JPH0834192B2 - 半導体ウェーハの熱処理炉 - Google Patents
半導体ウェーハの熱処理炉Info
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- JPH0834192B2 JPH0834192B2 JP29207989A JP29207989A JPH0834192B2 JP H0834192 B2 JPH0834192 B2 JP H0834192B2 JP 29207989 A JP29207989 A JP 29207989A JP 29207989 A JP29207989 A JP 29207989A JP H0834192 B2 JPH0834192 B2 JP H0834192B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （１）発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体ウェーハの熱処理炉に関し、特に、
炉芯管本体から排出された排出ガスの全ガス圧と水素分
圧と酸素分圧とを検知した結果に応じて炉芯管本体の開
口部を開閉しかつ炉芯管本体に対する供給ガスを選択し
てなる半導体ウェーハの熱処理炉に関するものである。
炉芯管本体から排出された排出ガスの全ガス圧と水素分
圧と酸素分圧とを検知した結果に応じて炉芯管本体の開
口部を開閉しかつ炉芯管本体に対する供給ガスを選択し
てなる半導体ウェーハの熱処理炉に関するものである。
［従来の技術］ 従来、この種の半導体ウェーハの熱処理炉としては、
たとえば、均熱管と加熱部材と断熱管とによって包囲さ
れた炉芯管本体の内部空間に対して炉蓋本体上に載置さ
れたウェーハ熱処理用治具に支持せしめた状態で収容し
たのち、適宜の熱処理ガスを供給することにより、半導
体ウェーハに対し適宜の熱処理を施してなる半導体ウェ
ーハの熱処理炉が提案されていた。
たとえば、均熱管と加熱部材と断熱管とによって包囲さ
れた炉芯管本体の内部空間に対して炉蓋本体上に載置さ
れたウェーハ熱処理用治具に支持せしめた状態で収容し
たのち、適宜の熱処理ガスを供給することにより、半導
体ウェーハに対し適宜の熱処理を施してなる半導体ウェ
ーハの熱処理炉が提案されていた。
［解決すべき問題点］ しかしながら、従来の半導体ウェーハの熱処理炉で
は、熱処理ガスとして水素ガスを利用する場合、（ｉ）
炉芯管本体の開口部のシールが不完全となると、炉芯管
本体の内部空間へ酸素ガスが侵入してしまう欠点があ
り、また（ii）炉芯管本体に対する半導体ウェーハの出
入に際し炉芯管本体の内部空間の不活性ガス（窒素ガス
など）による掃気が不完全で水素ガスの残留した状態で
炉芯管本体の開口部が開放されてしまう欠点もあり、結
果的に（iii）炉芯管本体の内部空間で酸素ガスと水素
ガスとが互いに反応して爆発を生じてしまう欠点があっ
た。
は、熱処理ガスとして水素ガスを利用する場合、（ｉ）
炉芯管本体の開口部のシールが不完全となると、炉芯管
本体の内部空間へ酸素ガスが侵入してしまう欠点があ
り、また（ii）炉芯管本体に対する半導体ウェーハの出
入に際し炉芯管本体の内部空間の不活性ガス（窒素ガス
など）による掃気が不完全で水素ガスの残留した状態で
炉芯管本体の開口部が開放されてしまう欠点もあり、結
果的に（iii）炉芯管本体の内部空間で酸素ガスと水素
ガスとが互いに反応して爆発を生じてしまう欠点があっ
た。
そこで、本発明は、これらの欠点を除去すべく、炉芯
管本体から排出された排出ガスの全ガス圧と水素分圧と
酸素分圧とを検知した結果に応じて炉芯管本体の開口部
を開閉しかつ炉芯管本体に対する供給ガスを選択してな
る半導体ウェーハの熱処理炉を提供せんとするものであ
る。
管本体から排出された排出ガスの全ガス圧と水素分圧と
酸素分圧とを検知した結果に応じて炉芯管本体の開口部
を開閉しかつ炉芯管本体に対する供給ガスを選択してな
る半導体ウェーハの熱処理炉を提供せんとするものであ
る。
（２）発明の構成 ［問題点の解決手段］ 本発明により提供される問題点の解決手段は、 「加熱部材によって包囲されかつ水素ガスが熱処理ガス
として供給される炉芯管本体の内部空間に対し半導体ウ
ェーハをウェーハ熱処理用治具に支持して収容した状態
で炉蓋によって炉芯管本体の開口端部を閉鎖することに
より半導体ウェーハを熱処理してなる半導体ウェーハの
熱処理炉において、 （ａ）炉芯管本体から排出された排出ガスの水素分圧と
酸素分圧と全ガス圧とを検知するための検知装置と、 （ｂ）検知装置の検知した水素分圧と酸素分圧と全ガス
圧とに応じてそれぞれ第１ないし第３の制御信号を発生
するための制御回路と、 （ｃ）第１の制御信号に応じて炉芯管本体の開口端部に
配置された炉蓋を開閉するための駆動装置と、 （ｄ）第2,第３の制御信号に応じて炉芯管本体の内部空
間に対する供給ガスを選択するためのガス選択装置と を備えてなることを特徴とする半導体ウェーハの熱処理
炉」 である。
として供給される炉芯管本体の内部空間に対し半導体ウ
ェーハをウェーハ熱処理用治具に支持して収容した状態
で炉蓋によって炉芯管本体の開口端部を閉鎖することに
より半導体ウェーハを熱処理してなる半導体ウェーハの
熱処理炉において、 （ａ）炉芯管本体から排出された排出ガスの水素分圧と
酸素分圧と全ガス圧とを検知するための検知装置と、 （ｂ）検知装置の検知した水素分圧と酸素分圧と全ガス
圧とに応じてそれぞれ第１ないし第３の制御信号を発生
するための制御回路と、 （ｃ）第１の制御信号に応じて炉芯管本体の開口端部に
配置された炉蓋を開閉するための駆動装置と、 （ｄ）第2,第３の制御信号に応じて炉芯管本体の内部空
間に対する供給ガスを選択するためのガス選択装置と を備えてなることを特徴とする半導体ウェーハの熱処理
炉」 である。
［作用］ 本発明にかかる半導体ウェーハの熱処理炉は、加熱部
材によって包囲されかつ水素ガスが熱処理ガスとして供
給される炉芯管本体の内部空間に対し半導体ウェーハを
ウェーハ熱処理用治具に支持して収容した状態で炉蓋に
よって炉芯管本体の開口端部を閉鎖することにより半導
体ウェーハを熱処理してなる半導体ウェーハの熱処理炉
であって、特に、炉芯管本体から排出された排出ガスの
水素分圧と酸素分圧と全ガス圧とを検知装置で検知して
おき、検知装置の検知した水素分圧と酸素分圧と全ガス
圧とに応じてそれぞれ制御回路で第１ないし第３の制御
信号を発生し、第１の制御信号に応じて炉芯管本体の開
口端部に配置された炉蓋を駆動装置で開閉し、第2,第３
の制御信号に応じて炉芯管本体の内部空間に対する供給
ガスをガス選択装置で選択してなるので、 （ｉ）炉芯管本体の内部空間に対し水素ガスが存在して
いる期間内に酸素ガスが誤って侵入することを防止する
作用 をなし、また （ii）炉芯管本体に亀裂などの異常が生じた際にも水素
ガスを直ちに排除する作用 をなし、ひいては （iii）炉芯管本体の内部空間における水素ガスと酸素
ガスとの反応に伴なう爆発事故を防止する作用 をなす。
材によって包囲されかつ水素ガスが熱処理ガスとして供
給される炉芯管本体の内部空間に対し半導体ウェーハを
ウェーハ熱処理用治具に支持して収容した状態で炉蓋に
よって炉芯管本体の開口端部を閉鎖することにより半導
体ウェーハを熱処理してなる半導体ウェーハの熱処理炉
であって、特に、炉芯管本体から排出された排出ガスの
水素分圧と酸素分圧と全ガス圧とを検知装置で検知して
おき、検知装置の検知した水素分圧と酸素分圧と全ガス
圧とに応じてそれぞれ制御回路で第１ないし第３の制御
信号を発生し、第１の制御信号に応じて炉芯管本体の開
口端部に配置された炉蓋を駆動装置で開閉し、第2,第３
の制御信号に応じて炉芯管本体の内部空間に対する供給
ガスをガス選択装置で選択してなるので、 （ｉ）炉芯管本体の内部空間に対し水素ガスが存在して
いる期間内に酸素ガスが誤って侵入することを防止する
作用 をなし、また （ii）炉芯管本体に亀裂などの異常が生じた際にも水素
ガスを直ちに排除する作用 をなし、ひいては （iii）炉芯管本体の内部空間における水素ガスと酸素
ガスとの反応に伴なう爆発事故を防止する作用 をなす。
［実施例］ 次に、本発明にかかる半導体ウェーハの熱処理炉につ
いて、その好ましい実施例を挙げ、添付図面を参照しつ
つ、具体的に説明する。しかしながら、以下に説明する
実施例は、本発明の理解を容易化ないし促進化するため
に記載されるものであって、本発明を限定するために記
載されるものではない。換言すれば、以下に説明される
実施例において開示される各部材は、本発明の精神なら
びに技術的範囲に属する全ての設計変更ならびに均等物
置換を含むものである。
いて、その好ましい実施例を挙げ、添付図面を参照しつ
つ、具体的に説明する。しかしながら、以下に説明する
実施例は、本発明の理解を容易化ないし促進化するため
に記載されるものであって、本発明を限定するために記
載されるものではない。換言すれば、以下に説明される
実施例において開示される各部材は、本発明の精神なら
びに技術的範囲に属する全ての設計変更ならびに均等物
置換を含むものである。
（添付図面の説明） 第１図は、本発明にかかる半導体ウェーハの熱処理炉
の一実施例を示す断面図であって、特に、縦型熱処理炉
10について例示されており、炉芯管本体21の開口端部21
Aが炉蓋本体71によって閉鎖されている状態を示してい
る。
の一実施例を示す断面図であって、特に、縦型熱処理炉
10について例示されており、炉芯管本体21の開口端部21
Aが炉蓋本体71によって閉鎖されている状態を示してい
る。
（実施例の構成） まず、第１図を参照しつつ、本発明にかかる半導体ウ
ェーハの熱処理炉の一実施例について、その構成を詳細
に説明する。第１図には、以下の説明を簡潔とするため
に、本発明にかかる半導体ウェーハの熱処理炉として縦
型熱処理炉が例示されているが、本発明をこれに限定す
る意図はない。
ェーハの熱処理炉の一実施例について、その構成を詳細
に説明する。第１図には、以下の説明を簡潔とするため
に、本発明にかかる半導体ウェーハの熱処理炉として縦
型熱処理炉が例示されているが、本発明をこれに限定す
る意図はない。
10は、本発明にかかる半導体ウェーハの縦型熱処理炉
であって、半導体ウェーハを熱処理するための炉芯管装
置20と、炉芯管装置20の周囲に適宜の間隔を介して所望
により配設されており炉芯管装置20において均熱領域を
確保容易とするための均熱管30と、均熱管30の周囲に配
設されており外部の電源から与えられた電力によって発
熱し均熱管30を介して炉芯管装置20を加熱するための加
熱部材40と、加熱部材40の周囲に配設されており加熱部
材40によって発生された熱が外部環境へ逃げるのを防止
するための断熱管50と、炉芯管装置20ないし断熱管50を
保持するためにステンレスなどの適宜の材料で形成され
たハウジング60と、炉芯管装置20の開口を閉鎖してその
内部空間21Aを外部環境から隔離するための炉蓋装置70
と、炉芯管装置20および炉蓋装置70に対して配設されて
おり炉芯管装置20から排出される排出ガスに応じて炉芯
管装置20に供給される熱処理ガスを調節しかつ炉蓋装置
70を昇降するに所要の制御信号を発生するための制御回
路80とを備えている。
であって、半導体ウェーハを熱処理するための炉芯管装
置20と、炉芯管装置20の周囲に適宜の間隔を介して所望
により配設されており炉芯管装置20において均熱領域を
確保容易とするための均熱管30と、均熱管30の周囲に配
設されており外部の電源から与えられた電力によって発
熱し均熱管30を介して炉芯管装置20を加熱するための加
熱部材40と、加熱部材40の周囲に配設されており加熱部
材40によって発生された熱が外部環境へ逃げるのを防止
するための断熱管50と、炉芯管装置20ないし断熱管50を
保持するためにステンレスなどの適宜の材料で形成され
たハウジング60と、炉芯管装置20の開口を閉鎖してその
内部空間21Aを外部環境から隔離するための炉蓋装置70
と、炉芯管装置20および炉蓋装置70に対して配設されて
おり炉芯管装置20から排出される排出ガスに応じて炉芯
管装置20に供給される熱処理ガスを調節しかつ炉蓋装置
70を昇降するに所要の制御信号を発生するための制御回
路80とを備えている。
炉芯管装置20は、石英などの適宜の材料で形成されて
おり内部空間21Aに形成された均熱領域で半導体ウェー
ハを熱処理するための炉芯管本体21と、断熱管50の外部
から炉芯管本体21の外周面まで延長されたのち炉芯管本
体21の外周面にそって頂部まで延長されかつ頂部におい
て内部空間21Aに対して開口されており適宜の熱処理ガ
ス（たとえば水素ガス）あるいは掃気ガス（たとえば窒
素ガス）を供給ガスとして供給するためのガス供給管22
と、ガス供給管22に対して配設されており炉芯管本体21
の内部空間21Aに対して供給される供給ガスを制御信号S
11,S12に応じて選択するためのガス選択装置23と、炉芯
管本体21の開口端部21Bの近傍に開口されかつ断熱管50
の外部へ延長されており使用済の熱処理ガスあるいは掃
気ガスを排出ガスとして炉芯管本体21の内部空間21Aか
ら外部へ向けて排除するためのガス排出管24と炉芯管本
体21の開口端部21Bの周面に形成されておりハウジング6
0によって支持するための支持突部25とを包有してい
る。ガス供給管22およびガス排出管24のうち炉芯管本体
21の近傍に位置する部分は、それぞれ、なるべく多く石
英などの高温使用可能な材料で形成されていることが、
好ましい。
おり内部空間21Aに形成された均熱領域で半導体ウェー
ハを熱処理するための炉芯管本体21と、断熱管50の外部
から炉芯管本体21の外周面まで延長されたのち炉芯管本
体21の外周面にそって頂部まで延長されかつ頂部におい
て内部空間21Aに対して開口されており適宜の熱処理ガ
ス（たとえば水素ガス）あるいは掃気ガス（たとえば窒
素ガス）を供給ガスとして供給するためのガス供給管22
と、ガス供給管22に対して配設されており炉芯管本体21
の内部空間21Aに対して供給される供給ガスを制御信号S
11,S12に応じて選択するためのガス選択装置23と、炉芯
管本体21の開口端部21Bの近傍に開口されかつ断熱管50
の外部へ延長されており使用済の熱処理ガスあるいは掃
気ガスを排出ガスとして炉芯管本体21の内部空間21Aか
ら外部へ向けて排除するためのガス排出管24と炉芯管本
体21の開口端部21Bの周面に形成されておりハウジング6
0によって支持するための支持突部25とを包有してい
る。ガス供給管22およびガス排出管24のうち炉芯管本体
21の近傍に位置する部分は、それぞれ、なるべく多く石
英などの高温使用可能な材料で形成されていることが、
好ましい。
均熱管30は、炭化珪素などの適宜の材料によって作成
されており、炉芯管装置20の均熱領域を確保ないしは拡
張すべく炉芯管装置20の全長を包囲するよう配設されて
いる。
されており、炉芯管装置20の均熱領域を確保ないしは拡
張すべく炉芯管装置20の全長を包囲するよう配設されて
いる。
加熱部材40は、均熱管30の外方に配設されており、炉
芯管装置20の内部空間21Aにおいてその軸方向にそって
均熱領域を形成し確保するために適宜に配設されてい
る。
芯管装置20の内部空間21Aにおいてその軸方向にそって
均熱領域を形成し確保するために適宜に配設されてい
る。
断熱管50は、グラスファイバなどの適宜の断熱材料に
よって形成されており、炉芯管装置20，均熱管30および
加熱部材40を全体として包囲している。
よって形成されており、炉芯管装置20，均熱管30および
加熱部材40を全体として包囲している。
ハウジング60は、均熱管30および断熱管50の下端部を
上面で支持するための支持部材本体61と、支持部材本体
61の下面に対して取付けられており中央開口部62aの段
部端面によって炉芯管本体21の開口端部21Bの周囲に形
成された支持突部25の下面を支持するための炉芯管本体
支持部材62と、炉芯管本体支持部材62の中央開口部62a
の段部周面に形成された配設溝に配設されており炉芯管
本体21の開口端部21Bの周面に形成された支持突部25と
の間をシールするためのＯリング63と、支持部材61の下
面に対して取付けられており炉芯管本体支持部材62の周
囲を包囲しかつ炉蓋装置70が炉芯管本体21の開口端部21
Bの端面に対して接近し離間することを許容するための
開口部64aが中央部に形成されており炉蓋装置70の昇降
による炉芯管本体21の開閉に伴なって漏出された熱処理
ガスあるいは掃気ガスを捕捉するためのガス捕捉部材64
と、ガス捕捉部材64の側面に一端部が開口されておりガ
ス捕捉部材64によって捕捉された漏出ガスを外部に向け
て排出するためのガス排出管65とを備えている。
上面で支持するための支持部材本体61と、支持部材本体
61の下面に対して取付けられており中央開口部62aの段
部端面によって炉芯管本体21の開口端部21Bの周囲に形
成された支持突部25の下面を支持するための炉芯管本体
支持部材62と、炉芯管本体支持部材62の中央開口部62a
の段部周面に形成された配設溝に配設されており炉芯管
本体21の開口端部21Bの周面に形成された支持突部25と
の間をシールするためのＯリング63と、支持部材61の下
面に対して取付けられており炉芯管本体支持部材62の周
囲を包囲しかつ炉蓋装置70が炉芯管本体21の開口端部21
Bの端面に対して接近し離間することを許容するための
開口部64aが中央部に形成されており炉蓋装置70の昇降
による炉芯管本体21の開閉に伴なって漏出された熱処理
ガスあるいは掃気ガスを捕捉するためのガス捕捉部材64
と、ガス捕捉部材64の側面に一端部が開口されておりガ
ス捕捉部材64によって捕捉された漏出ガスを外部に向け
て排出するためのガス排出管65とを備えている。
炉蓋装置70は、炉芯管本体21の開口端部21Bの端面に
対して直接に当接される石英もしくは炭化珪素などの高
温使用可能な高純度材料によって形成された炉蓋本体71
と、炉蓋本体71を保持するためのステンレスなどの適宜
の材料で形成された炉蓋保持部材72と、炉蓋保持部材72
の下面を弾性部材（図示せず）を介して支持しており炉
蓋本体71をガス捕捉部材64の開口部64aを介して炉芯管
本体21の開口端部21Bに向けて接近し離間せしめるため
の炉蓋移動部材73と、炉蓋移動部材73の一端部に対して
配設されており駆動装置74によって制御信号S13に応じ
て駆動され炉蓋移動部材73を昇降移動せしめるための駆
動シャフト75と、駆動シャフト75と同様に炉蓋移動部材
73の一端部に対して配設されており炉蓋移動部材73の昇
降移動を安定化するための案内シャフト76と、炉芯管本
体21の開口端部21Bの下端面に炉蓋本体71の上面が当接
されたとき炉蓋保持部材72の上面と炉芯管本体支持部材
62の下面との間でシールを確保するために炉蓋保持部材
72の上面に形成された配設溝に配設されたＯリング77と
を包有している。
対して直接に当接される石英もしくは炭化珪素などの高
温使用可能な高純度材料によって形成された炉蓋本体71
と、炉蓋本体71を保持するためのステンレスなどの適宜
の材料で形成された炉蓋保持部材72と、炉蓋保持部材72
の下面を弾性部材（図示せず）を介して支持しており炉
蓋本体71をガス捕捉部材64の開口部64aを介して炉芯管
本体21の開口端部21Bに向けて接近し離間せしめるため
の炉蓋移動部材73と、炉蓋移動部材73の一端部に対して
配設されており駆動装置74によって制御信号S13に応じ
て駆動され炉蓋移動部材73を昇降移動せしめるための駆
動シャフト75と、駆動シャフト75と同様に炉蓋移動部材
73の一端部に対して配設されており炉蓋移動部材73の昇
降移動を安定化するための案内シャフト76と、炉芯管本
体21の開口端部21Bの下端面に炉蓋本体71の上面が当接
されたとき炉蓋保持部材72の上面と炉芯管本体支持部材
62の下面との間でシールを確保するために炉蓋保持部材
72の上面に形成された配設溝に配設されたＯリング77と
を包有している。
制御回路80は、ガス排出管24に対して配設されており
排出ガス中に含まれる酸素分圧POを測定するための酸素
分圧センサと水素分圧PHを検出するための水素分圧セン
サと排出ガスの全ガス圧Ｐを検知するための全ガス圧セ
ンサとを包有するガス圧検知装置81と、ガス圧検知装置
81に接続されており検知結果（すなわち酸素分圧PO,水
素分圧PHおよび全ガス圧Ｐ）に応じてガス選択装置23を
制御するための制御信号S11,S12と駆動装置74を制御す
るための他の制御信号S13とを発生するための制御回路8
2とを包有している。
排出ガス中に含まれる酸素分圧POを測定するための酸素
分圧センサと水素分圧PHを検出するための水素分圧セン
サと排出ガスの全ガス圧Ｐを検知するための全ガス圧セ
ンサとを包有するガス圧検知装置81と、ガス圧検知装置
81に接続されており検知結果（すなわち酸素分圧PO,水
素分圧PHおよび全ガス圧Ｐ）に応じてガス選択装置23を
制御するための制御信号S11,S12と駆動装置74を制御す
るための他の制御信号S13とを発生するための制御回路8
2とを包有している。
（実施例の作用） 更に、本発明にかかる半導体ウェーハの熱処理炉の一
実施例について、第１図に例示した縦型熱処理炉を参照
し、かつ第１表を参照しつつ、その作用を詳細に説明す
る。
実施例について、第１図に例示した縦型熱処理炉を参照
し、かつ第１表を参照しつつ、その作用を詳細に説明す
る。
掃気動作‥水素ガス排除‥窒素ガス雰囲気 制御回路82は、炉芯管本体21の内部空間21Aにおける
半導体ウェーハの熱処理に関する一連の作業を開始する
にあたり、まず、制御信号S11を低レベルに維持しつ
つ、制御信号S12を高レベルとする。
半導体ウェーハの熱処理に関する一連の作業を開始する
にあたり、まず、制御信号S11を低レベルに維持しつ
つ、制御信号S12を高レベルとする。
ガス選択装置23は、制御信号S12が高レベルとなった
ことに対応して窒素ガスの供給を開始する。
ことに対応して窒素ガスの供給を開始する。
窒素ガスは、ガス供給管22によって矢印Ａで示すごと
く案内されたのち、炉芯管本体21の頂部からその内部空
間21Aに向けて供給される。
く案内されたのち、炉芯管本体21の頂部からその内部空
間21Aに向けて供給される。
炉芯管本体21の内部空間21Aに供給された窒素ガス
は、内部空間21A内を矢印Ｂで示すごとく移動したの
ち、矢印Ｃで示すごとくガス排出管24に向けて案内され
る。これに伴って、炉芯管本体21の内部空間21Aに充満
していた残留ガス（たとえば水素ガス）が、ガス排出管
24に向けて掃気される。
は、内部空間21A内を矢印Ｂで示すごとく移動したの
ち、矢印Ｃで示すごとくガス排出管24に向けて案内され
る。これに伴って、炉芯管本体21の内部空間21Aに充満
していた残留ガス（たとえば水素ガス）が、ガス排出管
24に向けて掃気される。
窒素ガスおよび水素ガスは、ガス排出管24によって矢
印Ｄで示すごとく炉芯管本体21の外部へ排出される。
印Ｄで示すごとく炉芯管本体21の外部へ排出される。
窒素ガスによる水素ガスの掃気が進行すると、ガス圧
検知装置81で検知されている水素分圧PHが徐々に低下す
る。
検知装置81で検知されている水素分圧PHが徐々に低下す
る。
炉入動作 炉芯管本体21の内部空間21Aが窒素ガスによって充満
されると、水素分圧PHが基準水素分圧Ｈよりも小さく
なる。これに対応して、制御回路82は、制御信号S13を
所定の期間だけ高レベルとする。
されると、水素分圧PHが基準水素分圧Ｈよりも小さく
なる。これに対応して、制御回路82は、制御信号S13を
所定の期間だけ高レベルとする。
駆動装置74は、制御信号S13が高レベルとなったこと
に対応して駆動シャフト75を駆動することにより、炉蓋
移動部材73を矢印Ｙ方向に向けて移動して所定の位置ま
で降下せしめ、かつ矢印Ｘ方向に向けて移動して当初の
位置まで上昇せしめる。
に対応して駆動シャフト75を駆動することにより、炉蓋
移動部材73を矢印Ｙ方向に向けて移動して所定の位置ま
で降下せしめ、かつ矢印Ｘ方向に向けて移動して当初の
位置まで上昇せしめる。
このとき、その降下位置において、半導体ウェーハを
保持したウェーハ熱処理用治具（図示せず）が、適宜の
作業具によって炉蓋移動部材73に保持された炉蓋本体71
に対し載置されるので、炉蓋移動部材73が当初の位置ま
で上昇されたとき、熱処理すべき半導体ウェーハが、炉
芯管本体21の内部空間21Aに対して挿入されたこととな
る。
保持したウェーハ熱処理用治具（図示せず）が、適宜の
作業具によって炉蓋移動部材73に保持された炉蓋本体71
に対し載置されるので、炉蓋移動部材73が当初の位置ま
で上昇されたとき、熱処理すべき半導体ウェーハが、炉
芯管本体21の内部空間21Aに対して挿入されたこととな
る。
掃気動作‥酸素ガス排除 炉芯管本体21の内部空間21Aには、その開口部21Bが炉
蓋本体71によって閉鎖されたのちも、ウェーハ熱処理用
治具の挿入に際して侵入した酸素ガスを掃気するため
に、窒素ガスが供給され続ける。これにより、酸素ガス
な、窒素ガスによりガス排出管24を介して徐々に掃気さ
れる。
蓋本体71によって閉鎖されたのちも、ウェーハ熱処理用
治具の挿入に際して侵入した酸素ガスを掃気するため
に、窒素ガスが供給され続ける。これにより、酸素ガス
な、窒素ガスによりガス排出管24を介して徐々に掃気さ
れる。
制御回路82は、ガス圧検知装置81の検知した酸素分圧
POが基準酸素分圧Ｏを超えている限り、制御信号S12
を高レベルに維持する。
POが基準酸素分圧Ｏを超えている限り、制御信号S12
を高レベルに維持する。
このため、ガス選択装置23は、酸素分圧POが基準酸素
分圧Ｏよりも小さくなるまで、炉芯管本体21の内部空
間21Aに対して窒素ガスを供給し続ける。
分圧Ｏよりも小さくなるまで、炉芯管本体21の内部空
間21Aに対して窒素ガスを供給し続ける。
掃気動作‥窒素ガス排除 ガス圧検知装置81によって検知されている酸素分圧PO
が基準酸素分圧Ｏよりも小さくなると、制御回路82
は、制御信号S11を高レベルとし、かつ制御信号S12を低
レベルとする。
が基準酸素分圧Ｏよりも小さくなると、制御回路82
は、制御信号S11を高レベルとし、かつ制御信号S12を低
レベルとする。
ガス選択部材23は、制御信号S12が低レベルとなった
ことに対応して窒素ガスの供給を停止し、次いで制御信
号S11が高レベルとなったことに対応して水素ガスの供
給を開始する。
ことに対応して窒素ガスの供給を停止し、次いで制御信
号S11が高レベルとなったことに対応して水素ガスの供
給を開始する。
水素ガスは、ガス供給管22によって矢印Ａで示すごと
く案内されたのち、炉芯管本体21の頂部からその内部空
間21Aに向けて供給される。
く案内されたのち、炉芯管本体21の頂部からその内部空
間21Aに向けて供給される。
炉芯管本体21の内部空間21Aに供給された水素ガス
は、内部空間21A内を矢印Ｂで示すごとく移動したの
ち、矢印Ｃで示すごとくガス排出管24に向けて案内され
る。これに伴って、炉芯管本体21の内部空間21Aに充満
していた窒素ガスが、ガス排出管24に向けて掃気され
る。
は、内部空間21A内を矢印Ｂで示すごとく移動したの
ち、矢印Ｃで示すごとくガス排出管24に向けて案内され
る。これに伴って、炉芯管本体21の内部空間21Aに充満
していた窒素ガスが、ガス排出管24に向けて掃気され
る。
窒素ガスおよび水素ガスは、ガス排出管24によって矢
印Ｄで示すごとく炉芯管本体21の外部へ排出される。
印Ｄで示すごとく炉芯管本体21の外部へ排出される。
水素ガスによる窒素ガスの掃気が進行すると、ガス圧
検知装置81で検知されている水素分圧PHが徐々に上昇す
る。
検知装置81で検知されている水素分圧PHが徐々に上昇す
る。
熱処理動作 ガス圧検知装置81によって検知された水素分圧PHが基
準水素分圧Ｈよりも大きくなりかつ全ガス圧Ｐが基準
全ガス圧よりも大きくなったのち、半導体ウェーハの
熱処理動作が開始される。
準水素分圧Ｈよりも大きくなりかつ全ガス圧Ｐが基準
全ガス圧よりも大きくなったのち、半導体ウェーハの
熱処理動作が開始される。
すなわち、適宜の熱処理ガス（たとえばアルゴンガ
ス）が、水素ガスとともにガス選択装置23からガス供給
管22を介して炉芯管本体21の内部空間21Aに対して供給
され始める。
ス）が、水素ガスとともにガス選択装置23からガス供給
管22を介して炉芯管本体21の内部空間21Aに対して供給
され始める。
ウェーハ熱処理用治具に保持されている半導体ウェー
ハは、これにより、炉芯管本体21の内部空間21Aにおい
て適宜の熱処理が施される。
ハは、これにより、炉芯管本体21の内部空間21Aにおい
て適宜の熱処理が施される。
ここで、ガス圧検知装置81の検知した全ガス圧Ｐが基
準全ガス圧よりも大きく維持されている根拠は、炉芯
管本体21に亀裂などの異常が生じたとき外部より酸素ガ
スが侵入することを回避することにある。
準全ガス圧よりも大きく維持されている根拠は、炉芯
管本体21に亀裂などの異常が生じたとき外部より酸素ガ
スが侵入することを回避することにある。
掃気動作‥水素ガス排除 半導体ウェーハの熱処理動作が終了すると、ガス選択
装置23から炉芯管本体21の内部空間21Aに対する熱処理
ガスの供給が停止され、また炉芯管本体21に亀裂などの
異常が生ずると、水素ガスが炉芯管本体21から漏出する
ので、ガス圧検知装置81で検知されている全ガス圧Ｐが
基準全ガス圧よりも小さくなる。これに応じて、制御
回路82は、制御信号S11を低レベルとし、かつ制御信号S
12を高レベルとする。
装置23から炉芯管本体21の内部空間21Aに対する熱処理
ガスの供給が停止され、また炉芯管本体21に亀裂などの
異常が生ずると、水素ガスが炉芯管本体21から漏出する
ので、ガス圧検知装置81で検知されている全ガス圧Ｐが
基準全ガス圧よりも小さくなる。これに応じて、制御
回路82は、制御信号S11を低レベルとし、かつ制御信号S
12を高レベルとする。
ガス選択装置23は、制御信号S11が低レベルとなった
ことに対応して水素ガスの供給を停止し、次いで制御信
号S12が高レベルとなったことに対応して窒素ガスの供
給を開始する。
ことに対応して水素ガスの供給を停止し、次いで制御信
号S12が高レベルとなったことに対応して窒素ガスの供
給を開始する。
窒素ガスは、ガス供給管22によって矢印Ａで示すごと
く案内されたのち、炉芯管本体21の頂部からその内部空
間21Aに向けて供給される。
く案内されたのち、炉芯管本体21の頂部からその内部空
間21Aに向けて供給される。
炉芯管本体21の内部空間21Aに供給された窒素ガス
は、内部空間21A内を矢印Ｂで示すごとく移動したの
ち、矢印Ｃで示すごとくガス排出管24に向けて案内され
る。これに伴って、炉芯管本体21の内部空間21Aに充満
していた水素ガスが、ガス排出管24に向けて掃気され
る。
は、内部空間21A内を矢印Ｂで示すごとく移動したの
ち、矢印Ｃで示すごとくガス排出管24に向けて案内され
る。これに伴って、炉芯管本体21の内部空間21Aに充満
していた水素ガスが、ガス排出管24に向けて掃気され
る。
窒素ガスおよび水素ガスは、ガス排出管24によって矢
印Ｄで示すごとく炉芯管本体21の外部へ排出される。
印Ｄで示すごとく炉芯管本体21の外部へ排出される。
窒素ガスによる水素ガスの掃気が進行すると、ガス圧
検知装置81で検知されている水素分圧PHが徐々に低下す
る。
検知装置81で検知されている水素分圧PHが徐々に低下す
る。
炉出動作 炉芯管本体21の内部空間21Aが窒素ガスによって充満
されると、水素分圧PHが、基準水素分圧Ｈよりも小さ
くなる。これに対応して、制御回路82は、制御信号S13
を所定の期間だけ高レベルとする。
されると、水素分圧PHが、基準水素分圧Ｈよりも小さ
くなる。これに対応して、制御回路82は、制御信号S13
を所定の期間だけ高レベルとする。
駆動装置74は、制御信号S13が高レベルとなったこと
に対応して駆動シャフト75を駆動することにより、炉蓋
移動部材73を矢印Ｙ方向に向けて移動して所定の位置ま
で降下せしめ、かつ矢印Ｘ方向に向けて移動して当初の
位置まで上昇せしめる。
に対応して駆動シャフト75を駆動することにより、炉蓋
移動部材73を矢印Ｙ方向に向けて移動して所定の位置ま
で降下せしめ、かつ矢印Ｘ方向に向けて移動して当初の
位置まで上昇せしめる。
ウェーハ熱処理用治具は、その降下位置におい て、適宜の作業具により炉蓋移動部材73に保持された炉
蓋本体71から降ろされるので、熱処理された半導体ウェ
ーハが、炉芯管本体21の内部空間21Aから取出されたこ
ととなる。
蓋本体71から降ろされるので、熱処理された半導体ウェ
ーハが、炉芯管本体21の内部空間21Aから取出されたこ
ととなる。
（変形例） なお、上述では、炉蓋装置70の炉蓋71が炉芯管本体21
の開口端部21Bの端面に直接に当接される場合について
説明したが、本発明は、これに限定されるものではな
く、炉蓋装置の炉蓋が炉芯管本体支持部材の下面にのみ
当接される場合も包摂している。
の開口端部21Bの端面に直接に当接される場合について
説明したが、本発明は、これに限定されるものではな
く、炉蓋装置の炉蓋が炉芯管本体支持部材の下面にのみ
当接される場合も包摂している。
（３）発明の効果 上述より明らかなように、本発明にかかる半導体ウェ
ーハの熱処理炉は、加熱部材によって包囲されかつ水素
ガスが熱処理ガスとして供給される炉芯管本体の内部空
間に対し半導体ウェーハをウェーハ熱処理用治具に支持
して収容した状態で炉蓋によって炉芯管本体の開口端部
を閉鎖することにより半導体ウェーハを熱処理してなる
半導体ウェーハの熱処理炉であって、特に、炉芯管本体
から排出された排出ガスの水素分圧と酸素分圧と全ガス
圧とを検知装置で検知しておき、検知装置の検知した水
素分圧と酸素分圧と全ガス圧に応じてそれぞれ制御回路
で第１ないし第３の制御信号を発生し、第１の制御信号
に応じて炉芯管本体の開口端部に配置された炉蓋を駆動
装置で開閉し、第2,第３の制御信制御信号に応じて炉芯
管本体の内部空間に対する供給ガスをガス選択装置で選
択してなるので、 （ｉ）炉芯管本体の内部空間に対し水素ガスが存在して
いる期間内に酸素ガスが誤って侵入することを防止でき
る効果 を有し、また （ii）炉芯管本体に亀裂などの異常が生じた際にも水素
ガスを直ちに排除できる効果 を有し、ひいては （iii）炉芯管本体の内部空間における水素ガスと酸素
ガスとの反応に伴なう爆発事故を防止できる効果 を有する。
ーハの熱処理炉は、加熱部材によって包囲されかつ水素
ガスが熱処理ガスとして供給される炉芯管本体の内部空
間に対し半導体ウェーハをウェーハ熱処理用治具に支持
して収容した状態で炉蓋によって炉芯管本体の開口端部
を閉鎖することにより半導体ウェーハを熱処理してなる
半導体ウェーハの熱処理炉であって、特に、炉芯管本体
から排出された排出ガスの水素分圧と酸素分圧と全ガス
圧とを検知装置で検知しておき、検知装置の検知した水
素分圧と酸素分圧と全ガス圧に応じてそれぞれ制御回路
で第１ないし第３の制御信号を発生し、第１の制御信号
に応じて炉芯管本体の開口端部に配置された炉蓋を駆動
装置で開閉し、第2,第３の制御信制御信号に応じて炉芯
管本体の内部空間に対する供給ガスをガス選択装置で選
択してなるので、 （ｉ）炉芯管本体の内部空間に対し水素ガスが存在して
いる期間内に酸素ガスが誤って侵入することを防止でき
る効果 を有し、また （ii）炉芯管本体に亀裂などの異常が生じた際にも水素
ガスを直ちに排除できる効果 を有し、ひいては （iii）炉芯管本体の内部空間における水素ガスと酸素
ガスとの反応に伴なう爆発事故を防止できる効果 を有する。
第１図は、本発明にかかる半導体ウェーハの熱処理炉の
一実施例を示す断面図である。10 ……縦型熱処理炉20 ……炉芯管装置 21……炉芯管本体 21A……内部空間 21B……開口端部 22……ガス供給管 23……ガス選択装置 24……ガス排出管 25……支持突部30 ……均熱管40 ……加熱部材50 ……断熱管60 ……ハウジング 61……支持部材本体 62……炉芯管本体支持部材 62a……開口部 63……Ｏリング 64……ガス捕捉部材 64a……開口部 65……ガス排出管70 ……炉蓋装置 71……炉蓋本体 72……炉蓋保持部材 73……炉蓋移動部材 74……駆動装置 75……駆動シャフト 76……案内シャフト 77……Ｏリング80 ……制御装置 81……ガス圧検知装置 82……制御回路
一実施例を示す断面図である。10 ……縦型熱処理炉20 ……炉芯管装置 21……炉芯管本体 21A……内部空間 21B……開口端部 22……ガス供給管 23……ガス選択装置 24……ガス排出管 25……支持突部30 ……均熱管40 ……加熱部材50 ……断熱管60 ……ハウジング 61……支持部材本体 62……炉芯管本体支持部材 62a……開口部 63……Ｏリング 64……ガス捕捉部材 64a……開口部 65……ガス排出管70 ……炉蓋装置 71……炉蓋本体 72……炉蓋保持部材 73……炉蓋移動部材 74……駆動装置 75……駆動シャフト 76……案内シャフト 77……Ｏリング80 ……制御装置 81……ガス圧検知装置 82……制御回路
Claims (1)
- 【請求項１】加熱部材によって包囲されかつ水素ガスが
熱処理ガスとして供給される炉芯管本体の内部空間に対
し半導体ウェーハをウェーハ熱処理用治具に支持して収
容した状態で炉蓋によって炉芯管本体の開口端部を閉鎖
することにより半導体ウェーハを熱処理してなる半導体
ウェーハの熱処理炉において、 （ａ）炉芯管本体から排出された排出ガスの水素分圧と
酸素分圧と全ガス圧とを検知するための検知装置と、 （ｂ）検知装置の検知した水素分圧と酸素分圧と全ガス
圧とに応じてそれぞれ第１ないし第３の制御信号を発生
するための制御回路と、 （ｃ）第１の制御信号に応じて炉芯管本体の開口端部に
配置された炉蓋を開閉するための駆動装置と、 （ｄ）第2,第３の制御信号に応じて炉芯管本体の内部空
間に対する供給ガスを選択するためのガス選択装置と を備えてなることを特徴とする半導体ウェーハの熱処理
炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29207989A JPH0834192B2 (ja) | 1989-11-08 | 1989-11-08 | 半導体ウェーハの熱処理炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29207989A JPH0834192B2 (ja) | 1989-11-08 | 1989-11-08 | 半導体ウェーハの熱処理炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03151633A JPH03151633A (ja) | 1991-06-27 |
| JPH0834192B2 true JPH0834192B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=17777267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29207989A Expired - Fee Related JPH0834192B2 (ja) | 1989-11-08 | 1989-11-08 | 半導体ウェーハの熱処理炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0834192B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3186262B2 (ja) * | 1992-10-14 | 2001-07-11 | ソニー株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
-
1989
- 1989-11-08 JP JP29207989A patent/JPH0834192B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03151633A (ja) | 1991-06-27 |
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