JP2010283153A - Method for manufacturing semiconductor device, heat treatment apparatus, and member for heat treatment - Google Patents

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<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor device which extends the life of a peeling phenomenon by suppressing the growth of an oxide film of a member in a region for processing a substrate and improve productivity by extending the frequency of maintenance, and provide a heat treatment apparatus and a member for heat treatment. <P>SOLUTION: A method for manufacturing a semiconductor device includes: a process of supplying a nitrogen-containing gas into a reaction vessel having silicon or silicon carbide at least at a part of a surface to nitride at least a part of the surface; a process of conveying the substrate into the reaction vessel; and a process of heat-treating the substrate in the reaction vessel having the nitrided surface. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば半導体ウエハやガラス基板等の熱処理に用いられる半導体装置の製造方法、熱処理装置及び熱処理用部材に関する。   The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method, a heat treatment apparatus, and a heat treatment member used for heat treatment of, for example, a semiconductor wafer and a glass substrate.

半導体デバイスの高性能化を可能とする半導体基板として、SOI(Silicon On Insulator)ウエハが注目を浴びている。これは、SOI構造を採用して単結晶シリコン薄膜下に酸化膜を埋め込むことにより、寄生容量を低減し、動作速度を向上させ、消費電力を抑えることが可能となるためである。この埋め込み酸化膜は数μm以上のものが要求されており、大量のウエハを高温で長時間酸化できるバッチ式高温酸化装置が使用されている。   An SOI (Silicon On Insulator) wafer is attracting attention as a semiconductor substrate that enables high performance of semiconductor devices. This is because by adopting an SOI structure and embedding an oxide film under the single crystal silicon thin film, parasitic capacitance can be reduced, operation speed can be improved, and power consumption can be suppressed. The buried oxide film is required to have a thickness of several μm or more, and a batch type high temperature oxidation apparatus capable of oxidizing a large number of wafers at a high temperature for a long time is used.

従来の反応室構成部材には石英材料を使用しているが、高温、長時間の熱処理により石英材料が変形し、頻繁に炉内構成部材を交換する必要があった。また、光デバイス、センサー、パワーデバイスで使用される埋め込み酸化膜はさらに厚い膜が要求される。この場合、石英部材のライフタイムはさらに短いものとなる。石英材料の変形を防止するために、石英部材をSiC(炭化珪素)、Si(珪素)材料に置き換えた反応室を備えた炉も存在する。しかし、SiC、Si材料を利用した場合、ウエハに埋め込み酸化膜を形成すると同時にSiC、Si材料表面にも酸化膜が成長することとなる。酸化膜がSiC,Si材料上に厚く形成されると、酸化膜とSiC、Si材料との熱膨張差により酸化膜が剥離し、パーティクル発生の原因となる。パーティクルの発生は埋め込み酸化膜形成時に酸化膜への汚染物質混入等が考えられ、膜厚均一性にも悪影響を及ぼすことが考えられる。すなわち、SiC,Si材料を用いた炉内構成で厚い酸化膜を形成する場合に定期的に炉内構成部材の酸化膜を除去する必要がある。   Quartz material is used for the conventional reaction chamber component, but the quartz material is deformed by heat treatment for a long time at a high temperature, and it is necessary to frequently replace the in-furnace component. Further, the buried oxide film used in the optical device, sensor, and power device is required to be thicker. In this case, the lifetime of the quartz member is further shortened. In order to prevent the deformation of the quartz material, there is also a furnace provided with a reaction chamber in which the quartz member is replaced with SiC (silicon carbide) or Si (silicon) material. However, when SiC or Si material is used, an oxide film grows on the surface of the SiC or Si material simultaneously with the formation of the buried oxide film on the wafer. When the oxide film is formed thick on the SiC or Si material, the oxide film is peeled off due to a difference in thermal expansion between the oxide film and the SiC or Si material, which causes generation of particles. The generation of particles may include contamination of the oxide film during the formation of the buried oxide film, which may adversely affect the film thickness uniformity. In other words, when a thick oxide film is formed with an in-furnace structure using SiC or Si material, it is necessary to periodically remove the oxide film of the in-furnace component.

シリコンウエハ等の基板を酸化処理又はアニール処理するために用いられる例えば縦型の熱処理装置であって、処理炉内での使用温度が1000℃程度以上であり、SiC(炭化珪素)製のボートを使用する技術が、また、処理炉内での使用温度が1200℃を超えるものであり、SiC製の反応管とSiC製のガス導入ノズルを用いる技術が知られている。そして、これらの技術であって、SiC製のボート、SiC製の反応管、及びSiC製のガス導入ノズル等のSiC製の部材の表面に、予めCVD法によりSiC膜をコートする技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。   For example, a vertical heat treatment apparatus used to oxidize or anneal a substrate such as a silicon wafer, and the operating temperature in the processing furnace is about 1000 ° C. or more, and a SiC (silicon carbide) boat is used. The technology used is one in which the operating temperature in the processing furnace exceeds 1200 ° C., and a technology using a SiC reaction tube and a SiC gas introduction nozzle is known. These techniques are known in which a SiC film is coated in advance on the surface of a SiC member such as a SiC boat, a SiC reaction tube, and a SiC gas introduction nozzle. (For example, refer to Patent Document 1).

特開平9−235163号公報JP 9-235163 A

しかしながら、SiC、Si部材の表面が晒された状態(SiC(CVD)コーティングされている状態や酸化膜が堆積されている状態も含む)では、母材がすぐに酸化し、SiOに改質してしまう。このSiO膜は、その後のウエットエッチング処理で削れてしまうため、SiC、Si部材の厚みがどんどん薄くなる。その結果、反応容器等のSiC,Si部材の交換頻度が高くなる。また、SiC部材は、母材にFe(鉄),Al(アルミニウム)等の金属成分を含むため、表面のSiC―CVD膜が剥離すると、該金属成分が反応容器内に拡散し、基板が当該金属成分にて汚染されてしまう。また、SiC、Si部材に窒化膜をコーティングした場合に、1,200℃以上の高温では窒化膜が剥がれやすい。 However, when the surface of the SiC or Si member is exposed (including the SiC (CVD) coated state and the oxide film deposited state), the base material is immediately oxidized and modified to SiO 2 . Resulting in. Since the SiO 2 film is scraped by the subsequent wet etching process, the thickness of the SiC or Si member is steadily reduced. As a result, the replacement frequency of SiC and Si members such as the reaction vessel is increased. Further, since the SiC member contains a metal component such as Fe (iron) or Al (aluminum) in the base material, when the SiC-CVD film on the surface is peeled off, the metal component diffuses into the reaction vessel, and the substrate Contaminated with metal components. Further, when a nitride film is coated on a SiC or Si member, the nitride film is easily peeled off at a high temperature of 1,200 ° C. or higher.

本発明の目的は、基板を処理する領域内の部材の酸化膜成長を抑制することで剥離現象を抑制し、部材を延命させ、メンテナンス頻度を延ばし生産性を向上させることができる半導体装置の製造方法、熱処理装置、及び熱処理用部材を提供することにある。   It is an object of the present invention to manufacture a semiconductor device capable of suppressing the peeling phenomenon by suppressing oxide film growth of a member in a region where a substrate is processed, extending the life of the member, extending the maintenance frequency, and improving productivity. It is providing the method, the heat processing apparatus, and the member for heat processing.

本発明の一態様によれば、少なくとも表面の一部にシリコン又は炭化珪素を有する反応容器内に、窒素含有ガスを供給して少なくとも前記表面の一部を窒化させる工程と、前記反応容器内に基板を搬入する工程と、窒化された前記表面を有する前記反応容器内で前記基板を熱処理する工程とを有する半導体装置の製造方法が提供される。   According to one aspect of the present invention, a step of supplying a nitrogen-containing gas into a reaction vessel having silicon or silicon carbide on at least a part of the surface and nitriding at least a part of the surface; There is provided a method for manufacturing a semiconductor device, which includes a step of carrying a substrate and a step of heat-treating the substrate in the reaction vessel having the nitrided surface.

本発明によれば、基板を処理する領域内の部材の酸化膜成長を抑制することで、剥離現象を抑制し、部材を延命させ、メンテナンス頻度を延ばし生産性を向上させることができる半導体装置の製造方法、熱処理装置、及び熱処理用部材を提供することができる。   According to the present invention, a semiconductor device capable of suppressing the oxide film growth of a member in a region where a substrate is processed, suppressing a peeling phenomenon, extending the life of the member, extending the maintenance frequency, and improving the productivity. A manufacturing method, a heat treatment apparatus, and a member for heat treatment can be provided.

本発明の実施形態に係る熱処理装置全体を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the whole heat processing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る熱処理装置に用いられる反応炉を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the reaction furnace used for the heat processing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る熱処理装置に用いられる処理シーケンスの一例を示す。An example of the process sequence used for the heat processing apparatus which concerns on embodiment of this invention is shown. 本発明の実施形態に係る熱処理装置に用いられる反応容器の表面付近を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the surface vicinity of the reaction container used for the heat processing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る(a)は処理シーケンスを示し、(b)は(a)の処理シーケンスを用いて形成された反応容器の表面付近を示す断面図である。(A) concerning the 2nd Embodiment of this invention shows a processing sequence, (b) is sectional drawing which shows the surface vicinity of the reaction container formed using the processing sequence of (a). 本発明の第4の実施形態に係る(a)は処理シーケンスを示し、(b)は(a)の処理シーケンスを用いて形成された反応容器の表面付近を示す断面図である。(A) which concerns on the 4th Embodiment of this invention shows a processing sequence, (b) is sectional drawing which shows the surface vicinity of the reaction container formed using the processing sequence of (a). 本発明の第5の実施形態に係る(a)は処理シーケンスを示し、(b)は(a)の処理シーケンスを用いて形成された反応容器の表面付近を示す断面図である。(A) which concerns on the 5th Embodiment of this invention shows a processing sequence, (b) is sectional drawing which shows the surface vicinity of the reaction container formed using the processing sequence of (a). SiC−CVD膜でコーティングされたSiC部材の断面図であり、表面を酸素雰囲気下に晒した場合の部材の変化を示す。It is sectional drawing of the SiC member coated with the SiC-CVD film | membrane, and shows the change of the member when the surface is exposed to oxygen atmosphere. Si基板上への1回の酸化処理ごとのSiC部材に形成される酸化膜厚との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship with the oxide film thickness formed in the SiC member for every oxidation process on Si substrate. SiC部材上の酸化膜厚と異物発生量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the oxide film thickness on a SiC member, and the foreign material generation amount. SiC部材の表面をSi膜でコーティングした場合のSi膜厚と炉内の温度差との関係を示す。It shows the relationship between the temperature difference the Si 3 N 4 film thickness and the furnace when the surface of the SiC member is coated with the Si 3 N 4 film.

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枚の基板(ウエハ)54(図2参照)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 heat treatment apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. This heat treatment apparatus 10 is a batch type vertical heat treatment apparatus and has a casing 12 in which a main part is arranged. A pod stage 14 is connected to the front side of the housing 12, and the pod 16 is conveyed to the pod stage 14. For example, 25 substrates (wafers) 54 (see FIG. 2) are stored in the pod 16 and set on the pod stage 14 with a lid (not shown) closed.

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54の枚数が基板枚数検知器24により検
知される。
A pod transfer device 18 is disposed on the front side in the housing 12 and at a position facing the pod stage 14. Further, a pod shelf 20, a pod opener 22, and a substrate number detector 24 are arranged in the vicinity of the pod transfer device 18. The pod shelf 20 is disposed above the pod opener 22, and the substrate number detector 24 is disposed adjacent to the pod opener 22. The pod carrying device 18 carries the pod 16 among 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 54 in the pod 16 with the lid opened is detected by the substrate number detector 24.

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54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及び支持具30間で基板54を搬送する。ノッチアライナ28は、基板54に形成されたノッチ又はオリフラを検出して基板54のノッチ又はオリフラを一定の位置に揃えるものである。   Further, a substrate transfer machine 26, a notch aligner 28, and a support tool (boat) 30 are disposed in the housing 12. The substrate transfer machine 26 has an arm (tweezer) 32 that can take out, for example, five substrates 54. By moving this arm 32, a pod placed at the position of the pod opener 22, a notch aligner 28, and The substrate 54 is transferred between the supports 30. The notch aligner 28 detects notches or orientation flats formed on the substrate 54 and aligns the notches or orientation flats of the substrate 54 at a certain position.

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54を装填した支持具30が搬送部としてのエレベータ48a(図2参照)により挿入され熱処理が行われる。   Further, a reaction furnace 40 is disposed at the upper part on the back side in the housing 12. In the reaction furnace 40, the support 30 loaded with a plurality of substrates 54 is inserted by an elevator 48a (see FIG. 2) as a transport unit and subjected to heat treatment.

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。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、反応容器内を加熱する加熱部であるヒータ46が配置されている。   An example of the reaction furnace 40 is shown in FIG. The reaction furnace 40 has a reaction tube 42 made of silicon carbide (SiC). The reaction tube 42 has a cylindrical shape in which the upper end is closed and the lower end is opened, and the opened lower end is formed in a flange shape. A quartz adapter 44 is disposed below the reaction tube 42 so as to support the reaction tube 42. The adapter 44 has a cylindrical shape with an open upper end and a lower end, and the open upper end and the lower end are formed in a flange shape. The lower surface of the lower end flange of the reaction tube 42 is in contact with the upper surface of the upper end flange of the adapter 44. A reaction vessel 43 is formed by the reaction tube 42 and the adapter 44. In addition, a heater 46 that is a heating unit that heats the inside of the reaction vessel is disposed around the reaction tube 42 excluding the adapter 44 in the reaction vessel 43.

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、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、支持具受け部材としての支持具受け53を介して支持具30を支持し、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SiC製の第2の断熱部材50とが設けられている。支持具30は、SiC製であり、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内に装填される。   The lower part of the reaction vessel 43 formed by the reaction tube 42 and the adapter 44 is opened to insert the support 30, and this open part (furnace port part) is an adapter with the furnace port seal cap 48 sandwiching the O-ring. It is made to seal by contacting the lower surface of the lower end flange of 44. The furnace port seal cap 48 supports the support tool 30 via a support tool receiver 53 as a support tool receiving member, and is provided so as to be movable up and down together with the support tool 30. Between the furnace port seal cap 48 and the support 30, there is a first heat insulating member 52 made of quartz and a second heat insulating member 50 made of SiC disposed on the upper portion of the first heat insulating member 52. Is provided. The support 30 is made of SiC, supports a large number of, for example, 25 to 100 substrates 54 in a substantially horizontal state with a plurality of gaps, and is loaded into the reaction tube 42.

1200℃以上の高温での処理を可能とするため、反応管42は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 reaction tube 42 is made of SiC. When this SiC reaction tube 42 is extended to the furnace port portion, and this furnace port portion is sealed with a furnace port seal cap via an O-ring, the seal portion is sealed by the heat transmitted through the SiC reaction tube. The O-ring that is a sealing material may be melted. If the seal part of the reaction tube 42 made of SiC is cooled so as not to melt the O-ring, the reaction tube 42 made of SiC is damaged due to a difference in thermal expansion due to a temperature difference. In view of this, the heating region by the heater 46 of the reaction vessel 43 is configured by the SiC reaction tube 42, and the portion outside the heating region by the heater 46 is configured by the quartz adapter 44, whereby the SiC reaction tube 42 is formed. It is possible to soften the transfer of heat from the furnace and seal the furnace port without melting the O-ring and damaging the reaction tube 42. Further, if the seal between the SiC reaction tube 42 and the quartz adapter 44 is improved in both surface accuracy, a temperature difference occurs because the SiC reaction tube 42 is disposed in the heating region of the heater 46. Without thermal expansion. Therefore, the flange portion at the lower end of the reaction tube 42 made of SiC can be kept flat, and no gap is formed between the adapter 44 and the sealing property can be obtained simply by placing the reaction tube 42 made of SiC on the adapter 44 made of quartz. Can be secured.

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80、81、82、83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。ガス導入管80には、上流側から順に、酸素含有ガス供給部80a、バルブ80b、流量制御器としてのマスフローコントローラ80cが接続されている。ガス導入管81には、上流側から順に、不活性ガス供給部81a、バルブ81b、流量制御器としてのマスフローコントローラ81cが接続されている。ガス導入管82には、上流側から順に、塩素含有ガス供給部82a、バルブ82b、流量制御器としてのマスフローコントローラ82cが接続されている。ガス導入管83には、上流側から順に、窒素含有ガス供給部83a、バルブ83b、流量制御器としてのマスフローコントローラ83cが接続されている。主に、ガス導入管80、酸素含有ガス供給部80a、バルブ80b、マスフローコントローラ80cにより酸化性ガス供給系が構成される。また、主に、ガス導入管81、不活性ガス供給部81a、バルブ81b、マスフローコントローラ81cにより不活性ガス供給系が構成される。また、主に、ガス導入管82、塩素含有ガス供給部82a、バルブ82b、マスフローコントローラ82cにより塩素系ガス供給系が構成される。また、主に、ガス導入管83、窒素含有ガス供給部83a、バルブ83b、マスフローコントローラ83cにより窒化ガス供給系が構成される。酸素含有ガス供給部80aから供給される酸素含有ガスとして、例えばO(酸素)、O(オゾン)、HO(水蒸気)等が用いられる。また、不活性ガス供給部81aから供給される不活性ガスとして、例えばAr(アルゴン)、N(窒素)等が用いられる。また、炉内クリーニングガスとして使用する塩素含有ガス供給部82aから供給される塩素含有ガスとして、HCl(塩化水素)、Cl(塩素)、SiHCl(ジクロロシラン)DCE(ジクロロエチレン)等が用いられる。また、窒素含有ガス供給部83aから供給される窒素含有ガスとして、N(窒素)、NO(一酸化窒素)、NO(一酸化二窒素)、NH(アンモニア)等が用いられる。 The adapter 44 is provided with a gas supply port 56 and a gas exhaust port 59 integrally with the adapter 44. Gas introduction pipes 80, 81, 82, 83 are connected to the gas supply port 56, and an exhaust pipe 62 is connected to the gas exhaust port 59, respectively. An oxygen-containing gas supply unit 80a, a valve 80b, and a mass flow controller 80c as a flow rate controller are connected to the gas introduction pipe 80 in order from the upstream side. An inert gas supply unit 81a, a valve 81b, and a mass flow controller 81c as a flow rate controller are connected to the gas introduction pipe 81 in order from the upstream side. A chlorine-containing gas supply unit 82a, a valve 82b, and a mass flow controller 82c as a flow rate controller are connected to the gas introduction pipe 82 in order from the upstream side. A nitrogen-containing gas supply unit 83a, a valve 83b, and a mass flow controller 83c as a flow rate controller are connected to the gas introduction pipe 83 in order from the upstream side. The oxidizing gas supply system is mainly configured by the gas introduction pipe 80, the oxygen-containing gas supply unit 80a, the valve 80b, and the mass flow controller 80c. Further, an inert gas supply system is mainly configured by the gas introduction pipe 81, the inert gas supply unit 81a, the valve 81b, and the mass flow controller 81c. In addition, a chlorine-based gas supply system is mainly configured by the gas introduction pipe 82, the chlorine-containing gas supply unit 82a, the valve 82b, and the mass flow controller 82c. Further, a nitriding gas supply system is mainly configured by the gas introduction pipe 83, the nitrogen-containing gas supply unit 83a, the valve 83b, and the mass flow controller 83c. For example, O 2 (oxygen), O 3 (ozone), H 2 O (water vapor), or the like is used as the oxygen-containing gas supplied from the oxygen-containing gas supply unit 80a. Further, as the inert gas supplied from the inert gas supply unit 81a, for example, Ar (argon), N 2 (nitrogen) or the like is used. Moreover, as chlorine containing gas supplied from the chlorine containing gas supply unit 82a used as the cleaning gas in the furnace, HCl (hydrogen chloride), Cl 2 (chlorine), SiH 2 Cl 2 (dichlorosilane) , DCE (dichloroethylene), etc. Is used. Further, N 2 (nitrogen), NO (nitrogen monoxide), N 2 O (dinitrogen monoxide), NH 3 (ammonia), or the like is used as the nitrogen-containing gas supplied from the nitrogen-containing gas supply unit 83a.

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及びガス導入経路64と連通している。このノズル取付孔には、SiC製のノズル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80、81、82、83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内に供給される。尚、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。   The inner wall of the adapter 44 is on the inner side (projects) from the inner wall of the reaction tube 42, and the side wall (thick part) of the adapter 44 communicates with the gas supply port 56, and the gas introduction path 64 extends in the vertical direction. The nozzle mounting hole is provided in the upper part so as to open upward. The nozzle mounting hole is opened on the upper surface of the adapter 44 on the upper end flange side inside the reaction tube 42 and communicates with the gas supply port 56 and the gas introduction path 64. A SiC nozzle 66 is inserted and fixed in the nozzle mounting hole. That is, the nozzle 66 is connected to the upper surface of the portion of the adapter 44 that protrudes inward from the inner wall of the reaction tube 42 in the reaction tube 42, and the nozzle 66 is supported by the upper surface of the adapter 44. With this configuration, the nozzle connection portion is not easily deformed by heat and is not easily damaged. Further, there is an advantage that the assembly and disassembly of the nozzle 66 and the adapter 44 are facilitated. The processing gas introduced into the gas supply port 56 from the gas introduction pipes 80, 81, 82, 83 is supplied into the reaction tube 42 through a gas introduction path 64 and a nozzle 66 provided on the side wall of the adapter 44. . The nozzle 66 is configured to extend along the inner wall of the reaction tube 42 above the upper end of the substrate arrangement region, that is, above the upper end of the support 30.

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。
尚、以下の説明において、基板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 heat treatment apparatus 10 configured as described above will be described.
In the following description, the operation of each part constituting the substrate processing apparatus is controlled by the controller 70.

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 pod 16 containing a plurality of substrates 54 is set on the pod stage 14, the pod 16 is transferred from the pod stage 14 to the pod shelf 20 by the pod transfer device 18 and stocked on the pod shelf 20. Next, the pod 16 stocked on the pod shelf 20 is transported and set to the pod opener 22 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 54 accommodated in is detected.

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、支持具30に移載する。   Next, the substrate transfer machine 26 takes out the substrate 54 from the pod 16 at the position of the pod opener 22 and transfers it to the notch aligner 28. In the notch aligner 28, the notch is detected while rotating the substrate 54, and the notches of the plurality of substrates 54 are aligned at the same position based on the detected information. Next, the substrate transfer machine 26 takes out the substrate 54 from the notch aligner 28 and transfers it to the support 30.

このようにして、1バッチ分の基板54を支持具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(反応容器43)内に複数枚の基板54を装填した支持具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、バルブ80bを開き、反応容器43内に酸素含有ガスを導入する。酸素含有ガスは、酸素含有ガス供給部80aからバルブ80b、マスフローコントローラ80cを経て、ガス導入管80からガス供給口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内に処理ガスが導入される(酸化処理工程)。尚、ガス導入は、これに代えて、バルブ80bとバルブ81bとを開き、反応容器43内に酸素含有ガスに加えて不活性ガスを導入してもよい。処理ガスには、窒素(N)、アルゴン(Ar)、水素(H)、酸素(O)、水蒸気(HO)、オゾン(O)等が含まれる。尚、処理ガスの流量は、マスフローコントローラ80c、81cによりあらかじめ設定された流量となるよう制御される。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 substrates 54 is transferred to the support 30, for example, the support having a plurality of substrates 54 loaded in the reaction furnace 40 (reaction vessel 43) set to a temperature of about 600 ° C. 30 is charged, and the inside of the reaction furnace 40 is sealed with a furnace port seal cap 48. Next, the furnace temperature is raised to the heat treatment temperature, the valve 80 b is opened, and the oxygen-containing gas is introduced into the reaction vessel 43. The oxygen-containing gas is supplied from the oxygen-containing gas supply unit 80a through the valve 80b and the mass flow controller 80c, from the gas introduction pipe 80 to the gas supply port 56, the gas introduction path 64 provided in the side wall of the adapter 44, and the nozzle 66. A processing gas is introduced into the reaction tube 42 (oxidation process). Instead of this, the gas 80 may be opened by opening the valve 80b and the valve 81b and introducing an inert gas into the reaction vessel 43 in addition to the oxygen-containing gas. The processing gas includes nitrogen (N 2 ), argon (Ar), hydrogen (H 2 ), oxygen (O 2 ), water vapor (H 2 O), ozone (O 3 ), and the like. Note that the flow rate of the processing gas is controlled to be a preset flow rate by the mass flow controllers 80c and 81c. When the substrate 54 is heat-treated, the substrate 54 is heated to a temperature of, for example, about 1200 ° C. or higher.

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を支持した支持具30を反応炉40からアンロードし、支持具30に支持された全ての基板54が冷えるまで、支持具30を所定位置で待機させる。   When the heat treatment of the substrate 54 is completed, for example, the temperature in the furnace is lowered to a temperature of about 600 ° C., and then the support tool 30 supporting the substrate 54 after the heat treatment is unloaded from the reaction furnace 40 and supported by the support tool 30. The support 30 is kept in a predetermined position until all the substrates 54 are cooled.

次に、待機させた支持具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、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、又はポッドステージ14に搬送して一連の処理(バッチ処理)が完了する。尚、上述した一連の処理を所定回数(所定時間)行った後、または所望のタイミングで反応容器43内のクリーニング(クリーニング工程)を行う。具体的には、以下のようにクリーニング工程を行う。   Next, when the substrate 54 of the support tool 30 that has been put on standby is cooled to a predetermined temperature, the substrate transfer machine 26 takes out the substrate 54 from the support tool 30 and puts it into the empty pod 16 set on the pod opener 22. Transport and store. Next, the pod conveying device 18 conveys the pod 16 containing the substrate 54 to the pod shelf 20 or the pod stage 14 to complete a series of processing (batch processing). In addition, after performing the above-described series of processes a predetermined number of times (predetermined time), or cleaning the inside of the reaction container 43 at a desired timing (cleaning process). Specifically, the cleaning process is performed as follows.

例えば、600℃程度の温度に設定された反応炉40(反応容器43)内に基板54が装填されていない支持具30を挿入し、炉口シールキャップ48により反応容器43内を密閉する。次にバルブ82bを開き、塩素含有ガスを塩素含有ガス供給部82aからバルブ82b、マスフローコントローラ82cを経てガス導入管82からガス供給口56、ガス導入経路64、及びノズル66を介して反応容器43内に導入する。反応容器43内に導入された塩素含有ガスは、ガス排気口59、排気管62を通り排気されることにより反応容器43内に付着もしくは浮遊している重金属、例えば鉄(Fe)、銅(Cu)等をクリーニングする。ここで、塩素含有ガスとして、例えばHCl(塩化水素)、Cl(塩素)、DCE(ジクロロエチレン)等が用いられる。 For example, the support 30 that is not loaded with the substrate 54 is inserted into the reaction furnace 40 (reaction vessel 43) set to a temperature of about 600 ° C., and the reaction vessel 43 is sealed with the furnace port seal cap 48. Next, the valve 82b is opened, and the chlorine-containing gas is supplied from the chlorine-containing gas supply unit 82a to the valve 82b, through the mass flow controller 82c, from the gas inlet pipe 82 to the gas supply port 56, the gas introduction path 64, and the nozzle 66. Introduce in. The chlorine-containing gas introduced into the reaction vessel 43 is exhausted through the gas exhaust port 59 and the exhaust pipe 62, thereby being attached to or floating in the reaction vessel 43, such as heavy metals such as iron (Fe), copper (Cu ) Etc. Here, for example, HCl (hydrogen chloride), Cl 2 (chlorine), DCE (dichloroethylene), or the like is used as the chlorine-containing gas.

熱処理装置10の反応炉40内の基板54が熱処理される領域内では、SiC製の熱処理用部材である部材72(例えば反応管42、支持具30、支持具受け53、第2の断熱部材50及びノズル66等)が用いられているが、基板を処理することで酸化膜を形成すると同時に部材72の表面にも酸化膜が成長することとなる。酸化膜が部材72の表面上に厚く形成されると、酸化膜と部材72との熱膨張差により酸化膜が剥離し、パーティクル発生の原因となる。
本実施形態では、基板を処理する領域内の部材72の酸化膜成長を抑制し、剥離現象の発生を抑制し、部材72を延命させるために反応炉40内での基板処理を開始する前に部材72を予め窒化させる。
In a region where the substrate 54 in the reaction furnace 40 of the heat treatment apparatus 10 is heat treated, a member 72 (for example, the reaction tube 42, the support tool 30, the support tool receiver 53, and the second heat insulating member 50) that is a heat treatment member made of SiC. In addition, an oxide film is formed on the surface of the member 72 at the same time as an oxide film is formed by processing the substrate. When the oxide film is formed thick on the surface of the member 72, the oxide film is peeled off due to a difference in thermal expansion between the oxide film and the member 72, which causes generation of particles.
In this embodiment, before starting the substrate processing in the reaction furnace 40 in order to suppress the oxide film growth of the member 72 in the region where the substrate is processed, suppress the occurrence of the peeling phenomenon, and extend the life of the member 72. The member 72 is previously nitrided.

図3において反応炉40内での基板処理を開始する前、例えば基板処理装置をセットアップ後、反応炉40内で一度も基板処理していない状態もしくは、反応容器43等の反応炉40を構成する部材72をウエット洗浄した後に、予めSiC製の熱処理部材である部材72を窒化させるためのシーケンスを示す。
例えば600℃程度の温度に設定された反応炉40(反応容器43)内に基板が装填されていない空の支持具(ボート)30を挿入し、炉口シールキャップ48により反応容器43内を密閉する。次に、反応容器43内に窒素含有ガスを導入する。具体的には、バルブ83bを開き、反応容器43内に窒素含有ガスを導入する。窒素含有ガスは、窒素含有ガス供給部83aかつバルブ83b、マスフローコントローラ83cを経て、ガス導入管83からガス供給口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を介して反応容器43内に窒素含有ガスが導入される。そして、窒素含有ガスが反応容器43内に充満された状態で炉内温度を例えば1350℃程度まで昇温させる。所定時間1350℃程度を保った状態で窒素含有ガスを供給し続け、炉内温度を例えば600℃程度の温度に降温し、反応容器43内に導入された窒素含有ガスは、ガス排気口59、排気管62を通り排気される。ここで、窒素含有ガスとして、例えばN(窒素)、NO(一酸化二窒素)、NO(一酸化窒素)、NH(アンモニア)等が用いられる。その後、ガス導入管81から不活性ガスが、ガス供給口56、ガス導入経路64、及びノズル66を介して反応容器43内に導入される。反応容器43内に導入された不活性ガスは、ガス排気口59、排気管62を通り排気されることにより反応容器43内から窒素含有ガスを排出し、反応容器43内に充満されたガスを不活性ガスと置換(ガスパージ)する。ここで、不活性ガスとして、例えばAr(アルゴン)、N(窒素)等が用いられる。その後、空の支持具(ボート)30を反応炉40から引き出す。尚、窒素含有ガスとしてN(窒素)を用いる場合には、不活性ガスを反応容器43内に導入し、反応容器43内のガスを置換する必要はない。
In FIG. 3, before starting the substrate processing in the reaction furnace 40, for example, after setting up the substrate processing apparatus, the substrate is not processed in the reaction furnace 40, or the reaction furnace 40 such as the reaction vessel 43 is configured. A sequence for nitriding the member 72 that is a heat treatment member made of SiC in advance after the member 72 is wet-cleaned is shown.
For example, an empty support tool (boat) 30 on which no substrate is loaded is inserted into the reaction furnace 40 (reaction vessel 43) set to a temperature of about 600 ° C., and the reaction vessel 43 is sealed with a furnace port seal cap 48. To do. Next, a nitrogen-containing gas is introduced into the reaction vessel 43. Specifically, the valve 83 b is opened and a nitrogen-containing gas is introduced into the reaction vessel 43. The nitrogen-containing gas passes through the nitrogen-containing gas supply unit 83a, the valve 83b, and the mass flow controller 83c, and from the gas introduction pipe 83 to the gas supply port 56, the gas introduction path 64 provided in the side wall of the adapter 44, and the nozzle 66. A nitrogen-containing gas is introduced into the reaction vessel 43. Then, the furnace temperature is raised to, for example, about 1350 ° C. with the nitrogen-containing gas filled in the reaction vessel 43. The nitrogen-containing gas is continuously supplied for about a predetermined time of about 1350 ° C., the furnace temperature is lowered to, for example, about 600 ° C., and the nitrogen-containing gas introduced into the reaction vessel 43 is supplied to the gas exhaust port 59, The gas is exhausted through the exhaust pipe 62. Here, for example, N 2 (nitrogen), N 2 O (dinitrogen monoxide), NO (nitrogen monoxide), NH 3 (ammonia), or the like is used as the nitrogen-containing gas. Thereafter, an inert gas is introduced from the gas introduction pipe 81 into the reaction vessel 43 through the gas supply port 56, the gas introduction path 64, and the nozzle 66. The inert gas introduced into the reaction vessel 43 is exhausted through the gas exhaust port 59 and the exhaust pipe 62 to discharge nitrogen-containing gas from the reaction vessel 43, and the gas filled in the reaction vessel 43 is discharged. Replace with inert gas (gas purge). Here, for example, Ar (argon), N 2 (nitrogen), or the like is used as the inert gas. Thereafter, an empty support (boat) 30 is pulled out from the reactor 40. When N 2 (nitrogen) is used as the nitrogen-containing gas, it is not necessary to introduce an inert gas into the reaction vessel 43 and replace the gas in the reaction vessel 43.

図4は上述の図3のシーケンスを用いて形成された反応容器43の表面付近の断面が示されている。
上述の作用によれば、反応容器43内のSiC母材90aがSiC―CVD膜(単にSiC膜ともいう)90bでコーティングされた部材72としてのSiC部材90の表面は窒化されてSiCNもしくはSiCON(シリコン炭窒化と総称する)90c、またはこれらが混在するものに改質される。
FIG. 4 shows a cross section near the surface of the reaction vessel 43 formed by using the sequence of FIG. 3 described above.
According to the above-described operation, the surface of the SiC member 90 as the member 72 in which the SiC base material 90a in the reaction vessel 43 is coated with the SiC-CVD film (also simply referred to as the SiC film) 90b is nitrided to form SiCN or SiCON ( 90c), or a mixture of these.

なお、本実施の形態においては、ガス供給口56にガス導入管83が接続され、窒素含有ガスが他の処理ガスと同様、ガス導入経路64、ノズル66を介して反応管42内に供給されるとしたが、ガス導入管80、81、82とは別の導入管に接続し、さらにノズル66とは別のノズルを介して反応管42内に窒素含有ガスを供給するようにしてもよい。   In the present embodiment, a gas introduction pipe 83 is connected to the gas supply port 56, and a nitrogen-containing gas is supplied into the reaction tube 42 via the gas introduction path 64 and the nozzle 66, as with other processing gases. However, the nitrogen-containing gas may be supplied into the reaction tube 42 through a nozzle different from the nozzle 66 by being connected to an introduction tube different from the gas introduction tubes 80, 81, 82. .

次に、本発明の第2の実施形態として、反応容器43内で基板を処理すると共にSiC製の熱処理部材である部材72を窒化させる例について説明する。
図5(a)は、本発明の第2の実施形態に係る処理シーケンスを示し、(b)は(a)により形成された反応容器43の表面付近の断面が示されている。
図5(a)に示すように、例えば600℃程度の温度に設定された反応炉40(反応容器43)内に基板54が載置されたボート30を挿入後、酸素含有ガスが導入された状態で1350℃程度まで昇温する。具体的には、バルブ80bを開き、反応容器43内に酸素含有ガスを導入する。酸素含有ガスは、酸素含有ガス供給部80aからバルブ80b、マスフローコントローラ80cを経て、ガス導入管80からガス供給口56、ガス導入経路64及びノズル66を介して反応容器43内に酸素含有ガスを導入される。反応容器43内に導入された酸素含有ガスは、ガス排気口59、排気管62を通り排気される。これにより、基板54上及び反応容器43内の熱処理部材72の表面上に酸化膜が成長する。その後、1350℃程度に保った状態で所定時間経過した後、反応容器43内に上述の不活性ガスが導入されることにより反応容器43内をガスパージする。その後、1350℃程度に保った状態で、反応容器43内に上述の窒素含有ガスが所定時間導入される。これにより少なくとも反応容器43内のSiC製の熱処理部材72の表面が窒化する。その後、反応容器43内を600℃程度まで降温する。そして、反応容器43内を600℃程度に保った状態で反応容器43内に上述の不活性ガスが導入されることにより反応容器43内をガスパージをする。ここで、酸素含有ガスとして、O(酸素)、HO(水蒸気)、O(オゾン)等が用いられる。また、不活性ガスとしては、Ar(アルゴン)、N(窒素)等が用いられる。窒素含有ガスとしては、N(窒素)、NO(一酸化二窒素)、NO(一酸化窒素)、NH(アンモニア)等が用いられる。そして、処理済みの基板54が載置されたボート30を反応炉40から引き出す。
結果、図5(b)に示すように、反応容器43のSiC母材90aがSiC―CVD膜90bでコーティングされたSiC部材90の表面の一部が改質、他の一部は堆積によりSiO膜92が形成される。そして、SiC部材90(SiC―CVD膜90b)におけるSiO膜92側の界面は窒化されてSiCN、SiCON(シリコン炭窒化)90cに改質される。
Next, as a second embodiment of the present invention, an example will be described in which the substrate is processed in the reaction vessel 43 and the member 72, which is a heat treatment member made of SiC, is nitrided.
FIG. 5A shows a processing sequence according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 5B shows a cross section near the surface of the reaction vessel 43 formed by (a).
As shown in FIG. 5A, for example, after inserting the boat 30 on which the substrate 54 is placed in the reaction furnace 40 (reaction vessel 43) set to a temperature of about 600 ° C., the oxygen-containing gas is introduced. The temperature is raised to about 1350 ° C. Specifically, the valve 80 b is opened and an oxygen-containing gas is introduced into the reaction vessel 43. The oxygen-containing gas is supplied from the oxygen-containing gas supply unit 80a through the valve 80b and the mass flow controller 80c, and from the gas introduction pipe 80 to the reaction vessel 43 through the gas supply port 56, the gas introduction path 64 and the nozzle 66. be introduced. The oxygen-containing gas introduced into the reaction vessel 43 is exhausted through the gas exhaust port 59 and the exhaust pipe 62. Thereby, an oxide film grows on the substrate 54 and the surface of the heat treatment member 72 in the reaction vessel 43. Thereafter, after a predetermined time has passed in a state maintained at about 1350 ° C., the inside of the reaction vessel 43 is purged with gas by introducing the above-described inert gas into the reaction vessel 43. Thereafter, the nitrogen-containing gas described above is introduced into the reaction vessel 43 for a predetermined time while being maintained at about 1350 ° C. As a result, at least the surface of the heat treatment member 72 made of SiC in the reaction vessel 43 is nitrided. Thereafter, the temperature in the reaction vessel 43 is lowered to about 600 ° C. Then, the inside of the reaction vessel 43 is purged with gas by introducing the above-described inert gas into the reaction vessel 43 while keeping the inside of the reaction vessel 43 at about 600 ° C. Here, O 2 (oxygen), H 2 O (water vapor), O 3 (ozone), or the like is used as the oxygen-containing gas. As the inert gas, Ar (argon), N 2 (nitrogen) or the like is used. As the nitrogen-containing gas, N 2 (nitrogen), N 2 O (dinitrogen monoxide), NO (nitrogen monoxide), NH 3 (ammonia), or the like is used. Then, the boat 30 on which the processed substrate 54 is placed is pulled out from the reaction furnace 40.
As a result, as shown in FIG. 5B, a part of the surface of the SiC member 90 in which the SiC base material 90a of the reaction vessel 43 is coated with the SiC-CVD film 90b is modified, and the other part is deposited by SiO. Two films 92 are formed. The interface on the side of the SiO 2 film 92 in the SiC member 90 (SiC-CVD film 90b) is nitrided and modified to SiCN and SiCON (silicon carbonitride) 90c.

次に、本発明の第3の実施形態として、反応容器43内での基板の処理(熱処理工程)を所定回数もしくは所定時間行った後に、基板を処理する領域内の部材72のさらなる酸化膜成長を抑制し、剥離現象の発生を抑制し、部材72を延命させるべく、部材72を窒化させる。
反応容器43内で基板処理(熱処理工程)を所定回数もしくは所定時間行った後、すなわち部材72に酸化膜が成長した後に部材72を窒化させるためのシーケンスは図3であり、第1の実施形態と同様である。
結果、第2の実施形態に係る図5(b)に示すのと同様に、SiC部材90におけるSiC−CVD膜90bの表面が改質されたSiO膜92側のSiC−CVD膜90bの界面は窒化されてSiCN、SiCON(シリコン炭窒化)90cに改質される。
Next, as a third embodiment of the present invention, after processing the substrate in the reaction vessel 43 (heat treatment step) a predetermined number of times or for a predetermined time, further oxide film growth of the member 72 in the region where the substrate is processed The member 72 is nitrided so as to suppress the occurrence of the peeling phenomenon and extend the life of the member 72.
The sequence for nitriding the member 72 after performing the substrate processing (heat treatment step) in the reaction vessel 43 a predetermined number of times or for a predetermined time, that is, after the oxide film has grown on the member 72 is shown in FIG. It is the same.
As a result, as shown in FIG. 5B according to the second embodiment, the interface of the SiC-CVD film 90b on the SiO 2 film 92 side in which the surface of the SiC-CVD film 90b in the SiC member 90 is modified. Is nitrided and modified to SiCN, SiCON (silicon carbonitride) 90c.

なお、これらSiC製の部材72(例えば反応管42、支持具30、支持具受け53、第2の断熱部材50及びノズル66等)の全部もしくはその一部の代わりにSi製の熱処理用部材を用いてもよい。   In addition, instead of all or part of these SiC members 72 (for example, the reaction tube 42, the support member 30, the support member receiver 53, the second heat insulating member 50, the nozzle 66, etc.), Si heat treatment members are used. It may be used.

本発明の第4の実施形態として、SiC製部材の代わりにSi製の熱処理用部材を使用して、反応炉40内での基板処理を開始する前に予めSi製の熱処理部材である部材72を窒化させるための例について説明する。尚、SiC製部材の代わりにSi製の熱処理部材を使用する点以外は概ね第1の実施形態と同様である。
図6(a)は、本発明の第4の実施形態に係る処理シーケンスを示し、(b)は(a)により形成された反応容器43の表面付近の断面が示されている。
第4の実施形態においては、反応容器43にSi製部材を使用し、図6(a)に示すように、例えば600℃程度の温度に設定された反応炉40(反応容器43)内に空のボート30を挿入し、反応容器43内に上述の窒素含有ガスが充満された状態で1350℃程度まで昇温する。その後、所定時間1350℃程度を保ち、反応容器43内を600℃程度に降温させる。これにより、反応容器43内のSi製の熱処理部材72が窒化する。その後、反応容器43内に上述の不活性ガスが導入されて炉内をガスパージする。そして、空のボート30を反応炉40から引き出す。
結果、図6(b)に示すように反応容器43のSi部材94の表面は窒化されてSiON(シリコン酸窒化)94cに改質される。
As a fourth embodiment of the present invention, a heat treatment member made of Si is used in advance before starting substrate processing in the reaction furnace 40 by using a heat treatment member made of Si instead of a member made of SiC. An example for nitriding is described. The first embodiment is generally the same as the first embodiment except that a Si heat treatment member is used instead of the SiC member.
FIG. 6A shows a processing sequence according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 6B shows a cross section near the surface of the reaction vessel 43 formed by (a).
In the fourth embodiment, a Si member is used for the reaction vessel 43, and as shown in FIG. 6A, the reaction vessel 43 is emptied in a reaction furnace 40 (reaction vessel 43) set at a temperature of about 600 ° C., for example. The boat 30 is inserted, and the temperature is raised to about 1350 ° C. in a state where the reaction vessel 43 is filled with the nitrogen-containing gas. Thereafter, the temperature is maintained at about 1350 ° C. for a predetermined time, and the temperature in the reaction vessel 43 is lowered to about 600 ° C. Thereby, the Si heat treatment member 72 in the reaction vessel 43 is nitrided. Thereafter, the inert gas described above is introduced into the reaction vessel 43 to purge the inside of the furnace. Then, the empty boat 30 is pulled out from the reaction furnace 40.
As a result, as shown in FIG. 6B, the surface of the Si member 94 of the reaction vessel 43 is nitrided and modified to SiON (silicon oxynitride) 94c.

次に、本発明の第5の実施形態として、基板を処理すると共にSi製の熱処理部材である部材72を窒化させる例について説明する。尚、SiC製の熱処理部材の代わりにSi製の熱処理部材を使用する点以外は概ね、第2の実施形態と同様である。
図7(a)は、本発明の第5の実施形態に係る処理シーケンスを示し、(b)は(a)により形成された反応容器43の表面付近の断面が示されている。
第5の実施形態においては、処理容器43等にSi部材を使用し、図7(a)に示すように、例えば600℃程度の温度に設定された反応炉40(反応容器43)内に基板54が載置されたボート30を挿入し、反応容器43内に上述の酸素含有ガスが充満された状態で1350℃程度まで昇温し、維持する。その後、反応容器43内を1350℃程度以上に保った状態で上述の不活性ガスが導入されてガスパージし、その後、1350℃程度以上に保った状態で、反応容器43内に窒素含有ガスが導入され、600℃程度まで降温する。その後、600℃程度に保った状態で反応容器43内に上述の不活性ガスが導入されてガスパージをする。そして、処理済みの基板54が載置されたボート30を反応炉40から引き出す。
結果、図7(b)に示すように、反応容器43のSi部材94の表面の一部が改質、他の一部は堆積により、SiO膜92が形成され、Si部材94の界面は窒化されてSiON(シリコン酸窒化)94cに改質される。
Next, as a fifth embodiment of the present invention, an example in which a substrate is processed and a member 72 that is a Si heat treatment member is nitrided will be described. The second embodiment is generally the same as the second embodiment except that a Si heat treatment member is used instead of the SiC heat treatment member.
FIG. 7A shows a processing sequence according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 7B shows a cross section near the surface of the reaction vessel 43 formed by FIG.
In the fifth embodiment, Si members are used for the processing vessel 43 and the like, and as shown in FIG. 7A, the substrate is placed in the reaction furnace 40 (reaction vessel 43) set at a temperature of about 600 ° C., for example. The boat 30 on which 54 is placed is inserted, and the temperature is raised to about 1350 ° C. and maintained in a state where the reaction vessel 43 is filled with the above-mentioned oxygen-containing gas. Thereafter, the inert gas described above is introduced and purged with the inside of the reaction vessel 43 maintained at about 1350 ° C. or higher, and then a nitrogen-containing gas is introduced into the reaction vessel 43 while maintaining the temperature at about 1350 ° C. or higher. The temperature is lowered to about 600 ° C. Thereafter, the inert gas described above is introduced into the reaction vessel 43 while maintaining the temperature at about 600 ° C., and a gas purge is performed. Then, the boat 30 on which the processed substrate 54 is placed is pulled out from the reaction furnace 40.
As a result, as shown in FIG. 7B, a part of the surface of the Si member 94 of the reaction vessel 43 is modified and the other part is deposited to form an SiO 2 film 92. The interface of the Si member 94 is It is nitrided and modified to SiON (silicon oxynitride) 94c.

次に、本発明の第6の実施形態として、Si部材である反応容器43内での基板の処理(熱処理工程)を所定回数もしくは所定時間行った後に、基板を処理する領域内のSi製の熱処理部材である部材72のさらなる酸化膜成長を抑制し、剥離現象の発生を抑制し、部材72を延命させるべく、部材72を窒化させる。
反応容器43内で基板処理(熱処理工程)を所定回数もしくは所定時間行った後、すなわち部材72に酸化膜が成長した後に部材72を窒化させるためのシーケンスは図6であり、第4の実施形態と同様である。
結果、第5の実施形態に係る図7(b)に示すのと同様に、Si部材94の表面の一部が改質、他の一部は堆積により、SiO膜92が形成され、Si部材94の界面は窒化されてSiON(シリコン酸窒化)94cに改質される。
Next, as a sixth embodiment of the present invention, after processing the substrate (heat treatment step) in the reaction vessel 43, which is a Si member, a predetermined number of times or for a predetermined time, The member 72 is nitrided in order to suppress further oxide film growth of the member 72 that is a heat treatment member, suppress the occurrence of the peeling phenomenon, and extend the life of the member 72.
FIG. 6 shows a sequence for nitriding the member 72 after the substrate processing (heat treatment step) is performed a predetermined number of times or for a predetermined time in the reaction vessel 43, that is, after the oxide film is grown on the member 72, as shown in FIG. It is the same.
As a result, as shown in FIG. 7B according to the fifth embodiment, a part of the surface of the Si member 94 is modified, and the other part is deposited to form a SiO 2 film 92. The interface of the member 94 is nitrided and modified to SiON (silicon oxynitride) 94c.

尚、SiC製及びSi製の部材は、好適な条件として、反応容器内の温度を1350℃とすることで窒化させることとしたが、これに限らず1000℃以上1400℃以下であれば熱処理装置を熱劣化させることなく窒化させることができる。そのため、反応容器内を1350℃に温度維持されている状態で、窒素含有ガスを反応容器内に供給し、SiC製若しくはSi製の部材を窒化させても良いが、好ましくは、反応容器内を昇温させる過程、例えば600℃から昇温させる過程で窒素含有ガスを反応容器内に供給し始めると窒化時間が短縮し、スループットを向上させることができる。
さらに、SiC製及びSi製の部材は、反応容器内の温度が1000℃以上1800℃以下で窒化させてもよい。
It should be noted that the SiC and Si members are preferably nitrided by setting the temperature in the reaction vessel to 1350 ° C. as a suitable condition. Can be nitrided without thermal degradation. Therefore, while the temperature inside the reaction vessel is maintained at 1350 ° C., a nitrogen-containing gas may be supplied into the reaction vessel to nitride a member made of SiC or Si. If the nitrogen-containing gas is started to be supplied into the reaction vessel in the process of raising the temperature, for example, the process of raising the temperature from 600 ° C., the nitriding time is shortened and the throughput can be improved.
Further, the SiC member and the Si member may be nitrided at a temperature in the reaction vessel of 1000 ° C. or higher and 1800 ° C. or lower.

比較例
図8は、SiC−CVD膜90bでコーティングされたSiC部材90aの断面図であり、表面を酸素雰囲気下に晒した場合の部材の変化を示す一例である。図9は、支持具30に支持されたSi基板54上への1回の酸化処理(1バッチ)ごとのSiC製の熱処理部材72としての反応容器43の内壁に形成される酸化膜の厚みとの関係を示す一例の表である。図8(a)は、SiC−CVD膜90bでコーティングされたSiC部材90aを示し、SiC−CVD膜90bの膜厚は例えば50〜100μmである。Si基板54上に、2ミクロン(μm)/バッチの酸化処理を実施することにより、図8(b)及び図9に示すように、SiC−CVD膜90bでコーティングされたSiC部材90aの表面には約1.4μmのSiO膜92が形成される。ウエット洗浄等のメンテナンスを実施せずに、次のバッチでもSi基板54に2ミクロン(μm)/バッチの酸化処理を実施すると反応容器43の内壁には、2.0ミクロン(μm)のSiO膜が累積・形成される。さらに、このSi基板54に対する2ミクロン(μm)の酸化処理を繰り返し、7バッチの酸化処理を実施することにより、図8(c)及び図9に示すように、累積されたSiO膜92の膜厚は4μmを超える。ここで、SiC材料上の酸化膜厚と異物発生量の関係を図10に示す。横軸は、SiC製の部材上の酸化膜の膜厚、縦軸は、支持具30に支持されたウエハ(基板)54の1枚に付着した異物の数を示す。■印は、0.10ミクロン(μm)より大きく0.20ミクロン(μm)以下のサイズの異物、●印は、0.20ミクロン(μm)より大きく1.00ミクロン(μm)以下のサイズの異物、○印は、1.00ミクロン(μm)より大きいサイズの異物として示す。図10から分かるように、SiC材料上の酸化膜厚が4〜5μm程度から異物の増加が見られ、酸化膜の剥離現象が起こる膜厚はおよそ4μm程度と推測される。すなわち、図9に示すように7バッチでメンテナンスが必要であることが分かる。メンテナンス、すなわち、反応炉40から熱処理部材72を取外し、フッ酸(HF)等によるウエット洗浄を実施することにより図8(d)に示すように、酸化膜(SiO膜92)が除去され、改質により酸化されたSiC−CVD膜90bも除去されてしまう。この除去されるSiC−CVD膜90bの膜厚はSiO膜92の約半分程度の膜厚−2ミクロン(μm)である。すなわち、SiC、Si部材の表面が晒された状態では、SiC、Si部材がすぐに酸化し、SiO膜92に改質してしまう。このSiO膜92は、その後のウエットエッチング処理で削れてしまうため、SiC、Si部材の厚みがどんどん薄くなる。その結果、反応容器等のSiC,Si部材の交換頻度が高くなる。尚、一般的にSiC部材の純度はSiC−CVD膜の純度より劣り、Fe、Al等の金属成分を多く含む。そのため、SiC−CVD膜が形成されたSiC部材の場合、SiC−CVD膜が除去され、SiC部材が表面にむき出されると金属成分が反応容器内に拡散し、基板が金属成分にて汚染してしまうため交換する必要が生じてしまい、よりいっそう交換頻度が高くなる。
次に、図11は、SiC部材90aの表面に窒化膜であるSi膜をコーティングした場合のSi膜厚と炉内の温度差との関係を示す。図11に示すように、例えば通常の処理である600℃程度の温度に保った反応室内にウエハを挿入した後に熱処理温度である例えば1200℃に昇温する場合、温度差ΔTが600℃となるため、Si膜厚が0.8μm以上になると、膜剥れが発生すると予想される。そのためSi膜のコーティングをすると逆に異物発生の要因となってしまうと考えられる。
Comparative Example FIG. 8 is a cross-sectional view of an SiC member 90a coated with an SiC-CVD film 90b, and is an example showing changes in the member when the surface is exposed to an oxygen atmosphere. FIG. 9 shows the thickness of the oxide film formed on the inner wall of the reaction vessel 43 as the SiC heat treatment member 72 for each oxidation treatment (one batch) on the Si substrate 54 supported by the support 30. It is a table | surface of an example which shows these relationships. FIG. 8A shows an SiC member 90a coated with an SiC-CVD film 90b, and the film thickness of the SiC-CVD film 90b is, for example, 50 to 100 μm. By performing an oxidation process of 2 microns (μm) / batch on the Si substrate 54, as shown in FIGS. 8B and 9, the surface of the SiC member 90a coated with the SiC-CVD film 90b is formed. A SiO 2 film 92 of about 1.4 μm is formed. If the Si substrate 54 is oxidized at 2 microns (μm) / batch without performing maintenance such as wet cleaning, 2.0 μm (μm) of SiO 2 is formed on the inner wall of the reaction vessel 43. A film is accumulated and formed. Further, by repeating the oxidation process of 2 microns (μm) on the Si substrate 54 and performing seven batches of the oxidation process, as shown in FIGS. 8C and 9, the accumulated SiO 2 film 92 is formed. The film thickness exceeds 4 μm. Here, FIG. 10 shows the relationship between the oxide film thickness on the SiC material and the amount of foreign matter generated. The horizontal axis represents the film thickness of the oxide film on the SiC member, and the vertical axis represents the number of foreign substances attached to one wafer (substrate) 54 supported by the support 30. ■ mark is a foreign object with a size greater than 0.10 micron (μm) and less than or equal to 0.20 micron (μm), ● mark is a size greater than 0.20 micron (μm) and less than or equal to 1.00 micron (μm) Foreign matters and ◯ marks are shown as foreign matters having a size larger than 1.00 microns (μm). As can be seen from FIG. 10, the number of foreign matters is increased from the oxide film thickness on the SiC material of about 4 to 5 μm, and the film thickness at which the oxide film peeling phenomenon occurs is estimated to be about 4 μm. That is, as shown in FIG. 9, it is understood that maintenance is required in 7 batches. Maintenance, that is, the heat treatment member 72 is removed from the reaction furnace 40, and wet cleaning with hydrofluoric acid (HF) or the like is performed to remove the oxide film (SiO 2 film 92) as shown in FIG. The SiC-CVD film 90b oxidized by the modification is also removed. The film thickness of the removed SiC-CVD film 90b is about half the thickness of the SiO 2 film 92, which is −2 microns (μm). That is, in a state where the surfaces of the SiC and Si members are exposed, the SiC and Si members are immediately oxidized and modified into the SiO 2 film 92. Since the SiO 2 film 92 is scraped by the subsequent wet etching process, the thicknesses of the SiC and Si members are steadily reduced. As a result, the replacement frequency of SiC and Si members such as the reaction vessel is increased. In general, the purity of the SiC member is inferior to that of the SiC-CVD film, and contains a large amount of metal components such as Fe and Al. Therefore, in the case of a SiC member on which a SiC-CVD film is formed, when the SiC-CVD film is removed and the SiC member is exposed on the surface, the metal component diffuses into the reaction vessel and the substrate is contaminated with the metal component. Therefore, it becomes necessary to replace it, and the replacement frequency becomes even higher.
Next, FIG. 11 shows the relationship between the Si 3 N 4 film thickness and the temperature difference in the furnace when the surface of the SiC member 90a is coated with a Si 3 N 4 film that is a nitride film. As shown in FIG. 11, when a wafer is inserted into a reaction chamber maintained at a temperature of about 600 ° C., which is a normal process, and then heated to, for example, 1200 ° C., which is a heat treatment temperature, the temperature difference ΔT becomes 600 ° C. Therefore, it is expected that film peeling occurs when the Si 3 N 4 film thickness is 0.8 μm or more. Therefore, it is considered that the coating of the Si 3 N 4 film causes a foreign matter to be generated.

以上のように、SiC、Si部材が晒された状態(SiC−CVDコーティングされている状態や酸化膜が堆積されている状態も含む)では、部材が酸化し、SiOに改質してしまう。また、SiC、Si部材に窒化膜をコーティングした場合に1,200℃以上の高温では、窒化膜が剥がれてしまうのに対し、本実施の形態によれば、SiC、Si部材の表面又はSiC、Si部材の界面(SiC−CVDコーティングされている状態や酸化膜が堆積されている状態も含む)を窒化させておくことによりSiC,Si部材の酸化を遅らせることができ、剥離現象の発生を抑制し、熱処理部材を延命させ、メンテナンス頻度を延ばし生産性を向上させることができる。 As described above, in a state where the SiC or Si member is exposed (including a state where the SiC-CVD coating or an oxide film is deposited), the member is oxidized and modified to SiO 2. . Further, when the nitride film is coated on the SiC or Si member, the nitride film is peeled off at a high temperature of 1,200 ° C. or higher, whereas according to the present embodiment, the surface of the SiC or Si member or SiC, Oxidation of SiC and Si members can be delayed by nitriding the interface of Si members (including SiC-CVD coated and oxide film deposited states), suppressing the occurrence of peeling phenomenon Thus, the life of the heat treatment member can be extended, the maintenance frequency can be increased, and the productivity can be improved.

なお、上記実施形態においては、反応容器43を挙げてSiC,Si部材の表面、又はSiC、Si部材の界面を窒化させる形態について説明したが、これに限らず、熱処理装置10の反応炉40内の基板54が熱処理される領域内にある熱処理用部材(例えば反応管42、支持具30、支持具受け53、第2の断熱部材50及びノズル66等)においても、上記と同様の効果が得られる。   In the above-described embodiment, the form of nitriding the surface of the SiC or Si member or the interface of the SiC or Si member with the reaction vessel 43 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the inside of the reaction furnace 40 of the heat treatment apparatus 10 The same effect as described above can be obtained in the heat treatment member (for example, the reaction tube 42, the support tool 30, the support tool receiver 53, the second heat insulating member 50, the nozzle 66, etc.) in the region where the substrate 54 is heat treated. It is done.

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、さらに次に記載した事項も含まれる。
(1)少なくとも表面の一部にシリコン又は炭化珪素を有する反応容器内に、窒素含有ガスを供給して少なくとも前記表面の一部を窒化させる工程と、前記反応容器内に基板を搬入する工程と、窒化された前記表面を有する前記反応容器内で前記基板に酸化膜を形成する工程と、を有する半導体装置の製造方法。
(2)前記窒素含有ガスは、窒素(N)、一酸化二窒素(NO)、一酸化窒素(NO)、アンモニア(NH)ガスのうちいずれかのガスである請求項1又は(1)記載の半導体装置の製造方法。
(3)前記窒化工程では、前記部材の少なくとも表面の一部をシリコン炭窒化(SiCN、SiCON)又はシリコン酸窒化(SiON)に改質する請求項1又は(1)記載の半導体装置の製造方法。
(4)前記酸素含有ガスは、酸素(O)、オゾン(O)ガス、水蒸気(HO)のうちいずれかのガスである(1)記載の半導体装置の製造方法。
(5)前記熱処理工程では、前記基板を1200℃以上で加熱する請求項1記載の半導体装置の製造方法。
(6)前記酸化膜形成工程では、前記基板を1200℃以上で加熱する(1)記載の半導体装置の製造方法。
(7)前記酸化膜形成工程を1回以上行い、前記反応容器内から基板が取り出された状態で、前記反応容器内に、窒素含有ガスを供給して前記部材の表面を窒化させる工程を行う請求項1記載の半導体装置の製造方法。
(8)前記酸化膜形成工程の後、前記反応容器内から前記基板を搬出し、前記反応容器内に塩素含有ガスを供給して前記反応容器内をクリーニングする工程を有する(1)記載の半導体装置の製造方法。
(9)前記塩素含有ガスは、塩化水素(HCl)、塩素(Cl)、ジクロルシラン(DCE)のうちいずれかのガスである(8)記載の半導体装置の製造方法。
(10)シリコン製若しくは炭化珪素製の部材、またはシリコン製若しくは炭化珪素製の部材表面に炭化珪素膜が形成され、内部で基板を処理する反応容器を備える熱処理装置であって、前記反応容器は少なくも部材表面の一部がシリコン炭窒化(SiCN、SiCON)又はシリコン酸窒化(SiON)に改質されている熱処理装置。
(11)前記反応容器内に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給部をさらに備え、前記制御部は、前記反応容器内を加熱しつつ、前記反応容器内に窒素含有ガスを供給して前記部材の表面を窒化させた後、前記搬送部により前記基板を反応容器内へ挿入し、前記窒化された前記部材、または前記窒化された表面に炭化珪素膜が形成された前記部材の一部が露出した前記反応容器内で前記基板に酸化膜を形成するよう制御する請求項1記載の熱処理装置。
(12)少なくとも一部にシリコン製若しくは炭化珪素製の部材を有する熱処理部材であって、少なくも内表面の一部がシリコン炭窒化(SiCN、SiCON)又はシリコン酸窒化(SiON)に改質されてなる熱処理部材。
(13)シリコン製若しくは炭化珪素製の部材上に炭化珪素膜を形成する工程と、前記部材の少なくとも表面の一部をシリコン炭窒化(SiCN、SiCON)又はシリコン酸窒化(SiON)に改質させる工程と、を有する熱処理用部材の製造方法。
(14)シリコン製若しくは炭化珪素製の反応容器の少なくとも内表面上に炭化珪素膜を形成する工程と、前記反応容器の少なくとも内表面の一部をシリコン炭窒化(SiCN、SiCON)又はシリコン酸窒化(SiON)に改質させる工程と、を有する熱処理用部材の製造方法。
(15)シリコン製若しくは炭化珪素製の部材の少なくとも表面の一部をシリコン炭窒化(SiCN、SiCON)又はシリコン酸窒化(SiON)に改質させる工程と、を有する熱処理用部材の製造方法。
(16)シリコン製若しくは炭化珪素製の部材の少なくとも表面の一部をシリコン炭窒化(SiCN、SiCON)又はシリコン酸窒化(SiON)に改質させる工程と、を有する反応容器の製造方法。
The present invention is characterized by the matters described in the claims, but further includes the following matters.
(1) supplying a nitrogen-containing gas into a reaction vessel having silicon or silicon carbide on at least a part of the surface to nitride at least a part of the surface; and carrying the substrate into the reaction vessel; And a step of forming an oxide film on the substrate in the reaction vessel having the nitrided surface.
(2) The nitrogen-containing gas is any one of nitrogen (N 2 ), dinitrogen monoxide (N 2 O), nitric oxide (NO), and ammonia (NH 3 ) gas. (1) A method for manufacturing a semiconductor device according to (1).
(3) In the nitriding step, at least a part of the surface of the member is modified to silicon carbonitride (SiCN, SiCON) or silicon oxynitride (SiON). .
(4) The method for manufacturing a semiconductor device according to (1), wherein the oxygen-containing gas is one of oxygen (O 2 ), ozone (O 3 ) gas, and water vapor (H 2 O).
(5) The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein, in the heat treatment step, the substrate is heated at 1200 ° C. or higher.
(6) The method for manufacturing a semiconductor device according to (1), wherein, in the oxide film forming step, the substrate is heated at 1200 ° C. or higher.
(7) The oxide film forming step is performed one or more times, and a step of nitriding the surface of the member by supplying a nitrogen-containing gas into the reaction vessel with the substrate taken out from the reaction vessel is performed. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
(8) The semiconductor according to (1), further comprising a step of carrying out the substrate from the reaction vessel and cleaning the inside of the reaction vessel by supplying a chlorine-containing gas into the reaction vessel after the oxide film forming step. Device manufacturing method.
(9) The method for manufacturing a semiconductor device according to (8), wherein the chlorine-containing gas is one of hydrogen chloride (HCl), chlorine (Cl 2 ), and dichlorosilane (DCE).
(10) A heat treatment apparatus comprising a reaction vessel in which a silicon carbide film is formed on a silicon or silicon carbide member, or a silicon or silicon carbide member surface, and the substrate is processed inside, wherein the reaction vessel includes: A heat treatment apparatus in which at least a part of a member surface is modified to silicon carbonitride (SiCN, SiCON) or silicon oxynitride (SiON).
(11) An oxygen-containing gas supply unit that supplies an oxygen-containing gas into the reaction vessel is further provided, and the controller supplies the nitrogen-containing gas into the reaction vessel while heating the reaction vessel. After nitriding the surface of the member, the substrate is inserted into the reaction vessel by the transfer unit, and the nitrided member or a part of the member in which a silicon carbide film is formed on the nitrided surface is formed. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein an oxide film is formed on the substrate in the exposed reaction vessel.
(12) A heat treatment member having at least a part made of silicon or silicon carbide, wherein at least a part of the inner surface is modified to silicon carbonitride (SiCN, SiCON) or silicon oxynitride (SiON) Heat treatment member.
(13) A step of forming a silicon carbide film on a member made of silicon or silicon carbide, and at least a part of the surface of the member is modified to silicon carbonitride (SiCN, SiCON) or silicon oxynitride (SiON). And a method for producing a member for heat treatment.
(14) A step of forming a silicon carbide film on at least an inner surface of a reaction vessel made of silicon or silicon carbide, and at least part of the inner surface of the reaction vessel is made of silicon carbonitride (SiCN, SiCON) or silicon oxynitride And a step of modifying to (SiON).
(15) A method for manufacturing a member for heat treatment, comprising a step of modifying at least a part of a surface of a member made of silicon or silicon carbide into silicon carbonitride (SiCN, SiCON) or silicon oxynitride (SiON).
(16) A method for producing a reaction vessel comprising: modifying at least part of a surface of a member made of silicon or silicon carbide into silicon carbonitride (SiCN, SiCON) or silicon oxynitride (SiON).

10 熱処理装置
30 支持具
40 反応炉
42 反応管
43 反応容器
60 ガス導入管
90 SiC部材
90a SiC母材
90b SiC−CVD膜
90c SiCN、SiCON
92 SiO
94 Si部材
94c SiON
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Heat processing apparatus 30 Support tool 40 Reaction furnace 42 Reaction tube 43 Reaction vessel 60 Gas introduction tube 90 SiC member 90a SiC base material 90b SiC-CVD film | membrane 90c SiCN, SiCON
92 SiO 2 film 94 Si member 94c SiON

Claims (3)

少なくとも表面の一部にシリコン又は炭化珪素を有する反応容器内に、窒素含有ガスを供給して少なくとも前記表面の一部を窒化させる工程と、
前記反応容器内に基板を搬入する工程と、
窒化された前記表面を有する前記反応容器内で前記基板を熱処理する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
Supplying a nitrogen-containing gas into a reaction vessel having silicon or silicon carbide on at least a part of the surface and nitriding at least a part of the surface;
Carrying the substrate into the reaction vessel;
Heat treating the substrate in the reaction vessel having the nitrided surface;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
少なくとも表面の一部にシリコン又は炭化珪素を有し、内部で基板を熱処理する反応容器と、
前記反応容器内を加熱する加熱部と、
前記反応容器内に窒素含有ガスを供給する窒素含有ガス供給部と、
前記反応容器内外へ前記基板を挿入出する搬送部と、
前記加熱部、前記窒素含有ガス供給部及び前記搬送部を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記反応容器内を加熱しつつ、前記反応容器内に窒素含有ガスを供給して少なくとも前記表面の一部を窒化させた後、前記搬送部により前記基板を反応容器内へ挿入し、前記窒化された前記表面を有する前記反応容器内で前記基板を熱処理するよう制御する熱処理装置。
A reaction vessel having silicon or silicon carbide at least in part of the surface and heat-treating the substrate therein;
A heating unit for heating the inside of the reaction vessel;
A nitrogen-containing gas supply unit for supplying a nitrogen-containing gas into the reaction vessel;
A transport unit for inserting and ejecting the substrate into and out of the reaction container;
A controller that controls the heating unit, the nitrogen-containing gas supply unit, and the transport unit;
The control unit supplies the nitrogen-containing gas into the reaction vessel while nitriding at least a part of the surface while heating the inside of the reaction vessel, and then inserts the substrate into the reaction vessel by the transfer unit And a heat treatment apparatus for controlling the substrate to be heat-treated in the reaction vessel having the nitrided surface.
少なくとも一部にシリコン製若しくは炭化珪素製の部材を有する熱処理用部材であって、少なくも表面の一部がシリコン炭窒化又はシリコン酸窒化に改質されてなる熱処理用部材。
A heat treatment member having a member made of silicon or silicon carbide at least partially, wherein at least a part of the surface is modified to silicon carbonitride or silicon oxynitride.
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