JPS5831282A - 電気炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体の熱処理に好適な電気炉に閃するもので
ある。

半導体装置の製造工程における拡散やその他の熱処理に
は通常電気ヒータを有する炉が使用される。この種の炉
は、第１図に示すように、コイル状に捲回形成したヒー
タ１をピース２にて支持し、その外側を断熱材３やカバ
ー４にて被覆したものであり、またヒータ１の内側には
保護管５を配置し、その内側に石英管６を挿入配置した
構成としている。半導体ウェーハ等の被熱処理物はこの
石英￥ｌ’６内にセットし、石英管６の内部に一方から
他方に向けてガスを通流することにより被熱処理物を加
熱処理することができる。

ところで、この種の炉では石英管６の両端部が断熱材３
やカバー４の端部から露呈される構造となっているため
１石英管６の両端部は放熱され易くその内部に温度勾配
が生じ易い。特にウェーハが４〜５インチφもある場合
には石英管６の内径も大きくなり、その端部からの放熱
も大きくなる。

このため、石英管内部の均熱部であるセンターゾーンＳ
、の長さは石英管の全長に比較して短くなり炉の処理能
力が低いものになる。これを防止するためには石英管６
の両端部（エンドゾーンＬ）におけるヒータＩＡを密に
配置して加熱力を大きくし、温度勾配を低減してセンタ
ーゾーンＳ、への放熱の影響を少なくする構成や石英管
６の全長□　　を大きくしてセンターゾーンＳ、の長さ
を絶対的に大きくする構成が考えらる。しかしｉｆがら
、前者にあってはエンドゾーンＳ２にお目るヒータＩＡ
の消費電力が大きくなり省エネルギ￥１策−■、好まし
くなく、また後者にあってＧＪ炉全体の長さが大きくな
って炉が大型になり、しかも比例しで長くさレタエンド
ゾーンＳ、の加熱のための消費？ＩＬ　力カ大きくなる
という問題が生じている。

また、他の対策どしてヒータｌ外周の断熱材を厚くして
炉周囲からの放熱を低減さセたり、ｆｉ石英管の両端部
に断熱材を巻き伺けたり゛ｌ’７＋構成も考えられてい
るが、前者は炉の全体が大型になって架体への実装に不
利が生ずるとともに、徒者では石英管内への処理物の出
入毎に断熱材の着脱を要し、作業性が悪いとともに断熱
材の埃が石英管内に侵入し易いという問題かあ；！、）
。

したがって本発明の目的は、少なくとも石英管のガス入
口側に耐火レンガ等の断熱材に゛Ｃ形成し。

た放熱防止ブロックを配置することにより、石英管の放
熱を防止してセンターゾーンの増長全図り、これにより
省エネルギおよび炉の大型化の防止を達成することがで
きる電気炉を提供することにある。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の電気炉１０の断面図、第３図はその模
式図である。図において、１１はコイル状に巻１ｊ４１
形成したヒータであり、断面円形を保ってピース１２お
よびヒータ固定ブロック１３により支持している。この
ヒータ１１の周囲には断熱材１４を配Ｕし、更にその外
側を炉体ケース１５にて被覆している。一方、前記ヒー
タ１１の内側には円筒状の保護管１６を配設し、前記ヒ
ータ固定ブロック１３に固定した保護管受はブロック１
７により固定支持している。この保護管１６内には一端
を製品人口１９とし、他端は絞ってガス入口２０とした
円筒状の石英管２１を挿入し、各両端１９．２０を夫々
前記保護管１６の側斜側に突出させている。そして、ガ
ス入口２０側には耐火レンガ等の断熱材にて形成した放
熱防止ブロック２２を前記保Ｍ管受はブロック１７内に
嵌着した状態で支持し、その略中央に形成した孔を通し
てガス入口２０側の部位２０ａを突出させている。また
、石英管２１の製品人口１９側には、同様に耐火レンガ
等の断熱材にて形成した石英ｖ受（プブｔ１ツク２３を
前記保護管受はブロック１７に嵌着し、その略中央に形
成した比較的大径の孔を通して製品人口１９の部位１９
ａを突出させている。また、前記放熱防止ブロック２２
と石英管受Ｕブロック２３の外面には反射プレー）２４
．２５を固設し、各ブロック２２．２３外への熱の放散
を防止している。

図中、２６は石英管２１の位ｔｂをｒ４詔するための確
詔棒である。

以上の構成によれば、ヒータ１１は通電されて発熱し、
保護管１６および石英管２１を加熱する。

加熱された石英管２１は、ガス入１１２０側に設けた放
熱防止ブロック２２が石英管２１のガス入口側部位を覆
っているためガス入口側部位からの放熱が抑制ないし防
止される。一方、石英％１−２１の製品人口１９側に設
けた石英管受はブロック２３は石英管２１の周囲を覆っ
ているため、石英管と保護管１６との間の空隙からの熱
の放散が抑制ないし防止される。石英管２１の中間部の
放熱は断熱材１４および炉体ケース１５により防止され
ることは言うまでもない。

したがって、この電気炉では特に石英管２１のガス入口
２０側の部位での放熱防止効果が大きくこの部位での温
度勾配が小さくなり、これにより温度勾配の生じている
エンドゾーンＳ３は第３図に示すように短縮できる。換
言すれば、放熱防止効果が大きくなることによってエン
ドゾーンＳ。

におけるヒータ１１発熱量の低減を図ることができ、こ
れにより消費電力の低減およびエンドゾーンＳ、の短縮
（小型化）を達成できる。また、石英管２１の製品人口
１９側の部位においても、少なくとも石英管の周面から
の放熱を有効に防止できその分温度勾配を低くしてエン
ドゾーンＳ４の短縮を図ることができる。この結果、炉
全体としては所要の長さく範囲）の均等温度部（センタ
ーゾーン８ｔ　　）を確保する一方でエンドゾーンＳ３
゜Ｓ４の短縮化を図りかつ省エネルギ化を行なうことが
できるのである。

ここＧ゛、第３図に示すように、石英管のガス入口２０
側のエンドゾーンＳ、を短縮し、た分（長さ）を製品人
［」１９側のエンドゾーンＳ４に例加するように構成し
ておけば、炉全体の長さを従来と変化させることなくし
かも必要なセンターゾーンＳ１の長さを確保した」二で
エンドゾーンＳ４に↓農Ｊる温度勾配を低減してセンタ
ーゾーンＳ、の均温効果を考上することができる。この
、ｒうな場合に目、石英管のガス入口２０側部位にのめ
断熱材の放熱防止ブロック２２全設けておけば、製品人
［１１９側部位では特に断熱材による石英管受側Ｊブロ
ック（放熱防止ブロックとして４４能する）ｔ−ｖ目ず
とも、エンドゾーンＳ４の増大に、ｒる温度勾配の低減
効果、つまりセンターゾーンＳ１の均温効果を得ること
ができる。なお、第３図に示ず断熱ゾーンＳ、、Ｓ、は
夫々放熱防止ブロック２２、石英管受はブロック２３に
より機貞）二されるシー　ンである。

ここで、前記放熱防止ブロック２２Ｇ」保ｍ　’ｒ’ｉ
′受はブロック１７に対して着脱可能にＶ目、これに形
成する孔を相違させた第４図囚、＠のようなブロック２
２Ａ、２２Ｂと互換できるようにしておけば、種々の形
状の石英管に適用できる。因みに、同図（４）のブロッ
ク２２Ａは孔を中心位置に設け、保ｖＩＩ管１６の内径
に略等しい外径寸法の石英管を使用する場合、同図の）
のブロック２２Ｂは３個のガス入口を有する石英管を使
用する場合に夫々利用できる。また、各ブロック２２Ａ
、２２Ｂに形成する孔の内径は石英管の相対する部位の
外径より若干大きく、熱膨張に伴なう整置を防止する。

以」二のように本発明の電気炉によれば、少なくとも石
英管のガス入口側に耐火レンガ等の断熱材にて形成した
放熱防止ブロックを配置しているので、ガス人口側部位
の温度勾配の低下を図り、これによりガス入口側のエン
ドゾーンの短縮を可能にして炉の小型化を達成するとと
もにエンドゾーンにお番プるヒータの消費電力を低減し
て省エネルギ化を達成することができるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図囚は従来炉の破断側面図、（Ｂ）は囚図のＢＢ線
断面図、第２図は本発明の電気炉の断面図、第３図はそ
の模式図、第４図（４）、■）は放熱防止ブロックの変
形例の斜視図である。 １０・・・電気炉、１１・・・ヒータ、１４・・・断熱
材、１５・・・カバー、１６・・・保ｌψ管、１９・・
・製品人「ｌ、２０・・・ガス入口、２１・・・石英管
、２２・・・放熱防止ブロック、２３・・・石英管受は
ゾ【Ｊツク、２４・・・反射プレート。 代理人　弁理士　　薄　ｒＪ］　　利　、幸。 第　　１　　図 ＜Ａ） （８７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　コイル状に形成したヒータの周囲を断熱材にて覆
   い、このヒータの内部には被処理物を内装可能な石英管
   を挿入してなる電気炉において、前記石英管の少なくと
   もガス入口側の部位には耐火レンガ等の断熱材にて形成
   した放熱防止ブ四ツクを配設し、該石英管の端部を覆う
   ように構成したことを特徴とするｔ級炉。 ２、石英管のガス入口側のエンドゾーンの長さを短縮し
   てなる特許請求の範囲第１項記載の電気炉。