JP2002075978A - 縦型反応炉 - Google Patents
縦型反応炉Info
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- JP2002075978A JP2002075978A JP2000253814A JP2000253814A JP2002075978A JP 2002075978 A JP2002075978 A JP 2002075978A JP 2000253814 A JP2000253814 A JP 2000253814A JP 2000253814 A JP2000253814 A JP 2000253814A JP 2002075978 A JP2002075978 A JP 2002075978A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 縦型反応炉内において複数の半導体ウェーハ
を均一に処理ガスにさらすことによって、半導体ウェー
ハに均一な膜厚、膜質、不鈍物拡散を得ること。 【解決手段】 処理ガスは、反応管１１内のノズル１５
の主管部１６に流入し、さらに、この主管部１６から直
角に屈曲するように分岐する複数の先端管部１７に流入
して、噴射口１７ａから半導体ウェーハ１２に向けて水
平に噴出される。この噴射口１７ａから水平方向に噴射
された処理ガスは、確実に半導体ウェーハ１２に到達す
ると共に、半導体ウェーハ１２の間を半導体ウェーハ１
２の上下の面に沿って流れて、噴射口１７ａから排気口
１８に向けて直線的に流れることがない。したがって、
複数の半導体ウェーハ１２に形成した膜に、均一な膜
厚、膜質、不鈍物拡散を得ることができる。
を均一に処理ガスにさらすことによって、半導体ウェー
ハに均一な膜厚、膜質、不鈍物拡散を得ること。 【解決手段】 処理ガスは、反応管１１内のノズル１５
の主管部１６に流入し、さらに、この主管部１６から直
角に屈曲するように分岐する複数の先端管部１７に流入
して、噴射口１７ａから半導体ウェーハ１２に向けて水
平に噴出される。この噴射口１７ａから水平方向に噴射
された処理ガスは、確実に半導体ウェーハ１２に到達す
ると共に、半導体ウェーハ１２の間を半導体ウェーハ１
２の上下の面に沿って流れて、噴射口１７ａから排気口
１８に向けて直線的に流れることがない。したがって、
複数の半導体ウェーハ１２に形成した膜に、均一な膜
厚、膜質、不鈍物拡散を得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、半導体
ウェーハを熱処理する縦形拡散炉や縦型化学気相蒸着装
置等の縦型反応炉に関する。
ウェーハを熱処理する縦形拡散炉や縦型化学気相蒸着装
置等の縦型反応炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】縦型反応炉は、熱処理装置の一種で、半
導体ウェーハの製造工程において、半導体ウェーハの表
面に不純物を拡散したり、酸化膜、窒化膜等を形成した
りするために使用される。
導体ウェーハの製造工程において、半導体ウェーハの表
面に不純物を拡散したり、酸化膜、窒化膜等を形成した
りするために使用される。
【０００３】この縦型反応炉では、炉体の内部に挿入さ
れた反応管の内部にノズルから処理ガスを供給すると共
に、反応管内のボートに載置された複数の半導体ウェー
ハに熱処理をして、半導体ウェーハに不純物の拡散をし
たり、膜を形成したりする。この熱処理によって、半導
体ウェーハは所定の温度勾配で所定温度に加熱され、所
定の時間が経過後、所定の温度勾配で冷却される。この
熱処理中には、縦型反応炉内に載置されたすべての半導
体ウェーハの外表面に処理ガスを均一に流して、半導体
ウェーハの表面に形成される膜の膜厚、膜質および不純
物拡散のばらつきを小さく抑えることが要求される。
れた反応管の内部にノズルから処理ガスを供給すると共
に、反応管内のボートに載置された複数の半導体ウェー
ハに熱処理をして、半導体ウェーハに不純物の拡散をし
たり、膜を形成したりする。この熱処理によって、半導
体ウェーハは所定の温度勾配で所定温度に加熱され、所
定の時間が経過後、所定の温度勾配で冷却される。この
熱処理中には、縦型反応炉内に載置されたすべての半導
体ウェーハの外表面に処理ガスを均一に流して、半導体
ウェーハの表面に形成される膜の膜厚、膜質および不純
物拡散のばらつきを小さく抑えることが要求される。
【０００４】従来、縦型反応炉としては、図５に示すよ
うなものがある（特開平１０−１２５５９号公報参
照）。この縦型反応炉は、図示しない炉体と、この炉体
内に挿入される反応管１と、この反応管１内に配置され
ると共に複数の半導体ウェーハ２が載置されるボート３
と、上記反応管１内においてその反応管１の長軸方向に
延びる長さの異なる３本のノズル５，６，７と、排気口
８とを備えている。上記長いノズル５は、直管の上端部
に直接に３個の噴射口５ａ，５ａ，５ａを等間隔に横方
向に開口してなり、中間のノズル６は、直管の上端部に
直接に３個の噴射口６ａ，６ａ，６ａを等間隔に横方向
に開口してなり、短いノズル７は、直管７の先端に１個
の噴射口７ａを上方向に開口してなる。
うなものがある（特開平１０−１２５５９号公報参
照）。この縦型反応炉は、図示しない炉体と、この炉体
内に挿入される反応管１と、この反応管１内に配置され
ると共に複数の半導体ウェーハ２が載置されるボート３
と、上記反応管１内においてその反応管１の長軸方向に
延びる長さの異なる３本のノズル５，６，７と、排気口
８とを備えている。上記長いノズル５は、直管の上端部
に直接に３個の噴射口５ａ，５ａ，５ａを等間隔に横方
向に開口してなり、中間のノズル６は、直管の上端部に
直接に３個の噴射口６ａ，６ａ，６ａを等間隔に横方向
に開口してなり、短いノズル７は、直管７の先端に１個
の噴射口７ａを上方向に開口してなる。
【０００５】この縦型反応炉は、長さの異なる３本のノ
ズル５，６，７の噴射口５ａ，５ａ，５ａ，６ａ，６
ａ，６ａおよび７ａから処理ガスを噴出するから、反応
管１の内部雰囲気の均一性が向上して、半導体ウェーハ
２の表面に形成される膜の膜厚、膜質および不純物拡散
のばらつきが比較的に抑えられるという利点を有する。
ズル５，６，７の噴射口５ａ，５ａ，５ａ，６ａ，６
ａ，６ａおよび７ａから処理ガスを噴出するから、反応
管１の内部雰囲気の均一性が向上して、半導体ウェーハ
２の表面に形成される膜の膜厚、膜質および不純物拡散
のばらつきが比較的に抑えられるという利点を有する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の縦型反応炉においては、処理ガスの置換時間を短く
するために、処理ガスの流量を大きくすると、噴射口５
ａ，５ａ，５ａ，６ａ，６ａ，６ａおよび７ａから上端
の排気口８に向けて処理ガスの一部が直線的に流れて、
反応管１の全ての内部に処理ガスが拡散しないで、反応
管１の内部を均一な雰囲気にすることができない。その
ため、半導体ウェーハ２の表面に形成した膜の膜厚、膜
質および不純物拡散が、反応管１内の位置によってばら
つくという問題があった。
来の縦型反応炉においては、処理ガスの置換時間を短く
するために、処理ガスの流量を大きくすると、噴射口５
ａ，５ａ，５ａ，６ａ，６ａ，６ａおよび７ａから上端
の排気口８に向けて処理ガスの一部が直線的に流れて、
反応管１の全ての内部に処理ガスが拡散しないで、反応
管１の内部を均一な雰囲気にすることができない。その
ため、半導体ウェーハ２の表面に形成した膜の膜厚、膜
質および不純物拡散が、反応管１内の位置によってばら
つくという問題があった。
【０００７】また、上記縦型反応炉では、排気口８が上
方に１箇所しか開口していないため、処理ガスの置換に
時間がかかる上に、処理ガスの置換の際、排気口８に近
い半導体ウェーハ２が排気口８からの距離が遠いウェー
ハ２に比べて、処理ガスに長くさらされ、つまり、反応
管１内の位置によって半導体ウェーハ２が処理ガスにさ
らされる時間が異なるため、膜厚、膜質および不純物拡
散がバッチ内で不均―になるという問題があった。
方に１箇所しか開口していないため、処理ガスの置換に
時間がかかる上に、処理ガスの置換の際、排気口８に近
い半導体ウェーハ２が排気口８からの距離が遠いウェー
ハ２に比べて、処理ガスに長くさらされ、つまり、反応
管１内の位置によって半導体ウェーハ２が処理ガスにさ
らされる時間が異なるため、膜厚、膜質および不純物拡
散がバッチ内で不均―になるという問題があった。
【０００８】また、反応管１内のガスの置換時間が長い
と、半導体ウェーハ２の熱履歴が長くなって微細化が困
難になると共に、生産性も落ちるという問題があった。
と、半導体ウェーハ２の熱履歴が長くなって微細化が困
難になると共に、生産性も落ちるという問題があった。
【０００９】そこで、この発明の課題は、縦型反応炉内
において複数の半導体ウェーハを均一に処理ガスにさら
すことによって、半導体ウェーハに均一な膜厚、膜質、
不鈍物拡散を得ることである。
において複数の半導体ウェーハを均一に処理ガスにさら
すことによって、半導体ウェーハに均一な膜厚、膜質、
不鈍物拡散を得ることである。
【００１０】また、この発明のもう１つの課題は、ガス
置換時において、反応管内の複数の半導体ウェーハにつ
いて処理時間の差を無くすことによって、均一な膜厚、
膜質、不鈍物拡散を得ることである。
置換時において、反応管内の複数の半導体ウェーハにつ
いて処理時間の差を無くすことによって、均一な膜厚、
膜質、不鈍物拡散を得ることである。
【００１１】また、この発明のもう１つの課題は、ガス
の置換時間を短縮することによって、半導体ウェーハの
熱履歴を短縮して、微細化を可能にすると共に、生産性
を向上することにある。
の置換時間を短縮することによって、半導体ウェーハの
熱履歴を短縮して、微細化を可能にすると共に、生産性
を向上することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明の縦型反応炉は、複数の半導体ウェーハが
載置されたボートが挿入される反応管と、上記反応管の
内部に配置されて処理ガスを供給するノズルとを備えた
縦型反応炉において、上記ノズルは、上記反応管の長軸
方向に延びる主管部と、この主管部から分岐して上記半
導体ウェーハに向けて延びて処理ガスを先端の噴射口か
ら噴射する複数の先端管部とからなることを特徴として
いる。
め、この発明の縦型反応炉は、複数の半導体ウェーハが
載置されたボートが挿入される反応管と、上記反応管の
内部に配置されて処理ガスを供給するノズルとを備えた
縦型反応炉において、上記ノズルは、上記反応管の長軸
方向に延びる主管部と、この主管部から分岐して上記半
導体ウェーハに向けて延びて処理ガスを先端の噴射口か
ら噴射する複数の先端管部とからなることを特徴として
いる。
【００１３】上記構成によれば、処理ガスは、上記長軸
方向の主管部から、半導体ウェーハに向けて延びる先端
管部に流入し、さらに、この先端管部の先端の噴射口か
ら半導体ウェーハに向けて噴出される。したがって、上
記先端管部の噴射口から噴出された処理ガスが、排気口
に向けて直線的に流れることがなくて、確実に複数の半
導体ウェーハに到達して、複数の半導体ウェーハを均一
に処理ガスにさらす。したがって、複数の半導体ウェー
ハに均一な膜厚、膜質、不鈍物拡散を得ることができ
る。
方向の主管部から、半導体ウェーハに向けて延びる先端
管部に流入し、さらに、この先端管部の先端の噴射口か
ら半導体ウェーハに向けて噴出される。したがって、上
記先端管部の噴射口から噴出された処理ガスが、排気口
に向けて直線的に流れることがなくて、確実に複数の半
導体ウェーハに到達して、複数の半導体ウェーハを均一
に処理ガスにさらす。したがって、複数の半導体ウェー
ハに均一な膜厚、膜質、不鈍物拡散を得ることができ
る。
【００１４】１実施の形態では、上記先端管部は、上記
ボートに載置された半導体ウェーハの平面に略平行に延
びている。
ボートに載置された半導体ウェーハの平面に略平行に延
びている。
【００１５】上記構成によれば、上記先端管部は、上記
ボートに載置された半導体ウェーハの平面に略平行であ
るので、上記先端管部の先端の噴出口から噴出された処
理ガスは、半導体ウェーハの上下の平面に略沿う方向に
流れる。したがって、複数の半導体ウェーハを均一に処
理ガスにさらして、複数の半導体ウェーハに均一な膜
厚、膜質、不鈍物拡散を得ることができる。
ボートに載置された半導体ウェーハの平面に略平行であ
るので、上記先端管部の先端の噴出口から噴出された処
理ガスは、半導体ウェーハの上下の平面に略沿う方向に
流れる。したがって、複数の半導体ウェーハを均一に処
理ガスにさらして、複数の半導体ウェーハに均一な膜
厚、膜質、不鈍物拡散を得ることができる。
【００１６】１実施の形態では、上記先端管部は、上記
半導体ウェーハに向けて徐々に広がった形状である。
半導体ウェーハに向けて徐々に広がった形状である。
【００１７】上記構成によれば、上記先端管部は、上記
半導体ウェーハに向けて徐々に広がった形状であるの
で、１本のノズルあるいは少数のノズルであっても、処
理ガスは半導体ウェーハの全体に均一に供給される。し
たがって、半導体ウェーハに形成した膜の膜厚、膜質、
不純物拡散を均一にできる。
半導体ウェーハに向けて徐々に広がった形状であるの
で、１本のノズルあるいは少数のノズルであっても、処
理ガスは半導体ウェーハの全体に均一に供給される。し
たがって、半導体ウェーハに形成した膜の膜厚、膜質、
不純物拡散を均一にできる。
【００１８】１実施の形態では、上記先端管部は、偏平
な形状をしており、かつ、上記先端管部の上下の平面部
が上記半導体ウェーハの平面に略平行である。
な形状をしており、かつ、上記先端管部の上下の平面部
が上記半導体ウェーハの平面に略平行である。
【００１９】上記構成によれば、上記先端管部は、上記
半導体ウェーハに向けて徐々に広がった形状である上
に、扁平な形状しており、かつ、上記先端管部の上下の
平面部が上記半導体ウェーハの平面に略平行であるの
で、上記先端管部の先端の噴射口から噴出された処理ガ
スは、半導体ウェーハの上下の平面に略沿う方向に流
れ、しかも、半導体ウェーハの平面の全体に沿って流れ
る。したがって、１本のノズルあるいは少数のノズルで
あっても、複数の半導体ウェーハの全平面を均一に処理
ガスにさらして、複数の半導体ウェーハの全平面に形成
した膜の膜厚、膜質、不鈍物拡散を均一にすることがで
きる。
半導体ウェーハに向けて徐々に広がった形状である上
に、扁平な形状しており、かつ、上記先端管部の上下の
平面部が上記半導体ウェーハの平面に略平行であるの
で、上記先端管部の先端の噴射口から噴出された処理ガ
スは、半導体ウェーハの上下の平面に略沿う方向に流
れ、しかも、半導体ウェーハの平面の全体に沿って流れ
る。したがって、１本のノズルあるいは少数のノズルで
あっても、複数の半導体ウェーハの全平面を均一に処理
ガスにさらして、複数の半導体ウェーハの全平面に形成
した膜の膜厚、膜質、不鈍物拡散を均一にすることがで
きる。
【００２０】１実施の形態は、上記ノズルを複数備えて
いる。
いる。
【００２１】上記構成によれば、上記ノズルを複数備え
ているので、反応管の内部の雰囲気を均一にすることが
できる。したがって、複数の半導体ウェーハに形成した
膜の膜厚、膜質、不鈍物拡散を均一にすることができ
る。
ているので、反応管の内部の雰囲気を均一にすることが
できる。したがって、複数の半導体ウェーハに形成した
膜の膜厚、膜質、不鈍物拡散を均一にすることができ
る。
【００２２】１実施の形態では、上記ノズルの複数の先
端管部の噴射口に略対面する複数の排気口を、上記反応
管に設けている。
端管部の噴射口に略対面する複数の排気口を、上記反応
管に設けている。
【００２３】上記構成によれば、上記複数の排気口が、
上記ノズルの複数の先端管部の噴射口に略対面するの
で、反応管内の処理ガスの流れが各半導体ウェーハに対
して平行になって、各半導体ウェーハが処理ガスにさら
される時間が均一になる。したがって、半導体ウェーハ
に形成される膜の膜厚、膜質、不純物拡散を均一にする
ことができる。
上記ノズルの複数の先端管部の噴射口に略対面するの
で、反応管内の処理ガスの流れが各半導体ウェーハに対
して平行になって、各半導体ウェーハが処理ガスにさら
される時間が均一になる。したがって、半導体ウェーハ
に形成される膜の膜厚、膜質、不純物拡散を均一にする
ことができる。
【００２４】さらに、上記排気口が複数あって、しか
も、ノズルの複数の先端管部の噴射口に略対面するの
で、ガスの置換時間が短縮される。したがって、半導体
ウェーハの熱履歴を短縮して、微細化を達成でき、か
つ、生産性を向上できる。
も、ノズルの複数の先端管部の噴射口に略対面するの
で、ガスの置換時間が短縮される。したがって、半導体
ウェーハの熱履歴を短縮して、微細化を達成でき、か
つ、生産性を向上できる。
【００２５】１実施の形態では、上記反応管の上端およ
び下端に、排気口を設けている。
び下端に、排気口を設けている。
【００２６】上記構成によれば、上記ノズルの複数の先
端管部の噴射口に略対面する排気口に加えて、上記反応
管の上端および下端に排気口を備えるので、ガス溜まり
ができなくて、処理ガスの置換時間が短縮できる。した
がって、半導体ウェーハの熱履歴を短縮して、微細化を
達成でき、かつ、スループットを増大できる。
端管部の噴射口に略対面する排気口に加えて、上記反応
管の上端および下端に排気口を備えるので、ガス溜まり
ができなくて、処理ガスの置換時間が短縮できる。した
がって、半導体ウェーハの熱履歴を短縮して、微細化を
達成でき、かつ、スループットを増大できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。
態により詳細に説明する。
【００２８】図１に示すように、この縦型反応炉は、図
示しない炉体と、この炉体内に挿入される上下に延びる
反応管１と、この反応管１１内に配置されると共に複数
の半導体ウェーハ１２が載置されるボート１３と、上記
反応管１１内に配置されたノズル１５と、上記反応管１
１の下部に開口する排気口１８とを備える。
示しない炉体と、この炉体内に挿入される上下に延びる
反応管１と、この反応管１１内に配置されると共に複数
の半導体ウェーハ１２が載置されるボート１３と、上記
反応管１１内に配置されたノズル１５と、上記反応管１
１の下部に開口する排気口１８とを備える。
【００２９】上記ノズル１５は、上記反応管１１の長軸
方向に延びる主管部１６と、この主管部１６から直角に
屈曲するように分岐して上記半導体ウェーハ１２に向け
て延びる複数の先端管部１７，１７…とからなる。上記
先端管部１７は、半導体ウェーハ１２の上下の平面に平
行に、つまり、水平方向に延びていて、先端管部１７の
先端は、半導体ウェーハ１２に例えば約１ｃｍの近傍に
位置している。上記先端管部１７の先端には、水平方向
に開口する噴射口１７ａを設けて、この噴射口１７ａを
半導体ウェーハ１２から約１ｃｍの近傍に位置させてい
る。
方向に延びる主管部１６と、この主管部１６から直角に
屈曲するように分岐して上記半導体ウェーハ１２に向け
て延びる複数の先端管部１７，１７…とからなる。上記
先端管部１７は、半導体ウェーハ１２の上下の平面に平
行に、つまり、水平方向に延びていて、先端管部１７の
先端は、半導体ウェーハ１２に例えば約１ｃｍの近傍に
位置している。上記先端管部１７の先端には、水平方向
に開口する噴射口１７ａを設けて、この噴射口１７ａを
半導体ウェーハ１２から約１ｃｍの近傍に位置させてい
る。
【００３０】上記構成において、処理ガスは、上記ノズ
ル１５の主管部１６に流入し、さらに、この主管部１６
から直角に屈曲するように分岐する複数の先端管部１
７，１７…に流入して、噴射口１７ａ，１７ａ…から半
導体ウェーハ１２，１２，…に向けて水平に噴出され
る。この噴射口１７ａから水平方向に噴射された処理ガ
スは、確実に半導体ウェーハ１２に到達すると共に、半
導体ウェーハ１２，１２…の間を半導体ウェーハ１２の
上下の面に沿って流れて、噴出口１７ａから排気口１８
に向けて直線的に流れることがない。したがって、複数
の半導体ウェーハ１２に形成した膜に、均一な膜厚、膜
質、不鈍物拡散を得ることができる。
ル１５の主管部１６に流入し、さらに、この主管部１６
から直角に屈曲するように分岐する複数の先端管部１
７，１７…に流入して、噴射口１７ａ，１７ａ…から半
導体ウェーハ１２，１２，…に向けて水平に噴出され
る。この噴射口１７ａから水平方向に噴射された処理ガ
スは、確実に半導体ウェーハ１２に到達すると共に、半
導体ウェーハ１２，１２…の間を半導体ウェーハ１２の
上下の面に沿って流れて、噴出口１７ａから排気口１８
に向けて直線的に流れることがない。したがって、複数
の半導体ウェーハ１２に形成した膜に、均一な膜厚、膜
質、不鈍物拡散を得ることができる。
【００３１】上記実施の形態の主管部１６と先端管部１
７とからなるノズル１５から先端管部１７を取り除い
て、主管部に直接噴射口を設けた場合、例えば、８００
℃での酸素による酸化のバッチ内の均一性は１０％であ
った。これに対して、上記実施の形態、つまり、主管部
１６と先端管部１７からなるノズル１５を用いた場合、
例えば、８００℃での酸素による酸化のバッチ内の均一
性は５％であった。このことから、この実施の形態によ
ると、バッチ内の均一性が著しく改善されたことが分
る。
７とからなるノズル１５から先端管部１７を取り除い
て、主管部に直接噴射口を設けた場合、例えば、８００
℃での酸素による酸化のバッチ内の均一性は１０％であ
った。これに対して、上記実施の形態、つまり、主管部
１６と先端管部１７からなるノズル１５を用いた場合、
例えば、８００℃での酸素による酸化のバッチ内の均一
性は５％であった。このことから、この実施の形態によ
ると、バッチ内の均一性が著しく改善されたことが分
る。
【００３２】図示しないが、上記ノズル１５を複数本設
けた場合は、さらに、均一性が向上した。この場合、ノ
ズルの長さは同じであってもよく、異なってもよい。
けた場合は、さらに、均一性が向上した。この場合、ノ
ズルの長さは同じであってもよく、異なってもよい。
【００３３】図２は他の実施の形態のノズル２５を示
す。この実施の形態は、ノズル２５の構成のみが、図１
に示す実施の形態と異なるので、他の構成については図
１を援用し、主にノズル２５について説明する。
す。この実施の形態は、ノズル２５の構成のみが、図１
に示す実施の形態と異なるので、他の構成については図
１を援用し、主にノズル２５について説明する。
【００３４】このノズル２５は、縦方向に延びる主管部
２６と、この主管部２６から直角に屈曲するように分岐
して上記半導体ウェーハ１２（図１参照）に向けて延び
る複数の先端管部２７，２７…とからなる。上記先端管
部２７は、半導体ウェーハ１２に向けて末広がり状に、
より詳しくは、略３角形状に徐々に広がっている。ま
た、上記先端管部２７は扁平な形状をしていて、上下の
平面部２７bが半導体ウェーハ１２の上下の平面に平行
になっている。上記末広がり状の先端管部２７の先端
は、半導体ウェーハ１２に例えば約１ｃｍの近傍に位置
している。上記先端管部２７の先端には、水平方向に開
口する扁平な噴射口２７ａを設けて、この噴射口２７ａ
を半導体ウェーハ１２から約１ｃｍの近傍に位置させて
いる。
２６と、この主管部２６から直角に屈曲するように分岐
して上記半導体ウェーハ１２（図１参照）に向けて延び
る複数の先端管部２７，２７…とからなる。上記先端管
部２７は、半導体ウェーハ１２に向けて末広がり状に、
より詳しくは、略３角形状に徐々に広がっている。ま
た、上記先端管部２７は扁平な形状をしていて、上下の
平面部２７bが半導体ウェーハ１２の上下の平面に平行
になっている。上記末広がり状の先端管部２７の先端
は、半導体ウェーハ１２に例えば約１ｃｍの近傍に位置
している。上記先端管部２７の先端には、水平方向に開
口する扁平な噴射口２７ａを設けて、この噴射口２７ａ
を半導体ウェーハ１２から約１ｃｍの近傍に位置させて
いる。
【００３５】上記構成において、処理ガスは、上記ノズ
ル２５の主管部２６に流入し、さらに、この主管部２６
から直角に屈曲するように分岐する複数の先端管部２
７，２７…に流入して、扁平な噴射口２７ａ，２７ａ…
から半導体ウェーハ１２，１２，…（図１参照）に向け
て水平に噴出される。このとき、上記先端管部２７は、
上記半導体ウェーハ１２に向けて徐々に広がった形状で
ある上に、扁平な形状しており、かつ、上記先端管部１
７の上下の平面部１７ｂが上記半導体ウェーハ１２の平
面に略平行であるので、上記先端管部１７の先端の扁平
な噴射口１７ａから噴出された処理ガスは、確実に半導
体ウェーハ１２に到達すると共に、半導体ウェーハ１
２，１２…の間を半導体ウェーハ１２の上下の面に沿っ
てスムーズに流れ、しかも、半導体ウェーハ１２の平面
の全体に沿って流れる。したがって、ノズル２５が１本
だけであっても、複数の半導体ウェーハ１２の全平面を
均一に処理ガスにさらして、複数の半導体ウェーハ１２
の全平面に形成した膜の膜厚、膜質、不鈍物拡散を均一
にすることができる。
ル２５の主管部２６に流入し、さらに、この主管部２６
から直角に屈曲するように分岐する複数の先端管部２
７，２７…に流入して、扁平な噴射口２７ａ，２７ａ…
から半導体ウェーハ１２，１２，…（図１参照）に向け
て水平に噴出される。このとき、上記先端管部２７は、
上記半導体ウェーハ１２に向けて徐々に広がった形状で
ある上に、扁平な形状しており、かつ、上記先端管部１
７の上下の平面部１７ｂが上記半導体ウェーハ１２の平
面に略平行であるので、上記先端管部１７の先端の扁平
な噴射口１７ａから噴出された処理ガスは、確実に半導
体ウェーハ１２に到達すると共に、半導体ウェーハ１
２，１２…の間を半導体ウェーハ１２の上下の面に沿っ
てスムーズに流れ、しかも、半導体ウェーハ１２の平面
の全体に沿って流れる。したがって、ノズル２５が１本
だけであっても、複数の半導体ウェーハ１２の全平面を
均一に処理ガスにさらして、複数の半導体ウェーハ１２
の全平面に形成した膜の膜厚、膜質、不鈍物拡散を均一
にすることができる。
【００３６】上記実施の形態、つまり、主管部２６と扁
平な末広がり状の先端管部２７からなるノズル２５を用
いた場合、例えば、８００℃での酸素による酸化のバッ
チ内の均一性は４．５％であった。このことから、この
実施の形態は、先の実施の形態よりも、バッチ内の均一
性が改善されたことが分る。
平な末広がり状の先端管部２７からなるノズル２５を用
いた場合、例えば、８００℃での酸素による酸化のバッ
チ内の均一性は４．５％であった。このことから、この
実施の形態は、先の実施の形態よりも、バッチ内の均一
性が改善されたことが分る。
【００３７】なお、上記ノズル２５を複数本設けた場合
は、さらに、均一性が向上することは言うまでもない。
は、さらに、均一性が向上することは言うまでもない。
【００３８】上記ノズル２５の先端管部２７は扁平で末
広がり状であったが、ラッパ状に末広がりであってもよ
い。
広がり状であったが、ラッパ状に末広がりであってもよ
い。
【００３９】図３は他の実施の形態を示し、この実施の
形態は、反応管１１に、ノズル１５の複数の先端管部１
７の噴射口１７ａ，１７ａ…に略対面するように、複数
の水平方向の排気口２８，２８…を設ける一方、図１に
示す排気口１８を削除した点が図１の実施の形態と異な
る。したがって、図１に示す実施の形態の構成部と同一
構成部は、図１における構成部の参照番号と同一参照番
号を付して説明を省略する。
形態は、反応管１１に、ノズル１５の複数の先端管部１
７の噴射口１７ａ，１７ａ…に略対面するように、複数
の水平方向の排気口２８，２８…を設ける一方、図１に
示す排気口１８を削除した点が図１の実施の形態と異な
る。したがって、図１に示す実施の形態の構成部と同一
構成部は、図１における構成部の参照番号と同一参照番
号を付して説明を省略する。
【００４０】上記構成において、ノズル１５の複数の先
端管部１７の噴射口１７ａから噴射された処理ガスは、
複数の半導体ウェーハ１２，１２…の上下の平面に平行
に流れて、複数の排出口２８，２８…から外部に排出さ
れる。このように、複数の噴射口１７ａ，１７ａ…と複
数の排気口２８，２８…とが水平方向に互いに対面する
ように配置されているため、処理ガスが複数の半導体ウ
ェーハ１２，１２…の上下の平面に平行に流れて、ボー
ト１３上の複数の半導体ウェーハ１２，１２，…が処理
ガスにさらされる時間が均一になる。その結果、ボート
１３上の半導体ウェーハ１２，１２…に形成される膜の
膜厚、膜質、不純物拡散が均一になる。例えば、８００
℃での酸素による酸化のバッチ内の均一性は２．５％で
あった。均一性が極めて向上したことが分った。
端管部１７の噴射口１７ａから噴射された処理ガスは、
複数の半導体ウェーハ１２，１２…の上下の平面に平行
に流れて、複数の排出口２８，２８…から外部に排出さ
れる。このように、複数の噴射口１７ａ，１７ａ…と複
数の排気口２８，２８…とが水平方向に互いに対面する
ように配置されているため、処理ガスが複数の半導体ウ
ェーハ１２，１２…の上下の平面に平行に流れて、ボー
ト１３上の複数の半導体ウェーハ１２，１２，…が処理
ガスにさらされる時間が均一になる。その結果、ボート
１３上の半導体ウェーハ１２，１２…に形成される膜の
膜厚、膜質、不純物拡散が均一になる。例えば、８００
℃での酸素による酸化のバッチ内の均一性は２．５％で
あった。均一性が極めて向上したことが分った。
【００４１】さらに、上記排気口２８，２８…が多数あ
って、しかも、ノズル１５の複数の先端管部１７，１７
…の噴射口１７ａ，１７ａ…に略対面するので、処理ガ
スの置換に要する時間が短縮される。したがって、半導
体ウェーハの熱履歴を短縮して、微細化を達成でき、か
つ、生産性を向上できる。
って、しかも、ノズル１５の複数の先端管部１７，１７
…の噴射口１７ａ，１７ａ…に略対面するので、処理ガ
スの置換に要する時間が短縮される。したがって、半導
体ウェーハの熱履歴を短縮して、微細化を達成でき、か
つ、生産性を向上できる。
【００４２】図４は他の実施の形態を示し、この実施の
形態は、図３の実施の形態とは、反応管１１の上端と下
端とに排気口３１と３２を設けた点のみが異なる。
形態は、図３の実施の形態とは、反応管１１の上端と下
端とに排気口３１と３２を設けた点のみが異なる。
【００４３】この実施の形態では、ノズル１５の複数の
先端管部１７，１７…の噴射口１７ａ，１７ａ…に略対
面する排気口２８，２８…に加えて、上記反応管１１の
上端および下端に排気口３１，３２を備えるので、処理
ガスの溜まりができず、処理ガスの置換時間が短縮でき
る。したがって、半導体ウェーハの熱履歴を短縮して、
微細化を達成でき、かつ、スループットを増大できる。
先端管部１７，１７…の噴射口１７ａ，１７ａ…に略対
面する排気口２８，２８…に加えて、上記反応管１１の
上端および下端に排気口３１，３２を備えるので、処理
ガスの溜まりができず、処理ガスの置換時間が短縮でき
る。したがって、半導体ウェーハの熱履歴を短縮して、
微細化を達成でき、かつ、スループットを増大できる。
【００４４】
【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の縦
型反応炉は、反応管の長軸方向に延びる主管部と、この
主管部から分岐して半導体ウェーハに向けて延びて処理
ガスを先端の噴射口から噴射する複数の先端管部とから
なるノズルを備えているので、上記噴射口から噴出され
た処理ガスが、排気口に向けて直線的に流れることがな
くて、確実に複数の半導体ウェーハに到達して、複数の
半導体ウェーハを均一に処理ガスにさらし、したがっ
て、複数の半導体ウェーハに形成する膜の膜厚、膜質、
不鈍物拡散を均一にすることができる。
型反応炉は、反応管の長軸方向に延びる主管部と、この
主管部から分岐して半導体ウェーハに向けて延びて処理
ガスを先端の噴射口から噴射する複数の先端管部とから
なるノズルを備えているので、上記噴射口から噴出され
た処理ガスが、排気口に向けて直線的に流れることがな
くて、確実に複数の半導体ウェーハに到達して、複数の
半導体ウェーハを均一に処理ガスにさらし、したがっ
て、複数の半導体ウェーハに形成する膜の膜厚、膜質、
不鈍物拡散を均一にすることができる。
【００４５】１実施の形態では、上記先端管部が、ボー
トに載置された半導体ウェーハの平面に略平行であるの
で、上記先端管部の先端の噴射口から噴出された処理ガ
スを、半導体ウェーハの上下の平面に略沿う方向に流し
て、複数の半導体ウェーハを均一に処理ガスにさらし
て、複数の半導体ウェーハに均一な膜厚、膜質、不鈍物
拡散を得ることができる。
トに載置された半導体ウェーハの平面に略平行であるの
で、上記先端管部の先端の噴射口から噴出された処理ガ
スを、半導体ウェーハの上下の平面に略沿う方向に流し
て、複数の半導体ウェーハを均一に処理ガスにさらし
て、複数の半導体ウェーハに均一な膜厚、膜質、不鈍物
拡散を得ることができる。
【００４６】１実施の形態では、上記先端管部が、上記
半導体ウェーハに向けて徐々に広がった形状であるの
で、１本のノズルであっても、処理ガスを半導体ウェー
ハの全体に均一に供給でき、したがって、半導体ウェー
ハに形成した膜の膜厚、膜質、不純物拡散を均一にでき
る。
半導体ウェーハに向けて徐々に広がった形状であるの
で、１本のノズルであっても、処理ガスを半導体ウェー
ハの全体に均一に供給でき、したがって、半導体ウェー
ハに形成した膜の膜厚、膜質、不純物拡散を均一にでき
る。
【００４７】１実施の形態では、上記先端管部は、上記
半導体ウェーハに向けて徐々に広がった形状である上
に、扁平な形状しており、かつ、上記先端管部の上下の
平面部が上記半導体ウェーハの平面に略平行であるの
で、上記先端管部の先端の噴射口から噴出された処理ガ
スを、半導体ウェーハの上下の平面に略沿う方向に流
し、しかも、半導体ウェーハの平面の全体に沿って流し
て、複数の半導体ウェーハの全平面を均一に処理ガスに
さらして、複数の半導体ウェーハの全平面において膜の
膜厚、膜質、不鈍物拡散を均一にすることができる。
半導体ウェーハに向けて徐々に広がった形状である上
に、扁平な形状しており、かつ、上記先端管部の上下の
平面部が上記半導体ウェーハの平面に略平行であるの
で、上記先端管部の先端の噴射口から噴出された処理ガ
スを、半導体ウェーハの上下の平面に略沿う方向に流
し、しかも、半導体ウェーハの平面の全体に沿って流し
て、複数の半導体ウェーハの全平面を均一に処理ガスに
さらして、複数の半導体ウェーハの全平面において膜の
膜厚、膜質、不鈍物拡散を均一にすることができる。
【００４８】１実施の形態は、上記ノズルを複数備えて
いるので、反応管の内部の雰囲気を均一にすることがで
き、したがって、複数の半導体ウェーハに形成した膜の
膜厚、膜質、不鈍物拡散を均一にすることができる。
いるので、反応管の内部の雰囲気を均一にすることがで
き、したがって、複数の半導体ウェーハに形成した膜の
膜厚、膜質、不鈍物拡散を均一にすることができる。
【００４９】１実施の形態では、上記ノズルの複数の先
端管部の噴射口に略対面する複数の排気口を、上記反応
管に設けているので、反応管内の処理ガスの流れが各半
導体ウェーハに対して平行になって、各半導体ウェーハ
が処理ガスにさらされる時間が均一になる。したがっ
て、半導体ウェーハに形成される膜の膜厚、膜質、不純
物拡散を均一にすることができる。さらに、上記排気口
が複数あって、しかも、ノズルの複数の先端管部の噴射
口に略対面するので、ガスの置換時間が短縮される。し
たがって、半導体ウェーハの熱履歴を短縮して、微細化
を達成でき、かつ、生産性を向上できる。
端管部の噴射口に略対面する複数の排気口を、上記反応
管に設けているので、反応管内の処理ガスの流れが各半
導体ウェーハに対して平行になって、各半導体ウェーハ
が処理ガスにさらされる時間が均一になる。したがっ
て、半導体ウェーハに形成される膜の膜厚、膜質、不純
物拡散を均一にすることができる。さらに、上記排気口
が複数あって、しかも、ノズルの複数の先端管部の噴射
口に略対面するので、ガスの置換時間が短縮される。し
たがって、半導体ウェーハの熱履歴を短縮して、微細化
を達成でき、かつ、生産性を向上できる。
【００５０】１実施の形態では、上記ノズルの複数の先
端管部の噴射口に略対面する排気口に加えて、上記反応
管の上端および下端に排気口を備えるので、ガス溜まり
ができなくて、処理ガスの置換時間が短縮できる。した
がって、半導体ウェーハの熱履歴を短縮して、微細化を
達成でき、かつ、スループットを増大できる。
端管部の噴射口に略対面する排気口に加えて、上記反応
管の上端および下端に排気口を備えるので、ガス溜まり
ができなくて、処理ガスの置換時間が短縮できる。した
がって、半導体ウェーハの熱履歴を短縮して、微細化を
達成でき、かつ、スループットを増大できる。
【図１】 この発明の実施の形態の縦形反応炉の縦断面
図である。
図である。
【図２】 この発明の他の実施の形態のノズルの斜視図
である。
である。
【図３】 この発明の他の実施の形態の縦形反応炉の縦
断面図である。
断面図である。
【図４】 この発明の他の実施の形態の縦形反応炉の縦
断面図である。
断面図である。
【図５】 従来の縦形反応炉の縦断面図である。
１１ 反応管 １２ 半導体ウェーハ １３ ボート １５，２５ ノズル １６，２６ 主管部 １７，２７ 先端管部 １７ａ，２７ａ 噴射口 １８，２８，３１，３２ 排気口
Claims (7)
- 【請求項１】 複数の半導体ウェーハが載置されたボー
トが挿入される反応管と、上記反応管の内部に配置され
て処理ガスを供給するノズルとを備えた縦型反応炉にお
いて、 上記ノズルは、上記反応管の長軸方向に延びる主管部
と、この主管部から分岐して上記半導体ウェーハに向け
て延びて処理ガスを先端の噴射口から噴射する複数の先
端管部とからなることを特徴とする縦型反応管。 - 【請求項２】 請求項１に記載の縦型反応管において、
上記先端管部は、上記ボートに載置された半導体ウェー
ハの平面に略平行に延びていることを特徴とする縦型反
応管。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の縦型反応管に
おいて、上記先端管部は、上記半導体ウェーハに向けて
徐々に広がった形状であることを特徴とする縦型反応
管。 - 【請求項４】 請求項３に記載の縦型反応管において、
上記先端管部は、偏平な形状をしており、かつ、上記先
端管部の上下の平面部が上記半導体ウェーハの平面に略
平行であることを特徴とする縦型反応管。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１つに記載の
縦型反応炉において、上記ノズルを複数備えていること
を特徴とする縦型反応炉。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか１つに記載の
縦型反応炉において、上記ノズルの複数の先端管部の噴
射口に略対面する複数の排気口を、上記反応管に設けた
ことを特徴とする縦型反応炉。 - 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれか１つに記載の
縦型反応炉において、上記反応管の上端および下端に、
排気口を設けたことを特徴とする縦型反応炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000253814A JP3595763B2 (ja) | 2000-08-24 | 2000-08-24 | 縦型反応炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000253814A JP3595763B2 (ja) | 2000-08-24 | 2000-08-24 | 縦型反応炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002075978A true JP2002075978A (ja) | 2002-03-15 |
| JP3595763B2 JP3595763B2 (ja) | 2004-12-02 |
Family
ID=18742852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000253814A Expired - Fee Related JP3595763B2 (ja) | 2000-08-24 | 2000-08-24 | 縦型反応炉 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3595763B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009088315A (ja) * | 2007-10-01 | 2009-04-23 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置 |
| JP2012501067A (ja) * | 2008-08-22 | 2012-01-12 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 半導体プロセスチャンバのプロセスガス配送 |
| JP2012146939A (ja) * | 2010-12-21 | 2012-08-02 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置、基板の製造方法、及び、半導体デバイスの製造方法 |
| JP2012256897A (ja) * | 2012-07-12 | 2012-12-27 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 断熱構造体、加熱装置、加熱システム、基板処理装置および半導体装置の製造方法 |
| JP2014518193A (ja) * | 2011-07-06 | 2014-07-28 | ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー | 多孔質針状ムライト体の製造方法 |
| WO2017056155A1 (ja) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、基板処理装置および記録媒体 |
| KR20180097799A (ko) * | 2017-02-23 | 2018-09-03 | 국제엘렉트릭코리아 주식회사 | 퍼니스형 기판 처리 장치 및 기판 처리용 클러스터 설비 |
| KR102245653B1 (ko) * | 2019-12-06 | 2021-04-29 | 주식회사 와이컴 | 배치식 처리장치 및 이를 이용한 탄화규소 제품의 재생방법 |
| WO2022034996A1 (ko) * | 2020-08-12 | 2022-02-17 | 삼성전자 주식회사 | 반도체 제조 장치 및 상기 제조 장치를 이용한 기판 처리 방법 |
-
2000
- 2000-08-24 JP JP2000253814A patent/JP3595763B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| JPWO2017056155A1 (ja) * | 2015-09-28 | 2018-06-28 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、基板処理装置および記録媒体 |
| WO2017056155A1 (ja) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、基板処理装置および記録媒体 |
| US10287680B2 (en) | 2015-09-28 | 2019-05-14 | Kokusai Electric Corporation | Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus, and recording medium |
| KR20180097799A (ko) * | 2017-02-23 | 2018-09-03 | 국제엘렉트릭코리아 주식회사 | 퍼니스형 기판 처리 장치 및 기판 처리용 클러스터 설비 |
| KR101939222B1 (ko) * | 2017-02-23 | 2019-04-11 | 국제엘렉트릭코리아 주식회사 | 퍼니스형 기판 처리 장치 및 기판 처리용 클러스터 설비 |
| KR102245653B1 (ko) * | 2019-12-06 | 2021-04-29 | 주식회사 와이컴 | 배치식 처리장치 및 이를 이용한 탄화규소 제품의 재생방법 |
| WO2022034996A1 (ko) * | 2020-08-12 | 2022-02-17 | 삼성전자 주식회사 | 반도체 제조 장치 및 상기 제조 장치를 이용한 기판 처리 방법 |
| KR20220021448A (ko) * | 2020-08-12 | 2022-02-22 | 삼성전자주식회사 | 반도체 제조 장치 및 상기 제조 장치를 이용한 기판 처리 방법 |
| KR102388357B1 (ko) * | 2020-08-12 | 2022-04-19 | 삼성전자주식회사 | 반도체 제조 장치 및 상기 제조 장치를 이용한 기판 처리 방법 |
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