JPH11121387A - 縦型拡散炉及び拡散方法 - Google Patents
縦型拡散炉及び拡散方法Info
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- JPH11121387A JPH11121387A JP27905997A JP27905997A JPH11121387A JP H11121387 A JPH11121387 A JP H11121387A JP 27905997 A JP27905997 A JP 27905997A JP 27905997 A JP27905997 A JP 27905997A JP H11121387 A JPH11121387 A JP H11121387A
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- diffusion
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Abstract
(57)【要約】
【課題】拡散炉による不純物拡散工程において、半導体
基板表面への不純物ガスの吸着量を一定にし、不純物拡
散量を一定にすることで、半導体装置の歩留を向上させ
る。 【解決手段】半導体基板の表面を一定の角度を保ったま
ま、常にガス吹き出し口を向けて回転させることによ
り、不純物の飛程が上の基板に阻害されることなく基板
表面に供給されるため、面内で均一な不純物拡散の処理
が出来る。
基板表面への不純物ガスの吸着量を一定にし、不純物拡
散量を一定にすることで、半導体装置の歩留を向上させ
る。 【解決手段】半導体基板の表面を一定の角度を保ったま
ま、常にガス吹き出し口を向けて回転させることによ
り、不純物の飛程が上の基板に阻害されることなく基板
表面に供給されるため、面内で均一な不純物拡散の処理
が出来る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は縦型拡散炉及び拡散
方法に係わり、特に半導体装置の製造において半導体基
板（半導体ウエハ）の表面にリン等の不純物を拡散させ
る不純物拡散処理における縦型拡散炉及び拡散方法に関
する。
方法に係わり、特に半導体装置の製造において半導体基
板（半導体ウエハ）の表面にリン等の不純物を拡散させ
る不純物拡散処理における縦型拡散炉及び拡散方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の縦型拡散炉は、図３に示すよう
に、ヒーター８により高温加熱された炉芯管１内に半導
体基板２を挿入し、オキシ塩化リン等の不純物の入った
不純物ソース容器４内に窒素ガス１２をマス・フロー・
コントローラー（以下、ＭＦＣ、と称す）６を通して吹
き込むことにより気化させ、ガスインジェクター５のガ
ス吹き出し口５Ｓよりオキシ塩化リン等を主ガスを導入
し、炉芯管に備えられたガス供給管７の吹き出し口より
酸素，窒素等の副ガス１３を導入し、多数の半導体基板
２が装填された石英ボート３を回転台３１により回転さ
せながら半導体基板中へリン等の不純物を拡散させる処
理を行っていた。
に、ヒーター８により高温加熱された炉芯管１内に半導
体基板２を挿入し、オキシ塩化リン等の不純物の入った
不純物ソース容器４内に窒素ガス１２をマス・フロー・
コントローラー（以下、ＭＦＣ、と称す）６を通して吹
き込むことにより気化させ、ガスインジェクター５のガ
ス吹き出し口５Ｓよりオキシ塩化リン等を主ガスを導入
し、炉芯管に備えられたガス供給管７の吹き出し口より
酸素，窒素等の副ガス１３を導入し、多数の半導体基板
２が装填された石英ボート３を回転台３１により回転さ
せながら半導体基板中へリン等の不純物を拡散させる処
理を行っていた。
【０００３】しかし、従来の拡散炉では石英ボート３３
によって水平方向に載置された半導体基板表面上の面内
でガスインジェクター５の垂直方向に配列するガス吹き
出し口５Ｓからの距離が異なる。すなわち、半導体基板
が回転しながら処理が行われるため外周部は一定である
が、面内中央部は吹き出し口から遠くなる。したがって
主ガスによる不純物の吸着確率が面内中央部で不純物濃
度が面内周辺部より低くなる。このように不純物の吸着
確率が半導体基板の面内で異なり、不純物拡散量の面内
バラツキが大きくなるという問題があった。
によって水平方向に載置された半導体基板表面上の面内
でガスインジェクター５の垂直方向に配列するガス吹き
出し口５Ｓからの距離が異なる。すなわち、半導体基板
が回転しながら処理が行われるため外周部は一定である
が、面内中央部は吹き出し口から遠くなる。したがって
主ガスによる不純物の吸着確率が面内中央部で不純物濃
度が面内周辺部より低くなる。このように不純物の吸着
確率が半導体基板の面内で異なり、不純物拡散量の面内
バラツキが大きくなるという問題があった。
【０００４】尚、この傾向は半導体基板が大口径になる
ほど大きくなり、また、炉芯管の排気口付近等、ガスの
供給不足となるような場所で特にこのような傾向が強く
なり、面内バラツキが大きくなっていた。
ほど大きくなり、また、炉芯管の排気口付近等、ガスの
供給不足となるような場所で特にこのような傾向が強く
なり、面内バラツキが大きくなっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、半導
体基板の面内で不純物拡散量がバラつき、特に表面中央
部で不純物濃度が小さくなっていた。
体基板の面内で不純物拡散量がバラつき、特に表面中央
部で不純物濃度が小さくなっていた。
【０００６】その理由は、従来の縦型拡散炉では、ガス
インジェクターから半導体基板表面の外周部が常に近
く、中央部が遠い距離にあるため、外周部と中央部とで
半導体基板表面への不純物の吸着確率が異なり、面内で
不純物の拡散量がバラついていたからである。
インジェクターから半導体基板表面の外周部が常に近
く、中央部が遠い距離にあるため、外周部と中央部とで
半導体基板表面への不純物の吸着確率が異なり、面内で
不純物の拡散量がバラついていたからである。
【０００７】不純物ガスはブラウン運動をしながら基板
表面へ飛来してくるが、一つの石英ボート上に複数の半
導体基板がガス吹き出し方向と平行に、一定の間隔で装
填されている場合、不純物ガスのブラウン運動は上下の
基板に阻害され、吸着されるため吹き出し口からの距離
が遠くなるほど、不純物ガスの到達確率は低くなること
による。
表面へ飛来してくるが、一つの石英ボート上に複数の半
導体基板がガス吹き出し方向と平行に、一定の間隔で装
填されている場合、不純物ガスのブラウン運動は上下の
基板に阻害され、吸着されるため吹き出し口からの距離
が遠くなるほど、不純物ガスの到達確率は低くなること
による。
【０００８】このように面内で不純物の拡散量（不純物
濃度）のバラツキが大きくなるため、例えばゲートポリ
シリコン膜中に拡散される不純物量のバラツキが大きく
なり、これをエッチングして形成されるゲート電極の配
線抵抗のバラツキを生じていた。また、ゲートポリシリ
コン膜をエッチングしてゲート電極を形成する際、ポリ
シリコン膜中の不純物濃度のバラツキが大きいためエッ
チングレートがバラつき、その結果ゲート長のバラツキ
を生じていた。
濃度）のバラツキが大きくなるため、例えばゲートポリ
シリコン膜中に拡散される不純物量のバラツキが大きく
なり、これをエッチングして形成されるゲート電極の配
線抵抗のバラツキを生じていた。また、ゲートポリシリ
コン膜をエッチングしてゲート電極を形成する際、ポリ
シリコン膜中の不純物濃度のバラツキが大きいためエッ
チングレートがバラつき、その結果ゲート長のバラツキ
を生じていた。
【０００９】したがって従来技術により製造された半導
体装置は、例えばトランジスタのポリシリコンゲートの
配線抵抗やゲート長のバラツキにより、歩留まりの低下
を招いていた。
体装置は、例えばトランジスタのポリシリコンゲートの
配線抵抗やゲート長のバラツキにより、歩留まりの低下
を招いていた。
【００１０】したがって本発明の目的は、半導体基板の
面内で不純物の拡散量（不純物濃度）のバラツキを抑制
した縦型拡散炉及び拡散方法を提供することである。
面内で不純物の拡散量（不純物濃度）のバラツキを抑制
した縦型拡散炉及び拡散方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、垂直方
向にガス吹き出し口を配列したガスインジェクターと、
複数の支柱により多数の半導体基板をたがいに所定の間
隔を有して載置するボートと、前記半導体基板を前記ボ
ートとともに回転させる回転台とを有する縦型拡散炉に
おいて、それぞれの前記支柱には前記回転台に固定され
た第１の部分と前記第１の部分に対して上下方向にスラ
イド可能でかつ前記半導体基板を支持する第２の部分と
を有し、前記第２の部分の上下方向のスライド運動によ
り、前記半導体基板がその拡散処理する表面を傾斜させ
て前記ガスインジェクターに向けた状態を維持して回転
する縦型拡散炉にある。ここで、前記半導体基板の水平
方向から前記ガスインジェクターに向けた傾斜角度は１
５°〜６０°であることが好ましい。また、前記支柱の
第１の部分は外側の部分であり、第２の部分は内側の部
分であることができる。
向にガス吹き出し口を配列したガスインジェクターと、
複数の支柱により多数の半導体基板をたがいに所定の間
隔を有して載置するボートと、前記半導体基板を前記ボ
ートとともに回転させる回転台とを有する縦型拡散炉に
おいて、それぞれの前記支柱には前記回転台に固定され
た第１の部分と前記第１の部分に対して上下方向にスラ
イド可能でかつ前記半導体基板を支持する第２の部分と
を有し、前記第２の部分の上下方向のスライド運動によ
り、前記半導体基板がその拡散処理する表面を傾斜させ
て前記ガスインジェクターに向けた状態を維持して回転
する縦型拡散炉にある。ここで、前記半導体基板の水平
方向から前記ガスインジェクターに向けた傾斜角度は１
５°〜６０°であることが好ましい。また、前記支柱の
第１の部分は外側の部分であり、第２の部分は内側の部
分であることができる。
【００１２】さらに、前記回転台の内側に回転しない傾
斜台を設け、前記傾斜台の側面全周に水平方向から前記
ガスインジェクターに向かって角度θの溝（もしくは突
起）が形成されており、前記支柱が前記第２の部分に形
成された凸部（もしくは凹部）を前記傾斜台の溝（もし
くは突起）に勘合しながら回転することにより前記第２
の部分の上下方向のスライド運動を行うようにすること
が出来る。この場合、前記角度θは１５°〜６０°の角
度であることが好ましい。
斜台を設け、前記傾斜台の側面全周に水平方向から前記
ガスインジェクターに向かって角度θの溝（もしくは突
起）が形成されており、前記支柱が前記第２の部分に形
成された凸部（もしくは凹部）を前記傾斜台の溝（もし
くは突起）に勘合しながら回転することにより前記第２
の部分の上下方向のスライド運動を行うようにすること
が出来る。この場合、前記角度θは１５°〜６０°の角
度であることが好ましい。
【００１３】本発明の他の特徴は、上記いずれかの縦型
拡散炉を用いて半導体基板に不純物拡散を行う拡散方法
にある。
拡散炉を用いて半導体基板に不純物拡散を行う拡散方法
にある。
【００１４】このように本発明は炉芯管内に備えられた
ガスインジェクター方向（ガス吹き出し口方向）に１５
°〜６０°傾いた部分を形成した傾斜台と、支柱の一部
が上下方向にスライド可能な石英ボートを有する。回転
台をモーターにより回転させて石英ボートを回転させな
がら不純物の拡散処理を行うが、ボートが回転する際、
支柱の一部が傾斜台に沿って上下方向にスライドしなが
ら回転するため、石英ボートに装填された半導体基板は
表面が常に一定の角度を保ったまま、ガス吹き出し口方
向を向いて回転する機構を有する。
ガスインジェクター方向（ガス吹き出し口方向）に１５
°〜６０°傾いた部分を形成した傾斜台と、支柱の一部
が上下方向にスライド可能な石英ボートを有する。回転
台をモーターにより回転させて石英ボートを回転させな
がら不純物の拡散処理を行うが、ボートが回転する際、
支柱の一部が傾斜台に沿って上下方向にスライドしなが
ら回転するため、石英ボートに装填された半導体基板は
表面が常に一定の角度を保ったまま、ガス吹き出し口方
向を向いて回転する機構を有する。
【００１５】さらに、一つの半導体基板の上下に装填さ
れた別の基板との間隔（ウエハーピッチ）は、半導体基
板の表面の１／２以上の面積が、一つ上のボートの溝に
装填された基板の陰とならないように設計されているこ
とが好ましい。
れた別の基板との間隔（ウエハーピッチ）は、半導体基
板の表面の１／２以上の面積が、一つ上のボートの溝に
装填された基板の陰とならないように設計されているこ
とが好ましい。
【００１６】例えば６インチ径の半導体基板を３０°傾
けた場合、ウエハーピッチは４３ｍｍ程度とする。
けた場合、ウエハーピッチは４３ｍｍ程度とする。
【００１７】不純物ガスはブラウン運動をしながら半導
体基板表面まで飛来してくるが、半導体基板表面は一定
の角度を保って常にガス吹き出し口方向を向いて回転し
ており、さらに半導体基板の間隔が基板表面の下側１／
２以上の面積が一つ上の基板の陰となるないため、飛来
してくる不純物はその進行を阻害されずに基板表面まで
到達する。次に基板が１８０°回転した場合、最初に一
つ上の基板の陰となっていた部分が今度は陰とならなく
なるため不純物ガスの表面吸着が進む。
体基板表面まで飛来してくるが、半導体基板表面は一定
の角度を保って常にガス吹き出し口方向を向いて回転し
ており、さらに半導体基板の間隔が基板表面の下側１／
２以上の面積が一つ上の基板の陰となるないため、飛来
してくる不純物はその進行を阻害されずに基板表面まで
到達する。次に基板が１８０°回転した場合、最初に一
つ上の基板の陰となっていた部分が今度は陰とならなく
なるため不純物ガスの表面吸着が進む。
【００１８】このようにして基板表面は常にガス吹き出
し口の方を向いて一定の回転数で回転するため、一つ上
の基板の陰になる状態と陰にならない状態が一様とな
り、基板表面で均一な不純物拡散が進む。
し口の方を向いて一定の回転数で回転するため、一つ上
の基板の陰になる状態と陰にならない状態が一様とな
り、基板表面で均一な不純物拡散が進む。
【００１９】すなわち、従来技術の様に一つ上の基板に
ブラウン運動を阻害されることなく不純物ガスが表面ま
で到達するので、吹き出し口から到達点までの距離の違
いによる影響（吸着確率の違い）は従来技術に比べ遥か
に小さくなる。さらに基板を傾けている分、表面中心部
の距離は吹き出し口に近くなるので、このことからも面
内外周部と中央部での吹き出し口からの距離の違いは小
さくなり、不純物ガスの吸着確率は均一となる。
ブラウン運動を阻害されることなく不純物ガスが表面ま
で到達するので、吹き出し口から到達点までの距離の違
いによる影響（吸着確率の違い）は従来技術に比べ遥か
に小さくなる。さらに基板を傾けている分、表面中心部
の距離は吹き出し口に近くなるので、このことからも面
内外周部と中央部での吹き出し口からの距離の違いは小
さくなり、不純物ガスの吸着確率は均一となる。
【００２０】このように、半導体基板表面を一定の角度
を保ちながら、常にガス吹き出し口方向を向けて回転さ
せることで、不純物ガスの表面への吸着確率は面内で均
一となり、均一な不純物の拡散が進む。この結果、面内
の不純物濃度の均一性が向上する。
を保ちながら、常にガス吹き出し口方向を向けて回転さ
せることで、不純物ガスの表面への吸着確率は面内で均
一となり、均一な不純物の拡散が進む。この結果、面内
の不純物濃度の均一性が向上する。
【００２１】ここで傾斜角を１５°〜６０°としている
のは、１５°以下では均一性を上げる効果が小さく、ま
た６０°以上では生産性が大きく低下するためである。
のは、１５°以下では均一性を上げる効果が小さく、ま
た６０°以上では生産性が大きく低下するためである。
【００２２】このようにガス吹き出し口方向に１５°〜
６０°傾いた側面部分を形成した傾斜台と、支柱の一部
が上下方向にスライド可能な石英ボートを有し、半導体
基板の表面が常に角度を保ったまま、ガス吹き出し口方
向を向いて回転させることにより、半導体基板表面への
不純物ガスの吸着量を面内で均一にし、半導体基板中に
拡散される不純物量を均一化することができる。
６０°傾いた側面部分を形成した傾斜台と、支柱の一部
が上下方向にスライド可能な石英ボートを有し、半導体
基板の表面が常に角度を保ったまま、ガス吹き出し口方
向を向いて回転させることにより、半導体基板表面への
不純物ガスの吸着量を面内で均一にし、半導体基板中に
拡散される不純物量を均一化することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】次に図面を参照して本発明を説明
する。
する。
【００２４】図１は本発明の実施の形態の縦型拡散炉の
構成の概要を示す図である。図２は図１のＡ部を拡大し
て示した図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）を
切断線Ｂ−Ｂで切断し矢印の方向を視た断面図である。
構成の概要を示す図である。図２は図１のＡ部を拡大し
て示した図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）を
切断線Ｂ−Ｂで切断し矢印の方向を視た断面図である。
【００２５】まず図１を参照して、炉心管１の内部がヒ
ーター８により所定の温度に加熱され、多数の半導体基
板２を一定角度θ（θ＝１５°〜６０°）に傾斜させる
ための傾斜溝１９を有する傾斜台９，半導体基板を支持
するための支柱の一部が傾斜台に沿って上下方向にスラ
イドする石英ボート３が設けられ、この石英ボート３は
回転台１１を介してそれを支えるエレベーターにより上
下動及びモーターによる回転が可能である。
ーター８により所定の温度に加熱され、多数の半導体基
板２を一定角度θ（θ＝１５°〜６０°）に傾斜させる
ための傾斜溝１９を有する傾斜台９，半導体基板を支持
するための支柱の一部が傾斜台に沿って上下方向にスラ
イドする石英ボート３が設けられ、この石英ボート３は
回転台１１を介してそれを支えるエレベーターにより上
下動及びモーターによる回転が可能である。
【００２６】また、石英ボートのピッチ（一つの半導体
基板の上下に装填された別の基板との間隔）は、半導体
基板の表面の１／２以上の面積が、一つ上のボートの溝
に装填された基板の陰とならないように設計されてい
る。
基板の上下に装填された別の基板との間隔）は、半導体
基板の表面の１／２以上の面積が、一つ上のボートの溝
に装填された基板の陰とならないように設計されてい
る。
【００２７】例えば、６インチ径の半導体基板を３０°
傾けた場合、ウエハーピッチは４３ｍｍ程度とする。
傾けた場合、ウエハーピッチは４３ｍｍ程度とする。
【００２８】炉芯管内には、ガスを吹き出すための複数
のガス吹き出し口５Ｓを垂直方向に配列形成したガスイ
ンジェクター５が垂直方向に延在して設けられており、
このガスインジェクター５には拡散の主ガスの流量を制
御するＭＳＣ６が結合している。
のガス吹き出し口５Ｓを垂直方向に配列形成したガスイ
ンジェクター５が垂直方向に延在して設けられており、
このガスインジェクター５には拡散の主ガスの流量を制
御するＭＳＣ６が結合している。
【００２９】そして窒素ガス１２をＭＦＣ６を通してオ
キシ塩化リン等の不純物の入った不純物ソース容器４に
吹き込むことにより気化させ、ガスインジェクター５の
ガス吹き出し口５Ｓからオキシ塩化リン等の主ガスを導
入し、また、炉芯管に備えられたガス供給管７の吹き出
し口から酸素，窒素等の副ガス１３を導入し、多数の半
導体基板２が装填された石英ボート３を回転台１１によ
り回転させながら半導体基板中へリン等の不純物を拡散
させる。
キシ塩化リン等の不純物の入った不純物ソース容器４に
吹き込むことにより気化させ、ガスインジェクター５の
ガス吹き出し口５Ｓからオキシ塩化リン等の主ガスを導
入し、また、炉芯管に備えられたガス供給管７の吹き出
し口から酸素，窒素等の副ガス１３を導入し、多数の半
導体基板２が装填された石英ボート３を回転台１１によ
り回転させながら半導体基板中へリン等の不純物を拡散
させる。
【００３０】次に図２（Ａ）、（Ｂ）を参照して本発明
の実施の形態の主要部を詳細に説明する。
の実施の形態の主要部を詳細に説明する。
【００３１】矢印の方向に回転する回転台１１に囲まれ
て傾斜台９が設けられている。この傾斜台９は回転をし
ない部材であり、傾斜台の側面全周に水平方向からガス
インジェクター５（図１）に向かって角度θ（θ＝１５
°〜６０°）に傾斜した傾斜溝１９が形成されている。
またその上面も角度θの傾斜面となっている。
て傾斜台９が設けられている。この傾斜台９は回転をし
ない部材であり、傾斜台の側面全周に水平方向からガス
インジェクター５（図１）に向かって角度θ（θ＝１５
°〜６０°）に傾斜した傾斜溝１９が形成されている。
またその上面も角度θの傾斜面となっている。
【００３２】石英ボート３は石英製の３本の支柱２０か
ら成っている。それぞれの支柱２０は、固定台１１に固
定され垂直方向に延在する外側部分（第１の部分）２１
と外側部分に対して垂直に上下方向にスライド可能な内
側部分（第２の部分）２２とから構成されている。尚、
図２（Ａ）は斜視図であるが、内側部分２２を明確に示
すためにそこに右上がりの斜線を付してある。
ら成っている。それぞれの支柱２０は、固定台１１に固
定され垂直方向に延在する外側部分（第１の部分）２１
と外側部分に対して垂直に上下方向にスライド可能な内
側部分（第２の部分）２２とから構成されている。尚、
図２（Ａ）は斜視図であるが、内側部分２２を明確に示
すためにそこに右上がりの斜線を付してある。
【００３３】支柱の内側部分２２には傾斜台の傾斜溝１
９に勘合しながら回転する凸部２３が形成され、また多
数の半導体基板２を所定の間隔を維持して支持する溝２
４が垂直方向に配列している。
９に勘合しながら回転する凸部２３が形成され、また多
数の半導体基板２を所定の間隔を維持して支持する溝２
４が垂直方向に配列している。
【００３４】このような構成により、拡散工程中に回転
台１１をモーター（図示省略）により回転すると、傾斜
溝１９に凸部２３が勘合していることにより、支柱の内
側部分２２は、矢印に示すように、上下動を行い、図２
（Ａ）で右に位置したときが一番高い状態となり、それ
から角度θで下降して図２（Ａ）で左に位置したときが
一番低い状態となり、それから角度θで上昇する。
台１１をモーター（図示省略）により回転すると、傾斜
溝１９に凸部２３が勘合していることにより、支柱の内
側部分２２は、矢印に示すように、上下動を行い、図２
（Ａ）で右に位置したときが一番高い状態となり、それ
から角度θで下降して図２（Ａ）で左に位置したときが
一番低い状態となり、それから角度θで上昇する。
【００３５】これにより、支柱の内側部分の溝２４に支
持されている半導体基板２は、水平方向からガスインジ
ェクター５（図１）に向かって角度θ（θ＝１５°〜６
０°）傾斜してガスインジェクター５（図１）に処理表
面を対向させた状態を常に維持して回転することにな
る。
持されている半導体基板２は、水平方向からガスインジ
ェクター５（図１）に向かって角度θ（θ＝１５°〜６
０°）傾斜してガスインジェクター５（図１）に処理表
面を対向させた状態を常に維持して回転することにな
る。
【００３６】尚、この実施の形態の図では、傾斜台９に
傾斜溝１９を設けてこれに支柱の内側部分の凸部２３を
勘合させて回転させた場合を例示したが、傾斜台９に角
度θ（θ＝１５°〜６０°）に傾斜した傾斜突起を設け
これに支柱の内側部分に別途設けた凹部を勘合させて回
転させた場合も同様な動作になる。
傾斜溝１９を設けてこれに支柱の内側部分の凸部２３を
勘合させて回転させた場合を例示したが、傾斜台９に角
度θ（θ＝１５°〜６０°）に傾斜した傾斜突起を設け
これに支柱の内側部分に別途設けた凹部を勘合させて回
転させた場合も同様な動作になる。
【００３７】次に実施の形態の動作について説明する。
【００３８】高温加熱された炉芯管１内にエレベーター
を上昇させ、半導体基板２を装填した石英ボート３を挿
入する。そして上記したように、支柱の上下方向にスラ
イド可能な内側部分と傾斜台との作用により、石英ボー
トを回転台を通してモーターにより回転させた場合、石
英ボートに装填された半導体基板は表面が常に一定の角
度を保ったまま、ガス吹き出し口方向（インジェクター
５の方向）を向いて回転し、半導体基板が１８０度回転
した場合、最初は一つ上の半導体基板の陰になった部分
が今度は陰にならない部分にくるため、回転を繰り返す
ことにより面内で均一に不純物ガスの表面吸着が進み、
均一な不純物拡散が進む。
を上昇させ、半導体基板２を装填した石英ボート３を挿
入する。そして上記したように、支柱の上下方向にスラ
イド可能な内側部分と傾斜台との作用により、石英ボー
トを回転台を通してモーターにより回転させた場合、石
英ボートに装填された半導体基板は表面が常に一定の角
度を保ったまま、ガス吹き出し口方向（インジェクター
５の方向）を向いて回転し、半導体基板が１８０度回転
した場合、最初は一つ上の半導体基板の陰になった部分
が今度は陰にならない部分にくるため、回転を繰り返す
ことにより面内で均一に不純物ガスの表面吸着が進み、
均一な不純物拡散が進む。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、半
導体基板表面を一定の角度を保ちながら、常にガス吹き
出し口方向を向けて回転させることで、不純物ガスの表
面への吸着確率は面内で均一となり、均一な不純物の拡
散が進むため、半導体基板の面内で表面に拡散される不
純物の量を均一にすることができる。
導体基板表面を一定の角度を保ちながら、常にガス吹き
出し口方向を向けて回転させることで、不純物ガスの表
面への吸着確率は面内で均一となり、均一な不純物の拡
散が進むため、半導体基板の面内で表面に拡散される不
純物の量を均一にすることができる。
【００４０】このように半導体基板の面内で不純物の拡
散量（不純物濃度）の均一性を向上させることができる
ため、例えばゲートポリシリコン膜中に拡散される不純
物量のバラツキを低減し、これをエッチングして形成さ
れるゲート電極の配線抵抗のバラツキを低減させること
ができ、また、ゲートポリシリコン膜をエッチングして
ゲート電極を形成する際、ポリシリコン膜中の不純物濃
度のバラツキを低減できるためエッチングレートを安定
化させ、ゲート長のバラツキを低減できる。
散量（不純物濃度）の均一性を向上させることができる
ため、例えばゲートポリシリコン膜中に拡散される不純
物量のバラツキを低減し、これをエッチングして形成さ
れるゲート電極の配線抵抗のバラツキを低減させること
ができ、また、ゲートポリシリコン膜をエッチングして
ゲート電極を形成する際、ポリシリコン膜中の不純物濃
度のバラツキを低減できるためエッチングレートを安定
化させ、ゲート長のバラツキを低減できる。
【００４１】したがってトランジスタのポリシリコンゲ
ートの配線抵抗やゲート長を安定化させ、半導体装置と
しての歩留まりを向上させることができる。
ートの配線抵抗やゲート長を安定化させ、半導体装置と
しての歩留まりを向上させることができる。
【図１】本発明の実施の形態の縦型拡散炉の概要を示す
図である。
図である。
【図２】図１のＡ部を拡大して示した図であり、（Ａ）
は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）を切断線Ｂ−Ｂで切断し矢印
の方向を視た断面図である。
は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）を切断線Ｂ−Ｂで切断し矢印
の方向を視た断面図である。
【図３】従来技術の縦型拡散炉の概要を示す図である。
１ 炉芯管 ２ 半導体基板 ３，３３ 石英ボート ４ 不純物ソース容器（オキシ塩化リン） ５ ガスインジェクター ５Ｓ ガス吹き出し口 ６ ＭＦＣ ７ ガス供給管 ８ ヒーター ９ 傾斜台 １１，３１ 回転台 １２ 窒素ガス １３ 副ガス（窒素ガス、酸素ガス） １９ 傾斜溝 ２０ 石英ボートの支柱 ２１ 支柱の外側部分 ２２ 支柱の内側部分 ２３ 凸部 ２４ 溝
Claims (6)
- 【請求項１】 垂直方向にガス吹き出し口を配列したガ
スインジェクターと、複数の支柱により多数の半導体基
板をたがいに所定の間隔を有して載置するボートと、前
記半導体基板を前記ボートとともに回転させる回転台と
を有する縦型拡散炉において、それぞれの前記支柱には
前記回転台に固定された第１の部分と前記第１の部分に
対して上下方向にスライド可能でかつ前記半導体基板を
支持する第２の部分とを有し、前記第２の部分の上下方
向のスライド運動により、前記半導体基板がその拡散処
理する表面を傾斜させて前記ガスインジェクターに向け
た状態を維持して回転することを特徴とする縦型拡散
炉。 - 【請求項２】 前記半導体基板の水平方向から前記ガス
インジェクターに向けた傾斜角度は１５°〜６０°であ
ることを特徴とする請求項１記載の縦型拡散炉。 - 【請求項３】 前記回転台の内側に回転しない傾斜台を
設け、前記傾斜台の側面全周に水平方向から前記ガスイ
ンジェクターに向かって角度θの溝（もしくは突起）が
形成されており、前記支柱が前記第２の部分に形成され
た凸部（もしくは凹部）を前記傾斜台の溝（もしくは突
起）に勘合しながら回転することにより前記第２の部分
の上下方向のスライド運動を行うことを特徴とする請求
項１記載の縦型拡散炉。 - 【請求項４】 前記角度θは１５°〜６０°の角度であ
ることを特徴とする請求項３記載の縦型拡散炉。 - 【請求項５】 前記支柱の第１の部分は外側の部分であ
り、第２の部分は内側の部分であることを特徴とする請
求項１記載の縦型拡散炉。 - 【請求項６】 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載
の縦型拡散炉を用いて半導体基板に不純物拡散を行うこ
とを特徴とする拡散方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09279059A JP3093695B2 (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 縦型拡散炉及び拡散方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09279059A JP3093695B2 (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 縦型拡散炉及び拡散方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11121387A true JPH11121387A (ja) | 1999-04-30 |
| JP3093695B2 JP3093695B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=17605840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09279059A Expired - Fee Related JP3093695B2 (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 縦型拡散炉及び拡散方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3093695B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011049480A (ja) * | 2009-08-28 | 2011-03-10 | Kokusai Electric Semiconductor Service Inc | 基板処理装置及び基板処理方法 |
| JP2018067582A (ja) * | 2016-10-18 | 2018-04-26 | 東芝メモリ株式会社 | 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法 |
| JP2020136388A (ja) * | 2019-02-15 | 2020-08-31 | リンテック株式会社 | 保持装置および保持方法 |
| CN114369813A (zh) * | 2020-10-15 | 2022-04-19 | 长鑫存储技术有限公司 | 扩散炉 |
-
1997
- 1997-10-13 JP JP09279059A patent/JP3093695B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011049480A (ja) * | 2009-08-28 | 2011-03-10 | Kokusai Electric Semiconductor Service Inc | 基板処理装置及び基板処理方法 |
| JP2018067582A (ja) * | 2016-10-18 | 2018-04-26 | 東芝メモリ株式会社 | 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法 |
| JP2020136388A (ja) * | 2019-02-15 | 2020-08-31 | リンテック株式会社 | 保持装置および保持方法 |
| CN114369813A (zh) * | 2020-10-15 | 2022-04-19 | 长鑫存储技术有限公司 | 扩散炉 |
| CN114369813B (zh) * | 2020-10-15 | 2023-05-26 | 长鑫存储技术有限公司 | 扩散炉 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3093695B2 (ja) | 2000-10-03 |
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