JPH088204A - 熱処理装置 - Google Patents
熱処理装置Info
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- JPH088204A JPH088204A JP16057194A JP16057194A JPH088204A JP H088204 A JPH088204 A JP H088204A JP 16057194 A JP16057194 A JP 16057194A JP 16057194 A JP16057194 A JP 16057194A JP H088204 A JPH088204 A JP H088204A
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- tube
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 ウェハ上の酸化膜の形成を防止し、かつ炉心
管内を流れる気体の流量を低く抑えつつ炉心管内の温度
分布を均一化するようにした熱処理装置を提供する。 【構成】 熱処理装置10は、炉心管部12、循環管路14、
電気炉式気体加熱装置、ファン装置18、水冷式気体冷却
器20及びガス導入装置22,23とを備えている。炉心管部
12は、内管29と外管35からなり、それぞれが開口部を有
する本体と開口部に嵌合する蓋部から構成されている。
内外管の本体及び蓋部は、それぞれ、開閉弁付き導入管
または、排出管を備え、開閉弁を備えた循環路の気体導
入系及び気体排出系に連結されている。内管の内壁に
は、多数の邪魔板40が長手方向及び周方向に離隔して千
鳥状に配置されている。ウェハを収容後、不活性ガスに
置換し、炉芯管路とを連結し、不活性ガスを循環させ
る。不活性ガスを加熱し、ウェハを熱処理する。不活性
ガスを冷却し、ガスをO2,H2に変えて酸化装置にでき
る。
管内を流れる気体の流量を低く抑えつつ炉心管内の温度
分布を均一化するようにした熱処理装置を提供する。 【構成】 熱処理装置10は、炉心管部12、循環管路14、
電気炉式気体加熱装置、ファン装置18、水冷式気体冷却
器20及びガス導入装置22,23とを備えている。炉心管部
12は、内管29と外管35からなり、それぞれが開口部を有
する本体と開口部に嵌合する蓋部から構成されている。
内外管の本体及び蓋部は、それぞれ、開閉弁付き導入管
または、排出管を備え、開閉弁を備えた循環路の気体導
入系及び気体排出系に連結されている。内管の内壁に
は、多数の邪魔板40が長手方向及び周方向に離隔して千
鳥状に配置されている。ウェハを収容後、不活性ガスに
置換し、炉芯管路とを連結し、不活性ガスを循環させ
る。不活性ガスを加熱し、ウェハを熱処理する。不活性
ガスを冷却し、ガスをO2,H2に変えて酸化装置にでき
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱処理装置に関し、更
に詳細には、半導体装置用のウェハを加熱して、不純物
を熱拡散させたり、又はウェハ上に酸化膜を形成したり
するための熱処理装置に関するものである。
に詳細には、半導体装置用のウェハを加熱して、不純物
を熱拡散させたり、又はウェハ上に酸化膜を形成したり
するための熱処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造工程において、熱処理
装置は、ウェハを加熱して、不純物を熱拡散させたり、
又はアニーリングを施したり、或いは酸化膜を形成した
りするために使用されている。従来の熱処理装置80
は、図5に示すように、Bの位置に配置された一方の端
部にシャッタ82付き開口部を有する炉心管84と、炉
心管84の外周に設けられたヒータ86とを備えてい
る。N2 ガスは、炉心管の他方の端部に設けられたN2
ガス導入口88から導入され、シャッタ82の付近の排
出口から排出される。
装置は、ウェハを加熱して、不純物を熱拡散させたり、
又はアニーリングを施したり、或いは酸化膜を形成した
りするために使用されている。従来の熱処理装置80
は、図5に示すように、Bの位置に配置された一方の端
部にシャッタ82付き開口部を有する炉心管84と、炉
心管84の外周に設けられたヒータ86とを備えてい
る。N2 ガスは、炉心管の他方の端部に設けられたN2
ガス導入口88から導入され、シャッタ82の付近の排
出口から排出される。
【0003】ウェハSを熱拡散処理する時には、ウェハ
Sをウェハボート90上に配列して、Aの位置に待機さ
せる。一方、炉心管84をヒータ86で加熱し、所定の
温度に到達して段階で、シャッタ82を開放し、開口部
経由ボートローダ92によりウェハボート90を炉心管
84内に送入して、所定位置Cに配置する。所定時間経
過した後、逆の手順でウェハボート90を炉心管84か
ら取り出し、Aの待機位置に戻す。
Sをウェハボート90上に配列して、Aの位置に待機さ
せる。一方、炉心管84をヒータ86で加熱し、所定の
温度に到達して段階で、シャッタ82を開放し、開口部
経由ボートローダ92によりウェハボート90を炉心管
84内に送入して、所定位置Cに配置する。所定時間経
過した後、逆の手順でウェハボート90を炉心管84か
ら取り出し、Aの待機位置に戻す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の熱処理装置は、次に述べるような問題を有している。
先ず、第1の問題は、ウェハの表面に酸化膜が形成され
ることである。ウェハボートの搬入出時、高温のN2 ガ
スが開口部経由炉心管から大気中に大量に放出されるの
で、外気と高温のN2 ガスが混ざり合う開口部付近は、
高温の酸素が存在する雰囲気となっている。そのため、
ウェハボートの搬入出に伴いウェハSが開口部を通過す
る時、ウェハは高温の酸素により酸化され、表面に酸化
膜が形成される。半導体装置の作製工程では、熱処理工
程の後、この酸化膜を除去する工程が実施されるが、除
去される前に、酸化膜を構成する酸素によって、不純物
が半導体内で異常拡散する現象が生じる。この現象は、
半導体装置が微細で高密度である程、半導体装置の特性
に影響を与え、半導体装置の品質管理上で問題となって
いる。
の熱処理装置は、次に述べるような問題を有している。
先ず、第1の問題は、ウェハの表面に酸化膜が形成され
ることである。ウェハボートの搬入出時、高温のN2 ガ
スが開口部経由炉心管から大気中に大量に放出されるの
で、外気と高温のN2 ガスが混ざり合う開口部付近は、
高温の酸素が存在する雰囲気となっている。そのため、
ウェハボートの搬入出に伴いウェハSが開口部を通過す
る時、ウェハは高温の酸素により酸化され、表面に酸化
膜が形成される。半導体装置の作製工程では、熱処理工
程の後、この酸化膜を除去する工程が実施されるが、除
去される前に、酸化膜を構成する酸素によって、不純物
が半導体内で異常拡散する現象が生じる。この現象は、
半導体装置が微細で高密度である程、半導体装置の特性
に影響を与え、半導体装置の品質管理上で問題となって
いる。
【0005】第2の問題として、従来の熱処理装置は、
炉心管内の温度分布を均一にするために、大量の不活性
ガス(主として、N2 ガス)を炉心管内に流す必要があ
ると言うことである。これは、熱処理工程の費用を増大
させる一因になっている。
炉心管内の温度分布を均一にするために、大量の不活性
ガス(主として、N2 ガス)を炉心管内に流す必要があ
ると言うことである。これは、熱処理工程の費用を増大
させる一因になっている。
【0006】上述の問題に鑑み、本発明の目的は、第1
には熱処理工程においてウェハ上に所望でない酸化膜が
形成されないように改良された熱処理装置を提供するこ
とであり、第2には炉心管内を流れる気体の流量を低く
押さえつつ炉心管内の温度分布を均一化するようにした
熱処理装置を提供することである。
には熱処理工程においてウェハ上に所望でない酸化膜が
形成されないように改良された熱処理装置を提供するこ
とであり、第2には炉心管内を流れる気体の流量を低く
押さえつつ炉心管内の温度分布を均一化するようにした
熱処理装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記した第1の目的を達
成するために、本発明に係る熱処理装置は、開閉自在な
開口部を有する炉心管を備え、開口部を介して搬入出し
た被処理物を炉心管内で熱処理する熱処理装置におい
て、炉心管に開閉弁付き気体導入口及び開閉弁付き気体
排出口とを設け、更に、炉心管の気体導入口及び気体排
出口に解離自在にそれぞれ接続できる、開閉弁付き第1
接続口と第2接続口とを備え、かつ炉心管を経由して気
体を循環するようにした循環管路と、循環管路に設けら
れた気体加熱装置、気体冷却装置及び送風機とを備える
ことを特徴としている。
成するために、本発明に係る熱処理装置は、開閉自在な
開口部を有する炉心管を備え、開口部を介して搬入出し
た被処理物を炉心管内で熱処理する熱処理装置におい
て、炉心管に開閉弁付き気体導入口及び開閉弁付き気体
排出口とを設け、更に、炉心管の気体導入口及び気体排
出口に解離自在にそれぞれ接続できる、開閉弁付き第1
接続口と第2接続口とを備え、かつ炉心管を経由して気
体を循環するようにした循環管路と、循環管路に設けら
れた気体加熱装置、気体冷却装置及び送風機とを備える
ことを特徴としている。
【0008】本発明で使用する炉心管は、従来の炉心管
と同じ材質、例えば石英製の炉心管で、横型でも縦型で
も良い。気体加熱装置は、加熱管内に気体を流し、加熱
管を管外から加熱することにより、気体を加熱するよう
にした既知の手段であって、例えば電気炉内に気体が流
れる管路を設けた電気炉形式の気体加熱装置がある。気
体冷却装置は、空冷式又は水冷式の既知の気体冷却装置
である。また、送風機は、既知の高温ガス用ファンを使
用できる。
と同じ材質、例えば石英製の炉心管で、横型でも縦型で
も良い。気体加熱装置は、加熱管内に気体を流し、加熱
管を管外から加熱することにより、気体を加熱するよう
にした既知の手段であって、例えば電気炉内に気体が流
れる管路を設けた電気炉形式の気体加熱装置がある。気
体冷却装置は、空冷式又は水冷式の既知の気体冷却装置
である。また、送風機は、既知の高温ガス用ファンを使
用できる。
【0009】本発明の望ましい実施態様は、炉心管が、
被処理物を配置する内管と、内管をその外側から囲む外
管とからなる二重管で構成され、それぞれが開閉弁付き
気体導入口及び開閉弁付き気体排出口とを有し、かつ内
管内を流れる気体の流れ方向と外管と内管との間の環状
流路を流れる気体の流れ方向とが逆になるように内管と
外管のそれぞれに循環管路が設けられていることを特徴
としている。
被処理物を配置する内管と、内管をその外側から囲む外
管とからなる二重管で構成され、それぞれが開閉弁付き
気体導入口及び開閉弁付き気体排出口とを有し、かつ内
管内を流れる気体の流れ方向と外管と内管との間の環状
流路を流れる気体の流れ方向とが逆になるように内管と
外管のそれぞれに循環管路が設けられていることを特徴
としている。
【0010】また、第2の目的を達成するために、本発
明に係る望ましい実施態様は、被処理物を配置する炉心
管の管内壁に、炉心管内の気体の流れを乱流状態にする
邪魔板を設けたことを特徴としている。ここで、邪魔板
とは、気体の流れに交差する面を備え、流体力学的に言
って気体の流れを乱して乱流状態にする流れの障害物で
あって、気体流れ方向に直交する流路の断面の各位置に
おいて気体の流速を均一にする機能を有する。邪魔板の
形状は、その目的を果たす限り特に制約はない。
明に係る望ましい実施態様は、被処理物を配置する炉心
管の管内壁に、炉心管内の気体の流れを乱流状態にする
邪魔板を設けたことを特徴としている。ここで、邪魔板
とは、気体の流れに交差する面を備え、流体力学的に言
って気体の流れを乱して乱流状態にする流れの障害物で
あって、気体流れ方向に直交する流路の断面の各位置に
おいて気体の流速を均一にする機能を有する。邪魔板の
形状は、その目的を果たす限り特に制約はない。
【0011】
【作用】請求項1の発明では、ウェハを載せたウェハボ
ートを内部に収容し、不活性ガスにて空気を置換し、か
つ外部から隔離された炉心管と、同様に不活性ガスにて
空気を置換し、かつ外部から隔離された循環管路とを連
結し、循環管路に沿って炉心管経由送風機により不活性
ガスを循環させる。次いで、循環する不活性ガスを気体
加熱装置により加熱し、高温の不活性ガスで炉心管内の
ウェハを熱処理する。熱処理工程の終了後、気体加熱装
置を停止し、循環する不活性ガスを気体冷却装置により
冷却する。冷却終了後、炉心管を循環管路から分離し、
更に開口部を開放して冷却されたウェハボートを取り出
す。炉心管内部を不活性ガスにて置換し、外気から隔離
するには、気体導入口から不活性ガスを導入し、気体排
出口から不活性ガスを排出しつつ、気体導入口及び気体
排出口の開閉弁を閉止する。同様に、循環管路内部を不
活性ガスで置換し、外気から隔離するには、循環管路及
び循環管路に接続された気体加熱装置、気体冷却装置及
び送風機のそれぞれの気体流路に不活性ガスを導入、排
出しつつ、第1接続口及び第2接続口の開閉弁を閉止す
る。
ートを内部に収容し、不活性ガスにて空気を置換し、か
つ外部から隔離された炉心管と、同様に不活性ガスにて
空気を置換し、かつ外部から隔離された循環管路とを連
結し、循環管路に沿って炉心管経由送風機により不活性
ガスを循環させる。次いで、循環する不活性ガスを気体
加熱装置により加熱し、高温の不活性ガスで炉心管内の
ウェハを熱処理する。熱処理工程の終了後、気体加熱装
置を停止し、循環する不活性ガスを気体冷却装置により
冷却する。冷却終了後、炉心管を循環管路から分離し、
更に開口部を開放して冷却されたウェハボートを取り出
す。炉心管内部を不活性ガスにて置換し、外気から隔離
するには、気体導入口から不活性ガスを導入し、気体排
出口から不活性ガスを排出しつつ、気体導入口及び気体
排出口の開閉弁を閉止する。同様に、循環管路内部を不
活性ガスで置換し、外気から隔離するには、循環管路及
び循環管路に接続された気体加熱装置、気体冷却装置及
び送風機のそれぞれの気体流路に不活性ガスを導入、排
出しつつ、第1接続口及び第2接続口の開閉弁を閉止す
る。
【0012】請求項2の発明では、炉心管が二重管で構
成され、かつ内管内の気体の流れ方向と、内管と外管と
の間の環状部を流れる気体の流れ方向が逆であるから、
炉心管加熱時、内管内の温度分布を均一にすることがで
きる。また、内管の周囲を外管が囲っているので、メタ
ル等の好ましくない異物が外部から内管内に侵入する恐
れがない。
成され、かつ内管内の気体の流れ方向と、内管と外管と
の間の環状部を流れる気体の流れ方向が逆であるから、
炉心管加熱時、内管内の温度分布を均一にすることがで
きる。また、内管の周囲を外管が囲っているので、メタ
ル等の好ましくない異物が外部から内管内に侵入する恐
れがない。
【0013】請求項3の発明では、ウェハが収容されて
いる炉心管に邪魔板を設けることにより、気体の流れが
乱流になって流れ方向の断面の各位置での流速が均一化
されるので、少ない流量で炉心管内の温度分布が一定に
なる。
いる炉心管に邪魔板を設けることにより、気体の流れが
乱流になって流れ方向の断面の各位置での流速が均一化
されるので、少ない流量で炉心管内の温度分布が一定に
なる。
【0014】
【実施例】以下、添付図面を参照し、実施例に基づいて
本発明をより詳細に説明する。図1は本発明に係る熱処
理装置の一実施例の構成を示す概略フローシート、図2
は炉心管の構成を示す模式的断面図、図3は図2の矢視
I−Iの断面図である。本実施例の熱処理装置10は、
図1に示すように、炉心管部12、循環管路14、電気
炉式気体加熱装置16、ファン装置18、水冷式気体冷
却器20、N2及びO2 ガスなどのガス導入装置22及
びH2 ガスなどのガス導入装置23とを備えている。
本発明をより詳細に説明する。図1は本発明に係る熱処
理装置の一実施例の構成を示す概略フローシート、図2
は炉心管の構成を示す模式的断面図、図3は図2の矢視
I−Iの断面図である。本実施例の熱処理装置10は、
図1に示すように、炉心管部12、循環管路14、電気
炉式気体加熱装置16、ファン装置18、水冷式気体冷
却器20、N2及びO2 ガスなどのガス導入装置22及
びH2 ガスなどのガス導入装置23とを備えている。
【0015】炉心管部12は、図2に示すように、一方
の端部に開口部24を有する内管本体26と、開口部2
4の外周に嵌合して開口部24を閉止する内管蓋部28
とからなる内管29と、内管本体26の外周を取り囲
み、内管本体26と同じ側の端部に開口部30を有する
外管本体32と、外管本体32の開口部30の外周に嵌
合して開口部30を閉止する外管蓋部34とからなる外
管35とから構成されている。
の端部に開口部24を有する内管本体26と、開口部2
4の外周に嵌合して開口部24を閉止する内管蓋部28
とからなる内管29と、内管本体26の外周を取り囲
み、内管本体26と同じ側の端部に開口部30を有する
外管本体32と、外管本体32の開口部30の外周に嵌
合して開口部30を閉止する外管蓋部34とからなる外
管35とから構成されている。
【0016】内管本体26の開口部24と反対側の端部
及び内管蓋部34には、それぞれ開閉弁36を有する気
体排出管38及び開閉弁42を有する気体導入管44が
設けられており、内管29内を矢印の方向Xに気体が流
れる。また、外管本体32の開口部30と反対側の端部
及び外管蓋部34には、それぞれ開閉弁46を有する気
体導入管48及び開閉弁50を有する気体排出管52が
設けられている。内管本体26の気体排出管36及び内
管蓋部26の気体導入管44は、それぞれ外管本体32
の端部壁及び外管蓋部34を貫通して外方に突出してい
る。その貫通部は、管が端部壁又は蓋部壁と一体的に接
合されていても良く、また端部壁又は蓋部の貫通孔に管
を貫通させた後、封止剤で封止しても良い。以上の構成
により、内管29と外管35との間には環状の気体流路
54が形成され、気体は、環状流路54内を矢印Yの方
向に流れる。
及び内管蓋部34には、それぞれ開閉弁36を有する気
体排出管38及び開閉弁42を有する気体導入管44が
設けられており、内管29内を矢印の方向Xに気体が流
れる。また、外管本体32の開口部30と反対側の端部
及び外管蓋部34には、それぞれ開閉弁46を有する気
体導入管48及び開閉弁50を有する気体排出管52が
設けられている。内管本体26の気体排出管36及び内
管蓋部26の気体導入管44は、それぞれ外管本体32
の端部壁及び外管蓋部34を貫通して外方に突出してい
る。その貫通部は、管が端部壁又は蓋部壁と一体的に接
合されていても良く、また端部壁又は蓋部の貫通孔に管
を貫通させた後、封止剤で封止しても良い。以上の構成
により、内管29と外管35との間には環状の気体流路
54が形成され、気体は、環状流路54内を矢印Yの方
向に流れる。
【0017】内管本体26の内壁面には、多数個の邪魔
板40が全面にわたり設けてある。邪魔板40は、図2
に示すように、内管本体26の長手方向に見て略台形の
断面形状を有するブロックであって、図3に示すよう
に、内管本体26の内壁の全面にわたり、内管本体26
の周方向及び長手方向に離隔して、しかも長手方向に見
て千鳥状に配列されている(図3の破線は、実線で表示
した邪魔板40の後方に千鳥状に配置されたものの例示
である)。各邪魔板40は、図2に示すように、気体の
流れの下流側の面56が内管本体26の長手方向に直交
する平面を成し、上流側の面58が、内管本体26の壁
面に向かうに従い下流側の面56から離隔するような曲
面を成し、内管本体26の壁面から高さは、ウェハボー
ト上に載置されたウェハに衝突しないような寸法になっ
ている。
板40が全面にわたり設けてある。邪魔板40は、図2
に示すように、内管本体26の長手方向に見て略台形の
断面形状を有するブロックであって、図3に示すよう
に、内管本体26の内壁の全面にわたり、内管本体26
の周方向及び長手方向に離隔して、しかも長手方向に見
て千鳥状に配列されている(図3の破線は、実線で表示
した邪魔板40の後方に千鳥状に配置されたものの例示
である)。各邪魔板40は、図2に示すように、気体の
流れの下流側の面56が内管本体26の長手方向に直交
する平面を成し、上流側の面58が、内管本体26の壁
面に向かうに従い下流側の面56から離隔するような曲
面を成し、内管本体26の壁面から高さは、ウェハボー
ト上に載置されたウェハに衝突しないような寸法になっ
ている。
【0018】邪魔板40は、内管本体26と一体的に形
成してもよく、また図4(a)及び(b)に示すよう
に、内管本体26の内径にほぼ等しい外径の管体57に
邪魔板40のブロックを設けた邪魔板管59を別途形成
し、必要に応じてそれを内管本体26内に挿入し、不要
になれば引き出すようにしても良い。図4(a)は邪魔
板管59の長手方向の断面図、図4(b)は図4(a)
の矢視II−IIの横断面図である。
成してもよく、また図4(a)及び(b)に示すよう
に、内管本体26の内径にほぼ等しい外径の管体57に
邪魔板40のブロックを設けた邪魔板管59を別途形成
し、必要に応じてそれを内管本体26内に挿入し、不要
になれば引き出すようにしても良い。図4(a)は邪魔
板管59の長手方向の断面図、図4(b)は図4(a)
の矢視II−IIの横断面図である。
【0019】循環管路14は、図1に示すように、内管
29に接続される気体導入系60及び気体排出系62の
内管系と、外管35に接続される気体導入系64及び気
体排出系66の外管系の2系統から構成されている。気
体導入系60、64及び気体排出系62、66は、連結
部61、63、65、67により炉心管部12の各気体
導入管及び気体排出管に連結され、かつ連結部付近にそ
れそれ開閉弁68、70、72及び74を備えている。
連結部61、63、65、67の連結方式は、いわゆる
クィック・カップリング式又は嵌合式であって、簡便か
つ素早く連結できるようになっている。更に、循環管路
内のN2 ガスの圧力を調整するために、圧力調整弁76
が循環管路14に設けてある。
29に接続される気体導入系60及び気体排出系62の
内管系と、外管35に接続される気体導入系64及び気
体排出系66の外管系の2系統から構成されている。気
体導入系60、64及び気体排出系62、66は、連結
部61、63、65、67により炉心管部12の各気体
導入管及び気体排出管に連結され、かつ連結部付近にそ
れそれ開閉弁68、70、72及び74を備えている。
連結部61、63、65、67の連結方式は、いわゆる
クィック・カップリング式又は嵌合式であって、簡便か
つ素早く連結できるようになっている。更に、循環管路
内のN2 ガスの圧力を調整するために、圧力調整弁76
が循環管路14に設けてある。
【0020】電気炉式気体加熱装置16は、気体が内部
を流れる加熱管と加熱管を加熱する電気炉とからなる既
知の気体加熱装置である。必要に応じて、バイパス管路
を気体加熱装置16の周りに設け、後述する冷却工程の
際には気体加熱装置16をバイパスさせてもよい。ま
た、ファン装置18は、高温ガスを送風できる高温ガス
用の既知の送風ファンである。水冷式気体冷却器20
は、既知の二重管型の水冷式冷却器であって、内管に冷
却水を流し、内管と外管との環状空間に冷却する気体を
流すようになっている。必要に応じて、バイパス管路を
気体冷却器20の周りに設け、前述した加熱工程の際に
は気体冷却器20をバイパスさせてもよい。N2 ガス導
入装置22は、N2 ガスボンベとガス圧力調整弁とを備
えた装置で、開閉弁78を介して循環管路14に接続さ
れている。
を流れる加熱管と加熱管を加熱する電気炉とからなる既
知の気体加熱装置である。必要に応じて、バイパス管路
を気体加熱装置16の周りに設け、後述する冷却工程の
際には気体加熱装置16をバイパスさせてもよい。ま
た、ファン装置18は、高温ガスを送風できる高温ガス
用の既知の送風ファンである。水冷式気体冷却器20
は、既知の二重管型の水冷式冷却器であって、内管に冷
却水を流し、内管と外管との環状空間に冷却する気体を
流すようになっている。必要に応じて、バイパス管路を
気体冷却器20の周りに設け、前述した加熱工程の際に
は気体冷却器20をバイパスさせてもよい。N2 ガス導
入装置22は、N2 ガスボンベとガス圧力調整弁とを備
えた装置で、開閉弁78を介して循環管路14に接続さ
れている。
【0021】以下に、本実施例装置を使用して、熱処理
する方法を説明する。先ず、熱処理装置10から炉心管
部12を取り外し、図2に示すように、ウェハSを載せ
たウェハボートWを内管本体26内に導入し、所定位置
に配置した後、内管蓋部26及び外管蓋部34をそれぞ
れ内管本体26及び外管本体32の開口部24、30の
外周に嵌合して閉止する。次いで、開閉弁36、42、
46及び50を開放し、開閉弁42及び46から不活性
ガス(主にN2 ガス、以下N2 ガスという)を導入し、
開放弁36及び50から内管29内及び外管と内管との
間の環状空間54内の空気を排出する。空気をN2 ガス
で置換し終わった後、まず開放弁36及び50を閉止
し、次いで開放弁42及び46を閉止する。これによ
り、炉心管部12は、N2 ガスで置換された状態で外部
とは隔離される。
する方法を説明する。先ず、熱処理装置10から炉心管
部12を取り外し、図2に示すように、ウェハSを載せ
たウェハボートWを内管本体26内に導入し、所定位置
に配置した後、内管蓋部26及び外管蓋部34をそれぞ
れ内管本体26及び外管本体32の開口部24、30の
外周に嵌合して閉止する。次いで、開閉弁36、42、
46及び50を開放し、開閉弁42及び46から不活性
ガス(主にN2 ガス、以下N2 ガスという)を導入し、
開放弁36及び50から内管29内及び外管と内管との
間の環状空間54内の空気を排出する。空気をN2 ガス
で置換し終わった後、まず開放弁36及び50を閉止
し、次いで開放弁42及び46を閉止する。これによ
り、炉心管部12は、N2 ガスで置換された状態で外部
とは隔離される。
【0022】一方、図1において、開閉弁78を開放
し、N2 ガスをN2 ガス導入装置22から循環管路14
に導入しつつ、開放した開閉弁68、70、72及び7
4から空気を排出し、気体加熱装置16、ファン装置1
8及び気体冷却器20の内部を含む循環管路14内の空
気をN2 ガスで置換する。置換完了後、開閉弁68、7
0、72及び74を閉止し、N2 ガスで置換された状態
で装置10を外部から隔離する。
し、N2 ガスをN2 ガス導入装置22から循環管路14
に導入しつつ、開放した開閉弁68、70、72及び7
4から空気を排出し、気体加熱装置16、ファン装置1
8及び気体冷却器20の内部を含む循環管路14内の空
気をN2 ガスで置換する。置換完了後、開閉弁68、7
0、72及び74を閉止し、N2 ガスで置換された状態
で装置10を外部から隔離する。
【0023】次いで、炉心管部12を循環管路14に所
定の連結部61、63、65、67で連結し、各開閉弁
を全て開放する。これにより、炉心管部12と循環管路
14とは連通し、熱処理装置10は運転開始できる状態
になる。ファン装置18を起動し、炉心管部12経由循
環管路14に沿ってN2 ガスを循環する。必要に応じ、
圧力調整弁76によって循環管路14内のN2 ガスの圧
力を調整する。続いて、気体加熱装置16で加熱を開始
する。加熱されたN2 ガスは、内管側では気体導入系6
0から内管29に入り、邪魔板40により流れが乱され
て乱流状態で内管29内を流れ、ウェハSを加熱した
後、気体排出系62を経由、再び気体加熱装置16で加
熱されて循環する。外管側では、N2 ガスは、気体導入
系64から外管に入り、環状流路54内を流れつつ内管
29を加熱し、気体排出系66を経由循環する。これに
より、内管29内のウェハSは、熱処理される。
定の連結部61、63、65、67で連結し、各開閉弁
を全て開放する。これにより、炉心管部12と循環管路
14とは連通し、熱処理装置10は運転開始できる状態
になる。ファン装置18を起動し、炉心管部12経由循
環管路14に沿ってN2 ガスを循環する。必要に応じ、
圧力調整弁76によって循環管路14内のN2 ガスの圧
力を調整する。続いて、気体加熱装置16で加熱を開始
する。加熱されたN2 ガスは、内管側では気体導入系6
0から内管29に入り、邪魔板40により流れが乱され
て乱流状態で内管29内を流れ、ウェハSを加熱した
後、気体排出系62を経由、再び気体加熱装置16で加
熱されて循環する。外管側では、N2 ガスは、気体導入
系64から外管に入り、環状流路54内を流れつつ内管
29を加熱し、気体排出系66を経由循環する。これに
より、内管29内のウェハSは、熱処理される。
【0024】熱処理工程を所定時間行った後、気体加熱
装置60の運転を停止し、代わって、気体冷却器20を
運転し、循環するN2 ガスを冷却する。これにより、内
管内のウェハは、冷却される。冷却完了後、炉心管部1
2を熱処理装置10から取り外し、内管29からウェハ
Sを載せたウェハボートWを取り出す。
装置60の運転を停止し、代わって、気体冷却器20を
運転し、循環するN2 ガスを冷却する。これにより、内
管内のウェハは、冷却される。冷却完了後、炉心管部1
2を熱処理装置10から取り外し、内管29からウェハ
Sを載せたウェハボートWを取り出す。
【0025】本実施例では、以上の操作により、ウェハ
は、常温で内管29内に搬入され、また熱処理後、常温
に冷却された状態で内管29から搬出されるので、従来
の装置で生じていたような、高温空気による酸化の恐れ
は無い。また、炉心管部12では、内管29内を流れる
N2 ガスの方向と内管と外管との環状流路54を流れる
N2 ガスの方向とが逆になっているので、炉心管部12
の長手方向の温度分布を均一に維持することができる。
更には、ウェハが収容されている内管29の外側をN2
ガスが流れているので、メタル等の望ましくない異物が
外部から内管29内に侵入してウェハSを汚染するのを
防止することができる。N2 ガスは邪魔板40により攪
乱されて乱流状態で内管内を流れるので、温度分布が均
一になり、低い流量で効率良くウェハを加熱することが
できる。酸化する場合には、手順はN2 ガスに準じて、
ガス導入装置22からO2 ガスを、またガス導入装置2
3からH2 ガスを導入する。
は、常温で内管29内に搬入され、また熱処理後、常温
に冷却された状態で内管29から搬出されるので、従来
の装置で生じていたような、高温空気による酸化の恐れ
は無い。また、炉心管部12では、内管29内を流れる
N2 ガスの方向と内管と外管との環状流路54を流れる
N2 ガスの方向とが逆になっているので、炉心管部12
の長手方向の温度分布を均一に維持することができる。
更には、ウェハが収容されている内管29の外側をN2
ガスが流れているので、メタル等の望ましくない異物が
外部から内管29内に侵入してウェハSを汚染するのを
防止することができる。N2 ガスは邪魔板40により攪
乱されて乱流状態で内管内を流れるので、温度分布が均
一になり、低い流量で効率良くウェハを加熱することが
できる。酸化する場合には、手順はN2 ガスに準じて、
ガス導入装置22からO2 ガスを、またガス導入装置2
3からH2 ガスを導入する。
【0026】本実施例は、本発明の一つの実施態様を示
すものであって、本実施例の二重管式炉心管に代えて、
内管のみの炉心管でもよく、また必ずしも邪魔板を内管
の壁面に設ける必要も無い。また、邪魔板の形状も本実
施例と同様にする必要はなく、邪魔板の機能を有する限
り、特に形状に制約はない。
すものであって、本実施例の二重管式炉心管に代えて、
内管のみの炉心管でもよく、また必ずしも邪魔板を内管
の壁面に設ける必要も無い。また、邪魔板の形状も本実
施例と同様にする必要はなく、邪魔板の機能を有する限
り、特に形状に制約はない。
【0027】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、外部から隔離
された不活性ガス雰囲気に維持されつつウェハは熱処理
装置内に配置されて熱処理され、また搬出時、ウェハは
既に冷却されているので、従来の装置のように外気中の
酸素により酸化される恐れはない。また、外気にウェハ
を露出している時間が短いので、ウェハ汚染を抑制する
ことができる。本熱処理装置は、循環させる気体の種類
を変えることにより、アニーリング装置、熱拡散装置又
は熱酸化装置として使用することができる。請求項2の
発明では、炉心管が二重管で構成され、かつ内管内の気
体の流れ方向と、内管と外管との間の環状部を流れる気
体の流れ方向が逆であるから、炉心管加熱時、内管内の
温度分布を均一にすることができる。また、内管の周囲
を外管が囲っていて、かつ気体が内管と外管との間の環
状流路を流れているので、熱処理工程において、メタル
等の好ましくない異物が外部から内管内に侵入し、ウェ
ハを汚染するのを防止できる。請求項3の発明では、ウ
ェハが収容されている炉心管に邪魔板を設けることによ
り、気体の流れが乱流になって流れ方向の断面の各位置
での流速が均一化されるので、少ない流量で炉心管内の
温度分布が一定になる。よって、不活性ガスの所要量が
低減する。
された不活性ガス雰囲気に維持されつつウェハは熱処理
装置内に配置されて熱処理され、また搬出時、ウェハは
既に冷却されているので、従来の装置のように外気中の
酸素により酸化される恐れはない。また、外気にウェハ
を露出している時間が短いので、ウェハ汚染を抑制する
ことができる。本熱処理装置は、循環させる気体の種類
を変えることにより、アニーリング装置、熱拡散装置又
は熱酸化装置として使用することができる。請求項2の
発明では、炉心管が二重管で構成され、かつ内管内の気
体の流れ方向と、内管と外管との間の環状部を流れる気
体の流れ方向が逆であるから、炉心管加熱時、内管内の
温度分布を均一にすることができる。また、内管の周囲
を外管が囲っていて、かつ気体が内管と外管との間の環
状流路を流れているので、熱処理工程において、メタル
等の好ましくない異物が外部から内管内に侵入し、ウェ
ハを汚染するのを防止できる。請求項3の発明では、ウ
ェハが収容されている炉心管に邪魔板を設けることによ
り、気体の流れが乱流になって流れ方向の断面の各位置
での流速が均一化されるので、少ない流量で炉心管内の
温度分布が一定になる。よって、不活性ガスの所要量が
低減する。
【図1】本発明に係る熱処理装置の一実施例の構成を示
す概略フローシートである。
す概略フローシートである。
【図2】炉心管の構成を示す模式的長手方向断面図であ
る。
る。
【図3】図2の矢視I−Iの断面図である。
【図4】図4(a)は邪魔板管59の長手方向の断面
図、図4(b)は図4(a)の矢視II−IIの横断面図で
ある。
図、図4(b)は図4(a)の矢視II−IIの横断面図で
ある。
【図5】従来の熱処理装置の構成を示す模式的断面図で
ある。
ある。
10 本発明に係る熱処理装置の一実施例 12 炉心管部 14 循環管路 16 電気炉式気体加熱装置 18 ファン装置 20 水冷式気体冷却器 22 ガス導入装置(N2 ガス、O2 ガスなど) 23 ガス導入装置(H2 ガスなど) 24 開口部 26 内管本体 28 内管蓋部 29 内管 30 開口部 32 外管本体 34 外管蓋部 35 外管 36、42、46、50 開閉弁 38、52 気体排出管 40 邪魔板 44、48 気体導入管 54 環状流路 56、58 邪魔板の面 57 管体 59 邪魔板管 60、64 気体導入系 61、63、65、67 連結部 62、66 気体排出系 68、70、72、74、78、79 開閉弁 76 圧力調整弁
Claims (3)
- 【請求項1】 開閉自在な開口部を有する炉心管を備
え、開口部を介して搬入出した被処理物を炉心管内で熱
処理する熱処理装置において、 炉心管に開閉弁付き気体導入口及び開閉弁付き気体排出
口とを設け、 更に、炉心管の気体導入口及び気体排出口に解離自在に
それぞれ接続できる、開閉弁付き第1接続口と第2接続
口とを備え、かつ炉心管を経由して気体を循環するよう
にした循環管路と、 循環管路に設けられた気体加熱装置、気体冷却装置及び
送風機とを備えることを特徴とする熱処理装置。 - 【請求項2】 前記炉心管が、被処理物を配置する内管
と、内管をその外側から囲む外管とからなる二重管で構
成され、それぞれが開閉弁付き気体導入口及び開閉弁付
き気体排出口とを有し、かつ内管内を流れる気体の流れ
方向と外管と内管との間の環状流路を流れる気体の流れ
方向とが逆になるように内管と外管のそれぞれに循環管
路が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の
熱処理装置。 - 【請求項3】 被処理物を配置する炉心管の管内壁に、
炉心管内の気体の流れを乱流状態にする邪魔板を設けた
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の熱処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16057194A JPH088204A (ja) | 1994-06-20 | 1994-06-20 | 熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16057194A JPH088204A (ja) | 1994-06-20 | 1994-06-20 | 熱処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH088204A true JPH088204A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=15717850
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16057194A Pending JPH088204A (ja) | 1994-06-20 | 1994-06-20 | 熱処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH088204A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19524750A1 (de) * | 1995-07-07 | 1997-01-09 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Verfahren zur elektrophoretischen Beschichtung eines Trägersubstrats |
KR20130072065A (ko) * | 2011-12-21 | 2013-07-01 | 엘지이노텍 주식회사 | 증착 장치 및 증착 방법 |
JP2014518193A (ja) * | 2011-07-06 | 2014-07-28 | ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー | 多孔質針状ムライト体の製造方法 |
CN114225974A (zh) * | 2022-01-18 | 2022-03-25 | 东莞市升微机电设备科技有限公司 | 洁净厌氧箱 |
WO2023137892A1 (zh) * | 2022-01-18 | 2023-07-27 | 东莞市升微机电设备科技有限公司 | 洁净厌氧箱 |
-
1994
- 1994-06-20 JP JP16057194A patent/JPH088204A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19524750A1 (de) * | 1995-07-07 | 1997-01-09 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Verfahren zur elektrophoretischen Beschichtung eines Trägersubstrats |
JP2014518193A (ja) * | 2011-07-06 | 2014-07-28 | ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー | 多孔質針状ムライト体の製造方法 |
KR20130072065A (ko) * | 2011-12-21 | 2013-07-01 | 엘지이노텍 주식회사 | 증착 장치 및 증착 방법 |
CN114225974A (zh) * | 2022-01-18 | 2022-03-25 | 东莞市升微机电设备科技有限公司 | 洁净厌氧箱 |
WO2023137892A1 (zh) * | 2022-01-18 | 2023-07-27 | 东莞市升微机电设备科技有限公司 | 洁净厌氧箱 |
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