JPS62256425A - 熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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使用する熱処理装置に関し
、特に半導体基板の熱拡散を行う熱拡散炉に適用して好
適な熱処理装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、半導体装置の製造において半導体基板に不純物の
熱拡散層を形成する場合、半導体基板を熱拡散炉内に設
置し、これを所要ガス雰囲気下において加熱処理する方
法が採られている。この熱拡散に使用する拡散炉として
は、第２図の構成のものが用いられている。

即ち、第２図（ａ）のように熱拡散炉本体１１の周囲に
は炉長方向に３分割された加熱ヒータ部１２を配設し、
熱拡散炉本体１１を各加熱域毎に温度コントロールする
ように構成し、また、この熱拡散炉本体ｌｌ内には、石
英からなる炉管１３を装着して拡散炉を構成している。

そして、この拡散炉で半導体基板への熱拡散を行う場合
には、加熱ヒータ部１２を加熱動作させて炉管１３を所
定温度にまで加熱した（予備加熱）後に、半導体基板１
５を実装治具１４上に配列載置し、この実装治具１４を
炉管１３内の所定位置に挿入してこれを加熱することに
より行なっている。

なお、３分割された加熱ヒータ部１２の各部温度を適宜
調節することにより、炉管１３内に実装治具１４を挿入
する前の予備加熱時においては、第２図（ｂ）に鎖線で
示すように、炉管１３の長さ方向の寸法り、の領域に亘
って略均−な温度分布を得ることができる。

また、前記実装治具１４は、この均一な温度分布領域内
で半導体基板１５を熱処理し得るように、前記均一温度
範囲の寸法Ｌ１よりもその長さ寸法Ｌｔ＊を短く形成し
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の拡散炉を用いて実際に拡散を行うと、第
２図（ｂ）に鎖線で示した予備加熱時における均一な温
度分布に対して、炉管１３内に半導体基板１５を載置し
た実装治具１４を挿入すると、同図実線に示すように長
さ方向の両端と中央部の温度が高くなる不均一な温度分
布になる。この温度不均一が生じる原因は実装治具１５
が原因とされるものであることは推定できるが、そのメ
カニズムは現在では明確にはされていない。また、この
ような複雑な温度の不均一状態では、加熱ヒータ部１３
の各部を調節してもこれを均一化することは困難である
。

このため、実装治具１４上に長さ方向に配列載置した複
数の半導体基板１５の夫々の熱処理温度が不均一になっ
て各半導体基板１５に形成する拡散層が不均一なものに
なる。したがって、各半導体基板における半導体素子パ
ラメータ（例えば、トランジスタ増幅率、抵抗値）のば
らつきが大きくなって製造する半導体装置の信頼性を低
下させ、製造歩留を低下させる原因となっている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の熱処理装置は上記問題を解消し、熱処理炉内に
おける温度分布の均一化を図って各半導体基板に形成す
る半導体装置の信鯨性の向上及びその製造歩留の向上を
達成するものである。

本発明の熱処理装置は、被熱処理物を載置する実装治具
の長さを、予備加熱時における炉管内の温度均一領域よ
りも長い寸法に構成している。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図（ａ）は本発明の一実施例の概念構成を示す図で
あり、ここでは本発明を熱拡散装置に適用した実施例を
示している。

図示のように、熱拡散炉本体ｌの周囲には長さ方向に３
分割された加熱ヒータ２ａからなる加熱ヒータ部２を配
設し、各加熱ヒータ２ａは夫々独立して温度コントロー
ルすることができる。この熱拡散炉本体１内には、石英
で形成した筒状の炉管３を装着しており、この炉管３に
は、図示を省略するが、通常各種の処理ガスを供給・排
気するためのガス供給口やガス排気口が付設される。そ
して、この熱拡散炉本体１では、加熱ヒータ部２を温度
コントロールすることにより、炉管３内に被熱処理物を
配置していない予備加熱時には、第１図（ｂ）に鎖線で
示すように炉管３の長さ方向の寸法り、の領域において
均一な温度分布領域を得ることができる。

一方、前記炉管３内には複数枚の半導体基板５を配列＠
置した実装治具４を一端開口から挿入し、前記した予備
加熱時における均一温度分布領域内に半導体基板５を載
置させて熱拡散処理を行うが、この実装治具４の長さ寸
法ＬｔＡは、前記炉管３における均一温度分布領域の寸
法Ｌ１よりも大きく形成している。即ち、第１図（ａ）
のように、炉管３内に実装治具４を挿入して半導体基板
５を均一温度分布領域内に設置したときには、実装治具
４の両端はこの均一温度均一領域よりも両側に突き出る
ように構成している。但し、この実施例では実装治具４
の長さ寸法Ｌｔａは加熱ヒータ部２の長さ寸法り、より
は短く形成している。

この構成の熱拡散装置を用いて従来と同様に炉管３内に
半導体基板５を配列載置した実装治具４を挿入して熱拡
散処理を行ったところ、このときの炉管３内における温
度分布は、第１図（ｂ）に実線で示すように、両端の温
度が若干高くなるが中央部での温度上昇は生ぜず、全体
としては単純な温度分布特性が得られた。そして、この
ような両端のみの温度上昇は、両端に位置した加熱ヒー
タ２ａの温度をコントロールすることにより容易に解消
でき、結果として均一な温度分布を得ることができた。

したがって、この熱処理装置では、実装治具４に裁置し
た半導体基板５の略全部を等しい温度で加熱処理でき、
各半導体基板５に形成する半導体装置の素子パラメータ
を均一化し、半導体装置の信幀性及びその製造歩留を大
幅に向上できる。

なお、前記実施例では本発明を熱拡散装置に適用した例
を説明しているが、ＣＶＤ装置等のように加熱処理を行
う装置の全てに同様に適用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、被熱処理物を載置する実
装治具の長さを、予備加熱時における炉管内の温度均一
領域よりも長い寸法に構成しているので、炉管内に実装
治具を挿入した熱処理時においても温度分布を単純な特
性とし、加熱し−タ部のコントロールによって容易に均
一化を図ることができ、被処理物としての半導体基板に
形成する半導体装置の素子パラメータを等しくして半導
体装置の信顧性の向上及び製造歩留の大幅な向上を達成
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例装置を示す概念的な構
成図、第１図（ｂ）はその温度分布特性図、第２図（ａ
）は従来装置の概念的な構成図、第２図（ｂ）はその温
度分布特性図である。 １．１１・・・拡散炉本体、２．１２・・・加熱ヒータ
部、２ａ・・・加熱ヒータ、３．１３・・・炉管、４，
１４・・・実装治具、５，１５・・・半導体基板。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）周囲に設けた加熱ヒータで炉管内を加熱するとと
   もに、実装治具上に配列載置した被処理物をこの炉管内
   に配置して加熱処理を行う熱処理装置において、前記実
   装治具の長さを、予備加熱時における炉管内の温度均一
   領域よりも長い寸法に構成したことを特徴とする熱処理
   装置。
2. （２）実装治具の長さは、少なくとも加熱ヒータの長さ
   よりも短く形成してなる特許請求の範囲第１項記載の熱
   処理装置。