JPH0684814A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体ウェーハの熱処理を行なう半導体製造
装置に関し、特に炉心管内の管長方向の温度均一領域を
長くできるとともに、管内温度の降温速度を速くするこ
とができる半導体製造装置の提供を目的とする。 【構成】 被処理物を炉口から管内に収容し、この被処
理物とともに加熱される炉心管を有する半導体製造装置
において、炉心管21の炉口21a の開放と密閉とを行なう
透明なキャップ22の外側に、この炉口21a の断熱とその
停止とを交互に行なう非透明な断熱キャップ31を移動可
能に配設して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体ウェーハ等の被処
理物の熱処理を行なう半導体製造装置、特に炉心管内の
管長方向の温度均一領域を長くできるとともに、管内温
度の降温速度を速くすることができる半導体製造装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】次に、従来の半導体製造装置について図
２及び図３を参照して説明する。図２は、従来の半導体
製造装置の模式的な要部側断面図、図３は、炉心管内の
温度と時間との関係を示す温度−時間プロフィール図で
ある。

【０００３】図２において、11は被処理物、たとえば半
導体ウェーハ、12は半導体ウェーハを輪切り状に収容す
るボート、21は炉心管、22は炉心管21の炉口21a の開放
と密閉とを行なうキャップ、23は炉心管21を加熱する加
熱ヒータである。

【０００４】このような従来の半導体製造装置により半
導体ウェーハ11の熱処理、例えば、半導体ウェーハ11の
表面の熱酸化を行なうには、まず加熱ヒータ23で８００
度Ｃ前後の温度に予備加熱されている炉心管21内に、半
導体ウェーハ11をセットしたボート12を収納して炉口21
a をキャップ、例えば透明石英性のキャップ22で密閉す
るとともに、ガス導入口21b から酸素ガス13を導入して
炉心管21内を酸素雰囲気とする。

【０００５】次いで、加熱ヒータ23の加熱パワーを増加
し、炉心管21内に収容した半導体ウェーハ11の温度を１
０００度Ｃ前後の温度に加熱した後、この状態を３０分
前後保持する。

【０００６】この後、加熱ヒータ23の加熱パワーを減少
し、炉心管21内の半導体ウェーハ11の温度が８００度Ｃ
前後となったらキャップ22を取り外して炉口21a を開放
し、半導体ウェーハ11をボート12とともに炉心管21から
取り出すことにより、その表面の熱酸化作業は完了する
こととなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の半導
体製造装置のキャップ22は前述したように透明な石英製
であった。このため炉心管21内の熱、特に炉口21a 側の
炉心管21内の熱は輻射エネルギーとなって透明なキャッ
プ22から外部に放散し、炉心管21内の温度均一領域、す
なわち管長方向の温度均一領域が短くなるという問題が
あった。

【０００８】このような問題を解消するためにキャップ
22として、非透明な素材であるシリコンカーバイト(Si
C) やポリシリコン等で形成したキャップ22が使用され
ることもある。

【０００９】しかしながら、このようなシリコンカーバ
イト(SiC) 等で形成したキャップ22を使用した場合に
は、炉心管21内で加熱されている半導体ウェーハ11を降
温する際に、その降温速度が図３の曲線 (ロ) で示すよ
うに、透明石英で形成したキャップ22における降温速度
( 図３の曲線 (イ))と比較して低下し、熱酸化工程にお
ける半導体ウェーハ11のスループットが低下するという
問題があった。

【００１０】したがって従来の半導体製造装置において
は、熱酸化工程等の熱処理工程における半導体ウェーハ
11のスループットを上げようとすると炉心管21の温度均
一領域が短くなり、また炉心管21内の温度均一領域を長
くしようとするとスループットが低下するという二律背
反的な問題があった。

【００１１】本発明は、このような問題を解消するため
になされたものであって、その目的は炉心管内の温度均
一領域を長くできるとともに、管内温度の降温速度を速
めることができる半導体製造装置の提供にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的は図１に示すよ
うに、被処理物を炉口から管内に収容し、この被処理物
とともに加熱される炉心管を有する半導体製造装置にお
いて、炉心管21の炉口21a の開放と密閉とを行なう透明
なキャップ22の外側に、この炉口21a の断熱とその停止
とを交互に行なう非透明な断熱キャップ31を移動可能に
配設したことを特徴とする半導体製造装置により達成さ
れる。

【００１３】

【作用】本発明の半導体製造装置においては、炉心管21
内及びその管内に収容した被処理物11を降温する場合の
みキャップ22から断熱キャップ31をずらして炉口21a の
断熱を中断し、それ以外のときは断熱キャップ31をキャ
ップ22に密着させるようにして炉口21a の断熱を行なう
ことができる。

【００１４】したがって、この半導体製造装置において
は、図２により説明した従来の半導体製造装置と比較し
て、炉心管21内の温度均一領域が長くなるとともに、炉
心管21内温度の降温速度が速くなるから熱酸化工程等の
熱処理工程における被処理物11のスループットも向上す
る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例の半導体製造装置に
ついて図１及び図３を参照して説明する。図１は、本発
明の一実施例の半導体製造装置の模式的な要部側断面図
である。

【００１６】なお、本明細書においては、同一部品、同
一材料等に対しては全図をとおして同じ符号を付与して
ある。図１に示すように本発明の一実施例の半導体製造
装置は、図２を参照して説明した従来の半導体製造装置
に非透明な断熱キャップ、たとえばシリコンカーバイト
で形成した断熱キャップ31をキャップ22の外側に移動可
能に配設し、このキャップ22の断熱とその解除とを交互
に、且つ自在に行なうように構成したものである。

【００１７】図１において、実線で示すように断熱キャ
ップ31をキャップ22の外側に密着させると、炉心管21内
の温度が高温状態にある場合にはそこから放射される輻
射エネルギーで温度を上昇して炉心管21の炉口21a を実
質的に断熱し、また、点線で示すように断熱キャップ31
をキャップ22の外側面に沿って矢印Ｕ方向にずらすと、
炉心管21内から放射される輻射エネルギーはキャップ22
からそのまま外部に放散され、炉心管21の炉口21a は断
熱されることはない。

【００１８】このため、炉心管21内及びその管内に収容
した半導体ウェーハ11を降温する場合のみキャップ22か
ら断熱キャップ31をずらして炉口21a の断熱を中断する
ことにより、図３の (イ) で示すように炉心管21内温度
の降温速度を速めることができるし、また、上記以外の
ときは断熱キャップ31をキャップ22に密着させるように
して炉口21a の断熱を行なうことにより、炉心管21内の
温度均一領域を長くできることとなる。

【００１９】したがって、本発明の一実施例の半導体製
造装置においては、図２を参照して説明した従来の半導
体製造装置と比較して、炉心管21内の温度均一領域が長
くなるとともに、熱酸化工程等の熱処理工程における半
導体ウェーハ11のスループットも向上する。

【００２０】この本発明の一実施例の半導体製造装置の
使用方法は、従来の半導体製造装置の使用方法に準拠す
るので、此処での説明は割愛することとする。なお、上
述のように炉心管21の温度均一領域が長くなれば、一度
に熱処理できる半導体ウェーハ11の数を増やすことが可
能となることは勿論である。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、炉心管内
の温度均一領域が長く、然も管内温度の降温速度を速く
できる半導体製造装置の提供を可能にする。

【００２２】したがって半導体製造工程に本発明の半導
体製造装置を導入すれば熱酸化工程等の熱処理工程にお
ける半導体ウェーハのスループットを向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明の一実施例の半導体製造装置の模式
的な要部側断面図

【図２】は、従来の半導体製造装置の模式的な要部側断
面図

【図３】は、炉心管内の温度と時間との関係を示す温度
−時間プロフィール図

【符号の説明】

11は、半導体ウェーハ (被処理物) 12は、ボート 13は、酸素ガス 21は、炉心管 21a は、炉口 21b は、ガス導入口 22は、キャップ 23は、加熱ヒータ 31は、断熱キャップ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理物を炉口から管内に収容し、この
   被処理物とともに加熱される炉心管を有する半導体製造
   装置において、 前記炉心管(21)の炉口(21a) の開放と密閉とを行なう透
   明なキャップ(22)の外側に、この炉口(21a) の断熱とそ
   の停止とを交互に行なう非透明な断熱キャップ(31)を移
   動可能に配設したことを特徴とする半導体製造装置。