JPH0250619B2 - - Google Patents
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- JPH0250619B2 JPH0250619B2 JP56155601A JP15560181A JPH0250619B2 JP H0250619 B2 JPH0250619 B2 JP H0250619B2 JP 56155601 A JP56155601 A JP 56155601A JP 15560181 A JP15560181 A JP 15560181A JP H0250619 B2 JPH0250619 B2 JP H0250619B2
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- furnace core
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体製造における熱処理方法ならび
に熱処理装置に関するものであり、バツクデイフ
ユージヨンによる汚染や不均一性を抑制するとと
もに減圧された雰囲気を提供することを目的とす
る。
に熱処理装置に関するものであり、バツクデイフ
ユージヨンによる汚染や不均一性を抑制するとと
もに減圧された雰囲気を提供することを目的とす
る。
従来、半導体とりわけシリコン系の集積回路の
製造プロセスに用いられる電気炉は第１図に示す
ようなものであつた。高純度の石英よりなる炉心
管１はガス導入口２をその一端に有し、他の一端
３は一般には切断形状で開口されている。図示は
しないが炉心管１の両端を除く部分は加熱用手段
例えばヒータなどによつて適当な温度に保たれる
べく加熱される。シリコンウエーハ６はボート７
に乗せられて開口部３より炉心管１の中央部の均
熱領域にまで運ばれる。炉心管１の内部汚染や有
毒ガスの離散を防ぐ意味もあつて、ガス排出口５
を有するキヤツプ４は各種熱処理中も待機時も常
時開口部３にかぶせて用いられ、ボート７の出し
入れ時のみはずされる。
製造プロセスに用いられる電気炉は第１図に示す
ようなものであつた。高純度の石英よりなる炉心
管１はガス導入口２をその一端に有し、他の一端
３は一般には切断形状で開口されている。図示は
しないが炉心管１の両端を除く部分は加熱用手段
例えばヒータなどによつて適当な温度に保たれる
べく加熱される。シリコンウエーハ６はボート７
に乗せられて開口部３より炉心管１の中央部の均
熱領域にまで運ばれる。炉心管１の内部汚染や有
毒ガスの離散を防ぐ意味もあつて、ガス排出口５
を有するキヤツプ４は各種熱処理中も待機時も常
時開口部３にかぶせて用いられ、ボート７の出し
入れ時のみはずされる。
したがつてボートの出し入れ時には開口部３か
ら大気が炉心管１の内部へ逆流するいわゆるバツ
クデイフユージヨンが生じる。このバツクデイフ
ユージヨンによる支障を防止するためには大量の
不活性ガスをガス導入口２から流したり、ボート
７の挿入時間を短かくする。しかしながら前者で
は乱流が生じるために思つた程の効果は上らず、
またボート７と炉心管１との摩擦によつて生じて
いる微粉末がウエーハに付着するなど新たな問題
が生じ、後者では急激な熱変化によつて生じるそ
りが後の工程において様々な障害をもたらす。
ら大気が炉心管１の内部へ逆流するいわゆるバツ
クデイフユージヨンが生じる。このバツクデイフ
ユージヨンによる支障を防止するためには大量の
不活性ガスをガス導入口２から流したり、ボート
７の挿入時間を短かくする。しかしながら前者で
は乱流が生じるために思つた程の効果は上らず、
またボート７と炉心管１との摩擦によつて生じて
いる微粉末がウエーハに付着するなど新たな問題
が生じ、後者では急激な熱変化によつて生じるそ
りが後の工程において様々な障害をもたらす。
バツクデイフユージヨンによる支障のうち、も
つとも顕著な事例はMoやＷなどの熱処理と100
Å以下の薄い酸化膜の形成である。MoやＷなど
の高融点金属はごく微量の酸素が存在しても高温
熱処理によつて酸化されて消華する。したがつて
予めヒーターを切つて炉心管内部の温度を室温程
度に下げた状態でボートを挿入し、昇温、所望の
熱処理、降温を経て再び室温程度に下げてから取
り出さねばならなかつた。このような工程は電気
炉の熱容量から考えて分るように10時間位の長時
間を要して現実的でないばかりか炉心管の寿命を
著しく縮めるものである。
つとも顕著な事例はMoやＷなどの熱処理と100
Å以下の薄い酸化膜の形成である。MoやＷなど
の高融点金属はごく微量の酸素が存在しても高温
熱処理によつて酸化されて消華する。したがつて
予めヒーターを切つて炉心管内部の温度を室温程
度に下げた状態でボートを挿入し、昇温、所望の
熱処理、降温を経て再び室温程度に下げてから取
り出さねばならなかつた。このような工程は電気
炉の熱容量から考えて分るように10時間位の長時
間を要して現実的でないばかりか炉心管の寿命を
著しく縮めるものである。
薄い酸化膜を成長させるためには当然温度を下
げるか圧力を下げる手法が選ばれる。温度を下げ
た場合にはバツクデイフユージヨンの影響も少な
くなるものの膜質の劣化は避けられない。一方減
圧酸化の場合にはバツクデイフユージヨンのため
どうしても酸化膜の均一性が悪くなる。そのため
ボートの挿入時の温度を500〜600℃に下げる手法
が用いられるが、先述したように炉温の変更に伴
なう諸問題は避けられない。
げるか圧力を下げる手法が選ばれる。温度を下げ
た場合にはバツクデイフユージヨンの影響も少な
くなるものの膜質の劣化は避けられない。一方減
圧酸化の場合にはバツクデイフユージヨンのため
どうしても酸化膜の均一性が悪くなる。そのため
ボートの挿入時の温度を500〜600℃に下げる手法
が用いられるが、先述したように炉温の変更に伴
なう諸問題は避けられない。
電気炉の安定性や炉心管の寿命から考えても分
るように炉心管の温度は余り変更しないことが望
まれる。半導体ウエーハの大口径化によつて熱処
理がもたらすそりの問題を避けるために採用され
た900℃待機方式は石英の変態温度（850℃）より
も高いので寿命への影響は少なくかつ電力の節約
になるものの、バツクデイフユージヨンの影響は
避けられぬ高温である。
るように炉心管の温度は余り変更しないことが望
まれる。半導体ウエーハの大口径化によつて熱処
理がもたらすそりの問題を避けるために採用され
た900℃待機方式は石英の変態温度（850℃）より
も高いので寿命への影響は少なくかつ電力の節約
になるものの、バツクデイフユージヨンの影響は
避けられぬ高温である。
本発明は上記した問題点に鑑みなされたもので
バツクデイフユージヨンを避けるとともに減圧下
の熱処理を可能とするもので、その要点は開口部
の等価的な断面積を小さくすることとフランジの
導入にある。
バツクデイフユージヨンを避けるとともに減圧下
の熱処理を可能とするもので、その要点は開口部
の等価的な断面積を小さくすることとフランジの
導入にある。
第２図は本発明の一実施例にかかる熱処理装置
の炉心管を示す斜視図である。第１の炉心管８は
その一端にガス導入口２と他の一端の開口部３に
第１のフランジ９を備えている。図示はしないが
第１の炉心管８の両端部を除く部分はヒータなど
で常時加熱される。第２の炉心管１０はその一端
にガス排出口５とその近傍に第２のフランジ１１
を備えている。第２の炉心管１０の外径は第１の
炉心管８の内径よりも５mm程度細くなつている。
第２の炉心管１０の他端が切断形状であるとボー
ト７を第２の炉心管に装荷するためには第２の炉
心管１０を第１の炉心管８より完全に離脱せねば
ならない。第２の炉心管１０が重くかつ長くなる
のでその操作は容易ではない。第２図に示したよ
うに第２の炉心管１０の他端は半円状１２に切断
し、半円状部１２の先端を第１の炉心管８の開口
部３に２〜３cm程挿入した状態でボート７にウエ
ーハを装荷すると好都合である。
の炉心管を示す斜視図である。第１の炉心管８は
その一端にガス導入口２と他の一端の開口部３に
第１のフランジ９を備えている。図示はしないが
第１の炉心管８の両端部を除く部分はヒータなど
で常時加熱される。第２の炉心管１０はその一端
にガス排出口５とその近傍に第２のフランジ１１
を備えている。第２の炉心管１０の外径は第１の
炉心管８の内径よりも５mm程度細くなつている。
第２の炉心管１０の他端が切断形状であるとボー
ト７を第２の炉心管に装荷するためには第２の炉
心管１０を第１の炉心管８より完全に離脱せねば
ならない。第２の炉心管１０が重くかつ長くなる
のでその操作は容易ではない。第２図に示したよ
うに第２の炉心管１０の他端は半円状１２に切断
し、半円状部１２の先端を第１の炉心管８の開口
部３に２〜３cm程挿入した状態でボート７にウエ
ーハを装荷すると好都合である。
ウエーハを装荷されたボート７を半円状部１２
にセツトし、第２の炉心管１０を従来のボート同
様に第１の炉心管８中に挿入し、第２のフランジ
１１と第１のフランジ９が密接する位置で止め
る。この時ボート７が置かれている半円状部１２
が第１の炉心管８の中央部に位置するように第２
の炉心管１０の長さと第２のフランジ１１の位置
決めがなされる。減圧された熱処理雰囲気を与え
たい場合にはさらにオーリングを第１のフランジ
９と第２のフランジ１１との間にはさみこんだ状
態で十分に締めつける。このために必要なネジ穴
やネジ山がフランジに形成されていることは言う
までもない。しかる後にガス排出口５に減圧を与
える手段、例えばロータリーポンプを接続し第１
の炉心管８と第２の炉心管１０よりなる閉空間を
減圧する。
にセツトし、第２の炉心管１０を従来のボート同
様に第１の炉心管８中に挿入し、第２のフランジ
１１と第１のフランジ９が密接する位置で止め
る。この時ボート７が置かれている半円状部１２
が第１の炉心管８の中央部に位置するように第２
の炉心管１０の長さと第２のフランジ１１の位置
決めがなされる。減圧された熱処理雰囲気を与え
たい場合にはさらにオーリングを第１のフランジ
９と第２のフランジ１１との間にはさみこんだ状
態で十分に締めつける。このために必要なネジ穴
やネジ山がフランジに形成されていることは言う
までもない。しかる後にガス排出口５に減圧を与
える手段、例えばロータリーポンプを接続し第１
の炉心管８と第２の炉心管１０よりなる閉空間を
減圧する。
第３図は本発明の他の実施例による熱処理装置
に用いられる炉心管を示す斜視図である。第２の
炉心管１０の一端近傍に第２のフランジ１１を配
置するとともにその一端を封管する。そしてフラ
ンジ１１近傍の炉心管壁に小さな開口部１２を形
成しておく。開口部１２は第２の炉心管１０の封
管部内の空気やガスに対する排出口として機能す
る。第２の炉心管１０が封管されているためガス
導入口２から流れて来るガスを排出するためのガ
ス排出口５は第１の炉心管１０の第１のフランジ
９近傍に配置される。
に用いられる炉心管を示す斜視図である。第２の
炉心管１０の一端近傍に第２のフランジ１１を配
置するとともにその一端を封管する。そしてフラ
ンジ１１近傍の炉心管壁に小さな開口部１２を形
成しておく。開口部１２は第２の炉心管１０の封
管部内の空気やガスに対する排出口として機能す
る。第２の炉心管１０が封管されているためガス
導入口２から流れて来るガスを排出するためのガ
ス排出口５は第１の炉心管１０の第１のフランジ
９近傍に配置される。
本発明の実施例の構成によれば、ボート７すな
わち第２の炉心管１０の挿入時にガス導入口２よ
り流れこむガスは第１の炉心管８の内壁と第２の
炉心管１０の外壁により形成される極めて狭い二
重のトンネル領域とガス排出口を通つて排出され
る。このためこれらのガス通路は大気のバツクデ
イフユージヨンを阻止するに十分なガス流量とガ
ス圧を保つことができる。一方、試料６を装荷さ
れたボート７が搭載された第２の炉心管１０の試
料６近傍の空気は、第１の実施例においては第２
の炉心管１０内をガス導入口２より供給される不
活性ガスとともに第２の炉心管１０の一端に形成
されたガス排出口５より排出される。第２の実施
例においてはガス導入口２より供給される不活性
ガスとともに第２の炉心管１０内を流れ、第２の
フランジ１１近傍の管壁に形成された小さな開口
部１２より大気中に排出される。開口部１２が第
１の炉心管８内に位置する場合には、第１の炉心
管８と第２の炉心管１０とで構成される間隙に排
出され、また第１のフランジ９と第２のフランジ
１１とが密着している場合には、上記間隙から第
１のフランジ９近傍に形成されたガス排出口５よ
り排出される。したがつてバツクデイフユージヨ
ンによる汚染は皆無となるとともに、十分なパー
ジが行なわれるので第２の炉心管１０の挿入時に
N2やArなどの不活性ガスを用いれば挿入時の炉
心管の設定温度が900℃を越えていてもシリコン
ウエーハに酸化膜が成長することはなく、また
MoやＷが被着されたシリコンウエーハであつて
もそれらが消華することはない。
わち第２の炉心管１０の挿入時にガス導入口２よ
り流れこむガスは第１の炉心管８の内壁と第２の
炉心管１０の外壁により形成される極めて狭い二
重のトンネル領域とガス排出口を通つて排出され
る。このためこれらのガス通路は大気のバツクデ
イフユージヨンを阻止するに十分なガス流量とガ
ス圧を保つことができる。一方、試料６を装荷さ
れたボート７が搭載された第２の炉心管１０の試
料６近傍の空気は、第１の実施例においては第２
の炉心管１０内をガス導入口２より供給される不
活性ガスとともに第２の炉心管１０の一端に形成
されたガス排出口５より排出される。第２の実施
例においてはガス導入口２より供給される不活性
ガスとともに第２の炉心管１０内を流れ、第２の
フランジ１１近傍の管壁に形成された小さな開口
部１２より大気中に排出される。開口部１２が第
１の炉心管８内に位置する場合には、第１の炉心
管８と第２の炉心管１０とで構成される間隙に排
出され、また第１のフランジ９と第２のフランジ
１１とが密着している場合には、上記間隙から第
１のフランジ９近傍に形成されたガス排出口５よ
り排出される。したがつてバツクデイフユージヨ
ンによる汚染は皆無となるとともに、十分なパー
ジが行なわれるので第２の炉心管１０の挿入時に
N2やArなどの不活性ガスを用いれば挿入時の炉
心管の設定温度が900℃を越えていてもシリコン
ウエーハに酸化膜が成長することはなく、また
MoやＷが被着されたシリコンウエーハであつて
もそれらが消華することはない。
さらにフランジを締めつければ熱処理時の雰囲
気を減圧にすることも極めて容易であり、減圧酸
化は言うに及ばず減圧拡散も可能である。そして
ボートは第２の炉心管に乗せて挿入されるので第
１の炉心管と第２の炉心管がこすれ合つて石英の
微粉末が舞い上つてもボートやウエーハに付着す
ることなくガスによつて運び去られるという副次
的な効果も得られる。
気を減圧にすることも極めて容易であり、減圧酸
化は言うに及ばず減圧拡散も可能である。そして
ボートは第２の炉心管に乗せて挿入されるので第
１の炉心管と第２の炉心管がこすれ合つて石英の
微粉末が舞い上つてもボートやウエーハに付着す
ることなくガスによつて運び去られるという副次
的な効果も得られる。
以上述べたように本発明によれば、バツクデイ
フユージヨンを阻止することが可能であるばかり
でなく、高温待機も可能で熱処理工程のサイクル
タイムも短かくまた減圧雰囲気も容易に得られる
など数多くの優れた特長を有するものである。
フユージヨンを阻止することが可能であるばかり
でなく、高温待機も可能で熱処理工程のサイクル
タイムも短かくまた減圧雰囲気も容易に得られる
など数多くの優れた特長を有するものである。
第１図は従来の炉心管の概略図、第２，３図は
本発明の一実施例の電気炉に用いられる炉心管の
概略斜視図である。 ２……ガス導入口、３……開口部、５……ガス
排出口、７……ボート、８……第１の炉心管、
９，１１……フランジ、１０……第２の炉心管、
１２……開口部。
本発明の一実施例の電気炉に用いられる炉心管の
概略斜視図である。 ２……ガス導入口、３……開口部、５……ガス
排出口、７……ボート、８……第１の炉心管、
９，１１……フランジ、１０……第２の炉心管、
１２……開口部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一端にはガス導入口の他の一端の開口部には
第１のフランジを有する第１の炉心管と、一端に
は半円状に切断された装荷部と他の一端にはガス
排出口と第２のフランジを有するとともに前記第
１の炉心管の内径よりも細い外径の第２の炉心管
と、前記第１の炉心管を加熱する手段とを備えて
なる熱処理装置。 ２ 一端にはガス導入口と他の一端の開口部には
第１のフランジを有する第１の炉心管と、一端に
は半円状に切断された装荷部と他の一端にはガス
排出口と第２のフランジを有するとともに前記第
１の炉心管の内径よりも細い外径の第２の炉心管
と、前記第１の炉心管を加熱する手段とを備えて
なる熱処理装置において、前記第２の炉心管に試
料を装荷し、前記ガス導入口より不活性ガスを流
入させ、前記ガス排出口と、前記第１と第２の炉
心管で形成される隙間より不活性ガスを流出させ
つつ前記第２の炉心管を前記第１の炉心管に挿入
することを特徴とする熱処理方法。 ３ 第２の炉心管を第１の炉心管に挿入後、第１
のフランジと第２のフランジを密着させる工程
と、減圧を与える手段をガス排出口に接続する工
程を備えていることを特徴とする特許請求の範囲
第２項に記載の熱処理方法。 ４ 一端にはガス導入口と他の一端の開口部には
第１のフランジとガス排出口を有する第１の炉心
管と、一端には半円状に切断された装荷部と他の
一端の封口部には小さな開口部と第２のフランジ
を有するとともに前記第１の炉心管の内径よりも
細い外径の第２の炉心管と、前記第１の炉心管を
加熱する手段とを備えてなる熱処理装置。 ５ 一端にはガス導入口と他の一端の開口部には
第１のフランジとガス排出口を有する第１の炉心
管と、一端には半円状に切断された装荷部と他の
一端の封口部には小さな開口部と第２のフランジ
を有するとともに前記第１の炉心管の内径よりも
細い外径の第２の炉心管と、前記第１の炉心管を
加熱する手段とを備えてなる熱処理装置におい
て、前記第２の炉心管に試料を装荷し、前記ガス
導入口より不活性ガスを流入させ、前記小さな開
口部と、前記第１と第２の炉心管で形成される隙
間より不活性ガスを流出させつつ前記第２の炉心
管を前記第１の炉心管中に挿入することを特徴と
する熱処理方法。 ６ 第２の炉心管を第１の炉心管に挿入後、第１
のフランジと第２のフランジを密着させる工程
と、減圧を与える手段をガス排出口に接続する工
程を備えていることを特徴とする特許請求の範囲
第５項に記載の熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15560181A JPS5856341A (ja) | 1981-09-29 | 1981-09-29 | 熱処理方法および熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15560181A JPS5856341A (ja) | 1981-09-29 | 1981-09-29 | 熱処理方法および熱処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5856341A JPS5856341A (ja) | 1983-04-04 |
| JPH0250619B2 true JPH0250619B2 (ja) | 1990-11-02 |
Family
ID=15609583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15560181A Granted JPS5856341A (ja) | 1981-09-29 | 1981-09-29 | 熱処理方法および熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5856341A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60109405U (ja) * | 1983-12-28 | 1985-07-25 | オカモト株式会社 | スパイク付靴底 |
| DE3728681A1 (de) * | 1986-08-29 | 1988-03-10 | Isuzu Motors Ltd | Turbo-verbundkraftmaschine |
| JPH02205569A (ja) * | 1989-01-31 | 1990-08-15 | Fujimori Kogyo Kk | 蓋の製造方法 |
| JP2630318B2 (ja) * | 1993-06-07 | 1997-07-16 | 東京エレクトロン東北株式会社 | 熱処理方法及びその装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3755016A (en) * | 1972-03-20 | 1973-08-28 | Motorola Inc | Diffusion process for compound semiconductors |
| JPS507420A (ja) * | 1973-05-18 | 1975-01-25 | ||
| JPS56122124A (en) * | 1980-02-29 | 1981-09-25 | Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai | Heat treating device |
-
1981
- 1981-09-29 JP JP15560181A patent/JPS5856341A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3755016A (en) * | 1972-03-20 | 1973-08-28 | Motorola Inc | Diffusion process for compound semiconductors |
| JPS507420A (ja) * | 1973-05-18 | 1975-01-25 | ||
| JPS56122124A (en) * | 1980-02-29 | 1981-09-25 | Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai | Heat treating device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5856341A (ja) | 1983-04-04 |
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