JPS63283124A - 反応炉 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は反応炉に関するものであり、特に、加熱源を
移動できるようにした反応炉に関するものである。

［従来の技ＩＦ 反応炉は、≠導体基板の熱処理を行ない、半導体基板の
酸化等を行なうものであり、半導体装置の製造工程にお
いて重要なものである。

第３図は、たとえば特公昭５８−２１０２５号公報に記
載された、従来の反応炉の断面図である。

図において、１は半導体ウェハであり、該ウェハ１はボ
ート２に保持されている。ボート２は反応１３の中に挿
入されている。反応管３はキャップ７によって蓋をされ
る。反応管３の周囲には、該反応管３を加熱するための
ヒータ４が設置されている。反応管３は排気管５を備え
ており、またガス導入管６を備えている。

なお、この従来の反応炉は、ボート２を、キャップ７を
開けて、上から反応管３内に挿入するタイプのものであ
る。しかしながら、第４図に示すように、下からボート
２を反応管３内に挿入するタイプの反応炉もある。第４
図において、１は半導体ウェハであり、該半導体ウェハ
１は石英製の反応管３の中に下から挿入される。反応ｖ
１３の周囲をヒータ４が覆っている。

次に、第３図に示す反応炉の動作について説明する。

ヒータ４から離れた場所で、半導体ウェハ１をボート２
に保持させる。次いで、反応管３内に該ボート２をキャ
ップ７を開けて挿入する。ボート２が定位置に停止した
状態で、キャップ７で蓋をする。その後、反応管３を介
してヒータ４で半導体ウェハ１を加熱しながら、排気管
５より脱気し、反応管３内を所定の圧力まで減圧する。

その後、ガス導入管６より必要なガスを反応！！３内に
封入し、半導体ウェハ１上に、気相化学成長反応を行な
い、膜形成を行なう。

なお、排気管５より排気を行なわずに常圧状態で醗素な
ガス導入管６より導入し、半導体ウェハ表面に酸化反応
を行なったり、常圧状態で窒素やＡｒ等の不活性ガスを
導入して、半導体ウェハ１の熱処理を行なうこともある
。

第４図に示した反応炉も、ボート２が下から挿入される
点が興なるのみで、他の構成要件は第３図に示した反応
炉と同じである（図は簡略化して書いているが）。そし
て、その動作説明も同じであるので、その説明を省略す
る。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の反応炉は以上のように構成されているので、ヒー
タ４は不動であり、常時、反応管３内は、該ヒータ４に
より高温に加熱されている。したがって、反応管３内へ
ボート２を挿入する場合、ボート２および半導体ウェハ
１の隙間部分に存在する空気中酸素が半導体ウェハ１表
面を不本意に酸化するという問題点があった。また、反
応管３内からボート２を取出す際においても、キャップ
７を開けた際、外部から反応管３内に入ってくる空気中
酸素によって、半導体ウェハ１表面が不本意に酸化を受
けるという問題点があった。

また、半導体ウェハ１の加熱・冷却の速度は加熱源であ
るヒータ４の特性で決まり、現在では、加熱で７０℃／
分、冷却で３０℃／分程度の温度勾配しか得られないと
いう問題点があった。このことは、半導体ウェハの熱処
理に要する時間を必要以上に延ばす結果となり、問題で
あった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、反応管内の急加熱・急冷ができ、かつ、半導
体ウェハを反応管内に挿入する際あるいは半導体ウェハ
を反応管から引出す際に、該半導体ウェハ表面に不本意
の酸化を起こさない、反応炉を提供することを目的とす
る。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、半導体基板をその内部に導入して加熱処理
する反応管と、前記反応管を取囲み、該反応管を加熱す
る加熱源とを有する反応炉にかかるものである。そして
、前記問題点を解決するために、加熱源が反応管の軸芯
に沿って移動可能になっていることを特徴とする。

［作用］ この発明に係る反応炉は、その加熱源が反応管の軸心に
沿って移動可能になっているので、反応管から加熱源を
引き離すことが可能となる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の一実施例の断面模式図である。

図において、１は半導体ウェハであり、該半導体ウェハ
１はボート２の上に保持されている。該ボート２は、反
応管１内に、下から挿入されるようになっている。反応
管３を加熱源であるヒータ４が取り巻いている。このヒ
ータ４は、反応！！３の軸心に沿って移動可能になって
いる。すなわち、図面において、上下に移動可能となっ
ている。図中、４−はヒータ４が反応管３から離れたと
きの状態のヒータを示したものである。

次に、動作について説明する。

反応管３よりヒータ４を引き離す（図中、４′で示され
た状態にヒータを移動させる）。この操作により、反応
！！３は急冷される。次いで、反応管３内に、半導体ウ
ェハ１を乗せたボート２を下から挿入する。次いで、排
気管（図示せず）より反応管３内のガスを排気する。次
いで、ガス導入管（図示せず）より必要なガスを導入す
る。その後、反応管３を覆うようにヒータ４を下降させ
る。

そして、半導体ウェハ１の熱処理を行なう。

本実施例に係る装置においても、ボート２を反応管３内
に挿入する際、空気中酸素が反応管３内に導入するのを
避けることはできない。しかし、従来装置と異なり、本
実施例に係る＠置では、ヒータ４を反応管３より引き離
すことにより、反応管３内を急冷することが可能となる
。したがって、反応管３内が冷却された状態で、ボート
２を挿入できるので、空気中酸素により半導体ウェハ１
が不本意に酸化されるということはなくなる。

また、反応管３内から、キャップ（図示せず）を開けて
、半導体ウェハ１を乗せたボート２を取出す際において
も、ヒータ４を反応管３から引き離した状態で行なうの
で、キャップを開けた際に入ってくる空気中酸素によっ
て、半導体ウェハ表面が不本意に酸化されるということ
はなくなる。

なお、上記実施例では、ヒータ４を反応管３の上部へ移
動させる構成の反応炉を例示したが、この発明はこれに
限られるものでなく、ヒータ４を下方向に移動させる構
成にしても実施例と同様の効果を突環する。

第２図はこの発明の他の実施態様を示したものである。

第１図に示した反応炉は、ヒータ４が反応管３の軸心に
沿って移動可能になっているものである。本実施例では
、さらに、反応管２自身もまた、その軸心に沿って移動
可能になるように構成されている。すなわち、半導体ウ
ェハ１を乗せたボート３を一定の位置に置いて、反応管
３とヒータ４を移動させるようにしたものである。この
ような構成であっても、第１図に示した実施例と同様の
効果を突環する。

なお、上記実施例では、加熱ヒータ４、ボート３が縦方
向に配列されている場合について説明したが、この発明
はこれに限られるものでなく、横方向にこれらが配列さ
れるものであっても、実施例と同様の効果を実理する。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明に係る反応炉によれば、
加熱源が該反応管の軸心に沿って移動可能になっている
ので、反応管から加熱源を引き離すことが可能となる。

したがって、反応管を十分に冷却した状態でボートの出
し入れが可能となる。

それゆえ、半導体ウェハを反応管内に挿入する際あるい
は半導体ウェハを反応管から引き出す際、該半導体ウェ
ハ表面に不本意の酸化が起こるのを避けることはできる
。また、反応管内の急加熱・急冷も可能となる。この反
応炉を使用すると、半導体ウェハの熱処理は希望通りに
行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の断面図、第２図はこの発
明の他の実施例の断面図、第３図および第４図は従来の
反応炉の断面図である。 図において、１は半導体ウェハ、３は反応管、４はヒー
タ、４′は移動後のヒータである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）半導体基板をその内部に導入して加熱処理する反
   応管と、 前記反応管を取囲み、該反応管を加熱する加熱源とを有
   する反応炉において、 前記加熱源が前記反応管の軸心に沿って移動可能になっ
   ていることを特徴とする反応炉。（２）前記反応管はそ
   の軸心に沿って移動可能になっている特許請求の範囲第
   １項記載の反応炉。 （３）前記反応炉は縦型反応炉である特許請求の範囲第
   １項または第２項記載の反応炉。