JP3498004B2 - ウエハ熱処理装置及びその熱処理方法 - Google Patents

ウエハ熱処理装置及びその熱処理方法

Info

Publication number
JP3498004B2
JP3498004B2 JP11748299A JP11748299A JP3498004B2 JP 3498004 B2 JP3498004 B2 JP 3498004B2 JP 11748299 A JP11748299 A JP 11748299A JP 11748299 A JP11748299 A JP 11748299A JP 3498004 B2 JP3498004 B2 JP 3498004B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
core tube
furnace core
wafer
heat treatment
process gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP11748299A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000306852A (ja
Inventor
有田輝夫
浩一 竹内
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.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP11748299A priority Critical patent/JP3498004B2/ja
Publication of JP2000306852A publication Critical patent/JP2000306852A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3498004B2 publication Critical patent/JP3498004B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハ熱処理装置
及びその熱処理方法に関し、特に横型拡散炉及びその拡
散炉を用いたウエハの熱処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のウエハ熱処理装置として、横型拡
散炉が知られている。この横型拡散炉は、第1の従来の
ウエハ熱処理装置の構成図である図2に示すように、炉
芯管11と炉芯管11の外周に設けられたヒータ12か
ら構成されており、炉芯管の長さ方向の一端側と前部側
とし、他端側を後部側として設置されている。前部側
は、ウエハ13の搬出入口となっており、後部側には、
プロセスガス導入管14が接続されている。
【0003】このような横型拡散炉では、ヒータにて処
理温度に加熱された炉芯管内に、搬出入口からウエハを
収容したボードを搬入するとともに、炉芯管内に導入管
よりプロセスガスとして例えばN2ガス等の不活性ガス
を導入しつつ、排気管から排気することにより、ウエハ
を熱処理するようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のウエハ熱処理装
置では、例えば上述の横型拡散炉の場合、ウエハの熱処
理時に炉芯管内が処理温度に加熱されているのに対し
て、何ら温度処理を施していない、すなわち炉芯管内の
温度に対して冷えたプロセスガスが炉芯管内に導入され
る。このため、上述のようなプロセスガスが炉芯管の後
部側から炉芯管内に導入されて前部側から排気される従
来の横型拡散炉では、冷えたプロセスガスによって炉芯
管内が冷やされ、炉芯管内の温度が安定しない。その結
果、この横型拡散炉を用いてウエハの熱処理を行うこと
により、拡散層や酸化膜を形成した場合、ウエハ面内に
おいて均一に熱処理されず、ウエハ面内におけるシート
抵抗値の均一性や膜厚分布が悪くなるという不具合が生
じる。
【0005】このような、シート抵抗値のウエハ面内均
一性や膜厚分布の悪化は半導体装置の製造歩留まりの低
下を招いてしまうものである。この改良として、特開平
10−256245号公報では、プロセスガスを予備加
熱する方法が開示されている。
【0006】1つは炉芯管に導入する前に炉芯管近くに
設けた加熱部で加熱する方法や、第2の従来のウエハ熱
処理装置の構成図である図3に示すように、炉芯管内部
に螺旋状導入管15を設けて、プロセスガスのガス吹き
出し口を炉芯管の断面中心に設け、炉芯管内部でプロセ
スガスを加熱する方法がある。炉芯管外部に加熱部を設
ける方法は、別途装置が必要であり、拡散炉で使用され
る温度近くまで、あるいは、半分程度でも500℃近い
高温であり、設備として大きく、コスト及び配置面積な
どの問題が多い。
【0007】一方、螺旋状導入管を用いる場合は、酸化
膜の膜厚の均一性が50%改善されている。しかし、半
導体装置分野では、素子特性の均一性向上、歩留まり向
上のため、更なる改良が求められている。尚、図2及び
図3において、符号17は蓋、18は排気管を示す。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
のウエハ熱処理装置は、炉芯管と、該炉芯管の外周に設
けられたヒーターと、上記炉芯管内に設けられたウエハ
保持具と、上記炉芯管内にプロセスガスを導入するガス
導入管とを有するウエハ熱処理装置において、上記ガス
導入管が、上記炉芯管内において螺旋状構造であり、且
つ吹き出し口が二股構造であり、且つ上記吹き出し口の
一方が炉芯管の中心位置にあり、且つ上記吹き出し口の
他方が炉芯管の中心より下の位置にあることを特徴とす
るものである。
【0009】また、請求項2に記載の本発明のウエハ熱
処理装置は、上記吹き出し口の他方が炉芯管の底から該
炉芯管の直径の1/5の高さの位置にあることを特徴と
する、請求項1に記載のウエハ熱処理装置である。
【0010】また、請求項3に記載の本発明のウエハの
熱処理方法は、炉芯管内にプロセスガスを導入しつつ、
該炉芯管内を加熱して、該炉芯管内に搬送されたウエハ
を熱処理する方法において、予め、前記プロセスガスを
前記炉芯管内の加熱温度付近まで加熱し、その後加熱さ
れたプロセスガスを上記炉芯管の中心部及び該中心より
低い位置から導入することを特徴とするものである。
【0011】更に、請求項4に記載の本発明のウエハの
熱処理方法は、上記加熱されたプロセスガスを上記炉芯
管の中心部と該炉芯管の底から該炉芯管の直径の1/5
の高さの位置とから導入することを特徴とする、請求項
3に記載のウエハの熱処理方法である。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、一実施の形態に基づいて、
本発明のウエハ熱処理装置及びその熱処理方法を詳細に
説明する。
【0013】図1は本発明のウエハ熱処理装置の構成を
示す図である。尚、図1において、1は炉芯管、2はヒ
ータ、3はウエハ、4は導入口、5は螺旋状導入管、6
はガス吹き出し口、7は蓋、8は排気管を示す。
【0014】本発明のウエハ熱処理において、従来の横
型拡散炉と相違するところは、螺旋状導入管5のガス吹
き出し口6が二股6a、6bになっていることである。
すなわち、このウエハ熱処理装置には、従来と同様に、
石英製の炉芯管1の外周にヒータ2が設けられている。
また、例えば、炉芯管の長さ方向の一端を前部側、他端
を後部側とした場合、前部側は、ウエハ3の搬出入口と
なっており、搬出入口には、ウエハの搬出入時に開閉す
る蓋7が取り付けられている。
【0015】そして、炉芯管1の後部側に安定なガス、
例えば、N2ガスやArガス等の不活性ガス、O2ガ
ス、H2ガス等のプロセスガスの導入口4が接続され、
炉芯管1の前部側の側壁に排気管8が接続されている。
【0016】また、螺旋状導入管5は、プロセスガスの
導入管の炉芯管1と接続した端部から炉芯管1内に延び
て形成されたもので、炉芯管1内の後部側に設けられて
いる。このとき螺旋状導入管5は、炉芯管1の後部から
ウエハ3が配置される位置に向けて、炉芯管1内壁に沿
う状態で設けられている。
【0017】また、より均一性のよい酸化膜を形成する
為に、ガスの対流を考慮し、ガス吹き出し口6が二股6
a、6bに分岐しており、その吹き出し口の一方6aを
炉芯管1の下部に配置させ、吹き出す構造となってい
る。なお、この螺旋状導入管5は石英で形成されてい
る。
【0018】上述のごとく形成されたウエハ熱処理装置
では、プロセスガスの導入管の端部から螺旋状導入管が
延びて形成されているため、導入管を通過したプロセス
ガスは更に螺旋状導入管を通り、その後、二股のガス吹
き出し口から炉芯管1内に導入されている。
【0019】次に、このウエハ熱処理装置を用いての酸
化膜厚均一性向上策について説明する。
【0020】まず、ウエハを熱処理するに当たっては、
予めヒータ2にて炉芯管1内を処理温度に加熱しておく
と共に、螺旋状導入管5によって、プロセスガスを炉芯
管1内の加熱温度付近の温度に予備加熱する。このよう
に、ウエハ熱処理装置では、螺旋状導入管5が炉芯管1
内に設けられているため、炉芯管1内の熱によって、プ
ロセスガスは炉芯管1内付近の温度に加熱される。そし
て、予備加熱されたプロセスガスを螺旋状導入管5から
炉芯管1内に導入しつつ排気管8から排気するととも
に、ボートに収容された複数枚のウエハ3を炉芯管1内
に搬送し配置し、ウエハ3を熱処理する。
【0021】上述のウエハ熱処理方法では、予めプロセ
スガスを炉芯管1内の温度付近まで予備加熱した後に、
炉芯管1内にプロセスガスを導入するため、熱処理の際
に、炉芯管1内にプロセスガスを導入しつつ、排気して
も、炉芯管内の温度がプロセスガスによって低下するこ
とがない。その結果、炉芯管1内の温度が常に安定し、
ウエハ面内にて均一に熱処理・酸化ができる。
【0022】更に、ウエハ熱処理装置では、螺旋状導入
管5が炉芯管内1に設けられて炉芯管1内の温度で加熱
されるため、プロセスガスを予備加熱するための加熱手
段を新たに設けなくても、螺旋状導入管5を介してプロ
セスガスを炉芯管1内の付近の温度に加熱できる。
【0023】しかも、螺旋状導入管5は、炉芯管1の内
壁に沿う状態で、螺旋状に設けられていることから長尺
であるので、螺旋状導入管5内をプロセスガスを通過さ
せることで、プロセスガスを確実に炉芯管1内付近の温
度に予備加熱することができる。よって、新たな加熱手
段が不要であることから、装置構成が複雑にならず、装
置に要するコストも低く抑えることができるとともに、
炉芯管1内の熱を有効に利用するための電気エネルギー
も節約することができる。
【0024】本発明による、ガス吹き出し口6の二股の
1つ6aは、炉芯管1の底から直径の1/5程度の高さ
の位置であり、他方6bは直径の1/2付近の位置であ
る。この本発明の螺旋状導入管5を用いた場合、酸化膜
の膜厚の均一性は、予備加熱を行わない従来技術に比べ
て80%改善した。
【0025】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明を
用いることに、シート抵抗値のウエハ面内均一性の向上
及びウエハ面内における膜厚分布の改善を図ることがで
きるため、半導体装置の製造歩留まりを向上させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態のウエハ熱処理装置の構
成図である。
【図2】第1の従来のウエハ熱処理装置の構成図であ
る。
【図3】第2の従来のウエハ熱処理装置の構成図であ
る。
【符号の説明】
1 炉芯管 2 ヒーター 3 ウエハ 4 導入口 5 螺旋状導入管 6、6a、6b ガス吹き出し口 7 蓋 8 排気管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−256245(JP,A) 特開 平5−234923(JP,A) 実開 昭56−129737(JP,U) 実開 平4−4738(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 16/00 F27B 5/00 F27D 7/00 H01L 21/205 H01L 21/22 H01L 21/324

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炉芯管と、該炉芯管の外周に設けられた
    ヒーターと、上記炉芯管内に設けられたウエハ保持具
    と、上記炉芯管内にプロセスガスを導入するガス導入管
    とを有するウエハ熱処理装置において、 上記ガス導入管が、上記炉芯管内において螺旋状構造で
    あり、且つ吹き出し口が二股構造であり、且つ上記吹き
    出し口の一方が炉芯管の中心位置にあり、且つ上記吹き
    出し口の他方が炉芯管の中心より下の位置にあることを
    特徴とするウエハ熱処理装置。
  2. 【請求項2】 上記吹き出し口の他方が炉芯管の底から
    該炉芯管の直径の1/5の高さの位置にあることを特徴
    とする、請求項1に記載のウエハ熱処理装置。
  3. 【請求項3】 炉芯管内にプロセスガスを導入しつつ、
    該炉芯管内を加熱して、該炉芯管内に搬送されたウエハ
    を熱処理する方法において、 予め、前記プロセスガスを前記炉芯管内の加熱温度付近
    まで加熱し、その後加熱されたプロセスガスを上記炉芯
    管の中心部及び該中心より低い位置から導入することを
    特徴とする、ウエハの熱処理方法。
  4. 【請求項4】 上記加熱されたプロセスガスを上記炉芯
    管の中心部と該炉芯管の底から該炉芯管の直径の1/5
    の高さの位置とから導入することを特徴とする、請求項
    3に記載のウエハの熱処理方法。
JP11748299A 1999-04-26 1999-04-26 ウエハ熱処理装置及びその熱処理方法 Expired - Fee Related JP3498004B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11748299A JP3498004B2 (ja) 1999-04-26 1999-04-26 ウエハ熱処理装置及びその熱処理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11748299A JP3498004B2 (ja) 1999-04-26 1999-04-26 ウエハ熱処理装置及びその熱処理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000306852A JP2000306852A (ja) 2000-11-02
JP3498004B2 true JP3498004B2 (ja) 2004-02-16

Family

ID=14712807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11748299A Expired - Fee Related JP3498004B2 (ja) 1999-04-26 1999-04-26 ウエハ熱処理装置及びその熱処理方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3498004B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000306852A (ja) 2000-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002334867A (ja) 熱処理装置及びその方法
JP2003282578A (ja) 熱処理装置および半導体製造方法
JPH06310448A (ja) 熱処理装置
JPH10107018A (ja) 半導体ウェーハの熱処理装置
JP2668001B2 (ja) 熱処理方法及びその装置
JP5036172B2 (ja) 基板処理装置、基板処理方法および半導体装置の製造方法
JP3498004B2 (ja) ウエハ熱処理装置及びその熱処理方法
JP3207402B2 (ja) 半導体用熱処理装置および半導体基板の熱処理方法
JPH11260744A (ja) 熱処理炉
JPS62140413A (ja) 縦型拡散装置
JPH10256245A (ja) ウエハ熱処理装置およびその方法
JP2001308085A (ja) 熱処理方法
JP3081886B2 (ja) 成膜方法
JPH08181082A (ja) 縦型高速熱処理装置
JP2000012478A (ja) 基板熱処理装置
JP2693465B2 (ja) 半導体ウェハの処理装置
JP3084232B2 (ja) 縦型加熱処理装置
JPH0468522A (ja) 縦型熱処理装置
JP2005217317A (ja) 基板処理装置
KR0121711Y1 (ko) 핫-월형 고속 열처리장치
JP3118760B2 (ja) 熱処理装置
JPH0468528A (ja) 縦型熱処理装置
JP3462368B2 (ja) 半導体装置の製造装置および製造方法
JPS5922114Y2 (ja) 熱処理装置
KR100295630B1 (ko) 종형 에피택셜 성장장치

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081128

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091128

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091128

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101128

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111128

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111128

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121128

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121128

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131128

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees