JPS63199414A - 基板の熱処理装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 、この発明は、例えば酸化炉や拡散炉、ＣＶＤ（ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ　　ｖａｐｏｒ　　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）
装置の反応炉など半導体基板（以下単に基板と称する）
を加熱するのに用いられる基板の熱処理装置に関するも
のである。

〈従来技術〉 この種の熱処理装置としては従来より、例えば第５図に
示すものが知られている（特開昭６０−１４８１２４号
公報）。

それは基板１０１を収容する炉芯管１０２と、炉芯管１
０２の周囲を電熱体１０４が囲むように、当該電熱体１
０・１を絶縁性耐熱支持部材１０５で支持して成る加熱
手段１０３と、炉芯管１０２及び加熱手段１０３を内嵌
収容する外筒炉本体１１０とを備えて成り、絶縁性耐熱
支持部材１０５は断熱材より成る筒状体で、その内周面
に螺旋状の溝１０５ａを形成し、その溝１０５ａに電熱
体１０４を埋設して支持するように構成したものである
。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記従来例のものは電熱体であるヒータ１．０４が断熱
性筒状体１０５の内周面に埋設支持されていることから
、放熱による熱損失の防止には有効であるが、輻射熱の
有効な利用を図る上で問題かあり、しかもその支持部材
である断熱性筒状体１０５は必然的に熱容器が大きいこ
とが呟昇温時間や降温時間を短縮するのに不都合である
。その上埋設支持されているヒータは、その埋設部分の
蓄熱に伴う過熱による劣化を誘発して断線を生じ易く、
このような断線に際してヒータ１０４のみを交換するこ
とは、溝１０５ａ内に埋設支持させている都合上容易で
はない。このため加熱手段１０３全体を交換することに
なるが、断熱性筒状体１０５はセラミックスファイバ等
にて構成されているか呟多量の汚染粒子を発生する問題
がある。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は上記従来例の問題点を解決することを技術課題
とするもので、上記従来の熱処理装置を以下のように改
良したものである。

即ち、絶縁性耐熱支持部材は棒状支持部材を炉芯管の周
囲にその軸心と平行をなすように複数本配設して成り、
外筒炉本体の加熱手段と対面する局面には赤外線を反射
する反射膜を被着形成したことを特徴とするものである
。

〈作　用〉 本発明は、炉芯管の周囲を電熱体が囲むように、炉芯管
の軸心と平行をなすように配設した棒状支持部材でその
電熱体を支持することにより、電熱体からの赤外線（熱
線）の放射を促進させながら、外筒炉本体側へ向けて放
射される当該熱線を、外筒炉本体の周面に被着形成した
赤外線反射膜で反射して炉芯管内の昇温を促進させるこ
とができる。

また、上記棒状支持部材は熱容量も小さく蓄熱作用はほ
とんど無視し得る。これにより、降温のスピードもはや
くすることができ、かつ蓄熱に伴う過熱に起因する電熱
体の劣化断線を防止することもできる。

また、電熱体を交換する際には、棒状支持部材に沿って
、または棒状支持部材と一体で、電熱体を炉芯管の軸心
と平行な方向へ容易に移動させることが可能である。

〈実　施　例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る熱処理装置の概要を示す縦断側面
図、第２図は第１図の■−■線矢視縦断正面図である。

この熱処理装置は、基板１を収容する石英ガラス製の炉
芯管２と、炉芯管２に外嵌した加熱手段３と、炉芯管２
及び加熱手段３を内嵌収容する外筒炉本体１０と、炉芯
管２と外筒炉本体１０との間隙内にこれらの軸心と平行
をなす方向へ冷却気体を流通させる強制冷却手段（ブロ
ア）１３とを具備して成る。

石英製炉芯管２は外筒炉本体１０内に遊嵌状に挿通され
、その両端部は一対の外筒用７ランジ１１ａ・１．１ｂ
を貫通した状態で当該７ランン１１ａ・１１．ｂによっ
て支持されている。

加熱手段３は炉芯管２の周囲を螺旋状に巻トっ＝４− けたニクロム製で帯のように長くて所要の形状に曲げ加
工できる帯状電熱体４と電熱体４を支持するために炉芯
管２の周囲にその軸心と平行をなすように配設した多数
の棒状支持部材５とを備え、棒状支持部材５の両端を固
定７ランジ６ａ・６ｂで固定支持して成り、炉芯管２と
外筒炉本体１０との間隙内に挿入自在に設けられている
。

この棒状支持部材５は酸化アルミニウムを主成分とする
セラミック材料で形成されており、熱容量を小さくして
蓄熱作用を生じさせないように構成されている。なお、
これらの図中符号８は電熱体４を所定の等ピッチで保持
するためのスペーサであり、これらスペーサ８も同様に
セラミック材料等で形成される。

なお、棒状支持部材５を固定支持する固定フラン７６ａ
・６ｂには後述する強制冷却手段１３による冷却気体を
流通させるように開ロアが形成されるとともに、加熱手
段３を取り出して一方の固定７ランジ６ａを取り外すこ
とにより電熱体４を棒状支持部材５に沿って、または棒
状支持部材と−体で着脱交換することができるように構
成されている。

一対の外筒用７ランジ１１ａ・１１ｂにはそれぞれ外筒
炉本体１０の両端面が臨むように吸・排気ポー）　１２
ａ・１２ｂが形成されており、吸気ボート１２ａに連通
したブロア１３により冷却用に空気を送り込んで炉芯管
２と外筒炉本体１０との間隙内を流通させ、加熱手段３
及び炉芯管２を冷却した空気を排気ポー）１２１）より
排気するように構成されている。

なお、上記のように炉芯管２を冷却することは、例えば
第５図に示すような従来装置では絶縁性耐熱支持部材１
０５の割れや、粒子汚染の発生等の問題があって容易に
は実現できなかった。

なお、第１図及び第２図に示す帯状電熱体４は帯状の両
側面を２本−組の棒状支持部材５・５で挟持されている
。

外筒炉本体１０は、耐熱性石英ガラスで形成され、その
内周面に赤外線反射膜１０ａか被着形成されている。

従って、炉内を昇温して基板１の加熱処理をする際には
、この赤外線反射膜１．０ａが一種の断熱効果を奏して
外筒炉本体１０がら熱の放出を阻止しながら、加熱手段
３から放射される輻射熱を反射して炉芯管２内の昇温を
促進させる。また、炉内温度を常温付近まで降下させる
際には、炉芯管２と外筒炉本体１０との間隙内に冷却用
空気を流通させることにより、加熱手段３及び炉芯管２
を直接冷却して、降温を促進させる。この際、加熱手段
３の棒状支持部材５は数本の棒状体で構成されているに
すぎず、その蓄熱作用も無視し得る程度であることから
、降温促進に支障とはならない。

第３図は加熱手段の別実流側を示す要部縦断正面図であ
り、帯状電熱体４を支持具９を介して棒状支持部材５に
支持した点が第２図のものと異なる。なお螺旋状に巻き
付けた帯状電熱体４はその帯状の表裏面がそれぞれ炉芯
管２及び外筒炉本体１０に対面するように支持され、図
示しないスペーサで所定の等ピッチ間隔を維持するよう
に構成されている。

−第４図は加熱手段のさらに別の実施例を示す要部縦断
正面図であり、帯状電熱体４を波形状に形成して螺旋状
に巻きつけ、その凹凸部数ケ所を２本−組の棒状支持部
材５・５で支持した点が第２図のものと異なる。なお、
帯状電熱体４の表裏面がそれぞれ炉芯管２及び外筒炉本
体１０に対面するように支持され、図示しないスペーサ
を介して支持される点は第３図のものと同様である。

また、第３図及び第４図に示す加熱手段はいずれも第１
図に示すものと同様、外筒用７ランジ１１ａを外して取
り出し可能に設けられ、かつ一方の固定７ランジ６ａを
取り外して電熱体４を棒状支持部材５に沿って引と出す
かまたは棒状支持部材５と一体で着脱交換可能に構成さ
れている。なお、棒状支持部材５がセラミック棒で形ｒ
Ｉｉ、されているので、従来例のように断熱性支持部材
の破損・摩耗に起因する発塵のおそれを解消上かつ断線
時の電熱体の交換等、そのメンテナンス作業も容易であ
る。また、電熱体４のみを交換すれば良く、メンテナン
スコストが低減できる。

上記実施例では、電熱体をニクロム製の帯状電熱体で構
成し、炉芯管の周囲を螺旋状に巻きつけたものについて
説明したが、これに限るものではなく、例えば断面中空
状の電熱体で構成してもよく、また、棒状電熱体を棒状
支持部材と平行に多数配置してもよい。またさらには、
電熱体をいわゆるセラミックヒータで構成したものでも
よい。

〈発明の効果〉 以上の説明によって明らかなように、本発明では絶縁性
耐熱支持部材を棒状支持部材で構成するとともに、外筒
炉本体の周面に赤外線反射膜を被着形成したことにより
、以下のように秀れた効果を奏する。

（伺　棒状の支持部材で支持された電熱体から放射され
る輻射熱は、当該支持部材によって蓄熱される量も少な
く、また外筒炉本体に向けて放射される熱線は赤外線反
射膜で反射され、輻射熱の有効な利用か図られる。これ
により、炉内の昇温を一層促進して昇温時間の短縮を図
るとともに、降温に際しても、支持部材の蓄熱量が少な
いことから、降温を妨げることが少なく降温時間の短縮
を図ることができる。

（ロ）電熱体は棒状の支持部材で支持されるので、支持
部での蓄熱に伴う過熱現象を生ずることもない。これに
より、従来例のような電熱体の劣化、断線を防止するこ
とが可能となる。

（ハ）殊に棒状支持部材をセラミック材料で形成した場
合には破損や摩耗による発塵を防止することができる。

（ニ）　また、電熱体を帯状電熱体で構成し、棒状支持
部材に沿って、または棒状支持部材と一体で着脱交換可
能に構成した場合には、断線時の電熱体の交換作業等が
容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る熱処理装置の概要を示す縦断側面
図、第２図は第１図の■−■線矢視縦断正面図、第３図
及び第４図はそれぞれ加熱手段の別実流側を示す要部縦
断面図、第５図は従来例による熱処理装置の要部縦断側
面図である。 ｌ・・・基板、　２・・・炉芯管、　　３・・・加熱手
段、４・・・電熱体、　　５・・・棒状支持部材、　１
０・・・外筒炉本体、　　１０ａ・・・赤外線反射膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板を収容する炉芯管と、炉芯管の周囲を電熱体が
   囲むようにその電熱体を絶縁性耐熱支持部材で支持して
   成る加熱手段と、炉芯管及び加熱手段を内嵌収容する外
   筒炉本体とを備えて成り、炉芯管内に収容した被処理基
   板を熱処理するように構成した基板の熱処理装置におい
   て、 絶縁性耐熱支持部材は棒状支持部材を炉芯 管の周囲にその軸心と平行をなすように複数本配設して
   成り、外筒炉本体の加熱手段と対面する周面には赤外線
   を反射する反射膜を被着形成したことを特徴とする基板
   の熱処理装置 ２、電熱体を帯状電熱体で構成するとともに、棒状支持
   部材に沿つて着脱交換可能に構成した特許請求の範囲第
   １項に記載の基板の熱処理装置