異なるタイプの反応器間の構造の違い

熱処理装置（ファーネスチューブ装置）は反応室の構成により、縦型ファーネスチューブ、横型ファーネスチューブ、急速熱処理（RTP）炉の3つに大きく分類されます。

縦型炉管には石英管が垂直に配置されており、ウェハは加熱のために管の周囲に配置されます。その主な利点は、均一な温度分布、正確な雰囲気制御、高度な自動化、粒子汚染の低減、設置面積の小ささ、バッチ処理のサポート (特に 12 インチ ウェーハに適しています) であり、現在入手可能な装置の主流となっています。世界市場規模は2024年に32億ドルに達しました（SEMIデータ）。欠点としては、気液分離が容易であること、媒体の下向きの流れにより炉管が焼損する可能性があることが挙げられます。

横型炉管には石英管が水平に配置されており、一度に 100 ～ 200 枚のウェーハを処理します。それらの利点には、炉心管内の気液の流れが均一であり、温度制御がより正確であることが含まれます。欠点としては、設置面積が大きくなることと、高合金鋼の中間チューブサポートの消費量が増えることが挙げられます。構造的には、水平炉管は処理のために水平管内にウェーハを垂直に置きます。

急速熱アニーリング (RTP) 炉は、ハロゲン赤外線ランプを使用して枚葉ウェーハを急速加熱し、チャンバー温度を変更せずにウェーハ温度のみを変化させる高速加熱および冷却速度を提供します。これらは小バッチの急速アニーリングには適していますが、大量生産には適していません。

ウェーハ処理では、水平炉チューブによってウェーハが石英ボート上に配置され、ウェーハは炭化ケイ素 (SiC) サポート フレーム上に置かれます。次に、支持フレームが石英炉管内に押し込まれ、そこでウェーハが一定温度ゾーンで反応を受けます。一方、縦型炉心管では、ウェーハを石英タワーの上に置き、石英炉心管内にゆっくりと持ち上げて処理します。反応後、ウェーハは曲がりや破損を防ぐためにゆっくりと下降します。

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