JPH0361336B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0361336B2 JPH0361336B2 JP58005665A JP566583A JPH0361336B2 JP H0361336 B2 JPH0361336 B2 JP H0361336B2 JP 58005665 A JP58005665 A JP 58005665A JP 566583 A JP566583 A JP 566583A JP H0361336 B2 JPH0361336 B2 JP H0361336B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat treatment
- tube
- cap
- processing tube
- heating device
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
- H10P72/04—Apparatus for manufacture or treatment
- H10P72/0431—Apparatus for thermal treatment
- H10P72/0436—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
Description
本発明は、加熱処理システムに関するものであ
る。 従来、加熱処理システムは半導体基板を加熱装
置内に挿入し、加熱装置入口にキヤツプを施し、
所望ガスを導入し、所定時間加熱処理を行うもの
である。 以下、従来からの加熱処理システムを窒素ガス
を用いた窒素加熱処理システムを代表させ、図面
を参照して、詳細に説明する。 第１図を参照すると、キヤツプ３を終端に有す
る加熱処理治具１上に被加熱処理半導体基板４，
４′を並べ該加熱処理治具１を引き出棒２を用い
て、加熱装置５内に設置された処理管６内に挿入
し、継手７と配管８によつて接続されたガス供給
装置９から所望ガスを処理管６内に導入し、所定
時間加熱処理を行うものである。尚、キヤツプ３
は処理管６内に加熱処理治具１が入つてしまつた
時点で処理管内に収つてしまうことでキヤツプと
しての役目をはたすことになる。 しかしながら上記、従来からの窒素加熱処理シ
ステムにおいて処理された半導体基板は加熱装置
内に配置された処理管内に挿入される際あるいは
及び取り出された際に大気中の酸素が処理管入口
近傍に存在しているため不活性ガスである窒素に
て加熱処理したにもかかわらず、半導体基板と酸
素が反応を起し、所望としない酸化物が半導体基
板表面に形成され、半導体装置製造上、好しくな
い事態を招く欠点があつた。 この欠点を補うために従来から用いられた手段
としては加熱装置内と室温までの間を急速に加熱
あるいは冷却する方法すなわち半導体基板を加熱
装置内に急速に入れ出しし、急速に室温又は所望
加熱温度に保持する方法が取られていた。この従
来方法によれば急速に室温又は所望加熱温度まで
半導体基板が冷却又は加熱される為、大気中の酸
素との反応時間が短くなることとを利用して所望
としない酸化物形成を少くしようとするものであ
つた。 しかし、従来方法を採用すると急激な温度変化
の為、半導体基板に応力が加わり、半導体基板の
反り、割れが発生する事態が生じている。 この反り、割れは半導体装置を製造する上で致
命的な欠点であり、歩留の低下、品質の低下はさ
けられず、又、大口径半導体基板になればなる
程、反り、割れは増幅される域、半導体装置製造
上、克服せねばならない難関でもあつた。 本発明の目的は、半導体基板の反り、割れ等を
発生させず、所望しない酸化物を半導体基板表面
に形成させることのない加熱処理システムを提供
することである。 本発明の特徴は、多数の半導体基板を長手方向
に順に対向配置する加熱処理治具と、前記加熱処
理治具を一端より挿入する処理管と、前記処理管
を内部空間に設置し、かつ該処理管内の前記加熱
処理治具の全体を均一温度に加熱可能な加熱装置
と、前記処理管の前記一端から前記加熱処理治具
を処理管内の所定位置に入れ出しする引き出し棒
と、前記処理管の他端から前記処理管内に所望ガ
スを供給するガス供給装置とを有する加熱処理シ
ステムにおいて、前記処理管は前記加熱装置より
水平に突出しこれにより前記処理管の一端と該加
熱装置との間に処理管の冷却域を構成し、前記加
熱処理治具は、半導体基板と連立し、前記長手方
向に所定間隔で配置され、かつ、前記処理管の内
径断面積の８割相当以上の断面積を有する第１お
よび第２のキヤツプを有し、該第１のキヤツプは
該加熱処理治具の全体を該処理管内に挿入したと
きに前記対向配置される多数の半導体基板のいず
れよりも最も前記一端の側に位置するように設け
られ、前記第２のキヤツプは前記多数の半導体基
板を複数のブロツクに分割する半導体基板間に位
置するように設けられ、かつ、前記第１のキヤツ
プと第２のキヤツプとの間の距離は前記処理管の
冷却域の長さ以下である加熱処理システムにあ
る。 以下窒素加熱処理システムを代表させ、図面を
参照して本発明を詳細に説明する。 第２図を参照すると、加熱処理治具１上には３
段のキヤツプ３，３′，３″が配置されており、該
キヤツプの間に被加熱処理半導体基板４，４′，
４″が配置されている。 この状態の加熱処理治具１を引き出し棒２を用
いて加熱装置内に設置された処理管６内に入れ出
しする訳である。そして、該加熱装置により処理
管の長手方向には、該加熱装置の各端部から中央
部に対向する位置には、次第に温度が上昇する温
度遷移領域がそれぞれ形成され、該加熱装置の中
央部に対向する位置には均一温度の高温領域が形
成されている。このとき該処理管６の延長上に冷
却域６′を設置すると１段目キヤツプ３″が冷却域
６′の端部にかからない状態すなわち大気中の酸
素が存在する従来からの加熱処理システムと同等
の状態であつても被加熱処理半導体基板４″はま
だ処理管の開口端が少なくとも２段目のキヤツプ
３′で仕切られた冷却域６′の中に位置しているた
め大気中の酸素が存在しているにもかかわらず半
導体基板４″と酸素との反応は起さず所望としな
い酸化物は半導体基板表面に形成されない。 なお冷却域の長さは、加熱処理治具上に配置さ
れたキヤツプ間距離よりも長く設定する必要があ
る。更に該加熱処理治具を処理管に挿入していく
と１段目キヤツプ３″は処理管６の中に収まりキ
ヤツプとしての役目を発揮する為、処理管６に導
入されている窒素ガスを保持することになり、大
気中の酸素の影響は完全に遮断される。 以降は２段目キヤツプ３′が上記同様３″と同一
の役目を果すことになり、更に挿入された状態で
は３段目キヤツプ３が上記同様３″と同一の役目
を果すことになる。 一方、処理管６から加熱処理治具１を引き出す
場合も、挿入時と全く同一の状態が起るが挿入時
と同様のキヤツプ３，３′，３″と冷却域６′の役
目により、所望としない酸化物は半導体表面に形
成されることはない。 なお、キヤツプの大きさすなわち断面積は処理
管の内径断面積に依存するが該処理管内径断面積
の８割以上あれば効果を発揮することがわかり、
所望としない酸化物は半導体表面に形成されるこ
とはない。 表１は本発明の効果を示しており、1000℃にお
いて処理管内に窒素ガスを導入し、半導体基板で
あるシリコン基板を挿入し10分間処理した後に測
定される酸化物である二酸化シリコン膜の厚さを
エリプソメータで測定した結果を従来窒素加熱処
理システムと本発明による窒素加熱処理システム
を比較対照して示したものである。 なお、エリプソメータにて測定される値はバツ
クグランドとして10〜15（Å）が上乗せされてい
るものであり、使用したシリコン基板はボロンド
ーブ0.8〜1.0×1015（cm3）のものである。
る。 従来、加熱処理システムは半導体基板を加熱装
置内に挿入し、加熱装置入口にキヤツプを施し、
所望ガスを導入し、所定時間加熱処理を行うもの
である。 以下、従来からの加熱処理システムを窒素ガス
を用いた窒素加熱処理システムを代表させ、図面
を参照して、詳細に説明する。 第１図を参照すると、キヤツプ３を終端に有す
る加熱処理治具１上に被加熱処理半導体基板４，
４′を並べ該加熱処理治具１を引き出棒２を用い
て、加熱装置５内に設置された処理管６内に挿入
し、継手７と配管８によつて接続されたガス供給
装置９から所望ガスを処理管６内に導入し、所定
時間加熱処理を行うものである。尚、キヤツプ３
は処理管６内に加熱処理治具１が入つてしまつた
時点で処理管内に収つてしまうことでキヤツプと
しての役目をはたすことになる。 しかしながら上記、従来からの窒素加熱処理シ
ステムにおいて処理された半導体基板は加熱装置
内に配置された処理管内に挿入される際あるいは
及び取り出された際に大気中の酸素が処理管入口
近傍に存在しているため不活性ガスである窒素に
て加熱処理したにもかかわらず、半導体基板と酸
素が反応を起し、所望としない酸化物が半導体基
板表面に形成され、半導体装置製造上、好しくな
い事態を招く欠点があつた。 この欠点を補うために従来から用いられた手段
としては加熱装置内と室温までの間を急速に加熱
あるいは冷却する方法すなわち半導体基板を加熱
装置内に急速に入れ出しし、急速に室温又は所望
加熱温度に保持する方法が取られていた。この従
来方法によれば急速に室温又は所望加熱温度まで
半導体基板が冷却又は加熱される為、大気中の酸
素との反応時間が短くなることとを利用して所望
としない酸化物形成を少くしようとするものであ
つた。 しかし、従来方法を採用すると急激な温度変化
の為、半導体基板に応力が加わり、半導体基板の
反り、割れが発生する事態が生じている。 この反り、割れは半導体装置を製造する上で致
命的な欠点であり、歩留の低下、品質の低下はさ
けられず、又、大口径半導体基板になればなる
程、反り、割れは増幅される域、半導体装置製造
上、克服せねばならない難関でもあつた。 本発明の目的は、半導体基板の反り、割れ等を
発生させず、所望しない酸化物を半導体基板表面
に形成させることのない加熱処理システムを提供
することである。 本発明の特徴は、多数の半導体基板を長手方向
に順に対向配置する加熱処理治具と、前記加熱処
理治具を一端より挿入する処理管と、前記処理管
を内部空間に設置し、かつ該処理管内の前記加熱
処理治具の全体を均一温度に加熱可能な加熱装置
と、前記処理管の前記一端から前記加熱処理治具
を処理管内の所定位置に入れ出しする引き出し棒
と、前記処理管の他端から前記処理管内に所望ガ
スを供給するガス供給装置とを有する加熱処理シ
ステムにおいて、前記処理管は前記加熱装置より
水平に突出しこれにより前記処理管の一端と該加
熱装置との間に処理管の冷却域を構成し、前記加
熱処理治具は、半導体基板と連立し、前記長手方
向に所定間隔で配置され、かつ、前記処理管の内
径断面積の８割相当以上の断面積を有する第１お
よび第２のキヤツプを有し、該第１のキヤツプは
該加熱処理治具の全体を該処理管内に挿入したと
きに前記対向配置される多数の半導体基板のいず
れよりも最も前記一端の側に位置するように設け
られ、前記第２のキヤツプは前記多数の半導体基
板を複数のブロツクに分割する半導体基板間に位
置するように設けられ、かつ、前記第１のキヤツ
プと第２のキヤツプとの間の距離は前記処理管の
冷却域の長さ以下である加熱処理システムにあ
る。 以下窒素加熱処理システムを代表させ、図面を
参照して本発明を詳細に説明する。 第２図を参照すると、加熱処理治具１上には３
段のキヤツプ３，３′，３″が配置されており、該
キヤツプの間に被加熱処理半導体基板４，４′，
４″が配置されている。 この状態の加熱処理治具１を引き出し棒２を用
いて加熱装置内に設置された処理管６内に入れ出
しする訳である。そして、該加熱装置により処理
管の長手方向には、該加熱装置の各端部から中央
部に対向する位置には、次第に温度が上昇する温
度遷移領域がそれぞれ形成され、該加熱装置の中
央部に対向する位置には均一温度の高温領域が形
成されている。このとき該処理管６の延長上に冷
却域６′を設置すると１段目キヤツプ３″が冷却域
６′の端部にかからない状態すなわち大気中の酸
素が存在する従来からの加熱処理システムと同等
の状態であつても被加熱処理半導体基板４″はま
だ処理管の開口端が少なくとも２段目のキヤツプ
３′で仕切られた冷却域６′の中に位置しているた
め大気中の酸素が存在しているにもかかわらず半
導体基板４″と酸素との反応は起さず所望としな
い酸化物は半導体基板表面に形成されない。 なお冷却域の長さは、加熱処理治具上に配置さ
れたキヤツプ間距離よりも長く設定する必要があ
る。更に該加熱処理治具を処理管に挿入していく
と１段目キヤツプ３″は処理管６の中に収まりキ
ヤツプとしての役目を発揮する為、処理管６に導
入されている窒素ガスを保持することになり、大
気中の酸素の影響は完全に遮断される。 以降は２段目キヤツプ３′が上記同様３″と同一
の役目を果すことになり、更に挿入された状態で
は３段目キヤツプ３が上記同様３″と同一の役目
を果すことになる。 一方、処理管６から加熱処理治具１を引き出す
場合も、挿入時と全く同一の状態が起るが挿入時
と同様のキヤツプ３，３′，３″と冷却域６′の役
目により、所望としない酸化物は半導体表面に形
成されることはない。 なお、キヤツプの大きさすなわち断面積は処理
管の内径断面積に依存するが該処理管内径断面積
の８割以上あれば効果を発揮することがわかり、
所望としない酸化物は半導体表面に形成されるこ
とはない。 表１は本発明の効果を示しており、1000℃にお
いて処理管内に窒素ガスを導入し、半導体基板で
あるシリコン基板を挿入し10分間処理した後に測
定される酸化物である二酸化シリコン膜の厚さを
エリプソメータで測定した結果を従来窒素加熱処
理システムと本発明による窒素加熱処理システム
を比較対照して示したものである。 なお、エリプソメータにて測定される値はバツ
クグランドとして10〜15（Å）が上乗せされてい
るものであり、使用したシリコン基板はボロンド
ーブ0.8〜1.0×1015（cm3）のものである。
【表】
表１から分る様に、本発明が所望としない酸化
物を形成せしめないことが分る。 以上、本発明を窒素ガスを用いた窒素加熱処理
システムを代表させて説明したが、加熱して半導
体基板を処理するシステムで、所望としない酸化
膜が存在してはいけないシステム、すなわちアル
ゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを使用する加熱
処理システム、比較的薄い二酸化シリコン膜を均
一性良く、多数同時処理するシステム、酸素の影
響を受けると品質低下、歩留低下を引き起す恐れ
のある半導体装置製造システムなどに広く用途を
広げることができるものである。又、加熱処理治
具１上のキヤツプの段数を３段に限定して説明し
たが処理管６の長さ、及び加熱装置の温度均一領
域を長くすることによつてキヤツプさえ多く配置
することができれば３段以上のキヤツプを有する
加熱処理システムをつくることが可能である。
物を形成せしめないことが分る。 以上、本発明を窒素ガスを用いた窒素加熱処理
システムを代表させて説明したが、加熱して半導
体基板を処理するシステムで、所望としない酸化
膜が存在してはいけないシステム、すなわちアル
ゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを使用する加熱
処理システム、比較的薄い二酸化シリコン膜を均
一性良く、多数同時処理するシステム、酸素の影
響を受けると品質低下、歩留低下を引き起す恐れ
のある半導体装置製造システムなどに広く用途を
広げることができるものである。又、加熱処理治
具１上のキヤツプの段数を３段に限定して説明し
たが処理管６の長さ、及び加熱装置の温度均一領
域を長くすることによつてキヤツプさえ多く配置
することができれば３段以上のキヤツプを有する
加熱処理システムをつくることが可能である。
第１図は、従来の加熱処理システムを示す概略
図と、断面模型図であり、第２図は本発明の一実
施例を示す概略図と断面模型図である。 尚、図において、１は加熱処理治具、２は引き
出し棒、３，３′，３″はキヤツプ、４，４′，
４″は半導体基板、５は加熱装置、６は処理管、
６′は冷却域、７は継手、８は配管、９はガス供
給装置である。
図と、断面模型図であり、第２図は本発明の一実
施例を示す概略図と断面模型図である。 尚、図において、１は加熱処理治具、２は引き
出し棒、３，３′，３″はキヤツプ、４，４′，
４″は半導体基板、５は加熱装置、６は処理管、
６′は冷却域、７は継手、８は配管、９はガス供
給装置である。
Claims (1)
- １ 多数の半導体基板を長手方向に順に対向配置
する加熱処理治具と、前記加熱処理治具を一端よ
り挿入する処理管と、前記処理管を内部空間に設
置し、かつ、該処理管内の前記加熱処理治具の全
体を均一温度に加熱可能な加熱装置と、前記処理
管の前記一端から前記加熱処理治具を処理管内の
所定位置に入れ出しする引き出し棒と、前記処理
管の他端から前記処理管内に所望ガスを供給する
ガス供給装置とを有する加熱処理システムにおい
て、前記処理管は前記加熱装置より水平に突出し
これにより前記処理管の一端と該加熱装置との間
に処理管の冷却域を構成し、前記加熱処理治具
は、半導体基板と連立し、前記長手方向に所定間
隔で配置され、かつ、前記処理管の内径断面積の
８割相当以上の断面積を有する第１および第２の
キヤツプを有し、該第１のキヤツプは該加熱処理
治具の全体を該処理管内に挿入したときに前記対
向配置される多数の半導体基板のいずれよりも最
も前記一端の側に位置するように設けられ、前記
第２のキヤツプは前記多数の半導体基板を複数の
ブロツクに分割する半導体基板間に位置するよう
に設けられ、かつ、前記第１のキヤツプと第２の
キヤツプとの間の距離は前記処理管の冷却域の長
さ以下であることを特徴とする加熱処理システ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58005665A JPS59130418A (ja) | 1983-01-17 | 1983-01-17 | 加熱処理システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58005665A JPS59130418A (ja) | 1983-01-17 | 1983-01-17 | 加熱処理システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59130418A JPS59130418A (ja) | 1984-07-27 |
| JPH0361336B2 true JPH0361336B2 (ja) | 1991-09-19 |
Family
ID=11617396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58005665A Granted JPS59130418A (ja) | 1983-01-17 | 1983-01-17 | 加熱処理システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59130418A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5007992A (en) * | 1989-05-15 | 1991-04-16 | Weber Daniel K | Method and apparatus for removing oxygen from a semiconductor processing reactor |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54184078U (ja) * | 1978-06-19 | 1979-12-27 | ||
| JPS5824436Y2 (ja) * | 1978-08-24 | 1983-05-25 | 九州日本電気株式会社 | 半導体基板熱処理用ボ−ト |
-
1983
- 1983-01-17 JP JP58005665A patent/JPS59130418A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59130418A (ja) | 1984-07-27 |
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