JPH01102923A - 加熱炉内温度調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は例えば半導体素子に用いられるシリコンウェー
ハを加熱するための加熱炉内温度調整方法に関する。

「従来ゝの技術」 従来、半導体素子をつくるには、シリコンウェーハ（以
下単にウェーハという。）を酸化炉に装入して酸素中で
高温に熱しウーエハの表面に酸化膜即ち、二酸化シリコ
ン５ｉＯｔをつくり、このウェーハの拡散を必要とする
ところだけを　フォトエツチングにより切り取り、この
状態で拡散炉に装入しこの拡散炉内にチッ素（Ｎ、）ガ
スを流してチッ素ガス中で高温に熱し、ここに拡散させ
るべき不純物物質例えばホウ素Ｂを含む気体化合物を送
り込むことにより拡散領域に分解生成したホウ素の不純
物拡散を生じさせる手段がとられている。

ところで、前記ウェーハの不純物拡散を行うときには、
ウェーハ上にチッ素ガスを流すので、ウェーハの温度が
不正確であると拡散深さが変わってしまうため、その温
度を１２００℃±０．５℃という高精度にすることが必
要であり、しかもウェーハをできるだけたくさん同時に
拡散したいという要望があるので、長距離にわたる高精
度の均熱長を保有する必要がある。

そこで、従来、拡散炉内にウェーハを装入する前に、炉
内を加熱した空の拡散炉内に熱電対温度計の熱電対（測
温体）を挿入して炉内の温゛度を測定し、この測定結果
に基づいて拡散炉内の温度分布を知り、この拡散炉内を
加熱するためにこの拡散炉に設けられたヒータに流す電
流を調整し、これによりウェーハの不純物拡散を行う拡
散炉内温度を適正にしようとしていた。

「発明が解決しようとする問題点」 ところが、従来の前記のような拡散炉内の温度調整方法
においては、拡散炉内にウェーハが装入されている状態
の拡散炉内温度を知りたいのに対し、これと異なる状態
の空の拡散炉内の温度を測定するのであるから、ウェー
ハに不純物を実際に拡散させている時の拡散炉内温度と
前記測定温度とか異なり、拡散炉の高精度の所望温度制
御に応えることができないという問題があった。

本発明は、以上のような従来の問題点を解決した加熱炉
内温度調整方法を提供することを目的とする。

「問題点を解決するための手段」 本発明は、前記目的を達成させるために次のような構成
としている。即ち、被温度処理体の代替わりバー状の被
測温体にその長さ方向に沿う測温体挿入用の溝または穴
を形成し、前記被測温体を加熱炉内に装入し、この加熱
炉により萌記披測温体を加熱し、この加熱状態の被測温
体の前記溝または穴に測温体を挿入して前記加熱炉内の
温度を測定し、この加熱炉内測定温度に基づき前記加熱
炉内温度を前記被温度処理体の温度処理に適正な温度に
高低調整するようにしている。

「作用Ｊ 加熱炉内に被温度処理体の代替わり被測温体が装入され
た状態で加熱炉内温度を測定することができるようにな
り、被温度処理体の加熱炉への装入に先立って、この加
熱炉内温度を被温度処理体の温度処理に適した炉内温度
とする加熱炉内温度調整手段を得ることができる。

「実施例」 図面は本発明の方法を実施するための装置の一例を示す
要部の概略斜視図である。図中１は例えば半導体装置を
つくるために用いられるウェーハの不純物拡散を行わせ
るための拡散炉（加熱炉）であり、この拡散炉１の外周
にはヒータ（図示せず）が設けられている。このヒータ
には電気制御器を介して電源が接続されている。

献散炉ｌ内には断面半円状のトレイ２と共にこのトレイ
２上に載せられたシリコンパー（バー状の被測温体）３
が装入される。このシリコンバー３はシリコンからなる
円柱の外周にコ字形の溝４がシリコンパーの全長にわた
って形成されたもので、この溝４をトレイ２側に向けて
このトレイ２に載せられる。

シリコンパー３の溝４内には例えば熱電対温度計の白金
−白金ロジウムからなる熱電対（測温体）５か挿入され
る。なお、２ａはトレイ２の半円弧面状の凹面である。

次に、本発明の方法の一実施例について説明する。

まず、実際に不純物拡散させるウェーハ（ｖＬ温度処理
体）と　はぼ同形、同体積のシリコンパー（溝４を宵す
るもの）３を用意し、このシリコンパー３をトレイ２の
凹面２ａ側に溝４を位置させてこの凹面２ａ上に載せる
。

次に、トレイ２と共にシリコンパー３を、炉内を加熱状
態とした拡散炉ｌ内に装入する。

次いで、拡散炉１内のシリコンパー３の溝４内に熱電対
温度計の熱電対５を挿入し、シリコンパー３の溝４内容
部の温度を測定する。

次に、この温度測定結果より、溝４内容部の温度分布に
基づいて実際に拡散炉ｉにウェーハ（被温度処理体）（
図示せず）を装入して加熱する場合に適当な拡散炉１内
温度になるようＮ４内温度の測定を繰り返し、拡散炉１
のヒータに流す電流を制御し、ウェーハの不純物拡散を
行うときのヒータに流すべき電流値をつかむ。

そして、実際にウェーハの不純物拡散を行うときには、
拡散炉！−のヒータに前記温度測定に基づき得られた電
流値の電流を流す。

以上の方法によれば、実際にウェーハを拡散炉■内で加
熱する場合に適した拡散炉ｌ内温度にするための拡散炉
ｌのヒータに流す電流値を正確につかむことができ、こ
の得られた電流値に基づいて拡散炉内のウェーハの加熱
温度を高精度に制御することができ、ひいてはウェーハ
の不純物拡散深さを所定の深さに正確に保つことができ
る。

なお、前記実施例においては、被温度処理体をウェーハ
とし、この被温度処理体の代替イつり被測温体３として
シリコンバーを用いたが、これに限られることなく、要
望に応じてウェーハの他の被温度処理体を炉内適正温度
で処理するために、この被温度処理体の代替わり被測温
体としてシリコンバーの他の被測温体を用いることもで
きる。

また、前記実施例においては、被測温体３にコ字形の溝
４を形成したが、これに限られることなく、測温体５を
緩く挿入することができる形状であれば他の断面形状の
溝または被測温体３のほぼ全長にわたる穴であってもよ
い。

また、前記実施例においては、測温体として熱電対を用
いたが、これに限られることなく、被温度処理体の処理
温度によっては電気抵抗温度計の測温用抵抗素子等の他
の測温体を用いろこともできる。

また、前記実施例においては、ウェーハの不純物拡散用
として拡散炉を用いたが、これに限られることなく、被
温度処理体の種類によっては、他の加熱炉を用いてもよ
い。

「発明の効果」 本発明によれば、被温度処理体の代替イつりバー状の被
測温体にその長さ方向に沿う測温体挿入用の１１４また
は穴を形成し、前記被測温体を加熱炉内に装入し、この
加熱炉により前記被測温体を加熱し、この加熱状態の被
測温体の前記溝または穴に測温体を挿入して前記加熱炉
内の温度を測定し、この加熱炉内測定温度に基づき前記
加熱炉内温度を前記被温度処理体の温度処理に適正な温
度に高低調整するようにしたので、加熱炉内に被温度処
理体の代替わり被測温体が装入された状態で加熱炉内温
度を測定することができるようになり、実際に被温度処
理体を加熱炉内で加熱する場合に適した加熱炉内温度に
するために、被温度処理体の加熱炉への装入に先立って
、この加熱炉内温度を被温度処理体の加熱に適した炉内
温度とする加熱炉内温度調整手段（例えば加熱炉のヒー
タに流す電流値を正確につかむこと）を得ることができ
、この得られた加熱炉内温度調整手段に基づいて加熱炉
内の被温度処理体の加熱温度を高精度に制御することが
でき、この発明をウェーハの不純物拡散を行う拡散炉に
適用した場合にはウェーハの不純物拡散深さを所定の深
さに正確に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を実施するためのシリコンバーが装入され
た拡散炉の要部の概略斜視図である。 ｌ・・・・・・拡散炉（加熱炉）、３・・・・・・シリ
コンバー（被測温体）、４・・・・・・溝、５・・・・
・・・・・熱電対（測温体）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　被温度処理体の代替わりバー状の被測温体にその長さ
   方向に沿う測温体挿入用の溝または穴を形成し、前記被
   測温体を加熱炉内に装入し、この加熱炉により前記被測
   温体を加熱し、この加熱状態の被測温体の前記溝または
   穴に測温体を挿入して前記加熱炉内の温度を測定し、こ
   の加熱炉内測定温度に基づき前記加熱炉内温度を前記被
   温度処理体の温度処理に適正な温度に高低調整すること
   を特徴とする加熱炉内温度調整方法。