JP2001085346A - 半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法Info
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- JP2001085346A JP2001085346A JP26305799A JP26305799A JP2001085346A JP 2001085346 A JP2001085346 A JP 2001085346A JP 26305799 A JP26305799 A JP 26305799A JP 26305799 A JP26305799 A JP 26305799A JP 2001085346 A JP2001085346 A JP 2001085346A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体基板の熱処理量のばらつきが大きい。
【解決手段】半導体基板の熱処理または薄膜形成を行な
う処理室１の下部にシャッター１１を介して予備室４，
予備室ヒーター５ガス供給管９Ａを設け、予備室内を不
活性ガス雰囲気中で処理室と同じ温度にしたのち、ボー
ト昇降装置８により石英ボート６上の半導体基板３を処
理室１に移動させる。
う処理室１の下部にシャッター１１を介して予備室４，
予備室ヒーター５ガス供給管９Ａを設け、予備室内を不
活性ガス雰囲気中で処理室と同じ温度にしたのち、ボー
ト昇降装置８により石英ボート６上の半導体基板３を処
理室１に移動させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造装
置及び半導体装置の製造方法に関する。
置及び半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体基板の熱処理または薄膜形成を行
なう炉を有する従来の製造装置は、図６に示すように、
石英管等からなる処理室１と、その周囲に設けられたヒ
ーター２と、半導基板３を搭載した石英ボート６を出し
入れする際に開閉するシャッター１１と、ガス供給管９
及び排気管１０とから主に構成されていた。
なう炉を有する従来の製造装置は、図６に示すように、
石英管等からなる処理室１と、その周囲に設けられたヒ
ーター２と、半導基板３を搭載した石英ボート６を出し
入れする際に開閉するシャッター１１と、ガス供給管９
及び排気管１０とから主に構成されていた。
【０００３】石英ボート６を処理室１内に入れる場合
は、スカベンジャーと称されるステンレス製の部屋から
ボート昇降装置８を用いて、７００〜１２００℃に加熱
された石英管内に１０〜２０ｃｍ／ｍｉｎ程度の速度で
入炉させ、出炉の際にはスカベンジャー内に入炉と同様
の速度で移動させる。このため入出炉の際も半導体基板
は熱処理を受け続けることになるが、石英ボートの下部
に搭載された半導体基板に比べ、上部に搭載された半導
体基板は長く熱処理を受けることになる。従って石英ボ
ートの搭載位置により各々の半導体基板の受ける熱処理
量は異なり、下部の方ほど熱処理量が短く、上部にいく
ほど熱処理量が長くなり、半導体装置の特性にばらつき
を発生させていた。
は、スカベンジャーと称されるステンレス製の部屋から
ボート昇降装置８を用いて、７００〜１２００℃に加熱
された石英管内に１０〜２０ｃｍ／ｍｉｎ程度の速度で
入炉させ、出炉の際にはスカベンジャー内に入炉と同様
の速度で移動させる。このため入出炉の際も半導体基板
は熱処理を受け続けることになるが、石英ボートの下部
に搭載された半導体基板に比べ、上部に搭載された半導
体基板は長く熱処理を受けることになる。従って石英ボ
ートの搭載位置により各々の半導体基板の受ける熱処理
量は異なり、下部の方ほど熱処理量が短く、上部にいく
ほど熱処理量が長くなり、半導体装置の特性にばらつき
を発生させていた。
【０００４】この熱処理量のばらつきをなくすために特
開平４ー２９７０２５号公報（第２の従来例）では処理
室の上下に予備室を設けている。すなわち図７で示すよ
うに、処理室２１の上下にシャッター２３，２４を介し
て予備室２０Ａ，２０Ｂを設け、ボート２６に搭載した
半導体基板３を予備室２０Ｂの開口部であるシャッター
２５より入炉させ、ついでその上の処理室２１にて一定
の熱処理または薄膜形成処理を行ったのち、その上の別
の予備室２０Ａの開口部であるシャッター２３より出炉
させるというものである。なお図７において２２はヒー
ター２７はシャッターである。
開平４ー２９７０２５号公報（第２の従来例）では処理
室の上下に予備室を設けている。すなわち図７で示すよ
うに、処理室２１の上下にシャッター２３，２４を介し
て予備室２０Ａ，２０Ｂを設け、ボート２６に搭載した
半導体基板３を予備室２０Ｂの開口部であるシャッター
２５より入炉させ、ついでその上の処理室２１にて一定
の熱処理または薄膜形成処理を行ったのち、その上の別
の予備室２０Ａの開口部であるシャッター２３より出炉
させるというものである。なお図７において２２はヒー
ター２７はシャッターである。
【０００５】また特開平６−３４９７５２号公報（第３
の従来例）では、炉体に開閉式の開口部を設けている。
すなわち図８に示すように、炉体３２の前面から半導体
基板３を挿脱し得るようにドア３３，３４からなる開閉
式の開口部３６を設けたものであり、多数の半導体基板
３は炉体３２の前面においてボート３８を介して炉体３
２に向ってまたは炉体から離れるように水平移動し、一
斉に挿脱される。従ってボート３８の上部または下部で
あるに関係なく、半導体基板に対する加熱時間が一律に
なり、均一な成膜処理が行えることになる。なお図７に
おいて３１は炉心管、３５はヒーター、３９は駆動機構
である。
の従来例）では、炉体に開閉式の開口部を設けている。
すなわち図８に示すように、炉体３２の前面から半導体
基板３を挿脱し得るようにドア３３，３４からなる開閉
式の開口部３６を設けたものであり、多数の半導体基板
３は炉体３２の前面においてボート３８を介して炉体３
２に向ってまたは炉体から離れるように水平移動し、一
斉に挿脱される。従ってボート３８の上部または下部で
あるに関係なく、半導体基板に対する加熱時間が一律に
なり、均一な成膜処理が行えることになる。なお図７に
おいて３１は炉心管、３５はヒーター、３９は駆動機構
である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た第２の従来例では、予備室を２つ設けているため装置
を占有する高さが高くなり、装置を設置する場所の天井
高を従来の装置に比べ予備室１つ分高くする必要があ
る。逆に従来の装置と同程度の高さで装置を構成する場
合は、処理室および予備室の１つ１つの高さを低くする
必要があり、このため一度に処理できる半導体基板の枚
数が少なり生産性を落とすことになるという問題が生じ
る。
た第２の従来例では、予備室を２つ設けているため装置
を占有する高さが高くなり、装置を設置する場所の天井
高を従来の装置に比べ予備室１つ分高くする必要があ
る。逆に従来の装置と同程度の高さで装置を構成する場
合は、処理室および予備室の１つ１つの高さを低くする
必要があり、このため一度に処理できる半導体基板の枚
数が少なり生産性を落とすことになるという問題が生じ
る。
【０００７】また第３の従来例では、ボートの上下方向
での熱処理量は均一化されるが、ボート進行方向での熱
処理量の差が発生する。つまりボートが水平移動して挿
入、出炉されるため、その移動方向で半導体基板の加熱
時間に差が発生し、先に入炉する側で加熱時間が長くな
り、後に入炉する側で加熱時間が短くなる。よって半導
体基板の面内での熱処理量のばらつきが発生することに
なる。さらに第３の従来例では炉心管を取り巻くヒータ
ーは環状ではなく、開口部でとぎれているため、その部
分での断面均熱性が劣り、半導体基板面内の熱処理量の
ばらつきを更らに大きくすることになる。
での熱処理量は均一化されるが、ボート進行方向での熱
処理量の差が発生する。つまりボートが水平移動して挿
入、出炉されるため、その移動方向で半導体基板の加熱
時間に差が発生し、先に入炉する側で加熱時間が長くな
り、後に入炉する側で加熱時間が短くなる。よって半導
体基板の面内での熱処理量のばらつきが発生することに
なる。さらに第３の従来例では炉心管を取り巻くヒータ
ーは環状ではなく、開口部でとぎれているため、その部
分での断面均熱性が劣り、半導体基板面内の熱処理量の
ばらつきを更らに大きくすることになる。
【０００８】本発明の目的は、装置の高さを高くするこ
とや生産性を落すことなく熱処理量を均一にすることの
できる半導体基板の熱処理、または薄膜形成の可能な半
導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法を提供す
ることにある。
とや生産性を落すことなく熱処理量を均一にすることの
できる半導体基板の熱処理、または薄膜形成の可能な半
導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法を提供す
ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】第１の発明の半導体装置
の製造装置は、半導体基板の熱処理または薄膜形成を行
なう処理室と、この処理室を加熱するためのヒーター
と、前記処理室の下部に設けられ開閉するシャッターに
より分離された円筒状の予備室と、この予備室を加熱す
るためのヒーターと、前記予備室に設けられボートに搭
載された半導体基板を出し入れするための扉と、前記ボ
ートを前記予備室と前記処理室間に移動させるためのボ
ート移動手段と、前記予備室に不活性ガスを導入するた
めの不活性ガス導入手段とを含むことを特徴とするもの
である。
の製造装置は、半導体基板の熱処理または薄膜形成を行
なう処理室と、この処理室を加熱するためのヒーター
と、前記処理室の下部に設けられ開閉するシャッターに
より分離された円筒状の予備室と、この予備室を加熱す
るためのヒーターと、前記予備室に設けられボートに搭
載された半導体基板を出し入れするための扉と、前記ボ
ートを前記予備室と前記処理室間に移動させるためのボ
ート移動手段と、前記予備室に不活性ガスを導入するた
めの不活性ガス導入手段とを含むことを特徴とするもの
である。
【００１０】第２の発明の半導体装置の製造方法は、請
求項１乃至請求項６記載の半導体装置の製造装置を用い
て半導体基板の熱処理または半導体基板上に薄膜形成を
行なうことを特徴とするものである。
求項１乃至請求項６記載の半導体装置の製造装置を用い
て半導体基板の熱処理または半導体基板上に薄膜形成を
行なうことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。図１，図２は本発明の第１の実施の形態を
説明する為の製造装置の断面図、図３は予備室の上面図
である。
て説明する。図１，図２は本発明の第１の実施の形態を
説明する為の製造装置の断面図、図３は予備室の上面図
である。
【００１２】図１〜３を参照すると本発明の製造装置
は、半導体基板の熱処理または薄膜形成を行なう処理室
１と、この処理室を加熱するための環状のヒーター２
と、処理室にガスを導入するガス供給管９と排気管１０
と、この処理室１の下部に設けられ、開閉するシャッタ
ー１１により分離された円筒状の石英管１４等からなる
予備室４と、この予備室４を加熱するための予備室用ヒ
ーター５（５Ａ，１５Ａ）と、予備室４に設けられ石英
ボート６に搭載された半導体基板３を予備室４と処理室
１間に移動させるためのボート昇降装置８と、予備室４
に不活性ガスを導入するためのガス供給管９Ａと排気管
１０Ａとから主に構成されている。なお７はボート受け
である。
は、半導体基板の熱処理または薄膜形成を行なう処理室
１と、この処理室を加熱するための環状のヒーター２
と、処理室にガスを導入するガス供給管９と排気管１０
と、この処理室１の下部に設けられ、開閉するシャッタ
ー１１により分離された円筒状の石英管１４等からなる
予備室４と、この予備室４を加熱するための予備室用ヒ
ーター５（５Ａ，１５Ａ）と、予備室４に設けられ石英
ボート６に搭載された半導体基板３を予備室４と処理室
１間に移動させるためのボート昇降装置８と、予備室４
に不活性ガスを導入するためのガス供給管９Ａと排気管
１０Ａとから主に構成されている。なお７はボート受け
である。
【００１３】また予備室の扉は図３は示すように、扉の
開閉軸１７に接続された予備室用ヒーターの扉部１５Ａ
と予備室の扉部１６Ａとからなり、扉が観音開き式に開
くように構成されており、予備室４の温度は処理室１と
同じ範囲で制御可能となっている。なお石英管とヒータ
ーとの間にはＳｉＣからなる均熱管が設けられている。
開閉軸１７に接続された予備室用ヒーターの扉部１５Ａ
と予備室の扉部１６Ａとからなり、扉が観音開き式に開
くように構成されており、予備室４の温度は処理室１と
同じ範囲で制御可能となっている。なお石英管とヒータ
ーとの間にはＳｉＣからなる均熱管が設けられている。
【００１４】次にこの製造装置を用いて半導体基板を熱
処理する場合について説明する。
処理する場合について説明する。
【００１５】まず図１に示すように、処理室１内を窒素
等の不活性ガスで満たし、所定の温度（７００〜１２０
０℃）に昇温しておく。次に予備室４内にセットされた
石英ボート６に複数枚（１００〜２００枚）の半導体基
板３を装填し、予備室４の扉を閉じる。次に予備室内を
ガス供給管９Ａを介し、窒素等の不活性ガスを導入しな
がら、予備用ヒーター５により処理室内と同程度の温度
まで加熱する。処理室内及び予備室内に不活性ガスを導
入するのは、予備室昇温中や石英ボート昇降中に半導体
基板表面が酸化されるのを防ぐためである。また余剰な
ガスは排気管１０Ａより排気される。
等の不活性ガスで満たし、所定の温度（７００〜１２０
０℃）に昇温しておく。次に予備室４内にセットされた
石英ボート６に複数枚（１００〜２００枚）の半導体基
板３を装填し、予備室４の扉を閉じる。次に予備室内を
ガス供給管９Ａを介し、窒素等の不活性ガスを導入しな
がら、予備用ヒーター５により処理室内と同程度の温度
まで加熱する。処理室内及び予備室内に不活性ガスを導
入するのは、予備室昇温中や石英ボート昇降中に半導体
基板表面が酸化されるのを防ぐためである。また余剰な
ガスは排気管１０Ａより排気される。
【００１６】予備室が処理室と同程度の温度まで昇温し
たら、図２に示すように、シャッター１１を開きボート
昇降装置８により石英ボート６を処理室１内に移動させ
る。石英ボート６が処理室内に所定の位置まで上昇した
らシャッター１１を閉じて処理室内に酸素、水蒸気また
は燐等の不純物を含む所望のガスを導入し、半導体基板
表面を酸化したり、酸化膜をリフローさせたり、半導体
基板中に不純物を拡散させたり、あらかじめ半導体基板
内に注入された不純物を活性化させる等所望の熱処理を
行なう。
たら、図２に示すように、シャッター１１を開きボート
昇降装置８により石英ボート６を処理室１内に移動させ
る。石英ボート６が処理室内に所定の位置まで上昇した
らシャッター１１を閉じて処理室内に酸素、水蒸気また
は燐等の不純物を含む所望のガスを導入し、半導体基板
表面を酸化したり、酸化膜をリフローさせたり、半導体
基板中に不純物を拡散させたり、あらかじめ半導体基板
内に注入された不純物を活性化させる等所望の熱処理を
行なう。
【００１７】熱処理が終了した後、シャッター１１を開
き石英ボート６を予備室４まで出炉させる。次に予備室
の温度を室温付近まで降温させる。予備室が室温付近ま
で降温したら、予備室の扉を開き、半導体基板３を石英
ボート６上より回収する。
き石英ボート６を予備室４まで出炉させる。次に予備室
の温度を室温付近まで降温させる。予備室が室温付近ま
で降温したら、予備室の扉を開き、半導体基板３を石英
ボート６上より回収する。
【００１８】なお半導体装置の製造方法として半導体基
板を熱処理する場合について説明したが、半導体基板上
に気相成長により絶縁膜や多結晶シリコン膜を形成して
もよい。この場合も気相成長工程における加熱による半
導体基板への熱処理量は均一なものとなる。
板を熱処理する場合について説明したが、半導体基板上
に気相成長により絶縁膜や多結晶シリコン膜を形成して
もよい。この場合も気相成長工程における加熱による半
導体基板への熱処理量は均一なものとなる。
【００１９】本実施の形態においては、処理室１を構成
する石英管や環状のヒーターは従来のものを用いるた
め、処理室の断面均熱性は劣化することはなく±１℃以
下に保つことができる。また予備室は観音開き式の扉を
用いているため、予備室を設けることによる装置寸法の
増加を少なくできる。更に予備室は１つだけであるた
め、第２の従来例に比べ装置の高さを高くすることはな
く、又生産性も低下しない。
する石英管や環状のヒーターは従来のものを用いるた
め、処理室の断面均熱性は劣化することはなく±１℃以
下に保つことができる。また予備室は観音開き式の扉を
用いているため、予備室を設けることによる装置寸法の
増加を少なくできる。更に予備室は１つだけであるた
め、第２の従来例に比べ装置の高さを高くすることはな
く、又生産性も低下しない。
【００２０】図４は本発明の第２の実施の形態を説明す
るための予備室の上面図であり、予備室用ヒーターの扉
部１５Ｂと予備室の扉部１６Ｂを扉用レール１８を用い
て予備室４の外周面にまわり込むように構成したもので
ある。その他の構成は図１に示したものと同様である。
るための予備室の上面図であり、予備室用ヒーターの扉
部１５Ｂと予備室の扉部１６Ｂを扉用レール１８を用い
て予備室４の外周面にまわり込むように構成したもので
ある。その他の構成は図１に示したものと同様である。
【００２１】このように構成された第２の実施の形態に
おいては、扉が予備室の外周面にまわり込んで開くた
め、予備室を設けることによる装置寸法の増加を図３の
場合に比べて少なくすることができる。
おいては、扉が予備室の外周面にまわり込んで開くた
め、予備室を設けることによる装置寸法の増加を図３の
場合に比べて少なくすることができる。
【００２２】図５は本発明の第３の実施の形態を説明す
るための予備室の上面図である。予備室用ヒーターの扉
部１５Ｃと予備室の扉部１６Ｃを扉用レール１８Ａによ
り左右に水平移動するように構成したものであり、その
他の構成は図１に示したものと同様である。この第３の
実施の形態においては扉用レール１８Ａを用いているた
め、扉部の構造を比較的簡単なものにすることができ
る。
るための予備室の上面図である。予備室用ヒーターの扉
部１５Ｃと予備室の扉部１６Ｃを扉用レール１８Ａによ
り左右に水平移動するように構成したものであり、その
他の構成は図１に示したものと同様である。この第３の
実施の形態においては扉用レール１８Ａを用いているた
め、扉部の構造を比較的簡単なものにすることができ
る。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、処理室の
下部にシャッターを介して予備室を設け、予備室内を不
活性ガス雰囲気中で処理室内と同程度の温度まで昇温さ
せたのち、石英ボートに装填した半導体基板を処理室に
移動させて処理し、処理後予備室に移し、予備室を室温
に迄降温したのち半導体基板を取り出すようにするた
め、半導体基板の熱処理量をより均一化できるという効
果がある。
下部にシャッターを介して予備室を設け、予備室内を不
活性ガス雰囲気中で処理室内と同程度の温度まで昇温さ
せたのち、石英ボートに装填した半導体基板を処理室に
移動させて処理し、処理後予備室に移し、予備室を室温
に迄降温したのち半導体基板を取り出すようにするた
め、半導体基板の熱処理量をより均一化できるという効
果がある。
【図１】本発明の第１の実施の形態を説明するための装
置の断面図。
置の断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態を説明するための装
置の断面図。
置の断面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態を説明するための予
備室の上面図。
備室の上面図。
【図４】本発明の第２の実施の形態を説明するための予
備室の上面図。
備室の上面図。
【図５】本発明の第３の実施の形態を説明するための予
備室の上面図。
備室の上面図。
【図６】従来の半導体装置の製造装置の断面図。
【図７】第２の従来例の断面図。
【図８】第３の従来例の斜視図。
１ 処理室 ２ ヒーター ３ 半導体基板 ４ 予備室 ５ 予備室用ヒーター ６ 石英ボート ７ ボート受け ８ ボート昇降装置 ９，９Ａ ガス供給管 １０，１０Ａ 排気管 １１ シャッター １４ 予備室の石英管 １５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ 予備室用ヒーターの扉部 １６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ 予備室の扉 １７ 扉の開閉軸 １８，１８Ａ 扉用レール ２０Ａ，２０Ｂ 予備室 ２１ 処理室 ２２ ヒーター ２３，２４，２５，２７ シャッター ２６ ボート ３１ 炉芯管 ３２ 炉体 ３３，３４ ドア ３５ ヒーター ３６ 開口部 ３８ ボート ３９ 駆動機構
Claims (7)
- 【請求項１】 半導体基板の熱処理または薄膜形成を行
なう処理室と、この処理室を加熱するためのヒーター
と、前記処理室の下部に設けられ開閉するシャッターに
より分離された円筒状の予備室と、この予備室を加熱す
るためのヒーターと、前記予備室に設けられボートに搭
載された半導体基板を出し入れするための扉と、前記ボ
ートを前記予備室と前記処理室間に移動させるためのボ
ート移動手段と、前記予備室に不活性ガスを導入するた
めの不活性ガス導入手段とを含むことを特徴とする半導
体装置の製造装置。 - 【請求項２】 前記扉は観音開き式に構成されている請
求項１記載の半導体装置の製造装置。 - 【請求項３】 前記扉は前記予備室の外周面にまわり込
むように構成されている請求項１記載の半導体装置の製
造装置。 - 【請求項４】 前記扉は左右に水平移動するように構成
されている請求項１記載の半導体装置の製造装置。 - 【請求項５】 前記予備室の温度は前記処理室と同じ範
囲で制御可能である請求項１記載の半導体装置の製造装
置。 - 【請求項６】 前記処理室を加熱するためのヒーターは
環状に構成されている請求項１記載の半導体装置の製造
装置。 - 【請求項７】 請求項１乃至請求項６記載の半導体装置
の製造装置を用いて半導体基板の熱処理または半導体基
板上に薄膜形成を行なうことを特徴とする半導体装置の
製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26305799A JP2001085346A (ja) | 1999-09-17 | 1999-09-17 | 半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法 |
| US09/664,386 US6316748B1 (en) | 1999-09-17 | 2000-09-18 | Apparatus for manufacturing a semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26305799A JP2001085346A (ja) | 1999-09-17 | 1999-09-17 | 半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001085346A true JP2001085346A (ja) | 2001-03-30 |
Family
ID=17384269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26305799A Pending JP2001085346A (ja) | 1999-09-17 | 1999-09-17 | 半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6316748B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001085346A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015223561A (ja) * | 2014-05-28 | 2015-12-14 | フジヤマジャパン株式会社 | 撹拌装置 |
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|---|---|---|---|---|
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