JPS62123713A - ウエハチヤ−ジ治具及びウエハ表面処理方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、ウェハ表面処理技術に関するもので、ウェハ
表面の酸化、ウェハ表面への不純物拡散、ウェハ表面へ
の膜形成のためにプロセスチューブを利用する技術にお
いて特に有効なものである。

〔背景技術〕

ウェハ表面への酸化膜形成、ウェハ内への不純物拡散等
のウェハ表面処理を行なう場合、円筒状のプロセスチュ
ーブ内に多数枚ウェハを収容したのち、前記プロセスチ
ューブ内に反応ガスを供給してバッチ処理する方法が用
いられる場合がある（工業調査会発行、超ＬＳＩ製造・
試験装置ガイドブック１９８５年１１月号Ｐ、３９〜４
４参照）。

第６図は、その代表例であるウェハ表面へ酸化膜を形成
する場合に用いる酸化炉の断面図であり、以下図を用い
て説明する。１は石英等で形成された円筒状のプロセス
チューブ（以下チューブ）で、炉奥Ａ側に配設したガス
管、本例では酸素（０２〕供給管Ｚ及び水素（Ｈ６）供
給管３からそれぞれ０２ガス及びＨ，ガスが炉口Ｂ側に
送出されるようになっている。４は多数枚のウェハ５を
収納保持したウェハチャージ治具６をチューブ１内に搬
入・搬出するための移動機構のアームで、前記アーム４
にはチューブ１内の所定位置（ウエノ・を処理するのに
適した温度分布を示す位置）にウエノ・チャージ治具６
を載置した状態で炉ロアを塞ぐキャップ８が取り付けら
れている。９はヒータで、所定位置に載置されたウエノ
・５表面に均一な酸化膜が形成されるようにチューブ１
内温度を所定温度（必要な酸化膜厚を得るために要する
温度）に設定している。なお、１０はヒータ９の熱をチ
ューブ１内に均一に伝達させるための均熱管、１１は断
熱材からなる炉室である。このような酸化炉１２におい
て、ウェハチャージ治具６を所定位置に搬送するまで、
すなわちキャップ８が炉ロアを塞ぐまでに、かなりの外
気がチューブ１内に流れ込み、チューブ１内の温度、特
に炉口側の温度は所定温度に比べてかなり低温となって
しまう。そのため、炉口側のウエノ・周辺温度が所定温
度に達する前にウェハ酸化処理してしまうことかあ−リ
、第５図の点ｆｓＬで示すように、炉口側のウエノ１は
必要な°酸化膜厚に達しない場合がある。そこで、本発
明者は、所定温度に達しない部分（例えば容積Ｖに相当
する部分）を炉奥側Ａに比べてヒータ９の加熱温度を高
く設定することを考えたが、そノ温度コントロールは困
難であるとともに、炉口側のウェハの熱処理条件が変わ
ってしまうため、大幅な温度変化はつけられない問題が
あることがわかった。また、容量■が所定温度に回復す
るまでウェハ１をチューブ１内に放置したままにしてお
くことを考えたが、例えばウエノ・表面層に不純物で導
電層を形成しくいた場合には熱により拡散してしまうな
どウェハにダメージを与えてしまうため、実際上困難で
あった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ウェハ周辺の温度分布を均一にするこ
とが可能なりエノーチャージ治具及びウェハ表面処理技
術を提供することである。

−本発明の目的は、均一な熱酸化膜、拡散層等を形成す
ることを可能にするウエノ・チャージ治具及ｉクエ・・
表面処理技術を提供することである。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば下記のとおりである。

すなわち、最後部に遮へい板を設けたウェハチャージ治
具を用いて、ウニ八表面を処理することにより、前記遮
へい板が一種のキャップの作用をするため、チューブ内
に搬入されるとほぼ同時に、ウェハを外部雰囲気から遮
断することができるので、即座にウェハ周辺の温度を均
一に回復せしめることが達成できるものである。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例であるウェハチャージ治具
の斜視図、第２図は、第１図の■−■線断面、第３図は
、第１図の■−■線断面図、第４図は、本発明の一実施
例であるウニ八表面処理方法を説明するだめの酸化炉断
面図である。以下、本発明の一実施例について図を用い
て詳細に説明するが、第６図で示した酸化炉と同一構成
部分については同一符号を付し、その説明は省略する。

ウェハチャージ治具２１は、ウェハ２２の両端及び下端
を支持するように互いに平行な３本の石英棒２３と、前
記石英棒２３を補強するための補強部材２４及び遮へい
板２５かうなっている。前記遮へい板２５は、石英棒２
３の一端と接続した薄い円柱構造で、その径はウェハ径
よりも犬となっている（第２図）。また、前記遮へい板
２５の内部には断熱効果を良くするために、例えば石英
ウール等の断熱材２６がつめられている。

なお、２７は各石英棒２３に一定の間隔で形成されたウ
ェハ支持用の溝、２８は取っ手である。

このようなウェハチャージ治具２１にウェハ２２を収納
したのち、図示しない移動機構のアーム４の先端を取っ
手２８に引っ掛けて前記ウエノ・チャージ治具２１をチ
ューブ１内に搬入する。このとき、炉ロアは開放状態と
なっているため、チューブ１内の炉口側Ｂの温度は外気
の巻き込みにより急激に温度が低下する。ウェハ２２が
全てチューブ１内に入るとほぼ同時にウェハ２２の配列
方向の最後部に設けた遮へい板２５が炉ロアに達して、
前記炉ロアを塞ぐ。そのため、ウエノ・２２に向けて外
気が巻き込むことがなく、即座にウェハ周辺の温度が回
復し始める。さらに、ウエノ・チャージ治具２１を挿入
していくにつれて実効的なチューブ容積（遮へい板−炉
奥間の容量）が減少していくので、温度回復スピードが
増すことになる。従って、ウェハチャージ治具２１が移
動完了し、所定位置に達したときにはほぼ所定温度まで
回復している。その後、０□ガス供給管２及びＨ，ガス
供給管３から、それぞれＯ，ガス、Ｈ。

ガスを供給して、チューブ１内で燃焼させ、水蒸気雰囲
気にてウエノ・２２表面上に熱酸化膜を形成すると、第
５図の実線Ｍのように炉口側、炉奥側にかかわらず均一
な膜厚となる。

なお、前記遮へい板２５の径は、ウエノ・チャージ治具
２１をチューブ１内に搬入あるいは搬出するのに支障の
ない程度に最大限大きいことが好ましく、またチューブ
の長手方向軸に対してほぼ垂直に石英棒２３に接続して
いる。

〔効果〕

（１）ウェハチャージ治具において、ウエノ・の配列方
向の最後部に遮へい板を設けることにより、ウェハがチ
ューブ内に搬入したのち、即座にウエノ・を外気から遮
断することができるので、早期にウェハ周辺の温度を回
復せしめることが可能になるという効果が得られる。

（２）　　ウェハチャージ治具において、ウエノ・の配
列方向の最後部に遮へい板を設けることにより、前記ウ
ェハチャージ治具をチューブ内に挿入していくにつれて
、実効的なチューブ容量が減少するので、チューブ内温
度を短時間で回復させることができるという効果が得ら
れる。

（３）ウェハチャージ治具において、ウエノ・配列方向
の最後部に遮へい板を設けることにより、外気がウェハ
に達するのを防止することができるので、外気による汚
染のないウエノ・表面処理ができるという効果が得られ
る。

（４）遮へい板肉に断熱材を入れておくことにより、断
熱効果が向上するので、炉口から外気が巻き込んだとし
ても、遮へい板により温度変化を遮断できるので、ウェ
ハが載置されている周辺の温度分布を均一に維持できる
という効果が得られる。

（５）チューブの炉口とウエノ・との間で、しかもウェ
ハに近接させて遮へい板を設げることにより、炉口から
外気が巻き込んでも前記遮へい板により遮断することが
できるので、ウェハ周辺の温度を所定温度に維持したま
まウエノ・表面処理ができるという効果が得られる。

（６）チューブの炉口とウェハとの間で、しかもウェハ
に近接させて遮へい板を設けることにより、実質的なチ
ューブ容積が小さくなるので、ウエノ・周辺の温度を即
座に回復せしめることができる。

そのため温度制御性が向上し、ウエノ・間で均一な表面
処理を行なえるとともに、酸化膜等の膜あるいは不純物
の拡散層を薄く形成できるという効果が得られる。

（７）　　ウェハにつづいて、即座に遮へい板を移動さ
せつつチューブ内へ搬入することにより、ウェハを早期
に外気から遮断できるので、ウェハ周辺の温度を短時間
で回復させることが可能であり、スループットの向上を
達成できるという効果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。たとえば、熱酸化膜を
形成するだけでなく、他の膜（シリコン窒化膜、シリサ
イド、ポリシリコン、パッシベーション膜等）を形成す
る場合にも適用することができる。また、遮へい板はウ
ェハチャージ治具に直接接続していなくても、ウェハチ
ャージ治具に同期して移動するようにしても良い。さら
に、ウエノ・に近接して炉口側に運へい板を載置するだ
けでも、ウエノ・周辺の温度制御性が向上したウエノ・
表面処理を行なうことができる。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるウェハ表面処理技術
に適用した場合について説明したが、それに限定される
ものではなく、他の物品の表面上に膜形成する場合にも
適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるウエノ・チャージ治具
の斜視図、 第２図は第１図の■−■線断面図、 第３図は第１図の■−■線断面図、 第４図は本発明の一実施例であるウエノ・表面処理方法
を説明するための酸化炉側部断面図、第５図はウェハ表
面処理状況を示すための図、第６図は従来のウニノー表
面処理方法を説明するための酸化炉側部断面図である。 １・・・プロセスチューブ、２・・・Ｏ！供給管、３・
・・Ｈ７供給管、４・・・アーム、５・・・ウエノ）、
６・・・ウェハチャージ治具、７・・・炉口、８・・・
キャップ、９・・・ヒータ、１０・・・均熱管、１１・
・・炉室、１２・・・酸化炉、２１・・・ウエノ・チャ
ージ治具、２２・・・ウエノ・、２３・・・石英棒、２
４・・・補強材、２５・・・遮へい板、２６・・・断熱
材、２７・・・溝、２８・・・取っ手。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数枚のウェハを保持するウェハチャージ治具にお
   いて、前記ウェハの配列方向の最後部に遮へい板を設け
   たことを特徴とするウェハチャージ治具。 ２、複数枚のウェハを収納保持したウェハチャージ治具
   をプロセスチューブの炉口側から挿入し載置したのち、
   前記プロセスチューブ内に反応ガスを供給して、前記ウ
   ェハ表面を処理するウェハ表面処理方法において、遮へ
   い板をプロセスチューブ炉口側にウェハに近接して設け
   、実効的にプロセスチューブ容量を小さくしてウェハ表
   面を処理することを特徴とするウェハ表面処理方法。