[go: up one dir, main page]

JP2006080294A - Substrate manufacturing method - Google Patents

Substrate manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP2006080294A
JP2006080294A JP2004262645A JP2004262645A JP2006080294A JP 2006080294 A JP2006080294 A JP 2006080294A JP 2004262645 A JP2004262645 A JP 2004262645A JP 2004262645 A JP2004262645 A JP 2004262645A JP 2006080294 A JP2006080294 A JP 2006080294A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
substrate
lowering
wafer
pod
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004262645A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoto Nakamura
直人 中村
Iwao Nakamura
巌 中村
Kenichi Ishiguro
謙一 石黒
Ryota Sasajima
亮太 笹島
Sadao Nakajima
定夫 中嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Denki Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority to JP2004262645A priority Critical patent/JP2006080294A/en
Publication of JP2006080294A publication Critical patent/JP2006080294A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

【課題】基板に熱処理を施す際に、スリップ転位欠陥の発生を防止できる基板の製造方法を提供することを目的としている。
【解決手段】基板48を反応炉34内に搬入する搬入工程と、基板温度を処理温度まで昇温させる昇温工程と、基板48を処理温度で熱処理する熱処理工程と、基板温度を処理温度から処理温度よりも低い温度まで降温する降温工程と、反応炉34内から基板を搬出する搬出工程とを有し、昇温工程または降温工程の途中に基板温度を降下させる降下工程を少なくとも2回以上設けた。
【選択図】図4
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a substrate capable of preventing the occurrence of slip dislocation defects when the substrate is subjected to heat treatment.
A loading step of loading a substrate into a reaction furnace, a heating step of raising the substrate temperature to a processing temperature, a heat treatment step of heat-treating the substrate at the processing temperature, and the substrate temperature from the processing temperature. It has a temperature lowering process for lowering the temperature to a temperature lower than the processing temperature and an unloading process for unloading the substrate from the reaction furnace 34, and at least two or more lowering processes for decreasing the substrate temperature during the temperature lowering process. Provided.
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、半導体ウエハやガラス基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor wafer or a glass substrate.

例えば縦型熱処理炉を用いて、複数枚のシリコン単結晶ウエハ等の基板を熱処理する場合、炭化珪素製等の基板支持体(ボート)が用いられている。この基板支持体には、例えば3点で基板を支持する支持溝が設けられている。   For example, when a substrate such as a plurality of silicon single crystal wafers is heat-treated using a vertical heat treatment furnace, a substrate support (boat) made of silicon carbide or the like is used. The substrate support is provided with support grooves for supporting the substrate at, for example, three points.

この場合、1000℃程度以上の温度で熱処理すると、支持溝付近で、基板にスリップ転位欠陥が発生し、これがスリップラインになるという問題があった。スリップラインが発生すると、基板の平坦度が低下する。このため、LSI製造工程における重要な工程の一つであるリソグラフィ工程で、マスク合わせずれ(焦点ずれ又は変形によるマスク合わせずれ)が生じ、所望パターンを有するLSIの製造が困難であるという問題が発生していた。   In this case, when the heat treatment is performed at a temperature of about 1000 ° C. or higher, slip dislocation defects are generated in the substrate in the vicinity of the support groove, which causes a slip line. When a slip line occurs, the flatness of the substrate decreases. For this reason, in the lithography process, which is one of the important processes in the LSI manufacturing process, mask misalignment (mask misalignment due to defocusing or deformation) occurs, and there is a problem that it is difficult to manufacture an LSI having a desired pattern. Was.

このような問題を解決する手段として、処理温度が高温になるほど昇降温速度を遅くすることにより、シリコンウエハの高温熱処理時の結晶欠陥の発生を防止するものが公知となっている(例えば特許文献1)。   As means for solving such a problem, there is known one that prevents the generation of crystal defects during high-temperature heat treatment of a silicon wafer by slowing the temperature raising / lowering rate as the processing temperature increases (for example, Patent Documents). 1).

特開平8−45946号公報JP-A-8-45946

上述のように昇降温速度を遅くする方法では、効果が十分でなく、場合によってはスリップが発生するという問題があった。   As described above, the method of slowing the temperature raising / lowering speed has a problem that the effect is not sufficient and slipping occurs depending on the case.

本発明は、基板に熱処理を施す際に、スリップ転位欠陥の発生を防止できる基板の製造方法の提供を目的としている。   An object of the present invention is to provide a substrate manufacturing method capable of preventing the occurrence of slip dislocation defects when heat treatment is performed on the substrate.

上記課題を解決するため、本発明の特徴とするところは、基板を処理室内に搬入する搬入工程と、基板温度を処理温度まで昇温させる昇温工程と、基板を処理温度で熱処理する熱処理工程と、基板温度を処理温度から処理温度よりも低い温度まで降温させる降温工程と、基板を処理室内より搬出する搬出工程とを有する基板の製造方法であって、前記昇温工程の途中に基板温度を降下させる降下工程を少なくとも2回以上有する基板の製造方法にある。   In order to solve the above-described problems, the present invention is characterized by a carrying-in process for carrying a substrate into a processing chamber, a temperature raising process for raising the substrate temperature to a processing temperature, and a heat treatment process for heat-treating the substrate at the processing temperature. And a substrate manufacturing method comprising: a temperature lowering step for lowering the substrate temperature from the processing temperature to a temperature lower than the processing temperature; and a carry-out step for unloading the substrate from the processing chamber. The method of manufacturing a substrate has a lowering step of lowering at least twice.

好ましくは、降下工程は、800℃以上1050℃以下、さらには900℃以上1000℃以下の温度範囲で行われる。また、好ましくは、1回目の降下工程と2回目以降の降下工程の降下開始温度および降下終了温度、または降下開始温度若しくは降下終了温度は同一にする。また、好ましくは、1回目の降下工程と2回目以降の降下工程の温度降下幅は同一にする。また、好ましくは、2回目以降の降下工程は1回目の降下工程と比較し、温度降下レートが小さくなるようにする。また、好ましくは、2回目以降の降下工程は1回目の降下工程と比較し、温度降下幅が小さくなるようにする。また、好ましくは、支持具は基板よりも厚いシリコン製のホルダまたはリング、またはSiC製のホルダまたはリングから構成される。さらに、本発明における熱処理は、好ましくは1200℃以上、さらには1350℃以上の高温で行われる。   Preferably, the descending step is performed in a temperature range of 800 ° C. or higher and 1050 ° C. or lower, and further 900 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower. Preferably, the descent start temperature and descent end temperature, or descent start temperature or descent end temperature are the same in the first descent process and the second and subsequent descent processes. Preferably, the temperature drop widths of the first descent process and the second and subsequent descent processes are the same. Preferably, the second and subsequent descent steps are made to have a lower temperature drop rate than the first descent step. Preferably, the second and subsequent lowering steps are made smaller in temperature drop width than the first lowering step. Preferably, the support is made of a silicon holder or ring thicker than the substrate, or a SiC holder or ring. Furthermore, the heat treatment in the present invention is preferably performed at a high temperature of 1200 ° C. or higher, more preferably 1350 ° C. or higher.

本発明によれば、高温熱処理において、スリップが発生せず高品質の基板を製造することができる。   According to the present invention, a high-quality substrate can be manufactured without causing slip in the high-temperature heat treatment.

次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1には、本発明の実施形態に係る熱処理装置10が示されている。この熱処理装置10は、例えば縦型であり、主要部が配置された筐体12を有する。この筐体12には、ポッドステージ14が接続されており、このポッドステージ14にポッド16が搬送される。ポッド16は、例えば25枚の基板が収納され、図示しない蓋が閉じられた状態でポッドステージ14にセットされる。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a heat treatment apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. The heat treatment apparatus 10 is, for example, a vertical type and includes a housing 12 in which a main part is arranged. A pod stage 14 is connected to the housing 12, and the pod 16 is conveyed to the pod stage 14. The pod 16 stores, for example, 25 substrates, and is set on the pod stage 14 with a lid (not shown) closed.

筐体12において、ポッドステージ14に対向する位置には、ポッド搬送装置18が配置されている。また、このポッド搬送装置18の近傍には、ポッド棚20、ポッドオープナ22及び基板枚数検知24が配置されている。ポッド搬送装置18は、ポッドステージ14とポッド棚20とポッドオープナ22との間でポッド16を搬送する。ポッドオープナ22は、ポッド16の蓋を開けるものであり、この蓋が開けられたポッド16内の基板枚数が基板枚数検知器24により検知される。   In the case 12, a pod transfer device 18 is disposed at a position facing the pod stage 14. Further, a pod shelf 20, a pod opener 22, and a substrate number detection 24 are arranged in the vicinity of the pod transfer device 18. 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 in the pod 16 with the lid opened is detected by the substrate number detector 24.

さらに、筐体12内には、基板移載機26、ノッチアライナ28及び基板支持体30(ボード)が配置されている。基板移載機26は、例えば5枚の基板を取り出すことができるアーム32を有し、このアーム32を動かすことにより、ポッドオープナ22の位置に置かれたポッド、ノッチアライナ28及び基板支持体30間で基板を搬送する。ノッチアライナ28は、基板に形成されたノッチまたはオリフラを検出して基板のノッチまたはオリフラを一定の位置に揃えるものである。   Further, a substrate transfer device 26, a notch aligner 28, and a substrate support 30 (board) are disposed in the housing 12. The substrate transfer machine 26 includes an arm 32 that can take out, for example, five substrates. By moving the arm 32, the pod placed at the position of the pod opener 22, the notch aligner 28, and the substrate support 30. Transfer the substrate between. The notch aligner 28 detects notches or orientation flats formed on the substrate and aligns the notches or orientation flats of the substrate at a certain position.

図2において、反応炉34が示されている。この反応炉34は、SiC製の反応管36を有する。この反応管36は、上部が密閉された円筒状に形成され、下部がフランジ状に形成されている。この反応管36の下部には石英製のアダプタ38が配置され、このアダプタ38により反応管36が支持されている。また、アダプタ38を除いた反応管36の周囲には、ヒータ40が配置されている。前述した基板支持体30は反応管36内に挿入される。反応管36の下方は、基板支持体30を挿入するために開放され、この開放部分は炉口シールキャップ42と基板支持体30との間には、石英製の第1のキャップ44と、この第1のキャップ44の上部に配置されたSiC製の第2のキャップ46とが介在されている。基板支持体30は、多数枚の基板48を略水平状態で隙間をもって多数段に支持し、反応管36内に装填される。   In FIG. 2, a reactor 34 is shown. The reaction furnace 34 has a reaction tube 36 made of SiC. The reaction tube 36 is formed in a cylindrical shape with the upper part sealed, and the lower part is formed in a flange shape. A quartz adapter 38 is disposed below the reaction tube 36, and the reaction tube 36 is supported by the adapter 38. A heater 40 is disposed around the reaction tube 36 excluding the adapter 38. The substrate support 30 described above is inserted into the reaction tube 36. The lower part of the reaction tube 36 is opened to insert the substrate support 30, and this open part is between the furnace port seal cap 42 and the substrate support 30, a first cap 44 made of quartz, and this A SiC second cap 46 disposed above the first cap 44 is interposed. The substrate support 30 supports a large number of substrates 48 in a substantially horizontal state with a plurality of steps with gaps, and is loaded into the reaction tube 36.

1200℃以上の高温で処理を可能とするため、反応管36はSiC製としてある。このSiC製の反応管36を炉口部まで延ばし、SiCでシールする構造とすると、SiC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36が温度差による熱膨張差により破損してしまう。そこで、ヒータ40による加熱領域をSiCとし、ヒータ40による加熱領域から外れた部分に石英製のアダプタ38を設けることで、炉口部のシールは可能となる。また、SiC製の反応管36と石英製のアダプタ38とのシールは、双方の面精度を良くすれば、SiC製の反応管36はヒータ40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36のフランジ部分は平面を保つことができ、アダプタ38との間に隙間ができないので、SiC製の反応管36を石英製のアダプタ38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 36 is made of SiC. If this SiC reaction tube 36 is extended to the furnace port and sealed with SiC, the temperature of the seal will be increased by SiC and the O-ring, which is the 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 36 made of SiC is damaged due to a difference in thermal expansion due to a temperature difference. Therefore, the heating area by the heater 40 is made of SiC, and the quartz adapter 38 is provided in a portion outside the heating area by the heater 40, so that the furnace port portion can be sealed. Further, if the seal between the reaction tube 36 made of SiC and the adapter 38 made of quartz is improved in both surface accuracy, a temperature difference occurs because the reaction tube 36 made of SiC is arranged in the heating region of the heater 40. Without thermal expansion. Therefore, the flange portion of the SiC reaction tube 36 can be kept flat, and there is no gap between the adapter 38 and the sealing performance can be ensured by simply placing the SiC reaction tube 36 on the quartz adapter 38. can do.

アダプタ38には、該アダプタ38と一体にガス供給口50とガス排気口52とが形成されている。ガス供給口50にはガス導入管54が、ガス排気口52には排気管56がそれぞれ接続されている。   The adapter 38 is formed with a gas supply port 50 and a gas exhaust port 52 integrally with the adapter 38. A gas introduction pipe 54 is connected to the gas supply port 50, and an exhaust pipe 56 is connected to the gas exhaust port 52.

アダプタ38の内部には垂直方向に向かうガス導入経路が設けられ、その上部にはノズル取付孔58が上方に開口するように形成されている。このノズル取付孔58は、ガス供給口50とガス導入経路を介して接続されている。また、このノズル取付孔58にはノズル60が挿入固定されている。すなわち、アダプタ38の上面にノズル60が接続されることとなる。この構成により、ノズル接続部は熱で変形しにくく、また破壊されにくい。また、ノズル60とアダプタ38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54からガス供給口50に導入されたガスは、ノズル60を介して反応管36内に供給される。   A gas introduction path extending in the vertical direction is provided inside the adapter 38, and a nozzle mounting hole 58 is formed at an upper portion thereof so as to open upward. The nozzle mounting hole 58 is connected to the gas supply port 50 via a gas introduction path. A nozzle 60 is inserted and fixed in the nozzle mounting hole 58. That is, the nozzle 60 is connected to the upper surface of the adapter 38. With this configuration, the nozzle connection portion is not easily deformed by heat and is not easily destroyed. Further, there is a merit that the nozzle 60 and the adapter 38 can be easily assembled and disassembled. The gas introduced from the gas introduction pipe 54 into the gas supply port 50 is supplied into the reaction pipe 36 through the nozzle 60.

ノズル60は、反応管36の内壁に沿って基板配列領域の上方(基板支持体30の上方)まで延びるように構成されている。このノズル60は、例えば内径が10mm、長さが100mmである。
なお、この実施形態においては、ノズル60は1本であるが、これに限定されるものではなく、複数本設けるようにしてよく、少なくとも1本あればよいものである。
The nozzle 60 is configured to extend along the inner wall of the reaction tube 36 to above the substrate arrangement region (above the substrate support 30). The nozzle 60 has an inner diameter of 10 mm and a length of 100 mm, for example.
In this embodiment, the number of nozzles 60 is one. However, the number of nozzles 60 is not limited to this, and a plurality of nozzles 60 may be provided, and at least one nozzle may be provided.

次に基板支持体に30について説明する。
図3において基板支持体30は、本体部62と、この本体部62に設けられた支持部64とから構成されている。本体部62は、例えば炭化珪素(SiC)、シリコン(Si)(単結晶又は多結晶)又は石英(SiO2)からなる。例えば3本又は4本の支柱66には、支柱66の垂直方向で等間隔に爪部68がそれぞれ多数形成されている。この爪部68は、基板支持体30の内側へ向けて水平に延びており、この爪部68に支持部64が載置支持されている。
Next, the substrate support 30 will be described.
In FIG. 3, the substrate support 30 includes a main body portion 62 and a support portion 64 provided on the main body portion 62. The main body 62 is made of, for example, silicon carbide (SiC), silicon (Si) (single crystal or polycrystal), or quartz (SiO 2). For example, three or four columns 66 are formed with a number of claw portions 68 at equal intervals in the vertical direction of the columns 66. The claw portion 68 extends horizontally toward the inside of the substrate support 30, and the support portion 64 is placed and supported on the claw portion 68.

支持部64は、例えばシリコン又はSiCからなる。例えば基板の厚さよりも厚い板状部材、例えば円板状に形成された部材から構成され、この支持部64上に基板48が接触載置されるようになっている。なお、この実施形態においては、支持部64は円板状に形成されているが、他の形状をもつ板状、リング状又は円板状であってもよく、1つ又は複数の溝又は孔が形成されていてもよい。   The support part 64 is made of, for example, silicon or SiC. For example, it is composed of a plate-like member thicker than the thickness of the substrate, for example, a member formed in a disk shape, and the substrate 48 is placed in contact with the support portion 64. In this embodiment, the support portion 64 is formed in a disc shape, but may be a plate shape, a ring shape, or a disc shape having other shapes, and one or a plurality of grooves or holes. May be formed.

次に上述したように構成された熱処理装置10の作用について説明する。
まず、ポッドステージ14に複数枚の基板を収容したポッド16がセットされると、ポッド搬送装置18によりポッド16をポッドステージ14からポッド棚20へ搬送し、このポッド棚20にストックする。次に、ポッド搬送装置18によりポッド16をポッドステージ14からポッド棚20へ搬送し、このポッド棚20にストックする。次に、ポッド搬送装置18により、このポッド棚20にストックされたポッド16をポッドオープナ22に搬送してセットし、このポッドオープナ22によりポッド16の蓋を開き、基板枚数検知器24によりポッド16に収容されている基板の枚数を検知する。
Next, the operation of the heat treatment apparatus 10 configured as described above will be described.
First, when a pod 16 containing a plurality of substrates 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 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 accommodated in the sensor 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から基板を取り出し、ノッチアライナ28に移載する。このノッチアライナ28においては、基板を回転させながら、ノッチを検出し、検出した情報に基づいて複数枚の基板のノッチを同じ位置に整列させる。次に、基板移載機26により、ノッチアライナ28から基板を取り出し、基板支持体30に移載する。   Next, the substrate is transferred from the pod 16 at the position of the pod opener 22 by the substrate transfer machine 26 and transferred to the notch aligner 28. The notch aligner 28 detects notches while rotating the substrates, and aligns the notches of the plurality of substrates at the same position based on the detected information. Next, the substrate is transferred from the notch aligner 28 by the substrate transfer device 26 and transferred to the substrate support 30.

このようにして、1バッチ分の基板を基板支持体30に移載すると、例えば600℃程度の温度に設定された反応炉34内に複数枚の基板を装填した基板支持体30を装入し、炉口シールキャップ42により反応管36内を密閉する。次に炉内温度を熱処理温度まで上昇させて、ガス導入管54からガス供給口50及びノズル60を介して反応管36内に処理ガスを導入する。処理ガスには、窒素、アルゴン、水素、酸素等が含まれる。基板を熱処理する際、基板は例えば1000℃程度以上の温度に加熱される。なお、この間、図示しない熱電対により反応管36内の温度をモニタしながら、予め設定された昇温シーケンス、熱処理シーケンスに従って基板の熱処理を実施する。昇温シーケンス、熱処理シーケンスの制御は図示しない制御手段(コントローラ)により行う。   Thus, when one batch of substrates is transferred to the substrate support 30, the substrate support 30 loaded with a plurality of substrates is loaded into the reaction furnace 34 set at a temperature of, for example, about 600 ° C. Then, the inside of the reaction tube 36 is sealed with a furnace port seal cap 42. Next, the furnace temperature is raised to the heat treatment temperature, and the processing gas is introduced into the reaction tube 36 from the gas introduction tube 54 through the gas supply port 50 and the nozzle 60. The processing gas includes nitrogen, argon, hydrogen, oxygen, and the like. When heat-treating the substrate, the substrate is heated to a temperature of about 1000 ° C. or more, for example. During this time, the substrate is heat-treated according to a preset temperature raising sequence and heat treatment sequence while monitoring the temperature in the reaction tube 36 with a thermocouple (not shown). The temperature rise sequence and the heat treatment sequence are controlled by a control means (controller) (not shown).

基板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、基板支持体30を反応炉34からアンロードし、基板支持体30に支持された全ての基板が冷えるまで、基板支持体30を所定位置で待機させる。なお、炉内温度降温の際も、図示しない熱電対により反応管36内の温度をモニタしながら、予め設定された降温シーケンスに従って降温を実施する。降温シーケンスの制御は図示しない制御手段(コントローラ)により行う。次に、待機させた基板支持体30の基板が所定温度まで冷却されると、基板移載機26により、基板支持体30から基板を取り出し、ポッドオープナ22にセットされている空のポッド16に搬送して収容する。次に、ポッド搬送装置18により、基板が収容されたポッド16をポッド棚20に搬送し、さらにポッドステージ14に搬送して完了する。   When the heat treatment of the substrate is completed, for example, after the temperature in the furnace is lowered to a temperature of about 600 ° C., the substrate support 30 is unloaded from the reaction furnace 34, and all the substrates supported by the substrate support 30 are cooled. The substrate support 30 is put on standby at a predetermined position. Even when the temperature in the furnace is lowered, the temperature is lowered according to a preset temperature lowering sequence while monitoring the temperature in the reaction tube 36 with a thermocouple (not shown). The temperature lowering sequence is controlled by a control means (controller) (not shown). Next, when the substrate of the substrate support 30 that has been put on standby is cooled to a predetermined temperature, the substrate transfer device 26 takes out the substrate from the substrate support 30 and puts it into the empty pod 16 set in the pod opener 22. Transport and store. Next, the pod carrying device 18 carries the pod 16 containing the substrate to the pod shelf 20 and further to the pod stage 14 to complete.

本実施の形態では、上記昇温シーケンスの途中に少なくとも2回以上温度を降下させるステップを設けたシーケンスにより、ウエハを熱処理するようにした。なお、このシーケンスの制御は図示しない制御手段(コントローラ)により行うようにした。   In the present embodiment, the wafer is heat-treated by a sequence provided with a step of lowering the temperature at least twice during the temperature raising sequence. This sequence is controlled by a control means (controller) (not shown).

図4乃至図7に、本実施形態における第一〜第四の温度シーケンス例を示す。何れの温度シーケンス例も、600℃の温度に設定された反応炉内に、複数枚の基板を略水平状態で隙間をもって複数段に装填した基板支持体を装入(ロード)し、その後、炉内温度を1200℃程度の熱処理温度まで昇温(昇温工程)させて、基板温度が処理温度に達したら処理ガスを導入して基板を熱処理(熱処理工程)し、熱処理終了後、炉内温度を熱処理から600℃程度の温度に降温(降温工程)し、その後、基板支持体を反応炉から搬出(アンロード)している。以下、これらの温度シーケンス例について詳述する。   4 to 7 show first to fourth temperature sequence examples in the present embodiment. In any temperature sequence example, a substrate support in which a plurality of substrates are loaded in a plurality of stages with gaps in a substantially horizontal state is loaded into a reaction furnace set at a temperature of 600 ° C., and then the furnace The internal temperature is raised to a heat treatment temperature of about 1200 ° C. (temperature raising step), and when the substrate temperature reaches the processing temperature, the processing gas is introduced to heat-treat the substrate (heat treatment step). After the heat treatment, the temperature is lowered to a temperature of about 600 ° C. (temperature lowering process), and then the substrate support is unloaded from the reaction furnace. Hereinafter, these temperature sequence examples will be described in detail.

図4に本実施形態における第一の温度シーケンス例を示す。このシーケンス例の場合、基板温度を処理温度まで昇温させる昇温工程の途中に、基板温度を降温する降下工程を2回以上設け、1回目と2回目以降の温度降下幅を同一となるようにしている。図4の場合、1000℃付近において、基板温度を降温する降下工程を2回設けている。具体的には、1000℃付近の温度に到達したところで、基板温度を降温する降下工程を設け、900℃付近まで降温させる(1回目の降下工程)。再度1000℃付近の温度に到達したところで、再び900℃付近まで降温させる(2回目の降下工程)。図4の例では、降下工程における降下開始温度は1回目及び2回目とも1000℃付近であり、また、降下終了温度は1回目及び2回目とも900℃付近である。即ち、降下工程における温度降下幅は1回目及び2回目とも同一である。このように、基板温度を降温する降下工程は、昇温工程の途中に少なくとも2回以上設け、温度降下幅は1回目と2回目以降を同一であるようにしている。
このような温度シーケンスとすれば、昇温工程の途中でウエハの面内温度分布を変化させることができ、これによりウエハの形状(変形の仕方)を変化させることができる。このため、ウエハと支持部との接触部分が温度変化に応じて刻々と変化し、ウエハと支持部との溶着を防止することができる。昇温時にはウエハと支持部との間の何ヶ所かで溶着が起こるが、降下工程による降温が始まると、ウエハの形状が自動的に変形し、早い段階でウエハと支持部との融着点が切り離され応力が開放される。即ち、ウエハと支持部とのウエハ支持点での応力が増大するのを防止することができ、転位やこの転位に続くスリップラインの発生を防止することができる。なお、このとき、一度の降下工程だけでは応力が十分開放されない(融着点を十分に切り離すことができない)ことがあるため、降下工程は複数回、即ち少なくとも2回以上行うのが好ましい。
FIG. 4 shows a first temperature sequence example in the present embodiment. In the case of this sequence example, two or more lowering steps for lowering the substrate temperature are provided in the middle of the temperature raising step for raising the substrate temperature to the processing temperature so that the first and second and subsequent temperature drop widths are the same. I have to. In the case of FIG. 4, the lowering process for lowering the substrate temperature is provided twice in the vicinity of 1000.degree. Specifically, when a temperature near 1000 ° C. is reached, a lowering process for lowering the substrate temperature is provided to lower the temperature to near 900 ° C. (first lowering process). When the temperature again reaches around 1000 ° C., the temperature is lowered again to around 900 ° C. (second descending step). In the example of FIG. 4, the descent start temperature in the descent process is about 1000 ° C. for both the first and second times, and the descent end temperature is about 900 ° C. for both the first and second times. That is, the temperature drop width in the lowering process is the same for the first time and the second time. Thus, the lowering process for lowering the substrate temperature is provided at least twice in the middle of the temperature raising process, and the temperature drop width is the same between the first time and the second time.
With such a temperature sequence, the in-plane temperature distribution of the wafer can be changed in the middle of the temperature raising process, and thereby the shape (deformation method) of the wafer can be changed. For this reason, the contact part of a wafer and a support part changes every moment according to a temperature change, and welding with a wafer and a support part can be prevented. When the temperature rises, welding occurs at several points between the wafer and the support part, but when the temperature drop by the descent process begins, the shape of the wafer is automatically deformed, and the fusion point between the wafer and the support part at an early stage. Is released and the stress is released. That is, it is possible to prevent an increase in stress at the wafer support point between the wafer and the support part, and it is possible to prevent dislocation and occurrence of a slip line following this dislocation. At this time, since the stress may not be sufficiently released by only one descent process (the fusion point cannot be sufficiently separated), the descent process is preferably performed a plurality of times, that is, at least twice.

図5に本実施形態における第二の温度シーケンス例を示す。このシーケンス例の場合、基板温度を処理温度まで昇温させる昇温工程の途中に、基板温度を降温する降下工程を2回以上設け、1回目より2回目以降の温度降下幅を小さくしている。図5の場合、1000℃付近において、基板温度を降温する降下工程を2回設けている。具体的には、1000℃付近の温度に到達したところで、基板温度を降温する降下工程を設け、800℃付近まで降温させる(1回目の降下工程)。再度1000℃付近の温度に到達したところで、950℃付近まで降温させる(2回目の降下工程)。図5の例では、降下工程における降下開始温度は1回目及び2回目とも1000℃付近である。但し、降下終了温度においては、1回目は800℃付近、2回目は950℃付近となっている。即ち、降下工程における温度降下幅は、1回目より2回目の方が小さくなっている。このように、基板温度を降温する降下工程は、昇温工程の途中に2回以上設け、温度降下幅は1回目より2回目以降を小さくしている。
このような温度シーケンスとすれば、昇温工程の途中でウエハの面内温度分布を変化させることができ、これによりウエハの形状(変形の仕方)を変化させることができる。このため、ウエハと支持部との接触部分が温度変化に応じて刻々と変化し、ウエハと支持部との溶着を防止することができる。昇温時にはウエハと支持部との間の何ヶ所かで溶着が起こるが、降下工程による降温が始まると、ウエハの形状が自動的に変形し、早い段階でウエハと支持部との融着点が切り離され応力が開放される。即ち、ウエハと支持部とのウエハ支持点での応力が増大するのを防止することができ、転位やこの転位に続くスリップラインの発生を防止することができる。なお、このとき、一度の降下工程だけでは応力が十分開放されない(融着点を十分に切り離すことができない)ことがあるため、降下工程は複数回、即ち少なくとも2回以上行うのが好ましい。また、降下工程における温度降下幅を、1回目と2回目以降とで異ならせるようにすると、1回目と2回目以降とで、ウエハの面内温度分布の変化の仕方(度合い)を変えることができ、これによりウエハの形状(変形の仕方)を1回目と2回目以降とで変化させることができる。このようにウエハの形状(変形の仕方)を変化させることで、ウエハと支持部との接触点での応力を開放しやすくすることができる。
FIG. 5 shows a second temperature sequence example in the present embodiment. In the case of this sequence example, a lowering step for lowering the substrate temperature is provided twice or more in the middle of the temperature raising step for raising the substrate temperature to the processing temperature, and the temperature drop width after the second time is made smaller than the first time. . In the case of FIG. 5, a lowering process for lowering the substrate temperature is provided twice in the vicinity of 1000.degree. Specifically, when the temperature reaches around 1000 ° C., a lowering process for lowering the substrate temperature is provided to lower the temperature to around 800 ° C. (first lowering process). When the temperature reaches around 1000 ° C. again, the temperature is lowered to around 950 ° C. (second descending step). In the example of FIG. 5, the descent start temperature in the descent process is around 1000 ° C. for both the first and second times. However, the lowering end temperature is around 800 ° C. for the first time and around 950 ° C. for the second time. That is, the temperature drop width in the lowering process is smaller in the second time than in the first time. Thus, the lowering process for lowering the substrate temperature is provided twice or more in the middle of the temperature raising process, and the temperature drop width is smaller than the first time from the second time.
With such a temperature sequence, the in-plane temperature distribution of the wafer can be changed in the middle of the temperature raising process, and thereby the shape (deformation method) of the wafer can be changed. For this reason, the contact part of a wafer and a support part changes every moment according to a temperature change, and welding with a wafer and a support part can be prevented. When the temperature rises, welding occurs at several points between the wafer and the support part, but when the temperature drop by the descent process begins, the shape of the wafer is automatically deformed, and the fusion point between the wafer and the support part at an early stage. Is released and the stress is released. That is, it is possible to prevent an increase in stress at the wafer support point between the wafer and the support part, and it is possible to prevent dislocation and occurrence of a slip line following this dislocation. At this time, since the stress may not be sufficiently released by only one descent process (the fusion point cannot be sufficiently separated), the descent process is preferably performed a plurality of times, that is, at least twice. Further, if the temperature drop width in the lowering process is made different between the first time and the second time and later, the manner (degree) of change of the in-plane temperature distribution of the wafer can be changed between the first time and the second time and later. This makes it possible to change the shape (deformation method) of the wafer between the first time and the second and subsequent times. Thus, by changing the shape of the wafer (how to deform), it is possible to easily release the stress at the contact point between the wafer and the support portion.

図6に本実施形態における第三の温度シーケンス例を示す。このシーケンス例の場合、基板温度を処理温度まで昇温させる昇温工程の途中に、基板温度を降温する降下工程を2回以上設け、1回目より2回目以降の温度降下レートを小さくしている。図6の場合、1000℃付近において、基板温度を降温する降下工程を2回設けている。具体的には、1000℃付近の温度に到達したところで、基板温度を降温する降下工程を設け、900℃付近まで降温させる(1回目の降下工程)。再度1000℃付近の温度に到達したところで、900℃付近まで降温させる(2回目の降下工程)。このとき、1回目の降下工程の降温レートより2回目の降下工程の降温レートを小さくしている。即ち、1回目の降下工程よりも2回目の降下工程の方が、ゆっくりと温度降下するようにしている。このように、基板温度を降温する降下工程は、昇温工程の途中に2回以上設け、温度降下レートは1回目より2回目以降を小さくしている。
このような温度シーケンスとすれば、昇温工程の途中でウエハの面内温度分布を変化させることができ、これによりウエハの形状(変形の仕方)を変化させることができる。このため、ウエハと支持部との接触部分が温度変化に応じて刻々と変化し、ウエハと支持部との溶着を防止することができる。昇温時にはウエハと支持部との間の何ヶ所かで溶着が起こるが、降下工程による降温が始まると、ウエハの形状が自動的に変形し、早い段階でウエハと支持部との融着点が切り離され応力が開放される。即ち、ウエハと支持部とのウエハ支持点での応力が増大するのを防止することができ、転位やこの転位に続くスリップラインの発生を防止することができる。なお、このとき、一度の降下工程だけでは応力が十分開放されない(融着点を十分に切り離すことができない)ことがあるため、降下工程は複数回、即ち少なくとも2回以上行うのが好ましい。また、降下工程における温度降下レートを、1回目と2回目以降とで異ならせるようにすると、1回目と2回目以降とで、ウエハの面内温度分布の変化の仕方(度合い)を変えることができ、これによりウエハの形状(変形の仕方)を1回目と2回目以降とで変化させることができる。このようにウエハの形状(変形の仕方)を変化させることで、ウエハと支持部との接触点での応力を開放しやすくすることができる。
FIG. 6 shows a third temperature sequence example in the present embodiment. In the case of this sequence example, a lowering step for lowering the substrate temperature is provided twice or more in the middle of the temperature raising step for raising the substrate temperature to the processing temperature, and the temperature drop rate for the second and subsequent times is made smaller than the first time. . In the case of FIG. 6, the lowering process for lowering the substrate temperature is provided twice in the vicinity of 1000.degree. Specifically, when a temperature near 1000 ° C. is reached, a lowering process for lowering the substrate temperature is provided to lower the temperature to near 900 ° C. (first lowering process). When the temperature reaches around 1000 ° C. again, the temperature is lowered to around 900 ° C. (second descending step). At this time, the temperature lowering rate in the second lowering process is made smaller than the temperature lowering rate in the first lowering process. That is, the temperature lowers more slowly in the second descent process than in the first descent process. As described above, the lowering process for lowering the substrate temperature is provided twice or more in the middle of the temperature raising process, and the temperature lowering rate is made smaller from the first time to the second time.
With such a temperature sequence, the in-plane temperature distribution of the wafer can be changed in the middle of the temperature raising process, and thereby the shape (deformation method) of the wafer can be changed. For this reason, the contact part of a wafer and a support part changes every moment according to a temperature change, and welding with a wafer and a support part can be prevented. When the temperature rises, welding occurs at several points between the wafer and the support part, but when the temperature drop by the descent process begins, the shape of the wafer is automatically deformed, and the fusion point between the wafer and the support part at an early stage. Is released and the stress is released. That is, it is possible to prevent an increase in stress at the wafer support point between the wafer and the support part, and it is possible to prevent dislocation and occurrence of a slip line following this dislocation. At this time, since the stress may not be sufficiently released by only one descent process (the fusion point cannot be sufficiently separated), the descent process is preferably performed a plurality of times, that is, at least twice. Further, if the temperature drop rate in the lowering process is made different between the first time and the second time and later, the manner (degree) of change of the in-plane temperature distribution of the wafer can be changed between the first time and the second time and later. This makes it possible to change the shape (deformation method) of the wafer between the first time and the second and subsequent times. Thus, by changing the shape of the wafer (how to deform), it is possible to easily release the stress at the contact point between the wafer and the support portion.

図7に本実施形態における第四の温度シーケンス例を示す。このシーケンス例の場合、基板温度を処理温度まで昇温させる昇温工程の途中に、基板温度を降温する降下工程を2回以上設け、1回目と2回目以降の温度降下幅を同一となるようにしている。図7の場合、1000℃付近において、基板温度を降温する降下工程を3回設けている。具体的には、1000℃付近の温度に到達したところで、基板温度を降温する降下工程を設け、900℃付近まで降温させる(1回目の降下工程)。再度1000℃付近の温度に到達したところで、再び900℃付近まで降温させる(2回目の降下工程)。再度1000℃付近の温度に到達したところで、再び900℃付近まで降温させる(3回目の降下工程)。図7の例では、降下工程における降下開始温度は1回目,2回目及び3回目とも1000℃付近であり、また、降下終了温度は1回目,2回目及び3回目とも900℃付近である。即ち、降下工程における温度降下幅は1回目,2回目及び3回目とも同一である。このように、基板温度を降温する降下工程は、昇温工程の途中に少なくとも2回以上設け、温度降下幅は1回目と2回目以降を同一であるようにしている。
このような温度シーケンスとすれば、昇温工程の途中でウエハの面内温度分布を変化させることができ、これによりウエハの形状(変形の仕方)を変化させることができる。このため、ウエハと支持部との接触部分が温度変化に応じて刻々と変化し、ウエハと支持部との溶着を防止することができる。昇温時にはウエハと支持部との間の何ヶ所かで溶着が起こるが、降下工程による降温が始まると、ウエハの形状が自動的に変形し、早い段階でウエハと支持部との融着点が切り離され応力が開放される。即ち、ウエハと支持部とのウエハ支持点での応力が増大するのを防止することができ、転位やこの転位に続くスリップラインの発生を防止することができる。なお、このとき、一度の降下工程だけでは応力が十分開放されない(融着点を十分に切り離すことができない)ことがあるため、降下工程は複数回、即ち少なくとも2回以上行うのが好ましい。
FIG. 7 shows a fourth temperature sequence example in the present embodiment. In the case of this sequence example, two or more lowering steps for lowering the substrate temperature are provided in the middle of the temperature raising step for raising the substrate temperature to the processing temperature so that the first and second and subsequent temperature drop widths are the same. I have to. In the case of FIG. 7, a lowering process for lowering the substrate temperature is provided three times around 1000.degree. Specifically, when a temperature near 1000 ° C. is reached, a lowering process for lowering the substrate temperature is provided to lower the temperature to near 900 ° C. (first lowering process). When the temperature again reaches around 1000 ° C., the temperature is lowered again to around 900 ° C. (second descending step). When the temperature reaches around 1000 ° C. again, the temperature is lowered again to around 900 ° C. (third descending step). In the example of FIG. 7, the descent start temperature in the descent process is about 1000 ° C. for the first, second, and third times, and the descent end temperatures are about 900 ° C. for the first, second, and third times. That is, the temperature drop width in the descent process is the same for the first, second and third times. Thus, the lowering process for lowering the substrate temperature is provided at least twice in the middle of the temperature raising process, and the temperature drop width is the same between the first time and the second time.
With such a temperature sequence, the in-plane temperature distribution of the wafer can be changed in the middle of the temperature raising process, and thereby the shape (deformation method) of the wafer can be changed. For this reason, the contact part of a wafer and a support part changes every moment according to a temperature change, and welding with a wafer and a support part can be prevented. When the temperature rises, welding occurs at several points between the wafer and the support part, but when the temperature drop by the descent process starts, the shape of the wafer is automatically deformed, and the fusion point between the wafer and the support part at an early stage. Is released and the stress is released. That is, it is possible to prevent an increase in stress at the wafer support point between the wafer and the support part, and it is possible to prevent dislocation and occurrence of a slip line following this dislocation. At this time, since the stress may not be sufficiently released by only one descent process (the fusion point cannot be sufficiently separated), the descent process is preferably performed a plurality of times, that is, at least twice.

なお、上述した昇温工程の途中に基板温度を降温する降下工程を少なくとも2回以上設け、1回目と2回目以降の温度降下幅を同一とする工程、1回目より2回目以降の温度降下幅を小さくする工程、1回目より2回目以降の温度降下レートを小さくする工程は、それぞれ単独で行うようにしてもよいし、これらの工程から選択されたいずれかの工程を組み合わせて行うようにしてもよい。また、これらの工程から選択されたいずれかの工程を温度が高くなる程短い間隔で行うようにしてもよい。なお、上述した昇温工程の途中に行う降下工程は、温度の高い領域で行えば熱応答性が良いため短時間で行えるが、あまり高い温度で行うと降下工程自体がスリップを発生させる原因となることが考えられる。これを考慮すると、降下工程は、好ましくは800℃以上1050℃以下、さらには900℃以上1000℃以下の温度範囲で行う。   In the middle of the temperature raising process described above, a temperature lowering step for lowering the substrate temperature is provided at least twice or more, and the first and second and subsequent temperature drop widths are made the same. The process of reducing the temperature drop rate for the second and subsequent times from the first time may be performed independently, or may be performed by combining any of the processes selected from these processes. Also good. Moreover, you may make it perform any process selected from these processes at short intervals, so that temperature becomes high. In addition, the descent process performed in the middle of the temperature raising process described above can be performed in a short time because it has good thermal response if performed in a high temperature region, but if the descent process is performed at a very high temperature, the descent process itself may cause slip. It is possible to become. Considering this, the descending step is preferably performed in a temperature range of 800 ° C. or higher and 1050 ° C. or lower, and further 900 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower.

また、上述した熱処理工程においては、基板を基板よりも厚いシリコン製の板状部材で支持した状態で熱処理するようにしてもよいし、基板をSiC製のホルダで支持した状態で熱処理するようにしてもよいし、基板を基板中心を含む4点以上または5点以上の支持部で支持した状態で熱処理するようにしてもよい。   In the heat treatment step described above, the substrate may be heat-treated with a silicon plate-like member thicker than the substrate, or the substrate may be heat-treated with a SiC holder supported. Alternatively, the substrate may be heat-treated in a state where the substrate is supported by four or more support portions including the substrate center or five or more support portions.

基板を基板よりも厚いシリコン製の板状部材(支持部)で支持した状態で熱処理する場合、シリコン製の板状部材は、例えば基板と同心円状の円柱状に形成され、この上面に基板の下面が接触して基板を載置支持する。なお、板状部材の形状は、円柱状である必要はなく、楕円柱や多角柱として構成することもできる。   When heat treatment is performed in a state where the substrate is supported by a silicon plate-like member (supporting portion) thicker than the substrate, the silicon plate-like member is formed in a cylindrical shape concentrically with the substrate, for example, on the upper surface of the substrate. The lower surface contacts and supports the substrate. In addition, the shape of a plate-shaped member does not need to be a column shape, and can also be comprised as an elliptical column or a polygonal column.

この板状部材の径は、基板の径より小さく、即ち、板状部材の上面は、基板の下面である平坦面の面積より小さな面積を有し、基板は、該基板の周縁を残して板状部材に支持される。基板は例えば直径が300mmであり、したがって、板状部材の直径は300mm未満であり、100mm〜250mm程度(基板外径の1/3〜5/6程度)が好ましい。   The diameter of the plate-like member is smaller than the diameter of the substrate, that is, the upper surface of the plate-like member has an area smaller than the area of the flat surface, which is the lower surface of the substrate, and the substrate leaves the periphery of the substrate. It is supported by the member. The substrate has a diameter of, for example, 300 mm, and therefore the diameter of the plate-like member is less than 300 mm, and is preferably about 100 mm to 250 mm (about 1/3 to 5/6 of the substrate outer diameter).

また、この板状部材の円柱軸方向の厚さは、基板の厚さよりも厚く形成されている。基板の厚さは、例えば700μmであり、したがって、板状部材の厚さは、700μmを超えており、10mmまでは可能であり、少なくとも基板の厚さの2倍以上、例えば3mm〜10mmが好ましく、更に3mm〜6mmが好ましく、更には4mm〜5mmが好ましい。板状部材の厚さをこのような厚さとしたので、板状部材の剛性を大きくすることができ、基板搬入時、昇温、降温時、熱処理時、基板搬出時等おける温度変化に対する板状部材の変形を抑制することができる。これにより板状部材の変形に起因する基板スリップ発生を防止することができる。   Further, the thickness of the plate-like member in the cylinder axis direction is formed to be thicker than the thickness of the substrate. The thickness of the substrate is, for example, 700 μm. Therefore, the thickness of the plate-like member is over 700 μm and can be up to 10 mm, and at least twice the thickness of the substrate, for example, 3 mm to 10 mm is preferable. Further, 3 to 6 mm is preferable, and 4 to 5 mm is more preferable. Since the thickness of the plate-like member is such a thickness, the rigidity of the plate-like member can be increased, and the plate-like member with respect to temperature changes at the time of board loading, temperature rise, temperature drop, heat treatment, board carry-out, etc. The deformation of the member can be suppressed. Thereby, it is possible to prevent the occurrence of substrate slip due to deformation of the plate-like member.

また、板状部材の材質を基板と同じ材質であるシリコン製、即ち、シリコン製の基板と同じ熱膨張率や硬度を持つ素材としたので、温度変化に対する基板と板状部材との熱膨張、熱収縮の差をなくすことができ、また、基板と板状部材との接触点で応力が発生してもその応力を開放し易くなるので、基板に傷が発生しにくくなる。これにより基板と板状部材との熱膨張率の差や硬度の差に起因する基板へのスリップ発生を防止することができる。なお、上記説明では、板状部材の直径(面積)が基板よりも小さい場合について説明したが、基板直径よりも板状部材直径を大きくすることもできる。この場合は、板状部材の剛性を確保するため、板状部材の厚さをさらに厚くする必要がある。   Moreover, since the material of the plate member is made of silicon, which is the same material as the substrate, that is, a material having the same thermal expansion coefficient and hardness as the silicon substrate, the thermal expansion of the substrate and the plate member with respect to temperature change, The difference in thermal shrinkage can be eliminated, and even if a stress is generated at the contact point between the substrate and the plate-like member, the stress is easily released, so that the substrate is hardly damaged. Thereby, it is possible to prevent the occurrence of slip to the substrate due to the difference in thermal expansion coefficient and the difference in hardness between the substrate and the plate-like member. In the above description, the case where the diameter (area) of the plate-like member is smaller than the substrate has been described, but the plate-like member diameter can be made larger than the substrate diameter. In this case, in order to ensure the rigidity of the plate member, it is necessary to further increase the thickness of the plate member.

なお、上記実施形態及び実施例の説明にあっては、熱処理装置として、複数の基板を熱処理するバッチ式のものを用いたが、これに限定するものではなく、枚葉式のものであってよい。   In the description of the above embodiment and examples, a batch-type apparatus for heat-treating a plurality of substrates was used as the heat treatment apparatus, but the present invention is not limited to this, and a single-wafer type is used. Good.

本発明に係る熱処理装置は、基板の製造工程にも適用することができる。   The heat treatment apparatus according to the present invention can also be applied to a substrate manufacturing process.

SOI(Silicon On Insulator)ウエハの一種であるSIMOX(Separation by Implanted Oxygen)ウエハの製造工程の一工程に本発明の熱処理装置を適用する例について説明する。   An example in which the heat treatment apparatus of the present invention is applied to one step of a manufacturing process of a SIMOX (Separation by Implanted Oxygen) wafer which is a kind of SOI (Silicon On Insulator) wafer will be described.

まずイオン注入装置等により単結晶シリコンウエハ内へ酸素イオンをイオン注入する。その後、酸素イオンが注入されたウエハを上記実施形態の熱処理装置を用いて、例えばAr、O2雰囲気のもと、1300℃〜1400℃、例えば1350℃以上の高温でアニールする。これらの処理により、ウエハ内部にSiO2層が形成された(SiO2層が埋め込まれた)SIMOXウエハが製作される。   First, oxygen ions are implanted into the single crystal silicon wafer by an ion implantation apparatus or the like. Thereafter, the wafer into which oxygen ions are implanted is annealed at a high temperature of 1300 ° C. to 1400 ° C., for example, 1350 ° C. or higher, for example, in an Ar, O 2 atmosphere using the heat treatment apparatus of the above embodiment. By these processes, a SIMOX wafer in which the SiO 2 layer is formed inside the wafer (the SiO 2 layer is embedded) is manufactured.

また、SIMOXウエハの他、水素アニールウエハの製造工程の一工程に本発明の熱処理装置を適用することも可能である。この場合、ウエハを本発明の熱処理装置を用いて、水素雰囲気中で1200℃程度以上の高温でアニールすることとなる。これによりIC(集積回路)が作られるウエハ表面層の結晶欠陥を低減することができ、結晶の安全性を高めることができる。   In addition to the SIMOX wafer, it is also possible to apply the heat treatment apparatus of the present invention to one step of the manufacturing process of the hydrogen anneal wafer. In this case, the wafer is annealed at a high temperature of about 1200 ° C. or higher in a hydrogen atmosphere using the heat treatment apparatus of the present invention. As a result, crystal defects in the wafer surface layer where an IC (integrated circuit) is made can be reduced, and the safety of the crystal can be improved.

また、この他、エピタキシャルウエハの製造工程の一工程に本発明の熱処理装置を適用することも可能である。   In addition, the heat treatment apparatus of the present invention can be applied to one step of the epitaxial wafer manufacturing process.

以上のような基板の製造工程の一工程として行う高温アニール処理を行う場合であっても、本発明に係る熱処理方法を用いることにより、基板のスリップの発生を防止することができる。   Even in the case where the high-temperature annealing process performed as one step of the substrate manufacturing process as described above is performed, the occurrence of the substrate slip can be prevented by using the heat treatment method according to the present invention.

本発明に係る熱処理装置は、半導体装置の製造工程にも適用することも可能である。
特に、比較的高い温度で行う熱処理工程、例えば、ウエット酸化、ドライ酸化、水素燃焼酸化(パイロジェニック酸化)、HCl酸化等の熱酸化工程や、硼素(B)、リン(P)、砒素(As)、アンチモン(Sb)等の不純物(ドーパント)を半導体薄膜に拡散する熱拡散工程等に適用するのが好ましい。
The heat treatment apparatus according to the present invention can also be applied to a semiconductor device manufacturing process.
In particular, a heat treatment process performed at a relatively high temperature, for example, a thermal oxidation process such as wet oxidation, dry oxidation, hydrogen combustion oxidation (pyrogenic oxidation), HCl oxidation, boron (B), phosphorus (P), arsenic (As ), An antimony (Sb) or other impurity (dopant) is preferably applied to a thermal diffusion process for diffusing the semiconductor thin film.

このような半導体デバイスの製造工程の一工程としての熱処理を行う場合においても、本発明に係る熱処理装置を用いることにより、スリップの発生を防止することができる。   Even in the case of performing heat treatment as one step of the manufacturing process of such a semiconductor device, the occurrence of slip can be prevented by using the heat treatment apparatus according to the present invention.

以上のように、本発明は、特許請求の範囲に記載した事項を特徴とするが、さらに次のような実施形態が含まれる。
基板を処理する処理室と、処理室内で基板を支持する支持具と、処理室内の基板を加熱するヒータと、基板温度を処理温度まで昇温させる途中に基板温度を少なくとも2回以上降下させるようヒータを制御する制御手段とを有する熱処理装置。
As described above, the present invention is characterized by the matters described in the claims, and further includes the following embodiments.
A processing chamber for processing a substrate, a support for supporting the substrate in the processing chamber, a heater for heating the substrate in the processing chamber, and a substrate temperature lowered at least twice while the substrate temperature is raised to the processing temperature. A heat treatment apparatus having control means for controlling a heater.

本発明の実施形態に係る熱処理装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows 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た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た基板支持体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the board | substrate support body used for the heat processing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る第一の温度シーケンス例を示す図である。It is a figure which shows the 1st temperature sequence example which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る第二の温度シーケンス例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd temperature sequence example which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る第三の温度シーケンス例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd temperature sequence example which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る第四の温度シーケンス例を示す図である。It is a figure which shows the 4th example of a temperature sequence which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 熱処理装置
30 基板支持体
40 反応炉
46 ヒータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Heat processing apparatus 30 Substrate support body 40 Reactor 46 Heater

Claims (1)

基板を処理室内に搬入する搬入工程と、
基板温度を処理温度まで昇温させる昇温工程と、
基板を処理温度で熱処理する熱処理工程と、
基板温度を処理温度から処理温度よりも低い温度まで降温させる降温工程と、
基板を処理室内より搬出する搬出工程とを有する基板の製造方法であって、
前記昇温工程の途中に基板温度を降下させる降下工程を少なくとも2回以上有することを特徴とする基板の製造方法。
A loading step of loading the substrate into the processing chamber;
A temperature raising step for raising the substrate temperature to the processing temperature;
A heat treatment step of heat treating the substrate at a treatment temperature;
A temperature lowering process for lowering the substrate temperature from the processing temperature to a temperature lower than the processing temperature;
A substrate manufacturing method including an unloading step of unloading the substrate from the processing chamber,
A method for manufacturing a substrate, comprising a descent step of lowering the substrate temperature at least twice during the temperature raising step.
JP2004262645A 2004-09-09 2004-09-09 Substrate manufacturing method Pending JP2006080294A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004262645A JP2006080294A (en) 2004-09-09 2004-09-09 Substrate manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004262645A JP2006080294A (en) 2004-09-09 2004-09-09 Substrate manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006080294A true JP2006080294A (en) 2006-03-23

Family

ID=36159508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004262645A Pending JP2006080294A (en) 2004-09-09 2004-09-09 Substrate manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006080294A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011011942A (en) * 2009-07-01 2011-01-20 Hitachi Kokusai Electric Inc Apparatus and method for producing crystal
WO2011096417A1 (en) * 2010-02-04 2011-08-11 国立大学法人東北大学 Silicon wafer and semiconductor device
US9157681B2 (en) 2010-02-04 2015-10-13 National University Corporation Tohoku University Surface treatment method for atomically flattening a silicon wafer and heat treatment apparatus
CN110197790A (en) * 2019-06-17 2019-09-03 苏州长瑞光电有限公司 A kind of method for annealing of Group III-V semiconductor wafer

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011011942A (en) * 2009-07-01 2011-01-20 Hitachi Kokusai Electric Inc Apparatus and method for producing crystal
WO2011096417A1 (en) * 2010-02-04 2011-08-11 国立大学法人東北大学 Silicon wafer and semiconductor device
JPWO2011096417A1 (en) * 2010-02-04 2013-06-10 国立大学法人東北大学 Silicon wafer and semiconductor device
US9157681B2 (en) 2010-02-04 2015-10-13 National University Corporation Tohoku University Surface treatment method for atomically flattening a silicon wafer and heat treatment apparatus
CN110197790A (en) * 2019-06-17 2019-09-03 苏州长瑞光电有限公司 A kind of method for annealing of Group III-V semiconductor wafer
CN110197790B (en) * 2019-06-17 2021-07-27 苏州长瑞光电有限公司 A kind of annealing method of III-V semiconductor wafer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4386837B2 (en) Heat treatment apparatus, semiconductor device manufacturing method, and substrate manufacturing method
JP4833074B2 (en) Heat treatment apparatus, heat treatment method, substrate manufacturing method, and semiconductor device manufacturing method
JP5043826B2 (en) Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method
JP2010157755A (en) Substrate processing apparatus
JP4887293B2 (en) Substrate processing apparatus, substrate manufacturing method, semiconductor device manufacturing method, and substrate processing method
JP2006080294A (en) Substrate manufacturing method
JP4700300B2 (en) Heat treatment equipment
JP2004356355A (en) Heat treatment method, substrate manufacturing method, semiconductor device manufacturing method, and heat treatment apparatus
JP2005101161A (en) Heat treatment support, heat treatment apparatus, heat treatment method, substrate manufacturing method, and semiconductor device manufacturing method
JP2007073865A (en) Heat treatment equipment
JP2006100303A (en) Substrate manufacturing method and heat treatment apparatus
JP4611229B2 (en) Substrate support, substrate processing apparatus, substrate processing method, substrate manufacturing method, and semiconductor device manufacturing method
JP2004281674A (en) Heat treatment apparatus and substrate manufacturing method
JP2004296492A (en) Heat treatment equipment
JP2004228459A (en) Method and device for thermally treating wafer and boat for thermal treatment
JP2005086132A (en) Heat treatment apparatus, semiconductor device manufacturing method, substrate manufacturing method, and substrate processing method
JP5010884B2 (en) Substrate processing apparatus, substrate transport method, and semiconductor integrated circuit device manufacturing method
JP2004281669A (en) Heat treatment equipment
JP2009147383A (en) Heat treatment method
JP2004281842A (en) Heat treatment equipment
JP2005064367A (en) Heat treatment apparatus, semiconductor device manufacturing method, substrate manufacturing method, and substrate processing method
JP2010141202A (en) Substrate processing apparatus
JP2006080178A (en) Substrate manufacturing method
JP2011176320A (en) Substrate processing apparatus
JP2004335684A (en) Heat treatment equipment