CN106688080A - 半导体退火装置 - Google Patents

半导体退火装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106688080A
CN106688080A CN201480081818.9A CN201480081818A CN106688080A CN 106688080 A CN106688080 A CN 106688080A CN 201480081818 A CN201480081818 A CN 201480081818A CN 106688080 A CN106688080 A CN 106688080A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pipe
cassette
quasiconductor
nitrogen
annealing device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201480081818.9A
Other languages
English (en)
Inventor
小林和雄
池上雅明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN106688080A publication Critical patent/CN106688080A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D5/00—Supports, screens, or the like for the charge within the furnace
    • F27D5/0037—Supports specially adapted for semi-conductors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00—Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/06—Forming or maintaining special atmospheres or vacuum within heating chambers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/0445—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising crystalline silicon carbide
    • H01L21/0455—Making n or p doped regions or layers, e.g. using diffusion
    • H01L21/046—Making n or p doped regions or layers, e.g. using diffusion using ion implantation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
    • H01L21/26506—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation in group IV semiconductors
    • H01L21/26513—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation in group IV semiconductors of electrically active species
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67757—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber vertical transfer of a batch of workpieces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00—Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/06—Forming or maintaining special atmospheres or vacuum within heating chambers
    • F27D2007/063—Special atmospheres, e.g. high pressure atmospheres

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

半导体退火装置具有：腔室；管，其设置于所述腔室的内侧；晶舟，其以能够进退的方式设置在所述管的内侧；装载区域，其是所述晶舟退出至所述管之外时所述晶舟所处的区域；碳氢化合物供给单元，其将碳氢化合物气体供给至所述管的内侧；加热单元，其对所述管的内侧进行加热；以及氧供给单元，其将氧供给至所述管的内侧。所述管及所述晶舟是蓝宝石制、或者通过All－CVD形成的SiC制。

Description

半导体退火装置
技术领域
本发明涉及一种半导体退火装置。
背景技术
当前，例如如日本特开2009－260115号公报所公开的那样，已知对碳化硅(SiC)晶片实施退火处理的半导体退火装置。上述公报所涉及的半导体退火装置能够由1台装置实施石墨膜向SiC晶片表面的形成、SiC晶片的高温退火处理以及石墨膜的去除。
专利文献1：日本特开2009－260115号公报
发明内容
在半导体退火装置内部具有管以及晶舟等工具。对这些工具要求能够耐受退火处理的温度域的充分的耐热性。当前，作为在进行SiC晶片的退火的装置中所使用的工具，例如使用在由SiC等构成的母材的骨架之上通过CVD而附着有高纯度的SiC覆膜的工具。SiC晶片的退火温度是大于或等于1500℃的高温，要求与硅晶片的情况相比明显更高的温度下的退火。在该高温度域中，发生母材所含有的异物材料将半导体退火装置内部污染这一个新问题。例如在SiC母材含有重金属的情况下，由于发生该重金属的扩散，因此半导体退火装置内部受到污染。存在该污染对SiC晶片的品质施加不良影响的问题。
本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供一种能够抑制腔室内的污染的半导体退火装置。
本发明所涉及的半导体退火装置具有：腔室；管，其设置于所述腔室的内侧；晶舟，其以能够进退的方式设置在所述管的内侧；装载区域，其是在所述晶舟退出至所述管之外时所述晶舟所处的区域；碳氢化合物供给单元，其将碳氢化合物气体供给至所述管的内侧；加热单元，其对所述管的内侧进行加热；以及氧供给单元，其将氧供给至所述管的内侧。所述管是蓝宝石制、或者通过All－CVD形成的SiC制，所述晶舟是蓝宝石制、或者通过All－CVD形成的SiC制。
发明的效果
根据本发明，由于将管及晶舟构成为在高温域也能够防止污染，因此能够抑制腔室内的污染。
附图说明
图1是表示将碳保护膜形成于表面的SiC晶片的图。
图2是表示本发明的实施方式所涉及的半导体退火装置的图。
图3是表示本发明的实施方式所涉及的半导体退火装置的图。
图4是表示本发明的实施方式所涉及的半导体退火装置所具有的气体系统的图。
图5是表示本发明的实施方式所涉及的半导体退火方法的工序的流程图。
具体实施方式
图1示出SiC晶片10，该SiC晶片10构成为，在生长于衬底15之上的碳化硅(SiC)外延层14形成P型注入层11、12，由碳保护膜13将该SiC晶片10的表面覆盖。已知碳化硅的杂质的扩散系数小、即掺杂剂材料在SiC晶片通常是难以扩散的。因此，在对SiC晶片10实施了注入工艺后，为了注入材料的激活，需要大于或等于1500℃的退火处理。即，为了使图1的P型注入层11、12激活而需要热处理。
如果在SiC外延层14的表面裸露的状态下实施大于或等于1500℃的热处理，则P型的掺杂剂材料向外弥散(diffuse out)而使电气特性劣化。因此，优选在退火前利用由石墨构成的碳保护膜13将SiC外延层14的表面覆盖。其原因在于，由石墨构成的碳保护膜13能够耐受大于或等于1500℃的热处理。
作为形成碳保护膜13的方法，举出通过等离子而实现的成膜、或者通过减压CVD而实现的成膜等。在大于或等于1500℃的高温状态下实施退火时，优选使用下述减压CVD，即，在SiC晶片10的正反面两方形成膜，以不对作为保护膜的碳保护膜13施加应力。
图2是表示本发明的实施方式所涉及的半导体退火装置20的图。在SiC晶片10的正反面形成了碳保护膜13后，在大于或等于1500℃的高温炉实施退火处理，然后，在氧等离子气氛中将碳保护膜13去除。半导体退火装置20能够由1台装置实施上述一系列的工序。由此，能够通过工序数量的削减、生产性的提高、减少工序间的环境类异物而实现品质提高。
半导体退火装置20是适合于抑制卷入氧化(involved oxidation)的纵型减压规格的装置。半导体退火装置20具有：装载区域21，其是具有气密性的输送室；以及腔室22，其设置于装载区域21的上方。半导体退火装置20具有：捕集器(trap)23，其与腔室22连通；阀组24，其与捕集器23连通；粉尘捕集器244，其与阀组24连通；泵25，其与粉尘捕集器244连通；以及排气配管26，其从泵25进行分支。半导体退火装置20具有：氮导入口27，其凸出至装载区域21的外侧；侧滤器209，其与氮导入口27连通；整流板210，其对经过了侧滤器209的氮进行整流；以及氮喷淋器211，其在装载区域21和腔室22的边界使氮在水平方向上流动。半导体退火装置20具有：气体系统212；大气压恢复阀213；管214，其设置于腔室内；晶舟215，其能够在管214的内侧进退；石英制的底座216，其载置晶舟215；以及加热器217，其配置于管214的外侧。在图2中图示出管214的剖面，但实际上管214为管状或者筒状，在其内部空间能够收容晶舟215。管214并非必须是圆筒状，也可以是椭圆状或者方筒状等，其剖面形状不受限制。腔室22内经由配管与捕集器23连通。捕集器23、阀组24、粉尘捕集器244以及泵25依次连通。泵25经由配管与装载区域21连通。大气压恢复阀213选择性地与阀组24的上游侧和排气配管26连通。此外，半导体退火装置20具有局部排气管218。在装载区域21和腔室22的边界部设置有局部排气管218的一端。局部排气管218的另一端伸出至半导体退火装置20的外部。在本实施方式中，局部排气管218的一端位于氮喷淋器211的相对侧。
图3对半导体退火装置20的后门28进行了图示。后门28是在半导体退火装置20的朝向图2的纸面背侧的表面设置的部分。在后门28设置有排气口29、吸气口281以及引入口282。
在使用半导体退火装置20时，首先将SiC晶片10输送至装载区域21内，向装载区域21内的晶舟215移动。然后，将晶舟215向腔室22内插入。将SiC晶片10向晶舟215进行设置的作业也称为“加载”(charge)。将设置有SiC晶片10的晶舟215向腔室22内插入的作业也称为“装载”。
对排气侧的构造进行说明，利用捕集器23使排气气体冷却而将生成物去除，经由泵25从排气配管26进行排气。阀组24用于进行从大气压至减压状态的抽真空。阀组24包含主阀(MV)241、子阀(SV)242以及副子阀(SSV)243。通过除MV 241以外还设置SV242及SSV243，从而能够为了防止异物飞扬而缓慢地进行抽真空。在将晶舟215插入至管214的内侧、实施了抽真空后，经由气体系统212将气体导入，依次实施石墨膜即碳保护膜13的形成、退火、以及碳保护膜13的去除处理。在从半导体退火装置20的下侧的出入口起至负责产品处理的腔室22周边的区域为止设置有充分大的距离，以能够在直至1000℃为止的范围进行减压处理。通过由未图示的隔热板使出入口周围的温度下降，从而保持密封性。半导体退火装置20具有后述的图4所示的气体系统212。乙醇经由气化器32而被气化。
装载区域21是作为密闭型的输送室而构成的，能够对装载区域21的内部进行氮置换。这是为了抑制将晶舟215插入至管214时的卷入氧化。
管214及晶舟215使用通过All－CVD形成的SiC制的管及晶舟。由此，大于或等于1500℃的高温下的耐热性得以确保，在去除碳保护膜13时能够不受到损伤。根据“All－CVD”，通过在碳母材的表面利用CVD形成SiC膜，在形成该SiC覆膜的阶段，在形成该SiC覆膜的同时碳母材燃烧而消失，从而能够得到仅由SiC的CVD膜构成的构造体。
如果设为管214及晶舟215由石英构成，则耐热性在大于或等于1400℃的情况下不足。另外，如果将管214及晶舟215设为碳制，则在退火处理后的碳保护膜13的去除时，会对碳工具本身进行蚀刻。
在本实施方式中，由于管214及晶舟215未使用石英或者碳，因此能够避免上述问题。即，管214及晶舟215仅由使用All－CVD形成的高纯度的SiC膜形成。由此，即使在大于或等于1400℃的高温区域也会防止污染。但是，本发明不限于此，也可以将管214及晶舟215设为由蓝宝石构成。另外，管214及晶舟215也可以设为彼此不同的材料，也可以将管214及晶舟215中的一方设为蓝宝石制而将另一方设为通过All－CVD形成的SiC制。由此，成为耐高温以及去除石墨时无损伤的状态。
在将晶舟215向管214的内侧插入的过程中，大气进入腔室22内而发生氧化的可能性高。如果在SiC晶片10的界面混入由于卷入氧化而产生的氧化膜，则产生缺陷。具体地说，在激活退火工序中，在将碳保护膜13形成于SiC晶片10之上时，如果存在由于卷入氧化而产生的氧化膜，则在之后的大于或等于1500℃的退火中，氧化膜(SiO膜)熔解，碳保护膜13剥落。
在半导体制造装置20中，为了防止卷入氧化的发生，将氮导入口27设置于装载区域21，能够将装载区域21内置换为氮。通过在将晶舟215插入前进行氮置换，从而装载区域21内的大气成分为零，能够抑制卷入氧化。优选在600℃进行了氮置换后将晶舟215插入至管214。由此，能够抑制卷入氧化。为了进一步抑制卷入氧化，优选还将晶舟215的插入速度设为大于或等于500mm/min的速度，从而将晶舟215迅速地装载至管214。由于将装载区域21内向氮进行了置换，因此将后门28等设为由O型环密封的构造，以使氮不流出至半导体退火装置20外。
在将晶舟215装载至管214的内侧后进行真空置换，升温至1000℃。导入在该温度带下气化后的乙醇，对石墨膜即碳保护膜13进行成膜。在成膜后实施氩气的大气压置换，在大于或等于1500℃的温度实施针对SiC晶片10的退火处理。由于通过CVD法在1000℃将碳保护膜13形成于SiC晶片10的正反面，因此，即使是例如1950℃左右的高温退火处理，碳保护膜13的表面也不会劣化。
在退火处理后，在氩气氛中使温度下降至850℃。在850℃的阶段，将来自气体系统212的供给气体向氧气进行切换。进行附着于SiC晶片10、管214、晶舟215的碳保护膜13的去除，在小于或等于800℃的温度将晶舟215从管214拔出，进行SiC晶片10的取出。
为了实施碳保护膜13的去除，优选管214的内侧下部由石英部件构成，不使由SUS形成的面露出。其原因在于，如果在利用氧气进行去除时露出SUS面，则从该部位生锈，管214的内侧被污染。为了避免该污染，例如期望在晶舟215下部不配置晶舟旋转机构。晶舟旋转机构是用于改善晶片面内的成膜的均匀性的机构，其密封例如是通过陶瓷密封件进行的。
此外，在仅反复进行堆积的半导体退火装置中，由于膜厚值的再现性恶化，因此需要以例如15批为单位实施清洁作业。与此相对，在半导体退火装置20中，由于交替地进行碳保护膜13的形成和去除，因此能够实现碳保护膜13的膜厚稳定性提高，而不需要仅进行堆积的情况下的维护时间。并且，通过将3道工序连续处理，从而能够将升降温的次数从6次减少为2次，能够使向SiC晶片10施加的热应力得到缓和。
通过由1台装置实施激活退火工序中的保护用膜即碳保护膜13的形成和高温退火处理、以及之后的碳保护膜13的去除，从而预计会通过工序数量的削减、生产性的提高以及工序间的环境类异物的降低而实现品质提高。
半导体退火装置20具有氮喷淋器211。氮喷淋器211能够在晶舟215的装载过程中以与其行进方向相交叉的方式从侧方进行氮的喷淋。由于氮喷淋器211能够从横向将氮喷淋至在晶舟215处排列的多个SiC晶片10，因此氮气穿过多个SiC晶片10之间的间隙而流动。由此，能够抑制在晶舟215配置的多个SiC晶片10之间的大气成分向管214的内侧混入。另外，还能够将附着于各SiC晶片10的表面的表面异物去除。但是，本发明不限于此，也可以以任意的角度、位置对氮喷淋器211进行配置。
在完成了成膜处理后，将装载区域21内维持氮置换后的状况不变的做法在安全上并不优选。因此，优选设为如下状态，即，能够从在装载区域21背面的后门28设置的引入口282等将大气引入，经由侧滤器209及整流板210将大气送入至装载区域21而进行大气置换。
另外，在SiC晶片10表面可能吸附有水分，由于该水分在将晶舟215向管214的内侧插入时蒸发，因此SiC晶片10的表面可能被氧化。因此，在本实施方式中，作为优选的方式而设置有从装载区域21向泵25的配管251，以能够对装载区域21内进行真空置换。
并且，作为卷入氧化的抑制，由于还可能在管214的内侧残留氧，因此在实施晶舟215的插入时，优选一边以大于或等于20slm的流量从气体系统212的氮配管234将氮导入，一边将晶舟215插入。由此，能够抑制氧残留于管214的内侧这一情况，可靠地抑制晶舟215的插入过程中的卷入氧化。
图4是半导体退火装置20所具有的气体系统212的概要图。下面，对用于使半导体退火装置20的堆积速率稳定化的气体系统212的构造进行说明。气体系统212具有乙醇箱31、气化器32、MFC(质量流量控制器)33、34、35、36、氮配管234、载气配管235和氧配管236。乙醇箱31储存有作为形成碳保护膜13的基础的乙醇液。气化器32与乙醇箱31连通，能够使液体状的乙醇气化。MFC 33与气化器32连通，进行来自气化器32的气化气体的流量控制。氮气配管234能够供给用于抑制卷入氧化的氮气。载气配管235能够供给用于送入气化后的乙醇的载气。在本实施方式中，该载气为氩。将乙醇箱31内的液体状的乙醇以液体形态直接向气化器32送入，将氮气吹送至气化器32而将乙醇变为气体。此时，为了防止液化，优选使用未图示的温度控制单元对从气化器32至腔室22为止的配管321进行温度调整而调整至40±1℃。气化后的乙醇由MFC 33进行流量控制。由此，能够将向腔室22导入的乙醇气化气体设为恒定的流量，还能够防止液化，因此能够实现堆积速率的稳定化。
图5是表示本发明的实施方式所涉及的半导体退火方法的工序的流程图。
首先，在步骤S2中，将SiC晶片10排列于晶舟215之上，将晶舟215插入(即装载)至管214的内侧。在将晶舟215插入至管214的内侧时，经由整流板210从氮导入口27及氮喷淋器211将氮供给至装载区域21内，以抑制向SiC晶片10之上形成卷入氧化膜。由此，作为优选的状态，使氧浓度下降至几ppm的数量级。然后，将晶舟215向管214的内侧插入。由此，能够抑制向SiC晶片10表面之上的卷入氧化。
将晶舟215向管214的内侧插入时的管214的内侧的温度优选为400℃～600℃。将最低温度设定为400℃的理由在于，在小于或等于400℃时，碳保护膜13可能剥落。将最高温度设定为600℃的理由在于，在大于或等于600℃时，对SiC晶片10施加急剧的热应力，存在发生热破裂的风险。
然后，在步骤S10中进行碳保护膜13的形成。在将晶舟215插入至管214的内侧后，由泵25将主阀(MV)24打开，将管214的内侧抽至减压状态。然后，优选将管214的内侧的温度上升至1000℃附近，导入使乙醇气化后的气体。在图4的气体系统212中，由气化器32使液体乙醇气化，由质量流量控制器(MFC)33进行流量控制，向管214的内侧导入，从而能够形成石墨膜即碳保护膜13。在该时刻，如图1所示的、由碳保护膜13进行了覆盖的SiC晶片10完成。
在本实施方式中，作为优选的方式，在装载晶舟215后进行真空置换，升温至900℃～1000℃。在该温度带，将气化后的乙醇导入，形成碳保护膜13。将温度范围设定为900℃～1000℃的理由在于，如果处在该温度域，则能够将SiC晶片10的面内的膜厚均匀性设为8％以内。在出于前述的通过避免SUS面露出来防止污染这一目的而不配置晶舟旋转机构的情况下，为了确保膜厚均匀性，优选应用该温度域设定。
在1000℃附近形成了碳保护膜13后，通过从载气配管235将氩气导入而进行向氩气的置换，实施大于或等于10分钟的吹洗(purge)，利用氩气设为大气压气氛状态。
然后，进入步骤S20而进行退火处理。从1000℃的氩大气压气氛的状态起，以100℃/min左右的升温速率使管214的内侧的温度进一步上升。由此，使温度到达大于或等于1500℃、优选大于或等于1600℃而实施退火处理。
然后，在步骤S30中将碳保护膜13去除。对步骤S30的详细内容进行说明，首先，在步骤S20的退火处理完成后，优选使管214的内侧的温度下降至900℃～850℃。在使温度下降后，再次将管214的内侧抽真空至减压状态，进入用于将碳保护膜13去除的作业。将来自载气配管235的氩气供给切换为来自氧气配管236的氧气供给，将氧气导入至管214的内侧。由此，在SiC晶片10之上成膜的碳保护膜13与氧反应而被去除。另外，与此同时，还能够同时将附着于管214及晶舟215的碳保护膜13去除。
然后，在步骤S40中进行晶舟215的拔出(卸载)。在去除碳保护膜13后，优选将温度下降至小于或等于800℃，通过氮气而使管214的内侧恢复为大气压。然后，将晶舟215从管214拔出(即，卸载)，取出SiC晶片10。在取出SiC晶片10时，由于不需要担心SiC晶片10之上的氧化，因此也可以在大气气氛下将SiC晶片10取出，而不进行氮置换。
此外，作为本实施方式所涉及的半导体退火装置20的第1技术特征，为了防止由高温退火所导致的污染，将管214及晶舟215设为通过All－CVD形成的SiC制。另外，作为本实施方式所涉及的半导体退火装置20的第2技术特征，作出以下等设计，即，为了防止卷入氧化，设为能够对装载区域21进行氮置换的密闭型输送室，或者设置氮喷淋器211。但是，本发明也可以不始终并用上述第1、2技术特征这两者。也可以针对半导体退火装置20仅利用第1技术特征而防止由高温退火所导致的污染，省略用于进行氮置换的结构。或者，也可以针对半导体退火装置20仅利用第2技术特征而抑制卷入氧化，将管214及晶舟215设为其他的现有产品。
标号的说明
10碳化硅(SiC)晶片，11、12P型注入层，13碳保护膜(石墨膜)，14SiC外延层，15衬底，20半导体退火装置，21装载区域，22腔室，23捕集器，24阀组，25泵，251配管，26排气配管，27氮导入口，28后门，29排气口，31乙醇箱，32气化器，33～36MFC(质量流量控制器)，234氮气配管，235载气配管，236氧气配管，209侧滤器，210整流板，211氮喷淋器，212气体系统，213大气压恢复阀，214管，215晶舟，216底座，217加热器，218局部排气管，241主阀，242子阀，243副子阀，244粉尘捕集器，281吸气口，282引入口，321配管。

Claims (7)

1.一种半导体退火装置，其具有：
腔室；
管，其设置于所述腔室的内侧；
晶舟，其以能够进退的方式设置在所述管的内侧；
装载区域，其是在所述晶舟退出至所述管之外时所述晶舟所处的区域；
碳氢化合物供给单元，其将碳氢化合物气体供给至所述管的内侧；
加热单元，其对所述管的内侧进行加热；以及
氧供给单元，其将氧供给至所述管的内侧，
所述管是蓝宝石制、或者通过All－CVD形成的SiC制，
所述晶舟是蓝宝石制、或者通过All－CVD形成的SiC制。
2.根据权利要求1所述的半导体退火装置，其中，
还具有氮导入单元，该氮导入单元将所述装载区域的内侧置换为氮。
3.根据权利要求1所述的半导体退火装置，其中，
具有氮喷淋器，该氮喷淋器使氮气以与所述晶舟从所述装载区域朝向所述管的行进方向相交叉的方式流动。
4.根据权利要求3所述的半导体退火装置，其中，
所述氮喷淋器设置于所述装载区域和所述管的边界。
5.根据权利要求1所述的半导体退火装置，其具有：
配管，其与所述装载区域连接；以及
真空泵，其与所述配管连接。
6.根据权利要求1所述的半导体退火装置，其中，
具有底座，该底座设置于所述装载区域，在与所述管的相反侧对所述晶舟进行支撑，
所述底座由石英形成。
7.根据权利要求1所述的半导体退火装置，其中，
在将所述晶舟插入至所述腔室的内侧时，对所述加热单元进行控制，以将所述腔室的内侧的温度设为400℃～600℃的范围内。
CN201480081818.9A 2014-09-08 2014-09-08 半导体退火装置 Pending CN106688080A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/073700 WO2016038664A1 (ja) 2014-09-08 2014-09-08 半導体アニール装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106688080A true CN106688080A (zh) 2017-05-17

Family

ID=55458457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480081818.9A Pending CN106688080A (zh) 2014-09-08 2014-09-08 半导体退火装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20170160012A1 (zh)
JP (1) JPWO2016038664A1 (zh)
CN (1) CN106688080A (zh)
DE (1) DE112014006932T5 (zh)
WO (1) WO2016038664A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022011757A1 (zh) * 2020-07-13 2022-01-20 Tcl华星光电技术有限公司 显示面板制备方法及显示装置

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10224224B2 (en) 2017-03-10 2019-03-05 Micromaterials, LLC High pressure wafer processing systems and related methods
US10847360B2 (en) 2017-05-25 2020-11-24 Applied Materials, Inc. High pressure treatment of silicon nitride film
US10622214B2 (en) 2017-05-25 2020-04-14 Applied Materials, Inc. Tungsten defluorination by high pressure treatment
JP7190450B2 (ja) 2017-06-02 2022-12-15 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 炭化ホウ素ハードマスクのドライストリッピング
US10234630B2 (en) 2017-07-12 2019-03-19 Applied Materials, Inc. Method for creating a high refractive index wave guide
US10269571B2 (en) 2017-07-12 2019-04-23 Applied Materials, Inc. Methods for fabricating nanowire for semiconductor applications
US10179941B1 (en) 2017-07-14 2019-01-15 Applied Materials, Inc. Gas delivery system for high pressure processing chamber
US10096516B1 (en) 2017-08-18 2018-10-09 Applied Materials, Inc. Method of forming a barrier layer for through via applications
US10276411B2 (en) 2017-08-18 2019-04-30 Applied Materials, Inc. High pressure and high temperature anneal chamber
KR102405723B1 (ko) 2017-08-18 2022-06-07 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 고압 및 고온 어닐링 챔버
JP7274461B2 (ja) 2017-09-12 2023-05-16 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 保護バリア層を使用して半導体構造を製造する装置および方法
US10643867B2 (en) 2017-11-03 2020-05-05 Applied Materials, Inc. Annealing system and method
KR20230144106A (ko) 2017-11-11 2023-10-13 마이크로머티어리얼즈 엘엘씨 고압 프로세싱 챔버를 위한 가스 전달 시스템
CN111373519B (zh) 2017-11-16 2021-11-23 应用材料公司 高压蒸气退火处理设备
CN111432920A (zh) 2017-11-17 2020-07-17 应用材料公司 用于高压处理系统的冷凝器系统
WO2019147400A1 (en) 2018-01-24 2019-08-01 Applied Materials, Inc. Seam healing using high pressure anneal
KR102536820B1 (ko) 2018-03-09 2023-05-24 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 금속 함유 재료들을 위한 고압 어닐링 프로세스
US10714331B2 (en) 2018-04-04 2020-07-14 Applied Materials, Inc. Method to fabricate thermally stable low K-FinFET spacer
US10950429B2 (en) 2018-05-08 2021-03-16 Applied Materials, Inc. Methods of forming amorphous carbon hard mask layers and hard mask layers formed therefrom
US10566188B2 (en) 2018-05-17 2020-02-18 Applied Materials, Inc. Method to improve film stability
US10704141B2 (en) 2018-06-01 2020-07-07 Applied Materials, Inc. In-situ CVD and ALD coating of chamber to control metal contamination
US10748783B2 (en) 2018-07-25 2020-08-18 Applied Materials, Inc. Gas delivery module
US10675581B2 (en) 2018-08-06 2020-06-09 Applied Materials, Inc. Gas abatement apparatus
CN112640065A (zh) 2018-10-30 2021-04-09 应用材料公司 用于蚀刻用于半导体应用的结构的方法
WO2020101935A1 (en) 2018-11-16 2020-05-22 Applied Materials, Inc. Film deposition using enhanced diffusion process
WO2020117462A1 (en) 2018-12-07 2020-06-11 Applied Materials, Inc. Semiconductor processing system
JP7234703B2 (ja) * 2019-03-11 2023-03-08 住友金属鉱山株式会社 炭化ケイ素多結晶基板の製造方法、及び、炭化ケイ素多結晶基板の製造装置
US11901222B2 (en) 2020-02-17 2024-02-13 Applied Materials, Inc. Multi-step process for flowable gap-fill film

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5616264A (en) * 1993-06-15 1997-04-01 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for controlling temperature in rapid heat treatment system
US6331890B1 (en) * 1998-05-01 2001-12-18 Tokyo Electron Limited Thickness measuring apparatus, substrate processing method, and substrate processing apparatus
US20050148455A1 (en) * 2004-01-06 2005-07-07 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. High purity silicon carbide articles and methods
JP2011114234A (ja) * 2009-11-27 2011-06-09 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
US20120015525A1 (en) * 2010-07-15 2012-01-19 Tokyo Electron Limited Method of cleaning a thin film forming apparatus, thin film forming method, and thin film forming apparatus
CN103820862A (zh) * 2012-11-16 2014-05-28 有研半导体材料股份有限公司 一种高温退火硅片的制备方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100251873B1 (ko) * 1993-01-21 2000-04-15 마쓰바 구니유키 종형 열처리 장치
US5565034A (en) * 1993-10-29 1996-10-15 Tokyo Electron Limited Apparatus for processing substrates having a film formed on a surface of the substrate
US6027569A (en) * 1998-06-03 2000-02-22 Seh America, Inc. Gas injection systems for a LPCVD furnace
US6235651B1 (en) * 1999-09-14 2001-05-22 Infineon Technologies North America Process for improving the thickness uniformity of a thin layer in semiconductor wafer fabrication
US7294582B2 (en) * 2002-07-19 2007-11-13 Asm International, N.V. Low temperature silicon compound deposition
JP4453257B2 (ja) * 2003-01-27 2010-04-21 信越半導体株式会社 ウエーハの熱処理方法及び熱処理装置並びに熱処理用ボート
JP4342895B2 (ja) * 2003-10-06 2009-10-14 東京エレクトロン株式会社 熱処理方法及び熱処理装置
KR100653720B1 (ko) * 2005-10-04 2006-12-05 삼성전자주식회사 열처리 설비 및 이의 구동방법
TW200931537A (en) * 2007-12-11 2009-07-16 Centrotherm Thermal Solutions Gmbh & Co Kg Method and arrangement for tempering SiC wafers
TWI421965B (zh) * 2007-12-20 2014-01-01 Saint Gobain Ceramics 處理半導體製程元件之方法及其形成之元件
JP5092868B2 (ja) * 2008-04-18 2012-12-05 三菱電機株式会社 炭化珪素半導体装置の製造方法
JP5539302B2 (ja) * 2011-12-21 2014-07-02 三菱電機株式会社 カーボン膜除去方法
CN104025264B (zh) * 2011-12-23 2017-09-12 应用材料公司 用原子氢清洁基板表面的方法和设备
CN104823268B (zh) * 2012-11-26 2017-11-21 株式会社日立国际电气 半导体器件的制造方法、衬底处理装置及记录介质
JP6026873B2 (ja) * 2012-11-30 2016-11-16 トヨタ自動車株式会社 半導体装置の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5616264A (en) * 1993-06-15 1997-04-01 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for controlling temperature in rapid heat treatment system
US6331890B1 (en) * 1998-05-01 2001-12-18 Tokyo Electron Limited Thickness measuring apparatus, substrate processing method, and substrate processing apparatus
US20050148455A1 (en) * 2004-01-06 2005-07-07 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. High purity silicon carbide articles and methods
JP2011114234A (ja) * 2009-11-27 2011-06-09 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
US20120015525A1 (en) * 2010-07-15 2012-01-19 Tokyo Electron Limited Method of cleaning a thin film forming apparatus, thin film forming method, and thin film forming apparatus
CN103820862A (zh) * 2012-11-16 2014-05-28 有研半导体材料股份有限公司 一种高温退火硅片的制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022011757A1 (zh) * 2020-07-13 2022-01-20 Tcl华星光电技术有限公司 显示面板制备方法及显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE112014006932T5 (de) 2017-06-01
WO2016038664A1 (ja) 2016-03-17
US20170160012A1 (en) 2017-06-08
JPWO2016038664A1 (ja) 2017-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106688080A (zh) 半导体退火装置
JP4564570B2 (ja) 原子層堆積装置
KR20060070578A (ko) 반도체장치의 제조 방법 및 기판처리장치
JP5848832B2 (ja) 熱遮断プレートを含む基板処理装置
TW201001536A (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
JP2010212434A (ja) 原子層堆積装置及び薄膜形成方法
JP6060172B2 (ja) 複数の排気ポートを含む基板処理装置及びその方法
KR20110014185A (ko) 배치대 구조, 성막 장치 및 성막 방법
WO2006049225A1 (ja) 半導体装置の製造方法および基板処理装置
KR102358308B1 (ko) 기판 처리 장치, 인젝터 내의 파티클 제거 방법 및 기판 처리 방법
JP2011066106A (ja) 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
EP3854492B1 (en) Apparatus for cleaning component of semiconductor production apparatus, method for cleaning component of semiconductor production apparatus, and system for cleaning component of semiconductor production apparatus
JP2009200142A (ja) 成膜装置および成膜方法
KR102651431B1 (ko) 성막 방법 및 성막 장치
KR101725777B1 (ko) 실리콘 단결정 웨이퍼의 열산화막 형성방법
KR101567663B1 (ko) 잉곳성장장비의 배기장치 및 이를 이용한 잉곳성장방법
JP2006351582A (ja) 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
JP2009049047A (ja) 気相成長装置及び気相成長方法
US6531415B1 (en) Silicon nitride furnace tube low temperature cycle purge for attenuated particle formation
JPH07153695A (ja) 成膜方法
JP3070567B2 (ja) 縦型減圧気相成長装置とこれを用いた気相成長方法
CN113169069B (zh) 半导体器件的制造方法、衬底处理方法、衬底处理装置及记录介质
JP2010212391A (ja) 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
JP2007109840A (ja) 水蒸気アニール装置および水蒸気アニール方法
KR101677591B1 (ko) 기판 적재 유닛 그리고 그것을 갖는 클러스터 설비

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170517

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication