JP2005086132A - Heat treating apparatus, manufacturing method of semiconductor device, manufacturing method of substrate, and treating method of substrate - Google Patents
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Abstract
Description
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、基板処理方法、半導体装置(デバイス)の製造方法及び半導体ウェハやガラス基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a heat treatment apparatus, a substrate processing method, a semiconductor device (device) manufacturing method, and a semiconductor wafer or glass substrate manufacturing method for heat-treating a semiconductor wafer or a glass substrate.
例えば縦型バッチ式熱処理炉を用いて、複数のシリコンウェハ等の基板を熱処理する場合、炭化珪素製の基板支持体(ボート)が用いられている。この基板支持体には、例えば3点で基板を支持する支持溝が設けられている(特許文献1参照)。
この場合、基板と基板支持体との接触面積が小さく、また基板自重に対する荷重分散が適当でないために局所的な荷重が発生し、基板自重応力を緩和できず、特に1000°C程度以上の温度で熱処理すると、支持溝付近で、基板にスリップ転位欠陥が発生し、これがスリップラインになるという問題があった。スリップラインが発生すると、基板の平坦度が劣化する。これらのため、LSI製造工程における重要な工程の一つ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マスク合わせずれ)が生じ、所望パターンを有するLSIの製造が困難であるという問題が発生していた。また、基板支持体の鋭角部分が基板裏面に局所的に接触したり、基板支持体の基板との接触部の表面粗度が粗い場合、基板加熱時の基板変形、延び、及び、熱による基板軟化により基板裏面傷が発生するという問題があった。 In this case, the contact area between the substrate and the substrate support is small, and load distribution with respect to the substrate's own weight is not appropriate, so a local load is generated and the substrate's own weight stress cannot be relaxed. When the heat treatment was carried out, a slip dislocation defect was generated in the substrate in the vicinity of the support groove, which resulted in a slip line. When a slip line occurs, the flatness of the substrate deteriorates. For these reasons, there is a problem in that it is difficult to manufacture an LSI having a desired pattern due to mask misalignment (focal misalignment or mask misalignment due to deformation) in a lithography process, which is one of important processes in the LSI manufacturing process. It has occurred. Also, if the acute angle portion of the substrate support is in local contact with the back surface of the substrate or the surface roughness of the contact portion of the substrate support with the substrate is rough, the substrate is deformed, extended and heated by heating the substrate. There was a problem that the back surface of the substrate was damaged by softening.
本発明の目的は、熱処理中に発生する基板のスリップ転位欠陥、基板裏面傷の発生を抑制し、高品質な半導体装置(デバイス)や基板を製造することができる熱処理装置、半導体装置の製造方法、基板の製造方法及び基板処理方法を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to suppress the occurrence of slip dislocation defects on a substrate and scratches on the back surface of a substrate that occur during heat treatment, and a heat treatment apparatus capable of manufacturing a high-quality semiconductor device (device) or substrate, and a method for manufacturing a semiconductor device An object of the present invention is to provide a substrate manufacturing method and a substrate processing method.
本発明の第1の特徴とするところは、基板を基板支持体により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、前記基板のエッジからデバイス作製領域に至るまでの領域に対応する裏面部分においてのみ基板と接触するよう構成されてなることを特徴とする熱処理装置にある。 According to a first aspect of the present invention, in the heat treatment apparatus for performing heat treatment in a state where the substrate is supported by the substrate support, the substrate support is provided in the body and the body is in contact with the substrate. A heat treatment apparatus, wherein the support part is configured to come into contact with the substrate only at a back surface portion corresponding to a region from the edge of the substrate to a device manufacturing region. .
本発明の第2の特徴とするところは、基板を基板支持体により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、前記基板のエッジから1.5〜3mmの領域においてのみ基板と接触するよう構成されてなることを特徴とする熱処理装置にある。 According to a second aspect of the present invention, in the heat treatment apparatus for performing heat treatment in a state where the substrate is supported by the substrate support, the substrate support is provided in the main body and the main body and is in contact with the substrate. And a support portion, and the support portion is configured to contact the substrate only in a region of 1.5 to 3 mm from the edge of the substrate.
本発明の第3の特徴とするところは、基板を基板支持体により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、基板と同心円状のリング状部材または一部が切り欠かれたリング状部材からなり、リング状部材または一部が切り欠かれたリング状部材の内径が294mm以上、基板径未満であることを特徴とする熱処理装置にある。 According to a third aspect of the present invention, in the heat treatment apparatus for performing heat treatment in a state where the substrate is supported by the substrate support, the substrate support is provided in the main body and the main body, and is in contact with the substrate. The support portion is formed of a ring-shaped member that is concentric with the substrate or a ring-shaped member that is partially cut out, and the inner diameter of the ring-shaped member or the ring-shaped member that is partially cut away. Is 294 mm or more and less than the substrate diameter.
本発明の第4の特徴とするところは、第1の特徴において、前記支持部は、基板と同心円状のリング状部材からなることを特徴とする熱処理装置にある。 A fourth feature of the present invention resides in a heat treatment apparatus according to the first feature, wherein the support portion is formed of a ring-shaped member concentric with the substrate.
本発明の第5の特徴とするところは、第4の特徴において、前記支持部にはテーパ面が設けられ、前記基板を支持する際はこのテーパ面で基板を支持することを特徴とする熱処理装置にある。 According to a fifth feature of the present invention, in the fourth feature, the support portion is provided with a tapered surface, and when the substrate is supported, the substrate is supported by the tapered surface. In the device.
本発明の第6の特徴とするところは、第4の特徴において、前記支持部の基板との接触面には表面粗度が0.1μm以下の鏡面加工が施されていることを特徴とする熱処理装置にある。 A sixth feature of the present invention is that, in the fourth feature, the contact surface of the support portion with the substrate is subjected to mirror finishing with a surface roughness of 0.1 μm or less. Located in heat treatment equipment.
本発明の第7の特徴とするところは、第4の特徴において、前記本体部には支持部を載置する載置部が設けられ、前記支持部には前記本体部の載置部と嵌合する凹部が設けられることを特徴とする熱処理装置にある。 A seventh feature of the present invention is that, in the fourth feature, the main body portion is provided with a placement portion for placing a support portion, and the support portion is fitted with the placement portion of the main body portion. In the heat treatment apparatus, a concave portion is provided.
本発明の第8の特徴とするところは、第4の特徴において、前記支持部には基板を支持部に載置する際に、基板を搬送する基板保持プレートとの干渉を避けるための凹部が設けられることを特徴とする熱処理装置にある。 The eighth feature of the present invention is that, in the fourth feature, when the substrate is placed on the support portion, the support portion has a concave portion for avoiding interference with a substrate holding plate that transports the substrate. It is in the heat processing apparatus characterized by being provided.
本発明の第9の特徴とするところは、第4の特徴において、前記本体部には支持部を載置する載置部が設けられ、前記支持部の基板載置面と反対側には前記本体部の載置部と嵌合する凹部が設けられ、前記支持部の基板載置面側には基板を支持部に載置する際に、基板を搬送する基板保持プレートとの干渉を避けるための凹部が設けられることを特徴とする熱処理装置にある。 A ninth feature of the present invention is that, in the fourth feature, the main body portion is provided with a placement portion for placing a support portion, and the support portion on the side opposite to the substrate placement surface In order to avoid interference with the substrate holding plate that conveys the substrate when the substrate is placed on the support portion on the substrate placement surface side of the support portion, a recess is provided that fits with the placement portion of the main body portion. The heat treatment apparatus is provided with a recess.
本発明の第10の特徴とするところは、第4の特徴において、前記リング状部材の一部は、基板を搬送する基板保持プレートとの干渉を避けるよう切り欠かれていることを特徴とする熱処理装置にある。 According to a tenth feature of the present invention, in the fourth feature, a part of the ring-shaped member is notched so as to avoid interference with a substrate holding plate that conveys a substrate. Located in heat treatment equipment.
本発明の第11の特徴とするところは、第4の特徴において、前記本体部または/および支持部の構成物は炭化珪素(SiC)であることを特徴とする熱処理装置にある。 An eleventh feature of the present invention resides in a heat treatment apparatus according to the fourth feature, wherein the structure of the main body part and / or the support part is silicon carbide (SiC).
本発明の第12の特徴とするところは、第4の特徴において、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されるように構成されてなることを特徴とする熱処理装置にある。 A twelfth feature of the present invention is that, in the fourth feature, the substrate support is configured to support a plurality of substrates in a plurality of stages with a gap in a substantially horizontal state. It is in the heat treatment apparatus.
本発明の第13の特徴とするところは、第4の特徴において、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にある。 A thirteenth feature of the present invention resides in a heat treatment apparatus according to the fourth feature, wherein the heat treatment is performed at a temperature of 1000 ° C. or higher.
本発明の第14の特徴とするところは、第4の特徴において、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にある。 A fourteenth feature of the present invention resides in a heat treatment apparatus according to the fourth feature, wherein the heat treatment is performed at a temperature of 1350 ° C. or higher.
本発明の第15の特徴とするところは、基板を処理室に搬入する工程と、基板のエッジからデバイス作製領域に至るまでの領域に対応する裏面部分においてのみ基板と接触するよう構成されてなる支持部により基板を支持する工程と、基板を前記支持部により支持した状態で熱処理する工程と、熱処理後の基板を処理室より搬出する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法にある。 According to a fifteenth feature of the present invention, the substrate is brought into contact with the substrate only at the back surface portion corresponding to the region from the edge of the substrate to the device fabrication region. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of supporting a substrate by a support portion; a step of heat-treating the substrate while being supported by the support portion; and a step of unloading the substrate after the heat treatment from a processing chamber. It is in.
本発明の第16の特徴とするところは、基板を処理室に搬入する工程と、基板のエッジから1.5〜3mmの領域においてのみ基板と接触するよう構成されてなる支持部により基板を支持する工程と、基板を前記支持部により支持した状態で熱処理する工程と、熱処理後の基板を処理室より搬出する工程と、を有することを特徴とする基板の製造方法にある。 The sixteenth feature of the present invention is that the substrate is supported by a step of bringing the substrate into the processing chamber and a support portion configured to come into contact with the substrate only in an area of 1.5 to 3 mm from the edge of the substrate. And a step of heat-treating the substrate supported by the support portion, and a step of unloading the heat-treated substrate from the processing chamber.
本発明の第17の特徴とするところは、基板を処理室に搬入する工程と、内径が294mm以上、基板径未満であるリング状部材により基板を支持する工程と、基板を前記リング状部材により支持した状態で熱処理する工程と、熱処理後の基板を処理室より搬出する工程と、を有することを特徴とする基板処理方法にある。 According to a seventeenth feature of the present invention, there are a step of carrying a substrate into the processing chamber, a step of supporting the substrate by a ring-shaped member having an inner diameter of 294 mm or more and less than the substrate diameter, and the substrate by the ring-shaped member. The substrate processing method includes a step of performing a heat treatment in a supported state and a step of carrying out the substrate after the heat treatment from the processing chamber.
本発明によれば、基板をリング状の部材からなる支持部にて、基板のデバイス作製領域外を保持するようにしたので、基板の自重及び熱処理時の基板変形による擦れが生じたとしても、基板に裏面傷やスリップの発生が抑制され、又、仮に発生したとしてもデバイスの品質には関係ないため、製品歩留まりを向上させることができる。また、支持部に凹部を設け、載置部と嵌合させることにより、基板同士の載置間隔を狭くすることができ、1バッチ当たりの基板の処理枚数を増加させることができる。 According to the present invention, since the substrate is held outside the device manufacturing region of the substrate by the support portion made of a ring-shaped member, even if the substrate is rubbed due to its own weight and substrate deformation during heat treatment, The generation of scratches and slips on the substrate is suppressed, and even if it occurs, it does not relate to the quality of the device, so that the product yield can be improved. Further, by providing a recess in the support portion and fitting with the placement portion, the placement interval between the substrates can be narrowed, and the number of substrates processed per batch can be increased.
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。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a
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。
In the
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には基板を保持し搬送する基板保持プレート(ツイーザ)32が設けられ(図1では5枚)、基板移載機26はこの基板保持プレート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。
Further, a
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。基板支持体30は、複数枚の基板68を略水平状態で隙間(基板ピッチ間隔)をもって複数段に支持するように構成されている。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。
In FIG. 2, a
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68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68の枚数を検知する。
Next, the operation of the
First, when the
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68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68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枚の基板68のノッチ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68を取り出し、基板支持体30に移載する。
Next, the board |
このようにして、1バッチ分の基板68を基板支持体30に移載すると、例えば700°C程度の温度に設定された反応炉40内に複数枚の基板68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68を熱処理する際、基板68は例えば1000°C程度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68の熱処理を実施する。
Thus, when one batch of the
基板68の熱処理が終了すると、例えば炉内温度を700°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68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68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68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68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。
When the heat treatment of the
次に図3乃至図5を用いて、第1の実施例における上記基板支持体30について詳述する。図3は基板支持体30の概略縦断面図、図4は基板支持体30の概略横断面図である。また、図5は支持部58の概略斜視図である。
基板支持体30は、本体部56と、本体部56に設けられ基板68と接触する支持部58とから構成されている。支持部58は本体部56により支持されている。本体部56は、石英(SiO2)、炭化珪素(SiC)、シリコン(Si)、カーボン(C)からなる群より選択された少なくとも1種類の材料からなるが、1000〜1350℃の温度帯では炭化珪素が好ましく、本実施形態では炭化珪素からなる。図3に示すように、本体部56は上部板60、下部板62、及び該上部板60と下部板62とを接続する複数(ここでは4本)の支柱64を有する。また、図3及び図4に示すように、この本体部56には、この支柱64から支柱64の配置箇所を通る円の中心(基板中心)側に伸びる載置部66が多数平行に形成されている。
Next, the
The
支持部58は、本体部56と同様に、石英(SiO2)、炭化珪素(SiC)、シリコン(Si)、カーボン(C)からなる群より選択された少なくとも1種類の材料からなるが、1000〜1350℃の温度帯では炭化珪素が好ましく、本実施形態では炭化珪素からなる。図5に示すように第1の実施例における支持部58は、例えば基板68と同心円状のリング状(円環状)に形成される。この支持部58の下面が本体部56の載置部66上面に接触して支持部58が本体部56の載置部66上に載置され、支持部58の上面(基板載置面77)に基板68の下面が接触して基板68を載置支持する。すなわち、支持部58は本体部56の支柱64に設けられた複数の載置部66上にそれぞれ連続して配置され、この連続して配置された複数の支持部58上に複数枚の基板68がそれぞれ連続して配置される。
The
基板68と載置部66とを直接接触支持させた場合、炭化珪素製の載置部66はシリコンの基板68より硬いため、基板68の自重及び熱処理時の基板変形による擦れ、又は、基板移載機構26により基板68を移載したとき生じる基板68と載置部66との擦れ等により基板68の裏面には数μm程度の裏面傷が生じる場合がある。また基板68の自重に対する荷重分散が適当でないために局所的な荷重が発生した場合など、基板68にスリップが発生する場合がある。この裏面傷、スリップがデバイスの作製領域にある場合、デバイスの歩留りが悪化することが考えられる。よって、本発明における支持部58は、リング状の部材として構成して基板68を支持することにより基板にかかる荷重を分散させて、基板に局所的な荷重がかかるのを防止し、基板68にスリップが発生するのを防止するようにしている。また、支持部58をリング形状(Closed Ring形状)とすることで支持部58自体の剛性を向上させ、支持部58の平面度を確保している。これにより、支持部58の変形による基板への局所荷重の発生と、支持部58の基板68との接触部の形状による局所荷重の発生とを防止するようにしている。
When the
また、支持部58は、支持部58の基板載置面77と基板裏面との接触部分がデバイス作製領域に入らないように基板外縁部(エッジ)から1.5〜3.0mmの非デバイス作製領域において基板を保持するように構成されている。つまり、この支持部58は、基板68のエッジからデバイス作製領域に至るまでの領域に対応する裏面部分においてのみ基板68と接触するよう構成されており、本実施例では、支持部58は、基板68のエッジから1.5〜3mmの領域においてのみ基板68と接触するよう構成されている。これにより、仮に、支持部58と基板68との接触により基板裏面に傷が発生したとしても、非デバイス領域に傷が発生するだけであり、デバイス作製領域には傷が発生しないのでデバイスの品質上問題ない。
Further, the
また、この基板外縁部から1.5〜3.0mmの領域の基板裏面傷を効果的に抑制するために、支持部58の基板載置面77に、全周にわたりリング中心方向に向かって2〜10°のテーパー角度を有するテーパ面となるよう加工を施し、このテーパー面で基板68を支持するようにし、支持部58と基板68との接触面積を減少させるようにしている。またスリップは基板裏面の傷の深さを浅くすることでも抑制できるので、支持部58の基板載置面77の摩擦抵抗を減らす為に、基板載置面77に表面粗度(Ra)が0.1μm以下、好ましくは0.03μm以下となるような鏡面加工を施している。なお、ここでRaとは算術平均粗さをいう
Further, in order to effectively suppress the substrate back surface scratch in the region of 1.5 to 3.0 mm from the outer edge portion of the substrate, the
また、図5に示すように、支持部58の基板載置面77側(支持部58の上面側)には、基板68を基板保持プレート32から支持部58に移載する場合、基板保持プレート32が支持部58に干渉せずに通過できるよう第1の凹部(切り欠き部)75が設けられている。すなわち、支持部58の基板載置面77側の基板移載機26と対向する側(前面側)とその反対側(背面側)の2箇所は、基板保持プレート32との干渉を避けるよう切り欠かれている。
Further, as shown in FIG. 5, when the
また、支持部58の基板載置面77と反対側(支持部58の底面側)には、本体部56の載置部66に対応するように第2の凹部(切り欠き部)74が設けられている。すなわち支持部58の底面側の載置部66に対応する4箇所には、載置部66の爪形状に合うように切り欠き加工が施されている。この第2の凹部74と載置部66を嵌合させるようにして支持部58を本体部56で支持するようにしている。こうすることにより、支持部58に基板保持プレート32が干渉せずに通過できるスペースを確保したまま、支持部58と載置部66との合計の厚さを薄くすることができる。従って、第2の凹部74の高さ分だけ基板ピッチ間隔を狭くすることができ、一度に処理する基板68の処理枚数を増やすことができる。例えば、1バッチ当たりの基板処理枚数を75枚以上にするには、基板保持体30に支持した各基板68間の間隔(基板ピッチ間隔)を7.5〜12mmにする必要があるが、上記実施例のように支持部58に第2の凹部74を設け載置部66と嵌合させて支持部58と載置部66との合計の厚さを薄くすることで実現できる。また、第2の凹部74に載置部66を嵌合させることにより載置部66に対する支持部58の位置決めを行うことができ、支持部58の位置を安定させることができる。この場合、第2の凹部74と載置部66との間には、熱膨張を考慮して若干の隙間を形成してもよい。即ち、支持部58の基板載置面77と反対側に、載置部66と嵌合する凹部(凹型の切り欠け)74を設けることにより、基板ピッチ間隔を最小限に抑えることができると共に、載置部66と支持部58との位置決めを行うことができる。
Further, on the side opposite to the
尚、本実施例1における支持部58(リング状部材)は、内径を294mm以上基板径未満、外径を303〜305mmとするのが好ましい。また、リング状部材の製作上、支持部58の高さ(厚さ)は8mm以上とするのが好ましい。また、基板68と支持部58との接触部分の熱容量差を最小限にするために、支持部58の基板載置面77の幅を3mm程度、支持部58の高さを8mm程度とするのが好ましい。
In addition, as for the support part 58 (ring-shaped member) in the present Example 1, it is preferable that an internal diameter is 294 mm or more and less than a substrate diameter, and an outer diameter is 303-305 mm. Moreover, it is preferable that the height (thickness) of the
次に第2の実施例における基板支持体30について詳述する。本体部56の構成は実施例1と同一なのでここでは説明を省略する。
Next, the
図6に第2の実施例における支持部58を示す。図6は支持部58の概略斜視図である。図6に示されるように、支持部58は一部が切り欠かれた略Cの文字形状をしたリング状部材(C型 Ring形状)として構成されている。即ち、基板保持プレート32が支持部58に干渉せずに通過できるようリング状部材の前面をカットした開口部79、及び、リング状部材の背面側に基板保持プレート32を逃げるように出っ張りを設けた凸部(出っ張り部)78を有したOpen Ring形状をしている。第1の実施例における支持部58は基板保持プレート32が通過できる分だけ支持部58の高さが必要だったのに対し、第2の実施例における支持部58は基板保持プレート32が通過できる分の高さを省略することができる。従って、第2の実施例における支持部58は第1の実施例における支持部58よりも高さを低くすることができるので、支持部58と載置部66との合計の厚さをより薄くすることができ、基板保持ピッチ間隔をさらに小さくすることができる。尚、上述の第2の実施例における支持部58において、第1の実施例における支持部58の場合と同様に基板載置面77にテーパ面を有するように加工を施してもよく、また鏡面加工を施してもよく、また基板載置面77と反対側の面に第1の実施例の様な凹部74を設け載置部66に対する支持部58の位置を安定させるとともに基板保持ピッチ間隔をさらに狭くするようにしてもよい。
FIG. 6 shows a
尚、本実施例2における支持部58(C型リング状部材)は、内径を294mm以上基板径未満、外径を303〜305mmとするのが好ましい。また、C型リング状部材の製作上、支持部58の高さ(厚さ)は3mm以上とするのが好ましい。また、基板68と支持部58との接触部分の熱容量差を最小限にするために、支持部58の基板載置面77の幅を3mm程度、支持部58の高さを3〜8mm程度とするのが好ましい。
In addition, it is preferable that the support part 58 (C-type ring-shaped member) in the second embodiment has an inner diameter of 294 mm or more and less than the substrate diameter and an outer diameter of 303 to 305 mm. Moreover, it is preferable that the height (thickness) of the
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。 In the description of the above embodiment and examples, a batch-type apparatus for heat-treating a plurality of substrates was used as the heat treatment apparatus, but the present invention is not limited to this, and a single-wafer type is used. Also good.
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。 The heat treatment apparatus of the present invention can also be applied to a substrate manufacturing process.
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。 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.
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。 First, oxygen ions are implanted into the single crystal silicon wafer by an ion implantation apparatus or the like. Thereafter, the wafer into which oxygen ions are implanted is annealed at a high temperature of 1300 ° C. to 1400 ° C., for example, 1350 ° C. or more, for example, in an Ar, O 2 atmosphere using the heat treatment apparatus of the above embodiment. By these processes, a SIMOX wafer in which a SiO 2 layer is formed inside the wafer (an SiO 2 layer is embedded) is produced.
また、SIMOXウエハの他、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程度以上の高温でアニールすることとなる。これによりIC(集積回路)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。 In addition to the SIMOX wafer, it is also possible to apply the heat treatment apparatus of the present invention to one step of the manufacturing process of the hydrogen anneal wafer. In this case, the wafer is annealed at a high temperature of about 1200 ° C. or higher 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 (integrated circuit) is formed can be reduced, and crystal integrity can be improved.
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。 In addition, the heat treatment apparatus of the present invention can be applied to one step of the epitaxial wafer manufacturing process.
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。 Even in the case of performing the high-temperature annealing process performed as one step of the substrate manufacturing process as described above, the occurrence of the substrate slip can be prevented by using the heat treatment apparatus of the present invention.
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。
The heat treatment apparatus of the present invention can also be applied to a semiconductor device manufacturing process.
In particular, a heat treatment process performed at a relatively high temperature, for example, a thermal oxidation process such as wet oxidation, dry oxidation, hydrogen combustion oxidation (pyrogenic oxidation), HCl oxidation, boron (B), phosphorus (P), arsenic (As ), An antimony (Sb) or other impurity (dopant) is preferably applied to a thermal diffusion process for diffusing the semiconductor thin film.
Even in the case of performing a heat treatment step as one step of such a semiconductor device manufacturing step, the occurrence of slip can be prevented by using the heat treatment apparatus of the present invention.
10 熱処理装置
30 基板支持体
56 本体部
58 支持部
66 載置部
68 基板
74 第2の凹部
75 第1の凹部
77 基板載置面
DESCRIPTION OF
Claims (17)
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、前記基板のエッジからデバイス作製領域に至るまでの領域に対応する裏面部分においてのみ基板と接触するよう構成されてなることを特徴とする熱処理装置。 In a heat treatment apparatus for heat treatment in a state where the substrate is supported by the substrate support,
The substrate support includes a main body portion and a support portion provided on the main body portion and in contact with the substrate, and the support portion corresponds to a region from an edge of the substrate to a device manufacturing region. A heat treatment apparatus configured to be in contact with a substrate only at a back surface portion.
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、前記基板のエッジから1.5〜3mmの領域においてのみ基板と接触するよう構成されてなることを特徴とする熱処理装置。 In a heat treatment apparatus for heat treatment in a state where the substrate is supported by the substrate support,
The substrate support includes a main body portion and a support portion that is provided on the main body portion and comes into contact with the substrate, and the support portion is attached to the substrate only in an area of 1.5 to 3 mm from the edge of the substrate. A heat treatment apparatus configured to be in contact with each other.
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、基板と同心円状のリング状部材または一部が切り欠かれたリング状部材からなり、リング状部材または一部が切り欠かれたリング状部材の内径が294mm以上、基板径未満であることを特徴とする熱処理装置。 In a heat treatment apparatus for heat treatment in a state where the substrate is supported by the substrate support,
The substrate support body has a main body portion and a support portion provided on the main body portion and in contact with the substrate. The support portion has a ring-shaped member concentric with the substrate or a part of which is cut away. A heat treatment apparatus comprising: a ring-shaped member, wherein the inner diameter of the ring-shaped member or a ring-shaped member partially cut away is 294 mm or more and less than a substrate diameter.
基板のエッジからデバイス作製領域に至るまでの領域に対応する裏面部分においてのみ基板と接触するよう構成されてなる支持部により基板を支持する工程と、
基板を前記支持部により支持した状態で熱処理する工程と、
熱処理後の基板を処理室より搬出する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 Carrying the substrate into the processing chamber;
A step of supporting the substrate by a support portion configured to come into contact with the substrate only at the back surface portion corresponding to the region from the edge of the substrate to the device manufacturing region;
Heat treatment in a state where the substrate is supported by the support portion;
A step of unloading the substrate after the heat treatment from the processing chamber;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
基板のエッジから1.5〜3mmの領域においてのみ基板と接触するよう構成されてなる支持部により基板を支持する工程と、
基板を前記支持部により支持した状態で熱処理する工程と、
熱処理後の基板を処理室より搬出する工程と、
を有することを特徴とする基板の製造方法。 Carrying the substrate into the processing chamber;
Supporting the substrate by a support portion configured to contact the substrate only in an area of 1.5 to 3 mm from the edge of the substrate;
Heat treatment in a state where the substrate is supported by the support portion;
A step of unloading the substrate after the heat treatment from the processing chamber;
A method for manufacturing a substrate, comprising:
内径が294mm以上、基板径未満であるリング状部材により基板を支持する工程と、
基板を前記リング状部材により支持した状態で熱処理する工程と、
熱処理後の基板を処理室より搬出する工程と、
を有することを特徴とする基板処理方法。
Carrying the substrate into the processing chamber;
A step of supporting the substrate by a ring-shaped member having an inner diameter of 294 mm or more and less than the substrate diameter;
Heat-treating the substrate while being supported by the ring-shaped member;
A step of unloading the substrate after the heat treatment from the processing chamber;
A substrate processing method comprising:
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2003
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