(57)【要約】【課題】ガス排出路の下流端に堆積した材料の逆流の問題が克服または軽減される熱処理炉と、この逆流の問題を克服または軽減するように従来の熱処理炉に（場合によっては本来設置されていたライナーの交換品として）設置されうるライナーとを提供する。【解決手段】中心軸を有する略ベルジャー形の外側反応管と、複数の基板を保持したウェーハボートを収容するための開端式内側反応管とを備える熱処理炉であって、内側反応管は外側反応管内にほぼ同軸に配設され、これにより内側反応管の外壁と外側反応管の内壁との間にガス流路が画成され、内側反応管の外壁と外側反応管の内壁の少なくとも一方に、当該壁からガス流路内に半径方向に突出する流れデフレクタが設けられる熱処理炉。【選択図】図１
2012156510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸（Ｌ）を有する略ベルジャー形状の外側反応管と、
複数の基板を保持したウェーハボートを収容するための開端式内側反応管であって、前記内側反応管は前記外側反応管内にほぼ同軸に配設され、これにより前記内側反応管の外壁と前記外側反応管の内壁との間にガス流路が画成される、内側反応管と、
を備える熱処理炉において、
前記内側反応管の前記外壁と前記外側反応管の前記内壁の少なくとも一方に、当該壁から前記ガス流路内に半径方向に突出する流れデフレクタが設けられることを特徴とする熱処理炉。
【請求項２】
前記ガス流路内の前記中心軸の方向へのガス流が前記流れデフレクタによって少なくとも１回阻止されるように、前記流れデフレクタは―前記中心軸（Ｌ）の方向に見て―前記内側反応管を取り巻く、請求項１に記載の熱処理炉。
【請求項３】
前記流れデフレクタは当該壁から半径方向に、前記ガス流路の局所的幅の少なくとも７５％の距離にわたって突出する、請求項１に記載の熱処理炉。
【請求項４】
前記流れデフレクタは当該壁から半径方向に、前記ガス流路の局所的幅から２ミリメートル、好ましくは２〜８ミリメートル、の隙間を引いた値以下の距離にわたって突出する、請求項３に記載の熱処理炉。
【請求項５】
前記流れデフレクタは、前記ガス流路の軸線方向に延在して全体として前記ガス流路の全長をカバーする同じ長さの３つの部分の全てに延在する、請求項１に記載の熱処理炉。
【請求項６】
前記流れデフレクタは少なくとも１つのそらせ板を含む、請求項１乃至５の何れか１項に記載の熱処理炉。
【請求項７】
前記流れデフレクタはほぼ接線方向に延在する複数のそらせ板を備える、請求項６に記載の熱処理炉。
【請求項８】
前記ほぼ接線方向に延在するそらせ板は、少なくとも２つのそらせ板の連なりとして配置され、前記同じ連なりに含まれる前記そらせ板は同じ軸線方向位置に延在し、そらせ板の少なくとも２つの連なりはそれぞれ異なる軸線方向位置に設けられる、請求項７に記載の熱処理炉。
【請求項９】
前記流れデフレクタは、前記中心軸（Ｌ）に対して螺旋状に延在する少なくとも１つのそらせ板を備える、請求項６に記載の熱処理炉。
【請求項１０】
前記流れデフレクタは、前記中心軸（Ｌ）に対して螺旋状に延在する複数個ｎのそらせ板を備え、前記複数のそらせ板の各々の角度範囲は―前記中心軸の方向に見て―少なくとも（３６０／ｎ）度である、請求項９に記載の熱処理炉。
【請求項１１】
中心軸（Ｌ）を有する略管状壁を備えた、熱処理炉に使用される内側反応管において、前記管状壁から半径方向外側に突出する流れデフレクタが前記管状壁に設けられることを特徴とする内側反応管。
【請求項１２】
前記流れデフレクタは―前記中心軸（Ｌ）の方向に見て―前記内側反応管を取り巻く、請求項１１に記載の内側反応管。
【請求項１３】
前記流れデフレクタは、前記内側反応管の軸線方向に延在して全体として前記内側反応管の全長をカバーする同じ長さの３つの前記内側反応管の部分の全てから突出する、請求項１１に記載の内側反応管。
【請求項１４】
前記流れデフレクタは、ほぼ接線方向に延在する少なくとも１つのそらせ板を備える、請求項１１乃至１３の何れか１項に記載の内側反応管。
【請求項１５】
前記流れデフレクタは、少なくとも２つのそらせ板の連なりとして配置された、ほぼ接線方向に延在する複数のそらせ板を備え、同じ連なりの前記そらせ板は同じ軸線方向位置に延在し、そらせ板の少なくとも２つの連なりがそれぞれ異なる軸線方向位置に設けられる、請求項１４に記載の内側反応管。
【請求項１６】
前記流れデフレクタは、前記中心軸に対して螺旋状に延在する少なくとも１つのそらせ板を備える、請求項１１乃至１３の何れか１項に記載の内側反応管。
【請求項１７】
前記流れデフレクタは、前記中心軸（Ｌ）に対して螺旋状に延在する複数個ｎのそらせ板を備え、前記複数のそらせ板の各々の角度範囲は―前記中心軸の方向に見て―少なくとも（３６０／ｎ）度である、請求項１６に記載の内側反応管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的には半導体基板の処理装置に関し、特に縦型熱処理炉とその中で使用されるライナーとに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、熱処理炉または反応炉は、シリコン集積回路のいくつかの製造段階において半導体ウェーハのバッチ処理に使用されている。炉が使用されうる処理工程として、酸化、拡散、アニール、および化学気相成長（ＣＶＤ chemical vapor deposition）とパルス式原子層堆積（ＡＬＤ pulsed atomic layer deposition ）とが挙げられる。
【０００３】
従来の縦型熱処理炉は、電源から給電される熱抵抗性加熱コイルを含みうる。この加熱コイルの内側に、ベルジャー形状の外側反応管とこの外側反応管内に同軸に配設された内側反応管とを配設しうる。内側反応管は一般にライナーと称される。外側反応管の下端は開放端にしうるが、外側反応管の上端は、一般にドーム形構造によって、閉じられうる。ライナーは、その下端と上端の両方を開放端にしうる。外側反応管とライナーの両方の下端はフランジに支持されうる。フランジは、ライナーの内側によって形成された反応室に複数のウェーハを保持したウェーハボートが出入りするときに通過しうる中心炉口を画成しうる。ウェーハボートは熱絶縁性の台座に支持されうる。この台座は、フランジの中心炉口を封鎖するために機能しうるドアプレートに支持されうる。フランジには、ライナーの内側に配設されたガスインジェクタに接続されるガス供給導管と、ライナーの外壁と外側反応管の内壁との間に存在するガス流路の下端に真空ポンプを接続する際に介在しうるガス排出導管とをさらに設けうる。
【０００４】
運転時、ウェーハボートは反応室に導入され、次に反応室が排気されうる。その後、プロセスガスがガス供給導管とガスインジェクタとを経由して反応室に供給されうる。プロセスガスは内側反応管の内部に設けられたウェーハに接触しながら、内側反応管内を上方に流れうる。プロセスガスは内側反応管の上端を出て外側反応管の閉じた上端に達すると、その方向を反転し、内側および外側反応管の間のガス流路を通って下方に流れ、真空ポンプによって反応室からガス排出導管を経由して排出されうる。
【０００５】
熱処理炉に伴う一般的な問題は、細かい粒子による反応室雰囲気の汚染である。処理中のウェーハ上に到達した粒子は、製造に用いられるダイを動作不能にしうる。反応室雰囲気の汚染は、さまざまな原因を有しうる。
【０００６】
特許文献１は、石英製ベルジャー形外側反応管のドームは加熱されたときに著しい数の微粒子を発生させるという考えを表明している。運転時、これらの粒子が内側反応管の上部開放端に入り、そこからウェーハボートとこれに支持されているウェーハの上に落ちる可能性がある。これを防止するために、特許文献１は、内側反応管の上端に配設されるカバーの使用を教示している。このカバーは、ドームから内側反応管の内部に落ちる粒子の大半を阻止する一方で、プロセスガスの十分な上昇流の通過を可能にするために、複数の渦巻状通路など複数の開口を含みうる。
【０００７】
特許文献２は、汚染源候補として熱処理炉の炉口部、より具体的には炉口部のＯリングの脱ガス、シールからの漏れ、およびウェーハボート回転機構を特定している。炉口部は反応室内においてプロセスガス流の上流に位置するため、反応室に導入されるプロセスガスは、炉口部の上記汚染源によって生成された汚染物質のキャリアとして働きうる。したがって、これらの汚染物質は反応室内に存在する何れのウェーハにも堆積および／または付着しうる。これにより膜の成長が妨げられ、プロセス反応が抑止され、膜質低下の原因が形成されうることは言うまでもない。反応室の汚染を防止するために、特許文献２は、炉内の炉口部側の反応室と炉口部空間との間に配設される逆拡散防止体の使用を教示している。また、２つの個別に動作可能なガス排気系、すなわち、プロセスガスを反応室から排出するためのプロセスガス排気系と、パージガスを炉口部空間から排出するためのパージガス排気系と、が設けられる。これにより、汚染源となる炉口部が逆拡散防止体により反応室から切り離される一方で、反応室と炉口部空間の両方にそれぞれ専用のガス流管理機構が設けられる。これらの特徴をこのように組み合わせたことにより、炉口部空間から反応室への、さらにはウェーハへの、汚染物質の拡散の防止が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第７，７３６，４３７号
【特許文献２】米国特許第６，５０３，０７９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
出願者の熱処理炉の性能をさらに向上させるための出願者による研究により、反応室雰囲気の汚染原因として未だ認識されていない別の汚染原因が存在することが明らかになった。
【００１０】
この汚染源は、フランジとガス排出導管とを含む相対的に冷たい炉下部を経由してプロセスガスが排出されるときに、プロセスガスが堆積物を形成する傾向があるという事実に部分的にあると思われる。例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）膜の低圧化学気相成長において前駆体として用いられうるＴＥＯＳ（オルトケイ酸テトラエチルＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）が反応副生成物と共に反応室から排出されるときに、固体および／または粘液状の副生成物の形成が観察される。これらの副生成物は、炉の下流部における低温での複合化学（表面）反応の結果であり、フランジ上とガス排出導管内とに堆積する。炉の下流部での堆積物の蓄積が報告されている別のプロセスは、シリコン窒化物の低圧化学気相成長である。
【００１１】
ガス排出路の下流端近く、すなわちフランジ上およびガス排出導管内、での副生成物の堆積自体は反応室の汚染を引き起こさない。ただし、ガス排出路の下流端に堆積した材料が巻き上げられ、再循環ガス流によってガス流路経由で反応室に輸送されうると思われる。熱処理炉の通常運転中は、複数のプロセスが一般に低圧で実施され、かつ真空ポンプによって圧力勾配がガス排出路に沿って与えられて維持されるため、このような再循環ガス流は発生しにくい。ただし、これらの要素が堆積物の逆流を防止しない状況が存在する。例えば、処理済みのウェーハを保持した１つのウェーハボートが反応室から排出された後に新しい一回分のウェーハを保持した別のウェーハボートが反応室に装填されるときに、反応室が大気圧になることもあり、真空ポンプのスイッチが一時的に切られることもある。新しい、相対的に冷たいウェーハボートとこれに保持された同様に冷たい未処理のウェーハとが相対的に暖かい反応室に導入されると、著しい温度勾配が反応室の内部に、特に外側反応管、ライナー、およびウェーハボートの間に、引き起こされうる。これらの温度勾配は圧力勾配を誘発しうるので、結果としてライナーの表面に対流が引き起こされうる。これらの対流は粒子を排出路の下流端からガス流路経由で反応室に輸送しうる。このようにして、粒子はウェーハ、特にウェーハボートの上端近くのウェーハ、に到達しうる。
【００１２】
本発明の１つの目的は、ガス排出路の下流端に堆積した材料の上記逆流の問題が克服または軽減される熱処理炉を提供することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、ガス排出路の下流端に堆積した材料の逆流の問題を克服または軽減するように、従来の熱処理炉に（場合によっては本来設置されていたライナーの交換品として）設置されうるライナーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の１つの側面は熱処理炉に関する。この熱処理炉は、中心軸を有する略ベルジャー形状の外側反応管を含みうる。この熱処理炉は、複数の基板を保持したウェーハボートを収容するための開端式の内側反応管をさらに含みうる。内側反応管は、外側反応管の内部にほぼ同軸に配設され、内側反応管の外壁と外側反応管の内壁との間にガス流路を画成する。内側反応管の外壁および外側反応管の内壁の少なくとも一方に、当該壁から半径方向にガス流路内に突出する流れデフレクタが設けられうる。
【００１５】
本発明の別の側面は、二重管式の熱処理炉に設置して使用される内側反応管に関する。この内側反応管は、中心軸を有する略管状の壁を備えうる。この管状壁に、そこから半径方向外側に突出する流れデフレクタを設けうる。
【００１６】
本発明による熱処理炉においては、外側反応管の内壁および／またはライナーの外壁に流れデフレクタを設けうる。この流れデフレクタは、適した形態（例えば１つ以上の突起、隆起、（カンチレバー状の）そらせ板など）であれば何れの形態でもよく、当該壁からガス流路内に、炉の中心軸からほぼ半径方向に、突出しうる。この流れデフレクタの第一の目的は、汚染粒子を担持してガス流路を上方に反応室に向かう、やや乱流的または不規則な、ガス流を阻止する、例えば偏向させる、または弱める、ことである。
【００１７】
１つの実施形態においては、ガス流路内を中心軸の上向き方向に流れるガス流が、中心軸に対するガス流の角度位置に拘らず、上記流れデフレクタによって少なくとも１回阻止されるように、流れデフレクタは―中心軸の方向に見て―内側反応管を取り巻きうる。
【００１８】
別の実施形態において、流れデフレクタは、ガス流の十分な阻止を保証するように、当該壁から半径方向に、ガス流路の局所的幅の少なくとも７５％の距離だけ、突出しうる。流れデフレクタが内側反応管を取り巻く一実施形態において、流れデフレクタは、好ましくは、ガス流路の局所的幅の７５％の上記距離だけ、少なくとも１周にわたって当該壁から突出しうる。
【００１９】
さらに別の実施形態において、ガス流路の軸線方向に延在して全体としてその全長をカバーする等しい長さの３つの部分の全てに流れデフレクタが延在する（すなわち存在）するように、流れデフレクタは内側反応管の軸線方向の長さに沿って延在するか、または内側反応管の軸線方向の長さ全体にわたって分散しうる。ガス流路の軸線方向の長さ全体にわたってこのような流れデフレクタを分散または拡張すると、流れデフレクタが存在しない場合に上方に向かう強いガス流が発達しうる軸線方向のガス流路部分の大きさを最小化するために役立つ。
【００２０】
本発明の上記および他の特徴および利点は、本発明を限定ではなく例示することを目的とした添付図面と組み合わせた、本発明の特定の実施形態についての以下の詳細な説明からさらに深く理解されるであろう。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による熱処理炉およびそのライナーによれば、ガス排出路の下流端に堆積した材料の逆流の問題が克服または軽減される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による熱処理炉の一例示的実施形態の概略側断面図である。
【図２Ａ】さまざまな軸線方向位置に配設された、ほぼ接線方向に延在する複数のそらせ板を含む流れデフレクタが設けられたライナーの一例示的実施形態の略斜視図である。
【図２Ｂ】さまざまな軸線方向位置に配設された、ほぼ接線方向に延在する複数のそらせ板を含む流れデフレクタが設けられたライナーの別の例示的実施形態の略斜視図である。
【図３Ａ】４つのそらせ板を含む流れデフレクタが設けられ、各そらせ板がライナーの中心軸の周囲に外壁に沿って螺旋状に延在するライナーの一例示的実施形態の略斜視図である。
【図３Ｂ】２つのそらせ板を含む流れデフレクタが設けられ、各そらせ板がライナーの中心軸の周囲に外壁に沿って螺旋状に延在するライナーの一例示的実施形態の略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明による例示的縦型熱処理炉または反応炉１を側断面図で模式的に示す。炉１は、二重管式であり、略ベルジャー形状の外側反応管３０と開端式内側反応管４０とを含む。内側反応管４０は、ライナーとも称されうる。外側反応管３０は、電源（図示せず）によって給電される熱抵抗性加熱コイル２２などの加熱手段によって囲まれうる。加熱手段は、外側反応管３０を囲む熱絶縁性スリーブ（図示せず）にさらに固定されうる。両反応管３０、４０は、略管状、例えば円形または多角形の、断面形状を有しうる。内側の管４０の外径は、外側反応管３０の内径より小さくしうる。したがって、内側反応管４０は、外側反応管３０の内部に少なくとも部分的に配設可能であり、共通の中心軸Ｌの周囲に外側反応管３０とほぼ同軸に延在しうる。外側反応管３０の内壁３２と内側反応管４０の外壁４１との間にガス流路２０が画成されうる。反応管３０、４０が同様の断面形状を有する場合、ガス流路２０はその軸線方向の長さに沿って均一な幅を有し得る。このガス流路の（平均）幅は、一般に数センチメートル台、例えば１〜５センチメートルの範囲内、にしうる。両管３０、４０は、石英、炭化ケイ素、シリコン、または別の適した耐熱材料で作製されうる。
【００２４】
図１に示す構成において、内側反応管４０は、ウェーハボート２６を受け入れ可能な反応室２の境界を定めうる。外側および内側の両反応管３０、４０は、それぞれの下端において、フランジ８に支持されうる。フランジ８はステンレス鋼で作製されうる。ウェーハボート２６は、フランジ８に設けられた中心炉口１０を通って反応室２に進入および／または退出しうる。複数の、例えば５０と１５０の間の、半導体ウェーハ２７を保持するために同数のスロットを含みうるウェーハボート２６は、（スリーブレス）台座２８に搭載されうる。台座２８自体はシールキャップまたはドアプレート１２に搭載されうる。台座２８は、ドアプレート１２とフランジ８の両方に対して熱シールドとして機能し、炉１の下部からの熱損失を減らしうる。一部の実施形態において、ウェーハボート２６と台座２８とはモータ手段（図示せず）により回転可能にしうる。
【００２５】
反応室２を確実に気密に密閉するために、いくつかの弾性Ｏリング１４を炉１の下部に、特に外側反応管３０とフランジ８の間、およびフランジ８とドアプレート１２の間に、使用しうる。弾性Ｏリングおよび他の密封機構は頻繁または連続的に高温にさらされることによりその信頼性が低下しうるので、炉１の下部は好ましくは反応室２の中心部および上部の温度より低温に維持されうる。
【００２６】
炉１は、ガスインジェクタ４をさらに含みうる。ガスインジェクタ４は反応室２の内部に配設され、ウェーハボート２６の高さまたは軸線方向の長さ全体にわたって設けられた複数のガス噴出孔６を備えうる。ガス噴出孔６から反応室２内へのプロセスガス、例えば前駆体ガスおよび／またはパージガス、の導入を可能にするように、場合によってはガス供給導管１８をフランジ８を介してガスインジェクタ４に接続しうる。
【００２７】
反応室２からガスを放出または排出するために、ガス排出導管１６をガス流路２０の下端または下流端に、場合によっては（図１に模式的に示されているように）フランジ８を介して、連通させうる。真空ポンプ２４の吸い込み側にガス排出導管１６の下流端を接続しうる。
【００２８】
通常運転中、ガスインジェクタ４の孔６から反応室２に導入されたガスは、反応室の内部をほぼ上方に流れる。ガスは内側の管４０の上端開口部で向きを変え、次に外側および内側の管３０、４０の間のガス流路２０を通って下方に流れて真空ポンプ２４に接続されたガス排出導管１６に向かう。図１では、このガス排出路は参照符号２１で示されている。排出中、反応性ガスは、相対的に冷たい炉１の下部、すなわちフランジ８とガス排出導管１６（図１の実施形態ではフランジ８の一部）とを含む部分、を通過するときに堆積物を形成しうる。
【００２９】
ガス排出路２１の下流端近くでの副生成物の堆積はそれ自体では反応室２の汚染を引き起こさない。ただし、特定の条件下において、ガス排出路２１の下流端に堆積した材料が巻き上げられ、再循環ガス流によってガス流路２０を経由して反応室２に輸送されうる。例えば、処理済みのウェーハ２７を保持した１つのウェーハボート２６が反応室２から排出された後に新しい一回分のウェーハ２７を保持した別のウェーハボートが反応室２に装填されるときに、反応室２が大気圧になることもあり、真空ポンプ２４のスイッチが一時的に切られることもある。新しい、相対的に冷たいウェーハボート２６とこれに保持された同様に冷たい未処理のウェーハ２７とが相対的に暖かい反応室２に導入されると、著しい温度勾配が反応室の内部に、特に外側反応管４０、内側反応管３０、およびウェーハボート２６の間に、引き起こされうる。これらの温度勾配は圧力勾配および／またはガス密度勾配を誘発しうるので、結果として内側反応管３０の表面に対流が引き起こされうる。これらの対流は粒子を排出路２１の下流端からガス流路２０を経由して反応室２に輸送しうる。このようにして、粒子はウェーハ２７、特に新しく導入されたウェーハボート２６の上端近くに配設されたウェーハ２７、に到達しうる。
【００３０】
このような堆積物の逆流を防ぐために、内側反応管４０の外壁４１および／または外側反応管３０の内壁３２に流れデフレクタ５０を設けうる。流れデフレクタ５０は、当該壁からガス流路２０内に、反応管３０、４０の中心軸Ｌに対してほぼ半径方向に、突出しうる。
【００３１】
図１の加熱炉１には、ガス流路２０内に半径方向に突出する単一の環状そらせ板５２の形態の流れデフレクタ５０が外側反応管３０と内側反応管４０の両方に設けられている。これらの流れデフレクタ５０は、ガス流路２０の軸線方向の長さのほぼ中間地点に、ガスが通過しうる狭いＺ字形状のギャップをデフレクタ自体と壁３２、４１との間に画成するようにデフレクタ同士を十分に近接させて設けられている。中心軸に対するガス流の角度位置に拘らず、ガス流路２０内の中心軸Ｌの方向へのガス流を必然的に阻止するように、これらの流れデフレクタ５０のそらせ板５２は内側反応管４０を取り巻くか、または取り囲む。
【００３２】
図１の実施形態における環状そらせ板５２が内側反応管４０を取り巻くことは明らかであろう。ただし、より精巧な流れデフレクタの実施形態を視野に入れると、以下に注目される。流れデフレクタが内側反応管４０を（少なくとも１回）取り巻くか否かは、二重管構造３０、４０を中心軸Ｌの方向に見ることによって最適に判断されうる。このように軸線方向に見ると、内側の管４０を取り巻く流れデフレクタが通常見え、軸線Ｌの周囲３６０°の角度にわたって延在することが分かる。したがって、内側の管４０を取り巻くために、図１のそらせ板５２のように、流れデフレクタを単一の軸線方向位置において管４０の周囲に延在させる必要はない。流れデフレクタを単一の部品で構成する必要もない。図２および図３を参照して説明するように、上で定義された意味で内側の管４０を全体として取り巻く、それぞれ異なる軸線方向位置に設けられうる複数の部品、例えば複数のそらせ板、で流れデフレクタを構成しうる。
【００３３】
逆流の効率的阻止を保証するために、好ましくは流れデフレクタ５０をガス流路２０内に十分深くまで突出させてもよい。厳密には「十分に深く」とは、特にガス流路２０の（局所的）幅、すなわち外側反応管３０の内壁３２と内側反応管４０の外壁４１との間の（局所的）距離、に応じて異なりうる。一般的に、流れデフレクタ５０は、好ましくは、流れデフレクタ５０が設けられる壁から半径方向に、ガス流路２０の局所的幅の少なくとも７５％の半径方向距離にわたって突出しうる。例えば、外側および内側反応管３０、４０が中心軸Ｌに沿って２５ミリメートルの均一幅を有するシリンダジャケット形状のガス流路２０を画成する場合、流れデフレクタ５０は、好ましくは少なくとも１９ミリメートル（すなわち０．７５×２５ｍｍ）の半径方向距離だけガス流路２０内に延在しうる。内側反応管４０が僅かに、例えば５ｍｍ、軸外に配設されてガス流路２０の幅が接線方向に２０ｍｍと３０ｍｍの間で変化する場合、流れデフレクタ５０がガス流路２０内に突出する距離は相応に、例えば１５ｍｍと２３ｍｍの間で、変動しうる。
【００３４】
外側および内側反応管３０、４０は、通常は個別に製造され、後段階で組み立てられて炉１の二重管構造が形成される。内側反応管４０を外側反応管３０内に慎重に移動させるこのような組み立てを可能にするには、少なくとも数ミリメートルの隙間がこの２つの構成要素間にあることが望ましい。この隙間は、好ましくは少なくとも２ミリメートル、より好ましくは２〜８ミリメートルの範囲内、にしうる。したがって、流れデフレクタは、好ましくは、ガス流路２０の局所的幅から少なくとも２ミリメートル、または所望される隙間に応じて好ましくは２〜８ミリメートル、を引いた値以下の半径方向距離にわたって、流れデフレクタが設けられる壁から半径方向に突出しうる。
【００３５】
上記のように、流れデフレクタは複数のそらせ板を備えうる。これらのそらせ板は外側および／または内側反応管３０、４０の壁３２、４１に設けられうる。次に図２および図３を参照して、このような流れデフレクタ５０のいくつかの実施形態を説明する。なお、図２および図３に示されている実施形態においては、流れデフレクタ５０のそらせ板５２はライナー４０の外壁４１に設けられており、ライナーは単独で示されていることに予め留意されたい。ただし、当業者は同様のそらせ板パターンを、代わりに、またはさらに、外側反応管３０の内壁３２にも設けうることを理解されるであろう。
【００３６】
図２は、ライナー４０の２つの実施形態を模式的に示す。各実施形態は、それぞれ異なる軸線方向位置においてライナーの外壁４１から半径方向に突出し、かつライナーの外壁４１に沿ってほぼ接線方向に延在する複数の同じそらせ板５２を備えた流れデフレクタ５０を特徴とする。この２つの実施形態はいくつかの特性を共有する。
【００３７】
両実施形態において、各そらせ板５２は中心軸Ｌに対して約３５度の角度αにわたって接線方向にライナー４０の外壁４１に沿って延在する。ただし、他の実施形態においては、少なくとも一部のそらせ板５２の角度範囲αは、３５度より小さくても大きくてもよく、例えば１０〜９０度の範囲内にしうると考えらる。さらに、両実施形態のそらせ板５２は、ほぼ接線方向に延在する、すなわち、軸線方向Ｌには全く、または少なくとも大きくは、延在しない。ただし、他の実施形態においては、１つ以上のそらせ板５２を接線方向成分と軸線方向成分の両方を有する方向に外壁４１に沿って延在させうる（図３の実施形態を参照のこと）。
【００３８】
図２のどちらの実施形態においても、そらせ板５２は、等距離に相隔てられた、ライナー４０の軸線方向の長さまたは高さにわたって散在する離散数（６）の軸線方向位置に配設されている。この結果、ライナー４０が図１と同様の加熱炉１に組み込まれると、流れデフレクタ５０は、少なくとも、ガス流路２０の軸線方向に延在して全体としてガス流路２０の全長をカバーする３つの等しい長さの部分（例えば図示の向きにおいては、ガス流路２０の下部、中間部、および上部）の全てに延在するように、ガス流路２０の全長にわたってほぼ均一に分散される。
【００３９】
図２の各実施形態における各軸線方向位置は、接線方向に等距離に相隔てられた同数のそらせ板５２、すなわち図２Ａの実施形態では６つ、図２Ｂの実施形態では３つ、から成る連なりを特徴とする。したがって、それぞれ異なる軸線方向位置におけるそらせ板５２の構成は同じであるが、特定の軸線方向位置に存在するそらせ板の連なりは隣接する軸線方向位置に存在するそらせ板の連なりに対して回転方向に位置がずれている。それぞれ異なる軸線方向位置に存在するそらせ板５２の連なりは、互いに回転方向に位置がずれており、軸線方向Ｌに見ると、流れデフレクタ５０が―すなわち全てのそらせ板５２を一体として考えると―ライナー４０を完全に取り巻くように、（軸線方向Ｌに見て）互いに部分的に重なり合いうる。実際に、そらせ板５２はライナー４０を複数回取り巻くと見なされうる。図２Ａの実施形態においては、（軸線方向に）隣接するそらせ板５２の連なりは各２つの連なりが全体としてライナー４０を取り巻き、図２Ｂの実施形態においては、隣接する４つの軸線方向位置から成る各セットのそらせ板５２は全体として完全に一周している。
【００４０】
ライナー４０を複数回を取り巻くように流れデフレクタ５０が構成されている事実により、ライナー４０の外壁４１に沿って軸線方向Ｌに移動するガス流は、流れデフレクタ５０のさまざまなそらせ板５２によって複数回阻止されうる。さらに、流れデフレクタ５０はライナー４０の軸線方向の長さ全体にわたってほぼ均一に分散されているため、そらせ板５２がなく、そのために相対的に強い逆流を発達させやすい軸線方向に延在する外壁４１部分が特にない。代わりに、流れデフレクタ５０は、軸線方向に向かって発達して堆積物を輸送しうる流れを散乱させる複数の流れ遮断／偏向そらせ板５２で構成された迷路のようなもとして見なされうる。
【００４１】
図３は、本発明によるライナー４０の別の２つの例示的実施形態を模式的に示す。図示されている両ライナー４０は、中心軸Ｌを中心としてライナーの外壁４１に沿って螺旋状に延在するいくつかのそらせ板５２を含む流れデフレクタ５０を特徴とする。各そらせ板５２がライナー４０の軸線方向の長さのほぼ全体に沿って延在するため、ライナー４０が図１に示されているように加熱炉に組み込まれると、流れデフレクタ５０は、ガス流路２０の軸線方向に延在して全体としてガス流路２０の全長をカバーする３つの等しい長さの部分の全てに確実に延在する。
【００４２】
図３Ａの実施形態のライナー４０は４つのそらせ板５２を含み、図３Ｂの実施形態のライナーは２つのそらせ板のみを含む。両実施形態のそらせ板５２は、中心軸Ｌの方向に見て、流れデフレクタ５０がライナー４０を取り巻くように配置される。さらに、そらせ板５２の数は、両実施形態において、中心軸の方向に見て、中心軸Ｌに対する単一のそらせ板５２の角度範囲αに関係する。例えば、図３Ａの４つのそらせ板を有する実施形態においては、各そらせ板５２の角度範囲αは（３６０／４＝）９０度であり、図３Ｂの２つのそらせ板を有する実施形態においては、各そらせ板の角度範囲αは（３６０／２＝）１８０度である。一般的に、螺旋状に延在するそらせ板５２を複数個ｎ含む流れデフレクタ５０では、中心軸Ｌに対する各そらせ板の角度範囲は少なくとも３６０／ｎ度であるので、逆流防止のために極めて有効に見える。特に、設ける必要があるそらせ板の数ｎが相対的に少ない、例えば４つ以下、であるため、そらせ板５２は経済的にも製造されうる。
【００４３】
逆流防止の観点から、相対的に多数のそらせ板５２を有する流れデフレクタ５０を構成および使用したくなりうる。ただし、多数のそらせ板５２は、排出路２１に沿った流れ抵抗の増加を意味しうるため、熱処理炉１の真空ポンプ２４に対する要求が増大しうる。図３に示すように控えめな数の螺旋状に延在するそらせ板５２（すなわち最大４つのそらせ板）の存在により引き起こされる流れ抵抗の増加は相対的に小さく、大半の用途にとって実質的に問題にならないことが数値シミュレーションにより示された。
【００４４】
本発明の例示的実施形態について一部添付図面を参照して上で説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことを理解されたい。当業者は図面、開示内容、および添付の特許請求の範囲を検討することによって、開示された実施形態の変形例を理解し、本願発明の実施の際に実現可能である。本明細書の全体にわたって「１つの実施形態」または「一実施形態」への言及は、その実施形態に関連して説明された特定の特徴、構造、または特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体にわたってさまざまな箇所での「１つの実施形態において」または「一実施形態において」という句の出現は、必ずしも全てが同じ実施形態に言及しているとは限らない。さらに、１つ以上の実施形態の特定の特徴、構造、または特性は、新しい、明示されていない実施形態を形成するために何れか適した方法で組み合わせうる。
【符号の説明】
【００４５】
１  熱処理炉／反応炉
２  反応室
４  ガスインジェクタ
６  ガス噴出孔
８  フランジ
１０  中心炉口
１２  ドアプレート
１４  Ｏリング
１６  ガス排出導管
１８  ガス供給導管
２０  ガス流路
２１  ガス排出路
２２  加熱コイル
２４  真空ポンプ
２６  ウェーハボート
２７  基板／ウェーハ
２８  台座
３０  外側反応管
３２  外側反応管の内壁
４０  内側反応管／ライナー
４１  内側反応管の外壁
５０  流れデフレクタ
５２  流れデフレクタのそらせ板
Ｌ  内側および外側の両反応管の中心軸
ｎ  流れデフレクタのそらせ板の数
α  流れデフレクタのそらせ板の角度範囲
【図１】
2012156510.tif 000003
【図２Ａ】
2012156510.tif 000004
【図２Ｂ】
2012156510.tif 000005
【図３Ａ】
2012156510.tif 000006
【図３Ｂ】
2012156510.tif 000007
【外国語明細書】
2012156510.tif 000008
2012156510.tif 000009
2012156510.tif 000010
2012156510.tif 000011
2012156510.tif 000012
2012156510.tif 000013
2012156510.tif 000014
2012156510.tif 000015
2012156510.tif 000016
2012156510.tif 000017
2012156510.tif 000018
2012156510.tif 000019
2012156510.tif 000020
2012156510.tif 000021
2012156510.tif 000022
2012156510.tif 000023
2012156510.tif 000024
2012156510.tif 000025
2012156510.tif 000026
2012156510.tif 000027
2012156510.tif 000028
2012156510.tif 000029
2012156510.tif 000030
2012156510.tif 000031