JPH0773103B2 - 半導体熱処理用構造体 - Google Patents
半導体熱処理用構造体Info
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- JPH0773103B2 JPH0773103B2 JP19519393A JP19519393A JPH0773103B2 JP H0773103 B2 JPH0773103 B2 JP H0773103B2 JP 19519393 A JP19519393 A JP 19519393A JP 19519393 A JP19519393 A JP 19519393A JP H0773103 B2 JPH0773103 B2 JP H0773103B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造用の熱処理
装置の加熱域と非加熱域間に配設され、加熱域の保温及
び断熱を行う熱保持体、炉壁材その他の構造体に関す
る。
装置の加熱域と非加熱域間に配設され、加熱域の保温及
び断熱を行う熱保持体、炉壁材その他の構造体に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】例えば図２に示す如く、周囲に加熱手段
1 を囲繞した石英ガラス製炉管2 内に、支持治具3 を介
して半導体ウエハ4 を収納可能に構成し、前記加熱手段
1 により支持治具3 上に戴設した半導体ウエハ4 を所定
温度域まで加熱し制御しながら、該半導体ウエハ4 表面
域に反応ガス又は不活性ガスを流し、半導体ウエハ4 表
面域の酸化、拡散、気相成長、アニール等の各種熱処理
を行う熱処理装置は公知であり、この種の熱処理装置に
おいては、前記ウエハ4 表面域に形成又は注入される薄
膜の厚さや不純物濃度分布のバラツキを防止する為に、
炉管2 内の加熱区域A と炉管2 開口端側間に石英ガラス
製の熱保持体5 を配して前記ウエハ4 熱処理用空間温度
の均等化を図るとともに、前記炉管2 周囲に囲繞した加
熱手段1 を熱保持体5 上方に位置せしめ、前記熱保持体
5 を断熱材として機能させる事により、炉管2 開口端側
に設けたＯリング6 その他のシール部分に高温が伝搬す
るのを防いでいる。そしてこのような熱保持体5 は一般
に、密封された石英ガラス製の円筒体5a内に、長繊維状
の石英ガラスウール5bを封入して構成している。
1 を囲繞した石英ガラス製炉管2 内に、支持治具3 を介
して半導体ウエハ4 を収納可能に構成し、前記加熱手段
1 により支持治具3 上に戴設した半導体ウエハ4 を所定
温度域まで加熱し制御しながら、該半導体ウエハ4 表面
域に反応ガス又は不活性ガスを流し、半導体ウエハ4 表
面域の酸化、拡散、気相成長、アニール等の各種熱処理
を行う熱処理装置は公知であり、この種の熱処理装置に
おいては、前記ウエハ4 表面域に形成又は注入される薄
膜の厚さや不純物濃度分布のバラツキを防止する為に、
炉管2 内の加熱区域A と炉管2 開口端側間に石英ガラス
製の熱保持体5 を配して前記ウエハ4 熱処理用空間温度
の均等化を図るとともに、前記炉管2 周囲に囲繞した加
熱手段1 を熱保持体5 上方に位置せしめ、前記熱保持体
5 を断熱材として機能させる事により、炉管2 開口端側
に設けたＯリング6 その他のシール部分に高温が伝搬す
るのを防いでいる。そしてこのような熱保持体5 は一般
に、密封された石英ガラス製の円筒体5a内に、長繊維状
の石英ガラスウール5bを封入して構成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記構成
の熱保持体5 は、密閉空間内に単にガラスウール5bを封
入した構造である為に、該熱保持体5 を加熱炉に使用し
た場合、前記円筒体5a内に圧力負荷が加わり、而も該熱
保持体5 はその上方の炉管2 周囲に囲繞した加熱手段1
よりの輻射熱により、上面側が常に高温に曝されててい
る為に、密閉された円筒体5a内のガス（空気）が熱膨張
して前記圧力負荷が一層強まり、該円筒体5aが破壊して
しまう場合がある。
の熱保持体5 は、密閉空間内に単にガラスウール5bを封
入した構造である為に、該熱保持体5 を加熱炉に使用し
た場合、前記円筒体5a内に圧力負荷が加わり、而も該熱
保持体5 はその上方の炉管2 周囲に囲繞した加熱手段1
よりの輻射熱により、上面側が常に高温に曝されててい
る為に、密閉された円筒体5a内のガス（空気）が熱膨張
して前記圧力負荷が一層強まり、該円筒体5aが破壊して
しまう場合がある。
【０００４】かかる欠点を解消する為に、従来より前記
円筒体5a内にリブやかすがいその他の補強棒を取付け、
耐圧強度の向上を図っているが、近年のようにウエハ4
の大口径化に伴ない炉管2 が大型化するに連れ、前記熱
保持体5 口径も大型化し、その分耐圧強度が低下する為
に、前記補強棒を等比級数的に数多く設けねばならず、
この事が熱保持体5 製造作業の煩雑化と製造コストの大
幅増加を招くとともに、特に前記熱保持体5 を150 〜20
0 mm程度に大口径化した場合、真空状態で且つ高温下に
おける耐圧を円滑に満足する程度に多数の補強棒を設け
る事は設計上及び製造上極めて困難であり、結果として
このような大口径の熱保持体5 を製作し得なかった。
円筒体5a内にリブやかすがいその他の補強棒を取付け、
耐圧強度の向上を図っているが、近年のようにウエハ4
の大口径化に伴ない炉管2 が大型化するに連れ、前記熱
保持体5 口径も大型化し、その分耐圧強度が低下する為
に、前記補強棒を等比級数的に数多く設けねばならず、
この事が熱保持体5 製造作業の煩雑化と製造コストの大
幅増加を招くとともに、特に前記熱保持体5 を150 〜20
0 mm程度に大口径化した場合、真空状態で且つ高温下に
おける耐圧を円滑に満足する程度に多数の補強棒を設け
る事は設計上及び製造上極めて困難であり、結果として
このような大口径の熱保持体5 を製作し得なかった。
【０００５】この結果、ウエハ4 の大口径化に伴ない例
え炉管2 を大型化した場合においても、これに対応して
前記熱保持体5 を大口径化し得ず、これにより、炉管2
内のウエハ4 熱処理用空間よりの加熱温度が熱保持体5
と炉管2 内壁面間の空隙部より逃げ、該ウエハ4 熱処理
区域A の加熱温度が変動するとともに、炉管2 開口端側
のシール部分に高温が伝搬するのを完全に防止し得ない
という問題が派生していた。
え炉管2 を大型化した場合においても、これに対応して
前記熱保持体5 を大口径化し得ず、これにより、炉管2
内のウエハ4 熱処理用空間よりの加熱温度が熱保持体5
と炉管2 内壁面間の空隙部より逃げ、該ウエハ4 熱処理
区域A の加熱温度が変動するとともに、炉管2 開口端側
のシール部分に高温が伝搬するのを完全に防止し得ない
という問題が派生していた。
【０００６】本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、断
熱性と保温性を十分満足しつつ、大口径化に耐えられる
だけの高耐圧強度を有する熱保持体5 その他の構造体を
提供する事を目的とする。本発明の他の目的は、断熱
性、保温性及び高耐圧性を有し、前記熱保持体5 や加熱
炉の炉壁材として好適に使用される構造体を提供する事
にある。
熱性と保温性を十分満足しつつ、大口径化に耐えられる
だけの高耐圧強度を有する熱保持体5 その他の構造体を
提供する事を目的とする。本発明の他の目的は、断熱
性、保温性及び高耐圧性を有し、前記熱保持体5 や加熱
炉の炉壁材として好適に使用される構造体を提供する事
にある。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】本発明は、図１に示すよう
に前記熱保持体又は加熱炉の炉壁材として好適に使用さ
れる構造体30を、内部に多数の微小空間31a を有する石
英ガラス塑性体31、言い換えれば前記石英ガラス塑性体
31がガラスウール5b等の柔軟性を有する部材で形成され
ているのではなく、例えば石英微粉を真空炉中で加熱す
る事により、発泡ガラス体のように多数の微小空間31a
を内部に有し且つそれ自体は硬質な石英ガラス薄膜が網
目状に縦横に張りめぐらされている塑成体で形成し、該
塑成体を前記構造体の芯体として用いたものである。
に前記熱保持体又は加熱炉の炉壁材として好適に使用さ
れる構造体30を、内部に多数の微小空間31a を有する石
英ガラス塑性体31、言い換えれば前記石英ガラス塑性体
31がガラスウール5b等の柔軟性を有する部材で形成され
ているのではなく、例えば石英微粉を真空炉中で加熱す
る事により、発泡ガラス体のように多数の微小空間31a
を内部に有し且つそれ自体は硬質な石英ガラス薄膜が網
目状に縦横に張りめぐらされている塑成体で形成し、該
塑成体を前記構造体の芯体として用いたものである。
【０００８】この場合前記微小空間31a は独立気泡、連
続気泡又は連続空隙として存在するが、いずれもそのほ
とんどが少なくとも1300℃以下で減圧又は真空状態で存
在させる必要がある。
続気泡又は連続空隙として存在するが、いずれもそのほ
とんどが少なくとも1300℃以下で減圧又は真空状態で存
在させる必要がある。
【０００９】又前記構造体30は、前記微小空間31a が表
面に露出する塑性体31のままで使用する事も可能である
が、該石英ガラス塑性体31の表面側を透明ガラス層32で
隠蔽し、該透明ガラス層32が、前記加熱域A と石英ガラ
ス塑性体31間に介在しているように構成するのがよい。
面に露出する塑性体31のままで使用する事も可能である
が、該石英ガラス塑性体31の表面側を透明ガラス層32で
隠蔽し、該透明ガラス層32が、前記加熱域A と石英ガラ
ス塑性体31間に介在しているように構成するのがよい。
【００１０】そしてこのような透明ガラス層32の形成
は、前記芯体の外周囲表面をバーナであぶるなどの後加
工により、表面層にのみ薄膜の透明石英ガラス層32を形
成して構造体としてもよく、又石英微粉を石英ガラス容
器に充填した状態で、真空炉中で加熱し、該石英容器と
一体的に溶着させて構造体を形成してもよい。
は、前記芯体の外周囲表面をバーナであぶるなどの後加
工により、表面層にのみ薄膜の透明石英ガラス層32を形
成して構造体としてもよく、又石英微粉を石英ガラス容
器に充填した状態で、真空炉中で加熱し、該石英容器と
一体的に溶着させて構造体を形成してもよい。
【００１１】
【作用】本発明は、前記熱保持体5 や炉壁等の熱処理装
置用いられる構造体30を、内部に多数の微小空間31a を
有する石英ガラス塑性体31、言い換えれば図３に示すよ
うに多数の微小空間31a を内部に有する細かい網目状の
塑成体で形成した為に当然に保温性と断熱性を有すると
ともに、前記網目状の石英ガラス薄膜がリブ又はかすが
い様の補強材として機能し、高耐圧性を有する。
置用いられる構造体30を、内部に多数の微小空間31a を
有する石英ガラス塑性体31、言い換えれば図３に示すよ
うに多数の微小空間31a を内部に有する細かい網目状の
塑成体で形成した為に当然に保温性と断熱性を有すると
ともに、前記網目状の石英ガラス薄膜がリブ又はかすが
い様の補強材として機能し、高耐圧性を有する。
【００１２】又本発明においては、前記微小空間31a が
表面に露出したまま使用すると、半導体ウエハ4 製造工
程中に前記微小空間31a 内に存在する不純物や不純ガス
が外部に導出し、製品欠陥が生じる場合がある。そこで
本発明の好ましい実施例においては、前記石英ガラス塑
性体31の表面を薄膜又は所定肉厚の透明ガラス層32で隠
蔽し、該透明ガラス層32により、前記加熱域A と石英ガ
ラス塑性体31間を遮断する事により、前記製品欠陥の恐
れを取除くとともに、該透明ガラス層32が補強層として
も機能し、耐圧性が一層向上する。又前記微小空間31a
を少なくとも1300℃以下で減圧又は真空状態で存在させ
る事により、断熱保温性を向上させると共に該微小空間
31a 内に存在するガスの熱膨張を防止し、耐圧性の一層
の向上と、不純ガスが外部に導出するのを防止出来る。
表面に露出したまま使用すると、半導体ウエハ4 製造工
程中に前記微小空間31a 内に存在する不純物や不純ガス
が外部に導出し、製品欠陥が生じる場合がある。そこで
本発明の好ましい実施例においては、前記石英ガラス塑
性体31の表面を薄膜又は所定肉厚の透明ガラス層32で隠
蔽し、該透明ガラス層32により、前記加熱域A と石英ガ
ラス塑性体31間を遮断する事により、前記製品欠陥の恐
れを取除くとともに、該透明ガラス層32が補強層として
も機能し、耐圧性が一層向上する。又前記微小空間31a
を少なくとも1300℃以下で減圧又は真空状態で存在させ
る事により、断熱保温性を向上させると共に該微小空間
31a 内に存在するガスの熱膨張を防止し、耐圧性の一層
の向上と、不純ガスが外部に導出するのを防止出来る。
【００１３】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を例示
的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に
特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図１
は図２の縦型構造の熱処理装置に本発明の熱保持体30が
組込まれた装置を示し、前記従来技術との差異を中心に
説明すると、前記炉管2 内の下方部分には基台7 上に戴
設した熱保持体30を位置せしめ、該熱保持体30上面に、
半導体ウエハ4 を列設配置した支持治具3 を戴置させる
とともに、該支持治具3 が位置する炉管2 周囲に加熱手
段1 を囲繞させ、公知の手段で前記半導体ウエハ4 が加
熱処理可能に構成する。
的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に
特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図１
は図２の縦型構造の熱処理装置に本発明の熱保持体30が
組込まれた装置を示し、前記従来技術との差異を中心に
説明すると、前記炉管2 内の下方部分には基台7 上に戴
設した熱保持体30を位置せしめ、該熱保持体30上面に、
半導体ウエハ4 を列設配置した支持治具3 を戴置させる
とともに、該支持治具3 が位置する炉管2 周囲に加熱手
段1 を囲繞させ、公知の手段で前記半導体ウエハ4 が加
熱処理可能に構成する。
【００１４】そして本発明の要旨たる熱保持体30は、内
部に形成された石英ガラス塑性体31と、その周囲を囲繞
する透明石英ガラス製の囲繞体32から形成されている。
次に前記石英ガラス塑性体31の製造手順について説明す
るに、先ず上方が開口し、前記囲繞体32と同形で且つ背
高のみが大なる石英製ルツボ内に石英微粉をカーボン粉
その他の発泡促進剤の混入などの発泡促進処理を行い投
入し、真空炉中で1300〜1800℃前後の温度で加熱する事
により、内部に多数の減圧微小空間31aを有し、石英薄
膜31b が縦横に張りめぐらされた、いわゆる発泡ガラス
状の石英ガラス塑性体31が形成される。（図３ (A)(B)
(C)参照）
部に形成された石英ガラス塑性体31と、その周囲を囲繞
する透明石英ガラス製の囲繞体32から形成されている。
次に前記石英ガラス塑性体31の製造手順について説明す
るに、先ず上方が開口し、前記囲繞体32と同形で且つ背
高のみが大なる石英製ルツボ内に石英微粉をカーボン粉
その他の発泡促進剤の混入などの発泡促進処理を行い投
入し、真空炉中で1300〜1800℃前後の温度で加熱する事
により、内部に多数の減圧微小空間31aを有し、石英薄
膜31b が縦横に張りめぐらされた、いわゆる発泡ガラス
状の石英ガラス塑性体31が形成される。（図３ (A)(B)
(C)参照）
【００１５】この際前記石英微粉内に例えばカーボン粉
とともに水を混入して泥状にした状態にするなど発泡促
進処理を施し、加熱させる事により更に多数の減圧微小
空間31a を有する発泡ガラス状の石英ガラス塑性体31が
形成出来、好ましい。そしてこのようにして形成された
石英ガラス塑性体31は前記加熱により、その表面が石英
製ルツボと一体的に溶着するとともに、体積が減少する
為に、その減少したルツボの上側部分を切断し、その上
面に蓋体32aを溶着して、前記石英ガラス塑性体31外周
囲を囲繞体32にて囲繞させる。
とともに水を混入して泥状にした状態にするなど発泡促
進処理を施し、加熱させる事により更に多数の減圧微小
空間31a を有する発泡ガラス状の石英ガラス塑性体31が
形成出来、好ましい。そしてこのようにして形成された
石英ガラス塑性体31は前記加熱により、その表面が石英
製ルツボと一体的に溶着するとともに、体積が減少する
為に、その減少したルツボの上側部分を切断し、その上
面に蓋体32aを溶着して、前記石英ガラス塑性体31外周
囲を囲繞体32にて囲繞させる。
【００１６】このように前記実施例においてはルツボを
囲繞体32と兼用して用いているが、このような構成を採
らずに、カーボン製のルツボ内で前記石英ガラス塑性体
31を形成した後、該ルツボより取り出した石英ガラス塑
性体31の表面をバーナであぶるなどにより、後で表面層
にのみ薄膜の透明石英ガラス層を形成するようにして製
造する事も可能である。
囲繞体32と兼用して用いているが、このような構成を採
らずに、カーボン製のルツボ内で前記石英ガラス塑性体
31を形成した後、該ルツボより取り出した石英ガラス塑
性体31の表面をバーナであぶるなどにより、後で表面層
にのみ薄膜の透明石英ガラス層を形成するようにして製
造する事も可能である。
【００１７】かかる実施例によれば前記保温体30に内蔵
された発泡ガラス状の石英ガラス塑性体31自体に耐圧性
を有している為に、該保温体30が大径化した場合でも単
一の部材で形成出来、前記実施例に記載した効果が一層
円滑に達成し得る。尚、前記のような保温体30はその形
状を任意に形成出来る為に、熱保持体5 以外に、加熱炉
内壁面周囲に取付けられる炉壁として利用する事も可能
である。
された発泡ガラス状の石英ガラス塑性体31自体に耐圧性
を有している為に、該保温体30が大径化した場合でも単
一の部材で形成出来、前記実施例に記載した効果が一層
円滑に達成し得る。尚、前記のような保温体30はその形
状を任意に形成出来る為に、熱保持体5 以外に、加熱炉
内壁面周囲に取付けられる炉壁として利用する事も可能
である。
【００１８】
【効果】以上記載した如く本発明によれば、断熱性と保
温性を十分満足しつつ、大口径化に耐えられるだけの高
耐圧強度を有する熱保持体その他の構造体を提供する事
が出来るのみならず、更に前記熱保持体や加熱炉の炉壁
材として好適に使用される構造体を提供する事が出来
る。等の種々の著効を有する。
温性を十分満足しつつ、大口径化に耐えられるだけの高
耐圧強度を有する熱保持体その他の構造体を提供する事
が出来るのみならず、更に前記熱保持体や加熱炉の炉壁
材として好適に使用される構造体を提供する事が出来
る。等の種々の著効を有する。
【図１】本発明の実施例に係る縦型構造の熱処理装置を
示す正面全体断面図である。
示す正面全体断面図である。
【図２】従来公知の熱処理装置を示す正面全体断面図で
ある。
ある。
【図３】本発明に使用される塑性体の内部構成を示す拡
大図である。
大図である。
30 構造体 31 石英ガラス塑性体 31a 微小空間 32 透明ガラス層 A 加熱域
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体製造用熱処理装置の加熱域と非加
熱域間に配設され、加熱域の保温及び断熱を行う構造体
において、 石英微粉を真空炉中で加熱する事により、内部に多数の
減圧若しくは真空微小空間を有し、石英薄膜が縦横に張
りめぐらされた塑性体を形成し、該塑成体を前記構造体
の芯体として用いた事を特徴とする半導体熱処理装置用
構造体 - 【請求項２】 前記芯体の外周囲表面を、表面層にのみ
薄膜の透明石英ガラス層を形成して構造体とした事を特
徴とする請求項１記載の半導体熱処理用構造体 - 【請求項３】 石英微粉を石英ガラス容器に充填した状
態で、真空炉中で加熱し、該石英容器と一体的に溶着さ
せて形成した事を特徴とする請求項１記載の半導体熱処
理用構造体
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19519393A JPH0773103B2 (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | 半導体熱処理用構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19519393A JPH0773103B2 (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | 半導体熱処理用構造体 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62203499A Division JPH063795B2 (ja) | 1987-08-18 | 1987-08-18 | 半導体製造用熱処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH076976A JPH076976A (ja) | 1995-01-10 |
| JPH0773103B2 true JPH0773103B2 (ja) | 1995-08-02 |
Family
ID=16337004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19519393A Expired - Fee Related JPH0773103B2 (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | 半導体熱処理用構造体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0773103B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1197446A (ja) | 1997-09-18 | 1999-04-09 | Tokyo Electron 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 |
-
1993
- 1993-07-12 JP JP19519393A patent/JPH0773103B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 作花、境野、高橋、「ガラスハンドブック」、初版（１９７５−９−３０）、株式会社朝倉書店、Ｐ．１８３−１８９ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH076976A (ja) | 1995-01-10 |
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