JPH06204231A - 半導体熱処理装置 - Google Patents
半導体熱処理装置Info
- Publication number
- JPH06204231A JPH06204231A JP107593A JP107593A JPH06204231A JP H06204231 A JPH06204231 A JP H06204231A JP 107593 A JP107593 A JP 107593A JP 107593 A JP107593 A JP 107593A JP H06204231 A JPH06204231 A JP H06204231A
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- Japan
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- temperature
- flange
- sealing flange
- furnace door
- cooling water
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Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体デバイスの製造での縦型熱処理装置（縦
型拡散炉）を用いたウェット酸化処理において、塩酸等
の腐食性の処理薬液と水蒸気を用いて処理しても液化液
溜まりの発生がなく、更に気密保持のためのＯリングの
耐熱性能を満足させ、清浄なウェット酸化膜を生成する
ことが可能な熱処理装置を提供する。 【構成】ウェーハーを出し入れする炉口部を有する加熱
部とウェーハーを保持する治具とこの治具を固定し炉口
を封止する封止フランジを有する半導体熱処理装置にお
いて、前記、封止フランジの温度を制御することができ
る加熱部とこの封止フランジ冷却水の水温を制御するこ
とができる加熱部を備え同時に制御する手段を有する。 【効果】縦型熱処理装置で従来ドライ酸化処理しかでき
なかったがウェット酸化処理が可能となり、清浄なウェ
ット酸化膜を生成することが可能となった。
型拡散炉）を用いたウェット酸化処理において、塩酸等
の腐食性の処理薬液と水蒸気を用いて処理しても液化液
溜まりの発生がなく、更に気密保持のためのＯリングの
耐熱性能を満足させ、清浄なウェット酸化膜を生成する
ことが可能な熱処理装置を提供する。 【構成】ウェーハーを出し入れする炉口部を有する加熱
部とウェーハーを保持する治具とこの治具を固定し炉口
を封止する封止フランジを有する半導体熱処理装置にお
いて、前記、封止フランジの温度を制御することができ
る加熱部とこの封止フランジ冷却水の水温を制御するこ
とができる加熱部を備え同時に制御する手段を有する。 【効果】縦型熱処理装置で従来ドライ酸化処理しかでき
なかったがウェット酸化処理が可能となり、清浄なウェ
ット酸化膜を生成することが可能となった。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体デバイスの製造
に使用する縦型拡散炉に関する。
に使用する縦型拡散炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、縦型熱処理装置を用いて熱処理を
行い酸化膜を生成しているが、ウェット酸化処理におい
て、水素と酸素の燃焼により発生する水蒸気及び塩酸ガ
スをチャンバー内に導入して酸化膜を生成することが不
可欠である。この水蒸気は下部の封止フランジに付着し
液化してしまう。処理終了後、加熱チャンバー内から石
英ボートを下降しウェーハーを収納するまでの時間にお
いて残留した液が蒸発し、含まれている腐食性の塩酸に
より熱処理装置を錆させ、更にウェーハーを汚染させて
しまうため縦型熱処理装置でウェット酸化処理をするこ
とができず、ドライ酸化処理しかできなかった。
行い酸化膜を生成しているが、ウェット酸化処理におい
て、水素と酸素の燃焼により発生する水蒸気及び塩酸ガ
スをチャンバー内に導入して酸化膜を生成することが不
可欠である。この水蒸気は下部の封止フランジに付着し
液化してしまう。処理終了後、加熱チャンバー内から石
英ボートを下降しウェーハーを収納するまでの時間にお
いて残留した液が蒸発し、含まれている腐食性の塩酸に
より熱処理装置を錆させ、更にウェーハーを汚染させて
しまうため縦型熱処理装置でウェット酸化処理をするこ
とができず、ドライ酸化処理しかできなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図２による従来技術で
は、加熱チャンバー１１と封止フランジ２の気密性をＯ
リング６により保っているが、耐熱温度が１５０℃であ
り加熱部からの熱に耐えられないため、炉口フランジ９
と封止フランジ２には常に冷却水２５℃が流され耐熱温
度以下の３０℃を保っている。しかし、ウェット酸化処
理において清浄な酸化膜を生成するためには、水素と酸
素の燃焼により発生する水蒸気及び塩酸ガスを熱処理チ
ャンバー１１に導入する必要がある。この水蒸気は３０
゜Ｃに冷却された封止フランジ２に固定されている石英
ボート受け台５の表面に付着し急冷され水滴となる。水
蒸気の量が増えることにより石英ボート受け台５とＯリ
ング６との円周低面に液溜まりとなり残留する。残留し
た塩酸を含む液溜まりは、処理終了後、封止フランジ２
が下降しウェーハー１３を収納する間において蒸発し、
封止フランジ２、炉口フランジ９等装置を構成する金属
部品を錆させ、更にウェーハー１３を汚染させてしまう
ため、塩酸ガス等腐食性ガスを導入するウェット酸化処
理が出来ないという問題点を有していた。
は、加熱チャンバー１１と封止フランジ２の気密性をＯ
リング６により保っているが、耐熱温度が１５０℃であ
り加熱部からの熱に耐えられないため、炉口フランジ９
と封止フランジ２には常に冷却水２５℃が流され耐熱温
度以下の３０℃を保っている。しかし、ウェット酸化処
理において清浄な酸化膜を生成するためには、水素と酸
素の燃焼により発生する水蒸気及び塩酸ガスを熱処理チ
ャンバー１１に導入する必要がある。この水蒸気は３０
゜Ｃに冷却された封止フランジ２に固定されている石英
ボート受け台５の表面に付着し急冷され水滴となる。水
蒸気の量が増えることにより石英ボート受け台５とＯリ
ング６との円周低面に液溜まりとなり残留する。残留し
た塩酸を含む液溜まりは、処理終了後、封止フランジ２
が下降しウェーハー１３を収納する間において蒸発し、
封止フランジ２、炉口フランジ９等装置を構成する金属
部品を錆させ、更にウェーハー１３を汚染させてしまう
ため、塩酸ガス等腐食性ガスを導入するウェット酸化処
理が出来ないという問題点を有していた。
【０００４】そこで本発明は、この様な課題を解決する
ものでウェット酸化処理において清浄な酸化膜を生成で
きる縦型熱処理装置を提供する事を目的とする。
ものでウェット酸化処理において清浄な酸化膜を生成で
きる縦型熱処理装置を提供する事を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、ウェーハーを出し入れする炉口部を有す
る加熱部とウェーハーを保持する治具とこの治具を固定
し炉口を封止する封止フランジを有する半導体熱処理装
置において、前記、封止フランジの温度を制御すること
ができる加熱部とこの封止フランジ冷却水の水温を制御
することができる加熱部を備え同時に制御する手段を有
する。
に、本発明は、ウェーハーを出し入れする炉口部を有す
る加熱部とウェーハーを保持する治具とこの治具を固定
し炉口を封止する封止フランジを有する半導体熱処理装
置において、前記、封止フランジの温度を制御すること
ができる加熱部とこの封止フランジ冷却水の水温を制御
することができる加熱部を備え同時に制御する手段を有
する。
【０００６】
【実施例】以下、実施例により本発明の詳細を図面を用
いて示す。図１においてウェーハー１３は、石英ボート
１２に定ピッチ間隔叉は順次ピッチを狭くしたり、広く
したりするなど酸化膜を均一に生成させるため工夫され
た案内溝１４にセットされる。石英ボート１２は、石英
ボート受け台５、封止フランジ２及びフランジ上下受け
台１８にて一体に固定され、昇降ネジ１９ネジじゅく受
け２２伝達ギヤー２１及び駆動モーター２０により、加
熱チャンバー１１内に移送される。石英ボート受け台５
及び封止フランジ２に取り付けられたＯリング６は、炉
口フランジ９に固定された加熱チャンバー１１の端面と
気密に接して加熱チャンバー１１の内部を外気と遮断す
る。ウェーハー１３は、炉ヒーター１６により加熱チャ
ンバー１１内を８００゜Ｃから１０００゜Ｃの範囲で指定
温度に恒温加熱される。ガス導入管１５より水素と酸素
の反応から生成された水蒸気と塩酸ガスが加熱チャンバ
ー１１内に導入され清浄な酸化膜が生成される。
いて示す。図１においてウェーハー１３は、石英ボート
１２に定ピッチ間隔叉は順次ピッチを狭くしたり、広く
したりするなど酸化膜を均一に生成させるため工夫され
た案内溝１４にセットされる。石英ボート１２は、石英
ボート受け台５、封止フランジ２及びフランジ上下受け
台１８にて一体に固定され、昇降ネジ１９ネジじゅく受
け２２伝達ギヤー２１及び駆動モーター２０により、加
熱チャンバー１１内に移送される。石英ボート受け台５
及び封止フランジ２に取り付けられたＯリング６は、炉
口フランジ９に固定された加熱チャンバー１１の端面と
気密に接して加熱チャンバー１１の内部を外気と遮断す
る。ウェーハー１３は、炉ヒーター１６により加熱チャ
ンバー１１内を８００゜Ｃから１０００゜Ｃの範囲で指定
温度に恒温加熱される。ガス導入管１５より水素と酸素
の反応から生成された水蒸気と塩酸ガスが加熱チャンバ
ー１１内に導入され清浄な酸化膜が生成される。
【０００７】酸化膜を生成するには、加熱チャンバー１
１内部を８００゜Ｃから１０００゜Ｃに昇温させ、生成膜
厚により処理時間は６０分から１８０分といった長時間
保持する必要がある。しかし、チャンバー内を気密に保
持するＯリング６の耐熱温度は１５０゜Ｃであり、この
耐熱温度を確保するため炉口フランジ９及び封止フラン
ジ２に冷却水７を流すことにより、炉ヒーター１６にて
８００゜Ｃから１０００゜Ｃ昇温された加熱チャンバー１
１内部の復射熱からＯリング６を保護している。
１内部を８００゜Ｃから１０００゜Ｃに昇温させ、生成膜
厚により処理時間は６０分から１８０分といった長時間
保持する必要がある。しかし、チャンバー内を気密に保
持するＯリング６の耐熱温度は１５０゜Ｃであり、この
耐熱温度を確保するため炉口フランジ９及び封止フラン
ジ２に冷却水７を流すことにより、炉ヒーター１６にて
８００゜Ｃから１０００゜Ｃ昇温された加熱チャンバー１
１内部の復射熱からＯリング６を保護している。
【０００８】一般に冷却水７は、常温の２５゜Ｃから３
０゜Ｃが用いられ、循環することにより炉口フランジ９
及び封止フランジ２は、ほぼ同温となる。これによりＯ
リング６は保護されるが、ガス導入管１５より導入され
た水蒸気は石英ボート受け台５の表面に付着し、急激に
冷却されることにより水滴となり、徐々に大きな液溜ま
りとなって、処理終了後加熱チャンバー１１内から石英
ボート１２を下降しウェーハー１３を収納するまでの間
において、残留した液溜まりは蒸発し含まれたいる腐食
性の塩酸により熱処理装置を錆させ、ウェーハー１３を
汚染させるなど悪影響を及ぼし、ウェット酸化処理が出
来ない。
０゜Ｃが用いられ、循環することにより炉口フランジ９
及び封止フランジ２は、ほぼ同温となる。これによりＯ
リング６は保護されるが、ガス導入管１５より導入され
た水蒸気は石英ボート受け台５の表面に付着し、急激に
冷却されることにより水滴となり、徐々に大きな液溜ま
りとなって、処理終了後加熱チャンバー１１内から石英
ボート１２を下降しウェーハー１３を収納するまでの間
において、残留した液溜まりは蒸発し含まれたいる腐食
性の塩酸により熱処理装置を錆させ、ウェーハー１３を
汚染させるなど悪影響を及ぼし、ウェット酸化処理が出
来ない。
【０００９】この不具合を解消し清浄なウェット酸化膜
を生成するため、冷却水７をプレヒーター２４により常
温の２５゜Ｃから８０゜Ｃに昇温し循環する。更に封止フ
ランジ２にヒーター１を設けコントロールセンサー３に
より８５゜Ｃから８８゜Ｃにコントロールする。冷却水７
はプレヒーター２４、プレヒーター流量計２３、プレヒ
ーター電磁バルブ２５、封止フランジ流量計８から構成
し、元冷却水温度２５゜Ｃを８０゜Ｃ±２゜Ｃに昇温コン
トロールする。流量は圧力変動、元流量の変動を最小限
に制御するため各流量計にて０．４リットル／分から±
０．０５リットル／分に設定しコントロールする。この
時ヒーター１と冷却水７の制御はヒーター１を８８゜Ｃ
に設定し加熱制御することにより、温度コントロールセ
ンサー３が８８゜Ｃ上限にてヒーター１をＯＦＦし、同
時にプレヒーター電磁バルブ２５を開とし流量０．４リ
ットル／分を循環し冷却を始める。センサー検知と熱伝
導の差により封止フランジ２は最大９０゜Ｃまで昇温す
るが、冷却水７はこの温度を８８℃に下がるまで流され
８８゜Ｃに降温した時、ヒーター１はＯＮしプレヒータ
ー電磁バルブ２５は閉となる。温度コントロールセンサ
ー３は８５゜Ｃまで降温するがヒーター１により昇温
し、８５゜Ｃから９０゜Ｃの範囲で昇降温サイクルを繰り
返す。更に加熱チャンバー１１を保持する炉口フランジ
９の温度を８５゜Ｃに設定し、炉口フランジセンサー１
０と炉口電磁バルブ１７により、封止フランジ２と同様
に温度を８０゜Ｃから８８゜Ｃの範囲で制御する。この両
フランジ温度を上記実施例の範囲で制御することにより
石英ボート受け台５の表面温度は１２０゜Ｃとなる。こ
れにより水蒸気は瞬時に蒸発してしまい液化しない。そ
のほか温度コントロールセンサー３の誤動作によりＯリ
ング６を劣化させてしまうことがないようオーバーヒー
トセンサー４を設ける、又プレヒーター２４の故障によ
る温度設定範囲外ではインターロックにより装置を停止
させる等の安全面、安定稼動させる工夫も組み込んであ
る。
を生成するため、冷却水７をプレヒーター２４により常
温の２５゜Ｃから８０゜Ｃに昇温し循環する。更に封止フ
ランジ２にヒーター１を設けコントロールセンサー３に
より８５゜Ｃから８８゜Ｃにコントロールする。冷却水７
はプレヒーター２４、プレヒーター流量計２３、プレヒ
ーター電磁バルブ２５、封止フランジ流量計８から構成
し、元冷却水温度２５゜Ｃを８０゜Ｃ±２゜Ｃに昇温コン
トロールする。流量は圧力変動、元流量の変動を最小限
に制御するため各流量計にて０．４リットル／分から±
０．０５リットル／分に設定しコントロールする。この
時ヒーター１と冷却水７の制御はヒーター１を８８゜Ｃ
に設定し加熱制御することにより、温度コントロールセ
ンサー３が８８゜Ｃ上限にてヒーター１をＯＦＦし、同
時にプレヒーター電磁バルブ２５を開とし流量０．４リ
ットル／分を循環し冷却を始める。センサー検知と熱伝
導の差により封止フランジ２は最大９０゜Ｃまで昇温す
るが、冷却水７はこの温度を８８℃に下がるまで流され
８８゜Ｃに降温した時、ヒーター１はＯＮしプレヒータ
ー電磁バルブ２５は閉となる。温度コントロールセンサ
ー３は８５゜Ｃまで降温するがヒーター１により昇温
し、８５゜Ｃから９０゜Ｃの範囲で昇降温サイクルを繰り
返す。更に加熱チャンバー１１を保持する炉口フランジ
９の温度を８５゜Ｃに設定し、炉口フランジセンサー１
０と炉口電磁バルブ１７により、封止フランジ２と同様
に温度を８０゜Ｃから８８゜Ｃの範囲で制御する。この両
フランジ温度を上記実施例の範囲で制御することにより
石英ボート受け台５の表面温度は１２０゜Ｃとなる。こ
れにより水蒸気は瞬時に蒸発してしまい液化しない。そ
のほか温度コントロールセンサー３の誤動作によりＯリ
ング６を劣化させてしまうことがないようオーバーヒー
トセンサー４を設ける、又プレヒーター２４の故障によ
る温度設定範囲外ではインターロックにより装置を停止
させる等の安全面、安定稼動させる工夫も組み込んであ
る。
【００１０】以上の実施例に示したように、封止フラン
ジ２と炉口フランジ９の温度を同時に指定範囲内にて制
御することによりガス導入管１５から導入された水蒸気
及び塩酸等の腐食性の処理薬液は瞬時に蒸発し水滴及び
液溜まりを発生することは皆無となる。気密保持のため
のＯリング６の対熱性による劣化もなくなり、ウェット
酸化処理により清浄な酸化膜を生成することが可能とな
る。
ジ２と炉口フランジ９の温度を同時に指定範囲内にて制
御することによりガス導入管１５から導入された水蒸気
及び塩酸等の腐食性の処理薬液は瞬時に蒸発し水滴及び
液溜まりを発生することは皆無となる。気密保持のため
のＯリング６の対熱性による劣化もなくなり、ウェット
酸化処理により清浄な酸化膜を生成することが可能とな
る。
【００１１】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、加熱チ
ャンバーと接する封止フランジと炉口フランジの温度を
制御する加熱部と冷却水の水温を制御する加熱部からな
る簡単な構造により半導体熱処理装置を錆させることな
く、清浄なウェット酸化膜を生成することが可能となっ
た。この様に本発明により不可能であったウェット酸化
処理を可能にした実用効果は極めて大きい。
ャンバーと接する封止フランジと炉口フランジの温度を
制御する加熱部と冷却水の水温を制御する加熱部からな
る簡単な構造により半導体熱処理装置を錆させることな
く、清浄なウェット酸化膜を生成することが可能となっ
た。この様に本発明により不可能であったウェット酸化
処理を可能にした実用効果は極めて大きい。
【図１】本発明による一実施例の半導体熱処理装置の断
面図。
面図。
【図２】従来技術の半導体熱処理装置の断面図。
１ ヒーター ２ 封止フランジ ３ 温度コントロールセンサー ４ オーバーヒートセンサー ５ 石英ボート受け台 ６ Ｏリング ７ 冷却水 ８ 封止フランジ流量計 ９ 炉口フランジ １０ 炉口フランジセンサー １１ 加熱チャンバー １２ 石英ボート １３ ウェハー １４ 案内溝 １５ ガス導入管 １６ 炉ヒーター １７ 炉口電磁バルブ １８ フランジ上下受け台 １９ 昇降ネジ ２０ 駆動モーター ２１ 伝達ギヤー ２２ ネジ受け台 ２３ プレヒーター流量計 ２４ プレヒーター ２５ プレヒーター電磁バルブ
Claims (1)
- 【請求項１】 ウェーハーを出し入れする炉口部を有す
る加熱部とウェーハーを保持する治具とこの治具を固定
し炉口を封止する封止フランジを有する半導体熱処理装
置において、前記、封止フランジの温度を制御できる加
熱部とこのフランジの冷却水の水温を制御することがで
きる加熱部を備えたことを特徴とする半導体熱処理装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP107593A JPH06204231A (ja) | 1993-01-07 | 1993-01-07 | 半導体熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP107593A JPH06204231A (ja) | 1993-01-07 | 1993-01-07 | 半導体熱処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06204231A true JPH06204231A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=11491393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP107593A Pending JPH06204231A (ja) | 1993-01-07 | 1993-01-07 | 半導体熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06204231A (ja) |
Cited By (19)
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| CN110652944A (zh) * | 2018-06-29 | 2020-01-07 | Asm Ip控股有限公司 | 温度控制的凸缘及包括所述凸缘的反应器系统 |
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-
1993
- 1993-01-07 JP JP107593A patent/JPH06204231A/ja active Pending
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