JPH05190477A - 基板用熱処理装置 - Google Patents
基板用熱処理装置Info
- Publication number
- JPH05190477A JPH05190477A JP2207792A JP2207792A JPH05190477A JP H05190477 A JPH05190477 A JP H05190477A JP 2207792 A JP2207792 A JP 2207792A JP 2207792 A JP2207792 A JP 2207792A JP H05190477 A JPH05190477 A JP H05190477A
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- Japan
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- gas
- core tube
- substrate
- furnace core
- tube
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 炉芯管内の温度を、熱処理に必要な温度にま
で短時間で上昇できるようにする。 【構成】 内部にガスを導入するようにした炉芯管1の
周囲にヒーターユニット6を設け、そのヒーターユニッ
ト6と炉芯管1との間に、ヒーターユニット6により加
熱される透明の石英製の燃焼室7を設け、燃焼用ガスを
燃焼室7に分散供給する小孔を多数備えたガス分散管9
を燃焼室7内に設けるとともに、ガス分散管9に燃焼用
ガスを供給する第1のガス供給管10を接続し、燃焼用
ガスの燃焼に伴う大量の発熱により、炉芯管1内の基板
W…を高速で加熱する。
で短時間で上昇できるようにする。 【構成】 内部にガスを導入するようにした炉芯管1の
周囲にヒーターユニット6を設け、そのヒーターユニッ
ト6と炉芯管1との間に、ヒーターユニット6により加
熱される透明の石英製の燃焼室7を設け、燃焼用ガスを
燃焼室7に分散供給する小孔を多数備えたガス分散管9
を燃焼室7内に設けるとともに、ガス分散管9に燃焼用
ガスを供給する第1のガス供給管10を接続し、燃焼用
ガスの燃焼に伴う大量の発熱により、炉芯管1内の基板
W…を高速で加熱する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板やセラミッ
クス基板といった各種の基板に対して、酸化、アニーリ
ング、CVD(化学気相成長)、あるいは、拡散などの
各種の熱処理を行うために、内部にガスを導入するよう
にした炉芯管の周囲に加熱手段を設けて基板を加熱する
ようにした基板用熱処理装置に関する。
クス基板といった各種の基板に対して、酸化、アニーリ
ング、CVD(化学気相成長)、あるいは、拡散などの
各種の熱処理を行うために、内部にガスを導入するよう
にした炉芯管の周囲に加熱手段を設けて基板を加熱する
ようにした基板用熱処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の基板用熱処理装置は、従来一般
に、次のように構成されている。図5は、従来例の基板
用熱処理装置を示す全体概略縦断面図であり、炉芯管0
1の管軸芯方向の下端側に開口02が形成され、多数の
基板Wを保持した基板ボート03を挿脱するように構成
されている。
に、次のように構成されている。図5は、従来例の基板
用熱処理装置を示す全体概略縦断面図であり、炉芯管0
1の管軸芯方向の下端側に開口02が形成され、多数の
基板Wを保持した基板ボート03を挿脱するように構成
されている。
【0003】炉芯管01内に中空筒状の筒状体04が設
けられ、その筒状体04の外周面と炉芯管01の内周面
との間に環状のガス供給路Rが形成されるとともに、炉
芯管01の開口02側にガス導入孔05が設けられ、パ
ージガスとしてのN2 ガスやArガスや反応用のプロセ
スガスを炉芯管01内に導入するように構成されてい
る。
けられ、その筒状体04の外周面と炉芯管01の内周面
との間に環状のガス供給路Rが形成されるとともに、炉
芯管01の開口02側にガス導入孔05が設けられ、パ
ージガスとしてのN2 ガスやArガスや反応用のプロセ
スガスを炉芯管01内に導入するように構成されてい
る。
【0004】炉芯管01の周囲には、基板Wを加熱する
加熱手段としてのヒーターユニット06が設けられてい
る。炉芯管01の外周面とヒーターユニット06との間
に、環状の冷却用ガス流路R1が形成されるとともに、
その冷却用ガス流路R1に空気供給管07を介して送気
ファン08が接続され、熱処理の終了後に、空気を供給
して炉芯管01を冷却し、基板W…の温度を下降するよ
うになっている。
加熱手段としてのヒーターユニット06が設けられてい
る。炉芯管01の外周面とヒーターユニット06との間
に、環状の冷却用ガス流路R1が形成されるとともに、
その冷却用ガス流路R1に空気供給管07を介して送気
ファン08が接続され、熱処理の終了後に、空気を供給
して炉芯管01を冷却し、基板W…の温度を下降するよ
うになっている。
【0005】基板ボート03の下部が、支柱09…に断
熱板010…を取り付けた断熱支持部材011が設けら
れている。
熱板010…を取り付けた断熱支持部材011が設けら
れている。
【0006】図中、012は昇降支持アームを示し、こ
の昇降支持アーム012を駆動昇降することによって炉
口キャップ013を保持し、その炉口キャップ013上
に支持された断熱支持部材011および基板ボート03
を昇降して炉芯管1に挿脱するように構成されている。
の昇降支持アーム012を駆動昇降することによって炉
口キャップ013を保持し、その炉口キャップ013上
に支持された断熱支持部材011および基板ボート03
を昇降して炉芯管1に挿脱するように構成されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述従
来例の場合に、ヒーターユニット06のヒーターが抵抗
加熱タイプであり、電源電圧や利用できるヒーター線の
関係から、大きな電力を投入しづらく、ヒーターユニッ
ト06に通電して加熱を開始しても、炉芯管01内の温
度を急激に上昇することが難しく、その昇温速度は50℃
/min 程度であり、熱処理に必要な温度にまで上昇する
のに時間がかかり、単位時間当りの処理能力を向上する
うえで限界があった。
来例の場合に、ヒーターユニット06のヒーターが抵抗
加熱タイプであり、電源電圧や利用できるヒーター線の
関係から、大きな電力を投入しづらく、ヒーターユニッ
ト06に通電して加熱を開始しても、炉芯管01内の温
度を急激に上昇することが難しく、その昇温速度は50℃
/min 程度であり、熱処理に必要な温度にまで上昇する
のに時間がかかり、単位時間当りの処理能力を向上する
うえで限界があった。
【0008】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、炉芯管内の温度を、熱処理に必要な温
度にまで短時間で上昇できるようにすることを目的とす
る。
たものであって、炉芯管内の温度を、熱処理に必要な温
度にまで短時間で上昇できるようにすることを目的とす
る。
【課題を解決するための手段】本発明は、上述のような
目的を達成するために、内部にガスを導入するようにし
た炉芯管の周囲に加熱手段を設けて基板を加熱するよう
にした基板用熱処理装置において、炉芯管の周囲に設け
られた透明材料製で加熱手段により加熱される燃焼室
と、その燃焼室内に設けられて燃焼用ガスを燃焼室に分
散供給する小孔を多数備えたガス分散管と、ガス分散管
に燃焼用ガスを供給するガス供給管とから成る補助加熱
手段を備えて構成する。
目的を達成するために、内部にガスを導入するようにし
た炉芯管の周囲に加熱手段を設けて基板を加熱するよう
にした基板用熱処理装置において、炉芯管の周囲に設け
られた透明材料製で加熱手段により加熱される燃焼室
と、その燃焼室内に設けられて燃焼用ガスを燃焼室に分
散供給する小孔を多数備えたガス分散管と、ガス分散管
に燃焼用ガスを供給するガス供給管とから成る補助加熱
手段を備えて構成する。
【0009】
【作用】本発明の基板用熱処理装置の構成によれば、燃
焼用ガスをガス分散管を通じて燃焼室に供給し、加熱手
段による燃焼室の加熱によって燃焼用ガスに着火し、そ
の燃焼に伴う大量の発熱により燃焼室の温度を高速で上
昇し、その輻射熱によって炉芯管内の基板を加熱するこ
とができる。
焼用ガスをガス分散管を通じて燃焼室に供給し、加熱手
段による燃焼室の加熱によって燃焼用ガスに着火し、そ
の燃焼に伴う大量の発熱により燃焼室の温度を高速で上
昇し、その輻射熱によって炉芯管内の基板を加熱するこ
とができる。
【0010】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
に説明する。
【0011】図1は、基板用熱処理装置の実施例の全体
概略縦断面図であり、管軸芯方向が上下方向を向くよう
に赤外線透過性を有する石英材料によって形成された炉
芯管1が設けられ、その炉芯管1の管軸芯方向下端側に
開口2が設けられ、この開口2を通じて、多数の基板W
…を保持した基板ボート3を挿脱できるように構成され
ている。
概略縦断面図であり、管軸芯方向が上下方向を向くよう
に赤外線透過性を有する石英材料によって形成された炉
芯管1が設けられ、その炉芯管1の管軸芯方向下端側に
開口2が設けられ、この開口2を通じて、多数の基板W
…を保持した基板ボート3を挿脱できるように構成され
ている。
【0012】炉芯管1内に中空筒状の筒状体4が設けら
れ、その筒状体4の外周面と炉芯管1の内周面との間に
環状のガス供給路Rが形成されるとともに、炉芯管1の
開口2側にガス導入孔5が設けられ、図示しないパージ
ガスの供給手段とプロセスガス供給手段とが選択的に連
通接続可能に接続され、パージガスとしてのN2 ガスや
Arガスや反応用のプロセスガスを炉芯管1内に導入す
るように構成されている。
れ、その筒状体4の外周面と炉芯管1の内周面との間に
環状のガス供給路Rが形成されるとともに、炉芯管1の
開口2側にガス導入孔5が設けられ、図示しないパージ
ガスの供給手段とプロセスガス供給手段とが選択的に連
通接続可能に接続され、パージガスとしてのN2 ガスや
Arガスや反応用のプロセスガスを炉芯管1内に導入す
るように構成されている。
【0013】炉芯管1の周囲には、管軸芯方向に短い第
1のヒータ6aと長い第2のヒータ6bと短い第3のヒ
ータ6cとから成る基板Wを加熱する加熱手段としての
ヒーターユニット6が設けられている。
1のヒータ6aと長い第2のヒータ6bと短い第3のヒ
ータ6cとから成る基板Wを加熱する加熱手段としての
ヒーターユニット6が設けられている。
【0014】炉芯管1の外周面とヒーターユニット6と
の間に、図2の要部の拡大断面図、および、図3の横断
面図それぞれに示すように、赤外線透過性を有する透明
で石英材料製の環状の燃焼室7が設けられるとともに、
その燃焼室7内に、燃焼用ガスを分散供給する小孔8を
多数備えたセラミックス製のガス分散管9…が周方向に
所定間隔を隔てて設けられている。
の間に、図2の要部の拡大断面図、および、図3の横断
面図それぞれに示すように、赤外線透過性を有する透明
で石英材料製の環状の燃焼室7が設けられるとともに、
その燃焼室7内に、燃焼用ガスを分散供給する小孔8を
多数備えたセラミックス製のガス分散管9…が周方向に
所定間隔を隔てて設けられている。
【0015】ガス分散管9…それぞれの上端側に、燃焼
用ガスとしての純水素ガスを供給する第1のガス供給管
10が接続されるとともに、その第1のガス供給管10
に流量調節弁11が付設されている。
用ガスとしての純水素ガスを供給する第1のガス供給管
10が接続されるとともに、その第1のガス供給管10
に流量調節弁11が付設されている。
【0016】また、燃焼室7の上端側に、空気を供給す
る第2のガス供給管12が接続されるとともに、その第
2のガス供給管12に送気ファン13が接続されてい
る。
る第2のガス供給管12が接続されるとともに、その第
2のガス供給管12に送気ファン13が接続されてい
る。
【0017】前記燃焼室7の内周面と炉芯管1の外周面
との間に環状の排ガス流路R2が形成され、燃焼室7の
下端側と排ガス流路R2が接続されるとともに、排ガス
流路R2の上部側に排ガス口14が設けられている。
との間に環状の排ガス流路R2が形成され、燃焼室7の
下端側と排ガス流路R2が接続されるとともに、排ガス
流路R2の上部側に排ガス口14が設けられている。
【0018】炉芯管1の開口2の近くに、炉芯管1内に
連通するように排気管15が設けられ、基板W…を保持
した基板ボート3を炉芯管1内に挿入するとともに、開
口2を炉口キャップ16で蓋した状態でプロセスガスを
ガス導入孔5から流すときに、排気管15から排出して
いくように構成されている。排気管15には、図示しな
い排気手段が連通接続されている。
連通するように排気管15が設けられ、基板W…を保持
した基板ボート3を炉芯管1内に挿入するとともに、開
口2を炉口キャップ16で蓋した状態でプロセスガスを
ガス導入孔5から流すときに、排気管15から排出して
いくように構成されている。排気管15には、図示しな
い排気手段が連通接続されている。
【0019】基板ボート3は、周方向に間隔を隔てて設
けた基板支持用の石英製で透明の3本の支柱3c…の長
手方向両端側それぞれに石英製の板体3a,3bを一体
的に設けて構成されている。支柱3c…それぞれには、
長手方向に微小ピッチで基板挿入溝(図示せず)が形成
され、基板Wの外周縁所要部を挿入して三点で保持でき
るように構成されている。下方の板体3a側には、支柱
17…に断熱板18…を取り付けた断熱支持部材19が
設けられている。
けた基板支持用の石英製で透明の3本の支柱3c…の長
手方向両端側それぞれに石英製の板体3a,3bを一体
的に設けて構成されている。支柱3c…それぞれには、
長手方向に微小ピッチで基板挿入溝(図示せず)が形成
され、基板Wの外周縁所要部を挿入して三点で保持でき
るように構成されている。下方の板体3a側には、支柱
17…に断熱板18…を取り付けた断熱支持部材19が
設けられている。
【0020】図中20は昇降支持アームを示し、この昇
降支持アーム20を駆動昇降することによって炉口キャ
ップ16を保持し、その炉口キャップ16上に支持され
た断熱支持部材19と基板ボート3を昇降して炉芯管1
に挿脱するように構成されている。
降支持アーム20を駆動昇降することによって炉口キャ
ップ16を保持し、その炉口キャップ16上に支持され
た断熱支持部材19と基板ボート3を昇降して炉芯管1
に挿脱するように構成されている。
【0021】以上の構成により、炉芯管1内の基板Wを
加熱するときに、先ず、ヒーターユニット6に通電し、
所定時間経過後に、第1および第2のガス供給管10,
12を通じて純水素ガスをガス分散管9に供給するとと
もに燃焼室7に空気を供給し、燃焼室7の加熱に伴って
着火して大量の発熱を生じさせ、その輻射熱によって基
板W…を加熱し、熱処理に必要な温度に高速で上昇する
ようになっている。また、燃焼排ガスを排ガス流路R2
に流して炉芯管1を対流により加熱してより一層高速で
基板W…の温度を上昇できるようになっている。熱処理
に必要な温度に到達した後には、第1および第2のガス
供給管10,12からの純水素ガスおよび空気の供給を
停止してヒーターユニット6のみによる加熱状態に切換
える。
加熱するときに、先ず、ヒーターユニット6に通電し、
所定時間経過後に、第1および第2のガス供給管10,
12を通じて純水素ガスをガス分散管9に供給するとと
もに燃焼室7に空気を供給し、燃焼室7の加熱に伴って
着火して大量の発熱を生じさせ、その輻射熱によって基
板W…を加熱し、熱処理に必要な温度に高速で上昇する
ようになっている。また、燃焼排ガスを排ガス流路R2
に流して炉芯管1を対流により加熱してより一層高速で
基板W…の温度を上昇できるようになっている。熱処理
に必要な温度に到達した後には、第1および第2のガス
供給管10,12からの純水素ガスおよび空気の供給を
停止してヒーターユニット6のみによる加熱状態に切換
える。
【0022】また、熱処理後に炉芯管1内の温度を低下
するときには、ヒーターユニット6の通電を停止すると
ともに第2のガス供給管12から空気を供給し、燃焼室
7から排ガス流路R2に空気のみを流すことにより、炉
芯管1の外表面を冷却して極力高速で基板W…の温度を
下降できるようになっている。
するときには、ヒーターユニット6の通電を停止すると
ともに第2のガス供給管12から空気を供給し、燃焼室
7から排ガス流路R2に空気のみを流すことにより、炉
芯管1の外表面を冷却して極力高速で基板W…の温度を
下降できるようになっている。
【0023】上記基板W…の温度の経時的変化について
説明すれば、図4のグラフに示すように、ヒーターユニ
ット6に通電するに伴い、基板W…および燃焼室7それ
ぞれの温度が50℃/min で上昇し、その温度が 450℃に
達するに伴って燃焼用ガスが着火し、その大量の発熱に
伴って 100℃/min で上昇し、熱処理に必要な温度1100
℃に到達する。そのときに純水素ガスおよび空気の供給
を停止してヒーターユニット6のみによる加熱状態に切
換え、温度1100℃に維持する。熱処理後には、燃焼室7
から排ガス流路R2に空気のみを流して冷却し、35℃/
min で基板W…の温度を下降するのである。
説明すれば、図4のグラフに示すように、ヒーターユニ
ット6に通電するに伴い、基板W…および燃焼室7それ
ぞれの温度が50℃/min で上昇し、その温度が 450℃に
達するに伴って燃焼用ガスが着火し、その大量の発熱に
伴って 100℃/min で上昇し、熱処理に必要な温度1100
℃に到達する。そのときに純水素ガスおよび空気の供給
を停止してヒーターユニット6のみによる加熱状態に切
換え、温度1100℃に維持する。熱処理後には、燃焼室7
から排ガス流路R2に空気のみを流して冷却し、35℃/
min で基板W…の温度を下降するのである。
【0024】一方、ヒーターユニット6のみによって基
板W…を加熱した場合には、二点鎖線Lで示すように、
熱処理に必要な温度1100℃に到達するまでに時間t(6
分30秒)の遅れを生じることとなり、本発明によって処
理能力を向上できることが明らかである。
板W…を加熱した場合には、二点鎖線Lで示すように、
熱処理に必要な温度1100℃に到達するまでに時間t(6
分30秒)の遅れを生じることとなり、本発明によって処
理能力を向上できることが明らかである。
【0025】前記燃焼室7とガス分散管9と第2のガス
供給管10とから成る構成をして補助加熱手段と称す
る。
供給管10とから成る構成をして補助加熱手段と称す
る。
【0026】上記実施例では、燃焼用ガスとして純水素
ガスを供給するようにしているが、例えば、プロパンガ
スなど各種の可燃性ガスを使用でき、また、燃焼室7に
空気を供給しているが、純酸素ガスを供給しても良く、
更には、第2のガス供給管12を設けずに、第1のガス
供給管10に供給する前に、純水素ガスと空気とを予じ
め混合し、それを燃焼用ガスとして供給するようにして
も良い。
ガスを供給するようにしているが、例えば、プロパンガ
スなど各種の可燃性ガスを使用でき、また、燃焼室7に
空気を供給しているが、純酸素ガスを供給しても良く、
更には、第2のガス供給管12を設けずに、第1のガス
供給管10に供給する前に、純水素ガスと空気とを予じ
め混合し、それを燃焼用ガスとして供給するようにして
も良い。
【0027】なお、排気管15と第1のガス供給管10
とを接続し、還元処理を行うために炉芯管1内に純水素
ガスを供給する場合に、余剰の純水素ガスを燃焼用ガス
として利用するようにしても良い。また、第2の供給管
12から純酸素ガスを供給する場合には、その排ガスの
一部を炉芯管1内に供給してウェット酸化を行うように
しても良い。
とを接続し、還元処理を行うために炉芯管1内に純水素
ガスを供給する場合に、余剰の純水素ガスを燃焼用ガス
として利用するようにしても良い。また、第2の供給管
12から純酸素ガスを供給する場合には、その排ガスの
一部を炉芯管1内に供給してウェット酸化を行うように
しても良い。
【0028】本発明は、上述実施例に示したように、炉
芯管1の管軸芯方向を上下方向に向けた縦型タイプの基
板用熱処理装置に限らず、炉芯管1の管軸芯方向を水平
方向に向けた横型タイプの基板用熱処理装置にも適用で
きる。
芯管1の管軸芯方向を上下方向に向けた縦型タイプの基
板用熱処理装置に限らず、炉芯管1の管軸芯方向を水平
方向に向けた横型タイプの基板用熱処理装置にも適用で
きる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の基板用熱
処理装置によれば、加熱手段によって、燃焼用ガスを着
火するに足る温度にまで燃焼室を加熱しさえすれば、燃
焼用ガスを燃焼して大量の発熱により燃焼室の温度を高
速で上昇し、その輻射熱によって炉芯管内の基板を加熱
するから、炉芯管内の温度を、熱処理に必要な温度にま
で短時間で上昇できて単位時間当りの処理能力を向上で
きる。
処理装置によれば、加熱手段によって、燃焼用ガスを着
火するに足る温度にまで燃焼室を加熱しさえすれば、燃
焼用ガスを燃焼して大量の発熱により燃焼室の温度を高
速で上昇し、その輻射熱によって炉芯管内の基板を加熱
するから、炉芯管内の温度を、熱処理に必要な温度にま
で短時間で上昇できて単位時間当りの処理能力を向上で
きる。
【図1】本発明に係る基板用縦型熱処理装置の実施例の
全体概略縦断面図である。
全体概略縦断面図である。
【図2】要部の拡大断面図である。
【図3】横断面図である。
【図4】基板の温度の経時的な変化を示すグラフであ
る。
る。
【図5】従来例の基板用熱処理装置の全体概略縦断面図
である。
である。
1…炉芯管 6…加熱手段としてのヒーターユニット 7…燃焼室 8…小孔 9…ガス分散管 10…第1のガス供給管
Claims (1)
- 【請求項1】 内部にガスを導入するようにした炉芯管
の周囲に加熱手段を設けて基板を加熱するようにした基
板用熱処理装置において、 前記炉芯管の周囲に設けられた透明材料製で前記加熱手
段により加熱される燃焼室と、 前記燃焼室内に設けられて燃焼用ガスを前記燃焼室に分
散供給する小孔を多数備えたガス分散管と、 前記ガス分散管に燃焼用ガスを供給するガス供給管とか
ら成る補助加熱手段を備えたことを特徴とする基板用熱
処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2207792A JPH05190477A (ja) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | 基板用熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2207792A JPH05190477A (ja) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | 基板用熱処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05190477A true JPH05190477A (ja) | 1993-07-30 |
Family
ID=12072829
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2207792A Pending JPH05190477A (ja) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | 基板用熱処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05190477A (ja) |
-
1992
- 1992-01-10 JP JP2207792A patent/JPH05190477A/ja active Pending
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