JPS61160928A - 半導体製造拡散炉用均熱管 - Google Patents
半導体製造拡散炉用均熱管Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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- H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体製造拡散炉に用いられる均熱管特にＳｉ
Ｃ−３ｉ質均熱管に関する。
Ｃ−３ｉ質均熱管に関する。
半導体工業に限らず電気炉において、処理物を均一な温
度で加熱する為、均熱管が用いられることは古くから行
なわれていた。一方、近年半導体産業の急速な成長に伴
い、半導体製造用拡散炉の数が大巾な伸びを示している
。該拡散炉に用いられる均熱管は非常に高純度のものが
要求されるため、広く石英質のものが使用されていた。
度で加熱する為、均熱管が用いられることは古くから行
なわれていた。一方、近年半導体産業の急速な成長に伴
い、半導体製造用拡散炉の数が大巾な伸びを示している
。該拡散炉に用いられる均熱管は非常に高純度のものが
要求されるため、広く石英質のものが使用されていた。
しかしながら、上記石英質均熱管は不純物汚染による失
透、へたり、均熱性の面で問題があるため、最近になっ
て５ｉ（Ｅ系均熱管が広く普及しつつある。即ち、Ｓｉ
Ｃ系均熱管は、大部分の場合ＳｉＣとＳｉからなるが、
耐熱性、化学的安定性、均熱性耐熱衝撃性の面で非常に
優れている。また、石英管に比べ純度はかなり低いもの
であったが、近年高純度のものが製造されるようになり
、益々ＳｉＣ系特にＳｉＣ−Ｓｉ質均熱管は広く採用さ
れつつある。
透、へたり、均熱性の面で問題があるため、最近になっ
て５ｉ（Ｅ系均熱管が広く普及しつつある。即ち、Ｓｉ
Ｃ系均熱管は、大部分の場合ＳｉＣとＳｉからなるが、
耐熱性、化学的安定性、均熱性耐熱衝撃性の面で非常に
優れている。また、石英管に比べ純度はかなり低いもの
であったが、近年高純度のものが製造されるようになり
、益々ＳｉＣ系特にＳｉＣ−Ｓｉ質均熱管は広く採用さ
れつつある。
ところで、上記ＳｉＣ−３ｉ質均熱管は再結晶質ＳｉＣ
が用いられるが、該再結晶質ＳｉＣは従来より截 発熱体や低抗体として使用されているように、ある程度
の導電性をもっている。加えて、該再結晶質ＳｉＣに導
電性の良好なＳｉを含浸しているため、拡散炉内に均熱
管として用いられる場合、基体外表面を電気的に絶縁さ
せる必要がある。即ち、均熱管の外周にヒーターが設置
されるため、該均熱管の外表面とヒーターが接触し漏電
した場合、均熱管が局部加熱を起こし、均熱管の短期破
損やヒーターの短期熔憬を起こす。ひいては設備の寿命
を縮めたり、半導体の歩留りが下がる等により、生産上
の支障となる。上述の漏電を防止するため、該均熱管の
外表面に高純度のＺｒ０ｚ・５ｉＯｚを被覆している。
が用いられるが、該再結晶質ＳｉＣは従来より截 発熱体や低抗体として使用されているように、ある程度
の導電性をもっている。加えて、該再結晶質ＳｉＣに導
電性の良好なＳｉを含浸しているため、拡散炉内に均熱
管として用いられる場合、基体外表面を電気的に絶縁さ
せる必要がある。即ち、均熱管の外周にヒーターが設置
されるため、該均熱管の外表面とヒーターが接触し漏電
した場合、均熱管が局部加熱を起こし、均熱管の短期破
損やヒーターの短期熔憬を起こす。ひいては設備の寿命
を縮めたり、半導体の歩留りが下がる等により、生産上
の支障となる。上述の漏電を防止するため、該均熱管の
外表面に高純度のＺｒ０ｚ・５ｉＯｚを被覆している。
上記Ｚｒ０ｚ・５ｉｎ２被覆材はＳｉＣと熱膨張率が近
似しているため、被覆材料としては非常にいい材料とい
える。しかしながら、上記Ｚｒ０ｚ・５ｉＯｚを被覆す
る場合、該均熱管をＳｉの融点付近以上（１４００℃以
上）にＺｒ０ｚ・５ｉｎ２を被覆焼付の為加熱できない
。つまり、上記１４００２：以上で焼付を行うと基体中
のＳｉが内表面や外表面に吹き出す為焼付温度はＳｉの
融点以下でなければならない。上述のように低い温度で
焼付すると崗密且つ強固に被覆するのは困難で、被覆材
にヒビや割れが生じやすく、問題となっていた。
似しているため、被覆材料としては非常にいい材料とい
える。しかしながら、上記Ｚｒ０ｚ・５ｉＯｚを被覆す
る場合、該均熱管をＳｉの融点付近以上（１４００℃以
上）にＺｒ０ｚ・５ｉｎ２を被覆焼付の為加熱できない
。つまり、上記１４００２：以上で焼付を行うと基体中
のＳｉが内表面や外表面に吹き出す為焼付温度はＳｉの
融点以下でなければならない。上述のように低い温度で
焼付すると崗密且つ強固に被覆するのは困難で、被覆材
にヒビや割れが生じやすく、問題となっていた。
また、ＳｉＣ−Ｓｉ質均熱管の内表面は半導体製造工程
で拡散炉内に設置され１１００〜１３００℃にて定期的
に）３ｃＩガスを流入し洗浄されているが、Ｓｉが内表
面に露出されている為４℃ｌガスと上記Ｓｉが反応しＳ
ｉＣ１４ガスとなり、容易にエツチングされる。その結
果、ａ ＳｉＣ−Ｓｉ 買増熱管はガス不透過性を維
持できなくなり、エツチングされた部分は、Ｆｅ 、
Ｃｕなどの不純物元素の拡散通路となり、該均熱管内表
面を通して、処理物に悪影響を与えることがあり、最近
のＩＣ産業が益々成長していく上で、拡散炉用均熱管の
大きな問題となっていた。
で拡散炉内に設置され１１００〜１３００℃にて定期的
に）３ｃＩガスを流入し洗浄されているが、Ｓｉが内表
面に露出されている為４℃ｌガスと上記Ｓｉが反応しＳ
ｉＣ１４ガスとなり、容易にエツチングされる。その結
果、ａ ＳｉＣ−Ｓｉ 買増熱管はガス不透過性を維
持できなくなり、エツチングされた部分は、Ｆｅ 、
Ｃｕなどの不純物元素の拡散通路となり、該均熱管内表
面を通して、処理物に悪影響を与えることがあり、最近
のＩＣ産業が益々成長していく上で、拡散炉用均熱管の
大きな問題となっていた。
本発明は上記の問題点、即ち基体外表面の被覆材の割れ
やヒビを防ぎ、且つ基体内表面のＨｃ１ガス洗浄による
エツチングを阻止し、基体から処理物への不純物の揮発
を押えた半導体製造拡散炉用均熱管を提供するものであ
る。
やヒビを防ぎ、且つ基体内表面のＨｃ１ガス洗浄による
エツチングを阻止し、基体から処理物への不純物の揮発
を押えた半導体製造拡散炉用均熱管を提供するものであ
る。
皿ち、本発明は半導体製造拡散炉に使用されるＳｉＣ−
Ｓｉ質均熱管において、該均熱管の基体内表面及び外表
面にＳ ｉ（ｈ膜が形成され、且つ基体外表面の５ｉＯ
ｚ 膜の上にＺｒ（ｈ・Ｓｉ０ｇ材料が被覆されてい
ることを特徴とする。
Ｓｉ質均熱管において、該均熱管の基体内表面及び外表
面にＳ ｉ（ｈ膜が形成され、且つ基体外表面の５ｉＯ
ｚ 膜の上にＺｒ（ｈ・Ｓｉ０ｇ材料が被覆されてい
ることを特徴とする。
しかも、本発明のＳｉＣ−Ｓｉ 買増熱管は基体内表
面と外表面に１μｍから５０μｍまでの範囲内の厚みの
Ｓ ｉＯ２膜を形成している。即ち、１μｍ未満の場合
、基体の外表面の被覆材にヒビや割れが生じしかも被覆
材の基体に対する付着力の向上がみられず、又基体の内
表面にはＨＣ，ｉガス洗浄した場合、Ｓｉのエツチング
見られ、ＳｉＯ２膜の存在が有効でない。
面と外表面に１μｍから５０μｍまでの範囲内の厚みの
Ｓ ｉＯ２膜を形成している。即ち、１μｍ未満の場合
、基体の外表面の被覆材にヒビや割れが生じしかも被覆
材の基体に対する付着力の向上がみられず、又基体の内
表面にはＨＣ，ｉガス洗浄した場合、Ｓｉのエツチング
見られ、ＳｉＯ２膜の存在が有効でない。
一方５０μｍを超す厚みのＳｉＯ２膜の形成におい【、
該５ｉＯｚ 膜が半導体製造用拡散炉に用いられる為
、非常に高純度であることが要求されるが、高純度５ｉ
ｎｓ 膜の生成には、多くの時間を要すため、大変なコ
゛スト高となる。上記のように経済性、作業性の面から
該ＳｉＯ２膜は５０μｍ以下であり、°本発明の効果が
十分に達し得るには該５ｉ０２膜の厚みは１μｍから５
０μｍの間でなければならない。
該５ｉＯｚ 膜が半導体製造用拡散炉に用いられる為
、非常に高純度であることが要求されるが、高純度５ｉ
ｎｓ 膜の生成には、多くの時間を要すため、大変なコ
゛スト高となる。上記のように経済性、作業性の面から
該ＳｉＯ２膜は５０μｍ以下であり、°本発明の効果が
十分に達し得るには該５ｉ０２膜の厚みは１μｍから５
０μｍの間でなければならない。
尚、本発明に存在する基体外表面の中間層である５ｉＯ
ｚ膜は別々に生成させてもよいが、同時に、生成させた
方が工程上好ましい。即ち、生成方法として、例えば所
定の形状のＳｉＣ−５ｉ質の基体に１μｍから５０μｍ
の範囲内の厚みのＳｉＯ２膜を生成させるには、ドライ
０２を供給しながら、１１００−１４００七の温度と酸
化時間を制御することにより、容易に得ることができる
。
ｚ膜は別々に生成させてもよいが、同時に、生成させた
方が工程上好ましい。即ち、生成方法として、例えば所
定の形状のＳｉＣ−５ｉ質の基体に１μｍから５０μｍ
の範囲内の厚みのＳｉＯ２膜を生成させるには、ドライ
０２を供給しながら、１１００−１４００七の温度と酸
化時間を制御することにより、容易に得ることができる
。
また、ウェット０２による酸化、スチーム酸イｈ及びド
ライ０２にＨＣＬＣ１２、Ｃ２ＨＣｌ３等の混入物での
酸化等を行うことにより、上記ドライ０２酸化に比べて
短時間で所定の厚みの５ｔ０２膜を得ることができる。
ライ０２にＨＣＬＣ１２、Ｃ２ＨＣｌ３等の混入物での
酸化等を行うことにより、上記ドライ０２酸化に比べて
短時間で所定の厚みの５ｔ０２膜を得ることができる。
以下、本発明を実施例により説明する。
実施例Ｉ
外径ψ１８６−、、内径ψ１７２−１長さ１７００−の
再結晶質ＳｉＣ管にＳｉを含浸させて得られたＳｉＣ−
Ｓｉ質均熱管基体に、配管系から発生する粒子を取り除
く為のフィルターを取り付けた０２発生装置を使用して
、純０ンを毎分５を供給しそ、１２００’Ｃにて２４時
間処理した。上記処理後、該ＳｉＣ−５ｉ質均熱管基体
の内外画表面に１μｍの５ｉｎ２膜が形成されｔた。上
記均熱管の外表面のＳｉｎ２Ｍ、に、にＺｒＯｓ＋・５
ｉＯｚをスー プレー法にて被覆したあと、１４００℃
にて上記Ｚｒ０ｚ・ＳｉＣｈを焼付けて、絶縁被覆膜を
形成し、本発明のＳｉＣ−Ｓｉ質均熱管を得た。
再結晶質ＳｉＣ管にＳｉを含浸させて得られたＳｉＣ−
Ｓｉ質均熱管基体に、配管系から発生する粒子を取り除
く為のフィルターを取り付けた０２発生装置を使用して
、純０ンを毎分５を供給しそ、１２００’Ｃにて２４時
間処理した。上記処理後、該ＳｉＣ−５ｉ質均熱管基体
の内外画表面に１μｍの５ｉｎ２膜が形成されｔた。上
記均熱管の外表面のＳｉｎ２Ｍ、に、にＺｒＯｓ＋・５
ｉＯｚをスー プレー法にて被覆したあと、１４００℃
にて上記Ｚｒ０ｚ・ＳｉＣｈを焼付けて、絶縁被覆膜を
形成し、本発明のＳｉＣ−Ｓｉ質均熱管を得た。
実施例２
上記実施例■と同一製法により得られた、同一寸法のＳ
ｉＣ−Ｓｉ質買増管基体に、純水を入れた容器を加熱し
て沸騰可能な装置を使用して、水蒸気を供給して、１０
００ Ｃにて５０時間処理した。上記ＳｉＣ−Ｓｉ質均
熱管基体の内外画表面に４μｍのＳ ｉｏｚ膜を形成さ
れた後、実施例■と同様に該均熱管基体の外表面の５ｉ
Ｏｚ膜上にＺ ｒ Ｏ２・ＳｉＯ２を焼付けることによ
り絶縁被覆膜を形成し、本発明のＳｉＣ−Ｓｔ 買増
熱管を得た。
ｉＣ−Ｓｉ質買増管基体に、純水を入れた容器を加熱し
て沸騰可能な装置を使用して、水蒸気を供給して、１０
００ Ｃにて５０時間処理した。上記ＳｉＣ−Ｓｉ質均
熱管基体の内外画表面に４μｍのＳ ｉｏｚ膜を形成さ
れた後、実施例■と同様に該均熱管基体の外表面の５ｉ
Ｏｚ膜上にＺ ｒ Ｏ２・ＳｉＯ２を焼付けることによ
り絶縁被覆膜を形成し、本発明のＳｉＣ−Ｓｔ 買増
熱管を得た。
比較例Ｉ
上記実施例Ｌ ２と同−寸法及び同一方法により得ら
れたＳｉＣ−５ｉ質買増管基体に実施例■と同一の０２
発生装置を使用して、純０２を毎分５を供給して、１２
００’Ｃにて１０時間処理し、上記均熱管基体の内外画
表面にα７μｍの５ｉ０２膜を形成した。更に、上記実
施例Ｉ、２と同様に該均熱管の外表面のＳｉｎ２１ｔｇ
上にＺ ｒ （’）２・ＳｉＯ２を焼付けた。
れたＳｉＣ−５ｉ質買増管基体に実施例■と同一の０２
発生装置を使用して、純０２を毎分５を供給して、１２
００’Ｃにて１０時間処理し、上記均熱管基体の内外画
表面にα７μｍの５ｉ０２膜を形成した。更に、上記実
施例Ｉ、２と同様に該均熱管の外表面のＳｉｎ２１ｔｇ
上にＺ ｒ （’）２・ＳｉＯ２を焼付けた。
比較例２
上記実施例１２と同一寸法、同一方法により得られたＳ
ｉＣ−Ｓｉ質買増管基体に、ＳｉＣｈ膜の形成なしに直
接、均熱管の外表面にＺｒ０ｚａＳｉＯ２を焼付けた。
ｉＣ−Ｓｉ質買増管基体に、ＳｉＣｈ膜の形成なしに直
接、均熱管の外表面にＺｒ０ｚａＳｉＯ２を焼付けた。
上記実施例１．２と比較例ｆ、２で得られた均熱管の外
表面のＺｒＯ２・５ｉ０２被覆材に対して、外観上の観
察とＪＩＳｉ（８６６６（ファインセラミック溶射試験
方法）によ、るＺｒＯ２・５ｉＯｚ被覆材の基体に対す
る付着力状態を測定した。測定結果は下′記表１に示す
。
表面のＺｒＯ２・５ｉ０２被覆材に対して、外観上の観
察とＪＩＳｉ（８６６６（ファインセラミック溶射試験
方法）によ、るＺｒＯ２・５ｉＯｚ被覆材の基体に対す
る付着力状態を測定した。測定結果は下′記表１に示す
。
（表１）
次に、上記実施例１，２比較例１，２で得られた均熱管
の内表面にＮ２を希釈ガスとして使用したＨＣＩ濃度１
０ｖｏ１％の混合ガスを供給し、１２００℃にて３時間
、ＨＣＩガス洗浄を実施した。ＨＣＩガス洗浄実施後の
均熱管の重量減少率を測定した。更にＨＣＩガス洗浄処
理後の均熱管中に、直接Ｆａ ａ度０．５ｗｔｐＩ）ｍ
以下のＳｉウェハーを入れて、１２００′ｃにて２４時
間加熱処理し、処理後のＳｉつ、−バーのＦｅ濃度を測
定した。上記の重量減少率及びＳｉウェハーのＦｅ濃度
の変化の測定結果を表２に示す。
の内表面にＮ２を希釈ガスとして使用したＨＣＩ濃度１
０ｖｏ１％の混合ガスを供給し、１２００℃にて３時間
、ＨＣＩガス洗浄を実施した。ＨＣＩガス洗浄実施後の
均熱管の重量減少率を測定した。更にＨＣＩガス洗浄処
理後の均熱管中に、直接Ｆａ ａ度０．５ｗｔｐＩ）ｍ
以下のＳｉウェハーを入れて、１２００′ｃにて２４時
間加熱処理し、処理後のＳｉつ、−バーのＦｅ濃度を測
定した。上記の重量減少率及びＳｉウェハーのＦｅ濃度
の変化の測定結果を表２に示す。
（表２）
上記表１及び表２に示したように、本発明により、均熱
管外表面のＺｒＯｔ・５ｉ（ｈ被覆材の割れやヒビを防
ぐことが可能になり、半導体製造拡散炉操炉中の漏電事
故が防止でき、しかも、本発明の均熱管の内表面はＭＣ
Ｉ洗浄時エツチングがみられず基体から処理物への不純
物の揮発を押えることが確認された。
管外表面のＺｒＯｔ・５ｉ（ｈ被覆材の割れやヒビを防
ぐことが可能になり、半導体製造拡散炉操炉中の漏電事
故が防止でき、しかも、本発明の均熱管の内表面はＭＣ
Ｉ洗浄時エツチングがみられず基体から処理物への不純
物の揮発を押えることが確認された。
上述のように本発明に係るＳｉＣ−Ｓｉ質均熱管は最近
の半導体産業が急激に成長していく上で重要な工程であ
る拡散工程において使用される半導体製造用拡散炉に大
きな効果を示した。即ち、本発明により均熱管外表面の
被覆材の割れやヒビを防ぎ、且つ基体内表面のＨＣＩガ
ス洗浄時のエツチングを阻止し、基体から処理への不純
物の揮発を押えた均熱管の提供が可能となった。本発明
は今後益々増加が予想される半導体製造用拡散炉におい
て、産業上の効果は非常に大である。
の半導体産業が急激に成長していく上で重要な工程であ
る拡散工程において使用される半導体製造用拡散炉に大
きな効果を示した。即ち、本発明により均熱管外表面の
被覆材の割れやヒビを防ぎ、且つ基体内表面のＨＣＩガ
ス洗浄時のエツチングを阻止し、基体から処理への不純
物の揮発を押えた均熱管の提供が可能となった。本発明
は今後益々増加が予想される半導体製造用拡散炉におい
て、産業上の効果は非常に大である。
Claims (2)
- （１）半導体製造拡散炉に使用されるＳｉＣ−Ｓｉ質均
熱管において、該均熱管の基体内表面及び外表面にＳｉ
Ｏ＿２膜が形成され、且つ基体外表面のＳｉＯ＿２膜の
上にＺｒＯ＿２・ＳｉＯ＿２材料が被覆されていること
を特徴とする半導体製造拡散炉用均熱管。 - （２）上記基体内表面及び外表面のＳｉＯ＿２膜の厚み
が１μｍから５０μｍの範囲にある特許請求範囲第（１
）項記載の半導体製造拡散炉用均熱管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP87285A JPS61160928A (ja) | 1985-01-09 | 1985-01-09 | 半導体製造拡散炉用均熱管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP87285A JPS61160928A (ja) | 1985-01-09 | 1985-01-09 | 半導体製造拡散炉用均熱管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61160928A true JPS61160928A (ja) | 1986-07-21 |
| JPH0562455B2 JPH0562455B2 (ja) | 1993-09-08 |
Family
ID=11485758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP87285A Granted JPS61160928A (ja) | 1985-01-09 | 1985-01-09 | 半導体製造拡散炉用均熱管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61160928A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0251225A (ja) * | 1988-08-15 | 1990-02-21 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 半導体拡散炉用炉芯管 |
-
1985
- 1985-01-09 JP JP87285A patent/JPS61160928A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0251225A (ja) * | 1988-08-15 | 1990-02-21 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 半導体拡散炉用炉芯管 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0562455B2 (ja) | 1993-09-08 |
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