JP2002093730A - Semiconductor wafer diffusion device and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Semiconductor wafer diffusion device and method of manufacturing semiconductor device

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JP2002093730A
JP2002093730A JP2000280811A JP2000280811A JP2002093730A JP 2002093730 A JP2002093730 A JP 2002093730A JP 2000280811 A JP2000280811 A JP 2000280811A JP 2000280811 A JP2000280811 A JP 2000280811A JP 2002093730 A JP2002093730 A JP 2002093730A
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JP
Japan
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furnace
gas
diffusion
diffusion furnace
semiconductor wafer
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JP2000280811A
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Takeshi Sakashita
武 坂下
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Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor wafer diffusion device and a method of manufacturing a semiconductor device, with which entrainment of the atmosphere into a diffusion furnace can be prevented, when a semiconductor wafer is inserted into the furnace. SOLUTION: The semiconductor wafer diffusion device is equipped with a diffusion furnace 1 for performing diffusion treatment or oxidation treatment of a semiconductor wafer, a first gas inlet port 3 provided at an end of the diffusion furnace for introducing a first inert gas into the diffusion furnace, an insertion port provided at the other end of the diffusion furnace for inserting a board 7 on which a plurality of semiconductor wafers 5 are arranged and placed, a shutter for opening/closing this insertion port, a heater 9 disposed around the diffusion furnace, a second gas inlet 4 provided on a side surface on the other end side of the diffusion furnace for introducing a second inert gas into the diffusion furnace, and a gas discharge port 6 provided on a side surface on the other end side of the diffusion furnace and opposed to the second gas inlet port.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハにお
いて拡散工程又は酸化工程に使用する拡散装置、及び、
半導体ウエハに拡散又は酸化を行う半導体装置の製造方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diffusion apparatus used in a diffusion step or an oxidation step in a semiconductor wafer, and
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device for diffusing or oxidizing a semiconductor wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は、従来の半導体ウエハの拡散装置
の概略を示す断面図である。半導体ウエハの拡散装置1
00はチューブ形状を有する石英製の拡散炉101を備
えている。拡散炉101は、半導体ウエハ105の主面
の直径より大きい内径を有している。
2. Description of the Related Art FIG. 3 is a sectional view schematically showing a conventional semiconductor wafer diffusion apparatus. Semiconductor wafer diffusion device 1
Reference numeral 00 denotes a diffusion furnace 101 made of quartz having a tube shape. Diffusion furnace 101 has an inner diameter larger than the diameter of the main surface of semiconductor wafer 105.

【0003】拡散炉101の尾管側(一端)には窒素ガ
ス等の不活性ガスを矢印102のように炉内に導入する
ためのガス導入口103が設けられている。このガス導
入口103には不活性ガスを供給する配管(図示せず)
に接続されている。拡散炉101の頭管側(他端)に
は、複数の半導体ウエハ105を並べて載置した石英製
のボード107を炉内に挿入するボード挿入口が設けら
れている。このボード挿入口には図示せぬシャッターが
開閉自在に取り付けられている。また、拡散炉101の
外周部には、炉外を囲むようにヒータ109が配置され
ている。
[0003] At the tail tube side (one end) of the diffusion furnace 101, a gas inlet 103 for introducing an inert gas such as nitrogen gas into the furnace as shown by an arrow 102 is provided. A pipe (not shown) for supplying an inert gas to the gas inlet 103
It is connected to the. On the head tube side (the other end) of the diffusion furnace 101, a board insertion port for inserting a quartz board 107 on which a plurality of semiconductor wafers 105 are placed side by side into the furnace is provided. A shutter (not shown) is attached to the board insertion opening so as to be freely opened and closed. Further, a heater 109 is arranged on the outer peripheral portion of the diffusion furnace 101 so as to surround the outside of the furnace.

【0004】次に、上記半導体ウエハの拡散装置を用い
て、酸化工程をウエハに施す手順について説明する。
Next, a procedure for performing an oxidation step on a wafer using the above-described semiconductor wafer diffusion apparatus will be described.

【0005】まず、ヒータ109により拡散炉101を
加熱すると共に、ガス導入口103から矢印102のよ
うに例えば窒素ガスを炉内に導入する。そして、拡散炉
101の内部を窒素ガスの雰囲気とすると共に、炉内の
温度を所定温度(例えば1000℃)まで昇温する。
[0005] First, the diffusion furnace 101 is heated by the heater 109, and, for example, nitrogen gas is introduced into the furnace from the gas inlet 103 as shown by an arrow 102. Then, the inside of the diffusion furnace 101 is set to a nitrogen gas atmosphere, and the temperature in the furnace is raised to a predetermined temperature (for example, 1000 ° C.).

【0006】この後、シャッターを開いてボード挿入口
を開口する。次に、ボード107に複数の半導体ウエハ
105を載置し、このボード107を図示せぬホークな
どの治具を用いて炉内に挿入する。次に、シャッターを
閉じてボード挿入口を閉口する。この後、炉内温度が所
定温度(例えば1000℃)になるまでの間、この状態
で所定時間保持する。
After that, the shutter is opened to open the board insertion opening. Next, a plurality of semiconductor wafers 105 are placed on the board 107, and the board 107 is inserted into the furnace using a jig such as a fork (not shown). Next, the shutter is closed and the board insertion port is closed. Thereafter, this state is maintained for a predetermined time until the furnace temperature reaches a predetermined temperature (for example, 1000 ° C.).

【0007】次に、窒素ガスの炉内への導入を停止し、
所定濃度の酸素を含む酸化雰囲気ガスをガス導入口10
3から炉内に導入する。この後、この状態で所定時間保
持することにより、半導体ウエハ105の表面に酸化処
理を施す。
Next, the introduction of nitrogen gas into the furnace is stopped,
An oxidizing atmosphere gas containing a predetermined concentration of oxygen is supplied to the gas inlet 10.
3 and introduced into the furnace. Thereafter, the surface of the semiconductor wafer 105 is subjected to an oxidizing process by maintaining this state for a predetermined time.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
半導体ウエハの拡散装置100では、ウエハ105を炉
内に挿入する際に、炉内の温度を所定温度に保持してお
いても、炉内に大気を巻き込んでしまうことにより、炉
内の温度が所定温度より低下してしまう。このため、ウ
エハに酸化処理を施す前に、炉内温度が所定温度になる
までの間、そのままの状態で所定時間保持する必要があ
る。従って、このような保持時間がかかるのでスループ
ットが悪くなる。
In the conventional semiconductor wafer diffusion apparatus 100, when the wafer 105 is inserted into the furnace, the temperature in the furnace is maintained at a predetermined temperature. The atmosphere inside the furnace causes the temperature in the furnace to drop below a predetermined temperature. Therefore, before the wafer is subjected to the oxidation treatment, it is necessary to hold the same for a predetermined time until the furnace temperature reaches the predetermined temperature. Therefore, such a holding time takes a long time, so that the throughput is deteriorated.

【0009】また、炉内にウエハを挿入する際に巻き込
まれる大気の量も一定とは限らないので、その巻き込み
の大気量が多い場合には、拡散炉101の口元(ボード
挿入口近傍)の温度が予定する以上に低下してしまい、
ウエハに酸化処理を施す時になっても炉内の温度均一性
が悪いことがある。これにより、ウエハ面内の温度が不
均一となり、この状態で酸化処理を行うと、ウエハに形
成される酸化膜の膜厚が不均一となったり、酸化膜の膜
質が低下することがある。
Further, since the amount of air entrained when a wafer is inserted into the furnace is not always constant, when the amount of air entrained is large, the air at the mouth of the diffusion furnace 101 (in the vicinity of the board insertion port) may be reduced. The temperature drops more than expected,
Even when oxidizing the wafer, the temperature uniformity in the furnace may be poor. As a result, the temperature within the wafer surface becomes non-uniform, and if the oxidation treatment is performed in this state, the thickness of the oxide film formed on the wafer may become non-uniform, or the quality of the oxide film may deteriorate.

【0010】また、炉内にウエハを挿入する際に大気を
巻き込むことにより、炉内にボードを挿入した後にも、
ボードに載置された複数のウエハの相互間に大気が残留
してしまう。窒素ガスは炉内を矢印111のように流れ
るため、特にウエハ相互間は窒素ガスで置換されにく
い。従って、ボード挿入後のウエハに酸化処理を行う時
になっても、この残留大気が残留したままとなることが
ある。この状態で酸化処理を行うと、ウエハに形成され
る酸化膜の膜厚が不均一となったり、酸化膜の膜質が低
下することがある。
In addition, by inserting air into the furnace when inserting the wafer into the furnace, even after inserting the board into the furnace,
Atmosphere remains between a plurality of wafers mounted on the board. Since the nitrogen gas flows in the furnace as indicated by the arrow 111, it is difficult for the nitrogen gas to be particularly replaced between the wafers. Therefore, even when the oxidation process is performed on the wafer after the board is inserted, the residual air may remain. If the oxidation treatment is performed in this state, the thickness of the oxide film formed on the wafer may be uneven or the quality of the oxide film may be deteriorated.

【0011】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたものであり、その目的は、半導体ウエハを拡散炉内
に挿入する際に、炉内に大気が巻き込まれるのを抑制で
きる半導体ウエハの拡散装置及び半導体装置の製造方法
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and has as its object to provide a semiconductor wafer which can suppress the entrapment of air into a furnace when the semiconductor wafer is inserted into the furnace. And a method of manufacturing a semiconductor device.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る半導体ウエハの拡散装置は、半導体ウ
エハの拡散処理又は酸化処理を行う拡散炉と、この拡散
炉の一端に設けられた、拡散炉内に第1不活性ガスを導
入する第1ガス導入口と、拡散炉の他端に設けられた、
複数の半導体ウエハを並べて載置したボードを挿入する
挿入口と、この挿入口を開閉するシャッターと、拡散炉
の外周に配置されたヒータと、拡散炉の他端側の側面部
に設けられた、拡散炉内に第2不活性ガスを導入する第
2ガス導入口と、拡散炉の他端側の側面部に設けられ、
第2ガス導入口と対向するように配置されたガス排出口
と、を具備することを特徴とする。尚、上記拡散炉は管
形状を有することが好ましい。
In order to solve the above problems, a semiconductor wafer diffusion apparatus according to the present invention is provided with a diffusion furnace for performing a diffusion process or an oxidation process on a semiconductor wafer, and a diffusion furnace provided at one end of the diffusion furnace. A first gas inlet for introducing a first inert gas into the diffusion furnace, and a first gas inlet provided at the other end of the diffusion furnace;
An insertion slot for inserting a board on which a plurality of semiconductor wafers are placed side by side, a shutter for opening and closing the insertion slot, a heater arranged on the outer periphery of the diffusion furnace, and a side surface on the other end side of the diffusion furnace are provided. A second gas inlet for introducing a second inert gas into the diffusion furnace, and a second gas introduction port provided on a side surface on the other end side of the diffusion furnace;
And a gas outlet arranged to face the second gas inlet. Preferably, the diffusion furnace has a tubular shape.

【0013】上記半導体ウエハの拡散装置によれば、拡
散炉の他端側の側面部に第2ガス導入口を設け、第2ガ
ス導入口に対向する位置にガス排出口を設けている。こ
のため、ボードに載置したウエハを炉内に挿入する際、
第2不活性ガスを第2ガス導入口から導入し、その導入
した第2不活性ガスをガス排出口から排出できる。従っ
て、ウエハを炉内に挿入する時に炉内に大気を巻き込む
ことを抑制することができる。
According to the above-described semiconductor wafer diffusion apparatus, the second gas inlet is provided on the side surface on the other end side of the diffusion furnace, and the gas outlet is provided at a position facing the second gas inlet. Therefore, when inserting the wafer placed on the board into the furnace,
The second inert gas can be introduced from the second gas inlet, and the introduced second inert gas can be discharged from the gas outlet. Therefore, it is possible to suppress the air from being entrained in the furnace when the wafer is inserted into the furnace.

【0014】また、本発明に係る半導体ウエハの拡散装
置においては、上記第2ガス導入口に一端が接続された
ガス配管をさらに含み、このガス配管の一部が上記ヒー
タと上記拡散炉との間に配置されていることが好まし
い。これにより、ガス配管を通った第2不活性ガスはヒ
ータによって加熱され、第2ガス導入口から炉内に昇温
した第2不活性ガスを導入することができる。
Further, in the semiconductor wafer diffusion apparatus according to the present invention, the apparatus further includes a gas pipe having one end connected to the second gas inlet, and a part of the gas pipe is connected to the heater and the diffusion furnace. It is preferable to be arranged between them. Thus, the second inert gas that has passed through the gas pipe is heated by the heater, and the heated second inert gas can be introduced into the furnace from the second gas inlet.

【0015】また、本発明に係る半導体ウエハの拡散装
置において、上記第2ガス導入口及び上記ガス排出口
は、上記ヒータの端部と上記挿入口との間に位置してい
ることが好ましい。
In the apparatus for diffusing a semiconductor wafer according to the present invention, the second gas inlet and the gas outlet are preferably located between an end of the heater and the insertion port.

【0016】また、本発明に係る半導体ウエハの拡散装
置において、上記ガス排出口は、上記第2ガス導入口に
比べて上記挿入口に近い位置に配置されていることも可
能である。これにより、第2ガス導入口から炉内に導入
された第2不活性ガスが、第1ガス導入口から炉内に導
入された第1不活性ガスによって挿入口側に押し流され
ても、第2不活性ガスをガス排出口から排出することが
できる。
In the apparatus for diffusing a semiconductor wafer according to the present invention, the gas outlet may be located closer to the insertion port than the second gas inlet. Accordingly, even if the second inert gas introduced into the furnace from the second gas inlet is swept toward the insertion port by the first inert gas introduced into the furnace from the first gas inlet, 2 Inert gas can be discharged from the gas outlet.

【0017】また、本発明に係る半導体ウエハの拡散装
置においては、上記ガス排出口が複数形成されているこ
とも可能である。
Further, in the semiconductor wafer diffusion apparatus according to the present invention, a plurality of the gas discharge ports may be formed.

【0018】また、本発明に係る半導体ウエハの拡散装
置においては、上記第2ガス導入口が複数形成されてい
ることも可能である。
Further, in the semiconductor wafer diffusion device according to the present invention, a plurality of the second gas inlets may be formed.

【0019】また、本発明に係る半導体ウエハの拡散装
置において、上記ガス排出口のサイズは、上記第2ガス
導入口に比べて大きく形成されていることが好ましい。
これにより、第2ガス導入口から導入された第2不活性
ガスが広がってもスムースに排出することができる。
Further, in the semiconductor wafer diffusion device according to the present invention, it is preferable that the size of the gas outlet is larger than the size of the second gas inlet.
Thereby, even if the second inert gas introduced from the second gas introduction port spreads, it can be smoothly discharged.

【0020】本発明に係る半導体装置の製造方法は、半
導体ウエハに拡散又は酸化を行う半導体装置の製造方法
であって、拡散炉内を所定温度に昇温し、拡散炉内の一
端から他端に向けて第1不活性ガスを流すと共に拡散炉
の他端側の側面部からそれに対向する側面部に向けて第
2不活性ガスを流しながら、複数の半導体ウエハを並べ
て載置したボードを拡散炉の他端から拡散炉内に挿入す
る工程を具備することを特徴とする。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device in which a semiconductor wafer is diffused or oxidized. The board on which a plurality of semiconductor wafers are arranged is diffused while flowing the first inert gas toward the second furnace and flowing the second inert gas from the side surface on the other end side of the diffusion furnace toward the side surface facing the first furnace. The method further comprises a step of inserting the other end of the furnace into the diffusion furnace.

【0021】上記半導体装置の製造方法によれば、拡散
炉の他端側の側面部からそれに対向する側面部に向けて
第2不活性ガスを流しながら、ボードを拡散炉の他端か
ら拡散炉内に挿入する。従って、ウエハを炉内に挿入す
る時に炉内に大気を巻き込むことを抑制することができ
る。
According to the method of manufacturing a semiconductor device, the board is moved from the other end of the diffusion furnace to the other side of the diffusion furnace while flowing the second inert gas from the side face on the other end side of the diffusion furnace toward the side face opposite to the second inert gas. Insert inside. Therefore, it is possible to suppress the air from being entrained in the furnace when the wafer is inserted into the furnace.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図1(a)は、本発明の第
1の実施の形態による半導体ウエハの拡散装置の概略を
示す断面図であり、図1(b)は、図1(a)に示す1
b−1b線に沿った断面図であり、図1(c)は、図1
(a)に示す1c−1c線に沿った断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor wafer diffusion device according to a first embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 1C is a cross-sectional view taken along the line b-1b, and FIG.
It is sectional drawing along the 1c-1c line shown to (a).

【0023】図1(a),(b),(c)に示すよう
に、半導体ウエハの拡散装置10はチューブ形状を有す
る石英製の拡散炉1を備えている。拡散炉1は、半導体
ウエハ5の主面の直径より大きい内径を有している。
As shown in FIGS. 1 (a), 1 (b) and 1 (c), a semiconductor wafer diffusion apparatus 10 includes a quartz diffusion furnace 1 having a tube shape. Diffusion furnace 1 has an inner diameter larger than the diameter of the main surface of semiconductor wafer 5.

【0024】拡散炉1の尾管側(一端)には窒素ガス等
の第1不活性ガスを矢印2のように炉内に導入するため
の第1ガス導入口3が設けられている。第1ガス導入口
3には第1不活性ガスを供給する配管(図示せず)に接
続されている。拡散炉1の頭管側(他端)には、複数の
半導体ウエハ5を並べて載置した石英製のボード7を炉
内に挿入するボード挿入口が設けられている。このボー
ド挿入口には図示せぬシャッターが開閉自在に取り付け
られている。また、拡散炉1の外周部には、炉外を囲む
ようにヒータ9が配置されている。
A first gas inlet 3 for introducing a first inert gas such as nitrogen gas into the furnace as shown by an arrow 2 is provided on the tail tube side (one end) of the diffusion furnace 1. The first gas inlet 3 is connected to a pipe (not shown) for supplying a first inert gas. On the head tube side (the other end) of the diffusion furnace 1, a board insertion port is provided for inserting a quartz board 7 on which a plurality of semiconductor wafers 5 are placed side by side into the furnace. A shutter (not shown) is attached to the board insertion opening so as to be freely opened and closed. Further, a heater 9 is arranged on the outer peripheral portion of the diffusion furnace 1 so as to surround the outside of the furnace.

【0025】拡散炉1の他端側の側面部には、炉内に窒
素ガス等の第2不活性ガスを導入する第2ガス導入口4
が設けられている。拡散炉1の他端側の側面部における
第2ガス導入口4に対向する位置にガス排出口6が設け
られている。また、第2ガス導入口4にはガス配管8の
一端が接続されており、このガス配管8はヒータ9と拡
散炉1との間に配置されている。従って、ガス配管8を
通った第2不活性ガスはヒータ9によって加熱され、第
2ガス導入口4から炉内に昇温した第2不活性ガスを導
入することができる。
A second gas inlet 4 for introducing a second inert gas such as nitrogen gas into the furnace is provided on a side surface on the other end side of the diffusion furnace 1.
Is provided. A gas outlet 6 is provided at a position facing the second gas inlet 4 on the side surface on the other end side of the diffusion furnace 1. Further, one end of a gas pipe 8 is connected to the second gas inlet 4, and the gas pipe 8 is disposed between the heater 9 and the diffusion furnace 1. Therefore, the second inert gas that has passed through the gas pipe 8 is heated by the heater 9, and the second inert gas that has been heated can be introduced from the second gas inlet 4 into the furnace.

【0026】第2ガス導入口4及びガス排出口6は、ヒ
ータ9の端部とボード挿入口との間に配置されている。
第2ガス導入口4とガス排出口6を結ぶ直線は、拡散炉
1の長手方向に対して略垂直に位置していても良い。
The second gas inlet 4 and the gas outlet 6 are arranged between the end of the heater 9 and the board insertion port.
The straight line connecting the second gas inlet 4 and the gas outlet 6 may be located substantially perpendicular to the longitudinal direction of the diffusion furnace 1.

【0027】また、ガス排出口6は、第2ガス導入口4
に比べてボード挿入口に近い位置に配置されても良い。
これにより、第2ガス導入口4から炉内に導入された第
2不活性ガスが、第1ガス導入口3から炉内に導入され
た第1不活性ガスによってボード挿入口側に押し流され
ても、第2不活性ガスをガス排出口6から排出すること
ができる。
The gas outlet 6 is connected to the second gas inlet 4
May be arranged at a position closer to the board insertion slot.
Thereby, the second inert gas introduced into the furnace from the second gas inlet 4 is swept toward the board insertion port by the first inert gas introduced into the furnace from the first gas inlet 3. Also, the second inert gas can be discharged from the gas discharge port 6.

【0028】また、ガス排出口6のサイズは、第2ガス
導入口4に比べて同じか又は大きく形成されていること
が望ましい。これにより、第2ガス導入口4から導入さ
れた第2不活性ガスが広がってもスムースに排出するこ
とができる。
It is desirable that the size of the gas outlet 6 is the same as or larger than that of the second gas inlet 4. Thereby, even if the second inert gas introduced from the second gas introduction port 4 spreads, it can be smoothly discharged.

【0029】次に、上記半導体ウエハの拡散装置を用い
て、酸化工程又は拡散工程をウエハに施す手順について
説明する。
Next, a procedure for performing an oxidation step or a diffusion step on a wafer using the above-described semiconductor wafer diffusion apparatus will be described.

【0030】まず、ヒータ9により拡散炉1を加熱する
と共に、第1ガス導入口3から矢印2のように例えば窒
素ガスを炉内に導入する。そして、拡散炉1の内部を窒
素ガスの雰囲気とすると共に、炉内の温度を所定温度
(例えば1000℃)まで昇温する。
First, the diffusion furnace 1 is heated by the heater 9 and, for example, nitrogen gas is introduced into the furnace from the first gas inlet 3 as shown by an arrow 2. Then, the inside of the diffusion furnace 1 is set to a nitrogen gas atmosphere, and the temperature in the furnace is raised to a predetermined temperature (for example, 1000 ° C.).

【0031】この後、図1(a)に示すように、窒素ガ
スを矢印12のようにガス配管8を通して第2ガス導入
口4から炉内に導入し、その導入された窒素ガスは矢印
13のようにガス排出口6へ流される。
Thereafter, as shown in FIG. 1A, nitrogen gas is introduced into the furnace from the second gas inlet 4 through the gas pipe 8 as indicated by an arrow 12, and the introduced nitrogen gas is supplied by an arrow 13 as shown in FIG. To the gas outlet 6.

【0032】次に、シャッターを開いてボード挿入口を
開口する。この後、ボード7に複数の半導体ウエハ5を
載置し、このボード7を図示せぬホークなどの治具を用
いて図1(a),(b)に示すように炉内に挿入する。
この際、第1ガス導入口3から炉内に導入された窒素ガ
スは、拡散炉内の尾管側(一端)から頭管側(他端)に
流されており、この流れと交差する方向(第2ガス導入
口4からガス排出口6に向かう矢印13の方向)にも窒
素ガスがカーテンのように流されている。従って、この
カーテンのように流れる窒素ガスによってウエハ挿入時
に炉内に大気を巻き込むのを抑制することができる。
Next, the shutter is opened to open the board insertion opening. Thereafter, the plurality of semiconductor wafers 5 are placed on the board 7, and the board 7 is inserted into a furnace using a jig such as a fork (not shown) as shown in FIGS.
At this time, the nitrogen gas introduced into the furnace from the first gas inlet 3 is flowing from the tail tube side (one end) to the head tube side (the other end) in the diffusion furnace, in a direction crossing this flow. Nitrogen gas is also flown like a curtain (in the direction of arrow 13 from second gas inlet 4 to gas outlet 6). Therefore, it is possible to suppress the air from being entrained in the furnace when the wafer is inserted by the nitrogen gas flowing like the curtain.

【0033】次に、シャッターを閉じてボード挿入口を
閉口する。この後、第1ガス導入口3及び第2ガス導入
口4それぞれからの窒素ガスの炉内への導入を停止し、
所定濃度の酸素を含む酸化雰囲気ガスを第1ガス導入口
3から炉内に導入する。次に、この状態で所定時間保持
することにより、半導体ウエハ5の表面に酸化処理を施
す。
Next, the shutter is closed to close the board insertion opening. Thereafter, the introduction of nitrogen gas into the furnace from each of the first gas inlet 3 and the second gas inlet 4 is stopped,
An oxidizing atmosphere gas containing a predetermined concentration of oxygen is introduced from the first gas inlet 3 into the furnace. Next, the surface of the semiconductor wafer 5 is subjected to an oxidation treatment by maintaining this state for a predetermined time.

【0034】上記第1の実施の形態によれば、ボード7
に載置したウエハ5を炉内に挿入する際、窒素ガスを第
2ガス導入口4から導入し、その導入した窒素ガスをガ
ス排出口6から排出している。このため、ウエハを炉内
に挿入する時に炉内に大気を巻き込むことを抑制するこ
とができる。従って、所定温度に保持した炉内温度が低
下することを抑制することができ、拡散炉の口元の保温
性を高めることができる。その結果、ウエハを炉内に挿
入した後、比較的直ぐにウエハに酸化処理又は拡散処理
を施すことができるので、従来の半導体ウエハの拡散装
置に比べてスループットを向上させることができる。
According to the first embodiment, the board 7
When the wafer 5 placed on the wafer is inserted into the furnace, nitrogen gas is introduced from the second gas inlet 4, and the introduced nitrogen gas is discharged from the gas outlet 6. For this reason, when the wafer is inserted into the furnace, entrainment of the atmosphere into the furnace can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the furnace temperature maintained at the predetermined temperature, and to enhance the heat retention at the mouth of the diffusion furnace. As a result, since the wafer can be oxidized or diffused relatively soon after the wafer is inserted into the furnace, the throughput can be improved as compared with the conventional semiconductor wafer diffusion apparatus.

【0035】また、炉内にウエハ5を挿入する際、炉内
に巻き込まれる大気を抑制することができるので、拡散
炉1の口元(ボード挿入口近傍)の温度が低下するのを
抑制することができる。従って、ウエハ5に酸化処理又
は拡散処理を施す時における炉内の温度均一性を向上さ
せることができる。これにより、ウエハ面内の温度均一
性が高められ、この状態で酸化処理を行うと、ウエハに
形成される酸化膜の膜厚均一性を良くすることができ、
酸化膜の膜質を向上させることができる。
Further, when the wafer 5 is inserted into the furnace, the air entrained in the furnace can be suppressed, so that the temperature at the mouth of the diffusion furnace 1 (in the vicinity of the board insertion port) is prevented from lowering. Can be. Therefore, it is possible to improve the temperature uniformity in the furnace when performing the oxidation process or the diffusion process on the wafer 5. As a result, the temperature uniformity in the wafer surface is improved, and when the oxidation treatment is performed in this state, the thickness uniformity of the oxide film formed on the wafer can be improved,
The quality of the oxide film can be improved.

【0036】また、炉内にウエハ5を挿入する際に炉内
に大気が巻き込まれるのを防ぐことにより、炉内にボー
ド7を挿入した後に、ボード7に載置された複数のウエ
ハ5の相互間に大気が残留することを抑制することがで
きる。つまり、第1ガス導入口3からの窒素ガスは図1
(b)に示すように炉内を矢印15のように流れるた
め、特にウエハ相互間は窒素ガスで置換されにくい。し
かし、第2ガス導入口4からの窒素ガスは図1(a)に
示すように炉内を矢印13のように流れるため、ウエハ
5を炉内に挿入する時に、その窒素ガスによってウエハ
5の相互間に存在する大気を押し流して確実に排気すこ
とができる。よって、ボード挿入後のウエハに酸化処理
を行う時に、ウエハ相互間に大気が残留したままとなる
ことを抑制できる。従って、ウエハに形成される酸化膜
の膜厚均一性を良くすることができ、酸化膜の膜質低下
を抑制することができる。
Further, by preventing the atmosphere from being entrained in the furnace when inserting the wafers 5 into the furnace, after the board 7 is inserted into the furnace, a plurality of wafers 5 placed on the board 7 can be removed. It is possible to suppress the air from remaining between them. That is, the nitrogen gas from the first gas inlet 3 is
As shown in (b), since the gas flows in the furnace as indicated by the arrow 15, it is difficult to replace the wafers with nitrogen gas, especially between the wafers. However, since the nitrogen gas from the second gas inlet 4 flows in the furnace as shown by an arrow 13 as shown in FIG. 1 (a), when the wafer 5 is inserted into the furnace, the nitrogen gas The air existing between each other can be swept away and exhausted reliably. Therefore, it is possible to prevent the air from remaining between the wafers when performing the oxidation process on the wafer after the board is inserted. Therefore, the thickness uniformity of the oxide film formed on the wafer can be improved, and the deterioration of the oxide film quality can be suppressed.

【0037】図2は、図1(c)に相当する拡散炉の断
面図であり、本発明の第2の実施の形態による半導体ウ
エハの拡散装置を説明するものである。なお、第1の実
施の形態と同一部分の説明は省略する。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a diffusion furnace corresponding to FIG. 1C, and illustrates a semiconductor wafer diffusion apparatus according to a second embodiment of the present invention. The description of the same parts as in the first embodiment is omitted.

【0038】第2ガス導入口4は、拡散炉1の他端側の
側面部に3つ形成されている。ガス排出口6は、拡散炉
1の他端側の側面部に3つ形成されている。
Three second gas inlets 4 are formed on the side surface on the other end side of the diffusion furnace 1. Three gas outlets 6 are formed on the side surface on the other end side of the diffusion furnace 1.

【0039】上記第2の実施の形態においても第1の実
施の形態と同様の効果を得ることができる。また、第2
の実施の形態では、第2ガス導入口4及びガス排出口6
それぞれを3つずつ形成しているため、第1の実施の形
態に比べて大気の巻き込みをより抑制することができ
る。
The same effects as those of the first embodiment can be obtained in the second embodiment. Also, the second
In the embodiment, the second gas inlet 4 and the gas outlet 6
Since each of the three is formed, entrainment of the atmosphere can be further suppressed as compared with the first embodiment.

【0040】尚、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、種々変更して実施することが可能である。例えば、
第2ガス導入口4とガス排出口6の形状は丸が好ましい
が、種々の形状を用いることも可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be implemented with various modifications. For example,
The shapes of the second gas inlet 4 and the gas outlet 6 are preferably round, but various shapes can be used.

【0041】また、上記第2の実施の形態では、第2ガ
ス導入口4及びガス排出口6それぞれを3つずつ形成し
ているが、第2ガス導入口4及びガス排出口6それぞれ
の数については特に限定されることがない。即ち、第2
ガス導入口4及びガス排出口6それぞれを2つずつ又は
4つずつ以上形成することも可能であり、第2ガス導入
口4の数とガス排出口6の数が異なるものであっても良
く、例えば、第2ガス導入口4を1つ形成し、ガス排出
口6を複数形成することも可能である。
In the second embodiment, three second gas inlets 4 and three gas outlets 6 are formed. However, the number of the second gas inlets 4 and the number of gas Is not particularly limited. That is, the second
It is also possible to form two or four or more gas inlets 4 and gas outlets 6, respectively, and the number of second gas inlets 4 and the number of gas outlets 6 may be different. For example, one second gas inlet 4 may be formed, and a plurality of gas outlets 6 may be formed.

【0042】また、上記実施の形態では、本発明を横型
の拡散炉に適用しているが、本発明を縦型の拡散炉に適
用することも可能である。
In the above embodiment, the present invention is applied to a horizontal diffusion furnace, but the present invention can also be applied to a vertical diffusion furnace.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る半導体
ウエハの拡散装置によれば、拡散炉の他端側の側面部に
第2ガス導入口を設け、第2ガス導入口に対向する位置
にガス排出口を設けている。したがって、半導体ウエハ
を拡散炉内に挿入する際に、炉内に大気が巻き込まれる
のを抑制することができる。
As described above, according to the apparatus for diffusing a semiconductor wafer according to the present invention, the second gas inlet is provided on the side surface on the other end side of the diffusion furnace, and the position opposed to the second gas inlet is provided. Is equipped with a gas outlet. Therefore, when the semiconductor wafer is inserted into the diffusion furnace, it is possible to suppress the air from being caught in the furnace.

【0044】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
によれば、拡散炉内を所定温度に昇温し、拡散炉内の一
端から他端に向けて第1不活性ガスを流すと共に拡散炉
の他端側の側面部からそれに対向する側面部に向けて第
2不活性ガスを流しながら、複数の半導体ウエハを並べ
て載置したボードを拡散炉の他端から拡散炉内に挿入す
る。したがって、半導体ウエハを拡散炉内に挿入する際
に、炉内に大気が巻き込まれるのを抑制することができ
る。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the inside of the diffusion furnace is heated to a predetermined temperature, the first inert gas is flowed from one end to the other end in the diffusion furnace, and the diffusion furnace is heated. A board on which a plurality of semiconductor wafers are placed is inserted into the diffusion furnace from the other end of the diffusion furnace while flowing the second inert gas from the side surface on the other end side to the side surface opposite to the second inert gas. Therefore, when the semiconductor wafer is inserted into the diffusion furnace, it is possible to suppress the air from being caught in the furnace.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)は、本発明の第1の実施の形態による半
導体ウエハの拡散装置の概略を示す断面図であり、
(b)は、(a)に示す1b−1b線に沿った断面図で
あり、(c)は、(a)に示す1c−1c線に沿った断
面図である。
FIG. 1A is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor wafer diffusion device according to a first embodiment of the present invention;
(B) is a sectional view taken along line 1b-1b shown in (a), and (c) is a sectional view taken along line 1c-1c shown in (a).

【図2】図1(c)に相当する拡散炉の断面図であり、
本発明の第2の実施の形態による半導体ウエハの拡散装
置を説明するものである。
FIG. 2 is a sectional view of a diffusion furnace corresponding to FIG. 1 (c),
FIG. 9 illustrates a semiconductor wafer diffusion device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】従来の半導体ウエハの拡散装置の概略を示す断
面図である。
FIG. 3 is a sectional view schematically showing a conventional semiconductor wafer diffusion apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,101…拡散炉 2,102…矢印 3…第1ガス導入口 4…第2ガス導入口 5,105…半導体ウエハ 6…ガス排出口 7,107…ボード 8…ガス配管 9,109…ヒータ 10,100…半導体ウエハの拡散装置 12,13,15,111…矢印 103…ガス導入口 1, 101: diffusion furnace 2, 102: arrow 3: first gas inlet 4: second gas inlet 5, 105: semiconductor wafer 6: gas outlet 7, 107: board 8: gas pipe 9, 109: heater 10, 100: semiconductor wafer diffusion device 12, 13, 15, 111: arrow 103: gas inlet

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体ウエハの拡散処理又は酸化処理を
行う拡散炉と、 この拡散炉の一端に設けられた、拡散炉内に第1不活性
ガスを導入する第1ガス導入口と、 拡散炉の他端に設けられた、複数の半導体ウエハを並べ
て載置したボードを挿入する挿入口と、 この挿入口を開閉するシャッターと、 拡散炉の外周に配置されたヒータと、 拡散炉の他端側の側面部に設けられた、拡散炉内に第2
不活性ガスを導入する第2ガス導入口と、 拡散炉の他端側の側面部に設けられ、第2ガス導入口と
対向するように配置されたガス排出口と、 を具備することを特徴とする半導体ウエハの拡散装置。
A diffusion furnace for performing a diffusion process or an oxidation process on a semiconductor wafer; a first gas inlet provided at one end of the diffusion furnace for introducing a first inert gas into the diffusion furnace; An insertion slot provided at the other end of the substrate for inserting a board on which a plurality of semiconductor wafers are arranged and arranged; a shutter for opening and closing the insertion slot; a heater arranged on the outer periphery of the diffusion furnace; and the other end of the diffusion furnace. The second inside the diffusion furnace provided on the side
A second gas inlet for introducing an inert gas; and a gas outlet provided on a side surface at the other end of the diffusion furnace and arranged to face the second gas inlet. Semiconductor wafer diffusion device.
【請求項2】 上記第2ガス導入口に一端が接続された
ガス配管をさらに含み、このガス配管の一部が上記ヒー
タと上記拡散炉との間に配置されていることを特徴とす
る請求項1記載の半導体ウエハの拡散装置。
2. The apparatus according to claim 1, further comprising a gas pipe having one end connected to the second gas inlet, a part of the gas pipe being disposed between the heater and the diffusion furnace. Item 2. The semiconductor wafer diffusion device according to Item 1.
【請求項3】 上記第2ガス導入口及び上記ガス排出口
は、上記ヒータの端部と上記挿入口との間に位置してい
ることを特徴とする請求項1又は2記載の半導体ウエハ
の拡散装置。
3. The semiconductor wafer according to claim 1, wherein the second gas inlet and the gas outlet are located between an end of the heater and the insertion port. Spreader.
【請求項4】 上記ガス排出口は、上記第2ガス導入口
に比べて上記挿入口に近い位置に配置されていることを
特徴とする請求項1〜3のうちいずれか1項記載の半導
体ウエハの拡散装置。
4. The semiconductor according to claim 1, wherein the gas outlet is located closer to the insertion port than the second gas inlet. Wafer diffusion device.
【請求項5】 上記ガス排出口が複数形成されているこ
とを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか1項記載の
半導体ウエハの拡散装置。
5. The semiconductor wafer diffusion apparatus according to claim 1, wherein a plurality of said gas outlets are formed.
【請求項6】 上記第2ガス導入口が複数形成されてい
ることを特徴とする請求項5記載の半導体ウエハの拡散
装置。
6. The semiconductor wafer diffusion device according to claim 5, wherein a plurality of said second gas introduction ports are formed.
【請求項7】 上記ガス排出口のサイズは、上記第2ガ
ス導入口に比べて大きく形成されていることを特徴とす
る請求項1〜4のうちいずれか1項記載の半導体ウエハ
の拡散装置。
7. The apparatus according to claim 1, wherein the size of the gas outlet is larger than the size of the second gas inlet. .
【請求項8】 上記拡散炉は管形状を有することを特徴
とする請求項1〜7のうちいずれか1項記載の半導体ウ
エハの拡散装置。
8. The apparatus according to claim 1, wherein the diffusion furnace has a tubular shape.
【請求項9】 半導体ウエハに拡散又は酸化を行う半導
体装置の製造方法であって、 拡散炉内を所定温度に昇温し、拡散炉内の一端から他端
に向けて第1不活性ガスを流すと共に拡散炉の他端側の
側面部からそれに対向する側面部に向けて第2不活性ガ
スを流しながら、複数の半導体ウエハを並べて載置した
ボードを拡散炉の他端から拡散炉内に挿入する工程を具
備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
9. A method for manufacturing a semiconductor device for diffusing or oxidizing a semiconductor wafer, comprising: elevating a temperature inside a diffusion furnace to a predetermined temperature and flowing a first inert gas from one end to the other end in the diffusion furnace. While flowing and flowing the second inert gas from the side surface on the other end side of the diffusion furnace toward the side surface opposite thereto, a board on which a plurality of semiconductor wafers are placed side by side is introduced into the diffusion furnace from the other end of the diffusion furnace. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of inserting.
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