JPS59200415A - 半導体処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の属する技術分野コ 本発明は、半導体装置の製造に用いる拡散炉Ｃ二係わり
、特｛＝高精度の拡散炉に関する。

［従来技術とその問題点］ 最近、半導体装ｆは高集積化、微細化が一段と進んでい
る。それに伴ない、半導体装置の製造１二用いられる拡
散技術も、低温化の方向ζ二進み、用いる拡散炉の温度
やガスの制御が重要となり、高精度の制御を行なう事冨
二より、半導体装置の特性のバラツキの少ない、信頼性
の商い半導体装置が得られる。しかしながら、従来の拡
散炉では不充分であった。すなわち、ガスのＩｉ１御が
不充分のため２二，半導体装置の特性にバラツキが生じ
る問題があった。

第１図１二従来の拡散炉を示す。円筒の拡散管（１）の
片１ｌｌＩＩ１二，精製された反応ガスを取り入れる反
応ガス入口（２）があり、反対側に拡散炉のふたをタＩ
Ｌねた反応ガスの排気口《８１があり、拡散管（１）の
周囲には，自動制御で高精度で温度がコントロールでき
るヒーター（４）から成っている。この炉の中央孤−半
導体基板（６）（以下ウェハーと略す）をウェハーを設
置するウェハーポート（５）ζ二設置する。

通常、所望の反応ガスと温度で、ウェハー１二熱処理、
あるいは拡散あるいは反応あるいは、材料膜な形成させ
る工程を行なう。第２図σ拡紋炉の中央部を拡大したも
のである。

ここでの反応ガスの流れは、■で示すよう（１流れる。

すなわち、ウェハーの周辺を流れるために。

ウェハーの中央部＠では反応ガスはあブリ流れない。そ
のため、ウェハーを大気中から拡散炉に入れた時、ウェ
ハーの中央部Ｏに、大気（空気）が残り、完全に反応ガ
スに置換されない事が起る。

そのため、いくら′ｊｆｔ’Ａした反応ガスを用いても
、ウェハー中央部＠では、空気がわずかでめるが混ざる
。そのため、ウェハー面内で正常な反応が防たけらｒし
たり反応のバラツキが生じてしまう。

その７こめ、歩留りや、信頼性が劣る事となる。

特（二低い温度での処理で顕著となる。

［発明の目的］ 本発明は、ウェハー間の大気と反応ガスの置換をすみや
かＣ；行ない、ウェハー面内での正常な反応が防たけら
れたり、反応のバラツキを防止し、歩留りの向上を計り
、高信頼性を得られる拡散炉を提供するものである。

［発明の概要］ 本発明はウェハーを拡散炉の炉口で、設置した後、強制
的Ｃニウエハー間Ｃ二反応ガスを吹きつける事＄二より
、ウェハー間の大気を完全１−反応ガス１：置換させる
装置を炉口に設置する事を特徴とする。

［発明の効果］ 本発明によれば、ウェハー間Ｃ二残置また大気が反応ガ
スを吹きつけられる事ｆ二より、完全に置換されるので
、ウェハー面内で、正常な反応が防たけられたり、反応
のバラツキを完全（二防止できる０また炉口で行なうた
め、反応ガスの排気口が近いため、すぐに大気を排除で
きるため、工程の時間を短縮出来る。

また、ウェハーが大口径になっても、簡単Ｃ二、反応ガ
スの置換が行なえる。さらにウェハーの設置間隔をせま
く出来るため、スループットが向上する。

また、特に大気ガスの排除が低温ｆ！Ａ（炉口）で行な
えるのと、短時間で行なえるため、低温度で反応する事
（例えば、わずかな酸化や低融点の金属との反応）が防
止出来るため、６００℃以下の低い温度での熱処理や反
応の工程が確実に出来る。

これらの利点のために、半導体装置の高歩留りが実現で
き、信頼性も向上することができる。

［発明の実施例］ 第３ν１は、本発明の一実施例を示す。′ｆ１／；散炉
の炉口の部分のみを示しである。従えば石英で作った円
筒の拡散炉（８旧：例えば石英で作ったウェハーボード
１８３）にウェハー（２）を設置する。拡散炉の炉口に
はふたを兼ねた反応ガスの排気口ゆがあり、例えば拡散
炉（訃の上部Ｃ二例えば石英で作ったつ三バーの方向Ｃ
二複数の穴があいた炉口用反応ガス管１８５）を設置す
る。さらに反応ガスの取り出し口として例えば拡散炉（
８１；の一部に炉口用反応ガス人ロイ（資））を開孔し
て外部より、ａ製した反応ガスを炉口用反応ガス管■）
５二取り入れる。炉口用反応ガス管り（５）よりウェハ
ー＋３４Ｊ　に反応ガスを吹きつけるようイニ流す。

この時炉口の反対側よりも反応ガスがウェハー（２）の
方ｉ二流しておく。

ウェハー間の大気が完全ｉ二反応ガスに置換した後、ウ
ェハーを炉の中央に搬送して所望の熱処理や反応工程を
行なった後、ウエノ・−を取り出す。

炉口用反応ガス管（イ））の長さは最低ウエノ・−ボー
ト（８３）より長いよう２ニする。また炉口用反応ガス
管のガスの圧力は１例えば、拡散炉内部を流れる反応ガ
スの２倍以上にする。

［発明の他の実施例］ 実施例では炉口用反応ガス管、拡散１・等の材料に石英
を用いたが、他の材料でもよい。例えは、ステンレス、
　８ｉＣ等である。

また、反応ガス管と拡散管を流れるガスは別であっても
良く、同時≦１流れなくても艮い。９１えは１、大気の
０２の影響ｆ二よって８ｉ基基板面が酸化されるのを防
止するため（二反応ガス肯を流すガスは不活性ガス例え
ばＮ２　、　Ａｒ等を用いン）。その做σガスを止める
なり、流すなりは自由で良い。

炉口用反応ガス管に取り入れる反応ガスの取り口は、炉
口でも、反対側の反応ガス人［１の方から取り入れても
良い。その時は、反応ガスは拡散炉であたためられるの
で大気との置換が促進される。

また、炉口用反応ガス管は１本たけでなく、必要ｉ二応
じて、本数を増やしても良い。

また、炉口用反応ガス管の反応ガスの吹き出す角度は、
９０°とはかぎらなく、ガスの置換に有効であれば何度
の傾斜をもっていても良い。

また、炉口用反応ガス管と拡散管は１体であってもなく
ても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の拡散炉の断面図、第２図はその拡大断面
図、第３図は本発明の一芙施例を示した断面図である。 図Ｃ二おいて、 １．３１・・・ｍｆｆｋ管５．３３・・・ウェハーボー
ト２・・・反応ガス入口　　６．３４・・・ウェハー３
．３２・・・反応ガス排気口　３５・・・炉口用反応ガ
ス管４・・・ヒーター　　３６・・・炉口用反応ガス人
口３７・・・ガス流

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）半導体基板等に熱処理を行なったり、前記半導体基
   板等の表面に材料膜等を形成するの（−用いる拡散炉に
   おいて、 前記半導体基板等を拡散炉５ユ入れる前ｌ二炉口で。 不活性ガスまたは前記熱処理あるいは、材料膜形成Ｃ二
   剤いるガスで、前記半導体基板等の周囲のガスを完全に
   置換する装置を備えた半導体処理装置。 ２）拡散炉を形成している材料で前記ガスを置換する装
   置を形成する事を特徴とする特許求の範囲第１項記載の
   半導体処理装置。