JP2001007036A

JP2001007036A - 半導体を熱処理する炉及び方法

Info

Publication number: JP2001007036A
Application number: JP11176612A
Authority: JP
Inventors: Mikiro Shimizu; 幹郎清水; Atsushi Yoshikawa; 淳吉川; Hiroyuki Saito; 広幸斎藤; Masami Saito; 雅美斎藤; Junji Tanaka; 順二田中
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 1999-06-23
Filing date: 1999-06-23
Publication date: 2001-01-12
Anticipated expiration: 2019-06-23
Also published as: JP3913404B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ウェーハへの不純物（とくに鉄）の汚染を従
来例に比較して格段に減少できる半導体熱処理方法及び
装置を提供する。【解決手段】半導体ウェーハを熱処理する炉におい
て、ウェーハ載置部と炉芯管の内面との間に隔壁を設
け、隔壁の内側と外側にガスを流す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウェーハの熱
処理装置及び方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェーハに酸化・拡散等を行う熱
処理装置としては、抵抗加熱炉が一般的に使用されてい
る。抵抗加熱炉は、主に電気加熱ヒータ、炉芯管等で構
成されており、均熱管を備えていることもある。近年は
抵抗加熱炉は縦型が主流である。また、半導体ウェーハ
であるＳｉウェーハの特性向上のため、水素あるいはＡ
ｒなどの不活性ガスを含む雰囲気で１１００〜１２００
℃の高温で数分〜数時間、熱処理する技術が広く利用さ
れている。

【０００３】周知のように、複数枚の半導体ウェーハが
ボートに積載されて炉芯管内で熱処理される。半導体ウ
ェーハは非常に高純度であるため、不純物（特に金属不
純物）で汚染されると、半導体製品の性能に支障を来し
てしまう。よって炉芯管等の炉部材は高純度のものが求
められる。

【０００４】典型的な半導体ウェーハ熱処理装置におい
ては、処理ガスは、ステンレス製の配管から導入管（炉
芯管に溶接されている石英ガラスまたは炭化珪素の導入
管）を通して炉芯管の上部よリ内部空間に導入され、炉
芯管の下部で排気される。

【０００５】半導体デバイスは、高集積化に伴い高純度
への要求がさらに厳しくなっており、熱処理工程からの
微量の金属不純物の汚染も問題になっている。

【０００６】熱処理工程における金属汚染はガスや炉部
材の純度に起因する。特に高温（１１００℃以上）の処
理になると、炉部材からの不純物の拡散が大きくなり、
汚染量も増大する。特に炉部材の石英ガラス中の金属不
純物の量は、高温処理では無視できないレベルである。
通常、半導体製造に用いられる石英ガラス製品は、天然
水晶を原料とし、溶融法で製造しているため、精製純化
を施しても金属不純物は１０〜１０００ｐｐｂ程度混入
している。Ｆｅ汚染に関しては１０〜１０００ｐｐｂの
濃度である。さらに石英製品加工中に熱処理を加える
が、その熱処理による汚染がある。とくに表層部の汚染
が増す。これら石英製品を高温熱処理すると、内部に混
入している不純物が熱拡散によって放出されることにな
る。

【０００７】したがって、石英ガラスの材質は、可能な
限り高純度のものが望ましい。不純物が１０ｐｐｂ以下
の合成石英ガラスを用いた場合、汚染が低減する。しか
しながら、実際には少量の不純物は炉部材に存在してお
り、ウェーハに対して局所的に汚染する場合もある。

【０００８】特許第２５２２８２９号公報は、天然石英
ガラスの筒体を外層とし、高純度の合成石英ガラスの筒
体を内層として、隙間が生じないように外層と内層を密
に一体化して成る半導体ウェーハ熱処理用耐熱性複合石
英ガラス管を示している。とくに、外層と内層の肉厚の
比が、（５０〜９０）対（５０〜１００）の範囲である
石英ガラス管が示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来技術のように（た
とえば特許第２５２２８２９号のように）、炉芯管の内
壁面を高純度の合成石英などで内張り（コーティング）
したり、炉芯管の内壁面に高純度な壁体を設置したりし
ても、それだけでは、ウェーハ載置部を流れるガスの量
に変化がなく、ウェーハへの不純物（特に鉄）の汚染
は、所望のレベルまで減少しない。つまり、炉内を高純
度に保ち、ウェーハ汚染を最小限にするに当たって、炉
内に合成石英ガラスなどでできた高純度な部材を使用し
たとしても、それだけでは、石英炉芯管などから鉄の汚
染が生じるのである。

【００１０】本発明の目的は、ウェーハへの不純物（と
くに鉄）の汚染を従来例に比較して格段に減少できる半
導体熱処理方法及び装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の好ましい解決手
段は、前掲の請求項に記載の半導体熱処理方法及び装置
である。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明者は、不純物が処理ガスに
運ばれてウェーハに付着することに着目して、どのよう
に処理ガスの流れ具合がウェーハ汚染に影響を与えるか
を徹底的に究明して、本発明を完成した。

【００１３】本発明においては、不純物が処理ガスに運
ばれてウェーハに付着することを極力回避している。処
理ガスの流れ具合を工夫して、不純物で汚染された処理
ガスがウェーハの方にできるだけ流れないようにする。
それにより、不純物で汚染された処理ガスがウェーハを
汚染しないようにする。

【００１４】たとえば、半導体ウェーハを熱処理する炉
において、ウェーハ載置部と炉芯管の内面との間に隔壁
を設け、隔壁の内側と外側に処理ガスを流す。ウェーハ
載置部は、隔壁の内側に位置する。熱処理のとき、多数
のウェーハは、ボートに収納された状態でそのウェーハ
載置部に配置されている。処理ガスは隔壁の内側と外側
で別の形で流れる。好ましくは、隔壁の内側のガス流速
を隔壁の外側の流速より遅くする。隔壁の内側の好適な
ガス流速は、約４．３×１０^-3ｍ／ｓｅｃである。

【００１５】また、半導体熱処理炉が縦型熱処理炉であ
り、隔壁が内筒管として形成されていることが好まし
い。内筒管内で、ガスが、炉芯管の内面側とウェーハ載
置部側との間で、隔壁に形成したガス用の孔を介して流
れるようにする。

【００１６】ガス用の孔は、各種の形態を採用できる
が、多数の小孔からなるものが好ましい。

【００１７】本発明の１つの態様においては、内筒管の
上端が封じられており、複数の小孔が、ガス用の孔とし
て、ウェーハ載置部の上端近傍部分と下端近傍部分に対
応する内筒管の部分に設けられている。隔壁は、高純度
石英ガラスから形成されているか、合成石英ガラスから
形成されている。

【００１８】本発明の別の態様においては、隔壁がボー
トの一部で形成されており、複数の小孔が、ガス用の孔
として、ウェーハ載置部の上端近傍部分と下端近傍部分
との間の領域に対応するボートの領域に設けられてい
る。この場合、ウェーハは、直接隔壁に形成された溝や
支持突起など設置される。

【００１９】本発明のさらに別の態様においては、隔壁
が内筒管として形成されていて、内筒管が炉芯管の内面
に設けられている。この場合、隔壁（内筒管）が炉芯管
の内面側に装着（例えば着脱可能に固定）する。それゆ
え、ボートを上昇または下降させるとき、隔壁（内筒
管）は移動しない。

【００２０】隔壁（内筒管やボート）に形成する孔が小
孔の場合、好ましくは、各小孔の直径が２〜５ｍｍであ
り、所定の方向にそって等間隔に数多く形成する。

【００２１】本発明の好適な別の実施態様では、熱処理
炉の炉芯管とウェーハ載置部の間に高純度石英ガラス製
の円筒体を設置する。それにより、半導体ウェーハが周
辺治具から汚染（特にＦｅで汚染）されることを防止す
る。

【００２２】Ｆｅ等の金属不純物の汚染をより効率的に
減少させるには、円筒体（高純度合成石英）の外面側の
ガスが早く流れ、鉄などの不純物が石英ガラス表面から
放出され、不純物濃度が低くなるようにするのが好まし
い。合成石英ガラス内面側の不純物は、外面側より相対
的に高濃度となるので、不純物の濃度差が生じ、内面側
の不純物が外面側に向かって移動し、そのため、合成石
英ガラスない表面から、ウェーハに向かって不純物が放
出されにくくなるものと推測される。

【００２３】このように合成石英ガラスなどの内筒管を
載置し、その外側のガス流速を内側より速くすれば、鉄
などの不純物に濃度差が生じ、鉄が自然と内筒管外表面
に向かうので、ウェーハの汚染を妨げるのである。

【００２４】内筒管を設けなくても、炉内のウェーハ近
傍を流れるガス流速を遅くすれば、ウェーハの汚染を妨
げる。

【００２５】水素ガスなどを含む雰囲気とする場合、石
英ガラスは水素ガスでエッチングされてしまう。エッチ
ングされた石英ガラスの中には、鉄が含まれており、そ
れが拡散してウェーハを汚染すると考えられる。それゆ
え、ガス流速を小さくすれば、石英ガラスはエッチング
されにくくなり、炉内に石英ガラスからの鉄が飛びにく
い。

【００２６】ウェーハ載置部を迂回して汚染ガスを流す
一方で、ウェーハ載置部のガス流速を小さくする構成に
すれば、内筒管は設けなくてもよい。ウェーハ載置部の
ガス流速を均一にかつ微量に制御すればよい。

【００２７】隔壁（内筒管や二重管など）による金属汚
染低減効果は、次のとおりであると推測される。

【００２８】（１）熱処理炉に使用されている石英ガラ
スには鉄などの金属が不純物として含まれている。それ
らは熱により外へと拡散していく。これはウェーハを汚
染させる原因の一つである。しかし水素ガスを用いて熱
処理をおこなう場合は、それだけでなく石英ガラスが水
素によりエッチングされてしまい、それに伴って石英中
に含まれている金属不純物も外に出てしまう。つまり水
素雰囲気での熱処理の場合、熱拡散だけでなく石英のエ
ッチングによる金属不純物の放出も汚染の要因の一つと
なる。このような石英ガラスのエッチングの速度は、石
英ガラスに沿ったガス流の速さに依存する。すなわち、
流速が小さいほどエッチング速度も小さくなる。このこ
とはガス流速を小さくして熱処理すると、金属汚染が少
なくなることを意味する。

【００２９】内筒管の上部および下部に小さなガス流入
及び流出用の孔（本明細書では孔はスリット状やその他
の各種形状のものを含み、開口と同じ広い意味で使用し
ている）をあける場合、管内に入るガス流量が非常に小
さくなる。したがって内筒管の内部では非常に小さなガ
ス流速となる。これにより汚染は小さくなる。

【００３０】（２）一般にガスの流れ方は流速に依存す
る。比較的低速の流れの場合、ガスは層流として流れ
る。したがって渦が発生したり、よどみが発生したりす
ることはない。しかし、流速が速くなると、ガスは乱流
となり、複雑な流れとなる。例えば炉の内部において
も、処理ガスは、単純に給気管から排気管へ流れていか
ずに、炉内で停滞したり逆流したりする。これにより、
ガス中に含まれる金属不純物がスムーズに排気されず
に、炉内に蓄積される。これがウェーハを汚染すると考
えられる。これを抑えるにはガス流速を小さくする必要
がある。しかし実際には少量のガスを精度よく制御しな
がら流すことは非常に難しい。

【００３１】熱処理炉の内部に内筒管を設けると、内筒
管の内部に大量のガスが流れていかない。すなわち内筒
管内部ではガスの流速は非常に小さくなっており、スム
ーズな給排気が行われる。それにより金属不純物が炉内
に蓄積しないので、ウェーハの汚染は小さくなる。

【００３２】（３）炉部材の１つである石英製の反射板
も、金属不純物を含んでいる。さらに反射板に凹凸があ
る場合、炉の上部（給気ガス、炉芯管上部）からの金属
不鈍物が蓄積しやすい。炉内ではガスは複雑にながれて
おり、一部のガスが炉の下部から上部へ逆流することも
ありえる。この場合、上昇流に乗って、反射板に蓄積さ
れている汚染物質あるいは反射板に含まれている金属不
純物が炉の上部へ運ばれる。それによりウェーハが汚染
される。したがって、これを防げば、汚染を低減させる
ことができる。炉内に内筒管を設ける場合、たとえ上昇
流があっても、給排気口以外はウェーハを内筒管で覆っ
ており、給排気口も小さいので、汚染物質が内筒管内に
運ばれることはほとんどない。それゆえウェーハの汚染
は低減される。

【００３３】本発明は、横型及び縦型熱処理炉に適用で
きるものである。

【００３４】

【実施例】図１は、本発明による半導体熱処理炉の一例
を示している。

【００３５】図１において、熱処理炉は、ウェーハ載置
部１０と炉芯管１１の内面との間に隔壁１２を設け、隔
壁１２の内側と外側で別の流速で処理ガスを流す構成に
なっている。

【００３６】この図１の熱処理炉は縦型熱処理炉であ
り、隔壁１２は円筒形の縦型の内筒管として形成されて
いる。内筒管１２の上端が封じられており、ガス用の孔
１５（図２）が、ウェーハ加熱処理状態におけるウェー
ハ載置部１０の上端近傍部分と下端近傍部分に対応する
内筒管１２の部分に設けられている。

【００３７】隔壁１２は、高純度石英ガラス又は合成石
英ガラスから形成されている。

【００３８】隔壁１２の内側のガス流速を隔壁１２の外
側の流速より遅くする。たとえば、内筒管１２の内側の
ガス流速は、約４．３×１０^-3ｍ／ｓｅｃである。その
ときの内筒管１２の外側の流速は、１．２×１０^-2ｍ／
ｓｅｃである。

【００３９】ガス用の孔１５は、図１の形では、多数の
円形の小孔からなり、各小孔の直径が２〜５ｍｍであ
り、所定の方向にそって等間隔に配置されている。

【００４０】炉芯管１１内の雰囲気は水素ガスである。
炉芯管１１の外側には、その水素ガス用のガス供給管１
７が炉芯管１１のか方から上方にわたって設けられてい
る。そのガス供給管１７の始端から処理用の水素ガスが
矢印で示すように流入して、上方に流れていって、最後
に先端から下向きに炉芯管１１内に流入する。

【００４１】流入したガスは、内筒管１２の上端（全面
が閉じられている）に沿って外周に向かって流れ、さら
に外側と内側を別々のルートで流下して、ウェーハ載置
部１０の下端付近で合流して、さらに下方に流れてい
き、排出管１８の排出口から流出する。

【００４２】昇降手段１９は上端に支持手段２０を有し
ており、そこに多数のウェーハを保持した状態のボート
２１を支持して昇降可能になっている。ボート２１が、
上昇位置にきたとき、ボート２１に保持されたウェーハ
は、ウェーハ載置部１０に位置する。

【００４３】また、炉芯管１１の外側には炉芯管１１を
包囲するようにヒータ２２が設けられていて、ウェーハ
Ｗに対する所定の加熱処理を可能としている。

【００４４】図１の実施例においては、隔壁の一例とし
て円筒形の内筒管１１が設けられている点を除けば、従
来の部材や構造を採用できるので、それらの従来のもの
については詳細な説明を省略する。

【００４５】なお、図１においては、２３は均熱管であ
る。

【００４６】図２は、内筒管１２の一例を詳しく示して
いる。

【００４７】内筒管１２は、支持手段２０よりも少し小
さい外径を有する円筒管である。内筒管１２の上端１２
ｂは平坦な円板形であり、完全に閉じられている。内筒
管１２の側面は、上下にわたって同一の径になってお
り、上端付近と下端付近にそれぞれ小さな孔１５が４個
ずつ形成されている。内筒管１２の下端１２ａは、完全
に開放されており、そこを介してボート２１を出し入れ
できる形になっている。

【００４８】使用に際しては、ボート２１を支持手段２
０にのせたあと、内筒管１２をその支持手段２０にのせ
て、内筒管１２の内部にボート２１を内筒管１２と支持
手段２０で包むように配置する。このとき、内筒管１２
の内部と外部は、孔１５によってのみ通じている。

【００４９】図１〜２の例において、水素アニール可能
の石英ガラス製の炉芯管１１を使用し、かつＳｉウェー
ハを積載したボート２１と炉芯管１１との間に高純度の
合成石英ガラス製の内筒管１２が介在しているのであ
る。内筒管１２は、前述のように、下端１２ａが開口
し、上部１２ｂは封じ込められていて、内筒管１２の側
面には直径２〜５ｍｍ程度の孔１５が複数個開いてい
る。このような内筒管１２内にウェーハボート２１が設
置される。

【００５０】この構造により、処理ガスは内筒管１２の
上端付近の孔１５から流入して、内筒管１２内は小孔１
５よりパージされた処理ガスで満たされているが、内筒
管１２の外と比較して内筒管１２の内側ではガスの流れ
は非常に少ない。したがって、高温熱処理によって内筒
管１２の石英ガラスから放出される金属不純物が処理ガ
スに運ばれてウェーハＷを汚染することを非常に少なく
することができる。

【００５１】図５〜６は、本発明の別の実施例を示して
いる。

【００５２】図５の実施例においては、隔壁１２がボー
ト２１の一部として形成されている。たとえば、図６に
示すように、隔壁１２が円筒形で、その中にボート２１
の支持部６１（多数の支持用段部６１ａを有する）を固
定した形にする。もちろん、隔壁１２と支持に６１を一
体の形にしてもよい。いずれの場合も、各ウェーハＷの
外周部が支持部６１の３つの段部６１ａで支持された状
態で、隔壁とウェーハＷ周辺との間に相当な程度に隙間
６３ができるようにする。処理ガスは、その隙間６３を
通って隔壁１２内を下方に流れる。

【００５３】図５〜６の例においては、隔壁１２は、全
体を半割形やそれに近い形に分割する。たとえば２つの
分割体１２Ａ、１２Ｂを炉外で開放した状態で、すべて
のウェーハＷを一方の分割体１２Ａに設置し、しかるの
ち、他方の分割体１２Ｂを一方の分割体１２Ａの所定位
置６５に合体して、その状態のまま、支持手段２０によ
りボート２１の全体を炉芯管１１内のウェーハ載置部に
設定する。

【００５４】図７は、本発明のさらに別の実施例を示
す。

【００５５】図７の実施例においては、隔壁１２が内筒
管として構成されているが、炉芯管１１の内面側にサポ
ート部材７１によって支持されている。サポート部材７
１は、そこをガスが自由に流下できる形状のものとし、
しかも必要に応じて隔壁１２を炉芯管１１からからなり
取り外せる構造にする。この隔壁１２は図２のものと同
じでよい。

【００５６】図７の実施例においては、ボート２１が下
降するとき、隔壁１２は炉芯管の中に保持されている。

【００５７】なお、図５〜７の実施例において、隔壁１
２とそれに関連する構成は、図１の実施例のものと同じ
であってもよいので、ここでは説明を省略する。

【００５８】本発明は、雰囲気ガスの流速をはじめとす
る流れ方を制御することに重点をおいているが、炉内を
一度通ったガスがすみやかに排出されず、一部逆流して
炉内を汚染することもある。たとえば、本発明におい
て、炉内ガス排出部を密閉せず、すなわち排出部を円周
状の隙間としてやることにより、炉内雰囲気をとどこお
りなく排出でき、本発明の効果をよりいっそう高めるこ
とができる。

【００５９】実験例図１の炉と図２の合成石英ガラス製の内筒管１２を使用
して実験した。内筒管の寸法は、外径２５０ｍｍ、高さ
８００ｍｍ、肉厚３ｍｍとした。内筒管１２の側面に
は、図２に示すように、処理ガスが置換されるように直
径５ｍｍの穴１５を上部に４箇所、下部に４箇所設け
た。内筒管１２内に直径２００ｍｍのＳｉウェーハＷを
積載したボート２１を内筒管１２内に設置し、１２００
℃１ｈ、水素雰囲気で熱処理を行った。炉内に導入する
水素ガスの流量は１５リットル／分とした。ウェーハＷ
はボート２１上に１００枚積載し、上から１０枚目（ウ
ェーハＷ）と９０枚目（ウェーハＷ）を熱処理後に分析
した。この試験結果を内筒管１２の有無で比較した。

【００６０】表１に水素熱処理後のＳｉウェーハＷの不
純物分析値を示す。図２に示した内筒管１２を設置した
場合、内筒管１２が無い場合と比較してＦｅ，Ｃｕの汚
染量が低減していることがわかる。

【００６１】

【表１】さらに、水素ガスの流速と石英ガラスのエッチング量の
関係を説明する。

【００６２】石英ガラスは、高温で水素ガスと接触する
と、Ｈ₂＋ＳｉＯ₂→Ｈ₂Ｏ＋ＳｉＯとなり、水分を発生
しながら、微量であるがエッチングされる。

【００６３】図３は、直径４１．５ｍｍの１２００℃の
石英管に水素ガスを流量を変えながら流したときの水素
ガスの流速と石英ガラスのエッチング量の関係を示すも
のである。

【００６４】図３からも明らかなように、ガス流量が少
ないと、エッチング量は少なくなる。とくに内筒管１２
内の好ましいガス流速は、４．３×１０^-3ｍ／ｓｅｃ以
下となる。

【００６５】図３に示されているように、水素ガスと石
英ガラスの反応生成物である水分の関係について測定し
た。ガス中の水分濃度から、ガス流れと拡散を考慮した
解析法により、活性化エネルギーが８５ｋｃａｌ／ｍｏ
ｌあること、すなわち、界面反応速度定数が１２００℃
で５×１０^-12ｍｏｌ・ｃｍ^-2・ｓｅｃ^-1・ａｔｍ^-1で
あることが判明した。

【００６６】さらに、炉の汚染レベル確認と、内筒管の
効果確認のために試験を行った。

【００６７】次のようにして、Ａｒアニールでの内筒管
の効果を確認した。

【００６８】実験条件は次のとおりである。

【００６９】熱処理：１２００℃、１ｈガス流量：Ｈ₂（１５リットル／分）、Ａｒ（１０リッ
トル／分）サンプル：６、Ｐ−ｔｙｐｅ処理炉：図１に示す形式の炉ボート：小型６インチボートＳＰＶ（ＳｕｒｆａｃｅＰｈｏｔｏＶｏｌｔａｇ
ｅ）の測定を行った。

【００７０】ボートのウェーハ設置用段評価１〜５段目ウェーハ無し６段目Ｄ−ｔｏｐウェーハＳＰＶ７〜１０段目ダミーウェーハ１１段目ｔｏｐウェーハＳＰＶ１２〜１４段目ダミーウェーハ１５〜４０段目ウェーハ無し多数のダミーウェーハと普通のウェーハＷをボートの支
持部に形成された４０段に上掲の表に示すようにのせ
て、実際に炉内でウェーハＷを前述の条件で熱処理し
た。

【００７１】図４は、そのような炉内の熱処理によるＦ
ｅの汚染の推移を示している。Ｄ−ｔｏｐはダミートッ
プつまり一番上方のダミーウェーハを示し、ｔｏｐはダ
ミーでない普通のウェーハの一番上方のものを示す。図
４には、３本の棒グラフが１つのセットになって、４セ
ットが示されている。各セットにおいて、左側の棒は、
ウェーハの中心部を示し、右側のものはウェーハのエッ
ジ部を示し、中央のものは、１／２の径の部分を示す。
Ｆｅの濃度は、１０のレベル（横線が引かれている）が
合格レベルである。

【００７２】図４から明らかなように、左側に示されて
いる内筒管なしの例（比較例）においては、Ｄ−ｔｏｐ
のウェーハは、エッジ、中央、１／２径の３か所ともレ
ベル１０を超えており、ｔｏｐのウェーハはエッジ部分
がレベル１０を超えており、Ｆｅ汚染が大きいことが判
明した。これに対し、内筒管ありの例（本発明の実施
例）においては、Ｄ−ｔｏｐのエッジ部のみがレベル１
０を超えているが、他の部分は、すべてレベル１０以下
であり、Ｆｅ汚染の度合が少ない。

【００７３】

【発明の効果】本発明によれば、半導体ウェーハの熱処
理工程（特に１１００℃以上の高温処理）においてウェ
ーハに対しての金属汚染が顕著に低減する。さらに、こ
の金属汚染低減により、半導体ウェーハの品質が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１つの実施例による半導体ウェーハ熱
処理炉の概略を示す縦断面図。

【図２】図１に示す炉に使用する内筒管の一例を示す斜
視図。

【図３】水素ガスの流量とエッチング量及び発生水分濃
度の関係を示すグラフ。

【図４】内筒管なしと内筒管ありにおけるＦｅ汚染の差
を示すグラフ。

【図５】本発明のさらに別の実施例によるウェーハ熱処
理を示しており、図１に対応する図である。

【図６】図５に示されている内筒管の一例を示す横断面
図である。

【図７】本発明のさらに別の実施例によるウェーハ熱処
理を示しており、図１に対応する図である。

【符号の説明】

１０ウェーハ載置部１１炉芯管１２内筒管１５ガス用の孔１７ガス供給管１８排出管１９昇降手段２０支持手段２１ボート２２ヒータ６１サポート部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者斎藤広幸神奈川県秦野市曽屋30番地東芝セラミックス株式会社開発研究所内 (72)発明者斎藤雅美神奈川県秦野市曽屋30番地東芝セラミックス株式会社開発研究所内 (72)発明者田中順二新潟県北蒲原郡聖籠町東港六丁目861番地５新潟東芝セラミックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体ウェーハを熱処理する炉におい
て、ウェーハ載置部と炉芯管の内面との間に隔壁を設
け、隔壁の内側と外側にガスを流す構成にしたことを特
徴とする半導体熱処理炉。
【請求項２】前記半導体熱処理炉は縦型熱処理炉であ
り、前記隔壁は内筒管として形成されていることを特徴
とする請求項１記載の半導体の熱処理炉。
【請求項３】前記隔壁は、内筒管として形成されてい
て、内筒管の上端が封じられており、ガス用の孔が、ウ
ェーハ載置部の上端近傍部分と下端近傍部分に対応する
内筒管の部分に設けられていることを特徴とする請求項
１に記載の半導体熱処理炉。
【請求項４】前記隔壁は、高純度石英ガラスから形成
されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１
項に記載の半導体熱処理炉。
【請求項５】前記隔壁は、合成石英ガラスから形成さ
れていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項
に記載の半導体熱処理炉。
【請求項６】隔壁の内側のガス流速を隔壁の外側の流
速より遅くする構成にしたことを特徴とする請求項１〜
５のいずれか１項記載の半導体熱処理炉。
【請求項７】前記隔壁がボートの一部で形成されてお
り、ガス用の孔が、ウェーハ載置部の上端近傍部分と下
端近傍部分との間の領域に対応するボートの領域に設け
られていることを特徴とする請求項１に記載の半導体熱
処理炉。
【請求項８】前記隔壁は、内筒管として形成されてい
て、内筒管が炉芯管の内面に設けられていることを特徴
とする請求項１に記載の半導体熱処理炉。
【請求項９】前記ガス用の孔は、直径が２〜５ｍｍで
ある多数の小孔からなり、所定の方向にそって等間隔に
数多く配置されていることを特徴とする請求項１〜８の
いずれか１項記載の半導体熱処理炉。
【請求項１０】半導体ウェーハを処理する方法におい
て、ウェーハ載置部と炉芯管の内面との間に設けた隔壁
の内側と外側にガスを流し、隔壁の内側のガス流速を隔
壁の外側の流速より遅くすることを特徴とする半導体熱
処理方法。
【請求項１１】炉芯管内の雰囲気が水素ガスであるこ
とを特徴とする請求項７記載の半導体熱処理方法。
【請求項１２】前記内筒管内のガス流速が、約４．３
×１０^-3ｍ／ｓｅｃであることを特徴とする請求項１０
〜１１のいずれか１項に記載の半導体熱処理方法。
【請求項１３】前記内筒管内で、ガスが、炉芯管の内
面側とウェーハ載置部側との間で、隔壁に形成したガス
用の孔を介して流れることを特徴とする請求項１０〜１
２のいずれか１項に記載の半導体熱処理方法。