JPH05217902A - 熱処理装置 - Google Patents
熱処理装置Info
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- JPH05217902A JPH05217902A JP11246191A JP11246191A JPH05217902A JP H05217902 A JPH05217902 A JP H05217902A JP 11246191 A JP11246191 A JP 11246191A JP 11246191 A JP11246191 A JP 11246191A JP H05217902 A JPH05217902 A JP H05217902A
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Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体ウエハなどの被処理体を熱処理するに
あたって、被処理体への不純物の混入を抑えること。 【構成】 熱処理炉４、サスセプタ６、軸部５及び熱処
理炉４に近いガス導入管１の部分について、その全部あ
るいは表面のみを、ニッケルまたはニッケルを主成分と
する材質で構成する。具体的にはこのような構造は、例
えばステンレス鋼を用いて作った成形体の表面にニッケ
ルメッキを施すことによって達成することができる。そ
して前記熱処理炉４内をヒータ３により所定温度に加熱
し、ＳｉＨＣｌ３、Ｈ２ガスを熱処理炉４内に導入して
ウエハＷに対して例えばＣＶＤ処理を行うと、熱処理分
解及び再結合によって塩化水素ガスが生成されるが、装
置の内表面に塩化水素ガスが接触しても、ここからは不
純物が発生しない。
あたって、被処理体への不純物の混入を抑えること。 【構成】 熱処理炉４、サスセプタ６、軸部５及び熱処
理炉４に近いガス導入管１の部分について、その全部あ
るいは表面のみを、ニッケルまたはニッケルを主成分と
する材質で構成する。具体的にはこのような構造は、例
えばステンレス鋼を用いて作った成形体の表面にニッケ
ルメッキを施すことによって達成することができる。そ
して前記熱処理炉４内をヒータ３により所定温度に加熱
し、ＳｉＨＣｌ３、Ｈ２ガスを熱処理炉４内に導入して
ウエハＷに対して例えばＣＶＤ処理を行うと、熱処理分
解及び再結合によって塩化水素ガスが生成されるが、装
置の内表面に塩化水素ガスが接触しても、ここからは不
純物が発生しない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体ウエハなどの熱処
理装置に関するものであり、特に熱処理炉などの材質に
関するものである。
理装置に関するものであり、特に熱処理炉などの材質に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウエハからデバイスを得るために
は、種々の工程が組み合わされ、また繰り返されるが、
その中でもＣＶＤやエッチングなどの熱処理は、リソグ
ラフィーと並んで重要な工程である。この種の熱処理装
置においては、通常石英あるいはステンレス鋼よりなる
熱処理炉内に多数枚のウエハを収納し、ヒータにより熱
処理炉内を例えば８００℃付近まで加熱すると共に、ス
テンレス鋼よりなるガス供給管を介して処理ガスを導入
し、所定の真空度を維持しながら熱処理を行うようにし
ている。
は、種々の工程が組み合わされ、また繰り返されるが、
その中でもＣＶＤやエッチングなどの熱処理は、リソグ
ラフィーと並んで重要な工程である。この種の熱処理装
置においては、通常石英あるいはステンレス鋼よりなる
熱処理炉内に多数枚のウエハを収納し、ヒータにより熱
処理炉内を例えば８００℃付近まで加熱すると共に、ス
テンレス鋼よりなるガス供給管を介して処理ガスを導入
し、所定の真空度を維持しながら熱処理を行うようにし
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで最近において
は、ＤＲＡＭが４Ｍから１６Ｍ、３２Ｍさらにはそれ以
上の大容量化の移行を狙っているように、急ピッチでデ
バイスの高集積化が図られている。
は、ＤＲＡＭが４Ｍから１６Ｍ、３２Ｍさらにはそれ以
上の大容量化の移行を狙っているように、急ピッチでデ
バイスの高集積化が図られている。
【０００４】このようなデバイスの高集積化を達成する
ためには、従来に増して各プロセスに厳しい条件が課さ
れ、熱処理においても、処理ガスの純度や、エッチング
における選択比、ウエハ上の不純物の付着などに対し
て、より一層の改善が要求されると共に、今まで取り上
げられなかった要因についても考慮しなければならない
レベルにきている。
ためには、従来に増して各プロセスに厳しい条件が課さ
れ、熱処理においても、処理ガスの純度や、エッチング
における選択比、ウエハ上の不純物の付着などに対し
て、より一層の改善が要求されると共に、今まで取り上
げられなかった要因についても考慮しなければならない
レベルにきている。
【０００５】本発明はこのような事情のもとになされた
ものであり、その目的は、半導体ウエハなどの被処理体
を熱処理するにあたって、被処理体への不純物の混入を
抑えることのできる装置を提供することにある。
ものであり、その目的は、半導体ウエハなどの被処理体
を熱処理するにあたって、被処理体への不純物の混入を
抑えることのできる装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は半導体デバイス
の高集積化を達成する要素の一つとして、熱処理中のウ
エハ内への不純物の混入の要因が、処理ガス中にもとも
と含まれる不純物のみならず、現在不純物の発生源とし
ては着眼されていない、熱処理炉自体の材質に関連して
いることを見出だし、その要因が現在の集積度ではさほ
ど問題にならないにしても、いわゆる次世代の高集積素
子においては影響が出てくるオーダーであることを把握
し、本発明はこれを具体的データに基づいて熱処理装置
の材質を選定したものである。
の高集積化を達成する要素の一つとして、熱処理中のウ
エハ内への不純物の混入の要因が、処理ガス中にもとも
と含まれる不純物のみならず、現在不純物の発生源とし
ては着眼されていない、熱処理炉自体の材質に関連して
いることを見出だし、その要因が現在の集積度ではさほ
ど問題にならないにしても、いわゆる次世代の高集積素
子においては影響が出てくるオーダーであることを把握
し、本発明はこれを具体的データに基づいて熱処理装置
の材質を選定したものである。
【０００７】即ち本発明者は、現在不純物の発生につい
ては問題ないとされている、熱処理炉の材質であるステ
ンレス鋼に注目し、後述する実施例のごとくステンレス
鋼について実際に加熱雰囲気で極めて高純度のハロゲン
化水素ガスと接触させ、そのガス中の微量分析を行った
ところ、Ｆｅが例えば３２ＭＤＲＡＭの製造に対しては
汚染源となる量だけ含まれていたが、ニッケル（Ｎｉ）
については含まれていないことを把握した。
ては問題ないとされている、熱処理炉の材質であるステ
ンレス鋼に注目し、後述する実施例のごとくステンレス
鋼について実際に加熱雰囲気で極めて高純度のハロゲン
化水素ガスと接触させ、そのガス中の微量分析を行った
ところ、Ｆｅが例えば３２ＭＤＲＡＭの製造に対しては
汚染源となる量だけ含まれていたが、ニッケル（Ｎｉ）
については含まれていないことを把握した。
【０００８】ここで熱処理の一つであるエッチングにお
いては通常処理ガスとして塩化水素（ＨＣｌ）ガスが用
いられ、またＣＶＤなどの成膜処理においては、水素及
びハロゲンを含むガス例えばＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣ
ｌ３などを用いることが多く、この場合熱分解した水素
と塩素が再結合して一部塩化水素が生成され、この塩化
水素が結晶表面に付着する不純物を叩き出すようにして
いる。しかしながら周囲の不純物の量が多ければ結果的
に膜の中に混入する量も多くなってしまう。そこで本発
明ではこのような熱処理装置において、処理ガスに接触
しかつ加熱される部分を、ニッケルを主成分とする材質
で作るようにした。したがって本発明では例えば半導体
ウエハの熱処理を行うにあたって、装置から不純物が発
生しないか、あるいはその発生を極力抑えることができ
るので、被処理体への不純物の混入が抑えられる。
いては通常処理ガスとして塩化水素（ＨＣｌ）ガスが用
いられ、またＣＶＤなどの成膜処理においては、水素及
びハロゲンを含むガス例えばＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣ
ｌ３などを用いることが多く、この場合熱分解した水素
と塩素が再結合して一部塩化水素が生成され、この塩化
水素が結晶表面に付着する不純物を叩き出すようにして
いる。しかしながら周囲の不純物の量が多ければ結果的
に膜の中に混入する量も多くなってしまう。そこで本発
明ではこのような熱処理装置において、処理ガスに接触
しかつ加熱される部分を、ニッケルを主成分とする材質
で作るようにした。したがって本発明では例えば半導体
ウエハの熱処理を行うにあたって、装置から不純物が発
生しないか、あるいはその発生を極力抑えることができ
るので、被処理体への不純物の混入が抑えられる。
【０００９】
【実施例】本発明では、例えば図１に示すバレル形ＣＶ
Ｄ装置に適応することができる。この装置はガス導入管
１及び排気管２が連結され、外側にヒータ３が配置され
たバレル形の熱処理炉４内に、鉛直な軸部５により回動
するウエハサスセプタ６を設けて構成されており、例え
ば熱処理炉４、サスセプタ６、軸部５について、その全
部あるいは表面のみを、ニッケルまたはニッケルを主成
分とする材質で構成する。
Ｄ装置に適応することができる。この装置はガス導入管
１及び排気管２が連結され、外側にヒータ３が配置され
たバレル形の熱処理炉４内に、鉛直な軸部５により回動
するウエハサスセプタ６を設けて構成されており、例え
ば熱処理炉４、サスセプタ６、軸部５について、その全
部あるいは表面のみを、ニッケルまたはニッケルを主成
分とする材質で構成する。
【００１０】具体的にはこのような構造は、例えばステ
ンレス鋼を用いて作った成形体の表面にニッケルメッキ
を施すことによって達成することができる。
ンレス鋼を用いて作った成形体の表面にニッケルメッキ
を施すことによって達成することができる。
【００１１】そして前記熱処理炉４内をヒータ３によ
り、例えば８００℃付近に加熱し、ＳｉＨＣｌ３、Ｈ２
ガスを熱処理炉４内に導入してウエハＷに対してＣＶＤ
処理を行うと、熱分解及び再結合によって塩化水素ガス
が生成されるが、装置の内表面に塩化水素ガスが接触し
ても、ここからは不純物が発生しない。
り、例えば８００℃付近に加熱し、ＳｉＨＣｌ３、Ｈ２
ガスを熱処理炉４内に導入してウエハＷに対してＣＶＤ
処理を行うと、熱分解及び再結合によって塩化水素ガス
が生成されるが、装置の内表面に塩化水素ガスが接触し
ても、ここからは不純物が発生しない。
【００１２】次にこのことを裏付けるため水素雰囲気あ
るいは水素−塩化水素雰囲気においてステンレス鋼から
の成分金属の脱離挙動を調べるために行った実験につい
て述べる。 １、試料作成 ステンレス鋼ＳＵＳ３１６よりなる直径３００ｍｍの丸
棒を旋盤で厚さ１０ｍｍに切断して円柱状に成形し、こ
れをエメリー紙＃８００で研磨した。次いでこれを６０
℃に加温された５％のＨ２ＳＯ４水溶液に３分間浸漬し
てエッチング処理を行い、超純水で洗浄した後アルコー
ルで乾燥し、その後シャーレ中に約１５時間放置したも
のを試料とした。 ２、金属の脱離試験 図２のように電気炉７１内にセットされた石英管７中に
試料Ｓを配置し、所定温度に加熱した後水素ガス及び塩
化水素ガスを夫々毎分７５０ｍｌ及び１８ｍｌの流量で
石英管７中に通流する。そしてこの状態を３０分間保持
した後、石英管７の下端から排気された水素ガスを排気
管８を介してトラップ容器９内の超高純度ＩＮ塩酸水溶
液に通じて、同伴する金属をトラップし、この塩酸水溶
液を濃縮した後ＩＣＰ発光分析にて、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ
の各全量を定量した。
るいは水素−塩化水素雰囲気においてステンレス鋼から
の成分金属の脱離挙動を調べるために行った実験につい
て述べる。 １、試料作成 ステンレス鋼ＳＵＳ３１６よりなる直径３００ｍｍの丸
棒を旋盤で厚さ１０ｍｍに切断して円柱状に成形し、こ
れをエメリー紙＃８００で研磨した。次いでこれを６０
℃に加温された５％のＨ２ＳＯ４水溶液に３分間浸漬し
てエッチング処理を行い、超純水で洗浄した後アルコー
ルで乾燥し、その後シャーレ中に約１５時間放置したも
のを試料とした。 ２、金属の脱離試験 図２のように電気炉７１内にセットされた石英管７中に
試料Ｓを配置し、所定温度に加熱した後水素ガス及び塩
化水素ガスを夫々毎分７５０ｍｌ及び１８ｍｌの流量で
石英管７中に通流する。そしてこの状態を３０分間保持
した後、石英管７の下端から排気された水素ガスを排気
管８を介してトラップ容器９内の超高純度ＩＮ塩酸水溶
液に通じて、同伴する金属をトラップし、この塩酸水溶
液を濃縮した後ＩＣＰ発光分析にて、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ
の各全量を定量した。
【００１３】なお水素はモルキュラーシーブ（５Ａ；ジ
ーエルサイエンス社製乾燥管使用）とメンブランフィル
タ（ＮＵＣＬＲＥＰＯＲＥ社製０．０１５μ）を通した
ものを用いた。
ーエルサイエンス社製乾燥管使用）とメンブランフィル
タ（ＮＵＣＬＲＥＰＯＲＥ社製０．０１５μ）を通した
ものを用いた。
【００１４】このような実験を石英管７内の温度が２０
０℃、４００℃、６００℃、８００℃の各条件下で行う
と共に、さらに同様の実験を塩酸ガスを流すことなく水
素ガスのみを流した場合について行ったところ、表１の
結果が得られた。
０℃、４００℃、６００℃、８００℃の各条件下で行う
と共に、さらに同様の実験を塩酸ガスを流すことなく水
素ガスのみを流した場合について行ったところ、表１の
結果が得られた。
【００１５】
【表１】 各温度条件について上段の数値は水素ガスのみを流した
場合の結果であり、下段の数値は水素ガス及び塩化水素
ガスを流した場合の結果である。また表１中の数値の単
位は（μｇ）であるが、温度８００℃で水素ガスと塩酸
ガスとを流した場合におけるＦｅの数値の単位のみ（ｍ
ｇ）である。なおＮＤは検出限界から外れた値である。 ３、考察 試料に用いたステンレス鋼ＳＵＳ３１６の成分について
は、Ｆｅが６０〜７２％、Ｎｉが１２〜１６％、Ｃｒが
１６〜１８％含有されている。一方試料を石英管７内に
配置しないで水素ガス及び塩化水素ガスを通流したとこ
ろ、Ｆｅが２．５μｇ捕集され、Ｎｉ、Ｃｒについては
含まれていなかった。
場合の結果であり、下段の数値は水素ガス及び塩化水素
ガスを流した場合の結果である。また表１中の数値の単
位は（μｇ）であるが、温度８００℃で水素ガスと塩酸
ガスとを流した場合におけるＦｅの数値の単位のみ（ｍ
ｇ）である。なおＮＤは検出限界から外れた値である。 ３、考察 試料に用いたステンレス鋼ＳＵＳ３１６の成分について
は、Ｆｅが６０〜７２％、Ｎｉが１２〜１６％、Ｃｒが
１６〜１８％含有されている。一方試料を石英管７内に
配置しないで水素ガス及び塩化水素ガスを通流したとこ
ろ、Ｆｅが２．５μｇ捕集され、Ｎｉ、Ｃｒについては
含まれていなかった。
【００１６】このようなことと表１の結果をつき合わせ
ると、次のことが判る。すなわちＦｅについては２００
℃までもの加熱雰囲気になると、水素ガスと反応して脱
離し、塩化水素ガスに対しては４００℃を超えるとかな
り脱離量が多くなり、特に８０００℃にもなると、ｍｇ
オーダで脱離している。
ると、次のことが判る。すなわちＦｅについては２００
℃までもの加熱雰囲気になると、水素ガスと反応して脱
離し、塩化水素ガスに対しては４００℃を超えるとかな
り脱離量が多くなり、特に８０００℃にもなると、ｍｇ
オーダで脱離している。
【００１７】またＣｒについては、水素ガスに対しては
反応しないが、塩化水素ガスに対しては８００℃にて脱
離している。これに対しＮｉについては水素ガスに対し
ても塩化水素ガスに対しても脱離していない。すなわち
水分が存在する場合には、通常Ｎｉは塩化水素により腐
食するが、水分がない場合には高温下でも反応しないこ
とが判った。
反応しないが、塩化水素ガスに対しては８００℃にて脱
離している。これに対しＮｉについては水素ガスに対し
ても塩化水素ガスに対しても脱離していない。すなわち
水分が存在する場合には、通常Ｎｉは塩化水素により腐
食するが、水分がない場合には高温下でも反応しないこ
とが判った。
【００１８】従って塩化水素ガスがプロセス中にて生成
される装置に対して、Ｎｉは好適な材質であり、またＣ
ｒは８００℃に至らない範囲では好適な材質であること
が理解される。
される装置に対して、Ｎｉは好適な材質であり、またＣ
ｒは８００℃に至らない範囲では好適な材質であること
が理解される。
【００１９】以上において本発明は、半導体ウエハに対
して成膜やエッチングなどを行う場合に適応できること
はもちろんであるが、その他塩化水素ガスなどのハロゲ
ン化ガスを導入して、被処理体の表面の不純物をエッチ
ングする他のプロセス、例えば熱拡散法による単結晶シ
リコンの引上げを行う装置などに対しても適応できる。
して成膜やエッチングなどを行う場合に適応できること
はもちろんであるが、その他塩化水素ガスなどのハロゲ
ン化ガスを導入して、被処理体の表面の不純物をエッチ
ングする他のプロセス、例えば熱拡散法による単結晶シ
リコンの引上げを行う装置などに対しても適応できる。
【００２０】なお本発明では、熱処理雰囲気に接する部
分のすべてをＮｉで作ることに限られるものではなく、
例えば熱処理炉のみに対してＮｉを使用してもよいし、
また１００％Ｎｉでなくとも、Ｎｉを主成分とする材質
を用いれば良い。
分のすべてをＮｉで作ることに限られるものではなく、
例えば熱処理炉のみに対してＮｉを使用してもよいし、
また１００％Ｎｉでなくとも、Ｎｉを主成分とする材質
を用いれば良い。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ハロゲン
化水素ガスを処理ガスとして用いるか、あるいはプロセ
ス中にハロゲン化水素ガスが生成される熱処理装置に対
して、被処理体の汚染源を材質の面から取り上げ、ニッ
ケルを主成分とした材質を用いるようにしたため、実験
例からも裏付けられるようにニッケルが不純物として処
理雰囲気中に脱離しないから、半導体ウエハなどの被処
理体に対する不純物の汚染を極力抑えることができ、３
２Ｍ、６４Ｍと大容量化されたＤＲＡＭをはじめ非常に
集積度の高いデバイスを製造するにあたっては、不純物
の混入許容範囲が相当狭いため、特にこのようなプロセ
スに適応する場合に極めて有効である。
化水素ガスを処理ガスとして用いるか、あるいはプロセ
ス中にハロゲン化水素ガスが生成される熱処理装置に対
して、被処理体の汚染源を材質の面から取り上げ、ニッ
ケルを主成分とした材質を用いるようにしたため、実験
例からも裏付けられるようにニッケルが不純物として処
理雰囲気中に脱離しないから、半導体ウエハなどの被処
理体に対する不純物の汚染を極力抑えることができ、３
２Ｍ、６４Ｍと大容量化されたＤＲＡＭをはじめ非常に
集積度の高いデバイスを製造するにあたっては、不純物
の混入許容範囲が相当狭いため、特にこのようなプロセ
スに適応する場合に極めて有効である。
【図１】本発明の実施例を示す説明図である。
【図２】本発明の効果を裏付けるための実験装置を示す
説明図である。
説明図である。
１ ガス導入管 ２ 熱処理炉 ３ サスセプタ ４ 石英管 Ｓ 試料
Claims (1)
- 【請求項１】 水素及びハロゲンを含む処理ガスを用い
て被処理体に熱処理を行う装置において、 処理ガスに接触しかつ加熱される部分を、ニッケルを主
成分とする材質で構成したことを特徴とする熱処理装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11246191A JPH05217902A (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11246191A JPH05217902A (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 熱処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05217902A true JPH05217902A (ja) | 1993-08-27 |
Family
ID=14587217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11246191A Pending JPH05217902A (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05217902A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999041766A1 (en) * | 1998-02-13 | 1999-08-19 | Applied Materials, Inc. | Reactor for chemical vapor deposition of titanium |
| US6301270B1 (en) | 1998-03-02 | 2001-10-09 | Compaq Computer Corporation | Right to left matching of device address numbers with provided integrated services digital network destination numbers |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60252434A (ja) * | 1984-05-25 | 1985-12-13 | Sumitomo Chem Co Ltd | アリルクロライドの製造方法 |
| JPS6112228B2 (ja) * | 1980-12-12 | 1986-04-07 | Casio Computer Co Ltd | |
| JPS62191403A (ja) * | 1986-02-19 | 1987-08-21 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 塩素の製造方法 |
-
1991
- 1991-04-16 JP JP11246191A patent/JPH05217902A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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