JPS6250970B2 - - Google Patents
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- JPS6250970B2 JPS6250970B2 JP54025615A JP2561579A JPS6250970B2 JP S6250970 B2 JPS6250970 B2 JP S6250970B2 JP 54025615 A JP54025615 A JP 54025615A JP 2561579 A JP2561579 A JP 2561579A JP S6250970 B2 JPS6250970 B2 JP S6250970B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
- H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
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- Health & Medical Sciences (AREA)
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- Power Engineering (AREA)
- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体ウエハー処理用加熱炉に関し、
特に半導体ウエハーを加熱処理するための方法に
関するものである。
特に半導体ウエハーを加熱処理するための方法に
関するものである。
各種半導体素子製造過程において、半導体ウエ
ハー(基板)に不純物をドープさせたりあるいは
酸化膜を形成するために加熱拡散炉が用いられて
いる。このような拡散炉は拡散工程の量産性を高
めるため一般に複数枚の半導体ウエハーを石英ホ
ルダー上に垂直に並列させて支持し、これを石英
からなる反応容器内に収容して加熱処理してい
る。しかしながら、このような従来の拡散炉にお
いては反応容器である横置きの石英管内にホルダ
ーを挿入する際に、石英管とホルダーとの摩擦に
より石英粉末が飛散して半導体ウエハー表面に付
着し半導体の特性に悪影響を及ぼしていた。
ハー(基板)に不純物をドープさせたりあるいは
酸化膜を形成するために加熱拡散炉が用いられて
いる。このような拡散炉は拡散工程の量産性を高
めるため一般に複数枚の半導体ウエハーを石英ホ
ルダー上に垂直に並列させて支持し、これを石英
からなる反応容器内に収容して加熱処理してい
る。しかしながら、このような従来の拡散炉にお
いては反応容器である横置きの石英管内にホルダ
ーを挿入する際に、石英管とホルダーとの摩擦に
より石英粉末が飛散して半導体ウエハー表面に付
着し半導体の特性に悪影響を及ぼしていた。
また、ホルダー上に垂直に搭載した半導体ウエ
ハーが石英管内で加熱されるとその自重によりウ
エハーに反り、歪み等の変形が起り、またホルダ
ーがウエハーを把持している支持点からウエハー
内部に向けてウエハー表面にスリツプライン(結
晶欠陥)が発生する。このような問題は近年半導
体ウエハーの口径が従来の2インチから4〜6イ
ンチと大型化しその重量も増加するのに伴います
ます重大となつてきた。
ハーが石英管内で加熱されるとその自重によりウ
エハーに反り、歪み等の変形が起り、またホルダ
ーがウエハーを把持している支持点からウエハー
内部に向けてウエハー表面にスリツプライン(結
晶欠陥)が発生する。このような問題は近年半導
体ウエハーの口径が従来の2インチから4〜6イ
ンチと大型化しその重量も増加するのに伴います
ます重大となつてきた。
上記の石英管とホルダーとの摩擦による石英粉
末の飛散の問題については、一般的な横型拡散炉
の本質的な問題点であり、特公昭42―21443号公
報にみられる様な縦型の拡散炉であれば、石英管
9は縦に配置されており、ホルダーは下側の開放
端から挿入されるので、石英管とホルダーとは非
接触となし得るから、上記の粉末飛散は避けられ
る可能性があるが、大型のウエハーを立てて配置
したのみでは、支持が困難であり、自重による反
りや結晶歪みが解決できない。
末の飛散の問題については、一般的な横型拡散炉
の本質的な問題点であり、特公昭42―21443号公
報にみられる様な縦型の拡散炉であれば、石英管
9は縦に配置されており、ホルダーは下側の開放
端から挿入されるので、石英管とホルダーとは非
接触となし得るから、上記の粉末飛散は避けられ
る可能性があるが、大型のウエハーを立てて配置
したのみでは、支持が困難であり、自重による反
りや結晶歪みが解決できない。
もつとも、特公昭44―22928号公報、特公昭44
―7646号公報、特公昭44―17664号公報、特公昭
46―41847号公報等にみられる様なCVD装置等で
は発熱体であるカーボン体の側壁にウエハーをセ
ツトする方式もあり、一回での処理枚数は多くで
きそうであるが、一枚のウエハーが6〜8インチ
と大型化している所においては、これらのウエハ
ーを側壁にセツトするカーボン発熱体、ベルジヤ
ー型容器等が巨大なものとなる。又、大型ウエハ
ーを一枚一枚発熱体にセツトするのは処理時間の
長大化につながる。
―7646号公報、特公昭44―17664号公報、特公昭
46―41847号公報等にみられる様なCVD装置等で
は発熱体であるカーボン体の側壁にウエハーをセ
ツトする方式もあり、一回での処理枚数は多くで
きそうであるが、一枚のウエハーが6〜8インチ
と大型化している所においては、これらのウエハ
ーを側壁にセツトするカーボン発熱体、ベルジヤ
ー型容器等が巨大なものとなる。又、大型ウエハ
ーを一枚一枚発熱体にセツトするのは処理時間の
長大化につながる。
縦型の拡散炉で処理効率を上げる一方法とし
て、特開昭52―65662号公報ではウエハーホルダ
を連結式として、下から上へ押し上げる工程の中
で拡散を終了させようとする方法が提案されてい
る。しかし、ここでのウエハーの保持は、各ホル
ダは箱形で、複数のウエハーをこの箱内に積重ね
るものであるから、密閉されているとみてよく、
ガス拡散は実施できないし、又、酸化膜の生成、
CVDは当然ながら、実施できない。
て、特開昭52―65662号公報ではウエハーホルダ
を連結式として、下から上へ押し上げる工程の中
で拡散を終了させようとする方法が提案されてい
る。しかし、ここでのウエハーの保持は、各ホル
ダは箱形で、複数のウエハーをこの箱内に積重ね
るものであるから、密閉されているとみてよく、
ガス拡散は実施できないし、又、酸化膜の生成、
CVDは当然ながら、実施できない。
また、ウエハーを下向きにセツトしてゴミの付
着を防止した縦型CVD装置として特開昭53―
51187号公報があるが、ウエハーはその周辺にて
点支持するものであり、大型ウエハーは自重でた
わみ、結晶欠陥は除去できない。
着を防止した縦型CVD装置として特開昭53―
51187号公報があるが、ウエハーはその周辺にて
点支持するものであり、大型ウエハーは自重でた
わみ、結晶欠陥は除去できない。
本発明は上記の点に鑑みなされたものであつ
て、酸化あるいは拡散等の熱処理中にウエハーの
変形や表面の結晶欠陥を発生させることなく安定
した特性の信頼性の高い半導体が得られるような
半導体ウエハー処理用加熱炉の提供を目的とす
る。
て、酸化あるいは拡散等の熱処理中にウエハーの
変形や表面の結晶欠陥を発生させることなく安定
した特性の信頼性の高い半導体が得られるような
半導体ウエハー処理用加熱炉の提供を目的とす
る。
この目的を達成するため本発明では、下端が開
放され、上端にガス放出口を持つ管体をほぼ鉛直
に配置してなる容器、該容器の外周に設けた、所
定均熱長を具現する加熱装置、該容器の開放下端
を熱処理時に閉じるホルダー支持台、該ホルダー
支持台上に着脱自在に設置され、該容器の長さ方
向にわたつて、複数の半導体ウエハーをほぼ水平
にその下面に接して保持するための上下複数段の
枠体により構成されたウエハーホルダーとで構成
される半導体ウエハー処理用加熱炉を用い、ウエ
ハーへの加熱処理に際して、該容器下端から該ホ
ルダー支持台を下降させ、前記複数の半導体ウエ
ハーを収容したウエハーホルダーを該ホルダー支
持台上に載置し、以後、該ホルダー支持台を上昇
させ該ホルダー支持台により、該容器の開放下端
を閉じて、熱処理を行なうことを特徴としてい
る。
放され、上端にガス放出口を持つ管体をほぼ鉛直
に配置してなる容器、該容器の外周に設けた、所
定均熱長を具現する加熱装置、該容器の開放下端
を熱処理時に閉じるホルダー支持台、該ホルダー
支持台上に着脱自在に設置され、該容器の長さ方
向にわたつて、複数の半導体ウエハーをほぼ水平
にその下面に接して保持するための上下複数段の
枠体により構成されたウエハーホルダーとで構成
される半導体ウエハー処理用加熱炉を用い、ウエ
ハーへの加熱処理に際して、該容器下端から該ホ
ルダー支持台を下降させ、前記複数の半導体ウエ
ハーを収容したウエハーホルダーを該ホルダー支
持台上に載置し、以後、該ホルダー支持台を上昇
させ該ホルダー支持台により、該容器の開放下端
を閉じて、熱処理を行なうことを特徴としてい
る。
即ち、縦型構成をとることによりホルダが容器
の壁面を摺動するときの粉末の飛散を防ぐという
基本的概念に立ち、且つ、6〜8インチ以上とい
うウエハーの大型化に伴なうウエハーセツト時の
問題(反り、歪等の変形、スリツプラインの様な
結晶欠陥)に対しては、ウエハー裏面の大部分を
支持板に接して保持することで、ウエハーの大型
化に対拠している。同時に、ウエハーホルダー
は、水平支持板を間隔を置いて縦積みとすること
で、ウエハーの大型化によるホルダーならびに容
器の巨大化を避けている。
の壁面を摺動するときの粉末の飛散を防ぐという
基本的概念に立ち、且つ、6〜8インチ以上とい
うウエハーの大型化に伴なうウエハーセツト時の
問題(反り、歪等の変形、スリツプラインの様な
結晶欠陥)に対しては、ウエハー裏面の大部分を
支持板に接して保持することで、ウエハーの大型
化に対拠している。同時に、ウエハーホルダー
は、水平支持板を間隔を置いて縦積みとすること
で、ウエハーの大型化によるホルダーならびに容
器の巨大化を避けている。
横型拡散炉の場合には、ウエハーの大型化に伴
ない、ウエハーの上下方向に温度分布が生じ、炉
心管中央より上半分が高温となるが、この温度分
布は、炉側で補償しにくいが縦型炉の場合には、
上下方向であれば炉側で温度補償ができ、しか
も、縦型炉の一断面をみればその面内(ウエハー
面内に同じ)温度は均一である利点がある。
ない、ウエハーの上下方向に温度分布が生じ、炉
心管中央より上半分が高温となるが、この温度分
布は、炉側で補償しにくいが縦型炉の場合には、
上下方向であれば炉側で温度補償ができ、しか
も、縦型炉の一断面をみればその面内(ウエハー
面内に同じ)温度は均一である利点がある。
この様に熱は上側に向きやすいので、縦型炉の
上端が開放端であるとすると、ウエハーホルダー
の挿入、取出しの際、管内の熱は容易に外気へ逃
げるが、本発明のごとき、下端が開放され上端に
ガス放出口を設けた管体であるとウエハーホルダ
ー出入れに際しても、熱はこもつた状態であるか
ら、所定温度に復帰するのが早くなる利点もあ
る。
上端が開放端であるとすると、ウエハーホルダー
の挿入、取出しの際、管内の熱は容易に外気へ逃
げるが、本発明のごとき、下端が開放され上端に
ガス放出口を設けた管体であるとウエハーホルダ
ー出入れに際しても、熱はこもつた状態であるか
ら、所定温度に復帰するのが早くなる利点もあ
る。
上述の通り、ウエハーホルダーはホルダー支持
台上に着脱自在に設置でき、ウエハーホルダーは
多段式となつており、あらかじめ、ホルダーには
ウエハーをセツトしておけばホルダー支持台上へ
のホルダーの設置は簡単にできる。
台上に着脱自在に設置でき、ウエハーホルダーは
多段式となつており、あらかじめ、ホルダーには
ウエハーをセツトしておけばホルダー支持台上へ
のホルダーの設置は簡単にできる。
ホルダーをホルダー支持台に設置した後はホル
ダー支持台を容器に対して上昇させ、ホルダー支
持台により、容器の下側開放端を閉じ、処理前の
セツトを完了する。
ダー支持台を容器に対して上昇させ、ホルダー支
持台により、容器の下側開放端を閉じ、処理前の
セツトを完了する。
半導体ウエハーの加熱処理に際しては、容器の
上端よりガスを導入して所望の加熱処理を行な
う。ガス拡散にあたつては、所望の不純物を含ん
だキヤリアガスを流す。熱酸化にあたつては目的
に応じ乾燥酸素または湿つた酸素(水蒸気)を導
入するし、CVDであれば所望の反応ガスを導入
する。この結果、加熱炉内の均一加熱されたウエ
ハーに対して、均一な加熱処理が施される。この
加熱炉は、特開昭52―65662にみられる様なウエ
ハーと炉の相対運動を伴なうものでなく、一般的
な固定式の電気炉でよく、勿論、容器の上下方向
では、一般の通り、分割により、温度分布をもつ
た加熱を行わせることができ、容器内ウエハーに
対しては、ウエハー下面の大部分が接するホルダ
ーの水平板の作用により全ウエハーに対し均一温
度での加熱処理を施すことができる。
上端よりガスを導入して所望の加熱処理を行な
う。ガス拡散にあたつては、所望の不純物を含ん
だキヤリアガスを流す。熱酸化にあたつては目的
に応じ乾燥酸素または湿つた酸素(水蒸気)を導
入するし、CVDであれば所望の反応ガスを導入
する。この結果、加熱炉内の均一加熱されたウエ
ハーに対して、均一な加熱処理が施される。この
加熱炉は、特開昭52―65662にみられる様なウエ
ハーと炉の相対運動を伴なうものでなく、一般的
な固定式の電気炉でよく、勿論、容器の上下方向
では、一般の通り、分割により、温度分布をもつ
た加熱を行わせることができ、容器内ウエハーに
対しては、ウエハー下面の大部分が接するホルダ
ーの水平板の作用により全ウエハーに対し均一温
度での加熱処理を施すことができる。
図面は本発明の一実施例の概略断面図である。
基台1上に石英からなる反応容器2が載置され
る。反応容器2の外周部には加熱装置3が備わ
る。この加熱装置3は抵抗式ヒータであつてもよ
い。反応容器2の頂部には反応ガス放出用のパイ
プ10が連通する。7はバルブである。反応容器
2の下部には上下方向に移動可能に構成したホル
ダー支持台4が設けられる。ホルダー5は外枠9
に支持された複数段の水平支持板8により構成さ
れる。この水平支持板8上に半導体ウエハー6が
載せられる。半導体ウエハー6を搭載したホルダ
ー5をホルダー支持台4上に設置し、これを矢印
Aのように上方に移動してホルダー支持台4と基
台1とを整合させると反応容器2内部は密閉され
る。ホルダー3は石英または炭化珪素等の熱容量
の大きい材料により構成し半導体ウエハー温度の
急激な上昇、下降を避けることが望ましい。また
加熱方式は時間に対し温度勾配をつけ徐々に加
熱、冷却するランピング方式であることが望まし
い。
基台1上に石英からなる反応容器2が載置され
る。反応容器2の外周部には加熱装置3が備わ
る。この加熱装置3は抵抗式ヒータであつてもよ
い。反応容器2の頂部には反応ガス放出用のパイ
プ10が連通する。7はバルブである。反応容器
2の下部には上下方向に移動可能に構成したホル
ダー支持台4が設けられる。ホルダー5は外枠9
に支持された複数段の水平支持板8により構成さ
れる。この水平支持板8上に半導体ウエハー6が
載せられる。半導体ウエハー6を搭載したホルダ
ー5をホルダー支持台4上に設置し、これを矢印
Aのように上方に移動してホルダー支持台4と基
台1とを整合させると反応容器2内部は密閉され
る。ホルダー3は石英または炭化珪素等の熱容量
の大きい材料により構成し半導体ウエハー温度の
急激な上昇、下降を避けることが望ましい。また
加熱方式は時間に対し温度勾配をつけ徐々に加
熱、冷却するランピング方式であることが望まし
い。
以上のような拡散炉を用いたウエハーの加熱処
理方法においては、石英反応容器とホルダーとが
摩擦接触することはなく従つて石英粉末が飛散せ
ず拡散処理後の半導体特性は良好なものとなる。
また、半導体ウエハーは水平支持板上にその下面
全体が支持されて載置されるため加熱処理中に変
形することはなくまた結晶欠陥も発生せず信頼性
の高い製品が得られる。また複数のウエハーを上
下複数段の棚状のウエハーホルダーにセツトして
支持台上に設置し、これを反応容器下端部より装
着するため多数枚のウエハーのセツトが容易にで
き、さらにウエハーは単に水平支持板上に載置さ
れるだけであつて強制的な固定を行なわないため
ウエハーに不要な力が加わらずウエハーの変形,
損傷等は確実に防止されまたウエハーセツトの自
動化も可能となる。
理方法においては、石英反応容器とホルダーとが
摩擦接触することはなく従つて石英粉末が飛散せ
ず拡散処理後の半導体特性は良好なものとなる。
また、半導体ウエハーは水平支持板上にその下面
全体が支持されて載置されるため加熱処理中に変
形することはなくまた結晶欠陥も発生せず信頼性
の高い製品が得られる。また複数のウエハーを上
下複数段の棚状のウエハーホルダーにセツトして
支持台上に設置し、これを反応容器下端部より装
着するため多数枚のウエハーのセツトが容易にで
き、さらにウエハーは単に水平支持板上に載置さ
れるだけであつて強制的な固定を行なわないため
ウエハーに不要な力が加わらずウエハーの変形,
損傷等は確実に防止されまたウエハーセツトの自
動化も可能となる。
なお、前記水平支持板は半導体ウエハーの下面
全体を支持せずに加熱処理中にウエハーが変形し
ないようにその下面の必要面積を支持してもよ
い。
全体を支持せずに加熱処理中にウエハーが変形し
ないようにその下面の必要面積を支持してもよ
い。
図面は本発明に係る拡散炉の一実施例の概略断
面図である。図において:2……反応容器、3…
…加熱装置、4……ホルダー支持台、5……ホル
ダー、6……半導体ウエハー、8……水平支持
板、11……ガス排出用パイプである。
面図である。図において:2……反応容器、3…
…加熱装置、4……ホルダー支持台、5……ホル
ダー、6……半導体ウエハー、8……水平支持
板、11……ガス排出用パイプである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 下端が開放され、上端にガス放出口を持つ管
体をほぼ鉛直に配置してなる容器と、該容器の外
周に設けた、所定均熱長を具現する発熱体と、該
容器の開放下端を熱処理時に閉じるホルダー支持
台と、該ホルダー支持台上に、着脱自在に設置さ
れ、該容器の長さ方向にわたつて、複数の半導体
ウエハーをほぼ水平にその下面に接して保持する
ための上下複数段の枠体により構成されたウエハ
ーホルダーとで構成される半導体ウエハー処理用
加熱炉を用い、ウエハーへの加熱処理に際して、
該容器下端から該ホルダー支持台を下降させ、前
記複数の半導体ウエハーを収容したウエハーホル
ダーを該ホルダー支持台上に載置し、以後、該ホ
ルダー支持台を上昇させ該ホルダー支持台によ
り、該容器の開放下端を閉じて、ウエハーを前記
所定均熱長の中に入れて熱処理を行ない、該熱処
理後、該ホルダー支持台を下降させウエハーの交
換を行なうことを特徴とする半導体ウエハーの加
熱処理方法。 2 前記ウエハーホルダーは、半導体ウエハーの
下面のみに接して保持する上下方向に複数段の水
平な支持板および各支持板を支持する該支持板と
一体の垂直な外枠とにより構成された上下複数段
の棚状であつて、各支持板の上面のみに半導体ウ
エハーを搭載したことを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の半導体ウエハーの加熱処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2561579A JPS55118631A (en) | 1979-03-07 | 1979-03-07 | Diffusion furnace for treatment of semiconductor wafer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2561579A JPS55118631A (en) | 1979-03-07 | 1979-03-07 | Diffusion furnace for treatment of semiconductor wafer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS55118631A JPS55118631A (en) | 1980-09-11 |
JPS6250970B2 true JPS6250970B2 (ja) | 1987-10-28 |
Family
ID=12170782
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2561579A Granted JPS55118631A (en) | 1979-03-07 | 1979-03-07 | Diffusion furnace for treatment of semiconductor wafer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS55118631A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62292490A (ja) * | 1986-06-12 | 1987-12-19 | Toppan Moore Co Ltd | 転写方法 |
JPS6321188A (ja) * | 1986-07-15 | 1988-01-28 | Toppan Moore Co Ltd | 転写方法 |
JPS6321187A (ja) * | 1986-07-15 | 1988-01-28 | Toppan Moore Co Ltd | 転写シ−トの作製方法 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5875840A (ja) * | 1981-10-30 | 1983-05-07 | Fujitsu Ltd | 半導体用加熱処理炉 |
JPS60111037U (ja) * | 1983-12-28 | 1985-07-27 | 株式会社 デンコ− | 縦形半導体熱処理炉 |
JPS6192049U (ja) * | 1984-11-21 | 1986-06-14 | ||
JPS6211224A (ja) * | 1986-07-18 | 1987-01-20 | Hitachi Ltd | 半導体ウエハの熱処理方法 |
JPS63102225A (ja) * | 1986-10-20 | 1988-05-07 | Deisuko Haitetsuku:Kk | 縦形半導体熱処理装置のウエ−ハボ−ト |
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