【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、半導体基板に対してアニール処理、拡散処理または酸化処理等の熱処理を行なう熱処理装置及び基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
１２００℃以上の高温の熱処理装置では、石英ガラスで作られた反応管は変形してしまうため、反応管はＳｉＣで構成されている。しかしながら、炉口部までＳｉＣで構成すると、温度が高くなり炉口部をシールするための弗素ゴム等で作られたＯリングが融ける等の問題がある。そのために、炉口部を石英ガラスで構成し、高温になるところにはＳｉＣで構成された反応管が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、反応管と炉口部との接合部の温度が高く、シール部材として弗素ゴム等の有機材料で作られたＯリングは使用できない。また、金属Ｏリングも金属汚染の為、使用できない。したがって、反応管と炉口部との接合部を、シールできないという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、従来の構造では反応管と炉口部の接合部を気密にシールできないという問題点を解決し、シールができる熱処理装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の特徴は、基板を処理する反応管と、反応管を支持する炉口部と、反応管と炉口部の接合部に設けられたシール部材と、反応管内を加熱するヒータと、を有する熱処理装置であって、前記シール部材は中空部を有する弾性体から構成されることにある。
本発明の第２の特徴は、第１の特徴において前記反応管はＳｉＣ製であり、前記炉口部は石英製であることにある。
本発明の第３の特徴は、第１の特徴において、前記シール部材は石英ガラスまたはセラミックスで構成されることにある。
本発明の第４の特徴は、第１の特徴において、前記シール部材は薄膜から構成されることにある。
本発明の第５の特徴は、第１の特徴において、前記シール部材は中空のＯリングで構成されることにある。
本発明の第６の特徴は、第５の特徴において、この中空Ｏリング内部の圧力を調整するためのガス導入管やポンプが設けられることにある。
本発明の第７の特徴は、第５の特徴において、前記中空のＯリングの断面がＣ型であることにある。
本発明の第８の特徴は、第７の特徴において、中空のＯリングの中空部に石英ガラス、セラミックス、金属などから構成される弾性部材（バネ）を設けられることにある。
本発明の第９の特徴は、第１の特徴において、前記シール部材は炉口部と一体で形成されることにある。
本発明の第１０の特徴は、第１の特徴において、前記反応管内で基板を支持する支持具を更に有し、該支持具は複数枚の基板を略水平状態で隙間をもって複数段に支持するよう構成されることにある。
本発明の第１１の特徴は、第１の特徴において、前記熱処理とは１０００℃以上の温度で行うことにある。
本発明の第１２の特徴は、反応管と、反応管を支持する炉口部と、反応管と炉口部の接合部に設けられたシール部材と、反応管内を加熱するヒータとを有する反応炉内に基板を搬入する工程と、基板を前記反応炉内で支持具により支持した状態で熱処理する工程と、基板を反応炉内から搬出する工程と、を有する基板の製造方法にある。
本発明の第１３の特徴は、反応管と、反応管を支持する炉口部と、反応管と炉口部の接合部に設けられたシール部材と、反応管内を加熱するヒータとを有する反応炉内に基板を搬入する工程と、基板を前記反応炉内で支持具により支持した状態で熱処理する工程と、基板を反応炉内から搬出する工程と、を有する半導体装置の製造方法にある。
本発明の第１４の特徴は、反応管と、反応管を支持する炉口部と、反応管と炉口部の接合部に設けられたシール部材と、反応管内を加熱するヒータとを有する反応炉内に基板を搬入する工程と、基板を前記反応炉内で支持具により支持した状態で熱処理する工程と、基板を反応炉内から搬出する工程と、を有する基板処理方法にある。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の実施形態に係る熱処理装置１０が示されている。この熱処理装置１０は、例えば縦型であり、主要部が配置された筺体１２を有する。この筺体１２には、ポッドステージ１４が接続されており、このポッドステージ１４にポッド１６が搬送される。ポッド１６は、例えば２５枚の基板が収納され、図示しない蓋が閉じられた状態でポッドステージ１４にセットされる。
【０００７】
筺体１２内において、ポッドステージ１４に対向する位置には、ポッド搬送装置１８が配置されている。また、このポッド搬送装置１８の近傍には、ポッド棚２０、ポッドオープナ２２及び基板枚数検知器２４が配置されている。ポッド搬送装置１８は、ポッドステージ１４とポッド棚２０とポッドオープナ２２との間でポッド１６を搬送する。ポッドオープナ２２は、ポッド１６の蓋を開けるものであり、この蓋が開けられたポッド１６内の基板枚数が基板枚数検知器２４により検知される。
【０００８】
さらに、筺体１２内には、基板移載機２６、ノッチアライナ２８及び基板支持体としてのボート３０が配置されている。基板移載機２６は、例えば５枚の基板を取り出すことができるアーム３２を有し、このアーム３２を動かすことにより、ポッドオープナ２２の位置に置かせたポッド、ノッチアライナ２８及びボート３０間で基板を搬送する。ノッチアライナ２８は、基板に形成されたノッチまたはオリフラを検出して基板を揃えるものである。
【０００９】
図２に本発明の熱処理炉３４が示されている。この熱処理炉３４は主に、基板１を加熱する加熱手段としての抵抗加熱ヒータ４２と、ヒータ４２の内側に設けられ基板１を処理する反応管３６と、反応管３６を支持する石英フランジ５１と、から構成されている。反応管３６と石英フランジ５１は、シール部材としての石英等からなるＯリング６０を介して密閉されている。ここで、Ｏリング６０は、石英フランジ５１の内壁に設けられた反応管３６載置用の載置部の上方において、反応管３６の外壁と石英フランジ５１の内壁とで構成される空間に設けられている。また、熱処理炉３４下方の石英フランジ５１等から構成される炉口部は、シールキャップ３８により弗素ゴム等からなるＯリング６１を介して密閉されている。このシールキャップ３８と反応管３６と石英フランジ５１とで処理室が構成されている。シールキャップ３８は熱処理炉３４内で、複数枚の基板１を水平姿勢で垂直方向に中心を揃えて積層するよう保持するボート３０を支持している。石英フランジ５１には、反応管３６内に基板を処理するガスを導入するガス導入管４６と反応管３６内のガスを排気するガス排気管４８が接続されている。尚本実施例では、石英フランジ５１とガス導入管４６及びガス排気管４８は一体になっているが、一体型でなくても良い。また、ガス導入管４６の先端には、反応管３６内壁に沿って立設され反応管３６内に配置される最上部の基板１より上方の反応管３６上部にガスを供給する棒状のロングノズル４６ａが取付けられている。この構成によりガス導入管４６から導入された処理ガスはノズル４６ａを通り、反応管３６内に上方から供給される。反応管３６上方に供給されたガスは反応管３６内を流下し、ガス排気管４８より排気される。また、反応管３６とヒータ４２の間には反応管３６内の温度を検知する熱電対（図示しない）が配置され、この熱電対とヒータ４２を制御することにより、反応管３６内の温度を制御する温度制御手段（図示しない）が設けられている。
【００１０】
熱処理炉３４内で高温になるところは、全て炭化珪素で構成される。例えば、ノズル４６ａや反応管３６は炭化珪素で構成される。一方、炉口部にある石英フランジ５１（ガス導入管４６とガス排気管４８を含む）は不透明石英で構成されている。
【００１１】
次に上述したように構成された熱処理装置１０の作用について説明する。まず、ポッドステージ１４に複数枚の基板を収納したポッド１６がセットされると、ポッド搬送装置１８によりポッド１６をポッドステージ１４からポッド棚２０へ搬送し、このポッド棚２０にストックする。次に、ポッド搬送装置１８により、このポッド棚２０にストックされたポッド１６をポッドオープナ２２に搬送してセットし、このポッドオープナ２２によりポッド１６の蓋を開き、基板枚数検知器２４によりポッド１６に収容されている基板の枚数を検知する。
【００１２】
次に、基板移載機２６により、ポッドオープナ２２の位置にあるポッド１６から基板を取り出し、ノッチアライナ２８に移載する。このノッチアライナ２８においては、基板を回転させながら、ノッチを検出し、検出した情報に基づいて複数の基板を同じ位置に整列させる。次に、基板移載機２６により、ノッチアライナ２８から基板を取り出し、ボート３０に移載する。
【００１３】
このようにして、１バッチ分の基板をボート３０に移載すると、例えば７００℃程度の温度に設定された反応炉３４内に複数枚の基板を装填したボート３０を装入し、シールキャップ３８により反応管３６内を密閉する。次に、炉内温度を熱処理温度まで昇温させて、ガス導入管４６からノズル４６ａを介して反応管３６内に処理ガスを導入する。反応管３６内に導入したガスは、反応管３６内を流下して、ガス排気管４８から排気される。処理ガスには、窒素、アルゴン、水素、酸素等が含まれる。この際、基板は例えば１０００℃程度以上の温度に加熱される。なお、この間、熱電対により反応管３６内の温度をモニタしながら、予め設定された昇温、降温プログラムに従って基板の熱処理を実施する。
【００１４】
基板の熱処理が終了すると、例えば炉内温度を７００℃程度の温度に降温した後、ボート３０を反応炉３４からアンロードし、ボート３０に支持された全ての基板が冷えるまで、ボート３０を所定位置で待機させる。尚、炉内温度降温の際も、熱電対により反応管３６内の温度をモニタしながら、予め設定された降温プログラムにしたがって降温を実施する。次に、待機させたボート３０の基板が所定温度まで冷却されると、基板移載機２６により、ボート３０から基板を取り出し、ポッドオープナ２２にセットされている空のポッド１６に搬送して収容する。次に、ポッド搬送装置１８により、基板が収容されたポッド１６をポッド棚２０に搬送し、さらにポッドステージ１４に搬送して完了する。
【００１５】
次に図３において、Ｏリング６０について詳述する。図３は、Ｏリング６０の断面形状を表す図である。Ｏリング６０は、石英ガラスやセラミックス等の材料から構成されており、内部に中空部６０ａが設けられている。内部に中空部６０ａが設けられることにより、Ｏリング６０自体が弾性変形可能となっている。すなわち、Ｏリング６０は中空部６０ａを有する弾性体として構成されている。これにより反応管３６と石英フランジ５１とを気密にシールすることが可能となる。尚、Ｏリング６０は薄膜で構成されてもよい。Ｏリング６０の断面形状は、図３（ａ）のようなドーナツ型や図３（ｂ）のようなＣ型が考えられる。Ｏリング６０の断面形状がドーナツ型の場合、図２に示すように、Ｏリング６０には、Ｏリング６０の中空部６０ａの圧力を調整する為の導入管（図示しない）、排気管６３およびポンプ６２等を接続するのが好ましい。Ｏリング６０の断面形状がＣ型の場合、図３（ｂ）に示すように中空部６０ａ内に石英ガラス、セラミックス、金属などからなる弾性部材（バネ）６０ｂを設けるようにしてもよい。
また、Ｏリング６０と石英フランジ５１は、一体としてもよい。この場合もＯリング６０が石英フランジ５１と一体でないときと同様に、Ｏリング６０の断面形状がドーナツ型の場合は中空部６０ａ内の圧力を調整するために、ポンプ６２等を接続してもよく、断面形状がＣ型の場合は中空部６０ａ内に石英ガラス、セラミックス、金属などからなる弾性部材（バネ）６０ｂを入れてもよい。
【００１６】
以上の構成により、ＳｉＣ製の反応管と石英ガラス製の炉口部との接合部をシールできるため、処理室内を密閉でき、高温の処理で腐食ガスの漏れを抑制できる。また、処理室内の圧力制御を容易に行なうことが可能となる。
【００１７】
本発明の熱処理装置は、基板の製造工程にも適用することができる。
【００１８】
ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェハの一種であるＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｂｙ Ｉｍｐｌａｎｔｅｄ Ｏｘｙｇｅｎ）ウェハの製造工程の一工程に本発明の熱処理装置を適用する例について説明する。
【００１９】
先ずイオン注入装置等により単結晶シリコンウェハ内へ酸素イオンをイオン注入する。その後、酸素イオンが注入されたウェハを上記実施形態の熱処理装置を用いて、例えばＡｒ、Ｏ２雰囲気のもと、１３００〜１４００℃、例えば１３５０℃以上の高温でアニールする。これらの処理により、ウェハ内部にＳｉＯ２層が形成された（ＳｉＯ２が埋めこまれた）ＳＩＭＯＸウェハ作製される。
また、ＳＩＭＯＸの他、水素アニールウェハの製造工程の一工程に本発明の熱処理装置を適用することも可能である。この場合、ウェハを本発明の熱処理装置を用いて、水素雰囲気中で１２００℃の高温アニールすることとなる。これによりＩＣが作られるウェハ表面層の結晶欠陥を低減することができ、結晶の完全性を高めることができる。また、この他、エピタキシャルウェハの製造工程の一工程に本発明の熱処理装置を適用することが可能である。
【００２０】
本発明の熱処理装置は、半導体デバイスの製造工程の一工程としての熱処理工程に適用することも可能である。
【００２１】
特に、比較的高い温度で行なう熱処理工程、たとえば、ウェット酸化、ドライ酸化、水素燃焼酸化（パイロジェニック酸化）、ＨＣｌ酸化等の熱酸化工程や、硼素（Ｂ）、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）等の不純物（ドーパント）を半導体薄膜に拡散する熱拡散工程等に適用するのが好ましい。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明では、反応管と炉口部とのシール部材として、弾性体から構成される材料を用いることにより、反応管と炉口部との接合部のシールが可能となり、高温の熱処理で腐食ガスの処理室外への漏れを抑制できるだけでなく、処理室内の圧力制御を容易に行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基板処理装置を示す斜示図である。
【図２】本発明の処理炉を詳細に示す図である。
【図３】本発明で実施したＯリングの断面形状を現す図である。
１ 基板
１０ 熱処理装置
３０ ボート
３４ 熱処理炉
３６ 反応管
３８ シールキャップ
４２ ヒータ
４６ ガス導入管
４８ ガス排気管
５１ 石英フランジ
６０ Ｏリング
６０ａ 中空部
６０ｂ 弾性部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat treatment apparatus for performing a heat treatment such as an annealing treatment, a diffusion treatment, or an oxidation treatment on a semiconductor substrate, and a method for manufacturing a substrate.
[0002]
[Prior art]
In a heat treatment apparatus at a high temperature of 1200 ° C. or higher, a reaction tube made of quartz glass is deformed, and therefore, the reaction tube is made of SiC. However, if the furnace port is made of SiC, there is a problem that the temperature rises and an O-ring made of fluoro rubber or the like for sealing the furnace port melts. For this purpose, a furnace port is made of quartz glass, and a reaction tube made of SiC is used where the temperature becomes high.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the temperature of the junction between the reaction tube and the furnace port is high, and an O-ring made of an organic material such as fluoro rubber cannot be used as a seal member. Also, metal O-rings cannot be used due to metal contamination. Therefore, there is a problem that the joint between the reaction tube and the furnace port cannot be sealed.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problem that the joint between the reaction tube and the furnace port cannot be hermetically sealed with a conventional structure, and to provide a heat treatment apparatus capable of sealing.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
A first feature of the present invention is a reaction tube for processing a substrate, a furnace port supporting the reaction tube, a seal member provided at a junction between the reaction tube and the furnace port, and a heater for heating the inside of the reaction tube. Wherein the seal member is made of an elastic body having a hollow portion.
According to a second feature of the present invention, in the first feature, the reaction tube is made of SiC, and the furnace port is made of quartz.
According to a third feature of the present invention, in the first feature, the seal member is made of quartz glass or ceramics.
According to a fourth feature of the present invention, in the first feature, the seal member is formed of a thin film.
According to a fifth feature of the present invention, in the first feature, the seal member is formed of a hollow O-ring.
A sixth feature of the present invention is that, in the fifth feature, a gas introduction pipe and a pump for adjusting the pressure inside the hollow O-ring are provided.
According to a seventh feature of the present invention, in the fifth feature, a cross section of the hollow O-ring is C-shaped.
According to an eighth feature of the present invention, in the seventh feature, an elastic member (spring) made of quartz glass, ceramics, metal, or the like is provided in a hollow portion of the hollow O-ring.
According to a ninth feature of the present invention, in the first feature, the seal member is formed integrally with the furnace port.
According to a tenth aspect of the present invention, in the first aspect, there is further provided a support for supporting a substrate in the reaction tube, wherein the support supports a plurality of substrates in a plurality of stages with a gap in a substantially horizontal state. It is to be configured as such.
According to an eleventh feature of the present invention, in the first feature, the heat treatment is performed at a temperature of 1000 ° C. or higher.
A twelfth feature of the present invention is a reaction having a reaction tube, a furnace port supporting the reaction tube, a seal member provided at a joint between the reaction tube and the furnace port, and a heater for heating the inside of the reaction tube. A substrate manufacturing method includes a step of carrying a substrate into a furnace, a step of performing a heat treatment with the substrate supported by a support in the reaction furnace, and a step of carrying the substrate out of the reaction furnace.
A thirteenth feature of the present invention resides in a reaction tube having a reaction tube, a furnace port supporting the reaction tube, a seal member provided at a junction between the reaction tube and the furnace port, and a heater for heating the inside of the reaction tube. A method of manufacturing a semiconductor device includes a step of carrying a substrate into a furnace, a step of performing a heat treatment while the substrate is supported by a support in the reaction furnace, and a step of carrying the substrate out of the reaction furnace.
A fourteenth feature of the present invention resides in a reaction having a reaction tube, a furnace port supporting the reaction tube, a seal member provided at a joint between the reaction tube and the furnace port, and a heater for heating the inside of the reaction tube. A substrate processing method includes a step of carrying a substrate into a furnace, a step of performing a heat treatment while the substrate is supported by a support in the reaction furnace, and a step of carrying the substrate out of the reaction furnace.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a heat treatment apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. The heat treatment apparatus 10 is, for example, a vertical type and has a housing 12 in which a main part is arranged. A pod stage 14 is connected to the housing 12, and a pod 16 is transported to the pod stage 14. The pod 16 accommodates, for example, 25 substrates, and is set on the pod stage 14 with a lid (not shown) closed.
[0007]
In the housing 12, a pod transport device 18 is arranged at a position facing the pod stage 14. A pod shelf 20, a pod opener 22, and a substrate number detector 24 are arranged near the pod transport device 18. The pod transport device 18 transports the pod 16 between the pod stage 14, the pod shelf 20, and the pod opener 22. The pod opener 22 opens the lid of the pod 16, and the number of substrates in the pod 16 with the lid opened is detected by the substrate number detector 24.
[0008]
Further, a substrate transfer machine 26, a notch aligner 28, and a boat 30 as a substrate support are arranged in the housing 12. The substrate transfer machine 26 has an arm 32 from which, for example, five substrates can be taken out. By moving the arm 32, the pod placed at the position of the pod opener 22, the notch aligner 28, and the boat 30 are moved. Transport the substrate. The notch aligner 28 detects a notch or an orientation flat formed on the substrate and aligns the substrate.
[0009]
FIG. 2 shows a heat treatment furnace 34 of the present invention. The heat treatment furnace 34 mainly includes a resistance heater 42 as heating means for heating the substrate 1, a reaction tube 36 provided inside the heater 42 for processing the substrate 1, a quartz flange 51 supporting the reaction tube 36, and , Is composed of. The reaction tube 36 and the quartz flange 51 are sealed via an O-ring 60 made of quartz or the like as a sealing member. Here, the O-ring 60 is provided in a space formed by the outer wall of the reaction tube 36 and the inner wall of the quartz flange 51 above the mounting portion for mounting the reaction tube 36 provided on the inner wall of the quartz flange 51. Have been. Further, a furnace opening formed by a quartz flange 51 and the like below the heat treatment furnace 34 is sealed by a seal cap 38 via an O-ring 61 made of fluorine rubber or the like. The processing chamber is constituted by the seal cap 38, the reaction tube 36, and the quartz flange 51. The seal cap 38 supports the boat 30 in the heat treatment furnace 34 for holding the plurality of substrates 1 in a horizontal posture and vertically stacked with their centers aligned. The quartz flange 51 is connected to a gas introduction pipe 46 for introducing a gas for processing a substrate into the reaction pipe 36 and a gas exhaust pipe 48 for exhausting the gas in the reaction pipe 36. In this embodiment, the quartz flange 51, the gas introduction pipe 46 and the gas exhaust pipe 48 are integrated, but need not be an integral type. A rod-shaped long nozzle is provided at the end of the gas introduction pipe 46 to supply gas to the upper portion of the reaction tube 36 which is provided upright along the inner wall of the reaction tube 36 and is disposed above the uppermost substrate 1 disposed in the reaction tube 36. 46a is attached. With this configuration, the processing gas introduced from the gas introduction pipe 46 passes through the nozzle 46a and is supplied into the reaction tube 36 from above. The gas supplied above the reaction tube 36 flows down in the reaction tube 36 and is exhausted from the gas exhaust tube 48. A thermocouple (not shown) for detecting the temperature inside the reaction tube 36 is disposed between the reaction tube 36 and the heater 42, and the temperature inside the reaction tube 36 is controlled by controlling the thermocouple and the heater 42. Temperature control means (not shown) for controlling is provided.
[0010]
All of the parts in the heat treatment furnace 34 which are heated to a high temperature are made of silicon carbide. For example, the nozzle 46a and the reaction tube 36 are made of silicon carbide. On the other hand, the quartz flange 51 (including the gas introduction pipe 46 and the gas exhaust pipe 48) at the furnace opening is made of opaque quartz.
[0011]
Next, the operation of the heat treatment apparatus 10 configured as described above will be described. First, when the pod 16 containing a plurality of substrates is set on the pod stage 14, the pod 16 is transported from the pod stage 14 to the pod shelf 20 by the pod transport device 18 and stocked on the pod shelf 20. Next, the pod 16 stocked on the pod shelf 20 is transported to the pod opener 22 and set by the pod transport device 18, the lid of the pod 16 is opened by the pod opener 22, and the pod 16 is detected by the substrate number detector 24. The number of substrates accommodated in the device is detected.
[0012]
Next, the substrate is taken out from the pod 16 at the position of the pod opener 22 by the substrate transfer machine 26 and is transferred to the notch aligner 28. In the notch aligner 28, the notch is detected while rotating the substrate, and the plurality of substrates are aligned at the same position based on the detected information. Next, the substrate is taken out from the notch aligner 28 by the substrate transfer device 26 and transferred to the boat 30.
[0013]
When one batch of substrates is transferred to the boat 30 in this manner, the boat 30 loaded with a plurality of substrates is loaded into the reaction furnace 34 set at a temperature of, for example, about 700 ° C., and the seal cap 38 The inside of the reaction tube 36 is sealed by using. Next, the furnace temperature is raised to the heat treatment temperature, and the processing gas is introduced into the reaction tube 36 from the gas introduction tube 46 via the nozzle 46a. The gas introduced into the reaction tube 36 flows down in the reaction tube 36 and is exhausted from the gas exhaust pipe 48. The processing gas includes nitrogen, argon, hydrogen, oxygen, and the like. At this time, the substrate is heated to, for example, a temperature of about 1000 ° C. or more. Meanwhile, while monitoring the temperature inside the reaction tube 36 with a thermocouple, the substrate is heat-treated according to a preset temperature raising / lowering program.
[0014]
When the heat treatment of the substrate is completed, for example, the temperature in the furnace is lowered to a temperature of about 700 ° C., and then the boat 30 is unloaded from the reaction furnace 34 and the boat 30 is kept at a predetermined temperature until all the substrates supported by the boat 30 are cooled. Wait in position. When the temperature in the furnace is lowered, the temperature is reduced in accordance with a preset temperature reduction program while monitoring the temperature in the reaction tube 36 with a thermocouple. Next, when the substrate of the waiting boat 30 is cooled down to a predetermined temperature, the substrate is taken out of the boat 30 by the substrate transfer device 26, transported to the empty pod 16 set in the pod opener 22, and stored. I do. Next, the pod 16 containing the substrate is transported to the pod shelf 20 by the pod transport device 18 and further transported to the pod stage 14 to complete the process.
[0015]
Next, the O-ring 60 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a cross-sectional shape of the O-ring 60. The O-ring 60 is made of a material such as quartz glass or ceramics, and has a hollow portion 60a inside. By providing the hollow portion 60a inside, the O-ring 60 itself can be elastically deformed. That is, the O-ring 60 is configured as an elastic body having the hollow portion 60a. Thus, the reaction tube 36 and the quartz flange 51 can be hermetically sealed. Note that the O-ring 60 may be formed of a thin film. The cross-sectional shape of the O-ring 60 may be a donut shape as shown in FIG. 3A or a C shape as shown in FIG. 3B. When the cross-sectional shape of the O-ring 60 is a donut shape, as shown in FIG. 2, an introduction pipe (not shown) for adjusting the pressure of the hollow portion 60 a of the O-ring 60, an exhaust pipe 63, It is preferable to connect a pump 62 and the like. When the O-ring 60 has a C-shaped cross section, an elastic member (spring) 60b made of quartz glass, ceramics, metal, or the like may be provided in the hollow portion 60a as shown in FIG.
Further, the O-ring 60 and the quartz flange 51 may be integrated. Also in this case, similarly to the case where the O-ring 60 is not integral with the quartz flange 51, when the cross-sectional shape of the O-ring 60 is a donut type, even if the pump 62 or the like is connected to adjust the pressure in the hollow portion 60a. When the cross section is C-shaped, an elastic member (spring) 60b made of quartz glass, ceramics, metal, or the like may be placed in the hollow portion 60a.
[0016]
With the above configuration, the joint between the SiC reaction tube and the quartz glass furnace port can be sealed, so that the processing chamber can be sealed and the leakage of corrosive gas can be suppressed by high-temperature processing. Further, the pressure in the processing chamber can be easily controlled.
[0017]
The heat treatment apparatus of the present invention can also be applied to a substrate manufacturing process.
[0018]
An example in which the heat treatment apparatus of the present invention is applied to one process of manufacturing a SIMOX (Separation by Implanted Oxygen) wafer, which is a kind of SOI (Silicon On Insulator) wafer, will be described.
[0019]
First, oxygen ions are ion-implanted into a single crystal silicon wafer by an ion implantation device or the like. Thereafter, the wafer into which oxygen ions have been implanted is annealed at a high temperature of 1300 to 1400 ° C., for example, 1350 ° C. or more, for example, in an Ar and O 2 atmosphere using the heat treatment apparatus of the above embodiment. Through these processes, a SIMOX wafer having a SiO 2 layer formed inside (wafer embedded in SiO 2) is produced.
In addition to SIMOX, the heat treatment apparatus of the present invention can be applied to one step of a hydrogen annealing wafer manufacturing process. In this case, the wafer is annealed at a high temperature of 1200 ° C. in a hydrogen atmosphere using the heat treatment apparatus of the present invention. As a result, crystal defects in a wafer surface layer on which an IC is formed can be reduced, and crystal integrity can be increased. In addition, the heat treatment apparatus of the present invention can be applied to one of the epitaxial wafer manufacturing processes.
[0020]
The heat treatment apparatus of the present invention can also be applied to a heat treatment step as one step of a semiconductor device manufacturing process.
[0021]
In particular, heat treatment steps performed at a relatively high temperature, for example, thermal oxidation steps such as wet oxidation, dry oxidation, hydrogen combustion oxidation (pyrogenic oxidation), and HCl oxidation, and boron (B), phosphorus (P), arsenic (As) ) And a thermal diffusion step of diffusing an impurity (dopant) such as antimony (Sb) into the semiconductor thin film.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, by using a material composed of an elastic body as a sealing member between the reaction tube and the furnace port, it is possible to seal the joint between the reaction tube and the furnace port, In addition to suppressing the leakage of the corrosive gas to the outside of the processing chamber by the heat treatment, the pressure in the processing chamber can be easily controlled.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a substrate processing apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a processing furnace of the present invention in detail.
FIG. 3 is a diagram showing a cross-sectional shape of an O-ring implemented in the present invention.
Reference Signs List 1 substrate 10 heat treatment apparatus 30 boat 34 heat treatment furnace 36 reaction tube 38 seal cap 42 heater 46 gas introduction tube 48 gas exhaust tube 51 quartz flange 60 O-ring 60a hollow portion 60b elastic member
