JP2004221457A - Semiconductor treating device - Google Patents

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JP2004221457A
JP2004221457A JP2003009416A JP2003009416A JP2004221457A JP 2004221457 A JP2004221457 A JP 2004221457A JP 2003009416 A JP2003009416 A JP 2003009416A JP 2003009416 A JP2003009416 A JP 2003009416A JP 2004221457 A JP2004221457 A JP 2004221457A
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Japan
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wafer
furnace
gas
heat treatment
flow
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Pending
Application number
JP2003009416A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirotaka Yanagisawa
寛高 柳澤
Masahiko Kurokawa
昌彦 黒川
Koji Araki
浩司 荒木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Coorstek KK
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Ceramics Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor treating device that can perform a uniform heat treatment on the wafers and is a vertical thermal diffusion furnace preventing metal contamination. <P>SOLUTION: In this substrate treating device, a gas inlet port 6 through which an atmospheric gas is introduced into a core pipe 2 and a wafer boat 13 which holds wafers in the core pipe 2 are separated from each other by forming a porous partition wall 3 between the port 6 and boat 13. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハを例えば1000℃以上の雰囲気中でアニール処理する熱処理炉等の半導体処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体ウエハ(以下、ウエハという)の製造工程は、概略すると、図2に一般的な概要フロー図を示すように、CZ(Czochralski)法等によりシリコン単結晶を加熱炉から徐々に引上げて単結晶を成長させ(S11)、引上げられたシリコンのインゴットをブロックに切断し、このブロックをスライスしている(S12)。切り出されたウエハの表面はラッピング加工が施され、さらに、鏡面加工を施して鏡面を形成する(S13)。鏡面加工後に洗浄を行い(S14)、ウエハ表面での完全結晶層を確保するために、熱処理炉(例えば、縦型熱拡散炉)を用いて高温(1000℃以上)雰囲気中で熱処理を行なっている(S15)。その後、最終洗浄を行い(S16)、ウエハが完成する(S17)。
【0003】
これらの製造工程のうち、熱処理炉によるウエハ熱処理は、半導体の集積度の上昇に伴い、ウエハに生じる微細な結晶欠陥が、そのウエハに形成されるトランジスタやキャパシタ等の各素子の電気的特性を損なう原因になってきているため、例えば、従来から使用されてきたCZ法で製造されたウエハでは、その素子活性層内の結晶欠陥密度が高いと、デバイスの製造工程で歩留低下が生じてしまう。
【0004】
そのため、製造コストは上昇するが、熱拡散炉の内部で1000℃を越えるH雰囲気中で数時間のアニール処理を施すことによって、素子活性層内の結晶欠陥密度を減少させている。このようにアニール処理が施された水素アニールウエハやエピタキシャルウエハと呼ばれるウエハを用いることにより、集積度の高い半導体デバイスの製造工程での歩留低下率を抑えている。このように、ウエハを半導体素子の形成に適するようにするための熱処理炉によるウエハ熱処理は、通常、複数枚のウエハをウエハボートに載置した状態で熱処理が行われるバッチ方式で行われている。
【0005】
図3は従来の縦型熱拡散炉の外観の概要を示す斜視図であり、図4は従来の縦型熱拡散炉の上部を示す部分断面図である。
【0006】
縦型熱拡散炉50は円筒状の形状を有し、縦型熱拡散炉50の頂部には外部からガスを供給するガス導入管51が連結されている。
【0007】
実際の熱処理は、縦型熱拡散炉50の内部に、ウエハWが水平に載置されたボート52を下から挿入し、外部から所定のガスをガス導入管51を介して供給し、所定の時間の間ウエハWをそのガスの中に晒して熱処理が行われる。つまり、ガスが供給される炉50の上部である上室部53にはガスの流れに対する障害物は何も存在しない構造となっているので、上室部53に流入したガスはそのまま上室部53を通過する。その下方の炉筒部54では、ウエハボートに等間隔の隙間でウエハWが保持されているので、ここでの温度は1000℃以上に制御され、ガスはウエハWの近傍を流れ、ウエハWはガス雰囲気中で熱処理される。炉筒部54の下方には、高熱が更に下方に到達しないように、複雑な形状をした反射板(不図示)が設置されている。ガスはこの部分を通過し、排気管(不図示)から炉50の外へ排気される(例えば、特許文献1参照)。
【0008】
また、図5に示すように、炉50の上部に孔56aが孔設された隔壁56が設けられ、この隔壁56により炉50の上室部53と炉筒部54とに分離された構造が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
【0009】
【特許文献1】
特開平10−22291号公報 (段落番号0006〜0038 図1、図9、図10)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
従来の縦型熱拡散炉の内部のガスの流れについて、図6に示した説明図で説明すると、従来の縦型熱拡散炉50では、炉50の内部の上部には障害物が存在しないため、ガスGはガス導入管51から供給されて上部室53の内部に流入し、さらに直下に流れてウエハWに対して衝突するように供給されている。その場合、ガスGは、障害物の無い広い領域から、ウエハGを載置したウエハボート52等が設けられている領域に流れる。つまり、ガスGは広い領域から狭い領域にほぼガス導入管51から供給された流速で流入する。そのため、流れが不安定になり、ガスGは上室部53と炉筒部54の上部の中で渦A1、A2を形成する。
【0011】
その後、ガスGは不安定な流れを形成したままウエハWの面に沿って下方に流れて炉筒部54に入る。炉筒部54の内部でもガスGは不安定な流れのまま進んで、炉筒部54の内部に配置されているウエハWを載置しているウエハボート52等の形状にしたがって、流路の断面積が狭隘な部分では渦A3を発生し、また、炉筒部54の内部で大きく対流Bを起こす場合がある。
【0012】
それらによって、ウエハWの近傍のガスの流れが不均質になり、熱処理むらが発生する。また、大きな対流によって炉筒部54の下方部で析出した極めて微粒子の金属汚染粒子が、炉筒部54の上方部のウエハWに輸送され、ウエハWが金属汚染される場合が発生する。
【0013】
また、特許文献1に示したように、図5で示した炉50の上部室53の炉筒部54との間に、多数の孔があけられた隔壁板56を挿入しても、隔壁板56の直後の孔の後方(下方)ではガスGの速度が均一でないため、ガスGの流れの不安定性は解消されない。
【0014】
本発明はこれらの事情に基づいてなされたもので、ウエハに対して均質な熱処理を施すことが出来、かつ、金属汚染を防止した縦型熱拡散炉である半導体処理装置を提供することを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明による手段によれば、熱処理炉に形成されたガス導入口から供給される雰囲気ガスにより、前記熱処理炉の内部に配置されたウエハボートに載置されるウエハに対して熱処理を施す半導体処理装置であって、前記ガス導入口と前記ウエハボートとの間は多孔質の隔壁により分離されていることを特徴とする半導体処理装置である。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0017】
発明者は予てからウエハをアニール処理する熱処理炉(縦型熱拡散炉)で均質に効率よく、かつ、金属汚染が発生しないように処理を施すためには、縦型熱拡散炉の内部でのウエハに対してのガスの流れを、均等で安定した流れに形成し、かつ、ウエハの周辺で対流が生じないようにすることが重要であると考え、縦型熱拡散炉の内部でのガスの流れの制御について検討してきた。
【0018】
その結果、今般、縦型熱拡散炉の内部を、下記に示すような構造を用いることにより、縦型熱拡散炉の内部で、ウエハに対してのガスの流れを、均等で安定したものにし、かつ、ウエハの周辺での対流の発生の防止をおこなうことができることを確認した。
【0019】
図1は、本発明の縦型熱拡散炉の一例を示す模式断面図である。
【0020】
縦型熱拡散炉1は、石英ガラスガラス、SiC等の材質からなる上方が閉塞された円筒状の炉心管2により熱処理室が形成されている。炉心管2は側壁2aに溶接によって接合された隔壁3により、上室部4と炉筒部5に分離されている。
【0021】
隔壁3はガスGが流通できる多孔質で、耐熱温度が1000℃以上であり、かつ、熱膨張係数が所定値以下の部材が用いられている。それらの部材は、例えば、炭化珪素(SiC)、アルミナあるいは石英ガラス等である。また、隔壁3は、後述するウエハボートに載置されている被処理物であるウエハWの平面と略平行になるように炉心管2の側壁2aに溶接されている。なお、隔壁3は1枚で形成してもよいし、所定の厚みのものを複数枚で形成してもよい。
【0022】
炉心管2の側壁2aには、被処理物であるウエハWに対して熱処理を施すための所定の熱処理用ガスGを、炉心管2の内部の上方のガス導入口6から上室部4へ導入するガス導入管7が配置されている。またガス導入管7と対向する炉心管2の側壁2aには、熱処理用ガスGを排出するためのガス排出口8が配置されている。なお、ガスGはHを含む還元性雰囲気ガスである。
【0023】
また、ウエハWへの金属汚染の対策上、ガス導入管7、上室部4の側壁2aの材質は金属汚染の原因となるFe,Cu等の金属成分が少ない高純度の石英ガラス製にすることが好ましい。
【0024】
また、上室部4の側壁2aの材質は、炉筒部5の側壁2aの材質に比べて、金属汚染の原因となるFe,Cuともその濃度を低くすることが好ましい。
【0025】
それらにより、ガス導入管7、上室部4の側壁2aの材質を高純度の石英ガラス製とし、石英ガラスの純度を炉筒部5の側壁2aの材質より、上室部4の側壁2aの材質の方をより高くすれば、上室部4の内部で生じる上室部4の側壁2aからの金属の汚染を防止することができる。
【0026】
また、炉心管2の内部には、例えばステンレス製の炉床9の上に順次積層状態に構成された下部保温筒11、上部保温筒12およびウエハボード13とが配置されている。
【0027】
下部保温筒11は、炉床9に立設され電気的に接続された4本の支柱9aに、形成された4つの孔(不図示)がそれぞれ串刺し状に貫通された石英ガラスガラス板14aが所定ピッチで積層されて形成されている。
【0028】
上部保温筒12は、下部保温筒11の支柱9aと対応する位置に設けら、この支柱9aに電気的に接続している支柱9bに形成された、例えば、4つの孔がそれぞれ串刺し状に貫通された石英ガラスガラス板14bが所定ピッチで積層されて形成されている。
【0029】
なお、保温筒11、12は熱に対する反射板の役割を果たしており、ウエハWボード13に収納されたウエハWが熱処理される際に、熱が下方に逃げるのを防止するためのものである。下部保温筒11と上部保温筒12とに分離して設けているのは、上部保温筒12が高温に晒されて経時変化により石英ガラスガラス板14aにだれが生じることがあるので、その際の交換容易性と部分的な交換による経済性のためである。
【0030】
また、図1に示したように、挿入された状態のウエハボート13をとり囲むように炉心管2の外周にはヒータ15が設けられており、炉心管2とヒータ15の外側はケーシング16により蔽われている。
【0031】
これらの縦型熱拡散炉の構造により、ガス導入管7から炉心管2の上部の上室部4に所定の流速で導入されたガスGは、ガスGの流れに対向した上室部4の底が多孔質の隔壁3で閉塞されているため、上室部4の内部に一旦滞留して加熱される。その後、隔壁3の多孔質の孔を介して染み出すように、隔壁3の全面に極めて高密度に分散して均一な流速分布で炉筒部5に流入する。この場合、隔壁3は、ウエハボートに載置されている被処理物であるウエハWの平面と、略平行になるように炉心管2の側壁2aに溶接されているので、隔壁3の多孔質の孔を介して染み出すように出てきたガスGは、ウエハWの面に対して略垂直方向に流れる。
【0032】
炉筒部5に流入したガスGはウエハWの近傍を流れる。それによりウエハWは熱処理される。そして、ガスGは保温筒11、12が設置されている部分を通過し、ガス排出口8から炉心管2の外へ排気される。
【0033】
この場合、炉筒部5の内部でのガスGの流れは、隔壁3の全面から極めて高密度に分散して均一な流速分布で流入するので、流れの不安定性を回避することができ、炉筒部5の内部でも均一な流れを形成し、ウエハW近傍には均質なガスGが流れる。それにより温度や気流が乱れがなくなり、均質な熱処理が可能となる。
【0034】
また、炉筒部5の内部でのガスGの流れの不安定性が回避されることによって、炉筒部5の内部での大きな対流も抑止できる。それにより、炉心管2の下方部で析出した金属汚染が発生しても、その金属汚染が炉筒部5の内部のウエハWに移送されることがなくなる。それにより、ウエハWが金属汚染されることを防止することができる。
【0035】
なお、ガス導入管7の炉筒部5への流入位置は、炉心管2の側壁2aや頂部に任意に配置することができる。また、ガス導入管7の本数については、1本でも複数本でも任意に選択することができる。その他、上述の実施の形態を発明の趣旨に沿って種々変更することが可能である。
【0036】
また、上述の実施の形態では、水素アニールの場合について説明したが、水素アニールに限定されず、N、Arあるいは酸化性雰囲気についても適用することができる。
【0037】
【発明の効果】
本発明によれば、ウエハに対して均質な熱処理を施すことが出来、かつ、金属汚染を防止した縦型熱拡散炉等の半導体処理装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の縦型熱拡散炉の一例を示す模式断面図。
【図2】半導体ウエハの製造工程の一般的な概要フロー図。
【図3】従来の縦型熱拡散炉の外観の概要を示す斜視図。
【図4】従来の縦型熱拡散炉の上部を示す部分断面図。
【図5】従来の縦型熱拡散炉の上部を示す部分断面図。
【図6】従来の縦型熱拡散炉の内部のガスの流れについての説明図。
【符号の説明】
1…縦型熱拡散炉、2…炉心管、3…隔壁、4…上室部、5…炉筒部、6…ガス導入口、7…ガス導入管、13…ウエハボート
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor processing apparatus such as a heat treatment furnace for annealing a semiconductor wafer in an atmosphere of, for example, 1000 ° C. or higher.
[0002]
[Prior art]
In a manufacturing process of a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as a wafer), a silicon single crystal is gradually pulled up from a heating furnace by a CZ (Czochralski) method or the like as shown in a general schematic flow chart in FIG. Is grown (S11), the pulled silicon ingot is cut into blocks, and the blocks are sliced (S12). The surface of the cut wafer is subjected to lapping, and is further subjected to mirror finishing to form a mirror surface (S13). After the mirror polishing, cleaning is performed (S14), and a heat treatment is performed in a high-temperature (1000 ° C. or higher) atmosphere using a heat treatment furnace (for example, a vertical thermal diffusion furnace) in order to secure a complete crystal layer on the wafer surface. (S15). Thereafter, final cleaning is performed (S16), and a wafer is completed (S17).
[0003]
Among these manufacturing processes, wafer heat treatment using a heat treatment furnace involves a process in which fine crystal defects generated in a wafer are accompanied by an increase in the degree of integration of a semiconductor, and the electrical characteristics of each element such as a transistor and a capacitor formed in the wafer are changed. For example, in the case of a wafer manufactured by the conventionally used CZ method, when the crystal defect density in the element active layer is high, the yield is reduced in the device manufacturing process because the wafer is manufactured by the conventionally used CZ method. I will.
[0004]
Therefore, although the manufacturing cost is increased, annealing for several hours in an H 2 atmosphere exceeding 1000 ° C. inside the thermal diffusion furnace reduces the crystal defect density in the element active layer. By using a hydrogen-annealed wafer or an epitaxial wafer that has been subjected to the annealing process as described above, the yield reduction rate in the process of manufacturing a highly integrated semiconductor device is suppressed. As described above, the wafer heat treatment by the heat treatment furnace for making the wafer suitable for the formation of the semiconductor element is usually performed by a batch method in which the heat treatment is performed while a plurality of wafers are placed on a wafer boat. .
[0005]
FIG. 3 is a perspective view showing an outline of the appearance of a conventional vertical heat diffusion furnace, and FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing an upper part of the conventional vertical heat diffusion furnace.
[0006]
The vertical heat diffusion furnace 50 has a cylindrical shape, and a gas introduction pipe 51 for supplying gas from the outside is connected to the top of the vertical heat diffusion furnace 50.
[0007]
In the actual heat treatment, a boat 52 on which wafers W are horizontally placed is inserted from below into the vertical thermal diffusion furnace 50, and a predetermined gas is supplied from outside through a gas introduction pipe 51, and a predetermined gas is supplied. The heat treatment is performed by exposing the wafer W to the gas for a period of time. That is, the upper chamber 53, which is the upper part of the furnace 50 to which the gas is supplied, has a structure in which there is no obstacle to the gas flow. Go through 53. In the furnace tube portion 54 below the wafer W, the wafers W are held at equally spaced gaps in the wafer boat, so the temperature here is controlled to 1000 ° C. or higher, the gas flows near the wafer W, and the wafer W Heat treatment is performed in a gas atmosphere. A reflector (not shown) having a complicated shape is provided below the furnace tube portion 54 so that high heat does not reach further below. The gas passes through this portion and is exhausted from the furnace 50 through an exhaust pipe (not shown) (for example, see Patent Document 1).
[0008]
As shown in FIG. 5, a partition wall 56 having a hole 56 a is provided at the upper part of the furnace 50, and the partition wall 56 separates the upper chamber 53 of the furnace 50 from the furnace cylinder 54. It is disclosed (for example, see Patent Document 1).
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-10-22291 (paragraphs 0006 to 0038, FIGS. 1, 9, and 10)
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The flow of gas inside the conventional vertical thermal diffusion furnace will be described with reference to the explanatory view shown in FIG. 6. In the conventional vertical thermal diffusion furnace 50, since there is no obstacle at the upper part inside the furnace 50, The gas G is supplied from the gas introduction pipe 51, flows into the upper chamber 53, flows further below, and is supplied so as to collide with the wafer W. In this case, the gas G flows from a wide area without obstacles to an area where the wafer boat 52 on which the wafer G is mounted is provided. That is, the gas G flows from a wide area to a narrow area at a flow rate substantially supplied from the gas introduction pipe 51. Therefore, the flow becomes unstable, and the gas G forms vortices A1 and A2 in the upper chamber 53 and the upper part of the furnace tube.
[0011]
Thereafter, the gas G flows downward along the surface of the wafer W while forming an unstable flow, and enters the furnace tube portion 54. The gas G also proceeds in an unstable flow inside the furnace tube portion 54, and flows through the flow path according to the shape of the wafer boat 52 on which the wafer W placed inside the furnace tube portion 54 is placed. A vortex A3 may be generated in a portion having a small cross-sectional area, and a large convection B may be generated inside the furnace tube portion 54.
[0012]
As a result, the gas flow near the wafer W becomes non-uniform, and uneven heat treatment occurs. Further, extremely fine metal-contaminated particles precipitated in the lower portion of the furnace tube portion 54 due to large convection are transported to the wafer W above the furnace tube portion 54, and the wafer W may be metal-contaminated.
[0013]
Further, as shown in Patent Document 1, even if a partition plate 56 having a large number of holes is inserted between the furnace tube portion 54 of the upper chamber 53 of the furnace 50 shown in FIG. Since the velocity of the gas G is not uniform behind (below) the hole immediately after 56, the instability of the flow of the gas G is not solved.
[0014]
The present invention has been made based on these circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor processing apparatus which is a vertical heat diffusion furnace capable of performing uniform heat treatment on a wafer and preventing metal contamination. And
[0015]
[Means for Solving the Problems]
According to the means of the present invention, a semiconductor process for performing a heat treatment on a wafer placed on a wafer boat disposed inside the heat treatment furnace by an atmospheric gas supplied from a gas inlet formed in the heat treatment furnace. An apparatus, wherein the gas inlet and the wafer boat are separated by a porous partition.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
The inventor has foreseen that in order to perform processing uniformly and efficiently in a heat treatment furnace (vertical heat diffusion furnace) that anneals the wafer and to prevent metal contamination, the wafer inside the vertical heat diffusion furnace is required. Therefore, it is important to form a uniform and stable gas flow and prevent convection around the wafer, and the gas flow inside the vertical thermal diffusion furnace is considered important. We have studied flow control.
[0018]
As a result, in recent years, by using the following structure inside the vertical thermal diffusion furnace, the gas flow to the wafers inside the vertical thermal diffusion furnace has been made uniform and stable. It was also confirmed that convection around the wafer could be prevented from occurring.
[0019]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the vertical heat diffusion furnace of the present invention.
[0020]
In the vertical heat diffusion furnace 1, a heat treatment chamber is formed by a cylindrical furnace core tube 2 made of a material such as quartz glass glass or SiC and closed at the top. The furnace tube 2 is separated into an upper chamber 4 and a furnace tube 5 by a partition wall 3 joined to the side wall 2a by welding.
[0021]
The partition 3 is made of a porous material through which gas G can flow, and has a heat-resistant temperature of at least 1000 ° C. and a thermal expansion coefficient of a predetermined value or less. These members are, for example, silicon carbide (SiC), alumina or quartz glass. The partition wall 3 is welded to the side wall 2a of the furnace tube 2 so as to be substantially parallel to a plane of a wafer W which is an object to be processed placed on a wafer boat described later. Note that the partition wall 3 may be formed by one sheet, or may be formed by a plurality of sheets having a predetermined thickness.
[0022]
On the side wall 2a of the furnace tube 2, a predetermined heat treatment gas G for performing a heat treatment on the wafer W to be processed is supplied from the upper gas inlet 6 inside the furnace tube 2 to the upper chamber portion 4. A gas introduction pipe 7 to be introduced is arranged. Further, a gas outlet 8 for discharging the heat treatment gas G is arranged on the side wall 2 a of the furnace core tube 2 facing the gas inlet tube 7. The gas G is a reducing atmosphere gas containing H 2.
[0023]
In addition, in order to prevent metal contamination of the wafer W, the material of the gas introduction pipe 7 and the side wall 2a of the upper chamber 4 is made of high-purity quartz glass having few metal components such as Fe and Cu which cause metal contamination. Is preferred.
[0024]
Further, it is preferable that the material of the side wall 2a of the upper chamber portion 4 has a lower concentration of both Fe and Cu which cause metal contamination than the material of the side wall 2a of the furnace tube portion 5.
[0025]
Accordingly, the material of the gas introduction pipe 7 and the side wall 2a of the upper chamber 4 is made of high-purity quartz glass, and the purity of the quartz glass is set to be higher than that of the material of the side wall 2a of the furnace tube 5 by the material of the side wall 2a of the upper chamber 4. If the material is made higher, the contamination of the metal from the side wall 2a of the upper chamber 4 which occurs inside the upper chamber 4 can be prevented.
[0026]
Further, inside the furnace tube 2, a lower heat insulating tube 11, an upper heat insulating tube 12, and a wafer board 13, which are sequentially laminated on a hearth 9 made of stainless steel, for example, are arranged.
[0027]
The lower heat insulating cylinder 11 is formed of a quartz glass glass plate 14a in which four holes (not shown) formed through four pillars 9a erected on the hearth 9 and electrically connected to each other in a skewered manner. They are formed by being laminated at a predetermined pitch.
[0028]
The upper heat insulating cylinder 12 is provided at a position corresponding to the column 9a of the lower heat insulating cylinder 11, and for example, four holes formed in the column 9b electrically connected to the column 9a penetrate in a skewered manner. Formed quartz glass plates 14b are laminated at a predetermined pitch.
[0029]
The heat retaining cylinders 11 and 12 serve as heat reflecting plates, and serve to prevent heat from escaping downward when the wafer W stored in the wafer W board 13 is subjected to heat treatment. The reason why the lower heat insulating cylinder 11 and the upper heat insulating cylinder 12 are separately provided is that the upper heat insulating cylinder 12 is exposed to a high temperature, and there is a possibility that the quartz glass glass plate 14a may be drooped due to aging. This is because of the ease of exchange and the economics of partial exchange.
[0030]
As shown in FIG. 1, a heater 15 is provided around the core tube 2 so as to surround the inserted wafer boat 13, and the outside of the core tube 2 and the heater 15 is provided by a casing 16. Concealed.
[0031]
Due to the structure of these vertical heat diffusion furnaces, the gas G introduced from the gas introduction pipe 7 into the upper chamber 4 at the upper part of the furnace tube 2 at a predetermined flow rate is supplied to the upper chamber 4 facing the flow of the gas G. Since the bottom is closed by the porous partition wall 3, it temporarily stays inside the upper chamber 4 and is heated. After that, it is dispersed at a very high density over the entire surface of the partition wall 3 and flows into the furnace tube portion 5 with a uniform flow velocity distribution so as to seep through the porous holes of the partition wall 3. In this case, since the partition wall 3 is welded to the side wall 2a of the furnace core tube 2 so as to be substantially parallel to the plane of the wafer W to be processed placed on the wafer boat, The gas G that has leaked out through the holes flows in a direction substantially perpendicular to the surface of the wafer W.
[0032]
The gas G flowing into the furnace tube 5 flows near the wafer W. Thereby, the wafer W is heat-treated. Then, the gas G passes through the portion where the heat retaining tubes 11 and 12 are installed, and is exhausted from the gas outlet 8 to the outside of the furnace tube 2.
[0033]
In this case, the flow of the gas G inside the furnace tube part 5 is dispersed at a very high density from the entire surface of the partition wall 3 and flows in with a uniform flow velocity distribution. A uniform flow is also formed inside the cylindrical portion 5, and a uniform gas G flows near the wafer W. As a result, temperature and airflow are not disturbed, and uniform heat treatment can be performed.
[0034]
Further, by avoiding the instability of the flow of the gas G inside the furnace tube 5, large convection inside the furnace tube 5 can also be suppressed. Thus, even if metal contamination precipitated at the lower portion of the furnace tube 2 occurs, the metal contamination is not transferred to the wafer W inside the furnace tube 5. Thereby, metal contamination of the wafer W can be prevented.
[0035]
In addition, the inflow position of the gas introduction pipe 7 into the furnace tube portion 5 can be arbitrarily arranged on the side wall 2 a or the top of the furnace tube 2. In addition, the number of the gas introduction pipes 7 can be arbitrarily selected from one or a plurality. In addition, the above-described embodiment can be variously modified in accordance with the gist of the invention.
[0036]
Further, in the above-described embodiment, the case of hydrogen annealing has been described. However, the present invention is not limited to hydrogen annealing but can be applied to N 2 , Ar, or an oxidizing atmosphere.
[0037]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to realize a semiconductor processing apparatus such as a vertical thermal diffusion furnace or the like that can perform a uniform heat treatment on a wafer and that prevents metal contamination.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a vertical thermal diffusion furnace of the present invention.
FIG. 2 is a general schematic flowchart of a semiconductor wafer manufacturing process.
FIG. 3 is a perspective view showing an outline of the appearance of a conventional vertical heat diffusion furnace.
FIG. 4 is a partial sectional view showing an upper part of a conventional vertical thermal diffusion furnace.
FIG. 5 is a partial sectional view showing an upper part of a conventional vertical heat diffusion furnace.
FIG. 6 is an explanatory view of a gas flow inside a conventional vertical thermal diffusion furnace.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vertical thermal diffusion furnace, 2 ... Furnace tube, 3 ... Partition wall, 4 ... Upper chamber part, 5 ... Furnace cylinder part, 6 ... Gas introduction port, 7 ... Gas introduction pipe, 13 ... Wafer boat

Claims (2)

熱処理炉に形成されたガス導入口から供給される雰囲気ガスにより、前記熱処理炉の内部に配置されたウエハボートに載置されるウエハに対して熱処理を施す半導体処理装置であって、
前記ガス導入口と前記ウエハボートとの間は多孔質の隔壁により分離されていることを特徴とする半導体処理装置。
A semiconductor processing apparatus for performing a heat treatment on a wafer mounted on a wafer boat disposed inside the heat treatment furnace by an atmosphere gas supplied from a gas inlet formed in the heat treatment furnace,
A semiconductor processing apparatus, wherein the gas inlet and the wafer boat are separated by a porous partition.
前記隔壁は、炭化珪素、アルミナあるいは石英ガラスにより形成されていることを特徴とする請求項1記載の半導体処理装置。2. The semiconductor processing apparatus according to claim 1, wherein said partition is made of silicon carbide, alumina or quartz glass.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015529010A (en) * 2012-07-09 2015-10-01 サン−ゴバン グラス フランスSaint−Gobain Glass France Apparatus and method for heat treating an object

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