JPH0566966U - 縦型熱処理炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 縦型熱処理炉の下部において、ガスの対流に
よる処理ばらつきを低減する。 【構成】 プロセスチューブ１０の下部において、ウエ
ハ保持具２０で保持された被処理ウエハ２２の下方にガ
ス流案内具３０を設ける。ガス流案内具３０は、被処理
ウエハ２２の下方の空間を縦方向（又は横方向）に仕切
ることにより上方からのガス流を対流を抑制しつつ下流
側に案内するもので、一例として多数の円筒を並設して
構成される。プロセスチューブ１０内の下部空間では、
ガスの対流が抑制されるので、処理雰囲気が安定にな
り、酸化、拡散等の処理のばらつきを少なくすることが
できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、半導体ウエハ等の被処理ウエハに酸化、拡散等の処理を施すのに 用いられる縦型熱処理炉に関し、特にプロセスチューブ内の下部空間にガス流案 内手段を設けたことによりガスの対流による処理ばらつきを低減するようにした ものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、半導体ウエハに酸化処理や不純物拡散処理を施すための縦型熱処理炉と しては、図９に示すものが知られている。

【０００３】 図９において、１０は、直立配置されるプロセスチューブであり、例えば円筒 状の石英管からなっている。プロセスチューブ１０をＳｉＣライナー管１２を介 して取囲むようにヒータ１４Ａ〜１４Ｄが設けられている。

【０００４】 プロセスチューブ１０の上部には、ガス導入管１６を介して処理用のガスＧが 導入され、導入されたガスは、プロセスチューブ１０の下部に設けた排気管１８ から排出される。

【０００５】 ウエハ保持具２０は、台座２０ａに直立して取付けたウエハ保持棒２０ｂで半 導体ウエハ等の被処理ウエハ２２を保持するもので、台座２０ａにはプロセスチ ューブ１０の下端の開口を閉じるための蓋２４が一体的に設けられている。

【０００６】 処理の際には、ウエハ保持具２０で保持された被処理ウエハ２２がプロセスチ ューブ１０の下端から内部に挿入され、チューブ１０の下端の開口は蓋２４で閉 じられる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】 上記した縦型熱処理炉によると、図１０に示すようにプロセスチューブ１０の 下部、すなわち均熱帯の下端位置Ｅ₁ から排気管位置Ｅ₂ に至る長さＬ＝３０〜 ４０［ｃｍ］の区間には、温度差Ｔが５００℃以上の急激な温度勾配の空間が存 在するため、この空間にて矢印Ａで示すようにガスの対流が生ずる。このため、 対流空間の近傍では、処理雰囲気が不安定となり、被処理ウエハ２２の酸化膜厚 や不純物プロファイルがウエハ間乃至ウエハ内で相当にばらつく不都合があった 。

【０００８】 この考案の目的は、ガスの対流に基づく処理ばらつきを低減することができる 新規な縦型熱処理炉を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

この考案は、直立配置されるプロセスチューブを取囲むように加熱手段を設け ると共に該プロセスチューブの上部に処理用のガスを導入し、該プロセスチュー ブの下部から排気するようにした縦型熱処理炉において、前記プロセスチューブ 内には下部空間を縦方向又は横方向に仕切ることにより上方からのガス流を対流 を抑制しつつ下流側に案内する案内手段を設けたことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】

この考案の構成によれば、案内手段を設けてガス流を案内し且つガスの対流を 抑制するようにしたので、プロセスチューブの下部空間では処理雰囲気が安定に なり、酸化、拡散等の処理ばらつきを低減することができる。

【００１１】

【実施例】

図１は、この考案の一実施例によるガス流案内具３０を示すもので、このガス 流案内具３０は、多数の円筒３２を並列的に結合して構成されている。この種の ガス流案内具は、円筒３２の代りに多角筒を用いて構成することもできる。

【００１２】 図１のガス流案内具３０は、図２に示すように縦型熱処理炉においてプロセス チューブ１０の下部空間に配置して使用される。図２の縦型熱処理炉は図９に示 したものと同様のものであり、図９と同様の部分には同様の符号を付してある。 ガス流案内具３０は、プロセスチューブ１０内において被処理ウエハ２２の下方 でウエハ保持具２０の台座２０ａ上に載置されるが、ガスの流れをスムーズにす るため台座２０ａとの間に適当な隙間をあけておく。また、被処理ウエハ２２と ガス流案内具３０との間にも、ウエハローディングに支障がない程度に隙間をあ けておく。

【００１３】 図２の縦型熱処理炉において、上方からのガス流は、ガス流案内具３０を構成 する円筒３２により下流側に案内される。このとき、各円筒毎に縦方向に仕切ら れているため、ガスの対流は殆ど生じない。従って、酸化、拡散等の処理のばら つきを少なくすることができる。

【００１４】 図３は、この考案の他の実施例によるガス流案内具３０を示すもので、このガ ス流案内具３０は、仕切板３４を十字状に組合せて構成されている。図３のガス 流案内具３０を図２に示したようにプロセスチューブ１０の下部空間に配置する と、ガス流路が４分割される。仕切板３４の数を増加することによりガス流路を ４より多い数に分割するようなガス流案内具を構成することもできる。

【００１５】 図４は、この考案の更に他の実施例によるガス流案内具３０を示すもので、図 ５には側面図を示してある。中心軸部材３６には、仕切板３８Ａ〜３８Ｃが開口 位置をずらして軸孔にて取付けられている。

【００１６】 仕切板３８Ａ〜３８Ｃは、互いに同様の構成であり、代表として３８Ａの構成 を図６に示す。仕切板３８Ａは、軸孔３８Ｐを有する円板状の本体に約直角に開 いた扇状の開口部３８Ｑを設けると共に開口部３８Ｑの一端に相当する部分に流 れ阻止板３８Ｒを設けた構成になっている。仕切板３８Ａ〜３８Ｃを図４に示す ように３８Ｑのような開口部をずらして３８Ｐのような軸孔にて中心軸部材３６ に取付けると、図４のガス流案内具３０を図２に示したようにプロセスチューブ １０の下部空間に配置したときに図４〜５に示すように螺旋状のガス流路を形成 することができる。この種のガス流案内具としては、中心軸部材に複数の羽根部 材を取付けたスクリュウ状のものを構成することもできる。

【００１７】 図７は、この考案の更に他の実施例によるガス流案内具３０を示すもので、図 ８には側面図を示してある。この例のガス流案内具３０は、支持棒４０に上から 順に仕切板４２，４４，４６を取付けたものである。仕切板４２は半円板状のも の、仕切板４４は仕切板４２の欠如部とは反対側の一部が欠けた円板状のもの、 仕切板４６は仕切板４４の欠如部とは反対側の一部が欠けた円板状のものであり 、いずれも円中心相当部にて支持棒４０に取付けられている。図７のガス流案内 具３０を図２に示したようにプロセスチューブ１０の下部空間に配置すると、図 ７〜８に示すように左右に偏向した形のガス流路が形成される。

【００１８】 図３〜８に示したガス流案内具によっても、図１〜２に示したものと同様のガ ス対流抑制効果が得られる。また、この考案は、図１〜８に示したようなガス流 案内具をウエハ保持具２０等と一体的に構成しても実施可能である。

【００１９】

【考案の効果】

以上のように、この考案によれば、プロセスチューブ内の下部空間にガス流案 内手段を設けてガスの対流を抑制するようにしたので、この考案の縦型熱処理炉 で半導体ウエハに酸化、拡散等の処理を施すと、半導体装置の製造歩留りが向上 する効果が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この考案の一実施例によるガス流案内具を示
す斜視図である。

【図２】 図１のガス流案内具を配置した縦型熱処理炉
の下部を示す断面図である。

【図３】 この考案の他の実施例によるガス流案内具を
示す斜視図である。

【図４】 この考案の更に他の実施例によるガス流案内
具を示す斜視図である。

【図５】 図４のガス流案内具の側面図である。

【図６】 図４のガス流案内具を構成する流路形成部材
を示す斜視図である。

【図７】 この考案の更に他の実施例によるガス流案内
具を示す斜視図である。

【図８】 図７のガス流案内具の側面図である。

【図９】 従来の縦型熱処理炉を示す断面図である。

【図１０】 図９の縦型熱処理炉の下部を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１０：プロセスチューブ、１４Ａ〜１４Ｄ：ヒータ、１
６：ガス導入管、１８：排気管、２０：ウエハ保持具、
２２：被処理ウエハ、３０：ガス流案内具。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 直立配置されるプロセスチューブを取囲
   むように加熱手段を設けると共に該プロセスチューブの
   上部に処理用のガスを導入し、該プロセスチューブの下
   部から排気するようにした縦型熱処理炉において、 前記プロセスチューブ内には下部空間を縦方向又は横方
   向に仕切ることにより上方からのガス流を対流を抑制し
   つつ下流側に案内する案内手段を設けたことを特徴とす
   る縦型熱処理炉。