JPH0622207B2 - 半導体製造用加熱炉の製造方法 - Google Patents
半導体製造用加熱炉の製造方法Info
- Publication number
- JPH0622207B2 JPH0622207B2 JP60131265A JP13126585A JPH0622207B2 JP H0622207 B2 JPH0622207 B2 JP H0622207B2 JP 60131265 A JP60131265 A JP 60131265A JP 13126585 A JP13126585 A JP 13126585A JP H0622207 B2 JPH0622207 B2 JP H0622207B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tube
- heating
- core tube
- manufacturing
- soaking
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims description 46
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 18
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 29
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 15
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008048 Si-S Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006336 Si—S Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体ウェハを加熱するための半導体製造用加
熱炉の改良に関する。
熱炉の改良に関する。
半導体装置の製造において、デポジション、拡散等の加
熱工程は非常に重要な工程である。従来、こうした加熱
工程には第２図に示すような加熱炉が用いられるのが一
般的である。
熱工程は非常に重要な工程である。従来、こうした加熱
工程には第２図に示すような加熱炉が用いられるのが一
般的である。
第２図において、円筒状の発熱体１の外周は断熱材２で
覆われ、発熱体１の中空部には均熱管３が配置されてい
る。この均熱管３はアルミナ、ムライト、炭化珪素、Ｓ
ｉ−ＳｉＣ等から形成される。更に、均熱管３の中空部
には石英ガラス製炉芯管４が配置されている。前記均熱
管３と炉芯管４との間には間隙が設けられている。
覆われ、発熱体１の中空部には均熱管３が配置されてい
る。この均熱管３はアルミナ、ムライト、炭化珪素、Ｓ
ｉ−ＳｉＣ等から形成される。更に、均熱管３の中空部
には石英ガラス製炉芯管４が配置されている。前記均熱
管３と炉芯管４との間には間隙が設けられている。
上記加熱炉を用いた半導体ウェハの加熱工程は以下のよ
うにして行なわれる。すなわち、炉芯管４内に半導体ウ
ェハを装着したウェハボート（図示せず）を装入し、発
熱体１に通電することにより発生する熱を均熱管３から
炉芯管４へ均一に放射し、内部の半導体ウェハを均一に
加熱する。
うにして行なわれる。すなわち、炉芯管４内に半導体ウ
ェハを装着したウェハボート（図示せず）を装入し、発
熱体１に通電することにより発生する熱を均熱管３から
炉芯管４へ均一に放射し、内部の半導体ウェハを均一に
加熱する。
しかしながら、拡散工程のように加熱温度が高く、処理
時間が長いと、石英ガラスの粘性が大幅に低下するた
め、石英ガラス製炉芯管４を高温均熱部と断面が楕円形
状に変形する。このような変形が生じると、ウェハボー
トの出し入れが困難となるうえ、炉芯管４内でガスの流
れや温度分布が不均一となり、半導体ウェハ表面での不
純物濃度にバラツキが生じる。
時間が長いと、石英ガラスの粘性が大幅に低下するた
め、石英ガラス製炉芯管４を高温均熱部と断面が楕円形
状に変形する。このような変形が生じると、ウェハボー
トの出し入れが困難となるうえ、炉芯管４内でガスの流
れや温度分布が不均一となり、半導体ウェハ表面での不
純物濃度にバラツキが生じる。
こうしたことから、最近、均熱管と炉芯管とを兼ねた高
純度のＳｉ−ＳｉＣ系プロセスチューブが使用される場
合もある。しかし、Ｓｉ−ＳｉＣ系プロセスチューブは
石英ガラス製炉芯管と比較して高価であり、しかも高純
度といわれるものでも汚染源となる不純物の含有量が多
く、半導体ウェハに影響を与えやすい。また、Ｓｉ−Ｓ
ｉＣ系プロセスチューブは高温でＣｌ２、ＨＣｌ等のガ
ス又は酸の液を流すことによって高純度処理が行なわれ
るが、長時間にわたって高純度処理を行なっても表層部
が純化されるだけであり、内部の不純物を完全に除去す
ることができない。このため、加熱処理時にプロセスチ
ューブ内部に残存している微量不純物が半導体ウェハを
汚染し、歩留りを低下させる原因となる。
純度のＳｉ−ＳｉＣ系プロセスチューブが使用される場
合もある。しかし、Ｓｉ−ＳｉＣ系プロセスチューブは
石英ガラス製炉芯管と比較して高価であり、しかも高純
度といわれるものでも汚染源となる不純物の含有量が多
く、半導体ウェハに影響を与えやすい。また、Ｓｉ−Ｓ
ｉＣ系プロセスチューブは高温でＣｌ２、ＨＣｌ等のガ
ス又は酸の液を流すことによって高純度処理が行なわれ
るが、長時間にわたって高純度処理を行なっても表層部
が純化されるだけであり、内部の不純物を完全に除去す
ることができない。このため、加熱処理時にプロセスチ
ューブ内部に残存している微量不純物が半導体ウェハを
汚染し、歩留りを低下させる原因となる。
本発明は上記事情を考慮してなされたものであり、安価
で長寿命であり、かつ半導体装置の歩留りを低下させる
ことのない半導体製造用加熱炉を提供しようとするもの
である。
で長寿命であり、かつ半導体装置の歩留りを低下させる
ことのない半導体製造用加熱炉を提供しようとするもの
である。
本発明の半導体製造用加熱炉の製造方法は、円筒状の発
熱体と、該発熱体の中空部に配置された均熱管と、該均
熱管内に配置された石英ガラス製炉芯管とを備えた半導
体製造用加熱炉を製造するにあたり、前記均熱管および
前記石英ガラス製炉芯管の少なくともいずれか一方を加
熱することにより両者を密着させることを特徴とするも
のである。
熱体と、該発熱体の中空部に配置された均熱管と、該均
熱管内に配置された石英ガラス製炉芯管とを備えた半導
体製造用加熱炉を製造するにあたり、前記均熱管および
前記石英ガラス製炉芯管の少なくともいずれか一方を加
熱することにより両者を密着させることを特徴とするも
のである。
このような半導体製造用加熱炉によれば、加熱時にも石
英ガラス製炉芯管が均熱管によって外周から支持されて
いるので、炉芯管の変形が生じることがない。この結
果、ウェハボートの出し入れに影響がなく、ガスの流れ
や温度分布が不近一となることもない。したがって、安
価な石英ガラス製炉芯管の寿命を向上するとともに、半
導体装置の歩留りを向上することができる。
英ガラス製炉芯管が均熱管によって外周から支持されて
いるので、炉芯管の変形が生じることがない。この結
果、ウェハボートの出し入れに影響がなく、ガスの流れ
や温度分布が不近一となることもない。したがって、安
価な石英ガラス製炉芯管の寿命を向上するとともに、半
導体装置の歩留りを向上することができる。
以下、本発明の実施例を第１図を参照して説明する。
第１図において、円筒状の発熱体１１の外周は断熱材１
２で覆われている。前記発熱体１１の中空部には外径２
２５mm、内径２０５mm、長さ１９００mmのＳｉ−ＳｉＣ
質均熱管１３が配置されており、その内面には膜厚１mm
のＳｉ３Ｎ４層が形成されている。更に、均熱管１３の
中空部には外径２０３mm、内径１９６mm、長さ２９７５
mmの石英ガラス製炉芯管１４が前記均熱管１３と密着し
て装着されている。
２で覆われている。前記発熱体１１の中空部には外径２
２５mm、内径２０５mm、長さ１９００mmのＳｉ−ＳｉＣ
質均熱管１３が配置されており、その内面には膜厚１mm
のＳｉ３Ｎ４層が形成されている。更に、均熱管１３の
中空部には外径２０３mm、内径１９６mm、長さ２９７５
mmの石英ガラス製炉芯管１４が前記均熱管１３と密着し
て装着されている。
なお、第１図に示すような石英ガラス製炉芯管を均熱管
に密着させて装着した加熱炉は、従来の均熱管と石英ガ
ラス製炉芯管を用い、両者を回転させながら炉芯管の内
部からバーナーにより加熱し、遠心力を利用する方法、
あるいは炉芯管の内部を加圧しながら均熱管を加熱する
方法等により容易に得ることができる。
に密着させて装着した加熱炉は、従来の均熱管と石英ガ
ラス製炉芯管を用い、両者を回転させながら炉芯管の内
部からバーナーにより加熱し、遠心力を利用する方法、
あるいは炉芯管の内部を加圧しながら均熱管を加熱する
方法等により容易に得ることができる。
第１図に示すような半導体製造用加熱炉によれば、半導
体ウェハの加熱時に石英ガラス製炉芯管１４が高温とな
ってその粘性が大幅に低下しても、炉芯管１４が均熱管
１３によって外周から支持されているので、炉芯管１４
の変形が生じることがない。この結果、ウェハボードの
出し入れに影響がなく、ガスの流れや温度分布が不均一
となることもない。したがって、安価で汚染源となる不
純物含有量の少ない石英ガラス製炉芯管１４の寿命を向
上するとともに、半導体装置の歩留りを向上することが
できる。
体ウェハの加熱時に石英ガラス製炉芯管１４が高温とな
ってその粘性が大幅に低下しても、炉芯管１４が均熱管
１３によって外周から支持されているので、炉芯管１４
の変形が生じることがない。この結果、ウェハボードの
出し入れに影響がなく、ガスの流れや温度分布が不均一
となることもない。したがって、安価で汚染源となる不
純物含有量の少ない石英ガラス製炉芯管１４の寿命を向
上するとともに、半導体装置の歩留りを向上することが
できる。
実際に上記実施例の加熱炉及び従来の加熱炉を用い、５
インチＰ型シリコンウェハを１２８０℃で加熱処理した
場合の評価試験の結果を下記表に示す。
インチＰ型シリコンウェハを１２８０℃で加熱処理した
場合の評価試験の結果を下記表に示す。
なお、下記表中比較例１は外径２３０mm、内径２０５m
m、長さ１９００mmのＳｉ−ＳｉＣ質均熱管に外径１９
０mm、内径１８３mm、長さ２９７５mmの石英ガラス炉芯
管を装着した従来の加熱炉、比較例２は外径２０５mm、
内径１９０mm、長さ２９７５mmの高純度Ｓｉ−ＳｉＣ質
プロセスチューブを用いた従来の加熱炉である。
m、長さ１９００mmのＳｉ−ＳｉＣ質均熱管に外径１９
０mm、内径１８３mm、長さ２９７５mmの石英ガラス炉芯
管を装着した従来の加熱炉、比較例２は外径２０５mm、
内径１９０mm、長さ２９７５mmの高純度Ｓｉ−ＳｉＣ質
プロセスチューブを用いた従来の加熱炉である。
また、下記表中のＳｉＯ２膜中の可動イオン濃度（Init
ial ＮFB及び＋ＢＴΔＮFB）はシリコンウェハの不純
物による汚染度合を示すものである。ここで、Initial
ＮFBはＢＴ処理を行なう前のＮFB値、＋ＢＴΔＮFBは
正の電圧を印加してＢＴ処理を行なった場合のＮFBの変
化量をそれぞれ表わす。これらの値は膜厚５００ÅのＳ
ｉＯ２膜について測定されたものである。前記＋ＢＴ処
理は約２００℃において、５Ｖの電圧を３分間印加して
行なった。また、ライフはそれぞれ１０サンプルの平均
値である。
ial ＮFB及び＋ＢＴΔＮFB）はシリコンウェハの不純
物による汚染度合を示すものである。ここで、Initial
ＮFBはＢＴ処理を行なう前のＮFB値、＋ＢＴΔＮFBは
正の電圧を印加してＢＴ処理を行なった場合のＮFBの変
化量をそれぞれ表わす。これらの値は膜厚５００ÅのＳ
ｉＯ２膜について測定されたものである。前記＋ＢＴ処
理は約２００℃において、５Ｖの電圧を３分間印加して
行なった。また、ライフはそれぞれ１０サンプルの平均
値である。
上記表において、実施例及び比較例２の加熱炉を用いた
場合のＳｉＯ２膜中の可動イオン濃度を比較して明らか
なように、石英ガラス製炉芯管を備えた加熱炉ではＳｉ
−ＳｉＣ質プロレスチューブを備えた加熱炉よりもシリ
コンウェハが不純物による汚染を受けにくいことがわか
る。
場合のＳｉＯ２膜中の可動イオン濃度を比較して明らか
なように、石英ガラス製炉芯管を備えた加熱炉ではＳｉ
−ＳｉＣ質プロレスチューブを備えた加熱炉よりもシリ
コンウェハが不純物による汚染を受けにくいことがわか
る。
また、実施例の加熱炉は比較例１の加熱炉よりもライフ
が長いことから、実施例の加熱炉では石英ガラス製炉芯
管の変形が抑制されていることがわかる。
が長いことから、実施例の加熱炉では石英ガラス製炉芯
管の変形が抑制されていることがわかる。
なお、本発明の加熱炉において、均熱管１３の肉厚は石
英ガラス製炉芯管１４の肉厚よりも厚いことが望まし
い。これは、均熱管１３の肉厚が石英ガラス製炉芯管１
４の肉厚よりも薄い場合、加熱・放冷のサイクルを繰り
返すと両者の熱膨張係数の相違により均熱間１３にクラ
ックが発生しやすいためである。
英ガラス製炉芯管１４の肉厚よりも厚いことが望まし
い。これは、均熱管１３の肉厚が石英ガラス製炉芯管１
４の肉厚よりも薄い場合、加熱・放冷のサイクルを繰り
返すと両者の熱膨張係数の相違により均熱間１３にクラ
ックが発生しやすいためである。
また、上記実施例では均熱管１３と石英ガラス製炉芯管
１４との間にＳｉ３Ｎ４層からなる緩衝層を介在させた
が、このような緩衝層を設けることにより均熱管１３と
石英ガラス製炉芯管１４との熱による溶着及び熱膨張差
による破損を防止することができる。こうした緩衝層と
しては上記実施例におけるＳｉ３Ｎ４層のほかにＡｌ２
Ｏ３、ＢＮ、ＳｉＺｒＯ４等を用いることができる。
１４との間にＳｉ３Ｎ４層からなる緩衝層を介在させた
が、このような緩衝層を設けることにより均熱管１３と
石英ガラス製炉芯管１４との熱による溶着及び熱膨張差
による破損を防止することができる。こうした緩衝層と
しては上記実施例におけるＳｉ３Ｎ４層のほかにＡｌ２
Ｏ３、ＢＮ、ＳｉＺｒＯ４等を用いることができる。
更に、均熱管１３としては炭化珪素質、Ｓｉ−ＳｉＣ
質、窒化珪素質、アルミナ質等の材質のものが用いられ
るが、これらをそのまま用いる場合でも上記のように緩
衝層を設ける場合でも、石英ガラス製炉芯管１４の失透
を防止するために均熱管１３の内面の表層部を純化処理
することが望ましい。
質、窒化珪素質、アルミナ質等の材質のものが用いられ
るが、これらをそのまま用いる場合でも上記のように緩
衝層を設ける場合でも、石英ガラス製炉芯管１４の失透
を防止するために均熱管１３の内面の表層部を純化処理
することが望ましい。
以上詳述した如く本発明によれば、安価かつ長寿命であ
り、しかも半導体装置の特性を劣化させることのない半
導体製造用加熱炉を提供できるものである。
り、しかも半導体装置の特性を劣化させることのない半
導体製造用加熱炉を提供できるものである。
第１図は本発明の実施例における半導体製造用加熱炉の
断面図、第２図は従来の半導体製造用加熱炉の断面図で
ある。 １１……発熱体、１２……断熱材、１３……均熱管、１
４……石英ガラス製炉芯管。
断面図、第２図は従来の半導体製造用加熱炉の断面図で
ある。 １１……発熱体、１２……断熱材、１３……均熱管、１
４……石英ガラス製炉芯管。
Claims (1)
- 【請求項１】円筒状の発熱体と、該発熱体の中空部に配
置された均熱管と、該均熱管内に配置された石英ガラス
製炉芯管とを備えた半導体製造用加熱炉を製造するにあ
たり、前記均熱管および前記石英ガラス製炉芯管の少な
くともいずれか一方を加熱することにより両者を密着さ
せることを特徴とする半導体製造用加熱炉の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60131265A JPH0622207B2 (ja) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | 半導体製造用加熱炉の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60131265A JPH0622207B2 (ja) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | 半導体製造用加熱炉の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61288417A JPS61288417A (ja) | 1986-12-18 |
| JPH0622207B2 true JPH0622207B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=15053882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60131265A Expired - Lifetime JPH0622207B2 (ja) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | 半導体製造用加熱炉の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0622207B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS644018A (en) * | 1987-06-26 | 1989-01-09 | Toshiba Ceramics Co | Vertical-type diffusion furnace |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52143760A (en) * | 1976-05-26 | 1977-11-30 | Hitachi Ltd | Quartz tube in heat treatment furnace |
| JPS5313354A (en) * | 1976-07-22 | 1978-02-06 | Toshiba Corp | Heat treatment unit of semiconductor element |
-
1985
- 1985-06-17 JP JP60131265A patent/JPH0622207B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61288417A (ja) | 1986-12-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR950009940B1 (ko) | 열처리 방법 및 열처리 장치 | |
| JP2000501242A (ja) | 熱加工用機器及び方法 | |
| JPH1012563A (ja) | 高純度ＣＶＤ−ＳｉＣ質の半導体熱処理用部材及びその製造方法 | |
| JP3317781B2 (ja) | 半導体ウエハの熱処理用サセプタの製造方法 | |
| US4598665A (en) | Silicon carbide process tube for semiconductor wafers | |
| EP0340802A2 (en) | Silicon carbide diffusion tube for semi-conductor | |
| US7241345B2 (en) | Cylinder for thermal processing chamber | |
| KR900000835B1 (ko) | 서스펜션 캔릴레버(Suspension Cantilever) 로딩장치(Loading system)를 갖는 횡형로(橫型爐) | |
| US4016006A (en) | Method of heat treatment of wafers | |
| JPS5849290B2 (ja) | 石英反応管 | |
| JPH0622207B2 (ja) | 半導体製造用加熱炉の製造方法 | |
| JP2003249458A (ja) | ウェハ保持リング | |
| JP2773150B2 (ja) | 半導体装置の製造装置 | |
| JPS60727A (ja) | 赤外線熱処理装置 | |
| JP2004152900A (ja) | 半導体製造装置用ウェハ保持リング及びその製造方法、並びに半導体ウェハの熱処理方法及び加熱処理装置 | |
| JP2764436B2 (ja) | 縦型拡散炉 | |
| JPH0817746A (ja) | ヒータ | |
| JP2676083B2 (ja) | 加熱炉 | |
| JP3386908B2 (ja) | シリコン半導体素子熱処理治具用石英ガラスおよびその製造方法 | |
| JPH0477365A (ja) | 半導体製造装置用セラミックス材およびその製造方法 | |
| JP2522544B2 (ja) | 縦型熱処理炉 | |
| JP2003257881A (ja) | 熱処理用ボート及びウエーハの熱処理方法 | |
| JPS622616A (ja) | 半導体ウエハ−の熱処理方法 | |
| JP2005019748A (ja) | ウエーハの熱処理用治具及び熱処理方法 | |
| JPH1154445A (ja) | 半導体デバイス製造方法および製造装置 |