JPH05109640A - 半導体装置の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水素ガスが不純物を引抜き易い特性を利用し
て、熱処理時に管外から拡散してきた不純物により半導
体基板表面が汚染することを防止する半導体製造装置を
提供する点。 【構成】 このため従来の単管構造に代えて反応管を二
重管構造とし、その空隙に少なくとも水素を含む流体を
流しながら反応管内に設置した半導体基板を熱処理する
ものである。この水素により不純物が反応管に拡散する
ことが防止できる。更に水素と接する反応管が純化され
る利点もある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板に熱処理例
えば拡散を行う装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子や回路を製造するに当たって
は、シリコンなどから成る半導体基板に所定の不純物を
導入・拡散することにより接合を形成することは明かで
あり、この製造装置即ち拡散装置について図２の断面図
により説明する。

【０００３】図２に示す縦型拡散装置は、実際の拡散工
程を行う部材と、これを加熱する部材に大別でき、前者
は、所定の導電型の半導体基板即ち被処理物１を固定す
るボート２と、これらを収容する反応管３で構成し、後
者は、反応管３を囲む均熱管４及びその外側に加熱部５
を配置し、更にこれらを断熱材６で囲んで形成する。反
応管３には、外気を遮断するシール７を取付ると共に、
保温筒８をシール７とボード２の間に設置し、反応管３
内には、流体用導入管９と排気口１０を取付けて縦型拡
散装置を構成する。

【０００４】被処理物１と対応する位置に加熱部５が配
置されているが、反応管３の全長よりボート２がかなり
短いために、反応管３に温度勾配が生ずるのを防ぐため
に、加熱部５に対応する位置より下側に保温筒８を設置
する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、単管構造
の反応管３を備えた半導体製造装置では、熱処理時に反
応管外から拡散により進入する不純物により、被処理物
１が汚染し、しかも、汚染した不純物を除去することは
極めて困難である。このような汚染の基となる不純物の
付着は、結晶欠陥などを誘発して、半導体素子の信頼性
や歩留りの低下を起こす原因になっている。

【０００６】本発明は、このような事情により成された
もので、特に、水素ガスが不純物をゲッタリングし易い
特徴を利用して、熱処理時に反応管外から拡散する不純
物により被処理物が汚染することを抑制することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】被処理物を配置する反応
管と，前記反応管に形成する流体用導入部及び排気部
と，前記反応管を囲むと共にこれと分離して配置する外
管と，前記反応管及び前記外管の間の空隙に設けかつこ
こに導入する水素を含む流体導入部及び排気部と，前記
反応管に形成する流体用導入部及び排気部と，前記外管
の外側に配置する加熱部を具備し，前記空隙に少なくと
も水素を含む流体を流しながら被処理物を加熱する点に
本発明に係わる半導体装置の製造装置の特徴がある。

【０００８】

【作用】半導体素子の製造装置即ち拡散装置の特徴とし
ては、加熱温度が１０００℃程度と極めて高温下での処
理であるので、反応管の材質は、石英から炭化珪素に移
行している。しかし、前記のように不純物の拡散が認め
られ、その対策の一環として、適当な材料を塗布するこ
とも考えられるが、高温下における両者の熱膨脹係数差
により生ずる弊害から適当な手段と考えられない。

【０００９】しかし、本発明は、不純物をゲッタリング
し得る特徴がある水素ガスが、このような高温状態にお
いてもほぼ十分な抑制効果を発揮できるとの事実に基ず
いて完成したものである。

【００１０】このために本発明では、従来のような単管
構造でなく、二重管構造を採ると共に、被処理物を配置
する反応管と外管との空隙に少なくとも水素を含む流体
を流しながら熱処理を行う方式として、不純物による汚
染を抑制する。

【００１１】

【実施例】本発明に係わる実施例を図１を参照して説明
するが、従来と同一の部品には、同じ番号を付ける。先
ず、本発明を完成するに至ったデータを図２により説明
する。即ち、単管構造の反応管３内に石英片を入れて、
水素ガス雰囲気とＡｒガス雰囲気下で熱処理後、銅濃度
を不純物分析により調べたところ、水素ガス雰囲気下に
設置した石英片の方の銅濃度が低い事実即ち水素雰囲気
内の石英片には、銅が15ppb 検出されたのに対して、窒
素雰囲気の石英片から検出した銅は40ppb であることが
判明した。この結果から、水素ガスには、銅を含め不純
物をゲッタリングする効果があると推定できるので、本
発明では、水素ガスを用いてゲッタリングを行うため
に、従来の単管構造でなく、二重管構造を採用する。

【００１２】即ち、図１に明かなように、反応管として
機能し、被処理物である半導体基板１を固定するボート
２を配置する石英製の反応管３を用意し、これを囲みか
つ分離した石英製の外管１１を設けて二重管構造とす
る。反応管３と外管１１には、導入流体用の導入口９、
１２と排気口１０、１３を形成する。導入する流体とし
ては、Ａｒや水素を使用する。

【００１３】石英製の外管１１の外側には、例えばSiC
から成る均熱管４を配置する他に、断熱材６を更に外側
に配置し、その中間に加熱源５を設置する。

【００１４】また石英製の反応管３内に配置するボート
２と加熱源５とは、丁度互いに対応する位置関係である
ので、反応管３内での温度勾配の発生を防止するため、
その下側に保温筒８を設置するのは、従来と同様であ
る。更に保温筒８より下方には、シール７を取付けて、
外気の混入を防止する。

【００１５】このように二重構造の反応管を使用してＡ
ｒガスによる熱処理を行うと、外管の外側から内側に向
かって不純物が拡散しても、内外管の間の空隙を流れる
希釈用水素ガスにより、不純物が引抜かれた上で、排気
口１２から排出するので、内管３への進入は起こらな
い。また、反応管３は、絶えず水素ガスと接しているた
めに、次第に純化される２次効果もある。

【００１６】従って、二重管構造の反応管を使って反応
管３と外管１１の間に水素ガスを流しながら、Ａｒガス
雰囲気内で熱処理を行うと、被処理物である半導体基板
表面付近の汚染を抑制することができる。Ａｒガスを利
用する実施例を示したが、これに限定されないひことを
付記する。

【００１７】

【発明の効果】以上の説明により明らかなように、反応
管外から内側への不純物拡散が抑制できるので、反応管
内に設置する半導体基板表面付近が不純物による汚染を
防止できる。このために、より信頼性の高い半導体基板
即ち半導体素子を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる半導体製造装置の要部断面図で
ある。

【図２】本発明の二重管を採用する根拠を実験した装置
の断面図である。

【図３】従来の半導体製造装置の要部断面図である。

【符号の説明】

１：半導体基板、 ２：ボート、 ３：反応管、 ５：加熱源、 ９，１２：導入口、 １０、１３：排気口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理物を配置する反応管と，前記反応
   管に形成する流体用導入部及び排気部と，前記反応管を
   囲むと共にこれと分離して配置する外管と，前記反応管
   及び外管の間の空隙に形成しかつここに導入する少なく
   とも水素を含む流体導入部及び排気部と，前記反応管に
   形成する流体用導入部及び排気部と，前記外管の外側に
   配置する加熱部を具備し，前記空隙に少なくとも水素を
   含む流体を流しながら被処理物を加熱することを特徴と
   する半導体装置の製造装置