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JP2001257172A - Semiconductor manufacturing device - Google Patents

Semiconductor manufacturing device

Info

Publication number
JP2001257172A
JP2001257172A JP2000064764A JP2000064764A JP2001257172A JP 2001257172 A JP2001257172 A JP 2001257172A JP 2000064764 A JP2000064764 A JP 2000064764A JP 2000064764 A JP2000064764 A JP 2000064764A JP 2001257172 A JP2001257172 A JP 2001257172A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
heat generating
heating
semiconductor manufacturing
generating plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000064764A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuhisa Matsunaga
建久 松永
Koichi Noto
幸一 能戸
Norio Akutsu
則夫 圷
Fumio Watanabe
文夫 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Kokusai Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority to JP2000064764A priority Critical patent/JP2001257172A/en
Publication of JP2001257172A publication Critical patent/JP2001257172A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To rapidly increase and decrease temperature without breaking an electrical heating element, to prevent a substrate from being contaminated by metal resulting from the electrical heating element, and to simplify the temperature control of a reactor. SOLUTION: In this semiconductor manufacturing device is equipped with a reaction pipe 31 that accommodates a plurality of substrates 6, and is subjected to a given treatment, and heating means 57 and 73 that heat the inside of the reaction pipe. The heating means have heat generation plates 57 and 73 that generate heat by allowing current to flow, and the heat generation plates are arranged while the periphery of the reaction pipe is surrounded.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はシリコンウェーハ等
の基板から半導体素子を製造する半導体製造装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus for manufacturing semiconductor elements from a substrate such as a silicon wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体製造装置の一例として縦型
拡散CVD装置を図5及び図6に於いて説明する。
2. Description of the Related Art A vertical diffusion CVD apparatus will be described as an example of a conventional semiconductor manufacturing apparatus with reference to FIGS.

【0003】縦型拡散CVD装置1は筐体2を有し、該
筐体2の長手方向一側面に開口部3が設けられ、該開口
部3の下部に授受ステージ4が設けられ、該授受ステー
ジ4には基板収納容器(基板カセット)5が載置可能で
あり、該基板カセット5の内部には基板6が多段に装填
されている。
The vertical diffusion CVD apparatus 1 has a housing 2, an opening 3 is provided on one side in the longitudinal direction of the housing 2, and a transfer stage 4 is provided below the opening 3, and the transfer is performed. A substrate storage container (substrate cassette) 5 can be placed on the stage 4, and substrates 6 are loaded in multiple stages inside the substrate cassette 5.

【0004】前記授受ステージ4の前記開口部3とは反
対側にカセットローダ7が設置され、該カセットローダ
7は進退機能及び昇降機能を有し、前記基板カセット5
を搬送可能である。
A cassette loader 7 is provided on the side of the transfer stage 4 opposite to the opening 3. The cassette loader 7 has an advancing / retreating function and a lifting / lowering function.
Can be transported.

【0005】前記カセットローダ7の前記開口部3とは
反対側にカセットオープナ8が設けられ、該カセットオ
ープナ8は扉開閉機能を有し、該扉開閉機能により前記
基板カセット5の扉が開閉される様になっている。
[0005] A cassette opener 8 is provided on the opposite side of the cassette loader 7 from the opening 3, and the cassette opener 8 has a door opening / closing function. The door opening / closing function opens and closes the door of the substrate cassette 5. It is like.

【0006】前記カセットオープナ8の上方にカセット
用棚9が設けられ且つ前記授受ステージ4の上方にもカ
セット用棚11が設けられている。
A cassette shelf 9 is provided above the cassette opener 8, and a cassette shelf 11 is also provided above the transfer stage 4.

【0007】前記カセットオープナ8の前記カセットロ
ーダ7とは反対側に基板移載機12が設置され、該基板
移載機12は基板移載機用エレベータ13により昇降可
能になっている。
[0007] A substrate transfer machine 12 is provided on the opposite side of the cassette opener 8 from the cassette loader 7, and the substrate transfer machine 12 can be moved up and down by an elevator 13 for the substrate transfer machine.

【0008】前記基板移載機12の前記カセットオープ
ナ8とは反対側にロードロックチャンバ14が設置され
ている。該ロードロックチャンバ14は基板移載機用の
開口部を有し、該開口部はゲート弁10により機密に閉
塞可能である。前記ロードロックチャンバ14の内部に
ボートエレベータ15が設けられ、該ボートエレベータ
15に炉口キャップ16が支持され、該炉口キャップ1
6にボート支持台17を介在してボート18が同心に載
置されている。
A load lock chamber 14 is provided on the substrate transfer machine 12 on the side opposite to the cassette opener 8. The load lock chamber 14 has an opening for a substrate transfer machine, and the opening can be confidentially closed by the gate valve 10. A boat elevator 15 is provided inside the load lock chamber 14, and a furnace port cap 16 is supported by the boat elevator 15.
A boat 18 is concentrically mounted on 6 via a boat support 17.

【0009】前記ロードロックチャンバ14の上部に反
応炉19が連設されている。該反応炉19は図6に示す
様に反応管として円筒容器状のアウターチューブ21と
円筒状のインナーチューブ22とを有し、前記アウター
チューブ21及び前記インナーチューブ22はいずれも
石英製であり、前記アウターチューブ21の内部に前記
インナーチューブ22が同心に設けられている。前記炉
口キャップ16には炉口フランジ20が同心に設けら
れ、該炉口フランジ20に前記アウターチューブ21が
立設されている。前記炉口フランジ20の上部内周面に
内側フランジ23が設けられ、該内側フランジ23に前
記インナーチューブ22が支持されている。
A reaction furnace 19 is connected to the upper part of the load lock chamber 14. As shown in FIG. 6, the reaction furnace 19 has a cylindrical outer tube 21 and a cylindrical inner tube 22 as reaction tubes, and both the outer tube 21 and the inner tube 22 are made of quartz. The inner tube 22 is provided concentrically inside the outer tube 21. A furnace port flange 20 is provided concentrically on the furnace port cap 16, and the outer tube 21 is erected on the furnace port flange 20. An inner flange 23 is provided on an upper inner peripheral surface of the furnace port flange 20, and the inner tube 22 is supported on the inner flange 23.

【0010】前記炉口フランジ20の下端は炉口24と
なっており、該炉口24は前記炉口キャップ16により
気密に閉塞される様になっている。
The lower end of the furnace port flange 20 is a furnace port 24, which is hermetically closed by the furnace port cap 16.

【0011】前記アウターチューブ21の上方及び周囲
はヒータ本体25により包囲されている。該ヒータ本体
25は上下方向に4ゾーン〜5ゾーンに分割され、各ゾ
ーン26毎にヒータ発熱用コイル27が設けられてい
る。該ヒータ発熱用コイル27は直径数mmのカンタル線
により円筒状に形成されており、前記ヒータ発熱用コイ
ル27の素線材質は鉄、クロム、アルミニウム等から成
っている。前記ゾーン26毎に図示しない温度検出器及
び温度制御装置を有し、該ゾーン26毎に温度制御し得
る様になっている。
The upper portion and the periphery of the outer tube 21 are surrounded by a heater body 25. The heater main body 25 is vertically divided into four to five zones, and a heater heating coil 27 is provided for each zone 26. The heater heating coil 27 is formed in a cylindrical shape by a Kanthal wire having a diameter of several mm, and the wire material of the heater heating coil 27 is made of iron, chromium, aluminum or the like. A temperature detector and a temperature control device (not shown) are provided for each zone 26 so that the temperature can be controlled for each zone 26.

【0012】前記炉口フランジ20の上部に反応ガス供
給部28が設けられ、該反応ガス供給部28は前記アウ
ターチューブ21の下部であって前記内側フランジ23
の下方を貫通し、前記反応ガス供給部28は前記インナ
ーチューブ22の内部に連通している。
A reaction gas supply unit 28 is provided on the upper part of the furnace port flange 20, and the reaction gas supply unit 28 is provided below the outer tube 21 and on the inside flange 23.
The reaction gas supply unit 28 communicates with the inside of the inner tube 22.

【0013】前記ヒータ本体25の下部に反応ガス排出
部29が設けられ、該反応ガス排出部29は前記アウタ
ーチューブ21の下部であって前記内側フランジ23の
上方を貫通し、前記反応ガス排出部29は前記インナー
チューブ22と前記アウターチューブ21との隙間と連
通している。
A reaction gas discharge portion 29 is provided at a lower portion of the heater main body 25. The reaction gas discharge portion 29 penetrates a lower portion of the outer tube 21 and above the inner flange 23, and Reference numeral 29 communicates with a gap between the inner tube 22 and the outer tube 21.

【0014】図示しない外部搬送装置により前記基板カ
セット5が前記開口部3を通して前記授受ステージ4上
に載置される。
The substrate cassette 5 is placed on the transfer stage 4 through the opening 3 by an external transfer device (not shown).

【0015】該基板カセット5は前記カセットローダ7
により前記カセットオープナ8に搬送されるか或は前記
カセット用棚9、カセット用棚11のいずれかに搬送さ
れる。
The substrate cassette 5 is mounted on the cassette loader 7.
Is transferred to the cassette opener 8 or to one of the cassette shelf 9 and the cassette shelf 11.

【0016】前記カセットオープナ8により前記基板カ
セット5の扉が開かれる。該基板カセット5内部の基板
6が前記基板移載機12により前記ロードロックチャン
バ14の前記ゲート弁10を通して前記ボート18に多
段に装填される。
The door of the substrate cassette 5 is opened by the cassette opener 8. Substrates 6 in the substrate cassette 5 are loaded in multiple stages on the boat 18 by the substrate transfer machine 12 through the gate valve 10 of the load lock chamber 14.

【0017】該ボート18は前記ボートエレベータ15
により前記インナーチューブ22の内部に装入され、前
記炉口キャップ16により前記炉口24が気密に閉塞さ
れる。
The boat 18 is provided with the boat elevator 15.
Is inserted into the inner tube 22, and the furnace port 24 is hermetically closed by the furnace port cap 16.

【0018】前記アウターチューブ21、インナーチュ
ーブ22の内部が図示しない排気装置により減圧され、
前記ヒータ発熱用コイル27に通電され、前記ゾーン2
6により前記アウターチューブ21が加熱されると共に
前記インナーチューブ22が加熱される。反応ガスが前
記反応ガス供給部28から前記インナーチューブ22の
内部に供給され、前記反応ガスが前記インナーチューブ
22内を上昇し、前記基板6が処理される。
The interiors of the outer tube 21 and the inner tube 22 are decompressed by an exhaust device (not shown).
The heater heating coil 27 is energized and the zone 2
6, the outer tube 21 is heated and the inner tube 22 is heated. The reaction gas is supplied from the reaction gas supply unit 28 to the inside of the inner tube 22, and the reaction gas rises in the inner tube 22 to process the substrate 6.

【0019】前記反応ガスは前記インナーチューブ22
と前記アウターチューブ21との隙間を通って前記反応
ガス排出部29から排出され、回収される。
The reaction gas is supplied to the inner tube 22.
The gas is discharged from the reaction gas discharge portion 29 through a gap between the reaction gas and the outer tube 21 and collected.

【0020】前記処理の間、前記ゾーン26は図示しな
い温度検出器により温度が検出され、所定の温度になる
様前記ヒータ発熱用コイル27の通電量が図示しない温
度制御装置によりフィードバック制御される。CVD処
理の場合は成膜の要因として温度があり、温度勾配制御
により前記ゾーン26が所定の温度勾配を有し、又拡散
処理の場合は均熱制御により前記ゾーン26の均熱化が
図られる様になっている。
During the processing, the temperature of the zone 26 is detected by a temperature detector (not shown), and the amount of current supplied to the heater heating coil 27 is feedback-controlled by a temperature controller (not shown) so as to reach a predetermined temperature. In the case of CVD processing, there is a temperature as a factor of film formation, the zone 26 has a predetermined temperature gradient by temperature gradient control, and in the case of diffusion processing, uniformization of the zone 26 is achieved by heat equalization control. It is like.

【0021】前記処理後、前記ボート18が前記ボート
エレベータ15により前記反応炉19の外部に引出さ
れ、自然冷却されるのを待って、前記ボート18内部の
基板6が前記と逆の操作により前記基板カセット5内部
に戻され、該基板カセット5が前記授受ステージ4を経
て前記縦型拡散CVD装置1の外部に搬出される。
After the treatment, the boat 18 is drawn out of the reaction furnace 19 by the boat elevator 15 and waits for natural cooling, and the substrate 6 inside the boat 18 is operated by the reverse operation to the above. The substrate cassette 5 is returned to the inside of the substrate cassette 5, and is carried out of the vertical diffusion CVD apparatus 1 via the transfer stage 4.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】前記基板6が前記縦型
拡散CVD装置1に搬入されてから、前記基板6が前記
反応炉19の内部で処理され、処理済基板が前記縦型拡
散CVD装置1から搬出される迄工程数が多い為時間が
掛かっており、特に前記反応炉19による処理時間が生
産性に直結する為、前記処理時間の短縮が望まれてい
る。
After the substrate 6 is carried into the vertical diffusion CVD apparatus 1, the substrate 6 is processed inside the reaction furnace 19, and the processed substrate is processed by the vertical diffusion CVD apparatus 1. It takes a long time to carry out the process from 1 to a large number of processes. In particular, since the processing time in the reaction furnace 19 is directly linked to productivity, it is desired to reduce the processing time.

【0023】前記ヒータ発熱用コイル27に大電流を供
給して昇温速度を高める方法も考えられるが、前記ヒー
タ発熱用コイル27はカンタル線により筒状に形成され
ている為、急速な加熱と急速な冷却を繰返し行うと、前
記カンタル線が熱的繰返し応力により断線する虞れがあ
り、電流量の増加により昇温速度を高める方法には限界
が生じ、降温速度に対しては自然冷却で対応せざるを得
なかった。
A method of increasing the temperature rising rate by supplying a large current to the heater heating coil 27 may be considered. However, since the heater heating coil 27 is formed of a Kanthal wire in a cylindrical shape, rapid heating and heating can be achieved. When rapid cooling is repeatedly performed, the Kanthal wire may be disconnected due to thermal repetitive stress, and there is a limit in a method of increasing a heating rate by increasing an amount of current, and natural cooling is used for a cooling rate. I had to deal with it.

【0024】前記ヒータ発熱用コイル27の素線材質は
鉄、クロム、アルミニウム等である為、これらの金属蒸
気が石英製の前記アウターチューブ21を通過し、更に
前記インナーチューブ22内の前記基板6に達し、該基
板6が金属汚染される虞れがある。
Since the wire material of the heater heating coil 27 is iron, chromium, aluminum or the like, these metal vapors pass through the outer tube 21 made of quartz, and further the substrate 6 in the inner tube 22. , And the substrate 6 may be contaminated with metal.

【0025】前記ヒータ本体25は前記ゾーン26毎に
分割されている為、前記温度勾配制御或は前記均熱制御
のいずれを行うにしても、前記ゾーン26数と同数の温
度検出器及び同数の温度制御装置が必要となる。従っ
て、装置が複雑化し、製作コストも高くなる。
Since the heater main body 25 is divided for each of the zones 26, the same number of temperature detectors and the same number of A temperature controller is required. Therefore, the device becomes complicated and the manufacturing cost increases.

【0026】本発明は斯かる実情に鑑み、発熱体の断線
の虞れがなく急速昇温及び急速降温することができ、発
熱体に由来する金属により基板が汚染されるのを解決
し、反応炉の温度制御を簡易化するものである。
In view of the above circumstances, the present invention solves the problem that the substrate is contaminated by metal originating from the heating element, and can rapidly raise and lower the temperature without fear of disconnection of the heating element. This simplifies furnace temperature control.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の基板を
収容し所定の処理を施す反応管と、該反応管内部を加熱
する加熱手段とを有する半導体製造装置に於いて、前記
加熱手段は、電流を流すことにより発熱する発熱プレー
トを具備し、該発熱プレートは前記反応管周囲を取囲む
様に配置された半導体製造装置に係り、又前記発熱プレ
ートは部位により厚みが異なる半導体製造装置に係り、
更に前記加熱手段を取囲み該加熱手段の存在する空間を
密閉する容器と、該容器内を減圧するポンプとを有し、
加熱中は前記容器内の減圧状態とする半導体製造装置に
係り、更に又半導体製造装置に於いて、前記加熱手段を
取囲む容器と、処理後に前記加熱手段の存在する空間に
導入する手段と、導入した空気を排気する排気手段とを
有する半導体製造装置に係るものである。
According to the present invention, there is provided a semiconductor manufacturing apparatus comprising: a reaction tube for accommodating a plurality of substrates and performing a predetermined process; and a heating unit for heating the inside of the reaction tube. The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus provided with a heating plate which generates heat by passing an electric current, wherein the heating plate is arranged so as to surround the periphery of the reaction tube. In relation to
Further, a container surrounding the heating means and sealing the space where the heating means is present, and a pump for reducing the pressure in the container,
During heating, the present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus in which the pressure in the container is reduced, and further, in the semiconductor manufacturing apparatus, a container surrounding the heating means, and a means for introducing into the space where the heating means exists after the processing, The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus having exhaust means for exhausting introduced air.

【0028】電流を流すことにより発熱する発熱プレー
トが反応管を加熱するので、急速な発熱を繰返しても、
前記発熱プレートが破断する虞れがなく、発熱体の寿命
が長くなる。又急速な加熱が可能になるので、前記反応
管を100℃/分の昇温速度で加熱することができる。
Since the heat generating plate which generates heat by applying an electric current heats the reaction tube, even if rapid heat generation is repeated,
There is no fear that the heating plate is broken, and the life of the heating element is prolonged. In addition, since rapid heating becomes possible, the reaction tube can be heated at a heating rate of 100 ° C./min.

【0029】上面用発熱プレートと側面用発熱プレート
とにより温度を制御して加熱すれば、反応管を任意の温
度に加熱することができ、温度制御機構が簡易化され
る。
If the temperature is controlled and heated by the upper surface heating plate and the side surface heating plate, the reaction tube can be heated to an arbitrary temperature, and the temperature control mechanism is simplified.

【0030】発熱プレートの板厚が部位により異なれ
ば、前記板厚に反比例した温度分布で反応管を加熱する
ことができる。
If the thickness of the heat generating plate varies depending on the portion, the reaction tube can be heated with a temperature distribution inversely proportional to the thickness.

【0031】前記容器と前記反応管との空間に冷却用空
気が流通されると、前記発熱プレートが強制的に冷却さ
れ、前記反応管の降温速度が速くなり、該反応管が50
℃/分の降温速度で冷却され、前記急速加熱と相俟って
前記基板処理のスループットが向上する。
When cooling air flows through the space between the vessel and the reaction tube, the heat-generating plate is forcibly cooled, the temperature of the reaction tube decreases, and the temperature of the reaction tube decreases by 50%.
The substrate is cooled at a temperature lowering rate of ° C./min, and the throughput of the substrate processing is improved in combination with the rapid heating.

【0032】前記発熱プレートが非金属製、好ましくは
カーボン製であれば前記処理に於いて金属汚染の虞れが
ない。
If the heating plate is made of non-metal, preferably carbon, there is no risk of metal contamination in the above treatment.

【0033】前記上面用発熱プレートの板厚を上部が厚
く、下部が薄くなる様にすれば、装置全体の熱の出入り
により均熱加熱及び温度勾配加熱のいずれも可能にな
る。
If the thickness of the heating plate for the upper surface is made thicker at the upper part and thinner at the lower part, both the uniform heating and the temperature gradient heating can be performed by transferring the heat of the entire apparatus.

【0034】前記上面用発熱プレートの温度制御と前記
側面用発熱プレートの温度制御とにより前記反応管を加
熱すれば、該反応管が所定の温度分布で加熱される。
When the reaction tube is heated by controlling the temperature of the heating plate for the upper surface and the temperature of the heating plate for the side surface, the reaction tube is heated at a predetermined temperature distribution.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】以下、図1〜図4に於いて本発明
の実施の形態を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0036】尚、図1〜図4中、図5及び図6中と同等
のものには同符号を付してある。
In FIGS. 1 to 4, the same components as those in FIGS. 5 and 6 are denoted by the same reference numerals.

【0037】図1は本発明の半導体製造装置に於ける反
応炉31を示したものである。
FIG. 1 shows a reaction furnace 31 in a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention.

【0038】ロードロックチャンバ(図示せず)の天井
部に炉口フランジ32が設けられ、該炉口フランジ32
の上面中央部に台座部33が突設され、該台座部33に
炉口34が開口している。該炉口34は炉口キャップ3
5により気密に閉塞され、該炉口キャップ35はボート
エレベータ(図はボートエレベータの昇降アームのみを
示してある。)15により昇降可能になっている。前記
炉口キャップ35にボート支持台17が同心に載置され
ている。該ボート支持台17の内部には断熱材(図示せ
ず)が充填されている。前記ボート支持台17にボート
18が同心に載置され、該ボート18に基板6が多段に
装填される。前記基板6は基板移載機(図示せず)によ
り前記ボート18に移載される様になっている。
A furnace port flange 32 is provided on the ceiling of the load lock chamber (not shown).
A pedestal portion 33 is protrudingly provided at the center of the upper surface of the. The furnace port 34 is a furnace port cap 3
5, the furnace port cap 35 can be moved up and down by a boat elevator (only the lifting arm of the boat elevator is shown). The boat support 17 is concentrically mounted on the furnace port cap 35. The inside of the boat support 17 is filled with a heat insulating material (not shown). A boat 18 is concentrically mounted on the boat support 17, and the boat 6 is loaded with the substrates 6 in multiple stages. The substrate 6 is transferred to the boat 18 by a substrate transfer machine (not shown).

【0039】前記台座部33の上部に石英製のインナー
チューブ22が前記炉口34と同心に取付けられてい
る。
An inner tube 22 made of quartz is mounted on the upper part of the base 33 concentrically with the furnace port 34.

【0040】前記炉口フランジ32の内部に反応ガス供
給通路36が穿設されている。該反応ガス供給通路36
の一端は前記炉口フランジ32の外周面に開口してい
る。他端は前記台座部33の上面であって前記ボート支
持台17と前記インナーチューブ22との間にある。
A reaction gas supply passage 36 is formed in the furnace port flange 32. The reaction gas supply passage 36
Is open at the outer peripheral surface of the furnace port flange 32. The other end is the upper surface of the pedestal 33 and is between the boat support 17 and the inner tube 22.

【0041】前記炉口フランジ32の内部に反応ガス排
出通路38が穿設されている。該反応ガス排出通路38
の一端は前記炉口フランジ32の上面に開口し、他端は
前記炉口フランジ32の外周面に開口している。
A reaction gas discharge passage 38 is formed inside the furnace port flange 32. The reaction gas discharge passage 38
Has an opening on the upper surface of the furnace port flange 32 and the other end opens on the outer peripheral surface of the furnace port flange 32.

【0042】ヒータ外筒41は金属製の気密容器であ
り、前記ヒータ外筒41は底フランジ42、周壁43及
び天井板44を有し、前記底フランジ42にアウターチ
ューブ保持用孔45が前記炉口34と同心に穿設され、
前記アウターチューブ保持用孔45は前記反応ガス排出
通路38の一端と連通可能になっている。
The heater outer cylinder 41 is an airtight container made of metal. The heater outer cylinder 41 has a bottom flange 42, a peripheral wall 43, and a ceiling plate 44, and an outer tube holding hole 45 is formed in the bottom flange 42 in the furnace. Drilled concentrically with the mouth 34,
The outer tube holding hole 45 can communicate with one end of the reaction gas discharge passage 38.

【0043】アウターチューブ46の下端部外周に外側
フランジ47が設けられ、前記底フランジ42に前記外
側フランジ47が気密に支持されている。前記アウター
チューブ46は炭化ケイ素製であり、該アウターチュー
ブ46に前記インナーチューブ22が所要の隙間が形成
される様挿入され、反応管が形成されている。
An outer flange 47 is provided on the outer periphery of the lower end of the outer tube 46, and the outer flange 47 is airtightly supported by the bottom flange 42. The outer tube 46 is made of silicon carbide, and the inner tube 22 is inserted into the outer tube 46 so as to form a required gap, thereby forming a reaction tube.

【0044】前記天井板44の中央部に冷却用空気排出
口49が穿設され、前記天井板44には3個の上面用真
空コネクタ51が気密に貫設し前記冷却用空気排出口4
9の周囲に正三角形状に位置している。又前記天井板4
4に3個の側面用真空コネクタ52が気密に貫設し前記
上面用真空コネクタ51の外側に正三角形状に位置して
いる。
A cooling air outlet 49 is formed at the center of the ceiling plate 44, and three upper surface vacuum connectors 51 are provided in the ceiling plate 44 in an airtight manner.
It is located in an equilateral triangle around 9. The ceiling plate 4
In FIG. 4, three side vacuum connectors 52 are provided in an airtight manner, and are positioned outside the upper surface vacuum connector 51 in an equilateral triangle.

【0045】前記ヒータ外筒41の外周部に水冷パイプ
(図示せず)が設けられ、前記天井板44の内側に円板
状の上部断熱材53が設けられ、該上部断熱材53の中
央に冷却用空気排出孔54が穿設され、前記周壁43の
内側に周壁部断熱材55が筒状に設けられ、前記底フラ
ンジ42上に底部断熱材56が環状に設けられている。
該底部断熱材56の内径は前記アウターチューブ46の
外径より僅かに大である。
A water cooling pipe (not shown) is provided on the outer periphery of the heater outer cylinder 41, and a disc-shaped upper heat insulating material 53 is provided inside the ceiling plate 44, and in the center of the upper heat insulating material 53. A cooling air discharge hole 54 is formed, a peripheral wall heat insulating material 55 is provided in a cylindrical shape inside the peripheral wall 43, and a bottom heat insulating material 56 is provided on the bottom flange 42 in an annular shape.
The inner diameter of the bottom heat insulator 56 is slightly larger than the outer diameter of the outer tube 46.

【0046】前記アウターチューブ46と前記周壁部断
熱材55との間に側面用発熱プレート57が適数(本実
施の形態では6枚)配置されている。前記側面用発熱プ
レート57は非金属のカーボン製であり、縦長矩形板状
を為し、長手方向に板厚が3段階に変化しており、上段
58が中段59に比べ厚く、下段61が前記中段59よ
りも薄くなっている。前記側面用発熱プレート57は前
記アウターチューブ46と所要の間隔で配置され、且つ
前記側面用発熱プレート57同士も所要の間隔で6角筒
状に配置され、6枚の前記側面用発熱プレート57によ
り前記アウターチューブ46が囲繞されている。
An appropriate number (six in the present embodiment) of side heat generating plates 57 are arranged between the outer tube 46 and the peripheral wall heat insulating material 55. The side heat generating plate 57 is made of non-metallic carbon, has a vertically long rectangular plate shape, and the plate thickness is changed in three stages in the longitudinal direction. The upper stage 58 is thicker than the middle stage 59, and the lower stage 61 is It is thinner than the middle stage 59. The side heat generating plates 57 are arranged at a required interval from the outer tube 46, and the side heat generating plates 57 are also arranged at a required interval in a hexagonal cylindrical shape. The outer tube 46 is surrounded.

【0047】前記側面用発熱プレート57は幅方向中央
部に狭幅のスリット62を有し、該スリット62は前記
側面用発熱プレート57の長手方向に上端から前記下段
61の中途部迄切欠かれて形成され、前記スリット62
により前記側面用発熱プレート57にU字状の導電経路
が形成されている。
The side heat generating plate 57 has a narrow slit 62 at the center in the width direction. The slit 62 is cut out from the upper end to the middle of the lower step 61 in the longitudinal direction of the side heat generating plate 57. Formed in said slit 62
Thus, a U-shaped conductive path is formed in the side heat generating plate 57.

【0048】前記側面用発熱プレート57の左側上端部
63と該左側上端部63と隣接する側面用発熱プレート
57の右側上端部64とが合計6個のカーボン製ブロッ
ク65により順次連結されている。前記側面用発熱プレ
ート57の左側上端部63が前記カーボン製ブロック6
5の右側にカーボン製ボルト66により固定され、前記
左側上端部63に隣接する他の前記側面用発熱プレート
57の右側上端部64が前記カーボン製ブロック65の
左側面にカーボン製ボルト66により固定されている。
The left upper end 63 of the side heat generating plate 57 and the right upper end 64 of the side heat generating plate 57 adjacent to the left upper end 63 are sequentially connected by a total of six carbon blocks 65. The left upper end portion 63 of the side surface heat generating plate 57 is the carbon block 6.
5 is fixed to the right side of the carbon block 65 by a carbon bolt 66, and the right upper end portion 64 of the other side heat generating plate 57 adjacent to the left upper end portion 63 is fixed to the left side surface of the carbon block 65. ing.

【0049】前記カーボン製ブロック65の上面に側面
用端子棒67が植設されており、該側面用端子棒67は
合計3本、一個置きの前記カーボン製ブロック65に設
けられ、前記側面用端子棒67の上端は前記上部断熱材
53を貫通し、前記側面用端子棒67の上端は前記側面
用真空コネクタ52に接続されている。
Side terminal rods 67 are implanted on the upper surface of the carbon block 65. A total of three side terminal rods 67 are provided on every other carbon block 65, and the side terminal rods 67 are provided. The upper end of the rod 67 penetrates the upper heat insulating material 53, and the upper end of the side terminal rod 67 is connected to the side vacuum connector 52.

【0050】該側面用真空コネクタ52と側面用3相交
流電源68とがデルタ結線され、前記インナーチューブ
22の側面部所要位置に側面用熱電対69が設けられ、
該側面用熱電対69はリード線71により側面用温度コ
ントローラ72と接続され、前記側面用熱電対69設置
部の温度が所定の温度になる様、前記側面用温度コント
ローラ72により前記側面用3相交流電源68がフィー
ドバック制御される様になっている。
The side vacuum connector 52 and the side three-phase AC power supply 68 are delta-connected, and a side thermocouple 69 is provided at a required position on the side of the inner tube 22.
The side thermocouple 69 is connected to the side temperature controller 72 by a lead wire 71, and the side temperature controller 72 is used by the side temperature controller 72 so that the temperature of the installation portion of the side thermocouple 69 becomes a predetermined temperature. The AC power supply 68 is feedback-controlled.

【0051】前記アウターチューブ46の上方に上面用
発熱プレート73が設けられている。該上面用発熱プレ
ート73は非金属のカーボン製であり、円板状を成し、
前記6個のカーボン製ブロック65の内側に位置してい
る。前記上面用発熱プレート73の中心に冷却用空気通
孔74が穿設され、前記上面用発熱プレート73の上面
に3本の上面用端子棒75が所要の間隔で植設され、前
記カーボン製端子棒間の前記上面用発熱プレート73に
図示しないスリットが半径方向に適数設けられ、外周側
から切欠れたスリットと内周側から切欠れたスリットと
が所要の間隔で位置している。
A heating plate 73 for the upper surface is provided above the outer tube 46. The upper surface heating plate 73 is made of non-metallic carbon, and has a disc shape.
It is located inside the six carbon blocks 65. A cooling air passage hole 74 is formed at the center of the upper surface heat generating plate 73, and three upper surface terminal rods 75 are implanted at required intervals on the upper surface of the upper surface heat generating plate 73. A suitable number of slits (not shown) are provided in the upper surface heating plate 73 between the rods in the radial direction, and slits cut out from the outer peripheral side and slits cut out from the inner peripheral side are positioned at a required interval.

【0052】前記上面用端子棒75の上端部は前記上部
断熱材53を貫通し、前記上面用端子棒75の上端は前
記上面用真空コネクタ51に接続されている。該上面用
真空コネクタ51と上面用3相交流電源76とがデルタ
結線され、前記インナーチューブ22の上部所要位置に
上面用熱電対77が設けられ、該上面用熱電対77はリ
ード線78により上面用温度コントローラ79と接続さ
れ、前記上面用熱電対77設置部の温度が所定の温度に
なる様、前記上面用温度コントローラ79により前記上
面用3相交流電源76がフィードバック制御される様に
なっている。
The upper end of the upper terminal rod 75 penetrates the upper heat insulating material 53, and the upper end of the upper terminal rod 75 is connected to the upper surface vacuum connector 51. The vacuum connector 51 for the upper surface and the three-phase AC power supply 76 for the upper surface are delta-connected, and a thermocouple 77 for the upper surface is provided at a required position on the inner tube 22. The three-phase AC power supply 76 for the upper surface is feedback-controlled by the temperature controller 79 for the upper surface so that the temperature of the installation part of the thermocouple 77 for the upper surface becomes a predetermined temperature. I have.

【0053】前記周壁43に排気口81が穿設されてい
る。該排気口81は前記周壁43の下部所要位置に設け
られ、前記排気口81に排気用パイプ82が接続され、
該排気用パイプ82に排気用真空ポンプ83が設けら
れ、前記ヒータ外筒41の内部が排気される様になって
いる。
An exhaust port 81 is formed in the peripheral wall 43. The exhaust port 81 is provided at a required position below the peripheral wall 43, and an exhaust pipe 82 is connected to the exhaust port 81,
An exhaust vacuum pump 83 is provided on the exhaust pipe 82 so that the inside of the heater outer cylinder 41 is exhausted.

【0054】前記周壁43に複数の冷却用空気導入パイ
プ84が所要の間隔で貫設され、該冷却用空気導入パイ
プ84の入口側端部に冷却用空気導入ゲートバルブ85
が設けられ、前記冷却用空気導入パイプ84は前記周壁
部断熱材55を貫通している。
A plurality of cooling air introduction pipes 84 are provided through the peripheral wall 43 at predetermined intervals, and a cooling air introduction gate valve 85 is provided at an end of the cooling air introduction pipe 84 on the inlet side.
The cooling air introduction pipe 84 penetrates through the peripheral wall heat insulating material 55.

【0055】前記冷却用空気排出口49に冷却用空気排
出ゲートバルブ86が設けられ、該冷却用空気排出ゲー
トバルブ86の排出側に冷却用空気排出パイプ87が接
続され、該冷却用空気排出パイプ87の下流側にラジエ
ータ88が設けられ、該ラジエータ88の下流側に排気
用ブロア89が設けられている。
A cooling air discharge gate valve 86 is provided at the cooling air discharge port 49, and a cooling air discharge pipe 87 is connected to the discharge side of the cooling air discharge gate valve 86. A radiator 88 is provided downstream of the radiator 87, and an exhaust blower 89 is provided downstream of the radiator 88.

【0056】以下、作用について説明する。The operation will be described below.

【0057】ロードロックチャンバ14の外部に於いて
図示しない基板カセット内部の基板が基板移載機により
搬出され、該基板移載機により前記基板6が前記ロード
ロックチャンバ14内部のボート18に多段に装填さ
れ、該ボート18及びボート支持台17が炉口キャップ
35と共に図示しないボートエレベータの昇降アーム1
5により上昇され、前記ボート18及びボート支持台1
7が前記インナーチューブ22内に装入され、前記炉口
キャップ35が炉口34に気密に嵌合される。
The substrate inside the substrate cassette (not shown) is carried out of the load lock chamber 14 by the substrate transfer device, and the substrate 6 is transferred to the boat 18 in the load lock chamber 14 in multiple stages by the substrate transfer device. The boat 18 and the boat support 17 are loaded with the furnace port cap 35 and the lift arm 1 of the boat elevator (not shown).
5, the boat 18 and the boat support 1
7 is inserted into the inner tube 22, and the furnace port cap 35 is fitted airtightly into the furnace port 34.

【0058】排気用真空ポンプ83が作動され、前記ヒ
ータ外筒41内部(ヒータ外筒41と前記アウターチュ
ーブ46との間)の空気が排気され、前記ヒータ外筒4
1の内部が10-4Torr程度の真空になる。
The evacuation vacuum pump 83 is operated to evacuate the air inside the heater outer cylinder 41 (between the heater outer cylinder 41 and the outer tube 46).
The inside of 1 becomes a vacuum of about 10 -4 Torr.

【0059】上面用3相交流電源76が作動すると、3
相交流が上面用真空コネクタ51から上面用端子棒75
を通って上面用発熱プレート73に供給され、前記3相
交流が前記上面用発熱プレート73に流れる。前記上面
用発熱プレート73は板厚が均一な為電気抵抗も均一に
なり、前記上面用発熱プレート73が均一に発熱する。
When the three-phase AC power supply 76 for the upper surface operates, 3
The phase current is transferred from the upper surface vacuum connector 51 to the upper surface terminal rod 75.
And the three-phase alternating current flows to the upper surface heating plate 73. Since the upper surface heat generating plate 73 has a uniform thickness, the electric resistance also becomes uniform, and the upper surface heat generating plate 73 generates heat uniformly.

【0060】該上面用発熱プレート73からの電子線は
アウターチューブ46の頂部を通過し、前記電子線によ
りボート18の上部が加熱される。前記ヒータ外筒41
の内部は真空状態にあるので、前記アウターチューブ4
6は輻射により加熱される為、熱効率がよい。
The electron beam from the upper surface heating plate 73 passes through the top of the outer tube 46, and the upper portion of the boat 18 is heated by the electron beam. The heater outer cylinder 41
Of the outer tube 4 is in a vacuum state.
Since 6 is heated by radiation, it has good thermal efficiency.

【0061】上面用熱電対77により前記インナーチュ
ーブ22上部の温度が検出され、上面用温度コントロー
ラ79により前記検出温度が設定温度と比較され、前記
上面用温度コントローラ79により前記上面用3相交流
電源76がフィードバック制御され、前記インナーチュ
ーブ上部の温度が前記設定温度に維持される。
The temperature of the upper part of the inner tube 22 is detected by a thermocouple 77 for the upper surface, the detected temperature is compared with a set temperature by a temperature controller 79 for the upper surface, and the three-phase AC power supply for the upper surface is controlled by the temperature controller 79 for the upper surface. 76 is feedback controlled, and the temperature of the upper part of the inner tube is maintained at the set temperature.

【0062】前記上面用発熱プレート73は板状である
為、大電流の供給により急速に発熱しても破断する虞れ
はなく、寿命が長くなる。
Since the heat generating plate 73 for the upper surface is plate-shaped, there is no fear that the heat generating plate 73 will be broken even if heat is rapidly generated by the supply of a large current, and the life is prolonged.

【0063】側面用3相交流電源68が作動すると、3
相交流が側面用真空コネクタ52から側面用端子棒67
及びカーボン製ブロック65を通って側面用発熱プレー
ト57に供給され、前記3相交流が前記側面用発熱プレ
ート57のU字状の導電経路を次々に流れる。即ち、前
記側面用発熱プレート57の右側上端から下端部を通っ
て左側上端部63に流れ、次いで左側に隣接するカーボ
ン製ブロック65を通って左側に隣接する側面用発熱プ
レート57の右側上端に流れ、該右側上端から下端部を
通って左側上端部63に流れる。
When the side three-phase AC power supply 68 operates, 3
The phase current is transferred from the side vacuum connector 52 to the side terminal rod 67.
Then, the three-phase alternating current flows through the U-shaped conductive path of the side heat generating plate 57 one after another. That is, it flows from the right upper end to the left upper end portion 63 through the lower end portion, and then flows through the carbon block 65 adjacent to the left side to the upper right end of the side adjacent heat generating plate 57 on the left side. , From the right upper end to the left upper end 63 through the lower end.

【0064】前記側面用発熱プレート57は3段階に板
厚が異なっている為、最も板厚の薄い下段61部の電気
抵抗が大きくなって発熱量が大きくなる。次いで板厚の
薄い中段59部の電気抵抗が減少して発熱量が低下し、
更に最も板厚の厚い上段58部の電気抵抗が最も小さく
なって発熱量が更に減少する。而して、前記側面用発熱
プレート57は板厚に反比例した発熱量となり、前記側
面用発熱プレート57からの電子線により前記アウター
チューブ46の下部及び前記インナーチューブ22の下
部がより強く加熱される。
Since the thickness of the heat generating plate 57 for the side surface is different in three stages, the electric resistance of the lower portion 61 having the smallest thickness becomes large and the amount of heat generation becomes large. Next, the electric resistance of the middle part 59 having a small thickness is reduced, and the calorific value is reduced.
Further, the electric resistance of the upper portion 58 having the largest thickness is the smallest, and the calorific value is further reduced. Thus, the side heat generating plate 57 has a heating value inversely proportional to the plate thickness, and the electron beam from the side heat generating plate 57 heats the lower portion of the outer tube 46 and the lower portion of the inner tube 22 more strongly. .

【0065】前記下段61部からの熱は前記炉口フラン
ジ32に逃げる為、前記インナーチューブ22内部の上
下方向温度分布は実質的に均一になる。
Since the heat from the lower portion 61 escapes to the furnace port flange 32, the vertical temperature distribution inside the inner tube 22 becomes substantially uniform.

【0066】前記ヒータ外筒41の内部は真空状態にあ
るので、前記側面用発熱プレート57により前記アウタ
ーチューブ46は輻射加熱される為、熱効率がよい。
Since the inside of the heater outer cylinder 41 is in a vacuum state, the outer tube 46 is radiatively heated by the side heat generating plate 57, so that the heat efficiency is good.

【0067】側面用熱電対69により前記インナーチュ
ーブ22下部の温度が検出され、側面用温度コントロー
ラ72により前記検出温度が設定温度と比較され、前記
側面用温度コントローラ72により前記側面用3相交流
電源68がフィードバック制御され、前記インナーチュ
ーブ22下部の温度が前記設定温度に維持される。
The temperature of the lower portion of the inner tube 22 is detected by the thermocouple 69 for the side surface, and the detected temperature is compared with the set temperature by the temperature controller 72 for the side surface. 68 is feedback-controlled, and the temperature of the lower portion of the inner tube 22 is maintained at the set temperature.

【0068】前記側面用発熱プレート57は板状である
為、大電流の供給により急速に発熱しても破断する虞れ
はなく、寿命が長くなる。而して、前記インナーチュー
ブは100℃/分の昇温速度で加熱される。
Since the side heat generating plate 57 is plate-shaped, there is no fear that the heat generating plate 57 will be broken even if the heat is rapidly generated by supplying a large current, and the life is prolonged. Thus, the inner tube is heated at a rate of 100 ° C./min.

【0069】不純物拡散処理等の均熱処理は以下の通り
に行われる。
The soaking process such as the impurity diffusion process is performed as follows.

【0070】前記上面用温度コントローラ79の設定温
度と前記側面用温度コントローラ72の設定温度とが等
しく例えば900℃に設定される。
The set temperature of the upper surface temperature controller 79 and the set temperature of the side surface temperature controller 72 are set to, for example, 900 ° C.

【0071】前記上面用3相交流電源76からの3相交
流により前記上面用発熱プレート73が均一に発熱し、
前記上面用熱電対77により前記インナーチューブ22
上部の温度が検出され、前記上面用温度コントローラ7
9により前記検出温度が設定温度900℃と比較され、
前記上面用3相交流電源76がフィードバック制御さ
れ、前記インナーチューブ22上部の温度が900℃に
維持される。
The three-phase alternating current from the three-phase AC power source 76 causes the upper surface heating plate 73 to generate heat evenly,
The inner tube 22 is formed by the upper surface thermocouple 77.
The temperature of the upper part is detected, and the temperature controller 7 for the upper surface is detected.
9, the detected temperature is compared with the set temperature of 900 ° C.,
The three-phase AC power supply 76 for the upper surface is feedback-controlled, and the temperature above the inner tube 22 is maintained at 900 ° C.

【0072】前記側面用3相交流電源68からの3相交
流により前記側面用発熱プレート57が板厚に反比例し
て発熱し、該側面用発熱プレート57からの電子線によ
り前記アウターチューブ46の下部及び前記インナーチ
ューブ22の下部がより強く加熱されるが、前記下段6
1部からの熱は前記炉口フランジ32に逃げる為、前記
インナーチューブ22内部の上下方向温度分布は実質的
に均一になる。側面用熱電対69により前記アウターチ
ューブ46下部の温度が検出され、側面用温度コントロ
ーラ72により前記検出温度が設定温度900℃と比較
され、前記側面用3相交流電源68がフィードバック制
御され、前記インナーチューブ22下部の温度が900
℃に維持される。
The side heat generating plate 57 generates heat in inverse proportion to the plate thickness by the three-phase alternating current from the side three-phase AC power supply 68, and the electron beam from the side heat generating plate 57 causes the lower part of the outer tube 46 to be heated. And the lower part of the inner tube 22 is heated more strongly.
Since heat from one part escapes to the furnace port flange 32, the temperature distribution in the vertical direction inside the inner tube 22 becomes substantially uniform. The temperature of the lower portion of the outer tube 46 is detected by the thermocouple 69 for the side surface, the detected temperature is compared with a set temperature of 900 ° C. by the temperature controller 72 for the side surface, and the three-phase AC power supply 68 for the side surface is feedback-controlled. The temperature at the bottom of the tube 22 is 900
C. is maintained.

【0073】而して、前記インナーチューブ22内部の
上下方向温度分布は図3に示す様に温度勾配がなく、設
定温度900℃に均一加熱され、前記インナーチューブ
22を通して前記基板6が900℃で均熱処理される。
The temperature distribution in the vertical direction inside the inner tube 22 has no temperature gradient as shown in FIG. 3 and is uniformly heated to a set temperature of 900 ° C. It is soaked.

【0074】又、CVD処理等の場合は以下の通りに行
われる。
In the case of a CVD process or the like, the process is performed as follows.

【0075】前記上面用温度コントローラ79の設定温
度を900℃とし、且つ前記側面用温度コントローラ7
2の設定温度を880℃として所要の温度勾配が設定さ
れる。
The set temperature of the upper surface temperature controller 79 is set to 900 ° C., and the side surface temperature controller 7
The required temperature gradient is set assuming that the set temperature of No. 2 is 880 ° C.

【0076】前述の様に前記上面用熱電対77及び前記
上面用温度コントローラ79により前記上面用3相交流
電源76がフィードバック制御され、前記インナーチュ
ーブ22上部の温度が900℃に維持される。
As described above, the three-phase AC power supply 76 for the upper surface is feedback-controlled by the thermocouple 77 for the upper surface and the temperature controller 79 for the upper surface, and the temperature of the upper portion of the inner tube 22 is maintained at 900 ° C.

【0077】側面用熱電対69及び側面用温度コントロ
ーラ72により前記側面用3相交流電源68がフィード
バック制御され、前記インナーチューブ22下部の温度
が880℃に維持される。
The three-phase AC power supply 68 for the side surface is feedback-controlled by the thermocouple 69 for the side surface and the temperature controller 72 for the side surface, and the temperature of the lower portion of the inner tube 22 is maintained at 880 ° C.

【0078】而して、図3に示す様に前記インナーチュ
ーブ22の下部で880℃、上部で900℃の温度勾配
が得られる。
As shown in FIG. 3, a temperature gradient of 880 ° C. is obtained at the lower portion of the inner tube 22 and 900 ° C. is obtained at the upper portion.

【0079】前記ロードロックチャンバ14側の反応ガ
ス供給通路36から反応ガスが供給されると、該反応ガ
スは炉口フランジ32側の反応ガス供給通路36を通っ
て前記インナーチューブ22の内部に供給され、前記反
応ガスは前記インナーチューブ22の内部を上昇し、前
記基板6のCVD処理が行われる。前記CVD処理後の
反応ガスは前記インナーチューブ22と前記アウターチ
ューブ46の隙間を通り、反応ガス排出通路38から排
出され、図示しない回収装置により回収される。
When the reactant gas is supplied from the reactant gas supply passage 36 on the load lock chamber 14 side, the reactant gas is supplied into the inner tube 22 through the reactant gas supply passage 36 on the furnace port flange 32 side. Then, the reaction gas rises inside the inner tube 22, and the substrate 6 is subjected to the CVD process. The reaction gas after the CVD process passes through a gap between the inner tube 22 and the outer tube 46, is discharged from the reaction gas discharge passage 38, and is recovered by a recovery device (not shown).

【0080】前記インナーチューブ22内部の反応ガス
濃度は図4に示す様に下部の濃度が高く、上部は高さに
反比例して濃度が低くなっている。前記インナーチュー
ブ22内部の温度勾配は下部が低く上部が高くなってい
る為、前記インナーチューブ22の下部では高濃度の反
応ガスが低い温度で加熱される。前記インナーチューブ
22の上部では低濃度の反応ガスが高い温度で加熱され
る為、前記下部と前記上部で成膜速度が等しくなり、前
記下部と前記上部で膜厚が一定になる。
As shown in FIG. 4, the concentration of the reactant gas inside the inner tube 22 is high at the lower part and lower at the upper part in inverse proportion to the height. Since the temperature gradient inside the inner tube 22 is lower at the lower portion and higher at the upper portion, a high-concentration reaction gas is heated at a lower temperature at the lower portion of the inner tube 22. Since the low-concentration reaction gas is heated at a high temperature in the upper part of the inner tube 22, the film forming speed is equal in the lower part and the upper part, and the film thickness is constant in the lower part and the upper part.

【0081】以上の拡散処理或はCVD等の処理に於い
て、前記上面用発熱プレート73、前記上面用端子棒7
5、前記側面用発熱プレート57及び前記側面用端子棒
67の材質はいずれも非金属のカーボン製であり、その
他の導電部品がカーボン製ブロック65、カーボン製ボ
ルト66である為金属汚染の虞れがない。又前記アウタ
ーチューブ46の材質が炭化ケイ素等の断熱材である
為、前記アウターチューブ46の内部にパーティクルが
混入するのが防止される。
In the above-described diffusion process or the process such as CVD, the upper surface heating plate 73 and the upper surface terminal rod 7 are formed.
5. The material of the side surface heat generating plate 57 and the side surface terminal rod 67 are all made of non-metallic carbon, and the other conductive components are the carbon block 65 and the carbon bolt 66, which may cause metal contamination. There is no. Further, since the material of the outer tube 46 is a heat insulating material such as silicon carbide, it is possible to prevent particles from entering the inside of the outer tube 46.

【0082】前記処理の終了後、前記上面用温度コント
ローラ79により前記上面用3相交流電源76がOFF
になり、又前記側面用温度コントローラ72により前記
側面用3相交流電源68がOFFになる。
After the above processing is completed, the upper surface temperature controller 79 turns off the upper surface three-phase AC power supply 76.
The three-phase AC power supply 68 for the side is turned off by the temperature controller 72 for the side.

【0083】冷却用空気導入ゲートバルブ85が開とな
り、冷却用空気が冷却用空気導入パイプ84を通って前
記周壁部断熱材55と前記アウターチューブ46との間
に流入する。
When the cooling air introduction gate valve 85 is opened, the cooling air flows through the cooling air introduction pipe 84 between the peripheral wall heat insulating material 55 and the outer tube 46.

【0084】排気用ブロア89が作動され、冷却用空気
排出ゲートバルブ86が開となると、前記周壁部断熱材
55と前記アウターチューブ46との間に流入した冷却
用空気は上昇し、該冷却用空気により前記側面用発熱プ
レート57が冷却される。前記冷却用空気は更に上昇
し、前記上面用発熱プレート73が前記冷却用空気によ
り冷却され、前記反応炉31内部の熱は外部に排出され
る。而して、前記側面用発熱プレート57及び前記上面
用発熱プレート73は前記冷却用空気により強制的に冷
却され、前記反応炉31の内部は50℃/分の降温速度
で急速に冷却される。
When the exhaust blower 89 is operated and the cooling air discharge gate valve 86 is opened, the cooling air flowing between the peripheral wall heat insulating material 55 and the outer tube 46 rises, and the cooling air is discharged. The side heat generating plate 57 is cooled by air. The cooling air further rises, the upper heat generating plate 73 is cooled by the cooling air, and the heat inside the reaction furnace 31 is discharged to the outside. Thus, the side heat generating plate 57 and the upper surface heat generating plate 73 are forcibly cooled by the cooling air, and the inside of the reaction furnace 31 is rapidly cooled at a cooling rate of 50 ° C./min.

【0085】前記側面用発熱プレート57及び前記上面
用発熱プレート73は形状がプレート状である為、急速
に冷却されても破断する虞れはなく、寿命が長くなる。
Since the side heat generating plate 57 and the upper surface heat generating plate 73 are plate-shaped, there is no danger of breaking even if they are rapidly cooled, and the life is prolonged.

【0086】該冷却用空気は前記上面用発熱プレート7
3の周囲及び冷却用空気通孔74を通って冷却用空気排
出孔54に入り、前記冷却用空気は冷却用空気排出口4
9を経て冷却用空気排気用パイプ82を流れ、ラジエー
タ88により熱交換された後、大気に放出される。
The cooling air is supplied to the heating plate 7 for the upper surface.
The cooling air enters the cooling air outlet 54 through the periphery of the cooling air outlet 3 and the cooling air passage 74, and the cooling air is supplied to the cooling air outlet 4.
After flowing through the pipe 82 for cooling air exhaust through 9, the heat is exchanged by the radiator 88 and then released to the atmosphere.

【0087】前記側面用発熱プレート57及び前記上面
用発熱プレート73が冷却され、前記反応炉31の内部
が所定の温度迄降温した後、前記排出ブロア89が停止
され、前記冷却用空気排出ゲートバルブ86及び前記冷
却用空気導入ゲートバルブ85が閉となり、その後前記
ボート18が前記反応炉31から引出される。
After the side heat generating plate 57 and the upper surface heat generating plate 73 are cooled and the inside of the reaction furnace 31 is cooled to a predetermined temperature, the discharge blower 89 is stopped and the cooling air discharge gate valve is turned off. 86 and the cooling air introduction gate valve 85 are closed, and then the boat 18 is withdrawn from the reaction furnace 31.

【0088】前記反応炉31は急速昇温及び急速降温を
繰返すことができる為、前記反応炉31による処理のス
ループットが向上し、生産効率が高められる。
Since the temperature of the reaction furnace 31 can be repeatedly raised and lowered rapidly, the throughput of the processing by the reaction furnace 31 is improved, and the production efficiency is improved.

【0089】以上の処理の間、前記上面用発熱プレート
73の上方への発熱は上部断熱材53に遮断され、且つ
前記側面用発熱プレート57の外方への発熱は周壁部断
熱材55により遮断される。前記ヒータ外筒41は図示
しない水冷用パイプにより冷却される。
During the above processing, heat generated above the upper surface heat generating plate 73 is blocked by the upper heat insulating material 53, and heat generated outside the side surface heat generating plate 57 is blocked by the peripheral wall heat insulating material 55. Is done. The heater outer cylinder 41 is cooled by a water cooling pipe (not shown).

【0090】尚、本発明の半導体製造装置は上述の実施
の形態に限定されるものではなく、前記発熱プレートは
カーボン製以外の非金属製の電気発熱性の耐熱材でもよ
く、前記側面用発熱プレート57は3枚以上であればよ
く、前記側面用発熱プレート57は円筒状でもよく、前
記側面用発熱プレート57の板厚変化はなくてもよく又
板厚の変化は4段以上でもよいこと、或は連続的に変化
し下方に向かって薄くなってもよいこと、前記上面用発
熱プレート73は3角形以上の角形でもよく、又前記上
面用発熱プレート73はスリットがなくてもよいこと、
前記アウターチューブ46は炭化ケイ素以外の耐熱材と
してもよいこと、温度検出位置は前記インナーチューブ
22の任意の位置としてよいことは勿論である。
The semiconductor manufacturing apparatus of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the heat generating plate may be made of a non-metallic non-metallic heat-resistant material other than carbon. The number of the plates 57 may be three or more, the side heat generating plate 57 may be cylindrical, the thickness of the side heat generating plate 57 may not be changed, and the change of the plate thickness may be four or more steps. Or that it may change continuously and become thinner downward, the upper surface heating plate 73 may be a triangle or more, and the upper surface heating plate 73 may not have a slit.
Of course, the outer tube 46 may be made of a heat-resistant material other than silicon carbide, and the temperature detection position may be an arbitrary position of the inner tube 22.

【0091】[0091]

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、発熱体
として発熱プレートにより反応管を加熱するので、10
0℃/分の急速昇温が可能であり、且つ急速な発熱を繰
返しても、前記発熱プレートが破断する虞れがなく、前
記発熱プレートの寿命が長くなる。
As described above, according to the present invention, the reaction tube is heated by the heating plate as the heating element.
A rapid temperature rise of 0 ° C./min is possible, and even if rapid heat generation is repeated, there is no fear that the heat generation plate is broken, and the life of the heat generation plate is extended.

【0092】前記発熱プレートは非金属製なので、前記
処理に於いて基板が金属汚染される虞れがない。
Since the heat generating plate is made of non-metal, there is no possibility that the substrate is contaminated with metal in the processing.

【0093】上面用発熱プレートと側面用発熱プレート
とにより温度制御して加熱すれば、反応管を任意の温度
に加熱することができ、温度勾配加熱及び均熱加熱のい
ずれも可能である。
If the temperature is controlled and heated by the upper surface side heat generation plate and the side surface heat generation plate, the reaction tube can be heated to an arbitrary temperature, and both the temperature gradient heating and the uniform heating are possible.

【0094】2箇所の温度検出により温度制御すれば、
温度制御機構が簡易化され、装置コストが低減される。
If temperature control is performed by detecting two temperatures,
The temperature control mechanism is simplified, and the equipment cost is reduced.

【0095】発熱プレートの板厚が部位により異なれ
ば、前記板厚に反比例した温度分布により反応管を加熱
することができる。
If the plate thickness of the heat generating plate varies depending on the portion, the reaction tube can be heated with a temperature distribution inversely proportional to the plate thickness.

【0096】前記反応容器と前記反応管との間の空間に
冷却用空気が流通されると、前記発熱プレートが強制的
に冷却され、前記反応管が50℃/分で急速に降温さ
れ、前記急速加熱と相俟って前記処理のスループットが
向上し、生産性が向上する等種々の優れた効果を発揮す
る。
When cooling air flows through the space between the reaction vessel and the reaction tube, the heat generating plate is forcibly cooled, and the temperature of the reaction tube is rapidly lowered at 50 ° C./min. In combination with the rapid heating, various excellent effects such as an improvement in the throughput of the treatment and an improvement in the productivity are exhibited.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に於ける反応炉の断面図で
ある。
FIG. 1 is a sectional view of a reactor according to an embodiment of the present invention.

【図2】該実施の形態に於ける側面用発熱プレートの斜
視図である。
FIG. 2 is a perspective view of a side heat generating plate according to the embodiment.

【図3】該実施の形態に於ける反応炉の温度分布を示す
線図である。
FIG. 3 is a diagram showing a temperature distribution of a reactor in the embodiment.

【図4】該実施の形態に於ける反応炉内部の温度及び反
応ガス濃度と膜厚との関係を示す線図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a temperature inside a reaction furnace, a reaction gas concentration and a film thickness in the embodiment.

【図5】従来例の側面図である。FIG. 5 is a side view of a conventional example.

【図6】該従来例に於ける反応炉の断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a reaction furnace in the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6 基板 18 ボート 22 インナーチューブ 31 反応炉 32 ヒータベース 34 炉口 35 炉口キャップ 41 ヒータ外筒 46 アウターチューブ 49 冷却用空気排出口 54 冷却用空気排出孔 57 側面用発熱プレート 65 カーボン製ブロック 66 カーボン製ボルト 67 側面用端子棒 68 側面用3相交流電源 69 側面用熱電対 72 側面用温度コントローラ 73 上面用発熱プレート 75 上面用端子棒 76 上面用3相交流電源 77 上面用熱電対 79 上面用温度コントローラ 84 冷却用空気導入パイプ 85 冷却用空気導入ゲートバルブ 86 冷却用空気排出ゲートバルブ 87 冷却用空気排出パイプ 6 Substrate 18 Boat 22 Inner Tube 31 Reactor 32 Heater Base 34 Furnace Port 35 Furnace Port Cap 41 Heater Outer Tube 46 Outer Tube 49 Cooling Air Outlet 54 Cooling Air Outlet 57 Side Heating Plate 65 Carbon Block 66 Carbon Bolts 67 Side terminal rod 68 Side three-phase AC power supply 69 Side thermocouple 72 Side temperature controller 73 Upper surface heating plate 75 Upper surface terminal rod 76 Upper surface three-phase AC power supply 77 Upper surface thermocouple 79 Upper surface temperature Controller 84 Cooling air inlet pipe 85 Cooling air inlet gate valve 86 Cooling air outlet gate valve 87 Cooling air outlet pipe

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 圷 則夫 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 渡辺 文夫 茨城県つくば市上横場2157−1豊島ビル 助川電気工業株式会社内 Fターム(参考) 4K030 CA04 CA12 KA04 KA05 KA23 5F045 AF03 BB03 BB08 BB14 DP19 DQ05 EC02 EJ04 EJ10 EK06 EK08 EK21 EK25 EK27 EK30 GB05  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Norio Akutsu 3-14-20 Higashinakano, Nakano-ku, Tokyo Inside Kokusai Denki Co., Ltd. F term in the company (reference) 4K030 CA04 CA12 KA04 KA05 KA23 5F045 AF03 BB03 BB08 BB14 DP19 DQ05 EC02 EJ04 EJ10 EK06 EK08 EK21 EK25 EK27 EK30 GB05

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の基板を収容し所定の処理を施す反
応管と、該反応管内部を加熱する加熱手段とを有する半
導体製造装置に於いて、前記加熱手段は、電流を流すこ
とにより発熱する発熱プレートを具備し、該発熱プレー
トは前記反応管周囲を取囲む様に配置されたことを特徴
とする半導体製造装置。
In a semiconductor manufacturing apparatus having a reaction tube for accommodating a plurality of substrates and performing predetermined processing and a heating unit for heating the inside of the reaction tube, the heating unit generates heat by flowing an electric current. A semiconductor manufacturing apparatus, comprising: a heat generating plate, wherein the heat generating plate surrounds the periphery of the reaction tube.
【請求項2】 前記発熱プレートは部位により厚みが異
なる請求項1の半導体製造装置。
2. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein said heat generating plate has a different thickness depending on a portion.
【請求項3】 前記加熱手段を取囲み該加熱手段の存在
する空間を密閉する容器と、該容器内を減圧するポンプ
とを有し、加熱中は前記容器内を減圧状態とする請求項
1又は請求項2の半導体製造装置。
3. A container surrounding the heating means and enclosing a space in which the heating means is present, and a pump for reducing the pressure in the container, wherein the pressure in the container is reduced during heating. Alternatively, the semiconductor manufacturing apparatus according to claim 2.
【請求項4】 半導体製造装置に於いて、前記加熱手段
を取囲む容器と、処理後に前記加熱手段の存在する空間
に空気を導入する手段と、導入した空気を排気する排気
手段とを有する請求項1、請求項2又は請求項3の半導
体製造装置。
4. A semiconductor manufacturing apparatus, comprising: a container surrounding the heating means; means for introducing air into a space where the heating means is present after processing; and exhaust means for exhausting the introduced air. 4. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, 2 or 3.
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