JP3526728B2 - 酸化・拡散チューブ、キャップ、小キャップ及び炉 - Google Patents

酸化・拡散チューブ、キャップ、小キャップ及び炉

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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、例えば不純物の拡
散又は酸化等に用いる酸化・拡散チューブ、キャップ、
小キャップ及び炉において、酸化・拡散チューブとキャ
ップ又はキャップと小キャップの接合時に、それらが取
り外しにくくなることを防いだ、不純物の拡散又は酸化
等に用いる酸化・拡散チューブ、キャップ、小キャップ
及び炉に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体製品を製造する際には酸化や不純
物などの拡散等の工程を幾度となく繰り返し、最終完成
品(チップ)を製造するわけであるが、これら酸化や不
純物などの拡散等の工程では従来から酸化又は拡散炉が
非常によく使用される。
【0003】この、酸化・拡散炉は、酸化・拡散ボート
に複数枚のウェーハを収納し、そのボートを炉内に入
れ、適当な温度、圧力、時間、ガス雰囲気の中で酸化・
拡散等を行うことにより、炉内の複数枚のウェーハに同
時にかつ一様でほとんどバラツキのない酸化又は拡散等
の処理を施すことが出来る。図13に従来の酸化・拡散
チューブの断面図、図14に従来のキャップの断面図、
図15に従来の小キャップの断面図を示す。
【0004】一方に、ガス導入口1を有し、他方に、炉
口部分拡大図2に示されるキャップ(図14)との接合
部分3を有する酸化・拡散チューブ(図13)を適当な
温度に加熱しておいて、まず、キャップを開け、酸化・
拡散チューブの中の炉口部分4に複数枚のウェーハを収
納したボートを入れ、小キャップ(図15)をはずして
いる状態のキャップを閉め、小キャップを閉める部分の
穴8から引出棒を挿入してボートを炉の中心(均熱)部
分5に移動させた後、小キャップを閉め、ガス導入口1
からガス排出孔9に適当なガスを流すことにより、適当
な温度、圧力、時間、ガス雰囲気の中でウェーハに酸化
・拡散等を行う。図16に従来の酸化・拡散チューブに
従来のキャップを接合させた場合の断面図、図17に従
来のキャップに従来の小キャップを接合させた場合の断
面図を示す。
【0005】図16及び図17の接合部分は、酸化・拡
散時には、外部との気密性を保つため、漏れのない確実
な接合が要求される。したがって、図16及び図17に
示すとおり、酸化・拡散時は、接合時の炉口部分拡大図
11の酸化・拡散チューブとそのキャップとの接合部分
12及びキャップと小キャップとの接合部分13は完全
に密着している。しかし、取り外し(開閉)の機会も多
いことから、取り外しがしやすいように、従来から接合
部分には図13から図15に示すような傾斜構造(すり
合わせによる接合部分)が施されている場合が多い。す
なわち、酸化・拡散チューブのキャップとの接合部分
3、キャップの酸化・拡散チューブとの接合部分6、キ
ャップの小キャップとの接合部分7及び小キャップのキ
ャップとの接合部分10には傾斜構造が施されている。
また、他の従来例として、自動的にキャップが開閉でき
る酸化・拡散炉や、複数の小キャップ用の穴を持つキャ
ップも存在する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図13
から図15に示すような従来型の酸化・拡散チューブ、
キャップ及び小キャップでは次の様な問題点を有してい
た。 (1).図16及び図17の接合部分は酸化・拡散時には、
外部との気密性を保つため、漏れのない確実な接合が要
求されるが、逆に取外し時には非常に取り外しにくい場
合があるという欠点があった。
【0007】(2).また、拡散等で発生した副産物は脱着
機会の多い接合部分にも引っ付き、特に粘性のある副産
物は取外し時に非常に取り外しにくい結果をもたらす場
合があった。 (3).取外しがしにくい場合は時間を要するため、生産性
が低下したり、酸化・拡散チューブ内のウェーハの処理
条件が異なってしまうので、歩留りの低下を招く場合が
ある。
【0008】(4).全く取外しがきかない場合は、接合部
分を横からたたいたりしてなんとかはずそうとする場合
があるが、最悪の場合、炉内のウェーハが割れて炉内に
散乱する場合や、酸化・拡散チューブ、キャップ又は小
キャップが割れてしまう場合があり、生産性の低下のほ
かに作業環境の汚染、炉の破損等、多大な損害を被る場
合がある。
【0009】以上の点に鑑み、本発明の課題は、酸化・
拡散時に外部との気密性を保つため、漏れのない確実な
接合を実現しながら、拡散時の粘性のある副産物が発生
した場合であっても容易にその取外しを行うことができ
る酸化・拡散用の酸化・拡散チューブ、キャップ、小キ
ャップ及び炉を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は次の構成を有する。すなわち本発明は、不純
物の拡散又は酸化に用いる炉で使用される酸化・拡散チ
ューブにおいて、前記酸化・拡散チューブは、前記キャ
ップとの接合時に接合部分の接触面を減らすため、該酸
化・拡散チューブの接合部分に溝を設け、前記接合時
に、前記溝にNF3、NF4又はSF6の内の少なくとも
1つを含むガスを流し、酸化・拡散チューブとキャッ
取り外しにくくなることを防いだことを特徴とするも
のである。これにより、確実な接合を維持しつつ、接合
の接触面積を小さくすることが可能になる。
【0011】さらに、接合部分に設けられた溝を螺旋状
にして、その溝にガスを流すことにより、溝にたまった
拡散等による副産物をガスで押し出すことから、従来例
よりも格段に容易にその取外しを行うことができるため
に、好ましい。さらに、溝に流す上記ガスをNF3、C
4又はSF6とすることにより、これらのガスは、拡散
時の粘性のある副産物を溶かすことからより一層、副産
物の除去に効果を発揮するため、好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】図1から図4に本発明の酸化・拡
散チューブ、キャップ及び小キャップの断面図を示す。
図1では、炉口部分拡大図2に、酸化・拡散チューブの
キャップとの接合部分3に接触面積を減らすため削り取
った部分14を設けることが示されている。図2には、
キャップの酸化・拡散チューブとの接合部分4に接触面
積を減らすため削り取った部分14を設けることが示さ
れている。図3には、小キャップのキャップとの接合部
分10に接触面積を減らすため削り取った部分14を設
けることが示されている。図4には、キャップの小キャ
ップとの接合部分7に接触面積を減らすため削り取った
部分14を設けることが示されている。
【0013】図5に本発明の酸化・拡散チューブに従来
のキャップを接合させた場合の断面図、図6に本発明の
キャップに従来の小キャップを接合させた場合の断面図
を示す。図5では、酸化・拡散チューブとキャップとの
接合時の炉口部分拡大図11に、その接合部分12の酸
化・拡散チューブ側に接触面積を減らすため削り取った
部分14を設ける点が示されている。図6では、キャッ
プと小キャップとの接合部分13のキャップ側に接触面
積を減らすため削り取った部分14を設ける点が示され
ている。本発明では、接合部分全体よりも接触面積が小
さいが、一部の接触部分が存在することから、外部との
気密性は保たれ、漏れのない確実な接合が実現できる。
【0014】また、従来の酸化・拡散チューブ、キャッ
プ及び小キャップを使用した場合、拡散等で発生した副
産物は脱着機会の多い接合部分にも引っ付き、特に粘性
のある副産物は取外し時に非常に取外しにくい結果をも
たらす場合があったが、本発明は接合部分全体よりも接
触面積が小さく、かつ、それらの副産物は接触面積を小
さくするために削り取られた空間に留まるので、本発明
を使用すれば従来例と比べ開閉の作業性が向上する。
【0015】前述の各実施の形態において、接触部分の
面積、形状や削り取る部分の面積、形状等については特
に述べなかったが、これらの面積、形状等が本発明の主
旨に差異をもたらさないことはいうまでもない。また、
実施の形態として図5、図6を挙げたが、酸化・拡散チ
ューブ、キャップ及び小キャップのどちらか一方に本発
明を使用した場合、そのすべての図示はしていないが、
上記した本発明の効果が得られることは明らかである。
【0016】続いて、図7から図10に前述のものとは
異なった形状の本発明の酸化・拡散チューブ、キャップ
及び小キャップの断面図を示す。図7には、酸化・拡散
チューブのキャップとの接合部分3に螺旋状の溝15を
設けることが示されている。図8には、キャップの酸化
・拡散チューブとの接合部分6に螺旋状の溝15を設け
ることが示されている。図9には、小キャップのキャッ
プとの接合部分10に螺旋状の溝15を設けることが示
されている。このように、酸化・拡散チューブ、キャッ
プ又は小キャップのそれぞれの削り取った部分の形状を
螺旋状にしても前述のように、外部との気密性は保た
れ、漏れのない確実な接合が実現でき、拡散等の副産物
は螺旋状に削り取った溝に留まるので、本実施の形態の
場合でも従来例と比べ、開閉の作業性が向上する。
【0017】前述の各実施の形態において、溝の面積や
深さ等の形状については特に述べなかったが、これら溝
の形状が本発明の主旨に差異をもたらさないことはいう
までもない。図11に従来の酸化・拡散チューブに本発
明のキャップを接合させた場合の断面図、図12に本発
明のキャップに従来の小キャップを接合させた場合の断
面図を示す。本発明の接合部分には導入口16から排出
口17まで一連の溝15が施されていて、接合部分全体
よりも接触面積が小さいが、一部の接触部分が存在する
ことから、外部との気密性は保たれ、漏れのない確実な
接合が実現できる。
【0018】酸化・拡散チューブとキャップ、キャップ
と小キャップのどちらか一方に本発明を使用した場合、
図示はしていないものも含め、上記した本発明の効果が
得られることは明らかである。また、図8、図10から
図12に示したような螺旋状溝の出入口16、17より
ガスを流すことにより、溝にたまった拡散等による副産
物はガスで押し出されることから容易に取り除くことが
出来、その結果、従来と比較して開閉の作業性が格段に
向上する。ガスの種類、流量等については特に規定しな
いが、炉口は高温であるので、高温で爆発、分解等が生
じないガスであれば、本発明の主旨を達成できるものと
考えられるため、必ずしもガスの種類が本発明の主旨に
差異をもたらすものではない。
【0019】また、P型のシリコン基板等にN型の拡散
層を設ける場合、主にPOCl3等を拡散ソースとして
使用する。この拡散では、非常に粘性のある副産物が生
成され、キャップ、小キャップの取外し時に非常に取り
外しがしにくいという結果をまれにもたらす。
【0020】そこで、NF3、CF4、SF6を前述の溝
の部分に流せば、溝にたまった拡散等による副産物はガ
スで押し出され、かつこれらのガスは、拡散時の粘性の
ある副産物を溶かすことからより一層、副産物の除去に
効果を発揮し、開閉の作業性が向上する。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明を使用すれ
ば、酸化・拡散時に外部との気密性を保ち、漏れのない
確実な接合を実現しながら、拡散時の粘性のある副産物
が発生した場合であっても容易にその取外しを行うこと
ができるため、作業性が向上し、また、歩留りの低下、
作業環境の汚染等の低減に著しい効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の酸化・拡散チューブの断面図。(1)
【図2】本発明のキャップの断面図。(1)
【図3】本発明の小キャップの断面図。(1)
【図4】本発明のキャップの断面図。(2)
【図5】本発明の酸化・拡散チューブに従来のキャップ
をはめ込んだ(接合した)場合の断面図。
【図6】本発明のキャップに従来の小キャップをはめ込
んだ(接合した)場合の断面図。
【図7】本発明の酸化・拡散チューブの断面図。(2)
【図8】本発明のキャップの断面図。(3)
【図9】本発明の小キャップの断面図。(2)
【図10】本発明のキャップの断面図。(4)
【図11】従来の酸化・拡散チューブに本発明のキャッ
プをはめ込んだ(接合した)場合の断面図。
【図12】本発明のキャップに従来の小キャップをはめ
込んだ(接合した)場合の断面図。
【図13】従来の酸化・拡散チューブの断面図。
【図14】従来のキャップの断面図。
【図15】従来の小キャップの断面図。
【図16】従来の酸化・拡散チューブに従来のキャップ
をはめ込んだ(接合した)場合の断面図。
【図17】従来のキャップに従来の小キャップをはめ込
んだ(接合した)場合の断面図。
【符号の説明】
1 ガス導入孔 2 炉口部分拡大図 3 酸化・拡散チューブのキャップとの接合部分 4 酸化・拡散チューブの炉口部分 5 酸化・拡散チューブの中心(均熱)部分 6 キャップの酸化・拡散チューブとの接合部分 7 キャップの小キャップとの接合部分 8 引き出し棒の挿入口 9 ガス排出孔 10 小キャップのキャップとの接合部分 11 接合時の炉口部分拡大図 12 酸化・拡散チューブとキャップの接合部分 13 キャップと小キャップの接合部分 14 接触面積を減らすため削り取った部分 15 螺旋状の溝 16 螺旋状の溝にガスを流す場合のガス導入口 17 螺旋状の溝にガスを流す場合のガス排出口

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 不純物の拡散又は酸化に用いる炉で使用
    される酸化・拡散チューブにおいて、 前記酸化・拡散チューブは、前記キャップとの接合時に
    接合部分の接触面を減らすため、該酸化・拡散チューブ
    の接合部分に溝を設け、 前記接合時に、前記溝にNF3、NF4又はSF6の内の
    少なくとも1つを含むガスを流し、酸化・拡散チューブ
    とキャップが取り外しにくくなることを防いだことを特
    徴とする不純物の拡散又は酸化に用いる炉で使用される
    酸化・拡散チューブ。
  2. 【請求項2】 不純物の拡散又は酸化に用いる炉で使用
    されるキャップにおいて、 前記キャップは、前記酸化・拡散チューブとの接合時に
    接合部分の接触面積を減らすため、該キャップの接合部
    分に溝を設け、 前記接合時に、前記溝にNF3、NF4又はSF6の内の
    少なくとも1つを含むガスを流し、酸化・拡散チューブ
    とキャップが取り外しにくくなることを防いだことを特
    徴とするキャップ。
  3. 【請求項3】 不純物の拡散又は酸化に用いる炉におい
    て、 接合部分の接触面積を減らすため、請求項1及び請求項
    2に記載された不純物の拡散又は酸化に用いる炉で使用
    される酸化・拡散チューブとキャップを同時に用いたこ
    とを特徴とする炉。
  4. 【請求項4】 不純物の拡散又は酸化に用いる炉で使用
    されるキャップにはめられる小キャップにおいて、 前記キャップとの接合時に接合部分の接触面積を減らす
    ため、小キャップの接合部分に溝を設け、 前記接合時に、前記溝にNF3、NF4又はSF6の内の
    少なくとも1つを含むガスを流し、キャップと小キャッ
    プが取り外しにくくなることを防いだことを特徴とする
    小キャップ。
  5. 【請求項5】 不純物の拡散又は酸化に用いる炉で使用
    されるキャップにおいて、 小キャップとの接合時に接合部分の接触面積を減らすた
    め、キャップの接合部分に溝を設け、 前記接合時に、前記溝にNF3、NF4又はSF6の内の
    少なくとも1つを含むガスを流し、キャップと小キャッ
    プが取り外しにくくなることを防いだことを特徴とする
    キャップ。
  6. 【請求項6】 不純物の拡散又は酸化に用いる炉におい
    て、 接合部分の接触面積を減らすため、請求項4及び請求項
    5に記載された不純物の拡散又は酸化に用いる炉で使用
    される小キャップとキャップを同時に用いたことを特徴
    とする炉。
  7. 【請求項7】 前記溝の形状が螺旋状になっており、そ
    の螺旋状溝には入口と出口があることを特徴とする請求
    記載の不純物の拡散又は酸化に用いる炉で使用され
    る酸化・拡散チューブ。
  8. 【請求項8】 前記溝の形状が螺旋状になっており、そ
    の螺旋状溝には入口と出口があることを特徴とする請求
    項2又は5に記載の不純物の拡散又は酸化に用いる炉で
    使用されるキャップ。
  9. 【請求項9】 前記溝の形状が螺旋状になっており、そ
    の螺旋状溝には入口と出口があることを特徴とする請求
    項4記載の不純物の拡散又は酸化に用いる炉で使用され
    る小キャップ。
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