JPH0963977A - 半導体熱処理装置 - Google Patents
半導体熱処理装置Info
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- JPH0963977A JPH0963977A JP24373895A JP24373895A JPH0963977A JP H0963977 A JPH0963977 A JP H0963977A JP 24373895 A JP24373895 A JP 24373895A JP 24373895 A JP24373895 A JP 24373895A JP H0963977 A JPH0963977 A JP H0963977A
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- heat
- quartz glass
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 遮熱体全体として過剰なエッチングを防止
し、その長寿命化を図ると共に、稼働率を向上し得る半
導体熱処理装置を提供する。 【解決手段】 熱処理領域と非熱処理領域との間に、微
小気泡を内包した複数の高純度石英ガラス板８，１０
が、間隔をあけて並置９，１１され、かつ少なくとも２
群に分離可能に結合１２，１３されている。
し、その長寿命化を図ると共に、稼働率を向上し得る半
導体熱処理装置を提供する。 【解決手段】 熱処理領域と非熱処理領域との間に、微
小気泡を内包した複数の高純度石英ガラス板８，１０
が、間隔をあけて並置９，１１され、かつ少なくとも２
群に分離可能に結合１２，１３されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＳＩ等の半導体
デバイス用シリコンウエハに酸化，拡散，アニール等の
熱処理を施す半導体熱処理装置に関する。
デバイス用シリコンウエハに酸化，拡散，アニール等の
熱処理を施す半導体熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の半導体熱処理装置として
は、シリコンウエハ群が納置される熱処理領域の保温，
均熱化と非熱処理領域の焼損防止を図ると共に、シリコ
ンウエハ表面への処理ガスの均等供給を図るため、熱処
理領域と非熱処理領域との間に、微小気泡を内包した１
枚若しくは２枚の高純度石英ガラス板を間隔をあけて並
置してなる遮熱体を介装した横型熱処理炉が知られてい
る（実公平６−１４４８０号公報参照）。この横型熱処
理炉においては、微小気泡を内包する高純度石英ガラス
板により、熱処理領域から非熱処理領域へ向う熱流束を
反射散乱させ、かつガス流分布を均等化させ、熱処理領
域の均熱化や非熱処理領域の焼損防止等を図るものであ
る。
は、シリコンウエハ群が納置される熱処理領域の保温，
均熱化と非熱処理領域の焼損防止を図ると共に、シリコ
ンウエハ表面への処理ガスの均等供給を図るため、熱処
理領域と非熱処理領域との間に、微小気泡を内包した１
枚若しくは２枚の高純度石英ガラス板を間隔をあけて並
置してなる遮熱体を介装した横型熱処理炉が知られてい
る（実公平６−１４４８０号公報参照）。この横型熱処
理炉においては、微小気泡を内包する高純度石英ガラス
板により、熱処理領域から非熱処理領域へ向う熱流束を
反射散乱させ、かつガス流分布を均等化させ、熱処理領
域の均熱化や非熱処理領域の焼損防止等を図るものであ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体熱処理装置では、遮熱体が一体構造であるので、
以下に述べる不具合がある。すなわち、ＣＶＤ処理に伴
って付着する付着物に対するメンテナンスとして行われ
るエッチング処理は、付着が最も激しい熱処理領域側を
基準にして行われるため、本来は不必要な非熱処理領域
側までエッチングされることとなり、一体構造の遮熱体
全体としての劣化が進む。又、エッチングによる再生処
理を行うために装置を停止することにより、装置の稼働
率が低下する。特に、シリコンウエハが大口径化し、Ｉ
Ｃの高集積化が進むと、装置の稼働率の向上は、生産性
向上にとって重要な課題となる。更に、従来の半導体熱
処理装置では、遮熱体の各高純度石英ガラス板の密度が
同一であるので、微小気泡の量を多くして遮熱効率を高
めようとすると、強度が低下し、かつダスト発生が増加
する。一方、強度を高めて長寿命化しようとすると、微
小気泡の量を少なくする必要があり、遮熱効率が低下す
る不具合がある。そこで、本発明は、遮熱体全体として
過剰なエッチングを防止し、その長寿命化を図ると共
に、稼働率を向上し得る半導体熱処理装置を提供するこ
とを目的とする。又、本発明の他の目的は、遮熱体が十
分な強度を有し、かつダスト発生を低減しつつ遮熱効率
を高め得る半導体熱処理装置を提供することにある。
半導体熱処理装置では、遮熱体が一体構造であるので、
以下に述べる不具合がある。すなわち、ＣＶＤ処理に伴
って付着する付着物に対するメンテナンスとして行われ
るエッチング処理は、付着が最も激しい熱処理領域側を
基準にして行われるため、本来は不必要な非熱処理領域
側までエッチングされることとなり、一体構造の遮熱体
全体としての劣化が進む。又、エッチングによる再生処
理を行うために装置を停止することにより、装置の稼働
率が低下する。特に、シリコンウエハが大口径化し、Ｉ
Ｃの高集積化が進むと、装置の稼働率の向上は、生産性
向上にとって重要な課題となる。更に、従来の半導体熱
処理装置では、遮熱体の各高純度石英ガラス板の密度が
同一であるので、微小気泡の量を多くして遮熱効率を高
めようとすると、強度が低下し、かつダスト発生が増加
する。一方、強度を高めて長寿命化しようとすると、微
小気泡の量を少なくする必要があり、遮熱効率が低下す
る不具合がある。そこで、本発明は、遮熱体全体として
過剰なエッチングを防止し、その長寿命化を図ると共
に、稼働率を向上し得る半導体熱処理装置を提供するこ
とを目的とする。又、本発明の他の目的は、遮熱体が十
分な強度を有し、かつダスト発生を低減しつつ遮熱効率
を高め得る半導体熱処理装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第１の半導体熱処理装置は、熱処理領域と
非熱処理領域との間に、微小気泡を内包した複数の高純
度石英ガラス板が、間隔をあけて並置され、かつ少なく
とも２群に分離可能に結合されていることを特徴とす
る。前記複数の高純度石英ガラス板は、微小気泡の平均
径が２００μｍ以下、散乱係数が２００〜１２００
ｍ-1、密度ρが１．７≦ρ≦２．２ｇ／cm3 であること
が好ましい。又、前記複数の高純度石英ガラス板は、全
枚数が４〜１２枚、１枚当りの厚さが４〜１０mmである
ことが好ましい。又、第２の半導体熱処理装置は、熱処
理領域と非熱処理領域との間に、微小気泡を内包した複
数の高純度石英ガラス板が、間隔をあけて並置され、か
つこの密度を熱処理領域側から非熱処理領域側にかけて
小さくした少なくとも２段階に異ならせていることを特
徴とする。前記複数の高純度石英ガラス板は、密度ρが
熱処理領域側１．９＜ρ≦２．２ｇ／cm3 ，非熱処理領
域側１．７≦ρ≦２．１ｇ／cm3 の範囲で２段階に異な
らせていることが好ましい。又、前記複数の高純度石英
ガラス板は、密度ρが１．７≦ρ≦２．２ｇ／cm3の範
囲で熱処理領域側から非熱処理領域側にかけて小さくな
るように多段階に異ならせてもよい。
め、本発明の第１の半導体熱処理装置は、熱処理領域と
非熱処理領域との間に、微小気泡を内包した複数の高純
度石英ガラス板が、間隔をあけて並置され、かつ少なく
とも２群に分離可能に結合されていることを特徴とす
る。前記複数の高純度石英ガラス板は、微小気泡の平均
径が２００μｍ以下、散乱係数が２００〜１２００
ｍ-1、密度ρが１．７≦ρ≦２．２ｇ／cm3 であること
が好ましい。又、前記複数の高純度石英ガラス板は、全
枚数が４〜１２枚、１枚当りの厚さが４〜１０mmである
ことが好ましい。又、第２の半導体熱処理装置は、熱処
理領域と非熱処理領域との間に、微小気泡を内包した複
数の高純度石英ガラス板が、間隔をあけて並置され、か
つこの密度を熱処理領域側から非熱処理領域側にかけて
小さくした少なくとも２段階に異ならせていることを特
徴とする。前記複数の高純度石英ガラス板は、密度ρが
熱処理領域側１．９＜ρ≦２．２ｇ／cm3 ，非熱処理領
域側１．７≦ρ≦２．１ｇ／cm3 の範囲で２段階に異な
らせていることが好ましい。又、前記複数の高純度石英
ガラス板は、密度ρが１．７≦ρ≦２．２ｇ／cm3の範
囲で熱処理領域側から非熱処理領域側にかけて小さくな
るように多段階に異ならせてもよい。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１，図２は本発明の半導
体熱処理装置に係る実施の一形態を示す縦型熱処理炉の
縦断面図、その要部の分解斜視図である。図中１は高純
度石英ガラスからなり、上端を閉塞しかつ下端を開口し
た円筒状の炉芯管で、この炉芯管１は、Ｏリング等のシ
ール部材（図示せず）により開口端を気密に封止して炉
床２上に垂直に立設されている。炉芯管１は、その下端
部を除くほぼ全長の外周を囲む円筒状の発熱体３と相俟
って熱処理領域を形成しており、この熱処理領域は、炉
体を形成する断熱材４によって覆われている。非熱処理
領域である炉芯管１の下端部内には、炉床２上に載置し
た遮熱体５が納置されており、この遮熱体５上には、高
純度石英ガラスからなり、シリコンウエハ６を適宜間隔
で積層して搭載したウエハボート７が熱処理領域に位置
して載置されている。遮熱体５は、熱処理領域から非熱
処理領域へ向う熱流束を反射散乱することにより、炉床
２に直接到達する熱量を低減するもので、微小気泡を内
包した円形の３枚の高純度石英ガラス板８を、複数の高
純度石英ガラス支柱９により所要間隔をあけて連結した
熱処理側部５ａと、微小気泡を内包した円形の４枚の高
純度石英ガラス板１０を、複数の高純度石英ガラス支柱
１１により所要間隔をあけて連結した非熱処理側部５ｂ
とから構成されている。そして、両部５ａ，５ｂは、熱
処理側部５ａの最下部の高純度石英ガラス板８に設けた
複数のダボ穴１２と、これと対応させて非熱処理側部５
ｂの最上部の高純度石英ガラス板８に突設した高純度石
英ガラス製のダボ１３とにより、分離可能に直列に結合
されている。
て図面を参照して説明する。図１，図２は本発明の半導
体熱処理装置に係る実施の一形態を示す縦型熱処理炉の
縦断面図、その要部の分解斜視図である。図中１は高純
度石英ガラスからなり、上端を閉塞しかつ下端を開口し
た円筒状の炉芯管で、この炉芯管１は、Ｏリング等のシ
ール部材（図示せず）により開口端を気密に封止して炉
床２上に垂直に立設されている。炉芯管１は、その下端
部を除くほぼ全長の外周を囲む円筒状の発熱体３と相俟
って熱処理領域を形成しており、この熱処理領域は、炉
体を形成する断熱材４によって覆われている。非熱処理
領域である炉芯管１の下端部内には、炉床２上に載置し
た遮熱体５が納置されており、この遮熱体５上には、高
純度石英ガラスからなり、シリコンウエハ６を適宜間隔
で積層して搭載したウエハボート７が熱処理領域に位置
して載置されている。遮熱体５は、熱処理領域から非熱
処理領域へ向う熱流束を反射散乱することにより、炉床
２に直接到達する熱量を低減するもので、微小気泡を内
包した円形の３枚の高純度石英ガラス板８を、複数の高
純度石英ガラス支柱９により所要間隔をあけて連結した
熱処理側部５ａと、微小気泡を内包した円形の４枚の高
純度石英ガラス板１０を、複数の高純度石英ガラス支柱
１１により所要間隔をあけて連結した非熱処理側部５ｂ
とから構成されている。そして、両部５ａ，５ｂは、熱
処理側部５ａの最下部の高純度石英ガラス板８に設けた
複数のダボ穴１２と、これと対応させて非熱処理側部５
ｂの最上部の高純度石英ガラス板８に突設した高純度石
英ガラス製のダボ１３とにより、分離可能に直列に結合
されている。
【０００６】遮熱体５の各高純度石英ガラス板８，１０
は、微小気泡の平均径を２００μｍ以下、散乱係数を２
００〜１２００ｍ-1、密度ρを１．７≦ρ≦２．２ｇ／
cm3としている。微小気泡の平均径が２００μｍを超え
ると、機械的強度が小さくなり、散乱係数が２００ｍ-1
未満であると、遮熱効果が急激に小さくなる一方、１２
００ｍ-1を超えると、遮熱効果は大きくなるが機械的強
度が小さく、ダストの発生が大きくなり、又、密度ρが
１．７ｇ／cm3 未満であると、強度が低下し、かつダス
トの発生が大きくなる一方、２．２ｇ／cm3 を超える
と、遮熱効果が急激に小さくなる。より好ましくは、平
均径が２０〜１２０μｍである。又、複数の高純度石英
ガラス板８，１０は、枚数を４〜１２枚、１枚当りの厚
さを４〜１０mmとしている。枚数が４枚未満であると、
熱流束を十分に遮蔽することができない一方、１２枚を
超えると、熱流束の減少率はほぼ一定になり、効果が頭
打ちとなり、又、１枚当りの厚さが４mm未満であると、
遮熱効果が十分でない一方、１０mmを超えると、厚さの
割には遮熱効果が余り期待できず、むしろ熱容量的に悪
影響を与える。より好ましくは、枚数が６〜９枚であ
る。
は、微小気泡の平均径を２００μｍ以下、散乱係数を２
００〜１２００ｍ-1、密度ρを１．７≦ρ≦２．２ｇ／
cm3としている。微小気泡の平均径が２００μｍを超え
ると、機械的強度が小さくなり、散乱係数が２００ｍ-1
未満であると、遮熱効果が急激に小さくなる一方、１２
００ｍ-1を超えると、遮熱効果は大きくなるが機械的強
度が小さく、ダストの発生が大きくなり、又、密度ρが
１．７ｇ／cm3 未満であると、強度が低下し、かつダス
トの発生が大きくなる一方、２．２ｇ／cm3 を超える
と、遮熱効果が急激に小さくなる。より好ましくは、平
均径が２０〜１２０μｍである。又、複数の高純度石英
ガラス板８，１０は、枚数を４〜１２枚、１枚当りの厚
さを４〜１０mmとしている。枚数が４枚未満であると、
熱流束を十分に遮蔽することができない一方、１２枚を
超えると、熱流束の減少率はほぼ一定になり、効果が頭
打ちとなり、又、１枚当りの厚さが４mm未満であると、
遮熱効果が十分でない一方、１０mmを超えると、厚さの
割には遮熱効果が余り期待できず、むしろ熱容量的に悪
影響を与える。より好ましくは、枚数が６〜９枚であ
る。
【０００７】上記構成の縦型熱処理炉においては、付着
が激しい熱処理側部５ａを取り外して新しいものと交換
することが可能となるので、装置の稼働中に遮熱体５の
熱処理側部５ａをエッチング処理することができ、装置
の稼働率を向上させることができる。又、付着の激しい
部分のみを新しいものと交換可能となるので、それ以外
の部分について過剰エッチングすることがなく、長寿命
化を図ることができる。更に、高純度石英ガラス板の微
小気泡の平均径、散乱係数及び密度を特定することによ
り、遮熱効率を向上させることができる。なお、上述し
た実施の一形態では、遮熱体５を全高の１／３を占める
熱処理側部５ａと、残る２／３を占める非熱処理側部５
ｂとの２群で構成する場合について述べたが、これに限
定されるものではなく、全高の１／２ずつを占める２群
又は全高の１／３ずつを占める３群あるいは適宜高さを
占める４群以上とし、かつ各群を分離可能に結合する構
成としてもよい。
が激しい熱処理側部５ａを取り外して新しいものと交換
することが可能となるので、装置の稼働中に遮熱体５の
熱処理側部５ａをエッチング処理することができ、装置
の稼働率を向上させることができる。又、付着の激しい
部分のみを新しいものと交換可能となるので、それ以外
の部分について過剰エッチングすることがなく、長寿命
化を図ることができる。更に、高純度石英ガラス板の微
小気泡の平均径、散乱係数及び密度を特定することによ
り、遮熱効率を向上させることができる。なお、上述し
た実施の一形態では、遮熱体５を全高の１／３を占める
熱処理側部５ａと、残る２／３を占める非熱処理側部５
ｂとの２群で構成する場合について述べたが、これに限
定されるものではなく、全高の１／２ずつを占める２群
又は全高の１／３ずつを占める３群あるいは適宜高さを
占める４群以上とし、かつ各群を分離可能に結合する構
成としてもよい。
【０００８】図３は本発明の半導体熱処理装置に係る実
施の他の形態を示す縦型熱処理炉の要部の斜視図であ
る。この縦型熱処理炉において、遮熱体１４は、微小気
泡を内包した円形の６枚の高純度石英ガラス板１５を、
微小気泡を内包した複数の高純度石英ガラス支柱１６に
より所要間隔をあけて一体連結すると共に、密度ρが熱
処理領域側１．９＜ρ≦２．２ｇ／cm3 ，非熱処理領域
側１．７≦ρ≦２．１ｇ／cm3 の範囲で２段階に異なら
せたり、あるいは密度ρが１．７≦ρ≦２．２ｇ／cm3
の範囲で熱処理領域側から非熱処理領域側にかけて小さ
くなるように多段階に異ならせたりし、密度を熱処理領
域側から非熱処理領域側にかけて小さくした少なくとも
２段階に異ならせて構成されている。他の構成は、図１
のものとほぼ同様であるので、その説明を省略する。
施の他の形態を示す縦型熱処理炉の要部の斜視図であ
る。この縦型熱処理炉において、遮熱体１４は、微小気
泡を内包した円形の６枚の高純度石英ガラス板１５を、
微小気泡を内包した複数の高純度石英ガラス支柱１６に
より所要間隔をあけて一体連結すると共に、密度ρが熱
処理領域側１．９＜ρ≦２．２ｇ／cm3 ，非熱処理領域
側１．７≦ρ≦２．１ｇ／cm3 の範囲で２段階に異なら
せたり、あるいは密度ρが１．７≦ρ≦２．２ｇ／cm3
の範囲で熱処理領域側から非熱処理領域側にかけて小さ
くなるように多段階に異ならせたりし、密度を熱処理領
域側から非熱処理領域側にかけて小さくした少なくとも
２段階に異ならせて構成されている。他の構成は、図１
のものとほぼ同様であるので、その説明を省略する。
【０００９】熱処理領域側の高純度石英ガラス板１５及
び高純度石英ガラス支柱１６の密度ρは、１．９ｇ／cm
3 未満であると、強度が低下し、クリープや熱衝撃に耐
えることができず、２．２ｇ／cm3 を超えると、遮熱効
率が低下する。好ましくは、２．０≦ρ≦２．１ｇ／cm
3 である。又、非熱処理領域側の高純度石英ガラス板１
５及び高純度石英ガラス支柱１６の密度は、２．１ｇ／
cm3 を超えると、遮熱効果が著しく低下し、１．７ｇ／
cm3 未満であると、強度が低下し、ダストの発生のおそ
れがある。好ましくは、１．８≦ρ≦２．０ｇ／cm3 で
ある。なお、高純度石英ガラス板１５の散乱係数、枚数
及び厚さ等は、実施の一形態の場合とほぼ同様であるの
で、その説明を省略する。
び高純度石英ガラス支柱１６の密度ρは、１．９ｇ／cm
3 未満であると、強度が低下し、クリープや熱衝撃に耐
えることができず、２．２ｇ／cm3 を超えると、遮熱効
率が低下する。好ましくは、２．０≦ρ≦２．１ｇ／cm
3 である。又、非熱処理領域側の高純度石英ガラス板１
５及び高純度石英ガラス支柱１６の密度は、２．１ｇ／
cm3 を超えると、遮熱効果が著しく低下し、１．７ｇ／
cm3 未満であると、強度が低下し、ダストの発生のおそ
れがある。好ましくは、１．８≦ρ≦２．０ｇ／cm3 で
ある。なお、高純度石英ガラス板１５の散乱係数、枚数
及び厚さ等は、実施の一形態の場合とほぼ同様であるの
で、その説明を省略する。
【００１０】上記構成の縦型熱処理炉においては、熱処
理領域側を強度的に優れ、かつ非熱処理領域側をダスト
発生が低く遮熱効果に優れた遮熱体１４とすることがで
き、遮熱体１４全体として遮熱効率を高めると共に、十
分な強度を有し、かつダスト発生の低いものとすること
ができる。
理領域側を強度的に優れ、かつ非熱処理領域側をダスト
発生が低く遮熱効果に優れた遮熱体１４とすることがで
き、遮熱体１４全体として遮熱効率を高めると共に、十
分な強度を有し、かつダスト発生の低いものとすること
ができる。
【００１１】なお、上記発明の実施の各形態の説明にお
いては、半導体熱処理装置として縦型熱処理炉について
述べたが、これに限定されるものではなく、横型熱処理
炉にも適用できる。
いては、半導体熱処理装置として縦型熱処理炉について
述べたが、これに限定されるものではなく、横型熱処理
炉にも適用できる。
【００１２】
【実施例】次に、本発明の実施の一形態の実施例を比較
例と共に説明する。先ず、炉内温度１２００℃に保持し
た縦型熱処理炉に、微小気泡の平均径を３０〜８０μｍ
とし１枚の厚さが４mm、枚数が９枚（３枚＋３枚＋３
枚）、間隔が２５mmの３分割構造で、散乱係数及び密度
を表１の通りにした高純度石英ガラス板等からなる遮熱
体を納置し、炉内温度が所定温度に到達してから６０分
経過後の炉床部の温度を測定したところ、表１に示すよ
うになった。
例と共に説明する。先ず、炉内温度１２００℃に保持し
た縦型熱処理炉に、微小気泡の平均径を３０〜８０μｍ
とし１枚の厚さが４mm、枚数が９枚（３枚＋３枚＋３
枚）、間隔が２５mmの３分割構造で、散乱係数及び密度
を表１の通りにした高純度石英ガラス板等からなる遮熱
体を納置し、炉内温度が所定温度に到達してから６０分
経過後の炉床部の温度を測定したところ、表１に示すよ
うになった。
【００１３】
【表１】
【００１４】表１に示されているように、微小気泡の量
が少なく、散乱係数が２００ｍ-1未満のものでは、遮熱
効果が急激に小さくなることがわかる。一方、微小気泡
の量が多く、散乱係数が１２００ｍ-1を超えるもので
は、遮熱効果は大きくなるが、機械的強度が小さく、か
つダストの発生が多くなるので、半導体熱処理用として
は不適当であった。したがって、散乱係数は、２００〜
１２００ｍ-1であることが好ましく、より好ましくは、
３００〜１０００ｍ-1であることがわかった。又、１０
００℃以上の炉内温度に対して、微小気泡を内包した高
純度石英ガラス板（６００ｍ-1）の厚みについて検討
し、単位厚さ当りの遮熱量を測定した結果、１０mm程度
までは遮熱に有効であるが、それ以上厚くしても厚さの
割には遮熱効果が余り期待できず、むしろ熱容量的に悪
影響を与えることがわかった。一方、厚さが４mm未満で
あると、強度が不十分となった。したがって、１枚当り
の厚さは、４〜１０mmが好ましく、より好ましくは、４
〜７mmであることがわかった。更に、微小気泡を内包し
た高純度石英ガラス板（６００ｍ-1，４mm）の全枚数に
ついて測定を行った結果、４枚以上でなければ、熱流束
を十分に遮蔽することができず、かつ１３枚以上として
も遮熱効果の向上を期待できず、熱容量的に悪影響があ
ることがわかった。したがって、枚数は、４〜１２枚が
好ましく、より好ましくは、６〜９枚であることがわか
った。
が少なく、散乱係数が２００ｍ-1未満のものでは、遮熱
効果が急激に小さくなることがわかる。一方、微小気泡
の量が多く、散乱係数が１２００ｍ-1を超えるもので
は、遮熱効果は大きくなるが、機械的強度が小さく、か
つダストの発生が多くなるので、半導体熱処理用として
は不適当であった。したがって、散乱係数は、２００〜
１２００ｍ-1であることが好ましく、より好ましくは、
３００〜１０００ｍ-1であることがわかった。又、１０
００℃以上の炉内温度に対して、微小気泡を内包した高
純度石英ガラス板（６００ｍ-1）の厚みについて検討
し、単位厚さ当りの遮熱量を測定した結果、１０mm程度
までは遮熱に有効であるが、それ以上厚くしても厚さの
割には遮熱効果が余り期待できず、むしろ熱容量的に悪
影響を与えることがわかった。一方、厚さが４mm未満で
あると、強度が不十分となった。したがって、１枚当り
の厚さは、４〜１０mmが好ましく、より好ましくは、４
〜７mmであることがわかった。更に、微小気泡を内包し
た高純度石英ガラス板（６００ｍ-1，４mm）の全枚数に
ついて測定を行った結果、４枚以上でなければ、熱流束
を十分に遮蔽することができず、かつ１３枚以上として
も遮熱効果の向上を期待できず、熱容量的に悪影響があ
ることがわかった。したがって、枚数は、４〜１２枚が
好ましく、より好ましくは、６〜９枚であることがわか
った。
【００１５】次いで、６インチウエハ用縦型熱処理炉に
使用する実施例の遮熱体として、表２記載の仕様で、全
高の熱処理領域側１／３部分と残り２／３部分とを分離
可能な構造のものとし、１／３部分を連続２０回使用毎
に取り外して新しいものと交換する一方、表２記載の仕
様の一体構造の遮熱体を比較例として連続使用したとこ
ろ、炉床部の温度は、表３に示すようになった。
使用する実施例の遮熱体として、表２記載の仕様で、全
高の熱処理領域側１／３部分と残り２／３部分とを分離
可能な構造のものとし、１／３部分を連続２０回使用毎
に取り外して新しいものと交換する一方、表２記載の仕
様の一体構造の遮熱体を比較例として連続使用したとこ
ろ、炉床部の温度は、表３に示すようになった。
【００１６】
【表２】
【００１７】
【表３】
【００１８】表３に示されているように、本実施例の場
合、２０回の使用で炉床部の温度は１２０℃となり、使
用初期（約８０℃）と比べて約４０℃高くなったが、付
着の激しかった１／３部分を交換することにより、炉床
部の温度は９５℃となり、約２５℃分だけ回復した。そ
の後、次の２０回の使用で炉床部の温度は１４３℃とな
り、約４８℃高くなった。ここで、再び付着の激しかっ
た１／３部分を交換することにより、炉床部の温度は１
０５℃となり、約３８℃分だけ回復した。そして、更に
次の２０回の使用で炉床部の温度は１５５℃となった。
一方、比較例の場合、４０回の連続使用で炉床部の温度
は１５０℃となり、更に次の２０回の連続使用で炉床部
の温度は１７２℃となった。ちなみに、炉床部の上限温
度は、フランジのパッキン等の熱劣化を防止するため、
１６０℃である。したがって、本実施例によれば、比較
例よりも遮熱性能を維持できる使用回数を５０％も増や
すことができる。
合、２０回の使用で炉床部の温度は１２０℃となり、使
用初期（約８０℃）と比べて約４０℃高くなったが、付
着の激しかった１／３部分を交換することにより、炉床
部の温度は９５℃となり、約２５℃分だけ回復した。そ
の後、次の２０回の使用で炉床部の温度は１４３℃とな
り、約４８℃高くなった。ここで、再び付着の激しかっ
た１／３部分を交換することにより、炉床部の温度は１
０５℃となり、約３８℃分だけ回復した。そして、更に
次の２０回の使用で炉床部の温度は１５５℃となった。
一方、比較例の場合、４０回の連続使用で炉床部の温度
は１５０℃となり、更に次の２０回の連続使用で炉床部
の温度は１７２℃となった。ちなみに、炉床部の上限温
度は、フランジのパッキン等の熱劣化を防止するため、
１６０℃である。したがって、本実施例によれば、比較
例よりも遮熱性能を維持できる使用回数を５０％も増や
すことができる。
【００１９】又、本発明の実施の他の形態の実施例を比
較例１〜３と共に説明する。先ず、６インチウエハ用縦
型熱処理炉に使用する遮熱体として、直径２００mm，厚
さ５mmの微小気泡を内包した高純度石英ガラス板６枚
を、微小気泡を内包した高純度石英ガラス支柱各３本で
等間隔に積層して全体の高さを２００mmとしたものであ
って、熱処理領域側の３枚の高純度石英ガラス板及びそ
の間の高純度石英ガラス支柱の密度を２．１ｇ／cm3 、
非熱処理領域側の３枚の石英ガラス板及び残りの高純度
石英ガラス支柱の密度を１．９ｇ／cm3 としたものを実
施例、全体の密度を１．９ｇ／cm3 ，２．１ｇ／cm3 及
び２．０ｇ／cm3 としたものを比較例１，２及び３とし
た。次いで、実施例，比較例１〜３の遮熱体を縦型熱処
理炉に納置し、最高温度１２００℃で熱処理した。この
際の加熱，冷却の速度は１００℃/min、等温保持は５時
間とし、かつ遮熱体上には、６インチウエハ及びウエハ
ボートの重量に相当する３８kgの透明石英ガラス製の円
筒状の重錘を載せた。５０回の加熱，冷却使用を繰り返
した後の各遮熱体の評価結果を表４に示す。なお、変形
量は、上記高さが全体としてどの程度短くなったかを示
すものである。
較例１〜３と共に説明する。先ず、６インチウエハ用縦
型熱処理炉に使用する遮熱体として、直径２００mm，厚
さ５mmの微小気泡を内包した高純度石英ガラス板６枚
を、微小気泡を内包した高純度石英ガラス支柱各３本で
等間隔に積層して全体の高さを２００mmとしたものであ
って、熱処理領域側の３枚の高純度石英ガラス板及びそ
の間の高純度石英ガラス支柱の密度を２．１ｇ／cm3 、
非熱処理領域側の３枚の石英ガラス板及び残りの高純度
石英ガラス支柱の密度を１．９ｇ／cm3 としたものを実
施例、全体の密度を１．９ｇ／cm3 ，２．１ｇ／cm3 及
び２．０ｇ／cm3 としたものを比較例１，２及び３とし
た。次いで、実施例，比較例１〜３の遮熱体を縦型熱処
理炉に納置し、最高温度１２００℃で熱処理した。この
際の加熱，冷却の速度は１００℃/min、等温保持は５時
間とし、かつ遮熱体上には、６インチウエハ及びウエハ
ボートの重量に相当する３８kgの透明石英ガラス製の円
筒状の重錘を載せた。５０回の加熱，冷却使用を繰り返
した後の各遮熱体の評価結果を表４に示す。なお、変形
量は、上記高さが全体としてどの程度短くなったかを示
すものである。
【００２０】
【表４】
【００２１】表４に示されているように、遮熱効率を重
視して全体を密度１．９ｇ／cm3 とした比較例１の結果
は、炉床部の温度が９５℃と最も低く、遮熱効率のよさ
が示された。しかし、変形量が１．２mmと非常に大き
く、このままでは実用に供することはできない。一方、
強度特性を重視して全体を密度２．１ｇ／cm3 とした比
較例２の結果は、比較例１とは逆に変形量は０．４mmと
小さいが、炉床部の温度が１６０℃と高かった。このも
のは、実用的には遮熱効率が不十分である。比較例３
は、全体を比較例１と比較例２の中間の密度である２．
０ｇ／cm3 としたもので、炉床部の温度が１１０℃、変
形量が０．８mmと比較的バランスのよい特性を示してい
る。これらの比較例１〜３に対して実施例の結果は、遮
熱効率はそれを重視した比較例１と、又、強度特性はそ
れを重視した比較例２とほぼ同等である。更に、比較例
３と比べると、遮熱効率はほぼ同等であるが、変形量が
６０％少ない。したがって、実施例の遮熱体は、遮熱効
率と強度特性で総合的に優れていることがわかる。な
お、ダスト発生量は、強度の低下の程度とほぼ対応する
ものである。
視して全体を密度１．９ｇ／cm3 とした比較例１の結果
は、炉床部の温度が９５℃と最も低く、遮熱効率のよさ
が示された。しかし、変形量が１．２mmと非常に大き
く、このままでは実用に供することはできない。一方、
強度特性を重視して全体を密度２．１ｇ／cm3 とした比
較例２の結果は、比較例１とは逆に変形量は０．４mmと
小さいが、炉床部の温度が１６０℃と高かった。このも
のは、実用的には遮熱効率が不十分である。比較例３
は、全体を比較例１と比較例２の中間の密度である２．
０ｇ／cm3 としたもので、炉床部の温度が１１０℃、変
形量が０．８mmと比較的バランスのよい特性を示してい
る。これらの比較例１〜３に対して実施例の結果は、遮
熱効率はそれを重視した比較例１と、又、強度特性はそ
れを重視した比較例２とほぼ同等である。更に、比較例
３と比べると、遮熱効率はほぼ同等であるが、変形量が
６０％少ない。したがって、実施例の遮熱体は、遮熱効
率と強度特性で総合的に優れていることがわかる。な
お、ダスト発生量は、強度の低下の程度とほぼ対応する
ものである。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の半
導体熱処理装置によれば、付着が激しい部分を取り外し
て新しいものと交換することが可能となるので、装置の
稼働中に遮熱体の熱処理側部をエッチング処理すること
ができ、装置の稼働率を向上させることができる。又、
付着の激しい部分のみ新しいものと交換可能となるの
で、それ以外の部分について過剰エッチングをすること
がなく、長寿命化を図ることができる。更に、高純度石
英ガラス板の微小気泡の平均径、散乱係数及び密度を特
定することにより、遮熱効率を向上させることができ
る。又、第２の半導体熱処理装置によれば、遮熱体の熱
処理領域側で強度を担保する一方、非熱処理領域側でダ
スト発生を低減しつつ遮熱効率を担保するので、従来に
比べて十分な強度を有する遮熱体とすることができ、か
つダスト発生を低減しつつその遮熱効率を高めることが
できる。
導体熱処理装置によれば、付着が激しい部分を取り外し
て新しいものと交換することが可能となるので、装置の
稼働中に遮熱体の熱処理側部をエッチング処理すること
ができ、装置の稼働率を向上させることができる。又、
付着の激しい部分のみ新しいものと交換可能となるの
で、それ以外の部分について過剰エッチングをすること
がなく、長寿命化を図ることができる。更に、高純度石
英ガラス板の微小気泡の平均径、散乱係数及び密度を特
定することにより、遮熱効率を向上させることができ
る。又、第２の半導体熱処理装置によれば、遮熱体の熱
処理領域側で強度を担保する一方、非熱処理領域側でダ
スト発生を低減しつつ遮熱効率を担保するので、従来に
比べて十分な強度を有する遮熱体とすることができ、か
つダスト発生を低減しつつその遮熱効率を高めることが
できる。
【図１】本発明の半導体熱処理装置に係る実施の一形態
を示す縦型熱処理炉の縦断面図である。
を示す縦型熱処理炉の縦断面図である。
【図２】図１の縦型熱処理炉の要部の分解斜視図であ
る。
る。
【図３】本発明の半導体熱処理装置に係る実施の他の形
態を示す縦型熱処理炉の要部の斜視図である。
態を示す縦型熱処理炉の要部の斜視図である。
５ 遮熱体 ５ａ 熱処理側部 ５ｂ 非熱処理側部 ８ 高純度石英ガラス板 ９ 高純度石英ガラス支柱 １０ 高純度石英ガラス板 １１ 高純度石英ガラス支柱 １２ ダボ穴 １３ ダボ １４ 遮熱体 １５ 高純度石英ガラス板 １６ 高純度石英ガラス支柱
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/324 Ｈ０１Ｌ 21/324 Ｄ
Claims (6)
- 【請求項１】 熱処理領域と非熱処理領域との間に、微
小気泡を内包した複数の高純度石英ガラス板が、間隔を
あけて並置され、かつ少なくとも２群に分離可能に結合
されていることを特徴とする半導体熱処理装置。 - 【請求項２】 前記複数の高純度石英ガラス板は、微小
気泡の平均径が２００μｍ以下、散乱係数が２００〜１
２００ｍ-1、密度ρが１．７≦ρ≦２．２ｇ／cm3 であ
ることを特徴とする請求項１記載の半導体熱処理装置。 - 【請求項３】 前記複数の高純度石英ガラス板は、全枚
数が４〜１２枚、１枚当りの厚さが４〜１０mmであるこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の半導体熱処理装
置。 - 【請求項４】 熱処理領域と非熱処理領域との間に、微
小気泡を内包した複数の高純度石英ガラス板が、間隔を
あけて並置され、かつこの密度を熱処理領域側から非熱
処理領域側にかけて小さくした少なくとも２段階に異な
らせていることを特徴とする半導体熱処理装置。 - 【請求項５】 前記複数の高純度石英ガラス板は、密度
ρが熱処理領域側１．９＜ρ≦２．２ｇ／cm3 、非熱処
理領域側１．７≦ρ≦２．１ｇ／cm3 の範囲で２段階に
異ならせていることを特徴とする請求項４記載の半導体
熱処理装置。 - 【請求項６】 前記複数の高純度石英ガラス板は、密度
ρが１．７≦ρ≦２．２ｇ／cm3 の範囲で熱処理領域側
から非熱処理領域側にかけて小さくなるように多段階に
異ならせていることを特徴とする請求項４記載の半導体
熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24373895A JP3865419B2 (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | 半導体熱処理装置に用いられる遮熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24373895A JP3865419B2 (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | 半導体熱処理装置に用いられる遮熱体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0963977A true JPH0963977A (ja) | 1997-03-07 |
| JP3865419B2 JP3865419B2 (ja) | 2007-01-10 |
Family
ID=17108257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24373895A Expired - Fee Related JP3865419B2 (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | 半導体熱処理装置に用いられる遮熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3865419B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001085349A (ja) * | 1999-09-17 | 2001-03-30 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 縦型熱処理装置 |
| JP2002343789A (ja) * | 2001-05-16 | 2002-11-29 | Mitsubishi Electric Corp | 補助保温治具、その製造方法、板状断熱材付きウエハボート、縦型熱処理装置、縦型熱処理装置の改造方法および半導体装置の製造方法 |
| JP2019502262A (ja) * | 2015-12-18 | 2019-01-24 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 非対称なチャンバ環境における均一なウエハ温度の実現 |
| CN113957540A (zh) * | 2021-11-01 | 2022-01-21 | 中国电子科技集团公司第四十八研究所 | 一种适用于碲镉汞材料的热处理装置 |
-
1995
- 1995-08-29 JP JP24373895A patent/JP3865419B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001085349A (ja) * | 1999-09-17 | 2001-03-30 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 縦型熱処理装置 |
| JP2002343789A (ja) * | 2001-05-16 | 2002-11-29 | Mitsubishi Electric Corp | 補助保温治具、その製造方法、板状断熱材付きウエハボート、縦型熱処理装置、縦型熱処理装置の改造方法および半導体装置の製造方法 |
| JP2019502262A (ja) * | 2015-12-18 | 2019-01-24 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 非対称なチャンバ環境における均一なウエハ温度の実現 |
| CN113957540A (zh) * | 2021-11-01 | 2022-01-21 | 中国电子科技集团公司第四十八研究所 | 一种适用于碲镉汞材料的热处理装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3865419B2 (ja) | 2007-01-10 |
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