JP4815352B2 - 熱処理装置、基板の製造方法、基板処理方法、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
請求項3に係る本発明は、請求項1記載の熱処理装置において、前記ノズルの第1の部分と前記ノズルの第2の部分は嵌合接続され、前記第1の部分の一部が前記第2の部分の内側に嵌め込まれるように構成される熱処理装置である。
請求項4に係る本発明は、請求項1記載の熱処理装置において、前記ノズルの第1の部分はガスを垂直方向とは異なる方向に流すように構成され、前記ノズルの第2の部分はガスを垂直方向に流すように構成される熱処理装置である。
請求項5に係る本発明は、請求項1記載の熱処理装置において、さらに前記反応管内で複数枚の基板を支持する支持具を有し、前記ノズルの第1の部分は前記反応管内壁の周方向に沿うように構成され、前記ノズルの第2の部分は基板配列方向に延びるように構成される熱処理装置である。
請求項6に係る本発明は、請求項1記載の熱処理装置において、前記ノズルの第1の部分の流路断面積が、前記ノズルの第2の部分の流路断面積よりも大きい熱処理装置である。
請求項7に係る本発明は、請求項1記載の熱処理装置において、前記ノズルの第1の部分または第2の部分は、ガスが前記第1の部分を流通する際の方が前記第2の部分を流通する際よりもガス流速が遅くなるように構成される熱処理装置である。
請求項8に係る本発明は、請求項1記載の熱処理装置において、前記ノズルの第2の部分は少なくとも2つ以上設けられる熱処理装置である。
請求項9に係る本発明は、請求項1記載の熱処理装置において、前記ノズルの第1の部分は、前記ヒータよりも下方の前記ヒータと対向しない領域に配置されている熱処理装置である。
請求項10に係る本発明は、請求項1記載の熱処理装置において、前記ノズルの第1の部分と前記ノズルの第2の部分との接続部は、前記ヒータよりも下方の前記ヒータと対向しない領域に配置されている熱処理装置である。
前記反応管内部における前記アダプタの上面に接続される第1の部分と、この第1の部分に接続される第2の部分とを有し、前記第1の部分は石英にて構成され、前記第2の部分は炭化珪素にて構成されるノズルにより前記反応炉内に処理ガスを供給して基板を処理する工程と、処理後の基板を前記反応炉から搬出する工程と、を有する基板処理方法である。
前記反応管内部における前記アダプタの上面に接続される第1の部分と、この第1の部分に接続される第2の部分とを有し、前記第1の部分は石英にて構成され、前記第2の部分は炭化珪素にて構成されるノズルにより前記反応炉内に処理ガスを供給して基板を処理する工程と、処理後の基板を前記反応炉から搬出する工程と、を有する半導体装置の製造方法である。
26 基板移載機
30 基板支持体
40 反応炉
42 反応管
44 アダプタ
46 ヒータ
48 炉口シールキャップ
54 基板
56 ガス導入口
60 ガス導入管
66 ノズル
66a 第1の部分
66b 第2の部分
図1には、本発明の実施形態に係る熱処理装置10の一例が示されている。この熱処理装置10は、例えば縦型であり、主要部が配置された筺体12を有する。この筺体12には、ポッドステージ14が接続されており、このポッドステージ14にポッド16が搬送される。ポッド16には、例えば25枚の基板(ウエハ)が収納され、図示しない蓋が閉じられた状態でポッドステージ14にセットされる。
このように、ノズル66は、2つの部分66a,66bが嵌合接続されて構成され、いわゆる印ろう構造をなしている。
なお、この実施形態においては、ノズル66は1本であるが、これに限定されるものではなく、複数本設けるようにしてもよく、少なくも1本あればよい。
まず、ポッドステージ14に複数枚の基板を収容したポッド16がセットされると、ポッド搬送装置18によりポッド16をポッドステージ14からポッド棚20へ搬送し、このポッド棚20にストックする。次に、ポッド搬送装置18により、このポッド棚20にストックされたポッド16をポッドオープナ22に搬送してセットし、このポッドオープナ22によりポッド16の蓋を開き、基板枚数検知器24によりポッド16に収容されている基板の枚数を検知する。
図6にも示すように、第1の部分66aには上述した曲線部が形成され、さらにこの曲線部の終端から垂直方向に立ち上がるように直線部が形成されている。また、この直線部の先端には上述した凹部68が形成され、第2の部分66bの内側に嵌め込まれている。
このように、ノズル66は、2つの部分66a,66bが嵌合接続されて構成され、いわゆる印ろう構造をなすとともに、第1の部分66aはガスを垂直方向とは異なる方向(水平方向)に流すように構成され、第2の部分66bはガスを垂直方向に流すように構成されている。
なお、この実施形態においては、ノズル66は1本であるが、これに限定されるものではなく、複数本設けるようにしてもよく、少なくも1本あればよい。
図7において、第1の部分66aの第1の変形例が示されている。
第1の部分66aは石英製であり、両端外縁部分に他の部分よりも外径が小さい凹部(小径部)68が形成されている。この第1の部分66aの一方の凹部68は、石英製のアダプタ44のノズル取付孔64aに嵌め込まれ、他方の凹部68はSiC製の第2の部分66bの内側に嵌め込まれている。
る。第1の直線部の先端には、上述した凹部68が形成され、ノズル取付孔64aに嵌め込まれている。この第1の直線部は、ノズル取付孔64aから反応管42の内壁に沿って垂直方向に延びるように形成されている。曲線部は、垂直方向に延びている第1の直線部の終端から水平方向に屈曲し、反応管42の内壁周方向に沿うように円弧状に形成されている。即ち、アダプタ44の上端部フランジ側の上面から一定の距離を隔てて(保ちつつ)反応管42の内壁周方向に沿うようにアダプタ44又は反応管42と同心円状に設けられている。また、ノズル66(第1の部分66a,第2の部分66b)は、反応管42と接触しないように(ノズル66と反応管42との間にすきまが形成されるように)配置されている。上述した曲線部の終端からさらに垂直方向に立ち上がるように第2の直線部が形成されている。この第2の直線部の先端には上述した凹部68が形成され、ノズル66の第2の部分66bの内側に嵌め込まれている。
また、ノズル66はノズル固定爪70により支えられる。図7(c)は、ノズル固定爪70をB方向から見たものである。例えば、ノズル固定爪70は石英製でありアダプタ44に設けられ、ノズル66の第1の部分66aの曲線部の終端部分、すなわち、第2の直線部の立ち上がり部分に配置され、第1の部分66aの曲線部の終端部分を接触支持する。
図8において、第1の部分66aの第2の変形例が示されている。
第1の部分66aは石英製であり、反応管42内部におけるアダプタ44の上面に載置され、両端外縁部分に他の部分よりも外径が小さい凹部(小径部)68が形成されている。この第1の部分66aの一方の凹部68は、石英製のアダプタ44のノズル取付孔64aに嵌め込まれ、他方の凹部68はSiC製の第2の部分66bの内側に嵌め込まれている。
図9において、第1の部分66aの第3の変形例が示されている。
また、本例におけるノズル66の第1の部分66aの曲線部(反応管42周方向に沿う部分)の流路断面形状は、例えば非円形状である楕円形となっている。
図10において、第1の部分66aの第4の変形例が示されている。
図11において、第1の部分66aの第5の変形例が示されている。
図12において、第1の部分66aの第6の変形例が示されている。
このように、ノズル66は、二又に分かれた曲線部(反応管42内壁周方向に沿う部分)と2つの直線部とからなる第1の部分66aと、2つの第2の部分66b、66b(2本のSiC製ノズル)とを有する。
特に、比較的高い温度で行う熱処理工程、例えば、ウェット酸化、ドライ酸化、水素燃焼酸化(パイロジェニック酸化)、HCl酸化等の熱酸化工程や、硼素(B)、リン(P
)、砒素(As)、アンチモン(Sb)等の不純物(ドーパント)を半導体薄膜に拡散する熱拡散工程等に適用するのが好ましい。
このような半導体デバイスの製造工程の一工程としての熱処理工程を行う場合においても、本発明の熱処理装置を用いることにより、ノズルの破損等を防止することができる。
(1)反応管と、この反応管を支持する石英製のアダプタと、このアダプタに接続され前記反応管内に処理ガスを供給するノズルと、前記反応管の外部に設けられ前記反応管内を加熱するヒータとを有する反応炉内に基板を搬入する工程と、前記反応管内部におけるアダプタの上面に接続され、少なくともアダプタと接続される部分は石英製であり、その他の部分は炭化珪素であるノズルにより反応炉内に処理ガスを供給して基板を処理する工程と、処理後の基板を反応炉から搬出する工程と、を有することを特徴とする基板の製造方法、基板処理方法又は半導体装置の製造方法。
(2)反応管と、この反応管を支持するアダプタと、このアダプタに接続され前記反応管内を加熱するヒータとを有する反応炉内に基板を搬入する工程と、前記反応管内部におけるアダプタの上面に接続され、アダプタ又は反応管内壁周方向に沿う部分と、基板配列方向に延びる部分とを有するノズルにより反応炉内に処理ガスを供給して基板を処理する工程と、処理後の基板を反応炉から搬出する工程と、を有することを特徴とする基板の製造方法、基板処理方法又は半導体装置の製造方法。
Claims (15)
- 基板を処理する炭化珪素製の反応管と、
前記反応管を支持する石英製のアダプタと、
前記反応管内に処理ガスを供給するノズルと、
前記反応管内を加熱するヒータと、
を有し、
前記ノズルは、
前記反応管内部における前記アダプタの上面に接続される第1の部分と、
この第1の部分に接続される第2の部分と、
を有し、
前記第1の部分は石英にて構成され、前記第2の部分は炭化珪素にて構成される熱処理装置。 - 請求項1記載の熱処理装置において、前記ノズルの第1の部分は前記アダプタの上面において前記アダプタと嵌合接続される熱処理装置。
- 請求項1記載の熱処理装置において、前記ノズルの第1の部分と前記ノズルの第2の部分は嵌合接続され、前記第1の部分の一部が前記第2の部分の内側に嵌め込まれるように構成される熱処理装置。
- 請求項1記載の熱処理装置において、前記ノズルの第1の部分はガスを垂直方向とは異なる方向に流すように構成され、前記ノズルの第2の部分はガスを垂直方向に流すように構成される熱処理装置。
- 請求項1記載の熱処理装置において、さらに前記反応管内で複数枚の基板を支持する支持具を有し、前記ノズルの第1の部分は前記反応管内壁の周方向に沿うように構成され、前記ノズルの第2の部分は基板配列方向に延びるように構成される熱処理装置。
- 請求項1記載の熱処理装置において、前記ノズルの第1の部分の流路断面積が、前記ノズルの第2の部分の流路断面積よりも大きい熱処理装置。
- 請求項1記載の熱処理装置において、前記ノズルの第1の部分または第2の部分は、ガスが前記第1の部分を流通する際の方が前記第2の部分を流通する際よりもガス流速が遅くなるように構成される熱処理装置。
- 請求項1記載の熱処理装置において、前記ノズルの第2の部分は少なくとも2つ以上設けられる熱処理装置。
- 請求項1記載の熱処理装置において、前記ノズルの第1の部分は、前記ヒータよりも下方の前記ヒータと対向しない領域に配置されている熱処理装置。
- 請求項1記載の熱処理装置において、前記ノズルの第1の部分と前記ノズルの第2の部分との接続部は、前記ヒータよりも下方の前記ヒータと対向しない領域に配置されている熱処理装置。
- 基板を処理する炭化珪素製の反応管と、
前記反応管を支持する石英製のアダプタと、
前記反応管内に処理ガスを供給するノズルと、
前記反応管内を加熱するヒータと、
前記反応管内で複数枚の基板を支持する支持具と、
を有し、
前記ノズルは、
前記反応管内部における前記アダプタの上面に接続される第1の部分と、
この第1の部分に接続される第2の部分と、
を有し、
前記第1の部分は石英製であり前記反応管内壁の周方向に沿うように構成され、前記ノズルの第2の部分は炭化珪素製であり基板配列方向に延びるように構成される熱処理装置。 - 基板を処理する炭化珪素製の反応管と、
前記反応管を支持する石英製のアダプタと、
前記反応管内に処理ガスを供給するノズルと、
前記反応管内を加熱するヒータと、
を有し、
前記ノズルは、
前記反応管内部における前記アダプタの上面に接続される第1の部分と、
この第1の部分に接続される第2の部分と、
を有し、
前記第1の部分は石英にて構成され、前記第2の部分は炭化珪素にて構成され、前記第1の部分の流路断面積が、前記第2の部分の流路断面積よりも大きい熱処理装置。 - 炭化珪素製の反応管と、前記反応管を支持する石英製のアダプタと、前記反応管内を加熱するヒータとを有する反応炉内に基板を搬入する工程と、
前記反応管内部における前記アダプタの上面に接続される第1の部分と、この第1の部分に接続される第2の部分とを有し、前記第1の部分は石英にて構成され、前記第2の部分は炭化珪素にて構成されるノズルにより前記反応炉内に処理ガスを供給して基板を処理する工程と、
処理後の基板を前記反応炉から搬出する工程と、
を有する基板の製造方法。 - 炭化珪素製の反応管と、前記反応管を支持する石英製のアダプタと、前記反応管内を加熱するヒータとを有する反応炉内に基板を搬入する工程と、
前記反応管内部における前記アダプタの上面に接続される第1の部分と、この第1の部分に接続される第2の部分とを有し、前記第1の部分は石英にて構成され、前記第2の部分は炭化珪素にて構成されるノズルにより前記反応炉内に処理ガスを供給して基板を処理する工程と、
処理後の基板を前記反応炉から搬出する工程と、
を有する基板処理方法。 - 炭化珪素製の反応管と、前記反応管を支持する石英製のアダプタと、前記反応管内を加熱するヒータとを有する反応炉内に基板を搬入する工程と、
前記反応管内部における前記アダプタの上面に接続される第1の部分と、この第1の部分に接続される第2の部分とを有し、前記第1の部分は石英にて構成され、前記第2の部分は炭化珪素にて構成されるノズルにより前記反応炉内に処理ガスを供給して基板を処理する工程と、
処理後の基板を前記反応炉から搬出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
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