JPH0448725A - ウェーハ拡散処理方法及びウェーハ熱処理方法 - 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、半導体製造工程の一つである拡散に於ける拡
散方法、及びその装置に関するものである。

［従来の技術］ 半導体素子の材料であるウェーハから半導体を製造する
工程の一つにウェーハの表面に純度の高い酸化膜を生成
する拡散工程がある。

従来の縦型拡散装置について、第２図により略述する。

図中１は反応炉であり、該反応炉１の内部には図示しな
いし−タが設けられ、反応炉内部に高温の均熱域を形成
する様になっている。又、該反応炉１の上部にはガス供
昭管３が連通し、反応炉１の下部にはガス排気口４が設
けられている。

前記反応炉１には、下方よりウェーハが装入される様に
なっている。該ウェーハは、反応炉１の下面を閉塞する
１１５に受台６を介して設けられたボート７に水平姿勢
で多段に装填される様になっている。

ウェーハへの酸化膜生成は、窒素ガス（Ｎ２）の常圧雰
囲気で純粋な酸素（０□）を供給して行われるが、大気
と窒素ガスの置換は以下の如く行われていた。

前記ガス供給管３より窒素ガス８を供給し、前記反応炉
１上部より窒素ガス８によって反応炉１内の大気を下方
のガス俳気口４より押出す様にして置換していた。

［発明が解決しようとする課題］ 然し乍ら、上記した従来の窒素ガスによる大気押出しに
よる置換では、完全な置換が難しく、反応炉内に大気が
残置することは避けられなかった。

大気中には酸素の他にイオウ等、或は各種金属原子が混
在しており、大気か残置した状態でウェーハの拡散処理
を行った場合、不純物を含有する酸化膜が生成され、純
度の高い酸化膜の生成が阻害され製品品質を低下させる
という問題があった。

本発明は、斯かる実情に鑑み反応管内部の大気を完全に
窒素ガスに置換し得る様にしようとするものである。

［課題を解決する為の手段］ 本発明は、定圧窒素ガス雰囲気で拡散処理を行う拡散方
法に於いて、反応炉を真空引し、次に窒素ガスを定圧に
充満させることを特徴とする拡散方法及び該拡散方法を
実施する拡散装置である。

［作　　用］ 反応炉を真空引し、内部の大気を排除し、次に窒素ガス
を定圧迄充満させる。このことで、定圧窒素ガス雰囲気
中に大気が混在することがなく、ウェーハには所望の純
粋な膜を生成することができる。

［実　緒　例］ 以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例を説明する。

第１図中、第２図中で示したものと同一のものには同符
号を付しである。

反応炉１はロードロック室９の上部に気密に連設され、
反応炉１とロードロック室９との間にはゲートバルブ１
０が設けられている。

ガス供給管３は第１エアバルブ１１を介して窒素ガス供
給ａ（図示せず）に接続され、更に純粋な酸素供給源に
も接続されている。該酸素供給源には流量調整器、濃度
調整器を有し、供給する酸素の量、或は濃度を調整し得
る様になっている。

ガス排気口４は、第２エアパルプ１２を介して大気と連
通していると共に第３エアバルブ１３を介して吸気管２
０に接続している。該吸気管２０はは途中が分岐管２１
．２２に分岐しており、該分岐管２１．２２を経てメカ
ニカルブースタポンプ２３に接続し、該メカニカルブー
スタポンプ２３は更に真空ポンプ２４に接続している。

前記一方の分岐管２１には、第４エアバルブ１４を設け
、他方の分岐管２２には第３エアバルブ１３側より第５
エアバルブ１５、ターボ分子ポンプ２５、第６エアバル
ブ１６が設けである。

前記ロードロック室９の内部と吸気管２０とは排気管２
６で接続し、該排気管２６の途中に容量を漸次大きくし
た第７エアバルブ１７、第８エアバルブ１８、第９エア
バルブ１９を並列に設ける。

又、前記ロードロック室９には、ウェーハが装填される
ボート７を反応炉内に装入、排出するエレベータ（図示
せず）が設けである。前記ボート７を受台６を介して載
置するエレベータアーム２７は、ボート７を反応炉１に
装入した状態で反応炉１を気密に閉塞する構成である。

以下、作用について説明する。

図示しない移載装置により、ロードロック室内のボート
９にウェーハを装填し、ロードロック室９を気密に密閉
し、更にゲートバルブ１０によって反応炉１を閉塞する
。

第１エアパルプ１１、第２エアバルブ１２、第５エアバ
ルブ１５、第６エアバルブ１６、第７エアバルブ１７、
第８エアバルブ１８、第９エアバルブ１９、を閉じ、第
３エアバルブ１３、第４エアバルブ１４を開け、メカニ
カルブースタポンプ２３、真空ポンプ２４により反応炉
１内を真空引する。

次に、第３エアバルブ１３を閉じ第７バルブ１７を開き
、他のエアバルブについては元の状態としてロードロッ
ク室９内の真空引する。ロードロック室９内の減圧が進
むと第７エアバルブ１７を閉じ、第８エアバルブ１８を
開き、更に第８エアバルブ１８を閉じ、第９エアバルブ
１９を開いて順次真空引する。

尚、ロードロック室９の真空引でバルブの容量を順次大
きくするのは、急激な排気で、メカニカルブースタボン
１２３、真空ポンプ２４に過度の負担が掛らない様にす
る為である。

又、反応炉１、ロードロック室９を個別に真空引するに
は、反応炉１内部が塵埃で汚染されることを防止する為
である。

反応炉１、ロードロック室９の真空引が完了すると反応
炉１内にウェーハが装填されたボート７を装入する。

この状態で、第１エアパルプ１１、第２エアバルブ１２
、第４エアパルプ１４、第７エアバルブ１７、第８エア
バルブ１８、第９エアバルブ１９を閉じ、第３エアバル
ブ１３、第５エアバルブ１５、第６エアバルブ１６を開
き、ターボ分子ポンプ２５、メカニカルブースタポンプ
２３、真空ポンプ２４によって反応炉１内を高度に２次
真空引する。

反応炉１内の２次真空引が完了すると第３エアバルブ１
３、第５エアバルブ１５、第６エアバルブ１６を閉じ、
第１エアパルプ１１を開いて、窒素ガスを供給する０反
応炉１内が窒素ガスで充満され、定圧となったところで
第２エアバルブ１２を開く。

供給する窒素ガスに純粋な酸素ガスを混入し、反応炉１
に於いてウェーハに純粋な酸化膜を生成させる。

酸化膜の生成、が完了したら、ボート７をロードロック
室９内に取出し、全てのエアバルブを閉じ、ゲートバル
ブ１０を閉じた状態で、ウェーハを充分に冷し、更にロ
ードロック室９より移出する。

上記説明の通り、反応炉内部の大気を完全に排気して、
更に窒素ガスを供給するので、反応炉内部は完全に窒素
ガスに！換した状態でウェーハの処理を行うことができ
る。

尚、上記実施例では酸素を供給して酸化膜を生成させた
が、窒化膜等、他のガスとの化合展を生成させてよいこ
とは言う迄もない。

［発明の効果］ 以上述べた如く、本発明によれば、反応炉の内部を真空
引した後定圧迄窒素ガスを充満させるので、拡散雰囲気
中の窒素ガスに大気が混在することがなく、大気中の不
純物を含む酸化膜の生成を防止し得、製品品質の向上、
多層りの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例に係る基本構成図、第２図は
従来の説明図である。 １は反応炉、７はボート、９はロードロック室、１０は
ゲートバルブ、１１，１２．１３．１４．１５，１６．
１７゜１８、１９はエアバルブ、２３はメカニカルブー
スタポンプ、２４は真空ポンプ、２５はターボ分子ポン
プを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）定圧窒素ガス雰囲気で拡散処理を行う拡散方法に於
   いて、反応炉を真空引し、次に窒素ガスを定圧に充満さ
   せることを特徴とする拡散方法。 ２）反応炉に連接するロードロック室を備え、反応炉、
   ロードロック室を個別に真空引した後、ロードロック室
   より反応炉にウェーハを装入し、その後反応炉のみを２
   次真空引する請求項第１項記載の拡散方法。 ３）ロードロック室に反応炉を連設すると共にロードロ
   ック室と反応炉との間にゲートバルブを設け、ウェーハ
   が装填されるボードを前記反応炉に装入する装入装置を
   前記ロードロック室に設け、前記反応炉、ロードロック
   室を個別に真空引し得る様にし、前記反応炉に窒素ガス
   供給源を接続したことを特徴とする拡散装置。 ４）反応炉にボートを装入した状態で反応炉のみをター
   ボ分子ポンプで真空引する様にした請求項第３項記載の
   拡散装置。