JPH0620980A - 縦型熱処理炉 - Google Patents
縦型熱処理炉Info
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- JPH0620980A JPH0620980A JP17392692A JP17392692A JPH0620980A JP H0620980 A JPH0620980 A JP H0620980A JP 17392692 A JP17392692 A JP 17392692A JP 17392692 A JP17392692 A JP 17392692A JP H0620980 A JPH0620980 A JP H0620980A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ガスの流れを改善し、半導体ウェハに形成され
る膜厚の面内均一性を向上させる。 【構成】縦型熱処理炉であって、頭部に複数のガス導入
穴９をもつとともに下側にガス排出穴１０を複数個をも
つ内管５ｂと、この内管５ｂの上部側を包むとともに下
側にガス導入管７をもつ外管５ａと、内管５ｂのガス排
出穴１０が形成される壁部５ｄを囲みガス排出管８をも
つ外囲室５ｃとを備える構造の反応管５にし、ガス導入
管７より供給されるガスをガス導入穴９より通し、下側
に向って流し、内管５ｂ内に水平に並べて収納されるウ
ェハ１の面に接触しながら半径方向に向って流れるよう
にし、ガス排出穴１０を通ってガス排気管８から管外に
ガうを排出させるようにしている。
る膜厚の面内均一性を向上させる。 【構成】縦型熱処理炉であって、頭部に複数のガス導入
穴９をもつとともに下側にガス排出穴１０を複数個をも
つ内管５ｂと、この内管５ｂの上部側を包むとともに下
側にガス導入管７をもつ外管５ａと、内管５ｂのガス排
出穴１０が形成される壁部５ｄを囲みガス排出管８をも
つ外囲室５ｃとを備える構造の反応管５にし、ガス導入
管７より供給されるガスをガス導入穴９より通し、下側
に向って流し、内管５ｂ内に水平に並べて収納されるウ
ェハ１の面に接触しながら半径方向に向って流れるよう
にし、ガス排出穴１０を通ってガス排気管８から管外に
ガうを排出させるようにしている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子製造工程に
おいて使用する半導体基板であるウェハを酸化・拡散処
理する熱処理炉に関し、特に反応管が縦に配置される縦
型熱処理炉に関する。
おいて使用する半導体基板であるウェハを酸化・拡散処
理する熱処理炉に関し、特に反応管が縦に配置される縦
型熱処理炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２（ａ）及び（ｂ）は従来の縦型熱処
理炉の一例を示す縦断面図及び横断面図である。従来、
この種の熱処理炉は、図２に示すように、ウェハ１の複
数枚が水平に並べ収納される縦型ボート２と、この縦型
ボート２とこの縦型ボート２を搭載する保温断熱塔３を
収納し、上部にガス導入穴９を有するとともに下部にガ
ス排出口管８を取付ける内管１１ｂと、この内管１１ｂ
を囲み反応室１１を形成する外管１１ａと、反応管１１
の外周囲に固定されるヒータと、反応管１１に縦型ボー
ト２を搬入・搬出するとともに反応管１１の開口を開閉
するボート上下駆動機構４を備えている。また、反応管
１１はヒータ６により６００〜１２００℃程度の中・高
温に一定に保たれている。
理炉の一例を示す縦断面図及び横断面図である。従来、
この種の熱処理炉は、図２に示すように、ウェハ１の複
数枚が水平に並べ収納される縦型ボート２と、この縦型
ボート２とこの縦型ボート２を搭載する保温断熱塔３を
収納し、上部にガス導入穴９を有するとともに下部にガ
ス排出口管８を取付ける内管１１ｂと、この内管１１ｂ
を囲み反応室１１を形成する外管１１ａと、反応管１１
の外周囲に固定されるヒータと、反応管１１に縦型ボー
ト２を搬入・搬出するとともに反応管１１の開口を開閉
するボート上下駆動機構４を備えている。また、反応管
１１はヒータ６により６００〜１２００℃程度の中・高
温に一定に保たれている。
【０００３】次に、この縦型熱処理炉の動作について説
明する。まず、ウェハ１を積載した縦型ボート２は、ボ
ート上下駆動機構４により上昇し、反応ガスで一定の雰
囲気に保たれた反応管１１の内管１１ｂにゆっくりと挿
入される。次に、縦型ボート２が上限まで上昇し、反応
管１１への挿入が終了すると、ウェハ１の酸化・拡散等
の処理が開始される。
明する。まず、ウェハ１を積載した縦型ボート２は、ボ
ート上下駆動機構４により上昇し、反応ガスで一定の雰
囲気に保たれた反応管１１の内管１１ｂにゆっくりと挿
入される。次に、縦型ボート２が上限まで上昇し、反応
管１１への挿入が終了すると、ウェハ１の酸化・拡散等
の処理が開始される。
【０００４】この酸化・拡散等の処理は、つぎの一連の
装置動作が連続して繰り返し一定時間行われることによ
り処理される。まず、外管１１ａの底部にあるガス導入
管７から導入された反応ガスは反応管外管１１ａと反応
管内管１１ｂの間の反応管１１の頭部方向へ上昇する。
そしてヒータ６により加熱されながら反応管の外管１１
ａと内管１１ｂの間を上昇した反応ガスは、内管１１ｂ
の頭部にある多数のガス導入穴９を通るより整流され均
一に反応管１１の内部に流入し、縦型ボート２に積載さ
れたウェハ１の酸化・拡散が行われる。ここで、反応後
の反応ガスや、余剰反応ガスはガス排出管８より排出さ
れる。
装置動作が連続して繰り返し一定時間行われることによ
り処理される。まず、外管１１ａの底部にあるガス導入
管７から導入された反応ガスは反応管外管１１ａと反応
管内管１１ｂの間の反応管１１の頭部方向へ上昇する。
そしてヒータ６により加熱されながら反応管の外管１１
ａと内管１１ｂの間を上昇した反応ガスは、内管１１ｂ
の頭部にある多数のガス導入穴９を通るより整流され均
一に反応管１１の内部に流入し、縦型ボート２に積載さ
れたウェハ１の酸化・拡散が行われる。ここで、反応後
の反応ガスや、余剰反応ガスはガス排出管８より排出さ
れる。
【０００５】この一連の装置動作が一定の時間繰り返し
行われた後、ウェハ１が積載されている縦型ボート２
は、ボート上下駆動機構４により下側に駆動され下降
し、酸化・拡散工程が終了する。
行われた後、ウェハ１が積載されている縦型ボート２
は、ボート上下駆動機構４により下側に駆動され下降
し、酸化・拡散工程が終了する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この従来の縦型熱処理
炉では、反応管の構造がガス導入管を有するガス導入側
のみが内外２重構造で、ガス排出管は１本のみが反応管
内管に直接取り付けられている１重構造であるので、ガ
スの排出が水平に保持されたウェハ面に均一に流れず、
ガス排出管が取り付けられている一方向へのみガスが流
れ、排出されるので反応管挿入時に反応管の底部付近に
位置するウェハの酸化膜厚の面内均一性が反応管頭部付
近のものより悪くなる傾向がある。更に従来の構造で
は、ウェハの酸化膜厚面内均一性に対するガス排出圧力
等のガス排出の諸条件の影響度が高く、最適条件とする
為の条件決定評価に多大な工数と時間を要するという問
題があった。そして評価により決定した最適条件に一定
に保つ為にガス排出圧力の日常管理を常に行う必要があ
り、この日常管理が煩しく誤りをしばしば引き起すとい
う問題があった。
炉では、反応管の構造がガス導入管を有するガス導入側
のみが内外２重構造で、ガス排出管は１本のみが反応管
内管に直接取り付けられている１重構造であるので、ガ
スの排出が水平に保持されたウェハ面に均一に流れず、
ガス排出管が取り付けられている一方向へのみガスが流
れ、排出されるので反応管挿入時に反応管の底部付近に
位置するウェハの酸化膜厚の面内均一性が反応管頭部付
近のものより悪くなる傾向がある。更に従来の構造で
は、ウェハの酸化膜厚面内均一性に対するガス排出圧力
等のガス排出の諸条件の影響度が高く、最適条件とする
為の条件決定評価に多大な工数と時間を要するという問
題があった。そして評価により決定した最適条件に一定
に保つ為にガス排出圧力の日常管理を常に行う必要があ
り、この日常管理が煩しく誤りをしばしば引き起すとい
う問題があった。
【０００７】図３（ａ）及び（ｂ）は従来の縦型熱処理
で処理したウェハ面内均一性について説明するための図
である。ちなみに図２に示す熱処理炉で、反応管内９０
０℃程度に保ち、酸水素を用いてウェハを酸化すると、
図３に示すように、反応管の構造と酸化膜厚の面内分布
との関係を等厚線（同一膜厚点を結んで得られる線）を
用いて示したようになる。また、直線グラフで示すとウ
ェハの膜厚は右側と左側では大きくばらついていた。こ
のようにガス排出管の取り付け位置に近い程膜厚が厚
く、ガス排出管の取り付け位置から離れている程膜厚が
薄くなる傾向にあることを示しており、ガス排出管の取
り付け位置依存性が高い事を示している。本発明の目的
は、これらの課題を解決するためにガスの流れを改善
し、面内を均一に処理出来る縦型熱処理炉を提供するこ
とにある。
で処理したウェハ面内均一性について説明するための図
である。ちなみに図２に示す熱処理炉で、反応管内９０
０℃程度に保ち、酸水素を用いてウェハを酸化すると、
図３に示すように、反応管の構造と酸化膜厚の面内分布
との関係を等厚線（同一膜厚点を結んで得られる線）を
用いて示したようになる。また、直線グラフで示すとウ
ェハの膜厚は右側と左側では大きくばらついていた。こ
のようにガス排出管の取り付け位置に近い程膜厚が厚
く、ガス排出管の取り付け位置から離れている程膜厚が
薄くなる傾向にあることを示しており、ガス排出管の取
り付け位置依存性が高い事を示している。本発明の目的
は、これらの課題を解決するためにガスの流れを改善
し、面内を均一に処理出来る縦型熱処理炉を提供するこ
とにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の縦型熱処理炉
は、頭部に複数のガス導入穴を有し下部の側壁に複数の
ガス排出穴をもつとともに半導体基板が複数枚並べて積
載されるボートを収納する内管と、この内管の頭部を含
む上側部を包むとともに下側にガス導入管が取付けられ
る外管と、前記内管の側壁を囲み、閉鎖するとともにガ
ス排気管をもつ外囲室とを備えている。
は、頭部に複数のガス導入穴を有し下部の側壁に複数の
ガス排出穴をもつとともに半導体基板が複数枚並べて積
載されるボートを収納する内管と、この内管の頭部を含
む上側部を包むとともに下側にガス導入管が取付けられ
る外管と、前記内管の側壁を囲み、閉鎖するとともにガ
ス排気管をもつ外囲室とを備えている。
【０００９】
【実施例】次に、本発明について参照しながら説明す
る。
る。
【００１０】図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の縦型熱
処理炉の一実施例を示す縦断面図及び横断面図である。
この縦型熱処理炉は、その反応管５の構造を図１に示す
ように、頂部の壁部に複数のガス導入のガス導入穴９を
もつ内管５ｂの下側の壁部５ｄに複数のガス排出穴１０
を明け、このガス排出穴１０をもつ包む外囲室５ｃと、
この外囲室５ｃに取付けられるガス排出管８を設けた構
造にしたことである。また、反応管の外管５ａの下側に
取付けられるガス導入管７は、図１（ｂ）に示すよう
に、２本のガス排出管８に対し半径方向に伸びるように
外管５ａの下部に接合されており、外囲室５ｃとは内壁
で仕切られている。
処理炉の一実施例を示す縦断面図及び横断面図である。
この縦型熱処理炉は、その反応管５の構造を図１に示す
ように、頂部の壁部に複数のガス導入のガス導入穴９を
もつ内管５ｂの下側の壁部５ｄに複数のガス排出穴１０
を明け、このガス排出穴１０をもつ包む外囲室５ｃと、
この外囲室５ｃに取付けられるガス排出管８を設けた構
造にしたことである。また、反応管の外管５ａの下側に
取付けられるガス導入管７は、図１（ｂ）に示すよう
に、２本のガス排出管８に対し半径方向に伸びるように
外管５ａの下部に接合されており、外囲室５ｃとは内壁
で仕切られている。
【００１１】次に、各部の相互の関係と働きを説明しな
がら、本発明の縦型熱処理炉を用いた場合の処理動作を
説明する。まず、ウェハ１は、縦型ボート２内に水平か
つ平行に積載される。次に、この縦型ボート２は保温断
熱塔３の上に搭載され、保温断熱塔３はボート上下駆動
機構４に搭載され内管５ｂに挿入される。次に、縦型ボ
ート２が上限まで上昇し、反応管５への挿入が終了する
と、ウェハ１の酸化・拡散等の処理が開始される。
がら、本発明の縦型熱処理炉を用いた場合の処理動作を
説明する。まず、ウェハ１は、縦型ボート２内に水平か
つ平行に積載される。次に、この縦型ボート２は保温断
熱塔３の上に搭載され、保温断熱塔３はボート上下駆動
機構４に搭載され内管５ｂに挿入される。次に、縦型ボ
ート２が上限まで上昇し、反応管５への挿入が終了する
と、ウェハ１の酸化・拡散等の処理が開始される。
【００１２】この酸化・拡散の処理は、次の一連の装置
動作が連続して繰り返し一定時間行われることにより処
理される。すなわち、まず、反応管５の外管５ａの底部
にあるガス導入管７から導入された反応ガスは、外管５
ａと内管５ｂの間を通り反応管５の頭部方向へ上昇す
る。そしてヒータ６により加熱されながら外管５ａと内
管５ｂ上段の間を上昇した反応ガスは、内管５ｂの頭部
にある多数のガス導入穴９を通ることにより内管５ｂ内
に分散・整流され、均一に管５ｂ内に流れる。このこと
により縦型ボート２に積載されたウェハ１の酸化・拡散
が行われる。反応後のガスや余剰反応ガスは反応管下段
の内管５ｂの壁部５ｄに半径方向に放射状に開けられた
多数のガス排出穴１０から均一に吸引される。吸引され
た反応後のガスや余剰反応ガスはウェハ１の半径方向に
放射状に均一に流れ、ガス排出穴１０を通り反応管下段
の外囲室５ｃに接合されている２本のガス排出管８から
反応管５外へ排出される。
動作が連続して繰り返し一定時間行われることにより処
理される。すなわち、まず、反応管５の外管５ａの底部
にあるガス導入管７から導入された反応ガスは、外管５
ａと内管５ｂの間を通り反応管５の頭部方向へ上昇す
る。そしてヒータ６により加熱されながら外管５ａと内
管５ｂ上段の間を上昇した反応ガスは、内管５ｂの頭部
にある多数のガス導入穴９を通ることにより内管５ｂ内
に分散・整流され、均一に管５ｂ内に流れる。このこと
により縦型ボート２に積載されたウェハ１の酸化・拡散
が行われる。反応後のガスや余剰反応ガスは反応管下段
の内管５ｂの壁部５ｄに半径方向に放射状に開けられた
多数のガス排出穴１０から均一に吸引される。吸引され
た反応後のガスや余剰反応ガスはウェハ１の半径方向に
放射状に均一に流れ、ガス排出穴１０を通り反応管下段
の外囲室５ｃに接合されている２本のガス排出管８から
反応管５外へ排出される。
【００１３】これら一連の装置動作が一定の時間繰り返
し行われた後、ウェハ１が積載されている縦型ボート２
は、ボート上下駆動機構４により下側に駆動され下降
し、酸化・拡散工程が終了する。ここで、この実施例で
は反応ガスを排出するガス排出管８は２本としてある
が、別の実施例としては、ガスの排出をより一層均一に
することを目的として、ガス排出管８を３本や４本等に
する例が考えられる。
し行われた後、ウェハ１が積載されている縦型ボート２
は、ボート上下駆動機構４により下側に駆動され下降
し、酸化・拡散工程が終了する。ここで、この実施例で
は反応ガスを排出するガス排出管８は２本としてある
が、別の実施例としては、ガスの排出をより一層均一に
することを目的として、ガス排出管８を３本や４本等に
する例が考えられる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明の縦型熱処理
炉は、複数のガス導入穴を頭部にもつとともに下部側に
複数のガス排出穴をもつ内管と、この内管の頭部側を包
むとともに下部側にガス導入管をもつ外管と、前記内管
の前記ガス排出穴のある壁部を包むとともに複数のガス
排出管をもつ外囲室とを設ける構造の反応管にし、前記
ガス導入管より供給されるガスの流れを、前記内管の頭
部のガス導入穴を通って前記内管内のウェハ面内を一様
に接触しながら半径方向に流出させ、下側の前記ガス排
出穴を通って前記ガス排出管より管外より排出させるこ
とによって、反応管内に収納される半導体基板であるウ
ェハに面内に一様な膜厚を生成出来るという効果があ
る。また、二次的効果としてウェハの酸化膜厚面内均一
性に対するガス排出圧力等の諸条件の影響度が低くな
り、前記諸条件を最適化するための条件決定評価や日常
管理に費やしていた多大な工数と時間を大幅に削減でき
るという効果がある。
炉は、複数のガス導入穴を頭部にもつとともに下部側に
複数のガス排出穴をもつ内管と、この内管の頭部側を包
むとともに下部側にガス導入管をもつ外管と、前記内管
の前記ガス排出穴のある壁部を包むとともに複数のガス
排出管をもつ外囲室とを設ける構造の反応管にし、前記
ガス導入管より供給されるガスの流れを、前記内管の頭
部のガス導入穴を通って前記内管内のウェハ面内を一様
に接触しながら半径方向に流出させ、下側の前記ガス排
出穴を通って前記ガス排出管より管外より排出させるこ
とによって、反応管内に収納される半導体基板であるウ
ェハに面内に一様な膜厚を生成出来るという効果があ
る。また、二次的効果としてウェハの酸化膜厚面内均一
性に対するガス排出圧力等の諸条件の影響度が低くな
り、前記諸条件を最適化するための条件決定評価や日常
管理に費やしていた多大な工数と時間を大幅に削減でき
るという効果がある。
【図１】本発明の縦型熱処理炉の一実施例を示す。
【図２】従来の縦型熱処理炉の一例を示す縦断面図及び
横断面図である。
横断面図である。
【図３】従来の縦型熱処理炉で処理したウェハ面内の均
一性について説明する図である。
一性について説明する図である。
１ ウェハ ２ 縦型ボート ３ 保温断熱塔 ４ ボート上下駆動機構 ５，１１ 反応管 ５ａ，１１ａ 外管 ５ｂ，１１ｂ 内管 ５ｃ 外囲室 ５ｄ 壁部 ６ ヒータ ７ ガス導入管 ８ ガス排出管 ９ ガス導入穴 １０ ガス排出穴
Claims (1)
- 【請求項１】 頭部に複数のガス導入穴を有し下部の側
壁に複数のガス排出穴をもつとともに半導体基板が複数
枚並べて積載されるボートを収納する内管と、この内管
の頭部を含む上側部を包むとともに下側にガス導入管が
取付けられる外管と、前記内管の側壁を囲み、閉鎖する
とともにガス排気管をもつ外囲室とを備えることを特徴
とする縦型熱処理炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17392692A JPH0620980A (ja) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | 縦型熱処理炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17392692A JPH0620980A (ja) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | 縦型熱処理炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0620980A true JPH0620980A (ja) | 1994-01-28 |
Family
ID=15969639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17392692A Pending JPH0620980A (ja) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | 縦型熱処理炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0620980A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100559198B1 (ko) * | 1999-12-21 | 2006-03-10 | 액셀리스 테크놀로지스, 인크. | 일체형 가스 분배 채널링을 갖는 벨자 |
-
1992
- 1992-07-01 JP JP17392692A patent/JPH0620980A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100559198B1 (ko) * | 1999-12-21 | 2006-03-10 | 액셀리스 테크놀로지스, 인크. | 일체형 가스 분배 채널링을 갖는 벨자 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000201 |