JPH0254521A - 半導体製造装置 - 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〕 本発明は高い清浄度の下で熱処理が可能な半導体製造装
置に関し、特に石英炉芯管の耐用時間の長い半導体製造
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の半導体製造装置としては、抵抗加熱型拡
散炉が一般に用いられている。この炉は、円筒型石英炉
芯管の周囲に抵抗線ヒータを設置した電気炉であり、炉
芯管内部と炉芯管外部とは同一圧力となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の抵抗加熱型拡散炉は、高温、特に１１５
０℃以上の高温では石英が軟化し、自重により変形し易
く、石英炉芯管の寿命が極めて短いという欠点を有する
。石英炉芯管の寿命は、使用温度にもよるが、１２００
℃の連続２４時間使用で自重による変形が認められる。

かかる欠点を除去するために、ＳｉＣを主原料とした炉
芯管も用いられているが、ＳｉＣは原材料中に重金属等
の不純物を多く含み、清浄度が重要視される半導体工業
においては、石英炉芯管の代替にはなり得ない。

本発明の目的は前記課題を解決した半導体製造装置を提
供することにある。

〔発明の従来技術に対する相違点〕

上述した従来の熱処理炉に対し、本発明の熱処理炉では
、石英炉芯管の外側が減圧状態に保持し、大気圧力が炉
芯管の内側から外側へ向かって作用させ、石英炉芯管に
働く変形力を制御できるという相違点を有する。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するため、本発明に係る半導体製造装置
は石英製炉芯管を用いる熱処理炉において、該炉芯管の
外周を気密に被覆する耐圧力容器と、該耐圧力容器内を
減圧状態に保持する機構とを有するものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図により説明する。

（実施例１） 第１図は本発明の実施例１を示す縦断面図である。１は
石英炉芯管、２はガス導入口、３は抵抗加熱ヒータ、４
は断熱材、５は石英炉芯管１の外周を気密に被覆する耐
圧力容器、６は炉芯管１と容器５の間の持続を確保する
ための水冷ゴム製リング、７はスカベンジャー、８は空
気動作バルブ。

９は減圧弁、１０はガス流量制御器、１１は安全弁、１
２はロータリーポンプである。

本実施例では、石英炉芯管１に加わる温度は１２００℃
の場合について述べる。このとき、石英炉芯管１は多少
軟化はするが、まだ短時間例えば１時間程度変形なく形
を保つぐらいの強度は有している。この場合には、石英
炉芯管１は横方向の力、すなわち炉芯管上部の自重によ
る変形力には弱いが、張力に対しては比較的強い、この
ため、減圧保持すべき圧力として０．９８気圧を設定し
た。減圧保持による圧力は約２０ｇ／　ａｌｌとなり、
これは石英の自重変形を防ぐには十分な力である。

減圧保持の圧力が弱いので、耐圧力容器５は簡易なもの
で十分である０例えば、本発明では厚さ１ｍの鉄板を、
鉄骨で網目状に補強したものを用いたが、このような簡
易なものでも、使用圧力が極めて低いために、強度的に
は十分である。また、この簡易さは装置１泊重を軽くす
るなど設計上大きな利点を伴う、減圧範囲は使用状況に
もよるが。

０．９気圧以下にかる必要はない。

減圧保持を安定させるため、ガス流量制御器１０やロー
タリーポンプ１２あるいは安全弁１１などの必要な機能
を付加する必要がある。

（実施例２） 第２図は本発明の実施例２を示す縦断面図であり、第２
図は炉芯管中央部を、炉芯管入口から見た場合の断面図
である。２１はシリコンウェーハ。

２２は多結晶シリコンボート、２３は石英炉芯管、２４
はアルミナ製炉芯管受は皿、２５はヒータ、２６は断熱
材、２７は耐圧力容器である。

本実施例では、使用温度として１２５０℃あるいはそれ
以上の高温を想定している。この場合、実施例１の場合
と比較して石英炉芯管２３の軟化はさらに進んでいる。

このため、高温部分の石英炉芯管２３の外側を単に減圧
しただけでは不十分である。

多結晶シリコンボート２２の荷重あるいは、炉芯管側面
、下面での変形にも十分な注意が必要である。

石英炉芯管２３の側面あるいは下面の強度を保証するた
めに、この温度領域でも十分な強度を有する材料、すな
わちアルミナあるいはＳｉＣあるいは多結晶シリコンな
どで炉芯管受は皿２４を作り、その中に石英炉芯管２３
を設置する。こうすれば、石英炉芯管２３の外側が軽い
減圧となっていることと相まって、十分な耐変形強度を
保証することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は石英炉芯管の変形をきた
すことなく、１１５０℃以上の高温熱処理が可能となる
ことにより、汚染を嫌う半導体装置の製造において、十
分な熱処理を十分な清浄どのちとで行うことが可能とな
る。このため、十分に深い拡散、例えば１０．もの深さ
のボロン拡散層などの実現も容易に行える。これは、半
導体装置の設計自由度と製品の信頼性を向上させ、高性
能・高信頼性半導体装置を石英炉芯管等のコストが少な
く生産できる効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例１を示す縦断面図、第２図は本
発明の実施例２を示す縦断面図である。 １．２３・・・石英炉芯管　　　　　　２・・・ガス導
入口３・・・抵抗加熱ヒータ　　　　　４，２６・・・
断熱材５．２７・・・耐圧力容器　　　　　　６・・・
ゴム製リング７・・・スカベンジャー　　　　　８・・
・空気動作バルブ９・・・減圧弁　　　　　　　　　１
０・・・ガス流量制御器１１・・・安全弁　　　　　　
　　　１２・・・ロータリーポンプ２１・・・シリコン
ウェーハ　　　２２・・・多結晶シリコンボート２４・
・・アルミナ製炉芯管受は皿 ２５・・・ヒータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）石英製炉芯管を用いる熱処理炉において、該炉芯
   管の外周を気密に被覆する耐圧力容器と、該耐圧力容器
   内を減圧状態に保持する機構とを有することを特徴とす
   る半導体製造装置。