JPH0364911A - 半導体装置の製造装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造装置に関し、特に半導体基板
を熱処理する電気炉に関する。

〔従来の技術〕

半導体装置の製造工程において、半導体基板の酸化、不
純物拡散、アニール等の熱処理は欠かす事ができないが
、この熱処理に使用される電気炉は従来、第５図に示す
様に、炉体１．炉芯管加熱用ヒーター２．炉芯管１３．
引出し棒１２．ポート１４で主に構成されていた。そし
て熱処理する際は、ポート１４に半導体基板５を立て、
ポート１４に引っかけた引出し棒１２を水平方向に移動
させ、ポート１４に付いている車輪をころがして炉芯管
１３に出し入れしていた。

ところで近年、半導体装置の微細化、高密度化が進み、
製造工程で半導体基板を処理する際に、半導体基板表面
に付着する微小なパーティクルが歩留り低下をもたらす
様になった。従って、ポート１４を車輪でころがして炉
芯管１３から出し入れする上記方式では、車輪と炉芯管
１３が接触する部分から多量のパーティクルが発生し、
更にガス導入口１５から導入されたガスによる気流で、
舞い上ったパーティクルが半導体基板５の表面に付着す
る恐れがあった。

この対策として、第６図に示した様に、引出し棒や車輪
を使わずに、ポート１４Ａをフォーク６にのせ、炉芯管
１３と擦れない様に出し入れする方法が用いられるよう
になり、パーティクルの発生は減少した。

Ｇ発明が解決しようとする課題〕 しかしながら上述した従来の電気炉は、半導体基板５の
人出炉の際、フォーク６に半導体基板５のポート１４Ａ
の全荷重がかかり、更に８００〜１２００℃程度の高温
の炉芯管１３に入る為、フォーク６としては、変形の激
しい石英ではなく、固いＳｉＣ又は多結晶シリコンから
作られている。

このＳｉＣ及び多結晶シリコンはもろく、破損しやすい
ので、肉厚を厚くして十分な強度を持たせているため、
フォーク６自身の熱容量は非常に大きなものになってい
る。従って、冷えたフォーク６を高温の炉芯管１３に入
れると急激に炉内の温度は低下する。

例えば９５０℃の熱処理が終了した半導体基板を均熱長
１５０Ｃ１の電気炉から取り出す際に、フォークを１０
０ｃｍ／ｍｉｎのスピードで入炉すると、炉内温度は第
７図に示す様に、わずか１分３０秒足らずで９５０℃か
ら７００℃程度に急冷され、その後、自動温度調節機構
の働きで除々に温度が回復する。この時、当然ながら半
導体基板も同様に急冷されるため、反り、ひずみ、スリ
ップ等が発生し、半導体装置の歩留り低下を引き起すと
いう欠点があった。

また、上述した炉内の温度低下を防止する為に、フォー
クの入炉スピードを遅くする事が考えられるが、これは
スルーブツトの大幅な低下を招くという欠点があった０
例えば、フォークを１０　ＣＩｌ　／　ｗｉｎのスピー
ドで入炉すると炉内温度は９００℃迄しか下がらなくな
るが、フォークの入炉が完了する迄の時間は１０倍にな
ってしまう。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の半導体装置の製造装置は、炉芯管と、この炉芯
管の周囲に設けられた炉芯管用ヒータと、このヒータを
保持する炉体と、半導体基板を収納し前記炉芯管内に導
入するためのポートと、このポートを炉芯管内に出し入
れするためのフォークとを有する半導体装置の製造装置
において、前記フォークを加熱するためのヒータを具備
したものである。

〔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図は本発明の第１の実施例の断面図である。以下半
導体基板の処理と共に説明する。

半導体基板５は石英製ポート４上に並べられ、炉芯管加
熱用ヒーター２によって９５０℃に加熱された均熱長１
５０ｃｎの石英製炉芯管３の内側に置かれている。また
ＳｉＣ製のフォーク６は、フォーク加熱用ヒーター７に
よって石英製炉芯管３の内側と同温の９５０℃に係られ
ている。半導体基板５の熱処理が終了し、炉から出炉さ
せる場合、フォー、り６を水平方向に１５０ｃｍ＋／ｎ
＋ｉｎの速度で石英製炉芯管３に入炉させる。この時、
フォーク加熱用ヒーター７のパワーは落さずにフォーク
６を加熱しながら入炉させるのが望ましい。

この際の炉内温度は、フォーク６の入炉開始直後から１
分後の入炉完了迄、９５０℃の一定温度になっており、
炉内温度の低下は見られなかった。従って、半導体基板
５も急冷される事はないため、半導体基板５の反り、ひ
ずみ、スリップが発生する事はない、また、炉内温度は
フォーク６の入炉スピードには依存しないので、フォー
ク６の入炉スピードを上げることができるためスループ
ットを向上させることができる。

第２図は本発明の第２の実施例の断面図、第３図は第２
の実施例のフォークの拡大断面図である。

半導体基板５はＳｉＣ製ポート８上に並べられ、炉芯管
加熱用ヒーター２によって１２００℃に加熱された均熱
長１５０ｃｍのＳｉＣ製炉芯管９の内側に置かれ゛てい
る。またＳｉＣ製のフォーク６Ａは、第３図に示した様
に、内部が中空になっており、この中空部分にフォーク
加熱用ヒーター１１が埋め込んである。そしてフォーク
６Ａは、この加熱用ヒーター１１によって炉内温度と同
温の１２００℃に加熱されている。

半導体基板５の熱処理、例えばウェルのドライブインが
終了し、炉から出炉させる場合、フォーク６Ａをフォー
ク加熱用ヒーター１１で１２００℃に加熱した状態で、
１５０ｃｍ／ｍｉｎの速度でＳｉＣ製炉芯管９に入炉さ
せる。第４図に示すように、フォーク６Ａの入炉が完了
した時点（第４図Ｔｌ）でフォーク加熱用ヒーター１１
の電源を切り、更に炉芯管加熱用ヒーター２のパワーを
４℃／ｗｉｎの速さで９００℃迄落とす（第４図７２）
。その後半導体基板５をのせたＳｉＣ製ポート８をフォ
ーク６Ａで持ち上げ、４ｃｍ／ｗｉｎの速度で除々に出
炉させ出炉を完了する（第４図Ｔ３　）。

本第２の実施例においても第１の実施例と同様、フォー
ク６Ａの入炉時に半導体基板５が急冷される事が無くな
るため、反りやひずみやスリップが発生する事は無い、
またＳｉＣ製炉芯管自体も急冷される事が無い為、寿命
ものびるという利点もめる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、ポートを人出炉させるた
めのフォークを加熱するヒーターを設けることにより、
あらかじめフォークを炉芯管内と同一温度にまで加熱し
てから炉芯管に入炉することができるため、炉芯管及び
半導体基板の急冷を防ぎ、半導体基板の反りやひずみや
スリップの発生を抑制できる効果がある。また急激な熱
ストレスが炉芯管に加わらない為、炉芯管の寿命を長く
できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の断面図、第２図及び第
３図は本発明の第２の実施例の断面図及びフォークの拡
大断面図、第４図は第２の実施例の効果を説明するため
の炉内温度と時１間とを示す図、第５図及び第６図は従
来例の断面図、第７図は従来例の問題点を説明するため
の炉内温度と時間とを示す図である。 １・・・炉体、２・・・炉芯管加熱用ヒーター、３・・
・石英製炉芯管、４・・・石英製ポート、５・・・半導
体基板、６．６Ａ・・・フォーク、７・・・フォーク加
熱用ヒーター　８・・・ＳｉＣ製ポート、９・・・Ｓｉ
Ｃ製炉芯管、１１・・・フォーク加熱用ヒーター　１２
・・・引出し棒、１３・・・炉芯管、１４．１４Ａ・・
・ポート、１５・・・ガス導入口。 餉

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炉芯管と、この炉芯管の周囲に設けられた炉芯管用ヒー
   タと、このヒータを保持する炉体と、半導体基板を収納
   し前記炉芯管内に導入するためのポートと、このポート
   を炉芯管内に出し入れするためのフォークとを有する半
   導体装置の製造装置において、前記フォークを加熱する
   ためのヒータを具備したことを特徴とする半導体装置の
   製造装置。