JP2001085349A - 縦型熱処理装置 - Google Patents
縦型熱処理装置Info
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Abstract
減し得る縦型熱処理装置を提供する。 【解決手段】 抵抗加熱炉に垂直に配設され、上部から
導入された処理ガスが下部から排出される下端開放の炉
芯管1と、多数の半導体ウエーハ5を積載する縦型ウエ
ーハボート4と、半導体ウエーハを炉芯管内に装入すべ
く縦型ウエーハボートを載置して昇降され、炉芯管の下
端開口部を閉鎖する蓋体6と、多数の熱遮蔽板7aを多
数のディスタンスピース7bを介して多段に積層してな
り、炉芯管の下端部からの熱放散を抑制すべく蓋体と縦
型ウエーハボートの間に介装される泡入り石英ガラス製
の熱遮蔽体7を有する縦型熱処理装置において、前記蓋
体に載置されて熱遮蔽体の外周を適宜に離隔して囲むほ
ぼ円筒状を呈し、下部に透孔9を有する高純度石英ガラ
ス製の遮蔽体カバー8を備える。
Description
等の半導体ウエーハに酸化、拡散、CVD等の熱処理を
施す縦型熱処理装置に関する。
は、縦型の抵抗加熱炉に均熱管を介在して垂直に配設さ
れ、かつ、上部から導入された処理ガスが下部から排出
される下端開放の炉芯管と、多数の半導体ウエーハを多
段に積載する縦型ウエーハボートと、半導体ウエーハを
炉芯管内に装入すべく縦型ウエーハボートを載置してロ
ーディング装置により昇降され、炉芯管の下端開口部を
気密に閉鎖する蓋体と、多数の熱遮蔽板を多数のディス
タンスピースを介して多段に積層してなり、炉芯管の下
端部からの熱放散を抑制すべく蓋体と縦型ウエーハボー
トの間に介装される泡入り石英ガラス製の熱遮蔽体とを
有するものが知られている。
遮蔽体には、石英ガラスや炭化珪素(SiC)、場合に
よってはシリコン(Si)等が用いられるが、例えば石
英ガラスは、天然水晶の粉砕粉を原料にして電気溶融法
で製造されており、原料の精製純化を行って製造しても
10〜1000ppb 程度の金属不純物の混入を免れず、
その中で、鉄(Fe)の汚染は、100〜1000ppb
の濃度である。一方、上記石英ガラスを用いた製品は、
その加工工程において熱処理を加えられるが、この熱処
理によっても金属不純物汚染があり、特に表層部の汚染
が増す。
スの高集積化に伴って半導体ウエーハの高純度への要求
が厳しくなっている昨今、従来の縦型熱処理装置では、
通常行われている1100℃以下の温度での半導体ウエ
ーハの熱処理においては、半導体ウエーハの金属不純物
汚染が問題にならないが、1100℃を超える高温での
半導体ウエーハの熱処理においては、上記石英ガラス製
品等からの金属不純物の拡散が大きくなり、半導体ウエ
ーハの金属不純物による汚染量が増大する不具合があ
る。かかる汚染量の増大の一因は、炉芯管の上部から導
入され、下部から排出される処理ガスの流れが、熱遮蔽
体付近で乱れ、縦型ウエーハボート側へ逆流し、熱遮蔽
体から拡散される金属不純物も半導体ウエーハを汚染す
るためと考えられる。
汚染は、例えばシリコンウエーハを水素ガス雰囲気にお
いて1100℃を超える高温で熱処理(この処理はシリ
コンウエーハ表層部の酸素濃度を低下させて高品質とす
るためのもの)する場合に顕著となる。これは、シリコ
ンウエーハの表面の自然酸化膜が水素ガスによりエッチ
ングされてシリコン結晶面がむき出しになっている一
方、水素ガスが石英ガラス中を容易に通過するため、石
英ガラス中の金属不純物をろ過純化し炉芯管内に放出
し、又、水素ガスが石英ガラスと反応してガラス表面を
エッチングし、汚染度の高い金属不純物を同様に炉芯管
内に放出することによる。一方、石英ガラス以外の炭化
珪素も石英ガラス以上に金属不純物を含む場合があり、
又、シリコンは、金属不純物の含有量がかなり少ないも
のの、全く含まないわけではなく、それらによる汚染も
ある。
不純物による汚染を低減し得る縦型熱処理装置を提供す
ることを目的とする。
め、本発明の縦型熱処理装置は、抵抗加熱炉に垂直に配
設され、かつ、上部から導入された処理ガスが下部から
排出される下端開放の炉芯管と、多数の半導体ウエーハ
を積載する縦型ウエーハボートと、半導体ウエーハを炉
芯管内に装入すべく縦型ウエーハボートを載置して昇降
され、炉芯管の下端開口部を閉鎖する蓋体と、多数の熱
遮蔽板を多数のディスタンスピースを介して多段に積層
してなり、炉芯管の下端部からの熱放散を抑制すべく蓋
体と縦型ウエーハボートの間に介装される泡入り石英ガ
ラス製の熱遮蔽体とを有する縦型熱処理装置において、
前記蓋体に載置されて熱遮蔽体の外周を適宜に離隔して
囲むほぼ円筒状を呈し、下部に透孔を有する高純度石英
ガラス製の遮蔽体カバーを備えることを特徴とする。
しないもののいずれであってもよい。又、遮蔽体カバー
の透孔は、底壁を有する場合、筒壁下端部若しくは底壁
に1つ以上設け、又、底壁を有しない場合、筒壁下端部
に少なくとも1つ以上設け、若しくは下端開口部そのも
のを透孔として機能させる。更に、遮蔽体カバーの透孔
から排出される処理ガスは、炉芯管の下部から残りの処
理ガスと一緒に排出したり、あるいは透孔と近接させて
蓋体に設けた透孔から排出される。
て図面を参照して説明する。図1は本発明に係る縦型熱
処理装置の実施の形態の一例を示す一部を断面した正面
図である。図中1は縦型の抵抗加熱炉に均熱管(共に図
示せず)を介在して垂直に配設された炉芯管で、この炉
芯管1は、閉塞した上端中央部に処理ガスの導入管2を
取り付けると共に、下端外周部に処理ガスの複数の排気
管3を取り付けた下端開放の円筒状を呈しており、天然
水晶の粉砕粉(原料)に精製純化処理を施し電気溶融し
た高純度の石英ガラスによって作製されている。4はシ
リコンウエーハ等の多数の半導体ウエーハ5を多段に積
載する縦型ウエーハボートで、シリコンによって作製さ
れている。
すべく縦型ウエーハボート4を載置してローディング装
置(図示せず)により昇降される蓋体で、炉芯管1の下
端開口部を気密に閉鎖可能に設けられている。そして、
蓋体6と縦型ウエーハボート4の間には、炉芯管1の下
端部からの熱放散を抑制すべく円板状の多数の熱遮蔽板
7aを短円柱状若しくは短円筒状等の多数のディスタン
スピース7bを介して多段に積層してなる熱遮蔽体7が
介装されており、この熱遮蔽体7の少なくとも熱遮蔽板
7aは、天然水晶の粉砕粉に精製純化処理を施し電気溶
融した高純度の泡入り石英ガラスによって作製される。
又、蓋体6上には、熱遮蔽板7の外周を適宜に離隔して
囲む有底のほぼ円筒状を呈する遮蔽体カバー8が、底壁
8aを蓋体6と熱遮蔽体7との間に介在させて載置され
ており、この遮蔽体カバー8の筒壁8b下端部には、炉
芯管1の排気管3と対向する複数の透孔9が形成されて
いる。遮蔽体カバー8は、炉芯管1と同様の高純度の石
英ガラスによって作製されている。
導体ウエーハ5の熱処理に際し、縦型ウエーハボート4
の存在する均熱領域から炉芯管1の下端部に向けて放散
しようとする熱が、熱遮蔽体7によってその放散を大幅
に抑制される一方、炉芯管1の上部の導入管2から導入
され、縦型ウエーハボート4を経て流下し、熱遮蔽体7
の外周近傍を通る一部の処理ガスが、遮蔽体カバー8の
上端開口部からその中に流入し、流れを乱すことなく遮
蔽体カバー8の内面に案内されて流下して筒壁8b下端
部の透孔9から排出され、残部の処理ガスと一緒に炉芯
管1の排気管3から系外へ排出される。
は、遮蔽体カバー8の透孔9から排出される一部の処理
ガスを残部の処理ガスと一緒に炉芯管1の排気管3から
排出する場合について説明したが、これに限定されるも
のではなく、例えば、図示は省略するが、遮蔽体カバー
8の筒壁8a下端部の複数の透孔9と近接させ、かつ、
遮蔽体カバー8の外側に位置するようにして蓋体1に設
けた透孔から排出したり、あるいは遮蔽体カバー8の底
壁8aに透孔を形成すると共に、これに連通する透孔を
蓋体6に設け、両透孔を介して一部の処理ガスを系外へ
排出するようにしてもよい。又、遮蔽体カバー8は、有
底のほぼ円筒状とする場合に限らず、単なるほぼ円筒状
を呈するものとしてもよい。この場合、遮蔽体カバー内
に流入する一部の処理ガスの排出経路は、底壁8aを有
する場合とほぼ同様となる。
高純度石英ガラス製の遮蔽体カバー(図1に示す形状の
もの)を設置した場合と、設置しなかった場合における
金属不純物汚染の程度を比較した。熱遮蔽体としては、
天然水晶の粉砕粉に精製純化処理を施し電気溶融した高
純度の泡入り石英ガラスによって作製したものと、参考
のため気体の四塩化ケイ素を用いた気相軸付(VAD)
法で得た高純度の泡入り石英ガラスによって作製したも
のとの同一形状の2種類を用い、縦型ウエーハボートに
ダミーウエーハ(5枚)とシリコンウエーハ(5枚)を
積載し、前者の熱遮蔽体+遮蔽体カバー無し、後者
の熱遮蔽体+遮蔽体カバー有り、前者の熱遮蔽体+遮
蔽体カバー有りの3通りの条件で熱処理を行った後、S
PV(Surface Photo Voltage )法による鉄濃度の測定
を行った。
ようになった。
よる汚染が顕著にあらわれるダミーウエーハの最上段の
もの、topは、処理ガスの影響をあまり受けない縦型
ウエーハボートのほぼ中間以下に積載されるシリコンウ
エーハの最上段のもの、bottomは、熱遮蔽体から
の影響が大きいと考えられる縦型ウエーハボートの下部
におけるシリコンウエーハの最下段のものを指す。又、
図2において、Cen.は、図3に示すように、ウエー
ハの中心部における9点の位置の平均値の鉄濃度、R/
2は、図4に示すように、ウエーハの中間部における2
4点の位置の平均値の鉄濃度、Edgeは、図5に示す
ように、ウエーハの周辺部における40点の位置の平均
値の鉄濃度を示す。
設置しなかった場合に比べ、鉄汚染量が約半分に減って
いることが分かる。なお、測定は、2回行い、良い再現
性が得られている。
理装置によれば、半導体ウエーハの熱処理に際し、炉芯
管の上部から導入され、縦型ウエーハボートを経て流下
し、熱遮蔽体の外周近傍を通る一部の処理ガスが、遮蔽
体カバーの上端開口部からその中に混入し、流れを乱す
ことなく遮蔽体カバーの内面に案内されて流下してその
下部の透孔から排出されるので、従来のもののように、
処理ガスの流れが熱遮蔽体付近で乱れ、縦型ウエーハボ
ート側へ逆流することがなく、半導体ウエーハの金属不
純物による汚染を大幅に低減することができる。
例を示す一部を断面した正面図である。
における半導体ウエーハの熱処理後のSPV法による鉄
濃度の測定結果を表わした説明図である。
る。
る。
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 抵抗加熱炉に垂直に配設され、かつ、上
部から導入された処理ガスが下部から排出される下端開
放の炉芯管と、多数の半導体ウエーハを積載する縦型ウ
エーハボートと、半導体ウエーハを炉芯管内に装入すべ
く縦型ウエーハボートを載置して昇降され、炉芯管の下
端開口部を閉鎖する蓋体と、多数の熱遮蔽板を多数のデ
ィスタンスピースを介して多段に積層してなり、炉芯管
の下端部からの熱放散を抑制すべく蓋体と縦型ウエーハ
ボートの間に介装される泡入り石英ガラス製の熱遮蔽体
とを有する縦型熱処理装置において、前記蓋体に載置さ
れて熱遮蔽体の外周を適宜に離隔して囲むほぼ円筒状を
呈し、下部に透孔を有する高純度石英ガラス製の遮蔽体
カバーを備えることを特徴とする縦型熱処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26439599A JP2001085349A (ja) | 1999-09-17 | 1999-09-17 | 縦型熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26439599A JP2001085349A (ja) | 1999-09-17 | 1999-09-17 | 縦型熱処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001085349A true JP2001085349A (ja) | 2001-03-30 |
Family
ID=17402575
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26439599A Pending JP2001085349A (ja) | 1999-09-17 | 1999-09-17 | 縦型熱処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001085349A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007012774A (ja) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Shinetsu Quartz Prod Co Ltd | 半導体ウェハ熱処理炉用断熱保温治具 |
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-
1999
- 1999-09-17 JP JP26439599A patent/JP2001085349A/ja active Pending
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JP4519016B2 (ja) * | 2005-06-29 | 2010-08-04 | 信越石英株式会社 | 半導体ウェハ熱処理炉用断熱保温治具 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20041026 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051226 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061005 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061204 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20070711 |
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A02 | Decision of refusal |
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