JPH097966A - 縦型反応炉の反応管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体製造装置の縦型反応炉に於いて、導入す
る反応ガスにより炉内の温度不均一が生じるのを防止
し、ウェーハ面内での熱処理の均一性を向上させ、製品
品質の向上、歩留まりの向上を図るものである。 【構成】反応管本体１５の下部にガスジャケット２２を
設け、該ガスジャケット、反応管本体に沿って設けた導
通管２４を介して反応管本体内部に反応ガスを導入する
様構成し、反応ガス導入の過程で、反応ガスをガスジャ
ケットで加熱し、導通管を上昇する反応ガスにより反応
管本体が冷却されることを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシリコンウェーハを基に
半導体素子を製造する縦型反応炉の反応管に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図９に於いて、縦型反応炉を具備する半
導体製造装置の概略について説明する。

【０００３】図９中、１は前面に設けられたカセット授
受ユニット、２はカセット授受ユニット１の背面側に設
けられたカセットストッカ、３は該カセットストッカ２
の上方に設けられたバッファカセットストッカ、４はカ
セットストッカ２の背面側に設けられたウェーハ移載機
であり、該ウェーハ移載機４はウェーハ１０を所要枚数
保持し、昇降、前進、後退し且鉛直軸心を中心に回転す
るチャッキングヘッド８を具備している。又、５は該ウ
ェーハ移載機４の背面側に設けられたボートエレベー
タ、６はボートエレベータ５の上方に設けられた縦型反
応炉、７はボートキャップ９を介して前記ボートエレベ
ータ５に支持されるボートであり、前記ボート７にはウ
ェーハ１０が水平姿勢で多段に装填される。前記縦型反
応炉６は中空のヒータユニット１３、該ヒータユニット
１３内に設けられる反応管１４を有している。

【０００４】被処理物である前記ウェーハ１０はウェー
ハカセット１１に装填された状態で搬送に供される。図
示しない外部搬送装置より搬送されたウェーハカセット
１１は先ず前記カセット授受ユニット１に授載され、該
カセット授受ユニット１はウェーハカセット１１を前記
カセットストッカ２、或はバッファカセットストッカ３
に移載する。

【０００５】前記ウェーハ移載機４によりカセットスト
ッカ２からウェーハ１０が取出され、前記ボート７に前
記水平姿勢で多段に装填される。前記ボートエレベータ
５によりボート７が上昇され、縦型反応炉６にボート７
に装填されたウェーハ１０が装入される。

【０００６】前記ヒータユニット１３により縦型反応管
１４内部が所定温度に加熱され、ウェーハ１０を処理す
る為の反応ガスがガス導入ノズルより導入され、ヒータ
ユニット１３の天井から縦型反応管１４内に供給され、
反応ガスは高温下の前記縦型反応管１４内で分離し、ウ
ェーハ１０の表面に堆積膜を生成しつつ下降して排気管
より排出される。ウェーハ１０が反応ガスに接触するこ
とで前記した様に堆積膜の生成が行われ、或は酸化膜除
去、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ）等所要の処理が成される。

【０００７】処理後、ボート７が引出され、ウェーハ１
０はウェーハ移載機４によりボート７からウェーハカセ
ット１１に移載され、更にウェーハカセット１１が外部
搬送装置により搬出される。

【０００８】次に、図７、図８により従来の縦型反応管
１４について説明する。

【０００９】上端が閉塞され、下端が開放する中空の反
応管本体１５の下端近傍に管壁に対して垂直に反応ガス
導入ノズル１６が設けられ、該反応ガス導入ノズル１６
の先端は反応管本体１５の管壁により閉塞されている。
又、反応管本体１５の下端近傍に管壁に対して垂直に排
気ノズル１７が設けられ、該反排気ノズル１７は反応管
本体１５の内部と連通する。該反応管本体１５の上端面
にはガス分散室１８が形成され、該ガス分散室１８内部
と前記反応管本体１５内部とは反応管本体１５上端面に
分散させ所要数穿設したガス導入孔１９を介して連通し
ている。

【００１０】前記反応ガス導入ノズル１６の上面に連通
し、前記反応管本体１５の壁面に沿って立上がり、更に
上端面に沿って屈曲し、前記ガス分散室１８に連通する
様導通管２０が設けられている。

【００１１】反応ガスは前記反応ガス導入ノズル１６よ
り供給され、前記導通管２０を通ってガス分散室１８内
部に流入し、更に前記ガス導入孔１９を通って反応管本
体１５内部に導入され、反応管本体１５内を降下し、更
に前記排気ノズル１７より排気される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前記した縦型反応炉の
反応管に於いて、供給する反応ガスは炉内温度より低
い。この為、導通管２０を上昇する過程で、導通管２
０、反応管本体１５管壁を介して反応管本体１５内部を
局部的に冷却する結果となり、炉内の温度不均一を招
く。ウェーハへの成膜は温度に大きく影響を受ける為、
ウェーハ面内での成膜の不均一を生じるという問題があ
った。

【００１３】本発明は斯かる実情に鑑み、導入する反応
ガスにより炉内の温度不均一が生じるのを防止し、ウェ
ーハ面内での熱処理の均一性を向上させ、製品品質の向
上、歩留まりの向上を図るものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、反応管本体の
下部にガスジャケットを設け、該ガスジャケットを介し
て反応管本体内部に反応ガスを導入する様構成した縦型
反応炉の反応管、又前記ガスジャケットをウェーハ処理
領域を外して設けた縦型反応炉の反応管、又前記ガスジ
ャケットが反応管本体全周を覆う縦型反応炉の反応管、
又反応管本体の上端面にガス分散室を設け、該ガス分散
室内部と反応管本体内部とを該反応管本体上端面に穿設
したガス導入孔を介して連通し、前記ガスジャケットと
前記ガス分散室をガス分散室管壁に沿って設けられた導
通管により連通した縦型反応炉の反応管、又導通管を反
応管本体の円周等分した位置に複数設けた縦型反応炉の
反応管に係るものである。

【００１５】

【作用】反応ガス導入の過程で、反応ガスはガスジャケ
ットで加熱されるので、導通管を上昇する反応ガスによ
り反応管本体が冷却されることが防止され、更に導通管
が円周３等分した位置にあるので、局部的な冷却が避け
られ、炉内温度の温度分布に差が生じない。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例を
説明する。

【００１７】尚、図１〜図５中、図６〜図８中と同一の
ものには同符号を付してある。

【００１８】反応管本体１５の下端部を除く下部周囲に
筒状の空間を形成するガスジャケット２２を設ける。該
ガスジャケット２２の下端には下方に向かって膨出する
ポート部２３が形成されている。前記ガスジャケット２
２の設けられる範囲はウェーハの処理領域以外の部分、
好ましくは例えばボート７が装入された状態でボートキ
ャップ９に相当する部分とする。

【００１９】前記反応管本体１５の前記ポート部２３に
対して垂直に反応ガス導入ノズル１６が設けられ、該反
応ガス導入ノズル１６の先端はガスジャケット２２内部
と連通されている。又、反応管本体１５の下端近傍の管
壁に対して垂直に排気ノズル１７が設けられ、該反排気
ノズル１７は反応管本体１５の内部と連通する。

【００２０】前記反応管本体１５の周面３等分した位置
に、該反応管本体１５の壁面に沿って上昇し、上端面に
沿って屈曲する導通管２４を設け、該導通管２４の下端
を前記ガスジャケット２２の上端面に接続して、ガスジ
ャケット２２の内部に連通させ、又導通管２４の上端を
前記ガス分散室１８の周面に接続してガス分散室１８内
部に連通する。前記導通管２４の流路断面形状は帯板状
をし、ガス分散室１８と反応管本体１５内部は所要数の
ガス導入孔１９により連通している。

【００２１】前記反応ガス導入ノズル１６より供給され
た反応ガスは、ガスジャケット２２内に流入し、加熱さ
れる。更に、前記３本の前記導通管２４に分散し、該導
通管２４により前記ガス分散室１８に導かれる。該ガス
分散室１８よりガス導入孔１９を介して反応管本体１５
内部に分散導入し、ウェーハと反応して所要の熱処理が
なされた後、前記排気ノズル１７より排気される。

【００２２】上記反応ガス導入の過程で、反応ガスはガ
スジャケット２２で加熱されるので、導通管２４を上昇
する反応ガスにより反応管本体１５が冷却されることが
防止され、更に導通管２４が円周３等分した位置にある
ので、局部的な冷却が避けられ、炉内温度の温度分布に
差が生じない。従って、ウェーハ面内での熱処理均一性
が向上する。

【００２３】尚、前記ガスジャケット２２は反応管本体
１５の全周を覆っているので、ガスジャケット２２で反
応管本体１５を冷却したとしてもウェーハ面内での熱処
理の均一性に影響を及ぼすことはなく、更に前記ガスジ
ャケット２２がボート７が装入された状態でウェーハの
処理領域以外の部分、即ちボートキャップ９に相当する
部分とするとガスジャケット２２による冷却が処理ウェ
ーハに及ぼす影響をなくすことができる。又、導通管２
４の形状を反応管本体１５に沿った偏平な形状とするこ
とで局部的な冷却が避けられる。

【００２４】尚、導通管２４は２本、又は４本以上であ
ってもよいこと、ガスジャケット２２は分割して設けら
れてもよいことは言う迄もない。

【００２５】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、反応管
の温度分布が発生しないので、炉内での温度の均一性が
向上し、ウェーハ面内の熱処理均一性が向上し、製品品
質が向上すると共に歩留まりが向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す立面図である。

【図２】同前平面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。

【図４】図１のＢ−Ｂ矢視図である。

【図５】図１のＣ−Ｃ矢視図である。

【図６】従来例を示す立面図である。

【図７】該従来例の平面図である。

【図８】該従来例の立断面図である。

【図９】半導体製造装置の概略説明図である。

【符号の説明】

１５ 反応管本体 １６ 反応ガス導入ノズル １７ 排気ノズル １８ ガス分散室 １９ ガス導入孔 ２２ ガスジャケット ２３ ポート部 ２４ 導通管

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反応管本体の下部にガスジャケットを設
   け、該ガスジャケットを介して反応管本体内部に反応ガ
   スを導入する様構成したことを特徴とする縦型反応炉の
   反応管。
2. 【請求項２】 ガスジャケットをウェーハ処理領域を外
   して設けた請求項１の縦型反応炉の反応管。
3. 【請求項３】 ガスジャケットが反応管本体全周を覆う
   請求項１の縦型反応炉の反応管。
4. 【請求項４】 反応管本体の上端面にガス分散室を設
   け、該ガス分散室内部と反応管本体内部とを該反応管本
   体上端面に穿設したガス導入孔を介して連通し、前記ガ
   スジャケットと前記ガス分散室をガス分散室管壁に沿っ
   て設けられた導通管により連通した請求項１の縦型反応
   炉の反応管。
5. 【請求項５】 導通管を反応管本体の円周等分した位置
   に複数設けた請求項４の縦型反応炉の反応管。