JPH07235507A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH07235507A
JPH07235507A JP2710094A JP2710094A JPH07235507A JP H07235507 A JPH07235507 A JP H07235507A JP 2710094 A JP2710094 A JP 2710094A JP 2710094 A JP2710094 A JP 2710094A JP H07235507 A JPH07235507 A JP H07235507A
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JP
Japan
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reaction chamber
temperature
gas
substrate
heat
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JP2710094A
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English (en)
Inventor
Toshiro Hamada
敏郎 濱田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication of JPH07235507A publication Critical patent/JPH07235507A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明においては従来の熱処理装置の昇降温
時に用いられていたアルゴン(Ar)や、窒素(N2
に比べて熱伝導率が約1桁高い水素(H2 )または(H
e)を昇降時に反応室内に強制的に送り込む事によっ
て、昇温時では輻射による加熱と基板自体の熱伝導と共
に、充満する気体の熱伝導の働きにより基板中央部への
熱伝導を活発にする。 【効果】 本発明においては、熱処理装置の昇降温時に
熱伝導率が高い気体を反応室内に強制的に送り込む事に
よって、熱伝導が活発となるため半導体基板に起こるス
リップの発生を防ぐことができる。さらに反応室内の温
度が比較的低い段階で半導体基板を反応室内に挿入させ
ることが可能なため、基板の挿入時に混入する酸素との
反応が起こらず、不必要な酸化膜の形成が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
係わり、特に拡散炉及び化学気相成長装置及び熱酸化装
置等の熱処理炉の昇温及び降温の方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体製造装置の生産効率の向上
が必須である。また半導体装置の高性能化に伴い、高温
の熱処理装置に基板を挿入する際に、基板表面に成長す
る自然酸化膜の膜厚の減少に対する要求が大きくなって
いる。従来の拡散装置、化学気相成長装置、熱酸化装置
は、その処理が高温度下で行われるため、基板表面での
不必要な化学反応を防止するため、不活性気体を用いて
いる。従って、一般に熱処理を行う反応室内に不活性気
体を導入し、一定温度に保たれた基板を反応ガスにより
処理する方法がとられる。従来形のものは昇温速度が毎
分摂氏約10度、降温速度は自然冷却によるので毎分摂
氏約2度程度であった。このため装置自体の温度を高温
にて持続し、半導体基板を連続で挿入することにより生
産効率を確保している。しかしさらなる生産効率の確保
とメンテナンスの向上が求められている。
【0003】これらの問題点を解決する装置として、高
速昇降温型拡散装置等の熱処理装置が用いられている。
この装置は、高速昇温を行うために従来より装置自体の
熱容量を低減し、昇降温時に反応室内にAr(アルゴ
ン)や、N2 (窒素)を導入し、さらに反応室とその外
側の間に外気を送り込み冷却する構造を有している。こ
れらの構造により昇温では毎分摂氏約50度、降温では
毎分摂氏約60度で高速昇降可能となっている。
【0004】しかし、熱処理装置では使用温度が摂氏約
700〜1200度付近であり、基板の加熱方法はホッ
トウオ−ル型による輻射と基板自体の熱伝導、および反
応室内に流入させるAr等の気体による熱伝導であり、
これにより、半導体基板中央部と周辺部の温度差を減少
させるような方式をとっている。しかし昇温時の基板の
温度上昇は依然として輻射による熱伝導が中心であり、
基板内で輻射熱が当たる部分と当たらない部分で大きな
温度差が生じる。ここで、流入させる気体による熱伝導
を期待して、反応室が低温の段階から処理する基板を反
応室内に挿入し加熱しても、流入された気体の熱伝導は
基板の温度上昇にそれほど寄与せず、基板の中央部と周
辺部に温度差が生じ、基板に表面割れ(スリップ)の発
生原因になる。近年のシリコン基板の大口径化に伴い、
この半導体基板の中央部と周辺部の温度差によるスリッ
プの発生は大きな問題点となっている。
【0005】この基板内部での温度差を減少させる目的
で、反応室内の温度をあらかじめ摂氏700〜800度
程度まで加熱しておき、その後に処理する半導体基板を
反応室内に挿入し処理温度まで加熱する方式をとる事に
より、基板内の温度差が軽減した。しかしながら、加熱
された反応室に半導体基板を挿入する際、反応室内に僅
かながらも酸素が混入し、この高温度下で半導体基板と
即座に反応して、半導体基板上に酸化膜が形成されると
いう問題点が生じてきた。この酸化膜は、拡散炉、気相
成長装置においては特に大きな問題点となっている。
【0006】以上のように従来までの拡散装置、気相成
長装置、熱酸化装置おいては、半導体基板中心部と周辺
部の温度差によるスリップと、不必要な酸化膜が形成さ
れるという問題点がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の高速
昇降型拡散炉等の熱処理装置においては、高速昇温時に
基板中央と周辺部に著しい温度差を生じ、基板にスリッ
プが発生するという問題点がある。また、反応室内へ基
板を挿入する際に、反応室内に酸素が混入し不必要な酸
化膜が形成されるという問題点がある。
【0008】本発明は上記問題点を解決するもので、昇
温速度を高く保ちながら輻射による加熱と基板自体の熱
伝導と共に、熱伝導率の高い気体を反応室内に充満さ
せ、この働きにより基板中央部への熱伝導を活発にす
る。また、降温時においても同様に、熱伝導率の高い気
体を反応室内に強制的に送り込むことによって、基板中
央部での熱伝導を活発にし、基板中央部と周辺部の温度
差を減少させ、さらに降温速度を速め、スリップが存在
せず、また基板挿入時の酸素混入による不必要な酸化膜
の形成を防止することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては従来の熱処理装置の昇降温時に用
いられていたアルゴン(Ar)や、窒素(N2 )に比べ
て熱伝導率が約1桁高い水素(H2 )または(He)を
昇降時に反応室内に強制的に送り込む事によって、昇温
時では輻射による加熱と基板自体の熱伝導と共に、充満
する気体の熱伝導の働きにより基板中央部への熱伝導を
活発にする。これによりスリップの発生を防ぎ、また反
応室内の温度が低い段階で基板を挿入することがによ
り、不必要な酸化膜の形成を防止することができる。
【0010】
【作用】以上のように本発明においては、熱処理装置の
昇降温時に熱伝導率が高いH2またはHeを、昇降時に
反応室内に強制的に送り込む事によって、昇温時では輻
射による加熱と基板自体の熱伝導と共に、充満する気体
の熱伝導の働きにより基板中央部への熱伝導を活発に
し、基板中央部と周辺部の温度差を減少させ、スリップ
発生を防止させることができる。
【0011】また、降温時も室温程度の前記気体を強制
的に送り込むことによって、基板中央部と周辺部の温度
差を減少させる。これによって昇降温時の温度変化が速
く、さらに基板中心部と周辺部の温度差が減少するため
に、スリップの発生を防止することができる。
【0012】さらに反応室内の温度が比較的低い段階で
半導体基板を反応室内に挿入させることが可能なため、
基板の挿入時に混入する酸素との反応が起こらず、また
反応室内にH2 またはHeの気体を流入させるので、混
入した酸素と基板とが反応する温度に達する前に反応室
外へ追いやられ、不必要な酸化膜の形成が防止される。
【0013】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明を行
う。図1は本発明の実施例の拡散装置の主要部の概略構
成図である。この拡散装置は、反応室11に、H2 また
はHeが導入できる構造を持つものとする。他の部分に
ついては、従来の装置と同様に形成されている。すなわ
ちこの装置は、反応室11内に基板支持台12で保持さ
れた複数の被処理基板13が配置され、電気炉14によ
り所定の温度に制御されるようになっている。ここでは
ガス供給管15からH2 またはHeが供給され、ガス排
気管16から排出することにより反応室1が大気圧程度
の状態を維持するようになっている。
【0014】処理の手順としては、反応室の温度を摂氏
400度程度まで上昇させる。ここまでの温度上昇は、
ヒ−タのみによるものでよい。その後、H2 またはHe
を反応室内に流入させ充満させる。この後もH2 または
Heを毎分1l程度で反応室内に流入させ続ける。この
気体の流入量については、この気体が室温程度なため、
流入させ過ぎると昇温速度が鈍るため、毎分1l程度が
最適である。続いて処理を行う半導体基板を反応室内に
挿入する。このとき酸素等の気体も混入するが、流入し
てくるH2 またはHeによって、基板が酸化される温度
に至る頃には反応室外へ追い出されるので、不必要な酸
化膜が形成されることはない。
【0015】反応室内が所望の処理温度である摂氏約1
200度に達したら、ガス供給管より流れるガスを所定
の不活性気体と切り換え、半導体基板中の不純物の拡散
処理を行う。処理終了後は再びH2 またはHeを反応室
内に流入させ、摂氏400度程度まで高速降温する。降
温を行う際は、昇温時よりもH2 またはHeの流入量を
増加させることにより、基板内での温度差が小さいまま
で、高速降温が実現できる。
【0016】この拡散装置によれば、反応室の温度が摂
氏400度程度で処理基板を挿入し、H2 またはHeを
流入させ続けるので、基板表面上に自然酸化膜の成長が
抑制される。また従来使用していた気体であるN2 また
はAr等の気体に比べ、熱伝導率が約一桁の高い気体で
あるH2 またはHe中で高速昇降温を行うことにより、
反応室内の気体と基板間との間の伝熱量が大きくなり、
基板内の温度勾配が減少する。また熱伝導率が向上する
ため昇温速度も毎分約摂氏60度に向上し、この昇温速
度下においても、従来スリップが発生していた昇温速度
である毎分約摂氏50度より高いにも関わらず、スリッ
プの発生を防止することができる。
【0017】本実施例の変形例としては、図2に示すよ
うに反応室内に流入させるH2 またはHeの温度を、反
応室流入前にヒ−タ21によりあらかじめ高い温度に設
定して、反応室内に流入させる。図1の実施例において
は、水素またはヘリウムやキャリアガスが反応室内に流
入する前に、ヒ−タによって温められるが、これによっ
てガス供給管側とガス供給管の反対側とに温度差が生じ
る場合がある。よってガス供給管を、反応室を直接温め
るヒ−タに温度の影響がないような場所に配置したり、
ヒ−タとの間に断熱材22を設けることにより、この問
題が解決できる。また、流入量及び流入温度の設定によ
って、反応室内の昇温速度をさらに高めることができ
る。また降温時も同様に流入量及び流温度の設定によっ
て、反応室内の降温速度をさらに高めることができる。
また、本発明は拡散装置の他に化学気相成長装置、熱酸
化装置など半導体基板を高温にて熱処理する装置におい
ての実施化可能である。
【0018】
【発明の効果】上記のように本発明においては、熱処理
装置の昇降温時に熱伝導率が高い水素またはヘリウムを
昇降時に、反応室内に強制的に送り込む事によって、こ
れら気体の熱伝導の働きにより基板中央部への熱伝導を
活発にし、基板中央部と周辺部の温度差を減少させ、ス
リップ発生を防止させることができる。また、降温時も
室温程度の前記気体を反応室内に強制的に送り込むこと
によって、同様の効果がある。
【0019】さらに高い生産効率を保ったままで、反応
室内の温度が比較的低い段階で、半導体基板を挿入させ
ることが可能なため、挿入時に混入する酸素との反応が
起きずまた、反応室内に気体を流入させるので混入した
酸素が、基板との反応温度に達するまえに反応室外へ追
いやられるので不必要な膜の形成が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施例を示す断面図。
【図2】本発明の第二の実施例を示す断面図。
【符号の説明】 11 反応室 12 基板支持台 13 被処理基板 14 電気炉 15 ガス供給管 16 ガス排気管 17 石英管 18 エレベ−タフランジ 21 供給気体用ヒ−タ 22 断熱材

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反応室内に載置された半導体基板に所定
    の加工を行う半導体装置の製造方法において、 前記反応室内の温度を水素またはヘリウムの気体を前記
    反応室内に流入させながら昇温または降温することを特
    徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置の製造方法に
    おいて、 前記反応室内の温度を昇温させるときに、前記水素また
    はヘリウムの気体を前記反応室内に流入させながら昇温
    させ、前記反応室内が所定の温度になった後に前記半導
    体基板を処理するための気体を前記反応室内に流入させ
    ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の半導体装置の製造方法に
    おいて、 前記反応室内の温度を降温させるときに、前記半導体基
    板を処理するための気体を前記反応室内より流出させ、
    前記水素またはヘリウムの気体を前記反応室内に流入さ
    せながら降温させることを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
  4. 【請求項4】 請求項2及び3記載の半導体装置の製造
    方法において、 前記水素またはヘリウムを前記反応室内に強制的に流入
    させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP2710094A 1994-02-25 1994-02-25 半導体装置の製造方法 Pending JPH07235507A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000041227A1 (fr) * 1998-12-28 2000-07-13 Shin-Etsu Handotai Co.,Ltd. Procede de recuit thermique d'une plaquette de silicium, et plaquette de silicium
US6544656B1 (en) 1999-03-16 2003-04-08 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Production method for silicon wafer and silicon wafer
WO2019146166A1 (ja) * 2018-01-26 2019-08-01 株式会社Screenホールディングス 熱処理方法および熱処理装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000041227A1 (fr) * 1998-12-28 2000-07-13 Shin-Etsu Handotai Co.,Ltd. Procede de recuit thermique d'une plaquette de silicium, et plaquette de silicium
US6573159B1 (en) 1998-12-28 2003-06-03 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Method for thermally annealing silicon wafer and silicon wafer
US6809015B2 (en) 1998-12-28 2004-10-26 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Method for heat treatment of silicon wafers and silicon wafer
US7011717B2 (en) 1998-12-28 2006-03-14 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Method for heat treatment of silicon wafers and silicon wafer
US6544656B1 (en) 1999-03-16 2003-04-08 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Production method for silicon wafer and silicon wafer
EP2037009A2 (en) 1999-03-16 2009-03-18 Shin-Etsu Handotai Company Limited Method for producing a bonded SOI wafer
WO2019146166A1 (ja) * 2018-01-26 2019-08-01 株式会社Screenホールディングス 熱処理方法および熱処理装置
US11251057B2 (en) 2018-01-26 2022-02-15 SCREEN Holdings Co., Ltd. Thermal processing method and thermal processing device

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