JPH09148259A - 横型反応装置 - Google Patents

横型反応装置

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JPH09148259A
JPH09148259A JP7305336A JP30533695A JPH09148259A JP H09148259 A JPH09148259 A JP H09148259A JP 7305336 A JP7305336 A JP 7305336A JP 30533695 A JP30533695 A JP 30533695A JP H09148259 A JPH09148259 A JP H09148259A
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JP
Japan
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gas
furnace core
core tube
horizontal reactor
reaction
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JP7305336A
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English (en)
Inventor
Shigeaki Ide
繁章 井手
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NEC Kyushu Ltd
Original Assignee
NEC Kyushu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ウェハ14の表面処理を行なう横型反応装置に
おいて、発塵源となる複雑な可動機構を必要とせずウェ
ハの表面処理を均一にする。 【解決手段】炉芯管6の上部に配置されるとともに複数
枚並べられたウェハ14の列にわたり反応ガスを噴出す
る複数のガス吹き出し口3a,3b,3cと、この吹き
出し口3a,3b,3cに対向して炉芯管6の下部に複
数の排気口4とを設け、上方から下方への反応ガスの流
れを層流状態で流す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、横方向に載置され
る長尺な炉芯管に挿入され高温加熱されるとともに反応
ガスの雰囲気のもとで半導体基板を酸化・拡散処理また
は多結晶シリコン膜,窒化膜等を成膜する横型反応装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の横型反応装置は、半導体
基板(以下単にウェハと記す)の表面に酸化膜の形成や
不純物の拡散あるいは窒化膜や多結晶シリコンの形成な
どに用いられていた。しかしながら、このような表面処
理は時間がかかるため、より能率を良くするために複数
枚のウェハを同時に処理していた。
【0003】図2は従来の横型反応装置の一例を示す模
式断面図である。多数枚のウェハを処理する横型反応装
置は、図3に示すように、多数のウェハ14を一方向に
並べ載置するボート13を収納する炉芯管11と、この
炉芯管11の内部を高温加熱するヒータ12とを備えて
いる。そして、炉芯管11の一方より反応ガスを導入し
炉芯管11内を一定の圧力にしてから、酸化・拡散処理
または多結晶シリコン膜,窒化膜等の成長を行ってい
た。
【0004】しかしながら、この種の横型反応装置で
は、0.5Torr程度の圧力で粘性流の領域にかかわ
らずガス供給口に近い方が反応ガスの濃度が高く炉口側
では低くなる。その結果、ウェハ14と接触する反応ガ
スの活性分子にむらが生じ、ボート13に載置されたウ
ェハ14の間に表面処理のばらつきが生ずる恐れがあっ
た。
【0005】図3(a)および(b)は従来の横型反応
装置の他の例を示す縦断面図および横断面図である。膜
厚を均一に成長させるためにガス供給機構を改良した横
型反応装置の一種である気相成長装置として、特開昭5
8−25224号公報に開示されている。この横型反応
装置である気相成長装置は、図3に示すように、複数の
噴射口を有し反応管11aの内壁に沿って管内を移動し
ながら反応ガスを供給するガス供給管10を反応管内に
備えている。
【0006】そして、この気相成長装置では、ガス供給
管10からのガスの噴射方向を反応管の軸中心から10
°ないし30°外れた方向の角度をもって管内を移動し
ながらガスを噴射することにより、サセプタ9に載置さ
れるウェハ14上に供給するガス供給方法を改善し、成
膜される膜厚を均一性を向上させようとしていることを
特徴としている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の横型反
応装置では、ガス噴射口をもつガス供給管を回転させな
がら移動しガスを供給し膜厚の均一化が図れるものの、
成長膜や不純物拡散によっても、ガスの噴射方向を変え
ななければならず、極めて操作性が悪いという欠点があ
る。また、ガス供給管を管内に移動する機構が必要とな
ることから設備コストが高くなる欠点もある。さらに、
移動しながら旋回する機構が発塵源となり、ウェハの成
膜を汚染させる品質に重大な欠陥をもたらすという問題
がある。
【0008】従って、本発明の目的は、発塵源となる複
雑な可動機構を必要とせずウェハの表面処理を均一にで
きる横型反応装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、横方向
に長尺な炉芯管内に挿入され高温加熱されるとともに反
応ガスの雰囲気のもとで半導体基板を酸化・拡散処理ま
たは多結晶シリコン膜,窒化膜等を成膜する横型反応装
置において、前記炉芯管内の上部に配置されるとともに
前記反応ガスを導入するガス吹き出し口の複数個が横方
向に並べ配設されるガス供給機構と、前記炉芯管内の下
部に前記ガス吹き出し口に対向して配設されるとともに
前記反応ガスを排気するガス排気口を具備するガス排出
管とを備える横型反応装置である。また、前記ガス供給
機構は、前記ガス吹き出し口の一つを具備する複数のガ
ス導入管を備えることが望ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。
【0011】図1(a)および(b)は本発明の一実施
の形態における横型反応装置を示す模式縦断面図および
模式横は横断面図である。この横型反応装置は、図1に
示すように、炉芯管6内の上部に配置されるとともに前
記反応ガスを導入するガス吹き出し口3a,3b,3c
の複数個が横方向に並べ配設されるガス供給機構1と、
炉芯管内の下部にガス吹き出し口3a,3b,3cに対
向して配設されるとともに反応ガスを排気するガス排気
口4を具備するガス排出管2とを設けたことである。そ
れ以外は、図2で説明した従来の横型反応装置と同じで
ある。
【0012】ガス供給機構1は、複数のガス導入管1
a,1b,1cで構成され、ガス吹き出し口3a,3
b,3cでの反応ガスの流量が一定になるように、それ
ぞれのガス導入管1a,1b,1cには独立して流量弁
(図示せず)が設けられている。また、ガス吹き出し口
3a,3b,3cは、ボート5に並べ載置されたウェハ
14に一様に供給されるように、長手方向に等間隔に配
置されている。
【0013】一方、炉芯管6の下部には、ガス吹き出し
口3a,3b,3cのそれぞれに対向してガス排気口4
をもつガス排出管2が配設されている。ボート5のウェ
ハ14の間を層流の状態で反応ガスを一様に流し、常
に、活性分子を多く含む新鮮で濃度が一様な反応ガスを
ウェハ14に接触させている。また、より流れを一様に
するためには、このガス排出管2を各排気口4を独立し
てもつ分岐配管にし、これら分岐された配管に排気抵抗
を調節できる調節弁を設け、それぞれを調節し、ウェハ
14の間の流れを一様にすれば良い。
【0014】次に、この横型反応装置の動作手順を説明
する。まず、扉7を開け、高温加熱された炉芯管6内の
ウェハ14を装填した石英製のボート5を挿入する。次
に、扉7を閉じ、炉芯管6の上部に設けられたガス導入
管1a,1b,1cのガス吹き出し口3a,3b,3c
より所望のガス(酸素,窒素等)を導入しながら、ガス
排出管4のガス排気口4より導入された反応ガスを排気
する。このことによりウェハ14は常に濃度の一定の反
応ガスと接触し、ウェハ14の表面を酸化したり、膜成
長したりすることができる。
【0015】ここで、図面では、炉芯管6の上部のガス
吹き出し口に対向して3箇所の排気口4を示している
が、配置が許される限り3個以上設けても良い。これに
より反応ガスは炉芯管の上部から下部へ層流状態で炉芯
管6の長手方向に対し円滑に流れ、すべてのウェハ14
に対し、一様にガスを供給することができる。その結
果、炉芯管6内で反応にかかわるガスの濃度を均一にす
ることができ、炉芯管内に挿入された半導体基板上に酸
化もしくは成長される膜のバッチ内均一性,面内均一性
を向上させることができる。
【0016】また、炉芯管の上部に設けられたガス導入
管1a,1b,1cは、炉の奥,中央,手前側でガスの
吹き出し量をさらに均一化するために、配置が許される
限り、前述の排気口4と同様に炉の奥,中央,手前にそ
れぞれ吹き出し口を持った3本以上の方が望ましい。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、炉芯管の
上部に配置されるとともに複数枚並べられたウェハの列
にわたり反応ガスを噴出する複数のガス吹き出し口と、
この吹き出し口に対向して炉芯管下部に複数の排気口と
を設け、上方から下方への反応ガスの流れを層流状態で
流すことにより、ウェハのそれぞれは均一の濃度の反応
ガスと接触し、ウェハの表面処理が均一にできるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態における横型反応装置を
示す模式縦断面図および模式横は横断面図である。
【図2】従来の横型反応装置の一例を示す模式断面図で
ある。
【図3】従来の横型反応装置の他の例を示す縦断面図お
よび横断面図である。
【符号の説明】
1 ガス供給機構 1a,1b,1c ガス導入管 2 ガス排出管 3a,3b,3c ガス吹き出し口 4 ガス排気口 5,13 ボート 6,11 炉芯管 7 扉 10 ガス供給管 11a 反応管 12 ヒータ 14 ウェハ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 横方向に長尺な炉芯管内に挿入され高温
    加熱されるとともに反応ガスの雰囲気のもとで半導体基
    板を酸化・拡散処理または多結晶シリコン膜,窒化膜等
    を成膜する横型反応装置において、前記炉芯管内の上部
    に配置されるとともに前記反応ガスを導入するガス吹き
    出し口の複数個が横方向に並べ配設されるガス供給機構
    と、前記炉芯管内の下部に前記ガス吹き出し口に対向し
    て配設されるとともに前記反応ガスを排気するガス排気
    口を具備するガス排出管とを備えることを特徴とする横
    型反応装置。
  2. 【請求項2】 前記ガス供給機構は、前記ガス吹き出し
    口の一つを具備する複数のガス導入管を備えることを特
    徴とする請求項1記載の横型反応装置。
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