(57)【要約】【課題】簡易な構成によって、反応管内に配置された各ワークに対するガスの供給を均一化することが可能な熱処理装置を提供する。【解決手段】  ガス導入部１６２は、マニホールド１６に配置されるとともに、インナーチューブ１４内のワーク２４に対してガスを噴出可能なガス吹出口１６６を有する。インナーチューブ１４は、ワーク２４を挟んでガス吹出口１６６に対向する位置に配置され、かつ、反応管１１の長さ方向に沿って延びるように形成された長孔状の開口部１４４と、開口部１４４の少なくとも一部を閉塞可能な板状のカバー部材１４２を備える。カバー部材１４２は、開口部１４４に対する相対位置を調整可能に支持される。カバー部材１４２は、開口部１４４の開口領域の幅が、ガス排出部１６４に近づくほど狭くなるように配置される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の処理ガス雰囲気下で、反応管内に収容した複数のワークに対して熱処理を行うように構成された熱処理装置であって、
１方向が開放した有底筒状をそれぞれ呈するアウターチューブおよびインナーチューブからなる反応管であって、熱処理時に開放端側から前記インナーチューブ内にワークが搬入される反応管と、
前記反応管の開放端に接合されるように構成されたマニホールドと、
前記マニホールドに配置されるとともに、前記アウターチューブおよび前記インナーチューブで形成される空間から前記反応管内のガスを排出するように構成されたガス排出部と、
前記マニホールドに配置されるとともに、前記インナーチューブ内のワークに対してガスを噴出可能なガス吹出口を有するガス導入部と、
を備え、
前記インナーチューブは、前記ワークを挟んで前記ガス吹出口に対向する位置に配置され、かつ、前記反応管の長さ方向に沿って延びるように形成された長孔状の開口部と、
前記開口部の少なくとも一部を閉塞可能な板状のカバー部材であって、前記開口部に対する相対位置を調整可能に支持されたカバー部材と、を有し、
前記カバー部材は、前記開口部の開口領域の幅が、ガス排出部に近づくほど狭くなるように配置された熱処理装置。
【請求項２】
前記カバー部材は、前記反応管の長さ方向に直交する幅が、前記ガス排出部に近づくほど広くなるように構成された請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項３】
前記開口部は、前記反応管の長さ方向に直交する幅が、前記ガス排出部に近づくほど狭くなるように構成された請求項１に記載の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、所定の処理ガス雰囲気下で、反応管内に収容した複数のワークに対して熱処理を行うように構成された熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウェハ等のワークを多段状に配置し、それらのワークに対して酸化、拡散、アニール、およびＣＶＤ等の処理を行うように構成されたバッチ式の熱処理装置が広く用いられている。このような熱処理装置の中には、プロセスチューブ内のワークに対して均一にガスを流すために、ワークの上流側に配置したガス供給ノズルと、このガス供給ノズルに基板を挟んで対向するようにインナーチューブ側壁に複数の排気口を設けるように構成されたものが存在する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ところが、上述の熱処理装置においては、ガス排出部に近づくほどガスの排気が行われ易くなるため、ガス排出部からの距離に応じて処理ガスの流れにバラツキが生じ易くなり、その結果、多数のワークを均一に熱処理することが困難になることがあった。
【０００４】
そこで、従来技術の中には、排気の圧力および流速の分布を上下方向において均一化するために、排気経路を細かいゾーン毎に仕切り、ゾーン毎に処理ガスの供給を制御するように構成されるものがあった（例えば、特許文献２参照。）。また、上下方向に複数の排気孔を設け、かつ、排気孔の開口面積が、ガス排出部から遠ざかるにつれて大きくなるように構成されるものも存在する（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６２−１６０５３７号公報
【特許文献２】特開２００１−７７０４２号公報
【特許文献３】特開２０００−３１１８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献２に係る技術のように、排気経路をゾーン毎に細かく仕切る構成を採用する場合には、インナーチューブの構造が複雑化し、その結果、コストが増大するという不都合があった。
【０００７】
また、上述の特許文献３に係る技術にように、インナーチューブの各排気孔の開口面積を配置位置によって変える構成を採用する場合には、炉内の圧力および流速を一定にするために、プロセス条件（温度・圧力・供給ガス流量等）に対して最適な排気になるようにインナーチューブに設ける排気孔の開口面積を決定する必要がある。よって、例えば、プロセス条件を変更するたびに最適な排気孔の形状が変わるため、その都度インナーチューブを交換する必要があり、コストや手間が増大するという不都合があった。
【０００８】
本発明の目的は、簡易な構成によって、反応管内に配置された各ワークに対するガスの供給を均一化することが可能な熱処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る熱処理装置は、所定の処理ガス雰囲気下で、反応管内に収容したワークに対して熱処理を行うように構成される。この熱処理装置は、反応管、マニホールド、ガス排出部、およびガス導入部を備える。
【００１０】
反応管は、１方向が開放した有底筒状をそれぞれ呈するアウターチューブおよびインナーチューブから構成される。反応管は、熱処理時に開放端側からインナーチューブ内にワークが搬入される。
【００１１】
マニホールドは、反応管の開放端に接合されるように構成される。ガス排出部は、マニホールドに配置されるとともに、アウターチューブおよびインナーチューブで形成される空間から反応管内のガスを排出するように構成される。ガス導入管は、マニホールドに配置されるとともに、インナーチューブ内のワークに対してガスを噴出可能なガス吹出口を有する。
【００１２】
インナーチューブは、開口部およびカバー部材を有する。開口部は、ワークを挟んでガス吹出口に対向する位置に配置され、かつ、反応管の長さ方向に沿って延びるように長孔状に形成されている。カバー部材は、開口部の少なくとも一部を閉塞可能な板状を呈しており、開口部に対する相対位置を調整可能に支持されている。
【００１３】
この構成においては、カバー部材の位置を調整することによって、開口部の開口形状を任意に調整することが可能になる。このため、カバー部材の位置を調整することのみによって、プロセス条件（温度・圧力・供給ガス流量等）に対して最適な排気になるように開口部の開口形状を調整することが可能になる。
【００１４】
なお、通常、カバー部材は、開口部の開口領域の幅が、ガス排出部に近づくほど狭くなるように配置される。さらに、排気の絶対量を調整するためにカバー部材と開口部とのオーバーラップ量が調整される。
【００１５】
さらには、カバー部材を、反応管の長さ方向に直交する幅が、ガス排出部に近づくほど広くなるように構成したり、または、開口部を、反応管の長さ方向に直交する幅が、ガス排出部に近づくほど狭くなるように構成したりすると良い。このように構成することにより、カバー部材を開口部に対して回転させて傾ける必要がなくなるため、開口部を設けるためにインナーチューブに平面部を形成する必要がなくなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、簡易な構成によって、反応管内に配置された各ワークに対するガスの供給を均一化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る縦型炉の概略を示す図である。
【図２】インナーチューブの構成の一例を示す図である。
【図３】インナーチューブの構成の他の例を示す図である。
【図４】インナーチューブの構成の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１を用いて、本発明の実施形態に係る縦型炉１０の概略を説明する。縦型炉１０は、所定の処理ガス雰囲気下で、反応管内に収容した複数のワーク２４に対して熱処理を行うように構成される。ワーク２４の例としては、半導体ウェハが挙げられるが、ワーク２４の例はこれに限定されるものではない。なお、以下の実施形態では、本発明を縦型炉に適用する例を説明するが、本発明に係る技術思想の適用範囲はこれに限定されない。
【００１９】
縦型炉１０は、熱処理されるべきワークを収納可能なインナーチューブ１４、およびインナーチューブ１４を囲むように配置されるアウターチューブ１２からなる反応管１１を備える。インナーチューブ１４およびアウターチューブ１２は共に、一方向が開放した有底円筒状を呈する石英によって構成されており、熱処理時には開放端側からインナーチューブ１４内にワーク２４が搬入されるように構成されている。
【００２０】
アウターチューブ１２の周囲には、ヒータ２０が配置される。また、アウターチューブ１２およびインナーチューブ１４の開放面側には、マニホールド１６が接合される。マニホールド１６は、両方向に開放した円筒状を呈している。
【００２１】
マニホールド１６は、ガス導入部１６２およびガス排出部１６４を少なくとも備える。ガス導入部１６２は、図外のガス供給装置に接続されている。ガス導入部１６２は、インナーチューブ１４内のワーク２４に対して処理ガスを噴出可能なガス吹出口１６６を有するガス導入管１６５を備える。ガス導入管１６５の素材の代表例としては、ＳｉＣ（炭化珪素）が挙げられるが、これに限定されるものではない。例えば、ガス導入管１６５を石英によって構成することも可能である。
【００２２】
一方で、ガス排出部１６４は、圧力制御機構等を介して工場排気系に接続されており、アウターチューブ１２およびインナーチューブ１４で形成される空間から反応管１１内のガスを排出するように構成される。
【００２３】
マニホールド１６には、炉口が設けられており、この炉口を介して複数のワーク２４を多段状に搭載したボード２２が搬入または搬出される。ボード２２は、図外の昇降機構に接続された昇降可能な底蓋１８に搭載されている。底蓋１８には、ボード２２を回転させるための回転機構（図示省略）が設けられている。底蓋１８が、昇降範囲の上限位置まで到達したときに、マニホールド１６の炉口が閉鎖される。
【００２４】
続いて、図２（Ａ）および図２（Ｂ）を用いて、インナーチューブ１４の概略を説明する。インナーチューブ１４は、反応管１１の長さ方向（縦型炉では上下方向）に沿って延びるように形成された長孔状の開口部１４４を備える。この開口部１４４は、ボード２２を挟んでガス吹出口１６６に対向する位置に配置される。具体的には、ボード２２を挟んでガス吹出口１６６と対向する位置のインナーチューブ１４の壁面に平面部１５が設けられ、その平面部１５におけるワーク２４の設置領域に対応する箇所に開口部１４４が設けられる
さらに、インナーチューブ１４は、開口部１４４の少なくとも一部を閉塞可能な板状のカバー部材１４２を備える。カバー部材１４２は、開口部１４４に対する相対位置を調整可能に支持される。この実施形態では、カバー部材１４２を位置調整可能な状態でインナーチューブ１４に支持されるようにするために、カバー部材１４２に長孔１４８を設け、この長孔１４８を貫通するように配置されるネジ１４６を介して、インナーチューブ１４の所定の位置にカバー部材１４２を取り付けている。
【００２５】
このため、ネジ１４６を緩めることによって長孔１４８の長さ方向にカバー部材１４２をスライドさせることが可能となるため、開口部１４４の開口面積を容易に調整することが可能となる。しかも、長孔１４８は、ネジ１４６の胴体部分よりも僅かに大きくなるように形成されているため、カバー部材１４２を開口部１４４に対して回転させて傾斜させることが可能になる。この結果、図２（Ｂ）に示すように、開口部１４４の開口領域の幅が下方にいくほど狭くなるような位置でカバー部材１４２をインナーチューブ１４に固定することが可能になる。
【００２６】
以上のとおり、この実施形態によれば、カバー部材１４２の傾斜角度や位置を調整することによって、開口部１４４の開口領域の形状を簡易に調整することが可能になり、上下方向の流速および圧力の分布に対して、最適な排気抵抗を得ることが可能になる。このため、プロセス条件の変更に対応して容易に排気の調整が可能になるため、各ワーク２４に対して均質の熱処理を行うことが可能になる。
【００２７】
また、簡易な構成でインナーチューブ１４の排気用の開口部１４４の形状・寸法を調整できるようになり、ガスの流量や圧力条件が変わってもインナーチューブ１４等の部品を交換する必要がなく、しかもその際に反応管１１の構成が複雑化することもない。
【００２８】
続いて、図３（Ａ）および図３（Ｂ）を用いて、インナーチューブ１４０の他の構成例を説明する。ここでは、開口部１４５の形成箇所に平面部を設けることなく、インナーチューブ４０の曲面状の周面にそのまま開口部１４５を形成している。その一方で、カバー部材１４３は、断面視円弧上に形成しており、カバー部材１４３が開口部１４５の近傍にてスライド可能に支持されている。
【００２９】
カバー部材１４３は、インナーチューブ１４０の内壁面に対応する曲率断面をもっており、その幅が、ガス排出部１６４に近づくほど、つまり下方に行くほど広くなるように構成されている。このため、カバー部材１４３を傾斜させなくても、開口部１４５の開口領域の幅が下方にいくほど狭くなるように調整することが可能になる。
【００３０】
また、図４（Ａ）および図４（Ｂ）を用いて、インナーチューブ１４０の他の構成例を説明する。図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、開口部１４９は、反応管１１の長さ方向に直交する幅が、ガス排出部１６４に近づくほど、つまり下方に行くほど狭くなるように構成される。上述と同様に、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示す構成によっても、カバー部材１４３を傾斜させることなく、開口部１４５の開口領域の幅が下方にいくほど狭くなるように調整することが可能になる。
【００３１】
上述の図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図４（Ａ）、および図４（Ｂ）に示す構成においては、インナーチューブ１４０、１４１に平面部を形成する必要がなくなるため、構成の簡略化が可能となり、コストの削減を図ることが可能となる。
【００３２】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３３】
１０−縦型炉
１２−アウターチューブ
１４−インナーチューブ
１６−マニホールド
１４２−カバー部材
１４４−開口部
１４６−ネジ
１４８−長孔
１６５−ガス導入管
１６６−吹出口
【図１】
2010258265.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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