JP2002009007A - 半導体ウェハ処理方法 - Google Patents
半導体ウェハ処理方法Info
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Abstract
半導体ウェハの拡散時間のバラツキをなくし、特性が均
一の半導体ウェハを製造する。 【解決手段】 横型拡散炉内の降温を開始すると同時
に、横型拡散炉の蓋体を開放し、石英フォークを横型拡
散炉内に挿入して半導体ウェハの搬出を開始する。横型
拡散炉の降温と半導体ウェハの搬出を同時に開始するこ
とにより、降温追従性が向上する。
Description
方法に関し、詳しくは、横型拡散炉を用いて半導体ウェ
ハに不純物拡散を行う半導体ウェハ処理方法に関する。
スにおいて、コレクタ拡散領域を形成するためのN+拡
散は、POCl3を拡散源として、横型拡散炉を用いて
行われる。横型拡散炉は筒状の反応管であり、この横型
拡散炉内に複数の半導体ウェハを配置し、横型拡散炉に
所定の反応ガスを導入するとともに、横型拡散炉内の温
度を所定の拡散温度に上昇させて拡散が行われる。横型
拡散炉内への半導体ウェハの搬入及び搬出は、石英フォ
ークを用いて行われる。
まず、時刻t21において、半導体ウェハのロード(搬
入)が開始される。具体的には、このロード工程におい
ては、複数枚の半導体ウェハを石英フォーク上に載置し
て、石英フォークを横型拡散炉に挿入し、これにより複
数枚の半導体ウェハを横型拡散炉内に搬入する。このロ
ード工程において、横型拡散炉内の温度は900℃に保
たれる。
ると、横型拡散炉に設けられた蓋体が閉じられ、横型拡
散炉内の昇温が開始される。この昇温工程において、時
刻t22から時刻t23の間に、横型拡散炉内の温度
は、900℃から拡散温度である930℃にまで、高め
られる。
散炉内の温度は、930℃に維持される。この期間、横
型拡散炉内には所定の反応ガスが導入され、これによ
り、横型拡散炉内に配置されている複数の半導体ウェハ
において、所定の不純物の拡散が行われる。
了すると、続いて横型拡散炉内の降温工程が開始され
る。この降温工程において、時刻t24から時刻t25
までの間に、横型拡散炉内の温度は、930℃から90
0℃まで下降される。
が終了すると、半導体ウェハのアンロードが開始され
る。このアンロード工程においては、石英フォークが横
型拡散炉内に挿入され、この石英フォーク上に拡散処理
が終了した複数の半導体ウェハを載置し、この石英フォ
ークを横型拡散炉から引き抜くことにより複数の半導体
ウェハが横型拡散炉から搬出される。
良好な昇温追従性を有しているが、横型拡散炉の降温追
従性は、昇温追従性に比べて良好ではない。すなわち、
図6に示す時刻t24から時刻t25までの時間を一定
に制御することが困難であった。ここで、降温時間が変
化すると半導体ウェハにおける拡散時間が変化してしま
い、したがって、製造される製品の特性にバラツキが生
じてしまうという問題があった。
れたものであり、横型拡散炉を用いた半導体ウェハ処理
において、降温追従性を向上させて拡散時間の変化をな
くし、特性が均一な半導体ウェハを製造するための半導
体ウェハ処理方法を提供することを目的とする。
めに、本発明に係る半導体ウェハ処理方法は、横型拡散
炉を用いて半導体ウェハに不純物拡散を行うものであ
り、複数の半導体ウェハが載置された石英フォークを横
型拡散炉に挿入する工程と、上記複数の半導体ウェハを
上記横型拡散炉内に残して上記石英フォークを引き抜く
工程と、上記横型拡散炉内の昇温を開始する工程と、上
記拡散炉内の温度を所定の期間、所定の拡散温度に保つ
工程と、上記横型拡散炉内の降温を開始すると同時に上
記石英フォークを用いて上記複数の半導体ウェハの搬出
を開始する工程とを有する。
ハの搬出を開始することにより、降温追従性が向上し、
半導体ウェハ毎の拡散時間の変化がなくなり、均一な特
性の半導体ウェハが製造される。
導体ウェハを引き出す速度は、好ましくは、5cm毎秒
乃至15cm毎秒とする。これにより、急速な搬出によ
る半導体ウェハの反りの発生が防止される。
処理方法について、図面を参照して詳細に説明する。
体ウェハ上に、例えば図1に示すようなバイポーラトラ
ンジスタを形成するプロセスの一部に適用される。図1
に示すトランジスタ1は、エピタキシャル層2上に形成
されたN+拡散領域であるエミッタ拡散領域3、P拡散
領域であるベース拡散領域4、N+拡散領域であるコレ
クタ拡散領域5、及びエミッタコンタクト6、ベースコ
ンタクト7、コレクタコンタクト8などから構成され
る。以下に説明する半導体ウェハ処理は、特に、コレク
タ拡散領域5を形成するための不純物の拡散工程に適用
される。なお、本発明は、このようなコレクタ拡散領域
5の拡散のみではなく、横型拡散炉を使用するその他の
拡散工程、例えばベース拡散に対しても有効である。
を経時的に図2に示す。まず、時刻t1において、横型
拡散炉への半導体ウェハのロードが開始される。図3
は、このロード工程を示す図である。横型拡散炉10
は、筒状の形状を有する反応管であり、一方の端部にガ
ス導入口11が開設されており、他方側には、開閉自在
の蓋体12が設けられている。複数の半導体ウェハ13
は、石英フォーク14上に載置されており、石英フォー
ク14は、横型拡散炉10の蓋体12が解放された側か
ら横型拡散炉10の内部に挿入される。
900℃に保たれるとともに、ガス導入口11からは、
N2ガスが導入される。そして、石英フォーク14は、
複数の半導体ウェハ13を横型拡散炉10内の所定の位
置に設置し、これら半導体ウェハ13を横型拡散炉10
内に残して引き抜かれる。石英フォーク14が完全に引
き抜かれると、横型拡散炉10の蓋体12が閉じられ
る。
型拡散炉10内部の昇温が開始される。この昇温工程に
おいて、横型拡散炉10内部の温度は、900℃から9
30℃にまで高められ、時刻t3において、横型拡散炉
10内の温度が930℃に到達した後は、この時刻t3
から時刻t4までの期間、横型拡散炉10内の温度は9
30℃に維持される。この期間、横型拡散炉10内に設
置されている複数の半導体ウェハ13において、拡散が
行われる。
程においては、上述のとおり、横型拡散炉10内の温度
は、930℃に保たれており、導入口11からは、PO
Cl3+2O2ガスが導入される。蓋体12には、ガス
排出口15が設けられている。この拡散工程により、複
数の半導体ウェハ13のコレクタ領域の拡散が行われ
る。
す時刻t4において、横型拡散炉10内の降温が開始さ
れる。すなわち、横型拡散炉10内の温度は、時刻t4
から時刻t5までの期間に、930℃から900℃に下
降する。本発明では、時刻t4において、降温工程が開
始されると同時に、複数の半導体ウェハ13を横型拡散
炉10から引き出すアンロード処理を開始する。
る。横型拡散炉10のガス導入口11からは、N2ガス
が導入される。また、横型拡散炉10の降温が開始され
ると同時に、蓋体12が開放し、石英フォーク14が横
型拡散炉10内に挿入され、複数の半導体ウェハ13を
この石英フォーク14上に載置して、石英フォーク14
を横型拡散炉10の外部に引き出す。
と、温度差により半導体ウェハ13に反りが生じてしま
うおそれがあるため、このときの石英フォーク14の移
動速度は、5cm毎秒乃至15cm毎秒、好ましくは1
0cm毎秒とする。石英フォーク14の引き出し、すな
わち半導体ウェハ13の搬出は、図2に示す時刻t6に
おいて、完了する。
従性は良好であるが、降温追従性はあまり良好ではな
い。そこで、以上説明したように、横型拡散炉10の降
温開始と同時に蓋体12を開放し、半導体ウェハ13を
一定速度でアンロードすることにより、半導体ウェハ1
3の拡散時間を一定に制御することができ、これにより
降温追従性が向上し、拡散処理により形成される製品に
特性のバラツキが生じることを防止できる。
4内にN2ガス導入し、矢印Aのように外部に導出させ
ながら、アンロードすると、炉内のガスが攪拌されて降
温追従性をより向上させることができる。
ハ処理方法では、横型拡散炉の降温工程の開始とともに
横型拡散炉の蓋体を開放し、石英フォークを横型拡散炉
内に挿入して半導体ウェハの搬出を開始するので、降温
追従性が向上し、半導体ウェハ毎の拡散時間の変化がな
くなり、均一な特性の半導体ウェハを製造することがで
きる。また、上記石英フォークを用いて複数の半導体ウ
ェハを引き出す速度を5cm毎秒乃至15cm毎秒とす
ることにより、半導体ウェハの反りを防止できる。
拡散領域を示す図である。
時的に示すタイミングチャートである。
る。
ある。
タイミングチャートである。
Claims (3)
- 【請求項1】 横型拡散炉を用いて半導体ウェハに不純
物拡散を行う半導体ウェハ処理方法において、 複数の半導体ウェハが載置された石英フォークを横型拡
散炉に挿入する工程と、 上記複数の半導体ウェハを上記横型拡散炉内に残して上
記石英フォークを引き抜く工程と、 上記横型拡散炉内の昇温を開始する工程と、 上記拡散炉内の温度を所定の期間、所定の拡散温度に保
つ工程と、 上記横型拡散炉内の降温を開始すると同時に上記石英フ
ォークを用いて上記複数の半導体ウェハの搬出を開始す
る工程とを有する半導体ウェハ処理方法。 - 【請求項2】 上記石英フォークを用いて複数の半導体
ウェハを引き出す速度は、5cm毎秒乃至15cm毎秒
であることを特徴とする請求項1記載の半導体ウェハ処
理方法。 - 【請求項3】 上記石英フォーク内にガスを導入し、上
記ウエハの搬出の際、上記横型拡散炉内に上記ガスを上
記石英フォークから導出させる工程を含む請求項1記載
の半導体ウェハ処理方法。
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JP2000188758A JP4370696B2 (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | 半導体ウェハ処理方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP4370696B2 JP4370696B2 (ja) | 2009-11-25 |
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Cited By (1)
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KR20190103935A (ko) * | 2018-02-28 | 2019-09-05 | 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 | 열처리 방법 |
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US10998214B2 (en) | 2018-02-28 | 2021-05-04 | SCREEN Holdings Co., Ltd. | Light irradiation type heat treatment method |
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