JPS58199522A - 半導体ウエハ熱処理炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体ウェハの熱処理炉に関する。

半導体装置の製造において、半導体ウェハの状態で不純
物拡散やＣＶＤ（化学気相堆積）膜形成を行なうために
電気熱処理炉が用いられる。この熱処理炉は第１図、第
２図に示すように円板状のウェハ１を治具上２に垂直に
立てて複数個並列させた状態で炉中に入れるため円形の
口形を有する横長石英炉管３の周囲に加熱用コイルを入
れたヒーター管（図示されない）を設け、外側にＬライ
ト管又はＳｉＣ管等の保護管（図示されない）で覆った
構造を有する。

最近、半導体ウェハの口径が従来の７６ｍ１から１００
〜１２Ｆ１ｍ　　と大口径化するに伴ない、炉管も大口
径のものが使われると炉内部ガス流の不均一化及び外気
ガスの処理炉内部への巻き込みが問題になっている。す
なわち、熱処理時には例えば拡散不純物デポジションの
場合、炉管内を１’０００〜１２００℃に加熱し、炉管
の一方からＰｏＣ−ｅ３等の反応ガス４を導入して３０
分乃至２時間保持するが、ガスが管中な流れる間に加熱
が起り、第２図に矢印で示すように上下間の流動が生じ
ろとともに、上側にそって層流となって流れる率が大口
径化になるほど太き（なり、ガスの一部は第１図に矢印
で示すよ５に炉管の他端の上部の隙間から排出する一方
、下部の隙間から外気６が入り、管内部への巻き込み現
象が生じて、複数のウェハを通じ、又、各ウェハ面にお
いて反応に不均一な個所を生じることになった。特にリ
ンネ細物拡散の場合、管の他端をキャップ５等で閉じろ
とＰ　ＯＣ，−ｅ３によりリン酸が炉管内に蓄積し、ウ
ェハ表面の５ｉＱ２膜を侵して耐圧不良を招くため炉管
を開放状態で使用するため、前記のガスの層流を生じ易
いことになった◎ 本発明は上記した問題点を解決するためになされたもの
であり、その目的とするところは半導体ウェハ熱処理炉
におけるガス流の均一化による半導体製品の歩留りの向
上を図ることにある。

本発明は第３図、第４図に実施例で示すように熱処理炉
の炉管７は複数の円板状のウェハｌを傾斜して治具２上
に並置し得るように断面を楕円形に形成したものである
。ウェハの傾斜角θは３０゜〜６０°（図では４５°の
場合を示す）程度とする。これによって熱処理炉管の横
幅の寸法は変らないが。

縦幅（高さ）は従来の円形の場合に比して６〜７割程度
に縮小する。なお、この熱処理炉管の変形に伴ってその
外側のヒーター管、保護管の断面形状も楕円形となる。

以上述べた本発明の構成によれば、熱処理炉管７断面形
状をウェハを傾斜して並置し得るように楕円形状とする
ことにより、すなわち管の径のたて方向寸法が横方向寸
法より小さくなり、これによって外気が熱処理炉管内に
入ってくる量が減少して外気巻き込みが防止され、又、
ウェハを傾斜して並置することにより、反応ガスがウェ
ハ間で渦流、乱流を生じて上下の層流をおこすことが少
なくなり、拡散等の均一化ができることで前記目的を達
成できる。このような本発明によれば半導体装置の製造
にあたって歩留りを向上できるとともに製品の信頼性を
高めることができ、又、熱処理炉管内部の容積が小さく
なるため、反応ガスの流量を節減し、しかも有効に反応
させることができ、そしてさらに節電等の効果を有する
。

本発明は円板状の半導体ウェハの熱処理炉の全てに適用
でき、熱処理はウェハへの各種の不純物のデボジシ目ン
、拡散（イオン打込み拡散を含む）に応用できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の熱処理炉の使用形態を示す縦断面図、 第２図は同じ（横断面図である。 第３図は本発明による熱処理炉の一つの使用形態を示す
縦断面図、 第４図は同じ（横断面図である。 １・・・半導体ウェハ、２・・・治具、３・・・炉管、
４・・・反応ガス、５・・・キャップ、６・・・外気、
７・・・炉管。 第　　１　　図 、？ 第　　２　図 第　　４１￥１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、半導体ウェハを炉管内に導入して熱処理を行うため
   の熱処理炉であって、複数の円板状ウェハを傾斜して並
   置し得るように炉管の断面を楕円形状としたことを特徴
   とする半導体ウェハ熱処理炉。