JPS5923464B2 - 半導体熱処理装置 - Google Patents

半導体熱処理装置

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JPS5923464B2
JPS5923464B2 JP54047476A JP4747679A JPS5923464B2 JP S5923464 B2 JPS5923464 B2 JP S5923464B2 JP 54047476 A JP54047476 A JP 54047476A JP 4747679 A JP4747679 A JP 4747679A JP S5923464 B2 JPS5923464 B2 JP S5923464B2
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JP
Japan
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processing tube
processing
support rod
convection prevention
overhang
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JP54047476A
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JPS55140236A (en
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亮三 佐藤
彪 井上
征史郎 佐藤
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TERU SAAMUKO KK
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TERU SAAMUKO KK
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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45587Mechanical means for changing the gas flow
    • C23C16/45591Fixed means, e.g. wings, baffles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C30B31/00Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor
    • C30B31/06Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor by contacting with diffusion material in the gaseous state
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
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    • C30B31/00Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor
    • C30B31/06Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor by contacting with diffusion material in the gaseous state
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、半導体ウェーハなどを熱処理するための半
導体熱処理装置の改良に関するものである。
最近、半導体ウェーハの寸法は次第に大形化して、直径
5吋にもなり、そのための半導体処理管は150〜16
0mmφ外径という大型になり、又上記ウェーハを載せ
る処理用ボートも800mm長さにもなつて来ている。
半導体処理管の現在までのものは、外部気体の流入を防
ぐため、又は処理ガスの有効使用あるいは内部ガスの均
一化のため、バッフルプレートを用いることもあるが、
処理ガスの出力側に封止用のキャップをとりつけて、処
理管内からのガス流出を防ぎ、かつ外部ガスの流入を防
ぐことが行われている。
しかしながら、ウェーハを熱処理する際に、該ウェーハ
をのせたボートは高温の処理部内に温度勾配の急な部分
を通つて挿入されたり、高温の処理部内から引出された
りするので、熱応力によりクラック、ピンホールによる
短絡などの問;垣が生ずる。
又外気の接する処理管端部の熱的破損などの生ずるのを
防ぐため、断熱体の端部から処理管を処理ガス出力側に
せり出して、オーバーハング部を設け、温度勾配をゆる
やかにして、ウェーハの予熱又は除熱を行なえるように
しているが、しかし、このように処理管をせり出すと、
処理管内の長手方向の温度一定の部分の長さ、即ち均熱
長が激減して半導体処理能力を低下させる問題が生じた
。例えば前記均熱長の温度を1000℃にしたとき、処
理ガス出口側に寄つた所に950℃の局部的低温部(d
iP)が現われ、上記均熱長は、上記ζ一局部的低温部
(Dip)の部分を除いた片方の長さに狭められて短か
くなる。
上記の局部的低温部が現われないように、前記オーバー
ハング部に処理ガスの対流を防止する対流防止板(複数
)をそれぞれ所定の位置に挿入セットするものであるが
、処理ずみの半導体をとり出すとき、先づ封止部をとり
外し、上記対流防止板(複数)をとり出し、ついで該処
理ずみの半導体をとり出し、それから未処理の半導体を
処理管内の1所定の位置に挿入セットし、続いて前記対
流防止板を再セットし、封止部を再びとりつけるのであ
るが、その際、上記一連の操作長時間を要し、半導体の
破損や汚染、管内の温度の低下、電力損失の増大などの
障害の発生するおそれがあつた。
この発明の目的は、上記の問題点を解決することであつ
て、前記温度の局部的低温部を実質上無くして、半導体
熱処理可能の均熱長を増大して半導体の熱処理量を増加
する装置において、処理する半導体を迅速かつ確実に処
理管より出し入れできるようにすることである。この発
明を添付図面の実施例によつて述べると、処理管2の中
央を発熱体6で包囲して加熱部3を形成し、その発熱体
6を断熱体7で覆い加熱部3の一端から処理管2の端部
に至る部分をオーバーハング部4とし、該オーバーハン
グ部4の大気に臨んだ部分の外周に処理ガス出口0を設
け、また該オーバーハング部4の端部に取付け自在な封
止部5を設けて気密にシールせしめた処理管2において
封止部5に対流防止板の支持棒1aをオーバーハング部
4の軸心方向に位置するように固着し、該支持棒1aの
長さをΔ−ーバーハング部4の長さと等しくすると共に
.該支持棒1aIC.複数の円板状の対流防止板1を一
体に取付ける。該対流板1の少なくとも二つは、処理ガ
ス出口Oの前後に位置するようになし、又該対流防止板
1の径は、処理管2の内径より若干小さく形成する。
例えば160φ外形の石英管を処理管として使用し、1
20φの5枚の対流防止板をほぼ300市以内に間隔を
おいて配置する。
尚図において8はボート、9はウェーハであり、5aは
封止部5と対流防止板1を保持する支持棒1aとの固着
部分である。
8はウェーハ、9はボートである。
本発明は上述のようであり、封止部5と一体の対流防止
板1を加熱してある処理管の外部にとり出すと共に、ウ
ェーハを載せたボートを該処理管の所定の均熱位置に挿
入セットし、然る後、前記とり出した対流防止板つきの
封止部5を短時間でとりつける。
この間、処理ガスをガス入力より流し、又は流さずボー
ト位置における処理管内部温度を所定の値に調整するこ
ともある。尚室温において、ボートを処理管内の上記所
定の位置に挿入すると共に対流防止板つき封止部5をセ
ットし、プログラムした所定の温度〜時間サイクルで処
理ガスを送入しつつ半導体を熱処理することもできる。
次に本発明の実施例について述べる。
160φ外径の石英管を処理管として使用し、120φ
の5枚の対流防止板をほぼ300龍範囲の間に配置する
と、第4図の如く950℃変動巾±0.1℃の均熱長が
ほぼ600mn得られた。
対流防止板を使わないと第5図の如く、前記対流現象を
もろに受けてほぼ50℃低下の局部的低温部を生じ、変
動巾±1℃の均熱長は350闘程に減じる。上記の対流
現象を第6図によつて説明すると、処理管内に矢印A。
,Alで示した処理ガスの大きい対流が現われ、加熱部
3で温められた該処理ガスはオーバーハング部4、封止
部等で冷却され、該矢印A。の如く処理管2の下側を帰
還して、加熱部3の中部にまで達し、処理管上部を通つ
てもどるコースをくりかえす。又短かい範囲で還流する
矢印A2の小対流も発生する。
又、第7図に示すように、処理管2内の上部位置の温度
Tは曲線Aとなり、処理管長手方向中央部で平坦な特性
を示しているが、処理管中心部Bの曲線B1下部Cの曲
線Cには処理管長手方向に上記冷却された対流による局
部的低温部B。
,COが現われている。本発明は、対流防止板の支持棒
をオーバーハング部の軸心方向に位置するように封止部
に固着し、旦、該支持棒の長さを、オーバーハング部の
長さと等しくすると共に該支持棒に複数の対流防止板を
一体に取り付けたので、処理管に封止部を取り付ければ
同時に所定位置即ち、オーバーハング部に対流防止板が
セットされる。
即ち、一動作で処理管のシールと対流防止板のセットが
できるので、従来例と比較すると迅速かつ確実に作業が
できる。ウェーハ等の破損や汚染などのおそれがない。
又処理管内の?度分布を低下したり電力損失を増大させ
るおそれがない。又、処理管中心部における処理管長手
方向の温度特性に表われる局部的低温部を実質的に無く
して均熱長を増加させることができ、半導体の熱処理量
を増大させることができることは言うまでもない。
尚第1図、第2図のようにほぼ円錐台状又は、キャップ
状の封止部にすると、処理管に封止部を取りつける場合
、対流防止板のセンタリングが容易で且、正確に行なえ
る。又、円板状の封止部では、該封止部の製作が容易で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明の実施例の断面図、第4図は本
発明の実施例の特性図、第5図は対流防止板を欠く場合
の特性図、第6図は第5図の場合の処理管内の対流を示
す概略説明図、第7図は同上の処理管内の位置別温度分
布の概略図である。 1・・・・・・対流防止板、2・・・・・・処理管、3
・・・・・・加熱部、4・・・・・・オーバーハング部
、5・・・・・・封止部、6・・・・・・発熱体(6a
,6b,6c部分より成る)、7・・・・・・断熱体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 処理管2の中央を発熱体6で包囲して加熱部3を形
    成し、該加熱部3の一端から処理管2の端部に至る部分
    をオーバーハング部4とし、該オーバーハング部4の端
    部に取付け自在な封止部5を設けて、気密にシールせし
    めた処理管2において、対流防止板の支持棒1aを、オ
    ーバーハング部4の軸心方向に位置するように封止部5
    に固着し、該支持棒1aの長さを、オーバーハング部4
    の長さと等しくすると共に該支持棒1aに複数の円板状
    の対流防止板1を一体に取付けると共に、該対流防止板
    1の径を処理管2の内径よりも若干小さくしたことを特
    徴とする半導体処理装置。 2 前記封止部5が、ほぼ円錐台状であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の半導体処理装置。 3 前記封止部5がキャップ状であることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の半導体処理装置。 4 前記封止部5がほぼ円板状であることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の半導体処理装置。
JP54047476A 1979-04-18 1979-04-18 半導体熱処理装置 Expired JPS5923464B2 (ja)

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JPS55140236A JPS55140236A (en) 1980-11-01
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