JPH11121389A - 縦型拡散炉および拡散方法 - Google Patents

縦型拡散炉および拡散方法

Info

Publication number
JPH11121389A
JPH11121389A JP27905897A JP27905897A JPH11121389A JP H11121389 A JPH11121389 A JP H11121389A JP 27905897 A JP27905897 A JP 27905897A JP 27905897 A JP27905897 A JP 27905897A JP H11121389 A JPH11121389 A JP H11121389A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
impurity
semiconductor substrate
diffusion
impurity gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP27905897A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeaki Ide
繁章 井手
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Kyushu Ltd
Original Assignee
NEC Kyushu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Kyushu Ltd filed Critical NEC Kyushu Ltd
Priority to JP27905897A priority Critical patent/JPH11121389A/ja
Publication of JPH11121389A publication Critical patent/JPH11121389A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】拡散炉による拡散工程において、炉芯管内の長
手方向(縦方向)で半導体基板表面への不純物ガスの供
給量を均一にし、不純物拡散量を一定にすることにより
半導体装置の歩留を向上させる。 【解決手段】拡散炉内へガスを導入うするガスインジェ
クターを、上部用11,中央部用12,下部用13の3
本以上複数本有し、各々独立して流量制御が可能な構造
にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は縦型拡散炉および拡
散方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の縦型拡散炉は、図2に示すように
ヒーター8により高温加熱された炉心管1内に石英ボー
ト3に収納された多数の半導体基板2を挿入し、オキシ
塩化リン等の不純物の入った不純物ソース容器35内に
窒素ガス45を吹き込むことにより気化させ、ガスイン
ジェクター15の多数の小孔15Sから、マス・フロー
・コントローラー(以下、MFC、と称す)25により
流量を制御されたオキシ塩化リン等の主ガスを導入し、
炉芯管に備えられたガス供給管7の吹き出し口より酸
素,窒素等の副ガス40を導入し、半導体基板の装填さ
れた石英ボート3を回転させながら半導体基板中へリン
等の不純物を拡散させる処理を行っていた。
【0003】また特開平4−329631号公報には、
図3に示すように、ガスの混合と温度の均一化のため
に、ガス噴出用の小孔16Sを形成した噴出部16の前
にガス混合・加熱部17を設けたU字型のガスインジェ
クターを開示している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記いずれの
従来技術においても、ガス供給源に近い方(図2では下
の方、図3では上の方)がガスの流量が大きくなり、炉
芯管長手方向(縦方向)でガスの吹き出し量が変化して
いた。
【0005】このため、炉芯管の上部と下部で半導体基
板表面へのガスの供給量が異なり、不純物拡散量のバッ
チ内均一性が劣っていた。
【0006】このために、トランジスタのポリシリコン
ゲートの配線抵抗やゲート長のバラツキにより、半導体
装置としての歩留まりの低下を招いていた。
【0007】その理由は、バッチ内(炉芯管の縦方向)
で不純物の拡散量(不純物濃度)のバラツキが大きくな
るため、ゲートポリシリコン膜中に拡散される不純物量
のバラツキが大きくなり、これをエッチングして形成さ
れるゲート電極の配線抵抗のバラツキを招いていたから
である。また、ゲートポリシリコン膜をエッチングして
ゲート電極を形成する際、ポリシリコン膜中の不純物濃
度のバラツキが大きいためエッチングレートがばらつ
き、その結果ゲート長のバラツキを招いていたからであ
る。
【0008】一方、ガスの供給量を同じにするために小
孔の分布を変化させること考えても、これはある一定の
条件にしか適用することができないし、条件の変わる毎
に分布の異なるガスインジェクターに取り換えることは
生産性の点から実用的ではない。
【0009】したがって本発明の目的は、半導体装置の
特性を安定化し、歩留の向上、生産性の向上を図った縦
型拡散炉および拡散方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は特徴は、多数の
半導体基板を互いに所定の間隔を有して縦方向に配列し
たボートを炉心管内に載置し、前記半導体基板の側面方
向に設けられたガスインジェクターの小孔から不純物ガ
スを前記半導体基板に吹き付けて拡散処理を行う縦型拡
散炉において、前記多数の半導体基板のうち、上部に位
置する半導体基板に前記不純物ガスを吹き付ける第1の
ガスインジェクターと、中央部に位置する半導体基板に
前記不純物ガスを吹き付ける第2のガスインジェクター
と、下部に位置する半導体基板に前記不純物ガスを吹き
付ける第3のガスインジェクターとを有し、前記第1乃
至第3のガスインジェクターから吹き付ける前記不純物
ガスの量はそれぞれ独立に制御されている縦型拡散炉に
ある。ここで、前記第1乃至第3のガスインジェクター
に接続する配管はそれぞれの不純物容器から前記不純物
ガスを供給することが好ましい。さらに、前記第1乃至
第3のガスインジェクターから吹き出る前記不純物ガス
の流量はそれぞれのMFCにより制御されることが好ま
しい。
【0011】本発明の他の特徴は、多数の半導体基板を
互いに所定の間隔を有して縦方向に配列したボートを炉
心管内に載置し、前記半導体基板の側面方向に設けられ
たガスインジェクターの小孔から不純物ガスを前記半導
体基板に吹き付けて拡散処理を行う拡散方法において、
前記多数の半導体基板のうち、上部に位置する半導体基
板に流量を第1のマス・フロー・コントローラーにより
制御された前記不純物ガスを第1のガスインジェクター
により吹き付け、中央部に位置する半導体基板に流量を
第2のマス・フロー・コントローラーにより制御された
前記不純物ガスを第2のガスインジェクターにより吹き
付け、下部中央部に位置する半導体基板に流量を第3の
マス・フロー・コントローラーにより制御された前記不
純物ガスを第3のガスインジェクターにより吹き付ける
拡散方法にある。ここで、前記第1乃至第3のガスイン
ジェクターに接続する配管はそれぞれの不純物容器から
前記不純物ガスを供給することが好ましい。この場合、
それぞれの前記不純物容器にはオキシ塩化リンが入って
おり、リンの拡散を前記半導体基板に行うことができ
る。
【0012】このような本発明によれば、炉芯管長手方
向(縦方向)で、いろいろな条件に対応してガスの吹き
出し量を調整することにより、一回の処理で同時に処理
される100〜150枚の半導体基板の表面に拡散され
る不純物拡散量のバッチ内均一性を向上させることがで
きる。
【0013】すなわち例えば、炉芯管下部に排気口が存
在する拡散炉において、排気に引かれることにより炉芯
管下部での不純物ガスの流量が不足するような場合は、
意図的に下部のガス流量を大きくすることにより半導体
表面での不純物の吸着量を均一化することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明を説明
する。
【0015】図1は実施の形態の縦型拡散炉の概要を示
す図である。
【0016】炉心管1の周囲に設けられたヒーター8に
より、炉心管内を所定の温度に加熱される。互いに所定
の間隔を維持して多数の半導体基板2が縦方向に配列し
て石英ボート3に装填されている。この石英ボート3は
それを支えるエレベーター18により上下動及び回転が
可能である。
【0017】多数の半導体基板のうち上部に位置する半
導体基板に対して不純物ガスを吹き付ける複数の小孔1
1Sを縦方向に配列形成した第1のガスインジェクター
11と、多数の半導体基板のうち中央部に位置する半導
体基板に対して不純物ガスを吹き付ける複数の小孔12
Sを縦方向に配列形成した第2のガスインジェクター1
2と、多数の半導体基板のうち下部に位置する半導体基
板に対して不純物ガスを吹き付ける複数の小孔13Sを
縦方向に配列形成した第3のガスインジェクター13と
を有している。
【0018】そして、第1のガスインジェクター11は
その配管が第1のMFC21を通して窒素ガス41が導
入される第1の不純物ソース容器31に結合し、第2の
ガスインジェクター12はその配管が第2のMFC22
を通して窒素ガス42が導入される第2の不純物ソース
容器32に結合し、第3のガスインジェクター13はそ
の配管が第3のMFC23を通して窒素ガス43が導入
される第3の不純物ソース容器33に結合している。
【0019】このように各々のガスインジェクター1
1,12,13にはそれぞれMFC21,22,23が
備わっているから、それぞれ独立してガス流量の制御が
可能になっている。、各々のガスインジェクター11,
12,13にはそれぞれ複数の吹き出し口である小孔1
1S,12S,13Sが形成されており、この小孔より
炉芯管内に主ガスである不純物ガスが供給される。ま
た、炉芯管内には別に酸素,窒素ガス等の副ガス40を
供給するためのガス供給管7が備わっている。
【0020】実施の形態の拡散作業において、高温加熱
された炉芯管1内にエレベーター18を上昇させ、半導
体基板2を装填した石英ボート3を挿入し、回転させ
る。
【0021】次にオキシ塩化リン等の不純物がそれぞれ
入った第1,第2および第3の不純物ソース容器31,
32,33内にMFC21,22,23を通して窒素ガ
ス41,42,43を吹き込むことにより不純物ソース
を気化させ、ガスインジェクター11,12,13より
主ガスである不純物ガスを、炉芯管に備えられたガス供
給管7の吹き出し口より副ガス40を導入する。このと
き主ガスは、ガスインジェクター11,12,13に設
けられた吹き出し口である複数の小孔11S,12S,
13Sよりそれぞれ吹き出され、半導体基板2中へリン
等の不純物の拡散処理が行われる。そしてこの際に主ガ
スの流用をそれぞれのMFCで互いに独立に制御するこ
れにより、炉芯管上部,中央部,下部用の各インジェク
ターより均一な流量のガス(又は排気の影響を考慮し、
意図的に流量を変える場合もある)を炉芯管内に供給で
きる。これにより、ボート上に装填された同一バッチの
半導体基板の表面に供給される不純物(リン)量を均一
化でき、炉芯管内での半導体基板への不純物(リン)拡
散量の均一性を向上させ、同じ特性のリン拡散領域を形
成することができる。
【0022】尚、実施の形態では3個のガスインジェク
ターの場合を説明したが、さらに均一性のある制御を4
個以上ガスインジェクターおよびそれぞれに結合するM
FC、不純物ソース容器を設けることもできる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、炉
芯管の上部,中央部,下部用に複数のガスインジェクタ
ーを有し、各々独立してガス流量をコントロールするこ
とにより、バッチ内で半導体基板表面への不純物の吸着
量を均一化出来るから、バッチ内で半導体基板表面に拡
散される不純物の量を均一にすることができる。
【0024】このようにバッチ内(炉芯管長手方向)で
不純物の拡散量(不純物濃度)の均一性を向上させるこ
とができるため、例えばゲートポリシリコン膜中に拡散
される不純物量のバラツキを低減し、これをエッチング
して形成されるゲート電極の配線抵抗のバラツキを低減
させることができる。また、ゲートポリシリコン膜をエ
ッチングしてゲート電極を形成する際、ポリシリコン膜
中の不純物濃度のバラツキを低減できるためエッチング
レートを安定化させ、ゲート長のバラツキを低減でき
る。これにより、トランジスタのポリシリコンゲートの
配線抵抗やゲート長を安定化させ、半導体装置としての
歩溜まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の縦型拡散炉を示す側断面
図である。
【図2】従来技術の縦型拡散炉を示す側断面図である。
【図3】他の従来技術のガスインジェクターを示す図で
ある。
【符号の説明】
1 炉芯管 2 半導体基板 3 石英ボート 7 ガス供給管 8 ヒーター 11,12,13,15 ガスインジェクター 11S,12S,13S,15S 小孔(ガス吹き出
し口) 16 噴出部 16S 小孔 17 ガス混合・加熱部 18 エレベーター 21,22,23,25 MFC 31,32,33,35 不純物ソース容器 40 副ガス(酸素ガス、窒素ガス) 41,42,43,45 窒素ガス

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数の半導体基板を互いに所定の間隔を
    有して縦方向に配列したボートを炉心管内に載置し、前
    記半導体基板の側面方向に設けられたガスインジェクタ
    ーの小孔から不純物ガスを前記半導体基板に吹き付けて
    拡散処理を行う縦型拡散炉において、前記多数の半導体
    基板のうち、上部に位置する半導体基板に前記不純物ガ
    スを吹き付ける第1のガスインジェクターと、中央部に
    位置する半導体基板に前記不純物ガスを吹き付ける第2
    のガスインジェクターと、下部に位置する半導体基板に
    前記不純物ガスを吹き付ける第3のガスインジェクター
    とを有し、前記第1乃至第3のガスインジェクターから
    吹き付ける前記不純物ガスの量はそれぞれ独立に制御さ
    れていることを特徴とする縦型拡散炉。
  2. 【請求項2】 前記第1乃至第3のガスインジェクター
    に接続する配管はそれぞれの不純物容器から前記不純物
    ガスを供給することを特徴とする請求項1記載の縦型拡
    散炉。
  3. 【請求項3】 前記第1乃至第3のガスインジェクター
    から吹き出る前記不純物ガスの流量はそれぞれのマス・
    フロー・コントローラーにより制御されていることを特
    徴とする請求項1記載の縦型拡散炉。
  4. 【請求項4】 多数の半導体基板を互いに所定の間隔を
    有して縦方向に配列したボートを炉心管内に載置し、前
    記半導体基板の側面方向に設けられたガスインジェクタ
    ーの小孔から不純物ガスを前記半導体基板に吹き付けて
    拡散処理を行う拡散方法において、前記多数の半導体基
    板のうち、上部に位置する半導体基板に流量を第1のマ
    ス・フロー・コントローラーにより制御された前記不純
    物ガスを第1のガスインジェクターにより吹き付け、中
    央部に位置する半導体基板に流量を第2のマス・フロー
    ・コントローラーにより制御された前記不純物ガスを第
    2のガスインジェクターにより吹き付け、下部中央部に
    位置する半導体基板に流量を第3のマス・フロー・コン
    トローラーにより制御された前記不純物ガスを第3のガ
    スインジェクターにより吹き付けることを特徴とする拡
    散方法。
  5. 【請求項5】 前記第1乃至第3のガスインジェクター
    に接続する配管はそれぞれの不純物容器から前記不純物
    ガスを供給することを特徴とする請求項4記載の拡散方
    法。
  6. 【請求項6】 それぞれの前記不純物容器にはオキシ塩
    化リンが入っており、リンの拡散を前記半導体基板に行
    うことを特徴とする請求項5記載の拡散方法。
JP27905897A 1997-10-13 1997-10-13 縦型拡散炉および拡散方法 Pending JPH11121389A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27905897A JPH11121389A (ja) 1997-10-13 1997-10-13 縦型拡散炉および拡散方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27905897A JPH11121389A (ja) 1997-10-13 1997-10-13 縦型拡散炉および拡散方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11121389A true JPH11121389A (ja) 1999-04-30

Family

ID=17605826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27905897A Pending JPH11121389A (ja) 1997-10-13 1997-10-13 縦型拡散炉および拡散方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11121389A (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005020309A1 (ja) * 2003-08-26 2005-03-03 Hitachi Kokusai Electric Inc. 半導体装置の製造方法および基板処理装置
JP2011009752A (ja) * 2010-07-02 2011-01-13 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置、半導体デバイスの製造方法及び半導体デバイス
US8043431B2 (en) 2003-02-21 2011-10-25 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus and method for manufacturing a semiconductor device
US8055372B2 (en) 2007-03-05 2011-11-08 Tokyo Electron Limited Processing system, processing method, and computer program
CN103257209A (zh) * 2013-05-13 2013-08-21 中国电子科技集团公司第四十八研究所 一种扩散炉的气流均匀性检测装置
CN103700585A (zh) * 2013-11-26 2014-04-02 上海华力微电子有限公司 一种浅沟槽隔离氧化层的制备方法及其装置
WO2015045137A1 (ja) * 2013-09-30 2015-04-02 株式会社日立国際電気 基板処理装置、基板処理方法および半導体装置の製造方法
US9453683B2 (en) 2012-03-28 2016-09-27 Tokyo Electron Limited Heat treatment system, heat treatment method, and program
JP2017092159A (ja) * 2015-11-06 2017-05-25 東京エレクトロン株式会社 熱処理システム、熱処理方法、及び、プログラム
US10186429B2 (en) 2015-11-26 2019-01-22 Tokyo Electron Limited Heat treatment apparatus, heat treatment method, and program

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8282737B2 (en) 2003-02-21 2012-10-09 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus and method for manufacturing a semiconductor device
US8043431B2 (en) 2003-02-21 2011-10-25 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus and method for manufacturing a semiconductor device
US8057599B2 (en) * 2003-02-21 2011-11-15 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus and method for manufacturing a semiconductor device
KR100766196B1 (ko) * 2003-08-26 2007-10-10 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치
KR100771782B1 (ko) * 2003-08-26 2007-10-30 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치
US7534730B2 (en) 2003-08-26 2009-05-19 Hitachi Kokusai Electric In. Producing method of semiconductor device and substrate processing apparatus
JP2009135546A (ja) * 2003-08-26 2009-06-18 Hitachi Kokusai Electric Inc 半導体装置の製造方法および基板処理装置
WO2005020309A1 (ja) * 2003-08-26 2005-03-03 Hitachi Kokusai Electric Inc. 半導体装置の製造方法および基板処理装置
US7871938B2 (en) 2003-08-26 2011-01-18 Hitachi Kokusai Electric Inc. Producing method of semiconductor device and substrate processing apparatus
US8084369B2 (en) 2003-08-26 2011-12-27 Hitachi Kokusai Electric, Inc. Producing method of semiconductor device and substrate processing apparatus
JP2012015536A (ja) * 2003-08-26 2012-01-19 Hitachi Kokusai Electric Inc 半導体装置の製造方法、基板処理方法および基板処理装置
US8055372B2 (en) 2007-03-05 2011-11-08 Tokyo Electron Limited Processing system, processing method, and computer program
JP2011009752A (ja) * 2010-07-02 2011-01-13 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置、半導体デバイスの製造方法及び半導体デバイス
US9453683B2 (en) 2012-03-28 2016-09-27 Tokyo Electron Limited Heat treatment system, heat treatment method, and program
CN103257209A (zh) * 2013-05-13 2013-08-21 中国电子科技集团公司第四十八研究所 一种扩散炉的气流均匀性检测装置
WO2015045137A1 (ja) * 2013-09-30 2015-04-02 株式会社日立国際電気 基板処理装置、基板処理方法および半導体装置の製造方法
JP6084298B2 (ja) * 2013-09-30 2017-02-22 株式会社日立国際電気 基板処理装置、基板処理方法および半導体装置の製造方法
CN103700585A (zh) * 2013-11-26 2014-04-02 上海华力微电子有限公司 一种浅沟槽隔离氧化层的制备方法及其装置
JP2017092159A (ja) * 2015-11-06 2017-05-25 東京エレクトロン株式会社 熱処理システム、熱処理方法、及び、プログラム
US9799577B2 (en) 2015-11-06 2017-10-24 Tokyo Electron Limited Heat treatment system, heat treatment method, and program
US10186429B2 (en) 2015-11-26 2019-01-22 Tokyo Electron Limited Heat treatment apparatus, heat treatment method, and program

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6716772B2 (en) Semiconductor device manufacturing method and semiconductor manufacturing apparatus
US6015591A (en) Deposition method
KR100302609B1 (ko) 온도가변 가스 분사 장치
CN101165856B (zh) 半导体处理用氧化装置和方法
KR19980086762A (ko) 낮은 유전 상수를 갖는 막을 증착하기 위한 증착 챔버 및 그 방법
JPH09129562A (ja) 成膜装置及びその方法
US20090104760A1 (en) Vertical cvd appparatus for forming silicon-germanium film
JP2001274107A (ja) 拡散炉
JPH11121389A (ja) 縦型拡散炉および拡散方法
JPH01220434A (ja) 熱処理炉
JPH09148259A (ja) 横型反応装置
KR100297420B1 (ko) 증착챔버및저유전막형성방법
JP3359474B2 (ja) 横型熱処理装置
US20040031440A1 (en) Method and apparatus for improved gate oxide uniformity with reducing system contaminants
JP2002075978A (ja) 縦型反応炉
CN115110064A (zh) 一种气体输入设备和气体输入方法
US5489446A (en) Device for forming silicon oxide film
JPH0997768A (ja) 縦型拡散炉
EP0279406B1 (en) Device for forming silicon oxide film
JP2912059B2 (ja) 常圧cvd装置
JPH0653154A (ja) 半導体製造装置における不純物拡散炉
JP2001338883A (ja) 半導体装置の製造方法
KR100203052B1 (ko) 화학기상증착장치
JPH04329631A (ja) 不純物拡散炉
JP2001335941A (ja) ガス噴出装置及び真空処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20001121