JPS6032971B2 - 炉芯管用キヤツプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、不純物拡散等の半導体装置の製造工程で用い
られる炉芯管のキャップに関する。

半導体装置の製造において、不純物拡散工程は不可欠で
あり、また半導体内の不純物の濃度分布および拡散深さ
を精密に再現性よく制御する必要がある。周知のように
この不純物拡散を行う手段として開管法があるが、この
拡散法は石英炉芯管の出口が大気に向って開いており、
入口は不純物ガスが流入するようになっている。また、
炉芯管の出口の周囲には、炉芯管内を通過した不純物ガ
スのための排気口が設けられている。そして、炉芯管の
出口が開放構造になっていることから、外気や塵の侵入
を防止するために、一般には出口にキャップをかぶせて
いる。従来、この種のキャップは、一端に炉芯管に密着
させるためのすり合せ加工部を有し、他端は閉じられか
つ該他端またはその近傍に炉芯管内を通過したガスを排
出するための排気口または排気管を備えるほぼ円筒状の
ものであった。

しかしながら、従釆の炉芯管用キャップを用いて半導体
ウエハースに不純物を拡散する場合、前記排気口または
排気管からの外気や塵の侵入を完全に防止することがで
きないばかりでなく、不純物ガスの圧力が排気口または
排気管近傍において急激に低下するとともにその影響が
炉芯管内のウエハースにまで及び、同一拡散処理でもウ
エハース間やウエハース内の位簿により拡散状態が非常
にばらついていた。

また、不純物ガスの流量や排気口もしくは排気管の大き
さを変えると、上記拡散状態のばらつきも変動し、高性
能の半導体装置を再現性よく製造することが困難であっ
た。なお、ガスの流量を増加すれば、外気の侵入や圧力
低下による影響を緩和できるが、最近は一般に大型のウ
エハースが用いられ、炉芯管の径も大きくなっているた
めに、不純物ガスやキャリアの無駄使いとなり、省資源
化の面からも好ましくない。本発明は、上記欠点を除き
、石英炉芯管内のガスを陽圧にし、外部の影響を受けな
い構造の炉芯管用キャップを提供するものである。本発
明の炉芯管用キャップは、一端にすり合せ加工部を有し
、池端は閉じられかつ該閉じた面または池端近傍に排気
口または排気管を備えるほぼ円筒状の炉芯管用キャップ
において、前記排気口または排気管を含む一定領域を仕
切って圧力緩和室とし、仕切板の前記圧力緩和室の反対
側に漏斗状の障壁板を、該障壁板の管部の末端を前記仕
切板に設けた開孔部に接続して設けたことを特徴とする
ものである。

以下、本発明を一実施例に基づき図面を参照して詳細に
説明する。

第１図および第２図はそれぞれ本発明を不純物拡散用炉
芯管のキャップに実施した場合のキャップの構造および
使用状態を示すものである。

炉芯管キャップ７は、長さ１００〜１７仇吻、直径９０
〜１２０側めの管状になっており、石英炉芯管１との装
着時に密着性をよくするために、石英炉芯管１の接触部
つまり円筒状キャップ７の一端の内壁３にすり合せ加工
を施している。また相対する石英炉芯管１の出口の外壁
２にもすり合せ加工を施している。このすり合せ加工部
は幅４０〜６仇岬こ渡り、通常はやや傾斜をもたせて円
錘状になっている。そして、仕切板１４によって仕切ら
れたガスの圧力緩和室１２が設けられている。また、前
記仕切板１４に漏斗状の障壁板４が設けられており、こ
の障壁板により炉芯管内を流れてきたガスが圧力緩和室
に送られる。前記圧力緩和室にはガスを排出するための
排気管５が設けられている。また、当該キャップの取扱
いを容易にするためにコ字状の取手６がキャップの外側
に設けられている。つぎに、このような炉芯管キャップ
７および石英炉芯管１を半導体装置の製造のための拡散
工程に用いた場合について説明する。第２図に示すよう
に、所望の温度に加熱された石英炉芯管１の入口１３よ
り不純物ガス１０を導入し、石英ボート９に並べた半導
体ウエハース８を所定の位置まで挿入する。

直ちに炉芯管キャップ７を石英炉芯管１の出口に装着し
、所定の時間、半導体ウエハース８に不純物を拡散させ
る。この拡散時に石英炉芯管１内の不純物ガス１０‘こ
キャップ７の障壁板４により抵抗が与えられ、半導体ウ
エハース８の周囲の不純物ガスー川ま密度が高くなり、
半導体ウエハース８と不純物ガス１０との反応が促進さ
れる。また、炉芯管キャップ７には前記圧力緩和室１２
が設けられているため、外気の変動や塵の侵入が緩和さ
れ、石英炉芯管１内の不純物ガス１０の圧力も急激に低
下することなく、ガスの流れおよび反応が安定する。以
上、詳細に説明したように、本発明の炉芯管キャップに
よば、外部からの影響を受けず、炉芯管内の不純物ガス
の流れおよび反応が一定した状態におかれ、再現性のよ
い拡散ができ、不純物の拡散状態のばらつきを非常小さ
くすることができる。またある程度の密封性により、石
英炉芯管内における不純物ガスの圧力が増し不純物ガス
濃度が高くなることから、石英炉芯管に供給する不純物
ガスおよびキャリアガス量を最小限に抑えることができ
る。更に、石英炉芯管の不純物による汚染度も小さくな
るなど数々の効果が得られる。なお、本発明の炉芯管用
キャップは不純物拡散工程だけでなく炉芯管を用いる各
種の工程において有効に実施できることは論をまたない
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ本発明を説明するための炉
芯管とキャップの斜視図及び断面図である。 １・・・・・・石英炉芯管、２・・・・・・外壁、３…
・・・内壁、４・・・・・・障壁板、５…・・・排気管
、６・・・・・・取手、７・・・・・・炉芯管キャップ
、８・・・・・・半導体ウエハース、９・・・・・・石
英ボート、１０・・・・・・不純物ガス、１１・・・・
・・ガス導入管、１２・・・・・・圧力緩和室、１３・
・…・炉芯管の入口。 弟Ｚ図 菊′図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一端にすり合せ加工部を有し、他端は閉じられかつ
   該閉じた面または他端近傍に排気口または排気管を備え
   るほぼ円筒状の炉芯管用キヤツプにおいて、前記排気口
   または排気管を含む一定領域を仕切つて圧力緩和室とし
   、仕切板の前記圧力緩和室の反対側に漏斗状の障壁板を
   、該障壁板の管部の末端を前記仕切板に設けた開孔部に
   接続して設けたことを特徴とする炉芯管用キヤツプ。