JPH06208964A - シリコンウエハーにおける拡散及び酸化処理装置 - Google Patents
シリコンウエハーにおける拡散及び酸化処理装置Info
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- JPH06208964A JPH06208964A JP189393A JP189393A JPH06208964A JP H06208964 A JPH06208964 A JP H06208964A JP 189393 A JP189393 A JP 189393A JP 189393 A JP189393 A JP 189393A JP H06208964 A JPH06208964 A JP H06208964A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 シリコンウエハーに対して、不純物を拡散し
たのち酸化膜を形成する場合において、その一連の作業
工程に要する時間を短縮して、コストの低減を図る。 【構成】 シリコンウエハー１９を収容し、且つ、この
シリコンウエハーの加熱装置３を備えた拡散炉１に、当
該拡散炉内に窒素ガスを液体不純物拡散源中にバブリン
グして成るドーパントガスを導入するようにした拡散処
理ライン７と、当該拡散炉内に水素ガス及び酸素ガスの
バーニングにより外部燃焼装置１５で生成して成る水蒸
気を導入するようにした酸化処理ライン１２とを設け
る。
たのち酸化膜を形成する場合において、その一連の作業
工程に要する時間を短縮して、コストの低減を図る。 【構成】 シリコンウエハー１９を収容し、且つ、この
シリコンウエハーの加熱装置３を備えた拡散炉１に、当
該拡散炉内に窒素ガスを液体不純物拡散源中にバブリン
グして成るドーパントガスを導入するようにした拡散処
理ライン７と、当該拡散炉内に水素ガス及び酸素ガスの
バーニングにより外部燃焼装置１５で生成して成る水蒸
気を導入するようにした酸化処理ライン１２とを設け
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコンウエハーにお
ける各半導体素子に対して、不純物の拡散と、酸化膜の
形成とを行うようにした拡散及び酸化処理装置に関する
ものである。
ける各半導体素子に対して、不純物の拡散と、酸化膜の
形成とを行うようにした拡散及び酸化処理装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体素子の製造に際しては、
半導体素子に不純物を拡散する工程と、酸化膜を形成す
る工程とを必要とし、前記不純物の拡散には、イオン注
入法及び塗布法等があるが、トランジスター又はバイポ
ーラＩＣ等のＮ型半導体素子については、窒素ガスをオ
キシ塩化リン水溶液等の液体不純物拡散源中にバブリン
グして成るドーパントガスを、予めシリコンウエハーを
収容し、且つ、温度を拡散処理温度まで高くした拡散炉
内に導いて不純物の拡散を行うと言う方法が適用され
る。
半導体素子に不純物を拡散する工程と、酸化膜を形成す
る工程とを必要とし、前記不純物の拡散には、イオン注
入法及び塗布法等があるが、トランジスター又はバイポ
ーラＩＣ等のＮ型半導体素子については、窒素ガスをオ
キシ塩化リン水溶液等の液体不純物拡散源中にバブリン
グして成るドーパントガスを、予めシリコンウエハーを
収容し、且つ、温度を拡散処理温度まで高くした拡散炉
内に導いて不純物の拡散を行うと言う方法が適用され
る。
【０００３】従来、例えば、ＮＰＮ型半導体素子の場合
には、そのエミッターになるＮ+ 拡散は、この半導体素
子を備えたシリコンウエハーを拡散炉内に挿入する一
方、この拡散炉内に、窒素ガスをオキシ塩化リン水溶液
等の液体不純物拡散源中にバブリングして成るドーパン
トガスを、酸素ガスと一緒に導入することによって、Ｐ
2 Ｏ5 を半導体ウエハーに付着して、シリコン中にリン
等の不純物を拡散する。
には、そのエミッターになるＮ+ 拡散は、この半導体素
子を備えたシリコンウエハーを拡散炉内に挿入する一
方、この拡散炉内に、窒素ガスをオキシ塩化リン水溶液
等の液体不純物拡散源中にバブリングして成るドーパン
トガスを、酸素ガスと一緒に導入することによって、Ｐ
2 Ｏ5 を半導体ウエハーに付着して、シリコン中にリン
等の不純物を拡散する。
【０００４】次いで、前記の不純物拡散が終わると、シ
リコンウエハーを、不純物拡散用の拡散炉から、別の酸
化膜形成用の酸化炉に移し替え、この酸化炉内に、温度
を所定の温度まで高めたのち、水素ガスと酸素ガスとを
外部燃焼装置にて反応した水蒸気を導入することによ
り、この水蒸気にて酸化膜を形成するようにしている。
すなわち、従来は、不純物の拡散を拡散炉によって行う
一方、酸化膜の形成を前記拡散炉とは別の酸化炉によっ
て行うようにしている。
リコンウエハーを、不純物拡散用の拡散炉から、別の酸
化膜形成用の酸化炉に移し替え、この酸化炉内に、温度
を所定の温度まで高めたのち、水素ガスと酸素ガスとを
外部燃焼装置にて反応した水蒸気を導入することによ
り、この水蒸気にて酸化膜を形成するようにしている。
すなわち、従来は、不純物の拡散を拡散炉によって行う
一方、酸化膜の形成を前記拡散炉とは別の酸化炉によっ
て行うようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の方
法によると、シリコンウエハーを、拡散炉と酸化炉とに
両方に対して、出し入れしなければならず、換言する
と、シリコンウエハーを炉に対して二回にわたって出し
入れするようにしなければならず、その出し入れに要す
る時間と、拡散炉における温度のアップ及びダウンに要
する時間と、酸化炉における温度のアップ及びダウンに
要する時間とを必要とすることにより、全体の作業時間
が長くなるから、作業性がきわめて低くて、コストが大
幅にアップすると言う問題があった。
法によると、シリコンウエハーを、拡散炉と酸化炉とに
両方に対して、出し入れしなければならず、換言する
と、シリコンウエハーを炉に対して二回にわたって出し
入れするようにしなければならず、その出し入れに要す
る時間と、拡散炉における温度のアップ及びダウンに要
する時間と、酸化炉における温度のアップ及びダウンに
要する時間とを必要とすることにより、全体の作業時間
が長くなるから、作業性がきわめて低くて、コストが大
幅にアップすると言う問題があった。
【０００６】しかも、シリコンウエハーの各種炉への出
し入れの回数が多いことにより、各シリコンウエハー出
し入れに際して発生する処理量の差が大きくなるから、
ハイポーラトランジスターの場合、当該トランジスター
におけるｈFE値のバラツキが増大すると言う問題もあっ
た。本発明は、これらの問題を解消できるようにした拡
散炉装置を提供することを技術的課題とするものであ
る。
し入れの回数が多いことにより、各シリコンウエハー出
し入れに際して発生する処理量の差が大きくなるから、
ハイポーラトランジスターの場合、当該トランジスター
におけるｈFE値のバラツキが増大すると言う問題もあっ
た。本発明は、これらの問題を解消できるようにした拡
散炉装置を提供することを技術的課題とするものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この技術的課題を達成す
るため本発明は、半導体素子を形成したシリコンウエハ
ーを収容し、且つ、このシリコンウエハーに対する加熱
装置を備えた拡散炉において、この拡散炉に、当該拡散
炉内に窒素ガスを液体不純物拡散源中にバブリングして
成るドーパントガスを導入するようにした拡散処理ライ
ンと、当該拡散炉内に水素ガス及び酸素ガスのバーニン
グにより外部燃焼装置で生成して成る水蒸気を導入する
ようにした酸化処理ラインとを設け、更に、前記拡散炉
内に酸素ガスを導入する酸素ラインを設ける構成にし
た。
るため本発明は、半導体素子を形成したシリコンウエハ
ーを収容し、且つ、このシリコンウエハーに対する加熱
装置を備えた拡散炉において、この拡散炉に、当該拡散
炉内に窒素ガスを液体不純物拡散源中にバブリングして
成るドーパントガスを導入するようにした拡散処理ライ
ンと、当該拡散炉内に水素ガス及び酸素ガスのバーニン
グにより外部燃焼装置で生成して成る水蒸気を導入する
ようにした酸化処理ラインとを設け、更に、前記拡散炉
内に酸素ガスを導入する酸素ラインを設ける構成にし
た。
【０００８】
【作 用】この構成において、拡散炉内に、シリコン
ウエハーを挿入すると、拡散炉内の温度をその加熱装置
によって拡散温度まで上昇したのち、拡散炉内に、拡散
処理ラインからドーパントガスを導入することにより、
前記シリコンウエハーに対して不純物の拡散を行う、次
いで、酸素ラインから酸素ガスを導入することによっ
て、拡散炉内の雰囲気を酸素ガスに置き換える。
ウエハーを挿入すると、拡散炉内の温度をその加熱装置
によって拡散温度まで上昇したのち、拡散炉内に、拡散
処理ラインからドーパントガスを導入することにより、
前記シリコンウエハーに対して不純物の拡散を行う、次
いで、酸素ラインから酸素ガスを導入することによっ
て、拡散炉内の雰囲気を酸素ガスに置き換える。
【０００９】次いで、拡散炉内に、その内部の温度を酸
化温度にしたのち、酸化処理ラインから水蒸気を導入す
ることにより、前記シリコンウエハーに対して酸化膜を
形成することができるのである。
化温度にしたのち、酸化処理ラインから水蒸気を導入す
ることにより、前記シリコンウエハーに対して酸化膜を
形成することができるのである。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面について説明す
る。図において符号１は、縦型の円筒状に形成した石英
製のセル２と、該セル２の外側に配設した加熱装置３と
を備えた拡散炉を示し、前記セル２の底部に着脱自在に
装着される底板４には、セル２内に突出するシリコンウ
エハー支持用ブラケット５が設けられていると共に、セ
ル２内へのドーパントガスの導入パイプ６が設けられて
いる。
る。図において符号１は、縦型の円筒状に形成した石英
製のセル２と、該セル２の外側に配設した加熱装置３と
を備えた拡散炉を示し、前記セル２の底部に着脱自在に
装着される底板４には、セル２内に突出するシリコンウ
エハー支持用ブラケット５が設けられていると共に、セ
ル２内へのドーパントガスの導入パイプ６が設けられて
いる。
【００１１】符号７は、拡散処理ラインを示し、この拡
散処理ライン７は、オキシ塩化リン水溶液８を入れたバ
ブリングタンク９と、該バブリングタンク９内のオキシ
塩化リン水溶液８中に窒素ガスを吹き込むようにした窒
素ガス供給管路１０と、前記バブリングタンク９内の上
部を前記導入パイプ６に接続するドーパントガス供給管
路１１とによって構成されている。
散処理ライン７は、オキシ塩化リン水溶液８を入れたバ
ブリングタンク９と、該バブリングタンク９内のオキシ
塩化リン水溶液８中に窒素ガスを吹き込むようにした窒
素ガス供給管路１０と、前記バブリングタンク９内の上
部を前記導入パイプ６に接続するドーパントガス供給管
路１１とによって構成されている。
【００１２】また、符号１２は、酸化処理ラインを示
し、この酸化処理ライン１２は、水素ガス供給管路１３
と酸素ガス供給管路１４とを有する外部燃焼装置１５を
備えると共に、この外部燃焼装置１５におけるバーニン
グにて生成した水蒸気を、拡散炉１におけるセル２内に
導くための水蒸気供給管路１６を備えている。更に、前
記拡散炉１におけるセル２には、当該セル２内に酸素ガ
スを供給するための酸素ガス管路１７と、アニール用窒
素ガスの供給管路１８とを備えている。
し、この酸化処理ライン１２は、水素ガス供給管路１３
と酸素ガス供給管路１４とを有する外部燃焼装置１５を
備えると共に、この外部燃焼装置１５におけるバーニン
グにて生成した水蒸気を、拡散炉１におけるセル２内に
導くための水蒸気供給管路１６を備えている。更に、前
記拡散炉１におけるセル２には、当該セル２内に酸素ガ
スを供給するための酸素ガス管路１７と、アニール用窒
素ガスの供給管路１８とを備えている。
【００１３】なお、前記酸素ガス管路１７を廃止し、セ
ル２内に、前記酸化処理ライン１２における酸素ガス供
給管路１４からの酸素ガスを、外部燃焼装置１５におい
てバーニングすることなくそのままセル２内に導くよう
に構成しても良い。次に、例えば、ＮＰＮ型のバイポー
ラトランジスターにおいて、そのエミッタ工程に適用し
た場合について説明する。
ル２内に、前記酸化処理ライン１２における酸素ガス供
給管路１４からの酸素ガスを、外部燃焼装置１５におい
てバーニングすることなくそのままセル２内に導くよう
に構成しても良い。次に、例えば、ＮＰＮ型のバイポー
ラトランジスターにおいて、そのエミッタ工程に適用し
た場合について説明する。
【００１４】先づ、図２に示すように、拡散炉１におい
て約８００℃に加熱されたセル２内に、複数枚のシリコ
ンウエハー１９を、支持用ブラケット５に支持して装填
し、セル２内に酸素ガスを供給したのち、セル２内の温
度を、加熱装置３によってＴ 1 時間において約９５０〜
１０５０℃に上昇し。次いで、セル２内に、前記拡散処
理ライン７からのドーパントガスをＴ2 時間にわたって
供給する。
て約８００℃に加熱されたセル２内に、複数枚のシリコ
ンウエハー１９を、支持用ブラケット５に支持して装填
し、セル２内に酸素ガスを供給したのち、セル２内の温
度を、加熱装置３によってＴ 1 時間において約９５０〜
１０５０℃に上昇し。次いで、セル２内に、前記拡散処
理ライン７からのドーパントガスをＴ2 時間にわたって
供給する。
【００１５】すると、セル２内において、酸素ガスとド
ーパントガスが反応して、各シリコンウエハー１９の表
面にＰ2 Ｏ5 が生成することにより、半導体ウエハー１
９の各半導体素子におけるエミッタ領域に、不純物とし
てのリンが拡散される。このように、リンの拡散が終わ
ると、セル２内の温度を、Ｔ3 時間で前記拡散処理温度
（９５０〜１０５０℃）よりも低い約８５０〜９００℃
に下げ、この状態で、セル２内に酸素ガスを、Ｔ4 時間
にわたって供給することにより、セル２内の雰囲気を全
て酸素ガスに置き換える。
ーパントガスが反応して、各シリコンウエハー１９の表
面にＰ2 Ｏ5 が生成することにより、半導体ウエハー１
９の各半導体素子におけるエミッタ領域に、不純物とし
てのリンが拡散される。このように、リンの拡散が終わ
ると、セル２内の温度を、Ｔ3 時間で前記拡散処理温度
（９５０〜１０５０℃）よりも低い約８５０〜９００℃
に下げ、この状態で、セル２内に酸素ガスを、Ｔ4 時間
にわたって供給することにより、セル２内の雰囲気を全
て酸素ガスに置き換える。
【００１６】次いで、前記セル２内に、酸化処理ライン
１２から水蒸気を、Ｔ5 時間にわたって供給することに
より、酸化膜の形成を行うのであり、この酸化膜の形成
が完了すると、前記セル２内に、Ｔ6 時間にわたって窒
素ガスを供給することにより、アニール処理を行い、次
いで、Ｔ7 時間で温度を約８００℃程度まで下げたの
ち、前記シリコンウエハー１９をセル２内から取り出す
のである。
１２から水蒸気を、Ｔ5 時間にわたって供給することに
より、酸化膜の形成を行うのであり、この酸化膜の形成
が完了すると、前記セル２内に、Ｔ6 時間にわたって窒
素ガスを供給することにより、アニール処理を行い、次
いで、Ｔ7 時間で温度を約８００℃程度まで下げたの
ち、前記シリコンウエハー１９をセル２内から取り出す
のである。
【００１７】なお、ＮＰＮ型バイポーラトランジスター
の場合、そのエミッタ領域へのリンの拡散深さによっ
て、当該トランジスターにおけるｈFEを設定するもので
ある。従って、この拡散処理後における酸化膜の形成に
際しては、前記リンの拡散が進行しないように、前記リ
ンの拡散処理温度よりも低い温度で行うようにしてい
る。
の場合、そのエミッタ領域へのリンの拡散深さによっ
て、当該トランジスターにおけるｈFEを設定するもので
ある。従って、この拡散処理後における酸化膜の形成に
際しては、前記リンの拡散が進行しないように、前記リ
ンの拡散処理温度よりも低い温度で行うようにしてい
る。
【００１８】
【発明の効果】このように、本発明によると、一つの拡
散炉内において、不純物の拡散処理と、酸化膜の形成と
を行うことができることにより、一連の作業工程に要す
る時間を、従来の場合の略半分に短縮できるから、コス
トを大幅に低減できるのである。
散炉内において、不純物の拡散処理と、酸化膜の形成と
を行うことができることにより、一連の作業工程に要す
る時間を、従来の場合の略半分に短縮できるから、コス
トを大幅に低減できるのである。
【００１９】しかも、シリコンウエハーの拡散炉への出
し入れが一回で良いから、シリコンウエハー出し入れに
よって発生する処理量の差が小さくなるから、バイポー
ラトランジスターの場合、当該トランジスターにおける
ｈFE値のバラツキを確実に低減できる効果をも有する。
し入れが一回で良いから、シリコンウエハー出し入れに
よって発生する処理量の差が小さくなるから、バイポー
ラトランジスターの場合、当該トランジスターにおける
ｈFE値のバラツキを確実に低減できる効果をも有する。
【図１】本発明の実施例を示す縦断正面図である。
【図２】処理のダイヤグラムを示す図である。
１ 拡散炉 ２ セル ３ 加熱装置 ４ 底板 ５ シリコンウエハーの支持用ブラケッ
ト ６ ドーパントガス導入パイプ ７ 拡散処理ライン ９ バブリングタンク １０ 窒素ガス供給管路 １１ ドーパントガス供給管路 １２ 酸化処理ライン １３ 水素ガス供給管路 １４ 酸素ガス供給管路 １５ 外部燃焼装置 １６ 水蒸気供給管路 １７ 酸素ガス管路 １９ シリコンウエハー
ト ６ ドーパントガス導入パイプ ７ 拡散処理ライン ９ バブリングタンク １０ 窒素ガス供給管路 １１ ドーパントガス供給管路 １２ 酸化処理ライン １３ 水素ガス供給管路 １４ 酸素ガス供給管路 １５ 外部燃焼装置 １６ 水蒸気供給管路 １７ 酸素ガス管路 １９ シリコンウエハー
Claims (1)
- 【請求項１】半導体素子を形成したシリコンウエハーを
収容し、且つ、このシリコンウエハーに対する加熱装置
を備えた拡散炉において、この拡散炉に、当該拡散炉内
に窒素ガスを液体不純物拡散源中にバブリングして成る
ドーパントガスを導入するようにした拡散処理ライン
と、当該拡散炉内に水素ガス及び酸素ガスのバーニング
により外部燃焼装置で生成して成る水蒸気を導入するよ
うにした酸化処理ラインとを設け、更に、前記拡散炉内
に酸素ガスを導入する酸素ラインを設けたことを特徴と
するシリコンウエハーにおける拡散及び酸化処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP189393A JPH06208964A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | シリコンウエハーにおける拡散及び酸化処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP189393A JPH06208964A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | シリコンウエハーにおける拡散及び酸化処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06208964A true JPH06208964A (ja) | 1994-07-26 |
Family
ID=11514267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP189393A Pending JPH06208964A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | シリコンウエハーにおける拡散及び酸化処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06208964A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113566234A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-10-29 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 半导体设备的点火装置及半导体设备 |
| CN114963234A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-08-30 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 半导体工艺设备的点火装置及半导体工艺设备 |
| CN115094521A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-23 | 中南大学 | 一种硼扩散反应系统及其工艺方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0236033B2 (ja) * | 1984-07-31 | 1990-08-15 | Oki Electric Ind Co Ltd | |
| JPH03185821A (ja) * | 1989-12-15 | 1991-08-13 | Hitachi Ltd | 半導体処理方法およびそれに使用する処理装置 |
-
1993
- 1993-01-08 JP JP189393A patent/JPH06208964A/ja active Pending
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