JPH045820A - Vertical semiconductor manufacturing apparatus - Google Patents
Vertical semiconductor manufacturing apparatusInfo
- Publication number
- JPH045820A JPH045820A JP10653390A JP10653390A JPH045820A JP H045820 A JPH045820 A JP H045820A JP 10653390 A JP10653390 A JP 10653390A JP 10653390 A JP10653390 A JP 10653390A JP H045820 A JPH045820 A JP H045820A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tube
- boat
- furnace
- quartz
- 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
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 15
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 11
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 claims description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 16
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 abstract description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 32
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 14
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 230000003670 easy-to-clean Effects 0.000 description 3
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 3
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置の製造に関し、特に、半導体装置
の製造等における種々の皮膜形成、拡散などの熱処理を
可能とした大口径用の縦型半導体製造装置に関するもの
である。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to the manufacturing of semiconductor devices, and in particular, to a large-diameter vertical device that enables various film formations and heat treatments such as diffusion in the manufacturing of semiconductor devices. The present invention relates to type semiconductor manufacturing equipment.
半導体装置の製造においては、種々の皮膜を形成する必
要があり、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、
ポリシリコンなどを気相成長させる。また、半導体デバ
イスの形成のためには、シリコン基板の酸化と共に不純
物の拡散処理が不可欠である。In the manufacture of semiconductor devices, it is necessary to form various films, such as silicon oxide films, silicon nitride films,
Polysilicon, etc., is grown in a vapor phase. Furthermore, in order to form a semiconductor device, oxidation of the silicon substrate and diffusion treatment of impurities are essential.
これらの酸化、拡散、気相成長などの熱処理を行うには
、それぞれの熱処理炉を用いている。Heat treatment furnaces are used to perform these heat treatments such as oxidation, diffusion, and vapor phase growth.
シリコン酸化膜を始めとする上記の各種の皮膜の気相成
長、拡散にあたっては、現状では、ホット・ウオール型
の拡散、CVD装置が主流であり、横型炉の場合にあっ
ては、水平に配置した石英製の反応管の中に、ウェハー
を立てて配置して、−度に処理できる枚数の改善を図っ
てきている。At present, hot wall type diffusion and CVD equipment is the mainstream for vapor phase growth and diffusion of the various films mentioned above, including silicon oxide films, and in the case of horizontal furnaces, horizontally arranged The wafers are placed upright in a quartz reaction tube to improve the number of wafers that can be processed at a time.
一方、縦型炉の場合にあっては、反応管を立てて配置し
、ウェハーは水平方向に積み重ねて配置した石英製ポー
トを反応管の下または上から反応管の内部に挿入配置し
て種々の熱処理を行う。On the other hand, in the case of a vertical furnace, the reaction tube is placed upright, and the wafers are stacked horizontally and quartz ports are inserted into the reaction tube from below or above. Heat treatment is performed.
この縦型炉は、横型炉に比し設置のための床面積が少な
くて済むため有利であり、その積極的導入が図られつつ
ある。This vertical furnace is advantageous because it requires less floor space for installation than a horizontal furnace, and is being actively introduced.
更に、この縦型炉はウェハーの大口径化にも適応してい
ることが判ってきた。即ち、横型炉にて高温酸化または
CMO3用の高温ウェル拡散を行う際、石英製反応管の
中央部分が高温故に下方にたわむ。大口径化に伴いポー
ト重量が増し、たわみを増長させるとともに、反応管内
の上下方向の温度分布を均一に保てなくなる。縦型炉で
は木質的にこの問題がない。Furthermore, it has been found that this vertical furnace is suitable for increasing the diameter of wafers. That is, when performing high-temperature oxidation or high-temperature well diffusion for CMO3 in a horizontal furnace, the central portion of the quartz reaction tube bends downward due to the high temperature. As the diameter increases, the weight of the port increases, which increases deflection and makes it impossible to maintain a uniform temperature distribution in the vertical direction within the reaction tube. Vertical furnaces do not have this problem due to the quality of the wood.
この縦型炉は、拡散炉、CVD装置共に、縦型の電気炉
内の石英製反応管に対して、ウェハーを搭載したポート
を上下方向に出し入れする構造を基本とし、具体的には
、反応ガスの導入と排気の取扱上、二重の石英管を使用
し、ポートを下から挿入するタイプにあっては、拡散炉
では、ガス導入管を下から内部石英管の頂部に至る配管
として頂部から内部石英管内に導入し、排気を内部石英
管の下端から行うのであり、また、CVD装置にあって
は、反応ガスを内部石英管の下端から入れ上端から二重
石英管の間を通して下端から排気する構造としている。This vertical furnace, for both the diffusion furnace and the CVD equipment, has a basic structure in which a port carrying a wafer is taken in and out of the quartz reaction tube in the vertical electric furnace in the vertical direction. For the purpose of handling gas introduction and exhaust, if a double quartz tube is used and the port is inserted from the bottom, in a diffusion furnace, the gas introduction tube is connected to the top as piping from the bottom to the top of the internal quartz tube. The reactant gas is introduced from the lower end of the internal quartz tube into the internal quartz tube and exhausted from the lower end of the internal quartz tube. The structure is designed to exhaust air.
また、この縦型炉の具体的構造として、内部石英管の下
部には、石英保温管を配置して内部の保温を保っている
。勿論、この保温管の端部はスペース上の観点から平坦
とし、しかも、電気炉に対する位置としては、均熱長を
外れた補助ヒータ部分に設置される様に配慮している。Further, as a specific structure of this vertical furnace, a quartz heat-retaining tube is arranged below the internal quartz tube to keep the inside warm. Of course, the end of this heat-retaining tube is made flat from the viewpoint of space, and its position with respect to the electric furnace is designed so that it is installed in the auxiliary heater part outside the uniform heating length.
この−例として、特開昭63−299116号がある。An example of this is JP-A-63-299116.
ところで、量産型のCVD装置として、アニコンのCV
D装置がある。この装置は、2つのウェハーポートを収
容できるものの、ポート下部からの熱供給を行うための
中心排気管の周囲にヒーターを装備しており、CVDの
完了後に、炉を上方に持ち上げる際、下部ヒーターから
の熱放散が一挙になされるので、気流の巻き上げが生じ
、ウェハーへのゴミの付着が避けられない。By the way, as a mass-produced CVD device, Anicon's CV
There is a D device. Although this equipment can accommodate two wafer ports, it is equipped with a heater around the central exhaust pipe to supply heat from the bottom of the port. Since the heat is dissipated from the wafer all at once, the air current is rolled up, and the adhesion of dust to the wafer is unavoidable.
このように、縦型炉は幾多の特長をもつものの、市販の
炉は高さが3メートルに及ぶものであり、より少数のウ
ェハーに対する処理には効率的でなく、また炉の洗浄等
の取扱いも容易でない。特に、二重管構造の炉の洗浄は
容易でない。Although vertical furnaces have many advantages, the height of commercially available furnaces is up to 3 meters, which makes them inefficient for processing a smaller number of wafers, and also makes handling such as furnace cleaning difficult. It's not easy either. In particular, it is not easy to clean a furnace with a double pipe structure.
従って、本発明は、より簡単な炉の構造を有し、洗浄等
の取扱いの容易な縦型炉を提供するものである。本発明
の第二の目的は、拡散、熱処理。Therefore, the present invention provides a vertical furnace that has a simpler furnace structure and is easier to handle, such as cleaning. The second object of the present invention is diffusion and heat treatment.
気相成長に対して共通して用いられる構造を基本とし、
洗浄の容易な構造の縦型炉を提供するものである。Based on the structure commonly used for vapor phase growth,
A vertical furnace having a structure that is easy to clean is provided.
本発明の第三の目的は、上記の種々の熱処理の完了後の
炉の開口において、雰囲気の巻き込みを生ずることなく
、ウェハーポートの取り出しが可能な構造の縦型炉を提
供するものである。A third object of the present invention is to provide a vertical furnace having a structure that allows the wafer port to be taken out without entraining the atmosphere at the opening of the furnace after the various heat treatments described above are completed.
〔問題点を解決するための手段]
上記の問題点を解決するため、本発明では、頂部が球面
状の石英製筒体の上部に半導体ウェハーホルダーを載置
し、これらを炉芯管の均熱長内に挿入した装置として、
酸化、拡散、気相成長などの熱処理を行うことを特徴と
する縦型半導体製造装置とする。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, in the present invention, a semiconductor wafer holder is placed on the top of a quartz cylinder having a spherical top, and these are placed on the top of the furnace core tube evenly. As a device inserted into the thermal chamber,
The vertical semiconductor manufacturing equipment is characterized by performing heat treatments such as oxidation, diffusion, and vapor phase growth.
本発明の第二の特徴によれば、頂部が球面状の耐熱製筒
体の上部に、頂部が球面状の石英製筒体面にて覆い、該
石英製筒体の球面状頂部の上部に半導体ウェハーホルダ
ーを載置し、これらを炉芯管の均熱長内に挿入した装置
として、酸化、拡散。According to the second feature of the present invention, the top of the heat-resistant cylinder having a spherical top is covered with a quartz cylinder surface having a spherical top, and a semiconductor is provided on the top of the spherical top of the quartz cylinder. Oxidation and diffusion are carried out as a device in which a wafer holder is mounted and these are inserted within the soaking length of the furnace core tube.
気相成長などの熱処理を行うことを特徴とする縦型半導
体製造装置とする。The present invention is a vertical semiconductor manufacturing apparatus characterized by performing heat treatment such as vapor phase growth.
本発明の第三の特徴によれば、上記の炉芯管の外壁にプ
ラズマクリーニング電極を設置し、−重管構造の縦型炉
の洗浄を容易とした構造とする。According to a third feature of the present invention, a plasma cleaning electrode is installed on the outer wall of the furnace core tube to facilitate cleaning of the vertical furnace having a double-tube structure.
本発明の次なる特徴は、CVDを行う縦型炉として構成
する際、上記の耐熱製筒体を完全に炉芯管の均熱長内に
挿入した状態とすることなく、耐熱製筒体の内部に反射
板を配置する。この特徴により、石英板やシリコンカー
バイドなどの反射板を高熱に加熱した均熱長内に配置し
ないでおく。The next feature of the present invention is that when constructing a vertical furnace for performing CVD, the heat-resistant cylindrical body is not completely inserted into the soaking length of the furnace core tube. Place a reflective plate inside. Due to this feature, a reflector such as a quartz plate or silicon carbide is not placed within the soaking length heated to a high temperature.
シリコンカーバイドは、700°C以上で黒色化し、透
過性を失い、熱遮断の能力を失うので、上記の温度以下
となる位置にこのシリコンカーバイドの反射板を置く。Silicon carbide turns black, loses its transparency, and loses its ability to block heat at temperatures above 700°C, so the silicon carbide reflector is placed at a location where the temperature is below the above temperature.
〔作用]
本発明では、従来の縦型炉が長大な縦寸法を存し、洗浄
が容易でない問題点を有していることに鑑みて、大型ウ
ェハーを搭載できる筒便な構成とすることができ、しか
も炉の増設が極めて簡単な装置とすべく検討を重ねた結
果、拡散、熱処理気相成長に共通して用い得る一重管構
造の炉芯管をベースとした縦型炉の概念に至った。[Function] In view of the fact that conventional vertical furnaces have long vertical dimensions and are not easy to clean, the present invention provides a cylindrical structure that can accommodate large wafers. As a result of repeated studies in order to develop a device that can be used in a single-tube structure and that can be used for both diffusion and heat treatment vapor phase growth, we came up with the concept of a vertical furnace based on a furnace core tube with a single-tube structure. Ta.
即ち、本発明の好適な実施例では、−重管の頂部からガ
ス導入ができる様に一重管の管壁に導入管を設置した炉
芯管を用い、その炉芯管の均熱長部分に置かれても変形
に対する耐性の優れた、頂部が球面状の石英管の上にて
、ボートを支持する構成としている。球面状頂部は高温
処理の耐性が高く、本来、単なる筒状では変形の生ずる
高温となっても、その球面形状の故に、変形が阻止され
るのである。That is, in a preferred embodiment of the present invention, a furnace core tube is used in which an introduction tube is installed on the tube wall of a single layer tube so that gas can be introduced from the top of the layer tube, and a furnace core tube is installed in the soaking length portion of the furnace core tube. The boat is supported on top of a quartz tube with a spherical top that has excellent resistance to deformation even when placed on the boat. The spherical top has high resistance to high-temperature treatment, and its spherical shape prevents deformation even at high temperatures that would normally cause deformation in a simple cylindrical shape.
更に変形に対する耐性を保持させるためには、該石英管
の球面状頂部の内側に接して、頂部が球面である耐熱性
材料の筒体、例えば、熱吸収の良いシリコンカーバイド
2 カーボン装の筒体を設置するのがよい。In order to further maintain resistance to deformation, a cylinder made of a heat-resistant material with a spherical top, for example, a cylinder made of silicon carbide 2 or carbon, which has good heat absorption, is placed in contact with the inside of the spherical top of the quartz tube. It is better to install
プラズマセルフクリーニングを可能とするためには、こ
の−型炉芯管の外壁に、高周波を印加できる構造とした
電極線を設置すればよい。In order to enable plasma self-cleaning, an electrode wire having a structure capable of applying high frequency waves may be installed on the outer wall of the −-shaped furnace core tube.
この電極線は電気炉と一体の構造としているがら、−型
炉芯管の洗浄のために、この−型炉芯管の脱着を可能と
している。Although this electrode wire has a structure integrated with the electric furnace, it allows the --type furnace core tube to be attached and detached for cleaning the --type furnace core tube.
CVDを行う縦型炉として構成する際、上記の耐熱製筒
体を完全に炉芯管の均熱長内に挿入した状態とすること
なく、耐熱製筒体の内部に反射板を配置する。この特徴
により、石英板やシリコンカーバイドなどの反射板を間
熱に加熱した均熱長の外の位置に配置する。シリコンカ
ーバイドは、700°C以上で黒色化し、透過性を失い
、熱遮断の能力を失うので、上記の温度以下となる位置
にこのシリコンカーバイドの反射板を置く。When constructing a vertical furnace for performing CVD, a reflector plate is arranged inside the heat-resistant cylinder without completely inserting the heat-resistant cylinder into the soaking length of the furnace core tube. Due to this feature, a reflective plate such as a quartz plate or silicon carbide is placed at a position outside the soaking length where it is heated to an intermediate temperature. Silicon carbide turns black, loses its transparency, and loses its ability to block heat at temperatures above 700°C, so the silicon carbide reflector is placed at a location where the temperature is below the above temperature.
いずれの熱処理炉においても、−型炉芯管の下方位置に
、アニコンにおける様な付属の加熱ヒーターを設置する
必要がなく、従って、ウェハーボートの取り出しの際、
気流の巻き込みを生ずることかない。In any of the heat treatment furnaces, there is no need to install an attached heater like in Anicon at the lower position of the -type furnace core tube, and therefore, when taking out the wafer boat,
No entrainment of air current occurs.
ウェハー処理枚数の増加に対しては、本発明の縦型炉を
任意の数−列状に複数設置し、−列状の炉に対して、共
通のローディング機構を設置し、各々の炉へのボートの
出し入れを行い得る様にしている。In order to increase the number of wafers to be processed, an arbitrary number of vertical furnaces of the present invention can be installed in rows, and a common loading mechanism can be installed for the rows of furnaces. It is possible to take boats in and out.
第1図を参照して、拡散炉および熱処理炉として利用で
きる本発明の実施例になる縦型半導体製造装置を説明す
る。Referring to FIG. 1, a vertical semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention that can be used as a diffusion furnace and a heat treatment furnace will be described.
第1図は、本発明実施例の縦型炉の構成を示す断面図で
あり、■は石英製の炉芯管であり、その外壁をったって
下から頂上に至るガス導入管が接着されている。導入さ
れるガスを分散させるために、整風板2が炉芯管lの上
部に配置されており、その下に2段構成のボートがある
が、これはボート受台4の上に載置されるものである。Fig. 1 is a sectional view showing the configuration of a vertical furnace according to an embodiment of the present invention, where ■ is a quartz furnace core tube, and a gas introduction tube running along the outer wall from the bottom to the top is glued. There is. In order to disperse the introduced gas, a baffle plate 2 is placed above the furnace core tube l, and below it is a two-stage boat, which is placed on a boat pedestal 4. It is something that
図示の通り、このボート受台4は石英管5の頂部球面部
分に強固にとりつけられており、石英管5の内部には、
補強のために、石英より耐熱性の高い、例えばシリコン
カーバイド類の補強芯管6がその球面状頂部にて接して
いる。 本実施例では、電気炉13が炉芯管1を囲んで
おり、その均熱長の中に、ボート全体と共に、ボート受
台4と石英管5の頂部が位置しているのが特徴である。As shown in the figure, this boat pedestal 4 is firmly attached to the top spherical part of the quartz tube 5, and inside the quartz tube 5, there are
For reinforcement, a reinforcing core tube 6 made of, for example, silicon carbide, which has higher heat resistance than quartz, is in contact at its spherical top. In this embodiment, the electric furnace 13 surrounds the furnace core tube 1, and the top of the boat pedestal 4 and the quartz tube 5, together with the entire boat, are located within its soaking length. .
ボート3に8インチのウェハー14を25枚置く場合に
は、最適ウェハー間隔にて、25cmの長さがあればよ
く、丁度ウヱハー径と略等しい。従って、炉芯管の直径
としても35cm程度でよい。勿論、このボートは図の
前後に2列配置としてもよい。When 25 8-inch wafers 14 are placed on the boat 3, the optimum wafer spacing requires a length of 25 cm, which is approximately equal to the wafer diameter. Therefore, the diameter of the furnace core tube may be about 35 cm. Of course, these boats may be arranged in two rows at the front and rear of the figure.
このボート3に載置するウェハーはダミーレスとするこ
とができ、量産に適する。The wafers placed on this boat 3 can be made without a dummy and are suitable for mass production.
ガスは、ガス導入口8より入り、均熱長部分を通り、整
風vi、2からボート側に噴出され、排出ロアから外部
へ出される。The gas enters through the gas inlet 8, passes through the soaking length section, is ejected from the air conditioning vi, 2 to the boat side, and is discharged to the outside from the discharge lower.
図示の実線位置が、ボートの設置状態を示す−方、点線
にて、ボートの最下降状態を示す。The solid line position shown in the figure indicates the installed state of the boat, and the dotted line indicates the lowest position of the boat.
本実施例装置の取扱方法について説明すると、図示の通
りの実線位置にて、石英管5のフランジが接して気密の
状態にて、拡散または熱処理を終了した際、ガス導入口
8から不活性ガスとして窒素を流し、系内のガス置換を
しておく。To explain how to handle the device of this embodiment, at the solid line position shown in the figure, when the flanges of the quartz tube 5 are in contact with each other in an airtight state, and when the diffusion or heat treatment is completed, inert gas is supplied from the gas inlet 8. Flow nitrogen to replace the gas in the system.
一方、アルミニウム製円筒スカート9の周囲に巻きつけ
た水冷バイブ10の中に水を通しておき、また、導入口
15から同じ(窒素ガスを流しておく。On the other hand, water was passed through a water-cooled vibrator 10 wrapped around an aluminum cylindrical skirt 9, and the same (nitrogen gas) was passed through an inlet 15.
この状態にて、ボート昇降系12を図示の位置に降ろし
、石英管5を点線位置に降ろす。窒素はいずれも流して
おき、ウェハー14の無用な酸化を防ぐ。例えば、50
0″C以下の所定の温度までウェハー温度が冷却された
時点にて、スカート昇降系11を作動させ、スカート9
を点線位置に降ろし、ウェハーボート3の取り外しを可
能とする。ボート3は、例えば、ロボットハンドにて持
ち上げられ、次のウェハーポートの装着を可能とする。In this state, the boat elevating system 12 is lowered to the position shown, and the quartz tube 5 is lowered to the dotted line position. All nitrogen is allowed to flow to prevent unnecessary oxidation of the wafer 14. For example, 50
When the wafer temperature has cooled down to a predetermined temperature below 0''C, the skirt lifting system 11 is activated and the skirt 9
is lowered to the dotted line position, and the wafer boat 3 can be removed. The boat 3 is lifted by a robot hand, for example, to enable attachment of the next wafer port.
こうして、アニコンにおける熱風の吹上げを避けること
ができる。In this way, blowing up of hot air in the anime can be avoided.
第2回は、整風板の詩形状を示す図で、(a)図は、ス
リット形状を、(b)はメンシュ形状を、(C)と(d
)図は、ルーバー形状を示す上面図と断面図を示す。こ
れらは−例であり、他の構造であってもよい。The second part is a diagram showing the shape of the air conditioning board, (a) shows the slit shape, (b) shows the mensch shape, (C) and (d)
) shows a top view and a cross-sectional view showing the louver shape. These are examples; other structures are possible.
第3図は、本発明第2の実施例の縦型CVD炉の構成を
示す断面図である。装置としての共通性を持たせるため
、炉芯管と石英管5の構成は共通とし、類似構造として
いる。FIG. 3 is a sectional view showing the configuration of a vertical CVD furnace according to a second embodiment of the present invention. In order to provide commonality as devices, the furnace core tube and the quartz tube 5 have the same configuration and have similar structures.
第1図と異なる所は、第一に、石英管5の位置まで均一
に供給するため、下部整風板16を設けている点である
。下部整風板16は、上部整風板2と同じでよい。第二
の相違点は、本来CVD炉が比較的低温の処理ではある
ものの、シリコンカーバイドが変色する温度、即ち、7
00℃よりは低温に保たれる温度位置にて数枚のシリコ
ンカーバイド製の反射板17が配置されている。The difference from FIG. 1 is, first, that a lower air baffle plate 16 is provided to uniformly supply the air to the quartz tube 5. The lower wind regulating plate 16 may be the same as the upper wind regulating plate 2. The second difference is that although CVD furnaces originally process at relatively low temperatures, the temperature at which silicon carbide changes color, that is,
Several reflection plates 17 made of silicon carbide are arranged at a temperature position that is maintained at a temperature lower than 00°C.
上側の整風板2は均熱長位置にあるため、反応ガスが通
過しても、密着性の強固な生成物ができるため、ボート
上のウェハーへの粉体の落下は生じない。Since the upper baffle plate 2 is located at the soaking length position, even if the reaction gas passes through, a product with strong adhesion is formed, so that powder does not fall onto the wafers on the boat.
ウェハーポートの着脱は、第一図に関して述べたと同じ
手順にて行うことができるので、ここではその説明を省
略する。Since the attachment and detachment of the wafer port can be carried out in the same procedure as described in connection with FIG. 1, the explanation thereof will be omitted here.
第4図は、第1図又は第3図に示した炉を4つ一列に配
置して独立の処理を行う装置系の上面図を、また、第5
図はその側面の断面図を示す。FIG. 4 is a top view of an apparatus system in which four furnaces shown in FIG. 1 or 3 are arranged in a row to perform independent processing;
The figure shows a sectional view of its side.
第4図左端に、未処理のボートを複数収納する棚18と
、処理の終了したボートを収納する棚19があり、棚1
8からロボット20がボートを取り出し、これをトロン
コ21にて任意の炉22の前に移動する。ローディング
ロボット23が、このボートを中継機24へ移動し、次
いで、炉22への出し入れを行う。炉22の数は′ウェ
ハーの処理枚数に応じて設置の数を変えることはいうま
でもない。At the left end of Figure 4, there is a shelf 18 for storing a plurality of unprocessed boats, and a shelf 19 for storing boats that have been processed.
The robot 20 takes out the boat from 8 and moves it to an arbitrary furnace 22 using the tronco 21. A loading robot 23 moves this boat to a relay machine 24 and then takes it into and out of the furnace 22. It goes without saying that the number of furnaces 22 installed varies depending on the number of wafers to be processed.
第6図と第7図、および第8図は、プラズマクリーニン
グ電極付きのCVD装置の断面図、および断面図を示し
、石英棒25の中に電極線があり、第8図の通り、交互
に共通接続されて、両極間に高周波が印加される配置を
とり、CVD装置の使用により、炉の内部に付着した生
成物を除去する際、この高周波を印加し、エツチングガ
スの導入により、プラズマ化をして、クリーニングを達
成する。このCVD装置の特徴は、プラズマ電極がヒー
ターと一体であり、炉芯管の取り外しの際に何らの障害
とならない点である。しかも、電極端子は、図の下端側
で共通に、しかも容易に接続と取りつけができる。6, 7, and 8 show a cross-sectional view and a cross-sectional view of a CVD apparatus with plasma cleaning electrodes, and there are electrode wires in the quartz rod 25, and as shown in FIG. The arrangement is such that high frequency waves are applied between the two electrodes, which are connected in common, and when removing products that have adhered to the inside of the furnace using a CVD device, this high frequency wave is applied and the etching gas is introduced to create plasma. to achieve cleaning. A feature of this CVD apparatus is that the plasma electrode is integrated with the heater and does not pose any obstacle when removing the furnace core tube. Moreover, the electrode terminals are common at the lower end of the figure and can be easily connected and attached.
以上の実施例の説明では、好適な例にて説明したが、種
々の改変や変更を加えることが可能である。即ち、第一
図のシリコンカーバイド製の補強芯管6に代えて、シリ
コンカーバイドの台を用意し、その上平坦面に石英保護
板(層)を設けることも可能であるし、また、受台4を
受ける円板としてシリコンカーバイドを用い、これを石
英の筒にて保持するようにしてもよい。この場合は、既
述の通りの700 ″C以下にて熱遮断の能力を失う
ので、輻射止めを下部に設けておく。Although the above embodiments have been described using preferred examples, various modifications and changes can be made. That is, instead of the reinforcing core tube 6 made of silicon carbide shown in Fig. 1, it is possible to prepare a silicon carbide stand and provide a quartz protective plate (layer) on the flat surface thereof. It is also possible to use silicon carbide as a disk for receiving the disk 4, and to hold it in a quartz cylinder. In this case, as mentioned above, the heat shielding ability is lost below 700''C, so a radiation stopper is provided at the bottom.
更に、第一図にて、円筒スカート9に変更を加えること
もでき、例えば、スカートは上下2分割とし、上側を下
側の外側にてスライドするようにし、スライドした状態
にてボート3の取り出しを可能としてもよい。Furthermore, it is possible to make changes to the cylindrical skirt 9 shown in Figure 1. For example, the skirt can be divided into upper and lower halves, with the upper side sliding on the outside of the lower side, and the boat 3 can be taken out in the slid state. may be possible.
窒素ガス導入口15はスカート9の下に設けて、内部の
窒素置換を達成するようにしてもよい。The nitrogen gas inlet 15 may be provided under the skirt 9 to achieve nitrogen replacement inside.
以上の通り、本発明では、頂部が球面状の石英製筒体の
上部に半導体ウェハーホルダーを載置し、これらを炉芯
管の均熱長内に挿入した装置として、酸化、拡散、気相
成長などの熱処理を行うことを特徴とする縦型半導体製
造装置としたので、簡単なる一重管構造にて種々の熱処
理炉を構成できる。また、従来の縦型炉が長大な縦寸法
を存し、洗浄が容易でないのに対し、大型ウェハーを搭
載できる簡便な構成とすることができ、しかも炉の増設
が極めて簡単な装置となし得る。より具体的には、球面
状頂部は高温処理の耐性が高く、本来、単なる筒状では
変形の生ずる高温となっても、その球面形状の故に、変
形が阻止されるのであす、更にその変形に対する耐性を
保持できるように、該石英管の球面状頂部の内側に接し
て、頂部が球面である耐熱性材料の筒体、例えば、熱吸
収の良いシリコンカーバイド、カーボン製の筒体を設置
しているのである。As described above, in the present invention, a semiconductor wafer holder is placed on the top of a quartz cylinder with a spherical top, and these are inserted into the soaking length of the furnace core tube. Since the vertical semiconductor manufacturing apparatus is characterized in that it performs heat treatment such as growth, various heat treatment furnaces can be configured with a simple single tube structure. In addition, whereas conventional vertical furnaces have long vertical dimensions and are difficult to clean, it is possible to have a simple configuration that can accommodate large wafers, and it is extremely easy to add more furnaces. . More specifically, the spherical top has high resistance to high-temperature treatment, and its spherical shape prevents deformation even at high temperatures that would normally cause deformation in a simple cylindrical shape. In order to maintain resistance, a cylinder made of a heat-resistant material with a spherical top, such as silicon carbide or carbon, which has good heat absorption, is placed in contact with the inside of the spherical top of the quartz tube. There is.
更に、プラズマセルフクリーニングを可能とすべく、こ
の−型炉芯管の外壁に、高周波を印加できる構造とした
電極線が設置されている。この電極線は電気炉と一体の
構造としているから、−型炉芯管の洗浄のために、この
−型炉芯管の脱着を可能としている。Further, in order to enable plasma self-cleaning, an electrode wire having a structure capable of applying high frequency waves is installed on the outer wall of this --shaped furnace core tube. Since this electrode wire is constructed integrally with the electric furnace, it is possible to attach and detach the --type furnace core tube for cleaning the --type furnace core tube.
いずれの熱処理炉においても、−型炉芯管の下方位置に
、アニコンにおける様な付属の加熱ヒーターを均熱長を
実現する電気炉の一部として設置する必要がなく、従っ
て、ウェハーボートの取り出しの際、気流の巻き込みを
生ずることがない。In any of the heat treatment furnaces, there is no need to install an attached heater like in Anicon as part of the electric furnace to achieve uniform heating length at the lower position of the −-type furnace core tube, and therefore, the wafer boat can be taken out. There is no entrainment of airflow during this process.
ウェハー処理枚数の増加に対しては、本発明の縦型炉を
任意の数−列状に複数設置し、−列状の炉に対して、共
通のローディング機構を設置し、各々の炉へのボートの
出し入れを行い得る様にし得る利点もある。In order to increase the number of wafers to be processed, an arbitrary number of vertical furnaces of the present invention can be installed in rows, and a common loading mechanism can be installed for the rows of furnaces. It also has the advantage of allowing boats to be moved in and out.
第1図は本発明の本実施例になる縦型炉の断面図、第2
図は、第1図の炉内に設置する整風板の詩形状を示す上
面図と側面図、第3図は本発明の第二の実施例の縦型炉
の断面図、第4図と第5図は4つの炉を一列状に並べた
ときの上面図と側面図、第6図乃至第8回はプラズマク
リーニング電極付きの縦型炉の断面図を示す。
図中、1は炉芯管、2ば整風板、3はウェハーボート、
4はボート受台、5は石英管、6は補強管、7は排気口
、8はガス導入口、9はスカート、lOは水冷パイプ、
11はスカート昇降系、12はボート昇降系、13はヒ
ーター、14はウェハー、15は窒素ガス導入口、16
は整風板、17は反射板、18と19は棚、20は収納
ロボット、21はトロッコ、22は炉、23はローディ
ングロボット、24は中継機を示す。
(C)
ノンーノX゛−形]欠
¥2
図
(d)
第Δ
図
芽8図
茅7
図
手
続
主li
正
書
(方
式)
1、羽生の表示 平成2年特許願第106533号2
、発明の名称
縦型半導体製造装置
3、補正をする者
事件との関係 特許出願人
(郵便番号214)
住所 神奈川県用崎市多摩区長尾6丁目20番3号
名称 株式会社 エフティーニル起案日 平成2
年6月29日
全送日 平成2年7月31日
5、補正の対象
図面(第1図乃至第8図)
6、補正の内容
願書に最初に添付した図面の浄書・別駈の通り(内容に
変更なし)
13つFig. 1 is a sectional view of a vertical furnace according to this embodiment of the present invention;
The figures are a top view and a side view showing the shape of the air baffle plate installed in the furnace shown in Fig. 1, Fig. 3 is a sectional view of a vertical furnace according to the second embodiment of the present invention, and Figs. FIG. 5 shows a top view and a side view of four furnaces arranged in a row, and FIGS. 6 to 8 show cross-sectional views of a vertical furnace equipped with a plasma cleaning electrode. In the figure, 1 is a furnace core tube, 2 is a baffle plate, 3 is a wafer boat,
4 is a boat cradle, 5 is a quartz tube, 6 is a reinforcing tube, 7 is an exhaust port, 8 is a gas inlet, 9 is a skirt, IO is a water cooling pipe,
11 is a skirt lifting system, 12 is a boat lifting system, 13 is a heater, 14 is a wafer, 15 is a nitrogen gas inlet, 16
17 is a wind regulating plate, 17 is a reflector, 18 and 19 are shelves, 20 is a storage robot, 21 is a trolley, 22 is a furnace, 23 is a loading robot, and 24 is a repeater. (C) Nonno
, Name of the invention Vertical semiconductor manufacturing device 3, Relationship with the case of the person making the amendment Patent applicant (zip code 214) Address 6-20-3 Nagao, Tama-ku, Yozaki City, Kanagawa Prefecture Name EFtinil Co., Ltd. Date of drafting Heisei 2
June 29, 1990 Full sending date: July 31, 1990 5. Drawings subject to amendment (Figures 1 to 8) 6. Contents of amendment As per the engraving and separate drawings of the drawings originally attached to the application ( No change in content) 13 items
Claims (1)
ルダーを載置し、これらを炉芯管の均熱長内に挿入した
装置として、酸化、拡散、気相成長などの熱処理を行う
ことを特徴とする縦型半導体製造装置。A semiconductor wafer holder is placed on top of a quartz cylinder with a spherical top, and these are inserted into the soaking length of the furnace core tube to perform heat treatments such as oxidation, diffusion, and vapor phase growth. Features of vertical semiconductor manufacturing equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10653390A JPH045820A (en) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | Vertical semiconductor manufacturing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10653390A JPH045820A (en) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | Vertical semiconductor manufacturing apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH045820A true JPH045820A (en) | 1992-01-09 |
Family
ID=14436032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10653390A Pending JPH045820A (en) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | Vertical semiconductor manufacturing apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH045820A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006190968A (en) * | 2004-12-29 | 2006-07-20 | Dongbuanam Semiconductor Inc | Semiconductor device manufacturing equipment |
| JP2023138072A (en) * | 2022-03-18 | 2023-09-29 | 株式会社Kokusai Electric | Substrate processing device, method of manufacturing semiconductor device, substrate processing method, and program |
-
1990
- 1990-04-24 JP JP10653390A patent/JPH045820A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006190968A (en) * | 2004-12-29 | 2006-07-20 | Dongbuanam Semiconductor Inc | Semiconductor device manufacturing equipment |
| JP2023138072A (en) * | 2022-03-18 | 2023-09-29 | 株式会社Kokusai Electric | Substrate processing device, method of manufacturing semiconductor device, substrate processing method, and program |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5709543A (en) | Vertical heat treatment apparatus | |
| JP3598032B2 (en) | Vertical heat treatment apparatus, heat treatment method, and heat insulation unit | |
| KR100910292B1 (en) | Heat treatment device | |
| US5062386A (en) | Induction heated pancake epitaxial reactor | |
| CN100395871C (en) | Heat treatment method and heat treatment apparatus | |
| CN100505167C (en) | Heat treatment device | |
| JPH08264521A (en) | Reactor for semiconductor manufacturing | |
| JPH06302523A (en) | Vertical heat treatment equipment | |
| JP2002075890A (en) | Method of controlling temperature decrease rate of heat treatment apparatus and heat treatment apparatus | |
| US4992044A (en) | Reactant exhaust system for a thermal processing furnace | |
| TW300327B (en) | ||
| JPH05217929A (en) | Oxidation diffusion treating apparatus | |
| US4613305A (en) | Horizontal furnace with a suspension cantilever loading system | |
| WO2003073485A1 (en) | Cooling device and heat treating device using the same | |
| JPH045820A (en) | Vertical semiconductor manufacturing apparatus | |
| JP5770042B2 (en) | Heat treatment equipment | |
| CN212955449U (en) | Boron nitride crucible oxidation device and mounting structure of boron nitride crucible | |
| JP2000150403A (en) | Heat insulating cylinder and vertical heat-treating device | |
| JPS6095917A (en) | Heat treating furnace | |
| JP3023977B2 (en) | Vertical heat treatment equipment | |
| JP2736127B2 (en) | Object boat and vertical heat treatment apparatus using the same | |
| JP2921945B2 (en) | Vertical heat treatment equipment | |
| JP2645360B2 (en) | Vertical heat treatment apparatus and heat treatment method | |
| JP2003045808A (en) | Apparatus and method of vertical heat treatment | |
| JPH08130190A (en) | Vertical wafer type vertical furnace |