JPH09106957A - Reaction furnace for semiconductor manufacture use - Google Patents
Reaction furnace for semiconductor manufacture useInfo
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- JPH09106957A JPH09106957A JP28781295A JP28781295A JPH09106957A JP H09106957 A JPH09106957 A JP H09106957A JP 28781295 A JP28781295 A JP 28781295A JP 28781295 A JP28781295 A JP 28781295A JP H09106957 A JPH09106957 A JP H09106957A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造装置の1
つである半導体製造用反応炉に関するものである。The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus.
The present invention relates to a semiconductor manufacturing reactor.
【0002】[0002]
【従来の技術】図2により半導体製造用反応炉の概略を
説明する。2. Description of the Related Art An outline of a semiconductor manufacturing reactor will be described with reference to FIG.
【0003】図示しないベースに反応管フランジ1が設
けられ、該反応管フランジ1の上端に石英製の反応管2
が立設され、該反応管2と同心の石英製の内部反応管3
が前記反応管フランジ1の下端近傍で支持されている。
図示しないボートエレベータに設けられた炉口蓋4は前
記反応管フランジ1の下端を気密に密閉可能であり、前
記炉口蓋4にボートキャップ5を介してボート6が立設
される。A reaction tube flange 1 is provided on a base (not shown), and a quartz reaction tube 2 is provided on the upper end of the reaction tube flange 1.
And an inner reaction tube 3 made of quartz and concentric with the reaction tube 2.
Are supported near the lower end of the reaction tube flange 1.
A furnace port cover 4 provided in a boat elevator (not shown) can hermetically seal the lower end of the reaction tube flange 1, and a boat 6 is erected on the furnace port cover 4 via a boat cap 5.
【0004】前記反応管フランジ1の上部、下部にはそ
れぞれガスポート9、ガスポート10が設けられ、前記
ガスポート9は反応管2と内部反応管3とが成す筒状の
空間11に連通し、前記ガスポート10は内部反応管3
の内部に連通し、反応ガスが前記ガスポート10から導
入され、前記ガスポート9から排出される。A gas port 9 and a gas port 10 are provided at the upper and lower portions of the reaction tube flange 1, respectively, and the gas port 9 communicates with a cylindrical space 11 formed by the reaction tube 2 and the internal reaction tube 3. , The gas port 10 is an internal reaction tube 3
The reaction gas is introduced from the gas port 10 and discharged from the gas port 9 while communicating with the inside of the gas.
【0005】前記反応管フランジ1の上方にはヒータベ
ース7が設けられ、前記反応管2は前記ヒータベース7
を貫通して上方に延出している。前記反応管2と同心で
該反応管2を覆う筒状のヒータユニット8が前記ヒータ
ベース7に立設されている。A heater base 7 is provided above the reaction tube flange 1, and the reaction tube 2 is provided with the heater base 7.
Penetrates through and extends upward. A cylindrical heater unit 8 concentric with the reaction tube 2 and covering the reaction tube 2 is erected on the heater base 7.
【0006】前記ボート6にはウェーハ(図示せず)が
水平姿勢で多段に装填され、ウェーハが前記反応管2内
に装入され、ガスポート9から反応ガスが供給され、更
に前記ヒータユニット8で炉内、ウェーハが加熱される
ことでウェーハの熱処理を行う様になっている。Wafers (not shown) are horizontally loaded into the boat 6 in multiple stages, the wafers are loaded into the reaction tube 2, reaction gas is supplied from a gas port 9, and the heater unit 8 is further provided. The heat treatment of the wafer is performed by heating the wafer in the furnace.
【0007】更に、図3に於いて従来の半導体製造用反
応炉の炉口部の詳細を説明する。Further, the details of the furnace opening of the conventional reaction furnace for semiconductor manufacturing will be described with reference to FIG.
【0008】前記反応管フランジ1の上端にはフランジ
12が設けられ、前記反応管2の下端フランジ13は反
応管押さえリング14により前記フランジ12に固定さ
れている。該フランジ12と前記下端フランジ13間に
はOリング15、耐熱合成樹脂、例えば弗素樹脂等の緩
衝材16が介設され、又前記下端フランジ13と前記反
応管押さえリング14間には耐熱合成樹脂、例えば弗素
樹脂等の緩衝材17が介設されている。A flange 12 is provided at the upper end of the reaction tube flange 1, and a lower end flange 13 of the reaction tube 2 is fixed to the flange 12 by a reaction tube pressing ring 14. An O-ring 15 and a heat-resistant synthetic resin, for example, a buffer material 16 such as a fluorine resin are interposed between the flange 12 and the lower end flange 13, and a heat-resistant synthetic resin is provided between the lower end flange 13 and the reaction tube holding ring 14. A cushioning material 17 such as a fluororesin is interposed.
【0009】前記フランジ12には冷却水通水路18、
前記反応管押さえリング14には冷却水通水路19が形
成されており、前記冷却水通水路18、冷却水通水路1
9に冷却水を流通させることで前記Oリング15、緩衝
材16、緩衝材17を冷却して焼付きを防止している。
尚、図中20はヒータユニット台ブロックである。The flange 12 has a cooling water passage 18,
A cooling water passage 19 is formed in the reaction tube pressing ring 14, and the cooling water passage 18 and the cooling water passage 1 are formed.
By circulating cooling water through 9, the O-ring 15, the cushioning material 16, and the cushioning material 17 are cooled to prevent seizure.
In the figure, 20 is a heater unit base block.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】前記Oリング15、緩
衝材16、緩衝材17の耐熱温度は約290℃であり、
前記Oリング15、緩衝材16、緩衝材17は冷却水通
水路18、冷却水通水路19に冷却水を流通させること
で150℃程度に冷却されている。一方、炉内の温度は
1000℃以上になり、例えば炉内温度1200℃でウ
ェーハが処理されている場合は、炉口部、即ち前記反応
管2の下端部の温度は900℃程度になる。従って、前
記フランジ12、反応管押さえリング14を介して冷却
されている下端フランジ13と該下端フランジ13に連
接する反応管2の下端部では温度差が600℃以上とな
り、前記下端フランジ13と反応管2下端との接合部に
大きな応力が発生してクラックが生じる。そこで、反応
管2の材質を高温に耐える材質であるSiCとした場
合、SiCは石英に比べ熱伝導率が高く、下端フランジ
13で大きな熱応力が発生して、やはりクラックが入っ
たり、或は炉内の均熱帯部迄冷却効果が及び炉口下部の
温度が所定温度に上がりきらないという問題があった。The heat resistant temperature of the O-ring 15, the cushioning material 16, and the cushioning material 17 is about 290 ° C.,
The O-ring 15, the cushioning material 16, and the cushioning material 17 are cooled to about 150 ° C. by circulating the cooling water through the cooling water passage 18 and the cooling water passage 19. On the other hand, the temperature in the furnace is 1000 ° C. or higher. For example, when a wafer is processed at a furnace temperature of 1200 ° C., the temperature of the furnace opening, that is, the lower end of the reaction tube 2 is about 900 ° C. Accordingly, the temperature difference between the lower end flange 13 cooled through the flange 12 and the reaction tube holding ring 14 and the lower end portion of the reaction tube 2 connected to the lower end flange 13 is 600 ° C. or more, and the reaction with the lower end flange 13 occurs. Large stress is generated at the joint with the lower end of the tube 2 and cracks occur. Therefore, when the material of the reaction tube 2 is SiC, which is a material that can withstand high temperatures, SiC has a higher thermal conductivity than quartz, and a large thermal stress is generated in the lower end flange 13, which also causes cracks, or There was a problem that the cooling effect was reached up to the soaking zone in the furnace and the temperature at the lower part of the furnace mouth could not rise to a predetermined temperature.
【0011】本発明は斯かる実情に鑑み、反応管の固定
端である下端フランジを冷却した場合に、冷却によるク
ラックの発生、或は炉内の加熱状態への影響を除去しよ
うとするものである。In view of the above situation, the present invention is intended to eliminate the occurrence of cracks due to cooling or the influence on the heating state in the furnace when the lower end flange which is the fixed end of the reaction tube is cooled. is there.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、冷却される反
応管固定端に連続する部分に緩衝帯を形成し、又反応管
固定端を冷却する熱媒体が液体であり、更に反応管固定
端に連続する部分の周囲に断熱空間を形成し、該断熱空
間に気体の熱媒体を流通させ、更に又反応管固定端を冷
却する熱媒体が水であり、前記断熱空間に流通させる熱
媒体が不活性ガスであることを特徴とするものである。According to the present invention, a buffer zone is formed in a portion continuous with a fixed end of a reaction tube to be cooled, and a heat medium for cooling the fixed end of the reaction tube is a liquid. A heat-insulating space is formed around a portion continuous to the end, a heat medium for gas is circulated in the heat-insulating space, and the heat medium for cooling the fixed end of the reaction tube is water, and the heat medium is circulated in the heat-insulating space. Is an inert gas.
【0013】反応管固定端に連続する部分に緩衝帯を形
成し、固定端冷却より生ずる熱勾配を減少させ、冷却に
起因するクラックの発生を防止し、又固定端からの冷却
の影響が他の部分に大きく及ばない様にする。A buffer zone is formed in a portion continuous to the fixed end of the reaction tube to reduce the thermal gradient generated by cooling the fixed end, prevent the generation of cracks due to cooling, and influence the cooling from the fixed end. Make sure that it doesn't extend much to the part.
【0014】[0014]
【実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の一実施
の形態を説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0015】図1に於いて、図3中で示したものと同一
のものには同符号を付しその説明を省略する。In FIG. 1, the same parts as those shown in FIG. 3 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0016】ヒータユニット8が載設されるヒータユニ
ット台ブロック21の中心側下部を削除し、反応管2の
下端外周囲に空間22を形成する。該空間22内に前記
反応管2下端部を覆う断面逆L字状のカバーリング23
を設け、該カバーリング23の下端を前記反応管押さえ
リング14に気密に当接し、又内周端を前記反応管2に
気密に当接させる。前記カバーリング23は断熱材料で
あり、更にカバーリング23の上面と前記ヒータユニッ
ト台ブロックとの間に断熱材25を介在させる。前記反
応管2、前記カバーリング23、前記反応管押さえリン
グ14によりリング状の断熱空間24が形成される。The lower part of the heater unit base block 21 on which the heater unit 8 is mounted on the center side is removed, and a space 22 is formed around the outer periphery of the lower end of the reaction tube 2. A cover ring 23 having an inverted L-shaped cross section that covers the lower end of the reaction tube 2 in the space 22.
The lower end of the cover ring 23 is brought into airtight contact with the reaction tube pressing ring 14, and the inner peripheral end is brought into airtight contact with the reaction tube 2. The cover ring 23 is a heat insulating material, and a heat insulating material 25 is interposed between the upper surface of the cover ring 23 and the heater unit base block. A ring-shaped heat insulating space 24 is formed by the reaction tube 2, the cover ring 23, and the reaction tube pressing ring 14.
【0017】而して、前記断熱空間24に熱媒体として
気体、好ましくは窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガ
ス等の不活性ガスを充填流通させる。前記冷却水通水路
18、冷却水通水路19に冷却水を流通させ、前記下端
フランジ13を冷却する。反応管2の前記断熱空間24
に臨接する部分は前記断熱空間24、前記カバーリング
23により輻射熱、対流等による放熱が抑制され、前記
下端フランジ13の冷却が反応管2の上方に向かって移
動するのが抑制される。又前記カバーリング23の材質
が断熱材料であり、又前記カバーリング23と空間22
との間には更に前記断熱材25が介在しているので、カ
バーリング23自体を介しての熱伝導も抑制される。A gas, preferably an inert gas such as nitrogen gas, argon gas or helium gas, is filled and circulated in the heat insulating space 24 as a heat medium. Cooling water is circulated through the cooling water passage 18 and the cooling water passage 19 to cool the lower end flange 13. The heat insulation space 24 of the reaction tube 2
The heat insulating space 24 and the cover ring 23 suppress the radiation of heat by radiant heat, convection, etc., and the cooling of the lower end flange 13 is suppressed from moving upward in the reaction tube 2. The material of the cover ring 23 is a heat insulating material, and the cover ring 23 and the space 22 are
Since the heat insulating material 25 is further interposed between and, heat conduction through the cover ring 23 itself is also suppressed.
【0018】従って、前記カバーリング23で覆った反
応管2の下端部での熱移動、放熱が抑制されるので、該
下端部は熱移動の緩衝帯26となる。この為、前記下端
フランジ13を冷却しても、下端フランジ13と反応管
2の下端部との境界部近傍で大きな熱勾配が生ずるのが
防止される。而して、前記緩衝帯26を形成することで
従来温度差が600℃以上であったものが400℃程度
にまで軽減される。更に、クラックの原因である熱応力
は温度勾配と相関関係があり、温度勾配の軽減で熱応力
の発生が低減し、クラックの発生が防止される。Therefore, heat transfer and heat dissipation at the lower end of the reaction tube 2 covered with the cover ring 23 is suppressed, and the lower end serves as a heat transfer buffer zone 26. Therefore, even if the lower end flange 13 is cooled, a large thermal gradient is prevented from occurring in the vicinity of the boundary between the lower end flange 13 and the lower end of the reaction tube 2. By forming the buffer zone 26, the conventional temperature difference of 600 ° C. or more can be reduced to about 400 ° C. Further, the thermal stress that causes the crack has a correlation with the temperature gradient, and the reduction of the temperature gradient reduces the generation of thermal stress and prevents the generation of cracks.
【0019】又更に、前記断熱空間24に図示しない熱
交換器、温度制御器を介して不活性ガス供給源を連通
し、断熱空間24を循環する不活性ガスを加熱し、或は
冷却して温度を制御することで更に温度勾配を低減する
ことができる。Further, an inert gas supply source is connected to the heat insulating space 24 via a heat exchanger (not shown) and a temperature controller to heat or cool the inert gas circulating in the heat insulating space 24. The temperature gradient can be further reduced by controlling the temperature.
【0020】尚、冷却水通水路18、冷却水通水路19
を流通させる冷却媒体は、水以外の流体であってもよい
ことは言う迄もない。又、本発明は横型の反応炉にも実
施可能であることは勿論である。The cooling water passage 18 and the cooling water passage 19
It goes without saying that the cooling medium for circulating the liquid may be a fluid other than water. Further, it is needless to say that the present invention can be applied to a horizontal reactor.
【0021】上述した様に、緩衝帯26を設け、熱移動
を抑制したので反応管2にSiCの様に熱伝導率は大き
いが耐熱性の高い材質を使用することが可能となる。As described above, since the buffer zone 26 is provided to suppress the heat transfer, the reaction tube 2 can be made of a material having a high heat conductivity but a high heat resistance, such as SiC.
【0022】[0022]
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、冷却部
の近傍に熱緩衝帯を形成したので、温度勾配を軽減で
き、熱応力によるクラックの発生を防止でき、更に耐熱
性の高い材質の使用を可能とするので、部品の耐久性が
増し、低温から高温迄のプロセスを一度に連続して行
え、装置の可動率、スループットの向上を図り得る等の
種々の優れた効果を発揮する。As described above, according to the present invention, since the thermal buffer zone is formed in the vicinity of the cooling portion, the temperature gradient can be reduced, the generation of cracks due to thermal stress can be prevented, and the material having high heat resistance can be used. Since it can be used, the durability of the parts is increased, the process from low temperature to high temperature can be continuously performed at one time, and various excellent effects such as improvement of the mobility and throughput of the device can be achieved. .
【図1】本発明の一実施の形態を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.
【図2】半導体製造用反応炉の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a semiconductor manufacturing reaction furnace.
【図3】従来例を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a conventional example.
1 反応管フランジ 2 反応管 3 内部反応管 13 下端フランジ 14 反応管押さえリング 15 Oリング 16 緩衝材 18 冷却水通水路 19 冷却水通水路 21 ヒータユニット台ブロック 22 空間 23 カバーリング 24 断熱空間 25 断熱材 26 緩衝帯 1 Reaction Tube Flange 2 Reaction Tube 3 Internal Reaction Tube 13 Lower End Flange 14 Reaction Tube Holding Ring 15 O-ring 16 Buffer Material 18 Cooling Water Flow Channel 19 Cooling Water Flow Channel 21 Heater Unit Block 22 Space 23 Cover Ring 24 Thermal Insulation Space 25 Insulation Material 26 Buffer zone
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/324 H01L 21/324 D (72)発明者 遠藤 好英 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 堂園 光彦 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 長谷川 清 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 村下 良雄 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical indication location H01L 21/324 H01L 21/324 D (72) Inventor Yoshihide Endo 3-14, Higashi-Nakano, Nakano-ku, Tokyo No. 20 Kokusai Electric Co., Ltd. (72) Inventor Mitsuhiko Dozono 4-533 Kitahama, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Sumitomo Metal Industries, Ltd. (72) Kiyoshi Hasegawa 4-chome, Kitahama, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka 5-33 Sumitomo Metal Industries, Ltd. (72) Inventor Yoshio Murashita 4-53-3 Kitahama, Chuo-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Sumitomo Metal Industries, Ltd.
Claims (3)
に緩衝帯を形成したことを特徴とする半導体製造用反応
炉。1. A reaction furnace for semiconductor manufacturing, wherein a buffer zone is formed in a portion continuous with a fixed end of a reaction tube to be cooled.
あり、反応管固定端に連続する部分の周囲に断熱空間を
形成し、該断熱空間に気体の熱媒体を流通させる請求項
1の半導体製造用反応炉。2. The heat medium for cooling the fixed end of the reaction tube is a liquid, a heat insulating space is formed around a portion continuous with the fixed end of the reaction tube, and a gas heat medium is circulated in the heat insulating space. Reactor for semiconductor manufacturing.
り、前記断熱空間に流通させる熱媒体が不活性ガスであ
る請求項2の半導体製造用反応炉。3. The reaction furnace for semiconductor production according to claim 2, wherein the heat medium for cooling the fixed end of the reaction tube is water, and the heat medium to be circulated in the heat insulating space is an inert gas.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28781295A JPH09106957A (en) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | Reaction furnace for semiconductor manufacture use |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28781295A JPH09106957A (en) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | Reaction furnace for semiconductor manufacture use |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09106957A true JPH09106957A (en) | 1997-04-22 |
Family
ID=17722084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28781295A Pending JPH09106957A (en) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | Reaction furnace for semiconductor manufacture use |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09106957A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101011650B1 (en) * | 2003-02-27 | 2011-01-28 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | Outer tube made of silicon carbide and thermal treatment apparatus for semiconductors |
CN110482015A (en) * | 2018-05-14 | 2019-11-22 | 东京毅力科创株式会社 | The delivery method of reaction tube sub-assembly |
-
1995
- 1995-10-09 JP JP28781295A patent/JPH09106957A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101011650B1 (en) * | 2003-02-27 | 2011-01-28 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | Outer tube made of silicon carbide and thermal treatment apparatus for semiconductors |
CN110482015A (en) * | 2018-05-14 | 2019-11-22 | 东京毅力科创株式会社 | The delivery method of reaction tube sub-assembly |
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