JP2003031515A - 基板処理装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
基板処理装置および半導体装置の製造方法Info
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- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
- C23C14/564—Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases
Abstract
(57)【要約】
【課題】 原料の蒸気を確実に基板に供給する。
【解決手段】 アウタ管２１の外側に基板加熱用の主ヒ
ータ２２を設け、アウタ管２１の内側にインナ管２３を
設け、インナ管２３内に昇降可能なキャップ２４を挿入
し、キャップ２４にボート２５を載置し、キャップ２４
に原料昇華部４６および断熱部３６を設け、キャップ２
４にヒータ部４５を着脱可能に取り付け、ヒータ部４５
の昇華用ヒータ２６を炉内に位置させ、昇華用ヒータ２
６の上部に原料昇華部４６の原料載置板３４を設け、原
料載置板３４の外周部に複数の柱材３５を設け、柱材３
５に断熱部３６を支持し、断熱部３６を原料昇華部４６
と基板処理領域との間に位置させ、断熱部３６に石英ウ
ールを詰める。
ータ２２を設け、アウタ管２１の内側にインナ管２３を
設け、インナ管２３内に昇降可能なキャップ２４を挿入
し、キャップ２４にボート２５を載置し、キャップ２４
に原料昇華部４６および断熱部３６を設け、キャップ２
４にヒータ部４５を着脱可能に取り付け、ヒータ部４５
の昇華用ヒータ２６を炉内に位置させ、昇華用ヒータ２
６の上部に原料昇華部４６の原料載置板３４を設け、原
料載置板３４の外周部に複数の柱材３５を設け、柱材３
５に断熱部３６を支持し、断熱部３６を原料昇華部４６
と基板処理領域との間に位置させ、断熱部３６に石英ウ
ールを詰める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体基板等の基板
に酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）等の原料を昇華させて
供給する基板処理装置および半導体装置の製造方法に関
するものである。
に酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）等の原料を昇華させて
供給する基板処理装置および半導体装置の製造方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は従来の基板処理装置を示す概略断
面図である。図に示すように、アウタ管１の外側にヒー
タ２が設けられ、アウタ管１の内側にインナ管３が設け
られ、インナ管３内に昇降可能なキャップ４が挿入さ
れ、キャップ４にボート５が載置され、ボート５に複数
の半導体基板（図示せず）が保持されている。又、アウ
タ管１、インナ管３の外部即ち炉外に原料昇華装置６が
設けられ、原料昇華装置６に原料導入管７の一端が接続
され、原料導入管７の他端はインナ管３の上部に位置し
ており、原料導入管７はインナ管３の内部と連通してい
る。又、インナ管３の下部に排気管８が設けられてい
る。
面図である。図に示すように、アウタ管１の外側にヒー
タ２が設けられ、アウタ管１の内側にインナ管３が設け
られ、インナ管３内に昇降可能なキャップ４が挿入さ
れ、キャップ４にボート５が載置され、ボート５に複数
の半導体基板（図示せず）が保持されている。又、アウ
タ管１、インナ管３の外部即ち炉外に原料昇華装置６が
設けられ、原料昇華装置６に原料導入管７の一端が接続
され、原料導入管７の他端はインナ管３の上部に位置し
ており、原料導入管７はインナ管３の内部と連通してい
る。又、インナ管３の下部に排気管８が設けられてい
る。
【０００３】この基板処理装置においては、ヒータ２で
ボート５に保持された半導体基板を加熱するとともに、
原料昇華装置６に酸化アンチモン粉末を投入して加熱す
ると、酸化アンチモンが昇華し、酸化アンチモンの蒸気
が原料導入管７を介して半導体基板の表面に供給され、
半導体基板に酸化アンチモンが拡散される。そして、排
気はキャップ４で冷され、排気管８から排気される。
ボート５に保持された半導体基板を加熱するとともに、
原料昇華装置６に酸化アンチモン粉末を投入して加熱す
ると、酸化アンチモンが昇華し、酸化アンチモンの蒸気
が原料導入管７を介して半導体基板の表面に供給され、
半導体基板に酸化アンチモンが拡散される。そして、排
気はキャップ４で冷され、排気管８から排気される。
【０００４】図８は特公平６−２８２４８号公報に示さ
れた他の従来の基板処理装置を示す概略断面図、図９は
図８の拡大Ａ−Ａ断面図である。図に示すように、主炉
芯管１１に副炉芯管１２が接続され、主炉芯管１１の外
部に主炉芯管用ヒータ１３が設けられ、副炉芯管１２の
外部に副炉芯管用ヒータ１４が設けられ、副炉芯管１２
と副炉芯管用ヒータ１４との間に均熱用チューブ１５が
設けられ、主炉芯管１１内に半導体基板１６が載置さ
れ、副炉芯管１２内に不純物ボート１７が設けられてい
る。
れた他の従来の基板処理装置を示す概略断面図、図９は
図８の拡大Ａ−Ａ断面図である。図に示すように、主炉
芯管１１に副炉芯管１２が接続され、主炉芯管１１の外
部に主炉芯管用ヒータ１３が設けられ、副炉芯管１２の
外部に副炉芯管用ヒータ１４が設けられ、副炉芯管１２
と副炉芯管用ヒータ１４との間に均熱用チューブ１５が
設けられ、主炉芯管１１内に半導体基板１６が載置さ
れ、副炉芯管１２内に不純物ボート１７が設けられてい
る。
【０００５】この基板処理装置においては、主炉芯管用
ヒータ１３で半導体基板１６を加熱するとともに、不純
物ボート１７上に酸化アンチモン粉末を載置して、副炉
芯管用ヒータ１４により酸化アンチモン粉末を加熱する
と、酸化アンチモンが昇華し、酸化アンチモンの蒸気が
半導体基板１６の表面に供給され、半導体基板１６に酸
化アンチモンが拡散される。
ヒータ１３で半導体基板１６を加熱するとともに、不純
物ボート１７上に酸化アンチモン粉末を載置して、副炉
芯管用ヒータ１４により酸化アンチモン粉末を加熱する
と、酸化アンチモンが昇華し、酸化アンチモンの蒸気が
半導体基板１６の表面に供給され、半導体基板１６に酸
化アンチモンが拡散される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図７に示した
基板処理装置においては、原料導入管７と原料昇華装置
６との接続部分においては、気密性を維持するためにＯ
リング等のシール部材を介し接続しているが、Ｏリング
の耐熱性の問題から（通常、約１００〜３００℃）Ｏリ
ング周辺を冷却しているので、どうしても後続部付近で
は原料の昇華温度を下回ってしまう。したがい、この接
続部分の温度が低いから、酸化アンチモンがこの部分に
おいて再固化してしまい、反応生成物として付着するの
で、酸化アンチモンの蒸気を半導体基板の表面に供給す
ることができないことがある。
基板処理装置においては、原料導入管７と原料昇華装置
６との接続部分においては、気密性を維持するためにＯ
リング等のシール部材を介し接続しているが、Ｏリング
の耐熱性の問題から（通常、約１００〜３００℃）Ｏリ
ング周辺を冷却しているので、どうしても後続部付近で
は原料の昇華温度を下回ってしまう。したがい、この接
続部分の温度が低いから、酸化アンチモンがこの部分に
おいて再固化してしまい、反応生成物として付着するの
で、酸化アンチモンの蒸気を半導体基板の表面に供給す
ることができないことがある。
【０００７】又、図８、図９に示した基板処理装置にお
いては、原料である酸化アンチモンは副炉芯管１２の外
に配置された副炉芯管用ヒータ１４により加熱され昇華
されるが、該ヒータ１４が炉外に配置されてるので、原
料と該ヒータ１４とが離れて設けらており、又、原料と
該ヒータ１４との間に副炉芯管１２や均熱用チューブ１
５などの複数の介在物の影響で、昇華の制御性が悪くな
る恐れがある。
いては、原料である酸化アンチモンは副炉芯管１２の外
に配置された副炉芯管用ヒータ１４により加熱され昇華
されるが、該ヒータ１４が炉外に配置されてるので、原
料と該ヒータ１４とが離れて設けらており、又、原料と
該ヒータ１４との間に副炉芯管１２や均熱用チューブ１
５などの複数の介在物の影響で、昇華の制御性が悪くな
る恐れがある。
【０００８】又、図８、９の従来例では、炉芯管を横方
向に配置した、所謂、横型装置といわれる装置形態であ
るので、炉内温度が影響しない様に、主炉芯管１１と副
炉芯管１２とを離しても（即ち、炉芯管が長くても）、
装置が設置されるクリーンルームの平面面積を考慮する
のみで良く、又、図７の従来例の様に、Ｏリングを使用
する接続部を設けなくても基板が載置される主炉芯管１
１と原料昇華空間とを連通することができる。しかしな
がら、今や半導体装置の製造ラインで主流である図７に
示す縦型装置（即ち反応管を垂直方向に配置）の場合で
は、装置が設置されるクリーンルームの高さ制限の問題
により、図７に示すように炉芯管の長さを単純に垂直方
向に長くすることはできなかった。
向に配置した、所謂、横型装置といわれる装置形態であ
るので、炉内温度が影響しない様に、主炉芯管１１と副
炉芯管１２とを離しても（即ち、炉芯管が長くても）、
装置が設置されるクリーンルームの平面面積を考慮する
のみで良く、又、図７の従来例の様に、Ｏリングを使用
する接続部を設けなくても基板が載置される主炉芯管１
１と原料昇華空間とを連通することができる。しかしな
がら、今や半導体装置の製造ラインで主流である図７に
示す縦型装置（即ち反応管を垂直方向に配置）の場合で
は、装置が設置されるクリーンルームの高さ制限の問題
により、図７に示すように炉芯管の長さを単純に垂直方
向に長くすることはできなかった。
【０００９】本発明は上述の課題を解決するためになさ
れたもので、原料の蒸気を確実に基板に供給することが
できる基板処理装置および半導体装置の製造方法を提供
することを目的とする。
れたもので、原料の蒸気を確実に基板に供給することが
できる基板処理装置および半導体装置の製造方法を提供
することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明においては、基板加熱用の主ヒータを有し、
該主ヒータにより反応室内の基板を加熱処理する基板処
理装置において、前記反応室内に昇華用ヒータと原料が
載置される原料昇華部とを設け、前記昇華用ヒータは前
記原料昇華部の近傍に設け、前記昇華用ヒータにより前
記原料を加熱し、昇華させる。
め、本発明においては、基板加熱用の主ヒータを有し、
該主ヒータにより反応室内の基板を加熱処理する基板処
理装置において、前記反応室内に昇華用ヒータと原料が
載置される原料昇華部とを設け、前記昇華用ヒータは前
記原料昇華部の近傍に設け、前記昇華用ヒータにより前
記原料を加熱し、昇華させる。
【００１１】この場合、前記原料昇華部と基板処理領域
との間であって、前記反応室内に断熱部を設けても良
い。
との間であって、前記反応室内に断熱部を設けても良
い。
【００１２】この場合、前記昇華用ヒータの加熱温度を
原料の昇華温度を越える温度としても良い。
原料の昇華温度を越える温度としても良い。
【００１３】又、半導体装置を製造する方法において、
反応室内に基板を主ヒータで加熱する工程と、前記反応
室内にキャリアガスを導入する工程と、前記反応室内に
設けられた昇華用ヒータにより前記反応室内に載置され
た原料を昇華する工程と、前記昇華された原料を基板に
拡散する工程と、を行う。
反応室内に基板を主ヒータで加熱する工程と、前記反応
室内にキャリアガスを導入する工程と、前記反応室内に
設けられた昇華用ヒータにより前記反応室内に載置され
た原料を昇華する工程と、前記昇華された原料を基板に
拡散する工程と、を行う。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る基板処理装置
を示す概略断面図、図２は図１に示した基板処理装置の
一部を示す断面図、図３は図１に示した基板処理装置の
一部を示す断面図、図４は図１に示した基板処理装置の
一部を示す斜視図、図５は図１に示した基板処理装置の
一部を示す斜視図である。図に示すように、ＳｉＣから
なるアウタ管（均熱管）２１の外側に基板加熱用の主ヒ
ータ２２が設けられ、アウタ管２１の内側に石英からな
る筒状のインナ管（反応管）２３が設けられ、インナ管
２３内に昇降可能な石英からなるキャップ２４が挿入さ
れ、キャップ２４にボート２５が載置され、ボート２５
に複数の半導体基板（図示せず）が保持されている。
又、キャップ２４に原料昇華部４６および断熱部３６が
設けられ、キャップ２４にヒータ部４５が着脱可能に取
り付けられている。そして、ヒータ部４５のセラミック
ファイバからなるベース板２７にはヒータエレメント２
８が設けられ、ベース板２７とヒータエレメント２８と
からなる昇華用ヒータ２６はインナ管２３の内側即ち炉
内に位置している。又、ベース板２７の上面にはＳｉＣ
からなるサセプタ２９が設けられ、ヒータエレメント２
８と接続されたヒータ端子３０が絶縁体３２を介してヒ
ータ部４５の接続フランジ３１に支持されている。又、
昇華用ヒータ２６の加熱温度を測定するための熱電対３
３が設けられ、熱電対３３は接続フランジ３１に支持さ
れている。又、昇華用ヒータ２６の上部に原料昇華部４
６の原料載置板３４（石英）が設けられ、原料載置板３
４の外周部に複数の柱材３５（石英）が設けられ、原料
載置板３４の上部空間（即ち、原料昇華空間）は基板処
理領域即ちインナ管２３内の半導体基板が存在する領域
と連通している。よって、原料の昇華用ヒータ２６が原
料と同一空間（即ち炉内）で且つ近傍に位置する故、原
料昇華における制御性の向上が図れる。又、柱材３５に
断熱部３６が支持され、断熱部３６は原料昇華部４６と
基板処理領域との間に位置しており、断熱部３６は石英
からなる箱状部材の内に石英ウールが詰められている。
ここで、インナ管２３内に、基板処理領域と原料昇華部
４６とが位置しているが、基板処理領域と原料昇華部４
６との間に断熱部３６を介在させているので、基板処理
領域の温度の影響を防止するために基板処理領域と原料
昇華部４６との間隔を十分に取らなくても、原料昇華部
４６への熱影響を防止することができる。したがって、
反応管の長さを極端に長くしなくても（換言すれば、基
板処理領域と原料昇華部４６とを近づけても）、原料の
昇華制御に影響がなく、装置の高さ増加を抑制したコン
パクトな装置が実現できる。又、インナ管２３の下部に
ガス導入管３７が接続され、インナ管２３のアウタ管乗
せ部３８に排気スリット３９が設けられ、インナ管２３
の外部でかつアウタ管乗せ部３８の下部に排気リング４
０が設けられ、インナ管２３の内部と排気リング４０と
は排気スリット３９を介して連通しており、排気リング
４０に排気管４１が接続されている。又、アウタ管乗せ
部３８の上面に環状の溝４２が設けられ、溝４２の底部
に開口した窒素（Ｎ２）ガス導入管４３が設けられ、イ
ンナ管２３とキャップ２４との間にＯリング４４が設け
られている。尚、前述したように、アウタ管２１は均熱
管としての機能を持たせるためＳｉＣから構成されてい
るが、ＳｉＣは温度差が付くと破損し易く、又、加工も
難しいので、アウタ管２１は主ヒータ２２で囲われた領
域（均熱な空間）内に配置されている。又、排熱部を構
成する排気リング４０等については、ＳｉＣよりも加工
が容易な石英からなるインナ管２３に設けている。
を示す概略断面図、図２は図１に示した基板処理装置の
一部を示す断面図、図３は図１に示した基板処理装置の
一部を示す断面図、図４は図１に示した基板処理装置の
一部を示す斜視図、図５は図１に示した基板処理装置の
一部を示す斜視図である。図に示すように、ＳｉＣから
なるアウタ管（均熱管）２１の外側に基板加熱用の主ヒ
ータ２２が設けられ、アウタ管２１の内側に石英からな
る筒状のインナ管（反応管）２３が設けられ、インナ管
２３内に昇降可能な石英からなるキャップ２４が挿入さ
れ、キャップ２４にボート２５が載置され、ボート２５
に複数の半導体基板（図示せず）が保持されている。
又、キャップ２４に原料昇華部４６および断熱部３６が
設けられ、キャップ２４にヒータ部４５が着脱可能に取
り付けられている。そして、ヒータ部４５のセラミック
ファイバからなるベース板２７にはヒータエレメント２
８が設けられ、ベース板２７とヒータエレメント２８と
からなる昇華用ヒータ２６はインナ管２３の内側即ち炉
内に位置している。又、ベース板２７の上面にはＳｉＣ
からなるサセプタ２９が設けられ、ヒータエレメント２
８と接続されたヒータ端子３０が絶縁体３２を介してヒ
ータ部４５の接続フランジ３１に支持されている。又、
昇華用ヒータ２６の加熱温度を測定するための熱電対３
３が設けられ、熱電対３３は接続フランジ３１に支持さ
れている。又、昇華用ヒータ２６の上部に原料昇華部４
６の原料載置板３４（石英）が設けられ、原料載置板３
４の外周部に複数の柱材３５（石英）が設けられ、原料
載置板３４の上部空間（即ち、原料昇華空間）は基板処
理領域即ちインナ管２３内の半導体基板が存在する領域
と連通している。よって、原料の昇華用ヒータ２６が原
料と同一空間（即ち炉内）で且つ近傍に位置する故、原
料昇華における制御性の向上が図れる。又、柱材３５に
断熱部３６が支持され、断熱部３６は原料昇華部４６と
基板処理領域との間に位置しており、断熱部３６は石英
からなる箱状部材の内に石英ウールが詰められている。
ここで、インナ管２３内に、基板処理領域と原料昇華部
４６とが位置しているが、基板処理領域と原料昇華部４
６との間に断熱部３６を介在させているので、基板処理
領域の温度の影響を防止するために基板処理領域と原料
昇華部４６との間隔を十分に取らなくても、原料昇華部
４６への熱影響を防止することができる。したがって、
反応管の長さを極端に長くしなくても（換言すれば、基
板処理領域と原料昇華部４６とを近づけても）、原料の
昇華制御に影響がなく、装置の高さ増加を抑制したコン
パクトな装置が実現できる。又、インナ管２３の下部に
ガス導入管３７が接続され、インナ管２３のアウタ管乗
せ部３８に排気スリット３９が設けられ、インナ管２３
の外部でかつアウタ管乗せ部３８の下部に排気リング４
０が設けられ、インナ管２３の内部と排気リング４０と
は排気スリット３９を介して連通しており、排気リング
４０に排気管４１が接続されている。又、アウタ管乗せ
部３８の上面に環状の溝４２が設けられ、溝４２の底部
に開口した窒素（Ｎ２）ガス導入管４３が設けられ、イ
ンナ管２３とキャップ２４との間にＯリング４４が設け
られている。尚、前述したように、アウタ管２１は均熱
管としての機能を持たせるためＳｉＣから構成されてい
るが、ＳｉＣは温度差が付くと破損し易く、又、加工も
難しいので、アウタ管２１は主ヒータ２２で囲われた領
域（均熱な空間）内に配置されている。又、排熱部を構
成する排気リング４０等については、ＳｉＣよりも加工
が容易な石英からなるインナ管２３に設けている。
【００１５】又、原料を基板と同一空間であるインナ管
２３の下部に設けているため、昇華された原料ガスはイ
ンナ管２３の下部から上方に向け流さなければならない
が、インナ管、アウク管の上記構成とすることで、ガス
の流れを破損等の問題がなく実現することができる。
２３の下部に設けているため、昇華された原料ガスはイ
ンナ管２３の下部から上方に向け流さなければならない
が、インナ管、アウク管の上記構成とすることで、ガス
の流れを破損等の問題がなく実現することができる。
【００１６】つぎに、図１〜図５に示した基板処理装置
の動作即ち本発明に係る半導体装置の製造方法について
説明する。まず、原料である酸化アンチモン粉末４７を
原料載置板３４上に載置した状態で、ボート２５が載置
されたキャップ２４をインナ管２３内に挿入する。つぎ
に、主ヒータ２２によりボート２５に保持された半導体
基板を所定温度に加熱するとともに、ガス導入管３７か
らキャリアガスを供給するとともに、昇華用ヒータ２６
により酸化アンチモン粉末４７を加熱する。すると、酸
化アンチモンが昇華し、酸化アンチモンの蒸気が半導体
基板の表面に供給され、半導体基板の表面に酸化アンチ
モンが拡散される。この場合、ガス導入管３７から導入
されたガスは、インナ管２３を上昇し、インナ管２３の
上端にて１８０°折り返しインナ管２３とアウタ管２１
との間を流れ、排気スリット３９、排気リング４０を介
して排気管４１から排気される。又、窒素ガス導入管４
３を介して溝４２に窒素ガスを供給すると、アウタ管２
１とインナ管２３との間から排ガスが漏れるのを防止す
ることができる。
の動作即ち本発明に係る半導体装置の製造方法について
説明する。まず、原料である酸化アンチモン粉末４７を
原料載置板３４上に載置した状態で、ボート２５が載置
されたキャップ２４をインナ管２３内に挿入する。つぎ
に、主ヒータ２２によりボート２５に保持された半導体
基板を所定温度に加熱するとともに、ガス導入管３７か
らキャリアガスを供給するとともに、昇華用ヒータ２６
により酸化アンチモン粉末４７を加熱する。すると、酸
化アンチモンが昇華し、酸化アンチモンの蒸気が半導体
基板の表面に供給され、半導体基板の表面に酸化アンチ
モンが拡散される。この場合、ガス導入管３７から導入
されたガスは、インナ管２３を上昇し、インナ管２３の
上端にて１８０°折り返しインナ管２３とアウタ管２１
との間を流れ、排気スリット３９、排気リング４０を介
して排気管４１から排気される。又、窒素ガス導入管４
３を介して溝４２に窒素ガスを供給すると、アウタ管２
１とインナ管２３との間から排ガスが漏れるのを防止す
ることができる。
【００１７】図６は半導体基板の表面に酸化アンチモン
を拡散するときのヒータの加熱温度の変化を示すグラフ
で、(ａ)は主ヒータ２２の加熱温度の変化を示し、(ｂ)
は昇華用ヒータ２６の加熱温度の変化を示す。このグラ
フから明らかなように、主ヒータ２２、昇華用ヒータ２
６の加熱温度をそれぞれ９００℃、４５５℃とした状態
から、主ヒータ２２、昇華用ヒータ２６の加熱温度を同
時に上昇させ、主ヒータ２２の加熱温度を１２００℃に
したのち、昇華用ヒータ２６の加熱温度を７７５℃にす
る。尚、昇華用ヒータ２６の加熱温度が酸化アンチモン
の昇華温度である６５６℃に達した時点では、主ヒータ
２２の加熱温度が１２００℃となっている必要がある。
即ち、原料ガスの昇華温度の５６５℃に達した時点で、
炉内の温度が拡散温度（処理温度）に達していれば、膜
質の良い処理が可能となる。一方、原料の昇華が始まっ
ているにも拘らず、炉内が拡散温度に達していないと良
好な拡散処理が行えない。そして、主ヒータ２２の加熱
温度を４５分間１２００℃に保持し、昇華用ヒータ２６
の加熱温度を２５分間７７５℃に保持したのち、主ヒー
タ２２、昇華用ヒータ２６の加熱温度を同時に下降さ
せ、主ヒータ２２の加熱温度を９００℃に戻したのち、
昇華用ヒータ２６の加熱温度を４５５℃に戻す。この場
合、主ヒータ２２の加熱温度が１２００℃に保持されて
いるときには、ガス導入管３７からキャリアガスとして
流量が２ｌ／minのアルゴン（Ａｒ）ガスを供給し、そ
れ以外にときにはガス導入管３７から流量が１０ｌ／mi
nの窒素ガスを供給する。
を拡散するときのヒータの加熱温度の変化を示すグラフ
で、(ａ)は主ヒータ２２の加熱温度の変化を示し、(ｂ)
は昇華用ヒータ２６の加熱温度の変化を示す。このグラ
フから明らかなように、主ヒータ２２、昇華用ヒータ２
６の加熱温度をそれぞれ９００℃、４５５℃とした状態
から、主ヒータ２２、昇華用ヒータ２６の加熱温度を同
時に上昇させ、主ヒータ２２の加熱温度を１２００℃に
したのち、昇華用ヒータ２６の加熱温度を７７５℃にす
る。尚、昇華用ヒータ２６の加熱温度が酸化アンチモン
の昇華温度である６５６℃に達した時点では、主ヒータ
２２の加熱温度が１２００℃となっている必要がある。
即ち、原料ガスの昇華温度の５６５℃に達した時点で、
炉内の温度が拡散温度（処理温度）に達していれば、膜
質の良い処理が可能となる。一方、原料の昇華が始まっ
ているにも拘らず、炉内が拡散温度に達していないと良
好な拡散処理が行えない。そして、主ヒータ２２の加熱
温度を４５分間１２００℃に保持し、昇華用ヒータ２６
の加熱温度を２５分間７７５℃に保持したのち、主ヒー
タ２２、昇華用ヒータ２６の加熱温度を同時に下降さ
せ、主ヒータ２２の加熱温度を９００℃に戻したのち、
昇華用ヒータ２６の加熱温度を４５５℃に戻す。この場
合、主ヒータ２２の加熱温度が１２００℃に保持されて
いるときには、ガス導入管３７からキャリアガスとして
流量が２ｌ／minのアルゴン（Ａｒ）ガスを供給し、そ
れ以外にときにはガス導入管３７から流量が１０ｌ／mi
nの窒素ガスを供給する。
【００１８】このような基板処理装置、半導体装置の製
造方法においては、昇華して蒸気となった酸化アンチモ
ンはインナ管２３内を移動して半導体基板の表面に達す
るので、酸化アンチモンの蒸気が冷されることがなく、
又、酸化アンチモンがインナ管２３の内面等に反応生成
物として付着することがなく、酸化アンチモンの蒸気を
半導体基板の表面に確実に供給することができる。又、
昇華用ヒータ２６が炉内の原料に近接した状態で設けら
れているから、原料昇華部４６の温度制御を確実に行う
ことができる。更に、原料昇華部４６と基板処理領域と
の間に断熱部３６を設けているから、主ヒータ２２によ
って原料昇華部４６の温度が影響を受けるのを防止する
ことができる。又、半導体基板の表面に酸化アンチモン
を拡散するときの昇華用ヒータ２６の加熱温度を酸化ア
ンチモンの昇華温度以上の温度で制御しているから、例
え、基板処理領域に達するまでに比較的低温な断熱部３
６が存在していても酸化アンチモンの蒸気を半導体基板
の表面に更に確実に供給することができる。即ち、昇華
用ヒータ２６は６５０〜８５０℃の範囲で制御され、昇
華温度の６５６℃よりも高い温度にて（図６の例では７
７５℃）制御されている。これは、原料昇華部４６への
基板処理領域の温度影響を抑えるために断熱部３６を配
しているため、断熱部３６を基点に原料昇華部４６側の
温度が低くなっており、折角、原料が昇華してもこの低
温部分で再固化してしまう恐れがあるので、昇華用ヒー
タ２６は昇華温度より高い温度で制御した方が好ましい
からである。又、ベース板２７の上面にはサセプタ２９
が設けられているから、ヒータエレメント２８からの金
属汚染を防止することができる。
造方法においては、昇華して蒸気となった酸化アンチモ
ンはインナ管２３内を移動して半導体基板の表面に達す
るので、酸化アンチモンの蒸気が冷されることがなく、
又、酸化アンチモンがインナ管２３の内面等に反応生成
物として付着することがなく、酸化アンチモンの蒸気を
半導体基板の表面に確実に供給することができる。又、
昇華用ヒータ２６が炉内の原料に近接した状態で設けら
れているから、原料昇華部４６の温度制御を確実に行う
ことができる。更に、原料昇華部４６と基板処理領域と
の間に断熱部３６を設けているから、主ヒータ２２によ
って原料昇華部４６の温度が影響を受けるのを防止する
ことができる。又、半導体基板の表面に酸化アンチモン
を拡散するときの昇華用ヒータ２６の加熱温度を酸化ア
ンチモンの昇華温度以上の温度で制御しているから、例
え、基板処理領域に達するまでに比較的低温な断熱部３
６が存在していても酸化アンチモンの蒸気を半導体基板
の表面に更に確実に供給することができる。即ち、昇華
用ヒータ２６は６５０〜８５０℃の範囲で制御され、昇
華温度の６５６℃よりも高い温度にて（図６の例では７
７５℃）制御されている。これは、原料昇華部４６への
基板処理領域の温度影響を抑えるために断熱部３６を配
しているため、断熱部３６を基点に原料昇華部４６側の
温度が低くなっており、折角、原料が昇華してもこの低
温部分で再固化してしまう恐れがあるので、昇華用ヒー
タ２６は昇華温度より高い温度で制御した方が好ましい
からである。又、ベース板２７の上面にはサセプタ２９
が設けられているから、ヒータエレメント２８からの金
属汚染を防止することができる。
【００１９】又、汚染が問題にならない場合であれば、
サセプタ２９は設けなくても良い。
サセプタ２９は設けなくても良い。
【００２０】尚、上述実施の形態においては、原料が酸
化アンチモンである場合について説明したが、原料が他
の場合にも本発明を適用することができる。又、上述実
施の形態においては、半導体基板の表面に酸化アンチモ
ンを拡散するときの主ヒータ２２の加熱温度を１２００
℃としたが、基板に酸化アンチモンの蒸気を供給すると
きの主ヒータの加熱温度を１１５０℃以上にするのが望
ましい。
化アンチモンである場合について説明したが、原料が他
の場合にも本発明を適用することができる。又、上述実
施の形態においては、半導体基板の表面に酸化アンチモ
ンを拡散するときの主ヒータ２２の加熱温度を１２００
℃としたが、基板に酸化アンチモンの蒸気を供給すると
きの主ヒータの加熱温度を１１５０℃以上にするのが望
ましい。
【００２１】
【発明の効果】本発明に係る基板処理装置、半導体装置
の製造方法においては、原料の蒸気が冷されることがな
いから、原料の蒸気を基板の表面に確実に供給すること
ができる。
の製造方法においては、原料の蒸気が冷されることがな
いから、原料の蒸気を基板の表面に確実に供給すること
ができる。
【００２２】又、原料昇華部と基板処理領域との間であ
って、反応室内に断熱部を設けたときには、主ヒータに
よって原料昇華部の温度が影響を受けるのを防止するこ
とができる。
って、反応室内に断熱部を設けたときには、主ヒータに
よって原料昇華部の温度が影響を受けるのを防止するこ
とができる。
【００２３】又、昇華用ヒータの加熱温度を原料の昇華
温度を越える温度としたときには、原料の蒸気を基板の
表面に更に確実に供給することができる。
温度を越える温度としたときには、原料の蒸気を基板の
表面に更に確実に供給することができる。
【図１】本発明に係る基板処理装置を示す概略断面図で
ある。
ある。
【図２】図１に示した基板処理装置の一部を示す断面図
である。
である。
【図３】図１に示した基板処理装置の一部を示す断面図
である。
である。
【図４】図１に示した基板処理装置の一部を示す斜視図
である。
である。
【図５】図１に示した基板処理装置の一部を示す斜視図
である。
である。
【図６】半導体基板の表面に形成された膜に酸化アンチ
モンを拡散するときのヒータの加熱温度の変化を示すグ
ラフである。
モンを拡散するときのヒータの加熱温度の変化を示すグ
ラフである。
【図７】従来の基板処理装置を示す概略断面図である。
【図８】従来の他の基板処理装置を示す概略断面図であ
る。
る。
【図９】図８の拡大Ａ−Ａ断面図である。
２１…アウタ管
２２…主ヒータ
２３…インナ管
２５…ボート
２６…昇華用ヒータ
３４…原料載置板
３６…断熱部
４６…原料昇華部
フロントページの続き
(72)発明者 遠目塚 幸二
東京都中野区東中野三丁目14番20号 株式
会社日立国際電気内
(72)発明者 柳川 周作
神奈川県厚木市旭町４−14−１
Claims (4)
- 【請求項１】基板加熱用の主ヒータを有し、該主ヒータ
により反応室内の基板を加熱処理する基板処理装置にお
いて、前記反応室内に昇華用ヒータと原料が載置される
原料昇華部とを設け、前記昇華用ヒータは前記原料昇華
部の近傍に設け、前記昇華用ヒータにより前記原料を加
熱し、昇華させることを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項２】前記原料昇華部と基板処理領域との間であ
って、前記反応室内に断熱部を設けたことを特徴とする
請求項１に記載の基板処理装置。 - 【請求項３】前記昇華用ヒータの加熱温度を原料の昇華
温度を越える温度としたことを特徴とする請求項２に記
載の基板処理装置。 - 【請求項４】半導体装置を製造する方法において、反応
室内に基板を主ヒータで加熱する工程と、前記反応室内
にキャリアガスを導入する工程と、前記反応室内に設け
られた昇華用ヒータにより前記反応室内に載置された原
料を昇華する工程と、前記昇華された原料を基板に拡散
する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製
造方法。
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|---|---|---|---|
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| US10/190,516 US6923867B2 (en) | 2001-07-12 | 2002-07-09 | Substrate processing apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
| KR10-2002-0040456A KR100475999B1 (ko) | 2001-07-12 | 2002-07-11 | 기판 처리장치 및 반도체 장치의 제조방법 |
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|---|---|---|---|
| JP2001211952A JP4509433B2 (ja) | 2001-07-12 | 2001-07-12 | 基板処理装置および半導体装置の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| RU2401881C2 (ru) * | 2005-03-18 | 2010-10-20 | Улвак, Инк. | Способ и устройство нанесения покрытия, постоянный магнит и способ его изготовления |
| JP5734081B2 (ja) * | 2010-10-18 | 2015-06-10 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置、基板処理装置の温度制御方法、及び基板処理装置の加熱方法 |
| JP5492120B2 (ja) * | 2011-03-08 | 2014-05-14 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 蒸発源および蒸着装置 |
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| JPH06333856A (ja) * | 1993-05-25 | 1994-12-02 | Nec Corp | 薄膜形成装置 |
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