JPH04123426A - Semiconductor heat treater - Google Patents
Semiconductor heat treaterInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置の製造装置において、プロセスチュ
ーブ内に収容された半導体材料に処理ガスをキャリアガ
スによって外部より導入するための処理ガス供給装置に
関し、主として半導体への不純物拡散処理、不純物ドー
プのための熱処理技術を対象とする。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a processing gas supply device for introducing processing gas from the outside into a semiconductor material housed in a process tube using a carrier gas in a semiconductor device manufacturing apparatus. The subject matter is mainly impurity diffusion processing into semiconductors and heat treatment technology for impurity doping.
半導体（Ｓｉ ）基板表面にリン（Ｐ）を拡散してＬＳ
Ｉ、ＩＣやトランジスタ等の半導体装置を製造する技術
については、工業調査会績「最新ＬＳＩプロセス技術Ｊ
１９８３年７月Ｐ１５０〜１５３等に記載されている
。LS by diffusing phosphorus (P) onto the surface of a semiconductor (Si) substrate.
For information on the technology for manufacturing semiconductor devices such as ICs and transistors, please refer to the Industrial Research Institute's "Latest LSI Process Technology J.
It is described in July 1983, P150-153, etc.
すなわち、加熱手段（ヒータ）を有するプロセスチュー
ブ内に複数のＳｔウェハを収容し、このチューブ内に処
理ガスとしてオキシ塩化リン（ＰＯＣｌ２）を窒素（Ｎ
２）や酸素（Ｏす）のキャリアガスとともに供給し、チ
ューブ内の加熱処理により処理ガス中のリン（Ｐ）をウ
ェハ表面に拡散するように構成されているものである。That is, a plurality of St wafers are housed in a process tube that has a heating means (heater), and phosphorus oxychloride (POCl2) and nitrogen (N
2) and oxygen (O2) together with a carrier gas, and is configured to diffuse phosphorus (P) in the processing gas onto the wafer surface by heat treatment inside the tube.
前記した不純物拡散装置においては、従来より不純物ソ
ースとなるＰＯＣｌ３は、処理ガス発生器を単独に恒温
槽内に設置することにより一定の温度に制御されている
が、この発生器中に送気されるキャリアガスの温度は特
に温度制御の手段を講していないために、その時と場所
に応じて異なるガス温度をもつことになる。In the impurity diffusion device described above, POCl3, which is an impurity source, has conventionally been controlled at a constant temperature by installing a processing gas generator separately in a constant temperature bath; Since no particular means of temperature control is taken, the temperature of the carrier gas differs depending on the time and place.
すなわち、キャリアガスに使われる各種のガスは、一般
に屋外からの工場配管から供給される。That is, various gases used as carrier gas are generally supplied from outside factory piping.
したがって外の気温と屋内温度に左右されがちである。Therefore, it tends to be influenced by the outside temperature and indoor temperature.
屋内温度は一応制御されているが変動することがある。Indoor temperatures are generally controlled, but can fluctuate.
そのために恒温槽に入れであるＰＯＣ７！３の温度が一
定に保持されていても、導入されるガスの温度の変化す
れば、それに応じ蒸発量が変化する。その結果、デポジ
ション処理毎にデポジション量に変動を生じることにな
る。このことは特に、夏季と冬季とで、差が著しく大き
くかわることでもわかる。Therefore, even if the temperature of POC 7!3, which is placed in a constant temperature bath, is kept constant, if the temperature of the introduced gas changes, the amount of evaporation will change accordingly. As a result, the amount of deposition varies for each deposition process. This can be seen especially in the fact that the difference between summer and winter is extremely large.
本発明は上記した問題を解決しようとするもので、その
目的は、不純物デポジション等の熱処理において、キャ
リアガス中の不純物量を一定に保ち、デポジション処理
のバラツキを低減できる処理装置を提供することにある
。The present invention attempts to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a processing apparatus that can maintain a constant amount of impurities in a carrier gas and reduce variations in deposition processing during heat processing such as impurity deposition. There is a particular thing.
上記の目的を達成するために本発明は、加熱手段を有す
るプロセスチューブと、上記チューブ内に設置した半導
体に対し外部より処理ガスをキャリアガスによって導入
する処理ガス供給装置を具備する半導体熱処理装置であ
って、上記処理ガス供給装置にはキャリアガス自体の濃
度を一定に保持する恒温手段を設けてあることを特徴と
するものである。In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor heat treatment apparatus comprising a process tube having a heating means and a process gas supply device for introducing a process gas from the outside into the semiconductor installed in the tube using a carrier gas. The processing gas supply device is characterized in that it is provided with constant temperature means for keeping the concentration of the carrier gas itself constant.
本発明はまた、上記した半導体熱処理装置において、処
理ガス発生器とキャリアガス供給部とにそれぞれに恒温
手段を設けであるものである。The present invention also provides the semiconductor heat processing apparatus described above, in which the processing gas generator and the carrier gas supply section are each provided with constant temperature means.
上記処理ガス供給装置にはキャリアガス自体の温度を一
定の温度に保持する手段を設けていることにより、キャ
リアガスによってプロセスチューブ内に導入される不純
物量はあらかじめＰＯＣｌ３恒温槽により設定された温
度に適応した一定のものとなる。The processing gas supply device is equipped with a means for maintaining the temperature of the carrier gas itself at a constant temperature, so that the amount of impurities introduced into the process tube by the carrier gas is kept at a temperature set in advance by the POCl3 constant temperature bath. It becomes an adapted constant.
以下、本発明をパワーＭＯ３系ＩＣのリン処理工程に使
用する不純物拡散装置に通用した一実施例により、図面
を参照しながら説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the present invention applied to an impurity diffusion device used in a phosphorus treatment process of a power MO3-based IC will be described with reference to the drawings.
この不純物拡散装置はプロセスチューブ１と処理ガス供
給装置９とから構成される。This impurity diffusion device is composed of a process tube 1 and a processing gas supply device 9.
プロセスチューブは石英ガラス等からなる、はぼ横形円
筒形状のものからなり、内部は処理室２となっており、
この中に複数枚の半導体ウェハ６が石英ポート（治具）
７によりほぼ垂直に立てられ平行にならべて設置される
。The process tube is made of quartz glass or the like and has a roughly horizontal cylindrical shape, and the inside is a processing chamber 2.
A plurality of semiconductor wafers 6 are placed in this quartz port (jig).
7, they are erected almost vertically and arranged in parallel.
プロセスチューブの外周には、ヒータ３が設けられ、図
示されないコントローラにより制御されて処理室２内の
半導体ウェハを所定の温度に加熱するようになっている
。A heater 3 is provided around the outer periphery of the process tube, and is controlled by a controller (not shown) to heat the semiconductor wafer in the processing chamber 2 to a predetermined temperature.
プロセスチューブの一端にはガス供給口４が設けられ、
処理ガス、たとえばオキシ塩化リン（ＰＯＣＩ）を外部
から導入する。A gas supply port 4 is provided at one end of the process tube,
A processing gas, such as phosphorus oxychloride (POCI), is introduced from the outside.
プロセスチューブの他端はウェハ６を出し入れするため
の開口部となる炉口５が開口し、キャップ８が着脱自在
に装着され、処理時にチューブを密閉するようにしてい
る。At the other end of the process tube, a furnace port 5 serving as an opening for loading and unloading wafers 6 is opened, and a cap 8 is removably attached to seal the tube during processing.
９はプロセスチューブへ処理ガスを供給するための処理
ガス供給装置でプロセスチューブの供給口４の外側に一
つの囲いの中に設置される。Reference numeral 9 denotes a processing gas supply device for supplying processing gas to the process tube, which is installed in an enclosure outside the supply port 4 of the process tube.
この処理ガス供給装置９はバプラ（発泡器） １０とキ
ャリアガス供給部１７とから構成される。This processing gas supply device 9 is composed of a bubbler (foamer) 10 and a carrier gas supply section 17.
バブラ１０は常温で液体となる不純物の拡散源であるオ
キシ塩化リンｌｌａを貯蓄する液体ソース槽１２を備え
ており、この槽１２は恒温槽１３により所定の温度を保
持するように構成されている。液体ソース槽１２には、
酸素等のバブルガス供給源１４に接続されている気泡発
生管１５が液中の底部で開口するように挿入されている
。この管１５からの気泡によりオキシ塩化リンガスｌｌ
ｂが生成される。The bubbler 10 is equipped with a liquid source tank 12 that stores phosphorus oxychloride lla, which is a diffusion source of impurities that becomes liquid at room temperature, and this tank 12 is configured to maintain a predetermined temperature by a constant temperature tank 13. . In the liquid sauce tank 12,
A bubble generating tube 15 connected to a bubble gas supply source 14 such as oxygen is inserted so as to open at the bottom of the liquid. The bubbles from this pipe 15 cause phosphorus oxychloride
b is generated.
液体ソース槽１２の上部には、また処理ガス供給管１６
が接続され、槽内で生成されたオキシ塩化リンガスｌｌ
ｂを採取するようになっており、この供給管１６の他端
はプロセスチューブ１の供給口４に接続されて処理ガス
を導入する。At the top of the liquid source tank 12, there is also a processing gas supply pipe 16.
is connected to the phosphorus oxychloride gas produced in the tank.
The other end of this supply pipe 16 is connected to the supply port 4 of the process tube 1 to introduce the processing gas.
一方、キャリアガス供給部１７はキャリアガスとしての
窒素ガスおよび酸素ガスを供給するための供給源１８お
よび１９を備えており、本発明では特に、これら供給源
１９、及びバブルガス供給源１４から供給される窒素ガ
スおよび酸素ガスの処理ガスの各供給管は１個所で平行
に接近した位置で、共通のガス恒温器２０の中を通過す
るように設置されていることが従来と異なっている。On the other hand, the carrier gas supply unit 17 includes supply sources 18 and 19 for supplying nitrogen gas and oxygen gas as carrier gases, and in the present invention, in particular, the carrier gas supply unit 17 is equipped with supply sources 18 and 19 for supplying nitrogen gas and oxygen gas as carrier gases. The present invention is different from the conventional method in that the supply pipes for the processing gases of nitrogen gas and oxygen gas are installed at one location, close to each other in parallel, and pass through a common gas incubator 20.
各供給ガスはそれぞれの流量計２１〜２３を経由するう
よに接続されている。Each supply gas is connected via each flow meter 21-23.
ガス恒温器２０は液体または気体の保温媒体を供給する
温度制御装置（図示されない）と結合されており、供給
ガスを効果的に恒温保持するようになっている。なお、
ガス恒温器は上記した循環水（液）タイプの他に、電熱
器制御タイプ、電子冷熱タイプ等を利用することができ
る。The gas incubator 20 is coupled to a temperature control device (not shown) that supplies a liquid or gas insulating medium to effectively maintain the temperature of the supplied gas. In addition,
In addition to the above-mentioned circulating water (liquid) type gas thermostat, electric heater control type, electronic cooling/heating type, etc. can be used.
上記実施例では、オキシ塩化リンをソースに用いてリン
をドープする場合について述べたが、これ以外に、三臭
化ホウ素（ＢＢｒ３）等の他の液体ソースとしてボロン
をドープする場合にも同様に通用することができる。In the above embodiment, the case where phosphorus is doped using phosphorus oxychloride as a source is described, but the same method can be applied to doping with boron using other liquid sources such as boron tribromide (BBr3). It can be passed.
なお、ガス恒温器はバブラ恒温槽と別に付設する以外に
、キャリアガス恒温器、バブラ恒温槽及び流量針を一体
化することも可能である。Note that instead of attaching the gas constant temperature chamber separately from the bubbler constant temperature chamber, it is also possible to integrate the carrier gas constant temperature chamber, the bubbler constant temperature chamber, and the flow rate needle.
本発明は以上説明したように構成されているので、以下
に記載されているような効果を奏する。Since the present invention is configured as described above, it produces the effects described below.
処理ガスを送給するキャリアガスをあらかしめ恒温器に
より一定の温度に保持することにより、液体ソースから
の不純物ガスの蒸発量を、外気または室内温度の変動に
左右されることなく所定の設定値に保持することができ
る。その結果、Ｓｉウェハへの不純物デポジション量を
所望の値に維持することができる。たとえばｈｐＥｌ１
ＭＩ性向上による歩留の向上が期待できる。また、本発
明によれば、作業ごとのテストランの廃止による作業簡
略化を実現できる。By keeping the carrier gas that supplies the process gas at a constant temperature using a constant temperature chamber, the amount of evaporation of impurity gas from the liquid source can be maintained at a predetermined set value without being affected by fluctuations in outside air or indoor temperature. can be held. As a result, the amount of impurities deposited onto the Si wafer can be maintained at a desired value. For example, hpEl1
It is expected that the yield will improve due to improved MI properties. Further, according to the present invention, it is possible to simplify the work by abolishing the test run for each work.
第１図は本発明の位置実施例である半導体熱処理装置の
概略構造を示す縦断面図である。
・・・プロセスチューブ、 ２・・・処理室、・・・ヒ
ータ、 ４・・・処理ガス供給口、・・・炉口、 ６
・・・半導体ウェハ（被処理物）、・・・ボート（治具
）、 ８・・・キャンプ、・・・処理ガス供給装置、
１０・・・バブラ、１ａ・・・オキシ塩化リン（液体）
、
１ｂ・・・オキシ塩化リン（ガス）、
２・・・液体ソース槽、 １３・・・恒温槽、４・・・
キャリアガス供給管、 １５・・・気泡発生管６・・・
処理ガス供給管、
７・・・キャリアガス供給部
１８・・・酸素ガス（キャリアガス）供給源、１９・・
・窒素ガス（キャリアガス）供給源、２０・・・ガス恒
温器、 ２１〜１３・・・ガス流量計。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a schematic structure of a semiconductor heat treatment apparatus which is an embodiment of the present invention. ... Process tube, 2 ... Processing chamber, ... Heater, 4 ... Processing gas supply port, ... Furnace port, 6
...Semiconductor wafer (workpiece), ...Boat (jig), 8.Camp, ...Processing gas supply device,
10... Bubbler, 1a... Phosphorus oxychloride (liquid)
, 1b...phosphorus oxychloride (gas), 2... liquid source tank, 13... constant temperature bath, 4...
Carrier gas supply pipe, 15...Bubble generating pipe 6...
Processing gas supply pipe, 7...Carrier gas supply section 18...Oxygen gas (carrier gas) supply source, 19...
- Nitrogen gas (carrier gas) supply source, 20... gas thermostat, 21-13... gas flow meter.
Claims (1)
ブ内に設置した半導体に対し外部より処理ガスをキャリ
アガスによって導入する処理ガス供給装置を具備する半
導体熱処理装置であって、上記処理ガス供給装置にはキ
ャリアガス自体の温度を一定に保持する恒温手段を設け
てあることを特徴とする半導体熱処理装置。 ２、請求項１に記載の半導体熱処理装置において、処理
ガス発生器とキャリアガス供給部とにそれぞれに恒温手
段を設けてある。[Scope of Claims] 1. A semiconductor heat treatment apparatus comprising a process tube having a heating means and a process gas supply device for introducing a process gas from the outside into a semiconductor placed in the tube by means of a carrier gas, which comprises: 1. A semiconductor heat processing apparatus, characterized in that the processing gas supply apparatus is provided with constant temperature means for keeping the temperature of the carrier gas itself constant. 2. In the semiconductor heat treatment apparatus according to claim 1, a constant temperature means is provided in each of the processing gas generator and the carrier gas supply section.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24234690A JPH04123426A (en) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | Semiconductor heat treater |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP24234690A JPH04123426A (en) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | Semiconductor heat treater |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04123426A true JPH04123426A (en) | 1992-04-23 |
Family
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| JP24234690A Pending JPH04123426A (en) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | Semiconductor heat treater |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04123426A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5956656A (en) * | 1996-04-22 | 1999-09-21 | Nec Corporation | Wireless selective call receiver operable in cover closing state |
-
1990
- 1990-09-14 JP JP24234690A patent/JPH04123426A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5956656A (en) * | 1996-04-22 | 1999-09-21 | Nec Corporation | Wireless selective call receiver operable in cover closing state |
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