JP3362420B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JP3362420B2 JP3362420B2 JP31802392A JP31802392A JP3362420B2 JP 3362420 B2 JP3362420 B2 JP 3362420B2 JP 31802392 A JP31802392 A JP 31802392A JP 31802392 A JP31802392 A JP 31802392A JP 3362420 B2 JP3362420 B2 JP 3362420B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置の製造方
法に関し、特に、プレデポジション用拡散炉における不
純物の放出を抑える方法に係わる。
法に関し、特に、プレデポジション用拡散炉における不
純物の放出を抑える方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】従来、プレデポジション用拡散炉に用い
た拡散プロセスでは、ランピング方式を用いない場合、
ウェハを直接プロセス温度（８００〜１１００℃）の炉
内に出し入れしている。また、ランピング方式を用いる
場合は、最低でも７００℃で炉内に入れ、プロセス温度
まで上げて拡散を行った後、また７００℃程度まで下げ
てウェハを搬出している。
た拡散プロセスでは、ランピング方式を用いない場合、
ウェハを直接プロセス温度（８００〜１１００℃）の炉
内に出し入れしている。また、ランピング方式を用いる
場合は、最低でも７００℃で炉内に入れ、プロセス温度
まで上げて拡散を行った後、また７００℃程度まで下げ
てウェハを搬出している。
【０００３】このプレデポジション用拡散炉は、ガス流
量を制御するソースキャビネット部と、図２に示すよう
に、ヒータ１を備える石英製の炉芯管２と、炉芯管２へ
のウェハの挿入，取り出しを行うウェハ搬送手段等から
成る。ソースキャビネットにて流量を制御されたガス
は、フッ素樹脂製のチューブを介して炉芯管２の端部２
ａから炉内に送られ、炉芯管２をとりまくヒータ１によ
って最高１２００℃まで熱せられる。ウェハ搬送手段
は、図２に示すようなアーム３を有し、このアーム３
に、ウェハ５を載せた石英ボート４を載せて、炉芯管２
に搬入・搬出を行う。この搬入・搬出に際しては、炉芯
管２の入口に配設されたシャッタ６が開閉されるように
なっている。また、シャッタ６の手前には、炉の入口の
周囲を収納するチャンバ７のドア８を有しており、この
ドア８も、ウェハの搬入・搬出に伴って開閉されるよう
になっている。
量を制御するソースキャビネット部と、図２に示すよう
に、ヒータ１を備える石英製の炉芯管２と、炉芯管２へ
のウェハの挿入，取り出しを行うウェハ搬送手段等から
成る。ソースキャビネットにて流量を制御されたガス
は、フッ素樹脂製のチューブを介して炉芯管２の端部２
ａから炉内に送られ、炉芯管２をとりまくヒータ１によ
って最高１２００℃まで熱せられる。ウェハ搬送手段
は、図２に示すようなアーム３を有し、このアーム３
に、ウェハ５を載せた石英ボート４を載せて、炉芯管２
に搬入・搬出を行う。この搬入・搬出に際しては、炉芯
管２の入口に配設されたシャッタ６が開閉されるように
なっている。また、シャッタ６の手前には、炉の入口の
周囲を収納するチャンバ７のドア８を有しており、この
ドア８も、ウェハの搬入・搬出に伴って開閉されるよう
になっている。
【０００４】このような構成のプレデポジション用拡散
炉を用いてリン（Ｐ）の拡散プロセスを行う場合、リン
のプレデポジションプロセスでは、ＰＯＣｌ3やＰＢｒ3
などのリンを含む化合物ガスとＯ2を流して炉芯管２内
で反応させ、ウェハ面にリンの酸化物（最上層はＰ2Ｏ5
となる）を堆積させている。そして、拡散プロセスが終
了すると、ドア８，シャッタ６が開き、ウェハ搬送手段
のアーム３が石英ボート４を取り出しに行くようになっ
ている。また、ボロン（Ｂ）の拡散プロセスを行う場合
は、ボロンを含む化合物ガスとＯ2を反応させて、ウェ
ハ上にボロンの酸化物（Ｂ2Ｏ3）を堆積させている。
炉を用いてリン（Ｐ）の拡散プロセスを行う場合、リン
のプレデポジションプロセスでは、ＰＯＣｌ3やＰＢｒ3
などのリンを含む化合物ガスとＯ2を流して炉芯管２内
で反応させ、ウェハ面にリンの酸化物（最上層はＰ2Ｏ5
となる）を堆積させている。そして、拡散プロセスが終
了すると、ドア８，シャッタ６が開き、ウェハ搬送手段
のアーム３が石英ボート４を取り出しに行くようになっ
ている。また、ボロン（Ｂ）の拡散プロセスを行う場合
は、ボロンを含む化合物ガスとＯ2を反応させて、ウェ
ハ上にボロンの酸化物（Ｂ2Ｏ3）を堆積させている。
【０００５】プレデポジションのプロセス温度は、８０
０〜１１００℃と高いため、この温度でウェハを出し入
れすると熱ストレスによる結晶欠陥や、反りなどのダメ
ージをウェハに与える可能性がある。従来は、これを避
けるためにウェハ出し入れ時の温度を下げていた。この
温度は、あまり低くすると温度の上げ下げに時間がかか
り生産性を落としてしまうため、出来るだけ高い温度
（７００℃程度）に設定していた。拡散プロセスのベー
ス温度としては、上記熱ストレスの回避の意味で、これ
以下の温度にすることは行われていなかった。
０〜１１００℃と高いため、この温度でウェハを出し入
れすると熱ストレスによる結晶欠陥や、反りなどのダメ
ージをウェハに与える可能性がある。従来は、これを避
けるためにウェハ出し入れ時の温度を下げていた。この
温度は、あまり低くすると温度の上げ下げに時間がかか
り生産性を落としてしまうため、出来るだけ高い温度
（７００℃程度）に設定していた。拡散プロセスのベー
ス温度としては、上記熱ストレスの回避の意味で、これ
以下の温度にすることは行われていなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来方法を行った場合、図２に示すＡ点をサンプリ
ングポイントとして気中パーティクルカウンタで０．１
μｍ以上のパーティクルを測定すると、プレデポジショ
ンプロセスのシーケンスの中でいくつかのタイミングで
パーティクルが異常発生していることが判る。図４に示
すグラフは、炉のシャッタ６を開けてウェハを搬入し、
シャッタ６を閉じて約９００℃弱まで昇温させてプロセ
スを行った後、シャッタ６を再度開きウェハを搬出しシ
ャッタ６を閉じるまでの間のパーティクル数の測定結果
をプロットしたものである。このグラフから判るよう
に、ウェハを搬入しようとしてシャッタ６を開くと炉内
にあったパーティクルが外（クリーンルーム内）に放出
されるため、１０万個を越える数が測定されている。そ
の後、シャッタを開くまではパーティクルはほとんど測
定されず、次にシャッタ６を開くと同時に多量のパーテ
ィクルがクリーンルームに放出されている。
うな従来方法を行った場合、図２に示すＡ点をサンプリ
ングポイントとして気中パーティクルカウンタで０．１
μｍ以上のパーティクルを測定すると、プレデポジショ
ンプロセスのシーケンスの中でいくつかのタイミングで
パーティクルが異常発生していることが判る。図４に示
すグラフは、炉のシャッタ６を開けてウェハを搬入し、
シャッタ６を閉じて約９００℃弱まで昇温させてプロセ
スを行った後、シャッタ６を再度開きウェハを搬出しシ
ャッタ６を閉じるまでの間のパーティクル数の測定結果
をプロットしたものである。このグラフから判るよう
に、ウェハを搬入しようとしてシャッタ６を開くと炉内
にあったパーティクルが外（クリーンルーム内）に放出
されるため、１０万個を越える数が測定されている。そ
の後、シャッタを開くまではパーティクルはほとんど測
定されず、次にシャッタ６を開くと同時に多量のパーテ
ィクルがクリーンルームに放出されている。
【０００７】このパーティクルは、リンを含む化合物
（Ｐ2Ｏ5）が蒸発又は昇華したものであり、クリーンル
ームにおけるリン汚染の原因となっている。この化合物
（Ｐ2Ｏ5）は、ガス状物質であると考えられ、炉芯管
２，石英ボート３，ウェハ５に付着したものが蒸発，昇
華することで出てくるものであり、温度が高い程、発生
量が多い。この現象は、Ｂ2Ｏ3を生ずるボロンの拡散プ
ロセスにおいても同様である。
（Ｐ2Ｏ5）が蒸発又は昇華したものであり、クリーンル
ームにおけるリン汚染の原因となっている。この化合物
（Ｐ2Ｏ5）は、ガス状物質であると考えられ、炉芯管
２，石英ボート３，ウェハ５に付着したものが蒸発，昇
華することで出てくるものであり、温度が高い程、発生
量が多い。この現象は、Ｂ2Ｏ3を生ずるボロンの拡散プ
ロセスにおいても同様である。
【０００８】本発明は、上記問題点に着目して創案され
たものであり、本発明の目的は、パーティクルの発生を
抑え、クリーンルームの汚染度合を低減する半導体装置
の製造方法を提供することにある。
たものであり、本発明の目的は、パーティクルの発生を
抑え、クリーンルームの汚染度合を低減する半導体装置
の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本出願の請求項１記載の
発明は、半導体基体上に不純物導入用の膜を堆積し、熱
処理炉内で熱処理を行って前記不純物を前記半導体基体
内に拡散させる半導体装置の製造方法において、所定の
温度で前記不純物を前記半導体基体内に拡散した後にお
いて前記熱処理炉の温度が前記膜の昇華温度より低くな
った後、前記熱処理炉のシャッタを開蓋し、前記半導体
基体を取り出すようにしたことを、その解決手段として
いる。
発明は、半導体基体上に不純物導入用の膜を堆積し、熱
処理炉内で熱処理を行って前記不純物を前記半導体基体
内に拡散させる半導体装置の製造方法において、所定の
温度で前記不純物を前記半導体基体内に拡散した後にお
いて前記熱処理炉の温度が前記膜の昇華温度より低くな
った後、前記熱処理炉のシャッタを開蓋し、前記半導体
基体を取り出すようにしたことを、その解決手段として
いる。
【００１０】本出願の請求項２記載の発明は、不純物導
入用の膜がＰ2Ｏ5又はＢ2Ｏ3であることを特徴としてい
る。
入用の膜がＰ2Ｏ5又はＢ2Ｏ3であることを特徴としてい
る。
【００１１】本出願の請求項３記載の発明は、シャッタ
開時の炉内温度を６００℃以下としたことを特徴として
いる。
開時の炉内温度を６００℃以下としたことを特徴として
いる。
【００１２】
【作用】本出願の請求項１記載の発明は、熱処理炉のシ
ャッタ開時に炉内の温度が不純物導入用の膜の昇華温度
より低く設定されることで、不純物導入用の膜が昇華，
蒸発することがなく、炉内空間にパーティクルが浮遊す
るのを防止できる。このため、半導体基体の搬入・搬出
に際して、パーティクルがクリーンルームへ放出される
ことが抑制され、例えば、リン化合物やボロン化合物に
よる汚染が防止できる。
ャッタ開時に炉内の温度が不純物導入用の膜の昇華温度
より低く設定されることで、不純物導入用の膜が昇華，
蒸発することがなく、炉内空間にパーティクルが浮遊す
るのを防止できる。このため、半導体基体の搬入・搬出
に際して、パーティクルがクリーンルームへ放出される
ことが抑制され、例えば、リン化合物やボロン化合物に
よる汚染が防止できる。
【００１３】本出願の請求項２記載の発明は、不純物導
入用の膜がＰ2Ｏ5又はＢ2Ｏ3であるため、リン拡散．ボ
ロン拡散の際のリン汚染，ボロン汚染の発生を抑制する
作用がある。また、請求項３記載の発明で温度６００℃
以下とするため、Ｐ2Ｏ5，Ｂ2Ｏ3がシャッタ開時にパー
ティクルとして空間に浮遊することを防止する作用を奏
する。
入用の膜がＰ2Ｏ5又はＢ2Ｏ3であるため、リン拡散．ボ
ロン拡散の際のリン汚染，ボロン汚染の発生を抑制する
作用がある。また、請求項３記載の発明で温度６００℃
以下とするため、Ｐ2Ｏ5，Ｂ2Ｏ3がシャッタ開時にパー
ティクルとして空間に浮遊することを防止する作用を奏
する。
【００１４】
【実施例】以下、本発明に係る半導体装置の製造方法の
詳細を図面に示す実施例に基づいて説明する。
詳細を図面に示す実施例に基づいて説明する。
【００１５】本実施例は、図２に示すプレデポジション
用拡散炉を用いて以下の手順で行う。
用拡散炉を用いて以下の手順で行う。
【００１６】先ず、図１に示すように、炉芯管２内の温
度がＰ2Ｏ5の昇華温度より低い５００℃となるように、
ヒータ１を制御する。このとき、ウェハ５を載置した石
英ボート４は、搬送手段のアーム３に保持されて、待機
状態とする。
度がＰ2Ｏ5の昇華温度より低い５００℃となるように、
ヒータ１を制御する。このとき、ウェハ５を載置した石
英ボート４は、搬送手段のアーム３に保持されて、待機
状態とする。
【００１７】次に、ドア８，シャッタ６を順次開き、炉
芯管２内へ石英ボート４を搬入し炉芯管２底部に石英ボ
ート４を置いた後、アーム３のみを炉外へ戻す。
芯管２内へ石英ボート４を搬入し炉芯管２底部に石英ボ
ート４を置いた後、アーム３のみを炉外へ戻す。
【００１８】その後、炉芯管２内の温度をプロセス温度
（本実施例では９００℃弱）まで徐々に昇温して所定時
間のＰ2Ｏ5膜の堆積・拡散を行い、炉内温度を再度５０
０℃まで徐々に下げる。炉内が５００℃になった時点
で、ドア８，シャッタ６を順次開き、アーム３を炉芯管
２内に挿入して、石英ボート４を搬出させる。
（本実施例では９００℃弱）まで徐々に昇温して所定時
間のＰ2Ｏ5膜の堆積・拡散を行い、炉内温度を再度５０
０℃まで徐々に下げる。炉内が５００℃になった時点
で、ドア８，シャッタ６を順次開き、アーム３を炉芯管
２内に挿入して、石英ボート４を搬出させる。
【００１９】上記動作の間、ドア８の外側近傍Ａ点に配
置したパーティクルカウンタで測定したパーティクル個
数は、図３のグラフに示す通りである。このグラフから
判るように、リン化合物の昇華温度以下の５００℃の条
件下では炉芯管２内等に存在するリン化合物が蒸発，昇
華していない状態にあるため、シャッタ６を開いてもパ
ーティクルの放出は生じていない。そして、シャッタ６
を閉じてプロセス温度まで昇温させた状態では、炉芯管
２内にリン化合物はパーティクルとして多量に浮遊する
が、シャッタ６が閉じているため、クリーンルームへは
放出されない。そして、拡散プロセスを終えて温度を５
００℃まで下げると、炉芯管内に浮遊していたパーティ
クルは、炉芯管内の面，ウェハ面，石英ボート表面に固
化して付着し、空間のパーティクルは、ほとんど無くな
り、石英ボート４を搬出する際のシャッタを開けるとき
及びＡ点を石英ボート４が通過するときに、パーティク
ル数が上昇している。なお、石英ボート４がＡ点を通過
する際に測定されたパーティクル数は、ベース温度が７
００℃の従来例に比べて著しく低下した。
置したパーティクルカウンタで測定したパーティクル個
数は、図３のグラフに示す通りである。このグラフから
判るように、リン化合物の昇華温度以下の５００℃の条
件下では炉芯管２内等に存在するリン化合物が蒸発，昇
華していない状態にあるため、シャッタ６を開いてもパ
ーティクルの放出は生じていない。そして、シャッタ６
を閉じてプロセス温度まで昇温させた状態では、炉芯管
２内にリン化合物はパーティクルとして多量に浮遊する
が、シャッタ６が閉じているため、クリーンルームへは
放出されない。そして、拡散プロセスを終えて温度を５
００℃まで下げると、炉芯管内に浮遊していたパーティ
クルは、炉芯管内の面，ウェハ面，石英ボート表面に固
化して付着し、空間のパーティクルは、ほとんど無くな
り、石英ボート４を搬出する際のシャッタを開けるとき
及びＡ点を石英ボート４が通過するときに、パーティク
ル数が上昇している。なお、石英ボート４がＡ点を通過
する際に測定されたパーティクル数は、ベース温度が７
００℃の従来例に比べて著しく低下した。
【００２０】本実施例は、従来例のベース温度７００℃
に比べて低いベース温度５００℃としたため、プロセス
温度までの上げ下げに若干時間を要するが、パーティク
ルの発生を抑制する効果は顕著である。
に比べて低いベース温度５００℃としたため、プロセス
温度までの上げ下げに若干時間を要するが、パーティク
ルの発生を抑制する効果は顕著である。
【００２１】以上、本実施例について説明したが、本発
明は、これに限定されるものではなく、構成の要旨に基
づく各種の設計変更が可能である。
明は、これに限定されるものではなく、構成の要旨に基
づく各種の設計変更が可能である。
【００２２】例えば、上記実施例においては、不純物導
入用の膜としてリン化合物（Ｐ2Ｏ5）であったが、ボロ
ン化合物（Ｂ2Ｏ3）を適用してもよく、ベース温度も６
００℃以下であれば、同様の効果が得られる。
入用の膜としてリン化合物（Ｐ2Ｏ5）であったが、ボロ
ン化合物（Ｂ2Ｏ3）を適用してもよく、ベース温度も６
００℃以下であれば、同様の効果が得られる。
【００２３】また、上記実施例においては、ベース温度
（シャッタ開時の温度）を５００℃に設定したが、不純
物導入用の膜の昇華温度より低い温度であればよい。
（シャッタ開時の温度）を５００℃に設定したが、不純
物導入用の膜の昇華温度より低い温度であればよい。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１〜３記載の発明によれば、熱処理炉のシャッタ開時に
クリーンルームへパーティクルが放出されることを防止
できる効果がある。近年、進展の著しい半導体産業にお
いて、半導体製造プロセスに関する環境雰囲気のクリー
ンルーム技術が益々重要となっており、本発明により、
拡散プロセスにおけるクリーン化が達成できる。
１〜３記載の発明によれば、熱処理炉のシャッタ開時に
クリーンルームへパーティクルが放出されることを防止
できる効果がある。近年、進展の著しい半導体産業にお
いて、半導体製造プロセスに関する環境雰囲気のクリー
ンルーム技術が益々重要となっており、本発明により、
拡散プロセスにおけるクリーン化が達成できる。
【図１】本発明の実施例を示すフローチャート。
【図２】プレデポジション用拡散炉の説明図。
【図３】本発明の実施例の工程とパーティクル数の関係
を示すグラフ。
を示すグラフ。
【図４】従来の工程とパーティクル数の関係を示すグラ
フ。
フ。
１…ヒータ
２…炉芯管
３…アーム（搬送用）
４…石英ボート
５…ウェハ
６…シャッタ
８…ドア
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体基体上に不純物導入用の膜を堆積
し、熱処理炉内で熱処理を行って前記不純物を前記半導
体基体内に拡散させる半導体装置の製造方法において、所定の温度で前記不純物を前記半導体基体内に拡散した
後において前記熱処理炉の温度が前記膜の昇華温度より
低くなった後、前記熱処理炉のシャッタを開蓋し、前記
半導体基体を取り出すようにした ことを特徴とする半導
体装置の製造方法。 - 【請求項２】 上記膜は、Ｐ2Ｏ5又はＢ2Ｏ3であること
を特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 上記シャッタ開時の温度は、６００℃以
下であることを特徴とする請求項２記載の半導体装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31802392A JP3362420B2 (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31802392A JP3362420B2 (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06168901A JPH06168901A (ja) | 1994-06-14 |
| JP3362420B2 true JP3362420B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=18094638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31802392A Expired - Fee Related JP3362420B2 (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3362420B2 (ja) |
-
1992
- 1992-11-27 JP JP31802392A patent/JP3362420B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06168901A (ja) | 1994-06-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |