JPS63278226A - 基板の縦型熱処理装置 - 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（ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ　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縦型熱処理装置に関するも
のである。

〈従来技術〉 この種の縦型の熱処理装置としては従来より、例えば第
４図にその概略側面図を、第５図に横断面図を示すもの
が知られている（雑誌「電子材料」　（工業調査会発行
）、１９８４年３月号　７０〜７１ページ）。

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
０４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、ハウジング１
１５内に立設支持されている。

そして、加熱手段１０３は第５図に示すように断熱材よ
り成る筒状の絶縁性耐熱支持部材１０５の内周面に、例
えば組状の溝を形成し、その溝に電熱体１０４を埋設し
て支持される。この加熱手段１０３は外筒炉本体１１０
内に固定され、かっ外筒炉本体１１０とともに縦方向に
半割状に分割可能で、炉芯管１０２や加熱手段１０３の
メンテナンス作業時にこの炉を第５図の仮想線で示すよ
うに分割して開き、炉芯管１０２を着脱するように構成
されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記従来の縦型熱処理装置は、横型のものと比較して設
置面積が小さいこと、メンテナンス作業時に炉芯管１０
２を加熱手段１０３から上方へ引抜くように移動させる
タイプの非分割式縦型のものと比較して本装置を設置し
ている部屋の天井の高さが低くても炉芯管の着脱が可能
であること等の利点を有するものの、なお以下の点につ
いて問題があった。

イ、炉芯管の着脱に際し、炉芯管１０２は立てた状態で
保持されたままであるから、不安定になり易く、作業性
が悪い上、安全上も問題がある。

口、また、半割り部分において温度分布の連続性が阻害
され、炉内温度の均一性が問題となる。

さらに、半割り状に分割できるようにヒータ１０４の形
状・配置を工夫しておかねばならず、ヒータの設計上の
制限要素となる。

ハ、また、一般に反応ガスや冷却空気等の給気管と排気
管はその一方を外筒炉の上に、他方を外筒炉の下に配管
されることになるが、上側の配管等については高所に位
置するため、本装置の設置時のみならず定期的メンテナ
ンス作業においてもその保全作業が容易でない。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は従来例の上記問題点を解決するためになされた
もので、以下のように改良したものである。

即ち、炉芯管及び加熱手段を外筒炉本体に対してその軸
線方向に挿嵌自在に設けるとともに、外筒炉本体を支持
手段で横転可能に支持し、外筒炉本体を横転させた状態
で炉芯管及び加熱手段をその軸線方向に沿って着脱可能
に構成したことを特徴とするものである。

く作用〉 本発明では、外筒炉本体は支持手段で横転可能に支持さ
れており、常時にあっては立設支持され、メンテナンス
作業時等にあっては横転支持される。

一方、炉芯管及び加熱手段は外筒炉本体に対してその軸
線方向に挿嵌自在に設けられており、メンテナンス作業
時には炉芯管や加熱手段を挿嵌した状態で外筒炉本体を
横転させた状態で、それぞれ炉芯管及び加熱手段をその
軸線方向に沿って着脱することができる。

従って、本装置は常時においては縦型炉としての利点を
、また、メンテナンス作業時においては横型炉としての
利点を併有することになり、殊にメンテナンス作業の容
易化に寄与する。

〈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図は本発明に係る縦型熱処理装置の概要を示す縦断
正面図、第２図は第１図ｎ−ｎ線矢視横断平面図である
。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、外
筒炉本体１０を内嵌収容するハウジング１５と、ハウジ
ング１５を横転可能に支持する支持手段１６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（プロア
）１３とを具備して成る。

外筒炉本体１０はハウジング１５内に内嵌収容されてお
り、その軸線と平行をなすように設けられた４本で１組
のガイド棒１８によって外筒用フランジ１１ａ・ｌｌｂ
がスライド可能に支持されている。また、ハウジング１
５はほぼその重心位置を支持手段１６によって、横転可
能に支持されており、第３図に示すように、ハウジング
１５をほぼ水平の状態に横転させたとき、炉芯管２や外
筒炉本体ｌＯを含む炉全体を矢印Ａ方向へ引き出すこと
ができるようになっている。なお、符号１７は回転支軸
、２８は軸受、１９は支持フレーム、２０は基台テーブ
ルである。

第１図において、ハウジング１５の下端部には反応ガス
排気用のマニホルド２１が着脱可能に設けられており、
第３図においてハウジング１５を横転させたとき、マニ
ホルド２１を取り外すことにより、炉芯管２は矢印Ｂ方
向へも引き出すことができるようになっている。

石英製の炉芯管２は、外筒炉本体１０内に遊嵌状に挿通
され、その両端部は上記外筒用フランジ１１ａ・ｌｌｂ
を貫通し、外筒用フランジｌｌａ・ｌｌｂとは着脱可能
な状態で密封状に接触しており、第１図示のようにハウ
ジング１５を立設支持した状態では、炉芯管２の下端部
は、その外周面がＯリング２２ａを介してマニホルド２
１と密封状に接続され、炉芯管下端面はリング状弾性部
材２２ｂを介してマニホルド２１の内面に形成の段付面
に支持されるようになっている。なお、符号２５はウェ
ハボート、２６はボート受台、２７は密閉用フランジで
ある。

加熱手段３は炉芯管２の周囲を螺旋状に巻きつけたカン
タル線から成り、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、２本−組の棒状支持部材５
で帯状電熱体４は挟持され、棒状支持部材５は、その両
端を固定フランジ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。従って、前記ハウジング１５を横転させた状態
で、一方の外筒用フランジｌｌｂを外せば、加熱手段３
をその軸線方向へ引き出すことができる。

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を炉芯間２の軸線方向へ
所定の等ピッチで棒状支持部材５に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ジ６ａ
・６ｂには後述するように強制冷却手段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を外筒炉本体１０から取り出して一方の固定
フランジ６ｂ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５と一体で着脱交
換することができるように構成されている。

一対の外筒用フランジｌｌａ・ｌｌｂ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）１２ａ
−１２ｂが形成されており、吸気ボート１２ａに連通し
たブロア１３により冷却用の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）１２ｂ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。

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が被着形成されている。

従って、炉内を昇温しで基板１の加熱処理をする際には
、この赤外線反射膜１０ａが一種の断熱効果を奏して外
筒炉本体１０か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。

なお、棒状支持部材５がセラミック棒で形成されている
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し、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、電熱体をカンタル線からなる帯状電熱
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、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。

また、上記実施例では外筒炉本体を含む炉全体をハウジ
ング内に内嵌収容し、ハウジングを介して横転可能に支
持したものについて説明したが、これに限らず、外筒炉
本体を直接支持手段で支持するようにしてもよい。さら
に、例えば第３図の仮想線で示すように支持フレーム１
９内に油圧式昇降手段１９ａを設け、ハウジングの横転
支持の高さをメンテナンス作業に至便な高さに位Ｍ６）
１節可能に構成することもできる。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように、本発明では外筒炉本体
を横転させた状態で炉芯管及び加熱手段をその軸線方向
に沿って着脱可能に構成したから、常時にあっては縦型
炉としての利点を、またメンテナンス作業に際しては横
型炉としての利点を併有することになる。従って以下の
効果を奏する。

イ０作業者は炉芯管や加熱手段を横転させた状態で外筒
炉本体に着脱できるので、従来の縦型熱処理装置に比べ
て着脱作業が安全で作業性もよくなる。

口、従来の分割式のものでは半割り部分での温度分布の
連続性が阻害され、炉内温度の均一性が問題となるが、
本発明ではかかる問題は生しない。また、ヒータの配線
位置等の設計を自由に設定できる。

ハ、一般に、反応ガスや冷却空気等の給排管が外筒炉の
上下に配管されることになるが、外筒炉本体を横転させ
た状態で配管したり、定期的なメンテナンス作業ができ
るのでその保全作業も容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る縦型熱処理装置の概要を示す縦断
正面図、第２図は第１図ｎ−ｎ線矢視横断平面図、第３
図は第１図のハウジングを横転支持した状態を示す正面
図、第４図は従来の縦型熱処理装置の概要を示す側面図
、第５図は第４図示の従来の縦型熱処理装置のうちの分
割式熱処理装置の横断面図である。 １・・・基板、２・・・炉芯管、３・・・加熱手段、４
・・・電熱体、５・・・棒状支持部材、１０・・・外筒
炉本体、１６・・・支持手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板を収容する炉芯管と、炉芯管の周囲を囲むよう
   に電熱体を絶縁性耐熱支持部材で支持する加熱手段と、
   炉芯管及び加熱手段を内嵌収容する外筒炉本体と、外筒
   炉本体を支持する支持手段とを備えて成り、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
   縦型熱処理装置において、 炉芯管及び加熱手段を外筒炉本体に対して その軸線方向に挿嵌自在に設けるとともに、外筒炉本体
   を支持手段で横転可能に支持し、外筒炉本体を横転させ
   た状態で炉芯管及び加熱手段をその軸線方向に沿って着
   脱可能に構成したことを特徴とする基板の縦型熱処理装
   置