JPH02287087A - 縦型熱処理炉 - 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】 ＋１１発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、縦型熱処理炉に関し、特に炉芯管本体および
加熱部材を包囲する断熱管本体の中央部周面に対し凹所
を形成しその凹所に対して分離可能に断熱管分割体を配
設してなる縦型熱処理炉に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の縦型熱処理炉としては、炉芯管本体およ
び加熱部材を包囲する断熱管装置の上部、中央部、下部
における肉厚が実質的に同一とされており、その上部お
よび下部の放熱速度に比べ中央部の放熱速度が小さかっ
たので、加熱部材の上部および下部を適宜に発熱せしめ
ることによって炉芯管本体の全長にわたりほぼ均等に降
温せしめるものが提案されていた。

［解決すべき問題点］ しかしながら、従来の縦型熱処理炉では、内部空間の均
熱状態を維持しつつ降温する場合、断熱管装置部の中央
部の放熱速度がその上部および下部の放熱速度に比べて
小さいのを加熱部材によって調整しつつ降温せしめてい
たので、ｆｉｌ炉芯管本体の降１温速度が低下しでし、
よう欠点があり、ひいては（ｉｉ）ｌ’ｆｆ温時間が延
長さｉ′ＣＬまう欠ｌへｉ、があり、換言ずれば（ｉｉ
ｉ］生産能率がπ化し７て１５よう欠点があった。

そこで、本発明は、これらの欠点を除去すべく、断熱管
装置の中央部周面を複数の断熱管分割体に分割しておき
降温に際して断熱管本体から分離２１間ぜ［９２，める
ことにより、放熱量を」一部ｊ３よび下部におけるｂり
熱量に接近セし２めて降温速度を改善し、ひいては降温
時間を短縮し生産ＭＥ率を向上せし、り）でなる縦型熱
処理炉を提供せんとするものである。

（２）発明の構成 ［問題点の解決手段１ 本発明により提供される問題点の解決手段は、「炉蓋本
体」二に載置された半導体ウェーハを、断熱管装置で包
囲された炉芯管本体の内部空間に対して挿入し、炉芯管
本体の周囲でかつ断熱管装置の内部に配置された加熱部
材によって加熱することにより熱処理を施し、たのち取
出す縦型熱処理炉において、断熱管装置が、 （ａｔ炉芯管本体および加熱部材を包 囲する断熱管本体と、 （ｂ）断熱管本体の中央部周面に対し て形成された凹所に対し７分酩可 能に配設された断熱管分割体と を包有してなることを特徴と１°イ１縦型）ハ処理炉」 である。

［作用］ 本発明にかかる縦型熱処理炉は、Ｌ述の構成を有するの
で、 （１）断熱管装置の中央部における放熱ｉＩ度を上部お
よび１部に才月づる放熱速 度に接近せしめる作用 をなし、ひいては （１１）降温時間を短縮する作用 をなし、結果的に ｆｉｉｉ）生産能率を改善する作用 をな１５ ［実施例］ 次に、本発明にかかる縦型熱処理炉について、その好ま
しい実施例を挙げ、具体的に説明する。

し、かじながら、以−）に説明する実施例は、本発明の
叩解を容易化ないし促進化するために２献されるもので
あって、本発明を限定するために記載されるものではな
い。換言すれば、以下に説明される実施例において開示
される各部材は、本発明の精神ならびに技術的範囲に属
する全ての設計変更ならびに均等物置換を含むものであ
る。

第１図は、本発明にかかる縦型熱処理炉の一実施例を示
すＩ　−１＄５１にそった縦断面図であって、１ｔｌＦ
ｉ熱管分割体５２Ａ、５２Ｂが断熱管本体５１に対して
嵌合された状態を示している。

第２図は、第１図実施例のＩＮ　−ＩＮ線にそった横断
面図であって、ガス供給管２２などが省略されている。

第３図は、第１図実施例の動作状態を示すＩＩ＋　−１
１１線にそった縦断面図であって、断熱管分割体５２Ａ
、５２Ｂが断熱管本体５１から分離された状！ｊ−ζを
示している。

第４図は、第１図実施例の使用状態を示−ｔ’　＋ｖ　
−１ｖ線にそった断面図であ−〕で、ガス供給管２２な
ど゛が省略されている。

まず、第１図ないし第４図を参照しつつ、本発明にかか
る縦型熱処理炉の一実施例について、その構成を詳細に
説明する。。

１０は、本発明にかかる縦型熱処理炉であって、石英な
どの適宜の材稍で形成さねた炉芯管′Ａ置；！０ど、炉
芯管装置２０の周囲に適宜の間隔を介して所望により配
設された均熱管３０と、均熱管３０の周囲に配設された
加熱部材４０と、加熱部オイ４０の周囲に配設された断
熱管装置５０と、ステンＩノスなどの】１η宜の材料で
形成されており炉芯管装置２０４炉芯管支持部６１によ
って保持するハウジング６０と、スラ゛ンレスなどの適
宜の材料によって形成されており炉芯管支持部６１の下
面に対して直接に当接される炉蓋本体７１を有する炉蓋
′Ａ置７０どを備えている。

を貫通して外部より延長されかつ外周面にそって軸方向
に延長されたのち頂部において内部空間２１Ｂに対し開
口されたガス供給管２２と、開口部２１Ａの近傍に開口
されかつ断熱管装置並の断熱管本体５１を貫通して外部
へ延長されたガス排出管２３とを包有している。ガス供
給管２２およびガス排出管２３は、ともに、断熱管四の
内部に位置する部分が、なるべく多く石英などの適宜の
材料によって形成されていることが好ましい。

均熱管廷は、たとえば炭化珪素などによって作成されて
おり、炉芯管装置並の均熱領域を確保ないし拡張すべ（
炉芯管装置並のほぼ全長を包囲するように配設されてい
る。

加熱部材並は、均熱管廷の外方に配設されており、炉芯
管装置並の軸方向にそってなるべく大きな均熱領域を確
保するために適宜に配設されている。

断熱管装置並は、グラスファイバなどの適宜の材料によ
って形成されており、炉芯管装置翻、均熱管共および加
熱部材並を全体として包囲しており、中央部周面に凹所
５１ａを有する断熱管本体５１と、断熱管本体５１の凹
所５１ａに対して配設されており移動手段５３ａ、　５
３ｂによって所望に応じ断熱管本体５１から分１Ｉｉｆ
ｆｌ離間される断熱管分割体５２Ａ、　５２Ｂを包有し
ている。

ハウジング廷は、炉芯管本体支持部６１の上面によって
炉芯管本体２１の開口部２１Ａ端面を支持している。炉
芯管支持部６１の上面には、配設溝６２が形成されてお
り、炉芯管本体２１の開口部２１Ａ端面との間のシール
を確保するために０リング６３が配設されている。

炉蓋装置Ｕは、ハウジング並の炉芯管支持部６１の下面
に対して直接に当接されるステンレススチールなどによ
って形成された炉蓋本体７１と、炉蓋本体７１の下面を
支持しており炉蓋本体７１を炉芯管支持部６１の下面（
ひいては炉芯管装置並に含まれたの炉芯管本体２１の開
口部２１Ａ端面）に向けて接近離間せしめる炉蓋移動部
材７２と、炉蓋移動部材７２の上面凹所に対して配設さ
れており炉蓋本体７１が炉芯管支持部６１の下面に対し
て当接されるとき緩衝材として機能する弾性部材７３と
、炉蓋移動部材７２の一端部に対して配設された駆動シ
ャフト７４と、炉蓋本体７１の上面に対して形成された
配設溝７５に対して収容されており炉蓋本体７１が炉芯
管支持部６１の下面に対して当接されシールを確保する
０リング７６とを包有している。

更に、第１図ないし第４図を参照しつつ、本発明にかか
る縦型熱処理炉の一実施例について、その作用を詳細に
説明する。

移動手段５３ａ。５３ｂによって断熱管分割体５２Ａ５
２Ｂを、矢印Ａ、、Ｂ、で示すごとく移動することによ
り、断熱管本体５１の中央部周面に形成された凹所５１
ａから分離離間する。これにより断熱管本体５１の中央
部における放熱速度を改善でき、ひいては断熱管本体５
１の上部および下部における放熱速度に接近せしめるこ
とができる。したがって本発明によれば、断熱管本体５
１の全長にわなりほぼ均等に放熱を達成でき、ひいては
縦型熱処理炉堕ひいては炉芯管本体２１の冷却をその全
長にわたり均質に促進できる。

このため本発明によれば、加熱部材並を部分的に動作せ
しめて均質冷却をはかる必要を回避でき、降温操作を簡
潔化できる。

上述に対し、移動手段５３ａ、　５３ｂにより矢印Ａ２
Ｂ２方向に断熱管分割体５２Ａ、　５２Ｂを移動せしめ
て断熱管本体５１の中央部周面に形成された凹所５１ａ
に対し接近せしめ嵌合することにより、断熱管本体５１
の中央部における放熱を抑制でき、縦型熱処理炉厘ひい
ては炉芯管本体２１における熱処理を好適に実行できる
。

本発明にかかる縦型熱処理炉の他の作用は、周知の縦型
熱処理炉と実質的に同様であるので、ここでは説明の都
合上、省略する。

加えて、本発明にかかる縦型熱処理炉の一実施例につい
て、−層理解を深めるために、具体的な数値などを挙げ
て説明する。

ユ叉立盟工 断熱管分割体５２Ａ、　５２Ｂを断熱管本体５１の中央
部周面に形成された凹所５１ａから分離離間せしめたと
ころ、加熱部材並の近傍の温度を１２００℃から８（Ｊ
Ｏ℃まで効果せしめるために、４５分必要であった。

ニル較ヨＬ 断熱管分割体５２Ａ、　５２Ｂを断熱管本体５１の中央
部周面に形成さ第１た凹所５１ａに対して接近し嵌合せ
しめた状態としたところ、加熱部材４０の近傍の温度を
１２００℃から８００℃まで降下せしめるために、１０
０分必要であった。

実施例および比較例を互いに比較すれば明らかなごとく
、本発明にかかる縦型熱処理炉によれば、降温速度を改
善でき、ひいては降温時間を短縮でき、結果的に熱処理
炉の生産性を向上できる。

なお、上述においては、断熱管分割体が２分割体によっ
て形成されている場合について説明したが、本発明は、
これに限定されるものではなく、所望により３分割体あ
るいは４分割体以上の分割体で形成してもよい。

（３）発明の効果 上述より明らかなように、本発明にかかる縦型熱処理炉
は、 （１）断熱管装置の中央部における放 熱速度を上部および下部におけ る放熱速度に接近できる効果 を有し、ひいては （１１）降温時間を短縮できる効果 を有し、結果的に （ｉｉｉ）生産能率を改善できる効果 を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる縦型熱処理炉の一実施例を示す
［−１線にそった縦断面図、第２図は第１図実施例のＩ
Ｉ　−ＩＩ線にそった横断面図、第３図は第１図実施例
の動作状態を示す１．１１−１．１１線にそった縦断面
図、第４図は第１図実施例の使用状態を示すＩＶ　−Ｉ
Ｖ線にそった断面図である。 １０・　・・・・　・・・・・・・縦型熱処理炉２０・
・・・・・・・・・・・・・・・・炉芯管装置２１・・
・・・・・・・・・・・・・炉芯管本体２１Ａ・・・・
・・・・・・・開口部 ２１Ｂ　　・・・・・・・・　・・ ２２・　・・・　・・・　・・　・ ５１・・・ ５１ａ　　・　・・ ５２Ａ、５２Ｂ Ｓ３ａ　　５３ｂ ７１　・　・　　・　・ ７２　・・・・・　・・・・・ ７３・・・・・・・・・・・・ ７５・・・・　・　・・・　・ ７６・・・・・・・・　・ 内部空間 ・ガス供給管 ガス排出管 均熱管 加熱部材 ・断熱管装置 ・断熱管本体 凹所 断熱管分割体 移動手段 ・ハウジング ・炉芯管支持部 配設溝 ０リング 炉蓋装置 ・炉蓋本体 炉蓋移動部材 ・弾性部材 駆動シャフト 配設溝 ７７・・・・・・・・・・・・・・０リング特許出願人
　東芝セラミックス株式会社代理人　　　　弁理士　　
工　膿　　　隆　夫＼ 一一＼ 第 図 第 図 第　２１Ｊ 第 し：

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 炉蓋本体上に載置された半導体ウェーハを、断熱管装置
   で包囲された炉芯管本体の内部空間に対して挿入し、炉
   芯管本体の周囲でかつ断熱管装置の内部に配置された加
   熱部材によって加熱することにより熱処理を施したのち
   取出す縦型熱処理炉において、断熱管装置が、 （ａ）炉芯管本体および加熱部材を包囲す る断熱管本体と、 （ｂ）断熱管本体の中央部周面に対して形 成された凹所に対し分離可能に配設 された断熱管分割体と を包有してなることを特徴とする縦型熱処理炉。