JP2893670B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP2893670B2
JP2893670B2 JP8067690A JP6769096A JP2893670B2 JP 2893670 B2 JP2893670 B2 JP 2893670B2 JP 8067690 A JP8067690 A JP 8067690A JP 6769096 A JP6769096 A JP 6769096A JP 2893670 B2 JP2893670 B2 JP 2893670B2
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JP
Japan
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processing gas
processing
semiconductor wafer
heater
processing chamber
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武雄 田中
茂和 木枝
哲也 高垣
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法、特に半導体ウエハを熱処理する半導体装置の製造方
法に関する。 【0002】 【従来の技術】従来の半導体装置の製造方法としては、
縦長の処理室内に複数の半導体ウエハを間隔を有して縦
方向に積重ねて横置きで配置し、ヒータにて前記処理室
内を加熱すると共に、前記処理室の前記半導体ウエハの
上部から常温の処理ガスを供給して前記処理室の下部か
ら処理ガスを排気する半導体ウエハを熱処理する半導体
装置の製造方法が出てきた。例えば、その一例として、
特開昭56―91417号公報がある。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる形式の
従来の半導体装置の製造方法おいては、半導体ウエハの
熱処理時に処理ガス供給口から供給される常温の処理ガ
スの密度が処理室内の高温の処理ガスの密度より著しく
大きく、図7に模式的に示すような処理室内の高温の処
理ガスを巻き込んだ不均一な処理ガスの下降流が生じる
点については何ら配慮されていなかったため、この不均
一な処理ガスの下降流によって、処理室内に横に置かれ
た半導体ウエハが低温と高温の混ざった不均一な処理ガ
スに接することとなり、均一な熱処理を行うことができ
ないという問題を有していた。特に、集積回路の高密度
化に伴い、より一層、均一な熱処理を行う必要性が高ま
っている。 【0004】なお、従来の半導体装置の製造方法とし
て、処理室へ供給する処理ガスを予熱するものが実願昭
54―104693号(実開昭56―21439号)の
マイクロフィルムに記載されているが、横長の処理室に
複数の半導体ウエハを間隔を有して縦置きで水平方向に
並べ、前記処理室の側面から処理ガスを供給し、水平方
向に強制的に流す形式のものであり、上記上部から下部
に処理ガスを流す形式のものとは全く相違しており、処
理ガスの密度の相違による不均一な処理ガスの下降流に
よって不均一な熱処理が行われる点について示されてい
ない。 【0005】本発明の目的は、縦長の処理室内に複数の
半導体ウエハを間隔を有して縦方向に積重ねて横置きで
配置し、ヒータにて前記処理室内を加熱すると共に、前
記処理室の前記半導体ウエハの上部から処理ガスを供給
して前記処理室の下部から処理ガスを排気する半導体ウ
エハを酸化熱処理する半導体装置の製造方法において、
半導体ウエハの上部から流入する処理ガスとの密度の相
違による不均一な処理ガスの下降流の発生を防止して半
導体ウエハを均一に熱処理することが可能な半導体装置
の製造方法を提供することにある。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記目的は、縦長の処理
を形成する筒内に複数の半導体ウエハを横置きにして
間隔を有して縦方向に積重ねて配置し、ヒータにて前記
筒内を加熱すると共に、前記筒内の前記半導体ウエハの
上部から処理ガスを供給して前記の下部から処理ガス
を排気する半導体ウエハを酸化熱処理する半導体装置の
製造方法において、前記筒内へ供給する処理ガスを前記
筒の外側かつ前記ヒータの内側で下部か ら上部に導いて
前記ヒータにて予め加熱するとともに、前記上部へ導か
れる処理ガスを前記半導体ウエハより下方で前記ヒータ
の発熱量を多くして加熱することにより達成される。 【0007】 【発明の実施の形態】以下、本発明のー実施例の形態を
図1及び図5に基づいて説明する。頂部を閉じた円筒状
の縦長反応管1は、内側に縦長の内筒16が間隙を有し
て一体に形成され二重筒状に構成されている。反応管1
と内筒16との間隙は、ガス通路17を構成する。処理
室22を形成する内筒16は、頂部を閉じてその中央部
に処理ガス供給口24が設けられ、下部を開口して半導
体ウエハ4の搬送口20が設けられている。給気ポート
14は、反応管1の下端部外周に一体に設けられ、その
一部に複数の処理ガス給気口8が設けられると共に、ガ
ス通路17の下部と連通されている。給気口8から酸
素、水素及び不純物等の処理ガスが給気ポート14内に
給気される。均熱管2は、反応管1の全体を覆うように
空気層10を設けている。円筒状ヒータ3は、均熱管
2、反応管1及び内筒16の外側に設けられ、垂直方向
に複数分割されている。断熱材13は、ヒータ3及び均
熱管2の頂部を覆うように設けられている。耐火レンガ
11,11aを備えたベース12は、反応管1、内筒1
6及び均熱管2を支持するように設けられている。耐火
レンガ11は、給気ポート14を覆うように設けられて
いる。耐火レンガ11aはヒータ3及び断熱材13を支
持するように設けられている。 【0008】半導体ウエハ4の支持具を構成するバスケ
ット5は、半導体ウエハ4を間隔を置いて複数枚横置き
にして重ねて収納できるように構成され、バスケットス
テージ6上に設けられている。バスケットステージ6を
取り付けたローディング機構7は、上下動可能に構成さ
れ、バスケット5を内筒16の搬送口20から処理室2
2内に出し入れするように構成されている。処理室22
内に配置された状態のバスケット5の下方外周部分にも
ヒータ3が配置されている。ローディング機構7の中間
部に取り付けられたキャップ9は、ローディング機構7
の上下動により可動し、バスケット5が処理室22内に
配置された状態で内筒16の搬送口20を底面部21と
若干の隙間19を有して塞ぐようになっている。この隙
間19は、処理ガスの排気口を構成するが、排気口を別
に設けて搬送口20を完全に塞いでもよい。 【0009】次に、半導体装置の製造方法を説明する。
まず、バスケット5に半導体ウエハ4を間隔を有して複
数枚横にして収納し、バスケットステージ6上に取付
け、ローディング機構7を上方に移動させて内筒16の
搬送口20を通して処理室22内の中央上部に半導体ウ
エハ4を配置する。同時に、キャップ9が排気口となる
隙間19を有して搬送口20を塞ぐ。この状態から、ド
ライ酸化、拡散時の熱処理と水素燃焼を伴うウエット酸
化時の熱処理とに分けて説明する。 【0010】 (1)ドライ酸化、拡散時の熱処理を説明する。 酸素、窒素、不純物を適当に混合した常温の処理ガスは
ガス給気口8から給気ポート14に供給される。この供
給された処理ガスは、給気ポート14からガス通路17
に至る。一方、ヒータ3により、均熱管2、反応管1、
ガス通路17ならびに処理室22内が加熱される。ガス
通路17に供給された処理ガスは、加熱されて上昇しな
がら徐々に加熱昇温され、内筒16頂部の供給口24か
ら処理室22の頂部18へ流入される。この流入した処
理ガスは、予め加熱されているので、従来のような処理
室22内の処理ガスの密度差による不均質な処理ガスの
下降流を防止することができ、バスケット5に収納され
た半導体ウエハ4を均一に熱処理することができる。こ
のようにして処理ガスは、半導体ウエハ4を上部から下
部にわたって処理した後、処理室22の下端部に形成さ
れた排気口から外部へ排出される。 【0011】また、処理室22へ供給する処理ガスを処
理室22の外側で下部から上部に導いて前記ヒータ3に
て予熱するので、処理ガスを処理室の内側で下部から上
部に導く場合に比較して、処理室22が単純化して半導
体ウエハの収納性がよく、下部から上部へ流れる処理ガ
スとの熱交換による処理室22内の温度不均一を低減す
ることが可能となる利点がある。なお、バスケット5内
に収納した全ての半導体ウエハ4に接する処理ガス温度
を均一にするため、バスケットステージ6付近で内筒1
6のガス通路17側壁面(外壁)とバスケット5側壁面
(内壁)とに接する処理ガスの温度差が無くなるよう
に、鉛直方向下方のヒータ発熱量を鉛直方向上方の発熱
量より多くする。この結果、処理槽内部の温度を所定の
温度に設定可能となる。 【0012】 (2)水素燃焼を伴うウェット酸化時の熱処理を説明す
る。 ガス給気口8から供給された酸素及び水素は給気ポート
14で燃焼され、水蒸気となってガス通路17を上昇す
る。そして、内筒16の頂部18に設けられた供給口2
4より半導体ウエハ4面へと下降する。この場合、上述
のドライ酸化時とは逆に、鉛直方向下方のヒータ発熱量
を鉛直方向上方のヒータ発熱量より小さくする。ここ
で、給気ポート14部では燃焼により供給処理ガス温度
が高くなるので、上述の設定により、全ての半導体ウエ
ハ4面に接する処理ガスの温度を所定の値に維持でき
る。 【0013】また、図2及び図6に示すように、給気ポ
ート14から供給された水素および酸素がガス通路17
を上昇してガス通路出口17aから反応管1の頂部18
に達し、頂部18で燃焼させる方法も考えられる。この
場合、鉛直方向下方のヒータの発熱量を鉛直方向上方の
ヒータ3の発熱量より多くして、半導体ウエハ4付近の
ガス通路17内を通過する処理ガスの温度をガス通路1
7外の半導体ウエハと接する処理ガスの温度と等しくな
るように調節する。なお、頂部18では燃焼により処理
ガス温度が高くなるので、頂部18付近のヒータ3は加
熱を停止して、周囲への放熱により供給ガス温度を下
げ、半導体ウエハ4に達する処理ガス温度を均一に維持
する。 【0014】図3および図4に本発明の他の実施例を示
す。図3の実施例のものは、図2の実施例ものと比較
し、給気ポート14を省略し、ガス通路17をチューブ
で形成し、処理室22のバスケット5より下方の位置で
コイル状に形成されている点にて相違する。これによれ
ば、構造が簡単である。図4のものは、図2に示した実
施例のものと比較し、細長い2重管で形成した給気ポー
ト14の上面14aにチュウブ状のガス通路17を形成
している。この場合も構造が簡単になる。図2、図3及
び図4の実施例では、反応管1自身が処理室22を形成
している。 【0015】以上説明した実施例によれば、縦長の処理
を形成する筒22内に複数の半導体ウエハ4を間隔を
有して縦方向に積重ねて横置きで配置し、ヒータ3にて
前記22内を加熱すると共に、前記22の前記半
導体ウエハ4の上部から処理ガスを供給して前記処理室
22の下部から処理ガスを排気する半導体ウエハ4を熱
処理する半導体装置の製造方法において、前記処理室2
2へ供給する処理ガスを下部から上部へ導いて前記ヒー
タ3にて半導体ウエハ4に向かう温度差による不均一な
下降流の発生を防止するように予め加熱することによ
り、処理室22内に流入する処理ガスと処理室22内の
処理ガスとの密度差による半導体ウエハ4に向かう不均
一な下降流を防ぐことができる。これによって半導体ウ
エハ4を均一に熱処理をすることができると共に、処理
室の半導体ウエハ上方の間隔を小さくすることができ
る。 【0016】また、処理室22へ供給する処理ガスを処
理室22の外側で下部から上部に導いて前記ヒータ3に
て予熱するので、処理ガスを処理室の内側で下部から上
部に導く場合に比較して、処理室22が単純化し半導体
ウエハ4の収納性がよく、且つ下部から上部へ流れる処
理ガスとの熱交換による処理室22内の温度不均一を低
減することができる。 【0017】これらにより、集積回路の高密度化に対処
することができる。なお、前記処理室22と前記ヒータ
3との間に処理室22を覆うように均熱管2を設けてあ
るため、処理室22内の加熱をより均等に行うことがで
きる。また、処理室22を構成する内筒16と反応管1
との二重筒で筒体を形成し、前記内筒16と反応管1と
の間隙を下部から上部に延びて前記処理ガス供給口24
に連通する処理ガス通路17としたことにより、処理ガ
ス通路17での加熱面積を大きくとることができ、より
確実に処理ガスを予熱することができる。更には、処理
室22を構成する内筒16と反応管1との二重筒で筒体
を形成し、前記内筒16と反応管1との間隙を下部から
上部に延びて前記処理ガス供給口24に連通する処理ガ
ス通路17とすると共に、前記反応管1の下部外周に給
気ポート14を設けたことにより、処理ガスをより確実
に予熱することができるとともに、ウエット酸化処理等
も簡単な構成で行うことができる。しかも、上部へ導か
れる処理ガスを半導体ウエハより下方でヒータの発熱量
を多くして加熱するので、半導体ウエハの下段付近の筒
の内外壁に接する処理ガスの温度差を無くすことがで
き、これにより半導体ウエハ全体を均一に酸化熱処理を
することができる。 【0018】 【発明の効果】本発明の半導体装置の製造方法によれ
ば、処理室内に流入する処理ガスと処理室内の処理ガス
との密度差による不均一な下降流を防ぐことができ、こ
れによって半導体ウエハを均一に酸化熱処理をすること
ができると共に、処理室の半導体ウエハ上方の間隔を小
さくすることができ、また、処理室が単純化され半導体
ウエハの収納性がよく、且つ下部から上部へ流れる処理
ガスとの熱交換による処理室内の温度不均一を低減する
ことができる。さらに、均熱管を介して加熱することに
よって、均一な加熱が達成される。しかも、上部へ導か
れる処理ガスを半導体ウエハより下方でヒータの発熱量
を多くして加熱することによって、半導体ウエハの下段
付近の筒の内外壁に接する処理ガスの温度差を無くすこ
とができ、これにより半導体ウエハ全体を均一に酸化熱
処理をすることができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device for heat-treating a semiconductor wafer. 2. Description of the Related Art Conventional methods for manufacturing a semiconductor device include:
A plurality of semiconductor wafers are vertically stacked with a space therebetween in a vertically long processing chamber, arranged horizontally, and the processing chamber is heated by a heater, and a normal temperature processing is performed from above the semiconductor wafer in the processing chamber. A method for manufacturing a semiconductor device has been developed which heat-treats a semiconductor wafer which supplies a gas and exhausts a processing gas from a lower portion of the processing chamber. For example, as an example,
There is JP-A-56-91417. However, in the conventional method of manufacturing a semiconductor device of this type, the density of a normal-temperature processing gas supplied from a processing gas supply port during heat treatment of a semiconductor wafer is reduced. Since the density of the high-temperature processing gas is significantly higher than that of the high-temperature processing gas, and no consideration has been given to the point that a non-uniform downward flow of the processing gas involving the high-temperature processing gas in the processing chamber as schematically shown in FIG. Due to this uneven flow of the processing gas, the semiconductor wafer placed laterally in the processing chamber comes into contact with the non-uniform processing gas having a mixture of low and high temperatures, and there is a problem that uniform heat treatment cannot be performed. Was. In particular, with the increase in the density of integrated circuits, the need for more uniform heat treatment has increased. As a conventional method of manufacturing a semiconductor device, a method of preheating a processing gas supplied to a processing chamber is described in a microfilm of Japanese Utility Model Application No. 54-104693 (Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 56-21439). Is a type in which a plurality of semiconductor wafers are arranged vertically in a horizontal processing chamber at intervals with a space therebetween in a horizontal direction, and a processing gas is supplied from a side surface of the processing chamber and forcedly flows in a horizontal direction, This is completely different from the above-mentioned type in which the processing gas flows from the upper part to the lower part, and does not show that uneven heat treatment is performed by a non-uniform downward flow of the processing gas due to a difference in density of the processing gas. [0005] It is an object of the present invention to arrange a plurality of semiconductor wafers in a vertically elongated processing chamber in a vertically stacked manner with a space therebetween and to place the semiconductor wafers horizontally. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: oxidizing and heat-treating a semiconductor wafer that supplies a processing gas from an upper portion of the semiconductor wafer and exhausts a processing gas from a lower portion of the processing chamber.
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of preventing the generation of a non-uniform downward flow of a processing gas due to a difference in density between the processing gas flowing from above the semiconductor wafer and uniformly heat-treating the semiconductor wafer. is there. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to arrange a plurality of semiconductor wafers horizontally in a cylinder forming a vertically long processing chamber, with a plurality of semiconductor wafers being vertically stacked at intervals and provided to a heater. And heating the inside of the cylinder by oxidizing and heat-treating a semiconductor wafer that supplies a processing gas from an upper part of the semiconductor wafer in the cylinder and exhausts a processing gas from a lower part of the cylinder. the process gas supplied into the inner
With pre-heated at the outside and inside with a lower or al upper portion guided by <br/> the heater of the heater cylinder, guided to the top
The processing gas to be supplied to the heater below the semiconductor wafer.
Is achieved by increasing the amount of heat generated by heating . An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 5. The cylindrical vertically elongated reaction tube 1 having a closed top is integrally formed with a vertically elongated inner cylinder 16 with a gap inside to form a double cylindrical shape. Reaction tube 1
A gap between the inner cylinder 16 and the inner cylinder 16 forms a gas passage 17. The inner cylinder 16 forming the processing chamber 22 has a processing gas supply port 24 provided at a central portion thereof at a closed top, and a transfer port 20 for the semiconductor wafer 4 provided at a lower portion thereof. The gas supply port 14 is provided integrally on the outer periphery of the lower end portion of the reaction tube 1, a plurality of processing gas gas supply ports 8 are provided in a part thereof, and communicates with the lower part of the gas passage 17. Processing gas such as oxygen, hydrogen and impurities is supplied from the air supply port 8 into the air supply port 14. The soaking tube 2 is provided with an air layer 10 so as to cover the entire reaction tube 1. The cylindrical heater 3 is provided outside the heat equalizing tube 2, the reaction tube 1, and the inner cylinder 16, and is vertically divided into a plurality. The heat insulating material 13 is provided so as to cover the tops of the heater 3 and the heat equalizing tube 2. The base 12 provided with the refractory bricks 11 and 11a includes a reaction tube 1, an inner cylinder 1
6 and the soaking tube 2. The refractory brick 11 is provided so as to cover the air supply port 14. The refractory brick 11a is provided to support the heater 3 and the heat insulating material 13. A basket 5 constituting a support for the semiconductor wafer 4 is configured so that a plurality of semiconductor wafers 4 can be placed side by side at intervals and stacked and stored on a basket stage 6. The loading mechanism 7 to which the basket stage 6 is attached is configured to be able to move up and down, and the basket 5 is moved from the transfer port 20 of the inner cylinder 16 to the processing chamber 2.
2. Processing room 22
The heater 3 is also arranged on the lower outer peripheral portion of the basket 5 arranged inside. The cap 9 attached to the intermediate portion of the loading mechanism 7
Move up and down so as to close the transfer port 20 of the inner cylinder 16 with the bottom portion 21 and a slight gap 19 in a state where the basket 5 is disposed in the processing chamber 22. The gap 19 constitutes an exhaust port for the processing gas, but a separate exhaust port may be provided to completely close the transfer port 20. Next, a method of manufacturing a semiconductor device will be described.
First, a plurality of semiconductor wafers 4 are stored side by side in the basket 5 at intervals, mounted on the basket stage 6, the loading mechanism 7 is moved upward, and the inside of the processing chamber 22 is passed through the transfer port 20 of the inner cylinder 16. The semiconductor wafer 4 is arranged at the upper center of the semiconductor wafer. At the same time, the cap 9 has a gap 19 serving as an exhaust port and closes the transport port 20. From this state, the heat treatment during dry oxidation and diffusion and the heat treatment during wet oxidation involving hydrogen combustion will be described separately. (1) The heat treatment at the time of dry oxidation and diffusion will be described. A normal-temperature processing gas in which oxygen, nitrogen, and impurities are appropriately mixed is supplied from a gas supply port 8 to a supply port 14. The supplied processing gas is supplied from the gas supply port 14 to the gas passage 17.
Leads to. On the other hand, by the heater 3, the heat equalizing tube 2, the reaction tube 1,
The gas passage 17 and the inside of the processing chamber 22 are heated. The processing gas supplied to the gas passage 17 is heated and gradually heated and raised while being heated, and flows into the top 18 of the processing chamber 22 from the supply port 24 at the top of the inner cylinder 16. Since the flowing processing gas is heated in advance, it is possible to prevent a non-uniform downward flow of the processing gas due to a difference in density of the processing gas in the processing chamber 22 as in the related art, and stored in the basket 5. The semiconductor wafer 4 can be uniformly heat-treated. After processing the semiconductor wafer 4 from the upper portion to the lower portion in this manner, the processing gas is discharged to the outside from an exhaust port formed at a lower end portion of the processing chamber 22. Further, since the processing gas to be supplied to the processing chamber 22 is guided from the lower part to the upper part outside the processing chamber 22 and preheated by the heater 3, the processing gas is guided from the lower part to the upper part inside the processing chamber. In comparison, there is an advantage that the processing chamber 22 is simplified, the semiconductor wafer storage property is good, and the temperature in the processing chamber 22 can be made non-uniform due to heat exchange with the processing gas flowing from the lower part to the upper part. . In order to make the temperature of the processing gas in contact with all the semiconductor wafers 4 stored in the basket 5 uniform, the inner cylinder 1
In order to eliminate the temperature difference between the processing gas in contact with the side wall surface (outer wall) of the gas passage 17 and the side wall surface (inner wall) of the basket 5, the heating value of the heater in the lower part in the vertical direction is made larger than that in the upper part in the vertical direction. As a result, the temperature inside the processing tank can be set to a predetermined temperature. (2) The heat treatment during wet oxidation accompanied by hydrogen combustion will be described. Oxygen and hydrogen supplied from the gas supply port 8 are combusted in the supply port 14 and become steam to move up the gas passage 17. The supply port 2 provided at the top 18 of the inner cylinder 16
4 descends to the semiconductor wafer 4 surface. In this case, contrary to the above-described dry oxidation, the calorific value of the heater below the vertical direction is made smaller than the calorific value of the heater above the vertical direction. Here, the temperature of the supply processing gas is increased by combustion at the air supply port 14, so that the temperature of the processing gas in contact with all the semiconductor wafer 4 surfaces can be maintained at a predetermined value by the above setting. As shown in FIGS. 2 and 6, hydrogen and oxygen supplied from the air supply port 14 are supplied to the gas passage 17.
To the top 18 of the reaction tube 1 from the gas passage outlet 17a.
And burning at the top 18 is also conceivable. In this case, the calorific value of the lower heater in the vertical direction is made larger than the calorific value of the heater 3 in the upper vertical direction, and the temperature of the processing gas passing through the gas passage 17 near the semiconductor wafer 4 is reduced.
7 is adjusted so as to be equal to the temperature of the processing gas in contact with the outside semiconductor wafer. Since the processing gas temperature rises due to combustion at the top portion 18, the heater 3 near the top portion 18 stops heating, lowers the supply gas temperature by radiating heat to the surroundings, and makes the processing gas temperature reaching the semiconductor wafer 4 uniform. maintain. FIGS. 3 and 4 show another embodiment of the present invention. The embodiment of FIG. 3 is different from the embodiment of FIG. 2 in that the air supply port 14 is omitted, the gas passage 17 is formed by a tube, and the processing chamber 22 is coiled at a position below the basket 5. It differs in that it is formed. According to this, the structure is simple. 4 is different from that of the embodiment shown in FIG. 2 in that a tube-shaped gas passage 17 is formed on the upper surface 14a of the air supply port 14 formed by an elongated double tube. Also in this case, the structure is simplified. 2, 3, and 4, the reaction tube 1 itself forms the processing chamber 22. According to the embodiment described above, a plurality of semiconductor wafers 4 are vertically stacked at intervals and arranged horizontally in a cylinder 22 forming a vertically long processing chamber. In the method of manufacturing a semiconductor device, the semiconductor wafer 4 is heated while heating the inside of the cylinder 22 and supplying the processing gas from the upper part of the semiconductor wafer 4 in the cylinder 22 and exhausting the processing gas from the lower part of the processing chamber 22. , The processing chamber 2
The process gas to be supplied to the heater 2 is guided from the lower portion to the upper portion, and the heater 3 causes the heater 3 to generate a non-uniform temperature due to a temperature difference toward the semiconductor wafer 4.
Preheating is performed so as to prevent generation of a downward flow, thereby preventing an uneven downward flow toward the semiconductor wafer 4 due to a density difference between the processing gas flowing into the processing chamber 22 and the processing gas in the processing chamber 22. Can be. Thus it is possible to uniformly heat-treated semiconductor wafer 4, the processing
The space above the semiconductor wafer in the chamber can be reduced
You. Further, the processing gas to be supplied to the processing chamber 22 is guided from the lower part to the upper part outside the processing chamber 22 and preheated by the heater 3, so that the processing gas is guided from the lower part to the upper part inside the processing chamber. In comparison, the processing chamber 22 is simplified, the semiconductor wafer 4 can be stored well, and the temperature in the processing chamber 22 can be reduced due to heat exchange with the processing gas flowing from the lower part to the upper part. Thus, it is possible to cope with an increase in the density of the integrated circuit. Since the heat equalizing tube 2 is provided between the processing chamber 22 and the heater 3 so as to cover the processing chamber 22, the heating in the processing chamber 22 can be performed more uniformly. Further, the inner tube 16 and the reaction tube 1 constituting the processing chamber 22 are formed.
And a gap between the inner cylinder 16 and the reaction tube 1 extends from the lower part to the upper part to form the processing gas supply port 24.
With the processing gas passage 17 communicating with the processing gas, the heating area in the processing gas passage 17 can be increased, and the processing gas can be more reliably preheated. Further, a cylindrical body is formed by a double cylinder of the inner tube 16 and the reaction tube 1 constituting the processing chamber 22, and the gap between the inner tube 16 and the reaction tube 1 is extended from the lower part to the upper part to supply the processing gas. By providing the processing gas passage 17 communicating with the port 24 and providing the air supply port 14 on the lower periphery of the reaction tube 1, the processing gas can be more reliably preheated and the wet oxidation processing can be performed easily. It can be performed with a simple configuration. Moreover, it leads to the top
The amount of heat generated by the heater below the processing gas
And heat in the cylinder near the bottom of the semiconductor wafer.
The temperature difference between the processing gases in contact with the inner and outer walls of the
This allows the entire semiconductor wafer to be uniformly oxidized and heat-treated.
can do. According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, it is possible to prevent a non-uniform downward flow due to a density difference between a processing gas flowing into a processing chamber and a processing gas in the processing chamber. The semiconductor wafer can be uniformly oxidized and heat-treated, and the space above the semiconductor wafer in the processing chamber can be reduced.
In addition, the processing chamber can be simplified, the semiconductor wafer can be stored easily, and the non-uniform temperature in the processing chamber due to heat exchange with the processing gas flowing from the lower part to the upper part can be reduced. Furthermore, uniform heating is achieved by heating through a soaking tube. Moreover, it leads to the top
The amount of heat generated by the heater below the processing gas
Heating the lower part of the semiconductor wafer
Eliminate the temperature difference between the processing gases in contact with the inner and outer walls of nearby cylinders.
This makes it possible to uniformly oxidize the entire semiconductor wafer.
Can be processed.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の第1の実施の形態を示す半導体ウエハ
の処理装置の詳細縦断面図。 【図2】本発明の第2の実施の形態を示す半導体ウエハ
の処理装置の要部縦断面図。 【図3】本発明の第3の実施の形態を示す半導体ウエハ
の処理装置の要部縦断面図。 【図4】本発明の第4の実施の形態を示す半導体ウエハ
の処理装置の要部縦断面図。 【図5】図1および図2の各実施の形態での処理ガスの
流れ(模式図)。 【図6】図1の第1の実施の形態での処理ガスの流れ模
式図。 【図7】従来の半導体ウエハの処理装置の処理ガスの流
れ模式図。 【符号の説明】 1…反応管(筒体)、2…均熱管、3…ヒータ、4…半
導体ウエハ、5…バスケット、6…バスケツトステー
ジ、7…ローディング機構、8…処理ガス給気口、9…
キャップ、11…耐火レンガ、12…ベース、13…断
熱材、14…給気ポート、16…内筒、17…ガス通
路、18…頂部、19…隙間、20…搬送口、21…底
面部、22…処理室、24…処理ガス供給口。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a detailed vertical sectional view of a semiconductor wafer processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a main part of a semiconductor wafer processing apparatus according to a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a vertical sectional view of a main part of a semiconductor wafer processing apparatus according to a third embodiment of the present invention. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a main part of a semiconductor wafer processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 5 is a flow (schematic diagram) of a processing gas in each embodiment of FIGS. 1 and 2; FIG. 6 is a schematic flow diagram of a processing gas in the first embodiment of FIG. 1; FIG. 7 is a schematic flow diagram of a processing gas in a conventional semiconductor wafer processing apparatus. [Description of Symbols] 1 ... reaction tube (cylindrical body), 2 ... heat equalizing tube, 3 ... heater, 4 ... semiconductor wafer, 5 ... basket, 6 ... basket stage, 7 ... loading mechanism, 8 ... processing gas supply port, 9 ...
Cap, 11: Firebrick, 12: Base, 13: Heat insulating material, 14: Air supply port, 16: Inner cylinder, 17: Gas passage, 18: Top, 19: Gap, 20: Transport port, 21: Bottom part, 22: processing chamber, 24: processing gas supply port.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高垣 哲也 東京都小平市上水本町1450番地 株式会 社 日立製作所 武蔵工場内 (56)参考文献 特開 昭55−118631(JP,A) 特開 昭56−91417(JP,A) 特開 昭58−108735(JP,A) 実開 昭56−21439(JP,U)   ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (72) Inventor Tetsuya Takagaki               1450 Josui Honcho, Kodaira City, Tokyo Stock Association               Hitachi, Ltd. Musashi Factory                (56) References JP-A-55-118631 (JP, A)                 JP-A-56-91417 (JP, A)                 JP-A-58-108735 (JP, A)                 Actual opening 56-21439 (JP, U)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.縦長の処理室を形成する筒内に複数の半導体ウエハ
を横置きにして間隔を有して縦方向に積重ねて配置し、
ヒータにて前記筒内を加熱すると共に、前記筒内の前記
半導体ウエハの上部から処理ガスを供給して前記の下
部から処理ガスを排気する半導体ウエハを酸化熱処理す
る半導体装置の製造方法において、前記筒内へ供給する
処理ガスを前記筒の外側かつ前記ヒータの内側で下部か
ら上部に導いて前記ヒータにて予め加熱するとともに、
前記上部へ導かれる処理ガスを前記半導体ウエハより下
方で前記ヒータの発熱量を多くして加熱することを特徴
とする半導体装置の製造方法。
(57) [Claims] A plurality of semiconductor wafers are horizontally arranged in a cylinder forming a vertically elongated processing chamber, and are arranged in a vertical direction with an interval,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: heating the inside of a cylinder with a heater; and oxidizing and heat-treating a semiconductor wafer that supplies a processing gas from an upper part of the semiconductor wafer in the cylinder and exhausts a processing gas from a lower part of the cylinder . The processing gas to be supplied into the cylinder is located outside the cylinder and inside the heater at a lower portion.
And heat it in advance with the heater ,
The processing gas guided to the upper part is below the semiconductor wafer.
And heating the heater by increasing the amount of heat generated by the heater .
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