JPH02218119A - 縦形半導体拡散炉 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、縦形半導体拡散炉に関する。

（従来の技術） 従来の縦形半導体拡散炉の一例を示す第６図において、
下端の開口部に環状の断熱材１ａが取付けられた逆Ｕ字
状の炉体１の内周には、通電で発熱する発熱導体２が取
付けられ、この発熱導体２の内側には下端左側にガス供
給口５が設けられ、同じく右側にガス排出口６が設けら
れた略Ω字状の均熱管４が下から挿入され、この均熱管
４内には開口部に二重の７ランジ７ａのある略Ω字状の
反応管７が７ランジ７ａで均熱管４の開口部を塞ぐよう
に挿入され、この反応管７の下端の開口部の７ランジ７
ａには、中心穴に図示しないボート支持台の支持棒９が
上下に気密に貫通したふた１０が取付けられている。

そして、支持棒９の上端には、図示しない複数の棚に図
示しない複数の半導体ウェーハが収納されたボート８の
下端が固定されている。

このような縦形半導体拡散炉では、約１０００℃に加熱
されて表面に形成される半導体ウェーハの膜厚は均一で
あることが必要で、更に、半導体つ工−ハが変形したり
結晶のスリップラインができてはならない。

そのため、反応管７内の少なくとも半導体が載置−ハが
収納される長さの範囲は、所定の温度範囲内に入るよう
に発熱導体２に供給される電力が制御される。

又、均熱管４内にはガス供給口５から窒素ガスが供給さ
れ、内部で加熱された窒素ガスは排出口６から外部に排
出されて反応管７内への空気などの侵入防止が図られて
いる。

（発明が解決しようとする課題） ところが、このような構成の縦形半導体拡散炉では、反
応管７内の温度はふた１０からの敢然で下方になるほど
低く、その結果均熱長が短くなり、ボート８に収納され
る半導体ウェーハの数が減ってくる。

そして、この傾向は反応管７内の温度が高くなるほど顕
著となり、そのため発熱導体２への供給電力を制御して
もなお、均熱長内の上下方向の温度分布を平滑にするの
はむつかしくなる。

そこで本発明の目的は、収納される半導体を減らすこと
なく、高品質に処理することのできる縦形半導体拡散炉
を得ることである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段と作用） 本発明は、片側が開口した筒状の炉体内に片側が開口し
た筒状の均熱管と反応管が順に挿着され、この反応管の
開口部にふたが挿着され内部に半導体が載置されたボー
トが挿入され、均熱管の内周と反応管の外周間にパージ
ガスが注入された縦形半導体拡散炉において、反応管内
のボートとふたの間にパージガスを注入するガス室を設
けることで、均熱長を減らすことなく、半導体を高品質
に処理することのできる縦形半導体拡散炉である。

（実施例） 以下、本発明の縦形半導体拡散炉の一実施例を図面を参
照して説明する。但し、第６図と重複する部分は省く。

第１図において、炉体１内に挿入された反応管７内のボ
ート８の下端と反応管７の下端のふだ２０の間には、ボ
ート８の支持台を兼ねた反応管７の内径よりもわずかに
小さい外径の断面逆Ｕ字状の石英製のガス室１２Ａがふ
た２０に気密に取付けられ、ふた２０には、中央に穴１
３Ａ、　１３Ｂが略ガス室１２Ａの内径の間隔で左右に
設けられている。

そして、穴１３Ｂには配管１７Ａの左端が接続され、配
管１７Ａの右端は排気管１６に設けられた切換弁１１に
接続され、穴１３Ａには排気管１７８が接続されている
。

このような構成の縦形半導体拡散炉において、今、ボー
ト８に載置された図示しない半導体ウェー八を熱処理す
るときには、ガス供給口５から供給された窒素ガス（Ｎ
２）は、反応管７で暖められて排出口６から排出される
が、切換弁１１を操作してその一部又は全部をガス室１
２＾内に送ってガス室１２Ａを高温にすることで、反応
管７の下部の温度を上げることができるので、均熱長を
増やすことができる。

そして、切換弁１１の切換角度を調整することで、異な
る条件の処理工程にも対応させることができる。

又、反応管７の開口側が高温のガス室１２八となること
で、発熱導体２への供給電力を減らすこともでき、省エ
ネの縦形半導体拡散炉となるだけでなく、均熱長の範囲
内でも上下方向に波状に分布する温度分布を平滑にする
ことができるので、つ工−ハの膜厚がより均一となり、
変形やスリップラインの発生も抑えることができる。

更に、ボート８は剛性の高い支持台となるガス室１２へ
で支えられるので、振動・衝撃に対しても、安定した縦
形半導体拡散炉となる。

第２図は本発明の縦形半導体拡散炉の他の実施例を示し
、第１図と比べてやや低いガス室１２８となっていて、
ボート８はガス室１２Ｂの上面に設けられた４本の支柱
１４Ａで支持されている。

この場合には、ボート８の下方の反応管７内に処理ガス
を十分充満させることで、ボート８の下端近くの半導体
ウェーハの膜厚の不均一を更に防ぐことができる利点が
ある。

第３図は、本発明の縦形半導体拡散炉の異なる他の実施
例を示し、ボート８とふた１０間には、ふた１０の上面
に４本の支柱１４Ｂが、この支柱１４Ｂの上にはガス室
１２Ｃが設けられている。

この場合には、ふた２０の内部の温度勾配の大きい箇所
に支柱１４８を設けることで、第１〜２図におけるガス
室１２Ａ、１２Ｂの壁面によるふた２０への熱伝達を減
らすことができ、均熱長が増え、上下方向の波状の温度
分布をより平滑にすることができる利点がある。

第４図は本発明の縦形半導体拡散炉の更に異なる他の実
施例を示し、反応管１７の下端には、外周のふた１０と
均熱管４との間にも環状のガス室１２Ｄが設けられ、右
側面と切換弁１１間は配管１７Ｇで接続され、左側面に
はガス排出口１３Ｃが設けられている。

第５図は本発明の縦形半導体拡散炉の更に異なる実施例
を示し、第４図のふた１０の支持棒９の貫通部に図示し
ない回転シールと軸受を挿着して、図示しないボート支
持台に設けられたモータで支持棒９を回転させるもので
ある。

この場合には、反応管７内の処理ガスを半導体ウェー八
に相対的に流すことで、均一にあてることができるので
、膜厚が更に均一になる利点がある。

［発明の効果］ 以上、本発明によれば、片側が開口した筒状の炉体内に
片側が開口した筒状の均熱管と反応管が順に挿着され、
反応管の開口部にふたが装着され内部に半導体が載置さ
れたボートが挿入され、均熱管の内周と反応管の外周間
にパージガスが注入される縦形半導体拡散炉において、
反応管内のボートとふたとの間に上記パージガスの廃ガ
スを注入するガス室を設けて、反応管の開口部側の温度
勾配を減らし均熱長を伸ばしたので、ボートに載置され
る半導体を減らすことなく、半導体を高品質に処理する
ことのできる縦形半導体拡散炉を）ｑることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の縦形半導体拡散炉の一実施例を示す部
分縦断面図、第２図、第３図、第４図及び第５図は本発
明の縦形半導体拡散炉の他の実施例を示す部分縦断面図
、第６図は従来の縦形半導体拡散炉の一例を示す部分縦
断面図である。 ４・・・均熱管 ７・・・反応管 ８・・・ボート ２０・・・ふた ２０ａ・・・ガス室 （８７３３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほか　
１名） Ｑコ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 片側が開口した筒状の炉体内に片側が開口した筒状の均
   熱管と反応管が順に挿着され、この反応管の前記開口部
   にふたが装着され、内部に半導体が載置されるボートが
   挿入され、前記均熱管の内周と前記反応管の外周間にパ
   ージガスが注入された縦形半導体拡散炉において、 前記反応管内の前記ボートと前記ふた間に、前記パージ
   ガスの廃ガスが注入されるガス室を設けたことを特徴と
   する縦形半導体拡散炉。