(57)【要約】【課題】  従来の製造方法では、炉内上方からガスを流しているため、ガスが前記基板の横から入りにくく、前記基板の間に滞留する不純物を含んだ大気を十分に押し出すことができなかった。【解決手段】  本発明に係る半導体製造装置は、半導体基板を熱処理するために加熱された炉と、前記半導体基板を支持し前記炉の中に収容するボートと、前記ボートに支持された前記半導体基板に平行かつ側面近傍に設けられたノズルであって、前記半導体基板の周囲に滞留する不純物を、前記半導体基板に平行な方向へ押し出すためにガスを吹く前記ノズルとを有する。【選択図】    図１
2005203546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板を熱処理するために加熱された炉と、
前記半導体基板を支持し前記炉の中に収容するボートと、
前記ボートに支持された前記半導体基板に平行かつ側面近傍に設けられたノズルであって、前記半導体基板の周囲に滞留する不純物を、前記半導体基板に平行な方向へ押し出すためにガスを吹く前記ノズルと
を有することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体製造装置であって、
前記ノズルは、前記炉に設けられた開口部であって前記ボートを前記炉に挿入するための前記開口部の近傍に設けられたことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体製造装置であって、
前記ノズルは、前記ボートに設けられていることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の半導体製造装置であって、
前記ガスは、窒素またはアルゴンのどちらか１つを含むことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項５】
半導体基板を加熱された炉を用いて熱処理するために、前記半導体基板をボートに支持し、前記ボートを前記炉の中に収容する半導体装置の製造方法であって、
前記ボートを前記炉に収容するとき、前記半導体基板に対し平行方向からガスを吹き、前記半導体基板の周囲に滞留する不純物を押し出す工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記ガスを吹き不純物を押し出す工程は、前記ボートの移動とともに行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記ガスを吹き不純物を押し出す工程は、前記ボートが移動するとき前記ガスを吹き、前記ボートが前記炉内に収容したあと前記ガスを吹くことを停止することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体製造装置は、半導体基板の熱処理を行うために、炉が用いられる。炉には、特許文献１に記載のように、半導体基板の周囲に存在する不純物を含んだ大気を炉の外に出すため、図６に示されるように、炉内上方にノズル５１が設けられている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１５０１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の位置に設けられたノズル５１では、炉内上方からガス５２を流しているため、ガス５２が半導体基板５３の横から入りにくく、前記基板５３の間に滞留する不純物を含んだ大気を十分に押し出すことができなかった。これにより、半導体基板５３の間には、多くの前記大気が滞留していた。これにより、半導体基板５３上には、前記基板を炉に入れるとき、不純物を含んだ大気と熱処理を行うための熱により、不純物を含んだ大気に起因して粗悪な酸化膜が多く形成され、この結果、膜質の低下や電気特性の劣化を起こしたりするという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題を解決するために、本発明に係る半導体製造装置は、半導体基板を熱処理するために加熱された炉と、前記半導体基板を支持し前記炉の中に収容するボートと、前記ボートに支持された前記半導体基板に平行かつ側面近傍に設けられたノズルであって、前記半導体基板の周囲に滞留する不純物を、前記半導体基板に平行な方向へ押し出すためにガスを吹く前記ノズルとを有する。
【０００６】
本発明に係る半導体製造装置によれば、半導体基板の間に滞留する不純物は、ボートに支持された半導体基板に対し平行かつ側面近傍に設けられたノズルからのガスにより吹かれる。これにより、不純物は、ガスが半導体基板の横から入りやすくなるため、十分に押し出される。よって、前記基板の間に滞留する前記不純物の量を少なくすることができ、これにより、半導体基板上には、粗悪な酸化膜の形成を抑制することができる。その結果、膜質の低下や電気特性の劣化を低減することが可能になる。
【０００７】
上記した本発明に係る半導体製造装置では、前記ノズルは、前記炉に設けられた開口部であって前記ボートを前記炉に挿入するための前記開口部の近傍に設けられることが望ましい。
【０００８】
上記した本発明に係る半導体製造装置では、前記ノズルは、前記ボートに設けられていることが望ましい。
【０００９】
上記した本発明に係る半導体製造装置では、前記ガスは、窒素またはアルゴンのどちらか１つを含む。
【００１０】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板を加熱された炉を用いて熱処理するために、前記半導体基板をボートに支持し、前記ボートを前記炉の中に収容する半導体装置の製造方法であって、前記ボートを前記炉に収容するとき、前記半導体基板に対し平行方向からガスを吹き、前記半導体基板の周囲に滞留する不純物を押し出す工程を有する。
【００１１】
本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、半導体基板の間に滞留する不純物は、ボートに支持された半導体基板に対し平行方向からのガスによって吹かれる。これにより、不純物は、ガスが半導体基板の横から入りやすくなるため、十分に押し出される。よって、前記基板の間に滞留する前記不純物の量を少なくすることができ、これにより、半導体基板上には、粗悪な酸化膜の形成を抑制することができる。その結果、膜質の低下や電気特性の劣化を低減することが可能になる。
【００１２】
上記した本発明に係る半導体装置の製造方法では、前記ガスを吹き不純物を押し出す工程は、前記ボートの移動とともに行うことが望ましい。
【００１３】
上記した本発明に係る半導体装置の製造方法では、前記ガスを吹き不純物を押し出す工程は、前記ボートが移動するとき前記ガスを吹き、前記ボートが前記炉内に収容したあと前記ガスを吹くことを停止することを特徴とすることが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る半導体製造装置の実施形態について図１、図２を参照して説明する。
【００１５】
図１は、実施形態の半導体製造装置を示す平面図である。以下、実施形態の半導体製造装置である縦型拡散炉１について図１を参照して説明する。
【００１６】
図１に示されるように、本実施形態の縦型拡散炉１は、半導体基板であるウエハ２を熱処理するために、前記ウエハ２を支持するボート３と、移載室４と、炉である反応管５と、不活性ガス６を流すノズル７とを有する。
【００１７】
ボート３は、複数のウエハ２を並べて支持するために図示しない支持部としての溝が形成されている。
【００１８】
移載室４は、縦型拡散炉１の下方に配置され、中空の空間に形成されている。移載室４は、ボート３を移載室４の中に入れるための扉を有する（図示せず）。移載室４内には、前記ボート３を上昇および下降させるための、上昇機が設けられている（図示せず）。
【００１９】
反応管５は、移載室４の上方に配置されている。反応管５は、ウエハ２を加熱させるために、例えば、図示しないヒータを有し、全体に縦方向に延びた中空の空間に形成されている。反応管５内の上部には、前記上昇機によって前記ボート３を上昇させて反応管５の中に入れるとき、反応管５内に入り込む大気を押し出すために、不活性ガス９を流すガス導入口８が下向きに設けられている。導入された不活性ガス９は、反応管５内に設けられた図示しない排気口から排気される。反応管５は、熱処理を行うとき前記ボート３を収容し、ボート３に支持された前記ウエハ２を加熱する。
【００２０】
ノズル７は、前記移載室４の側面上方に設けられている。ノズル７は、ノズル７の先端が移載室の中心に向かって不活性ガス６を吹くように向けられている。換言すれば、ノズル７は、ウエハ２とともにボート３が反応管５の中に向かって上昇するとき、ボートに支持されたウエハ２に対し平行に吹くことができる位置に配置されている。不活性ガス６としては、例えば、窒素やアルゴンが用いられる。
【００２１】
図２は、実施形態の半導体装置の製造方法を工程順に示す工程図である。以下、実施形態の半導体装置の熱処理を開始するまでの工程について図２を参照して説明する。
【００２２】
まず、移載室４に設けられた扉を開け、ボート３に支持されたウエハ２を、移載室４の中に配置された上昇機にセットし、前記扉を閉める。このとき、移載室４内およびウエハ２の間には、縦型拡散炉１の外から移載室４の中にボート３を入れるため、不純物を含んだ大気が存在する。
【００２３】
工程Ｐ１１では、移載室４に設けられたノズル７から、移載室４内に不活性ガス６を流す。移載室４に導入された不活性ガス６は、移載室４の中の圧力を一定に保つため、図示しない排気口から排気される。また、反応管５内の上部に設けられたガス導入口８からは、反応管５内の下側に向かって、不活性ガス９を流す。
【００２４】
工程Ｐ１２では、前記上昇機に載せられたボート３を、反応管５の中に向け一定速度で上昇を開始する。
【００２５】
工程Ｐ１３では、ウエハ２がノズル７の横を通過するとき、つまり、ウエハ２がノズル７に対して平行な位置になるとき、ウエハ２の横方向から不活性ガス６を吹くことによって、ウエハ２の間に滞留する不純物を含む大気を押し出す。押し出したあと、ウエハ２の間には、置換された多くの不活性ガス６が存在する。
ウエハ２の間に大気が多く残っていると、ウエハ２上には、反応管の熱と不純物を含んだ大気との反応に起因して、多くの粗悪な酸化膜を形成する。
ウエハ２の間の大気が少ない場合、ウエハ２上には、反応管の熱と反応するものが少ないため、粗悪な酸化膜の形成を低減することが可能になる。
【００２６】
工程Ｐ１４では、ボート３を反応管５の中に収納する。これにより、反応管の入り口が閉まり、反応管５と移載室４とを遮断する。
【００２７】
工程Ｐ１５では、移載室４に設けられたノズル７から不活性ガス６の導入を停止する。上記した工程により、ウエハ２の熱処理を開始するまでの工程が終了する。
【００２８】
工程Ｐ１６では、ウエハ２の熱処理を開始する。
【００２９】
以上詳述したように本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本発明に係る半導体製造装置および半導体装置の製造方法によれば、ウエハ２の間に滞留する不純物を含んだ大気は、ボート３に支持されたウエハ２に対し、平行かつ側面近傍に設けられたノズル７からの不活性ガス６により吹かれる。これにより、前記大気は、不活性ガス６がウエハ２の横から入りやすくなるため、十分に押し出される。よって、ウエハ２の間に滞留する前記大気の量を少なくすることができ、これにより、ウエハ２上には、粗悪な酸化膜の形成を抑制することができる。その結果、膜質の低下や電気特性の劣化を低減することが可能になる。
【００３０】
（変形例１）前記した不活性ガス６を吹くノズル７の位置は、移載室４に設けていたものを、図３に示されるように、ボート１３に設けることが望ましい。この縦型拡散炉１１の場合、ボート１３と一体になったノズル１７に、各ウエハ１２に対応する位置に孔１７ａを設け、この孔１７ａからウエハ１２の間に吹くことにより、より近くから不活性ガス１６を吹くことが可能になる。この結果、ウエハ１２の間に滞留する不純物を含んだ大気を実施形態より多く押し出すことができる。
【００３１】
（変形例２）前記した縦型拡散炉１で熱処理を行っていたものを、図４に示されるように、横型拡散炉２１で熱処理を行ってもよい。この横型拡散炉２１の場合、ボート２３に支持されたウエハ２２は、反応管２５の中に入れるための移載機２４に載せられ、反応管２５に収容する。ウエハ２２の間に滞留する不純物を含んだ大気は、反応管２５の入り口に設けられたノズル２７から吹かれる不活性ガス２６によって、実施形態と同様に押し出すことが可能になる。
【００３２】
（変形例３）前記した縦型拡散炉１１で熱処理を行っていたものを、図５に示されるような、横型拡散炉３１で熱処理を行ってもよい。この、横型拡散炉３１の場合、ボート３３に支持されたウエハ３２は、反応管３５の中に入れるための移載機３４に載せられる。移載機３４と一体となったノズル３７の、各ウエハ３２に対応した位置に設けられた孔３７ａから、不活性ガス３６を吹き、これにより、ウエハ３２の間に滞留する不純物を含んだ大気を、変形例１と同様により多く押し出すことが可能になる。
【００３３】
（変形例４）前記したウエハの間に滞留する不純物を含んだ大気を押し出すために使用した不活性ガス６に代えて、酸化性のガスを使用してもよい。酸化性のガスは、不純物を含まない酸素や希釈酸素である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１実施形態に関する、縦型拡散炉の構造を模式的に示す断面図。
【図２】半導体装置の熱処理を開始するまでの手順を示すフローチャート。
【図３】拡散炉の変形例の構造を模式的に示す断面図。
【図４】拡散炉の変形例の構造を模式的に示す断面図。
【図５】拡散炉の変形例の構造を模式的に示す断面図。
【図６】従来技術の炉の構造を模式的に示す概略斜視図。
【符号の説明】
【００３５】
１…縦型拡散炉、２…ウエハ、３…ボート、４…移載室、５…反応管、６…不活性ガス、７…ノズル、８…ガス導入口。
【図１】
2005203546.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005203546.tif 000007
【図６】
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