JPS5849017B2

JPS5849017B2 - 半導体用高圧拡散、酸化装置

Info

Publication number: JPS5849017B2
Application number: JP12587678A
Authority: JP
Inventors: 亮三佐藤
Original assignee: TERU SAAMUKO KK
Current assignee: TERU SAAMUKO KK
Priority date: 1978-10-13
Filing date: 1978-10-13
Publication date: 1983-11-01
Also published as: JPS5552222A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、半導体製造に使用される高圧拡散、酸化装置
に関する。

一般に半導体製造工程で、シリコン・ウエハの表面を酸
化するためにＨＣｔ，アンモニアなどのガスが、また拡
散の際にはＰＨ３などのガスが高圧下で使用されている
。

このような酸化・拡散ガスに使用されるガスは、半導体
装置を腐食して、該ガスが漏れてオペレータに害を及ぼ
す危険が生ずる。

さらに拡散工程においては、高圧下で拡散を行なわせる
ことが望ましいが、一般に反応容器には石英管が使用さ
れているため内圧を高くすることが困難であるため、該
容器を収納するタンクを設け、該容器の内圧と、タンク
の内圧を同時に高圧に平衡に保つ方法が行なわれている
が、上述した拡散・酸化後のガスを容器の内圧とタンク
内圧の平衡をくずすことなく優先的に排出できる装置は
、この種の半導体装置において開発されていなかった。

本発明の目的は、拡散・酸化に使用されるガスを優先的
に排気できると同時に、反応容器とタンク内のそれぞれ
の内圧の平衡に保つことができる高圧拡散・酸化装置を
提供することにある。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例を詳述する
。

図において、符号１は、石英ガラスの密封容器であって
、この容器１内のほぼ中央位置に設けられた試料台２上
に複数個のシリコン・ウエハ３が設置されている。

そして、このシリコン・ウエハ３を加熱するための加熱
コイル４が容器１を囲繞して配設されている。

この容器内に設置されたシリコン・ウエハ３を高圧下で
酸化するための、酸化用ガス、例えば０２，ＨＣｔ．
ｌ−リクレン、及び拡散用のドーピングガスを容器
内へそれぞれ供給するための供給バイプ５ａ，５ｂが容
器１の一端側壁から延出して設けられており、そして、
その終端には前記ガスの流量を調節するための二一ドル
・バルプ６ａ，６ｂと、圧力調整器７ａｐ７ｂとが
設けられている。

更に、前記容器１の底部の一個所に、前記酸化ガスの排
出用パイプ８が石英キャップ９を介して延出して設けら
れており、乙のパイプ８の延出の終端は前記酸化ガスを
トラップするための水槽１０内に位置している。

また、前記容器１を収納する密封タンク１１が設置され
、このタンク１１の一方の側部には、容器１を操作する
ための操作キャップ１２が、また他方の側部には、ふた
１３が取付けられている。

このタンク内を加圧するための不活性ガスを導入するた
めの導入パイプ１４がそのタンク１１の上側に設けられ
、このガスの流量は、このノくイプ１４に取付けられた
二一ドルバルプ１５で、また、その圧力は、圧力調整器
１６で調整される。

このタンク１１内には、何時もその内圧を一定に保持す
るに必要なガスが供給される。

さらに、このタンク１１には、サブタンク１７が離間し
て設けられており、このタンク１１と、サブタンク１７
とはパイプ１８と１９とによって連結されている。

一方のパイプ１８には、ジェット・オリフイス２０が設
けられ、しかもこのパイプ１８において、ジェット・オ
リフイス２０とタンク１１との間には二一ドル・バルプ
２０又はパイプキャリハー（細いパイプをだ行し′Ｃ長
く形成して逆拡散を防止できる。

）が配設され、一方、パイプ１９には逆止弁２２が配設
され、この逆止弁２２は、不活性ガスのサブタンク１７
からタンク１１内へのガスの流れを防止し、サブタンク
内の圧力がある値まで低下すると、作動してタンク１１
内からのガスを通す。

また、前記酸化ガスのトラップ用水槽１０内から放出さ
れる酸化ガスを前記パイプ１８のジェット・オリフイス
２０へ導びくためのパイプ２３が配設されている。

このパイプ２３は、前記パイプキャリパーを用いた時は
、直接サブタンク１７内に導びかれる。

前記サブタンク１７には、該ガスを放出するためのパイ
プ２４が設げられ、そして、こノハイプ２４Ｋは流出流
量を調節するためのニ一ドル・バルプ２５が配設されて
いる。

上述では、ガスの流量を調節する装置として二一ドル・
バルブを使用したが、マスフローを使用してもよい。

以下、上述した実施例の高圧拡散酸化装置の作用を述べ
る。

石英ガラスの容器１内の圧力、及び供給流量を、それぞ
れＰＩｚＶｌとし、タンク１１内の圧力、及び供
給流量を、それぞれ、Ｐ２ｓＶ２とし、及び、サ
ブタンク１７の圧力、及び排出流量を、それぞれＰ３，
Ｖ３とする。

まず、供給パイプ５ａ，５ｂから容器１内へ酸化及び拡
散ガスを導入する。

一方、供給パイプ１４からタンク１１内へ不活性？スを
導入する。

この際、前記ガスの圧力Ｐ１、流量ｖ１と不活性ガス
の圧力Ｐ２，ｖ２との関係はＰ１〉Ｐ２，ｖ＜Ｖ２
となるようにそれぞれの二一ドル・バルブ６，１５、
及び圧力調整器７，１６を調節する。

そして、高圧下でシリコン・ウエハの表面を酸化・拡散
した後の該ガスは、該ガスをトラツプする水槽１０内へ
導びかれ、この後パイプ２３に供給される。

一方、タンク１１内へ導入された不活性ガスは、パイプ
１８の二一ドル・バルプ２１を通ってジェット・オリフ
イス２０から噴出される，この場合、逆止弁２２は、作
動していない。

かくして、サブタンク１７からの排出用パイプ２４に設
けられた二一ドル・バルブ２５を調節して、排出流量ｖ
３をＶ１＋ｖ２より若干多めにすれば、サブタンク１
７内の圧力Ｐ３は、タンク１１内の圧力Ｐ２より小さ
くなるため、酸化・拡散後のガスがパイプ２３を通りジ
ェット・オリフイスの負圧により強制的に排出される。

そして、排出流量が何らかの理由で多くなりすぎサブタ
ンク１７内の圧力Ｐ３が異常に小さくなれば、タンク
内の不活性ガスが逆止弁２２を通ってサブタンク１７内
へ自動的に流入するようになり、サブタンク内の圧力Ｐ
３を上昇させ安全に運転することができる。

かくして、拡散・酸化反応を行なわせる容器の内圧と、
該容器を収納したタンクの内圧との平衡をくずすことな
く、該拡散・酸化に使用される有害ガスを優先的に排出
できると共に、更に高度なＨＣｔ酸化又はトリクレン酸
化、不純物拡散を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明に係る高圧拡散・酸化装置の概略図である
。１・・・容器、６ａ，ｓｂ，１５，２１，２５，７ａ，
７ｂ，１６・・・流量及び圧力調整装置、１１・・・タ
ンク、１７・・・サブタンク、２０・・・ジェット・オ
リフイス、２２・・・逆止弁、２３・・・拡散・酸化後
のガス放出用パイプ。

Claims

【特許請求の範囲】

１シリコン・ウエハを酸化・拡散するための容器及び
該容器を収納したタンク内へのそれぞれのガスの流量及
び圧力を調整するための装置と、該タンク内のガスを排
出するジェット・オリフィスと、前記容器内の排出ガス
をジェット・オリフィス内へ導びくためのパイプと、該
ジェット・オリフイス及び該パイプからのガスを貯めて
排気するサブタンクと、該サブタンク内の圧力が＝定以
下に低下した時、タンク内のガスを該サブタンク内へ導
通ずる逆止弁とを備えた半導体用高圧拡散、酸化装置。