JPS6319817A - 半導体製造装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体製造装置に関し１％に縦型の抵抗加熱
拡散炉において、半導体基板の挿入、引き出し時におけ
る周辺雰囲気の影響を防止する半導体製造装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

従来の縦型抵抗加熱拡散炉は、その概略構造を第３図に
示すように、抵抗加熱ヒータ１と、この加熱ヒータ１内
に配置されかつ下面が開口された石英からなる熱処理用
反応管２と、この反応管２の中に挿入させて熱処理すべ
き多数の半導体基板（以下、ウェハと称する）４を支持
可能に形成された石英ボート３と、このボート３の下面
に装着されて該ボートを支えるとともに、熱処理時に外
部雰囲気との遮へいを行なうボート支持部兼扉５と、前
記石英ボート３を、熱処理用反応管２に対し挿入、引き
出すためのボート用ローディング装置６とから構成され
ている。なお、第３図中、７は熱処理用反応管２の上面
に設けられたガス導入口、８は前記扉５に設けられたガ
ス排気口である。

まだ、１１は石英ボート３の挿入方向を、１２はそのボ
ート３の引き出し方向をそれぞれ示している。

次に動作について説明する。例えば、１０００℃の熱処
理を行なう際には、加熱ヒータ１を制御し。

熱処理用反応管２内の温度を例えば９００℃に保持して
おく。そして、この反応管２内にガス導入ロアより不活
性ガス例えば窒素ガスを導入しながら、ボートローディ
ング装置６を駆動し、ウェハ４を支持した石英ボート３
を前記反応管２内に挿入する。次いで、この石英ボート
３を挿入後、加熱ヒータ１を１０００℃の温度に上げ、
必要なガスを導入し、必要な熱処理を行なう。この熱処
理が完了すれば、再び加熱ヒータ１により熱処理用反応
管２内を９００℃の温度に下げ、ポートローディング装
置６を駆動し１石英ボート３をその反応管２の中から引
き出すことによシ、一連の熱処理プロセスが終了するの
である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記した従来の装置では１石英ポート３つま
りウェハ４の挿入、引き出し時において各々のウェハと
ウェハの間に、装置周辺と同レベルの空気が充満してお
υ、空気の充満した状態でウェハが加熱されたυ、加熱
されたウェハの間に空気が充満する。この時、空気中の
酸素【よシ。

例えばウェハとしてＳｉ　　（シリコン）基板を用いる
と、ボート挿入を行なうだけで、Ｓｉ基板上に１０〜４
０Ｘの酸化シリコン膜が生成されてしまう。半導体デバ
イスの微細化によ）必要とする酸化シリコン膜は、１０
０Ｘあるいは、それ以下の膜厚が要求されている。この
ような膜厚の生成を行なうに当シ１石英ボート３の挿入
を行なうだけで４０Ｘ程度の低級な酸化シリコン膜が形
成されてしまうと、均一な膜厚、均一な膜質を得ること
ができない。

また、ボート３の引き出し時において、高温のウェハが
低級なガス雰囲気に触れると、半導体デバイスの界面準
位を増大させ１作成される半導体デバイスの歩留シ、及
び信頼性が著しく悪くなる。

一方、加熱ヒータ１を低温に下げて例えば４００℃に降
温し１石英ポートの挿入、引き出しを行なうと、そＯ降
温、昇温に１５０分以上要し、生産性が著しく悪くなシ
、また加熱ヒータの寿命を著しく短くしてしまう。

このように、従来の縦型拡散炉においては、熱処理に際
し予備加熱の温度が比較的高い２ステツプ法を用いる場
合、石英ボートの挿入、引き出し時の周辺雰囲気の影響
により、作成される半導体デバイスの歩留り、信頼性が
著しく悪化するという欠点があった。

本発明は、上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、縦型の抵抗加熱拡散炉におい【ウ
ェハの挿入、引き出し時における周辺雰囲気の影響を受
けなくすることにより、半導体デバイスの歩留りや信頼
性を向上させることができる半導体製造装置を提供する
ものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る半導体製造装置は、熱処理用反応管に対し
、熱処理すべきウェハを支持したボートを挿入、引き出
すボート用ローディング装置を備え、前記反応管をあら
かじめ予備加熱し、次いで。

その反応管の中に前記ボートを挿入したうえ、ウェハの
熱処理を行なう縦型の抵抗加熱拡散炉において、前記反
応管内に挿入させかつ前記ボートの周側面を囲むように
形成された第２の反応管と。

この第２の反応管を、前記熱処理用反応管に対して挿入
、引き出すための反応管用ローディング装置を具備した
ものである。

〔作用〕

本発明においては、ボートに支持されたウェハを、熱処
理用反応管に挿入、引き出しする時に、第２の反応管を
同時に挿入、引き出しを行なうことにより、ウェハの挿
入、引き出し時における周辺雰囲気の影響を受けなくす
ることができる。

〔実施例〕

以下１本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明による半導体製造装置の一実施例を示す
縦型抵抗加熱拡散炉の概略構造図であり。

同図では熱処理用反応管２にボート３を挿入する前の状
態を示している。

この実施例の装置は、抵抗加熱ヒータ１内に熱処理用反
応管２を配置し、この反応管２に対して。

ウェハ４を支持した石英ポー）３ｆｔボート用ローデイ
ング装置６により挿入、引き出すように構成されている
点は、第３図に示す従来例のものと同様であるが、熱処
理用反応管１内【挿入させるとともに石英ポ・−ト３の
周側面を囲むように形成された第２の反応管９を設け、
かつこの第２の反応管９を熱処理用反応管２に対して挿
入、引き出すための反応管用ローディング装置１０を第
２のローディング装置として設けることによシ、これら
反応管用ローディング装置１０とボート用ローディング
装置６の両者を熱処理プロセスに関係づけて駆動するよ
うにしたものである。この場合、第２の反応管９は、上
下の両面が開口されていて。

その材質は石英、　ＳｉＣ、グラファイトあるいはアル
ミナなどからなる。なお１図中、同一符号は同一または
相当部分を示している。

次に、上記実施例構成の動作について第２図を参照して
説明する。ここで、まず１石英ボート３の挿入に先き立
ち１反応管ローディング装置１０により第２の反応管９
を熱処理用反応管２の中に挿入しておく（第２図（ａ）
）。また、加熱ヒータ１によ９９００℃の温度に保持し
ておく。この状態で。

ウェハ４を石英ボート３に並べる。

次に１反応管ローディング装置１０を駆動させ。

第２の反応管９を熱処理用反応管２から引き出し。

同時にボートローディング装置６により石英ボート３を
反応管２の端面まで位置させて前記反応管９内に挿入す
る（第２図６））。この状態で、約１０分間放置し、ウ
ェハ４間の空気を、熱処理用反応管２上部のガス導入ロ
アよシ導入される不活性ガス、例えばＮＺ　（窒素ガス
）に置換する。この時、酸素濃度は、１１００ｐｐ　　
以下に減少することが可能である。その後１反応管ロー
ディング装置１ｏ及びポートローディング装置６を同時
に駆動し、それら第２の反応管９及び石英ボート３を同
一スピードで熱処理用反応管２の中に挿入し、従来と同
様にウェハ４の熱処理を行なう（第２図（Ｃ））。

この熱処理後１石英ボート３の引き出しは１反応管ロー
ディング装置１０及びボートローディング装置６を同一
スピードで駆動し０石英ボート３及び第２の反応管９を
熱処理用反応管２の端面まで引き出しく第２図（ｂ）　
）　、そこで、ウェハ４を必要温度（９００℃）になる
まで冷却する。次に、第２の反応管９はそのローディン
グ装置１０により熱処理用反応管２の中に挿入し１石英
ボート３は。

ボートローディング装置６によりウェハ及びローディン
グ位置まで引き出したうえ（第２図（、）　＞　。

その石英ボート３よりウェハ４を取シ出すことにより、
一連の熱処理プロセスが完了することとなる。

このように本発明の実施例によると、ボート３に支持さ
れた熱処理を行なうウェハ４を、熱処理用反応管２に挿
入、引き出しする時に、第２の反応管９を同時に挿入、
引き出しを行なうことによシ、その第２の反応管９で空
気のまわシ込みを防ぐことができる。これによって、ウ
ェハ４の挿入。

引き出し時にそのウェハが高温状態で周囲の雰囲気に触
れることがなくなり、熱処理にょシ均一な膜厚、膜質の
薄膜を形成することが可能となる。

なお、上記実施例では、熱処理用反応管２の端面におい
てガス置換を行なったが、第２の反応管９の長さを長ク
シ、ウェハ及びローディング位置においてガス置換を打
力うこともできることは云うまでもない。

また、上記実施例においては、ガス置換用の不活性ガス
を熱処理用反応管２の上部のガス導入ロアより導入した
が、ボート保持用扉５側に不活性ガス導入口を設けるこ
とによシ、上記実施例と同様の効果を奏する。

さらに、上記実施例においては、熱処理用反応管２の開
口部は、下面を向いたものであるが、上面を向いたもの
においても同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、縦型の抵抗加熱拡散炉に
おいて、熱処理用反応管に挿入させるとともに、ウェハ
を支持したボートの周側面を囲むように形成された第２
の反応管を設け、この反応管を、熱処理すべきウェハの
熱処理用反応管への挿入１引き出し時に、同時に挿入、
引き出しを行なうことにより、ウェハが室温状態で周囲
の雰囲気に触れることがなくなり、熱処理によシ均一な
膜厚、膜質の薄膜を得ることができる。したがって、高
品質、高信頼性の半導体デバイスの製造が可能となる利
点を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による半導体製造装置の一実施例を示す
縦型抵抗加熱拡散炉の概略構造図、第２図（−）ないし
くｃ）は上記実施例の動作に供する説明図、第３図は従
来の一例を示す縦型抵抗加熱拡散炉の構造図である。 １・・・・抵抗加熱ヒータ、２・・・・熱処理用反応管
、３・・・・石英ボート、４・・・・ウェハ（半導体基
板）、５・・・・ボート支持部兼界５６・・・・ボート
用ローディング装置、７・・・・ガス導入口、８・・・
・ガス排気口、９・・・・第２の反応管、１０・・・・
反応管用ローディング装置。 第１Ｍ 第２図 （ａ）　　　　（ｂ）　　　　（ｃ） 第３図 １１、−Ｉ　Ｎ１２

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱処理用反応管に対し、熱処理すべき半導体基板
   を支持したボートを挿入、引き出すボート用ローディン
   グ装置を備え、前記反応管をあらかじめ予備加熱し、次
   いで、その反応管の中に前記ボートを挿入したうえ、半
   導体基板の熱処理を行なう縦型の抵抗加熱拡散炉におい
   て、前記反応管内に挿入させかつ前記ボートの周側面を
   囲むように形成された第２の反応管と、この第２の反応
   管を、前記熱処理用反応管に対して挿入、引き出すため
   の反応管用ローディング装置を具備したことを特徴とす
   る半導体製造装置。
2. （２）ボードに支持された半導体基板を熱処理用反応管
   へ挿入、引き出しする時に、第２の反応管を同時に挿入
   、引き出しを行なうことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の半導体製造装置。