JPS6011802B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS6011802B2 JPS6011802B2 JP55044181A JP4418180A JPS6011802B2 JP S6011802 B2 JPS6011802 B2 JP S6011802B2 JP 55044181 A JP55044181 A JP 55044181A JP 4418180 A JP4418180 A JP 4418180A JP S6011802 B2 JPS6011802 B2 JP S6011802B2
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- Japan
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- quartz
- quartz tube
- manufacturing
- crystalline quartz
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical 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
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Description
本発明は半導体装置の製造方法にかかり、特に半導体装
置の製造工程に於ける高温反応処理方法の改良に関する
。 半導体装置の製造に際して、酸化、拡散、気相成長、液
相成長等の高温反応処理工程に於ては、従来反応管（炉
芯管）として純度に優れており且つ汚染されにくい透明
石英管が使用されていた。 然し該透明石英は軟化温度が１１４０〔℃〕程度なので
、拡散工程等で屡々用いられる上記軟化温度より高い温
度、例えば１１５０〜１３００〔℃〕程度の高温処理に
透明石英管を反応管として用いた際には該透明石英管に
変形を生ずる。そのため該透明石英管内に挿入された石
英器具は透明石英管にならって変形を起こし、該石英器
具に支持されている被処理半導体基板は変形したり、甚
だしい場合には割れを生じたりして半導体装置の製造歩
留まりの低下を招く。 又上記のように透明石英管が変形した際には、被処理半
導体基板を支持した石英器具を出し入れする際の摩擦が
増え、石英粉を多く発生し彼処理基板面を汚染すること
も製造歩留まりを低下せしめる原因となる。 従って極度に変形した透明石英管は反応管として使用す
ることができないので使用寿命は極めて短か〈、半導体
装置の製造原価を上昇させる。 そして又透明石英管は製造方法の関係から外蓬寸法の精
度が悪く、外蓬面が平坦に形成されていないのみならず
肉厚も一様でなく、そしてこれらの点は外軽寸法が大き
くなる程著しくなる。そのために該透明石英管を挿入す
る加熱装置に於ける均熱管或るし、は発熱体の内軽寸法
に余裕を持たせねばならず、従って加熱効率が悪くなる
という問題や、前記肉厚のばらつきによって発熱体で発
生する赤外線に対するレンズ効果が生じ、透明石英管内
に異常高温部を生ぜしめ、該異常高温部に於ける異常反
応により半導体装置の製造歩留まりの低下を招くことも
ある。更に又透明石英管は肉厚を厚くすることができず
、３〜４〔燭〕程度が限度であるために熱容量が小さく
、それ自体では均熱効果に乏しいので、該透明石英管の
周囲に灼熱管を別に設けねばならない場合もあり、加熱
装置が大型化するために加熱電力等の製造経費が増大す
る。 本発明は上記種々の問題則こ鑑み、高純度で且つ耐熱性
に優れ、しかもそれ自体で灼熱性に優れ、更に又各部の
寸法を精度よく形成することができる反応管を用いて、
高温反応処理を行い、製造歩留まりの向上及び製造品質
の安定化や大幅な製造原価の低減をはかることができる
半導体装置の製造方法を提供する。 即ち本発明は半導体装置の製造方法に於て、内面に透明
石英層を有する結晶質石英管中に於て、半導体基板に対
する高温反応処理を行うことを特徴とする。 以下本発明を第１図ａに示す一実施例に用いる反応管の
軸方向断面図及び第１図ｂに示す第１図ａのＹ−Ｙ矢視
断面図と、第２図ａに示す反応管の変形方向説明図及び
第２図ｂに示す変形寿命曲線図を用いて詳細に説明する
。 本発明の方法により半導体基板に対する高温反応処理を
行うに際しては、反応管として例えば第１図ａ及び第１
図ｂに示すような結晶質石英管を用いる。 即ち該結晶質石英管の構造は、第１図ａに示すように加
熱炉挿入領域１を含む円筒領域２が、内面の表層部に例
えば１〜２〔側〕程度の厚さの透明石英層３が形成され
た例えば６〜８〔肋〕程度の肉厚を有する高純度の結晶
質石英競結管４からなっており、該結晶質石英焼結管４
の一端部は尾管５を有する３〜４〔帆〕程度の肉厚の透
明石英蓋６により落着封止され、他の一端には３〜４〔
肌〕程度の肉厚の透明石英管からなる試料導入部７が形
成されてなっている。 そして上記結晶質石英燐縞管４は、例えば高速に回転さ
せた円筒型の内壁に２００〔メッシュ〕程度の大きさの
高純度結晶質石英の破砕粒を所望の厚さに遠心力で被着
させ、該円筒型を回転させながらその中心方向から高温
に加熱して形成するので、その断面は第１図ｂに示すよ
うに内面表層部に所望の厚さ例えば１〜２〔肋〕程度の
溶融石英層貝０ち透明石英層３を有し、その外側は外蓬
面に向って徐々に密度が低くなる結晶質石英嬢縞層８か
らなっており、その外径面９は前記のように該結晶質石
英隣結管の製造工程に於ける円筒型の内径面により規定
されるので、寸法精度及び平坦度は極めて良く形成され
る。 そして又第１図ｂに示すように透明石英層３の外周を覆
っている高純度結晶質石英は透明石葵に比し遥かに高温
である１７００〔℃〕程度の軟化点を有するので、該結
晶質石英競給管（第１図ａ４）の常用温度１１５０〜１
３００〔℃〕に於ける強度は透明石英管より薄かに大き
く、例えば１２００〔℃〕に於ける変形寿命（第２図ａ
に示す石英管の垂直方向内蓬Ｄのつぶれが所定の比率に
達するまでの時間）は、第２図ｂに示すように透明石英
管にくらべ大幅に延長される。 第２図ｂに於て縦軸Ｄは石英管の垂直方向内径、機軸ｔ
は使用時間、Ａは高純度結晶質石英管の変形寿命曲線、
８は透明石英管の変形寿命曲線、Ｃは使用限界線を表わ
す。なお上記データは直径１４０〔肋〕の管による一例
である。更らに又藷孫旨晶質石英競綾管（第１図ａ４）
は前記のような方法によって製造されるので肉厚は厚く
形成することができ、従って熱容量は透明石英管に比し
大幅に向上させることができるので、該結晶質石英競給
管（第１図ａ４）に於てはその周囲に特に均熱管を設け
なくとも充分な灼熱性を確保することができる。 本発明の半導体装置の製造方法に於ては、前記簾ｈ図ａ
に示す高純度結晶質石英管を加熱装置内に挿入し、該高
純度結晶質石英管内に尾管５から所望の反応ガスを流入
し、該結晶質石英管内に試料導入部７から、複数枚（例
えば２５〜１００〔枚〕程度）の被処理半導体基板を高
純度石英器具に搭載して挿入する。 そして加熱装置の前記結晶質石英管外周部に該結晶質石
英管に面して露出して配議された発熱体により前記結晶
質石英管を加熱し、該結晶質石英管内に配置されている
複数枚の被処理半導体基板を例えば１１５０〜１３００
置の製造工程に於ける高温反応処理方法の改良に関する
。 半導体装置の製造に際して、酸化、拡散、気相成長、液
相成長等の高温反応処理工程に於ては、従来反応管（炉
芯管）として純度に優れており且つ汚染されにくい透明
石英管が使用されていた。 然し該透明石英は軟化温度が１１４０〔℃〕程度なので
、拡散工程等で屡々用いられる上記軟化温度より高い温
度、例えば１１５０〜１３００〔℃〕程度の高温処理に
透明石英管を反応管として用いた際には該透明石英管に
変形を生ずる。そのため該透明石英管内に挿入された石
英器具は透明石英管にならって変形を起こし、該石英器
具に支持されている被処理半導体基板は変形したり、甚
だしい場合には割れを生じたりして半導体装置の製造歩
留まりの低下を招く。 又上記のように透明石英管が変形した際には、被処理半
導体基板を支持した石英器具を出し入れする際の摩擦が
増え、石英粉を多く発生し彼処理基板面を汚染すること
も製造歩留まりを低下せしめる原因となる。 従って極度に変形した透明石英管は反応管として使用す
ることができないので使用寿命は極めて短か〈、半導体
装置の製造原価を上昇させる。 そして又透明石英管は製造方法の関係から外蓬寸法の精
度が悪く、外蓬面が平坦に形成されていないのみならず
肉厚も一様でなく、そしてこれらの点は外軽寸法が大き
くなる程著しくなる。そのために該透明石英管を挿入す
る加熱装置に於ける均熱管或るし、は発熱体の内軽寸法
に余裕を持たせねばならず、従って加熱効率が悪くなる
という問題や、前記肉厚のばらつきによって発熱体で発
生する赤外線に対するレンズ効果が生じ、透明石英管内
に異常高温部を生ぜしめ、該異常高温部に於ける異常反
応により半導体装置の製造歩留まりの低下を招くことも
ある。更に又透明石英管は肉厚を厚くすることができず
、３〜４〔燭〕程度が限度であるために熱容量が小さく
、それ自体では均熱効果に乏しいので、該透明石英管の
周囲に灼熱管を別に設けねばならない場合もあり、加熱
装置が大型化するために加熱電力等の製造経費が増大す
る。 本発明は上記種々の問題則こ鑑み、高純度で且つ耐熱性
に優れ、しかもそれ自体で灼熱性に優れ、更に又各部の
寸法を精度よく形成することができる反応管を用いて、
高温反応処理を行い、製造歩留まりの向上及び製造品質
の安定化や大幅な製造原価の低減をはかることができる
半導体装置の製造方法を提供する。 即ち本発明は半導体装置の製造方法に於て、内面に透明
石英層を有する結晶質石英管中に於て、半導体基板に対
する高温反応処理を行うことを特徴とする。 以下本発明を第１図ａに示す一実施例に用いる反応管の
軸方向断面図及び第１図ｂに示す第１図ａのＹ−Ｙ矢視
断面図と、第２図ａに示す反応管の変形方向説明図及び
第２図ｂに示す変形寿命曲線図を用いて詳細に説明する
。 本発明の方法により半導体基板に対する高温反応処理を
行うに際しては、反応管として例えば第１図ａ及び第１
図ｂに示すような結晶質石英管を用いる。 即ち該結晶質石英管の構造は、第１図ａに示すように加
熱炉挿入領域１を含む円筒領域２が、内面の表層部に例
えば１〜２〔側〕程度の厚さの透明石英層３が形成され
た例えば６〜８〔肋〕程度の肉厚を有する高純度の結晶
質石英競結管４からなっており、該結晶質石英焼結管４
の一端部は尾管５を有する３〜４〔帆〕程度の肉厚の透
明石英蓋６により落着封止され、他の一端には３〜４〔
肌〕程度の肉厚の透明石英管からなる試料導入部７が形
成されてなっている。 そして上記結晶質石英燐縞管４は、例えば高速に回転さ
せた円筒型の内壁に２００〔メッシュ〕程度の大きさの
高純度結晶質石英の破砕粒を所望の厚さに遠心力で被着
させ、該円筒型を回転させながらその中心方向から高温
に加熱して形成するので、その断面は第１図ｂに示すよ
うに内面表層部に所望の厚さ例えば１〜２〔肋〕程度の
溶融石英層貝０ち透明石英層３を有し、その外側は外蓬
面に向って徐々に密度が低くなる結晶質石英嬢縞層８か
らなっており、その外径面９は前記のように該結晶質石
英隣結管の製造工程に於ける円筒型の内径面により規定
されるので、寸法精度及び平坦度は極めて良く形成され
る。 そして又第１図ｂに示すように透明石英層３の外周を覆
っている高純度結晶質石英は透明石葵に比し遥かに高温
である１７００〔℃〕程度の軟化点を有するので、該結
晶質石英競給管（第１図ａ４）の常用温度１１５０〜１
３００〔℃〕に於ける強度は透明石英管より薄かに大き
く、例えば１２００〔℃〕に於ける変形寿命（第２図ａ
に示す石英管の垂直方向内蓬Ｄのつぶれが所定の比率に
達するまでの時間）は、第２図ｂに示すように透明石英
管にくらべ大幅に延長される。 第２図ｂに於て縦軸Ｄは石英管の垂直方向内径、機軸ｔ
は使用時間、Ａは高純度結晶質石英管の変形寿命曲線、
８は透明石英管の変形寿命曲線、Ｃは使用限界線を表わ
す。なお上記データは直径１４０〔肋〕の管による一例
である。更らに又藷孫旨晶質石英競綾管（第１図ａ４）
は前記のような方法によって製造されるので肉厚は厚く
形成することができ、従って熱容量は透明石英管に比し
大幅に向上させることができるので、該結晶質石英競給
管（第１図ａ４）に於てはその周囲に特に均熱管を設け
なくとも充分な灼熱性を確保することができる。 本発明の半導体装置の製造方法に於ては、前記簾ｈ図ａ
に示す高純度結晶質石英管を加熱装置内に挿入し、該高
純度結晶質石英管内に尾管５から所望の反応ガスを流入
し、該結晶質石英管内に試料導入部７から、複数枚（例
えば２５〜１００〔枚〕程度）の被処理半導体基板を高
純度石英器具に搭載して挿入する。 そして加熱装置の前記結晶質石英管外周部に該結晶質石
英管に面して露出して配議された発熱体により前記結晶
質石英管を加熱し、該結晶質石英管内に配置されている
複数枚の被処理半導体基板を例えば１１５０〜１３００
〔００〕の間の所望の温度に昇温し、高温反応処理を行
って該被処理半導体基板に所定の機能層を形成する。そ
して上記本発明の方法に於ては、前述のように結晶質石
英管が極めて良い均熱性を有するために、該結晶質石英
管の外周部に特に均熱管を設けないでも充分な均熱性が
得られ、各被処理半導体基板に対し一様な機能層を形成
することができる。又前述のように結晶質石英管は寸法
精度よく形成されており、肉厚のぱらつきが少なく且つ
内部に面する一部の層を除いて総て不透明の結晶質石英
蛾績層で形成されているので、該石英管内の反応領域に
発熱体の発生する赤外線に起因する異常高温部を発生さ
せることがなく、従って被処理半導体基板に異常な機能
層を形成せしめることがない。そして又本発明の方法に
於ては、被処理半導体基板の出し入れに際して、被処理
基板を搭載した高純度石英器具との摺動面である結晶質
石英管の内面には透明石英層が形成されており、且つ核
結晶質石英管は前述のように高温に於て極めて変形し‘
こくい性質を持っているので、前記擢動面は常に平坦且
つ平滑に保たれるので、石英器具と結晶質石英管との摩
擦によって発生する石英粉は殆んどなく、被処理基板が
汚染されることがなくなるので極めて高い処理品質が保
たれる。 又前記のように該結晶質石英管の高温に於ける変形寿命
は極めて長いので、一定の条件で長期にわたって安定し
た処理が行われるので製造品質の安定化がはかれると同
時に、非常に高価な高秦剛度石英管の消費量をブル風こ
削減することができる。 なお本発明に用いる高純度結晶質石英管の総造は上記実
施例に限らず種々な外隆寸法のものに適用することが可
能であり、又透明石英層の厚さ及び結晶質石英暁結層の
厚さも所望の値に選ぶことができる。以上説明したよう
に本発明によれば、半導体装瞳を製造するに際して、極
めて安定した高品質の高温反応処理を行うことができ、
且つ該高温反応処理に使用する高純度石英管の消費量を
大幅に削減することができるので、半導体装置の製造工
程に於ける各種高温反応処理の自動化及び半導体装置の
製造歩留まりの向上、原価の低減に対する効果は極めて
大きい。
って該被処理半導体基板に所定の機能層を形成する。そ
して上記本発明の方法に於ては、前述のように結晶質石
英管が極めて良い均熱性を有するために、該結晶質石英
管の外周部に特に均熱管を設けないでも充分な均熱性が
得られ、各被処理半導体基板に対し一様な機能層を形成
することができる。又前述のように結晶質石英管は寸法
精度よく形成されており、肉厚のぱらつきが少なく且つ
内部に面する一部の層を除いて総て不透明の結晶質石英
蛾績層で形成されているので、該石英管内の反応領域に
発熱体の発生する赤外線に起因する異常高温部を発生さ
せることがなく、従って被処理半導体基板に異常な機能
層を形成せしめることがない。そして又本発明の方法に
於ては、被処理半導体基板の出し入れに際して、被処理
基板を搭載した高純度石英器具との摺動面である結晶質
石英管の内面には透明石英層が形成されており、且つ核
結晶質石英管は前述のように高温に於て極めて変形し‘
こくい性質を持っているので、前記擢動面は常に平坦且
つ平滑に保たれるので、石英器具と結晶質石英管との摩
擦によって発生する石英粉は殆んどなく、被処理基板が
汚染されることがなくなるので極めて高い処理品質が保
たれる。 又前記のように該結晶質石英管の高温に於ける変形寿命
は極めて長いので、一定の条件で長期にわたって安定し
た処理が行われるので製造品質の安定化がはかれると同
時に、非常に高価な高秦剛度石英管の消費量をブル風こ
削減することができる。 なお本発明に用いる高純度結晶質石英管の総造は上記実
施例に限らず種々な外隆寸法のものに適用することが可
能であり、又透明石英層の厚さ及び結晶質石英暁結層の
厚さも所望の値に選ぶことができる。以上説明したよう
に本発明によれば、半導体装瞳を製造するに際して、極
めて安定した高品質の高温反応処理を行うことができ、
且つ該高温反応処理に使用する高純度石英管の消費量を
大幅に削減することができるので、半導体装置の製造工
程に於ける各種高温反応処理の自動化及び半導体装置の
製造歩留まりの向上、原価の低減に対する効果は極めて
大きい。
第１図ａは本発明の一実施例に用いる反応管の鮫方向断
面図、第１図ｂは第１図ａのＹ−Ｙ失視断面図、第２図
ａは反応管の変形方向説明図、第２図ｂは反応管の変形
寿命曲線図である。 図に於て、１は加熱炉挿入領域、２は円筒領域、３は透
明石英層、４は結晶質石英暁結管、５は尾管、６は透明
石英蓋、７は試料導入部、８は結晶質石英競結層、９は
外蚤面、Ｄは垂直方向内径、ｔは使用時間、Ａは高純度
結晶質石英管の変形寿命曲線、Ｂは透明石英管の変形寿
命曲線、Ｃは使用限界線を表わす。多′図（Ｑ）多′図
（り） 発Ｚ鰯｛の 多２図（０）
面図、第１図ｂは第１図ａのＹ−Ｙ失視断面図、第２図
ａは反応管の変形方向説明図、第２図ｂは反応管の変形
寿命曲線図である。 図に於て、１は加熱炉挿入領域、２は円筒領域、３は透
明石英層、４は結晶質石英暁結管、５は尾管、６は透明
石英蓋、７は試料導入部、８は結晶質石英競結層、９は
外蚤面、Ｄは垂直方向内径、ｔは使用時間、Ａは高純度
結晶質石英管の変形寿命曲線、Ｂは透明石英管の変形寿
命曲線、Ｃは使用限界線を表わす。多′図（Ｑ）多′図
（り） 発Ｚ鰯｛の 多２図（０）
Claims (1)
- １ 高速に回転させた円筒型の内壁に高純度結晶質石英
粒子を遠心力で被着させ、円筒型を回転させながら中心
方向から高温に加熱して形成された内面に透明石英層を
有し、外側は結晶質石英焼結層からなる結晶質石英管中
に於て、半導体基板に対する高温反応処理を行うことを
特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55044181A JPS6011802B2 (ja) | 1980-04-04 | 1980-04-04 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55044181A JPS6011802B2 (ja) | 1980-04-04 | 1980-04-04 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56140623A JPS56140623A (en) | 1981-11-04 |
| JPS6011802B2 true JPS6011802B2 (ja) | 1985-03-28 |
Family
ID=12684397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55044181A Expired JPS6011802B2 (ja) | 1980-04-04 | 1980-04-04 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6011802B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61296711A (ja) * | 1985-06-24 | 1986-12-27 | モトロ−ラ・インコ−ポレ−テツド | 固着しないボ−トを使用する半導体ウエハ処理方法 |
| JPS62276824A (ja) * | 1986-04-01 | 1987-12-01 | Deisuko Haitetsuku:Kk | 縦型半導体熱処理装置の外気混入防止装置 |
| JP2634424B2 (ja) * | 1988-02-29 | 1997-07-23 | 東京エレクトロン株式会社 | 気相成長炉及び処理方法 |
| JPH0742193B2 (ja) * | 1992-04-27 | 1995-05-10 | 信越半導体株式会社 | 単結晶引き上げ用石英るつぼ |
| JPH10163122A (ja) * | 1996-11-29 | 1998-06-19 | Fukui Shinetsu Sekiei:Kk | 半導体ウエハの熱処理装置及び炉心管 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH566077A5 (ja) * | 1972-08-05 | 1975-08-29 | Heraeus Schott Quarzschmelze |
-
1980
- 1980-04-04 JP JP55044181A patent/JPS6011802B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56140623A (en) | 1981-11-04 |
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