KR20020059455A - Heat Treatment Device, Heat Treatment Method and Manufacturing Method of Semiconductor Device - Google Patents

Heat Treatment Device, Heat Treatment Method and Manufacturing Method of Semiconductor Device Download PDF

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KR20020059455A
KR20020059455A KR1020010000718A KR20010000718A KR20020059455A KR 20020059455 A KR20020059455 A KR 20020059455A KR 1020010000718 A KR1020010000718 A KR 1020010000718A KR 20010000718 A KR20010000718 A KR 20010000718A KR 20020059455 A KR20020059455 A KR 20020059455A
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미나미마사시
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고미야 히로요시
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Abstract

PURPOSE: A thermal processing apparatus is provided to decrease the number of dangling bonds and improve the capacity of a semiconductor device by avoiding a deterioration of minority carrier's lifetime in the entire process for fabricating the semiconductor device. CONSTITUTION: The thermal processing apparatus prevents the lifetime of minority carriers in a wafer from being deteriorated in a whole thermal process. A pipe supplies oxygen gas to a chamber of a whole apparatus heated to a temperature of 500-700 deg.C in a process for fabricating the wafer. An oxygen annealing unit performs an oxygen annealing process using oxygen gas during a predetermined time interval right after a process for forming a layer is finished by using a reduced pressure chemical vapor deposition(RPCVD) process.

Description

열처리 장치, 열처리 방법 및 반도체 장치 제조 방법{Heat Treatment Device, Heat Treatment Method and Manufacturing Method of Semiconductor Device}Heat Treatment Device, Heat Treatment Method and Manufacturing Method of Semiconductor Device

본 발명은 반도체 장치 제조에 관한 것으로, 특히 전체 열처리 공정 중에 있어서 웨이퍼 내의 소수 캐리어의 수명 시간의 열화를 회피하고, 반도체 장치의 제조 공정으로부터 수소 처리 공정을 생략하거나 수소 처리의 저온화를 행할 수 있는 열처리 장치, 열처리 방법 및 반도체 장치 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the manufacture of semiconductor devices. In particular, it is possible to avoid deterioration of the life time of minority carriers in the wafer during the entire heat treatment step, to omit the hydrogen treatment step from the semiconductor device manufacturing step, or to lower the hydrogen treatment. A heat treatment apparatus, a heat treatment method and a semiconductor device manufacturing method.

도8은 종래 기술의 열처리 순서도이다. 종래, 반도체의 소수 캐리어의 수명 시간을 길게 하는 산화 열처리 방법으로 실시되는 반도체 장치의 제조 공정에는 산화 공정 이외에 다수의 열처리 공정, 즉 도8에 도시한 바와 같은 웨이퍼 로딩공정(단계 S81), 감압 및 누설 체크 공정(단계 S82), N2(질소 가스) 치환 공정(단계 S83), 반응 가스 도입 및 성막 개시 공정(단계 S84), 반응 가스 정지 및 성막 종료 공정(단계 S85), N2소기 공정(단계 S86), N2도입 및 상압 복귀 공정(단계 S87), 웨이퍼 언로드 공정(단계 S88)이 있고, 그 중에는 웨이퍼 내의 소수 캐리어의 수명 시간을 열화시키는 공정도 존재한다. 그로 인해, 반도체 장치의 기판 제조의 최종 공정에 가까운 단계에서 수소 처리를 행함으로써 수명 시간 열화의 원인인 댕글링 본드(dangling bond)를 제거(terminate)하고 있다. 그러나, 특히 최근 미세화에 수반하여 고속 승강온형(昇降溫型)의 열처리 장치나 로드 로크가 부착된 열처리 장치를 다수 도입하게 되고, 그것이 주된 원인으로 수소 처리의 온도를 높게 하지 않으면 수소 제거의 효과를 얻기 어려워진다는 문제점이 있었다. 이들 열처리 장치가 많이 이용되기 이전에 있어서는 수소 처리의 온도가 저온화를 향하고 있었기 때문에, 알루미늄 등으로 만들어진 배선에의 영향을 해소해 왔다.8 is a heat treatment flowchart of the prior art. Conventionally, a semiconductor device manufacturing process performed by an oxidizing heat treatment method for extending the lifetime of minority carriers of a semiconductor includes a plurality of heat treatment processes other than an oxidation process, that is, a wafer loading process (step S81) as shown in FIG. Leak check process (step S82), N 2 (nitrogen gas) replacement process (step S83), reaction gas introduction and film formation start process (step S84), reaction gas stop and film formation end process (step S85), N 2 scavenging process ( There are a step S86), an N 2 introduction and atmospheric pressure recovery step (step S87), and a wafer unloading step (step S88), among which there is a step of deteriorating the life time of the minority carriers in the wafer. Therefore, the hydrogen treatment is performed at a stage close to the final process of manufacturing the substrate of the semiconductor device, thereby terminating dangling bonds that cause deterioration of life time. However, in recent years, with the recent miniaturization, a large number of high-speed heating and lowering heat treatment apparatuses or heat treatment apparatuses with rod locks are introduced, and the main reason is that the effect of hydrogen removal is not achieved unless the temperature of the hydrogen treatment is increased. There was a problem that became difficult to obtain. Before many of these heat treatment apparatuses were used, since the temperature of the hydrogen treatment was toward lowering temperature, the influence on the wiring made of aluminum or the like has been eliminated.

그러나, 고속 승강온형의 열처리 장치나 로드 로크 부착의 열처리 장치 및 일부 종래의 열처리 장치 중에는 장치가 실시하는 전체 열처리 공정 중에 소수 캐리어의 수명 시간을 열화시키는 일이 있고, 수소 처리의 재고온화에 따라서 배선에 흰 얼룩(히로크)이 발생하기 쉬워지므로, 단선이나 단락에 대하여 마진이 적어져 버리는 문제점이 있었다. 이러한 고속 승강온형의 열처리 장치나 로드 로크 부착의 열처리 장치 및 일부 종래의 열처리 장치의 프로세스에의 도입이 반도체의 소수캐리어의 수명 시간을 가장 열화시키는 원인으로 되고 있다는 문제점도 있었다.However, among the heat treatment apparatus of a high speed raising temperature type, the heat treatment apparatus with a load lock, and some conventional heat treatment apparatuses, the lifetime of the minority carriers may be deteriorated during the entire heat treatment process performed by the apparatus, and the wiring may be performed according to the stock temperature of the hydrogen treatment. Since white stains (Hirok) tends to occur in the film, there is a problem that the margin decreases with respect to disconnection and short circuit. There has also been a problem that the introduction of such a high-temperature raising / lowering heat treatment apparatus, a heat treatment apparatus with a load lock, and a process of some conventional heat treatment apparatuses causes the life time of the minority carriers of the semiconductor to be most deteriorated.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해서 이루어진 것으로, 상기 전체 열처리 공정 중, 더 나아가서는 반도체 장치의 전체 제조 공정에 있어서 웨이퍼 내의 소수 캐리어의 수명 시간의 열화를 회피하고, 반도체 장치의 제조 공정으로부터 수소 처리 공정을 생략하거나 수소 처리의 저온화를 행할 수 있는 열처리 장치, 열처리 방법 및 반도체 장치 제조 방법을 얻는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and in the whole heat treatment step, furthermore, in the whole manufacturing step of the semiconductor device, the degradation of the life time of the minority carriers in the wafer is avoided, It aims at obtaining the heat processing apparatus, the heat processing method, and the semiconductor device manufacturing method which can abbreviate | omit a hydrogenation process or can carry out low temperature of a hydrogenation process.

도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 반도체 장치 제조 방법을 설명하기 위한 공정도.1 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

도2는 N2어닐링 후의 수명 시간을 측정한 결과를 도시한 그래프.Fig. 2 is a graph showing the results of measuring life time after N 2 annealing.

도3은 550 ℃ N2어닐링 시간과 수명 시간을 측정한 결과를 도시한 그래프.Figure 3 is a graph showing the results of measuring the 550 ℃ N 2 annealing time and life time.

도4는 650 ℃ 보우트 속도 100 mm/분인 경우의 수명 시간 맵.4 is a life time map when the 650 ° C. boat speed is 100 mm / min.

도5는 각종 어닐링에 의한 수명 시간의 변화 상태를 도시한 그래프.5 is a graph showing a state of change of life time due to various annealing.

도6은 본 발명의 제1 실시 형태를 설명하기 위한 열처리 순서도.6 is a heat treatment flowchart for explaining a first embodiment of the present invention.

도7은 본 발명의 제2 실시 형태를 설명하기 위한 열처리 순서도.7 is a heat treatment flowchart for explaining a second embodiment of the present invention;

도8은 종래 기술의 열처리 순서도.8 is a heat treatment flowchart of the prior art.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

S61, S711, S721 : 웨이퍼 로딩 공정S61, S711, S721: Wafer Loading Process

S62, S712 : 감압 및 누설 체크 공정S62, S712: Pressure Relief and Leak Check Process

S63, S713 : N2치환 공정S63, S713: N 2 Substitution Process

S64, S714 : 반응 가스 도입 및 성막 개시 공정S64, S714: reaction gas introduction and film formation start process

S65, S715 : 반응 가스 정지 및 성막 종료 공정S65, S715: reaction gas stop and film formation end process

S66, S716 : 질소 가스(N2) 소기(purge) 공정S66, S716: nitrogen gas (N 2 ) purge process

S67 : 02도입 및 상압(常壓) 복귀 공정S67: 0 2 introduction and normal pressure return process

S68, S718, S724 : 웨이퍼 언로드 공정S68, S718, S724: Wafer Unloading Process

S717 : N2도입 및 상압 복귀 공정S717: N 2 introduction and atmospheric pressure return process

S722 : 온도 조정 공정S722: Temperature Adjustment Process

S723 : 산소 가스 분위기에서의 어닐링(02어닐링) 공정S723: annealing (0 2 annealing) process in oxygen gas atmosphere

본 발명의 청구항 1에 기재된 발명에 관한 열처리 장치는, 전체 열처리 공정 중에 있어서 웨이퍼 내의 소수 캐리어의 수명 시간의 열화를 회피하는 열처리 장치로서, 웨이퍼 제조 공정에서 500 ℃ 내지 700 ℃의 열이 가해지는 전체 장치에 챔버 내에 산소 가스를 공급하는 배관과, 감압 CVD를 이용한 성막 공정이 종료한 직후의 소정 기간에 산소 가스를 이용한 산소 블로우를 행하는 산소 어닐링 공정을 실행하는 산소 어닐링 수단을 갖는 것이다.The heat treatment apparatus according to the invention according to claim 1 of the present invention is a heat treatment apparatus that avoids deterioration of the life time of the minority carriers in the wafer during the entire heat treatment process, and the whole to which heat of 500 ° C to 700 ° C is applied in the wafer manufacturing process. And an oxygen annealing means for performing an oxygen annealing step of performing oxygen blow using oxygen gas in a predetermined period immediately after the film forming step using reduced pressure CVD is completed.

또한, 청구항 2에 기재된 발명에 관한 열처리 장치는 상기 청구항 1에 기재된 발명에 있어서, 상기 산소 어닐링 수단은 반도체의 소수 캐리어의 수명 시간을 열화시키는 반도체 장치 제조 수단이 열처리 공정을 실행할 때 상기 산소 어닐링 공정을 실행하는 수단을 갖는 것이다.Further, in the heat treatment apparatus according to the invention described in claim 2, in the invention according to claim 1, the oxygen annealing means includes the oxygen annealing step when the semiconductor device manufacturing means performing a heat treatment step deteriorates the life time of the minority carrier of the semiconductor. Will have the means to run.

또한, 청구항 3에 기재된 발명에 관한 열처리 장치는 상기 청구항 2에 기재된 발명에 있어서, 상기 산소 어닐링 수단은 반도체의 소수 캐리어의 수명 시간을 열화시키는 반도체 장치 제조 수단이 산소 가스의 도입이 어려워 상기 산소 어닐링공정을 실행할 수 없는 경우, 상기 열처리 공정의 종료후에 상기 산소 어닐링 수단을 이용한 상기 산소 어닐링 공정을 별도로 실행하도록 구성되어 있는 것이다.Further, in the heat treatment apparatus according to the invention according to claim 3, in the invention according to claim 2, the oxygen annealing means is a semiconductor device manufacturing means that deteriorates the life time of the minority carriers of the semiconductor. When the process cannot be executed, the oxygen annealing process using the oxygen annealing means is separately performed after the heat treatment process is completed.

또한, 청구항 4에 기재된 발명에 관한 열처리 장치는 상기 청구항 2 또는 3에 기재된 발명에 있어서, 전체 열처리 공정 종료후의 상압 복귀시에 장치의 내부에 산소 가스를 충만시키도록 구성되어 있는 것이다.Moreover, the heat processing apparatus which concerns on invention of Claim 4 is comprised so that oxygen gas may be filled in the inside of the apparatus at the time of normal pressure return after completion | finish of all the heat processing processes in the invention of Claim 2 or 3.

또한, 청구항 5에 기재된 발명에 관한 열처리 장치는, 반도체 장치를 제조하는 공정을 구성하는 전체 웨이퍼 공정 중에서 500 ℃ 내지 700 ℃에서 열처리를 행하는 처리 공정에 산소 가스, 오존 또는 수증기 중 어느 하나를 도입하는 가스 어닐링 공정을 실행하는 어닐링 수단을 갖는 것이다.Moreover, the heat processing apparatus which concerns on invention of Claim 5 introduces any one of oxygen gas, ozone, or water vapor into the processing process which heat-processes at 500 degreeC-700 degreeC among all the wafer processes which comprise the process of manufacturing a semiconductor device. It has an annealing means which performs a gas annealing process.

또한, 청구항 6에 기재된 발명에 관한 열처리 장치는 상기 청구항 5에 기재된 발명에 있어서, 상기 어닐링 수단은 반도체의 소수 캐리어의 수명 시간을 열화시키는 반도체 장치 제조 수단이 500 ℃ 내지 700 ℃에서 열처리를 행하는 처리 공정을 실행할 때 상기 가스 어닐링 공정을 실행하도록 구성되어 있는 것이다.In the heat treatment apparatus according to the invention according to claim 6, in the invention according to claim 5, the annealing means is a process in which a semiconductor device manufacturing means for deteriorating the life time of a minority carrier of a semiconductor performs heat treatment at 500 ° C to 700 ° C. It is configured to execute the gas annealing process when executing the process.

또한, 청구항 7에 기재된 발명에 관한 열처리 장치는 상기 청구항 6에 기재된 발명에 있어서, 상기 어닐링 수단은 반도체의 소수 캐리어의 수명 시간을 열화시키는 반도체 장치 제조 수단이 산소 가스, 오존 및 수증기의 도입이 어려워 상기 가스 어닐링 공정을 실행할 수 없는 경우, 상기 열처리 공정의 종료후에 상기 가스 어닐링 공정을 별도로 실행하도록 구성되어 있는 것이다.Further, in the heat treatment apparatus according to the invention according to claim 7, in the invention according to the above invention, the annealing means is difficult to introduce oxygen gas, ozone and water vapor in the semiconductor device manufacturing means for deteriorating the life time of the minority carrier of the semiconductor. When the gas annealing step cannot be performed, the gas annealing step is configured to be performed separately after the heat treatment step is completed.

또한, 청구항 8에 기재된 발명에 관한 열처리 장치는 상기 청구항 6 또는 7의 발명에 있어서, 전체 열처리 공정 종료후의 상압 복귀시에 장치의 내부를 산소가스, 오존 또는 수증기 중 어느 하나로 충만시키도록 구성되어 있는 것이다.Further, the heat treatment apparatus according to the invention according to claim 8 is configured to fill the inside of the apparatus with any one of oxygen gas, ozone, or water vapor at the time of normal pressure return after completion of the entire heat treatment process in the invention according to claim 6 or 7. will be.

또한, 청구항 9에 기재된 발명에 관한 열처리 방법은, 전체 열처리 공정 중에 있어서 웨이퍼 내의 소수 캐리어의 수명 시간의 열화를 회피하는 열처리 방법으로서, 웨이퍼 제조 공정에서 500 ℃ 내지 700 ℃의 열이 가해지는 전체 장치에 챔버 내에 산소 가스를 공급하는 공정과, 감압 CVD를 이용한 성막 공정이 종료한 직후의 소정 기간에 산소 가스를 이용한 산소 블로우를 행하는 산소 어닐링 공정을 갖는 것이다.Moreover, the heat processing method which concerns on invention of Claim 9 is a heat processing method which avoids deterioration of the lifetime of the minority carrier in a wafer in the whole heat processing process, Comprising: The whole apparatus which heat of 500 degreeC-700 degreeC is applied in a wafer manufacturing process. And an oxygen annealing step of performing oxygen blow using oxygen gas in a predetermined period immediately after the film forming step using reduced pressure CVD is completed.

또한, 청구항 10에 기재된 발명에 관한 열처리 방법은 상기 청구항 9에 기재된 발명에 있어서, 상기 산소 어닐링 공정은 반도체의 소수 캐리어의 수명 시간을 열화시키는 반도체 장치 제조 공정이 열처리 공정을 실행할 때 상기 산소 어닐링 공정을 실행하는 공정을 갖는 것이다.In the heat treatment method according to the invention described in claim 10, in the invention according to claim 9, the oxygen annealing step is performed when the semiconductor device manufacturing step of deteriorating the life time of the minority carriers of the semiconductor is performed by the heat treatment step. It is to have a process to execute.

또한, 청구항 11에 기재된 발명에 관한 열처리 방법은 상기 청구항 10에 기재된 발명에 있어서, 상기 산소 어닐링 공정은 반도체의 소수 캐리어의 수명 시간을 열화시키는 반도체 장치 제조 공정이 산소 가스의 도입이 어려워 상기 산소 어닐링 공정을 실행할 수 없는 경우, 상기 열처리 공정의 종료후에 상기 산소 어닐링 공정을 별도로 실행하는 공정을 포함하는 것이다.In the heat treatment method according to the invention described in claim 11, in the invention according to claim 10, the oxygen annealing step is difficult to introduce oxygen gas in the semiconductor device manufacturing step of deteriorating the life time of the minority carriers of the semiconductor. If the process cannot be carried out, a step of separately carrying out the oxygen annealing process after the end of the heat treatment step is included.

또한, 청구항 12에 기재된 발명에 관한 열처리 방법은 상기 청구항 10 또는 11에 기재된 발명에 있어서, 전체 열처리 공정 종료후의 상압 복귀시에 장치의 내부에 산소 가스를 충만시키는 공정을 포함하는 것이다.The heat treatment method according to the invention according to claim 12 includes the step of filling the inside of the apparatus with oxygen gas at the time of normal pressure return after completion of the entire heat treatment step.

또한, 청구항 13에 기재된 발명에 관한 열처리 방법은, 반도체 장치를 제조하는 공정을 구성하는 전체 웨이퍼 공정 중에서 500 ℃ 내지 700 ℃에서 열처리를 행하는 처리 공정에 산소 가스, 오존 또는 수증기 중 어느 하나를 도입하는 가스 어닐링 공정을 갖는 것이다.Moreover, the heat processing method which concerns on invention of Claim 13 introduce | transduces any one of oxygen gas, ozone, or water vapor into the processing process which heat-processes at 500 degreeC-700 degreeC among all the wafer processes which comprise the process of manufacturing a semiconductor device. It has a gas annealing process.

또한, 청구항 14에 기재된 발명에 관한 열처리 방법은 상기 청구항 13에 기재된 발명에 있어서, 반도체의 소수 캐리어의 수명 시간을 열화시키는 반도체 장치 제조 공정이 500 ℃ 내지 700 ℃에서 열처리를 행하는 처리 공정을 실행할 때 상기 가스 어닐링 공정을 실행하는 공정을 포함하는 것이다.In the heat treatment method according to the invention described in claim 14, the semiconductor device manufacturing process for deteriorating the life time of the minority carriers of the semiconductor according to the invention as described in claim 13 is performed when the heat treatment is performed at 500 ° C to 700 ° C. It includes a step of performing the gas annealing process.

또한, 청구항 15에 기재된 발명에 관한 열처리 방법은 상기 청구항 14에 기재된 발명에 있어서, 반도체의 소수 캐리어의 수명 시간을 열화시키는 반도체 장치 제조 공정이 산소 가스, 오존 및 수증기의 도입이 어려워 상기 가스 어닐링 공정을 실행할 수 없는 경우, 상기 열처리 공정의 종료후에 상기 가스 어닐링 공정을 별도로 실행하는 공정을 포함하는 것이다.In the heat treatment method according to the invention described in claim 15, in the invention according to claim 14, the semiconductor annealing process for deteriorating the life time of the minority carriers of the semiconductor is difficult to introduce oxygen gas, ozone and water vapor. If it is not possible to include, the step of separately performing the gas annealing step after the end of the heat treatment step.

또한, 청구항 16에 기재된 발명에 관한 열처리 방법은 상기 청구항 14 또는 15에 기재된 발명에 있어서, 전체 열처리 공정 종료후의 상압 복귀시에 장치의 내부를 산소 가스, 오존 또는 수증기 중 어느 하나로 충만시키는 공정을 포함하는 것이다.Further, the heat treatment method according to the invention described in claim 16 includes the step of filling the inside of the apparatus with any one of oxygen gas, ozone, or water vapor at the time of normal pressure return after completion of the entire heat treatment step in the invention according to claim 14 or 15. It is.

또한, 청구항 17에 기재된 발명에 관한 반도체 장치 제조 방법은, 반도체 장치를 제조하는 공정 중 전체 웨이퍼 공정에서 500 ℃ 내지 700 ℃에서 열처리를 행하는 장치로 처리한 후에 산소 가스, 오존 또는 수증기 중 어느 하나를 도입하는 가스 어닐링 공정을 갖는 것이다.In the semiconductor device manufacturing method according to the invention described in claim 17, any one of oxygen gas, ozone, or water vapor is treated after treating with a device that performs heat treatment at 500 ° C to 700 ° C in the entire wafer process during the semiconductor device manufacturing step. It has a gas annealing process to introduce | transduce.

또한, 청구항 18에 기재된 발명에 관한 반도체 장치 제조 방법은 상기 청구항 17에 기재된 발명에 있어서, 전체 열처리 공정 종료후의 상압 복귀시에 장치의 내부를 산소 가스, 오존 또는 수증기 중 어느 하나로 충만시키는 공정을 포함하는 것이다.The semiconductor device manufacturing method according to the invention described in claim 18 includes the step of filling the inside of the device with any one of oxygen gas, ozone, or water vapor at the time of normal pressure return after completion of the entire heat treatment step. It is.

<제1 실시 형태><First Embodiment>

이하, 본 발명의 제1 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 반도체 장치 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이다. 본 실시 형태에서는 반도체의 소수 캐리어의 수명 시간을 열화시키는 종래 장치에 대해서는 열처리 공정에 산소 어닐링 공정을 추가하고, 또 산소를 도입할 수 없는 장치에 대해서는 상기 열처리 공정후에 별도로 산소 어닐링 공정을 추가한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, 1st Embodiment of this invention is described in detail based on drawing. 1 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. In the present embodiment, an oxygen annealing step is added to the heat treatment step for a conventional apparatus that deteriorates the life time of minority carriers of the semiconductor, and an oxygen annealing step is additionally added after the heat treatment step for an apparatus that cannot introduce oxygen.

반도체 장치를 제조할 때의 실제의 흐름은 300 공정 이상의 흐름을 갖고, 도1의 공정도로 나타낸 바와 같은 전체 공정[구체적으로는, 도1에 도시한 세정 공정, 산화 공정, 확산 공정, 이온 주입 공정, CVD(화학적 기상 성장 박막 형성) 공정, PVD(물리적 박막 형성) 공정, 어닐링 공정, 자동 석판 인쇄 공정, 엣칭 공정 등]을 몇 번이나 통과시킴으로써 제조 처리가 진행되어 간다. 이들 전체 공정 중으로부터 수명 시간에 영향을 미치는 열처리 공정을 선정하기 위한 실험을 행하였다. 반도체 기판의 일 형태인 웨이퍼로서는 통칭 금속 그레이드로 불리고 있는 직경 300 mm의 것(예를 들어, 미츠비시 마테리알 가부시끼가이샤제 및 신에쯔 한도따이 가부시끼가이샤제)을 사용하고 있다. 열처리 공정에는 예를 들어 고꾸사이 덴끼 가부시끼가이샤제의 300 mm용 수직형 확산로 DD-1200 V를 사용하고 있다. 열처리 시뮬레이트용 장치로서는 예를 들어 고요 린드버그 가부시끼가이샤제의 수직형 확산로 고속 승강온형 VF5700을 사용하고 있다. 수명 시간의 측정에는 예를 들어 Semilab 가부시끼가이샤제의 WT-85XA를 이용하고, 2 mm의 해상도로 웨이퍼의 전체면 측정을 행하고 있다.The actual flow at the time of manufacturing a semiconductor device has a flow of 300 or more steps, and the entire process as shown in the process diagram of FIG. 1 (specifically, the cleaning process, oxidation process, diffusion process, and ion implantation process shown in FIG. , CVD (chemical vapor deposition thin film) process, PVD (physical thin film formation) process, annealing process, automatic lithography process, etching process, etc.] are passed through several times. The experiment for selecting the heat processing process which influences lifetime from these whole processes was done. As a wafer which is one form of a semiconductor substrate, the thing of 300 mm in diameter (for example, the Mitsubishi Material Co., Ltd. make and the Shin-Etsu Handa Co., Ltd. make) called the metal grade is used. For example, a 300 mm vertical diffusion furnace DD-1200 V manufactured by Kokusai Denki Co., Ltd. is used for the heat treatment step. As an apparatus for simulating heat treatment, for example, a vertical diffusion furnace made of Kohde Lindberg Co., Ltd. is used. For example, WT-85XA manufactured by Semilab Co., Ltd. was used for the measurement of the life time, and the entire surface of the wafer was measured at a resolution of 2 mm.

도2는 질소 가스 분위기에서의 어닐링(N2어닐링) 후의 수명 시간을 측정한 결과를 도시한 그래프이다. 도2에 있어서, 횡축은 어닐링 온도(단위는 ℃)이고, 종축은 평균 수명 시간[단위는 ㎲(마이크로초: 1 μsec는 100만분의 1초)]이다. 도2를 참조하면, 처음에 웨이퍼를 700 ℃ 삽입/발출에서 산화를 행하고, 이 때의 수명 시간값을 초기값으로 했다. 다음에, 400 ℃ 내지 700 ℃ 단위에서의 단일 온도, 질소 가스 분위기(N2분위기)에서 40분의 어닐링 처리를 행하고 다시 수명 시간을 측정했다. 그 결과를 도2에 도시한다. 또, 웨이퍼의 삽입/발출 속도는 50 mm/분이다. 이들의 결과(도2의 그래프)를 보면, 500 ℃, 550 ℃, 600 ℃에서 열처리 공정을 행하면 수명 시간을 열화시킴을 알 수 있다.FIG. 2 is a graph showing the results of measuring life time after annealing (N 2 annealing) in a nitrogen gas atmosphere. In Fig. 2, the horizontal axis is annealing temperature (unit is ° C), and the vertical axis is average life time (unit is 단위 (microsecond: 1 μsec is 1 millionth of a second)). Referring to Fig. 2, the wafer was first oxidized at 700 DEG C insertion / extraction, and the lifetime time value at this time was taken as an initial value. Next, annealing treatment was performed for 40 minutes at a single temperature at 400 ° C to 700 ° C in a nitrogen gas atmosphere (N 2 atmosphere), and the lifetime was measured again. The result is shown in FIG. In addition, the insertion / ejection speed of the wafer is 50 mm / minute. From these results (graph in Fig. 2), it can be seen that the heat treatment process at 500 ° C, 550 ° C, and 600 ° C deteriorates the life time.

도3에 550 ℃, 질소 가스 분위기(N2분위기)에서의 어닐링(N2어닐링)시에 어닐링 시간을 20분, 40분, 160분으로 행한 결과를 도시한다. 도3에 있어서, 횡축은 어닐링 시간(단위는 분)이고, 종축은 평균 수명 시간(단위는 ㎲)이다. 도3을 참조하면, 어닐링 시간이 길수록 수명 시간이 짧아진다. 또, 600 ℃의 열처리 공정에서의 수명 시간의 열화가 그다지 크지 않게 보이지만, 웨이퍼의 삽입/발출 속도를10O mm/분으로 한 경우의 측정 결과를 보면, 도4(후술)에 도시한 바와 같이 평균 수명 시간은 33.18 ㎲로 현저하게 낮아짐을 알 수 있다.Fig. 3 shows the results of the annealing time being 20 minutes, 40 minutes, and 160 minutes at annealing (N 2 annealing) at 550 ° C. in a nitrogen gas atmosphere (N 2 atmosphere). In Fig. 3, the horizontal axis represents annealing time (unit is minutes), and the vertical axis represents average life time (units is ㎲). Referring to Fig. 3, the longer the annealing time, the shorter the life time. In addition, although the deterioration of the life time in the heat treatment step at 600 ° C. is not so significant, the measurement results when the insertion / extraction rate of the wafer is 100 mm / min is shown, as shown in Fig. 4 (described later). It can be seen that the life time is significantly lowered to 33.18 mm 3.

이것은, 웨이퍼의 삽입/발출 속도가 50 mm/분인 경우는 웨이퍼가 열처리로 부근에 있는 시간이 길고 그 동안에 대기에 노출되어 수명 시간이 회복된 것으로 여겨진다. 또, 본 실시 형태에서는 50 mm/분은 700 ℃에서의 출입에 적용하기 위한 웨이퍼의 삽입/발출 속도이고, 650 ℃ 이하의 경우는 웨이퍼의 삽입/발출 속도로서는 10O mm/분 이상의 속도를 이용한다.It is considered that, when the insertion / extraction rate of the wafer is 50 mm / min, the time that the wafer is near the heat treatment furnace is long, and during that time, it is exposed to the atmosphere and the life time is recovered. In addition, in this embodiment, 50 mm / min is the insertion / ejection rate of the wafer for application in and out at 700 degreeC, and below 650 degreeC, the speed | rate of 100 mm / min or more is used as the insertion / ejection rate of the wafer.

650 ℃의 열처리 공정에서는 출입 속도의 영향은 없다. 이상의 실험 결과를 고려하면, 어쨌든 500 ℃ 내지 600 ℃에서의 열처리 공정에 대책을 세워야 함을 알 수 있다. 전체 공정 중, 이 온도 범위(500 ℃ 내지 600 ℃)에 포함되는 것은 감압 CVD(화학적 기상 성장 박막 형성) 장치를 사용하는 공정임을 알 수 있었다.In the heat treatment process at 650 ° C., there is no influence of the entrance and exit speed. In view of the above experimental results, it can be seen that measures should be taken in the heat treatment process at 500 ° C. to 600 ° C. anyway. It was found that, among the entire processes, the temperature range (500 ° C. to 600 ° C.) was a process using a reduced pressure CVD (chemical vapor deposition thin film) device.

도4는 650 ℃ 보우트 속도 100 mm/분인 경우의 수명 시간 맵이다. 도4의 (a)에 있어서, 영역(A)은 수명 시간이 23.17 ㎲인 영역, 영역(B)은 수명 시간이 25.46 ㎲인 영역, 영역(C)은 수명 시간이 27.75 ㎲인 영역, 영역(D)은 수명 시간이 30.05 ㎲인 영역, 영역(E)은 수명 시간이 32.34 ㎲인 영역, 영역(F)은 수명 시간이 34.64 ㎲인 영역, 영역(G)은 수명 시간이 36.94 ㎲인 영역, 영역(H)은 수명 시간이 39.23 ㎲인 영역, 영역(I)은 수명 시간이 41.53 ㎲인 영역, 영역(J)은 수명 시간이 43.82 ㎲인 영역, 영역(K)은 수명 시간이 46.12 ㎲인 영역, 영역(L)은 수명 시간이 48.42 ㎲인 영역을 각각 나타내고 있다. 각 영역의 비율을 도4의 (b)의 막대 그래프로 도시한다.4 is a life time map at a 650 ° C. boat speed of 100 mm / min. In Fig. 4A, the area A is an area having a life time of 23.17 ms, the area B is an area having a life time of 25.46 ms, and the area C is an area having a life time of 27.75 ms, an area ( D) is an area having a life time of 30.05 ms, an area E is an area having a lifetime of 32.34 ms, an area F is an area having a lifetime of 34.64 ms, an area G is an area having a lifetime of 36.94 ms, Area (H) is 39.23 mm life span, area (I) is 41.53 mm life span, area J is 43.82 mm life span, and area K is 46.12 mm life span The area | region and area | region L have respectively shown the area | region whose lifetime time is 48.42 microseconds. The ratio of each area | region is shown by the bar graph of FIG.

본 실시 형태에서는 수명 시간 회복 방법을 시뮬레이트하기 위해, 수명 시간이 짧은 웨이퍼를 제조하는 경우에 있어서, 삽입/발출 온도 400 ℃, 산화 온도 800 ℃에서의 습식 산화를 행할 때, 800 ℃로부터 400 ℃로의 온도 강하 중에 산소(02)만을 유통시키고 웨이퍼 냉각용의 질소 가스(N2)를 차단하고 있다. 이 때의 산화 막두께는 4 nm(nm: 10억분의 1미터) 정도이다.In this embodiment, in order to simulate the life time recovery method, when wet wafers are produced at an insertion / extraction temperature of 400 ° C. and an oxidation temperature of 800 ° C., when a wafer having a short life time is manufactured, the temperature is reduced from 800 ° C. to 400 ° C. During the temperature drop, only oxygen (0 2 ) is passed and the nitrogen gas (N 2 ) for wafer cooling is blocked. The oxide film thickness at this time is about 4 nm (nm: 1 billionth of a meter).

이 때의 냉각 속도는 도4의 (c)에 도시한 바와 같이, 평균 10 ℃/분에서 내려가 있는 것처럼 보이지만, 냉각용 질소 가스(N2)가 없으므로 웨이퍼의 냉각 속도는 평균 10 ℃/분보다 늦어진다고 추측할 수 있다. 실제로 평균 10 ℃/분 이상의 냉각 속도로 온도가 하강하면 500 ㎲ 전후의 값이 되지만, 웨이퍼 냉각용 질소 가스(N2)가 없는 경우에는 50 내지 80 ㎲로 되었다. 이들 웨이퍼를 400 ℃ 내지 700 ℃ 정도에서 열처리 공정을 행한 결과를 도5에 도시한다.The cooling rate at this time is more, the average but as down from 10 ℃ / min, since it is cooled nitrogen gas (N 2) for the cooling rate of the wafer is the average 10 ℃ / minute as shown in (c) of Fig. 4 It can be assumed that it is late. In fact, when the temperature is lowered to an average 10 ℃ / min cooling rate or more, but does not have a value of around 500 ㎲, wafer cooling nitrogen gas (N 2) for 50 to 80 has been ㎲. Fig. 5 shows the results of the heat treatment step of these wafers at about 400 ° C to 700 ° C.

도5는 각종 어닐링에 의한 수명 시간의 변화 상태를 도시한 그래프이다. 도5에 있어서, 횡축은 어닐링의 종류이고, 종축은 평균 수명 시간(단위는 ㎲)이며, 400 N2라 함은 400 ℃의 단일 온도로 질소 가스 분위기에서의 어닐링(N2어닐링)을 40분간 행하는 처리를 의미하고, 400 O2라 함은 400 ℃의 단일 온도로 질소 가스 분위기에서의 어닐링(N2어닐링)을 40분간 행하는 처리를 행한 후에 다시 10분간 산소를 유통시키는 처리를 의미하고 있다.5 is a graph showing a state of change of life time due to various annealing. In Fig. 5, the axis of abscissas is the type of annealing, the axis of ordinates is the average life time (unit: mm), and 400 N 2 is annealing (N 2 annealing) in a nitrogen gas atmosphere at a single temperature of 400 ° C. for 40 minutes. La means for performing processing, and 400 O 2 also has means a process of re-distribution for 10 minutes of oxygen after subjected to annealing (N 2 annealing) the process performed by 40 minutes in a nitrogen gas atmosphere at a single temperature of 400 ℃.

본 실시 형태에서는 웨이퍼의 출입 속도를 현실에 가까운 10O mm/분으로 하고 있다. 그러나, 도5에 도시한 바와 같이, 400 ℃, 450 ℃에서의 열처리 공정에서는 산소 가스 분위기에서의 어닐링(02어닐링)(도면중 400 02, 450 02)의 효과는 없다.In this embodiment, the entry / exit speed of the wafer is set to 100 mm / min close to reality. However, in the heat treatment process at 400 ℃, 450 ℃, as shown in Figure 5 there is no effect of annealing (annealing 02) (400 in the figure 02, 450 02) in the oxygen gas atmosphere.

한편, 650 ℃에서의 열처리 공정에서는 질소 가스 어닐링(N2어닐링, 도면중 650 N2)으로도 수명 시간을 길게 하는 효과가 있다. 500 ℃, 550 ℃, 600 ℃에서의 열처리 공정에서는 산소 가스 분위기에서의 어닐링(02어닐링)(도면중 500 02, 550 02, 600 02)의 효과가 현저하다. 또한, 550 ℃, 600 ℃에서의 열처리 공정에서는 질소 가스 분위기에서의 어닐링(N2어닐링)(도면중 550 N2, 600 N2)만으로는 더욱 수명 시간이 열화하고 있다.On the other hand, in the heat treatment step at 650 ° C., there is an effect of extending the life time even with nitrogen gas annealing (N 2 annealing, 650 N 2 in the drawing). In the heat treatment steps at 500 ° C, 550 ° C, and 600 ° C, the effect of annealing (0 2 annealing) (500 0 2 , 550 0 2 , 600 0 2 in the drawing) in an oxygen gas atmosphere is remarkable. In the heat treatment step at 550 ° C. and 600 ° C., the life time is further deteriorated only by annealing (N 2 annealing) (550 N 2 , 600 N 2 in the drawing) in a nitrogen gas atmosphere.

즉, 대부분의 CVD 장치의 도포 공정에서는 산소를 사용하지 않으므로 열처리 분위기는 불활성 가스 분위기와 동일하고, 그리고 상기의 결과로부터 500 ℃ 내지 600 ℃ 정도에서의 열처리 공정(열처리 장치)에서는 처리 종료후의 산소 가스 분위기에서의 어닐링(02어닐링) 공정을 추가하면 좋음을 알 수 있다.That is, since most of the CVD apparatuses do not use oxygen, the heat treatment atmosphere is the same as the inert gas atmosphere, and from the above results, the oxygen gas after the completion of the treatment in the heat treatment process (heat treatment apparatus) at about 500 ° C to 600 ° C. It can be seen that adding an annealing (0 2 annealing) step in the atmosphere is good.

다음에, 제1 실시 형태에 있어서의 열처리 공정을 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 도6은 본 발명의 제1 실시 형태를 설명하기 위한 열처리 공정도이다. 본 실시 형태에서는 550 ℃에서 CVD막을 형성하는 장치에 본 발명을 적용한 경우에 대하여 설명한다. 웨이퍼 로딩 공정(단계 S61)에서는 소정의 웨이퍼 처리 캐리어에 웨이퍼를 적재하여 처리실에 웨이퍼를 도입한다. 이 때, 상기 처리실 내에는질소 가스(N2)를 유통시키고 있다.Next, the heat processing process in 1st Embodiment is demonstrated in detail based on drawing. 6 is a heat treatment process chart for explaining the first embodiment of the present invention. In this embodiment, the case where the present invention is applied to an apparatus for forming a CVD film at 550 ° C will be described. In the wafer loading process (step S61), the wafer is loaded into a predetermined wafer processing carrier to introduce the wafer into the processing chamber. At this time, nitrogen gas (N 2 ) is distributed in the processing chamber.

감압 및 누설 체크 공정(단계 S62)에서는 튜브 내를 감압하고 압력 상승이 없는지 체크하여, 문제가 없으면 다음 공정으로 진행한다.In the depressurization and leakage check process (step S62), the inside of the tube is depressurized, and there is no pressure rise, and if there is no problem, the flow proceeds to the next step.

N2치환 공정(단계 S63)에서는 질소 가스(N2)를 처리실에 도입함으로써 압력 조정을 행한다.N 2 in the substitution process (step S63) is carried out pressure control by the introduction of a nitrogen gas (N 2) into the processing chamber.

반응 가스 도입 및 성막 개시 공정(단계 S64)에서는 반응 가스를 처리실에 도입하여 성막한다. 소정의 막두께에 이르면 반응 가스 정지 및 성막 종료 공정(단계 S65)에서 반응 가스를 정지시킨다. 질소 가스(N2) 소기 공정(단계 S66)에서는 가스 배관부터 처리실까지를 질소 가스(N2)로 소기하여 반응 가스를 없앤다.In the reaction gas introduction and film formation start step (step S64), the reaction gas is introduced into the processing chamber to form a film. When the predetermined film thickness is reached, the reaction gas is stopped in the reaction gas stop and film formation end steps (step S65). In the nitrogen gas (N 2 ) scavenging process (step S66), the gas from the gas pipe to the processing chamber is scavenged with nitrogen gas (N 2 ) to remove the reactive gas.

02도입 및 상압 복귀 공정(단계 S67)에서는 웨이퍼를 반출하기 위해서 대기압으로 복귀시키는데, 이 때 산소 가스(02)를 도입함으로써 수명 시간을 회복시킬 수 있다. 단계(S67)에 있어서의 상압 복귀 공정에서는 급격하게 대기압까지 복귀시키면 이물질의 감아 올리기 등 웨이퍼를 오염시킬 가능성이 있으므로, 이 공정 시간은 산소 가스 분위기(02분위기)에서의 어닐링(02어닐링)의 효과가 얻어지는 데 충분한 길이로 되어 있다.In the O 2 introduction and atmospheric pressure return process (step S67), the wafer is returned to atmospheric pressure in order to carry out the wafer. At this time, the life time can be restored by introducing oxygen gas (0 2 ). In the normal pressure return process in step S67, if the pressure is suddenly returned to atmospheric pressure, the wafer may be contaminated, such as the reeling of foreign matter, so that the process time may be annealed in an oxygen gas atmosphere (0 2 atmosphere) (0 2 annealing). The length is sufficient for the effect of.

웨이퍼 언로드 공정(단계 S68)에서는 처리실이 대기압으로 된 것을 확인한 후 웨이퍼를 반출한다.In the wafer unloading process (step S68), after confirming that the processing chamber is at atmospheric pressure, the wafer is taken out.

또, 본 실시 형태에서는 어닐링에 산소 가스(02)를 이용하고 있지만, 이것으로 특별히 한정되지 않으며, 경제성을 관련시키지 않으면 오존이나 수증기라도 좋다.In addition, in this embodiment, although oxygen gas (0 2 ) is used for annealing, it is not specifically limited to this, It may be ozone or water vapor, unless economy is related.

<제2 실시 형태><2nd embodiment>

이하, 본 발명의 제2 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 도7은 본 발명의 제2 실시 형태를 설명하기 위한 열처리 공정도이다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, 2nd Embodiment of this invention is described in detail based on drawing. 7 is a heat treatment process chart for explaining the second embodiment of the present invention.

종래, 어떠한 열처리 공정에서는 처리실이나 배기 배관 내에 있는 반응 부생성물이 산소 등 조연성(助燃性) 가스와 반응하여 이물질을 발생시키거나, 폭발 등 안전상 위험한 경우도 있다. 그래서, 본 실시 형태에서는 이 점에 주목하여 도7에 도시한 바와 같이 별도의 열처리실 또는 별도의 열처리 장치를 이용하여 상기 장치 내의 산소 가스 분위기에서 어닐링(02어닐링)을 행하는 점에 특징을 갖고 있다.Conventionally, in some heat treatment processes, reaction by-products in a processing chamber or exhaust pipe may react with a flammable gas such as oxygen to generate foreign substances or may be dangerous for safety such as an explosion. Therefore, in this embodiment, paying attention to this point, as shown in Fig. 7, it is characterized by annealing (0 2 annealing) in an oxygen gas atmosphere in the apparatus by using a separate heat treatment chamber or a separate heat treatment apparatus. have.

본 실시 형태는 도7의 (a)에 도시한 일련의 공정(단계 S711 내지 단계 S718)을 실행하여 성막을 행하는 공정과, 도7의 (b)에 도시한 일련의 공정(단계 S721 내지 단계 S724)을 실행하는 공정을 구비하고 있다.In this embodiment, the film forming process is performed by performing a series of processes (steps S711 to S718) shown in Fig. 7A, and a series of processes (steps S721 to S724 shown in Fig. 7B). Is implemented).

도7의 (a)를 참조하면, 본 실시 형태의 웨이퍼 로딩 공정(단계 S711)에서는 소정의 웨이퍼 처리 캐리어에 웨이퍼를 적재하여 처리실에 웨이퍼를 도입한다. 이 때, 상기 처리실 내에는 질소 가스(N2)를 유통시키고 있다.Referring to Fig. 7A, in the wafer loading step (step S711) of the present embodiment, the wafer is loaded in a predetermined wafer processing carrier to introduce the wafer into the processing chamber. At this time, nitrogen gas (N 2 ) is circulated in the processing chamber.

또한, 감압 및 누설 체크 공정(단계 S712)에서는 튜브 내를 감압하고 압력 상승이 없는지 체크하여, 문제가 없으면 다음 공정으로 진행한다.In addition, in the depressurization and leakage check process (step S712), the inside of the tube is depressurized and there is no pressure increase, and if there is no problem, the flow proceeds to the next step.

N2치환 공정(단계 S713)에서는 질소 가스(N2)를 처리실에 도입함으로써 압력조정을 행한다.In the N 2 substitution step (step S713), pressure is adjusted by introducing nitrogen gas (N 2 ) into the processing chamber.

반응 가스 도입 및 성막 개시 공정(단계 S714)에서는 반응 가스를 처리실에 도입하여 성막한다. 소정의 막두께에 이르면 반응 가스 정지 및 성막 종료 공정(단계 S715)에서 반응 가스를 중단시킨다. 질소 가스(N2) 소기 공정(단계 S716)에서는 가스 배관부터 처리실까지를 질소 가스(N2)로 소기하여 반응 가스를 없앤다.In the reaction gas introduction and film formation start process (step S714), the reaction gas is introduced into the processing chamber to form a film. When the predetermined film thickness is reached, the reaction gas is stopped in the reaction gas stop and film formation end steps (step S715). In the nitrogen gas (N 2 ) scavenging process (step S716), the gas from the gas pipe to the processing chamber is scavenged with nitrogen gas (N 2 ) to remove the reactive gas.

N2도입 및 상압 복귀 공정(단계 S717)에서는 웨이퍼를 반출하기 위해서 대기압으로 복귀시키는데, 이 때 질소 가스(N2)를 도입함으로써 수명 시간을 회복시킬 수 있다. 단계(S717)에 있어서의 상압 복귀 공정에서는 급격하게 대기압까지 복귀시키면 이물질의 감아 올리기 등 웨이퍼를 오염시킬 가능성이 있으므로, 이 공정 시간은 산소 가스 분위기(02분위기)에서의 어닐링(02어닐링)의 효과가 얻어지는 데 충분한 길이로 되어 있다.In the N 2 introduction and atmospheric pressure return process (step S717), the wafer is returned to atmospheric pressure in order to carry out the wafer. At this time, by introducing nitrogen gas (N 2 ), the life time can be restored. In the normal pressure return process in step S717, if the pressure is rapidly returned to atmospheric pressure, there is a possibility that the wafer may be contaminated, such as winding up foreign matter, so that the process time is annealed in an oxygen gas atmosphere (0 2 atmosphere) (0 2 annealing). The length is sufficient for the effect of.

웨이퍼 언로드 공정(단계 S718)에서는 처리실이 대기압으로 된 것을 확인한 후 웨이퍼를 반출한다.In the wafer unloading process (step S718), after confirming that the processing chamber is at atmospheric pressure, the wafer is taken out.

또, 본 실시 형태에서는 어닐링에 산소를 이용하고 있지만, 이것으로 특별히 한정되지 않으며, 경제성을 관련시키지 않으면 오존이나 수증기라도 좋다.In addition, although oxygen is used for annealing in this embodiment, it is not specifically limited to this, Unless economical relation is concerned, ozone or water vapor may be sufficient.

한편, 도7의 (b)를 참조하면 본 실시 형태의 웨이퍼 로딩 공정(단계 S721)에서는 소정의 웨이퍼 처리 캐리어에 웨이퍼를 적재하여 처리실에 웨이퍼를 도입한다. 이때, 상기 처리실 내에는 질소 가스(N2)를 유통시키고 있다.On the other hand, referring to Fig. 7B, in the wafer loading step (step S721) of the present embodiment, the wafer is loaded in a predetermined wafer processing carrier to introduce the wafer into the processing chamber. At this time, nitrogen gas (N 2 ) is distributed in the processing chamber.

웨이퍼 로딩 공정(단계 S721)에 이어지는 온도 조정 공정(단계 S722)에서는 웨이퍼가 웨이퍼 처리실 내에서 어닐링 온도가 되도록 온도 조정을 행한다. 이 어닐링 온도는 성막 온도와 동일해도 좋지만, 다소 높은 온도가 가해져도 괜찮은 경우는 650 ℃나 700 ℃ 쪽이 효과가 있다.In the temperature adjusting step (step S722) following the wafer loading step (step S721), temperature adjustment is performed so that the wafer becomes an annealing temperature in the wafer processing chamber. Although this annealing temperature may be the same as film-forming temperature, when a somewhat high temperature may be added, 650 degreeC or 700 degreeC is effective.

온도 조정 공정(단계 S722)에 이어지는 02어닐링 공정(단계 S723)에서는 02를 장치 내에 도입하여 산소 가스 분위기(02분위기)에서의 어닐링을 10분 이상 행한다. 이 어닐링 시간은 웨이퍼 상에 대하여 일정 막의 두께에 따라서 길게 할 필요가 있다.In the 0 2 annealing process (step S723) following the temperature adjusting step (step S722), 0 2 is introduced into the apparatus to perform annealing in an oxygen gas atmosphere (0 2 atmosphere) for 10 minutes or more. This annealing time needs to be lengthened according to the thickness of a certain film on the wafer.

O2어닐링 공정(단계 S723)에 이어지는 웨이퍼 언로드 공정(단계 S724)에서는 온도 조정 공정(단계 S722)에서 설정한 어닐링 온도 상태에서 웨이퍼의 언로드를 행하여 처리를 종료한다.In the wafer unloading step (step S724) following the O 2 annealing step (step S723), the wafer is unloaded in the annealing temperature state set in the temperature adjusting step (step S722) to end the processing.

또, 본 실시 형태에서는 어닐링에 산소 가스(02)를 이용하고 있지만, 이것으로 특별히 한정되지 않으며, 경제성을 관련시키지 않으면 오존이나 수증기라도 좋다.In addition, in this embodiment, although oxygen gas (0 2 ) is used for annealing, it is not specifically limited to this, It may be ozone or water vapor, unless economy is related.

이상 설명한 바와 같이 상기 각 실시 형태에 따르면, 이하에 기재하는 효과를 얻을 수 있다. 우선, 제1 효과는 반도체 장치의 전체 제조 공정으로부터 수명 시간을 열화시키는 처리를 없앨 수 있으므로, 댕글링 본드의 수를 감소시킬 수 있는 동시에, 수소를 이용한 제거의 필요도 없어지는 결과, 성능이 좋은 반도체 장치를 제조할 수 있게 되는 것이다.As explained above, according to each said embodiment, the effect described below can be acquired. First, since the first effect can eliminate the process of deteriorating the life time from the entire manufacturing process of the semiconductor device, the number of dangling bonds can be reduced and the need for removal with hydrogen is eliminated, resulting in good performance. It is possible to manufacture a semiconductor device.

그리고, 제2 효과는 전체 열처리 장치에서 수명 시간의 열화가 없어지므로, 반도체 장치의 제조 공정으로부터 수소 처리 공정을 생략하거나 수소 처리의 저온화를 행할 수 있게 되는 것이다.The second effect is that the life time deterioration is eliminated in the entire heat treatment apparatus, so that the hydrogen treatment step can be omitted from the manufacturing process of the semiconductor device or the hydrogen treatment can be reduced in temperature.

또, 본 발명은 상기 각 실시 형태에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술 사상의 범위 내에 있어서 각 실시 형태는 적절하게 변경될 수 있음은 분명하다. 또한, 상기 구성 부재의 수, 위치, 형상 등은 상기 실시 형태로 한정되지 않고, 본 발명을 실시하는 데에 있어서 적합한 수, 위치, 형상 등으로 할 수 있다. 또한, 각 도면에 있어서, 동일 구성 요소에는 동일 부호를 부여하고 있다.In addition, this invention is not limited to each said embodiment, It is clear that each embodiment can be changed suitably within the range of the technical idea of this invention. In addition, the number, position, shape, etc. of the said structural member are not limited to the said embodiment, It can be set as the suitable number, position, shape, etc. in implementing this invention. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same component.

본 발명은 이상과 같이 구성되어 있으므로, 이하에 기재하는 효과를 얻을 수 있다. 우선, 제1 효과는 반도체 장치의 전체 제조 공정으로부터 수명 시간을 열화시키는 처리를 없앨 수 있으므로, 댕글링 본드의 수를 감소시킬 수 있는 동시에, 수소를 이용한 제거의 필요도 없어지는 결과, 성능이 좋은 반도체 장치를 제조할 수 있게 되는 것이다.Since this invention is comprised as mentioned above, the effect described below can be acquired. First, since the first effect can eliminate the process of deteriorating the life time from the entire manufacturing process of the semiconductor device, the number of dangling bonds can be reduced and the need for removal with hydrogen is eliminated, resulting in good performance. It is possible to manufacture a semiconductor device.

그리고, 제2 효과는 전체 열처리 장치에서 수명 시간의 열화가 없어지므로, 반도체 장치의 제조 공정으로부터 수소 처리 공정을 생략하거나 수소 처리의 저온화를 행할 수 있게 되는 것이다.The second effect is that the lifetime of the heat treatment device is not deteriorated, so that the hydrogen treatment step can be omitted from the manufacturing process of the semiconductor device or the hydrogen treatment can be lowered.

Claims (18)

전체 열처리 공정 중에 있어서 웨이퍼 내의 소수 캐리어의 수명 시간의 열화를 회피하는 열처리 장치로서,A heat treatment apparatus for avoiding deterioration of the life time of minority carriers in a wafer during the entire heat treatment process, 웨이퍼 제조 공정에서 500 ℃ 내지 700 ℃의 열이 가해지는 전체 장치에 챔버 내에 산소 가스를 공급하는 배관과,Piping for supplying oxygen gas into the chamber to the entire apparatus is applied to the heat of 500 ℃ to 700 ℃ in the wafer manufacturing process, 감압 CVD를 이용한 성막 공정이 종료한 직후의 소정 기간에 산소 가스를 이용한 산소 블로우를 행하는 산소 어닐링 공정을 실행하는 산소 어닐링 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.And an oxygen annealing means for performing an oxygen annealing step of performing oxygen blow using oxygen gas in a predetermined period immediately after the film forming step using reduced pressure CVD is completed. 제1항에 있어서, 상기 산소 어닐링 수단은 반도체의 소수 캐리어의 수명 시간을 열화시키는 반도체 장치 제조 수단이 열처리 공정을 실행할 때 상기 산소 어닐링 공정을 실행하는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the oxygen annealing means has a means for executing the oxygen annealing process when the semiconductor device manufacturing means for deteriorating the life time of the minority carriers of the semiconductor performs the heat treatment process. 제2항에 있어서, 상기 산소 어닐링 수단은 반도체의 소수 캐리어의 수명 시간을 열화시키는 반도체 장치 제조 수단이 산소 가스의 도입이 어려워 상기 산소 어닐링 공정을 실행할 수 없는 경우, 상기 열처리 공정의 종료후에 상기 산소 어닐링 수단을 이용한 상기 산소 어닐링 공정을 별도로 실행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.3. The oxygen annealing means as set forth in claim 2, wherein the oxygen annealing means decomposes the oxygen annealing process when the semiconductor device manufacturing means for deteriorating the life time of the minority carriers of the semiconductor cannot introduce the oxygen gas and thus cannot execute the oxygen annealing process. And an oxygen annealing step using annealing means. 제2항 또는 제3항에 있어서, 전체 열처리 공정 종료후의 상압 복귀시에 장치의 내부에 산소 가스를 충만시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.The heat treatment apparatus according to claim 2 or 3, wherein the heat treatment apparatus is configured to fill the inside of the apparatus with oxygen gas at the time of normal pressure return after completion of the entire heat treatment process. 반도체 장치를 제조하는 공정을 구성하는 전체 웨이퍼 공정 중에서 500 ℃ 내지 700 ℃에서 열처리를 행하는 처리 공정에 산소 가스, 오존 또는 수증기 중 어느 하나를 도입하는 가스 어닐링 공정을 실행하는 어닐링 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.And annealing means for performing a gas annealing step of introducing any one of oxygen gas, ozone, or water vapor into a processing step of performing heat treatment at 500 ° C to 700 ° C in the entire wafer step constituting the step of manufacturing the semiconductor device. Heat treatment device. 제5항에 있어서, 상기 어닐링 수단은 반도체의 소수 캐리어의 수명 시간을 열화시키는 반도체 장치 제조 수단이 500 ℃ 내지 700 ℃에서 열처리를 행하는 처리 공정을 실행할 때 상기 가스 어닐링 공정을 실행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.6. The method of claim 5, wherein the annealing means is configured to execute the gas annealing process when the semiconductor device manufacturing means for deteriorating the life time of the minority carriers of the semiconductor performs the processing step of performing heat treatment at 500 DEG C to 700 DEG C. Heat treatment device characterized in that. 제6항에 있어서, 상기 어닐링 수단은 반도체의 소수 캐리어의 수명 시간을 열화시키는 반도체 장치 제조 수단이 산소 가스, 오존 및 수증기의 도입이 어려워 상기 가스 어닐링 공정을 실행할 수 없는 경우, 상기 열처리 공정의 종료후에 상기 가스 어닐링 공정을 별도로 실행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.7. The heat treatment process according to claim 6, wherein the annealing means terminates the heat treatment process when the semiconductor device manufacturing means for deteriorating the life time of the minority carriers of the semiconductor is difficult to introduce oxygen gas, ozone and water vapor so that the gas annealing process cannot be performed. And a gas annealing process later. 제6항 또는 제7항에 있어서, 전체 열처리 공정 종료후의 상압 복귀시에 장치의 내부를 산소 가스, 오존 또는 수증기 중 어느 하나로 충만시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.8. The heat treatment apparatus according to claim 6 or 7, wherein the inside of the apparatus is filled with any one of oxygen gas, ozone, or water vapor at the time of normal pressure return after the completion of the entire heat treatment process. 전체 열처리 공정 중에 있어서 웨이퍼 내의 소수 캐리어의 수명 시간의 열화를 회피하는 열처리 방법으로서,A heat treatment method for avoiding deterioration of the life time of minority carriers in a wafer during the entire heat treatment process, 웨이퍼 제조 공정에서 500 ℃ 내지 700 ℃의 열이 가해지는 전체 장치에 챔버 내에 산소 가스를 공급하는 공정과,Supplying oxygen gas into the chamber to the entire apparatus to which heat of 500 ° C to 700 ° C is applied in the wafer manufacturing process; 감압 CVD를 이용한 성막 공정이 종료한 직후의 소정 기간에 산소 가스를 이용한 산소 블로우를 행하는 산소 어닐링 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.And an oxygen annealing step of performing oxygen blow using oxygen gas in a predetermined period immediately after the film forming step using reduced pressure CVD is completed. 제9항에 있어서, 상기 산소 어닐링 공정은 반도체의 소수 캐리어의 수명 시간을 열화시키는 반도체 장치 제조 공정이 열처리 공정을 실행할 때 상기 산소 어닐링 공정을 실행하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.The heat treatment method according to claim 9, wherein the oxygen annealing process has a step of performing the oxygen annealing process when the semiconductor device manufacturing process that deteriorates the life time of the minority carriers of the semiconductor performs the heat treatment process. 제10항에 있어서, 상기 산소 어닐링 공정은 반도체의 소수 캐리어의 수명 시간을 열화시키는 반도체 장치 제조 공정이 산소 가스의 도입이 어려워 상기 산소 어닐링 공정을 실행할 수 없는 경우, 상기 열처리 공정의 종료후에 상기 산소 어닐링 공정을 별도로 실행하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.The oxygen annealing process according to claim 10, wherein the oxygen annealing process is performed after the end of the heat treatment process when the semiconductor device fabrication process for deteriorating the life time of the minority carriers of the semiconductor is difficult to introduce the oxygen gas so that the oxygen annealing process cannot be performed. A heat treatment method comprising the step of separately performing an annealing process. 제10항 또는 제11항에 있어서, 전체 열처리 공정 종료후의 상압 복귀시에 장치의 내부에 산소 가스를 충만시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.The heat treatment method according to claim 10 or 11, further comprising a step of filling the inside of the apparatus with oxygen gas at the time of normal pressure return after completion of the entire heat treatment process. 반도체 장치를 제조하는 공정을 구성하는 전체 웨이퍼 공정 중에서 500 ℃ 내지 700 ℃에서 열처리를 행하는 처리 공정에 산소 가스, 오존 또는 수증기 중 어느 하나를 도입하는 가스 어닐링 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.A heat treatment method comprising a gas annealing step of introducing any one of oxygen gas, ozone or water vapor into a processing step of performing heat treatment at 500 ° C to 700 ° C among all wafer processes constituting a process for manufacturing a semiconductor device. 제13항에 있어서, 반도체의 소수 캐리어의 수명 시간을 열화시키는 반도체 장치 제조 공정이 500 ℃ 내지 700 ℃에서 열처리를 행하는 처리 공정을 실행할 때 상기 가스 어닐링 공정을 실행하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.14. The semiconductor device manufacturing process for deteriorating the life time of minority carriers of a semiconductor according to claim 13, wherein the gas annealing process is performed when a processing process for performing heat treatment at 500 DEG C to 700 DEG C is performed. Heat treatment method. 제14항에 있어서, 반도체의 소수 캐리어의 수명 시간을 열화시키는 반도체 장치 제조 공정이 산소 가스, 오존 및 수증기의 도입이 어려워 상기 가스 어닐링 공정을 실행할 수 없는 경우, 상기 열처리 공정의 종료후에 상기 가스 어닐링 공정을 별도로 실행하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.15. The method of claim 14, wherein if the semiconductor annealing process that degrades the life time of minority carriers of the semiconductor is difficult to introduce oxygen gas, ozone, and water vapor, the gas annealing process cannot be performed, the gas annealing is completed after the end of the heat treatment step. Heat treatment method comprising the step of performing a separate process. 제14항 또는 제15항에 있어서, 전체 열처리 공정 종료후의 상압 복귀시에 장치의 내부를 산소 가스, 오존 또는 수증기 중 어느 하나로 충만시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.The heat treatment method according to claim 14 or 15, further comprising a step of filling the inside of the apparatus with any one of oxygen gas, ozone, or water vapor at the time of normal pressure return after completion of the entire heat treatment process. 반도체 장치를 제조하는 공정 중 전체 웨이퍼 공정에서 500 ℃ 내지 700 ℃에서 열처리를 행하는 장치로 처리한 후에 산소 가스, 오존 또는 수증기 중 어느 하나를 도입하는 가스 어닐링 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조 방법.A semiconductor device manufacturing method comprising a gas annealing step of introducing any one of oxygen gas, ozone, or water vapor after treatment with a device that performs heat treatment at 500 ° C. to 700 ° C. in a whole wafer process in the process of manufacturing a semiconductor device. . 제17항에 있어서, 전체 열처리 공정 종료후의 상압 복귀시에 장치의 내부를 산소 가스, 오존 또는 수증기 중 어느 하나로 충만시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조 방법.18. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 17, further comprising a step of filling the inside of the device with any one of oxygen gas, ozone, or water vapor at the time of normal pressure return after completion of the entire heat treatment step.
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