JP2008078427A - Heat treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウエハやガラス基板等の基板を処理するための熱処理装置に関するものである。 The present invention relates to a heat treatment apparatus for processing a substrate such as a semiconductor wafer or a glass substrate.
この種の熱処理装置の処理室において処理ガスが導入される反応管、基板を支持する支持具及び炉口部からの放熱(熱に逃げ)を抑制する断熱板等が配設されたものが知られている。これら処理室内に配設された各部材の表面(内部)には金属元素が付着(含有)しており、この金属元素による基板の汚染が問題となっている。基板を汚染する金属元素が処理室内に存在する要因は、母材の純度(金属元素の含有率)、ガスの純度、処理する基板の洗浄度、処理室周辺部からの混入など多岐に渡る。そこで、基板の裏面に欠陥層を設け、この欠陥層に金属元素を取り込む(ゲッタリングする)ことで、金属元素の濃度を低減させるものが知られている。 It is known that a reaction tube into which a processing gas is introduced in a processing chamber of this type of heat treatment apparatus, a support that supports the substrate, and a heat insulating plate that suppresses heat radiation (escapes to heat) from the furnace port are provided. It has been. A metal element adheres (contains) to the surface (inside) of each member disposed in these processing chambers, and contamination of the substrate by this metal element is a problem. Factors in which the metal element that contaminates the substrate is present in the processing chamber are various, such as the purity of the base material (content ratio of the metal element), the purity of the gas, the degree of cleaning of the substrate to be processed, and contamination from the periphery of the processing chamber. Therefore, it is known that a defect layer is provided on the back surface of the substrate, and the metal element is taken into the defect layer (gettering) to reduce the concentration of the metal element.
しかしながら、上記の技術においては、基板に機能層である欠陥層を形成させるため、特別な基板処理工程を必要とし、基板や半導体装置の製造工程が増加するとの問題があった。 However, the above-described technique has a problem that a special substrate processing step is required to form a defective layer, which is a functional layer, on the substrate, and the number of manufacturing steps for the substrate and the semiconductor device is increased.
本発明の目的は、基板や半導体装置の製造工程を増加させることなく、金属元素による基板の汚染を低減させる熱処理装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus that reduces contamination of a substrate by a metal element without increasing the number of manufacturing steps of the substrate and semiconductor device.
本発明の第1の特徴とするところは、基板を処理する処理室と、この処理室内で基板を支持する支持具とを有し、前記支持具は基板と接触して基板を支持するサセプタと、このサセプタを支持する本体部とを有し、このサセプタの表面の少なくとも一部には欠陥層が設けられている熱処理装置にある。 The first feature of the present invention includes a processing chamber for processing a substrate, and a support for supporting the substrate in the processing chamber, and the support is in contact with the substrate and supports the substrate. The heat treatment apparatus has a main body portion that supports the susceptor, and a defect layer is provided on at least a part of the surface of the susceptor.
本発明の第2の特徴とするところは、基板を処理する処理室と、この処理室内で基板を支持する支持具とを有し、前記支持具は基板と接触して基板を支持するサセプタと、このサセプタを支持する本体部とを有し、このサセプタの表面の少なくとも一部には金属元素を取り込む捕捉部が設けられている熱処理装置にある。 The second feature of the present invention is that it has a processing chamber for processing a substrate and a support for supporting the substrate in the processing chamber, and the support is in contact with the substrate and supports the substrate. And a main body portion that supports the susceptor, and at least a part of the surface of the susceptor is provided with a capturing portion that takes in a metal element.
好適には、前記本体部は爪部を有し、前記サセプタは該爪部により支持される。 Preferably, the main body portion has a claw portion, and the susceptor is supported by the claw portion.
好適には、基板を移載する移載手段を有し、前記サセプタは該移載手段により移載可能な形状である。 Preferably, it has transfer means for transferring a substrate, and the susceptor has a shape that can be transferred by the transfer means.
好適には、前記移載手段は前記サセプタと前記基板とを同時に移載可能である。 Preferably, the transfer means can transfer the susceptor and the substrate simultaneously.
好適には、前記移載手段は前記基板と前記サセプタとを順次移載可能である。 Preferably, the transfer means can sequentially transfer the substrate and the susceptor.
好適には、前記サセプタの母材は石英、単結晶シリコン、多結晶シリコン、炭化珪素、シリコン含浸炭化珪素及びカーボンからなる群から選択される少なくとも一つから構成される。 Preferably, the base material of the susceptor is composed of at least one selected from the group consisting of quartz, single crystal silicon, polycrystalline silicon, silicon carbide, silicon-impregnated silicon carbide, and carbon.
好適には、前記欠陥層は多結晶シリコン、窒化シリコン及び酸化シリコンからなる群から選択される少なくとも一つから構成される膜がコーティングされてなる。 Preferably, the defect layer is coated with a film composed of at least one selected from the group consisting of polycrystalline silicon, silicon nitride, and silicon oxide.
好適には、前記欠陥層は多結晶シリコン、窒化シリコン及び酸化シリコンからなる群から選択される異なる種類の膜種で多層にコーティングされてなる。 Preferably, the defect layer is coated in multiple layers with different types of film selected from the group consisting of polycrystalline silicon, silicon nitride and silicon oxide.
好適には、前記欠陥層は薬液及びドライエッチングの少なくとも一方により除去可能である。 Preferably, the defective layer can be removed by at least one of a chemical solution and dry etching.
好適には、前記欠陥層はサンドブラスティング、ラッピング、レーザ照射及びイオン注入からなる群から選択される少なくとも一つの処理が施されてなる。 Preferably, the defect layer is subjected to at least one treatment selected from the group consisting of sandblasting, lapping, laser irradiation, and ion implantation.
好適には、前記サセプタが取り込んだ金属元素を低減してリフレッシュさせる塩素系ガスまたは還元性ガスを前記処理室へ導入するガス導入路を有する。 Preferably, a gas introduction path for introducing a chlorine-based gas or a reducing gas that reduces and refreshes the metal element taken in by the susceptor into the processing chamber is provided.
好適には、前記塩素系ガスまたは還元性ガスは塩化水素、ジクロロエチレン及び水素からなる群から選択される少なくとも一つのガスである。 Preferably, the chlorine-based gas or reducing gas is at least one gas selected from the group consisting of hydrogen chloride, dichloroethylene, and hydrogen.
本発明によれば、サセプタの表面の少なくとも一部に欠陥層が設けられているので、この欠陥層により金属元素を取り込むことができ、該金属元素による基板の汚染を低減させることができる。 According to the present invention, since the defect layer is provided on at least a part of the surface of the susceptor, the metal element can be taken in by the defect layer, and contamination of the substrate by the metal element can be reduced.
次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1に、本発明の実施の形態に係る熱処理装置10の一例を示す。この熱処理装置10は、バッチ式縦型熱処理装置であり、主要部が配置される筺体12を有する。この筺体12の正面側には、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には、例えば25枚の被処理基板としてのウエハが収納され、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 an example of a
筺体12内の正面側であって、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。ポッド棚20はポッドオープナ22の上方に配置され、基板枚数検知器24はポッドオープナ22に隣接して配置される。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内の基板の枚数が基板枚数検知器24により検知される。
A
さらに、筺体12内には、移載手段としての基板移載機26、ノッチアライナ28及び支持具としての基板支持具(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(ツイーザ)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及び基板支持具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。
Furthermore, a
さらに、筺体12内の背面側上部には反応炉40が配置されている。この反応炉40内に、複数枚の基板を装填した基板支持具30が搬入され熱処理が行われる。
Further, a
図2に反応炉40の一例を示す。この反応炉40は、炭化珪素(SiC)製の反応管42を有する。この反応管42は、上端部が閉塞され下端部が開放された円筒形状をしており、開放された下端部はフランジ状に形成されている。この反応管42の下方には反応管42を支持するよう石英製のアダプタ44が配置される。このアダプタ44は上端部と下端部が開放された円筒形状をしており、開放された上端部と下端部はフランジ状に形成されている。アダプタ44の上端部フランジの上面に反応管42の下端部フランジの下面が当接している。この反応管42とアダプタ44により反応容器43が形成されている。この反応容器43は基板を処理する処理炉41を有し、また、反応容器43のうち、アダプタ44を除いた反応管42の周囲には、ヒータ46が配置されている。
An example of the
反応管42とアダプタ44により形成される反応容器43の下部は、基板支持具30を挿入するために開放され、この開放部分(炉口部)は炉口シールキャップ48がOリングを挟んでアダプタ44の下端部フランジの下面に当接することにより密閉されるようにしてある。炉口シールキャップ48は基板支持具30を支持し、基板支持具30と共に昇降可能に設けられている。炉口シールキャップ48と基板支持具30との間には、石英製の第1の断熱部材52と、この第1の断熱部材52の上部に配置された炭化珪素(SiC)製の第2の断熱部材50とが設けられている。基板支持具30は、後述するサセプタ80を介して多数枚、例えば25〜100枚の基板54を略水平状態で隙間をもって多段に支持し、反応管42(処理室41)内に装填される。このように、基板支持具30は、処理炉41内で後述するサセプタ80を介して基板54を支持するようになっている。
The lower part of the
1200℃以上の高温での処理を可能とするため、反応管42は炭化珪素(SiC)製としてある。このSiC製の反応管42を炉口部まで延ばし、この炉口部をOリングを介して炉口シールキャップでシールする構造とすると、SiC製の反応管を介して伝達された熱によりシール部まで高温となり、シール材料であるOリングを溶かしてしまうおそれがある。Oリングを溶かさないようSiC製の反応管42のシール部を冷却すると、SiC製の反応管42が温度差による熱膨張差により破損してしまう。そこで、反応容器43のうちヒータ46による加熱領域をSiC製の反応管42で構成し、ヒータ46による加熱領域から外れた部分を石英製のアダプタ44で構成することで、SiC製の反応管42からの熱の伝達を和らげ、Oリングを溶かすことなく、また反応管42を破損することなく炉口部をシールすることが可能となる。また、SiC製の反応管42と石英製のアダプタ44とのシールは、双方の面精度を良くすれば、SiC製の反応管42はヒータ46の加熱領域に配置されているため温度差が発生せず、等方的に熱膨張する。よって、SiC製の反応管42下端部のフランジ部分は平面を保つことができ、アダプタ44との間に隙間ができないので、SiC製の反応管42を石英製のアダプタ44に載せるだけでシール性を確保することができる。
In order to enable processing at a high temperature of 1200 ° C. or higher, the
アダプタ44には、アダプタ44と一体にガス供給口56とガス排気口59とが設けられている。ガス供給口56にはガス導入管60が、ガス排気口59には排気管62がそれぞれ接続されている。
The
アダプタ44の内壁は反応管42の内壁よりも内側にあり(突出しており)、アダプタ44の側壁部(肉厚部)には、ガス供給口56と連通し、垂直方向に向かうガス導入経路64が設けられ、その上部にはノズル取付孔が上方に開口するように設けられている。このノズル取付孔は、反応管42の内部におけるアダプタ44の上端部フランジ側の上面に開口しており、ガス供給口56およびガス導入経路64と連通している。このノズル取付孔にはノズル66が挿入され固定されている。すなわち、反応管42内部におけるアダプタ44の反応管42の内壁よりも内側に突出した部分の上面にノズル66が接続され、このアダプタ44の上面によりノズル66が支持されることとなる。この構成により、ノズル接続部は熱で変形しにくく、また破損しにくい。また、ノズル66とアダプタ44の組立て、解体が容易になるというメリットもある。ガス導入管60からガス供給口56に導入された処理ガスは、アダプタ44の側壁部に設けられたガス導入経路64、ノズル66を介して反応管42(処理室41)内に供給される。なお、ノズル66は、反応管42の内壁に沿って基板配列領域の上端よりも上方、すなわち基板支持具30の上端よりも上方まで延びるように構成される。
なお、ガス導入管60、ガス供給口56、ガス導入経路64及びノズル66は、後述する還元ガスを処理室41へ導入するガス導入路としても用いられる。
The inner wall of the
The
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。
なお、以下の説明において、熱処理装置を構成する各部の動作はコントローラ70により制御される。
Next, the operation of the
In the following description, the operation of each part constituting the heat treatment apparatus is controlled by the
まず、ポッドステージ14に複数枚の基板54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54の枚数を検知する。
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54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54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54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54を取り出し、基板支持具30に移載する。
Next, the
このようにして、1バッチ分の基板54を基板支持具30に移載すると、例えば600℃程度の温度に設定された反応炉40(処理室41)内に複数枚の基板54を装填した基板支持具30を装入し、炉口シールキャップ48により反応炉40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60からガス導入口56、アダプタ44側壁部に設けられたガス導入経路64、及びノズル66を介して反応管42(処理室41)内に処理ガスを導入する。処理ガスには、窒素(N2)、アルゴン(Ar)、水素(H2)、酸素(O2)等が含まれる。基板54を熱処理する際、基板54は例えば1200℃程度以上の温度に加熱される。
In this way, when one batch of the
基板54の熱処理が終了すると、例えば炉内温度を600℃程度の温度に降温した後、熱処理後の基板54を支持した基板支持具30を反応炉40(処理室41)からアンロードし、基板支持具30に支持された全ての基板54が冷えるまで、基板支持具30を所定位置で待機させる。次に、待機させた基板支持具30の基板54が所定温度まで冷却されると、基板移載機26により、基板支持具30から基板54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54が収容されたポッド16をポッド棚20、またはポッドステージ14に搬送して一連の処理が完了する。
When the heat treatment of the
次に基板支持具30及びサセプタ80を図3乃至5に基づいて説明する。
図3に基板支持具30の一例が示されている。基板支持具30は、サセプタ80と、このサセプタ80を支持する本体部(支柱)76とを有する。本体部76は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱部材からなり、上板72と下板74とを接続し、複数(本実施形態においては3本)設けられている。爪部78は、3本の本体部76のそれぞれに設けられており、内側に突出するよう多数形成されている。
Next, the
An example of the
図4にも示すように、サセプタ80は、基板54よりも大きな径を有する円形状に形成され、本体部76、76、76の爪部78、78、78に支持されており、基板54と接触して該基板54を支持している。このサセプタ80には、例えば4〜10mm程度の厚さを有する凸部82が形成されており、該サセプタ80と基板54のエッジ部とが接触しないようになっている。
As shown in FIG. 4, the
サセプタ80は、作業者により、又は基板移載機26のアーム32(図1に示す)により、基板支持具30に移載されるようになっている。なお、基板54を支持した状態でサセプタ80を基板支持具30に移載、すなわち基板54とサセプタ80とを同時に移載してもよいし、サセプタ80を基板支持具30に支持させた後、基板54をサセプタ80上に移載するようにしてもよい。
The
図5に示すように、サセプタ80は、母材80aを有し、該母材80aの表面の少なくとも一部に金属元素を取り込む捕捉部としての欠陥層84が設けられている。母材80aは、純度の高い(例えば金属元素の含有率がppb(part per billion)レベルの濃度である)石英、単結晶シリコン(Si)、多結晶シリコン(Si)、炭化珪素(SiC)、シリコン含浸炭化珪素(Si含浸SiC)及びカーボン等から構成されている。
As shown in FIG. 5, the
欠陥層84は、欠陥を多く有する膜からなる。具体的には、欠陥層84は、多結晶シリコン、窒化シリコン(SiNx)及び酸化シリコン(SiOx)からなる群から選択される少なくとも1つから構成される膜からなり、母材80aの表面にコーティング(堆積)されている。この膜は、多結晶シリコン、窒化シリコン及び酸化シリコンからなる群から選択される異なる種類の膜種で多層にコーティングされていてもよい。なお、これらの膜は例えばCVD法やスパッタ法で形成することができる。
The
また、欠陥層84は、母材80aの表面に機械的に導入された欠陥を多く有する層であってもよい。具体的には、欠陥層84は、サンドブラスティング、ラッピング、レーザ照射及びイオン注入等の処理で、母材80a表面に欠陥が導入されることにより構成される。
The
また、欠陥層84は、上述した膜と機械的に導入された欠陥を多く有する層とを複合したものであってもよい。例えば、母材80a表面に多結晶シリコン膜をコーティングし、該多結晶シリコン膜に機械的に欠陥を導入するようにしてもよい。
The
なお、欠陥層84は、図5(a)に示すように、母材80aの全面に設けてもよく、図5(b)に示すように、母材80aの表面のみに設けてもよい。
The
このように、本発明の熱処理装置10によれば、サセプタ80の表面の少なくとも一部に欠陥層84が設けられているので、該欠陥層84により金属元素を取り込む(ゲッタリングする)ことができ、該金属元素による基板54の汚染を低減させることができる。また、基板の裏面に欠陥層を形成させた場合には、基板や半導体デバイスの製造工程中に該欠陥層を形成させるための工程を必要とするのに対し、本発明の基板処理装置10によれば、基板や半導体デバイスの製造工程を増加させることがない。
Thus, according to the
図6(a)に本実施形態の第1の変形例が示されている。図6(a)に示すように、本変形例におけるサセプタ80は、例えば凸部82と他の部分との二つの部材(第1の部材80b、第2の部材80c)に分割される分割タイプなっている。これら二つの部材は同一の材質でもよく、又は異なる材質でもよい。
FIG. 6A shows a first modification of the present embodiment. As shown in FIG. 6A, the
図6(b)に本実施形態の第2の変形例が示されている。図6(b)に示すように、本変形例におけるサセプタ80は、該サセプタ80の表面と裏面とを貫通する貫通穴80dを有する。この貫通穴80dは、中心部に1つ設けるようにしてもよいし、複数設けるようにしてもよい。このように、サセプタ80に貫通穴80dを形成することにより、基板載置時において基板54とサセプタ80との間の空気を貫通穴80bを通じてスムーズに逃がすことができ、基板54の滑りを防止することができる。
FIG. 6B shows a second modification of the present embodiment. As shown in FIG. 6B, the
本発明の第2の実施形態を図7に基づいて説明する。
図7に示すように、本実施形態におけるサセプタ80は、母材80aの表面にSiO2層86を形成し、該SiO2層上に欠陥層84が形成されている。サセプタ80をこのような構成とすると、金属元素の取り込み(ゲッタリング)能力が低下したサセプタ80を再利用することができる。すなわち、欠陥層84である多結晶シリコン層は、熱処理を繰り返すことでゲッタリング能力が低下することが考えられる。このとき、この欠陥層及びSiO2層を除去(エッチング)し、母材80a表面に再度新たな層を形成することでゲッタリング能力を回復させることができる。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 7, in the
ここで、欠陥層84及びSiO2層86の除去方法の一例を説明する。サセプタ80は、例えば単結晶シリコンの母材80a表面にSiO2層86を形成し、該SiO2層上に欠陥層84としての多結晶シリコンが形成されている。まず、ゲッタリング能力が低下した多結晶シリコン層を所定の薬液を用いて除去する。このとき、多結晶シリコン層が完全に除去されたか否か(エッチング終点)を判定するには、多結晶シリコン層のエッチングが終えるところに見られるSiO2層の干渉縞を利用することができる。続いて、SiO2層を所定の薬液(例えば母材80aにダメージを与えないフッ酸溶液等)で除去し、母材80aの表面を出す。
なお、ドライエッチングにより欠陥層84及びSiO2層86を除去するようにしてもよい。
Here, an example of a method for removing the
Note that the
なお、上記のように、欠陥層の除去、母材80aへの新たな欠陥層の形成を行うことなく、欠陥層にゲッタリングされた金属元素を低減してリフレッシュさせることで、欠陥層のゲッタリング能力を回復させる方法もある。以下、欠陥層84に取り込まれた(ゲッタリングされた)金属元素を低減する方法の一例を説明する。
As described above, the getter of the defect layer can be refreshed by reducing and refreshing the metal element gettered to the defect layer without removing the defect layer and forming a new defect layer on the
ゲッタリング能力が低下したサセプタ80を基板支持具30に支持し、処理室41へ入れる。続いて、処理室41内にガス導入経路(ガス導入管60、ガス供給口56、ガス導入経路64及びノズル66)を介して塩素系ガスや還元性(金属酸化物を還元させる)ガスを導入する。塩素系ガスとしては、塩化水素ガス(HCl)やジクロロエチレンガス(C2H2Cl2,略称DCE)等が、還元性ガスとしては、水素(H2)ガス等が用いられる。これにより、金属元素をサセプタ40の表面に逆拡散させ、ガス化して排気することにより、欠陥層84内に取り込まれた金属元素を低減させることができる。これにより、サセプタ80のゲッタリング能力を回復させることができる。
The
本発明の第3の実施系形態を図8及び9に基づいて説明する。 A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図8に示すように、本実施形態におけるサセプタ80は、円環状(リング形状)をしており、基板54の外周部を支持するようになっている。このように、サセプタ80をリング形状とし、基板54の外周部を支持するようにしてもよい。
As shown in FIG. 8, the
図9(a)に本実施形態の第1の変形例におけるサセプタ80が示されている。図9(a)に示すように、サセプタ80は、一部が切り欠かれた円環状(C字形状)をしており、基板54の外周部を支持するようになっている。このリング部材80の基板挿入側の一部分には切り欠き部80eが設けられている。この切り欠き部80eにより開放されている部分は、基板移載機26のアーム32の幅よりも大きく形成されており、該アーム32の挿入及び退避が可能なように構成されている。このように、サセプタ80をC字形状とすることで、基板54の挿入及び退避をスムーズに行なうことができる。
FIG. 9A shows a
図9(b)に本実施形態の第2の変形例におけるサセプタ80が示されている。図9(b)に示すように、サセプタ80は、円環状(リング形状)をしており、基板54の外周部を支持するようになっている。また、サセプタ80の基板移載機26のアーム32が挿入される部分には、該アーム32を退避させることが可能な凹部80fが設けられている。すなわち、凹部80fの幅はアーム32の幅よりも大きく形成され、凹部80fの深さ方向の大きさはアーム32の厚さよりもやや大きく形成されており、アーム32の挿入及び退避が可能なように構成されている。このように、サセプタ80をリング形状とし、さらに凹部80fを設けることで、基板54の挿入及び退避がスムーズに行なえるとともにサセプタ80の強度を維持することができる。
FIG. 9B shows a
本発明の第4の実施形態におけるサセプタ80を図10に基づいて説明する。
図10に示すように本実施形態におけるサセプタ80は、基板54とほぼ同一径を有する円形状に形成されており、本体部76の爪部78に支持されている。基板54は、サセプタ80が支持された上部及び下部の爪部78に載置されている。したがって、サセプタ80と基板54とは本体部76の積載方向に沿って交互に積載されている。このように、サセプタ80を基板54とほぼ同一径の円形状、すなわち基板移載機26(図1に示す)により移載可能な形状となっている。したがって、基板移載機26により基板54とサセプタ80とを基板支持具30に対して順次移載することができる。なお、本実施形態においては、サセプタ80は、基板54を支持することはなく、ゲッタリングプレートとして設置される。
A
As shown in FIG. 10, the
なお、上記実施の形態の説明においては、一度に複数枚の基板を熱処理するバッチ式の熱処理装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、枚葉式のものであってもよい。 In the description of the above embodiment, a batch-type heat treatment apparatus that heat-treats a plurality of substrates at a time is used, but the present invention is not limited to this, and is a single-wafer type. 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。
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。
The heat treatment apparatus of the present invention can also be applied to a substrate manufacturing process.
An example in which the heat treatment apparatus of the present invention is applied to one step of a manufacturing process of 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の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 higher, 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 the SiO 2 layer is formed inside the wafer (the SiO 2 layer is embedded) is manufactured.
また、SIMOXウエハの他、水素アニールウエハやAr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、水素雰囲気中もしくはAr雰囲気中で1200℃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。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 to the SIMOX wafer, it is also possible to apply the heat treatment apparatus of the present invention to one step of a manufacturing process of a hydrogen anneal wafer or an Ar anneal wafer. In this case, the wafer is annealed at a high temperature of about 1200 ° C. or higher in a hydrogen atmosphere or an Ar atmosphere using the heat treatment apparatus of the present invention. As a result, crystal defects in the wafer surface layer where an IC (integrated circuit) is formed can be reduced, and crystal integrity can be improved. 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適用することができる。 The heat treatment apparatus of the present invention can be applied even when a high temperature annealing process is performed as one process of the substrate manufacturing process as described above.
本発明の熱処理装置は、半導体装置(デバイス)の製造工程に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。
The heat treatment apparatus of the present invention can also be applied to a semiconductor device (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.
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適用することができる。 The heat treatment apparatus of the present invention can also be applied when performing a heat treatment step as one step of manufacturing a semiconductor device.
本発明は、半導体ウエハやガラス基板等の基板を処理する熱処理装置において、金属元素による基板の汚染を低減させる必要があるものに利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in a heat treatment apparatus for processing a substrate such as a semiconductor wafer or a glass substrate that needs to reduce the contamination of the substrate with a metal element.
10 熱処理装置
30 基板支持具
41 処理室
54 基板
76 本体部
80 サセプタ
84 欠陥層
DESCRIPTION OF
Claims (1)
この処理室内で基板を支持する支持具とを有し、
前記支持具は基板と接触して基板を支持するサセプタと、このサセプタを支持する本体部とを有し、このサセプタの表面の少なくとも一部には欠陥層が設けられていることを特徴とする熱処理装置。 A processing chamber for processing the substrate;
A support for supporting the substrate in the processing chamber;
The support has a susceptor that contacts the substrate and supports the substrate, and a main body that supports the susceptor, and a defect layer is provided on at least a part of the surface of the susceptor. Heat treatment equipment.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2006
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