JP3180369B2 - 半導体ウェハーの熱処理炉 - Google Patents
半導体ウェハーの熱処理炉Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造工業におけ
る半導体ウェハーの熱処理に関し、特に、半導体ウェハ
ーの酸化、拡散工程に用いる半導体ウェハーの熱処理炉
に関する。
る半導体ウェハーの熱処理に関し、特に、半導体ウェハ
ーの酸化、拡散工程に用いる半導体ウェハーの熱処理炉
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体ウェハー３の熱処理炉の動
作を以下に図面を用いて説明する。図４に示すように従
来の半導体ウェハー３の熱処理炉は、半導体ウェハー
（以下、ウェハーとする）３をボート２に積載し、炉芯
管５内に挿入・取り出しを行う。炉芯管５内の温度制御
は、熱処理用ヒーター６近傍に設置された熱電対による
閉ループ制御が行われ、熱処理用ヒーター６への出力は
ゼロクロス制御又は、位相制御を用いて熱処理用ヒータ
ー６に流れる電流を変えることで行う。
作を以下に図面を用いて説明する。図４に示すように従
来の半導体ウェハー３の熱処理炉は、半導体ウェハー
（以下、ウェハーとする）３をボート２に積載し、炉芯
管５内に挿入・取り出しを行う。炉芯管５内の温度制御
は、熱処理用ヒーター６近傍に設置された熱電対による
閉ループ制御が行われ、熱処理用ヒーター６への出力は
ゼロクロス制御又は、位相制御を用いて熱処理用ヒータ
ー６に流れる電流を変えることで行う。
【０００３】熱処理炉内の炉芯管５は処理目的に応じた
雰囲気にガス供給装置４にて制御が行われる。通常、半
導体ウェハー３の入出炉時は不活性ガス雰囲気に炉芯管
５内を制御する。ウェハー３とボート２が所定の熱処理
位置まで移動完了後、ウェハー３の熱処理を行う。熱処
理の均一性、制御性を高めるため、及びウェハー３への
熱衝撃を低減するため、ウェハー３の入出炉時の温度を
ウェハー３熱処理温度よりも低い温度に設定し、炉外か
らウェハー３が熱処理位置に到達した後、炉内を昇温
し、ウェハー３の熱処理完了後、炉内を降温してウェハ
ー３の出炉を行う。炉内雰囲気は、熱処理用ヒーター６
とガス供給装置４によって制御され、ガス導入管１８を
通して炉芯管５内に供給されたガスは、炉芯管５開口端
付近に取付けられた排気管１６を通して炉芯管５より排
出される。排気管１６は、単管で炉芯管５の長手方向に
垂直に取付けられている。また図中、８はボート台、９
はライナー管、１１は石英バッファー板、１２はモータ
ー、１３はボールネジ、１４はガイドである。
雰囲気にガス供給装置４にて制御が行われる。通常、半
導体ウェハー３の入出炉時は不活性ガス雰囲気に炉芯管
５内を制御する。ウェハー３とボート２が所定の熱処理
位置まで移動完了後、ウェハー３の熱処理を行う。熱処
理の均一性、制御性を高めるため、及びウェハー３への
熱衝撃を低減するため、ウェハー３の入出炉時の温度を
ウェハー３熱処理温度よりも低い温度に設定し、炉外か
らウェハー３が熱処理位置に到達した後、炉内を昇温
し、ウェハー３の熱処理完了後、炉内を降温してウェハ
ー３の出炉を行う。炉内雰囲気は、熱処理用ヒーター６
とガス供給装置４によって制御され、ガス導入管１８を
通して炉芯管５内に供給されたガスは、炉芯管５開口端
付近に取付けられた排気管１６を通して炉芯管５より排
出される。排気管１６は、単管で炉芯管５の長手方向に
垂直に取付けられている。また図中、８はボート台、９
はライナー管、１１は石英バッファー板、１２はモータ
ー、１３はボールネジ、１４はガイドである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のウェハ
ーの熱処理炉では、ウェハーの炉芯管内での熱処理にお
いて、排気管が炉芯管開口端側に１つ接続されているだ
けのため、炉芯管内部のガスの流れが炉芯管開口端側に
おいては、定常的な偏流が生じやすく、炉芯管開口端側
での酸化膜生成、不純物拡散等の熱処理の半導体ウェハ
ー面内均一性や炉芯管中央部における熱処理均一性が悪
かった。又、人出炉中・熱処理中の何れの場合でも、一
定の排気を行っているため、供給ガス量の変化、炉□の
開閉には対応しておらず、排気強度が不十分な状況、又
は強過ぎる状況が生じるという欠点があった。
ーの熱処理炉では、ウェハーの炉芯管内での熱処理にお
いて、排気管が炉芯管開口端側に１つ接続されているだ
けのため、炉芯管内部のガスの流れが炉芯管開口端側に
おいては、定常的な偏流が生じやすく、炉芯管開口端側
での酸化膜生成、不純物拡散等の熱処理の半導体ウェハ
ー面内均一性や炉芯管中央部における熱処理均一性が悪
かった。又、人出炉中・熱処理中の何れの場合でも、一
定の排気を行っているため、供給ガス量の変化、炉□の
開閉には対応しておらず、排気強度が不十分な状況、又
は強過ぎる状況が生じるという欠点があった。
【０００５】本発明の目的は前記課題を解決した半導体
ウェハーの熱処理炉を提供することにある。
ウェハーの熱処理炉を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るウェハーの熱処理炉は、ウェハーの熱
処理炉用石英炉心管の開口端側の外周部に沿って排気予
備室を設け、前記排気予備室は排気管と接続されたもの
であり、前記炉心管と前記排気予備室は、前記開口端側
の外周部に沿って複数の開口を有し、前記開口は前記炉
心管と前記排気予備室を連通接続するものであり、前記
炉心管から均一な排気を行えるように前記開口の開口面
積または前記開口の密度は前記排気管との距離の増加に
従い大きく形成され、前記排気管に前記炉心管内の圧力
を調整するための可変ダンパーと排気圧をモニターする
ための圧力センサーを備え、前記可変ダンパーはウェハ
ーの前記炉心管への入出炉時は排気強度が強くなるよう
調整され、ウェハーの熱処理時は前記炉心管に供給され
るガス流量に応じて排気強度が調整されるものである。
め、本発明に係るウェハーの熱処理炉は、ウェハーの熱
処理炉用石英炉心管の開口端側の外周部に沿って排気予
備室を設け、前記排気予備室は排気管と接続されたもの
であり、前記炉心管と前記排気予備室は、前記開口端側
の外周部に沿って複数の開口を有し、前記開口は前記炉
心管と前記排気予備室を連通接続するものであり、前記
炉心管から均一な排気を行えるように前記開口の開口面
積または前記開口の密度は前記排気管との距離の増加に
従い大きく形成され、前記排気管に前記炉心管内の圧力
を調整するための可変ダンパーと排気圧をモニターする
ための圧力センサーを備え、前記可変ダンパーはウェハ
ーの前記炉心管への入出炉時は排気強度が強くなるよう
調整され、ウェハーの熱処理時は前記炉心管に供給され
るガス流量に応じて排気強度が調整されるものである。
【０００７】
【作用】本発明のウェハーの熱処理炉では、ウェハーの
熱処理炉用炉芯管の開口端側の外周部に排気管と接続さ
れた排気予備室を設け、炉芯管の周囲より均一に排気し
得るように炉芯管と排気予備室との間に複数の開口を有
し、開口の開口面積が排気管との距離の増加に従い大き
くなっており、炉芯管から均一に排気を行うようにした
ものである。
熱処理炉用炉芯管の開口端側の外周部に排気管と接続さ
れた排気予備室を設け、炉芯管の周囲より均一に排気し
得るように炉芯管と排気予備室との間に複数の開口を有
し、開口の開口面積が排気管との距離の増加に従い大き
くなっており、炉芯管から均一に排気を行うようにした
ものである。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図により説明す
る。図１は、本発明の一実施例を示す断面図、図２
（ａ）は本発明に係る炉芯管を示す断面図、（ｂ）は図
２（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図３は本実施例の装置ブロ
ック図である。
る。図１は、本発明の一実施例を示す断面図、図２
（ａ）は本発明に係る炉芯管を示す断面図、（ｂ）は図
２（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図３は本実施例の装置ブロ
ック図である。
【０００９】図において、本実施例は、半導体ウェハー
３を積載するボート２と、熱処理を行う雰囲気を制御す
るガス供給装置４と、半導体ウェハーの加熱源となる熱
処理用ヒーター６と、半導体ウェハーの熱処理が行われ
る炉芯管５と、半導体ウェハーを熱処理炉内へ搬送する
ボートローディング機構（ボート台８、モーター１２、
ボールネジ１３、ガイド１４）を有する半導体ウェハー
の熱処理炉であり、炉芯管５の開口端側の外周部に、排
気管１６と接続された排気予備室１を設け、炉芯管５と
排気予備室１とを連通接続する開口１ａ，１ａ…が複数
個存在し、その開口１ａ，１ａ…の開口面積（又は開口
密度）を排気管１６との距離に応じて変化させ、炉芯管
５周囲より均一に排気し得る排気構造とし、さらに排気
管１６に可変ダンパー１０、圧力センサー１７を具備し
たものである。また、９はライナー管、１１は石英バッ
ファー板、１８はガス導入管である。
３を積載するボート２と、熱処理を行う雰囲気を制御す
るガス供給装置４と、半導体ウェハーの加熱源となる熱
処理用ヒーター６と、半導体ウェハーの熱処理が行われ
る炉芯管５と、半導体ウェハーを熱処理炉内へ搬送する
ボートローディング機構（ボート台８、モーター１２、
ボールネジ１３、ガイド１４）を有する半導体ウェハー
の熱処理炉であり、炉芯管５の開口端側の外周部に、排
気管１６と接続された排気予備室１を設け、炉芯管５と
排気予備室１とを連通接続する開口１ａ，１ａ…が複数
個存在し、その開口１ａ，１ａ…の開口面積（又は開口
密度）を排気管１６との距離に応じて変化させ、炉芯管
５周囲より均一に排気し得る排気構造とし、さらに排気
管１６に可変ダンパー１０、圧力センサー１７を具備し
たものである。また、９はライナー管、１１は石英バッ
ファー板、１８はガス導入管である。
【００１０】実施例において、ウェハー３を積載したボ
ート２は、ボートローダーコントローラＣ２に基いてボ
ートローディング機構により、ウェハー３の熱処理位置
（通常は、ボート２とヒーター３の長手方向の中心が一
致する位置）に移動される。ガスコントローラＣ１、熱
処理炉コントローラＣ３に基いて、入炉中は、ガス供給
装置４によって炉芯管５内が所定の人出炉雰囲気に制御
される。温度コントローラＣ４に基いて、入炉完了後、
炉芯管５内を所定の熱処理雰囲気に置換し、ウェハー８
の熱処理を行う。所定の熱処理が完了した後、ガス供給
装置４により炉芯管５内を出炉雰囲気に置換し、ウェハ
ー３をボートローディング機構により、炉外に移動され
る。人出炉中を除いてガス供給装置４から装置内に供給
されたガスは、炉芯管５から排気予備室１を通過して排
気管１６にて排気される。排気コントローラＣ５に基い
て、人出炉時は、ガスの置換効率及び、空気中の酸素の
炉内巻き込みを低減するために、排気を強くするが、熱
処理時は、炉内の圧力に急激な変化を与えないように供
給されるガス流量に応じて排気強度を制御する。即ち、
排気圧を圧力センサー１７にてモニターし、熱処理炉コ
ントローラＣ３にて設定された圧力と大きくズレないよ
うに可変ダンバー１０にてダンバーの開度を調整する。
ート２は、ボートローダーコントローラＣ２に基いてボ
ートローディング機構により、ウェハー３の熱処理位置
（通常は、ボート２とヒーター３の長手方向の中心が一
致する位置）に移動される。ガスコントローラＣ１、熱
処理炉コントローラＣ３に基いて、入炉中は、ガス供給
装置４によって炉芯管５内が所定の人出炉雰囲気に制御
される。温度コントローラＣ４に基いて、入炉完了後、
炉芯管５内を所定の熱処理雰囲気に置換し、ウェハー８
の熱処理を行う。所定の熱処理が完了した後、ガス供給
装置４により炉芯管５内を出炉雰囲気に置換し、ウェハ
ー３をボートローディング機構により、炉外に移動され
る。人出炉中を除いてガス供給装置４から装置内に供給
されたガスは、炉芯管５から排気予備室１を通過して排
気管１６にて排気される。排気コントローラＣ５に基い
て、人出炉時は、ガスの置換効率及び、空気中の酸素の
炉内巻き込みを低減するために、排気を強くするが、熱
処理時は、炉内の圧力に急激な変化を与えないように供
給されるガス流量に応じて排気強度を制御する。即ち、
排気圧を圧力センサー１７にてモニターし、熱処理炉コ
ントローラＣ３にて設定された圧力と大きくズレないよ
うに可変ダンバー１０にてダンバーの開度を調整する。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ウェハー
の熱処理炉の熱処理炉用炉芯管に石英管開口端例の外周
部に排気管と接続された排気予備室を設け、炉芯管と排
気予備室との開口が複数個存在し、該開口面積又は開口
密度が排気管との距離の増加に従い変化していること、
該排気強度を制御可能とすることにより、ウェハーの熱
処理炉における炉芯管開口部例のガスの流れを均一且つ
安定に保持することができ、ガスの流れの不均一による
ウェハーの酸化、拡散等の熱処理の面内バラツキを低減
できるという効果がある。
の熱処理炉の熱処理炉用炉芯管に石英管開口端例の外周
部に排気管と接続された排気予備室を設け、炉芯管と排
気予備室との開口が複数個存在し、該開口面積又は開口
密度が排気管との距離の増加に従い変化していること、
該排気強度を制御可能とすることにより、ウェハーの熱
処理炉における炉芯管開口部例のガスの流れを均一且つ
安定に保持することができ、ガスの流れの不均一による
ウェハーの酸化、拡散等の熱処理の面内バラツキを低減
できるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】（ａ）は図１の炉芯管を示す断面図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本実施例の装置ブロック図である。
【図４】従来のウェハー熱処理炉を示す断面図である。
１ 排気予備室 ２ ボート ３ 半導体ウェハー ４ ガス供給装置 ５ 炉芯管 ６ 熱処理用ヒーター ８ ボート台 ９ ライナー管 １０ 可変ダンパー １１ 石英バッファー板 １２ モーター １３ ボールネジ １４ ガイド １５ 均熱管 １６ 排気管 １７ 圧力センサー １８ ガス導入管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 H01L 21/22 - 21/24 H01L 21/31 H01L 21/365 H01L 21/38 - 21/40 H01L 21/469 H01L 21/86
Claims (1)
- 【請求項１】 ウェハーの熱処理炉用石英炉心管の開口
端側の外周部に沿って排気予備室を設け、前記排気予備
室は排気管と接続されたものであり、 前記炉心管と前記排気予備室は、前記開口端側の外周部
に沿って複数の開口を有し、前記開口は前記炉心管と前
記排気予備室を連通接続するものであり、 前記炉心管から均一な排気を行えるように前記開口の開
口面積または前記開口の密度は前記排気管との距離の増
加に従い大きく形成され、 前記排気管に前記炉心管内の圧力を調整するための可変
ダンパーと排気圧をモニターするための圧力センサーを
備え、前記可変ダンパーはウェハーの前記炉心管への入
出炉時は排気強度が強くなるよう調整され、ウェハーの
熱処理時は前記炉心管に供給されるガス流量に応じて排
気強度が調整されることを特徴とするウェハーの熱処理
炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13844591A JP3180369B2 (ja) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | 半導体ウェハーの熱処理炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13844591A JP3180369B2 (ja) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | 半導体ウェハーの熱処理炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04337630A JPH04337630A (ja) | 1992-11-25 |
| JP3180369B2 true JP3180369B2 (ja) | 2001-06-25 |
Family
ID=15222171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13844591A Expired - Fee Related JP3180369B2 (ja) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | 半導体ウェハーの熱処理炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3180369B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100779236B1 (ko) * | 2006-05-30 | 2007-11-23 | 세메스 주식회사 | 베이크 장치 |
-
1991
- 1991-05-14 JP JP13844591A patent/JP3180369B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04337630A (ja) | 1992-11-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |