JPS63222427A - 高温処理炉 - 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】 〔概要〕 本発明は加熱処理における諸問題を解決するために、抵
抗加熱が可能な材料よりなるサセプタに被加熱物を載せ
て、電力を通電部に設けた電極に印加しこのサセプタを
加熱することにより、この被加熱物の加熱を少ない電力
消費量で短時間に行う、ＣＶＤや拡散やエピタキシャル
成長に用いる高温処理炉。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、高温処理炉に係り、特に加熱方法の改良に関
するものである。

半導体装置の製造等の高温処理を行う製造工程において
は、それに使用する高温処理炉に各種の方式の炉が用い
られている。

しかしながら、従来の高温処理炉はいずれも種゛々の短
所を持っており、未だ使用者の充分な満足を得るには至
っていない。

以上のような状況から昇温、降温に時間を要せず、電力
の消費量の少ない高温処理炉が要望されている。

〔従来の技術〕

従来の高温処理には第６図に示すような各種の方式の炉
が用いられている。

第６図（ａ）に示す高周波誘導加熱方式は、炉芯管１１
の中に被加熱物７を載置したサセプタ１２を置き、図示
しない高周波発振器により高周波電力を高周波コイル１
３に供給し、高周波誘導加熱によって被加熱物７を所定
の温度に加熱するものである。

第６回出）に示す赤外線加熱方式は、炉芯管２１の中に
被加熱物７を搭載したサセプタ２２を置き、炉芯管２１
の周囲に配設した反射板２３を有する赤外線ランプ２４
によりサセプタ２２を灼熱させ、サセプタ２２によって
被加熱物７を所定の温度に加熱するものである。

第６図（Ｃ）に示す抵抗加熱方式は、炉芯管３１の内部
に被加熱物７を載置したバスケット３２を置き、炉芯管
３１の周囲に配設したヒータ３３により被加熱物７を所
定の温度に加熱するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上説明の従来の高温処理炉で問題となるのは、高周波
誘導加熱方式と赤外線加熱方式では消費電力量が大きく
なることであり、抵抗加熱方式では抵抗発熱体の他に石
綿等を含んで熱容量が大きくなり、炉温の昇温、例えば
８５０℃の昇温に３時間以上を要し、又、降温には更に
それ以上の時間を要し、炉温の設定変更が非常に困難で
、全体を加熱することが必要なために余分な電力を消費
することである。

更に、加熱の不均一性に起因する温度分布のバラツキに
よる結晶歪が発生し、それが連続するとスリップライン
となり被加熱物７である半導体基板が分断されるという
問題も発生する場合がある。

本発明は以上のような状況から炉温の昇温、降温を短時
間に行え、加熱部の温度分布を均一にし、且つ電力消費
量が少ない高温処理炉の提供を目的としたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は、抵抗加熱が可能な材料よりなるヒータを
同一材料よりなる通電部の上に噛合させて載置し、ヒー
タ電源の電力を電力制御器により制御して交流電圧をこ
の通電部に設けた電極に印加し、ヒータに切り込みを設
け、ヒータの上面のサセプタを均一に加熱することによ
り、サセプタの上に載置した被加熱物を均一に加熱する
本発明による高温処理炉によって解決される。

〔作用〕

即ち本発明においては、抵抗加熱が可能な材料よりなる
ヒータの上面のサセプタに被加熱物を載置し、このヒー
タを通電部の上に噛合させて載置し、電力を通電部に設
けた電極に印加し、ヒータに切り込みを設けてサセプタ
を均一に局部的に加熱することにより、被加熱物の加熱
を行うので、少ない電力消費量で、短時間に炉温の昇温
、降温が可能となる。

〔実施例〕

以下第２図〜第５図について本発明の一実施例を説明す
る。

第２図に示すように、ヒータｌは通電部２の上に載置さ
れ、ヒータ１の上面のサセプタ１ａには被加熱物７が載
置されており、ヒータ１にはサセプタ１ａが均一に加熱
されるように、切り込み１ｂが設けられている。

ヒータ１及び通電部２の材料としてはグラファイト或い
は炭化珪素をコーティングしたグラファイトを用いる。

加熱に要する電力は、ヒータ電源５に接続された電力制
御器４により制御され、通電部２に設けた電極３に印加
されるようになっている。

本発明の高温処理炉は、加熱によるストレスを緩和する
ようにヒータ１と通電部２に分割されており、その構造
は第３図の側面図に示すような輪状の突起が接合部で噛
み合う形状となっている。

その詳細は第４図に示すように輪状の突起がない場合に
比し、接触面積が約５０％増加しており、接触抵抗を減
少させている。

サセプタ１ａの表面温度を均一にするため第５図（ａ）
に示すように、ヒータ１の側面に設けた切り込み１ｂの
勾配は、サセプタ１ａ面の直径と、各位置の弦の長さの
差ａを補充するように中心からの距離に応じて定めてい
る。

ヒータ１のサセプタ１ａ及びその近傍の温度分布は、ヒ
ータ１の切り込み１ｂの勾配を適正にすると、電気抵抗
が略均−になるので第５図（ｂ）に示すように均一にな
り、切り込み１ｂの下部では電流密度が大となるので、
第５図（Ｃ１に示すようにＢでは周辺のＣに比して高温
になる。

このように加熱によるストレスを緩和するように、分割
されたヒータの通電部２の上にヒータ１を載せ、接触面
積の大きな輪状の突起を有する接合部で接続し、ヒータ
１に設けた切り込み１ｂにより、サセプタ１ａの電気抵
抗の均一を図っているので、サセプタ１ａの表面温度分
布を均一にすることが可能となる。

なお、被加熱物７の上面部或いは側面部にもサセプタ１
ａと同様に加熱された熱源を追加して設け、熱エネルギ
ーの供給を増加する構造とすることも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば極めて簡単な構造の
サセプタに直接通電して加熱することにより、少ない電
力消費量で短時間に炉温の昇温、降温が可能となり、被
加熱物を均一に加熱することが可能となる等の利点があ
り、著しい経済的及び、信頼性向上の効果が期待でき工
業的には極めて有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明による一実施例を示す斜視図、第３図は
本発明による一実施例を示す側面図、第４図はヒータと
通電部の接続を示す断面図、第５図は本発明による一実
施例の温度分布を示す図、 第６図は従来の高温処理炉を模式的に示す側断面図、 である。 図において、 １はヒータ、 １ａはサセプタ、 １ｂは切り込み、 ２は通電部、 ３は電極、 ４は電力制御器、 ５はヒータ電源、 ６はベルジャ、 ７は被加熱物、 を示す。 第　　１　　図 第　　２　　図 第　　３　　図 第　　４　　図 測定点を示す図 ａｔ 山）（Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 抵抗加熱が可能な材料よりなるヒータ（１）を同一材料
   よりなる通電部（２）の上に噛合させて載置し、ヒータ
   電源（５）の電力を電力制御器（４）により制御して交
   流電圧を前記通電部（２）に設けた電極（３）に印加し
   、前記ヒータ（１）に切り込み（１ｂ）を設け、前記ヒ
   ータ（１）の上面のサセプタ（１ａ）を均一に加熱する
   ことにより、前記サセプタ（１ａ）の上に載置した被加
   熱物（７）を均一に加熱することを特徴とする高温処理
   炉。