【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェハやガラス基板等を熱処理するための熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板を熱処理する場合、基板を基板支持体（ボート）に支持した状態で行う。この種の基板支持体の一つとして、垂直に配置された複数の支柱を有し、この支柱には垂直方向で等間隔に支持部が形成され、この支持部に基板を水平方向で支持するようにしたものが知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２５０７８７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】基板支持体の支柱は、炭化珪素、珪素又は石英から構成されている。この基板支持体に基板を支持した状態で、例えば１０００°Ｃ以上の温度で熱処理する場合、基板の支持部と接触する部分に傷が発生するという問題があった。基板がシリコンウェハである場合には、さらにスリップラインが発生し、基板が反ってしまうという問題があった。基板に傷又は反りが発生すると、基板裏面の平坦度が劣化する。このため、例えばＬＳＩ製造工程の重要な一工程であるリソグラフィ工程で、マスク合わせずれ（焦点ずれ又は変形による合わせずれ）が生じ、所望パターンを有するＬＳＩデバイスの製造が困難であるといった問題が発生していた。
【０００６】そこで、本発明は、熱処理時における基板の傷発生を少なくし、高品質な半導体装置や基板を製造することができる熱処理装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】
上述した基板の傷は、基板が熱処理中に変形し、変形した基板の裏面が支持部のエッジに当たり、この当たった部分に応力が集中することにより発生すると考えられる。本発明の特徴とするところは、基板を基板支持体に支持した状態で熱処理する熱処理装置において、前記基板支持体は、本体部と、この本体部に設けられ前記基板と接触する支持部とを有し、この支持部は、前記基板と接触する面を有する基部及び該基部の周辺をなす周辺部を備え、この周辺部の少なくとも一部が前記基部よりも薄く形成された熱処理装置にある。したがって、支持部の周辺部の少なくとも一部を基部よりも薄く形成したので、周辺部に弾力性を持たせることができ、基板が変形しても、その変形に合わせて支持部の周辺部が変形し、支持部に支持された部分における基板に対する応力集中を避けることができ、基板に傷やスリップが発生するのを防止することができる。
【０００８】
【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。
【０００９】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。
【００１０】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３０（ボート）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の位置に置かれたポッド、ノッチアライナ２８及び基板支持体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のノッチまたはオリフラを一定の位置に揃えるものである。基板支持体３０は、本体部５６を有しており、この本体部５６は、上部板３４、下部板３６、及び上部板３４と下部板３６との間を接続する例えば３本の支柱３８から構成されている。 なお、支柱３８は、３本に限らず、基板を支持できれば何本であってもよい。
【００１１】図２において、反応炉４０が示されている。この反応炉４０は、反応管４２を有し、この反応管４２内に基板支持体３０が挿入される。反応管４２の下方は、基板支持体３０を挿入するために開放され、この開放部分はシールキャップ４４により密閉されるようにしてある。また、反応管４２の周囲は、均熱管４６により覆われ、さらに均熱管４６の周囲にヒータ４８が配置されている。熱電対５０は、反応管４２と均熱管４６との間に配置され、反応炉４０内の温度をモニタできるようにしてある。そして、反応管４２には、処理ガスを導入する導入管５２と、処理ガスを排気する排気管５４とが接続されている。
【００１２】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容したポッド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。
【００１３】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、ノッチ又はオリフラを検出し、検出した情報に基づいて複数枚の基板のノッチ又はオリフラ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、基板支持体３０に移載する。
【００１４】このようにして、１バッチ分の基板を基板支持体３０に移載すると、例えば６００°Ｃ程度の温度に設定された反応炉４０内に複数枚の基板を装填した基板支持体３０を装入し、シールキャップ４４により反応管４２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、導入管５２から処理ガスを導入する。処理ガスには、窒素、アルゴン、水素、酸素等が含まれる。基板を熱処理する際、基板は例えば１０００°Ｃ以上、さらには１３５０°Ｃ以上の温度に加熱される。なお、この間、熱電対５０により反応管４２内の温度をモニタしながら、予め設定された昇温、熱処理プログラムに従って基板の熱処理を実施する。
【００１５】基板の熱処理が終了すると、例えば炉内温度を６００°Ｃ程度の温度に降温した後、基板支持体３０を反応炉４０からアンロードし、基板支持体３０に支持された全ての基板が冷えるまで、基板支持体３０を所定位置で待機させる。なお、炉内温度降温の際も、熱電対５０により反応管４２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従って降温を実施する。次に、待機させた基板支持体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、基板支持体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。
【００１６】次に上記基板支持体３０について詳述する。
図３（ａ）において、基板支持体３０は、前述した本体部５６と、後述する支持部５８とから構成されている。本体部５６は、例えば炭化珪素（ＳｉＣ）、シリコン（Ｓｉ）（単結晶又は多結晶）又は石英（ＳｉＯ２）からなる。例えば３本又は４本の支柱３８には、支柱３８の垂直方向で等間隔に爪部６０がそれぞれ多数形成されている。この爪部６０は、基板支持体３０の内側へ向けて水平に延びており、この爪部６０の先端やや手前に支持部５８が設けられている。
【００１７】支持部５８は、本体部５６と同様に、例えば炭化珪素（ＳｉＣ）、シリコン（Ｓｉ）（単結晶又は多結晶）又は石英（ＳｉＯ２）からなる。この支持部５８は、本体部５６と同じ材料から構成してもよいし、異なる材料から構成してもよい。この支持部５８は、下面が爪部６０に固定され、上面が基板６２に接触し、基板６２を載置支持する。
【００１８】支持部５８は、上記のように、支柱３８の爪部６０に直接設けるばかりではなく、図３（ｂ）に示すように、プレート（土台）６４を介して設けてもよい。プレート６４は、例えば炭化珪素（ＳｉＣ）、シリコン（Ｓｉ）（単結晶又は多結晶）又は石英（ＳｉＯ２）からなり、円板状に形成されている。このプレート６４は、本体部５６又は支持部５８と同じ材料から構成してもよいし、異なる材料から構成してもよい。このプレート６４は、支柱３８の爪部６０に載置されている。そして、支持部５８は、下面がプレート６４に固定され、上面が基板６２に接触し、基板６２を載置支持する。
【００１９】次に支持部５８について詳述する。
図４（ａ），（ｂ）において、第１例に係る支持部５８が示されている。支持部５８は、例えば円柱状で中心に配置された基部６６と、この基部６６の周辺をなす周辺部６８とを有する。基部６６と周辺部６８とは、それぞれ基板６２に接触する面を有する。また、周辺部６８は、上方から見ると円形であり、この周辺部６８の厚さは、基部６６の厚さよりも薄く、且つ基部６６から周辺方向へ離れるに従って徐々に薄くなるように形成されている。基部６６の厚さは、例えば数ｍｍであり、周辺部６８の最も薄い周縁部分の厚さは、例えば数十μｍから数百μｍである。基部６６と周辺部６８とは一体に一つの部材から構成してもよいし、別体から構成して両者を嵌合又は固定してもよい。周辺部６８は、例えば円柱状の部材から削り込むことにより形成することができる。周辺部６８は、基板の熱処理時に弾性変形可能であるようにしてある。尚、周辺部６８の周縁部分は、断面形状を丸くし、基板６２との角当たりを避け、基板６２に傷が発生するのをより少なくするようにしてもよい。
【００２０】このように構成された支持部５８に基板６２が接触支持された状態で基板６２が前述したように熱処理される。この熱処理時において、基板６２は熱膨張や熱収縮により変形する。ところが、支持部５８の周辺部６８を基部６６よりも薄く形成したので、周辺部６８に弾力性を持たせることができ、基板６２が変形しても、その変形に合わせて支持部５８の周辺部６８が変形し、支持部５８に支持された部分における基板６２に対する応力集中を避けることができ、基板６２に傷やスリップが発生するのを防止することができる。特にこの第１例においては、基部６６から円形状に広がるように周辺部６８が形成されているので、基部６６を中心として３６０度どの方向へ向けて基板６２が変形してもそれに対応するように周辺部６８が変形し、基板６２に傷が発生する可能性を少なくすることができる。また、基板６２は、基部６６に加え、周辺部６８でも接触支持されるので、基板６２を接触支持する面積が増大し、基板６２の荷重を分散させることができ、基板６２に対する応力集中を低減させることができる。
【００２１】図４（ｃ），（ｄ）において、第２例に係る支持部５８が示されている。この第２例においては、周辺部６８は、基部６６の厚さよりも薄い厚さを一様に有する薄膜状の鍔部として形成されている。周辺部６８は、第１例と同様に基板の熱処理時に弾性変形可能であるようにしてある。基部６６の厚さは、例えば数ｍｍであり、周辺部６８厚さは、例えば数十μｍから数百μｍである。この第２例は、第１例と比較すると、周辺部６８の強度が劣ることになるが、周辺部６８を容易に形成できる利点がある。
【００２２】図５（ａ）において、第３例に係る支持部５８が示されている。この第３例においては、支持部５８は、一つの切欠部７０を有する円形リング状に形成されている。基部６６よりも薄い周辺部６８は、基部６６の内側と外側に形成され、切欠部７０に向けて突出する突出部７２を有する。
【００２３】図５（ｂ）において、第４例に係る支持部５８が示されている。この第４例は、第３例と比較すると、周辺部６８の突出部７２周縁を丸く形成した点が異なる。このように突出部７２を丸くすることにより、基板７２への角当たりが低減でき、基板６２に傷が発生するのをより少なくすることができる。
【００２４】図５（ｃ）において、第５例に係る支持部５８が示されている。この第５例においては、支持部５８は一つの切欠部７０を残して円形リング状に形成されている。基部６６よりも薄い周辺部６８は、切欠部７０に向けて突出する突出部７２のみに形成され、基部６６の内側と外側は除かれている。
【００２５】図５（ｄ）において、第６例に係る支持部５８が示されている。この第６例においては、支持部５８は、外側の第１の基部８０と内側の第２の基部８２とを有する。第１の基部８０は１つの切欠部７０を有し、第２の基部８２は２つの切欠部７０，７０を有する。第１の基部８０の切欠部７０は、第２の基部８２の切欠部７０の一つと一致する位置に形成され、その対向した位置に第２の基部８２の他の切欠部７０が形成されている。第２の基部８２には、第２の基部８２よりも薄い周辺部６８が第２の基部８２の外側と内側を除いて、切欠部７０に向けて突出する突出部７２のみに設けれている。なお、２点鎖線で示すように、基板６２は、第１の基部８０には載らず、第２の基部８２と周辺部６８（突出部７２）上に載置される。
【００２６】図６（ａ）において、第７例に係る支持部５８が示されている。第７例においては、支持部５８は半円形の２つのリングから構成され、２つの切欠部７０，７０が対向する位置に形成されている。基部６６よりも薄い周辺部６８は、基部６６の内側と外側の双方に形成されている。また、基部６６よりも薄い周辺部６８は、切欠部７０，７０のそれぞれに突出する突出部７２を有する。
【００２７】図６（ｂ）において、第８例に係る支持部５８が示されている。この第８例においては、支持部５８は半円形の２つのリングから構成され、２つの切欠部７０，７０が対向する位置に形成されている。基部６６よりも薄い周辺部６８は、基部６６の外側が除かれ、内側のみに形成されている。また、基部６６よりも薄い周辺部６８は、切欠部７０，７０のそれぞれに突出する突出部７２を有する。
【００２８】図６（ｃ）において、第９例に係る支持部５８が示されている。この第９例においては、支持部５８は半円形の２つのリングから構成され、２つの切欠部７０，７０が対向する位置に形成されている。基部６６よりも薄い周辺部６８は、基部６６の内側が除かれ、外側のみに形成されている。また、基部６６よりも薄い周辺部６８は、切欠部７０，７０のそれぞれに突出する突出部７２を有する。
【００２９】図６（ｄ）において、第１０例に係る支持部５８が示されている。この第１０例においては、支持部５８は半円形の２つのリングから構成され、２つの切欠部７０，７０が対向する位置に形成されている。基部６６よりも薄い周辺部６８は、基部６６の内側と外側が除かれ、切欠部７０，７０のそれぞれに突出する突出部７２のみに形成されている。
【００３０】図６（ｅ）において、前述した第７例（図６（ａ））に係る支持部５８をプレート６４に設けた例が示されている。支持部５８は、円形のプレート６４の上面でプレート６４の同心円上に載置又は固定されている。この支持部５８の上面には、基板６２が同じくプレート６４の同心円上に載置される。基板６２は、支持部５８の基部６６と、基部６６よりも薄い周辺部６８とに接触支持されるので、熱処理時に基板６２が変形しても、その変形に合わせて周辺部６８が変形し、基板６２の裏面に傷が発生するのを防止することができる。
【００３１】図７（ａ）において、第１１例に係る支持部５８が示されている。この第１１例においては、支持部５８が円形リング状に形成され、基部６６の内側と外側の双方に、基部６６よりも薄い周辺部６８が形成されている。
【００３２】図７（ｂ）において、第１２例に係る支持部５８が示されている。この第１２例においては、持部５８が円形リング状に形成され、基部６６の内側と外側の双方に、基部６６よりも薄い周辺部６８が形成されている。また、内側の周辺部６８には、複数の切り込み７４が周方向で等間隔に、且つ半径方向に切られて形成されている。この切り込み７４は、基板が接触支持される内側の周辺部６８の強度を弱め、基板が周方向に変形した場合、該内側の周辺部６８が基板の変形に合わせて変形し、基板に傷が発生するのを防止するために設けられている。
【００３３】図８において、前述した第１例に係る支持部５８をプレート６４に設けた第１例が示されている。支持部５８は、一つであり、基部６６がプレート６４の中心に位置するように該基部６６の下面がプレート６４に固定されている。また、周辺部６８は、基部６６からプレート６４の周縁に向けて広げられている。この支持部５８の上面に基板６２がプレート６４の同心円上に載置される。
【００３４】図９において、前述した第１例に係る支持部５８をプレート６４に設けた第２例が示されている。支持部５８は、複数、例えば４つであり、プレート６４の同心円上に位置するよう位置するように配置されている。これら複数の支持部５８の上面に基板６２が載置される。基板６２を複数の支持部５８により接触支持するので、基板６２の荷重が分散し、基板６２に対する応力集中を低減することができる。
【００３５】図１０（ａ）において、支持部５８を基板支持体の爪部６０に設けた第１例が示されている。爪部６０は、例えば４つの支柱にそれぞれ突出して形成され、この爪部６０の先端付近に支持部５８がそれぞれ設けられ、支持部５８が例えば正方形の頂点位置に配置されている。支持部５８は、例えば図１０（ｂ）に示すように、爪部６０の上面から突出形成された円柱状の基部６６と、この基部６６を中心として該基部６６に嵌合された周辺部６８とから構成されている。周辺部６８の厚さは、基部６６の厚さよりも薄く、且つ基部６６から周辺方向へ離れるに従って徐々に薄くなるように形成されている。支持部５８は、図１０（ｃ）に示しように、基部６６を爪部６０に埋め込み固定し、この基部６６に周辺部６８を嵌合させてもよい。また、支持部５８は、図１０（ｄ）に示すように、爪部６０の周囲に嵌合する基部６６と、この基部６６の上部に嵌合する周辺部６８とから構成してもよい。尚、周辺部６８は、直接爪部６０に嵌合してもよく、この場合は、爪部６０が基部６６の一部又は全部を構成する。
【００３６】図１１（ａ）において、支持部５８を基板支持体の爪部６０に設けた第２例が示されている。この第２例においては、爪部６０は、例えば３つの支柱にそれぞれ突出形成され、この爪部６０のそれぞれに支持部５８が嵌合されており、支持部５８は例えば正三角形の頂点位置に配置されている。支持部５８は、図１１（ｂ）にも示すように、爪部６０の周囲に嵌合する基部６６と、この基部６６の周囲をなし、基部６６よりも薄い周辺部６８とから構成されている。周辺部６８は、両側面及び先端が基部６６から突出している。周辺部６８の先端は、半円形状に形成され、基板に対して角当たりしないようになされている。
【００３７】次に本発明に係る実施例を比較例と比較しながら説明する。
【００３８】
【実施例】
図３（ｂ）に示すように、本体部が炭化珪素製の基板支持体３０に炭化珪素製のプレート６４を載置し、このプレート６４に、図４（ａ），（ｂ）で示した第１例に係る支持部５８を図９で示したように配置した。この支持部５８に基板６２を載置した。基板６２は、Φ３００ｍｍのシリコン基板であり、基板支持体３０に５０枚装填した。熱処理は、７００°Ｃの温度に保持した反応炉内に基板支持体３０に支持した基板６２をロードし、基板ロード後、反応炉内を処理温度である１２００°Ｃまで昇温度速度を段階的に変えて昇温し、反応炉内を１２００°Ｃの処理温度で一時間保持し、その後反応炉内温度を７００°Ｃまで降温速度を段階的に変えて降温して基板支持体３０に支持された基板６２をアンロードした。基板６２の昇温、降温速度は高温になる程、遅くなるようにした。即ち、７００°Ｃから１０００°Ｃまでの昇温速度は１０°Ｃ／分とし、１０００°Ｃから１２００°Ｃまでの昇温速度を２°Ｃ／分とし、逆に１２００°Ｃから１０００°Ｃまでの降温速度を２°Ｃ／分とし、１０００°Ｃから７００°Ｃまでの降温速度を１０°Ｃ／分とした。このように多段階で昇温、降温するのは（高温である程、昇温速度、降温速度を小さくするのは）高温で急激に温度を変化させると、基板面内で均一に温度が変化せず、スリップ発生の原因となるからである。その後、基板６２の裏面を光学顕微鏡で観察した結果、基板６２にはスリップの発生は見なれなかった。
【００３９】
【比較例】
図１２に示すように、本体部が炭化珪素製の基板支持体３０に炭化珪素製のプレート６４を載置し、このプレート６４に支持部５８を配置し、この支持部５８に基板６２を載置した。支持部５８は、第１例に係る支持部５８の周辺部６８を除いたもので、第１例の基部６６と同じ直径を持つ円柱状のものである。この支持部５８を実施例と同様に配置し、同様に基板６２の熱処理を実行した。その後、基板６２の裏面を光学顕微鏡で観察した結果、基板６２には、３ｍｍ〜４０ｍｍのスリップライン発生が見られた。
【００４０】なお、上記実施形態及び実施例の説明にあっては、熱処理装置として、複数の基板を熱処理するバッチ式のものを用いたが、これに限定するものではなく、枚葉式のものであってもよい。
【００４１】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。
【００４２】ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウエハの一種であるＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｂｙ Ｉｍｐｌａｎｔｅｄ Ｏｘｙｇｅｎ）ウエ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。
【００４３】まずイオン注入装置等により単結晶シリコンウエ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エ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°Ｃ〜１４００°Ｃ、例えば１３５０°Ｃ以上の高温でアニールする。これらの処理により、ウエハ内部にＳｉＯ２層が形成された（ＳｉＯ２層が埋め込まれた）ＳＩＭＯＸウエハが作製される。
また、ＳＩＭＯＸの他、水素アニールウエ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、ウエハを本発明の熱処理装置を用いて、水素雰囲気中で１２００°Ｃ以上の高温でアニールすることとなる。これによりＩＣが作られるウエ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、エピタキシャルウエ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。
以上のような基板の製造工程の一工程として行う高温アニール処理を行う場合であっても、本発明の熱処理装置を用いることにより、基板のスリップの発生を防止することができる。
【００４４】本発明の熱処理装置は、半導体装置の製造工程にも適用することも可能である。
特に、比較的高い温度で行う熱処理工程、例えば、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。
このような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を行う場合においても、本発明の熱処理装置を用いることにより、スリップの発生を防止することができる。
【００４５】以上のように、本発明は、特許請求の範囲に記載した事項を特徴とするが、さらに次のような実施形態が含まれる。
（１）基板を基板支持体に支持した状態で熱処理する熱処理装置において、前記基板支持体は、本体部と、この本体部に設けられ前記基板と接触する支持部とを有し、この支持部は、前記基板と接触する面を有する基部及び該基部から周辺へ突出する鍔部を備え、この鍔部が前記基部よりも薄く形成されたことを特徴とする熱処理装置。
（２）請求項１又は（２）記載の熱処理装置において、前記周辺部又は前記鍔部は基板の熱処理時に弾性変形可能であることを特徴とする熱処理装置。
（３）請求項１、（１）又は（２）記載の熱処理装置において、前記周辺部又は前記鍔部は薄膜状であることを特徴とする熱処理装置。
（４）請求項１又は（１）乃至（３）いずれか記載の熱処理装置において、前記基板支持体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ていることを特徴とする熱処理装置。
（５）請求項１又は（１）乃至（４）いずれか記載の熱処理装置において、熱処理は１０００°Ｃ以上の温度で行うことを特徴とする熱処理装置。
（６）請求項１又は（１）乃至（４）いずれか記載の熱処理装置において、熱処理は１３５０°Ｃ以上の温度で行うことを特徴とする熱処理装置。
（７）反応炉内に基板を搬入する工程と、基部及びこの基部よりも薄く形成された周辺部が基板に接触するように構成された支持部に基板を支持する工程と、基板を前記支持部に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ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
（８）反応炉内に基板を搬入する工程と、基部及びこの基部よりも薄く形成された周辺部が基板に接触するように構成された支持部に基板を支持する工程と、基板を前記支持部に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ことを特徴とする基板の製造方法。
（９）反応炉内に基板を搬入する工程と、基部及びこの基部よりも薄く形成された周辺部が基板に接触するように構成された支持部に基板を支持する工程と、基板を前記支持部に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ことを特徴とする基板処理方法。
【００４６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、支持部の周辺に基部よりも薄い周辺部を設けたので、熱処理時における基板の変形に合わせて支持部の周辺部が変形し、基板に傷が発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る熱処理装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る熱処理装置に用いた反応炉を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る熱処理装置に用いた基板支持体の一部を示し、（ａ）は第１の実施形態の断面図、（ｂ）は第２の実施形態の断面図である。
【図４】本発明の実施形態における第１例及び第２例に係る支持部を示し、（ａ）は第１例の側面図、（ｂ）は第１例の平面図、（ｃ）は第２例の側面図、（ｄ）は第２例の平面図である。
【図５】本発明の実施形態における第３例乃至第６例に係る１つの切欠部を有する支持部を示し、（ａ）は第３例の平面図、（ｂ）は第４例の平面図、（ｃ）は第５例の平面図、（ｄ）は第６例の平面図である。
【図６】本発明の実施形態における第７例乃至第１０例に係る２つの切欠部を有する支持部を示し、（ａ）は第７例の平面図、（ｂ）は第８例の平面図、（ｃ）は第９例の平面図、（ｄ）は第１０例の平面図、（ｅ）は第７例に係る支持部５８をプレートに設けた例を示す平面図である。
【図７】本発明の実施形態における第１１例及び第１２例に係る円形リング状の支持部を示し、（ａ）は第１１例の平面図、（ｂ）は第１２例の平面図である。
【図８】本発明の実施形態における第１例に係る支持部をプレートに載置した第１例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図９】本発明の実施形態における第１例に係る支持部をプレートに載置した第２例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図１０】本発明の実施形態における支持部を基板支持体の爪部に設けた第１例を示し、（ａ）は全体の平面図、（ｂ）は変形例１の断面図、（ｃ）変形例２の断面図、（ｄ）は変形例３の側面図である。
【図１１】本発明の実施形態における支持部を基板支持体の爪部に設けた第２例を示し、（ａ）は全体の平面図、（ｂ）は爪部と支持部とを示す平面図、正面図及び側面図である。
【図１２】比較例に用いた基板支持体の一部を示す断面図である。
１０ 熱処理装置
３０ 基板支持体
５６ 本体部
５８ 支持部
６２ 基板
６４ プレート
６６ 基部
６８ 周辺部
７０ 切欠部
８０ 第１の基部
８２ 第２の基部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat treatment apparatus for heat treating a semiconductor wafer, a glass substrate, and the like.
[0002]
[Prior art]
When heat-treating the substrate, the heat treatment is performed in a state where the substrate is supported on a substrate support (boat). As one type of substrate support of this type, it has a plurality of columns arranged vertically, and the columns are formed with supporting portions at equal intervals in the vertical direction, and the substrate supports the substrate in the horizontal direction. Such a configuration is known (for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1] JP-A-2001-250787
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
[0005] The support of the substrate support is made of silicon carbide, silicon or quartz. When heat treatment is performed at a temperature of, for example, 1000 ° C. or more in a state where the substrate is supported on the substrate support, there is a problem that a scratch is generated in a portion of the substrate that contacts the supporting portion. When the substrate is a silicon wafer, there is a problem that a slip line is further generated and the substrate is warped. When the substrate is damaged or warped, the flatness of the back surface of the substrate deteriorates. For this reason, for example, in a lithography step which is an important step in the LSI manufacturing process, a mask misalignment (a misalignment due to a focus shift or a deformation) occurs, and it is difficult to manufacture an LSI device having a desired pattern. I was
Accordingly, an object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus capable of producing a high-quality semiconductor device or a substrate by reducing the occurrence of scratches on the substrate during the heat treatment.
[0007]
Means and Action for Solving the Problems
It is considered that the above-mentioned scratches on the substrate are caused by the substrate being deformed during the heat treatment, the back surface of the deformed substrate hitting the edge of the support portion, and the stress is concentrated on the hit portion. According to a feature of the present invention, in a heat treatment apparatus for performing heat treatment with a substrate supported on a substrate support, the substrate support includes a main body, and a support provided on the main body and in contact with the substrate. The supporting portion includes a base having a surface in contact with the substrate and a peripheral portion surrounding the base, and at least a part of the peripheral portion is in a heat treatment apparatus formed to be thinner than the base. Therefore, since at least a part of the peripheral portion of the support portion is formed thinner than the base portion, the peripheral portion can have elasticity. Even if the substrate is deformed, the peripheral portion of the support portion is adjusted in accordance with the deformation. The deformation and the concentration of stress on the substrate at the portion supported by the support portion can be avoided, and the occurrence of scratches and slips on the substrate can be prevented.
[0008]
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.
In the housing 12, a pod transport device 18 is disposed 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.
Further, a substrate transfer device 26, a notch aligner 28 and a substrate support 30 (boat) are arranged in the housing 12. The substrate transfer device 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 substrate support 30 Transfer the substrate between them. The notch aligner 28 detects a notch or an orientation flat formed on the substrate and aligns the notch or the orientation flat on the substrate at a predetermined position. The substrate support 30 has a main body 56, which is composed of an upper plate 34, a lower plate 36, and, for example, three columns 38 connecting the upper plate 34 and the lower plate 36. It is configured. Note that the number of the columns 38 is not limited to three, and may be any number as long as the substrate can be supported.
Referring to FIG. 2, a reactor 40 is shown. The reaction furnace 40 has a reaction tube 42 into which the substrate support 30 is inserted. The lower part of the reaction tube 42 is opened for inserting the substrate support 30, and the opened part is sealed by a seal cap 44. Further, the periphery of the reaction tube 42 is covered with a soaking tube 46, and a heater 48 is arranged around the soaking tube 46. The thermocouple 50 is disposed between the reaction tube 42 and the soaking tube 46 so that the temperature inside the reaction furnace 40 can be monitored. The reaction pipe 42 is connected to an introduction pipe 52 for introducing a processing gas and an exhaust pipe 54 for exhausting the processing gas.
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.
Next, the substrate is taken out of the pod 16 at the position of the pod opener 22 by the substrate transfer machine 26 and transferred to the notch aligner 28. In the notch aligner 28, the notch or the orientation flat is detected while rotating the substrate, and the notches or the orientation flats of 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 substrate support 30.
When a batch of substrates is transferred to the substrate support 30 in this manner, the substrate support 30 in which a plurality of substrates are loaded into the reaction furnace 40 set at a temperature of, for example, about 600 ° C. And the inside of the reaction tube 42 is sealed with a seal cap 44. Next, the furnace temperature is raised to the heat treatment temperature, and a processing gas is introduced from the introduction pipe 52. The processing gas includes nitrogen, argon, hydrogen, oxygen, and the like. When heat-treating the substrate, the substrate is heated to a temperature of, for example, 1000 ° C. or more, and more preferably 1350 ° C. or more. Meanwhile, while monitoring the temperature inside the reaction tube 42 by the thermocouple 50, the heat treatment of the substrate is performed according to a preset temperature raising and heat treatment program.
When the heat treatment of the substrate is completed, the temperature in the furnace is lowered to, for example, about 600 ° C., and then the substrate support 30 is unloaded from the reaction furnace 40, and all the substrates supported by the substrate support 30 are removed. The substrate support 30 is made to wait at a predetermined position until the substrate cools. When the temperature in the furnace is lowered, the temperature is reduced according to a preset temperature reduction program while monitoring the temperature in the reaction tube 42 with the thermocouple 50. Next, when the substrate of the substrate support 30 in a standby state is cooled to a predetermined temperature, the substrate is taken out from the substrate support 30 by the substrate transfer device 26 and is transferred to the empty pod 16 set in the pod opener 22. Transport and house. 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.
Next, the substrate support 30 will be described in detail.
In FIG. 3A, the substrate support 30 includes the above-described main body 56 and a support 58 described later. The main body 56 is made of, for example, silicon carbide (SiC), silicon (Si) (single crystal or polycrystal), or quartz (SiO 2 ). For example, a large number of claw portions 60 are formed on three or four columns 38 at equal intervals in the vertical direction of the columns 38. The claw portion 60 extends horizontally toward the inside of the substrate support 30, and a support portion 58 is provided slightly before the tip of the claw portion 60.
The support portion 58 is made of, for example, silicon carbide (SiC), silicon (Si) (single crystal or polycrystal) or quartz (SiO 2 ). The support portion 58 may be made of the same material as the main body portion 56 or may be made of a different material. The lower surface of the support portion 58 is fixed to the claw portion 60, and the upper surface of the support portion 58 contacts the substrate 62, and supports the substrate 62.
The support portion 58 may be provided not only directly on the claw portion 60 of the column 38 as described above, but also via a plate (base) 64 as shown in FIG. 3B. The plate 64 is made of, for example, silicon carbide (SiC), silicon (Si) (single crystal or polycrystal), or quartz (SiO 2 ), And is formed in a disk shape. The plate 64 may be made of the same material as the main body portion 56 or the support portion 58, or may be made of a different material. The plate 64 is placed on the claw portion 60 of the column 38. The lower surface of the support portion 58 is fixed to the plate 64, and the upper surface contacts the substrate 62, and places and supports the substrate 62.
Next, the support portion 58 will be described in detail.
4A and 4B show a support portion 58 according to a first example. The support portion 58 has, for example, a base 66 arranged in the center in a columnar shape and a peripheral portion 68 surrounding the base 66. The base 66 and the peripheral portion 68 each have a surface that contacts the substrate 62. The peripheral portion 68 has a circular shape when viewed from above, and the thickness of the peripheral portion 68 is formed to be thinner than the thickness of the base 66 and to gradually decrease as the distance from the base 66 to the peripheral direction increases. I have. The thickness of the base 66 is, for example, several millimeters, and the thickness of the thinnest peripheral portion of the peripheral portion 68 is, for example, several tens to several hundreds of micrometers. The base 66 and the peripheral portion 68 may be integrally formed of one member, or may be formed of separate members and fitted or fixed together. The peripheral portion 68 can be formed, for example, by cutting from a columnar member. The peripheral portion 68 is configured to be elastically deformable during heat treatment of the substrate. The peripheral portion of the peripheral portion 68 may have a rounded cross-sectional shape to avoid corner contact with the substrate 62 and to reduce the occurrence of scratches on the substrate 62.
The substrate 62 is heat-treated as described above in a state where the substrate 62 is in contact with and supported by the supporting portion 58 thus configured. During this heat treatment, the substrate 62 is deformed due to thermal expansion and contraction. However, since the peripheral portion 68 of the support portion 58 is formed thinner than the base portion 66, the peripheral portion 68 can have elasticity, and even if the substrate 62 is deformed, the peripheral portion of the support portion 58 is adapted to the deformation. The portion 68 is deformed, so that stress concentration on the substrate 62 at the portion supported by the support portion 58 can be avoided, and scratches and slips on the substrate 62 can be prevented. In particular, in the first example, since the peripheral portion 68 is formed so as to expand in a circular shape from the base portion 66, the direction in which the substrate 62 is deformed in any direction by 360 degrees with respect to the base portion 66 is adapted. Accordingly, the possibility that the peripheral portion 68 is deformed and the substrate 62 is damaged can be reduced. Further, since the substrate 62 is supported in contact with the peripheral portion 68 in addition to the base portion 66, the area for contacting and supporting the substrate 62 is increased, the load on the substrate 62 can be dispersed, and the concentration of stress on the substrate 62 is reduced. Can be done.
FIGS. 4C and 4D show a supporting portion 58 according to a second example. In the second example, the peripheral portion 68 is formed as a thin film-like flange having a thickness smaller than the thickness of the base 66. The peripheral portion 68 is made elastically deformable at the time of heat treatment of the substrate as in the first example. The thickness of the base portion 66 is, for example, several mm, and the thickness of the peripheral portion 68 is, for example, several tens μm to several hundred μm. In the second example, the strength of the peripheral portion 68 is inferior to that of the first example, but there is an advantage that the peripheral portion 68 can be easily formed.
FIG. 5A shows a support portion 58 according to a third example. In the third example, the support portion 58 is formed in a circular ring shape having one notch 70. The peripheral portion 68 which is thinner than the base portion 66 is formed on the inside and outside of the base portion 66 and has a protruding portion 72 protruding toward the cutout portion 70.
FIG. 5B shows a support portion 58 according to a fourth example. The fourth example is different from the third example in that the periphery of the protruding portion 72 of the peripheral portion 68 is formed round. By rounding the protruding portion 72 in this way, it is possible to reduce the angular contact with the substrate 72, and it is possible to further reduce the occurrence of scratches on the substrate 62.
FIG. 5C shows a support portion 58 according to a fifth example. In this fifth example, the support portion 58 is formed in a circular ring shape except for one notch 70. The peripheral portion 68 that is thinner than the base 66 is formed only on the protrusion 72 protruding toward the notch 70, and the inside and the outside of the base 66 are removed.
FIG. 5D shows a support portion 58 according to a sixth example. In the sixth example, the support portion 58 has an outer first base 80 and an inner second base 82. The first base 80 has one notch 70, and the second base 82 has two notches 70,70. The notch 70 of the first base 80 is formed at a position corresponding to one of the notches 70 of the second base 82, and another notch 70 of the second base 82 is formed at a position facing the notch 70. I have. In the second base portion 82, a peripheral portion 68 thinner than the second base portion 82 is provided only on the protruding portion 72 protruding toward the cutout portion 70 except for the outside and the inside of the second base portion 82. . As indicated by the two-dot chain line, the substrate 62 is not placed on the first base 80, but is placed on the second base 82 and the peripheral portion 68 (projection 72).
FIG. 6A shows a support portion 58 according to a seventh example. In the seventh example, the support portion 58 is composed of two semicircular rings, and two notches 70 are formed at positions facing each other. The peripheral portion 68 that is thinner than the base 66 is formed both inside and outside the base 66. Further, the peripheral portion 68 that is thinner than the base portion 66 has a protruding portion 72 protruding from each of the cutout portions 70, 70.
FIG. 6B shows a supporting portion 58 according to an eighth example. In the eighth example, the support portion 58 is composed of two semicircular rings, and two notches 70 are formed at positions facing each other. The peripheral portion 68 that is thinner than the base 66 is formed only on the inside, excluding the outside of the base 66. Further, the peripheral portion 68 that is thinner than the base portion 66 has a protruding portion 72 protruding from each of the cutout portions 70, 70.
FIG. 6C shows a supporting portion 58 according to a ninth example. In the ninth example, the support portion 58 is composed of two semicircular rings, and two notches 70 are formed at positions facing each other. The peripheral portion 68 that is thinner than the base 66 is formed only on the outside, except for the inside of the base 66. Further, the peripheral portion 68 that is thinner than the base portion 66 has a protruding portion 72 protruding from each of the cutout portions 70, 70.
FIG. 6D shows a supporting portion 58 according to a tenth example. In the tenth example, the support portion 58 is composed of two semicircular rings, and two notches 70 are formed at positions facing each other. The peripheral portion 68, which is thinner than the base 66, is formed only on the protrusion 72 protruding from each of the cutouts 70, 70, excluding the inside and the outside of the base 66.
FIG. 6E shows an example in which the support portion 58 according to the above-described seventh example (FIG. 6A) is provided on a plate 64. The support portion 58 is placed or fixed on a concentric circle of the plate 64 on the upper surface of the circular plate 64. On the upper surface of the support portion 58, the substrate 62 is also placed on a concentric circle of the plate 64. Since the substrate 62 is supported in contact with the base 66 of the support portion 58 and the peripheral portion 68 thinner than the base 66, even if the substrate 62 is deformed during the heat treatment, the peripheral portion 68 is deformed in accordance with the deformation, The generation of scratches on the back surface of the substrate 62 can be prevented.
FIG. 7A shows a support portion 58 according to an eleventh example. In the eleventh example, the support portion 58 is formed in a circular ring shape, and a peripheral portion 68 thinner than the base portion 66 is formed on both the inside and the outside of the base portion 66.
FIG. 7B shows a support portion 58 according to the twelfth example. In the twelfth example, the holding portion 58 is formed in a circular ring shape, and a peripheral portion 68 thinner than the base 66 is formed on both the inside and the outside of the base 66. In the inner peripheral portion 68, a plurality of cuts 74 are formed at regular intervals in the circumferential direction and cut in the radial direction. The notch 74 weakens the strength of the inner peripheral portion 68 where the substrate is contacted and supported. When the substrate is deformed in the circumferential direction, the inner peripheral portion 68 is deformed in accordance with the deformation of the substrate, and the substrate is not damaged. It is provided to prevent occurrence.
FIG. 8 shows a first example in which the support portion 58 according to the first example described above is provided on a plate 64. The support portion 58 is one, and the lower surface of the base 66 is fixed to the plate 64 such that the base 66 is located at the center of the plate 64. The peripheral portion 68 extends from the base 66 toward the periphery of the plate 64. On the upper surface of the support portion 58, the substrate 62 is placed on a concentric circle of the plate 64.
FIG. 9 shows a second example in which the support portion 58 according to the first example is provided on a plate 64. The support portions 58 are plural, for example, four, and are arranged so as to be located on concentric circles of the plate 64. The substrate 62 is placed on the upper surfaces of the plurality of support portions 58. Since the substrate 62 is supported in contact with the plurality of support portions 58, the load on the substrate 62 is dispersed, and stress concentration on the substrate 62 can be reduced.
FIG. 10A shows a first example in which the support portion 58 is provided on the claw portion 60 of the substrate support. The claw portions 60 are formed so as to protrude from, for example, four columns, and support portions 58 are provided near the tips of the claw portions 60, respectively, and the support portions 58 are arranged, for example, at the apexes of a square. For example, as shown in FIG. 10B, the support portion 58 includes a columnar base 66 protruding from the upper surface of the claw portion 60 and a peripheral portion 68 fitted around the base 66 with the base 66 as a center. It is composed of The thickness of the peripheral portion 68 is formed to be smaller than the thickness of the base 66 and to become gradually thinner as the distance from the base 66 to the peripheral direction increases. As shown in FIG. 10C, the support portion 58 may have a base portion 66 embedded and fixed in the claw portion 60, and the peripheral portion 68 may be fitted to the base portion 66. Further, as shown in FIG. 10D, the support portion 58 may include a base portion 66 fitted around the claw portion 60 and a peripheral portion 68 fitted over the base portion 66. The peripheral portion 68 may be directly fitted to the claw portion 60, and in this case, the claw portion 60 constitutes a part or the whole of the base portion 66.
FIG. 11A shows a second example in which the support portion 58 is provided on the claw portion 60 of the substrate support. In the second example, the claw portions 60 are formed so as to protrude from, for example, three pillars, and the support portions 58 are fitted to the respective claw portions 60. The support portions 58 are, for example, at the apexes of an equilateral triangle. Are located. As shown in FIG. 11B, the support portion 58 includes a base portion 66 fitted around the claw portion 60, and a peripheral portion 68 surrounding the base portion 66 and thinner than the base portion 66. I have. The peripheral portion 68 has both side surfaces and a tip protruding from the base 66. The distal end of the peripheral portion 68 is formed in a semicircular shape so as not to come into contact with the substrate.
Next, examples according to the present invention will be described in comparison with comparative examples.
[0038]
【Example】
As shown in FIG. 3B, a plate 64 made of silicon carbide is placed on the substrate support 30 whose body is made of silicon carbide, and this plate 64 is shown in FIGS. 4A and 4B. The support portion 58 according to the first example was arranged as shown in FIG. The substrate 62 was placed on the support 58. The substrate 62 was a silicon substrate having a diameter of 300 mm, and 50 substrates were loaded on the substrate support 30. In the heat treatment, the substrate 62 supported by the substrate support 30 is loaded into a reaction furnace maintained at a temperature of 700 ° C., and after the substrate is loaded, the temperature in the reaction furnace is increased stepwise to 1200 ° C. which is a processing temperature. Then, the inside of the reaction furnace is maintained at a processing temperature of 1200 ° C. for one hour, and then the temperature in the reaction furnace is gradually changed to a temperature of 700 ° C. by changing the temperature stepwise, and the temperature is lowered to support the substrate support 30. The loaded substrate 62 was unloaded. The rate at which the temperature of the substrate 62 was increased and decreased was made lower as the temperature became higher. That is, the heating rate from 700 ° C. to 1000 ° C. is 10 ° C./min, the heating rate from 1000 ° C. to 1200 ° C. is 2 ° C./min, and conversely, 1200 ° C. to 1000 ° C. The temperature decreasing rate to C was 2 ° C / min, and the temperature decreasing rate from 1000 ° C to 700 ° C was 10 ° C / min. The reason for raising and lowering the temperature in multiple stages is as follows (the higher the temperature, the lower the rate of temperature rise and the rate of temperature decrease). When the temperature is rapidly changed at a high temperature, the temperature uniformly changes within the substrate surface. The reason for this is that it causes slippage without being performed. Thereafter, as a result of observing the back surface of the substrate 62 with an optical microscope, no occurrence of slip was observed on the substrate 62.
[0039]
[Comparative example]
As shown in FIG. 12, a plate 64 made of silicon carbide is placed on a substrate support 30 whose body is made of silicon carbide, a support portion 58 is arranged on this plate 64, and a substrate 62 is placed on this support portion 58. Placed. The support portion 58 is a columnar member having the same diameter as the base portion 66 of the first example except for a peripheral portion 68 of the support portion 58 according to the first example. The supporting portion 58 was arranged in the same manner as in the example, and the heat treatment of the substrate 62 was performed in the same manner. Then, as a result of observing the back surface of the substrate 62 with an optical microscope, occurrence of a slip line of 3 mm to 40 mm was observed on the substrate 62.
In the description of the above embodiment and examples, a batch-type heat treatment apparatus for heat-treating a plurality of substrates is used as the heat treatment apparatus. However, the present invention is not limited to this. It may be.
The heat treatment apparatus of the present invention can be applied to a substrate manufacturing process.
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.
First, oxygen ions are ion-implanted into a single crystal silicon wafer by an ion implantation apparatus or the like. After that, the wafer into which oxygen ions have been implanted is subjected to, for example, Ar, O 2 Annealing is performed at a high temperature of 1300 ° C. to 1400 ° C., for example, 1350 ° C. or more in an atmosphere. By these processes, the SiO inside the wafer 2 Layer was formed (SiO 2 A SIMOX wafer (with embedded layers) is made.
In addition to the SIMOX, it is also possible to apply the heat treatment apparatus of the present invention to one step of a hydrogen annealing wafer manufacturing process. In this case, the wafer is annealed at a high temperature of 1200 ° C. or more in a hydrogen atmosphere using the heat treatment apparatus of the present invention. As a result, crystal defects in the 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.
Even in the case of performing the high-temperature annealing as one of the steps of manufacturing the substrate as described above, the use of the heat treatment apparatus of the present invention can prevent the occurrence of the slip of the substrate.
The heat treatment apparatus of the present invention can also be applied to a semiconductor device manufacturing process.
In particular, heat treatment steps performed at relatively high temperatures, for example, thermal oxidation steps such as wet oxidation, dry oxidation, hydrogen combustion oxidation (pyrogenic oxidation), and HCl oxidation, and boron (B), phosphorus (P), and arsenic (As) ) And a thermal diffusion step of diffusing an impurity (dopant) such as antimony (Sb) into the semiconductor thin film.
Even in the case of performing the heat treatment process as one of the semiconductor device manufacturing processes, the use of the heat treatment apparatus of the present invention can prevent the occurrence of slip.
As described above, the present invention is characterized by the matters described in the claims, and further includes the following embodiments.
(1) In a heat treatment apparatus for performing heat treatment with a substrate supported on a substrate support, the substrate support has a main body, and a support provided on the main body and in contact with the substrate. Comprises a base having a surface in contact with the substrate and a flange protruding from the base to the periphery, wherein the flange is formed thinner than the base.
(2) The heat treatment apparatus according to (1) or (2), wherein the peripheral portion or the flange is elastically deformable during heat treatment of the substrate.
(3) The heat treatment apparatus according to claim 1, (1) or (2), wherein the peripheral portion or the flange portion is in the form of a thin film.
(4) The heat treatment apparatus according to any one of (1) to (3), wherein the substrate support is configured to support a plurality of substrates in a plurality of stages with a gap in a substantially horizontal state. Characteristic heat treatment equipment.
(5) The heat treatment apparatus according to any one of (1) to (4), wherein the heat treatment is performed at a temperature of 1000 ° C. or more.
(6) The heat treatment apparatus according to any one of (1) to (4), wherein the heat treatment is performed at a temperature of 1350 ° C. or more.
(7) a step of carrying the substrate into the reaction furnace, a step of supporting the substrate on a supporting portion configured such that a base and a peripheral portion formed thinner than the base contact the substrate, and supporting the substrate. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of performing heat treatment while being supported by a part; and a step of carrying out a substrate from a reactor.
(8) a step of carrying the substrate into the reaction furnace, a step of supporting the substrate on a supporting portion configured such that a base and a peripheral portion formed thinner than the base contact the substrate, and supporting the substrate. A method for manufacturing a substrate, comprising: a step of performing a heat treatment while being supported by a part; and a step of carrying out the substrate from a reaction furnace.
(9) a step of carrying the substrate into the reaction furnace, a step of supporting the substrate on a supporting portion configured such that the base and a peripheral portion formed thinner than the base contact the substrate, and supporting the substrate. A substrate processing method comprising: a step of performing a heat treatment while being supported by a unit; and a step of carrying out a substrate from a reaction furnace.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the peripheral portion that is thinner than the base portion is provided around the support portion, the peripheral portion of the support portion is deformed in accordance with the deformation of the substrate during heat treatment, and the substrate is damaged. This can be prevented from occurring.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing a reaction furnace used in the heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention.
3A and 3B show a part of a substrate support used in a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A is a cross-sectional view of the first embodiment, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the second embodiment. It is.
4A and 4B show support portions according to first and second examples in the embodiment of the present invention, wherein FIG. 4A is a side view of the first example, FIG. 4B is a plan view of the first example, and FIG. FIG. 9D is a side view of the second example, and FIG. 9D is a plan view of the second example.
FIGS. 5A and 5B show support portions having one notch according to third to sixth examples in the embodiment of the present invention, wherein FIG. 5A is a plan view of the third example, and FIG. FIG. 9C is a plan view of a fifth example, and FIG. 9D is a plan view of a sixth example.
FIGS. 6A and 6B show a supporting portion having two notches according to seventh to tenth examples in the embodiment of the present invention, wherein FIG. 6A is a plan view of the seventh example, and FIG. FIG. 13C is a plan view of a ninth example, FIG. 14D is a plan view of a tenth example, and FIG. 14E is a plan view showing an example in which a supporting portion 58 according to a seventh example is provided on a plate.
FIGS. 7A and 7B show circular ring-shaped support portions according to eleventh and twelfth examples in the embodiment of the present invention, wherein FIG. 7A is a plan view of the eleventh example, and FIG. is there.
8A and 8B show a first example in which a support according to the first example in the embodiment of the present invention is mounted on a plate, wherein FIG. 8A is a plan view and FIG. 8B is a side view.
9A and 9B show a second example in which the support according to the first example in the embodiment of the present invention is mounted on a plate, wherein FIG. 9A is a plan view and FIG. 9B is a side view.
FIGS. 10A and 10B show a first example in which a support portion according to an embodiment of the present invention is provided on a claw portion of a substrate support, where FIG. 10A is an overall plan view, FIG. 10B is a cross-sectional view of Modification Example 1, and FIG. FIG. 14 is a cross-sectional view of Modification Example 2, and FIG.
FIGS. 11A and 11B show a second example in which the support portion according to the embodiment of the present invention is provided on the claw portion of the substrate support, wherein FIG. 11A is a plan view of the entirety, and FIG. 11B is a plan view showing the claw portion and the support portion; It is a figure, a front view, and a side view.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a part of a substrate support used in a comparative example.
10 Heat treatment equipment
30 Substrate support
56 Body
58 Support
62 substrate
64 plates
66 Base
68 Perimeter
70 Notch
80 First Base
82 Second Base
