KR100238851B1 - 열 처리 장치 - Google Patents

열 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100238851B1
KR100238851B1 KR1019920003785A KR920003785A KR100238851B1 KR 100238851 B1 KR100238851 B1 KR 100238851B1 KR 1019920003785 A KR1019920003785 A KR 1019920003785A KR 920003785 A KR920003785 A KR 920003785A KR 100238851 B1 KR100238851 B1 KR 100238851B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
component
reaction tube
heat treatment
gas
tube
Prior art date
Application number
KR1019920003785A
Other languages
English (en)
Other versions
KR920018875A (ko
Inventor
아끼히또 야마모또
나오히꼬 야스히사
노리요시 마시모
마사하루 아베
신고 와따나베
Original Assignee
히가시 데쓰로
동경엘렉트론주식회사
니시무로 타이죠
가부시끼가이샤 도시바
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP10489891A external-priority patent/JP3159726B2/ja
Priority claimed from JP3104899A external-priority patent/JPH04280420A/ja
Application filed by 히가시 데쓰로, 동경엘렉트론주식회사, 니시무로 타이죠, 가부시끼가이샤 도시바 filed Critical 히가시 데쓰로
Publication of KR920018875A publication Critical patent/KR920018875A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100238851B1 publication Critical patent/KR100238851B1/ko

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B17/00Furnaces of a kind not covered by any preceding group
    • F27B17/0016Chamber type furnaces
    • F27B17/0025Especially adapted for treating semiconductor wafers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4404Coatings or surface treatment on the inside of the reaction chamber or on parts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563Gas nozzles
    • C23C16/45578Elongated nozzles, tubes with holes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45587Mechanical means for changing the gas flow
    • C23C16/45591Fixed means, e.g. wings, baffles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/46Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02Epitaxial-layer growth
    • C30B25/08Reaction chambers; Selection of materials therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/02Supplying steam, vapour, gases, or liquids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)

Abstract

본 발명의 내부에 복수의 피처리체(18)를 수납하는 반응관(10)과, 적어도 상기 반응관(10)의 일부를 둘러싸서 형성된 가열 수단(24)을 가지고, 상기 반응관(10)은 적어도 일부가 상기 가열수단(24)에 둘러싸여진 제 1 구성부(10a)와, 적어도 일부가 상기 가열수단(24)에서 돌출한 제 2 구성부(10b)로 구성되고, 상기 제 1 구성부(10a)는 상기 제 2 구성부(10b)보다 내열온도가 높고, 양호한 열전도성을 가지는 부재로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

열 처리 장치
제1도는 본 발명의 1 실시예에 관한 열처리 장치를 제2도의 A - A선에 따라 파단한 종단면도,
제2도는 제1도의 B - B선을 따라 파단한 횡단면도,
제3도는 제1도에 도시하는 버퍼판의 평면도,
제4도는 제1도에 도시하는 반응관의 제2구성부를 도시하는 일부 파단한 평면도,
제5도는 본 실시예에 관한 가스도입관의 변형예를 도시하는 종단면도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 반응관 10a : 제 1 구성부
10b : 제 2 구성부 12 : 가스도입관
18 : 피처리체
본 발명은 열처리장치에 관하며, 특히 피열처리물을 수납하는 반응관내에 프로세스 가스를 도입하여 열처리를 행하는 열처리장치의 개량에 관한 것이다.
종래부터 반도체 웨이퍼등의 제조공정에서, 반도체 웨이퍼에 대한 CVD, 산화, 확산등의 각종 처리를 행하기 위해 반도체 웨이퍼등의 피처리체를 반응관내에 수납하여 열처리를 행하는 열처리 장치가 이용되어 있다.
이 열처리장치의 반응관은 석영(SiO2)으로 일체로 형성되어 있으며, 그 하부 위치에는 가스도입관 및 가스 배출관이 각각 형성되어 있다. 가스 도입관은 반응관의 외부와 내부를 연통시키도록 형성되어 있으며, 가스 도입관내의 선단부는 반응관내의 상부 위치까지 신장하고 있다.
한편, 가스배출관은 반응관의 하부위치에서 관을 돌출시켜서 형성되어 있다.
반응관의 내부에는 보트에 소정간격을 갖고 적층설치된 반도체 웨이퍼가 수납된다. 그리고, 이 반도체 웨이퍼를 설치한 보트는 보온통위에 설치되어 있다. 또, 보온통은 그 하방에 배설되어 있는 승강 기구에 의해 상하동작하고, 이 상하동작에 의해 반도체웨이퍼를 반응관내에 수납하고, 혹은 꺼낼수가 있다.
또한, 승강기구에 의하여 보온통이 상승되어 반도체 웨이퍼가 완전하게 반응관내에 수납된 상태에서 반응관은 모두 밀폐된 상태로 되도록 하여 있다.
또, 반응관의 외부 영역에는 발열체 및 단열체로 구성하는 가열수단이 배치되어 있다. 발열체는 단열재의 내주벽에 부착되어 있다.
이와같은 구성에 의해 가스도입관에서 반응관내에 프로세스가스를 도입하고, 발열체에 의한 가열작용에 의해 반응관내의 온도는 소정온도(예를들면 1200℃)로 가열된다. 반도체 웨이퍼에는 가열하에서의 프로세스가스의 반응에 의해 열처리가 이루어져 있다.
상기 종래의 열처리장치에서 반응관은 열처리시에 불순물의 방출하는 것이 적은 SiO2로 형성되어 있다.
그렇지만, 이 SiO2로 형성한 반응관은 고온(약 1200℃)에서 장시간 가열한 경우, 변형이 생길 우려가 있다는 문제가 있다. 따라서, 더욱 내열성이 뛰어나고, 열에 의한 변형의 우려가 적은 탄화실리콘 SiC로 반응관을 형성하는 것이 생각되고, 이 SiC에 의한 반응관에 의하면, 열에 의한 변형이라는 문제를 해결할 수가 있다.
그렇지만, 반응관 전체를 SiC로 형성할 경우, SiC가 가공성이 나쁘다는 성질을 가지고 있기 때문에 가스도입관이나 가스배출관의 부분등의 비교적 복잡한 구성부분의 제조를 행할 경우에 곤란이 따른다는 문제가 있다. 또한, SiC는 SiO2보다도 10배 이상 열전도율이 크고, 반응관 전체를 SiC로 형성한 경우에, 단열재로 덮어져 있지 않는 반응관의 하부 영역측에서의 방열이 크다. 따라서, 반도체 웨이퍼가 수납되어 있는 부분에 대해서도 그 방열의 영향을 받고, 그 영역의 균열성이 손상될 우려가 있다는 문제가 있다.
더구나, 상기 열처리 공정에서는 가스도입관의 부분에 반응생성물이 부착되기 쉽고, 항상 양호한 열처리를 행하기 위해서는 이 부착물을 제거하기 위해 가스도입관을 세정할 필요가 있다. 또, 각종의 열처리 공정에 대응시켜서 반응관내에 위치하는 가스도입관을 변경할 필요도 있다. 그렇지만, 종래의 가스도입관은 반응관과 일체로 형성되어 있으므로, 용이하게 세정이나 교환을 할수 없다는 문제가 있다.
본 발명의 제 1 목적은 고온상태에 있어서도 열변형의 가능성이 적고, 피처리체의 수납 영역의 균열성을 확보할 수 있으며, 게다가 불순물의 침입을 방지할수 있는 반응관을 구비한 열처리 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제 2 목적은 비교적 용이하게 가공할수 있는 반응관을 구비한 열처리 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제 3 목적은 열처리 장치의 반응관내 가스를 도입하는 가스도입관의 부착물을 용이하게 세정할수 있음과 동시에 가스도입관에서 반응관내의 부분을 여러가지 변경 가능한 열처리 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제 1 및 제 2 목적은 이하의 열처리 장치에 의해 달성된다. 즉, 그 열처리 장치는 내부에 복수의 피처리체를 수납하는 반응관과, 적어도 상기 반응관의 일부를 둘러싸서 형성된 가열 수단을 가지고, 상기 반응관은 적어도 일부가 상기 가열수단에 둘러싸여진 제 1 구성부와, 적어도 일부가 상기 반응관에서 돌출한 제 2 구성부로 구성되고, 상기 제 1 구성부는 상기 제 2 구성부보다 내열온도가 높고, 양호한 열전도성을 가지는 부재로 형성되어 있다.
본 발명의 제 3 목적은 이하의 열처리장치에 의해 달성된다. 즉, 그 열처리 장치는 내부에 복수의 피처리체를 수납하는 반응관과, 상기 반응관을 둘러싸서 형성된 가열수단과, 상기 반응관내에 열처리용의 프로세스가스를 보내기 위한 가스도입 수단을 가지고, 이 가스도입 수단은 상기 반응관의 하부를 관통하여 반응관 내에 돌출한 선단부를 가지는 관통부와, 이 관통부의 선단부에 분리 가능하게 부착되고, 상기 반응관의 상부까지 신장하는 신장부를 구비하고 있다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
제 1 도에서 제 4 도는 본 발명에 관한 열처리장치가 적용된 반도체 웨이퍼에 대한 확산처리를 행하기 위한 종형열처리 장치를 나타내고 있다.
제 1 도 및 제 2 도에 도시한 바와같이 이 종형 열처리장치는 반도체 웨이퍼를 수용하여 열처리하기 위한 반응관(10)을 가지고, 이 반응관(10)은 석영(SiO2)으로 일체 형성되고, 그 하부에는 가스도입관(12)및 가스 배출관(14)이 각각 설치되어 있다.
가스도입관(12)은 반응관(10)의 외부와 내부를 연통하여 형성되고, 가스도입관(12)내의 선단부는 반응관(10)내의 상부까지 신장하고 있다. 가스도입관(12)에는 외부에 설치된 가스공급유닛(13)이 접속되어 있다. 또, 가스배출관(14)은 반응관(10)의 하부에서 돌출하여 형성되고, 가스배출관(14)에는 외부에 설치된 가스배출 유닛(15)에 접속되어 있다.
열처리해야할 소정매수의 반도체웨이퍼(18)는 웨이퍼보트(16)에 소정간격으로써 수납되고, 반응관(10)의 내부에 수용되도록 구성되어 있다. 즉, 반도체웨이퍼(18)를 설치한 웨이퍼보트(16)는 보온통(20)위에 설치되고, 보온통(20)은 승강기구(22)위에 설치되어 있다. 그리고, 이 승강기구(22)의 상하동작에 의해 반도체웨이퍼(18)를 반응관(10)내에 수납하고, 혹은 꺼낼수가 있다. 이 승강기구(22)에 의해 보온통(20)이 상승하고, 반도체 웨이퍼(18)가 완전하게 반응관(10)내에 수납된 상태에서 반응관(10)은 모두 밀폐된 상태로 된다.
상기 반응관(10)의 외부 영역에는 발열체(24), 외부커버(25) 및 단열재(26)로 구성하는 가열수단(27)이 배치되고, 발열체(24)는 단열재(26)의 내주벽에 부착되어 있다.
이와같은 구성에 의해 가스공급유닛(13)에서 가스도입관(12)을 통하여 반응관(10)내에 프로세스가스를 도입하고, 발열체(24)에 의해 반응관(10)내에 온도를 소정온도(예를들면 1200℃)로 가열함으로써, 가열하에서의 프로세스가스의 반응에 의해 반도체 웨이퍼(18)의 처리가 행해진다.
상기 반응관(10)은 제 1 구성부(10a)와 제 2 구성부(10b)의 2개의 구성부로부터 형성되어 있다. 제 1 구성부(10a)는 반도체 웨이퍼(18)가 수납된 상태에서 그 수납부를 둘러싸는 외측의 영역 부분이며, 내열성 부재로 양호한 열전도성을 가지는 예를들면 탄화실리콘(SiC)으로 형성되고, 게다가, 그 내면에 순도높은 SiC가 CVD에 의해 코팅되어 있다. 따라서 내열성이나 강도가 향상됨과 동시에 CVD - SiC의 불순물 확산계수가 매우 작기(약 1×10-17㎡/s)때문에, 외부로부터의 불순물의 반응관(10)안으로의 침입을 방지하고 있다. 또, 제 2 구성부(10b)는 비교적 가공성이 좋은 내열성부재의 석영(SiO2)으로 형성되어 있다.
제 2 도에 도시하는 바와같이 제 2 구성부(10b)에는 상기 가스 도입관(12)및 가스배출관(14)이 부착되고, 가스도입관(12)과 거의 90°위치의 가스배출관(14)이 설치되고, 각각 반응관(10)을 관통하고 있다.
가스도입관(12)을 제 1 도에 도시한 바와같이 반응관(10)의 제 2 구성부(10b)를 관통하고 있는 부착부(12a)와, 반응관(10)내부에서 상방으로 신장하고 있는 신장부(12b)로 구성되어 있다. 이들 각 부분(12a)및 (12b)의 결합은 신장부(12b)를 관통부(12a)의 선단부에 다만 끼워맞춰서 씌우는 것에 의한 결합으로 되어 있다. 즉, 양자의 결합부에 다소 리크가 있어도 그 결합부는 반응관(10)내부에 있으므로 밀폐성이 방해되는 것에 의한 지장은 전혀 생기지 않는다. 그리고, 이와같이 2 부재로 구성된 가스도입관(12)은 반응관(10)과 마찬가지로 신장부(12b)가 내열성 높은 SiC로, 또 부착부(12a)가 가공성 좋은 석영으로 각각 형성되어 있다.
가스도입관(12)의 신장부(12b)의 최상단은 버퍼판(30)을 관통하고 있다. 이 버퍼판(30)은 반응관(10)의 천정부의 약간 하방위치에 수평하게 설치되고, 제 3 도에 도시한 바와같이 복수의 개구(32)가 형성되어 있다, 즉, 가스도입관(12)에서 도입한 프로세스가스는 버퍼판(30)과 반응관(10)의 천정부와의 사이에 도입된다. 여기서, 프로세스가스는 버퍼판(30)의 개구(32)에서 하방으로 침입하여 분산되고, 반응관(10)내에 충만하다.
다음으로, 반응관(10)에 있어서 제 1 구성부(10a)및 제 2 구성부(10b)의 접합부의 구성에 대하여 설명한다.
제 1 도에 도시한 바와같이 양 구성부(10a)및 (10b)의 접합부에는 홈(또는 환상공간)(34)이 형성되어 있다. 이 홈(34)은 제 2 구성부(10b)에 있어서 제 1 구성부(10a)와의 접합면에 환상으로 형성되어 있다. 그리고, 제 1 구성부(10a)를 제 2 구성부(10b)에 접합함에 따라 형성되는 시일부에 연통하여 배기 시일관(36)이 설치되고, 이 배기시일관(36)은 외부로 인출되어, 외부에 설치된 배기시일 유닛(37)에 접속되어 있다. 제 4 도에 도시한 바와같이 상기 시일부의 홈(34)은 배기시일관(36)의 연통구(36a)의 부분에 연통하고 있다.
제 1 도에 도시한 바와같이 본 실시예에서는 보온통(20)이 재치되어 있는 덮개부(38)와, 덮개부(38)에 접합되어 있는 반응관(10)의 제 2 구성부(10b)와의 접합부에도 배기시일 수단이 형성되어 있다. 즉, 제 2 구성부(10b)의 하부 접합면에 홈(40)이 형성되고, 덮개부(38)와의 접합에 의해 홈(40)이 폐색되어 유로를 형성하고, 이 유로에서 배기시일관(42)이 인출되어 있다. 배기시일관(42)은 배기시일관(38)과 마찬가지로 배기시일 유닛(37)에 접속되어 있다.
이와같이 본 실시예에 있어서는 반응관(10)의 제 2 구성부(10b)의 상부 및 하부의 쌍방의 접합부에 홈(34)및 (40)이 형성되고, 각 홈(34, 40)에서는 각각 배기시일관(36)및 (42)가 인출되어 있다. 그리고, 배기시일관(36)의 연통구(36a)는 홈(34)에 연통하고, 배기 시일관(42)의 연통구(42a)는 홈(40)에 연통하고 있다. 이와같은 배기시일기구에 의해 2 부재가 흡착되어 간격이 없어짐과 동시에 접합부에 새는 가스와 외부로부터 침입해 오는 외기를 함께 배기함으로써 외부로의 가스누출과 반응관으로의 외기의 침임을 동시에 방지할 수가 있다.
또한, 부호 50으로 나타내는 부분은 제 1 구성부(10a)와 제 2 구성부(10b)와의 접합부를 고정하는 고정부와, 가열수단(27)과 반응관(10)을 고정하는 고정부이며, 2 개의 수냉용의 유로(52)가 형성되어 있다. 이 유로(52)에는 제 2 도에 도시하는 급수관(54)이 접속되고, 또한 도시하지 않은 급수장치에 접속되어 있다.
본 실시예에 관한 열처리 장치에서는 가열수단(27)에 둘러싸게 되는 영역, 즉 피처리체인 반도체 웨이퍼(18)가 수납되어 있는 영역을 둘러싸는 부분에 있는 반응관의 제 1 구성부(10a)가 SiC로 형성되어 있기 때문에, 가열수단(27)에 의한 가열이 개시되면, 제 1 구성부(10a)는 열전도율이 높기 때문에 신속하게 고온으로 되며, 전체가 균열 상태로 된다. 이것에 의해 각 반도체 웨이퍼(18)에 대한 가열작용은 거의 균등한 것으로 되며, 균일한 열처리를 행하는 것이 가능하게 된다. 또, SiC는 고온 상태에 있어서도 변형이 적기 때문에 반응관(10)의 열변형에 의한 지장이 생길 우려가 없다. 또한, 불순물이 외부에서 반응관(10)내에 침입하려고 하여도 CVD - SiC의 불순물 확산계수는 매우 작기 때문에, 내부로의 침입은 방지된다.
또, 제 2 구성부(10b)에는 가스도입관(12)및 가스배출관(14)이 부착되고, 또한 본 실시예에서는 배기시일관(36)및 (42)가 부착되어 있기 때문에 복잡한 구조로 되어 있다. 그렇지만, 제 2 구성부(10b)는 석영으로 형성되어 있으므로, 그 가공성은 비교적 양호한 것이며, 가공작업이 곤란하게 되는 일은 없다. 또, 석영은 열전달율이 SiC보다 작기 때문에 반응관(10)의 하단 개구측에서의 방열을 저감할 수 있으며 웨이퍼 수용부를 균열화시키는 온도콘트롤이 용이하게 된다.
또한, 제 1 구성부(10a)와 제 2 구성부(10b)와의 접합 상태는 양자의 접합부에 형성된 홈(34)에 배기시일관(36)을 이용하여 부압으로 걸음으로써, 제 1 구성부(10a)의 하단을 제 2 구성부(10b)의 상단에 흡착시킬 수가 있으며, 양자간의 간격을 없애고 그 기밀성을 확실한 것으로 할 수가 있다. 또한, 만일 간격이 생겨 있어도 그 간격에 침입한 가스를 배기할수 있으므로 외부로의 가스의 누설과 외부로부터의 외기의 침입을 방지할수 있다. 또, 본 실시예에 있어서는 제 2 구성부(10b)와 그 저부인 덮개부(38)와의 접합부에 있어서도 홈(40) 및 배기시일관(42)이 설치되어 있다. 따라서, 이 배기시일관(42)을 이용하여 부압으로 걸음으로써 제 2 구성부(10b)의 하부측이라도 마찬가지로 하여 완전한 기밀성이 확보된다. 이에 의해, 반응관(10)을 이체 형성한 것에 의한 기밀성의 열화를 방지할수 있을 뿐만 아니라, 장치 전체에 있어서 종래 이상의 높은 기밀성을 확보하는 것이 가능하게 된다.
또, 가스도입관(12)을 2 부재로 구성했기 때문에 세정시 등에 있어서, 그 반응관내의 신장부(12b)을 용이하게 분리할 수가 있다. 이 분리 세정에 의해 가스도입관에 부착한 반응생성물에 의한 오염을 용이하게 제거하는 것이 가능하게 되어 있다. 또, 신장부(12b)를 분리하고, 다른 구성의 신장부로 교환하는 것도 가능하게 되어 있다. 따라서, 제 1 도에 도시한 바와같은 그 중간부에 개구부가 형성되어 있지 않고 그 상단이 버퍼판을 관통하는 구성의 것에 대하여, 제 5 도에 도시한 바와같은 복수의 가스 보냄 개구부(12c)를 복수 형성한 바와같은 구성의 가스도입관(12)으로 교환할 수가 있다. 이와같은 가스도입관의 경우, 상방에서 프로세스가스를 균등하게 분산시키기 위한 버퍼판(30)은 불필요하며, 가스도입관(12)의 선단은 유지부(31)로 유지되는 구성으로 되어 있다. 또한, 이 신장부(12b)의 교환은 관통부(12a)의 선단에 끼워 맞워서 부착되도록 그 하단부를 구성하면, 각 프로세스에 적절하게 대응하기 위해 각종 구성의 신장부(12b)를 이용하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명은 상술한 종형 열처리 장치에 한정짓지 않고, 횡형 열처리 장치에 적용할 수도 있다.

Claims (24)

  1. 복수의 피처리체를 수납하는 반응관; 및 상기 반응관의 내부를 가열하기 위한 수단을 포함하며, 상기 반응관은 개구 및 폐쇄구를 가지며 그 바깥쪽 주변면의 적어도 일부가 상기 가열수단에 의해 둘러싸여져 있는 제1구성부와, 상기 제1구성부의 개구에 연결된 개구를 가지며 상기 가열수단으로부터 확장된 제2구성부를 포함하며, 상기 제1구성부는 상기 제2구성부 보다 내열온도가 높고, 양호한 열전도성을 가지는 부재로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 부압에 의해 상기 제1구성부와 제2구성부 사이의 접합부를 감압하고, 상기 제1구성부 및 제2구성부를 밀폐하여 연결하고 개구 사이의 상기 접합부에 침입하는 가스를 상기 반응관의 외부로 배기하기 위한 배기시일수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 배기시일수단은 적어도 하나의 개구에 형성된 환상공간과, 상기 환상공간과 연통하는 배기관을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1구성부은 탄화실리콘으로 형성되고, 상기 제2구성부는 석영(SiO2)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1구성부의 내면의 SiC로 코팅 처리된 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2구성부는 하면 개구를 가지고, 제2구성부의 하면 개구를 개, 폐하기 위한 덮개를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 하면 개구 및 상기 덮개 사이의 접합부를 감압하고, 상기 하면 개구 및 상기 덮개사이의 접합부에 침입하는 가스를 상기 반응관의 외부로 배기하기 위한 제2배기시일수단을 포함하며, 상기 제2배기시일수단은 적어도 하나의 하면 개구와 덮개에 형성된 환상공간 및 제2배기관을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 반응관내에 프로세스 가스를 공급하기위한 가스도입수단을 포함하며, 이 가스도입수단은 상기 제2구성부를 관통해서 상기 반응관 내부로 확장된 선단부를 가지는 관통부와, 상기 관통부의 선단부에 분리 기능하게 연결되어 제1구성부로 확장된 신장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 가스도입수단의 관통부가 석영(SiO2)으로 형성되고, 상기 신장부는 탄화실리콘(SiC)으로 형성된 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 가스도입수단의 신장부가 그 길이 방향을 따라 형성된 복수의 가스도입구멍을 가지는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  11. 복수의 피처리체를 수납하는 수직 반응관; 상기 반응관의 내부를 가열하기 위한 가열수단; 및 상기 반응관 내에 프로세스 가스를 공급하기 위한 가스도입수단을 포함하며, 상기 가스도입수단은 상기 반응관의 하부를 관통하여 상기 반응관 내에 돌출한 선단부를 가지는 관통부와, 이 관통부의 선단부에 분리 가능하게 부착되고, 상기 상부까지 신장부를 포함하며, 상기 선단부는 상기 관통부보다 내열온도가 높고, 양호한 열전도성을 가지는 부재로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 관통부가 석영(SiO2)으로 이루어지고 상기 신장부가 탄화실리콘(SiC)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 가스도입수단의 신장부가 그 길이 방향을 따라 형성된 복수의 가스도입구멍을 가지는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 반응관은 적어도 일부가 상기 가열수단에 의해 둘러싸여진 제1구성부와, 상기 제1구성부에 연결되어 적어도 일부가 상기 가열수단으로부터 아래로 돌출한 제2구성부를 포함하며, 상기 제1구성부는 상기 제2구성부 보다 내열온도가 높고, 양호한 열전도성을 가지는 부재로 형성되어 있는것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1구성부를 상기 제2구성부에 연결하는 접합부를 감압하고, 상기 접합부에 침입하는 가스를 상기 반응관의 외부로 배기하기 위한 배기시일수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 배기시일수단은 상기 접합부에 형성된 환상공과, 상기 환상공간을 연통하는 배기관을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  17. 제11항에 있어서, 상기 제1구성부가 탄화실리콘(SiC)으로 이루어지고 상기 제2구성부가 석영(SiO2)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1구성부의 내면이 SiC로 코팅 처리된 것을 특정으로 하는 열처리 장치.
  19. 제11항에 있어서, 상기 제2구성부는 하면 개구를 가지고 있으며, 상기 제2구성부의 하면 개구를 개,폐하기 위한 덮개를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제2구성부와 상기 저부덮개와의 접합부를 감압하고, 상기 제2구성부와 상기 덮개사이의 접합부를 침입하는 가스를 상기 반응관의 외부로 배기하기 위한 제2배기시일수단을 포함하며, 상기 제2배기시일수단은 적어도 일부의 제2구성부 및 덮개에 형성된 환상공간과 상기 환상공간에 연통하는 제2배기관을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  21. 복수의 피처리체를 수납하는 수직 반응관; 상기 반응관 내부에 가스를 공급하기 위한 수단; 상기 반응관 내부를 가열하기 위한 수단; 폐쇄된 두부면 및 원통형 하부단면과 더불어 원주형 벽을 가진 상부 튜브섹션과, 원통형 상부 단면과 더불어 원주형 벽을 가진 하부 튜브섹션을 포함하고, 상부 튜브섹션의 원통형 하부단면이 하부 튜브섹션의 원통형 상부단면과 연결되어 위치하며, 적어도 일부의 상부 튜브섹션의 원통형 하부단면 및 원통형 상부단면에 환상공간을 가지고 있는 반응관; 및 상기 하부 튜브섹션과 상기 상부 튜브 섹션을 연결하는 환상공간에서 압력을 감소시키고 그럼으로써 하부 튜브섹션과 상기 상부 튜브 섹션 사이로 침입하는 공기를 배기하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 상,하부 튜브섹션이 서로 다른 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  23. 제21항에 있어서, 상기 하부 튜브섹션이 원주형 벽의 원통형 하부면의 주위에 구멍을 가지고, 상기 하부 튜브섹션의 원통형 하부단면의 구멍을 선택적으로 개,폐하기 위하여, 그 구멍이 닫혔을 때 상기 하부 튜브섹션의 원통형 하부단면과 접촉되어 지는 상부표면을 가지고 하부 튜브섹션의 원통형 하부면의 일부 및 상기 상부표면에 환상공간이 형성되어 있는 덮개와, 상기 덮개와 상기 하부 튜브섹션을 밀봉하는 상기 환상공간에서의 압력을 감압하고, 하부 튜브섹션과 환상공간 사이로 침투하는 공기를 배출하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  24. 제11항에 있어서, 상기 관통부의 선단부는, 상기 신장부를 지지하기 위하여 관통부의 선단부가 신장부의 하부에 끼워지도록, 그 외경이 신장부의 하부 내경보다 작은 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
KR1019920003785A 1991-03-07 1992-03-07 열 처리 장치 KR100238851B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10489891A JP3159726B2 (ja) 1991-03-07 1991-03-07 熱処理装置
JP91-104898 1991-03-07
JP91-104899 1991-03-07
JP3104899A JPH04280420A (ja) 1991-03-07 1991-03-07 熱処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR920018875A KR920018875A (ko) 1992-10-22
KR100238851B1 true KR100238851B1 (ko) 2000-01-15

Family

ID=26445270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019920003785A KR100238851B1 (ko) 1991-03-07 1992-03-07 열 처리 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5318633A (ko)
KR (1) KR100238851B1 (ko)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3125199B2 (ja) * 1993-03-18 2001-01-15 東京エレクトロン株式会社 縦型熱処理装置
US5497727A (en) * 1993-09-07 1996-03-12 Lsi Logic Corporation Cooling element for a semiconductor fabrication chamber
JP3971810B2 (ja) * 1995-11-30 2007-09-05 三星電子株式会社 縦型拡散炉
JPH11193458A (ja) * 1998-01-05 1999-07-21 Sony Corp スパッタ装置
US6027569A (en) * 1998-06-03 2000-02-22 Seh America, Inc. Gas injection systems for a LPCVD furnace
JP3472482B2 (ja) * 1998-06-30 2003-12-02 富士通株式会社 半導体装置の製造方法と製造装置
US6217937B1 (en) * 1998-07-15 2001-04-17 Cornell Research Foundation, Inc. High throughput OMVPE apparatus
US6302963B1 (en) * 1999-12-21 2001-10-16 Axcelis Technologies, Inc. Bell jar having integral gas distribution channeling
US6451692B1 (en) * 2000-08-18 2002-09-17 Micron Technology, Inc. Preheating of chemical vapor deposition precursors
CN1405863A (zh) * 2001-08-20 2003-03-26 Asml美国公司 在反应室中隔离密封件的方法和装置
KR100481874B1 (ko) * 2003-02-05 2005-04-11 삼성전자주식회사 집적회로 제조에 사용되는 확산로 및 확산로의 냉각방법
US20090035463A1 (en) * 2007-08-03 2009-02-05 Tokyo Electron Limited Thermal processing system and method for forming an oxide layer on substrates
JP5237133B2 (ja) * 2008-02-20 2013-07-17 株式会社日立国際電気 基板処理装置
EP2481082B1 (en) * 2009-09-25 2017-06-21 Ferrotec (USA) Corporation Hybrid gas injector
TW201200628A (en) * 2010-06-29 2012-01-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Coating apparatus
KR101867364B1 (ko) * 2012-01-03 2018-06-15 삼성전자주식회사 배치 타입 반도체 장치
JP5792390B2 (ja) * 2012-07-30 2015-10-14 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
JP6320325B2 (ja) * 2015-03-05 2018-05-09 三菱電機株式会社 半導体製造装置および半導体デバイスの製造方法
JP6706901B2 (ja) * 2015-11-13 2020-06-10 東京エレクトロン株式会社 処理装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4253417A (en) * 1980-02-21 1981-03-03 Thermco Products Corporation Closure for thermal reactor
JPS61191015A (ja) * 1985-02-20 1986-08-25 Hitachi Ltd 半導体の気相成長方法及びその装置
JPH0642474B2 (ja) * 1988-03-31 1994-06-01 株式会社東芝 半導体製造装置
JP2654996B2 (ja) * 1988-08-17 1997-09-17 東京エレクトロン株式会社 縦型熱処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR920018875A (ko) 1992-10-22
US5318633A (en) 1994-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100238851B1 (ko) 열 처리 장치
US6383300B1 (en) Heat treatment apparatus and cleaning method of the same
KR100210623B1 (ko) 열처리 장치 및 그 운전 방법
US7146744B2 (en) Method and apparatus for surface treatment
KR100886505B1 (ko) 기판 가열 장치 및 그 세정 방법
US6414277B1 (en) Ultra-high-temperature heat treatment apparatus
JP3278011B2 (ja) 熱処理装置
JP4063661B2 (ja) 半導体製造装置及び半導体の製造法
KR20010056330A (ko) 반도체소자 제조장치
JP3451137B2 (ja) 基板の熱処理装置
JPS62245624A (ja) 縦型処理装置
US5370736A (en) Horizontal reactor hardware design
JP4378014B2 (ja) 反応性ガスを利用する真空処理装置
JPH07283292A (ja) シール機構並びにこのシール機構を用いた処理装置及び処理方法
JP4553471B2 (ja) 処理装置及び処理システム
JPH04280420A (ja) 熱処理装置
JP3256037B2 (ja) 熱処理装置
JPS62262420A (ja) 半導体加熱用耐熱管のシ−ル方法
KR100350612B1 (ko) 이중수직형열처리로(爐)
US6742532B2 (en) Cleaning container and method for cleaning LP furnace thermocouple sleeves
JP2002305190A (ja) 熱処理装置及びその清浄方法
JP3203536B2 (ja) 縦型熱処理装置
JP2919801B2 (ja) 膜の形成方法
JP3159726B2 (ja) 熱処理装置
JP2000058459A (ja) 熱処理方法および熱処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
N231 Notification of change of applicant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20101012

Year of fee payment: 12

LAPS Lapse due to unpaid annual fee