【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、炉芯管を備えた炉
を有し、半導体を製造するための半導体製造装置に関
し、例えば横型炉を有する酸化装置、ドーピング装置、
アニール装置等の半導体製造装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus for manufacturing semiconductors having a furnace provided with a furnace core tube, for example, an oxidizing apparatus and a doping apparatus having a horizontal furnace.
The present invention relates to a semiconductor manufacturing device such as an annealing device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、半導体の製造工程のうち、ウ
ェーハ処理工程においては、ウェーハの酸化工程、ドー
ピング工程、アニール工程等が行われている。ここで、
酸化工程は、シリコン（Ｓｉ）等から成るウェーハを例
えば酸素ガス雰囲気中で反応させて、ウェーハ表面に良
好な絶縁物である二酸化シリコン（ＳｉＯ2）等の薄膜
を形成する工程である。2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor manufacturing process, a wafer oxidation process, a doping process, an annealing process, and the like have been performed in a wafer processing process. here,
The oxidation step is a step of reacting a wafer made of silicon (Si) or the like in, for example, an oxygen gas atmosphere to form a thin film of a good insulator such as silicon dioxide (SiO2 ) on the wafer surface.
【０００３】ドーピング工程は、ウェーハを例えばｐ型
であればホウ素等、ｎ型であればリンやヒ素等の不純物
を含む一定組成のガス雰囲気中で反応させて、ウェーハ
中にｐ型、ｎ型の不純物原子を拡散する工程である。ア
ニール工程は、ウェーハに熱を加えて歪みを取り除く工
程である。In the doping step, the wafer is reacted in a gas atmosphere having a constant composition containing impurities such as boron if it is a p-type and phosphorus or arsenic if it is an n-type. This is the step of diffusing the impurity atoms. The annealing step is a step of removing distortion by applying heat to the wafer.
【０００４】以上のような各工程においては、例えば横
向きに配置された炉芯管を備えた炉を有する半導体製造
装置が使用される。この半導体製造装置としては、酸化
工程用に例えば横型常圧熱酸化装置があり、ドーピング
工程用に横型熱拡散装置があり、アニール工程用に横型
電気炉アニール装置がある。In each of the above steps, for example, a semiconductor manufacturing apparatus having a furnace provided with a furnace core tube arranged horizontally is used. The semiconductor manufacturing apparatus includes, for example, a horizontal atmospheric pressure thermal oxidation apparatus for the oxidation step, a horizontal thermal diffusion apparatus for the doping step, and a horizontal electric furnace annealing apparatus for the annealing step.
【０００５】図４は、これらの半導体製造装置の炉の一
部を示す側面図である。この炉１は、一端面が開放さ
れ、他端面が閉塞された例えば石英で成る円筒状の炉芯
管２を備えている。この炉芯管２の開放端部には、炉芯
管２の内部を密閉したり、炉芯管２を支持するための例
えばステンレスで成る円環状のフランジ３が装着されて
いる。そして、フランジ３の開放端面には、ウェーハを
炉芯管２の内外へ搬送するために開閉可能な例えばステ
ンレスで成る円板状のシャッタ４が密着されている。FIG. 4 is a side view showing a part of a furnace of the semiconductor manufacturing apparatus. The furnace 1 includes a cylindrical furnace core tube 2 made of, for example, quartz and having one end face opened and the other end face closed. An annular flange 3 made of, for example, stainless steel for sealing the inside of the furnace core tube 2 and supporting the furnace core tube 2 is attached to an open end of the furnace core tube 2. A disc-shaped shutter 4 made of, for example, stainless steel, which can be opened and closed to transfer the wafer into and out of the furnace core tube 2, is in close contact with the open end surface of the flange 3.
【０００６】このような構成の炉１を有する例えば横型
電気炉アニール装置を用いてウェーハのアニール工程を
処理する場合には、先ず、シャッタ４を開けてウェーハ
を炉芯管２内に挿入し設置してシャッタ４を閉じる。次
に、炉芯管２内を所定のガス雰囲気に置換し、ウェーハ
を所定温度・所定時間で加熱した後に冷却し、再びシャ
ッタ４を開けてウェーハを炉芯管２内から取出して処理
を終了する。When a wafer annealing step is performed using, for example, a horizontal electric furnace annealing apparatus having the furnace 1 having such a configuration, first, the shutter 4 is opened, and the wafer is inserted into the furnace core tube 2 and installed. Then, the shutter 4 is closed. Next, the inside of the furnace core tube 2 is replaced with a predetermined gas atmosphere, the wafer is heated at a predetermined temperature and a predetermined time, then cooled, the shutter 4 is opened again, the wafer is taken out from the furnace core tube 2, and the processing is completed. I do.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
製造装置では、例えばフランジ３とシャッタ４との密着
性が悪いと、処理中にフランジ３とシャッタ４との隙間
から炉芯管２の内部へ外気を吸い込んでしまう場合があ
る。このような場合、ウェーハが汚染されたり酸化され
ることがあり、最終的な半導体装置としたときにデバイ
ス特性の悪化等の原因になるという問題があった。In the conventional semiconductor manufacturing apparatus described above, for example, if the adhesiveness between the flange 3 and the shutter 4 is poor, the inside of the furnace core tube 2 is removed from the gap between the flange 3 and the shutter 4 during processing. The outside air may be inhaled. In such a case, there is a problem that the wafer may be contaminated or oxidized, which may cause deterioration of device characteristics when the final semiconductor device is manufactured.
【０００８】本発明は、以上の点に鑑み、炉芯管内への
外気の侵入を防止することができる半導体製造装置を提
供することを目的としている。In view of the above, an object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing apparatus capable of preventing outside air from entering a furnace core tube.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、炉芯管を備えた炉を有し、半導体を製造するため
の半導体製造装置において、前記炉芯管の開放端部に装
着され、前記炉芯管の開放端面を開閉するためのシャッ
タと密着されたフランジであって、内部に設けられたガ
ス導入路と、前記ガス導入路に接続され、外周面で開口
しているガス導入口と、前記ガス導入路に接続され、前
記シャッタとの密着面で開口している第１のガス排気路
と、前記ガス導入路に接続され、前記外周面で開口して
いる第２のガス排気路とが設けられたフランジを備え、
前記炉の使用時に、所定のガスを前記ガス導入口からガ
ス導入路へ導入し、前記第１のガス排気路あるいは第２
のガス排気路を通して外部に排気させることにより達成
される。According to the present invention, an object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing apparatus for manufacturing semiconductors having a furnace having a furnace core tube, wherein the furnace core tube has an open end. A flange which is attached and is in close contact with a shutter for opening and closing the open end face of the furnace core tube. The flange is connected to a gas introduction path provided therein, and is connected to the gas introduction path, and is open at an outer peripheral surface. A first gas exhaust passage connected to the gas introduction passage and the gas introduction passage and opening at a close contact surface with the shutter; and a second gas exhaust passage connected to the gas introduction passage and opening at the outer peripheral surface. A flange provided with a gas exhaust path,
When the furnace is used, a predetermined gas is introduced from the gas introduction port into the gas introduction path, and the first gas exhaust path or the second gas exhaust path is introduced.
This is achieved by evacuating to the outside through the gas exhaust path.
【００１０】上記構成によれば、例えばフランジとシャ
ッタとの密着性が悪く、半導体の製造処理工程中にフラ
ンジとシャッタとの隙間から炉芯管の内部へ外気が侵入
しようとしても、半導体の製造処理工程中は所定のガス
をガス導入口からガス導入路へ常時供給しているので、
供給されるガスは第１のガス排気路からフランジとシャ
ッタとの隙間を通って外部へ常時排気されることにな
り、フランジとシャッタとの隙間からの外気の侵入を遮
断することができる。また、フランジとシャッタとの密
着性が良い場合は、供給されるガスは第２のガス排気路
から外部へ排気されることになるので、半導体に何らの
影響を与えずに製造処理を進めることができる。According to the above construction, for example, even if the adhesion between the flange and the shutter is poor and the outside air attempts to enter the inside of the furnace core tube from the gap between the flange and the shutter during the semiconductor manufacturing process, the semiconductor manufacturing During the treatment process, a predetermined gas is constantly supplied from the gas inlet to the gas introduction path,
The supplied gas is always exhausted to the outside from the first gas exhaust path through the gap between the flange and the shutter, and the invasion of outside air from the gap between the flange and the shutter can be blocked. Further, when the adhesiveness between the flange and the shutter is good, the supplied gas is exhausted to the outside from the second gas exhaust path, so that the manufacturing process should be performed without affecting the semiconductor. Can be.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
添付図を参照しながら詳細に説明する。尚、以下に述べ
る実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術
的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範
囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記
載がない限り、これらの形態に限られるものではない。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiment described below is a preferred specific example of the present invention, and thus various technically preferable limitations are added. However, the scope of the present invention particularly limits the present invention in the following description. It is not limited to these forms unless otherwise stated.
【００１２】図１は、本発明による半導体製造装置の実
施形態で用いられるフランジの構成を示す概略斜視図、
図２（Ａ）、（Ｂ）は、その平面図及び側面図である。
このフランジ１０は、例えばステンレスで成る円環状の
本体１１の内部に、円環状の空洞がガス導入路１２とし
て設けられている。そして、このガス導入路１２の円周
上の複数個所（この例では１６個）から一端面に向かっ
て所定の角度を持って延びて一端面で開口している複数
の孔、即ちガス導入路１２の円周上から外側方向に向か
って放射状に延びて一端面で開口している複数の孔が第
１のガス排気路１３として設けられている。FIG. 1 is a schematic perspective view showing a configuration of a flange used in an embodiment of a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention.
2A and 2B are a plan view and a side view, respectively.
The flange 10 has an annular cavity provided as a gas introduction path 12 inside an annular body 11 made of, for example, stainless steel. A plurality of holes extending at a predetermined angle from a plurality of locations (16 in this example) on the circumference of the gas introduction path 12 toward one end face and opening at one end face, that is, a plurality of gas introduction paths. A plurality of holes extending radially outward from the circumference of 12 and opening at one end face are provided as first gas exhaust passages 13.
【００１３】さらに、ガス導入路１２の円周上の複数個
所（この例では８個）から外周面に向かって延びて外周
面で開口している孔、即ちガス導入路１２の円周上から
外側方向に向かって放射状に延びて外周面で開口してい
る孔が第２のガス排気路１４として設けられている。そ
して、ガス導入路１２の円周上から外周面に向かって延
びて外周面で開口している１個の孔が管１５に接続され
てガス導入口１６として設けられている。Further, holes extending from a plurality of locations (eight in this example) on the circumference of the gas introduction passage 12 toward the outer peripheral surface and opening on the outer peripheral surface, that is, from the circumference of the gas introduction passage 12, A hole extending radially outward and opening on the outer peripheral surface is provided as the second gas exhaust path 14. One hole extending from the circumference of the gas introduction passage 12 toward the outer peripheral surface and opening on the outer peripheral surface is connected to the pipe 15 and provided as a gas inlet 16.
【００１４】図３は、本発明による半導体製造装置の実
施形態の炉の一部を示す側面図である。この炉２１は、
一端面が開放され、他端面が閉塞された例えば石英ある
いは炭化珪素で成る円筒状の炉芯管２２を備えている。
この炉芯管２２の開放端部には、炉芯管２２の内部を密
閉したり、炉芯管２２を支持するための上述したフラン
ジ１０が、第１のガス排気路１３が設けられている一端
面が外側を向くようにして装着されている。そして、フ
ランジ１０の開放端面には、ウェーハを炉芯管２２の内
外へ搬送するために開閉可能な例えばステンレスで成る
円板状のシャッタ２４が密着されている。FIG. 3 is a side view showing a part of the furnace of the embodiment of the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention. This furnace 21
It has a cylindrical furnace core tube 22 made of, for example, quartz or silicon carbide, one end surface of which is open and the other end surface of which is closed.
At the open end of the furnace core tube 22, the above-described flange 10 for sealing the inside of the furnace core tube 22 and supporting the furnace core tube 22 and the first gas exhaust path 13 are provided. It is mounted so that one end face faces outward. A disk-shaped shutter 24 made of, for example, stainless steel, which can be opened and closed to transfer the wafer into and out of the furnace core tube 22, is in close contact with the open end surface of the flange 10.
【００１５】このような構成の炉２１を有する例えば横
型電気炉アニール装置を用いてウェーハのアニール工程
を処理する場合には、先ず、シャッタ２４を開けてウェ
ーハを炉芯管２２内に挿入し設置してシャッタ２４を閉
じる。次に、炉芯管２内を所定のガス雰囲気に置換し、
ウェーハを所定温度・所定時間で加熱する。このとき同
時に、例えば窒素ガスをガス導入口１６からガス導入路
１２を通して第１のガス排気路１３及び第２のガス排気
路１４へ供給する。When performing a wafer annealing step using, for example, a horizontal electric furnace annealing apparatus having the furnace 21 having such a configuration, first, the shutter 24 is opened and the wafer is inserted into the furnace core tube 22 and installed. Then, the shutter 24 is closed. Next, the inside of the furnace tube 2 is replaced with a predetermined gas atmosphere,
The wafer is heated at a predetermined temperature for a predetermined time. At the same time, for example, nitrogen gas is supplied from the gas inlet 16 to the first gas exhaust path 13 and the second gas exhaust path 14 through the gas inlet 12.
【００１６】ここで、フランジ１０とシャッタ２４との
密着性が高い場合、供給される窒素ガスは、第１のガス
排気路１３の出口がシャッタ２４の密着面で遮蔽されて
いるので外部へは排気されず、第２のガス排気路１４か
ら外部へ排気される。従って、窒素ガスは、炉芯管２２
の内部へは流れ込まないので、ウェーハのアニール処理
には影響を与えない。Here, when the adhesion between the flange 10 and the shutter 24 is high, the supplied nitrogen gas is supplied to the outside since the outlet of the first gas exhaust passage 13 is blocked by the contact surface of the shutter 24. The gas is not exhausted but is exhausted from the second gas exhaust path 14 to the outside. Therefore, the nitrogen gas is supplied to the furnace core tube 22.
Does not flow into the inside of the wafer, so that the annealing of the wafer is not affected.
【００１７】一方、フランジ１０とシャッタ２４との密
着性が低い場合、供給される窒素ガスは、一部が第２の
ガス排気路１４から外部へ排気されるが、大部分は第１
のガス排気路１３からフランジ１０とシャッタ２４との
隙間を通って外部へ排気される。この第１のガス排気路
１３は所定角度、即ちフランジ１０の内周側から外周側
に向かって形成されているので、窒素ガスはフランジ１
０とシャッタ２４との隙間から外部へとスムーズに流れ
ることになる。従って、フランジ１０とシャッタ２４と
の隙間から炉芯管２２の内部へ侵入しようとする外気を
遮断することができ、外気によるウェーハのアニール処
理の悪影響を防止することができる。On the other hand, when the adhesiveness between the flange 10 and the shutter 24 is low, a part of the supplied nitrogen gas is exhausted to the outside from the second gas exhaust passage 14, but most of the nitrogen gas is exhausted to the first gas.
From the gas exhaust passage 13 through the gap between the flange 10 and the shutter 24. Since the first gas exhaust passage 13 is formed at a predetermined angle, that is, from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the flange 10, the nitrogen gas is
It flows smoothly to the outside from the gap between 0 and the shutter 24. Therefore, it is possible to shut off the outside air that tends to enter the inside of the furnace core tube 22 from the gap between the flange 10 and the shutter 24, and to prevent the adverse effect of the wafer annealing process due to the outside air.
【００１８】そして、ウェーハのアニール処理の終了
後、ウェーハを冷却し、再びシャッタ２４を開けてウェ
ーハを炉芯管２２内から取出してアニール工程を終了す
る。以上のようなフランジ１０を備えた半導体製造装置
によれば、フランジ１０とシャッタ２４との密着性が悪
く、ウェーハのアニール処理工程中にフランジ１０とシ
ャッタ２４との隙間から炉芯管２２の内部へ外気が侵入
しようとしても、窒素ガスがガス導入口１６からガス導
入路１２へ常時供給され、第１のガス排気路１３からフ
ランジ１０とシャッタ２４との隙間を通って外部へ常時
排気されているので、フランジ１０とシャッタ２４との
隙間からの外気の侵入を遮断することができる。従っ
て、ウェーハが汚染されたり酸化されることを防止する
ことができ、最終的な半導体装置としたときでもデバイ
ス特性の悪化等を招くことはない。After the annealing of the wafer is completed, the wafer is cooled, the shutter 24 is opened again, the wafer is taken out of the furnace tube 22, and the annealing step is completed. According to the semiconductor manufacturing apparatus provided with the flange 10 as described above, the adhesiveness between the flange 10 and the shutter 24 is poor, and the inside of the furnace core tube 22 is removed from the gap between the flange 10 and the shutter 24 during the wafer annealing process. Even if outside air attempts to enter, nitrogen gas is constantly supplied from the gas inlet 16 to the gas introduction path 12, and is constantly exhausted to the outside from the first gas exhaust path 13 through the gap between the flange 10 and the shutter 24. Therefore, invasion of outside air from a gap between the flange 10 and the shutter 24 can be blocked. Therefore, the wafer can be prevented from being contaminated or oxidized, and the device characteristics do not deteriorate even when the semiconductor device is finally manufactured.
【００１９】尚、上述した実施形態においては、半導体
製造装置として、横型電気炉アニール装置の場合につい
て説明したが、これに限定されるものではなく、例えば
酸化工程用の横型常圧熱酸化装置や、ドーピング工程用
の横型熱拡散装置のような、他の半導体製造装置にも適
用することができる。In the above-described embodiment, a description has been given of the case of a horizontal electric furnace annealing apparatus as a semiconductor manufacturing apparatus. However, the present invention is not limited to this. For example, a horizontal atmospheric pressure thermal oxidation apparatus for an oxidation step, The present invention can be applied to other semiconductor manufacturing apparatuses such as a horizontal thermal diffusion apparatus for a doping process.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、炉芯
管内への外気の侵入を防止することができ、半導体の劣
化等を防止することができる。As described above, according to the present invention, invasion of outside air into the furnace core tube can be prevented, and deterioration of the semiconductor and the like can be prevented.
【図１】本発明による半導体製造装置の実施形態で用い
られるフランジの構成を示す概略斜視図。FIG. 1 is a schematic perspective view showing a configuration of a flange used in an embodiment of a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention.
【図２】図１のフランジの平面図及び側面図。FIG. 2 is a plan view and a side view of the flange of FIG. 1;
【図３】本発明による半導体製造装置の実施形態の炉の
一部を示す側面図。FIG. 3 is a side view showing a part of the furnace of the embodiment of the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention.
【図４】従来の半導体製造装置の炉の一部を示す側面
図。FIG. 4 is a side view showing a part of a furnace of a conventional semiconductor manufacturing apparatus.
【符号の説明】 １０・・・フランジ、１１・・・本体、１２・・・ガス
導入路、１３・・・第１のガス排気路、１４・・・第２
のガス排気路、１５・・・管、１６・・・ガス導入口、
２１・・・炉、２２・・・炉芯管、２４・・・シャッタ[Description of Signs] 10 ... Flange, 11 ... Main body, 12 ... Gas introduction path, 13 ... First gas exhaust path, 14 ... Second
Gas exhaust path, 15 ... pipe, 16 ... gas inlet,
21 furnace, 22 core furnace tube, 24 shutter
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13526398AJPH11329986A (en) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | Semiconductor manufacturing apparatus |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13526398AJPH11329986A (en) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | Semiconductor manufacturing apparatus |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11329986Atrue JPH11329986A (en) | 1999-11-30 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13526398APendingJPH11329986A (en) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | Semiconductor manufacturing apparatus |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11329986A (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100752148B1 (en) | 2006-02-14 | 2007-08-24 | 국제엘렉트릭코리아 주식회사 | Substrate processing equipment |
| CN112420546A (en)* | 2019-08-23 | 2021-02-26 | 盛美半导体设备(上海)股份有限公司 | Annealing chamber |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100752148B1 (en) | 2006-02-14 | 2007-08-24 | 국제엘렉트릭코리아 주식회사 | Substrate processing equipment |
| CN112420546A (en)* | 2019-08-23 | 2021-02-26 | 盛美半导体设备(上海)股份有限公司 | Annealing chamber |
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| RD04 | Notification of resignation of power of attorney | Free format text:JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date:20040817 |