(57)【要約】【課題】  基板に曇りを生じることなく、ガス導入管の破損を防止しガス導入管を容易にガス供給管と接続できる縦型熱処理装置を提供することにある。【解決手段】  少なくとも、反応管と、基板を保持するための熱処理用ボートと、基板を加熱するためのヒータと、反応管内に雰囲気ガスを導入するためのガス導入管と、ガス導入管と接続されるガス供給管と、反応管の下に設けられたフランジ体又は反応管に形成され、ガス導入管が挿通されるガスポート部を有する縦型熱処理炉において、ガス導入管とガス供給管の接続は、反応管外でジョイントを介して行われ、該ジョイントは少なくともフランジ部を有する金属製短管を有し、該金属製短管のフランジ部がガスポート部に設けられたフランジ部とＯリングを介して接続され形成された貫通孔に、ガス導入管が挿通されてジョイントでガス供給管と接続されたものであることを特徴とする縦型熱処理炉。【選択図】図１
2010045251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、反応管と、該反応管内に配置され基板を保持するための熱処理用ボートと、前記基板を加熱するためのヒータと、前記反応管内に雰囲気ガスを導入するためのガス導入管と、前記ガス導入管と接続されるガス供給管と、前記反応管の下に設けられたフランジ体又は前記反応管に形成され、前記ガス導入管が挿通されるガスポート部を有する縦型熱処理装置において、
前記ガス導入管と前記ガス供給管の接続は、前記反応管外でジョイントを介して行われ、該ジョイントは少なくともフランジ部を有する金属製短管を有し、該金属製短管のフランジ部が前記ガスポート部に設けられたフランジ部とＯリングを介して接続され、前記金属製短管が前記ガスポート部に接続されることにより形成される貫通孔に、前記ガス導入管が挿通されて前記ジョイントで前記ガス供給管と接続されたものであることを特徴とする縦型熱処理装置。
【請求項２】
前記ジョイントは、前記金属製短管に加えて更にスリーブとナットを具備し、前記スリーブは前記ガス供給管の先端部に取り付けられており、該スリーブの内径は前記ガス導入管の外径よりも大きく、外径は前記ガス供給管の先端部の外径より大きいものであり、前記ナットが前記ガス供給管に挿通されることで前記スリーブに係合し、他端の内周にはねじ溝が形成されており、前記ガスポート部のフランジ部に接続された前記金属製短管のフランジ部とは反対側に形成された外周ねじ溝と螺合されるとともに、前記金属製短管のフランジ部とは反対側の端部は、前記スリーブをＯリングを介して受け入れて嵌合しており、前記スリーブは前記ガス導入管を受け入れて嵌合しているものであり、前記ナットを前記金属性短管にねじ込みすることで、該ナットに係合した前記スリーブが前記金属製短管側にＯリングを介して圧着し、前記ガス供給管と前記ガス導入管が気密を保ち接続されるものであることを特徴とする請求項１に記載の縦型熱処理装置。
【請求項３】
前記ガスポート部の材質が石英であり、前記ガス導入管の材質が石英、炭化珪素またはシリコンであり、前記反応管の材質が炭化珪素であることを特徴とする請求項１または２に記載の縦型熱処理装置。
【請求項４】
前記ガス導入管の材質が石英であり炭化珪素製の保護管に覆われたものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の縦型熱処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の縦型熱処理装置を用いて１０００〜１３５０℃の温度範囲でシリコンウエーハの熱処理を行うことを特徴とする熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体シリコンウエーハ等の基板に熱処理を行うための熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体単結晶シリコン（以下、単にシリコンということがある）等の単結晶インゴットから基板を切出してから半導体デバイスを製造するまでの間には、基板の加工プロセスから素子の形成プロセスまで多数の工程が介在する。それらの工程の一つに熱処理工程がある。この熱処理工程は、基板表層での無欠陥層の形成、酸素析出物の形成によるゲッタリング層の形成、酸化膜の形成、不純物拡散等の目的で行われ、非常に重要なプロセスである。
【０００３】
このような熱処理工程で用いられる熱処理炉、例えば、酸化や不純物拡散に用いられる拡散炉（酸化・拡散装置）としては、現在、基板の大口径化に伴い、基板を水平に保持した状態で複数の基板を同時に熱処理する縦型の熱処理炉が主に用いられている（例えば特許文献１参照）。縦型熱処理炉では、通常、複数の基板を保持するための熱処理用ボートが用いられている。このような複数の基板に同時に熱処理を行う熱処理炉は、バッチ式の熱処理装置と言われている。
【０００４】
図３は、バッチ式の縦型熱処理装置の一例を示す概略説明図である。熱処理装置３０の反応室３１は、主に反応管３２と反応管の下に設けられたフランジ体３３により構成されている。なお、反応管は耐熱性の高い炭化珪素（ＳｉＣ）製であり、フランジは石英製となっている。反応室の内側には熱処理用ボート３４が設置されており、この熱処理用ボートに保持された複数の基板３５は、反応室の周囲に設けられたヒータ３６によって加熱される。また、反応室にはガス供給管３７から供給される雰囲気ガスをガス導入管３８を介して導入し、熱処理装置の上方からガスを流して基板の周囲を通過させ、ガス排気管３９から外部に排気する。
【０００５】
このガス導入管３８の材質は炭化珪素が用いられる。なぜなら、石英で構成した場合、１２５０℃程度の高温で熱処理を行うと、ガス導入管が熱によって変形し、熱処理用ボート３４に接触し破損してしまうという問題があるからである。このため、１２５０℃以上の高温熱処理を行う熱処理装置では、専ら炭化珪素のガス導入管が用いられている。
このようなガス導入管３８は接続部４０でガスポート部４１に接続され、更にガスポート部は不図示のガス供給源に接続されるガス供給管３７に接続されている。なお、ガスポート部は構造が複雑であり炭化珪素では作製が困難となるため、作製が容易な石英が用いられている。このとき、使用する雰囲気ガスは熱処理の目的によって異なるが、主としてＨ２、Ｎ２、Ｏ２、Ａｒ等が用いられる。また、不純物拡散の場合には、これらのガスをキャリアガスとして不純物化合物ガスを導入する。
【０００６】
しかしながら、上記のようなバッチ式熱処理装置を用いてＡｒ等の不活性ガス雰囲気で基板としてシリコンウエーハの熱処理を行った場合、シリコンウエーハに曇りが発生するという問題が発生する。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２８９６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記問題の原因は、反応管と反応管の下に設けられたフランジ体の隙間からリークした空気がガス導入管の接続部からガス導入管内に侵入し、該空気中に含まれる酸素によって熱処理中の基板表面に酸化膜が形成されることにあった。
このような問題に対して本発明者は、図４のように、ガス導入管５０を石英製とし、反応管５１または反応管の下に設けられたフランジ体５２に形成されたガスポート部５３に溶接することで接続部をなくし、空気の侵入を防ぐことで基板の曇り（酸化膜）の問題を解決し、更に熱による石英製ガス導入管の変形をＳｉＣからなる保護管５４で覆うことで解決した熱処理装置を提案した。しかし、このようにガス導入管を反応管または反応管の下に設けられたフランジ体に形成されたガスポート部に溶接した場合、反応管またはフランジ体を取り扱うに際して、ガス導入管を破損してしまうという問題が発生した。
【０００９】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、基板に曇りを生じることなく、ガス導入管の破損を防止し、ガス導入管を容易にガス供給管と接続できる縦型熱処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明では、少なくとも、反応管と、該反応管内に配置され基板を保持するための熱処理用ボートと、前記基板を加熱するためのヒータと、前記反応管内に雰囲気ガスを導入するためのガス導入管と、前記ガス導入管と接続されるガス供給管と、前記反応管の下に設けられたフランジ体又は前記反応管に形成され、前記ガス導入管が挿通されるガスポート部を有する縦型熱処理装置において、前記ガス導入管と前記ガス供給管の接続は、前記反応管外でジョイントを介して行われ、該ジョイントは少なくともフランジ部を有する金属製短管を有し、該金属製短管のフランジ部が前記ガスポート部に設けられたフランジ部とＯリングを介して接続され、前記金属製短管が前記ガスポート部に接続されることにより形成される貫通孔に、前記ガス導入管が挿通されて前記ジョイントで前記ガス供給管と接続されたものであることを特徴とする縦型熱処理装置を提供する（請求項１）。
【００１１】
このように、本発明の縦型熱処理装置であれば、ガス導入管を反応管または反応管の下に設けられたフランジ体に溶接することなく、ガスポート部のフランジ部と金属性短管のフランジ部がＯリングを介して接続され、金属製短管がガスポート部に接続されることにより形成される貫通孔にガス導入管を通してジョイントでガス供給管に接続させる構造となる。よって、ガス導入管が反応管またはフランジ体と一体化することがなく、反応管またはフランジ体の取り扱いの際に誤ってガス導入管を破損することを防止でき、ガスポート部のフランジ部と金属性短管のフランジ部がＯリングを介して接続される構造により、ガス導入管を容易にガス供給管に接続することが可能となる。更に、従来のよう反応管内にガス導入管とガスポート部との接続部を持たないため酸素がガス導入管に混入することが防止され基板に曇り（酸化膜）が発生することもない。
【００１２】
また、前記ジョイントは、前記金属製短管に加えて更にスリーブとナットを具備し、前記スリーブは前記ガス供給管の先端部に取り付けられており、該スリーブの内径は前記ガス導入管の外径よりも大きく、外径は前記ガス供給管の先端部の外径より大きいものであり、前記ナットが前記ガス供給管に挿通されることで前記スリーブに係合し、他端の内周にはねじ溝が形成されており、前記ガスポート部のフランジ部に接続された前記金属製短管のフランジ部とは反対側に形成された外周ねじ溝と螺合されるとともに、前記金属製短管のフランジ部とは反対側の端部は、前記スリーブをＯリングを介して受け入れて嵌合しており、前記スリーブは前記ガス導入管を受け入れて嵌合しているものであり、前記ナットを前記金属性短管にねじ込みすることで、該ナットに係合した前記スリーブが前記金属製短管側にＯリングを介して圧着し、前記ガス供給管と前記ガス導入管が気密を保ち接続されるものであることが好ましい（請求項２）。
【００１３】
このように、ナットを金属製短管にねじ込むことによりスリーブが金属製短管側にＯリングを介して圧着することによって、ガス導入管とガス供給管が接続されるものであれば、ガス導入管とガス供給管の接続がより容易に行われ、接続部の気密性を高めることができる。
【００１４】
また、前記ガスポート部の材質が石英であり、前記ガス導入管の材質が石英、炭化珪素またはシリコンであり、前記反応管の材質が炭化珪素であるものとすることができる（請求項３）。
このようにガスポート部の材質を石英とすることで、複雑な形状のガスポート部の加工を容易に行うことができるとともに、反応管の材質を炭化珪素であるものとすることで高温の熱処理でも反応管の変形を防止することができる。ガス導入管の材質を石英、炭化珪素またはシリコンとすることで加工が容易でかつ基板が金属等で汚染されることもない。
【００１５】
また、前記ガス導入管の材質が石英であり炭化珪素製の保護管に覆われたものとすることができる（請求項４）。
このように、ガス導入管の材質が石英の場合に、炭化珪素製の保護管で覆うことによって、１２５０℃以上といったより高温の熱処理によってもガス導入管が熱により変形することを防止することができる。
【００１６】
また、このような縦型熱処理装置を用いて１０００〜１３５０℃の温度範囲でシリコンウエーハの熱処理を行うことで、シリコンウエーハに曇りを発生することを防止することができる（請求項５）。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明の熱処理装置によれば、ガス導入管を反応管または反応管の下に設けられたフランジ体に溶接することなく、ガスポート部のフランジ部と金属性短管のフランジ部がＯリングを介して接続され、金属製短管がガスポート部に接続されることにより形成される貫通孔にガス導入管を通してジョイントでガス供給管に接続させる構造にすることで、ガス導入管が反応管またはフランジ体と一体化することがなく、反応管またはフランジ体の取り扱いの際に誤ってガス導入管を破損することを防止できる。更に、ガスポート部のフランジ部と金属性短管のフランジ部がＯリングを介して接続される構造により、ガス導入管を容易にガス供給管に接続することが可能となる。更に、反応管内にガス導入管とガスポート部との接続部を持たないため、酸素がガス導入管に混入することが防止され基板に曇りが発生することがない熱処理装置となっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明についてより具体的に説明する。
前述のように、従来、品質向上等の様々な目的で基板に熱処理を行うと、基板に曇りが発生した。この原因は反応管とフランジ体の隙間からリークした空気がガス導入管とガスポート部のジョイント部からガス導入管内に浸入し、熱処理中の基板表面に酸化膜を形成することによると考えられた。この対策として、ガス導入管を石英製とし、反応管または反応管の下に設けられたフランジ体のガスポート部に溶接することで接続部をなくし、更に熱による変形を防止するため、炭化珪素製の保護管を装着することで基板の曇りの問題は解決したが、反応管または反応管の下に設けられたフランジ体に形成されたガスポート部に長いガス導入管が溶接される構造となり、熱処理装置の組み立て、解体時にフランジを取り扱う際、ガス導入管を破損させてしまうことが多発するようになった。
【００１９】
そこで本発明者は、基板の曇りを発生することなく、また、組み立て、解体の際にガス導入管を破損することがない熱処理装置の開発に着手した。その結果、ガス導入管とガス供給管の接続は、反応管外でジョイントを介して行われ、該ジョイントは少なくともフランジ部を有する金属製短管を有し、該金属製短管のフランジ部が前記ガスポート部に設けられたフランジ部とＯリングを介して接続され、金属製短管がガスポート部に接続されることにより形成される貫通孔に、ガス導入管が挿通されて前記ジョイントで前記ガス供給管と接続される構造とすることでガス導入管の破損を防ぐことができるとともに、リークに基づくウエーハの曇りが発生することもないことを見出した。
【００２０】
以下、本発明に係る熱処理装置の実施形態について添付図面を参照して説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２１】
図１は、本発明における熱処理装置の一例を示す概略説明図である。本発明に係る縦型熱処理装置は、図１（ａ）に示したように、熱処理装置１において、反応室２は反応管３と反応管の下に設けられたフランジ体４とにより構成されている。また、反応管の内部には熱処理用ボート５が配置されており、この熱処理用ボートに基板６が保持されている。また、反応室の周囲には基板を加熱するためのヒータ７が設けられている。反応室には雰囲気ガスを供給するためのガス導入管８と、排気するためのガス排気管９が設けられている。また、フランジ体と反応管が別々に構成されている場合はフランジ体に、反応管とフランジ体が一体に構成されている場合は、直接反応管に、ガスポート部１０が形成される。
【００２２】
ここで、本発明では、図１（ｂ）に示すように、ガス供給管１１は、反応管３の外でガス導入管８にジョイント１２を介して接続されている。ジョイント１２は少なくともフランジ部１３を有する金属製短管１４を含む。ガスポート部１０に設けられたフランジ部１５とこの金属製短管のフランジ部１３とがＯリング１６を介すことにより接続されることで、ガスポート部１０から金属製短管１４にかけてほぼ同じ径の貫通孔２０が形成される。この貫通孔２０にＬ字型のガス導入管８の水平部が挿通されてジョイント１２を介してガス供給管１１に接続されている。
【００２３】
本発明の縦型熱処理装置では、ガス導入管８を反応管３または反応管の下に設けられたフランジ体４に溶接することなく、ガスポート部１０のフランジ部１５と金属製短管１４のフランジ部１３がＯリング１６を介して接続され、金属製短管１４がガスポート部１０に接続されることにより形成される貫通孔２０に、ガス導入管８が挿通されて前記ジョイント１２で前記ガス供給管１１と接続される構造のため、ガス供給管１１とガス導入管８及びフランジ体４とを容易に接続させることができ、ガス導入管８の脱着が可能になる。更に、従来の熱処理装置では、反応管の装着時などにおいて反応管内部が見えないため、ガス導入管と反応管が接触し、ガス導入管が破損してしまっていた。しかし、本発明の縦型熱処理装置では、反応管３をフランジ体４に装着してからガス導入管８を固定できるので、装置の組み立てや解体の際にガス導入管８を破損することがない。また、従来の熱処理装置では、ガス導入管とガスポート部の接続部が反応管内に存在しており、反応管とフランジ体の隙間からリークした空気が接続部からガス導入管内に侵入し、熱処理中の基板表面に酸化膜を生じたが、本発明の熱処理装置ではガス導入管とガス供給管の接続部が反応管外にあるため、基板に曇りを生じることがない。
【００２４】
なお、反応管３は耐熱性の高い炭化珪素（ＳｉＣ）製、ガスポート部１０は石英製である熱処理装置が好ましい。このように反応管を炭化珪素製とする理由は熱処理温度が例えば１２５０℃以上といった高温で使用すると石英製の反応管では変形を起こす可能性があるためであるが、低温で使用する場合には反応管を石英製とすることもできる。この場合は、特にフランジ体４を設ける必要もなく、石英で反応管とフランジ体を一体に構成してもよい。また、ガスポート部１０を含むフランジ体４は構造が複雑になるため材質は石英製とするのが好ましいが、石英製に限らず炭化珪素製とすることもでき、炭化珪素で反応管とフランジ体を一体に構成してもよい。
【００２５】
また、このガス導入管８の材質としては、石英、炭化珪素、シリコンとすることができる。ただし、石英でガス導入管を構成した場合、高温の熱処理を行うことで変形する可能性があるため、図２に示すように石英製のガス導入管２１を保護管２２で覆うことで熱による変形を防ぐことができる。この保護管は、炭化珪素、炭化珪素によるＣＶＤコーティングが施された炭化珪素、炭化珪素によるＣＶＤコーティングが施されたシリコン、炭化珪素によるＣＶＤコーティングが施された炭素のいずれかにより製造されることが好ましい。これらの材料は石英より熱変形に強いため、ガス導入管が熱変形によって、熱処理ボートや反応管に接触するといったトラブルを確実に防止することができる。また、保護管の側面にスリットを形成しておけば、保護管内部のＣＶＤコーティングがより確実にできるためより好ましい。
【００２６】
次にガス導入管とガス供給管を接続するジョイントについて、図１（ｂ）を用いて更に詳細に説明する。図１（ｂ）は図１（ａ）のガス導入管とガス供給管を接続するジョイントを拡大したものである。
本発明のジョイント１２は金属製短管１４、スリーブ１７、ナット１８を具備している。スリーブ１７は、金属製であり、ガス供給管１１の先端に溶接されており、内径がガス導入管８の外径より大きく、外径がガス供給管１１の先端部の外径よりも大きい。ナット１８は、一端面に内径がガス供給管の外径より大きく、スリーブの外径よりも小さい孔を中心に有し、ガス供給管に挿通されることでスリーブ１７と係合する。このナット１８の他端の内周にはねじ溝が形成され、このねじ溝は、ガスポート部１０のフランジ部１５に接続された金属製短管１４のフランジ部１３とは反対側に形成された外周ねじ溝と螺合される。また、金属製短管１４の内径は、ガス導入管８の外径より若干大きく、金属製短管１４のフランジ部１３とは反対側の端部の内径はスリーブ１７の外径よりも若干大きく、そしてこの径が変わる段差部分にはＯリング１９が装着されている。金属製短管１４のフランジ部１３とは反対側の端部は、スリーブ１７をこのＯリング１９を介して受け入れて嵌合しており、スリーブ１７はガス導入管８を受け入れて嵌合している。本発明においてガス導入管８とガス供給管１１を接続するには、ガス導入管８を反応室側より、ガスポート部１０のフランジ部１５と金属製短管１４のフランジ部１３がＯリング１６を介して接続され、金属製短管１４がガスポート部１０に接続されることにより形成される貫通孔２０に挿通して、少なくともＯリング１９から先端が出るように装着する。その後、ナット１８を金属製短管１４にねじ込みすることで、ナット１８に係合したスリーブ１７が金属製短管側にＯリング１９を介して圧着し、ガス供給管と導入管が気密を保ち接続される。
【００２７】
このような構造のジョイントにより、ガス供給管とガス導入管との接続をより容易に行え、Ｏリングを介すことで接続部の気密性を高めることができる。また、ジョイントはこのような構造に限定はされず、金属製短管とガス導入管とガス供給管が気密を保って接続できものであれば他の構造を採用しても良い。
【００２８】
また、上記のような本発明の熱処理装置を用いて、基板としてシリコンウエーハを用い、１０００〜１３５０℃の温度範囲で熱処理を行えば、シリコンウエーハに曇りを発生することを防止できる。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例）
図１に示したような、炭化珪素製反応管と、反応管の下に設けられた石英製フランジ体を設け、フランジ体にガスポート部が形成されている縦型熱処理炉において、ＳＵＳ製直管とＳＵＳ製フランジ部から成る金属製短管のフランジ部とガスポート部のフランジ部をＯリングを介して接続した。このように金属製短管とガスポート部が接続されることによって形成される貫通孔に、図２に示すように、予め炭化珪素製の保護管を装着した石英製ガス導入管を挿通し、金属製短管の端部から露出したガス導入管にＯリングを装着し、アルゴンガス供給管をこのＯリングを介して嵌合し、ナットを金属製短管にねじ込みすることで、ナットに係合したスリーブが金属製短管側にＯリングを介して圧着し、ガス導入管とガス供給管が気密を保持するよう接続した。この状態で、反応管内にアルゴンガスを供給し、直径３００ｍｍのシリコンウエーハに１２００℃  １時間の熱処理を行った。アニール後シリコンウエーハの表面をＫＬＡ  ＴＥＮＣＯＲ社のＳＰ−１を用いてＤＷＮモードのＨｉｇｈ−Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ条件で測定したときのＨａｚｅ値は０．０６ｐｐｍとなり、面荒れは発生しなかった。また、装置メンテナンス時に熱処理治具の組み立てを何度行っても、ガス導入管を破損することはなかった。
【００３０】
（比較例１）
図３のように、炭化珪素製反応管の下に設けられた石英製フランジ体のガスポート部に炭化珪素製ガス導入管を反応室内で接続して、反応管内にアルゴンガスを供給するようにし、直径３００ｍｍのシリコンウエーハに１２００℃  １時間の熱処理を行った。しかし、ウエーハの表面のＨａｚｅ値は０．５ｐｐｍ以上と強い面荒れが発生した。これは、炭化珪素製反応管とフランジ体の接続部からリークした空気が、ガスポート部と炭化珪素製ガス導入管の接続部からガス導入管内のアルゴンガスに混入したためであると考えられる。
【００３１】
（比較例２）
図４のように、ガスポート部と、予め炭化珪素製の保護管を装着したガス導入管が一体化した石英製フランジ体に炭化珪素製反応管を接続し、反応管にアルゴンガスを供給しながら直径３００ｍｍのシリコンウエーハに１２００℃  １時間の熱処理を行ったところ、ウエーハの表面のＨａｚｅ値は０．０６ｐｐｍと面荒れは発生しなかった。しかし、装置メンテナンス時に反応管を外して、メンテナンスを行い、その後ガス導入管を反応管内に入るように反応管を下ろし装着するときに、反応管がガス導入管と接触し、ガス導入管を破損することがあった。
【００３２】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に含有される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の縦型熱処理装置の一例を示す概略説明図である。
【図２】本発明の縦型熱処理装置の一例であり、ガス導入管が石英製である場合に、ガス導入管が炭化珪素製保護管で覆われている概略説明図である。
【図３】従来のバッチ式の縦型熱処理装置の一例を示す概略説明図である。
【図４】ガスポート部とガス導入管が一体化した石英製フランジ体に炭化珪素製反応管を接続し、炭化珪素製保護管を装着した縦型熱処理装置の一例を示す概略説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…本発明の縦型熱処理装置、  ２…反応室、  ３…反応管、  ４…フランジ体、  ５…熱処理用ボート、  ６…基板、  ７…ヒータ、  ８…ガス導入管、  ９…ガス排気管、  １０…ガスポート部、  １１…ガス供給管、  １２…ジョイント、  １３…金属製短管のフランジ部、  １４…金属製短管、  １５…ガスポート部のフランジ部、  １６…Ｏリング、  １７…スリーブ、  １８…ナット、  １９…Ｏリング、  ２０…貫通孔、  ２１…石英製ガス導入管、  ２２…保護管、
３０…従来の縦型熱処理装置、  ３１…反応室、  ３２…反応管、  ３３…フランジ体、  ３４…熱処理用ボート、  ３５…基板、  ３６…ヒータ、  ３７…ガス供給管、  ３８…ガス導入管、  ３９…ガス排気管、  ４０…接続部、  ４１…ガスポート部、
５０…石英製ガス導入管、  ５１…反応管、  ５２…フランジ体、  ５３…ガスポート部、  ５４…保護管。
【図１】
2010045251.tif 000003
【図２】
2010045251.tif 000004
【図３】
2010045251.tif 000005
【図４】
2010045251.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成21年7月21日(2009.7.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、反応管と、該反応管内に配置され基板を保持するための熱処理用ボートと、前記基板を加熱するためのヒータと、前記反応管内に雰囲気ガスを導入するためのガス導入管と、前記ガス導入管と接続されるガス供給管と、前記反応管の下に設けられたフランジ体又は前記反応管に形成され、前記ガス導入管が挿通されるガスポート部を有する縦型熱処理装置において、
前記ガス導入管と前記ガス供給管の接続は、前記反応管外でジョイントを介して行われ、該ジョイントは少なくともフランジ部を有する金属製短管を有し、該金属製短管のフランジ部が前記ガスポート部に設けられたフランジ部とＯリングを介して接続され、前記金属製短管が前記ガスポート部に接続されることにより形成される貫通孔に、前記ガス導入管が挿通されて前記ジョイントで前記ガス供給管と接続されたものであることを特徴とする縦型熱処理装置。
【請求項２】
前記ジョイントは、前記金属製短管に加えて更にスリーブとナットを具備し、前記スリーブは前記ガス供給管の先端部に取り付けられており、該スリーブの内径は前記ガス導入管の外径よりも大きく、外径は前記ガス供給管の先端部の外径より大きいものであり、前記ナットが前記ガス供給管に挿通されることで前記スリーブに係合し、他端の内周にはねじ溝が形成されており、前記ガスポート部のフランジ部に接続された前記金属製短管のフランジ部とは反対側に形成された外周ねじ溝と螺合されるとともに、前記金属製短管のフランジ部とは反対側の端部は、前記スリーブをＯリングを介して受け入れて嵌合しており、前記スリーブは前記ガス導入管を受け入れて嵌合しているものであり、前記ナットを前記金属製短管にねじ込みすることで、該ナットに係合した前記スリーブが前記金属製短管側にＯリングを介して圧着し、前記ガス供給管と前記ガス導入管が気密を保ち接続されるものであることを特徴とする請求項１に記載の縦型熱処理装置。
【請求項３】
前記ガスポート部の材質が石英であり、前記ガス導入管の材質が石英、炭化珪素またはシリコンであり、前記反応管の材質が炭化珪素であることを特徴とする請求項１または２に記載の縦型熱処理装置。
【請求項４】
前記ガス導入管の材質が石英であり炭化珪素製の保護管に覆われたものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の縦型熱処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の縦型熱処理装置を用いて１０００〜１３５０℃の温度範囲でシリコンウエーハの熱処理を行うことを特徴とする熱処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
このように、本発明の縦型熱処理装置であれば、ガス導入管を反応管または反応管の下に設けられたフランジ体に溶接することなく、ガスポート部のフランジ部と金属製短管のフランジ部がＯリングを介して接続され、金属製短管がガスポート部に接続されることにより形成される貫通孔にガス導入管を通してジョイントでガス供給管に接続させる構造となる。よって、ガス導入管が反応管またはフランジ体と一体化することがなく、反応管またはフランジ体の取り扱いの際に誤ってガス導入管を破損することを防止でき、ガスポート部のフランジ部と金属製短管のフランジ部がＯリングを介して接続される構造により、ガス導入管を容易にガス供給管に接続することが可能となる。更に、従来のように反応管内にガス導入管とガスポート部との接続部を持たないため酸素がガス導入管に混入することが防止され基板に曇り（酸化膜）が発生することもない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、前記ジョイントは、前記金属製短管に加えて更にスリーブとナットを具備し、前記スリーブは前記ガス供給管の先端部に取り付けられており、該スリーブの内径は前記ガス導入管の外径よりも大きく、外径は前記ガス供給管の先端部の外径より大きいものであり、前記ナットが前記ガス供給管に挿通されることで前記スリーブに係合し、他端の内周にはねじ溝が形成されており、前記ガスポート部のフランジ部に接続された前記金属製短管のフランジ部とは反対側に形成された外周ねじ溝と螺合されるとともに、前記金属製短管のフランジ部とは反対側の端部は、前記スリーブをＯリングを介して受け入れて嵌合しており、前記スリーブは前記ガス導入管を受け入れて嵌合しているものであり、前記ナットを前記金属製短管にねじ込みすることで、該ナットに係合した前記スリーブが前記金属製短管側にＯリングを介して圧着し、前記ガス供給管と前記ガス導入管が気密を保ち接続されるものであることが好ましい（請求項２）。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
以上説明したように、本発明の熱処理装置によれば、ガス導入管を反応管または反応管の下に設けられたフランジ体に溶接することなく、ガスポート部のフランジ部と金属製短管のフランジ部がＯリングを介して接続され、金属製短管がガスポート部に接続されることにより形成される貫通孔にガス導入管を通してジョイントでガス供給管に接続させる構造にすることで、ガス導入管が反応管またはフランジ体と一体化することがなく、反応管またはフランジ体の取り扱いの際に誤ってガス導入管を破損することを防止できる。更に、ガスポート部のフランジ部と金属製短管のフランジ部がＯリングを介して接続される構造により、ガス導入管を容易にガス供給管に接続することが可能となる。更に、反応管内にガス導入管とガスポート部との接続部を持たないため、酸素がガス導入管に混入することが防止され基板に曇りが発生することがない熱処理装置となっている。