JP2596748B2 - Heat treatment furnace for semiconductor - Google Patents
Heat treatment furnace for semiconductorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は半導体ウエーハを熱処理する半導体用熱処
理炉に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat treatment furnace for a semiconductor for heat treating a semiconductor wafer.
従来の技術 半導体用熱処理炉は、ガスを炉内に吸入して、半導体
ウエハーを熱処理し、ガスは排気管から排出するように
なっている。2. Description of the Related Art In a semiconductor heat treatment furnace, a gas is sucked into the furnace to heat-treat a semiconductor wafer, and the gas is exhausted from an exhaust pipe.
この半導体用熱処理炉の排気管は、単なる円管であり
これをダクトに接続して、この排気管とダクトを介して
ガスを外部に排出するようになっている。The exhaust pipe of this heat treatment furnace for semiconductors is simply a circular pipe, which is connected to a duct, and discharges gas to the outside through the exhaust pipe and the duct.
発明が解決しようとする問題点 このため炉内に吸入したガスの流量と排出するガスの
流量との関係で、炉内の圧力がプラス圧になったりマイ
ナス圧になったりしていた。マイナス圧になった場合に
は、排気管および配管等の連結部から不純なガスが炉内
に入りこんでいた。また炉の蓋を開けたときなどに炉口
から炉体ルーム内のガスを炉内に吸い込んでしまってい
た。このように、炉内の圧力が不安定でありかつ不純な
ガスが炉内に入りこむ問題があった。Problems to be Solved by the Invention For this reason, the pressure in the furnace has been positive or negative depending on the relationship between the flow rate of gas sucked into the furnace and the flow rate of exhaust gas. When the pressure became negative, the impure gas entered the furnace from the connection part such as the exhaust pipe and the pipe. Also, when the lid of the furnace was opened, gas in the furnace body room was sucked into the furnace from the furnace opening. As described above, there is a problem that the pressure in the furnace is unstable and an impure gas enters the furnace.
この発明は、熱処理中に炉内の圧力を安定させかつプ
ラス圧に保つことができる半導体用熱処理炉を提供する
ことを目的としている。An object of the present invention is to provide a semiconductor heat treatment furnace that can stabilize the pressure inside the furnace during heat treatment and maintain the pressure inside the furnace at a positive pressure.
問題点を解決するための手段 この発明は、ガスを炉の上部から炉内に吸入して半導
体ウエハーを熱処理して前記ガスを炉の下方の排気部か
ら排出する下部開放形式の縦型半導体用熱処理炉におい
て、炉の下部側のガス圧力を計って、設定炉内圧と実際
の炉内圧の偏差を検知して、前記排気部に設置した流量
調節装置に前記偏差量に対応する信号を送って前記流量
調節装置を作動して、前記排気部の排気ガス流量をプラ
ス圧になるように制御し、かつ、半導体ウエハーを出し
入れするために炉の下方の炉口を開けたとき、前記流量
調節装置の作動により前記排気部の排気口を閉じる構成
にしたことを特徴とする半導体用熱処理炉を要旨として
いる。Means for Solving the Problems The present invention relates to a vertical-opening type vertical semiconductor for lowering a gas in which a gas is sucked into the furnace from the upper part of the furnace, the semiconductor wafer is heat-treated, and the gas is discharged from an exhaust part below the furnace. In the heat treatment furnace, the gas pressure on the lower side of the furnace is measured, the deviation between the set furnace pressure and the actual furnace pressure is detected, and a signal corresponding to the deviation is sent to a flow control device installed in the exhaust unit. Activating the flow control device, controlling the exhaust gas flow rate of the exhaust unit to be a positive pressure, and opening the lower furnace opening for loading and unloading semiconductor wafers, the flow control device The heat treatment furnace for semiconductors is characterized in that the exhaust port of the exhaust section is closed by the operation of (1).
実 施 例 半導体用熱処理炉１はたとえば石英により作られてい
る。半導体用熱処理炉１の周囲にはヒータ２が設けられ
ている。このヒータ２は図示しない炉体に取付けられて
いる。半導体用熱処理炉１はこの炉体ルーム内に設定さ
れている。EXAMPLE The semiconductor heat treatment furnace 1 is made of, for example, quartz. A heater 2 is provided around the semiconductor heat treatment furnace 1. The heater 2 is attached to a furnace body (not shown). The semiconductor heat treatment furnace 1 is set in this furnace room.
半導体用熱処理炉１の炉内には、ボート５が設定され
ている。このボート５には複数の半導体ウエハー６が並
べて設定されている。ボート５は台４にのせてある。台
４は支持軸３に固定されている。支持軸３は矢印方向に
回転可能である。半導体用熱処理炉１の炉口13には蓋1a
が開閉可能に取付けられている。A boat 5 is set in the furnace of the semiconductor heat treatment furnace 1. A plurality of semiconductor wafers 6 are set on the boat 5. The boat 5 is on the platform 4. The table 4 is fixed to the support shaft 3. The support shaft 3 is rotatable in the direction of the arrow. A lid 1a is provided at the furnace port 13 of the heat treatment furnace 1 for semiconductors.
Is mounted to be openable and closable.
半導体用熱処理炉１の頂部には、ガス吸入管７が設け
られている。このガス吸入管７はガス供給手段14に接続
されている。ガス供給手段14は、N2ガスを吸入管７を介
して半導体用熱処理炉１内に送ることができるようにな
っている。A gas suction pipe 7 is provided at the top of the heat treatment furnace 1 for a semiconductor. This gas suction pipe 7 is connected to gas supply means 14. The gas supply means 14 can send N2 gas into the semiconductor heat treatment furnace 1 through the suction pipe 7.
半導体用熱処理炉１の下部には、排気部20が設けられ
ている。排気部20の排気管８は、半導体用熱処理炉１の
下部に接続されている。排気管８の途中には接続管９が
設けられている。この接続管９には炉内圧計10が接続さ
れている。この炉内圧計10は、半導体用熱処理炉１の炉
内の実際の炉内圧を検出する。制御装置12はすでに設定
された設定炉内圧とこの実際の炉内圧の偏差を求め、こ
の偏差量に対応する信号を作る。この信号により流量調
節装置11の開度を自動的に調節できるようになってい
る。この流量調節装置11は、駆動源を有するバルブで構
成できる。駆動源によるバルブの開度を設定する。この
流量調節装置11は、排気管８の途中に設けられている。
なお、この排気管８および接続管９は、たとえば石英に
より作られている。An exhaust unit 20 is provided below the heat treatment furnace 1 for a semiconductor. The exhaust pipe 8 of the exhaust unit 20 is connected to a lower part of the semiconductor heat treatment furnace 1. A connection pipe 9 is provided in the exhaust pipe 8. A furnace pressure gauge 10 is connected to the connection pipe 9. The furnace pressure gauge 10 detects the actual furnace pressure in the furnace of the semiconductor heat treatment furnace 1. The control device 12 obtains a deviation between the set furnace pressure already set and the actual furnace pressure, and generates a signal corresponding to the deviation amount. The opening of the flow control device 11 can be automatically adjusted by this signal. This flow control device 11 can be constituted by a valve having a drive source. Set the opening of the valve by the drive source. The flow control device 11 is provided in the exhaust pipe 8.
The exhaust pipe 8 and the connecting pipe 9 are made of, for example, quartz.
使用に際しては、半導体用熱処理炉１はヒータ２で加
熱するようになっている。ガスをガス供給手段14から送
る。ガスは吸入管７を介して半導体用熱処理炉１内に送
られる。そしてガスは排気管８を通り流量調節装置11に
達する。In use, the semiconductor heat treatment furnace 1 is heated by the heater 2. The gas is sent from the gas supply means 14. The gas is sent into the semiconductor heat treatment furnace 1 via the suction pipe 7. Then, the gas passes through the exhaust pipe 8 and reaches the flow control device 11.
また、ガスは炉の下方の炉内圧計10に達する。これに
より随時炉内の下方のガス圧力が炉内圧計10で検知さ
れ、制御装置12は、その実際の炉内圧とすでに設定され
ている炉内圧との偏差を求め、得られた偏差量に対応す
る信号を作る。この信号に基いて流量調節装置11の開度
を設定する。これにより排気部20の排気ガス流量を制御
し、炉内圧力を安定させかつプラス圧に保つようにす
る。The gas also reaches the furnace pressure gauge 10 below the furnace. As a result, the lower gas pressure in the furnace is detected from time to time by the furnace pressure gauge 10, and the controller 12 calculates the deviation between the actual furnace pressure and the preset furnace pressure, and corresponds to the obtained deviation amount. Make a signal to The opening degree of the flow control device 11 is set based on this signal. Thus, the flow rate of the exhaust gas in the exhaust section 20 is controlled, so that the furnace pressure is stabilized and maintained at a positive pressure.
このようにすることで炉内圧が外部の圧力（たとえば
炉体ルームの内圧）より高いので、半導体ウエハー６を
拡散処理中に炉体ルームから炉口13や排気管８の連結部
を通って炉内に不純なガス（例えばO2ガス）が入りこま
ない。また蓋1aを矢印Ｘ方向に下げて半導体ウエハー６
を半導体用熱処理炉１から出したり、逆に半導体用熱処
理炉１内に半導体ウエハー６を入れる場合に、炉体ルー
ム内のガス、即ち半導体用熱処理炉１の外のガスを半導
体用熱処理炉１の炉内に吸い込むことがないため、不純
ガス（例えばO2ガス）による半導体ウエハー６の汚染を
なくすことができる。とくに、このように炉口13を開け
て半導体ウエハー６を出し入れする場合には、炉内圧が
下がるため流量調節装置が作動して排気口を閉じる。そ
れにより、炉体ルーム内のガス、即ち半導体用熱処理炉
１の外のガスを半導体用熱処理炉１の炉内に吸い込むこ
とを防ぐ。By doing so, the furnace pressure is higher than the external pressure (for example, the internal pressure of the furnace body room), so that the semiconductor wafer 6 is diffused from the furnace body room through the furnace port 13 and the connection portion of the exhaust pipe 8 during the diffusion process. Impure gas (for example, O2 gas) does not enter inside. Further, the lid 1a is lowered in the direction of the arrow X so that the semiconductor wafer 6
When the semiconductor wafer 6 is taken out of the semiconductor heat treatment furnace 1 or the semiconductor wafer 6 is put into the semiconductor heat treatment furnace 1, the gas in the furnace body room, that is, the gas outside the semiconductor heat treatment furnace 1 is removed. , The contamination of the semiconductor wafer 6 by the impurity gas (for example, O2 gas) can be eliminated. In particular, when the semiconductor wafer 6 is taken in and out by opening the furnace port 13 as described above, since the furnace internal pressure decreases, the flow rate adjusting device operates and the exhaust port is closed. This prevents the gas in the furnace room, that is, the gas outside the semiconductor heat treatment furnace 1, from being sucked into the semiconductor heat treatment furnace 1.
ところで、表１では、炉内圧と炉底における不純物ガ
ス（O2ガス）濃度の実験例を示している。この場合、半
導体用熱処理炉１内は、N2ガス雰囲気となっている。そ
して、不純物ガスO2の濃度は０％である。ガス供給手段
14からのN2ガス流量は、30/minとなっている。Table 1 shows experimental examples of the furnace pressure and the impurity gas (O2 gas) concentration at the furnace bottom. In this case, the inside of the semiconductor heat treatment furnace 1 is in an N2 gas atmosphere. The concentration of the impurity gas O2 is 0%. Gas supply means
The N2 gas flow from 14 is 30 / min.
この条件下で半導体用熱処理炉の底においてO2ガス濃
度を測定した。炉内圧が0mmH2Oの場合はO2ガス濃度が０
％で、問題がない。ところが、炉内圧がマイナスになる
と、不純なO2ガス濃度はかなり増える。このようなこと
から半導体用熱処理炉１内の炉内圧をプラス圧にするこ
とが重要であることがわかる。これは、半導体ウエハー
６を出し入れするために炉口13を開ける場合にもいえる
ことである。Under these conditions, the O2 gas concentration was measured at the bottom of the semiconductor heat treatment furnace. O2 gas concentration is 0 when furnace pressure is 0mmH2O
In%, there is no problem. However, when the furnace pressure becomes negative, the impurity O2 gas concentration increases considerably. From these facts, it is understood that it is important to make the furnace pressure in the semiconductor heat treatment furnace 1 a positive pressure. This is also true when the furnace port 13 is opened to take in and out the semiconductor wafer 6.
発明の効果 以上説明したことから明らかなように、この発明によ
れば、設定炉内圧と実際の炉内圧の偏差を検知して、そ
の偏差量に対応する信号に基づいて流量調節装置を作動
するようになっている。これにより排気するガス流量を
制御するので、半導体用熱処理炉の炉内圧力をプラス圧
に保つことができる。このことから炉内圧力が安定し、
かつ半導体ウエハーの熱処理中に不純なガスが入りこま
ない。Advantageous Effects of the Invention As is apparent from the above description, according to the present invention, the deviation between the set furnace pressure and the actual furnace pressure is detected, and the flow rate adjusting device is operated based on a signal corresponding to the difference. It has become. As a result, the flow rate of the gas to be exhausted is controlled, so that the pressure in the semiconductor heat treatment furnace can be maintained at a positive pressure. This stabilizes the furnace pressure,
In addition, impure gas does not enter during the heat treatment of the semiconductor wafer.
また、半導体用熱処理炉の炉内圧力をプラス圧に保つ
だけでなく、炉口13を開けて半導体ウエハー６を出し入
れするときに排気口を閉じるので、半導体ウエハーの熱
処理時だけでなく出し入れ時にも、炉体ルーム内のガス
を炉内に吸い込むことがなく、不純物ガスによる半導体
ウエハーの汚染がない。Moreover, not only is the furnace pressure maintained at a plus pressure in the heat treatment furnace for semiconductors, but also the exhaust port is closed when the furnace port 13 is opened and the semiconductor wafer 6 is taken in and out. Further, the gas in the furnace body room is not sucked into the furnace, and there is no contamination of the semiconductor wafer by the impurity gas.
これらのことから高純度の半導体ウエハーを製造する
ことが可能となる。From these facts, it becomes possible to manufacture a high-purity semiconductor wafer.
【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の好適な実施例による半導体用熱処理
炉を示す図である。 １……半導体用熱処理炉 ２……ヒータ ６……半導体ウエハー ７……吸入管 ８……排気管 ９……接続管 10……炉内圧計 11……流量調節装置 12……制御装置 13……炉口 14……ガス供給手段BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a heat treatment furnace for a semiconductor according to a preferred embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heat treatment furnace for semiconductors 2 ... Heater 6 ... Semiconductor wafer 7 ... Suction pipe 8 ... Exhaust pipe 9 ... Connection pipe 10 ... Furnace pressure gauge 11 ... Flow control device 12 ... Control device 13 ... ... Furnace opening 14 ... Gas supply means
Claims (1)
ウエハーを熱処理して前記ガスを炉の下方の排気部から
排出する下部開放形式の縦型半導体用熱処理炉におい
て、炉の下部側のガス圧力を計って、設定炉内圧と実際
の炉内圧の偏差を検知して、前記排気部に設置した流量
調節装置に前記偏差量に対応する信号を送って前記流量
調節装置を作動して、前記排気部の排気ガス流量をプラ
ス圧になるように制御し、かつ、半導体ウエハーを出し
入れするために炉の下方の炉口を開けたとき、前記流量
調節装置の作動により前記排気部の排気口を閉じる構成
にしたことを特徴とする半導体用熱処理炉。An open bottom type vertical semiconductor heat treatment furnace for heat-treating a semiconductor wafer by sucking a gas into the furnace from an upper part of the furnace and discharging the gas from an exhaust part below the furnace. Measure the gas pressure on the side, detect the deviation between the set furnace pressure and the actual furnace pressure, and send a signal corresponding to the deviation amount to the flow control device installed in the exhaust unit to activate the flow control device The exhaust gas flow rate of the exhaust unit is controlled to be a positive pressure, and when the furnace port below the furnace is opened to take in and out the semiconductor wafer, the exhaust gas flow rate of the exhaust unit is controlled by the operation of the flow rate control device. A heat treatment furnace for semiconductors, wherein an exhaust port is closed.
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1987
- 1987-06-04 JP JP62139005A patent/JP2596748B2/en not_active Expired - Fee Related
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