JPS63278227A

JPS63278227A - 熱処理装置

Info

Publication number: JPS63278227A
Application number: JP11334787A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Mihashi; 三橋　弘幸; Seishirou Satou; 佐藤　征史郎; Wataru Okase; 亘大加瀬
Original assignee: Tokyo Electron Sagami Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Sagami Ltd
Priority date: 1987-05-08
Filing date: 1987-05-08
Publication date: 1988-11-15
Anticipated expiration: 2012-02-19
Also published as: JP2583503B2

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、半導体ウェーへの熱拡散処理などの熱処理
に用いる熱処理装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、半導体ウェーへの熱拡散装置では、熱処理炉とし
て炉体を横方向に設置したもの（横型炉）が一般的であ
るが、処理設備の設置面積の縮小化などの要請から、縦
型炉が実用化されている。

半導体ウェーハは、処理用ボートに一定の間隔を保持し
ながら収容して処理するので、それを収容する炉体は処
理能力に応じて長くなっている。そこで、炉体を横方向
に設置する横型炉では、炉体の長さに比例した設置空間
が必要となり、しかも、半導体ウェーハを載せたポート
を炉体に出入させるための空間も必要となるなど、設置
面積が大きくなるのに対し、縦型炉では炉体を高さ方向
に設置するので、炉体が上下方向に延びるが、設置面積
がその直径に依存し、横型炉に比較すると極めて縮小さ
れる利点がある。また、縦型炉では、処理ガスの供給に
おいて、高さ方向の対流現象を利用できるなどの点も見
逃すことができない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、炉体を縦方向に設定した場合、処理チューブ
の外周囲に設置されたヒータの下端部と上端部とでは温
度分布が異なり、上側の部分が累積的に温度上昇を呈す
る。このため、電力密度が変化したり、上側の部分が熱
的疲労を伴い、また、処理チューブの下方側の温度が低
く、温度設定が均一化しないなどの欠点がある。

そこで、この発明は、ヒータの熱的疲労や電力損失を軽
減し、効率的な熱処理を実現したものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の熱処理装置は、第１図に示すように、被熱処
理物（半導体ウェーハ２６）を収容する処理チューブ４
の周面部に第１のヒータ６．８．１０を設置するととも
に、その開口部内に第２のヒータ３０を設置したもので
ある。

〔作　　用〕

このように第２のヒータ３０を処理チューブ４の開口部
内に設置すれば、処理チューブ４の開口部の加熱を第２
のヒータ３０によって行い、第１のヒータ６．８．１０
の温度分布を補償し、炉内温度の均一化や、第１のヒー
タ６．８．１０の累積的な温度上昇を軽減することによ
り、熱的疲労を防止し、寿命を延ばすことができるので
ある。

そして、この発明の熱処理装置において、第２のヒータ
３０を、第１のヒータ６．８．１０とは独立して発熱制
御を行うようにすれば、第１のヒータ６．８．１０との
温度分布に対応して必要な温度の設定を第２のヒータ３
０によって精密に行うことができる。

また、この発明の熱処理装置において、第２のヒータ３
０を、保護筒３４で被覆し、処理チューブ４内の処理用
ガスＧと非接触化すれ゛ば、処理チューブ４内に第２の
ヒータ３０を設置したことによる第２のヒータ３０の処
理用ガスＧによる劣化が防止される。

〔実　施　例〕

第１図は、この発明の熱処理装置の実施例を示す。

この熱処理装置は、縦型炉を構成しており、炉体２に被
熱処理物を加熱するための処理チューブ４の外周部を包
囲するように発熱抵抗体などからなる第１のヒータ６．
８．１０が上下方向に設置されている。この場合、処理
チューブ４が円筒形を成ししているので、その計上に対
応して各ヒータ６〜１０も円筒コイル状を成し、独立し
た端子１２ａ、１２ｂ、端子１４ａ、１４ｂ、端子１６
ａ、１６ｂに対して流す駆動電流によって発熱制御を行
い、処理チューブ４に所望の温度分布を設定するのであ
る。

処理チューブ４の開口部には、開閉可能な蓋部１８が設
けられており、蓋部１８は内部に断熱材２０を充填した
外筒部２２と、この外筒部２２の内部に進退可能に設置
された内筒部２４とから成っている。すなわち、外筒部
２２は断熱材２０によって処理チューブ４の開口方向へ
の熱を遮断し、また、内筒部２４は、被熱処理物として
の半導体ウェーハ２６を収容する容器としてのボート２
８を支持する支持部材を成している。

そして、処理チューブ４の開口部に挿入された蓋部１８
の内筒部２４の内部には、処理チューブ４をその開口部
側から加熱する発熱抵抗体などからなる第２のヒータ３
０が設置されている。このヒータ３０は、端子３２ａ、
３２ｂに対して駆動電流を供給し、ヒータ６〜１０とは
独立した温度制御が可能に構成されているとともに、処
理チューブ４内の処理用ガスＧとの接触による劣化を防
止するため、処理用ガスＧを遮断する保護筒３４の内部
に設置されている。

したがって、このように第１のヒータとしてのヒータ６
〜１０による発熱制御に対し、第２のヒータ３０による
発熱によって、処理チューブ４の開口部側（下側）から
の加熱が可能になり、炉内温度を均一化することができ
るとともに、ヒータ６〜１０の温度制御によってヒータ
６〜１０の累積的な加熱による劣化を防止できる。

そして、この熱処理装置は、半導体ウェーハ２６を装填
したボート２８を昇降させる昇降機構によって、処理チ
ューブ４の着脱を行うことが可能である。また、第２の
ヒータ３０゛は、独立した発熱制御によってヒータ６〜
１０とともに処理チューブ４に対して所望の温度設定、
均一温度、温度傾斜などが行える。

６一この熱処理装置において、ヒータ６〜１０のみでは、熱
対流によって処理チューブ４の上方の温度が高くなる傾
向があるが、予熱処理をヒータ３０により行うことによ
って、半導体ウェーハ２６の処理時に処理チューブ４の
温度、すなわち、処理チューブ４の上下温度差が小さく
でき、炉内温度の均一化を図ることができる。このよう
な予熱処理を行えば、処理時間の短縮化などが実現でき
る。

第２図は、この発明の熱処理装置の具体的な実施例を示
す。

炉体２の開口部には、冷却管部３６が設けられており、
通流させた冷却水によって十分な冷却が施される。

ヒータ３０は、温度検知手段としての熱転対温度計３８
とともに保護筒３４内に設置されている。

ヒータ３０の端部には、電極部４０が設置され、外部か
らの給電が行われる。

また、処理チューブ４は、外筒部２２のフランジ部４２
上に設置され、排気孔４６が形成されて、処理チューブ
４内の処理用ガスＧの排気が行われる。

そして、外筒部２２と支持台４８との間にはベローズ５
０が設置され、支持台４８は、昇降装置５２のアーム部
５４に固定されている。

したがって、このように構成すれば、ヒータ３０によっ
てヒータ６〜１０の補償を行うことができ、処理チュー
ブ４内温度の均一化が実現できる。

なお、実施例では、第１のヒータとしてのヒータ６〜１
０を３分割した場合について説明したが、この発明の熱
処理装置は単一、２分割、４分割以上の分割ヒータの場
合にも適用できる。

また、実施例では、半導体ウェーバに対して不純物の拡
散処理を行う拡散炉を例に取って説明したが、この発明
の熱処理装置は、このような拡散炉だけでなく、ＣＤＤ
処理などの熱処理に用いることができるものである。

〔発明の効果〕

この発明によれば、第１のヒータに対して処理チューブ
を加熱する第２のヒータを設置したので、第１のヒータ
の温度分布を容易に設定できるとともに、処理チューブ
内温度の均一化や所望の温度傾斜が設定でき、また、予
熱を施すことによって処理の迅速化や被熱処理物に対す
る加熱を効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の熱処理装置の実施例を示す断面図、
第２図は第１図に示した熱処理装置の具体的な実施例を
示す断面図である。４・・・処理チューブ６．８．１０・・・第１のヒータ２６・・・半導体ウェーハ（被熱処理物）３０・・・第
２のヒータ３４・・・保護筒

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被熱処理物を収容する処理チューブの周面部に第
１のヒータを設置するとともに、その開口部内に第２の
ヒータを設置した熱処理装置。
（２）前記第２のヒータは、第１のヒータとは独立して
発熱制御を行う特許請求の範囲第１項に記載の熱処理装
置。
（３）前記第２のヒータは、保護筒で被覆し、処理チュ
ーブ内の処理用ガスと非接触化した特許請求の範囲第１
項に記載の熱処理装置。