JPH0562455B2 - - Google Patents
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- JPH0562455B2 JPH0562455B2 JP87285A JP87285A JPH0562455B2 JP H0562455 B2 JPH0562455 B2 JP H0562455B2 JP 87285 A JP87285 A JP 87285A JP 87285 A JP87285 A JP 87285A JP H0562455 B2 JPH0562455 B2 JP H0562455B2
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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
- H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Power Engineering (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体製造拡散炉に用いられる均熱管
特にSiC−Si質均熱管に関する。 〔従来技術〕 半道体工業に限らず電気炉において、処理物を
均一な温度で加熱する為、均熱管が用いられるこ
とは古くから行なわれていた。一方、近年半導体
産業の急速な成長に伴い、半導体製造用拡散炉の
数が大巾な伸びを示している。該拡散炉に用いら
れる均熱管は非常に高純度のものが要求されるた
め、広く石英質のものが使用されていた。 しかしながら、上記石英質均熱管は不純物汚染
による失透、へたり、均熱性の面で問題があるた
め、最近になつてSiC系均熱管が広く普及しつつ
ある。即ち、SiC系均熱管は、大部分の場合SiC
とSiからなるが、耐熱性、化学的安定性、均熱性
耐熱衝撃性の面で非常に優れている。また、石英
管に比べ純度はかなり低いものであつたが、近年
高純度のものが製造されるようになり、益々SiC
系特にSiC−Si質均熱管は広く採用されつつあ
る。 〔従来技術の欠点〕 ところで、上記SiC−Si質均熱管は再結晶質
SiCが用いられるが、該再結晶質SiCは従来より
発熱体や抵抗体として使用されているように、あ
る程度の導電性をもつている。加えて、該再結晶
質SiCに導電性の良好なSiを含浸しているため、
拡散炉内に均熱管として用いられる場合、基体外
表面を電気的に絶縁させる必要がある。即ち、均
熱管の外周にヒーターが設置されるため、該均熱
管の外表面とヒーターが接触し漏電した場合、均
熱管が局部加熱を起こし、均熱管の短期破損やヒ
ーターの短期熔損を起こす。ひいては設備の寿命
を縮めたり、半導体の歩留りが下がる等により、
生産上の支障となる。上述の漏電を防止するた
め、該均熱管の外表面に高純度のZrO2・SiO2を
被覆している。上記ZrO2・SiO2被覆材はSiCとと
熱膨張率が近似しているため、被覆材料としては
非常にいい材料といえる。しかしながら、上記
ZrO2・SiO2を被覆する場合、該均熱管をSiの融
点付近以上（1400℃以上）にZrO2・SiO2を被覆
焼付の為加熱できない。つまり、上記1400℃以上
で焼付を行うと基体中のSiが内表面や外表面に吹
き出す為焼付温度はSiの融点以下でなければなら
ない。上述のように低い温度で焼付すると厳密且
つ強固に被覆するのは困難で、被覆材にヒビや割
れが生じやすく、問題となつていた。 また、SiC−Si質均熱管の内表面は半導体製造
工程で拡散炉内に設置され1100〜1300℃にて定期
的にHClガスを流入し洗浄されているが、Siが内
表面に露出されている為、HClガスと上記Siが反
応し、SiCl4ガスとなり、容易にエツチングされ
る。その結果、該SiC−Si質均熱管はガス不透過
性を維持できなくなり、エツチングされた部分
は、Fe、Cuなどの不純物元素の拡散通路となり、
該均熱管内表面を通して、処理物に悪影響を与え
ることがあり、最近のIC産業が益々成長してい
く上で、拡散炉用均熱管の大きな問題となつてい
た。 〔発明の目的〕 本発明は上記の問題点、即ち基体外表面の被覆
材の割れやヒビを防ぎ、且つ基体内表面のHClガ
ス洗浄によるエツチングを阻止し、基体から処理
物への不純物の揮発を押えた半導体製造拡散炉用
均熱管を提供するものである。 〔発明の構成〕 即ち、本発明は半導体製造拡散炉に使用される
SiC−Si質均熱管において、該均熱管の基体内表
面及び外表面にSiO2膜が形成され、且つ基体外
表面のSiO2膜の上にZrO2・SiO2材料が被覆され
ていることを特徴とする。 しかも、本発明のSiC−Si質均熱管は基体内表
面と外表面に1μｍから50μｍまでの範囲内の厚み
のSiO2膜を形成している。即ち、1μｍ末満の場
合、基体の外表面の被覆材にヒビや割れが生じし
かも被覆材の基体に対する付着力の向上がみられ
ず、又基体の内表面にはHClガス洗浄した場合、
Siのエツチング見られ、SiO2膜の存在が有効で
ない。一方50μｍを超す厚みのSiO2膜の形成にお
いて、該SiO2膜が半導体製造用拡散炉に用いら
れる為、非常に高純度であることが要求される
が、高純度SiO2膜の生成には、多くの時間を要
すため、大変なコスト高となる。上記のように経
済性、作業性の面から該SiO2膜は50μｍ以下であ
り、本発明の効果が十分に達し得るには該SiO2
膜の厚みは1μｍから50μｍの間でなければならな
い。 尚、本発明に存在する基体外表面の中間層であ
るSiO2膜は別々に生成させてもよいが、同時に、
生成させた方が工程上好ましい。即ち、生成方法
として、例えば所定の形状のSiC−Si質の基体に
1μｍから50μｍの範囲内の厚みのSiO2膜を生成さ
せるには、ドライO2を供給しながら、1100〜
1400℃の温度と酸化時間を制御することにより、
容易に得ることができる。 また、ウエツトO2による酸化、スチーム酸化、
及びドライO2にHCl、Cl2、C2HCl3等の混入物で
の酸化等を行うことにより、上記ドライO2酸化
に比べて短時間で所定の厚みのSiO2膜を得るこ
とができる。 〔実施例〕 以下、本発明を実施例により説明する。 実施例 外径φ186mm、内径φ172mm、長さ1700mmの再結
晶質SiC管にSiを含浸させて得られたSiC−Si質
均熱管基体に、配管系から発生する粒子を取り除
く為のフイルターを取り付けたO2発生装置を使
用して、純O2を毎分５供給して、1200℃にて
24時間処理した。上記処理後、該SiC−Si質均熱
管基体の内外両表面に1μｍのSiO2膜が形成され
た。上記均熱管の外表面のSiO2膜上にZrO2・
SiO2をスープレー法にて被覆したあと、1400℃
にて上記ZrO2・SiO2を焼付けて、絶縁被覆膜を
形成し、本発明のSiC−Si質均熱管を得た。 実施例 ２ 上記実施例と同一製法により得られた、同一
寸法のSiC−Si質均熱管基体に、純水を入れた容
器を加熱して沸騰可能な装置を使用して、水蒸気
を供給して、1000℃にて50時間処理した。上記
SiC−Si質均熱管基体の内外両表面に4μｍのSiO2
膜を形成された後、実施例と同様に該均熱管基
体の外表面のSiO2膜上にZrO2・SiO2を焼付ける
ことにより絶縁被覆膜を形成し、本発明のSiC−
Si質均熱管を得た。 比較例 上記実施例、２と同一寸法及び同一方法によ
り得られたSiC−Si質均熱管基体に実施例と同
一のO2発生装置を使用して、純O2を毎分５ｇ供
給して、1200℃にて10時間処理し、上記均熱管基
体の内外両表面に0.7μｍのSiO2膜を形成した。更
に、上記実施例、２と同様に該均熱管の外表面
のSiO2膜上にZrO2・SiO2を焼付けた。 比較例 ２ 上記実施例、２と同一寸法、同一方法により
得られたSiC−Si質均熱管基体に、SiO2膜の形成
なしに直接、均熱管の外表面にZrO2・SiO2を焼
付けた。 上記実施例、２と比較例、２で得られた均
熱管の外表面のZrO2・SiO2被覆材に対して、外
観上の観察とJISH8666（フアインセラミツク溶射
試験方法）によるZrO2・SiO2被覆材の基体に対
する付着力状態を測定した。測定結果は下記表１
に示す。
特にSiC−Si質均熱管に関する。 〔従来技術〕 半道体工業に限らず電気炉において、処理物を
均一な温度で加熱する為、均熱管が用いられるこ
とは古くから行なわれていた。一方、近年半導体
産業の急速な成長に伴い、半導体製造用拡散炉の
数が大巾な伸びを示している。該拡散炉に用いら
れる均熱管は非常に高純度のものが要求されるた
め、広く石英質のものが使用されていた。 しかしながら、上記石英質均熱管は不純物汚染
による失透、へたり、均熱性の面で問題があるた
め、最近になつてSiC系均熱管が広く普及しつつ
ある。即ち、SiC系均熱管は、大部分の場合SiC
とSiからなるが、耐熱性、化学的安定性、均熱性
耐熱衝撃性の面で非常に優れている。また、石英
管に比べ純度はかなり低いものであつたが、近年
高純度のものが製造されるようになり、益々SiC
系特にSiC−Si質均熱管は広く採用されつつあ
る。 〔従来技術の欠点〕 ところで、上記SiC−Si質均熱管は再結晶質
SiCが用いられるが、該再結晶質SiCは従来より
発熱体や抵抗体として使用されているように、あ
る程度の導電性をもつている。加えて、該再結晶
質SiCに導電性の良好なSiを含浸しているため、
拡散炉内に均熱管として用いられる場合、基体外
表面を電気的に絶縁させる必要がある。即ち、均
熱管の外周にヒーターが設置されるため、該均熱
管の外表面とヒーターが接触し漏電した場合、均
熱管が局部加熱を起こし、均熱管の短期破損やヒ
ーターの短期熔損を起こす。ひいては設備の寿命
を縮めたり、半導体の歩留りが下がる等により、
生産上の支障となる。上述の漏電を防止するた
め、該均熱管の外表面に高純度のZrO2・SiO2を
被覆している。上記ZrO2・SiO2被覆材はSiCとと
熱膨張率が近似しているため、被覆材料としては
非常にいい材料といえる。しかしながら、上記
ZrO2・SiO2を被覆する場合、該均熱管をSiの融
点付近以上（1400℃以上）にZrO2・SiO2を被覆
焼付の為加熱できない。つまり、上記1400℃以上
で焼付を行うと基体中のSiが内表面や外表面に吹
き出す為焼付温度はSiの融点以下でなければなら
ない。上述のように低い温度で焼付すると厳密且
つ強固に被覆するのは困難で、被覆材にヒビや割
れが生じやすく、問題となつていた。 また、SiC−Si質均熱管の内表面は半導体製造
工程で拡散炉内に設置され1100〜1300℃にて定期
的にHClガスを流入し洗浄されているが、Siが内
表面に露出されている為、HClガスと上記Siが反
応し、SiCl4ガスとなり、容易にエツチングされ
る。その結果、該SiC−Si質均熱管はガス不透過
性を維持できなくなり、エツチングされた部分
は、Fe、Cuなどの不純物元素の拡散通路となり、
該均熱管内表面を通して、処理物に悪影響を与え
ることがあり、最近のIC産業が益々成長してい
く上で、拡散炉用均熱管の大きな問題となつてい
た。 〔発明の目的〕 本発明は上記の問題点、即ち基体外表面の被覆
材の割れやヒビを防ぎ、且つ基体内表面のHClガ
ス洗浄によるエツチングを阻止し、基体から処理
物への不純物の揮発を押えた半導体製造拡散炉用
均熱管を提供するものである。 〔発明の構成〕 即ち、本発明は半導体製造拡散炉に使用される
SiC−Si質均熱管において、該均熱管の基体内表
面及び外表面にSiO2膜が形成され、且つ基体外
表面のSiO2膜の上にZrO2・SiO2材料が被覆され
ていることを特徴とする。 しかも、本発明のSiC−Si質均熱管は基体内表
面と外表面に1μｍから50μｍまでの範囲内の厚み
のSiO2膜を形成している。即ち、1μｍ末満の場
合、基体の外表面の被覆材にヒビや割れが生じし
かも被覆材の基体に対する付着力の向上がみられ
ず、又基体の内表面にはHClガス洗浄した場合、
Siのエツチング見られ、SiO2膜の存在が有効で
ない。一方50μｍを超す厚みのSiO2膜の形成にお
いて、該SiO2膜が半導体製造用拡散炉に用いら
れる為、非常に高純度であることが要求される
が、高純度SiO2膜の生成には、多くの時間を要
すため、大変なコスト高となる。上記のように経
済性、作業性の面から該SiO2膜は50μｍ以下であ
り、本発明の効果が十分に達し得るには該SiO2
膜の厚みは1μｍから50μｍの間でなければならな
い。 尚、本発明に存在する基体外表面の中間層であ
るSiO2膜は別々に生成させてもよいが、同時に、
生成させた方が工程上好ましい。即ち、生成方法
として、例えば所定の形状のSiC−Si質の基体に
1μｍから50μｍの範囲内の厚みのSiO2膜を生成さ
せるには、ドライO2を供給しながら、1100〜
1400℃の温度と酸化時間を制御することにより、
容易に得ることができる。 また、ウエツトO2による酸化、スチーム酸化、
及びドライO2にHCl、Cl2、C2HCl3等の混入物で
の酸化等を行うことにより、上記ドライO2酸化
に比べて短時間で所定の厚みのSiO2膜を得るこ
とができる。 〔実施例〕 以下、本発明を実施例により説明する。 実施例 外径φ186mm、内径φ172mm、長さ1700mmの再結
晶質SiC管にSiを含浸させて得られたSiC−Si質
均熱管基体に、配管系から発生する粒子を取り除
く為のフイルターを取り付けたO2発生装置を使
用して、純O2を毎分５供給して、1200℃にて
24時間処理した。上記処理後、該SiC−Si質均熱
管基体の内外両表面に1μｍのSiO2膜が形成され
た。上記均熱管の外表面のSiO2膜上にZrO2・
SiO2をスープレー法にて被覆したあと、1400℃
にて上記ZrO2・SiO2を焼付けて、絶縁被覆膜を
形成し、本発明のSiC−Si質均熱管を得た。 実施例 ２ 上記実施例と同一製法により得られた、同一
寸法のSiC−Si質均熱管基体に、純水を入れた容
器を加熱して沸騰可能な装置を使用して、水蒸気
を供給して、1000℃にて50時間処理した。上記
SiC−Si質均熱管基体の内外両表面に4μｍのSiO2
膜を形成された後、実施例と同様に該均熱管基
体の外表面のSiO2膜上にZrO2・SiO2を焼付ける
ことにより絶縁被覆膜を形成し、本発明のSiC−
Si質均熱管を得た。 比較例 上記実施例、２と同一寸法及び同一方法によ
り得られたSiC−Si質均熱管基体に実施例と同
一のO2発生装置を使用して、純O2を毎分５ｇ供
給して、1200℃にて10時間処理し、上記均熱管基
体の内外両表面に0.7μｍのSiO2膜を形成した。更
に、上記実施例、２と同様に該均熱管の外表面
のSiO2膜上にZrO2・SiO2を焼付けた。 比較例 ２ 上記実施例、２と同一寸法、同一方法により
得られたSiC−Si質均熱管基体に、SiO2膜の形成
なしに直接、均熱管の外表面にZrO2・SiO2を焼
付けた。 上記実施例、２と比較例、２で得られた均
熱管の外表面のZrO2・SiO2被覆材に対して、外
観上の観察とJISH8666（フアインセラミツク溶射
試験方法）によるZrO2・SiO2被覆材の基体に対
する付着力状態を測定した。測定結果は下記表１
に示す。
【表】
次に、上記実施例１、２比較例１、２で得られ
た均熱管の内表面にN2を希釈ガスとして使用し
たHCl濃度10vol％の混合ガスを供給し、1200℃
にて３時間、HClガス洗浄を実施した。HClガス
洗浄実施後の均熱管の重量減少率を測定した。更
にHClガス洗浄処理後の均熱管中に、直接Fe濃
度0.5wtppm以下のSiウエハーを入れて、1200℃
にて24時間加熱処理し、処理後のSiウエハーの
Fe濃度を測定した。上記の重量減少率及びSiウ
エハーのFe濃度の変化の測定結果を表２に示す。
た均熱管の内表面にN2を希釈ガスとして使用し
たHCl濃度10vol％の混合ガスを供給し、1200℃
にて３時間、HClガス洗浄を実施した。HClガス
洗浄実施後の均熱管の重量減少率を測定した。更
にHClガス洗浄処理後の均熱管中に、直接Fe濃
度0.5wtppm以下のSiウエハーを入れて、1200℃
にて24時間加熱処理し、処理後のSiウエハーの
Fe濃度を測定した。上記の重量減少率及びSiウ
エハーのFe濃度の変化の測定結果を表２に示す。
【表】
上記表１及び表２に示したように、本発明によ
り、均熱管外表面のZrO2・SiO2被覆材の割れや
ヒビを防ぐことが可能になり、半導体製造拡散炉
操炉中の漏電事故が防止でき、しかも、本発明の
均熱管の内表面はHCl洗浄時エツチングがみられ
ず基体から処理物への不純物の揮発を押えること
が確認された。 上述のように本発明に係るSiC−Si質均熱管は
最近の半導体産業が急激に成長していく上で重要
な工程である拡散工程において使用される半導体
製造用拡散炉に大きな効果を示した。即ち、本発
明により均熱管外表面の被覆材の割れやヒビを防
ぎ、且つ基体内表面のHClガス洗浄時のエツチン
グを阻止し、基体から処理への不純物の揮発を押
えた均熱管の提供が可能となつた。本発明は今後
益々増加が予想される半導体製造用拡散炉におい
て、産業上の効果は非常に大である。
り、均熱管外表面のZrO2・SiO2被覆材の割れや
ヒビを防ぐことが可能になり、半導体製造拡散炉
操炉中の漏電事故が防止でき、しかも、本発明の
均熱管の内表面はHCl洗浄時エツチングがみられ
ず基体から処理物への不純物の揮発を押えること
が確認された。 上述のように本発明に係るSiC−Si質均熱管は
最近の半導体産業が急激に成長していく上で重要
な工程である拡散工程において使用される半導体
製造用拡散炉に大きな効果を示した。即ち、本発
明により均熱管外表面の被覆材の割れやヒビを防
ぎ、且つ基体内表面のHClガス洗浄時のエツチン
グを阻止し、基体から処理への不純物の揮発を押
えた均熱管の提供が可能となつた。本発明は今後
益々増加が予想される半導体製造用拡散炉におい
て、産業上の効果は非常に大である。
Claims (1)
- １ 半導体製造用拡散炉に使用されるSiC−Si質
均熱管において、該均熱管の基体内表面および外
表面に厚みが1μｍ以上50μｍ以下の範囲をもつ
SiO2膜が形成され、かつ基体外表面の上記SiO2
膜の上にZrO2・SiO2材料が被覆されていること
を特徴とする半導体製造拡散炉用均熱管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP87285A JPS61160928A (ja) | 1985-01-09 | 1985-01-09 | 半導体製造拡散炉用均熱管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP87285A JPS61160928A (ja) | 1985-01-09 | 1985-01-09 | 半導体製造拡散炉用均熱管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61160928A JPS61160928A (ja) | 1986-07-21 |
| JPH0562455B2 true JPH0562455B2 (ja) | 1993-09-08 |
Family
ID=11485758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP87285A Granted JPS61160928A (ja) | 1985-01-09 | 1985-01-09 | 半導体製造拡散炉用均熱管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61160928A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0251225A (ja) * | 1988-08-15 | 1990-02-21 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 半導体拡散炉用炉芯管 |
-
1985
- 1985-01-09 JP JP87285A patent/JPS61160928A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61160928A (ja) | 1986-07-21 |
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