JPH0311621A - 半導体ウエハ熱処理装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体製造工程に使用する半導体ウェハ熱処理
装置に関する。

〔従来の技術〕

半導体製造工程において、半導体ウェハを高温に維持さ
れた反応管内に挿入し、反応ガスを反応管内に流して熱
処理する工程がある。

従来、この種の縦型の熱処理装置は、以下の構成及び動
作機能を備えていた。すなわち、反応管はヒーター内に
設置されて高温に加熱され、反応管内には不活性ガスが
流入されている。

次に、半導体ウェハを水平かつ平行に収納したボートを
反応管内に挿入する。挿入後、反応管内のガスを不活性
ガスから反応ガスに切換えて流入させ、半導体ウェハは
熱処理される。所定処理時間経過後、反応ガスから不活
性ガスに再度切換えられ、半導体ウェハが収納されたボ
ートは搬出される。

従来の熱処理装置を図を用いて説明する。第３図はその
構成概要を示す断面図である。

半導体ウェハ］はボー１−２内に水平かつ平行に収納さ
れ、ボート２は断熱キャップ３上に搭載され、断熱キャ
ップ３は上下駆動機構部４と連結されている。反応管５
はヒーター６内に固定されている。

ガス配管１３は、ヒータ−６内部を反応管５の側面に沿
って反応管５の頭部に接続され、カスユニット１０にて
不活性ガスと反応ガスとが切換えられ、圧力及び流量を
調整されたガスは、ガス配管１３を通り反応管５内部に
流入する。反応管５には排気配管１４が接続され、反応
管５内部のガスは排気配管１４を通り排気される。

ここでボート２、断熱キャップ３、反応管５、カス配管
１３は、高温における不純物拡散を防止゛するため、高
純度の石英等を材料としているのが一般的である。

半導体ウェハ１はポート２内に刻まれた溝に等間隔に収
納され、ボート２は断熱キャップ３上に搭載される。反
応管５内部はヒーター６により高温に加熱され、且つカ
スユニット１０により圧力及び流量の調整された不活性
カスがカス配管１Ｂを通り反応管５内に流入され、不活
性ガスにて充満されている。

次いで半導体ウェハ１、ボート２、断熱キャップ３は、
ボー１−上下駆動機横部４の上昇動作により反応管５内
に挿入され、高温に加熱される。挿入後、カスユニット
１０にて圧力及び流量の調整された反応カスか反応管５
内に流入され、熱処理が行われる。所定時間経過後、再
度ガスユニット１０にて不活性カスに切換えられ、反応
ガスは排気配管１４を通り反応管５外に排出される。そ
して、半導体ウェハ１、ボート２、断熱キャップ３は、
ホーｌ−上下駆動機構部４の下降動作により下降し、下
降後、常温に冷却されて熱処理は終了する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の半導体ウェハ熱処理装置は、半導体ウェ
ハの反応管内への挿入時に周囲雰囲気と隔離されていな
いため、反応管内に周囲雰囲気を巻き込み、加熱中の半
導体ウェハと周囲雰囲気中の反応ガスとが反応し、制御
困難な熱処理が行われる。

又、反応管口から反応管内部への温度変化が大きい構造
てあり、半導体ウェハは急激な温度変化に脆弱なためボ
ート」１下動作を遅くする必要かあり、そのためポート
内の上部と下部の熱履歴か大きく異なるという問題があ
る。

更に、反応管からの半導体ウェハ搬出時に、周囲雰囲気
中に高温の半導体ウェハがさらされるため、周囲雰囲気
中の反応ガスと半導体ウェハとか反応してしまうという
欠点がある。

従来の熱処理装置では、上記問題点の対策として、半導
体ウェハ及びポート搬入用時に不活性カスの流量を多く
していたが、反応管内の温度分布を悪くするという問題
があった。

又、他の対策として、反応管内を低温の状態にして半導
体ウェハを挿入し、挿入完了後加熱し、規定温度到達後
、不活性ガスから反応ガスに切換え、一定処理時間経過
後、再び低温の状態にして半導体ウェハを搬出する動作
を行っているが、熱処理時間が非常に長くなる問題があ
った。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、半導体ウェハを収納したボートを搭載して上
下し縦型反応管へのボートの挿入搬出を行なうボート上
下駆動機構を備えた半導体ウェハ熱処理装置において、
前記反応管を上下させヒーター内に出し入れする反応管
上下駆動機構と、前記反応管を降下させて前記ホード及
び半導体ウェハを密閉し反応管内部を真空引きする真空
ポンプとを設けた半導体ウェハ熱処理装置である。

〔実施例〕

次に本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成を示す断面図である。

半導体ウェハ１はボーｌ〜２に水平かつ平行に収納され
、ボート２は断熱キャップ３」二に搭載され、断熱キャ
ップ３はホード」二下駆動機構部４と連結されている。

断熱キャップ３には、ガスをボー１〜２の上部に導くイ
ンジェクター８と、インジェクター８にカスを導くガス
配管つと、排気配管１］とが接続されている。カス配管
９には、ガスの切換え、流量及び圧力の調整を行うカス
ユニット１０が接続されている。排気配管］１には、真
空ポンプ１２が接続されている。

ガス配管９及び排気配管］０は、断熱キャップ３が上下
動するため、断熱キャップ３の下部分で伸縮するように
なっている。反応管５は、反応管上下駆動機構部７によ
りヒータ−６内部に挿入され、又、ボート２を覆う操上
下動する。

第２図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）は本発明の一実施例の動
作図である。

図（ａ）に示すように、反応管５は反応管上下駆動機構
部７により押し上げられ、ヒーター６内に収納されてい
る。断熱キャップ３はボート上下駆動機構部４により下
降しており、半導体ウェハ１が等間隔に整然とボート２
に収納され、ボート２は断熱キャップ３上に搭載されて
いる。

次に、図（ｂ′）に示すように、反応管５は反応管上下
駆動機構部７の下降動作により半導体ウェハ１及びボー
ト２を覆い、反応管５内は密閉状態となる。その後に真
空ポンプ１２を動作させ、反応管５内部を真空状態にす
る。

次に、図（ｃ）に示すように、反応管上下駆動機構部７
及びボート上下駆動機構部４の連動する上昇動作により
、反応管５は内部を真空状態にしたままヒーター６内に
挿入される。そして、ガス配管９を通り不活性ガスが反
応管５内に流入し、半導体ウェハ１−及びホード２は加
熱される。

次に、不活性ガスは反応ガスに切換えられ、熱処理が行
われる。所定時間経過後、再度真空ポンプ１２を動作さ
せ、反応管５内を真空状態にし、挿入時と反対に反応管
上下駆動機構部７とボート上下駆動機構部４とは連動し
て下降し、反応管５内に不活性ガスを流入し、冷却する
。

最後に、反応管５のみが反応管上下駆動機構部７の上昇
動作によりヒーター６内に挿入され、半導体ウェハ１及
びボー１−２は断熱キャップ３より取り出される。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、半導体ウェハを加熱する
前に反応管を下降させて半導体ウェハを覆い、反応管内
を密閉真空状態にすることによって半導体ウェハ加熱時
の周囲雰囲気の混入はなくなり、反応はヒーター内の規
定温度時間にのみ行われる。

又、周囲雰囲気の混入の問題がないため、半導体ウェハ
のヒーター内への挿入搬出速度を速くすることができ、
ボート内上下間の熱履歴の差を少なくすることができる
。

以上のように反応がヒーター内のみで行われ、ボート内
の上下間熱履歴差を少なくする熱処理を可能としたため
、良質で且つばらつきのない半導体ウェハの熱処理がで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図（ａ）
、（ｂ）、（ｃ）はその動作図、第３図は従来の熱処理
装置を示す断面図である。 １・・半導体ウェハ、２・・・ボート、３・・・断熱キ
ャップ、４・・・ボート上下駆動機構部、５・・・反応
管、６・・・ヒーター、７・・・反応管上下駆動機構部
、８・・インジェクター、９・・・ガス配管、１０・・
・ガスユニット、１１・・・排気配管、１２・・・真空
ポンプ、１３・・・ガス配管、１４・・・排気配管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体ウェハを収納したボートを搭載して上下し縦型反
   応管へのボートの挿入搬出を行なうボート上下駆動機構
   を備えた半導体ウェハ熱処理装置において、前記反応管
   を上下させヒーター内に出し入れする反応管上下駆動機
   構と、前記反応管を降下させて前記ボート及び半導体ウ
   ェハを密閉し反応管内部を真空引きする真空ポンプとを
   設けたことを特徴とする半導体ウェハ熱処理装置。