JPS6342118A - 半導体ウエハ熱処理装置 - 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】 〔発明の技術的分野〕 本発明は、半導体ウェハ熱処理装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

半導体ウェハプロセス中の酸化、拡散、デポジションな
どの熱処理周辺技術の一例として、半導体ウェハプロセ
スにおける炉体へのローディングシステムで超然塵かつ
雰囲気コントロールを行うことの要求を満足させたもの
として、アトモスキャン（クォーツエンジニアリング社
、商品名）はＵＳＰ　丸４４５９１０４．　ＵＳＰ　　
Ｎα４５４３０５９などにより公知である。また、これ
ら反応管を形成する接合部にゴム１１Ｏリングをシーリ
ング材として使用することも当業者においては周知であ
る。

〔問題点〕

比較的低温度で処理を行うＣＶＤ用のアトモスキャンで
は、シール材として例えばゴム製の○リングを使用して
良好な性能を得ているが、高温度中で処理を行う拡散、
酸化に適応するアトモスキャンに於いては、耐熱性、耐
薬品性などの観点から、反応管内汚染上の危険も生じゴ
ム製の０リングの使用が難かしく、プロセスチューブの
フランジ部は、ウェハ設置のカンチレバーチューブのフ
ロントフランジと直接接触し破損しやすいという問題点
があった。

又１反応管には、通常石英が用いられており、石英の耐
熱温度は、１２００°−１３００°ではあるが炉内で反
応管を長時間使用すると熱変成を生じる場合がある。こ
の熱変成により反応管内の密閉性が失われ１反応ガス以
外による反応１例えば酸化膜形成の際は、反応ガス以外
の空気による酸化も引き起こしている。

さらにシール材の熱変成により塵が発生する場合があり
、この塵の発生は、クリーン対応の面からは望ましくな
い。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記点を改善するためになされたもの
で、繰り返し熱処理反応工程を実行しても熱変成がなく
、接触破損の改善された半導体ウェハ熱処理装置を提供
するものである。

〔発明の概要〕

この発明は第１及び第２の部材を密閉接合し熱処理反応
系を構成する反応管において、上記接合部に、ガラス状
炭素で形成された○リングを設置することを特徴とする
半導体ウェハ熱処理装置を得るものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の装置を酸化装置、拡散装置に適用した一実
施例を図面を用いて詳述する。

熱処理炉■内に配置された耐熱性反応管例えば石英プロ
セスチューブ■の一端にはガス供給口■が設けられ、ガ
ス供給系内でウェハプロセスに必要な種々な反応ガス供
給系やパージガス供給系に接続されている。

上記プロセスチューブ■の他端には、先端外周にフラン
ジ部に）が形成されている。このフランジ部（イ）側か
らカンチレバーチューブ■を挿入する構成であり、この
挿入操作はロードステーション■により行う、このロー
ドステーション０の下側にはキャリッジの乗ったまっす
ぐなトラックを支えるＣ−チャンネルの構造になってい
る。

反応ガスは各々の反応管■■のスカベンジャー■側より
排気され除外装置（図示せず）へ導びがれ、排気ガスの
成分を逃がす作用を果たしている。

複数のウェハ■は、炉の反対側の位置にガス導入口０を
備えたカンチレバーチューブ■内に配置され例えば石英
などの耐熱性、クリーン度の高い材質で形成された保持
台（１０）上に載置される。

カンチレバーチューブ■の炉側は、起立させた多数のウ
ェハ■を収容した状態のウェハ保持台（１０）の挿入と
、ウェハ（ハ）に対してのガス導入のために開口してお
り、反対側は、例えば石英製の２枚のフランジ（１１）
、　（１２）を備えている。

炉側に近いフロントフランジ（１１）には、カンチレバ
ーチューブ■がプロセスチューブ■に挿入した第１図（
ｂ）の状態では、プロセスチューブ■のフランジ部（イ
）とフロントフランジ（１１）との接合面に反応容器の
気密シールを行うガラス状炭素の０リング（１３）を挟
設している。

他方のリアフランジ（１２）にはカンチレバーチューブ
０の一端側即ち片持ち可能なように例えばグラファイト
のような０リング（１４）が用いられている。この部分
は、反応容器■外であるためこの実施例では、通常のグ
ラファイトを用いている。

このような装置を用いて、ウェハに酸化膜を形成する場
合は、第１図（ａ）に示す状態で、ガス導入口■■から
パージガスとして例えば不活性ガスの窒素ガスを流入し
ている状態で第１図（ｂ）に示す如く、カンチレバーチ
ューブ０を挿入、装着機加熱炉のにより所定温度に昇温
する。

次に酸素ガスを導入し、各チューブ■０内を酸素雰囲気
とする。

なおこの時酸素ガスにパージガスとして例えば不活性ガ
スの窒素を使用する。

高温状態の半導体ウェハ■即ちシリコンは、金属のアル
カライドやイオンによる汚染の影響を大変受けやすく、
それが半導体の歩留りや寿命を落とすことになる。

そのため、ウェハ（へ）まわりを高圧雰囲気とし、パー
ティクルがカンチレバーチューブ■に入ったリウェハ■
上に付着することを最小限にする必要がある。従って、
ゴミの発生要素は皆無にする必要がある。この実施例で
は、ガラス状炭素をシール材として用いることにより対
策している。

このようなカンチレバーチューブ■のフロントフランジ
（１１）に備えた０リング（１３）がプロセスチューブ
■のフランジ（イ）に相対するまでゆっくりとカンチレ
バーチューブ■を移動させ設置し、熱処理反応を進める
。

〔他の実施例〕

上記実施例では、シール剤として、ガラス状炭素と称さ
れるグラファイト・カーボンを適用した装置について説
明したが、熱処理装置において、反応管および反応管密
閉部の保護かつ反応管内汚染を制御するシール作用を有
するものであれば、他の耐熱、耐薬品性であり、発塵性
のない材質のＯリングを設置した熱処理装置でも前記同
様の効果をもつことは明らかである。

また、高熱処理を行う密閉を要する反応管においては、
アトモスキャン以外でも、上記同様の理由により、第３
図に示すように反応管と密閉部との間にガラス状ＰＡ素
のＯリングをシール剤として使用することも可能である
。

次にガラス状炭素の略説を記す。

ガラス状炭素は、有機物の同相熱分解（炭化）によって
生成するものでセルローズカーボン、グラッシイー・カ
ーボン、ヒドロカーボン、ポリマーカーボンなどと呼ば
れるものが含まれている。

具体的には、−例として特開昭４９−１１１８９０．特
開昭５８−２０４８１０に開示されているが、その製法
例を示せば次の如くである。

口亙ヨロ ↑ ガラス状炭素の特性を下表に示す。

以下余白 〔作用効果〕 以上記明したような本発明によれば半導体ウェハの高温
プロセスの装置におけるシール材としてガラス状炭素材
質のＯリングを用いることにより、石英管らの接触破損
防止と反応管のシール性を高めることが可能であり、反
応管内の汚染を小とし反応ガスによる高率の半導体ウェ
ハ熱処理を行うことが出来る効果がある６

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例説明図、第２図は一実施
例のＯリングの側面図と断面図、第３図はアトモスキャ
ン以外の反応管に適応した一実施例説明図である。 図において ２・・・プロセスチューブ ４・・・プロセスチューブのフランジ ５・・・カンチレバーチューブ １３・・・カンチレバーチューブのフロントフランジ１
４・・・カンチレバーチューブのリアフランジ１５、１
６・・・Ｏリング 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１及び第２の部材を密閉接合して熱処理反応系を構成
   する反応管において、上記接合部にシール剤としてガラ
   ス状炭素より成るＯリングを用いたことを特徴とする半
   導体ウェハ熱処理装置。