JP2000100733A - 半導体の製造方法及び製造装置 - Google Patents
半導体の製造方法及び製造装置Info
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Abstract
性能を向上する。 【解決手段】 反応炉2内を減圧状態にし、ウエハ1に
熱処理を施してウエハ1に成膜する。成膜完了後、反応
炉2に不活性ガスを注入して、実質的な常圧に戻した
後、反応炉2内外の圧力差が5〜75mmH2Oとなる
ように、反応炉2内のガスを排気しながらウエハ1を出
炉する。ただし、排気速度が小さいと反応副生成物を十
分排除することができず、排気速度が大きいとガスの流
れが乱れて反応副生成物を効率よく排除することができ
ないため、反応炉2内外の圧力差が10〜50mmH2
Oとなるように、反応炉2内のガスを排気することが望
ましい。
Description
及び製造装置に関し、特に、半導体の製造時に発生する
反応副生成物の半導体ウエハへの付着を防止することが
できる半導体の製造方法及び製造装置に関する。
下、単にウエハとも言う)に熱処理を施し、成膜するた
めの反応炉と、熱処理を行うために反応炉内を所定の温
度に暖めるヒータと、反応炉中にガスを注入するガス導
入管と、反応炉中のガスを排出するための排気管と、複
数のウエハを搭載して反応炉内に出入りするボートと、
を備えている。
を搭載したボートを反応炉内に入炉した後、ガス導入管
よりガスを注入し、ヒータによって所定温度下でウエハ
に熱処理を施し、ウエハ上に膜を形成する。なお、熱処
理中は、反応炉内が所定の圧力となるように、反応炉内
のガスが排気管より排出されている。
場合、ガスを1箇所から排出すると、反応炉内のガスの
流れに偏りが生じ、ウエハに形成される膜が不均一にな
るという問題があった。
4−337630号公報に開示されている技術では、反
応炉の外周部に複数の穴を均等に設け、この複数の穴か
ら均一にガスが排出されるようにしている。排出された
ガスは、一旦排気予備室を通って排気管より排出され
る。
(半導体ウエハ)に熱処理を施すと反応副生成物が発生
し、この反応副生成物は反応炉内に堆積したり、排気管
の内部に付着したりする。そして、ウエハを反応炉に入
出する際には、この反応副生成物が気化、熱拡散して反
応炉内に拡散する。
ートの入出炉時の排気に関しては、特別な配慮は何らな
されていないので、ボートの入出炉時に反応炉内に拡散
した反応副生成物が、ウエハに付着して半導体の性能不
良を引き起こす場合があるという問題がある。
スを効率よく排出し、製造された半導体の性能を向上す
る半導体の製造方法及び製造装置を提供することを目的
とする。
めに、本発明の第1の観点にかかる半導体の製造方法
は、反応炉内で減圧状態下で半導体ウエハに熱処理を施
して、該半導体ウエハ上に成膜する方法において、成膜
完了後、前記反応炉に不活性ガスを注入して、実質的な
常圧に戻した後、前記反応炉内外の圧力差が所定の値と
なるように、該反応炉内のガスを排気しながら前記半導
体ウエハを出炉することにより、反応副生成物が該半導
体ウエハに付着するのを防止することを特徴とする。
エハを反応炉から出炉する際、反応炉内外の圧力差が所
定の圧力差になるようにガスを排出する。このガス排出
により、反応炉内やガス排出管内に堆積又は付着してい
る反応副生成物が気化、熱拡散等によって炉内に拡散
し、半導体ウエハに付着するのを防止することができ
る。従って、半導体ウエハに良好な膜を形成することが
でき、半導体装置の性能を向上することができる。
て、前記半導体ウエハの出炉時に、前記反応炉内外の圧
力差が5〜75mmH2Oとなるように、該反応炉内の
ガスを排気することが望ましい。
成物及び前記不要な物質を十分排除することができず、
排気速度が大きいとガスの流れが乱れて該反応副生成物
及び該不要な物質を効率よく排除することができない。
このため、さらに望ましくは該反応炉内外の圧力差が1
0〜50mmH2Oとなるように、該反応炉内のガスを
排気する。
て、成膜するために該半導体ウエハを入炉する際、前記
反応炉内外の圧力差が所定の値となるように、該反応炉
内のガスを排気しながら該半導体ウエハを入炉すること
により、不要な物質が該半導体ウエハに付着するのを防
止してもよい。
成物及び前記不要な物質を十分排除することができず、
排気速度が大きいとガスの流れが乱れて該反応副生成物
及び該不要な物質を効率よく排除することができない。
このため、前記反応炉内外の圧力差が5〜75mmH2
Oとなるように、該反応炉内のガスを排気することが望
ましい。
装置は、複数の半導体ウエハを、反応炉内へ入炉する入
炉手段と、前記半導体ウエハの入炉完了後、前記反応炉
内のガスを炉外へ排出する第1のガス排出手段と、前記
第1のガス排出手段が前記反応炉内のガスを排出後、前
記半導体ウエハに膜を形成するための反応ガスを、該反
応炉内へ導入するガス導入手段と、前記ガス導入手段に
よって導入された反応ガスから、前記半導体ウエハに成
膜完了後、前記反応炉内へ不活性ガスを導入し、該反応
炉内を常圧にする圧力復帰手段と、前記圧力復帰手段に
よって前記反応炉内が常圧に復帰した後、前記半導体ウ
エハを出炉する出炉手段と、前記出炉手段が前記半導体
ウエハを出炉する際、前記反応炉内外の圧力差が所定の
圧力差となるように該反応炉内のガスを排出し、不要な
物質が該半導体ウエハに付着するのを防止する第2のガ
ス排出手段と、を備えることを特徴とする。
ウエハを反応炉から出炉する際、反応炉内外の圧力差が
所定の圧力差になるようにガスを排出する。このガス排
出により、反応炉内やガス排出管内に堆積又は付着して
いる反応副生成物が気化、熱拡散等によって炉内に拡散
し、半導体ウエハに付着するのを防止することができ
る。従って、半導体ウエハに良好な膜を形成することが
でき、半導体装置の性能を向上することができる。
外の圧力差が5〜75mmH2Oとなるように、該反応
炉内のガスを排出する手段を備えることが望ましい。
質を十分排除することができず、排気速度が大きいとガ
スの流れが乱れて該不要な物質を効率よく排除すること
ができないため、さらに望ましくは前記反応炉内外の圧
力差が10〜50mmH2Oとなるように、該反応炉内
のガスを排気する手段を備える。
する際、前記反応炉内外の圧力差が所定の圧力差となる
ように、該反応炉内のガスを排出し、不要な物質が該半
導体ウエハに付着するのを防止する第3のガス排出手段
をさらに備えてもよい。
成物及び前記不要な物質を十分排除することができず、
排気速度が大きいとガスの流れが乱れて該反応副生成物
及び該不要な物質を効率よく排除することができない。
このため、前記反応炉内外の圧力差が5〜75mmH2
Oとなるように、該反応炉内のガスを排気することが望
ましい。
る半導体の製造方法について説明する。
うに、反応炉2と、ヒータ3と、ガス導入管4と、ボー
ト5と、Oリング6と、排気管14と、プロセス制御部
15と、を備えている。
熱処理を施して、ウエハ1に膜を形成するためのもので
ある。
のに適切な所定の温度にするためのものである。
ず)に接続され、ウエハ1上に形成される膜の原料とな
る反応ガス(ソースガス)を反応炉2内に導入するため
のものである。
昇降し、複数のウエハ1を搭載して、これらのウエハ1
を入出炉するためのものである。
反応炉2に接続するためのものである。
えている。トラップ7は、反応炉2内から排出されたガ
ス中の物質を除去するためのものである。さらに、排気
管14は、図1に示すように、サブ配管12とメイン配
管13とに分かれている。メイン配管13は、ポンプ1
1に接続され、その途中にメインバルブ10が取り付け
られている。このメイン配管13は、ウエハ1を熱処理
しているときの排気で使用される。サブ配管12は、図
1に示すように、メインバルブ10をまたぐようにして
メイン配管13に取り付けられている。このサブ配管1
2には、その途中にサブバルブ8とハンドバルブ9が取
り付けられており、ボート5の入出炉時の排気で使用さ
れる。
ら構成され、反応炉2内の圧力や温度等を設定し、半導
体製造装置を構成する上記の各部分の動作を制御する。
を使用した半導体の製造方法について説明する。
導体製造処理を示したフローチャートである。
制御してウエハ1を搭載したボート5を反応炉2内に入
炉する(ステップ100)。
を開けてポンプ11を作動させ、反応炉2内のガスを排
気する(ステップ101)。
が所定の値まで低下した後、ヒータ3を作動させて、反
応炉2内の温度を所定の温度まで暖め、ガス導入管4よ
り反応ガスを反応炉2内へ導入する(ステップ10
2)。なお、プロセス制御部15は、反応炉2内に設置
された圧力測定器(図示せず)により、反応炉2内の圧
力を監視している。また、プロセス制御部15は、反応
ガスを導入中も反応炉2内を所定圧力に保つために排気
を行う。この排気により、反応炉2内には常に新しい反
応ガスが供給される。
形成された後、ヒータ3を停止してガス導入管4より反
応炉2内へN2(窒素)等の不活性ガスを導入し、常圧
に復帰させる(ステップ103)。
けハンドバルブ9を調節して、反応炉2内のガスを排気
しながら、駆動部を制御してウエハ1を搭載したボート
5を出炉し(ステップ104)、半導体製造処理を終了
する。
プロセス制御部15は、上記の処理を繰り返す。
下で行われる半導体製造装置の動作について説明する。
5を反応炉2内へ入炉する。
と、メインバルブ10が開けられて、反応炉2内のガス
がポンプ11によって排気される。
ヒータ3によって反応炉2内が所定の温度に暖められ
る。そして、ガス導入管4から反応ガスを反応炉2内へ
導入し、この反応ガスに対応した膜を、ウエハ1上に形
成する。この反応ガスによって形成される膜は、例え
ば、シリコン窒化膜、ポリシリコン膜である。なお、成
膜中においても、反応炉2内の圧力が所定の圧力を維持
するように、反応炉2内のガスはポンプ11によって排
気されている。
インバルブ10が閉められ、ガス導入管4よりN2(窒
素)ガスを反応炉2内に導入し、反応炉2内を常圧に復
帰させる。
されたウエハ1を搭載したボート5を出炉する。反応炉
2内の底には、成膜中にできた反応副生成物が堆積し、
また、Oリング6やトラップ7の低温部分にも反応副生
成物が付着している。そして、ボート5を出炉する際、
これらの反応副生成物が反応炉2中で気化したり熱拡散
したりして、ウエハ1に付着するおそれがある。ウエハ
1にこのような反応複製生物が付着すると、半導体装置
の性能が低下する原因になる。従って、サブバルブ8を
開けてハンドバルブ9によって排気量を調節し、反応炉
2内のガスを排出することによって、気化、熱拡散した
反応副生成物がウエハ1に付着することを防止する。た
だし、排気速度が小さすぎると(圧力差が小さすぎる
と)、反応炉2内の反応副生成物を十分に排除すること
ができない。また、排気速度が大きすぎると(圧力差が
大きすぎると)、反応炉2内に乱流等が発生してガスの
流れが乱れ、反応副生成物を効率よく排除することがで
きないと共に、かえって反応副生成物をウエハ1に付着
してしまう。従って、反応炉2内外の圧力差は、5〜7
5mmH2O(1mmH2O≒9.8Pa)である。望
ましくは、10〜50mmH2O程度になるように排気
を行う。
製造装置の反応炉2内とその外部には圧力測定器(図示
せず)等を設置し、この圧力測定器の測定結果を基にし
て、ハンドバルブ9を調節する。また、ハンドバルブ9
の調節は、プロセス制御部15によって圧力測定器の測
定結果に基づいて行われる。
に、反応炉2内に発生する反応副生成物の粒子(パーテ
ィクル)数の推移を示した図である。図中で、実線はボ
ート5を出炉する際に、排気について何ら特別な考慮を
していなかった従来の処理方法を、破線はボート5を出
炉する際に、反応炉2内外の圧力差を考慮して排気する
処理方法をそれぞれ示している。
成膜を重ねるにつれて反応副生成物が増加するため、そ
の反応副生成物の気化、熱拡散によって生じる反応炉2
内の粒子数が増加していた。しかし、本発明にかかる処
理方法では、図3から明らかなように、反応副生成物の
気化、熱拡散によって生じる粒子数の増加が抑えられて
いる。
応炉2から出炉する際に、反応炉2内外に所定の圧力差
が生じるように、反応炉2内のガスを排出することによ
って、反応炉2内に発生する反応副生成物(粒子)の発
生を抑えることができる。
の排気は、図4に示すように、工場用力排気管16にサ
ブ配管12を接続し、排気切替バルブ17を開け、ダン
パ18を調節することによって、排気するようにしても
よい。この場合においても、反応炉2内外の圧力差が所
定の圧力差となるように、排気が調節される。
にも、サブ配管12を使用して、上記と同様に反応炉2
内のガスを排出することによって、反応炉2内に残って
いる反応副生成物(粒子)が、ウエハ1に付着すること
を防止することができる。従って、ボート5の入炉時、
出炉時の両方で排気を行うことによって、ウエハ1への
反応副生成物の付着防止効果を一層強めることができ
る。
動作の内、例えば、メインバルブ10やサブバルブ8等
の操作やウエハ1の入出炉動作等は、半導体製造装置の
使用者が行ってもよい。
によれば、ボート入出炉時に反応炉内に発生する反応副
生成物を効率よく反応炉外へ排出することができる。従
って、製造された半導体の性能を向上することができ
る。
すフローチャートを示す図である。
増加を示す図である。
6)
て、成膜するために該半導体ウエハを入炉する際、前記
反応炉内の圧力が該反応炉外の圧力よりも所定の値だけ
低くなるように、該反応炉内のガスを排気しながら該半
導体ウエハを入炉することにより、不要な物質が該半導
体ウエハに付着するのを防止することを特徴とする請求
項1に記載の半導体の製造方法。
段と、 前記入炉手段による半導体ウエハの入炉完了後、前記反
応炉内のガスを炉外へ排出する第1のガス排出手段と、 前記第1のガス排出手段が前記反応炉内のガスを排出
し、該反応炉内の圧力が所定の圧力になった後、前記半
導体ウエハに膜を形成するための反応ガスを、該反応炉
内へ導入するガス導入手段と、 前記ガス導入手段によって導入された反応ガスにより、
前記半導体ウエハに膜を形成し、前記反応炉内へ不活性
ガスを導入し、該反応炉内を常圧にする圧力復帰手段
と、 前記圧力復帰手段によって前記反応炉内が常圧に復帰し
た後、前記半導体ウエハを出炉する出炉手段と、 前記出炉手段が前記半導体ウエハを出炉する際、前記反
応炉内外の圧力差が所定の圧力差となるように該反応炉
内のガスを排出し、不要な物質が該半導体ウエハに付着
するのを防止する第2のガス排出手段と、前記半導体ウエハの出炉時に、前記反応炉内の圧力が該
反応炉外の圧力よりも5〜75mmH2O低くなるよう
に、前記第2のガス排出手段を制御するプロセス制御部
と、 を備えることを特徴とする半導体の製造装置。
する際、前記反応炉内外の圧力差が所定の圧力差となる
ように、該反応炉内のガスを排出し、不要な物質が該半
導体ウエハに付着するのを防止する第3のガス排出手段
をさらに備え、 前記プロセス制御部は、前記半導体ウエハの入炉時に、
前記反応炉内の圧力が該反応炉外の圧力よりも所定の値
だけ低くなるように、前記第3のガス排出手段を制御す
る、 ことを特徴とする請求項6に記載の半導体の製造装置。
めに、本発明の第1の観点にかかる半導体の製造方法
は、反応炉内で減圧状態下で半導体ウエハに処理を施し
て、該半導体ウエハ上に成膜する方法において、成膜完
了後、前記反応炉に不活性ガスを注入して、実質的な常
圧に戻した後、前記反応炉内の圧力が反応炉外の圧力よ
りも5〜75mmH2O低くなるように、該反応炉内の
ガスを排気しながら前記半導体ウエハを出炉することに
より、反応副生成物が該半導体ウエハに付着するのを防
止することを特徴とする。
反応炉内にガスが流入するように、該反応炉内のガスを
排気しながら前記半導体ウエハを出炉してもよい。半導
体ウエハの出炉時に、反応炉内で気化した反応副生成物
が、前記半導体ウエハに付着することを防止するよう
に、該反応炉内のガスを排気しながら前記半導体ウエハ
を出炉してもよい。半導体ウエハの出炉時に、反応炉内
で発生したパーティクルが、前記半導体ウエハに付着す
ることを防止するように、該反応炉内のガスを排気しな
がら前記半導体ウエハを出炉してもよい。前記半導体ウ
エハ上に成膜する方法において、成膜するために該半導
体ウエハを入炉する際、前記反応炉内の圧力が該反応炉
外の圧力よりも所定の値だけ低くなるように、該反応炉
内のガスを排気しながら該半導体ウエハを入炉すること
により、不要な物質が該半導体ウエハに付着するのを防
止してもよい。
装置は、反応炉と、複数の半導体ウエハを、前記反応炉
内へ入炉する入炉手段と、前記入炉手段による半導体ウ
エハの入炉完了後、前記反応炉内のガスを炉外へ排出す
る第1のガス排出手段と、前記第1のガス排出手段が前
記反応炉内のガスを排出し、該反応炉内の圧力が所定の
圧力になった後、前記半導体ウエハに膜を形成するため
の反応ガスを、該反応炉内へ導入するガス導入手段と、
前記ガス導入手段によって導入された反応ガスにより、
前記半導体ウエハに膜を形成し、前記反応炉内へ不活性
ガスを導入し、該反応炉内を常圧にする圧力復帰手段
と、前記圧力復帰手段によって前記反応炉内が常圧に復
帰した後、前記半導体ウエハを出炉する出炉手段と、前
記出炉手段が前記半導体ウエハを出炉する際、前記反応
炉内外の圧力差が所定の圧力差となるように該反応炉内
のガスを排出し、不要な物質が該半導体ウエハに付着す
るのを防止する第2のガス排出手段と、前記半導体ウエ
ハの出炉時に、前記反応炉内の圧力が該反応炉外の圧力
よりも5〜75mmH2O低くなるように、前記第2の
ガス排出手段を制御するプロセス制御部と、を備えるこ
とを特徴とする。
接続された排気管を備え、前記第2のガス排出手段は、
前記半導体ウエハの出炉時に、前記排気管を介して反応
炉内のガスを排出することにより、前記反応炉内の圧力
を該反応炉外の圧力よりも低くしてもよい。前記入炉手
段は、前記半導体ウエハを入炉する際、前記反応炉内外
の圧力差が所定の圧力差となるように、該反応炉内のガ
スを排出し、不要な物質が該半導体ウエハに付着するの
を防止する第3のガス排出手段をさらに備え、前記プロ
セス制御部は、前記半導体ウエハの入炉時に、前記反応
炉内の圧力が該反応炉外の圧力よりも所定の値だけ低く
なるように、前記第3のガス排出手段を制御してもよ
い。
成物及び前記不要な物質を十分排除することができず、
排気速度が大きいとガスの流れが乱れて該反応副生成物
及び該不要な物質を効率よく排除することができない。
このため、前記反応炉内外の圧力差が5〜75mmH2
Oとなるように、該反応炉内のガスを排気することが望
ましい。本発明の第3の観点にかかる半導体の製造装置
は、下端に入出口を備えた反応炉と、前記反応炉に接続
された排気管と、前記排気管から前記反応炉内のガスを
排気することによって、該反応炉内に、前記入出口から
該反応炉の上部に至るガス流を形成し、前記反応炉内外
の圧力差を5〜75mmH2Oに維持しつつ、前記入出
口から半導体ウエハを搬出する入出手段と、を備えるこ
とを特徴とする。 ─────────────────────────────────────────────────────
10)
接続された排気管を備え、前記第2のガス排出手段は、
前記半導体ウエハの出炉時に、前記排気管を介して反応
炉内のガスを排出することにより、前記反応炉内の圧力
を該反応炉外の圧力よりも低くしてもよい。前記プロセ
ス制御部は、前記半導体ウエハの入炉時に前記第2のガ
ス排出手段を制御し、前記反応炉内の圧力が該反応炉外
の圧力よりも所定の値だけ低くなるように該反応炉内の
ガスを排出することにより、不要な物質が該半導体ウエ
ハに付着するのを防止してもよい。
成物及び前記不要な物質を十分排除することができず、
排気速度が大きいとガスの流れが乱れて該反応副生成物
及び該不要な物質を効率よく排除することができない。
このため、前記反応炉内外の圧力差が5〜75mmH2
Oとなるように、該反応炉内のガスを排気することが望
ましい。
Claims (6)
- 【請求項1】反応炉内で減圧状態下で半導体ウエハに処
理を施して、該半導体ウエハ上に成膜する方法におい
て、 成膜完了後、前記反応炉に不活性ガスを注入して、実質
的な常圧に戻した後、前記反応炉内外の圧力差が所定の
値となるように、該反応炉内のガスを排気しながら前記
半導体ウエハを出炉することにより、反応副生成物が該
半導体ウエハに付着するのを防止することを特徴とする
半導体の製造方法。 - 【請求項2】前記半導体ウエハ上に成膜する方法におい
て、前記半導体ウエハの出炉時に、前記反応炉内外の圧
力差が5〜75mmH2Oとなるように、該反応炉内の
ガスを排気することを特徴とする請求項1に記載の半導
体の製造方法。 - 【請求項3】前記半導体ウエハ上に成膜する方法におい
て、成膜するために該半導体ウエハを入炉する際、前記
反応炉内外の圧力差が所定の値となるように、該反応炉
内のガスを排気しながら該半導体ウエハを入炉すること
により、不要な物質が該半導体ウエハに付着するのを防
止することを特徴とする請求項1に記載の半導体の製造
方法。 - 【請求項4】複数の半導体ウエハを、反応炉内へ入炉す
る入炉手段と、 前記入炉手段による半導体ウエハの入炉完了後、前記反
応炉内のガスを炉外へ排出する第1のガス排出手段と、 前記第1のガス排出手段が前記反応炉内のガスを排出
し、該反応炉内の圧力が所定の圧力になった後、前記半
導体ウエハに膜を形成するための反応ガスを、該反応炉
内へ導入するガス導入手段と、 前記ガス導入手段によって導入された反応ガスにより、
前記半導体ウエハに膜を形成し、前記反応炉内へ不活性
ガスを導入し、該反応炉内を常圧にする圧力復帰手段
と、 前記圧力復帰手段によって前記反応炉内が常圧に復帰し
た後、前記半導体ウエハを出炉する出炉手段と、 前記出炉手段が前記半導体ウエハを出炉する際、前記反
応炉内外の圧力差が所定の圧力差となるように該反応炉
内のガスを排出し、不要な物質が該半導体ウエハに付着
するのを防止する第2のガス排出手段と、を備えること
を特徴とする半導体の製造装置。 - 【請求項5】前記第2のガス排出手段は、前記反応炉内
外の圧力差が5〜75mmH2Oとなるように、該反応
炉内のガスを排出する手段を備えることを特徴とする請
求項4に記載の半導体の製造装置。 - 【請求項6】前記入炉手段は、前記半導体ウエハを入炉
する際、前記反応炉内外の圧力差が所定の圧力差となる
ように、該反応炉内のガスを排出し、不要な物質が該半
導体ウエハに付着するのを防止する第3のガス排出手段
をさらに備えることを特徴とする請求項4に記載の半導
体の製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10269863A JP3037280B2 (ja) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | 半導体の製造方法及び製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10269863A JP3037280B2 (ja) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | 半導体の製造方法及び製造装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000100733A true JP2000100733A (ja) | 2000-04-07 |
JP3037280B2 JP3037280B2 (ja) | 2000-04-24 |
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ID=17478265
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP10269863A Expired - Fee Related JP3037280B2 (ja) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | 半導体の製造方法及び製造装置 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP3037280B2 (ja) |
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1998
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