JPS5825244A - 半導体製造用装置 - Google Patents
半導体製造用装置Info
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- JPS5825244A JPS5825244A JP12105382A JP12105382A JPS5825244A JP S5825244 A JPS5825244 A JP S5825244A JP 12105382 A JP12105382 A JP 12105382A JP 12105382 A JP12105382 A JP 12105382A JP S5825244 A JPS5825244 A JP S5825244A
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- film
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- nitride film
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- H01L21/673—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体製造用装置の改良に関すＬ屯のであり。
一般に１ダイオード中トランジスタ等の半導体を製造す
るＫは、ｓｋの熱処理工Ｓが施され、中でも半導体材料
としてのシリコンウェハーの酸化処理工程、拡散処理工
程は重要である。しかして、これら工程を行なうには、
図に示す如く外周にコイル状の発熱体１が囲繞され、さ
らにその発熱体１の外側に断熱管１が配設された反応管
１と、仁の反応管１内に収納されるキャリャーーート４
及びこ０＆−）４上に固定されシリ；ンウエ＾−５が載
置されるウニカー保持具６から成る固定治具と、構成さ
れた半導体製造用装置が使用されている。
るＫは、ｓｋの熱処理工Ｓが施され、中でも半導体材料
としてのシリコンウェハーの酸化処理工程、拡散処理工
程は重要である。しかして、これら工程を行なうには、
図に示す如く外周にコイル状の発熱体１が囲繞され、さ
らにその発熱体１の外側に断熱管１が配設された反応管
１と、仁の反応管１内に収納されるキャリャーーート４
及びこ０＆−）４上に固定されシリ；ンウエ＾−５が載
置されるウニカー保持具６から成る固定治具と、構成さ
れた半導体製造用装置が使用されている。
とζろで、従来の半導体製造用装置の反応管及び固定治
具祉石英ガラスから形成されている。
具祉石英ガラスから形成されている。
しかしながら、石英ガラス製の反応管、固定治具は１０
００〜１３００℃の温度で加熱し丸後室ＩＫ冷却する急
熱急冷操作を繰〕返し行なわれ為と、容易に変形す為こ
と、加熱処理雰囲気中にナトリウム等が存在すると容易
に失透して強度低下を招く仁と、或いは酸化、拡散工程
での雰囲気を高純度状態ＫＭ持するために施される７、
化氷素酸等の洗浄剤に対して耐性が劣ること等の種々の
欠点を有する。
００〜１３００℃の温度で加熱し丸後室ＩＫ冷却する急
熱急冷操作を繰〕返し行なわれ為と、容易に変形す為こ
と、加熱処理雰囲気中にナトリウム等が存在すると容易
に失透して強度低下を招く仁と、或いは酸化、拡散工程
での雰囲気を高純度状態ＫＭ持するために施される７、
化氷素酸等の洗浄剤に対して耐性が劣ること等の種々の
欠点を有する。
ヒのよりなことから、最近、石英ガラスに代うて耐熱性
の高い再結晶炭化珪素にシリコンを含浸した４のから反
応管、固定治具を形成した中導体製造用装置が提案され
ている。しかしながら、ヒの反応管、固定治具の表面に
はシリ；ン含浸郁が露出されているので、清浄な処ｌｌ
１ｌｌ境を維持するためＫ ＨＣＡ ｆスやＨＦ −Ｈ
Ｎｏ＝溶液の洗浄剤で処理すると、上記含浸シリコンが
ＨＣｌ ｗ ｘ 岬と容易に反応して分解、離脱し、そ
の結果反応管の場合はガス不透過性が短期間で阻害され
、強度も低下し、一方固定治具の場合は強ｆが低下して
ウェハーＯ固定性が阻害される欠点を有する。ｔた、酸
化雰囲気で行なわれる酸化処理工程（場合によりては拡
散処理工１りにおいて、反応管、固定治具の骨格をなす
再結晶炭化珪素が酸化反応（８１Ｃ＋２０ｍ−＋ｇｉＯ
１＋ＣＯ會）され、生成したＣＯｓがシリコンウニ＾−
に悪影響を及ぼし、と）わけＣｏ曹よ〕導かれるＣがシ
リコンウェハーに拡散するとシリコン素子の製造上不可
欠な不純物嬢度の規定が困難となる欠点を有する。
の高い再結晶炭化珪素にシリコンを含浸した４のから反
応管、固定治具を形成した中導体製造用装置が提案され
ている。しかしながら、ヒの反応管、固定治具の表面に
はシリ；ン含浸郁が露出されているので、清浄な処ｌｌ
１ｌｌ境を維持するためＫ ＨＣＡ ｆスやＨＦ −Ｈ
Ｎｏ＝溶液の洗浄剤で処理すると、上記含浸シリコンが
ＨＣｌ ｗ ｘ 岬と容易に反応して分解、離脱し、そ
の結果反応管の場合はガス不透過性が短期間で阻害され
、強度も低下し、一方固定治具の場合は強ｆが低下して
ウェハーＯ固定性が阻害される欠点を有する。ｔた、酸
化雰囲気で行なわれる酸化処理工程（場合によりては拡
散処理工１りにおいて、反応管、固定治具の骨格をなす
再結晶炭化珪素が酸化反応（８１Ｃ＋２０ｍ−＋ｇｉＯ
１＋ＣＯ會）され、生成したＣＯｓがシリコンウニ＾−
に悪影響を及ぼし、と）わけＣｏ曹よ〕導かれるＣがシ
リコンウェハーに拡散するとシリコン素子の製造上不可
欠な不純物嬢度の規定が困難となる欠点を有する。
これに対し、本発明者は上記種々の欠点を全て解消する
ために鋭意研究を重ねた結果、反応管、及びキャリヤー
カートとウェハー保持具とからなる固定治具Ｏ基材表面
に緻密質窒化、珪、素膜を形成せしめることによって、
急熱急冷時における熱費形、不純物による失透化を防止
できることは勿論、ＨＣｌ ｆス中ＨＦ −ＨＮｏ、
１１ ＠ ０洗浄剤に対する耐性が向上され長期間優れ
えガス不透過性、強度を維持でき、しかも酸化雰囲気に
曝されて亀、シリコンウェハーの品質劣化を招＜ Ｃｏ
、 ０発生を阻止でき、もって寿命が長く、高品質の半
導体を製造し得る装置を見い出した。
ために鋭意研究を重ねた結果、反応管、及びキャリヤー
カートとウェハー保持具とからなる固定治具Ｏ基材表面
に緻密質窒化、珪、素膜を形成せしめることによって、
急熱急冷時における熱費形、不純物による失透化を防止
できることは勿論、ＨＣｌ ｆス中ＨＦ −ＨＮｏ、
１１ ＠ ０洗浄剤に対する耐性が向上され長期間優れ
えガス不透過性、強度を維持でき、しかも酸化雰囲気に
曝されて亀、シリコンウェハーの品質劣化を招＜ Ｃｏ
、 ０発生を阻止でき、もって寿命が長く、高品質の半
導体を製造し得る装置を見い出した。
すなわち、本発明社中導体材料を熱処理する牛導体製造
用装置において、基材表面の一部或いは全部に緻密質窒
化珪素膜を形成せしめた反応管と、皺反応管内に挿入さ
れ、基材表面の一部或いは全部に緻密質窒化珪素膜を形
成せしめ九前記牛導体材料を載量する固定治具とを具備
したことを特徴とするｔのである。
用装置において、基材表面の一部或いは全部に緻密質窒
化珪素膜を形成せしめた反応管と、皺反応管内に挿入さ
れ、基材表面の一部或いは全部に緻密質窒化珪素膜を形
成せしめ九前記牛導体材料を載量する固定治具とを具備
したことを特徴とするｔのである。
本発明におけ為反応管及びウェハー保持具とキャリヤー
カートから表る固定治具の基材としては、例えば再結晶
炭化珪素、この炭化珪素にシリコンを含浸した複合材、
石英ずラス、窒化珪素、或いは炭素環の材料から構成さ
れ、特に再結晶炭化珪素、この複合材、窒化珪素からな
る基材は耐熱性、強度が優れているため有益である・ 本発明における緻密質窒化珪素膜は気孔率が１０−以下
で、不純物としてのＦ・分が１００ｐｐｔｎ以下、０１
分が２０９ν議以下のものである・また、緻密質窒化珪
素膜の厚さは１０ｓ以上にすることが望ましい、ヒの理
由は、その厚さを１０μ未満にすると、ＨＣ４ｆＸ勢の
洗浄に際して窒化珪素といえども一部反応してピンホー
ルが発生し、反応管の場合はガス不透過性が阻害され、
他の固定治具にあうてもその骨格が炭素系の場合、ピン
ホールを介して内部の炭素系骨格が酸化されてシリコン
ウェハーに悪影蕃を及はすＣＯ■が発生するからであゐ
、好ましい緻密質窒化珪素膜の厚さは２０〜２００μで
ある。
カートから表る固定治具の基材としては、例えば再結晶
炭化珪素、この炭化珪素にシリコンを含浸した複合材、
石英ずラス、窒化珪素、或いは炭素環の材料から構成さ
れ、特に再結晶炭化珪素、この複合材、窒化珪素からな
る基材は耐熱性、強度が優れているため有益である・ 本発明における緻密質窒化珪素膜は気孔率が１０−以下
で、不純物としてのＦ・分が１００ｐｐｔｎ以下、０１
分が２０９ν議以下のものである・また、緻密質窒化珪
素膜の厚さは１０ｓ以上にすることが望ましい、ヒの理
由は、その厚さを１０μ未満にすると、ＨＣ４ｆＸ勢の
洗浄に際して窒化珪素といえども一部反応してピンホー
ルが発生し、反応管の場合はガス不透過性が阻害され、
他の固定治具にあうてもその骨格が炭素系の場合、ピン
ホールを介して内部の炭素系骨格が酸化されてシリコン
ウェハーに悪影蕃を及はすＣＯ■が発生するからであゐ
、好ましい緻密質窒化珪素膜の厚さは２０〜２００μで
ある。
本発明における緻密質窒化珪素＠１）基材表面への形成
状態は、耐洗浄性、耐酸化性、耐熱性Ｏ優れた反応管、
固定治具からなる装置な得ゐ観点から基材の全面に該窒
化珪素膜を形成することが望オしいが、酸化、拡散の処
理工程における反応雰囲気と直接−触する基材表ｍ１部
分のみに緻密質窒化珪素膜を形成してもよい０例えば、
反応管の場合は内表面のみに緻密質窒化珪素膜を、ウェ
ハー保持具の場合は、キャリヤーカートと接触すゐ以外
の表面に緻密質窒化珪素膜を、キャリヤーカーＦの場合
は、反応管と接触する以外の表示に同窒化珪素膜を、形
成するようにして亀よ込。
状態は、耐洗浄性、耐酸化性、耐熱性Ｏ優れた反応管、
固定治具からなる装置な得ゐ観点から基材の全面に該窒
化珪素膜を形成することが望オしいが、酸化、拡散の処
理工程における反応雰囲気と直接−触する基材表ｍ１部
分のみに緻密質窒化珪素膜を形成してもよい０例えば、
反応管の場合は内表面のみに緻密質窒化珪素膜を、ウェ
ハー保持具の場合は、キャリヤーカートと接触すゐ以外
の表面に緻密質窒化珪素膜を、キャリヤーカーＦの場合
は、反応管と接触する以外の表示に同窒化珪素膜を、形
成するようにして亀よ込。
本発明における各基材に緻密質窒化珪素膜を形成する手
段としては、たとえば各部材に四塩化珪素、四水素化珪
素などのシリコン系ガスと窒素、アン彎エアなどの窒素
系ガスとから量る原料ガスを減圧状態で供給し表から１
４００℃付近で加熱処理し各基材表ｆｌＫ反応物を析出
させて緻密質窒化珪素膜を形成する方法が採用し得る。
段としては、たとえば各部材に四塩化珪素、四水素化珪
素などのシリコン系ガスと窒素、アン彎エアなどの窒素
系ガスとから量る原料ガスを減圧状態で供給し表から１
４００℃付近で加熱処理し各基材表ｆｌＫ反応物を析出
させて緻密質窒化珪素膜を形成する方法が採用し得る。
次に、本発明Ｏ実施例を説明する。
実施例
まず、内部９０箇、外部１００ ｗｍ 、長さ１８５０
露で、気孔率が２５−の再結晶炭化珪素管内面に８１Ｃ
Ａ４を毎分５ＣＣ，Ｈ龜を毎分５００ＣＣ，及び■魯を
毎分４０ＣＣ，供給しながら１３１！Ｏ℃に加熱し、該
管内面に厚さ１００μ、気孔率０．１％以下の窒、化珪
素膜を形成して反応管を得た。
露で、気孔率が２５−の再結晶炭化珪素管内面に８１Ｃ
Ａ４を毎分５ＣＣ，Ｈ龜を毎分５００ＣＣ，及び■魯を
毎分４０ＣＣ，供給しながら１３１！Ｏ℃に加熱し、該
管内面に厚さ１００μ、気孔率０．１％以下の窒、化珪
素膜を形成して反応管を得た。
また、気孔率２５哄の再結晶炭化珪素体にシリ；ンを含
浸させ、加工した複数の溝部を有する半円筒状の複合基
材表面に、上記と同様な方法によ〉厚さ８０声、気孔率
２チの窒化珪素膜を形成してウニへ−保持臭を得た。
浸させ、加工した複数の溝部を有する半円筒状の複合基
材表面に、上記と同様な方法によ〉厚さ８０声、気孔率
２チの窒化珪素膜を形成してウニへ−保持臭を得た。
さらに１寸法４０鴫ｘｚｏｏｏ蝙×５■のカーーン平板
表面に上記と同様な方法によシ厚さ４．５■、気孔率４
チの窒化珪素膜を形成した後、両端部を切断除去すると
共Ｋ１１部から５０−間隔毎に内部のカーがン平板ｔマ
達すゐ５■φの穴を穿設し、酸化雰囲気中で８００℃の
温度下にて加熱処理して内部カーボン平板を酸化除去し
、緻密質窒化珪素のみからなゐ中空状のキャリヤ＝＆−
）を得え。
表面に上記と同様な方法によシ厚さ４．５■、気孔率４
チの窒化珪素膜を形成した後、両端部を切断除去すると
共Ｋ１１部から５０−間隔毎に内部のカーがン平板ｔマ
達すゐ５■φの穴を穿設し、酸化雰囲気中で８００℃の
温度下にて加熱処理して内部カーボン平板を酸化除去し
、緻密質窒化珪素のみからなゐ中空状のキャリヤ＝＆−
）を得え。
しかして、下記表に示す如く上述の方法によシ得た反応
管とウェハー保持具及びキャリヤーカートから擾る固定
治具とから構成された半導体製造用装置、並びに他の材
料から１にゐ反応管、ウェハー保持具及びキャリヤーカ
ートからなる固定治具とから構成される装置を用いて、
シリプンウエハーを酸化処理、リン拡散処理して酸化シ
リコン膜を有すゐシリ；ンウエハーを造）、これらウェ
ハー中に含有すゐナトリウム醇の不純物量を測定した。
管とウェハー保持具及びキャリヤーカートから擾る固定
治具とから構成された半導体製造用装置、並びに他の材
料から１にゐ反応管、ウェハー保持具及びキャリヤーカ
ートからなる固定治具とから構成される装置を用いて、
シリプンウエハーを酸化処理、リン拡散処理して酸化シ
リコン膜を有すゐシリ；ンウエハーを造）、これらウェ
ハー中に含有すゐナトリウム醇の不純物量を測定した。
その結果を同表に併記した。なお、不純物含有量はＭ＠
ｌ Ｖａｒａ＠ｔ＠ｒ法によ）得たＣ−Ｖ＠性のシフト
から求めた・バ□の値を９史とした。
ｌ Ｖａｒａ＠ｔ＠ｒ法によ）得たＣ−Ｖ＠性のシフト
から求めた・バ□の値を９史とした。
一方、各半導体製造用装置における反応管の使用寿命を
調べたところ、石英ガラス製反応管の場合、１２１１０
℃のリン拡散処理操作を１５回繰シ返すと、曲）中失透
を起こして使用不可能となりたのに対し、内表面に緻密
質窒化珪素膜が形成された反応管は１２８０℃のリン拡
散処理操作を１２０回以上繰シ返し行なっても何ら劣化
は認められなかりた。
調べたところ、石英ガラス製反応管の場合、１２１１０
℃のリン拡散処理操作を１５回繰シ返すと、曲）中失透
を起こして使用不可能となりたのに対し、内表面に緻密
質窒化珪素膜が形成された反応管は１２８０℃のリン拡
散処理操作を１２０回以上繰シ返し行なっても何ら劣化
は認められなかりた。
また、各半導体製造用装置における固定治具の一方の部
材であるウェハー保持具をリン拡散処理後、ＨＣｌ ｆ
スで洗浄し操作を繰〕返して耐洗浄性を調べたところ、
シリコン含浸炭化珪素からなるウェハー保持具の場合は
４０サイクル洗浄されると含浸シリコンが離散して実用
に耐えなくなりたのに対し、表面に緻密質窒化珪素膜を
有すゐウェハー保持具の場合は、２１Ｇサイクル以上洗
浄しても何ら表面劣化は認められなかった。
材であるウェハー保持具をリン拡散処理後、ＨＣｌ ｆ
スで洗浄し操作を繰〕返して耐洗浄性を調べたところ、
シリコン含浸炭化珪素からなるウェハー保持具の場合は
４０サイクル洗浄されると含浸シリコンが離散して実用
に耐えなくなりたのに対し、表面に緻密質窒化珪素膜を
有すゐウェハー保持具の場合は、２１Ｇサイクル以上洗
浄しても何ら表面劣化は認められなかった。
さらに、各半導体製造用装置における固定治具の他方の
部材であるキャリヤーカートの必要洗浄回数を調べたと
ころ、シリコン含浸庚化珪素からまるキャリヤーコート
の場合はシリコンウェハーの拡散処理を１０回行なう毎
に洗浄しなければ所定のウェハー特性が得られなかりた
のに対し、窒化珪素中空体からなるキャリヤー＆−）の
場合は不純物の吸着が少なく、シリコンウェハーの拡散
処理を２５回行なう毎に洗浄すれば所定のウェハー特性
が得られ、作業の簡素を図ることができた。
部材であるキャリヤーカートの必要洗浄回数を調べたと
ころ、シリコン含浸庚化珪素からまるキャリヤーコート
の場合はシリコンウェハーの拡散処理を１０回行なう毎
に洗浄しなければ所定のウェハー特性が得られなかりた
のに対し、窒化珪素中空体からなるキャリヤー＆−）の
場合は不純物の吸着が少なく、シリコンウェハーの拡散
処理を２５回行なう毎に洗浄すれば所定のウェハー特性
が得られ、作業の簡素を図ることができた。
以上詳述した如く、本発明によれば急熱急冷時における
熱変形、不純物による失透化を防止できることは勿論、
ＨＣｊガスやゴーＨＮＯ、溶液の洗浄剤に対する耐性が
高く長期間優れたガス不透過性、強度を維持できると共
に、酸化雰囲気に曝されてもシリコンウェハーに悪影響
會及はすＣＯ諺の生成を阻止でき、もって寿命が著しく
、シかも高品質の半導体を効率よく製造し得る半導体製
造用装置を提供できるものである。
熱変形、不純物による失透化を防止できることは勿論、
ＨＣｊガスやゴーＨＮＯ、溶液の洗浄剤に対する耐性が
高く長期間優れたガス不透過性、強度を維持できると共
に、酸化雰囲気に曝されてもシリコンウェハーに悪影響
會及はすＣＯ諺の生成を阻止でき、もって寿命が著しく
、シかも高品質の半導体を効率よく製造し得る半導体製
造用装置を提供できるものである。
図は半導体製造用装置の一形態を示す断面図である。
３−反応管、４・−キャリヤーゲート、ｄ−・ウェハー
保持具。 出願人代理人 弁理士 鈴江 武 廖手続補正書 昭和 年５７．＠、２６日 特許庁長官 若□杉 和 夫 殿 １、事件の表示 特願昭５７−１２１０５３号 ２、発明の名称 半導体製造用装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 東芝セラミックス株式会社 ４、代理人 ７、補正の内容 特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。 ２、特許請求の範囲 半導体材料を熱処理する半導体製造用装置において、基
材表面の一部或いは全部に緻密質窒化珪素膜を形成せし
めた反応管と、該反応管内に挿入され、基材表面の、一
部或いは全部に緻密質窒化珪素膜を形成せしめた前記半
導体材料を載置する固定治具とを具備したことを特徴と
する半導体製造用装置。
保持具。 出願人代理人 弁理士 鈴江 武 廖手続補正書 昭和 年５７．＠、２６日 特許庁長官 若□杉 和 夫 殿 １、事件の表示 特願昭５７−１２１０５３号 ２、発明の名称 半導体製造用装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 東芝セラミックス株式会社 ４、代理人 ７、補正の内容 特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。 ２、特許請求の範囲 半導体材料を熱処理する半導体製造用装置において、基
材表面の一部或いは全部に緻密質窒化珪素膜を形成せし
めた反応管と、該反応管内に挿入され、基材表面の、一
部或いは全部に緻密質窒化珪素膜を形成せしめた前記半
導体材料を載置する固定治具とを具備したことを特徴と
する半導体製造用装置。
Claims (1)
- 半導体材料を熱処理する半導体製造用装置において、基
材表面の一部或いは全部に緻密質窒化珪素膜を形成せし
めた反応管と、該反応管内に挿入され、基材表面の一部
或いは全部に緻密質窒化珪素膜を形成せしめた前記半導
体材料を載置する固定治具とを具備したことを特徴とす
る半導体製造用治具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12105382A JPS5825244A (ja) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | 半導体製造用装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12105382A JPS5825244A (ja) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | 半導体製造用装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4012578A Division JPS54132164A (en) | 1978-04-05 | 1978-04-05 | Device for fabricating semiconductor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5825244A true JPS5825244A (ja) | 1983-02-15 |
Family
ID=14801663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12105382A Pending JPS5825244A (ja) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | 半導体製造用装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5825244A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6383302B2 (en) * | 1997-12-02 | 2002-05-07 | Nec Corporation | Apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
-
1982
- 1982-07-12 JP JP12105382A patent/JPS5825244A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6383302B2 (en) * | 1997-12-02 | 2002-05-07 | Nec Corporation | Apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
| US6878625B2 (en) * | 1997-12-02 | 2005-04-12 | Nec Electronics Corporation | Method for manufacturing semiconductor device |
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