JPH088194A - 気相成長機構および熱処理機構における加熱装置 - Google Patents

気相成長機構および熱処理機構における加熱装置

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JPH088194A
JPH088194A JP6158039A JP15803994A JPH088194A JP H088194 A JPH088194 A JP H088194A JP 6158039 A JP6158039 A JP 6158039A JP 15803994 A JP15803994 A JP 15803994A JP H088194 A JPH088194 A JP H088194A
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reaction tube
heating device
heating
heat treatment
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康 尾▲ざき▼
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Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 筒状体である加熱炉において、最も放熱率が
高い端部の開口部を補助加熱体で閉鎖し、炉内において
従前形成していた補助加熱領域の設置構成を排除し、有
効容積のすべてを均熱領域とし、該均熱領域の容積に準
じて被加工処理材量を上昇させること、省熱、また、装
置全体の容積の小型化等を目的とする。 ［構成］ 気相成長、熱拡散または熱処理を行おうとす
る被加工処理材５の複数を設定した姿勢を維持定着した
支持体６を内装できる石英もしくは炭化珪素等よりなる
反応管１の外周に、該反応管１の全長を円筒形の加熱装
置４により被覆形成する装置にあって、該加熱装置４の
前後両端における開口部を補助加熱体４ａをもって閉鎖
し、内在させた反応管１を包設してなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電子部品の半導体基
板、液晶基板において絶縁膜、半導体膜等の薄膜を形成
する気相成長機構および熱処理機構における加熱装置に
関するものである。
【０００２】
【技術的背景】この発明は、電子部品の半導体基板、液
晶基板において絶縁膜、半導体膜等の薄膜を形成する手
段、例えば 気相成長手段 （ＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏ
ｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｈ）手段） 即ち、所望の薄膜を形成するための設定ガスを供給し、
加熱減圧処理により被加工処理材の表面に、化学反応に
よる薄膜形成する手段。 熱拡散手段 即ち、所望の設定ガスを加熱処理により被加工処理材中
に熱拡散させる手段。 熱処理手段 即ち、被加工処理材を、設定ガスの雰囲気内での加熱処
理により適正化する手段。 これらを加熱炉内の密閉型反応管内で加熱減圧しながら
行う機構において、気相成長、熱処理および熱拡散等の
処理を行う熱炉機構において、熱炉構成の熱効率を向上
させ、かつ、小型化または従前と同容積の場合では従前
よりも多量の被加工処理材の加工処理を可能とする加熱
装置に係るものである。
【０００３】
【従来の技術】被加工処理材の複数を整列支持した支持
体を内装する主に石英管もしくは炭化珪素管等よりなる
反応管の外周に設置する環状の加熱炉構成手段になる加
熱機構は前記、主体の反応管の設置形態によるところの
横方向設置と縦方向の設置とがあり、この設置形態に基
づいて横型または縦型と称呼した加熱機構は既に公知で
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記した加熱機構にお
いて、その形態の横型、縦型等の形態によるところの長
所、短所は双方互いに具備するものであるが、いずれの
形態においても、目的とする被加工処理材に対する加熱
処理作業の重大要素は、設定する温度が均一であること
が絶対的条件であるため、反応管全長において最も安定
した熱処理を得ることができる中央部の均熱領域と称す
る加熱温度安定ゾーンに被加工処理材を設置するもので
ある。
【０００５】即ち、従前の加熱炉構成は、筒状体をその
基本形態とし、従って、端部の開口からの放熱度合いが
高く、設定温度の均熱を得るためには該加熱炉の中心部
でなければ得られなかったものである。
【０００６】加熱炉の内側に設置する反応管において
は、前記した均熱領域を得るために、横型である場合に
は、該均熱領域の前後位置に、また縦型にあっては、そ
の均熱領域の上下方向に隣接して補助加熱炉を設置し
て、均熱領域の加熱効果の補佐をつとめ補助加熱領域を
形成している。
【０００７】このため、均熱領域を挾む双方に隣接する
箇所に設置する補助加熱炉とともにこれらを加えた全長
よりも更に長い反応管を必要とし、その長大な反応管の
割合に、挿入する被加工処理材の総量が少であるという
不合理性を備えている。
【０００８】このようにして、前記した不合理性を排除
するため筒状体である加熱炉において、最も放熱率が高
い端部の開口部を補助加熱体で閉鎖し、炉内において従
前形成していた補助加熱領域の設置構成を排除し、有効
容積のすべてを均熱領域とし、該均熱領域の容積に準じ
て被加工処理材量を上昇させること、省熱、また、装置
全体の容積の小型化等を目的としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成させるための手段として、第１の発明は、気相成
長、熱拡散または熱処理を行おうとする被加工処理材の
複数を設定した姿勢を維持定着した支持体を内装できる
石英もしくは炭化珪素等よりなる反応管の外周に、該反
応管の全長を円筒形の加熱装置により被覆形成する装置
にあって、該加熱装置の前後両端における開口部を補助
加熱体をもって閉鎖し、内在させた反応管を包設してな
るものである。
【００１０】第２の発明は、反応管の全長を被覆形成す
る円筒形の加熱装置の一端部より突出させた前記反応管
に連なる排気導管を挿入貫通させる導管挿入孔を穿設し
た補助加熱体をもって、前記排気導管を貫通させ、か
つ、加熱装置の開口部を閉鎖するように当接してなるも
のである。
【００１１】第３の発明は、反応管の外周に、該反応管
の全長を加熱装置で被覆形成する装置にあって、前記反
応管の後端に、被加工処理材の複数を定着した支持体を
搬入、搬出させる搬送口を開設し、該搬送口を開閉する
開閉扉体の外側面に補助加熱体を装着してなるものであ
る。
【００１２】第４の発明は、反応管１の一端に、開口し
た搬送口の縁辺に当接できるフランジを外周に設けた開
閉扉体の主部を前記反応管の搬送口より内方に挿入でき
る凹没部を凹設し、該凹没部の凹所に補助加熱体を定着
設置してなるものである。
【００１３】
【作用】この発明の加熱機構の設置形態は横型を基本的
な技術思想とすることを前提として開発し、石英管もし
くは炭化珪素管等よりなる反応管においては、その一端
部を被加工処理材の搬入搬出等の搬送口とし、他端を略
半球状に形成した頂部に排気導孔を有する排気口となる
ようにしたことにより、該反応管の管体形態は略注射器
形を形成し、搬送口とする後端には扉体による開閉が可
能となるようにし、その有効断面を有する区間の全域を
均熱領域とするものである。
【００１４】このようにして反応管のほぼ全長を均熱領
域として有効作用を期待できる容積とし、該加熱管の両
端部位置を補助加熱体を装設するものである。
【００１５】前記のように被加工処理材を内装する反応
管の全外面に加熱装置を設置して、該反応管内を均熱化
するものである。
【００１６】しかしながら、反応管の形態は前記したよ
うに、その全形を大型の注射器状を呈しており、なおか
つ、熱処理作業中は概ね真空もしくは大気以外の設定種
のガスを充填した強減圧下で行うため、外気圧に抗する
形状の略半球形を先端形状とし、また、被加工処理材の
搬送口用の開閉扉も前記の先端形状と同様に抗常圧形状
の略半球形を形成しており、更に前記の先端部において
は、その略半球面の一部より排気導管が突出形成されて
いるものであるから、反応管の先端を被覆するように設
置する補助加熱体も前記排気導管が挿通できる貫通孔を
穿設された略ドーナッツ型とし、かつ、その内側面は排
気導管を突出させた略半球状の凸出球面に対応できる凹
曲面形状に構成することが望ましい。
【００１７】また、前記のように反応管の後端に開口す
る搬送口においては、該搬送口に密合を可能とし、か
つ、該開口縁部に当接する扉マニホールドを介して密接
できるフランジを設けた断面略山高帽状の開閉扉体をも
って耐圧形成されているので、その外気に接する面は凹
没状となっているので、該凹設部に挿入もしくは凹設部
形状に合致嵌合する補助加熱体を埋設し、これら前記先
端位置に装設した補助加熱体、そして上記の開閉扉用の
補助加熱体と反応管全周と両端部とを余すことなく加熱
装置で包囲することにより反応管内の全容積は均熱化
し、該全容積を最も有効に内装された被加工処理材のす
べてが均熱加工処理が受けられるものである。
【００１８】
【発明の実施例】次ぎにこの発明の実施例を図とともに
説明すれば、図１は本発明を説明するための略断面図
で、図２ならびに図３は本発明と対比するために開示し
た従前の装置の略断面図で、図２は横型のものを示し、
図３は縦型のものを示すもので、この従前の各図におい
て、その主要部は、便宜上本発明の主要部と同一符号を
もって説明する。
【００１９】本発明の実施例の説明に入る前段として、
従前の加熱炉構成について触れてみれば、図２は横型の
加熱炉構成の断面略図で、石英管もしくは炭化珪素管等
よりなる反応管１は、設定寸法の均一径管で、前方には
排気導管７を接続する蓋体が密に固着できるようにして
あり、また、後端には開閉扉体８が密に閉止、そして開
扉ができるように取付けられている。そして、この反応
管１の外周には加熱装置４が囲繞設置されている。これ
ら加熱装置４による炉構成で反応管１内部において、常
に設定温度が保たれる均熱領域２を得るために、該均熱
領域２の前後位置に補助加熱領域３、３を形成する。こ
の補助加熱領域３、３を形成させるために、前記加熱装
置４の前後位置にも補助加熱体４ａ、４ａを設置するこ
とによって前記の均熱領域２が構成される。このように
して形成される前記均熱領域２のみが被加工処理材５の
内挿設置範囲となる。
【００２０】次ぎに、図３に基づいて従前の縦型の加熱
炉構成を説明すれば、前記の横型と相違して反応管１
は、いずれも石英管もしくは炭化珪素管等よりなる外管
１ａと内管１ｂとの二重構造となっており、外管１ａは
有底体で、天地逆使用形態を採って伏状を形成し、これ
に対し内管１ｂは、両端開口の筒状体で、略半球状の底
部を上端となるように倒立させた前記外管１ａの内周に
同心状で、かつ、僅かな間隙を介して設置するものであ
るが、この内管１ｂの上端位置と外管１ａにおける略半
球状の底部の起端位置とを合致させ、かつ、該位置で外
管１ａの内部と連通させてあるが、互いの下端は非連通
に形成し、かつ、外管１ａ下端の一部には排気導管７が
接続できるようにしてあり、また、内管１ｂ下端の開口
部が被加工処理材５の出入用の搬送口を開閉扉体８によ
って開閉できるように構成されている。そして、前記し
た内管１ｂの上端を上限位置とし、かつ、下限位置を、
これら反応管１の全高の約３分の１程度の高さ位置まで
の範囲を均熱領域２となるように外管１ａの外全周に加
熱装置４を設置し、かつ該加熱装置４の上端より略半球
状の底部の頂部位置を上限とする範囲の外周に補助加熱
体４ａを装着し、上部の補助加熱領域３を形成するもの
であるが、この上部の補助加熱領域３は、前述した横型
形式の場合と比較して小規模であるが、これは外管１ａ
の上端が逆の有底形態により放熱率が低いために大なる
補助加熱領域３を必要としない。また、前記の加熱装置
４の下端に連ねて下方の補助加熱体４ａを設置し、これ
らによって反応管１内に上下の補助加熱領域３、３と、
それに挾まれるようにして均熱領域２が形成されてい
る。
【００２１】これら前記した横型、縦型の双方ともに、
形成された均熱領域２に、被加工処理材５である半導体
基板および液晶基板を、形状（丸型もしくは角型）なら
びに面積等の規模によって設定された規格に基づいて設
定等間隔を介在させて形成された整列状態を維持できる
支持体６によって一個体にしたものを挿入設置するもの
である。なお、縦型においては、支持体６が均熱領域２
に正確に設置するために補助台としてポートテーブル６
ａが用いられている。
【００２２】以上のように構成された従来の技術におけ
る加熱装置３は筒状体を基本形態とし、その結果、両端
の開口からの放熱が大であることから均熱領域２を形成
するために前記加熱装置４の前後方向または上下方向の
それぞれに補助加熱体４ａを補足的に設置していたもの
である。
【００２３】これら従前の技術に対し本発明は、基本的
に筒状の加熱装置４にあって、その両端が必然的に形成
される開口部を補助加熱体４ａ、４ａで閉鎖しようとす
るもので、これら筒状の加熱装置４と、その両開口部を
閉鎖する補助加熱体４ａ、４ａとによって形成された内
腔を炉体とするもので、該内腔内に反応管１を装成しよ
うとするものである。
【００２４】実質的な反応管１の形態は、その大部分を
同径の筒形で形成し、先端位置には小径に絞った排気導
管７が、略半球状に膨出曲成して内外の圧力差に対抗で
きるように球面形成の頂部より突出形成してある。
【００２５】また、反応管１の後端部は、該反応管１の
主部の径をそのまま開口させ、複数の加工処理材５の出
し入れ用の搬送口１ｃとして開口し、該搬送口１ｃを開
閉する開閉扉体８が着脱自在となるように形成するもの
であるから、補助加熱体４ａ、４ａも反応管１の形態に
追従した端部形成をもって被覆構成するものである。
【００２６】反応管１の後端に開口する搬送口１ｃに
は、これを開閉できる開閉扉体８を形成する。
【００２７】この開閉扉体８は、その周囲に前記反応管
１の開口縁部を形成する扉マニホールド８ａに当接でき
るフランジ８ｂを有し、かつ該フランジ８ｂの内周位置
に連ねて凹没部８ｃが設けられ、該凹没部８ｃの外周は
前記扉マニホールド８ａ位置より反応管１の内方に挿入
できる径をもって形成され、その挿入方向が略半球形成
の膨出球面が形成され反応管１の内外圧力差に抗し得る
ようにし、これによって凹没形成された凹所に補助加熱
体４ａを定着設置してなるものである。
【００２８】この排気導管７は、加熱装置４の端部開口
部位置より外部に突出させるものであるから、該加熱装
置４の端部開口部を閉鎖する補助加熱体４ａにおいて、
反応管１の一端に連なる排気導管７を挿入貫通させるた
めの導管挿入孔４ａ１を穿設した補助加熱体４ａをもっ
て、前記排気導管７を貫通させ、かつ、加熱装置４の開
口部を閉鎖するように当接してなるものである。
【００２９】また、これらの構成において、前記した扉
マニホールド８ａにあっては、必要に応じて外部の必要
回路に接続できるガス導入管８ｄを設けるものである。
【００３０】更に図中、符号５は被加工処理材を示すも
ので、該被加工処理材５の種類、材質・物性、加工なら
びに処理法、さらには形態（大きさ、外形）等によって
反応管１内における設置状況を異にするものであるが、
これら複数の被加工処理材５を上記の所望する設置状態
を維持して支持できる支持体６によって支承させるもの
である。
【００３１】さらにまた、図中符号７ａは、中間に真空
ポンプ７ｂを介装した排気管を示すもので、この排気管
７ａは前記した反応管１の先端より突出形成した排気導
管７に接続することができるようにしてなるものであ
る。
【００３２】
【発明の効果】この発明は以上のように構成したので、
従前の技術において、反応管を被覆する加熱炉にあって
は、筒状体を基本的な形態とすることにより、その両端
からの放熱度合いが高いため、設定温度の均熱域が中間
部の小区域に限定され、均熱域において設定温度の安定
状態を得るために、該均熱域の両外位置に補助加熱領域
を形成して均熱領域の温度安定化を図ってきたが、これ
によって加熱装置の全体容積が大となり、該容積に対し
て稼働率ならびに熱効率も低いものであったが、本発明
にあっては該加熱炉にあっては、その基本形態である従
前の筒状体を踏襲し、放熱度合いが高かった両端部を補
助加熱体をもって閉鎖構成したことにより補助加熱領域
システムを排除することができ、また、容積に対する稼
働比率と熱効率の双方を同時に向上することができる効
果あるものである。
【００３３】
【図面の簡単な説明】
図１ 本発明の装置の全体断面図 図２ 従前技術の横型装置の断面図 図３ 従前技術の縦型装置の断面図
【００３４】
【符号の説明】
１ 反応管 １ａ 外管 １ｂ 内管 １ｃ 搬送口 ２ 均熱領域 ３ 補助加熱領域 ４ 加熱装置 ４ａ 補助加熱体 ４ａ１ 導管挿通孔 ５ 被加工処理材 ６ 支持体 ６ａ ポートテーブル ７ 排気導管 ７ａ 排気管 ７ｂ 真空ポンプ ８ 開閉扉体 ８ａ 扉マニホールド ８ｂ フランジ ８ｃ 凹没所 ８ｄ ガス導入管

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 気相成長、熱拡散または熱処理を行おう
    とする被加工処理材５の複数を設定した姿勢を維持定着
    した支持体６を内装できる石英もしくは炭化珪素等より
    なる反応管１の外周に、該反応管１の全長を円筒形の加
    熱装置４により被覆形成する装置にあって、該加熱装置
    ４の前後両端における開口部を補助加熱体４ａをもって
    閉鎖し、内在させた反応管１を包設してなることを特徴
    とする気相成長機構および熱処理機構における加熱装
    置。
  2. 【請求項２】 反応管１の全長を被覆形成する円筒形の
    加熱装置４の一端部より突出させた前記反応管１に連な
    る排気導管７を挿入貫通させる導管挿入孔４ａ１を穿設
    した補助加熱体４ａをもって、前記排気導管７を貫通さ
    せ、かつ、加熱装置４の開口部を閉鎖するように当接し
    てなることを特徴とする請求項１記載の気相成長機構お
    よび熱処理機構における加熱装置。
  3. 【請求項３】 反応管１の外周に、該反応管１の全長を
    加熱装置４で被覆形成する装置にあって、前記反応管１
    の後端に、被加工処理材５の複数を定着した支持体６を
    搬入、搬出させる搬送口１ｃを開設し、該搬送口１ｃを
    開閉する開閉扉体８の外側面に補助加熱体４ａを装着し
    てなることを特徴とする請求項１記載の気相成長機構お
    よび熱処理機構における加熱装置。
  4. 【請求項４】 反応管１の一端に、開口した搬送口１ｃ
    の縁辺に当接できるフランジ８ｂを外周に設けた開閉扉
    体８の主部を前記反応管１の搬送口１ｃより内方に挿入
    できる凹没部８ｃを凹設し、該凹没部８ｃの凹所に補助
    加熱体４ａを定着設置してなることを特徴とする請求項
    ４記載の気相成長機構および熱処理機構における加熱装
    置。
JP6158039A 1994-06-16 1994-06-16 気相成長機構および熱処理機構における加熱装置 Pending JPH088194A (ja)

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