JPH02909Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は炉芯管を使つて半導体ウエーハを熱
処理する半導体製造装置に関する。

従来の技術 半導体ウエーハの不純物拡散や酸化膜形成、メ
タライズ層のシンタリング等の熱処理は一般に加
熱体（ヒータ）を備える炉体内に炉芯管を挿入し
た熱処理装置で行われている。

上記炉芯管は一端が縮径され、他端が開口され
て、この開口より炉芯管内に半導体ウエーハを載
置したボートが押し込まれ及び炉芯管よりボート
から引き出されるようになつている。この炉芯管
内外にボートを出し入れする作業を手動で行うよ
うにした熱処理装置があるが、これはボート出し
入れが煩雑であるばかりでなく、押し入れまたは
引出し速度が一定せず具合が悪い。そこで最近は
炉芯管のボート出し入れを自動化して作業性の向
上を図つた熱処理装置が多用されており、その従
来例を第２図、第３図を参照して以下説明する。

第２図は特公昭57−51923号公報に開示されて
いるもので、図において１は石英製等の炉芯管
で、一端は小径に絞つて熱処理用ガスの供給管２
とし、他端は開口にしてボート出入口３に利用さ
れる。この炉芯管１のガス供給管２側の一定区間
は加熱処理が行われるフラツトゾーンと呼ばれ、
このフラツトゾーンの外周に加熱体４が配置され
る。５は半導体ウエーハ、６は複数の半導体ウエ
ーハ５，５…を植立保持する石英製等のボート、
７はボート６を炉芯管１内に押し入れ及び炉芯管
１より引き出す石英製等の棒状のボートローダ
で、その略中間部に直交させて１枚の鍔状遮蔽板
８が一体に固定される。遮蔽板８は炉芯管１内に
若干の隙間ｇをもつて挿入される大きさに設定さ
れる。

この熱処理装置による半導体ウエーハ熱処理は
次のように行われる。先ずガス供給管２から炉芯
管１内にキヤリアガスを流し乍ら加熱体４に通電
して炉内温度を所定値まで上げ、炉芯管１内のフ
ラツトゾーンのところまでボート出入口３から半
導体ウエーハ５，５…を保持したボート６をボー
トローダ７でもつて押し入れ、遮蔽板８で炉芯管
１のボート出入口３側を塞ぐ。そして半導体ウエ
ーハ５，５…が所定の温度まで加熱されると、ガ
ス供給管２からキヤリアガスと共に熱処理に必要
がガス９を供給する。この炉内に供給されたガス
９は半導体ウエーハ５，５…の間を通り、その間
に半導体ウエーハ５，５…は所望の熱処理がなさ
れ、処理済みとなつたガス９は遮蔽板８と炉芯管
１の間の隙間ｇから外部に排気される。このよう
な熱処理が完了するとボートローダ７でもつて半
導体ウエーハ５，５…はボート６と共にボート出
入り口３から外部へ取出される。

考案が解決しようとする問題点 上記熱処理時において、ガス供給管２から炉内
に供給されたガス９はフラツトゾーンを通る間に
加熱されて対流により高温のガス９が炉内上部へ
上昇して炉内上部を流れる。そのため遮蔽板８と
炉芯管１の内周面との間の隙間ｇの上部からより
高温のガス９が排気されて隙間ｇの下部から排気
されるガス量が少なくなり、このような隙間ｇか
らの排気量のバランスが崩れると隙間ｇの下部か
らガス９が出ず、隙間ｇの下部が負圧となつて、
この下部から冷たい外気がフラツトゾーン内へと
流入することがあつた。このように熱処理時に炉
芯管１のフラツトゾーン内に外の冷たい空気が流
入すると、この空気で半導体ウエーハ５，５…が
冷却されたり酸化される不都合が生じる。例えば
半導体ウエーハ５，５…に不純物拡散を行う場合
は上述空気流入で半導体ウエーハ５，５…の下部
が冷却されて温度分布にばらつきが生じ、これが
ため不純物拡散層深さXjにバラツキが生じるこ
とがあつた。また半導体ウエーハ５，５…に酸化
膜を形成する場合は上述空気流入にて、形成され
る酸化膜の膜厚及び膜厚にばらつきが生じること
があつた。

この問題を解決する手段として、例えば特公昭
57−51923号公報には第３図に示すように、ボー
トローダ７に複数の遮蔽板８，８…を所定の間隔
で固定したものが開示されている。この構造のも
のは第２図に示したものよりも外気流入の障害は
少ないが、基本的に同じ原理で外気流入があつて
上記問題は依然として解決されていない。

問題点を解決するための手段 本考案は半導体ウエーハ熱処理時における炉芯
管内への外気流入上の問題点に鑑みてなされたも
ので、炉芯管内外に半導体ウエーハを載置したボ
ートを棒状のボートローダで出し入れする装置に
おけるボートローダに、ボート押し入れ時に炉芯
管のボート出入口に入り該ボート出入口を若干の
隙間をもつて塞ぐ遮蔽板をボート出入口側からみ
て下部が手前にくる所定の傾斜角でもつて固定し
たものを提供する。

作 用 上記傾斜した遮蔽板を持つボートローダで半導
体ウエーハを保持したボートを炉芯管内のフラツ
トゾーンまで押し入れて、炉芯管のボート出入口
と反対の端部から熱処理用ガスを炉内に供給して
半導体ウエーハを熱処理すると、フラツトゾーン
を通過したガスはより高温のものが炉内上部を流
れて遮蔽板に当たり、この時遮蔽板は向かつてく
るガスに対し下向きに傾斜しているので、炉内上
部を流れるガスの一部は遮蔽板に当たつて下部へ
とガイドされて流れ、これにより遮蔽板と炉芯管
の隙間から排気されるガスは隙間の上下部でより
均一化され、下部の隙間からの外気侵入が防止さ
れる。

実施例 本考案の一実施例を第１図に基づき説明する
と、第２図の装置と同一のものには同一参照符号
を付してその説明は省略する。この実施例の特徴
は、ボートローダ７の略中央部に、平板状の遮蔽
板１０を、ボートローダ７に対して所定角度θだ
け傾けて固定したことである。遮蔽板１０は炉芯
管１内に炉芯管１の内周面との間にガス排気用の
若干の隙間ｇをもつて挿入される外径のもので、
ボートローダ７がボート６を炉芯管１内のフラツ
トゾーンまで押し入れた時に遮蔽板１０は炉芯管
１のボート出入口３をほぼ塞ぎ、ボート出入口３
からみて遮蔽板１０はその下部が手前にくる所定
の傾斜角θでボートローダ７に固定される。

この実施例による半導体ウエーハ熱処理動作順
序は、従来と同様にして行われる。いま、第１図
に示すように、ガス供給管２から炉内に熱処理用
ガス９を供給して、半導体ウエーハ５，５…を熱
処理する時の状態を考えると、炉内のフラツトゾ
ーンを通るガス９は加熱されて高温のものが炉内
上部を流れ、炉内下部のガス流量が少なくなる。
ここで炉内上部のガス９が遮蔽板１０の位置まで
流れると、このガス９の一部は隙間ｇの上部から
排気され、残りは傾斜した遮蔽板１０にてガイド
されて炉内下部へと流れる。従つて隙間ｇの下部
から排気されるガス量が増し、隙間ｇの下部から
外気が侵入できなくなる。また隙間ｇの上部から
排気されるガス量が減つて、この隙間ｇの上部か
ら外気が侵入することが考えられるが、仮に隙間
ｇの上部から外気が侵入してもこの外気は隙間ｇ
の上部には高温のガス９が渦巻く如く存在してい
るので、この高温ガス９にて外部へと押し戻され
る。

考案の効果 本考案によれば、半導体ウエーハ熱処理時にお
ける炉芯管フラツトゾーンへの外気侵入が、ボー
トローダに傾斜させて固定した遮蔽板でほぼ完全
に防止できて、半導体ウエーハの熱処理が常に安
定した均一な条件下で行え、半導体ウエーハ製造
の品質均一化、歩留り改善が図れる。またボート
ローダに遮蔽板を傾斜させて固定するだけでよい
ので、設備投資的に有利で実施が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の半導体製造装置の一実施例を
示す側断面図である。第２図及び第３図は従来の
半導体製造装置（半導体ウエーハ熱処理装置）の
二例を説明するための側断面図である。 １……炉芯管、３……ボート出入口、４……加
熱体、５……半導体ウエーハ、６……ボート、７
……ボートローダ、１０……遮蔽板。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 加熱体を備える炉体内に挿入された炉芯管内に
   半導体ウエーハを載置したボートを棒状のボート
   ローダで押し入れ及び炉芯管より引き出す装置に
   おいて、 前記ボートローダの中途部に、ボート押し入れ
   時に炉芯管のボート出入口に入つて該ボート出入
   口を若干の隙間をもつて塞ぐ遮蔽板を、ボート出
   入口側からみて下部が手前側にくる所定の傾斜角
   でもつて固定したことを特徴とする半導体製造装
   置。