JPS6120130B2 - - Google Patents
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- JPS6120130B2 JPS6120130B2 JP11726078A JP11726078A JPS6120130B2 JP S6120130 B2 JPS6120130 B2 JP S6120130B2 JP 11726078 A JP11726078 A JP 11726078A JP 11726078 A JP11726078 A JP 11726078A JP S6120130 B2 JPS6120130 B2 JP S6120130B2
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Landscapes
- Furnace Details (AREA)
Description
本発明は半導体熱処理用炉芯管に関するもので
ある。 一般にダイオード、トランジスタ等の半導体を
製造するには種々の熱処理工程が施され、中でも
半導体材料としてのシリコンウエハーの酸化処理
工程、拡散処理工程は重要である。これらの工程
を行うには外周に発熱体が囲繞された炉芯管と、
この反応管内に収納されるキヤリヤーボート、及
びこのボートの上に固定されシリコンウエハーを
載置するウエハー保持具とから構成される半導体
製造装置を使用し、反応管内に酸化性ガス又は拡
散不純物を供給することによつて酸化又は拡散処
理を行うものである。 ところで従来からかかる反応管は石英ガラス又
は炭化珪素質管が用いられて来たが、近年より処
理条件が厳しくなり、例えばLSI、超LSI等につ
いてはより高温で且つより高純度のものを求めら
れるようになつて来た。石英ガラスは現在でも失
透を避けるため低温（例えば1250℃）で使用され
ており、又炭化珪素は原料粉中の不純物によつて
超高純度品は得られなかつた。又酸化処理工程
（場合によつては拡散処理工程）において炭化珪
素が酸化反応（SiC＋2O2→SiO2＋CO2）され生成
したCO2がシリコンウエハーに悪影響を及ぼし、
シリコン素子製造上不可欠な不純物濃度の規定が
困難となる欠点を有する。 これに対し本発明者は上記種々の欠点を解消す
るために鋭意研究を重ねた結果、化学蒸着によつ
て得られる緻密な窒化珪素を半導体処理用炉芯管
としたもので、特にその肉厚を１〜10mm及び不純
物含有量の許容範囲を銅及びアルカリ金属を
10PPM以下、又鉄及びアルミニウムを50PPM以
下とすることによつて、1400℃以上の高温に耐
え、ガス不透過性で急熱急冷に耐え、且つHClや
HF−HNC3等の洗滌に耐え、更にシリコンウエ
ハーに対し品質の劣化を招くCO2の発生を阻止す
ることができる炉芯管を得たものである。 本発明における窒化珪素炉芯管を蒸着によつて
得られるものとしたのは、粉末を焼結したもので
は気孔をＯとすることは困難で又高純度のものは
得難い。 蒸着によつて成長した窒化珪素は結晶面に順次
成長し空隙部をまつたく存在せしめないからガス
不透過性のものとなり、又精製原料を使用するこ
とによつて不純物の混入を防ぐことができる。肉
厚は１〜10mmであることが好ましいが、これは１
mm以下であると炉芯管としての強度が不足するば
かりでなく、完全なピンホールレスとすることが
困難で、又窒化珪素体の表面部は比較的付着した
不純物が内部迄浸透するこがあり、このため拡散
斑を起し易くなる。一方、その厚さを10mm以上と
すると窒化珪素は金属珪素等と異り比較的熱伝導
が悪いため炉芯管内部に温度ムラを形成し易くな
る。 本発明の窒化珪素成形体を化学蒸着によつて得
るには、例えば高純度の炭素棒を約1400℃に加熱
し、ここに四塩化珪素等のシリコン含有ガスと、
アンモニア等の窒素含有ガスとを減圧状態で供給
して炭素棒表面に窒化珪素を反応成長せしめ、所
定の厚さに成長したら内部の炭素棒を酸化炉中で
酸化除去することによつて得られる。 次に本発明の実施例を挙げて説明する。 先ず、外径100mmの炭素管の外表面にSiCl4を毎
分５ml、H2を毎分500ml、及びNH3を毎分40ml供
給しながら1350℃で窒化珪素膜を成長させた。
100時間後、厚さ２mmに成長した。これを酸化炉
において800℃で内部の炭素を酸化除去すること
によつて内径100mm肉厚２mmの窒化珪素管を得
た。 このものを従来の石英ガラス、シリコン含浸炭
化珪素と比較すると下記表の如き結果が得られ
た。尚、比較はシリコンウエハーを酸化処理し、
リン拡散処理して酸化シリコン膜を有するシリコ
ンウエハーを作り、これらウエハー中に含有する
ナトリウム等の不純物量を測定した。不純物含有
量はMOS Varactor法により得たＣ−Ｖ特性のシ
フトから求めた△〓FBの値を目安とした。
ある。 一般にダイオード、トランジスタ等の半導体を
製造するには種々の熱処理工程が施され、中でも
半導体材料としてのシリコンウエハーの酸化処理
工程、拡散処理工程は重要である。これらの工程
を行うには外周に発熱体が囲繞された炉芯管と、
この反応管内に収納されるキヤリヤーボート、及
びこのボートの上に固定されシリコンウエハーを
載置するウエハー保持具とから構成される半導体
製造装置を使用し、反応管内に酸化性ガス又は拡
散不純物を供給することによつて酸化又は拡散処
理を行うものである。 ところで従来からかかる反応管は石英ガラス又
は炭化珪素質管が用いられて来たが、近年より処
理条件が厳しくなり、例えばLSI、超LSI等につ
いてはより高温で且つより高純度のものを求めら
れるようになつて来た。石英ガラスは現在でも失
透を避けるため低温（例えば1250℃）で使用され
ており、又炭化珪素は原料粉中の不純物によつて
超高純度品は得られなかつた。又酸化処理工程
（場合によつては拡散処理工程）において炭化珪
素が酸化反応（SiC＋2O2→SiO2＋CO2）され生成
したCO2がシリコンウエハーに悪影響を及ぼし、
シリコン素子製造上不可欠な不純物濃度の規定が
困難となる欠点を有する。 これに対し本発明者は上記種々の欠点を解消す
るために鋭意研究を重ねた結果、化学蒸着によつ
て得られる緻密な窒化珪素を半導体処理用炉芯管
としたもので、特にその肉厚を１〜10mm及び不純
物含有量の許容範囲を銅及びアルカリ金属を
10PPM以下、又鉄及びアルミニウムを50PPM以
下とすることによつて、1400℃以上の高温に耐
え、ガス不透過性で急熱急冷に耐え、且つHClや
HF−HNC3等の洗滌に耐え、更にシリコンウエ
ハーに対し品質の劣化を招くCO2の発生を阻止す
ることができる炉芯管を得たものである。 本発明における窒化珪素炉芯管を蒸着によつて
得られるものとしたのは、粉末を焼結したもので
は気孔をＯとすることは困難で又高純度のものは
得難い。 蒸着によつて成長した窒化珪素は結晶面に順次
成長し空隙部をまつたく存在せしめないからガス
不透過性のものとなり、又精製原料を使用するこ
とによつて不純物の混入を防ぐことができる。肉
厚は１〜10mmであることが好ましいが、これは１
mm以下であると炉芯管としての強度が不足するば
かりでなく、完全なピンホールレスとすることが
困難で、又窒化珪素体の表面部は比較的付着した
不純物が内部迄浸透するこがあり、このため拡散
斑を起し易くなる。一方、その厚さを10mm以上と
すると窒化珪素は金属珪素等と異り比較的熱伝導
が悪いため炉芯管内部に温度ムラを形成し易くな
る。 本発明の窒化珪素成形体を化学蒸着によつて得
るには、例えば高純度の炭素棒を約1400℃に加熱
し、ここに四塩化珪素等のシリコン含有ガスと、
アンモニア等の窒素含有ガスとを減圧状態で供給
して炭素棒表面に窒化珪素を反応成長せしめ、所
定の厚さに成長したら内部の炭素棒を酸化炉中で
酸化除去することによつて得られる。 次に本発明の実施例を挙げて説明する。 先ず、外径100mmの炭素管の外表面にSiCl4を毎
分５ml、H2を毎分500ml、及びNH3を毎分40ml供
給しながら1350℃で窒化珪素膜を成長させた。
100時間後、厚さ２mmに成長した。これを酸化炉
において800℃で内部の炭素を酸化除去すること
によつて内径100mm肉厚２mmの窒化珪素管を得
た。 このものを従来の石英ガラス、シリコン含浸炭
化珪素と比較すると下記表の如き結果が得られ
た。尚、比較はシリコンウエハーを酸化処理し、
リン拡散処理して酸化シリコン膜を有するシリコ
ンウエハーを作り、これらウエハー中に含有する
ナトリウム等の不純物量を測定した。不純物含有
量はMOS Varactor法により得たＣ−Ｖ特性のシ
フトから求めた△〓FBの値を目安とした。
【表】
一方、石英ガラス製炉芯管は1280℃でリン拡散
処理操作を15回繰り返すと失透や曲りを起して使
用不能となり、又シリコン含浸炭化珪素は強酸の
洗滌によつて次第に表面から劣化し40回で使用不
能となつた。しかるに本発明のものは120回以上
繰り返し行つても何等劣化は認められなかつた。 以上詳述した如く、本発明によれば急熱急冷に
よる変形、不純物による失透が防止できることは
勿論、強酸による耐性が高く、長期間ガス不透過
性、強度を維持できると共に酸化雰囲気に曝され
てもシリコンウエハーに悪影響を及ぼすCO2の生
成を阻止できると共に寿命が著しく延長され、し
かも高品位の半導体を効率よく製造し得る炉芯管
を提供できるものである。
処理操作を15回繰り返すと失透や曲りを起して使
用不能となり、又シリコン含浸炭化珪素は強酸の
洗滌によつて次第に表面から劣化し40回で使用不
能となつた。しかるに本発明のものは120回以上
繰り返し行つても何等劣化は認められなかつた。 以上詳述した如く、本発明によれば急熱急冷に
よる変形、不純物による失透が防止できることは
勿論、強酸による耐性が高く、長期間ガス不透過
性、強度を維持できると共に酸化雰囲気に曝され
てもシリコンウエハーに悪影響を及ぼすCO2の生
成を阻止できると共に寿命が著しく延長され、し
かも高品位の半導体を効率よく製造し得る炉芯管
を提供できるものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体材料を熱処理する半導体製造用装置に
おいて、蒸着によつて得られる緻密な窒化珪素よ
りなる半導体処理用炉芯管。 ２ 窒化珪素の膜厚が１〜10mmで、且つ含有不純
物の銅及びアルカリ金属が10PPM以下、鉄及び
アルミニウムが50PPM以下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用炉
芯管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11726078A JPS5543886A (en) | 1978-09-22 | 1978-09-22 | Furnace pipe for processing semiconductor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11726078A JPS5543886A (en) | 1978-09-22 | 1978-09-22 | Furnace pipe for processing semiconductor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5543886A JPS5543886A (en) | 1980-03-27 |
| JPS6120130B2 true JPS6120130B2 (ja) | 1986-05-21 |
Family
ID=14707349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11726078A Granted JPS5543886A (en) | 1978-09-22 | 1978-09-22 | Furnace pipe for processing semiconductor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5543886A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6161831U (ja) * | 1984-09-26 | 1986-04-25 |
-
1978
- 1978-09-22 JP JP11726078A patent/JPS5543886A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5543886A (en) | 1980-03-27 |
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