JPS63161612A - 縦型炉 - 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】 、六−の１１ この発明は、縦型拡散炉や縦型ＣＶＤ炉などの縦型炉に
関する。

【Ｌ飢え九 縦型拡散炉を例に説明する。

半導体処理物、たとえばシリコンウェーハを縦型拡散炉
のプロセスチューブ内に設定して、シリコンウェーハに
不純物、たとえばリンを拡散する場合がある。

複数のシリコン・ウェーハはウェーハボートに所定間隔
をおいて保持される。このウェーハボートはサポート部
に載せて縦型拡散炉のプロセスチューブの下方から挿入
され、縦型拡散炉内に炉長方向に沿って収容される。そ
してプロセスチューブの下部にサポート部を接合してプ
ロセスチューブを閉じたのち、リンをＮ２ガスや０２ガ
スとともに１２００℃のプロセスチューブ内に送り込む
。このようにしてシリコンウェーへの表面にリンガラス
を形成するとともに、一定量のリンをシリコンウェーハ
中に拡散させるのである。

が　゛しようとするｌ、 上下動するサポート部はプロセスチューブの下部と接合
する面側が石英により作られていた。しかし、サポート
部には多数枚のシリコンウェハーやそのウェハーボート
などの重みがかかり、必ずしもサポート部の接合面側の
強度が十分ではなかった。

また、プロセスチューブの下部は高温となり、熱歪が発
生しやすく、下部とサポート部の接合が密着して行えな
い。

このことは縦型ＣＶＤ炉でも同様であり、縦型炉により
処理された半導体処理物の信頼性が低かった。

立通し久月」！ この発明は上記問題点を解決するためになされたもので
あり、下部とサポート部の接合が密着して行えかつ半導
体処理物を確実にザボートできる縦型炉を提供すること
を目的としている。

１１匹」［ この発明は上記目的を達成するために、サポート部に載
せた半導体処理物をプロセスチューブの下部側からプロ
セスチューブ内に収容し、下部にサポート部を接合して
プロセスチューブを閉じて半導体処理物を処理する縦型
炉にお、いて、前記サポート部は、下部に接合する面側
がＳｉＣで作られており、前記下部は冷却用媒体により
冷却可能であり、下部とサポート部はシール部材を介し
て接合されることを特徴とする縦型炉を要旨としている
。

１　貞　ｒ　　　　゛　　　　　た　　の−第１図と第
２図を参照する。

実施例では縦型炉は縦型拡散炉１である。

半導体処理物（実施例ではシリコンウェーハ３１）を載
せたサポート部２１は、プロセスデユープ９の下部（実
施例ではフランジ部１２）に接合する面側がＳｉＣで作
られている。

この下部は、冷却用媒体（実施例では水）Ｍにより冷却
可能となっている。下部とサポート部２１はシール部材
（実施例では０リング２５）を介して接合される。

１皿 プロセスチューブ９内が１；とえば１０００℃以上の処
理温度になる。フランジ部１２は、冷却用媒体ＭにＪこ
り冷却される。また、フランジ部１２とサポート部２１
はシール部材を介して接合しており、両者の密着性は保
たれる。

サポート部２１の接合面側は高温下においてもシリコン
ウェーハ３１を確実に支持する。

支−Ｕ 第１図と第２図を参照する。

縦型拡散炉１は、本体２、炉体３、ラジェター４および
ウェーハボート５のローディング装置＆６を備えている
。

炉体３の上部にはラジェター４が設けられている。炉体
３の下方にはローディング装置６のロンド２０が位置し
ている。炉体３は断熱体７、コイルヒーター８、プロセ
スチューブ９を備えている。

断熱体７は、第２図に示すように実施例ではフェルト層
７ａおよびファイバ層７ｂおＪ：ぴこれらフェルト層７
ａとファイバ１ｆｆ１７ｂを支持する支持層７Ｃにより
構成されている。

フェルト層７ａ、ファイバ＠７ｂおよび支持層７Ｃは外
皮１０により囲まれている。コイル８は、断熱体７の内
側に配置されている。

プロセスチューブ９は、石英により作られている。この
プロセスチューブ９はコイル８により囲まれている。プ
ロセスチューブ９は、第１図に示すように、センターゾ
ーンＣＺおよびエンドゾーンＥＺを有している。

第１図と第２図に示ずようにプロセスチューブ９は、上
端が閉じていて、下端には開口一部１１を有している。

この開口部１１には、後で述べるウェーハボート５が下
方から挿入されるようになっている。

第１図と第２図に示すように、プロセスチューブ９の下
端には、フランジ部１２が設けられている。このフラン
ジ部１２の近くには、５芙製のガス導入パイプ１３が通
っている。

ガス導入パイプ１３の外端は接続口１３ａであり、図示
しないガス供給源に接続されている。ガス導入パイプ１
３の内端は、プロセスチューブ９の上部１４の近くまで
達している。

ガス導入パイプ１３の内端には、ガス導入口１５が形成
されている。一方、フランジ部１２の近くには石英製の
ガス排気パイプ１６が設けである。

第２図に示すように、プロセスチューブ９の下部は、フ
ァイバシール１７を介して前記外皮１０に密着されてい
る。そしてプロセスチューブ９は、押え１８により支持
プレート１９に対して固定されている。

第１図の０−ディング装置！ｆ６は、図示しない駆動装
置によりロッド２０を上下動できるようになっている。

このロッド２０の下端には、サポート部２１が部材２２
を介して設定されている。この部材２２とロッド２０は
、第２図においては省略しである。

第２図に示すように、サポート部２１は、外部材２３と
内部材２４を有している。この外部材２３は、たとえば
５ＵＳ３０４等の金属により作られている。

一方内部材２４は、ＳｉＣにより作られている。外部材
２３と内部材２４は円形状である。内部材２４は、前記
プロセスチューブ９のフランジ部１２に接合されるもの
である。

内部材２４の内側にはＯリング２５が設けである。この
Ｏリング２５を介してフランジ１２と内部材２４が密着
されるのである。また外部材２３には、内部材２４の外
周部とフランジ部１２の外周部を覆う縁部２３ａが形成
されている。

つぎに、第２図においてこのサポート部２１とフランジ
部１２を冷却する冷却部を説明する。

フランジ部１２には、冷却部２６が設けられている。こ
の冷却部２６は、石英製の部材２８をフランジ部１２に
溶接して内部空間を設けたものである。この冷却部２６
の内部空間中には冷却用媒体Ｍたとえば水が循環される
ようになっている。

一方、外部材２３には、冷却部２７が形成されている。

この冷却部２７は、外部材２３に内部空間を設けたもの
であり、これにも冷却用媒体Ｍまたとえば水が循環され
るようになっている。

冷却部２６は、フランジ部１２付近を冷却するためのも
のである。冷却部２７は、サポート部２１を冷却するた
めのものである。

第２図に示すように内部材２４の上には、サポート台２
９が固定されている。このサル−１〜台２９は、石英製
である。

第３図に示すように、このサポー１〜台２９の上には、
前記ウェーハボート５が設定されている。

ウェーハボート５は、第４図に示すように分割ウェーハ
ボー１〜３０を複数積み上げて組み合わせたものである
。実施例では、４つの分割つＩ−ハボート３０が積み上
げである。

各分割ウェーハボート３ｏは、複数のシリコンウェーハ
３１を所定間隔ごとに離して配列できるようになってい
る。例えば分割ウェーハボー！・３０は、口径が８イン
チの２５枚のシリコンウェーハ３１を配列できるように
なっている。第４図に示す例では、４つの分割ウェーハ
ボートが炉長方向く上下方向）に沿って組み合わせてあ
り、１００枚のシリコンウェーハ３１を設定できる。第
４図に示すようにサポート台２９のベース板２９ａには
３つの突起２９ｂが形成されている。

分割ウェーハボート３０の構造を第５図により説明する
。

分割ウェーハボート３０は側部材３２．３３を有してい
る。側部材３２．３３の間には、支持部材３４ないし３
９が取付けられている。

この各支持部材３４ないし３９には、シリコンウェーハ
３１を嵌め込むための溝４０がそれぞれ形成されている
。この溝４０はたとえばピッチが４ｍｎ＋である。

側部材３２には突起４１が設けられている。

−５側部材３３には凹部４２が設けられている。この３
つの突起４１と３つの凹部４２はそれぞれ対応した位置
にある。

第４図に示したベース板２９の３つの突起２９ｂは、第
５図の側部材３３の凹部４２にそれぞれ嵌まり込むよう
になっている。

第４図に示すような状態で分割ウェーハボート３０が積
み上げられた場合では、下の段の分割ウェーハボート３
０の突起４１が上の段の分割゛ウェーハボート３０の凹
部４２に嵌まり込むようになっている。

第１図と第２図を参照して、ウェーハボート５のシリコ
ンウェーハ３１を、プロセスチューブ９の中で熱処理す
る操作を説明する。

ローディング装置６のロッド２０を上方に上げてサポー
ト台２９及びウェーハボート５をプロセスチューブ９の
中に挿入する。サポート部２１はフランジ部１２に接合
する。冷却部２６．２７には水を通す゛。

そして、ガス導入パイプ１３によりプロセスチューブ９
内に不純物を含むガスを導入するとともに、コイル８に
より所定温度で加熱する。不純物たとえばリンを含むガ
スとしては、例えばリンを含む０２ガスおよびＮ２ガス
などである。シリコンウェーハ３１に不純物を拡散処理
した後、このガスはガス排気パイプ゛１６より排出され
る。第１図のＯラド２０を下げてウェーハボート５をプ
ロセスチューブ９から出す。

このような処理においてはウェーハボート５は、高温（
例えば１０００℃）以上に加熱されφ。しかし各分割ウ
ェーハボート３０は、そのシリコンウェーハ３１の配列
方向の長さ、言換れば炉長方向の長さが短かく分割ウェ
ーハボートの３０の変形が起りにくい。したがってその
寿命が良くなる。

ところでこの発明は上述した実施例に限定されるもので
はない。

ところでこの発明は上述した実施例に限定されない。た
とえばプロセスチューブの下部はフランジ形状の他の形
状であってもＪ：い。

また、シール部材は０リングに限定されるものではない
。さらに冷却用媒体は水に代えてＮ２ガスなどを用いて
もよい。

また、この発明の縦型炉は、縦型拡散炉に限らず縦型の
ＣＶＤ炉も含んでいる、。

′１ｉ悲立【 以上説明したことから明らかなように、プロセスチュー
ブの下部は冷却部の媒体により冷却され、かつ下部とサ
ポート部の間にはシール部材が介在しであるので、縦型
炉が高温で操業している時でも下部は熱歪が生ずること
がなく下部とサポート部の接合を密着して行える。

また、サポート部の下部に接合する面側かＳｉＣで作ら
れているので、石英により作る場合に比べて耐熱性及び
強度に優れており、半導体処理物を確実にサポートでき
る。

さらに、リボ−１〜部も冷却用媒体により冷却できるよ
うにすれば、サポート部と下部はともに冷却されて両者
の接合はより確実に行える。こ・・れらのことにより縦
型炉における半導体処理物の信頼性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の縦型炉の好適な実施例である縦型拡
散炉を示す概略図、第２図は縦型拡散炉を示す拡大断面
図、第３図はウェーハボルトおよびサポート台を示す平
面図、第４図はウェーハボートおよびサポート台を示す
正面図、第５図は１つの分割ウェーハボートを示す一部
省略した斜視図である。 １・・・縦型拡散炉 ５・・・ウェーハボート ９・・・ブＯセスチューブ １２・・・フランジ部 １３・・・ガス導入パイプ １５・・・ガス導入口 １６・・・ガス排気パイプ ２１・・・サポート部 ２９・・・サポート台 ３０・・・分割ウェーハボート ３１・・・シリコンウェーハ ３２．３３・・・側部材 ３４ないし３９・・・支持部材 ４０・・・溝 ４１・・・突　起 ４２・・・凹　部 代　　理　　人　　　　弁理士　　　１）　辺　　　徹
第１図 第２図 ＋４４１ 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）サポート部に載せた半導体処理物をプロセスチュ
   ーブの下部側からプロセスチューブ内に収容し、下部に
   サポート部を接合してプロセスチューブを閉じて半導体
   処理物を処理する縦型炉において、前記サポート部は、
   下部に接合する面側がＳｉＣで作られており、前記下部
   は冷却用媒体により冷却可能であり、下部とサポート部
   はシール部材を介して接合されていることを特徴とする
   縦型炉。
2. （２）前記サポート部は冷却用媒体により冷却可能な構
   成である特許請求の範囲第１項に記載の縦型炉。