JPH083004Y2 - 熱処理炉 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、半導体構造に用いる加圧酸化炉や拡散炉
などの熱処理炉に関するものである。

従来の技術 熱処理炉、例えば、加圧酸化炉では、反応管内に水蒸
気ガスを供給しながらウエハの熱処理を行っているが、
このガスは、温度の高い方に多く流れる性質がある。

そこで、反応管に供給されたガスは、その上方を流れ
る傾向があるので、反応管内のウエハは、その上方部に
なればなる程、より多量のガスと接触することになる。

そのため、ウエハに形成される酸化膜は、上部になる
程厚くなり、均一な酸化膜を形成することは困難であ
る。

そのため、ウエハの中央部しか設定膜厚とならないの
で、他の部分、即ち、ウエハの上部及び下部を捨てなけ
ればならず、スループットが極めて悪くなる。

そこで、従来この問題を解決するため、反応管のガス
入口側にバッファを設け、ガスの流れを制御する方法が
用いられている。

考案が解決しようとする問題点 従来例では、バッファが垂直状に配設されているの
で、ガスがバッファに衝突しても該ガスは、その性質
上、上方に流れ方向を変え、反応管内の上方側を流れ
る。

そのため、前記のようにウエハの膜厚は、上方となる
に従って厚くなり、不均一な膜厚の酸化膜となり、スル
ープットが悪い。

この考案は、上記事情に鑑み、ウエハの酸化膜を均一
化し、スループットの向上を図ることを目的にする。

問題点を解決するための手段 この考案は、横型反応管の軸方向にガス入口を設け、
該横型反応管内の該ガス入口とウエハボートとの間にガ
スの流れを規制するバッファを設けるとともに、該バッ
ファの上部側が該ガス入口側に傾く様に該バッファを傾
斜せしめた熱処理炉において、前記バッファを該反応間
の内周面に沿って円形状に形成し、該バッファに複数の
ガス通孔を形成するとともに、その下部中央に逆Ｕ字状
の切欠部を形成したことを特徴とする熱処理炉である。

作用 反応管内に、ウエハを収容した石英ボートを挿入した
後、ガス入口からガスを流すと、バッファに衝突してそ
の流れ方向を下方に変えられ、該バッファに沿って流下
し、切欠部からウエハボートの下部に流れ込む。

そして、このガスは、反応管内を上昇する。一方バッ
ファに衝突したガスの一部はガス通孔を通り、その進行
方向を変えられることなく直進する。この時ガスの通孔
が複数設けられているので、バッファのウエハボート側
にはシャワーの如くガスが放出されることになる。

このシャワー状のガスは切欠部から放出され反応管内を
上昇するガス流と衝突し、該ガス流を拡散滞流させるの
でウエハ全体にわたって均一なガス雰囲気が形成され
る。

実施例 この考案の実施例を図面により説明するが、同一図面
符号はその名称も機能も同一である。

まず、第１実施例を、第１図、第２図により説明する。

横型反応管１の軸方向にガス入口を設け、該横型反応管
１内の該ガス入口２とウエハボート９との間にガスの流
れを規制するバッファ3,4を設ける。このバッファ３、
４は第１図に示す様にその上部側が該ガス入口２側に傾
く様に角度θ、例えば45°傾斜させて配設されている。
該バッファ３、４は前記反応管１の内周面に沿って円形
状に形成されている。このバッファ３、４は第２図に示
す様に全面にわたって多数のガス通孔５を備えており、
その下部中央には逆Ｕ字状の切欠部６が設けられてい
る。

このバッファ３とバッファ４は、連結部材７に間隔を開
けて固定されている。

なお、バッファの位置や間隔、使用枚数、更には、ガ
ス通孔の大きさは、ガスの温度や流れ方向及び流速が、
プロセス温度に悪影響を及ぼさないように適宜選択され
る。

つぎに、この実施例の作動につき説明する。連結部材７
を移動しバッファ３、４を所定位置に調節すると共に反
応管１内に、ウエハＷを収容したウエハボート９を挿入
した後、ガス入口２から酸素Ｏ₂ガスと水素ガスＨ₂を流
して該ガスを燃焼させる。そうすると、水蒸気が発生
し、その水蒸気ガスは反応管の軸心方向に流れ、バッフ
ァ４に衝突しその大部分は、その流れ方向を下方、即
ち、矢印A1方向に変えられながら該バッファ４に沿って
流下し、バッファ４の切欠部６を通って反応管１の下部
側に排出される。この排出されたガス流は反応管内を上
昇しようとするが、バッファのガス通孔５からシャワー
の如く放出されるガス流により抑制されるとともにバッ
ファ３により下方に案内され、その大部分は切欠部６か
らウエハボート８の下部方向即ち、矢印A2方向に流れ
る。そしてこのガスは、ウエハボート８内のウエハＷ間
を通って矢印A3方向に上昇しながら、ウエハＷと十分に
接触する。

一方バッファ３に衝突した水蒸気ガスの一部はガス通
孔５を通ってウエハボート９側に放出される。この時ガ
ス通孔５は多数形成されているので、該ガスはシャワー
のようになりながら放出される。

このシャワー状のガス流は前記上昇ガスと衝突し、該上
昇ガス流を拡散させ、滞溜させるので、ウエハ全面にわ
たって均一なガス雰囲が形成される。

第３図は、第２実施例を示す図で、第１実施例と異な
る点は、連結部材13に複数個の傾斜溝14を設け、該溝14
に、バッファ３、４を嵌着した点である。

この実施例では、傾斜溝14の傾斜角βを変化させるこ
とにより、バッファ３、４の傾斜角を変えることができ
ると共に、バッファ３、４を嵌着する傾斜溝14を選ぶこ
とによりバッファ３、４間の間隔を自由に調整出来る。

第４図は、第３実施例を示す図で、第３実施例と異な
る点は、連結部材13が、ウエハボート９に接続している
ことである。

この考案の実施例は、上記の限定されるものではな
く、例えば、各バッファを夫々別個の支持台に固定し、
この支持台を個別に移動してバッファの位置を調節して
も良い。

考案の効果 この考案は、以上のように構成したので、ガス入口か
ら流れるガスは、バッファに衝突してその大部分は、流
れ方向を下方に変えられながら該バッファに沿って落下
し、逆Ｕ字状の切欠部の規制を受け、該バッファの下部
中央に集められながらウエハボートの下部に流れるとと
もに、上昇流ガスとなってウエハの全面を洗うようにし
ながら反応管内を上昇する。

一方バッファに衝突したガスの一部はガス通孔を通りそ
の進行方向を変えられることなくシャワー状となって直
進する。このシャワー状のガスは前記上昇流ガスと衝突
し、拡散、滞流させる。

そのためウエハ全面にわたって均一なガス雰囲気となる
ので、ウエハに均一な膜が形成される。

従って、従来例のようにウエハの上部と下部を捨てな
くてもよいのでスループットが極めてよくなる。

【図面の簡単な説明】 第１図〜第４図は、この考案の実施例を示す図で、第１
図は、第１実施例を示す正面図、第２図は、第１図のバ
ッファの拡大斜視図である、第３図は、第２実施例を示
す拡大断面図、第４図は、第３実施例を示す拡大断面図
で第３図に相当する図である。 １……反応管 ２……ガス入口 ３、４……バッファ ５……通孔

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】横型反応管の軸方向にガス入口を設け、該
   横型反応管内の該ガス入口とウエハボートとの間にガス
   の流れを規制するバッファを設けるとともに、該バッフ
   ァの上部側が該ガス入口側に傾く様に該バッファを傾斜
   せしめた熱処理炉において、前記バッファを該反応管の
   内周面に沿って円形状に形成し、該バッファに複数のガ
   ス通孔を形成するとともに、その下部中央に逆Ｕ字状の
   切欠部を形成したことを特徴とする熱処理炉。
2. 【請求項２】バッファが、間隔をおいて複数設けられて
   いることを特徴とする実用新案登録請求の範囲記載の熱
   処理炉。