(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のヒータ、前記ヒータの内部に配置されたプロセスチューブ、及び前記ヒータと前記プロセスチューブとの間に設けられ、そのヒータからの輻射熱をプロセスチューブに対して均一に伝導する均熱手段を備えた熱処理炉であって、
前記均熱手段が、前記プロセスチューブの外側表面に被せられた繊維質の均熱部材により構成されていることを特徴とする熱処理炉。
【請求項２】
前記均熱部材が、所定形状に成型された連続繊維により構成されていることを特徴とする請求項１記載の縦型炉。
【請求項３】
前記均熱部材が、袋状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の熱処理炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体ウェハの表面に酸化膜を形成したり、拡散等の処理を施したりするために使用される熱処理炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウェハの表面にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）等を形成する場合には、例えば図２に示す縦型の熱処理炉が使用されている。図において、この従来の熱処理炉は、筒状のヒータ５０と、そのヒータ５０の内部で所定の間隔をおいて順次同心円状に配置された均熱管５１及びプロセスチューブ５２とを備えている。上記ヒータ５０は断熱壁５０ａで覆われたものであり、この断熱壁５０ａはヒータベース５３に支持されている。
【０００３】
上記均熱管５１は、プロセスチューブ５２の外形に応じて、例えば炭化珪素（ＳｉＣ）を焼固することで形成されたものであり、ヒータ５０からの輻射熱をプロセスチューブ５２に対して均一に伝導する。この均熱管５１は、同図に示すように、その下端が開口したものであり、均熱管サポート５４に載置され、チューブサポート５５を介在してヒータベース５３に固定されている。
上記プロセスチューブ５２は、その外周下部にフランジ５２ａが設けられており、このフランジ５２ａの上面と均熱管サポート５４との間にチューブサポート５５を介在し、このチューブサポート５５とスカート５６とによってフランジ５２ａが挟持されている。
【０００４】
また、この熱処理炉には、開閉可能に構成された炉口扉５７が上記プロセスチューブ５１の下方に設けられており、さらにプロセスチューブ５１の内部とロード室５８との間で半導体ウェハＷを搬入出するための昇降装置５９が設けられている。
以上のように、この従来の熱処理炉では、均熱手段としての均熱管５１をヒータ５０とプロセスチューブ５２との間に配置しプロセスチューブ５２内の処理温度を均一なものとして、上述のシリコン酸化膜等を半導体ウェハＷの表面上に成膜していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の熱処理炉では、ヒータ５０の内部に均熱管５１及びプロセスチューブ５２を順次所定の間隔をおいて配置していたので、ヒータ５０の内径を小さくし難く、当該熱処理炉を小型化することが難しいという問題があった。また、図２に示したように、均熱管サポート５４及びチューブサポート５５を炉口に設けて均熱管５１及びプロセスチューブ５２を支持する構成としていたので、炉口構造が複雑なものとなった。
また、均熱管５１は、高価で割れ等の破損を生じ易いものであり、その取扱いに細心の注意を払うことが要求された。
【０００６】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、熱処理炉の構造を容易に小型化、かつ簡素化することができるとともに、低コストで容易に取扱うことができる熱処理炉を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱処理炉は、筒状のヒータ、前記ヒータの内部に配置されたプロセスチューブ、及び前記ヒータと前記プロセスチューブとの間に設けられ、そのヒータからの輻射熱をプロセスチューブに対して均一に伝導する均熱手段を備えた熱処理炉であって、
前記均熱手段が、前記プロセスチューブの外側表面に被せられた繊維質の均熱部材により構成されていることを特徴とするものである（請求項１）。
【０００８】
上記のように構成された熱処理炉では、ヒータとプロセスチューブとの間に設けられる均熱手段を上記プロセスチューブの外側表面に被せられた繊維質の均熱部材により構成したことにより、プロセスチューブとヒータとの間隔寸法を小さくして熱処理炉の構造を容易に小型化することができる。また、均熱部材をプロセスチューブで支持することができるので、熱処理炉の構造を簡素化することができる。
【０００９】
また、上記のような熱処理炉（請求項１）において、前記均熱部材が、所定形状に成型された連続繊維により構成されていてもよい（請求項２）。この場合、均熱部材を上記プロセスチューブの外側表面に容易に被せることができる。
【００１０】
また、上記のような熱処理炉（請求項１又は２）において、前記均熱部材が、袋状に形成されていることが好ましい（請求項３）。この場合、均熱部材のプロセスチューブへの取付作業を容易に行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の熱処理炉の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態による熱処理炉を示す概略断面図である。図１において、本実施形態の熱処理炉では、筒状のヒータ１、下端が開口したプロセスチューブ２、及びヒータ１とプロセスチューブ２との間に設けられた均熱手段としての均熱部材３を備えている。上記ヒータ１は断熱壁１ａで覆われたものであり、この断熱壁１ａはヒータベース４に支持されている。
【００１２】
上記プロセスチューブ２は、縦型の炉体を構成するものであり、下端開口部には炉口扉６が開閉可能に取り付けられている。また、このプロセスチューブ２には、被処理物としての半導体ウェハＷを搭載したボート７が昇降可能に配置されている。
また、プロセスチューブ２は、外周下部にフランジ２ａが突設されており、このフランジ２ａがその上下面に沿わせたクッション材８を介してヒータベース４とスカート５とによって挟持されることにより、所定位置に支持されている。尚、これらのヒータベース４及びスカート５は中空構造の環状体からなり、その内部には冷却水が循環供給されている。
【００１３】
上記均熱部材３は、熱伝導率の高い繊維質の材料、例えば炭化珪素の連続繊維（例えばニカロン（日本カーボン株式会社、登録商標））により構成されたものであり、プロセスチューブ２の外側表面に一重又は多重に直接巻き付けられることによって上記外側表面に被せられている。この均熱部材３がヒータ１からの輻射熱をプロセスチューブ２に対して均一に伝導するので、そのプロセスチューブ２内の処理温度を均一なものとして半導体ウェハＷの表面上へのシリコン酸化膜等の成膜処理や拡散等の処理を精度よく行うことができる。
尚、上記の説明以外に、均熱部材３としては、例えばシート状に織り上げられた上記炭化珪素の連続繊維を裁断加工したものを用いることができる。あるいは、短〜中繊維長の非連続炭化珪素繊維を、例えば公知の真空成型法により所定形状に成型したものでもよい。このような所定形状に成型された繊維を用いて均熱部材３を構成することにより、上記プロセスチューブ２の外側表面に当該均熱部材３を容易に被せることができる。
【００１４】
上記のように構成された熱処理炉では、均熱手段がプロセスチューブ２の外側表面に被せられた繊維質の均熱部材３により構成されているので、前述の従来例での均熱管を用いたものに比べて、プロセスチューブ２とヒータ１との間隔寸法を小さくして熱処理炉の構造を容易に小型化することができる。また、このようにプロセスチューブ２とヒータ１との間隔寸法を小さくすることができるので、ヒータ１からの輻射熱を効率よくプロセスチューブ２内に伝えることができ、ヒータ１での消費電力を抑えることができる。
また、均熱部材３（均熱手段）がプロセスチューブ２で支持することができるので、従来例での均熱管を支持する構成が不要となり、その分熱処理炉の構造を簡素化することができる。さらに、この繊維質の均熱部材３は、前述の均熱管に比べて安価で、かつ割れを生じることがなく長寿命であり、しかもたとえ一部分の破損を生じたとしても、破損の程度によっては部分補修を行うことが可能なものであり、低コストで容易に取扱うことができる熱処理炉を構成することができる。
【００１５】
尚、上記の説明では、均熱部材３をプロセスチューブ２の外側表面に巻き付けて、その外側表面に被せた構成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、例えば均熱部材３をプロセスチューブ２の外形に一致する袋状に形成して、その外側表面に被せる構成でもよい。このように均熱部材３を袋状に形成した場合、その均熱部材３を外側表面に容易に着脱することができ、プロセスチューブ２交換時等の当該均熱部材３の取付作業も容易に行うことができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明は以下の効果を奏する。
請求項１の熱処理炉によれば、均熱手段がプロセスチューブの外側表面に被せられた繊維質の均熱部材により構成されているので、プロセスチューブとヒータとの間隔寸法を小さくして熱処理炉の構造を容易に小型化することができる。また、均熱手段をプロセスチューブで支持することができるので、熱処理炉の構造を簡素化することができる。また、上記繊維質の均熱部材は、従来例での均熱管と異なって割れを生じることがなく長寿命であり、しかもたとえ一部分の破損を生じたとしても、破損の程度によっては部分補修を行うことが可能なものであり、低コストで容易に取扱うことができる熱処理炉を構成することができる。
【００１７】
また、請求項２の熱処理炉によれば、均熱部材が、所定形状に成型された連続繊維により構成されているので、当該均熱部材を上記プロセスチューブの外側表面に容易に被せることができる。
【００１８】
また、請求項３の熱処理炉によれば、均熱部材が袋状に形成されているので、当該均熱部材のプロセスチューブへの取付作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による熱処理炉を示す概略断面図である。
【図２】従来の熱処理炉を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１    ヒータ
２    プロセスチューブ
３    均熱部材（均熱手段）
【図１】
0003567129.tif 000002
【図２】
0003567129.tif 000003