(57)【要約】【課題】拡散炉の構成の複雑化を抑制しつつ、液化ガスの逆流を防止する。【解決手段】拡散ガス排気管３を拡散炉１に斜め下向きに取り付けることにより、オキシ塩化リンが冷やされて液化した液化ガス６を外部に排出する。【選択図】      図１
2004158698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散炉と、
前記拡散炉に拡散ガスを導入する導入管と、
前記拡散炉に斜め下向きに取り付けられ、前記拡散炉に導入された拡散ガスを排出する排気管とを備えることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
拡散炉と、
前記拡散炉に拡散ガスを導入する導入管と、
前記拡散炉に導入された拡散ガスを排出する排気管と、
前記排気管に設けられた液溜部とを備えることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項３】
拡散炉と、
前記拡散炉に拡散ガスを導入する導入管と、
前記拡散炉に斜め下向きに取り付けられ、前記拡散炉に導入された拡散ガスを排出する排気管と、
前記排気管に設けられた液溜部とを備えることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項４】
前記液溜部は、前記排気管の一部の径を太くして構成されることを特徴とする請求項２または３記載の半導体製造装置。
【請求項５】
前記液溜部に溜まった液化ガスを抜き出す栓をさらに備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項記載の半導体製造装置。
【請求項６】
拡散炉と、
前記拡散炉に拡散ガスを導入する導入管と、
湾曲部が設けられ、前記拡散炉に導入された拡散ガスを排出する排気管とを備えることを特徴とする半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体製造装置に関し、特に、拡散炉に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の拡散炉では、半導体ウェハにＮ型不純物層を形成するため、オキシ塩化リン（ＰｏＣｌ３）を用いて熱拡散を行う方法がある。
図５は、従来の拡散炉の概略構成を示す断面図である。
図５において、拡散炉５１には、拡散ガスを拡散炉５１内に導入する拡散ガス導入管５２および拡散ガスを拡散炉５１から排出する拡散ガス排気管５３が設けられ、拡散炉５１の周囲には、拡散炉５１内を加熱するヒータ５４が設けられている。
【０００３】
そして、半導体ウェハＷをウェハ載置部５５に載置し、半導体ウェハＷが載置されたウェハ載置部５５を拡散炉５１内に挿入する。
そして、拡散炉５１に拡散ガスを流しながら、半導体ウェハＷの熱処理を行うことにより、半導体ウェハＷに不純物層を形成することができる。
ここで、半導体ウェハＷにＮ型不純物層を形成する場合、拡散ガスとしてオキシ塩化リンを用いることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、拡散ガスとしてオキシ塩化リンを用いると、拡散ガス排気管５３を介してオキシ塩化リンを排出する際に、オキシ塩化リンが冷やされてリン酸になり、液化ガス５６が拡散ガス排気管５３内に溜まるようになる。
そして、液化ガス５６が拡散ガス排気管５３内に溜まると、拡散ガス排気管５３内に溜まった液化ガス５６が拡散炉５１の方向に逆流し、半導体ウェハＷに付着することがあった。
【０００５】
図６は、従来の拡散炉のウェハの搬出方法を示す断面図である。
図６において、半導体ウェハＷの熱拡散が終わると、半導体ウェハＷを拡散炉５１から取り出すために、半導体ウェハＷが載置されたウェハ載置部５５が拡散炉５１から抜き出される。
ここで、液化ガス５６が拡散ガス排気管５３内に溜まっていると、液化ガス５６が拡散ガス排気管５３から拡散炉５１の方向に滴り落ちる。
【０００６】
このため、半導体ウェハＷを拡散炉５１から取り出す際に、液化ガス５６が半導体ウェハＷに付着し、半導体ウェハＷを廃棄しなければならなくなるという問題があった。
そこで、本発明の目的は、拡散炉の構成の複雑化を抑制しつつ、液化ガスの逆流を防止することが可能な半導体製造装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１記載の半導体製造装置によれば、拡散炉と、前記拡散炉に拡散ガスを導入する導入管と、前記拡散炉に斜め下向きに取り付けられ、前記拡散炉に導入された拡散ガスを排出する排気管とを備えることを特徴とする。
【０００８】
これにより、排気管の取り付け方向を変更するだけで、排気管内に溜まった液化ガスが拡散炉の方向に逆流することを防止することが可能となる。
このため、拡散炉の構成の複雑化を抑制しつつ、液化ガスが半導体ウェハに付着することを防止することが可能となり、半導体ウェハの製造歩留まりを容易に向上させることができる。
【０００９】
また、請求項２記載の半導体製造装置によれば、拡散炉と、前記拡散炉に拡散ガスを導入する導入管と、前記拡散炉に導入された拡散ガスを排出する排気管と、前記排気管に設けられた液溜部とを備えることを特徴とする。
これにより、拡散ガスを冷却させて液溜部に溜めることが可能となり、拡散ガスの排出量を抑制することが可能となる。
【００１０】
このため、拡散ガスによる排気ラインの腐食を低減することが可能となり、排気ラインの保守・点検にかかる手間を軽減しつつ、排気ラインの寿命を向上させることが可能となる。
また、請求項３記載の半導体製造装置によれば、拡散炉と、前記拡散炉に拡散ガスを導入する導入管と、前記拡散炉に斜め下向きに取り付けられ、前記拡散炉に導入された拡散ガスを排出する排気管と、前記排気管に設けられた液溜部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
これにより、拡散ガスを冷却させて液溜部に溜めることが可能となり、拡散ガスの排出量を抑制することが可能となるとともに、排気管内に溜まった液化ガスが拡散炉の方向に逆流することを防止することが可能となる。
このため、拡散ガスによる排気ラインの腐食を低減することが可能となるとともに、液化ガスが半導体ウェハに付着することを防止することが可能となり、排気ラインの保守・点検にかかる手間を軽減しつつ、排気ラインの寿命を向上させることが可能となるとともに、半導体ウェハの製造歩留まりを向上させることができる。
【００１２】
また、請求項４記載の半導体製造装置によれば、前記液溜部は、前記排気管の一部の径を太くして構成されることを特徴とする。
これにより、径の異なる管を繋ぎ合わせることで、排気管に液溜部を設けることが可能となり、排気管の簡単な加工を行うことで、拡散ガスの排出量を抑制することが可能となる。
【００１３】
また、請求項５記載の半導体製造装置によれば、前記液溜部に溜まった液化ガスを抜き出す栓をさらに備えることを特徴とする。
これにより、栓を抜くだけで、液溜部に溜まった液化ガスを抜き出すことが可能となり、液溜部に溜まった液化ガスを抜き出すために、排気管の取り外しを行う必要がなくなることから、排気管に液溜部を設けた場合においても、排気管の保守を容易に行うことが可能となる。
【００１４】
また、請求項６記載の半導体製造装置によれば、拡散炉と、前記拡散炉に拡散ガスを導入する導入管と、湾曲部が設けられ、前記拡散炉に導入された拡散ガスを排出する排気管とを備えることを特徴とする。
これにより、排気管の形状を変更することで、液化した拡散ガスを排気管内に溜めることが可能となり、拡散ガスの排出量を抑制することが可能となるとともに、排気管内に溜まった液化ガスが拡散炉の方向に逆流することを防止することが可能となる。
【００１５】
このため、排気管に簡単な加工を施すだけで、拡散ガスによる排気ラインの腐食を低減することが可能となるとともに、液化ガスが半導体ウェハに付着することを防止することが可能となり、排気ラインの保守・点検にかかる手間を軽減しつつ、排気ラインの寿命を容易に向上させることが可能となるとともに、半導体ウェハの製造歩留まりを容易に向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る半導体製造装置について、拡散炉を例にとって説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る拡散炉の概略構成を示す断面図である。
図１において、拡散炉１には、拡散ガスを拡散炉１内に導入する拡散ガス導入管２および拡散ガスを拡散炉１から排出する拡散ガス排気管３が設けられ、拡散炉１の周囲には、拡散炉１内を加熱するヒータ４が設けられている。
【００１７】
ここで、拡散ガス排気管３は、例えば、石英などで構成され、拡散炉１に斜め下向きに取り付けられている。
そして、半導体ウェハＷをウェハ載置部５に載置し、半導体ウェハＷが載置されたウェハ載置部５を拡散炉１内に挿入する。
そして、拡散炉１に拡散ガスを流しながら、半導体ウェハＷの熱処理を行うことにより、半導体ウェハＷに不純物層を形成することができる。
【００１８】
ここで、半導体ウェハＷにＮ型不純物層を形成する場合、拡散ガスとしてオキシ塩化リンを用いることができ、オキシ塩化リンは冷却されると、リン酸に変化して液化する。
そして、拡散ガス排気管３を斜め下向きに取り付けることで、拡散ガス排気管３を介してオキシ塩化リンを排出する際に、オキシ塩化リンが冷やされてリン酸になった場合においても、拡散ガス排気管３内に溜まった液化ガス６が拡散炉１の方向に逆流することを防止することが可能となる。
【００１９】
このため、半導体ウェハＷを拡散炉１から取り出す際に、液化ガス６が半導体ウェハＷに付着することを防止することが可能となり、半導体ウェハＷの製造歩留まりを向上させることができる。
図２は、本発明の第２実施形態に係る拡散炉の概略構成を示す断面図である。
図２において、拡散炉１１には、拡散ガスを拡散炉１１内に導入する拡散ガス導入管１２および拡散ガスを拡散炉１１から排出する拡散ガス排気管１３が設けられ、拡散炉１１の周囲には、拡散炉１１内を加熱するヒータ１４が設けられている。
【００２０】
ここで、拡散ガス排気管１３は、例えば、石英などで構成され、拡散ガス排気管１３には、液化ガス１６を貯留する液溜部１３ａが設けられている。
ここで、液溜部１３ａは、石英などで構成される拡散ガス排気管１３の一部の径を太くすることにより形成することができる。
そして、半導体ウェハＷをウェハ載置部１５に載置し、半導体ウェハＷが載置されたウェハ載置部１５を拡散炉１１内に挿入する。
【００２１】
そして、拡散炉１１に拡散ガスを流しながら、半導体ウェハＷの熱処理を行うことにより、半導体ウェハＷに不純物層を形成することができる。
ここで、半導体ウェハＷにＮ型不純物層を形成する場合、拡散ガスとしてオキシ塩化リンを用いることができ、オキシ塩化リンは冷却されると、リン酸に変化して液化する。
【００２２】
そして、拡散ガス排気管１３に液溜部１３ａを設けることで、拡散ガス排気管１３を介して排出されるオキシ塩化リンを冷却させ、液化ガス１６として液溜部１３ａに貯留することができる。
このため、拡散ガス排気管１３を介して排出されるオキシ塩化リンの排出量を抑制することが可能となり、排気ラインがオキシ塩化リンに晒されることを低減させて、排気ラインのフランジなどの腐食を低減することが可能となる。
【００２３】
図３は、本発明の第３実施形態に係る排気管の製造方法を示す斜視図である。
図３（ａ）において、径の異なる石英管１７ａ〜１７ｃを用意し、径の大きな石英管１７ｂが、径の小さな石英管１７ａ、１７ｃの間に挟まれるようにして、石英管１７ａ〜１７ｃを結合させる。
これにより、図３（ｂ）に示すように、石英管１７ａ〜１７ｃの簡単な加工を行うことで、液溜部１３ａが設けられた拡散ガス排気管１３を作製することができる。
【００２４】
また、径の小さな石英管１７ａ、１７ｃの間に径の大きな石英管１７ｂを設けることで、石英管１７ｂの外周面全体を液溜部１３ａとして使用することが可能となり、液溜部１３ａの浸食量に応じて、拡散ガス排気管１３を回転させて使用することにより、拡散ガス排気管１３の寿命を向上させることができる。
図４（ａ）は、本発明の第４実施形態に係る排気管の概略構成を示す断面図である。
【００２５】
図４（ａ）において、拡散ガス排気管２１は、例えば、石英などで構成され、拡散ガス排気管２１には、液化ガス２３を貯留する液溜部２１ａが設けられるとともに、液溜部２１ａには、液溜部２１ａに溜まった液化ガス２３を抜き出す栓２２が嵌め込まれている。
これにより、栓２２を引き抜くだけで、液溜部２１ａに溜まった液化ガス２３を抜き出すことが可能となり、液溜部２１ａに溜まった液化ガス２３を抜き出すために、拡散ガス排気管２１の取り外しを行う必要がなくなることから、拡散ガス排気管２１の保守を容易に行うことが可能となる。
【００２６】
図４（ｂ）は、本発明の第５実施形態に係る排気管の概略構成を示す断面図である。
図４（ｂ）において、拡散ガス排気管３１は、例えば、石英などで構成され、拡散ガス排気管３１には、液化ガス３２を貯留する液溜部３１ａが設けられるとともに、拡散ガス排気管３１の入口側の排気管３１ｂは、拡散炉に対して斜め下向きになるように構成されている。
【００２７】
これにより、オキシ塩化リンが液化した液化ガス３２を液溜部３１ａに溜めることが可能となり、オキシ塩化リンの排出量を抑制することが可能となるとともに、拡散ガス排気管３１内に溜まった液化ガス３２が拡散炉の方向に逆流することを防止することが可能となる。
このため、オキシ塩化リンによる排気ラインの腐食を低減することが可能となるとともに、液化ガス３２が半導体ウェハに付着することを防止することが可能となり、排気ラインの保守・点検にかかる手間を軽減しつつ、排気ラインの寿命を向上させることが可能となるとともに、半導体ウェハの製造歩留まりを向上させることができる。
【００２８】
図４（ｃ）は、本発明の第６実施形態に係る排気管の概略構成を示す断面図である。
図４（ｃ）において、拡散ガス排気管４１は、例えば、石英などで構成され、拡散ガス排気管４１には、湾曲部ａが設けられている。
これにより、拡散ガス排気管４１に簡単な加工を施すだけで、オキシ塩化リンが液化した液化ガス３２を拡散ガス排気管４１内に溜めることが可能となり、オキシ塩化リンの排出量を抑制することが可能となるとともに、拡散ガス排気管４１内に溜まった液化ガス４２が拡散炉の方向に逆流することを防止することが可能となる。
【００２９】
なお、上述した実施形態では、拡散炉を例にとって説明したが、ウェット酸化装置などに適用してもよい、
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、排気管を斜め下向きに取り付けることにより、排気管内に溜まった液化ガスが拡散炉の方向に逆流することを防止することが可能となり、拡散炉の構成の複雑化を抑制しつつ、液化ガスが半導体ウェハに付着することを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る拡散炉の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る拡散炉の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る排気管の製造方法を示す斜視図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の第４実施形態に係る排気管の概略構成を示す断面図、図４（ｂ）は、本発明の第５実施形態に係る排気管の概略構成を示す断面図、図４（ｃ）は、本発明の第６実施形態に係る排気管の概略構成を示す断面図である。
【図５】従来の拡散炉の概略構成を示す断面図である。
【図６】従来の拡散炉のウェハの搬出方法を示す断面図である。
【符号の説明】
１、１１  拡散炉、２、１２  拡散ガス導入管、３、１３、２１、３１、３１ｂ、４１  拡散ガス排気管、４、１４  ヒータ、５、１５  ウェハ載置部、６、１６、２３、３２、４２  液化ガス、Ｗ  ウェハ、１６ａ、２１ａ、３１ａ  液溜部、１７ａ〜１７ｃ  石英管、２２栓
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004158698.tif 000006
【図５】
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【図６】
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