JPH05251372A - 縦型拡散炉 - Google Patents

縦型拡散炉

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Publication number
JPH05251372A
JPH05251372A JP4923692A JP4923692A JPH05251372A JP H05251372 A JPH05251372 A JP H05251372A JP 4923692 A JP4923692 A JP 4923692A JP 4923692 A JP4923692 A JP 4923692A JP H05251372 A JPH05251372 A JP H05251372A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tube
furnace
soaking
gas
core
Prior art date
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Pending
Application number
JP4923692A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Yano
壯 矢野
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electronics Corp filed Critical Matsushita Electronics Corp
Priority to JP4923692A priority Critical patent/JPH05251372A/ja
Publication of JPH05251372A publication Critical patent/JPH05251372A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 重金属汚染を起こさない縦型拡散炉を提供す
る。 【構成】 ヒーターコア2は円柱状で中は空洞になって
いる。ヒーターコア2は空洞面と炉体の設置面とが平行
になるように固定されており、ヒーターコア2の中に均
熱管3、その中に炉心管4が入っている。均熱管3、炉
心管4共に円柱状で、中は空洞であるが上側が閉じてあ
り、下のみ開放となっている。被処理基板8は炉心管4
の開放口から支持台7を用いて投入する。また、炉心管
4にはガス導入口9、ガス排気口10が設けてあり、必
要性に応じたガスを流すことにより被処理基板8に対し
て、アニール、酸化、不純物拡散などの処理を行うこと
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、縦型拡散炉に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図3に従来技術の縦型拡散炉を示す。
【0003】図に示すように縦型拡散炉1は、ヒーター
コア2、均熱管3、炉心管4、炉心管キャップ5、被処
理基板保持具6、支持台7からなっている。
【0004】ヒーターコア2は円柱状で中は空洞になっ
ている。ヒーターコア2は空洞面と炉体の設置面とが平
行になるように固定されており、ヒーターコア2の中に
均熱管3、その中に炉心管4が入っている。均熱管3、
炉心管4共に円柱状で、中は空洞であるが上側が閉じて
あり、下のみ開放となっている。被処理基板8は炉心管
4の開放口から支持台7を用いて投入する。
【0005】つまり、被処理基板8の投入方向は、炉体
設置面に対して垂直方向に下から上に投入する。
【0006】また、炉心管4にはガス導入口9、ガス排
気口10が設けてあり、必要性に応じたガスを流すこと
により被処理基板8に対して、アニール、酸化、不純物
拡散などの処理を行うことができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の縦型拡散炉
では、銅、鉄、ニッケルなどはシリコンなど半導体材料
に拡散すると、バンドギャップの深い所に、活性準位を
形成する。このような深い活性準位は少数キャリアの有
効な再結合中心となる。そのため少数キャリアライフタ
イムが短くなる。このためこの方法によって形成された
半導体デバイスは、その動作速度が遅くなる。
【0008】その活性準位の発生は、拡散条件や炉周囲
の雰囲気に支配される。このため被処理基板に導入され
る重金属の種類やその導入量、さらには導入される領域
は一定ではない。よって、従来の縦型拡散炉では被処理
基板に導入される重金属を制御することができない。
【0009】酸化膜形成時に取り込まれると、酸化膜の
耐圧不良の原因となり製品歩留まりを下げる。また、D
RAMを例に取ると電荷を貯めるメモリー素子に重金属
が拡散すると、周期的に結合したシリコン原子間に重金
属元素が入り、結晶構造を乱し、結晶欠陥が発生する。
そのため、ポーズタイム(電荷保持時間)が短くなり、
製品歩留まりが悪くなる。PN接合部分に重金属が拡散
し活性準位を形成すると、通常はPからNにしか電流が
流れないのに対し、NからPにもリーク電流が流れ、整
流特性を損なう。整流素子が整流特性を失う事により半
導体の特性が劣化していることが分かる。
【0010】本発明の目的は、重金属汚染を起こさない
縦型拡散炉を提供するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の縦型拡散炉は、均熱管と、前記均熱管に取
り付けられたヒーターコアと、前記均熱管内に形成され
た炉心管と、前記炉心管内の温度を測定する熱電対と、
前記炉心管内に取り付けられた被処理基板保持具と、前
記被処理基板保持具を支持する支持台と、前記炉心管に
供給されるガスを導入するガス導入口とで構成され、前
記ヒーターコアと前記均熱管の間には気体が流れる隙間
が設けてある。
【0012】また、均熱管と、前記均熱管に取り付けら
れたヒーターコアと、前記均熱管内に形成された炉心管
と、前記炉心管内の温度を測定する熱電対と、前記炉心
管内に取り付けられた被処理基板保持具と、前記被処理
基板保持具を支持する支持台と、前記炉心管に供給され
るガスを導入するガス導入口とで構成され、前記ヒータ
ーコアと前記均熱管の空間は閉じた空間になっており、
前記ヒーターコアと前記均熱管の隙間の下方より塩素系
及び窒素ガスを流すパージ装置が取り付けられており、
かつ前記隙間の上方に強制排気装置は持っている。
【0013】
【作用】本発明によれば、カンタル線から発生した重金
属をヒーターコアと均熱管の間を上昇する気体の流れに
よって排気される。したがって、均熱管、炉心管に重金
属が拡散することを防止できる。また被処理基板に対す
る重金属汚染を防止することができる。そのため、製品
歩留まりを向上させる事が出来る。
【0014】また、カンタル線から発生した重金属をヒ
ーターコアと均熱管でヒーターコアと均熱管の間はシー
ルされて閉じた空間に塩素系及び窒素ガスを流し、ガス
の強制排気を行いカンタル線のクリーニング及び重金属
元素を塩化物の形で排気する。したがって、カンタル線
から発生した重金属が炉内部に侵入するのを防止するこ
とができる。また、重金属発生を低減するために数カ月
に1回ヒーターの空焼きを行わなければならなかった
が、常に塩素系ガスでカンタル線をクリーニングする事
により、ヒーターの空焼きは行わなくて良い。
【0015】
【実施例】図1に本発明の第1の実施例である縦型拡散
炉を示す。
【0016】図に示すように縦型拡散炉1は、ヒーター
コア2、均熱管3、炉心管4、炉心管キャップ5、被処
理基板保持具6、支持台7からなっている。
【0017】ヒーターコア2は円柱状で中は空洞になっ
ている。ヒーターコア2は空洞面と炉体の設置面とが平
行になるように固定されており、ヒーターコア2の中に
均熱管3、その中に炉心管4が入っている。均熱管3、
炉心管4共に円柱状で、中は空洞であるが上側が閉じて
あり、下のみ開放となっている。被処理基板8は炉心管
4の開放口から支持台7を用いて投入する。
【0018】つまり、被処理基板8の投入方向は、炉体
設置面に対して垂直方向に下から上に投入する。
【0019】また、炉心管4にはガス導入口9、ガス排
気口10が設けてあり、必要性に応じたガスを流すこと
により被処理基板8に対して、アニール、酸化、不純物
拡散などの処理を行うことができる。
【0020】また、ヒーターコア2と均熱管3の間には
炉心管4内の均熱性を損なわない程度の気体が流れる隙
間が設けてある。
【0021】従来技術との相違点は、ヒーターコア2と
均熱管3の間には炉心管4内の均熱性を損なわない程度
の気体が流れる隙間が設けてある事である。
【0022】その理由について述べる前に重金属が半導
体の特性を劣化させるメカニズムについて簡単に述べ
る。
【0023】従来の構成の縦型拡散炉では、銅、鉄、ニ
ッケルなどはシリコンなど半導体材料に拡散すると、バ
ンドギャップの深い所に、活性準位を形成する。このよ
うな深い活性準位は少数キャリアの有効な再結合中心と
なる。そのため少数キャリアライフタイムが短くなる。
このためこの方法によって形成された半導体デバイス
は、その動作速度が遅くなる。
【0024】その活性準位の発生は、拡散条件や炉周囲
の雰囲気に支配される。このため被処理基板8に導入さ
れる重金属の種類やその導入量、さらには導入される領
域は一定ではない。よって、従来の縦型拡散炉では被処
理基板8に導入される重金属を制御することができな
い。そのため、製品歩留まりが安定しない。
【0025】酸化膜形成時に重金属が被処理基板8に取
り込まれると、酸化膜の耐圧不良の原因となり製品歩留
まりを下げる。また、DRAMを例に取ると電荷を貯め
るメモリー素子に重金属が拡散すると、周期的に結合し
たシリコン原子間に重金属元素が入り、結晶構造を乱
し、結晶欠陥が発生する。そのため、ポーズタイム(電
荷保持時間)が短くなり、製品歩留まりが悪くなる。P
N接合部分に重金属が拡散し活性準位を形成すると、通
常はPからNにしか電流が流れないのに対し、NからP
にもリーク電流が流れ、整流特性を損なう。整流素子が
整流特性を失う事により半導体の特性が劣化しているこ
とが分かる。
【0026】次に、重金属元素の発生源と汚染するメカ
ニズムに関して述べる。ヒーターコア2の発熱体はカン
タル線11で出来ている。カンタル線11からは、半導
体の特性を劣化させる重金属である銅、鉄、ニッケルな
どが発生している。また製品処理を行う際は、カンタル
線11が600〜1200℃の高温状態にある。高温状
態600〜1200℃の条件では、重金属の拡散速度が
早くなり炉を構成する石英の内部へ侵入する。このため
石英を通して拡散された重金属は炉内に導入され被処理
基板8を汚染する。このように高温状態ではその均熱管
3、炉心管4は、カンタル線11から発生した重金属の
拡散を阻止するバリアとしての効果がない。そのため従
来の技術では、ヒーターコア2と均熱管3の空間にある
気体中は熱処理によって重金属が取り込まれる。このよ
うにして重金属で汚染された気体は、均熱管3表面から
拡散し炉心管4を通過して、被処理基板8に対して拡散
し、活性準位を形成し半導体特性を劣化させていた。
【0027】本実施例の縦型拡散炉1では、ヒーターコ
ア2で熱された重金属を含んだ気体が均熱管3の間を上
昇することが出来る隙間があり重金属で汚染された気体
は、均熱管3、炉心管4に拡散する事なく排気される。
【0028】そのため、製品歩留まりを向上させる事が
出来、また製品コストの低減が出来る。また、縦型拡散
炉1に対する重金属汚染を阻止する事により、メンテナ
ンスの回数が少なくなり、装置の稼働率が向上する。
【0029】また、従来技術では重金属で汚染された縦
型拡散炉1で被処理基板8に対して処理を行うと、被処
理基板8に重金属汚染するだけでなく、後工程で処理を
行う装置に対しても重金属汚染を行っていた。しかし本
実施例の縦型拡散炉1では、後工程の装置に対して重金
属汚染を阻止し、後工程の装置のメンテナンス回数は少
なくなる。つまり工場全体の装置の稼働率も向上する。
【0030】図2に本発明の第2の実施例である縦型拡
散炉を示す。図に示すように縦型拡散炉1は、ヒーター
コア2、均熱管3、炉心管4、炉心管キャップ5、被処
理基板保持具6、支持台7からなっている。
【0031】ヒーターコア2は円柱状で中は空洞になっ
ている。ヒーターコア2は空洞面と炉体の設置面とが平
行になるように固定されており、ヒーターコア2の中に
均熱管3、その中に炉心管4が入っている。均熱管3、
炉心管4共に円柱状で、中は空洞であるが上側が閉じて
あり、下のみ開放となっている。被処理基板8は炉心管
4の開放口から支持台7を用いて投入する。
【0032】つまり、被処理基板8の投入方向は、炉体
設置面に対して垂直方向に下から上に投入する。
【0033】また、炉心管4にはガス導入口9、ガス排
気口10が設けてあり、必要性に応じたガスを流すこと
により被処理基板8に対して、アニール、酸化、不純物
拡散などの処理を行うことができる。
【0034】従来技術との相違点は、ヒーターコア2と
均熱管3の間はシールされて閉じた空間になっているこ
とである。また、ヒーターコア2と均熱管3の隙間の下
部から塩素系及び窒素ガスを流すパージ装置12を取り
付けてあり、ヒーターコア2と均熱管3の隙間の上部に
ガスの強制排気装置13は持っていることである。
【0035】ここでガスの強制排気装置13は、反応性
ガスによって腐食されることのない材質、例えばステン
レスやテフロン等で構成されている。
【0036】カンタル線11より発生する重金属が半導
体の特性を劣化させる。そこで本実施例では、カンタル
線11表面のクリーニングを行なうために反応性ガスを
導入している。さらにカンタル線11から発生した重金
属が炉内部に侵入するのを防止するために設けられてい
る。また、パージ装置12を下に、強制排気装置13が
上につけてある理由は、クリーニングガスが高温のため
密度が小さく、上から抜いた方が排気効率が良いためで
ある。また排気系が下にあった場合に、万が一排気系配
管にピンホールが開くトラブルが発生したとき、炉心管
4に対して汚染された気体が入り込む可能性がある為で
ある。したがって、排気系を上につける事により万が一
のトラブルでも炉心管4、被処理基板8に対する汚染が
防止できる。
【0037】重金属が炉内部に侵入し半導体の特性に悪
影響を及ぼすことは上記した通りである。
【0038】つぎに、カンタル線11表面のクリーニン
グを行なう方法について説明する。重金属元素の発生源
と汚染するメカニズムについても第1の実施例で述べた
通りである。
【0039】本実施例の縦型拡散炉1では、カンタル線
11の表面にある重金属元素を窒素で希釈された塩素系
ガスで塩化物にして、炉体外に排気する。また、強制排
気装置13をつけることと窒素ガス希釈を行うことによ
り、カンタル線11の劣化を防ぐ。そのため装置にかか
る維持費を低減できる。
【0040】従来技術では、重金属発生を低減するため
に数カ月に1回ヒーターの空焼きを行わなければならな
かったが、本実施例の縦型拡散炉1では常に塩素系ガス
でカンタル線をクリーニングする事により、ヒーターの
空焼きは行わなくて良い。そのため装置の稼働率が向上
する。
【0041】本実施例の縦型拡散炉1では重金属元素を
塩化物の形で排気するため、均熱管3に拡散することが
なく、被処理基板8を汚染することはない。
【0042】そのため、製品歩留まりを向上させる事が
出来、また製品コストの低減が出来る。また、縦型拡散
炉1に対する重金属汚染を阻止する事により、メンテナ
ンスの回数が少なくなり、装置の稼働率が向上する。
【0043】
【発明の効果】本発明の縦型拡散炉では、製品歩留まり
を向上させる事が出来、また製品コストも低減される。
また、縦型拡散炉に対する重金属汚染を阻止する。ま
た、数カ月に1回のヒーターの空焼きは行わなくて良
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例である縦型拡散炉を示す
【図2】本発明の第2の実施例である縦型拡散炉を示す
【図3】本発明の第2の実施例である縦型拡散炉を示す
【符号の説明】
2 ヒーターコア 3 均熱管 4 炉心管 5 炉心管キャップ 6 被処理基板保持具 7 支持台 8 被処理基板 9 ガス導入口 10 ガス排気口 11 カンタル線 12 パージ装置 13 強制排気装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】均熱管と、前記均熱管に取り付けられたヒ
    ーターコアと、前記均熱管内に形成された炉心管と、前
    記炉心管内の温度を測定する熱電対と、前記炉心管内に
    取り付けられた被処理基板保持具と、前記被処理基板保
    持具を支持する支持台と、前記炉心管に供給されるガス
    を導入するガス導入口とで構成され、前記ヒーターコア
    と前記均熱管の間には気体が流れる隙間が設けてあるこ
    とを特徴とする縦型拡散炉。
  2. 【請求項2】均熱管と、前記均熱管に取り付けられたヒ
    ーターコアと、前記均熱管内に形成された炉心管と、前
    記炉心管内の温度を測定する熱電対と、前記炉心管内に
    取り付けられた被処理基板保持具と、前記被処理基板保
    持具を支持する支持台と、前記炉心管に供給されるガス
    を導入するガス導入口とで構成され、前記ヒーターコア
    と前記均熱管の空間は閉じた空間になっており、前記ヒ
    ーターコアと前記均熱管の隙間の下方より塩素系及び窒
    素ガスを流すパージ装置が取り付けられており、かつ前
    記隙間の上方に強制排気装置は持つことを特徴とする縦
    型拡散炉。
JP4923692A 1992-03-06 1992-03-06 縦型拡散炉 Pending JPH05251372A (ja)

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JP4923692A JPH05251372A (ja) 1992-03-06 1992-03-06 縦型拡散炉

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JP4923692A JPH05251372A (ja) 1992-03-06 1992-03-06 縦型拡散炉

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JPH05251372A true JPH05251372A (ja) 1993-09-28

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JP4923692A Pending JPH05251372A (ja) 1992-03-06 1992-03-06 縦型拡散炉

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JP (1) JPH05251372A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100559198B1 (ko) * 1999-12-21 2006-03-10 액셀리스 테크놀로지스, 인크. 일체형 가스 분배 채널링을 갖는 벨자

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100559198B1 (ko) * 1999-12-21 2006-03-10 액셀리스 테크놀로지스, 인크. 일체형 가스 분배 채널링을 갖는 벨자

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