(57)【要約】【課題】半導体基板をＡｒ、水素、またはこれらの混合ガス雰囲気中で熱処理を行っても、石英製プロセスチューブにクラックが入ることがなく、アニールウエーハを生産性を落とすことなく製造することができる熱処理炉を提供する。【解決手段】少なくとも、半導体基板をＡｒ、水素、またはこれらの混合ガス雰囲気中で熱処理を行うための石英製プロセスチューブを有する熱処理炉であって、前記石英製プロセスチューブは、プロセスチューブ本体、ガス導入管、ガス排気管を有し、前記熱処理炉は、前記本体の内側からガス排気管に挿嵌される取り外し可能なカバー部材をさらに具備し、該カバー部材は、外径がガス排気管の内径より小さく、ガス排気管内に挿入される筒部と、該筒部の一端に延びる外径がガス排気管の内径より大きいフランジ部を有する熱処理炉。【選択図】図１
2009059844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、半導体基板をＡｒ、水素、またはこれらの混合ガス雰囲気中で熱処理を行うための石英製プロセスチューブを有する熱処理炉であって、
前記石英製プロセスチューブは、前記熱処理する半導体基板が挿入されるプロセスチューブ本体と、該プロセスチューブ本体内に前記Ａｒ、水素、またはこれらの混合ガスを導入するためのガス導入管と、導入されたガスを前記プロセスチューブ本体内から排気するためのガス排気管を有し、
前記熱処理炉は、前記プロセスチューブ本体の内側から前記ガス排気管に挿嵌される取り外し可能なカバー部材をさらに具備し、
該カバー部材は、外径が前記ガス排気管の内径より小さく、前記ガス排気管内に挿入される筒部と、該筒部の一端に延びる外径が前記ガス排気管の内径より大きいフランジ部とを有するものであることを特徴とする熱処理炉。
【請求項２】
前記カバー部材は、前記石英製プロセスチューブの石英よりも粘性率の低い石英からなるものであることを特徴とする請求項１に記載の熱処理炉。
【請求項３】
前記カバー部材は、酸水素火炎溶融品または合成石英品であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱処理炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ａｒ、水素、またはこれらの混合ガス雰囲気中で半導体基板（以下、ウエーハということがある。）の熱処理を行なうための石英製プロセスチューブを有する熱処理炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ａｒ、水素あるいはこれらの混合ガス雰囲気での熱処理（アニール）は、半導体基板、例えばシリコンウエーハの表面近傍の結晶欠陥を消滅させる工程に用いられている。
この種の熱処理工程が行われる熱処理炉としては、例えば図５に概略を示したような縦型熱処理炉１０１が知られている。
【０００３】
図５に示したものは一般的な縦型熱処理炉の一例である。この熱処理炉１０１は、同心状に配置されたヒータ１０２と、その内側に配置されたＳｉＣ均熱管１０３及び石英製プロセスチューブ１０４と、熱処理する半導体基板Ｗを複数枚載置するボート１０５と、そのボート１０５を着脱自在に装着する保温筒１０６と、その下部にあって熱処理時に石英製プロセスチューブ１０４の下端の炉口部１０７を塞ぐ蓋体１０８と、該ボート１０５、保温筒１０６及び蓋体１０８を石英製プロセスチューブ１０４の内部に向かって上下させる不図示の昇降手段とからなっている。なお、１０９は均熱帯を示している。
【０００４】
ここで、上記の石英製プロセスチューブ１０４は、ボート１０５に保持された熱処理する半導体基板Ｗが挿入されるプロセスチューブ本体１１０と、該プロセスチューブ本体１１０の上部に接続するガス導入管１１１と、プロセスチューブ本体１１０の下部に接続するガス排気管１１２とを有している。
【０００５】
このような熱処理炉１０１を用いて熱処理を行うにあたっては、熱処理する半導体基板Ｗをボート１０５に載置し、昇降手段によってボート１０５をプロセスチューブ本体１１０内に挿入し、ヒータ１０２により半導体基板Ｗの熱処理を行う。また、この熱処理時には、ガス導入管１１１からプロセスチューブ本体１１０内へ、Ａｒ、水素、またはこれらの混合ガスを導入し、一方、このプロセスチューブ本体１１０内へ導入されたガスを、ガス排気管１１２を通して系外へと排気する。
【０００６】
さて、上記のようにして石英製プロセスチューブを有する熱処理炉を使用し、Ａｒや水素ガスを用いて半導体基板のアニールを行なうと、高温で熱処理するため石英製プロセスチューブの表面が微量にエッチングされる。また、プロセスガスは炉内に入ると温められるが、プロセスチューブ本体の炉口付近は均熱領域から外れるため、炉口付近に到達したガスは冷却される。その際、冷却されたプロセスガスと同時にエッチングされたＳｉｘＯｙも冷却される。
【０００７】
そして、冷却されると、例えばプロセスチューブ本体内の下部の内壁面やガス排気管にＳｉｘＯｙが付着する。そのＳｉｘＯｙは処理回数が増加するとそれにつれて堆積され厚い膜として成長する。堆積したＳｉｘＯｙ膜は、ボートの出し入れ及びプロセス中の昇温降温時には大きなストレスが発生して膜のはがれが起こる。このような現象は、アニール後のウエーハへのパーティクル付着（パーティクル汚染）の増大につながる。特に、プロセスチューブ本体内の下部の内壁面やガス排気管はガスの流れによりＳｉｘＯｙが付着し易い。ＳｉｘＯｙ膜の堆積を回避するためには、頻繁に石英製プロセスチューブの洗浄を行う必要があり、洗浄後に熱処理炉を再度立ち上げなければならず、アニールウエーハの生産性も低下してしまう。
【０００８】
このような問題に対していくつかの技術が提案されている。例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３には、プロセスチューブ本体内の下部の内壁面や保温筒の周囲を円筒状の着脱自在なカバー部材で覆う熱処理炉が開示されている。これらの技術によれば、カバー部材にＳｉｘＯｙ膜が過度に堆積した場合にプロセスチューブ本体からカバー部材のみ取り外して洗浄すればよいとされている。このカバー部材の存在によってプロセスチューブ本体の内壁面等に堆積するＳｉｘＯｙ膜は大きく低減され、洗浄のための石英製プロセスチューブの着脱作業の頻度を低減させることが可能になり、アニールウエーハの生産効率を向上させることができる。
【０００９】
一方、ガス排気管に対しては、詰まり防止を目的とした技術が提案されている。特許文献４では、ガス排気管内に流出口を有する被覆管をバッファを介して挿入し、バッファには付着防止ガスが導入されるように構成されている。この技術によれば、堆積しやすい副生成物等がガス排気管や被覆管の内側面に付着して堆積するのを防止できる。
また、特許文献５は、排気管系の一部に流出口を有する被覆管をバッファを介して挿入し、被覆管に積極的に副生成物を堆積させ、メンテナンス時に被覆管のみクリーニングするものである。
これらの技術によれば、ガス排気管の内側面にＳｉｘＯｙ膜が堆積することを防止できる。
【００１０】
しかし、上記のような特許文献１−５の熱処理炉により、ＳｉｘＯｙ膜の堆積を回避するための石英製プロセスチューブの頻繁な洗浄、それによるアニールウエーハの生産性の低下に対しての改善は見られたものの、石英製プロセスチューブ自体の寿命が短い場合があり、問題であった。そして、石英製プロセスチューブの交換頻度の点からアニールウエーハの生産性及びコストに問題が生じていた。
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−３５１８７３号公報
【特許文献２】特開２００３−１００７６３号公報
【特許文献３】特開２００５−２１６９１２号公報
【特許文献４】特開２００４−１０４０３４号
【特許文献５】特開２００５−１５８９９４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、本発明者らが、熱処理炉の石英製プロセスチューブについて鋭意研究を行ったところ、その寿命が短くなる原因は、クラックの発生にあることを見出した。
ガス排気管の内側面、およびガス排気管が接続する箇所の周辺のプロセスチューブ本体の内壁面（以下、これらをガス排気領域ということがある）では、上述したように、ガスの流れによりＳｉｘＯｙが付着しやすい上、プロセスチューブ本体にガス排気管を溶接している箇所であるから、ＳｉｘＯｙが堆積する領域の中では最も強度的に弱い。そして、堆積したＳｉｘＯｙ膜によるストレスのためにクラックが生じることを本発明者らは発見した。クラックが生じると、アニールウエーハにおいて、金属汚染が増えたり、ウエーハ表面の面荒れであるヘイズが悪化するため、クラックが発生した石英製プロセスチューブは交換する必要があり、当然生産性も低下する。
上記特許文献１−５の熱処理炉では、ガス排気領域において、カバー部材で覆われていない箇所（特許文献１−３ではガス排気管の内側面、特許文献４−５ではガス排気管付近のプロセスチューブ本体の内壁面）にクラックが発生し、石英製プロセスチューブの寿命が短くなることを本発明者らは見出した。
【００１３】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたもので、半導体基板をＡｒ、水素、またはこれらの混合ガス雰囲気中で熱処理を行っても、石英製プロセスチューブにクラックが入ることがなく、アニールウエーハを生産性を落とすことなく製造することができる熱処理炉を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも、半導体基板をＡｒ、水素、またはこれらの混合ガス雰囲気中で熱処理を行うための石英製プロセスチューブを有する熱処理炉であって、
前記石英製プロセスチューブは、前記熱処理する半導体基板が挿入されるプロセスチューブ本体と、該プロセスチューブ本体内に前記Ａｒ、水素、またはこれらの混合ガスを導入するためのガス導入管と、導入されたガスを前記プロセスチューブ本体内から排気するためのガス排気管を有し、
前記熱処理炉は、前記プロセスチューブ本体の内側から前記ガス排気管に挿嵌される取り外し可能なカバー部材をさらに具備し、
該カバー部材は、外径が前記ガス排気管の内径より小さく、前記ガス排気管内に挿入される筒部と、該筒部の一端に延びる外径が前記ガス排気管の内径より大きいフランジ部とを有するものであることを特徴とする熱処理炉を提供する（請求項１）。
【００１５】
このような本発明の熱処理炉であれば、外径がガス排気管の内径より小さく、ガス排気管内に挿入される筒部と、筒部の一端に延びる外径がガス排気管の内径より大きいフランジ部とを有するカバー部材が、プロセスチューブ本体の内側からガス排気管に挿嵌されたものなので、ガスの流れによりＳｉｘＯｙが特に付着しやすく、また強度的にも低い、ガス排気管の内側面、およびガス排気管が接続する箇所の周辺のプロセスチューブ本体の内壁面（ガス排気領域）がカバー部材によって覆われる。これにより、ＳｉｘＯｙはカバー部材に付着し、ガス排気領域にＳｉｘＯｙが直接付着するのを防止できるものとなる。
しかも、上記カバー部材は取り外し可能であるため、ＳｉｘＯｙが付着したカバー部材だけを洗浄したり交換したりすることが可能である。
【００１６】
したがって、石英製プロセスチューブのガス排気領域において、直接堆積したＳｉｘＯｙ膜によるストレスを起因としてクラックが発生するのを防止することができるし、カバー部材は交換できるので、一定期間使用したら別のカバー部材に交換すれば、やはり石英製プロセスチューブにクラックが発生するのを防止でき、石英製プロセスチューブの寿命を従来よりも延ばすことができる。これにより、石英製プロセスチューブの寿命の問題からくる交換の頻度を著しく抑制し、交換等の時間のかかる工程を省略することができ、アニールウエーハの生産性を落とすことなく製造することができる。
また、クラックの発生を防止できることから、アニールウエーハにおいて、金属汚染の増加やヘイズの悪化を極めて抑制でき、高品質のアニールウエーハを得られる。
【００１７】
また、取り外し可能なカバー部材であるため、カバー部材のみを洗浄できるし、一定期間ごとに交換すれば、石英製プロセスチューブ自体の洗浄や熱処理炉の再度立ち上げを省略することができるので、この点からもアニールウエーハの生産性の低下を抑制することができるとともに、過度にＳｉｘＯｙが堆積し、ＳｉｘＯｙ膜のはがれを起因とするパーティクル汚染を容易に防ぐことができるものとなる。しかも、カバー部材は小型で単純形状であるため安価であり、コスト的メリットも大きい。
【００１８】
このとき、前記カバー部材は、前記石英製プロセスチューブの石英よりも粘性率の低い石英からなるものであるのが好ましい（請求項２）。
このように、カバー部材が石英製プロセスチューブの石英よりも粘性率の低い石英からなるものであれば、石英製プロセスチューブのカバー部材が挿嵌されているガス排気管の破損をより効果的に防ぐことができるものとなる。
【００１９】
そして、前記カバー部材は、酸水素火炎溶融品または合成石英品とすることができる（請求項３）。
このように、カバー部材が酸水素火炎溶融品または合成石英品であれば、ＯＨ基が多く含まれたものとすることができ、粘性率が低い高純度の石英からなるものとなる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の熱処理炉であれば、Ａｒ、水素、またはこれらの混合ガス雰囲気中で半導体基板の熱処理を行っても、石英製プロセスチューブのガス排気領域にクラックが発生するのを防止でき、それによって石英製プロセスチューブの寿命を延ばすことができる。その結果、生産性を落とすことなく、パーティクル汚染や金属汚染、ヘイズの悪化が抑制された高品質のアニールウエーハを低コストで製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下では、本発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
上述したように、Ａｒや水素、またはこれらの混合ガスを用いて半導体基板のアニールを行なうと、熱処理炉の石英製プロセスチューブの表面が微量にエッチングされ、そのエッチングされたＳｉｘＯｙが下流で冷却され、特には、ガス排気管の内側面およびガス排気管の接続部周辺のプロセスチューブ本体の内壁面からなるガス排気領域に付着して堆積する。
【００２２】
そして、このガス排気領域は、石英製プロセスチューブのプロセスチューブ本体にガス排気管を溶接しているため、ＳｉｘＯｙが付着する領域の中では最も強度的に弱い。このため、堆積したＳｉｘＯｙ膜によるストレスのためにクラックが入り易いことを本発明者らは発見した。ここで、ガス排気領域におけるクラックの発生個所の一例を図６に示す。図６に示すように、ガス排気管１１２の根元や、プロセスチューブ本体１１０のガス排気管の接続部周辺にクラックが入る。このようにクラックが発生した場合、アニールウエーハに金属汚染が増えたり、ウエーハ表面のヘイズが悪化するため、クラックが発生した石英製プロセスチューブを交換する必要が生じてしまう。その結果、アニールウエーハの生産性が低下し、コストが高くなる。
【００２３】
本発明者らはこれらの問題を見出し、さらに、これらの解決にあたっては、特許文献１−５のように、ガス排気管の内側面のみ、あるいはガス排気管の接続部周辺のプロセスチューブ本体の内壁面のみにＳｉｘＯｙの付着を防止するカバー部材を設けるのではなく、これらの双方の領域においてＳｉｘＯｙの付着を同時に防止する必要があると考えた。
【００２４】
そこで、プロセスチューブ本体の内側からガス排気管に挿嵌される取り外し可能なカバー部材であり、外径が前記ガス排気管の内径より小さく、ガス排気管内に挿入される筒部と、該筒部の一端に延びる外径がガス排気管の内径より大きいフランジ部とを有するものであれば、上記筒部によってガス排気管の内側面を覆うことができるとともに、上記フランジ部によってガス排気管の接続部周辺のプロセスチューブ本体の内壁面も覆うことができることを本発明者らは見出した。すなわち、特にクラックの発生で問題となる上記の双方の領域で、ＳｉｘＯｙの直接の付着を同時に防止することが可能となり、石英製プロセスチューブのクラックの発生を防止できる。
しかも、取り外し可能なものであるので、一定期間使用したらカバー部材だけを洗浄したり、別のものに交換することができる。すなわち、この点からも、石英製プロセスチューブのクラックの発生のみならず、カバー部材自体の破損も防止でき、アニールウエーハの生産性の低下やコスト高を防止できる。
【００２５】
また、カバー部材の交換により、石英製プロセスチューブ自体の洗浄回数、さらには熱処理炉の立ち上げ回数を著しく減らすことができるという点からも、生産性を低下させずにアニールウエーハを製造することができる。
本発明者らはこれらのことを見出し、本発明を完成させた。
【００２６】
以下、本発明の熱処理炉について、図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１は、本発明の熱処理炉の一例を示す概略図である。
熱処理炉１は、同心状に配置されたヒータ２と、その内側に配置されたＳｉＣ均熱管３及び石英製プロセスチューブ４と、熱処理する半導体基板Ｗを複数枚載置するボート５と、そのボート５を着脱自在に装着する保温筒６と、その下部にあって熱処理時に石英製プロセスチューブ４の下端の炉口部７を塞ぐ蓋体８と、該ボート５、保温筒６及び蓋体８を石英製プロセスチューブ４の内部に向かって上下させる不図示の昇降手段とからなっている。また、９は均熱帯を示している。
なお、これらの各部は特に限定されず、例えば従来と同様のものとすることができる。
【００２７】
そして、石英製プロセスチューブ４は、ボート５に保持された熱処理する半導体基板Ｗが挿入されるプロセスチューブ本体１０と、該プロセスチューブ本体１０の上部に接続しており、Ａｒ、水素、またはこれらの混合ガスを熱処理時にプロセスチューブ本体１０内に導入するためのガス導入管１１と、プロセスチューブ本体１０の下部に接続しており、導入されたガスをプロセスチューブ本体１０内から排気するためのガス排気管１２とを有している。
このプロセスチューブ本体１０、ガス導入管１１、ガス排気管１２も特に限定されず、従来と同様のものとすることができる。
【００２８】
そして、本発明の熱処理炉１は、さらに、プロセスチューブ本体１０の内側から取り外し可能なカバー部材１３を備えている。ここで、このカバー部材１３について詳細に説明する。
図２に、カバー部材１３の一例を示す。また、図３に、カバー部材がプロセスチューブ本体１０の内側からガス排気管１２に挿嵌されている様子を示す。
図２のように、カバー部材１３は、まず、筒部１４と、その一端に延びるフランジ部１５を有する形状となっている。
そして、図２、３に示すように、筒部１４の外径１４ｄｏは、ガス排気管１２の内径１２ｄｉよりも小さくなっている。これにより、カバー部材１３をガス排気管１２に挿嵌する際、筒部１４をガス排気管１２内に挿入することができる。
【００２９】
一方、フランジ部１５は、その外径１５ｄｏが排気管１２の内径１２ｄｉよりも大きくなっている。すなわち、カバー部材１３をガス排気管１２に挿嵌する際、フランジ部１５はガス排気管１２内に挿入されることはなく、ガス排気管１２のプロセスチューブ本体１０との接続部に引っ掛かるとともに、そのガス排気管１２の接続部周辺のプロセスチューブ本体１０の内壁面１０ｆを覆うことができる。
【００３０】
なお、カバー部材１３の筒部１４の長さ１４ｌは特に限定されず、ガス排気管１２の径や長さ等に応じて適宜設定することができる。ガス排気管１２の内側面１２ｆにおいて、ＳｉｘＯｙが付着して堆積しやすい範囲を予め調査しておき、その範囲の内側面１２ｆを覆うことができる程度の長さに設定することができる。
【００３１】
そして、カバー部材１３のフランジ部１５の外径１５ｄｏの大きさも特に限定されず、ガス排気管１２の接続部周辺のプロセスチューブ本体１０の内壁面１０ｆにおいて、ＳｉｘＯｙが付着して堆積しやすい範囲を予め調査しておき、その範囲の内壁面１０ｆを覆うことができる程度の大きさに設定することができる。
【００３２】
また、カバー部材１３の材質等は特に限定されないが、例えば、石英製プロセスチューブ４の石英よりも粘性率の低い石英からなるものとするのが好ましい。
カバー部材が樹脂製の場合は耐熱性がなく、不純物が揮発してしまう可能性がある。また、ＣＶＤ−ＳｉＣは純度及び耐熱性の観点からは使用可能性があるが、熱膨張率が石英よりも大きいため、石英製のガス排気管が破損する恐れがある。一方、高純度の石英で、上記のように粘性率の低いものであれば、使用中にガス排気管１２が破損するのを防ぐことができる。そして、粘性率の低い石英材としては、ＯＨ基が多く含まれた酸水素火炎溶融品や合成石英品を使用することが出来る。
当然これらに限定されるものではなく、その都度適切なものを用意することができる。
【００３３】
上記のようなカバー部材１３を具備した本発明の熱処理炉１では、このカバー部材１３をガス排気管１２に挿嵌することができ、石英製プロセスチューブ４の、熱処理時にＳｉｘＯｙが特に付着して堆積するガス排気領域、すなわちガス排気管１２付近のプロセスチューブ本体１０の内壁面１０ｆ、およびガス排気管１２の内側面１２ｆの双方の部分を同時に覆うことが可能である。
【００３４】
図４は、本発明の熱処理炉１においてカバー部材１３にＳｉｘＯｙが堆積している様子を示した説明図であるが、熱処理時に下流側で冷却されたＳｉｘＯｙがガス排気領域付近に流れてきても、ガス排気領域をカバー部材１３が覆っているため、ＳｉｘＯｙはカバー部材１３の表面上に付着し、ガス排気領域において直接プロセスチューブ本体１０の内壁面やガス排気管１２の内側面に付着するのを効果的に防ぐことができる。
しかも、カバー部材１３は取り外し可能なものであるため、一定期間使用してＳｉｘＯｙが堆積してきたら別のものと交換したり、洗浄したりすることができる。
【００３５】
したがって、本発明の熱処理炉１であれば、堆積したＳｉｘＯｙ膜によって、石英製プロセスチューブ４のガス排気領域にクラックが発生するのを未然に防ぐことができる。これにより、石英製プロセスチューブ４の寿命を延ばすことができ、その交換等に費やす時間を省略することが可能になる。その結果、生産性を落とすことなくアニールウエーハを低コストで製造することができる。
また、クラックを防ぐことができることから、アニールウエーハにおいて金属汚染が増加したり、ヘイズが悪化するのを抑制することができ、高品質のアニールウエーハを得ることができる。
【００３６】
なお、取り外し可能なカバー部材１３を一定期間ごとに交換あるいは洗浄すれば、カバー部材１３に堆積したＳｉｘＯｙ膜を系外へと簡単に除去でき、アニールウエーハのパーティクル汚染を防止できるとともに、石英製プロセスチューブ４自体の洗浄等を行う頻度を著しく抑えることが可能である。したがって、この点からもアニールウエーハの生産性が低下するのを抑制することができる。
【００３７】
一方、従来の熱処理炉では、たとえ特許文献１等のようにガス排気領域の一部をカバー部材で覆い、一定期間ごとにカバー部材を洗浄しても、特に、カバー部材で覆われていないガス排気領域の他の部分では、直接ＳｉｘＯｙが付着してしまい、クラックが発生して石英製プロセスチューブの寿命を縮めてしまう。すなわち、石英製プロセスチューブの交換頻度が増し、生産性およびコストが悪化する。アニールウエーハにおいてもパーティクル汚染、金属汚染、ヘイズの悪化が生じてしまう。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されない。
（実施例１）
図１−３に示すカバー部材１３をガス排気管に挿嵌した本発明の熱処理炉で直径１２インチ（３００ｍｍ）、ｐ型、１〜３０Ωｃｍの半導体基板を熱処理する。熱処理条件は１２００℃、６０ｍｉｎのＡｒアニールである。
ここで、使用するカバー部材の材質は、合成石英製であり、各部の大きさについて述べると、筒部の外径が１．８ｃｍのものであり、フランジ部の外径が６．０ｃｍのものである。また、この筒部が挿入されるガス排気管の内径は２．０ｃｍであり、筒部の長さは６．０ｃｍである。
【００３９】
そして、熱処理後、石英製プロセスチューブのガス排気領域におけるクラックの発生の有無、堆積するＳｉｘＯｙ膜の状態を調べた。カバー部材１３を６０回処理毎に交換しつつ、上記の各処理を合計３００回繰り返す。これを２０本のプロセスチューブについて行った。
【００４０】
実施例１の結果、いずれのプロセスチューブにおいてもクラックは生じなかった。
また、ガス排気領域についてのＳｉｘＯｙ膜の調査では、いずれのプロセスチューブにおいても、ガス排気管の内側面や、ガス排気管の接続部周辺のプロセスチューブ本体の内壁面において、直接的に、ＳｉｘＯｙ膜が厚く形成されている箇所は特に見られず、そのはがれも観察されなかった。
【００４１】
（比較例１）
図５に示すような、カバー部材を具備しない従来の熱処理炉を用いることと、カバー部材の交換がないこと以外は実施例１と同様にして熱処理を行う。
この処理を１８本のプロセスチューブについて行った結果、２本のプロセスチューブでクラックが発生していた。クラックの発生箇所は、１本ではガス排気管の内側面であり、もう１本ではガス排気管付近のプロセスチューブ本体の内壁面であった。
【００４２】
（比較例２）
円筒形のカバー部材（高さ３４ｃｍ）を備え、これをプロセスチューブ本体内に挿入し、均熱帯以外の領域をカバーした。このように、プロセスチューブ本体下部の内壁面のみを覆う熱処理炉を用いること以外は、実施例１と同様にして熱処理を行い、プロセスチューブ１０本を評価した。
その結果、１０本中１本のプロセスチューブのガス排気管の内側面にクラックが発生した。
【００４３】
（比較例３）
円筒形のカバー部材（長さ６．０ｃｍ）を備え、これをガス排気管内に挿入し、ガス排気管の内側面のみを覆う熱処理炉を用いること以外は、実施例１と同様にして熱処理を行い、プロセスチューブ７本を評価した。
その結果、７本中１本のプロセスチューブにおいて、ガス排気管付近のプロセスチューブ本体の内壁面にクラックが発生した。
【００４４】
このように、本発明の熱処理炉１のように、取り外し可能なカバー部材１３を具備するものであれば、ＳｉｘＯｙが付着しやすいガス排気領域である、ガス排気管の接続部周辺のプロセスチューブ本体の内壁面、およびプロセスチューブ本体近くのガス排気管の内側面の双方を覆うことができ、熱処理回数が増えても、ＳｉｘＯｙがガス排気領域に直接付着するのを効果的に防止することができるし、カバー部材１３の交換によって堆積したＳｉｘＯｙ膜を系外へと除去できる。その結果、クラックが発生しやすい石英製プロセスチューブのガス排気領域において、クラックが発生することもなく、熱処理炉の寿命を延ばすことができる。したがって、生産性およびコストの大幅な改善をすることができる。
【００４５】
一方、カバー部材を備えていない比較例１、カバー部材を備えるものの、ガス排気管の接続部周辺のプロセスチューブ本体の内壁面のみを覆う比較例２、ガス排気管の内側面のみを覆う比較例３では、熱処理の回数を増やすと、ガス排気領域のカバー部材で覆われていない箇所ではＳｉｘＯｙ膜の付着、はがれ、さらにはクラックが発生した。
これらより、本発明の熱処理炉１のように、ガス排気管の接続部周辺のプロセスチューブ本体の内壁面、およびプロセスチューブ本体近くのガス排気管の内側面の双方を同時に覆うことが重要であることが判る。
【００４６】
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包含される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の熱処理炉の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の熱処理炉に具備されるカバー部材の一例を示す概略図である。
【図３】カバー部材がガス排気管に挿嵌されている様子を示す説明図である。
【図４】本発明の熱処理炉においてカバー部材にＳｉｘＯｙが堆積している様子を示す説明図である。
【図５】従来の縦型の熱処理炉の一例を示す概略図である。
【図６】従来の熱処理炉においてガス排気領域でクラックが発生している様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…本発明における熱処理炉、  ２…ヒータ、  ３…ＳｉＣ均熱管、
４…石英製プロセスチューブ、  ５…ボート、  ６…保温筒、  ７…炉口部、
８…蓋体、  ９…均熱帯、  １０…プロセスチューブ本体、
１０ｆ…ガス排気管の接続部周辺のプロセスチューブ本体の内壁面、
１１…ガス導入管、  １２…ガス排気管、  １２ｄｉ…ガス排気管の内径、
１２ｆ…ガス排気管の内側面、
１３…カバー部材、  １４…筒部、  １４ｄｏ…筒部の外径、
１４ｌ…筒部の長さ、  １５…フランジ部、  １５ｄｏ…フランジ部の外径、
Ｗ…半導体基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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