JPH11329986A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炉芯管内への外気の侵入を防止することがで
きる半導体製造装置を提供すること。 【解決手段】 炉芯管の開放端部に装着され、前記炉芯
管の開放端面を開閉するためのシャッタと密着されたフ
ランジ１０であって、内部に設けられたガス導入路１２
と、前記ガス導入路に接続され、外周面で開口している
ガス導入口１６と、前記ガス導入路に接続され、前記シ
ャッタとの密着面で開口している第１のガス排気路１３
と、前記ガス導入路に接続され、前記外周面で開口して
いる第２のガス排気路１４とが設けられたフランジを備
える。そして、炉の使用時に、所定のガスを前記ガス導
入口からガス導入路へ導入し、前記第１のガス排気路あ
るいは第２のガス排気路を通して外部に排気させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、炉芯管を備えた炉
を有し、半導体を製造するための半導体製造装置に関
し、例えば横型炉を有する酸化装置、ドーピング装置、
アニール装置等の半導体製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体の製造工程のうち、ウ
ェーハ処理工程においては、ウェーハの酸化工程、ドー
ピング工程、アニール工程等が行われている。ここで、
酸化工程は、シリコン（Ｓｉ）等から成るウェーハを例
えば酸素ガス雰囲気中で反応させて、ウェーハ表面に良
好な絶縁物である二酸化シリコン（ＳｉＯ₂ ）等の薄膜
を形成する工程である。

【０００３】ドーピング工程は、ウェーハを例えばｐ型
であればホウ素等、ｎ型であればリンやヒ素等の不純物
を含む一定組成のガス雰囲気中で反応させて、ウェーハ
中にｐ型、ｎ型の不純物原子を拡散する工程である。ア
ニール工程は、ウェーハに熱を加えて歪みを取り除く工
程である。

【０００４】以上のような各工程においては、例えば横
向きに配置された炉芯管を備えた炉を有する半導体製造
装置が使用される。この半導体製造装置としては、酸化
工程用に例えば横型常圧熱酸化装置があり、ドーピング
工程用に横型熱拡散装置があり、アニール工程用に横型
電気炉アニール装置がある。

【０００５】図４は、これらの半導体製造装置の炉の一
部を示す側面図である。この炉１は、一端面が開放さ
れ、他端面が閉塞された例えば石英で成る円筒状の炉芯
管２を備えている。この炉芯管２の開放端部には、炉芯
管２の内部を密閉したり、炉芯管２を支持するための例
えばステンレスで成る円環状のフランジ３が装着されて
いる。そして、フランジ３の開放端面には、ウェーハを
炉芯管２の内外へ搬送するために開閉可能な例えばステ
ンレスで成る円板状のシャッタ４が密着されている。

【０００６】このような構成の炉１を有する例えば横型
電気炉アニール装置を用いてウェーハのアニール工程を
処理する場合には、先ず、シャッタ４を開けてウェーハ
を炉芯管２内に挿入し設置してシャッタ４を閉じる。次
に、炉芯管２内を所定のガス雰囲気に置換し、ウェーハ
を所定温度・所定時間で加熱した後に冷却し、再びシャ
ッタ４を開けてウェーハを炉芯管２内から取出して処理
を終了する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
製造装置では、例えばフランジ３とシャッタ４との密着
性が悪いと、処理中にフランジ３とシャッタ４との隙間
から炉芯管２の内部へ外気を吸い込んでしまう場合があ
る。このような場合、ウェーハが汚染されたり酸化され
ることがあり、最終的な半導体装置としたときにデバイ
ス特性の悪化等の原因になるという問題があった。

【０００８】本発明は、以上の点に鑑み、炉芯管内への
外気の侵入を防止することができる半導体製造装置を提
供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、炉芯管を備えた炉を有し、半導体を製造するため
の半導体製造装置において、前記炉芯管の開放端部に装
着され、前記炉芯管の開放端面を開閉するためのシャッ
タと密着されたフランジであって、内部に設けられたガ
ス導入路と、前記ガス導入路に接続され、外周面で開口
しているガス導入口と、前記ガス導入路に接続され、前
記シャッタとの密着面で開口している第１のガス排気路
と、前記ガス導入路に接続され、前記外周面で開口して
いる第２のガス排気路とが設けられたフランジを備え、
前記炉の使用時に、所定のガスを前記ガス導入口からガ
ス導入路へ導入し、前記第１のガス排気路あるいは第２
のガス排気路を通して外部に排気させることにより達成
される。

【００１０】上記構成によれば、例えばフランジとシャ
ッタとの密着性が悪く、半導体の製造処理工程中にフラ
ンジとシャッタとの隙間から炉芯管の内部へ外気が侵入
しようとしても、半導体の製造処理工程中は所定のガス
をガス導入口からガス導入路へ常時供給しているので、
供給されるガスは第１のガス排気路からフランジとシャ
ッタとの隙間を通って外部へ常時排気されることにな
り、フランジとシャッタとの隙間からの外気の侵入を遮
断することができる。また、フランジとシャッタとの密
着性が良い場合は、供給されるガスは第２のガス排気路
から外部へ排気されることになるので、半導体に何らの
影響を与えずに製造処理を進めることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
添付図を参照しながら詳細に説明する。尚、以下に述べ
る実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術
的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範
囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記
載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

【００１２】図１は、本発明による半導体製造装置の実
施形態で用いられるフランジの構成を示す概略斜視図、
図２（Ａ）、（Ｂ）は、その平面図及び側面図である。
このフランジ１０は、例えばステンレスで成る円環状の
本体１１の内部に、円環状の空洞がガス導入路１２とし
て設けられている。そして、このガス導入路１２の円周
上の複数個所（この例では１６個）から一端面に向かっ
て所定の角度を持って延びて一端面で開口している複数
の孔、即ちガス導入路１２の円周上から外側方向に向か
って放射状に延びて一端面で開口している複数の孔が第
１のガス排気路１３として設けられている。

【００１３】さらに、ガス導入路１２の円周上の複数個
所（この例では８個）から外周面に向かって延びて外周
面で開口している孔、即ちガス導入路１２の円周上から
外側方向に向かって放射状に延びて外周面で開口してい
る孔が第２のガス排気路１４として設けられている。そ
して、ガス導入路１２の円周上から外周面に向かって延
びて外周面で開口している１個の孔が管１５に接続され
てガス導入口１６として設けられている。

【００１４】図３は、本発明による半導体製造装置の実
施形態の炉の一部を示す側面図である。この炉２１は、
一端面が開放され、他端面が閉塞された例えば石英ある
いは炭化珪素で成る円筒状の炉芯管２２を備えている。
この炉芯管２２の開放端部には、炉芯管２２の内部を密
閉したり、炉芯管２２を支持するための上述したフラン
ジ１０が、第１のガス排気路１３が設けられている一端
面が外側を向くようにして装着されている。そして、フ
ランジ１０の開放端面には、ウェーハを炉芯管２２の内
外へ搬送するために開閉可能な例えばステンレスで成る
円板状のシャッタ２４が密着されている。

【００１５】このような構成の炉２１を有する例えば横
型電気炉アニール装置を用いてウェーハのアニール工程
を処理する場合には、先ず、シャッタ２４を開けてウェ
ーハを炉芯管２２内に挿入し設置してシャッタ２４を閉
じる。次に、炉芯管２内を所定のガス雰囲気に置換し、
ウェーハを所定温度・所定時間で加熱する。このとき同
時に、例えば窒素ガスをガス導入口１６からガス導入路
１２を通して第１のガス排気路１３及び第２のガス排気
路１４へ供給する。

【００１６】ここで、フランジ１０とシャッタ２４との
密着性が高い場合、供給される窒素ガスは、第１のガス
排気路１３の出口がシャッタ２４の密着面で遮蔽されて
いるので外部へは排気されず、第２のガス排気路１４か
ら外部へ排気される。従って、窒素ガスは、炉芯管２２
の内部へは流れ込まないので、ウェーハのアニール処理
には影響を与えない。

【００１７】一方、フランジ１０とシャッタ２４との密
着性が低い場合、供給される窒素ガスは、一部が第２の
ガス排気路１４から外部へ排気されるが、大部分は第１
のガス排気路１３からフランジ１０とシャッタ２４との
隙間を通って外部へ排気される。この第１のガス排気路
１３は所定角度、即ちフランジ１０の内周側から外周側
に向かって形成されているので、窒素ガスはフランジ１
０とシャッタ２４との隙間から外部へとスムーズに流れ
ることになる。従って、フランジ１０とシャッタ２４と
の隙間から炉芯管２２の内部へ侵入しようとする外気を
遮断することができ、外気によるウェーハのアニール処
理の悪影響を防止することができる。

【００１８】そして、ウェーハのアニール処理の終了
後、ウェーハを冷却し、再びシャッタ２４を開けてウェ
ーハを炉芯管２２内から取出してアニール工程を終了す
る。以上のようなフランジ１０を備えた半導体製造装置
によれば、フランジ１０とシャッタ２４との密着性が悪
く、ウェーハのアニール処理工程中にフランジ１０とシ
ャッタ２４との隙間から炉芯管２２の内部へ外気が侵入
しようとしても、窒素ガスがガス導入口１６からガス導
入路１２へ常時供給され、第１のガス排気路１３からフ
ランジ１０とシャッタ２４との隙間を通って外部へ常時
排気されているので、フランジ１０とシャッタ２４との
隙間からの外気の侵入を遮断することができる。従っ
て、ウェーハが汚染されたり酸化されることを防止する
ことができ、最終的な半導体装置としたときでもデバイ
ス特性の悪化等を招くことはない。

【００１９】尚、上述した実施形態においては、半導体
製造装置として、横型電気炉アニール装置の場合につい
て説明したが、これに限定されるものではなく、例えば
酸化工程用の横型常圧熱酸化装置や、ドーピング工程用
の横型熱拡散装置のような、他の半導体製造装置にも適
用することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、炉芯
管内への外気の侵入を防止することができ、半導体の劣
化等を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による半導体製造装置の実施形態で用い
られるフランジの構成を示す概略斜視図。

【図２】図１のフランジの平面図及び側面図。

【図３】本発明による半導体製造装置の実施形態の炉の
一部を示す側面図。

【図４】従来の半導体製造装置の炉の一部を示す側面
図。

【符号の説明】 １０・・・フランジ、１１・・・本体、１２・・・ガス
導入路、１３・・・第１のガス排気路、１４・・・第２
のガス排気路、１５・・・管、１６・・・ガス導入口、
２１・・・炉、２２・・・炉芯管、２４・・・シャッタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉芯管を備えた炉を有し、半導体を製造
   するための半導体製造装置において、 前記炉芯管の開放端部に装着され、前記炉芯管の開放端
   面を開閉するためのシャッタと密着されたフランジであ
   って、 内部に設けられたガス導入路と、 前記ガス導入路に接続され、外周面で開口しているガス
   導入口と、 前記ガス導入路に接続され、前記シャッタとの密着面で
   開口している第１のガス排気路と、 前記ガス導入路に接続され、前記外周面で開口している
   第２のガス排気路とが設けられたフランジを備え、 前記炉の使用時に、所定のガスを前記ガス導入口からガ
   ス導入路へ導入し、前記第１のガス排気路あるいは第２
   のガス排気路を通して外部に排気させることを特徴とす
   る半導体製造装置。
2. 【請求項２】 前記ガス導入路が、円環状に形成されて
   いる請求項１に記載の半導体製造装置。
3. 【請求項３】 前記第１のガス排気路が、前記第２のガ
   ス排気路よりも多数設けられている請求項１に記載の半
   導体製造装置。
4. 【請求項４】 前記第１のガス排気路が、前記ガス導入
   路に対して所定角度を持って設けられている請求項１に
   記載の半導体製造装置。