JPH02250326A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 し産業上の利用分野］ 本発明は半導体製造工程におけるシリコンウェーハの酸
化工程において、燃焼酸化用炉芯管の寿命を延ばすとと
もに、この燃焼酸化用炉芯管からの発塵をおさえ、半導
体デバイスの歩留を向上できる炉芯管を備えた半導体製
造装置に関する。

［従来の技術］ 従来使用されている燃焼酸化用炉芯管を備えた半導体製
造装置は、この炉芯管の材質が主として石英であり、特
に高温で使用する場合にはＳｉＣで製造する場合もある
。

従来のパイロジェニック酸化（酸素−水素燃焼酸化）法
では、炉芯管の内部に供給管から夫々水素及び酸素ガス
を供給し、炉芯管の内部に突出した水素ガス供給管の先
端で水素ガスを燃焼させ炉芯管の内部に配置したシリコ
ンウェーハを酸化している。この炉芯管及びガス供給管
は従来はすべて石英でつくられている。

しかしながら、この構造及び酸化の方法では、水素ガス
供給管の先端の周囲が高温の水蒸気で満たされ、炉芯管
の内部に突出した水素供給管の部位は水素の還元性雰囲
気にさらされる。とくに先端部では水素／酸素の燃焼に
よる発熱のため特に高温となる。

このような環境下においては、石英製のガス供給管の先
端部は短期間の内に失透し、石英ガラスの失透及びこの
失透と同時にＳ；０２が発生し、これにより生じた不純
物粒子が炉芯管内部でガスに混入してシリコンウェーハ
に付着し、シリコンウェーハを酸化するときのデバイス
の歩留を低下させるとともにガス供給管自身が除々に滅
失し使用不能となる。ガス供給管の先端部の内側はＳｉ
Ｏ２が還元されＳｉＯの蒸発と析出を生じ同様に不純物
粒子の発生及びガス供給管の滅失の原因となる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は上記の従来技術の欠点を改善し、不純物
粒子の発生及び水素ガス供給管の滅失がなく半導体デバ
イスの歩留を向上し得るとともに寿命の長い炉芯管を提
供、することにある。

［課題を達成するための手段］ 本発明によれば本発明の前記目的は、パイロジェニック
酸化に使用する炉芯管を備えた半導体製造装置であ−）
て、前記炉芯管は、先端部が前記炉芯管の内部に突出す
るように前記炉芯管に取付けられた水素ガス供給管と、
前記炉芯管の内部と連通ずるように前記炉芯管に取付け
られた酸素ガス供給管とを備えており、前記水素ガス供
給管の前記先端部が高耐熱性・高純度のセラミックス製
である装置によって達成される。

［作用コ 水素ガス供給管の先端部が高耐熱性・高純度のセラミッ
クス製であるが故に、高温下における水素ガス供給管の
先端部の滅失による炉芯管のか命の低下を防止し得、か
つ不純物粒子の発生に起因するシリコンウェーハの不良
品を減らすことによって酸化すべき半導体デバイスの歩
留を向上し得る。

［具体例コ 本発明を具体例に基づいて説明する。第１図において、
１は水素ガス供給管、２はその先端部、３は先端部２に
取付られな先端部材、４は炉芯管、５は酸素ガス供給管
、６は酸化すべきシリコンウェーハ及び７はシリコンウ
ェーハ６を支持する支持台を示す、炉芯管４には水素ガ
ス供給管１及び酸素ガス供給管５が夫々炉芯管４の閉鎖
端を貫通しかつ先端部２が炉芯管４の中に突出するよう
に炉芯管４に取付けられている。

高温で水蒸気及び水素ガスにさらされる水素ガス供給管
１の先端部２に取付られな先端部材３を高耐熱性・高純
度セラミックス、例えばＳｉ　３Ｎ　４焼結体、ＳｉＣ
焼結体、Ａｔ　２０３焼結体などで作製する。先端部材
３は先端部２に脱着可能に取付られている。

先端部材３は先端部２を前述の高耐熱性・高純度セラミ
ックスでコーティングしてもよく、あるいは前述の高耐
熱性・高純度セラミックスを使用して水素ガス供給管と
一体的に作製してもよい。

コスト及び加工性からみれば先端部材３は別個に作製し
先端部２に取付けることが実用的である。

先端部材３は高１１ｉｔ熱性・高純度セラミックス製で
あり、例えば材料としては、Ｓｉ　３Ｎ　４焼結体、Ｓ
ｉＣ焼結体（Ｓｉ含浸品も含む）、＾１　。０３焼結体
又は単結晶ＡＩ　２０３．サイアロン等がある。Ｔ：２
０３、　Ｔｏｏ　　（ａ　）、ＢＮ（ｃｕｂｉｃ）、２
ｒ０２等も使用し得るが、価格、加工性等から前王者に
比べるとやや実用性に劣る０本具体例のセラミックの高
耐熱性の程度としては耐熱温度が１．５ＧＯ”Ｃ５同高
純度の程度としては純度が９９％以上であることが好ま
しい、これらのセラミックス以外の部材例えばガス供給
管全体あるいは炉芯管全体を高純度・高耐熱性かつ高温
・還元性雰囲気で失透しないか又は多量に蒸発すること
のない材質であってシリコンウェーハの特性に悪影響を
及ぼさない材質のものであってもよい。

ムライト等いわゆる耐火煉瓦系統の材料は耐熱・耐浸触
性はあるがシリコンウェーハ特性に悪影響を与えるアル
カリ金属不純物の供給源となる傾向が強く適当ではない
。

以上述べた材料により作製された炉芯管を備えた装置に
おいて、炉芯管４の内部に酸化するシリコンウェーハを
予めセットする。ついでガス供給管１，５から酸素及び
水素を炉芯管内部に供給し、水素ガス供給管１の先端部
２を高温下（ｉ、ｏｏｏ℃〜１　、３００℃）の下で燃
焼させることによってシリコンウェーハを酸化させ、品
質の良いシリコンウェーハを製造することができる。

従来の炉芯管構造及び本発明による炉芯管において夫々
１，１００℃・３時間の粂件下でパイロジェニック酸化
を夫々３回行い、これにより酸化したシリコンウェーハ
についてウェーハ表面異物検査装置を用いてシリコンウ
ェーハ表面の不純物粒子数を計数した結果が第２図から
第７図に示されている。

従来の炉芯管の装置では石英製のものを使用し、本発明
による炉芯管を備えた装置は水素ガス供給管１に取付け
な先端部材３を高純度ＳｔＣ焼結体にて作製しなものを
使用した。

従来のｆ芯管装置の場合には、第２図では、小不純物粒
子（大きさが０．３〜０．５μｍ）の数（以下Ｓという
）が１４．中不純物粒子（大きさが０．５〜２μｌ）の
数（以下Ｍという）が４．大不純物粒子（大きさが２μ
ｍ以上）の数（以下りという）が５．計２３、第３図で
はＳが６．Ｍが３゜Ｌが８．計１７、第４図ではＳが１
２９Ｍが１゜Ｌが５．計１８であるのに対し、本発明に
係る炉芯管の場合には、第５図ではＳが３．Ｍが１．Ｌ
が０．計４、第６図ではＳが６．Ｍが０．Ｌが０゜計６
、第７図ではＳが６．Ｍが１．Ｌが１．計８であった。

このように、本発明に係る炉芯管を使用した場合には、
シリコンウェーハに付着するパーティクルの数が減少し
ていることが明らかである。なお、先端部材３と先端部
２との熱膨張率の差が小さいので高温下において先端部
材３又は先端部２が破壊するという問題点は発生しない
。

［発明の効果コ 本発明に係る装置では、水素ガス供給管の先端部が高耐
熱性・高純度のセラミックス製であるが故に、高温下に
おける水素ガス供給管の先端部の不純物粒子の発生に起
因するシリコンウェーハの不良品を減らすことによって
酸化すべき半導体デバイスの歩留を向上し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る炉芯管の具体例の説明図、第２図
から第４図は従来例の炉芯管による酸化後のシリコンウ
ェーハ表面の不純物粒子数を示す図、及び第５図から第
７図は本発明に係る炉芯管の具体例による酸化後のシリ
コンウェーハ表面の不純物粒子数を示す図である。 １・・・・・・水素ガス供給管、２・・・・・・先端部
、３・・・・・・先端部材、４・・・・・・炉芯管、５
・・・・・・酸素ガス供給管、６・・・・・・シリコン
ウェーハ。 忠脚入　東芝セラミックス株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パイロジェニック酸化に使用する炉芯管を備えた半導体
   製造装置であって、前記炉芯管は、先端部が前記炉芯管
   の内部に突出するように前記炉芯管に取付けられた水素
   ガス供給管と、前記炉芯管の内部と連通するように前記
   炉芯管に取付けられた酸素ガス供給管とを備えており、
   前記水素ガス供給管の前記先端部が高耐熱性・高純度の
   セラミックス製である装置。