(57)【要約】【課題】エミッタ拡散処理を行う拡散炉毎の処理特性差に基づくｈＦＥ値のばらつき発生やオペレータの設定の差に基づくｈＦＥ値のばらつき発生の抑制等を起こす虞がないエミッタ拡散時間・温度管理システムを提供する。【解決手段】複数の拡散装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを備えて、半導体ウェハのエミッタ拡散領域に所定エミッタ拡散処理を実行する際に用いるエミッタ拡散時間・温度管理システムであって、所定エミッタ拡散処理に先立ち、各拡散装置により各前回まで実施されたエミッタ拡散処理結果に基づき該各拡散装置における処理特性差を補正し、該各拡散装置毎のエミッタ拡散時間・温度の各補正値を予め算出し保持するマスタ条件記憶装置６と、所定エミッタ拡散処理の際に使用する拡散装置を設定するマスタ投入履歴表示装置１０とを備え、マスタ投入履歴表示装置１０で使用拡散装置を設定することにより、マスタ条件記憶装置６に保持した使用拡散装置のエミッタ拡散時間・温度の補正値を用いての該使用拡散装置での所定エミッタ拡散処理が実行されるようにする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数備えられた拡散装置によって半導体ウェハのエミッタ拡散領域に所定エミッタ拡散処理を実行する際に用いるエミッタ拡散時間・温度管理システムであって、前記所定エミッタ拡散処理の実行に先立って、前記各拡散装置により各前回まで実施されてきたエミッタ拡散処理の結果に基づき該各拡散装置における処理特性差を補正し、該各拡散装置での前記エミッタ拡散処理を適正に行うためのエミッタ拡散時間・温度の各補正値を予め算出し装置毎に保持するマスタ条件記憶装置と、前記半導体ウェハに対する所定エミッタ拡散処理の実行の際、前記各拡散装置のなかから使用する拡散装置を設定するためのマスタ投入履歴表示装置とを備え、前記マスタ投入履歴表示装置で所定エミッタ拡散処理を行う使用拡散装置を設定することで、前記マスタ条件記憶装置に保持した前記使用拡散装置のエミッタ拡散時間・温度の補正値を用いて該使用拡散装置での所定エミッタ拡散処理が実行されるようにしたことを特徴とするエミッタ拡散時間・温度管理システム。
【請求項２】
前記マスタ条件記憶装置が、前記各拡散装置における異なる加工条件毎の各エミッタ拡散処理の前記補正値を保持していることを特徴とする請求項１記載のエミッタ拡散時間・温度管理システム。
【請求項３】
さらに、前記所定エミッタ拡散処理が、先行拡散処理をした後に本体拡散処理を実行し、前記本体拡散処理で不十分な場合に再拡散処理を行うように構成され、先立つ拡散処理が不十分な場合に拡散処理条件を変更するようにして実行するものであって、前記拡散処理条件の変更の履歴を記憶保存する投入履歴管理記憶装置を備えていることを特徴とする請求項１記載のエミッタ拡散時間・温度管理システム。
【請求項４】
前記先行拡散処理、本体拡散処理、再拡散処理における前記拡散処理条件の変更が、エミッタ拡散時間の変更のみであり、また再拡散処理における前記拡散処理条件の変更の際には、レシピ名称も変更するようにしたことを特徴とする請求項３記載のエミッタ拡散時間・温度管理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばバイポーラトランジスタ等の製造過程におけるエミッタ拡散の際に用いられるエミッタ拡散時間・温度管理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の通り、バイポーラトランジスタ等の製造過程において、そのｈＦＥ（直流電流増幅率）の値を目的とする値にしようとした場合、不純物を拡散させてエミッタを形成する際に、拡散時間とその時の温度をそれぞれ所定の値とすることが必要である。しかし、エミッタ拡散処理を行う拡散炉毎に処理特性に差があり、この処理特性差によりｈＦＥ値のばらつきが発生していた。また拡散処理時間・温度についても、担当するオペレータの経験からくるベースの拡散深さに基づいた判断によって求めているため、エミッタ拡散温度・時間に差を生ずることが有り、これによっても、ｈＦＥ値のばらつきが発生していた。
【０００３】
さらに、エミッタ拡散処理を行う時の条件設定についても、これを人の手によってその都度行っていたため、拡散処理時間、温度の設定の際に入力間違いを起こす虞が多分にあり、また拡散処理時間の設定登録や温度の設定登録に時間がかかり、手間のかかるものとなっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような状況に鑑みて本発明はなされたもので、その目的とするところはエミッタ拡散処理を行う拡散炉毎の処理特性差に基づくｈＦＥ値のばらつき発生を抑制することができ、また担当オペレータによって生じるエミッタ拡散時間・温度の差に基づくｈＦＥ値のばらつき発生も抑制することができ、さらに、エミッタ拡散処理を行う時の条件設定で間違いを起こす虞がなく、時間を要せず簡単なエミッタ拡散時間・温度管理システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のエミッタ拡散時間・温度管理システムは、複数備えられた拡散装置によって半導体ウェハのエミッタ拡散領域に所定エミッタ拡散処理を実行する際に用いるエミッタ拡散時間・温度管理システムであって、前記所定エミッタ拡散処理の実行に先立って、前記各拡散装置により各前回まで実施されてきたエミッタ拡散処理の結果に基づき該各拡散装置における処理特性差を補正し、該各拡散装置での前記エミッタ拡散処理を適正に行うためのエミッタ拡散時間・温度の各補正値を予め算出し装置毎に保持するマスタ条件記憶装置と、前記半導体ウェハに対する所定エミッタ拡散処理の実行の際、前記各拡散装置のなかから使用する拡散装置を設定するためのマスタ投入履歴表示装置とを備え、前記マスタ投入履歴表示装置で所定エミッタ拡散処理を行う使用拡散装置を設定することで、前記マスタ条件記憶装置に保持した前記使用拡散装置のエミッタ拡散時間・温度の補正値を用いて該使用拡散装置での所定エミッタ拡散処理が実行されるようにしたことを特徴とするシステムである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を、図１乃至図５を参照して説明する。図１はエミッタ拡散処理のフローチャートであり、図２はエミッタ拡散時間・温度管理システムの概略構成を示す図であり、図３は拡散装置別の条件出し登録画面を例示する図であり、図４は装置別、条件別マスタ登録画面を例示する図であり、図５はエミッタ条件設定、登録を行う際の画面を例示する図で、図５（ａ）は登録前の図、図５（ｂ）は登録時の図である。
【０００７】
バイポーラトランジスタ等の製造過程において、製品である所定の前工程を終了し投入された半導体ウェハのエミッタ形成領域へのエミッタ拡散工程は、例えば図１に示す工程に沿って、図２に示すエミッタ拡散時間・温度管理システム１を用い、複数設置されている拡散炉を備えた拡散装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの内から処理を行う拡散装置が選択され、選択された１つの拡散装置で複数枚、例えば１ロット２５枚の半導体ウェハの拡散処理を行う場合、本体拡散に先立ち、先行拡散として１枚の半導体ウェハについて所定の条件で拡散処理を行い、拡散状況の事前確認を行う。
【０００８】
そして、その条件でよければ２５枚の半導体ウェハの本体拡散に進み、先行拡散と同じ条件で拡散処理を実行する。なお、一回目の本体拡散で不十分であった場合には条件を変更して二回目として本体再拡散、さらに不十分であった場合には条件を変更して三回目の本体再再拡散を順次実行し、所要とするエミッタ領域を有する製品である半導体ウェハを得るよう構成されている。
【０００９】
こうしたエミッタ拡散工程に用いられるエミッタ拡散時間・温度管理システム１は、次のように構成されている。すなわち、製品のエミッタ拡散処理加工に関する必要基本情報を記憶し、また情報処理、演算処理を行うホストコンピュータ３に対し、例えば専用回線あるいは交換回線等の第１の回線４を介してホスト通信装置５が接続されており、ホスト通信装置５には、実行しようとする拡散処理に関する基本的なデータ、例えば複数の加工条件の異なった拡散処理に関するデータ、前回までの拡散処理内容、条件等を記憶するマスタ条件記憶装置６と、拡散処理を行うために投入された製品の加工履歴を保存し管理する投入履歴管理記憶装置７が接続されている。
【００１０】
またホスト通信装置５は、例えばローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）等の第２の回線８に接続されており、第２の回線８には、拡散処理するため投入する製品を識別する投入番号、その製品のレシピ（処理手順）名称を入力する製品投入入力装置９、拡散処理の条件等の入力や入力内容、登録内容を表示するマスタ投入履歴表示装置１０がそれぞれ接続されている。
【００１１】
一方、拡散炉を備えた拡散装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄには、それぞれの拡散炉温度・拡散時間を制御する拡散炉温度・時間制御装置１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄがそれぞれ接続されており、また各拡散炉温度・時間制御装置１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄには、対応する製品投入制御装置１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが接続されている。さらに各製品投入制御装置１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは第２の回線８に接続されており、各製品投入制御装置１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄには、拡散処理するにあたって製品データが入力され、また対応する拡散装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄでの拡散処理に必要なデータが、第２の回線８を介して入力されるようになっている。
【００１２】
そして、上記のように構成されたエミッタ拡散時間・温度管理システム１においては、先ず、それぞれの拡散装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄで、今まで拡散処理してきた結果に基づき、各拡散装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄにおける処理特性の差を補正するエミッタ拡散条件温度・時間の各補正値が、拡散装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの拡散炉毎に割り出される。なお、各補正値の割り出しは、マスタ条件記憶装置６において、例えばシリコン基板あるいはシリコン酸化膜中での不純物の拡散深さ及び不純物濃度等とエミッタ拡散温度・時間放置テーブル、今までに拡散処理をしてきた際の処理条件、処理履歴とそれによる結果等を基にして、該当するデータを取得することによりなされる。
【００１３】
また得られたエミッタ拡散条件温度・時間の各補正値については、エミッタ拡散処理工程を実行する前に、予めマスタ投入履歴表示装置１０における、例えば図３に示すマスタ条件登録画面を使い、各拡散炉毎にマスタ条件記憶装置６に登録、記憶される。
【００１４】
またマスタ投入履歴表示装置１０には、図４に示す装置別・条件別マスタ条件登録画面が有り、この画面により、レシピ別にその条件をマスタ条件記憶装置６に登録、記憶させたり、拡散装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ別にレシピマスタをマスタ条件記憶装置６に登録、記憶させたりすることが可能なっている。すなわち、画面上には、レシピ名称、拡散装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの拡散炉番号の他、経過時間に対する拡散炉内の温度、温度の変化率、炉内各導入ガスの流量や、炉内各ポジションへの半導体ウェハの移動速度などが一括表示され、各それぞれを変更、登録することができるようになっている。
【００１５】
また、製品のエミッタ拡散処理の実行にあたっては、先ず、図１に示すエミッタ拡散工程の第１ステップＳ１において、製品投入入力装置９により拡散処理する製品の投入番号等を入力することで、ホストコンピュータ３に問い合わせが行き、実行しようとするエミッタ拡散処理に必要な情報の入手がなされ、得られた情報がマスタ条件記憶装置６に記憶される。
【００１６】
またマスタ投入履歴表示装置１０には、例えば図５（ａ）に示すエミッタ拡散時間・温度条件出し登録画面を用い、先にマスタ条件記憶装置６に登録されたエミッタ拡散条件温度・時間補正値や履歴から自動的に割り出した拡散温度、投入時間と共にロット番号、製品のレシピ名称等の表示が、図５（ｂ）に示すようになされ、また実行しようとする拡散が、先行拡散、本体拡散、本体再拡散、本体再再拡散の何れの拡散処理であるかの選択と、拡散装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの内の使用する装置の炉番号の選択が行えるようになっていて、オペレータによってそれらの選択が行われる。ここで、例えば拡散装置２ａを選択したとして、以下、拡散装置２ａを対象装置として説明する。
【００１７】
続く、第２ステップＳ２においては、図５（ｂ）に示すように表示された表示内容のうち、エミッタ拡散条件温度・時間の補正された選択された拡散装置２ａにおける拡散炉の温度データの確認が、マスタ条件記憶装置３の補正テーブルを用いて、オペレータによって行われる。
【００１８】
さらに、第３ステップＳ３においては、図５（ｂ）に示すように表示された表示内容のエミッタ拡散時間・温度条件出しに、さらに補正を要する場合には、エミッタ拡散時間・温度の補正値を入力する。そして、エミッタ拡散処理を行う拡散装置２ａに対応する製品投入制御装置１２ａに、先行拡散を行う半導体ウェハの製品データが製品投入入力装置９から入力され、また、先にマスタ投入履歴表示装置１０に表示され確認されたエミッタ拡散処理を行う際の拡散温度、投入時間等が、製品投入制御装置１２ａを経て、対応する拡散炉温度・時間制御装置１１ａに入力される。
【００１９】
次に、第４ステップＳ４において、拡散処理を行うため、製品である例えば前工程を終了しエミッタ形成領域以外の領域をＳｉＯ２等のマスクで覆われた１ロット２５枚の半導体ウェハのなかから、先行拡散を行う１枚の半導体ウェハを抜出し、これを選択された拡散装置２ａの拡散炉内に、不純物源となる所定不純物材料と共に導入しセットする。そして、拡散炉温度・時間制御装置１１ａによる制御のもとに、拡散炉内の半導体ウェハに対し、製品投入制御装置１２ａを経て入力された所定の拡散温度、投入時間の先行拡散処理が実行される。
【００２０】
次に、第５ステップＳ５において、第４ステップＳ４において所定条件での先行拡散処理がなされた半導体ウェハについて、そのＩＢ値の確認が行われる。この確認においてＩＢ値が基準値をクリヤーするものであれば「ＯＫ」と判断され、次の第６ステップＳ６に進む。
【００２１】
そして、第６ステップＳ６において、拡散炉温度・時間制御装置１１ａに先行拡散処理と同じ条件、すなわち第３ステップＳ３での入力と同じエミッタ拡散処理を行う際の拡散温度、投入時間等が入力される。
【００２２】
続いて、第７ステップＳ７において、先行拡散を行うために１枚が抜取られ残った同じロットの半導体ウェハを、本体拡散を行うため先行拡散の場合と同様に、拡散装置２ａの拡散炉内に、不純物源となる所定不純物材料と共に導入しセットする。そして、拡散炉温度・時間制御装置１１ａによる制御のもとに、拡散炉内の半導体ウェハに対し、製品投入制御装置１２ａを経て入力された所定の拡散温度、投入時間の本体拡散処理が実行される。
【００２３】
次に、第８ステップＳ８において、第７ステップＳ７で入力された所定条件での本体拡散処理が行われた半導体ウェハについて、そのＩＢ値の確認が行われる。この確認においてＩＢ値が基準値をクリヤーするものであれば「ＯＫ」と判断され、エミッタ拡散処理を終了する。
【００２４】
また、第５ステップＳ５において、ＩＢ値の確認結果が基準値をクリヤーするものでなく、先行拡散処理が「ＮＧ」と判断された場合には、第９ステップＳ９に進み、第９ステップＳ９において、再びマスタ投入履歴表示装置１０で、図５（ｂ）に示すように先行拡散のエミッタ拡散条件が表示されたエミッタ拡散時間・温度条件出し登録画面を呼び出し、第２ステップＳ２におけると同様に、その温度補正データを確認する。
【００２５】
そして、第１０ステップＳ１０においては、図５（ｂ）に示すように表示された表示内容のエミッタ拡散時間・温度条件を、拡散処理後に適正な結果（適正ＩＢ値）が得られるよう時間・温度の補正値を入力して書き換える。そして、変更されたエミッタ拡散処理を行う際の拡散温度、投入時間等を、製品投入制御装置１２ａを経て、対応する拡散炉温度・時間制御装置１１ａに入力する。
【００２６】
その後、第７ステップＳ７において、先行拡散を行う１枚が抜取られて残った同じロットの半導体ウェハを、本体拡散を行うために先行拡散の場合と同様に、拡散装置２ａの拡散炉内に、不純物源となる所定不純物材料と共に導入しセットする。そして、拡散炉温度・時間制御装置１１ａによる制御のもとに、拡散炉内の半導体ウェハに対し、製品投入制御装置１２ａを経て変更入力された所定の拡散温度、投入時間による本体拡散処理が実行される。
【００２７】
本体拡散処理後は、第８ステップＳ８に進み、第７ステップＳ７において所定条件で本体拡散処理がなされた半導体ウェハについて、そのＩＢ値の確認が行われる。この確認においてＩＢ値が基準値をクリヤーするものであれば「ＯＫ」と判断され、エミッタ拡散処理を終了する。
【００２８】
また、第８ステップＳ８において、ＩＢ値の確認結果が基準値をクリヤーするものでなく、本体拡散処理が「ＮＧ」と判断された場合には、第１１ステップＳ１１に進み、第１１ステップＳ１１において、再びマスタ投入履歴表示装置１０で、図５（ｂ）に示すように先の本体拡散のエミッタ拡散条件が表示されたエミッタ拡散時間・温度条件出し登録画面を呼び出し、第９ステップＳ９におけると同様に、その温度補正データを確認する。
【００２９】
そして、第１２ステップＳ１２においては、図５（ｂ）に示すように表示された表示内容のエミッタ拡散時間・温度条件を、拡散処理後に適正な結果（適正ＩＢ値）が得られるよう時間・温度の補正値を入力して再書き換えする。同時に、またレシピ名称も変更する。そして、変更されたエミッタ拡散処理を行う際の拡散温度、投入時間等を、製品投入制御装置１２ａを経て、対応する拡散炉温度・時間制御装置１１ａに入力する。
【００３０】
その後、第１３ステップＳ１３において、先に本体拡散された半導体ウェハを、拡散装置２ａの拡散炉内にセットする。そして、拡散炉温度・時間制御装置１１ａによる制御のもとに、拡散炉内の半導体ウェハに対し、製品投入制御装置１２ａを経て再変更入力された所定の拡散温度、投入時間による本体再拡散処理が実行される。
【００３１】
本体再拡散処理後は、第１４ステップＳ１４に進み、第１３ステップＳ１３において所定条件で本体再拡散処理がなされた半導体ウェハについて、そのＩＢ値の確認が行われる。この確認においてＩＢ値が基準値をクリヤーするものであれば「ＯＫ」と判断され、エミッタ拡散処理を終了する。
【００３２】
また、第１４ステップＳ１４において、ＩＢ値の確認結果が基準値をクリヤーするものでなく、本体拡散処理が「ＮＧ」と判断された場合には、第１５ステップＳ１５に進み、第１５ステップＳ１５において、また再びマスタ投入履歴表示装置１０で、図５（ｂ）に示すように先の本体再拡散のエミッタ拡散条件が表示されたエミッタ拡散時間・温度条件出し登録画面を呼び出し、第１１ステップＳ１１におけると同様に、その温度補正データを確認する。
【００３３】
そして、第１６ステップＳ１６においては、図５（ｂ）に示すように表示された表示内容のエミッタ拡散時間・温度条件を、拡散処理後に適正な結果（適正ＩＢ値）が得られるよう時間・温度の補正値を入力して再再書き換えする。同時に、またレシピ名称も変更する。そして、変更されたエミッタ拡散処理を行う際の拡散温度、投入時間等を、製品投入制御装置１２ａを経て、対応する拡散炉温度・時間制御装置１１ａに入力する。
【００３４】
その後、第１７ステップＳ１７において、先に本体再拡散された半導体ウェハを、拡散装置２ａの拡散炉内にセットする。そして、拡散炉温度・時間制御装置１１ａによる制御のもとに、拡散炉内の半導体ウェハに対し、製品投入制御装置１２ａを経て再再変更入力された所定の拡散温度、投入時間による本体再再拡散処理が実行される。
【００３５】
このように本体再再拡散処理までのエミッタ拡散処理を実施することで、半導体ウェハのエミッタ形成領域へのエミッタ拡散処理は、適正になされ終了する。これにより、半導体ウェハを処理する拡散装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄにおける処理特性の差を補正がなされた状態でエミッタ拡散処理が行われるので、拡散装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ毎、拡散炉毎のばらつきが抑制され、また作業者の違いによるエミッタ拡散処理時間の求め方に差が生ずるといったことがなくなり、ｈＦＥ値のばらつき発生も抑制することができる。さらに、作業者が一つ一つ条件設定することによる人的な入力ミス等の問題の発生を抑制することができ、また条件設定の際にかかる時間も短縮でき、拡散処理を時間をかけることなく、簡単な操作で容易に進めることができる。
【００３６】
なお、上記の第３ステップＳ３、第１０ステップＳ１０においては、適正な結果が得られるようにする際にはエミッタ拡散時間・温度条件を変更するようにしたが、エミッタ拡散温度はそのままにしてエミッタ拡散時間のみ条件変更するようにし、また第１２ステップＳ１２、第１６ステップＳ１６においては、同じく適正な結果が得られるようにする際にはエミッタ拡散時間・温度条件を変更し、レシピ名称の変更をするようにしたが、エミッタ拡散時間のみ条件変更してレシピ名称の変更をするようにしてもよい。なおまた、上記各第１０、第１２、第１６ステップＳ１０，Ｓ１２，Ｓ１６において行われたエミッタ拡散時間・温度条件やレシピ名称の書き換え、変更等は、エミッタ拡散処理した半導体ウェハの加工履歴として、使用した拡散装置２ａと共に投入履歴管理記憶装置７に入力され、保存される。これにより、より処理条件の設定が簡単になり、本体再拡散処理、本体再再拡散処理を本体拡散処理と処理内容を区別して扱うことができ、また半導体ウェハの履歴を後でたどることができ、製品管理を確実に行うことができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、エミッタ拡散処理を行う拡散炉毎の処理特性差に基づくｈＦＥ値のばらつき発生や担当オペレータによって生じるｈＦＥ値のばらつき発生を抑制することができ、また、エミッタ拡散処理を行う時の条件設定が時間を要せず簡単に行え、間違いを起こす虞もなくなる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るを示すエミッタ拡散処理のフローチャートである。
【図２】本発明の一実施形態の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態における拡散装置別の条件出し登録画面を例示する図である。
【図４】本発明の一実施形態における装置別、条件別マスタ登録画面を例示する図である。
【図５】本発明の一実施形態におけるエミッタ条件設定、登録を行う際の画面を例示する図で、図５（ａ）は登録前の図、図５（ｂ）は登録時の図である。
【符号の説明】
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ…拡散装置
６…マスタ条件記憶装置
７…投入履歴管理記憶装置
９…製品投入入力装置
１０…マスタ投入履歴表示装置
【図１】
2005026328.tif 000003
【図２】
2005026328.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005026328.tif 000006
【図５】
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