(57)【要約】【課題】プロセスチューブおよびマニホールドの内部にガス導入管を配置する場合にも、プロセスチューブおよびマニホールドの有効内径を極力大きくすることが可能な熱処理装置を提供する。【解決手段】縦型炉１０は、プロセスチューブ１６、マニホールド１８、およびガス導入管１８４を少なくとも備える。プロセスチューブ１６は、その内面に、ガス導入管１８４の上端部を支持可能なガス導入管支持部１６２を有する。マニホールド１８は、その内面に、ガス導入部１８２に連通するように構成され、かつ、ガス導入管１８４の下端部が挿入可能に構成された支持穴１８５を有する。ガス導入管１８４は、その下端部がマニホールド１８の支持穴１８５に挿入され、その上端部がプロセスチューブ１６のガス導入管支持部１６２によって支持される。【選択図】  図３
2010263082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱処理を行うべきワークを収容するための有底筒状のプロセスチューブと、
ガス導入部およびガス排出部を少なくとも有し、前記プロセスチューブに接合されるように構成されたマニホールドと、
前記ガス導入部に導入されたガスを、前記プロセスチューブの内部まで導入するように構成されたガス導入管と、
を少なくとも備え、
前記プロセスチューブは、その内面に、前記ガス導入管の第１の端部を支持可能な支持部を有し、
前記マニホールドは、その内面に、前記ガス導入部に連通するように構成され、かつ、前記ガス導入管の第２の端部が挿入可能に構成された凹部を有する
熱処理装置。
【請求項２】
前記ガス導入管は、前記第２の端部が傾斜するように構成されており、
前記マニホールドの前記凹部は、前記ガス導入管の前記第２の端部の傾斜角度に対応するように斜め方向に開放す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、プロセスチューブおよびマニホールドの内部にガス導入管が配置されるように構成された熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハ等のワークに対して熱処理を行う熱処理装置の中には、図１に示すように、プロセスチューブ１６およびマニホールド２８を接合して処理空間を形成し、炉口２８８から処理空間内にワークを搬入し、ヒータ１４によってワークを加熱するように構成されるものがある。
【０００３】
このような熱処理装置１００では、処理空間内部が高温状況（例えば、１１００℃以上）になることがあるため、ガス導入部２８２およびガス排出部２８６やプロセスチューブ１６の内部に配置される管ついて、熱変形に対する十分な対策を採ることが重要である。
【０００４】
従来技術の中には、図１の熱処理装置１００のように、マニホールド２８を貫通する貫通部２８５を石英で構成する一方で、貫通部２８５に装着されるとともにプロセスチューブ１６内に配置されるガス導入管２８４をＳｉＣ（炭化珪素）で構成することによって、熱変形に対する対処および加工性の維持を図るようにしたものが存在する（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３１５９７２６号
【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１に係る技術では、プロセスチューブ１６およびマニホールド２８からなる処理空間の有効内径が縮小する虞があった。その理由は、ガス導入管２８４を貫通部２８５に嵌めこむ構造を採用している以上、ガス導入管２８４の内径を貫通部２８５の外径より大きくしなければならないため、ガス導入管２８４の径が必然的に大きくなる傾向があるからである。また、ガス導入管２８４を貫通部２８５に嵌めこむためには、プロセスチューブ１６およびマニホールド２８の内壁と貫通部２８５との間に隙間を設ける必要が生じるため、貫通部２８５がプロセスチューブ１６およびマニホールド２８の内側に張り出す構成を採らざるを得ないからである。
【０００７】
本発明の目的は、プロセスチューブおよびマニホールドの内部にガス導入管を配置する場合にも、プロセスチューブおよびマニホールドの有効内径を極力大きく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】
【０００８】
本発明に係る熱処理装置は、プロセスチューブ、マニホールド、およびガス導入管を少なくとも備える。熱処理装置の代表例としては、縦型炉心の熱処理装置が挙げられるが、横型炉心の熱処理装置に本発明を適用することも可能である。
【０００９】
プロセスチューブは、熱処理を行うべきワークを収容するように構成されており、有底筒状を呈している。プロセスチューブは、その内面に、ガス導入管の第１の端部（例えば、上端部）を支持可能な支持部を有する。
【００１０】
マニホールドは、ガス導入部およびガス排出部を少なくとも有し、プロセスチューブに接合されるように構成される。マニホールドは、その内面に、ガス導入部に連通するように構成され、かつ、ガス導入管の第２の端部（例えば、下端部）が挿入可能に構成された凹部を有する。
【００１１】
ガス導入管は、ガス導入部に導入されたガスを、プロセスチューブの内部まで導入するように構成される。ガス導入管は、第２の端部がマニホールドの内面の凹部に挿入され、第１の端部がプロセスチューブの内面の支持部によって支持される。
【００１２】
この構成においては、ガス導入管の第２の端部を支持するための構造を凸状ではなく凹状にしたことにより、ガス導入管以外の部材がマニホールドの内側に張り出すことがないため、ガス導入管の第２の端部を支持するための構造によってマニホールドの有効内径が縮小することがない。また、ガス導入管の径を縮小化し易くなるため、ガス導入管の存在によってプロセスチューブの有効内径が縮小しにくい。
【００１３】
上述の構成において、ガス導入管を、第２の端部が傾斜するように構成し、マニホールドの凹部を、ガス導入管の第２の端部の傾斜角度に対応するように斜め方向に開放するように構成することが好ましい。このように構成することで、ガス導入管の折れ曲がり角度が緩やかになるため、例えば、ガスの流通性が向上するといったメリットがある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、プロセスチューブおよびマニホールドの内部にガス導入管を配置する場合にも、プロセスチューブおよびマニホールドの有効内径を極力大きくすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来の熱処理装置のガス導入管の配置の一例を示す図である。
【図２】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３】本発明の実施形態に係る縦型炉のガス導入管の配置を示す図である。
【図４】ガス導入管の上端部を支持する構成の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図２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、熱処理されるべきワークを収納可能なプロセスチューブ１６を備える。プロセスチューブ１６は、一方向が開放した有底円筒状を呈する石英またはＳｉＣ（炭化珪素）によって構成されており、開放面にフランジ１６１が設けられている。
【００１７】
プロセスチューブ１６の周囲には、プロセスチューブ１６を覆うように構成された断熱層を有する断熱容器１２が配置される。断熱容器１２は、プロセスチューブ１６を周囲から加熱するためのヒータ１４を支持するように構成される。この実施形態では、例えば、ヒータ１４は、プロセスチューブ１６内の温度が１１００℃程度になるように加熱することが可能である。
【００１８】
プロセスチューブ１６の下端部には、石英またはＳｉＣ（炭化珪素）からなるマニホールド１８が接合される。マニホールド１８は、両方向に開放した円筒状を呈しており、プロセスチューブ１６との対向面にフランジ１８１が設けられている。ここでは、プロセスチューブ１６にマニホールド１８を接合する際に、上記フランジ１６１およびフランジ１８１が、図示しないシール部材を介して接合される。
【００１９】
マニホールド１８は、ガス導入部１８２およびガス排出部１８６を少なくとも備える。ガス導入部１８２は、図外のガス供給装置に接続されている。ガス排出部１８６は、図外のガス排出装置に接続されている。
【００２０】
縦型炉１０は、さらにガス導入管１８４を備えている。ガス導入管１８４は、ガス供給装置からガス導入部１８２まで供給されたプロセスガスまたは不活性ガスを、プロセスチューブ１６の上部まで案内するように構成される。ガス導入管１８４は、その上端部がプロセスチューブ１６によって支持されており、その下端部がマニホールド１８によって支持されている。ガス導入管１８４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１８４を石英によって構成することも可能である。
【００２１】
マニホールド１８には、炉口１８８が設けられており、この炉口１８８を介して複数のワーク２０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アーム２４に搭載されている。昇降アーム２４が、昇降範囲の上限位置まで到達したときに、ボード２２の底部によってマニホールド１８の炉口１８８が閉鎖される。ワーク２０の例としては、半導体ウェハが挙げられるが、ワーク２０の例はこれに限定されるものではない。
【００２２】
図３（Ａ）および図３（Ｂ）を用いて、ガス導入管１８４の配置状態を説明する。ガス導入管１８４は、直線状に形成されており、その下端部近傍において斜め方向に折れ曲がるように形成されている。
【００２３】
図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、マニホールド１８の内面には、ガス導入管１８４の下端部が挿入可能に構成された支持穴１８５が設けられる。支持穴１８５は、斜め上方向に開放するように構成され、かつ、ガス導入管１８４の下端部が適切に嵌まるようなサイズに設計されている。支持穴１８５の傾斜角度は、ガス導入管１８４の下端部の折れ曲がり角度に対応するように設計される。
【００２４】
また、支持穴１８５は、その底部がガス導入部１８２に連通するように構成される。このため、支持穴１８５にガス導入管１８４の下端部を挿入することにより、ガス導入部１８２まで案内されたプロセスガスまたは不活性ガスがガス導入管１８４内に導入されるようになる。
【００２５】
この実施形態では、図３（Ａ）に示すように、ガス導入部１８２を構成するパーツを機械加工によって別途製作した後に、製作されたパーツを溶接によってマニホールド１８に接合するようにしてマニホールド１８の内面に支持穴１８５が配置されるようにしているが、支持穴１８５を形成するための手法はこれに限定されるものではない。
【００２６】
ガス導入管１８４の上端は、プロセスチューブ１６の上部内面に形成されたガス導入管支持部１６２によって支持される。ガス導入管１８４を設置する際には、例えば図３（Ｂ）に示すように、ガス導入管１８４を僅かに傾斜させた状態でその上端部をガス導入管支持部１６２に挿通しつつガス導入管１８４を持ち上げ、ガス導入管１８４の下端部が支持穴１８５に対応する位置まで達した後に、支持穴１８５にガス導入管１８４の下端部を挿入するようにすると良い。
【００２７】
ガス導入管支持部１６２は、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、ガス導入管１８４の上端部を周囲から囲むように支持するため、プロセスチューブ１６にマニホールド１８を接合した後には、ガス導入管１８４が、安定した状態で、ガス導入管支持部１６２および支持穴１８５によって支持されることになる。なお、この実施形態では、別途機械加工されたパーツをプロセスチューブ１６の内面に接着し、その後に焼成することによってガス導入管支持部１６２を形成しているが、これに限定されるものではない。
【００２８】
以上の構成においては、ガス導入管１８４の下側を、凸状の部材ではなく、凹状の支持穴１８５によって支持したことにより、ガス導入管１８４以外の部材がマニホールド１８の内側に張り出すことがない。このため、ガス導入管１８４をマニホールド１８の内側に配置した場合でもマニホールド１８の有効内径を極力大きく保つことが可能になる。また、ガス導入管１８４の径を縮小化し易くなるため、ガス導入管１８４の存在によってプロセスチューブ１６の有効内径が縮小しにくい。なお、プロセスチューブ１６の内側にはガス導入管支持部１６２が設けられるが、ガス導入管支持部１６２はプロセスチューブ１６の上端部近傍であってワーク２０の配置位置の上方に配置されるため、ガス導入管支持部１６２の存在によってプロセスチューブ１６の有効内径が縮小することはない。
【００２９】
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】
【００３０】
１０−縦型炉
１６−プロセスチューブ
１８−マニホールド
２０−ワーク
１６２−ガス導入管支持部
１８２−ガス導入部
１８４−ガス導入管
１８５−支持穴
１８６−ガス排出部
【図１】
2010263082.tif 000003
【図２】
2010263082.tif 000004
【図３】
2010263082.tif 000005
【図４】
2010263082.tif 000006