JPH0888192A - 縦型高速熱処理装置 - Google Patents

縦型高速熱処理装置

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JPH0888192A
JPH0888192A JP24829794A JP24829794A JPH0888192A JP H0888192 A JPH0888192 A JP H0888192A JP 24829794 A JP24829794 A JP 24829794A JP 24829794 A JP24829794 A JP 24829794A JP H0888192 A JPH0888192 A JP H0888192A
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JP
Japan
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heat
infrared
substrate
infrared lamp
far
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JP24829794A
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English (en)
Inventor
Yoji Takagi
庸司 高木
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TOUYOKO KAGAKU KK
Toyoko Kagaku Co Ltd
Original Assignee
TOUYOKO KAGAKU KK
Toyoko Kagaku Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、本来温度回復の遅い部分を早くし
て、実際の処理状態にするまでに必要な時間を短くする
ことができるようにした縦型高速熱処理装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】この発明に於いては、反応管の下端部及び/ま
たは保温筒部分に、高速で昇温できる赤外線若しくは遠
赤外線ランプを配設し、基板を搭載したボ−トを反応管
内の処理位置まで移動させる間に、基板を予備加熱し、
且つ/または保温筒を加熱することによって、反応管内
での温度回復時間(ヒ−トリカバリ)をできるだけ短縮
したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体及び液晶デイ
スプレイ製造のための縦型高速熱処理装置に係り、詳記
すれば、本来温度回復(ヒ−トリカバリ)の遅い部分を
早くして、実際の処理状態にするまでに必要な時間を短
くすることができるようにした縦型高速熱処理装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種縦型高速熱処理装置は、抵
抗加熱ヒ−タ−によって一定の高温に加熱された反応管
内に、多数枚の処理基板を上下方向に搭載したボ−トを
上昇させて収容し、熱処理を行っていた。しかしなが
ら、この処理装置は、処理温度が500〜1250℃と
非常に高いため、基板を高速で反応管内に移動すること
ができなかった。これは、基板を高速で移動させ、基板
を急激に高温で加熱すると、基板にダメ−ジを与え、場
合によっては、基板が破損するからである。
【0003】このように、ボ−トを高温の反応管内にゆ
っくり上昇移動させるため、ボ−トの上部に置かれた基
板は、最初にヒ−タからの加熱を受け、ボ−ト移動中も
常にヒ−タ−から加熱され続けるので、比較的早く温度
平衡状態となるが、下部の基板は、ボ−トの移動が完了
する寸前でヒ−タ−からの加熱を受け始めることと、反
応管内下部の温度は必然的に温度が低下することから、
実際に処理される温度平衡状態になるまで、非常に時間
が掛かる問題があった。
【0004】従って、上部の基板と下部の基板とで熱履
歴に差が生じるので、処理基板間の基板特性にバラツキ
を生じさせる問題があった。そればかりか、下部の基板
は処理する温度平衡状態になるまで、長時間を要するこ
とから、上部基板と下部基板との間を余り長くすること
はできなかったので、処理基板を余り多くすることはで
きず、生産性が悪い問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、このよう
な従来の縦型高速熱処理装置の問題点を解消しようとす
るものであり、ボ−トの上部基板と下部基板との昇温時
間の差を少なくした縦型高速熱処理装置を提供すること
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的に沿う本発明の
構成は、外側からヒ−タで加熱する反応管内に、処理基
板を搭載し且つ下端に保温筒を連結したボ−トを収容
し、基板を熱処理する縦型高速熱処理装置に於いて、前
記保温筒を加熱する赤外線若しくは遠赤外線ランプ及び
/または前記処理基板を予備加熱する赤外線若しくは遠
赤外線ランプを配設したことを特徴とする。
【0007】要するに本発明は、反応管の下端部及び/
または保温筒部分に、高速で昇温できる赤外線若しくは
遠赤外線ランプを配設し、基板を搭載したボ−トを反応
管内の処理位置まで移動させる間に、基板を予備加熱
し、且つ/または保温筒を加熱することによって、反応
管内での温度回復時間(ヒ−トリカバリ)をできるだけ
短縮し、生産性の向上と基板間の特性のバラツキを低減
させたことを要旨とするものである。
【0008】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1〜図3は、本発明の拡散炉の実施例を示す断
面図であり、フレ−ム11と反応管2との間に、昇温特
性の非常に速い抵抗加熱ヒ−タ4が内装され、反応管2
内には、多数の基板1を上下方向に搭載した石英ボ−ト
3が図2の状態から図1の状態に移動するようになって
いる。ボ−ト3の下端には、保温筒5が連結され、保温
筒5の上端12は、ボ−ト3を載せる台の役割を有して
いる。保温筒5としては、赤外線若しくは遠赤外線領域
の波長の吸収率の良い耐熱性材料、例えば炭化ケイ素を
コ−テイングしたカ−ボン若しくは炭化ケイ素(Si
C)で形成するのが良い。
【0009】保温筒5の下端には、ハッチ10が連結さ
れ、ハッチ10の中央に形成した開口14に赤外線ラン
プ6′と反射板7′が固定されている。赤外線ランプ
6′は、石英カバ−13によって、反応管2内と隔離さ
れている。赤外線ランプ6′は、図2に示すように、エ
レベ−タ−ア−ム15を上昇させることによって、ボ−
ト3が上昇する過程及び上昇後に、保温筒5及びボ−ト
3の下端部を加熱する作用をする。このように保温筒5
を加熱することによって、図1の状態では、反応管2内
の下部の温度は加熱されることになり、下部の基板の温
度回復を速めることができる。
【0010】反応管2内の下部は、ヒ−タ4による熱エ
ネルギ−を受けづらいこと、基板1の上昇過程で従来法
では反応管内下部が基板1及び保温筒5によって冷やさ
れること、基板の上昇中は下端は開口しているので冷や
されること等によって、反応管下部は上部の温度と比べ
て低下する。このように、ハッチ10の上昇を開始する
と同時に、赤外線ランプ6′を放射し始めることによっ
て、事前に保温筒5の温度を上昇させ、それによって、
基板の温度回復時間を短縮することができる。
【0011】反応管下端の外周部には、リング状の赤外
線ランプ6が配設され、該ランプ6の背面には、リング
状の反射板7が固定されている。この赤外線ランプ6
は、上昇中の基板1を予備加熱する作用をするものであ
る。基板1の予備加熱作用をより効果的にするために、
ボ−ト3が上昇して行くにしたがって、赤外線ランプ6
の放射出力を増加させるようにすると良い。しかしなが
ら、放射出力が同一であっても、全体を予備加熱するこ
とによって、下部基板の温度回復時間は短縮されるの
で、同様に本発明の効果を発揮する。尚、赤外線ランプ
6は、基板1の上昇後、放射出力を停止させるようにな
っている。
【0012】反応管下端部の保温筒5内には、熱電対8
が取着され、保温筒5内が平衡温度になることを検知
し、赤外線ランプ6′の放射出力を停止させるように構
成されている。尚、赤外線ランプ6′は、赤外線ランプ
6と同じように、基板1の上昇終了と同時に放射出力を
停止させても良い。この場合は、熱電対8で平衡温度に
なる時間を検知し、この時間が最適時間になるように、
赤外線ランプ6,6′の出力を調整すると良い。図4及
び図5は、本発明の減圧CVDの実施例を示すものであ
り、赤外線ランプ6′をハッチ10の外側のエレベ−タ
−ア−ム13内に設置し、ハッチ10に形成した石英窓
9を通して、保温筒5及びボ−ト3の下端部を予備加熱
するようになっている。
【0013】図1に示すように、ハッチ10の内側に赤
外線ランプ6′を設置すると、ハッチ10の内側は高温
となるので、赤外線ランプ6′の寿命は短くなるが、図
4の実施例のようにすると、赤外線ランプ6′は、あま
り高温とならないので、赤外線ランプ6′の寿命を延ば
すことができる。図4及び図5の実施例に於いては、リ
ング状の赤外線ランプ6とリング状の反射板7は、反応
管下端のボ−ト導入口に設置されている。
【0014】この赤外線ランプ6は、ボ−ト3が上昇す
る過程で、基板1を予備加熱する作用を示すものであ
り、ボ−ト3が上昇していくにしたがって、赤外線ラン
プ6の放射出力を増加させることができるようにしてお
くと良い。このようにすることによって、上下の各基板
間の熱履歴差を低減させることができる。この実施例の
赤外線ランプ6は、ハッチ10が閉になる寸前で役目を
終え、放射出力を停止させるようになっている。反射板
7,7′は、放射エネルギ−を基板1若しくは保温筒5
の方向へ集中させるためのもので、通常金メッキ等の表
面処理が施されている。
【0015】上記実施例に於いては、赤外線ランプ6
は、リング状に形成されているが、これは外周部から中
心に向かって均一に基板を加熱する為である。しかしな
がら、リング状に配設するなら、必ずしもこのようでな
くとも良く、図6に示すように、直管状の赤外線ランプ
6を多角形状に配置しても同様の効果が得られる。石英
カバ−15及び石英窓9は、放射エネルギ−が通過する
断熱・耐熱性材料であれば、必ずしも石英で形成しなく
とも差し支えない。上記実施例に於いては、赤外線ラン
プ6,6′及び反射板7,7′は、保温筒内若しくは保
温筒外と、反応管下端部外周部近傍の両方に設けられて
いるが、いずれか一方でも差し支えない。しかしなが
ら、このように両方に設けるのが、より効果的である。
【0016】図1及び図2に示す本発明の装置を使用
し、図1のハッチ閉後の経過時間毎に、図1のB点の温
度を測定した。比較のため、図1及び図2と同様の従来
の装置を使用して、同様にB点の温度を測定した。結果
を図7に示す。図7より明らかな如く、本発明の装置
は、従来の装置と比べて、温度回復特性が非常に良く、
プロセス処理の開始時間を約30分間短縮することがで
きる。従って、従来例えば約2時間で処理していたの
が、約1時間30分で処理できることになるから、処理
時間が短縮され、生産性が向上する。
【0017】
【作用】本発明の縦型高速熱処理装置は、基板を予備加
熱する赤外線若しくは遠赤外線ランプまたは保温筒及び
ボ−ト下端部を加熱する赤外線若しくは遠赤外線ランプ
を配設しているので、ボ−ト下部の基板が熱処理の平衡
温度に達する時間が短縮されるから、生産性が向上する
と共に、処理した基板特性のバラツキが減少する。
【0018】
【効果】以上述べたごとく、本発明によれば、基板の温
度回復特性が従来技術より顕著に向上するので、処理時
間が短縮され、生産性が向上するほか、処理した基板特
性のバラツキが減少すると共に、各基板間の熱履歴差を
低減でき、基板を高温状態にしておく時間が短縮される
から、基板特性が向上するというこの種従来の縦型高速
熱処理装置には全く見られない画期的な効果を奏する。
【0019】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す縦断面図である。
【図2】図1の装置でボ−トが上昇する状態を示す縦断
面図である。
【図3】図2のA−A′断面図である。
【図4】本発明の他の実施例を示す縦断面図である。
【図5】図4の装置でボ−トが上昇する状態を示す縦断
面図である。
【図6】本発明の他の実施例を示す横断面図である。
【図7】本発明の装置と従来の装置について、温度回復
特性を測定した結果を示すグラフである。
【符号の説明】 1 基板 2 反応管 3 ボ−ト 4 ヒ−タ 5 保温筒 6,6′ 赤外線ランプ 7,7′ 反射板 8 熱電対 9 石英窓 10 ハッチ 13 石英カバ−

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外側からヒ−タで加熱する反応管内に、処
    理基板を搭載し且つ下端に保温筒を連結したボ−トを収
    容し、基板を熱処理する縦型高速熱処理装置に於いて、
    前記保温筒を加熱する赤外線若しくは遠赤外線ランプ及
    び/または前記処理基板を予備加熱する赤外線若しくは
    遠赤外線ランプを配設したことを特徴とする縦型高速熱
    処理装置。
  2. 【請求項2】前記反応管下端外周部近傍に、裏面に反射
    板を設けた赤外線若しくは遠赤外線ランプを、リング状
    に配設してなる請求項1に記載の縦型高速熱処理装置。
  3. 【請求項3】前記保温筒内に、反射板を具備した赤外線
    若しくは遠赤外線ランプを配設し、該赤外線若しくは遠
    赤外線ランプを、放射エネルギ−が通過する断熱・耐熱
    性材料で形成したカバ−で前記反応管内と隔離してなる
    請求項1または2に記載の縦型高速熱処理装置。
  4. 【請求項4】前記保温筒下端のハッチの外側に、赤外線
    若しくは遠赤外線ランプを配設し、該ハッチに取着した
    放射エネルギ−が通過する断熱・耐熱性材料で形成した
    窓を通して、前記保温筒内へ放射エネルギ−を導入する
    ように構成してなる請求項1に記載の縦型高速熱処理装
    置。
  5. 【請求項5】前記保温筒を、炭化ケイ素をコ−テイング
    したカ−ボン若しくは炭化ケイ素等の赤外線若しくは遠
    赤外線領域の波長の吸収率の良い耐熱性材料で形成して
    なる請求項1に記載の縦型高速熱処理装置。
  6. 【請求項6】前記保温筒内に、温度検知用熱電対を配設
    してなる請求項1に記載の縦型高速熱処理装置。
JP24829794A 1994-09-19 1994-09-19 縦型高速熱処理装置 Pending JPH0888192A (ja)

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