部分的な断面図である。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing another example of the heating structure in the heat treatment apparatus shown in FIG.

【図4】図3に示した熱処理装置で得られる被処理体の
面内での温度分布を説明するための線図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a temperature distribution in a plane of a target object obtained by the heat treatment apparatus shown in FIG.

【図5】図1に示した熱処理装置に用いられる熱量調整
用均熱部材の部分的な変形例を示す断面図である。
5 is a cross-sectional view showing a partial modification of the heat quantity adjusting heat equalizing member used in the heat treatment apparatus shown in FIG. 1. FIG.

【図6】図1に示した熱処理装置に用いられる加熱構造
の別の例を示す図3相当の断面図である。
6 is a sectional view corresponding to FIG. 3 showing another example of the heating structure used in the heat treatment apparatus shown in FIG.

【図7】図6に示した加熱構造での一部変形例を示す部
分的な断面図である。
7 is a partial cross-sectional view showing a partially modified example of the heating structure shown in FIG.

【図8】図6に示した加熱構造の一部のさらに他の変形
例を示す部分的な断面図である。
FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing still another modification of a part of the heating structure shown in FIG.

【図9】図1に示した熱処理装置における断熱構造の変
形例を示す部分的な断面図である。
9 is a partial cross-sectional view showing a modified example of the heat insulating structure in the heat treatment apparatus shown in FIG.

【図10】図1に示した熱処理装置に用いられる被処理
体用ホルダーの構造を示す断面図である。
10 is a cross-sectional view showing the structure of a holder for an object to be processed used in the heat treatment apparatus shown in FIG.

【図11】図10に示した被処理体用ホルダーの他の構
造を示す部分的な断面図である。
11 is a partial cross-sectional view showing another structure of the object holder shown in FIG.

【図12】図10に示した被処理体用ホルダーの内部構
造を説明するための断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining the internal structure of the object holder shown in FIG.

【図13】図1に示した熱処理装置のプロセスガス供給
部の構造を示す斜視図である。
13 is a perspective view showing the structure of a process gas supply unit of the heat treatment apparatus shown in FIG.

【図14】図1に示した熱処理装置に用いられる被処理
体搬入出部の構成を説明するための平面視的な模式図で
ある。
FIG. 14 is a schematic plan view for explaining the configuration of a target object loading / unloading unit used in the heat treatment apparatus shown in FIG. 1.

【図15】図1に示した熱処理装置に用いられるシャッ
ターの断面図である。
15 is a sectional view of a shutter used in the heat treatment apparatus shown in FIG.

【図16】図13に示したシャッターの一例を示す模式
図であり、(A)は開いた状態を、(B)は閉じた状態
をそれぞれ示している。
16A and 16B are schematic diagrams showing an example of the shutter shown in FIG. 13, in which FIG. 16A shows an open state and FIG. 16B shows a closed state.

【図17】図1に示した熱処理装置における気体切り換
えおよび冷却構造を示す断面図である。
17 is a cross-sectional view showing a gas switching and cooling structure in the heat treatment apparatus shown in FIG.

【符号の簡単な説明】[Simple explanation of symbols]

10 処理位置 12 プロセスチューブ 14 ガス供給手段をなす給気パイプ 14A 予熱部 30 被処理体用ホルダー 30A 載置部 30B 遮蔽部材 30B10〜30B16 遮蔽部材 30C 遮熱部材 50 気密室で構成された被処理体搬入出部 60 シャッター駆動部 62 第1のシャッター 64 第2のシャッター 66 噴射ノズル 120 熱量調整手段をなす熱量調整用均熱部材 120A 第1の熱量調整用均熱部材 120B 第2の熱量調整用均熱部材 120C 第3の熱量調整用均熱部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Processing position 12 Process tube 14 Air supply pipe which forms a gas supply means 14A Preheating part 30 Holder 30A for processing object 30A mounting part 30B Shielding member 30B10-30B16 Shielding member 30C Heat shielding member 50 The processing object comprised by the airtight chamber Carry-in / out unit 60 Shutter drive unit 62 First shutter 64 Second shutter 66 Injection nozzle 120 Heat quantity adjusting soaking member 120A that constitutes heat quantity adjusting means 120A First heat quantity adjusting soaking member 120B Second heat quantity adjusting uniform Heat member 120C Third heat quantity adjusting soaking member

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被処理体の搬入出用の下端開口を有し、
処理位置に配置される被処理体を加熱する熱源を備えて
いる縦型プロセスチューブと、 水平に支持した状態の上記被処理体を上記開口から上記
プロセスチューブ内に搬入し、所定の処理位置に設定す
る被処理体用ホルダーと、 上記プロセスチューブ内の処理位置に向け反応ガスを供
給するガス供給手段と、 上記被処理体と平行な面を備えた面状発熱体と、 上記面状発熱体と上記被処理体との間に配置されてい
て、被処理体上での中央部よりも周縁部で入射する輻射
エネルギーを多く設定する熱量調整手段と、 を備えていることを特徴とする熱処理装置。
1. A lower end opening for loading and unloading an object to be processed,
A vertical process tube equipped with a heat source that heats the object to be processed placed at the processing position, and the object to be processed horizontally supported is carried into the process tube through the opening and placed at a predetermined processing position. An object holder to be set, a gas supply means for supplying a reaction gas toward a processing position in the process tube, a planar heating element having a surface parallel to the processing object, and the planar heating element. And a heat amount adjusting means arranged to set the radiant energy incident on the peripheral portion of the object to be processed to be larger than that of the central portion on the object to be processed. apparatus.
【請求項2】 請求項1において、 上記熱量調整手段は、不純物汚染のない材質からなる蓄
熱可能な均熱部材で構成され、この均熱部材は、面状発
熱体からの一次輻射熱を蓄熱して、上記被処理体に向け
二次輻射熱を放射することを特徴とする熱処理装置。
2. The heat quantity adjusting means according to claim 1, wherein the heat quantity adjusting means is composed of a heat storage member made of a material free from impurity contamination and capable of storing heat, and the heat storage member stores primary radiation heat from the planar heating element. And radiates secondary radiant heat toward the object to be processed.
【請求項3】 請求項1又は2において、 上記熱量調整手段は、上記面状発熱体から上記被処理体
に向うに従い、順次小径を設定された複数の均熱部材で
構成されていることを特徴とする熱処理装置。
3. The heat quantity adjusting means according to claim 1 or 2, wherein the heat quantity adjusting means is composed of a plurality of heat equalizing members whose diameters are successively set from the planar heating element toward the object to be treated. Characterizing heat treatment equipment.
【請求項4】請求項1乃至3のいずれかにおいて、 上記熱量調整手段は、上記面状発熱体と平行する面を有
し、この面の中央部の厚さが周縁部の厚さよりも厚く設
定されていることを特徴とする熱処理装置。
4. The heat quantity adjusting means according to claim 1, wherein the heat quantity adjusting means has a surface parallel to the planar heating element, and a thickness of a central portion of the surface is thicker than a thickness of a peripheral edge portion. A heat treatment apparatus characterized by being set.
【請求項5】 被処理体の搬入出用の下端開口を有し、
処理位置に配置される被処理体を加熱する熱源を備えて
いる縦型プロセスチューブと、 水平に支持した状態の上記被処理体を上記開口から上記
プロセスチューブ内に搬入し、所定の処理位置に設定す
る被処理体用ホルダーと、 上記プロセスチューブ内の処理位置に向け反応ガスを供
給するガス供給手段と、 上記被処理体と対面して配置されている面状発熱体と、 上記面状発熱体と上記被処理体との間に配置されていて
不純物汚染の少ない材質からなり、上記面状発熱体から
の一次輻射熱を畜熱して、上記被処理体に向け二次時輻
射熱を放射する均熱部材と、 を備え、上記面状発熱体および/又は上記均熱部材は、
外縁部が上記被処理体に近ずくように湾曲又は傾斜して
いることを特徴とする熱処理装置。
5. A lower end opening for loading and unloading an object to be processed,
A vertical process tube equipped with a heat source for heating the object to be processed placed in the processing position, and the object to be processed horizontally supported is carried into the process tube through the opening and placed at a predetermined processing position. An object holder to be set, a gas supply means for supplying a reaction gas toward a processing position in the process tube, a sheet heating element arranged to face the object to be treated, and the sheet heat generating element. It is arranged between the body and the object to be treated, and is made of a material with less impurity contamination. A heat member, and the sheet heating element and / or the heat equalizing member,
A heat treatment apparatus, wherein an outer edge portion is curved or inclined so as to approach the object to be processed.
【請求項6】 請求項5において、 上記面状発熱体および/又は均熱部材は、ドーム形状に
設定されていることを特徴とする熱処理装置。
6. The heat treatment apparatus according to claim 5, wherein the planar heating element and / or the heat equalizing member are set in a dome shape.
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