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JP2005203482A - Heat treatment apparatus - Google Patents

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JP2005203482A
JP2005203482A JP2004006631A JP2004006631A JP2005203482A JP 2005203482 A JP2005203482 A JP 2005203482A JP 2004006631 A JP2004006631 A JP 2004006631A JP 2004006631 A JP2004006631 A JP 2004006631A JP 2005203482 A JP2005203482 A JP 2005203482A
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JP
Japan
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substrate
mounting plate
support
heat treatment
pod
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Application number
JP2004006631A
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Japanese (ja)
Inventor
Sadao Nakajima
定夫 中嶋
Naoto Nakamura
直人 中村
Iwao Nakamura
巌 中村
Tomoharu Shimada
智晴 島田
Kenichi Ishiguro
謙一 石黒
Ryota Sasajima
亮太 笹島
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Hitachi Kokusai Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat treatment apparatus which can prevent the breaking of a placing plate in contact with a substrate and thereby can suppress the slip or other problems of the substrate during heat treatment. <P>SOLUTION: A supporting tool 30 comprises a main part 56 and the placing plate 58. The main part 56 is made of silicon carbide or silicon carbide impregnated with silicon, and comprises, for example, four struts 60 and connecting sections 62, each connecting the two facing struts 60. The connecting sections 62 are formed in the form of an arm. The placing plate 58 is supported on the connecting sections 62, and the substrate 64 is placed on the placing plate 58. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体ウエハやガラス基板等を熱処理するための熱処理装置に関する。   The present invention relates to a heat treatment apparatus for heat treating a semiconductor wafer, a glass substrate or the like.

例えば縦型熱処理炉を用いて、複数のシリコンウエハ等の基板を熱処理する場合、炭化珪素製の支持具(ボート)が用いられている。この支持具には、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 wafers is heat-treated using a vertical heat treatment furnace, a silicon carbide support (boat) is used. The support is provided with support grooves that support the substrate at, for example, three points.

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

このような問題を解決する手段として、支持溝にまず載置プレートを載置し、この載置プレートの上に処理すべき基板を載置する技術が知られている(特許文献1参照)。これは、従来の3点支持から載置プレートによる面支持に変えることにより、処理すべき基板の自重応力集中を抑え、基板の反り発生を防止し、スリップ転位欠陥が発生するのを防止しようとするものである。   As means for solving such a problem, a technique is known in which a placement plate is first placed in a support groove, and a substrate to be processed is placed on the placement plate (see Patent Document 1). By changing from the conventional three-point support to the surface support by the mounting plate, the self-weight stress concentration of the substrate to be processed is suppressed, the substrate warpage is prevented, and the slip dislocation defect is prevented from occurring. To do.

特開2000−223495号公報JP 2000-223495 A

しかしながら、従来においては、載置プレートを例えば3点の支持溝で支持するので、載置プレートの保持に偏りが生じやすく、載置プレートの保持に偏りが生じると載置プレートが割れてしまうという問題が発生した。   However, conventionally, since the mounting plate is supported by, for example, three support grooves, the mounting plate is easily held unevenly, and if the mounting plate is held unevenly, the mounting plate is cracked. Problem has occurred.

本発明の目的は、基板と接触する載置プレートの割れを防止して熱処理中に発生する基板のスリップ等を抑制することができる熱処理装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus that can prevent a substrate plate from coming into contact with a substrate and suppress a substrate slip or the like that occurs during the heat treatment.

上記課題を解決するため、本発明の特徴とするところは、基板を処理する反応炉と、前記反応炉内で基板を支持する支持具とを有し、前記支持具は、本体部と、基板と接触する載置プレートとを有し、前記本体部は複数の支柱と、これら支柱を結ぶ接続部とを有し、この接続部に前記載置プレートを支持してなる熱処理装置にある。支柱を結ぶ接続部に載置プレートを支持するようにしたので、載置プレートに発生する応力集中を分散・低減することができ、載置プレートの割れるという可能性を少なくし、あるいは載置プレートの応力集中の分散・低減により、載置プレートの変形を少なくすることができ、これにより載置プレート上に配置した基板にスリップが発生するのを抑制することができるものである。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is characterized by having a reaction furnace for processing a substrate and a support for supporting the substrate in the reaction furnace, and the support includes a main body portion, a substrate, The main body has a plurality of support columns and a connection portion connecting these support columns, and the connection plate supports the mounting plate described above. Since the mounting plate is supported by the connection part connecting the support columns, the stress concentration generated on the mounting plate can be dispersed and reduced, and the mounting plate is less likely to break or the mounting plate. Dispersion / reduction of the stress concentration can reduce the deformation of the mounting plate, thereby suppressing the occurrence of slip on the substrate disposed on the mounting plate.

好ましくは、接続部は、アーム状であって、少なくとも2つ以上設けられる。   Preferably, the connection part is in an arm shape, and at least two or more connection parts are provided.

好ましくは、載置プレートは、基板よりも径が小さい円板状である。このように、載置プレートを円板状とする場合、接続部を基板よりも径が大きい円板状とし、この円板状の接続部を支柱に形成された支持溝に支持するようにしてもよい。即ち、載置プレートを第1のプレート、接続部を第2のプレートとした場合、第1のプレート、基板、第2のプレートの順で径が大きくなるようにする。この場合、好ましくは、接続部(第2のプレート)は、炭化珪素(SiC)又は珪素(Si)を含浸させた炭化珪素からなる。   Preferably, the mounting plate has a disk shape having a diameter smaller than that of the substrate. As described above, when the mounting plate has a disk shape, the connection portion is a disk shape having a diameter larger than that of the substrate, and the disk-shaped connection portion is supported by the support groove formed in the support column. Also good. That is, when the mounting plate is the first plate and the connection portion is the second plate, the diameter is increased in the order of the first plate, the substrate, and the second plate. In this case, preferably, the connecting portion (second plate) is made of silicon carbide (SiC) or silicon carbide impregnated with silicon (Si).

好ましくは、本体部は、炭化珪素(SiC)又はシリコン(Si)を含浸させた炭化珪素からなる。   Preferably, the main body portion is made of silicon carbide (SiC) or silicon carbide impregnated with silicon (Si).

好ましくは、載置プレートは、シリコン(Si)からなる。特に基板がシリコンである場合は、基板と載置プレートとが同じ材料からなるので、同じ熱膨張となるため、熱膨張差に起因する基板のスリップ発生を防止することができる。   Preferably, the mounting plate is made of silicon (Si). In particular, when the substrate is made of silicon, the substrate and the mounting plate are made of the same material, and thus have the same thermal expansion. Therefore, the occurrence of slippage of the substrate due to the difference in thermal expansion can be prevented.

本発明における熱処理は、好ましくは1000°C以上、1200°C以上、さらには1350°C以上の高温で行われる。   The heat treatment in the present invention is preferably performed at a high temperature of 1000 ° C. or higher, 1200 ° C. or higher, and further 1350 ° C. or higher.

次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1には、本発明の実施形態に係る熱処理装置10が示されている。この熱処理装置10は、例えば縦型であり、主要部が配置された筺体12を有する。この筺体12には、ポッドステージ14が接続されており、このポッドステージ14にポッド16が搬送される。ポッド16は、例えば25枚の基板が収納され、図示しない蓋が閉じられた状態でポッドステージ14にセットされる。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a 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 casing 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.

筺体12内において、ポッドステージ14に対向する位置には、ポッド搬送装置18が配置されている。また、このポッド搬送装置18の近傍には、ポッド棚20、ポッドオープナ22及び基板枚数検知器24が配置されている。ポッド搬送装置18は、ポッドステージ14とポッド棚20とポッドオープナ22との間でポッド16を搬送する。ポッドオープナ22は、ポッド16の蓋を開けるものであり、この蓋が開けられたポッド16内の基板枚数が基板枚数検知器24により検知される。   In the housing 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 detector 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、筺体12内には、基板移載機26、ノッチアライナ28及び支持具30(ボート)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ツィーザ32を有し、このツィーザ32を動かすことにより、ポッドオープナ22の位置に置かれたポッド、ノッチアライナ28及び支持具30間で基板を搬送する。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 machine 26, a notch aligner 28, and a support tool 30 (boat) are disposed in the housing 12. The substrate transfer machine 26 has, for example, a tweezer 32 that can take out five substrates. By moving the tweezer 32, the pod placed at the position of the pod opener 22, the notch aligner 28, and the support 30. Transport the board with. 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40が示されている。この反応炉40は、反応管42を有し、この反応管42内に支持具30が挿入される。反応管42の下方は、支持具30を挿入するために開放され、この開放部分はシールキャップ44により密閉されるようにしてある。また、反応管42の周囲は、均熱管46により覆われ、さらに均熱管46の周囲にヒータ48が配置されている。熱電対50は、反応管42と均熱管46との間に配置され、反応炉40内の温度をモニタできるようにしてある。そして、反応管42には、処理ガスを導入する導入管52と、処理ガスを排気する排気管54とが接続されている。   In FIG. 2, a reactor 40 is shown. The reaction furnace 40 has a reaction tube 42, and the support 30 is inserted into the reaction tube 42. The lower part of the reaction tube 42 is opened to insert the support tool 30, and this open part is sealed with a seal cap 44. The periphery of the reaction tube 42 is covered with a soaking tube 46, and a heater 48 is disposed around the soaking tube 46. The thermocouple 50 is disposed between the reaction tube 42 and the soaking tube 46 so that the temperature in the reaction furnace 40 can be monitored. The reaction tube 42 is connected to an introduction tube 52 for introducing a processing gas and an exhaust tube 54 for exhausting the processing gas.

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、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 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、支持具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 machine 26 and transferred to the support 30.

このようにして、1バッチ分の基板を支持具30に移載すると、例えば700°C程度の温度に設定された反応炉40内に複数枚の基板を装填した支持具30を装入し、シールキャップ44により反応管42内を密閉する。次に、炉内温度を熱処理温度まで昇温させて、導入管52から処理ガスを導入する。処理ガスには、窒素、アルゴン、水素、酸素等が含まれる。基板を熱処理する際、基板は例えば1000°C程度以上の温度に加熱される。なお、この間、熱電対50により反応管42内の温度をモニタしながら、予め設定された昇温、熱処理プログラムに従って基板の熱処理を実施する。   In this way, when one batch of substrates is transferred to the support tool 30, for example, the support tool 30 loaded with a plurality of substrates is loaded into the reaction furnace 40 set to a temperature of about 700 ° C. The inside of the reaction tube 42 is sealed with a seal cap 44. Next, the furnace temperature is raised to the heat treatment temperature, and the processing gas is introduced from the introduction pipe 52. 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 rise and heat treatment program while monitoring the temperature in the reaction tube 42 with the thermocouple 50.

基板の熱処理が終了すると、例えば炉内温度を700°C程度の温度に降温した後、支持具30を反応炉40からアンロードし、支持具30に支持された全ての基板が冷えるまで、支持具30を所定位置で待機させる。なお、炉内温度降温の際も、熱電対50により反応管42内の温度をモニタしながら、予め設定された降温プログラムに従って降温を実施する。次に、待機させた支持具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、支持具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 700 ° C., the support 30 is unloaded from the reaction furnace 40 and is supported until all the substrates supported by the support 30 are cooled. The tool 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 drop program while monitoring the temperature in the reaction tube 42 by the thermocouple 50. Next, when the substrate of the support 30 that has been waiting is cooled to a predetermined temperature, the substrate transfer machine 26 takes out the substrate from the support 30 and transports it to the empty pod 16 set in the pod opener 22. And accommodate. 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.

次に上記支持具30について詳述する。
図3において、支持具30は、本体部56と載置プレート58とから構成されている。本体部56は、炭化珪素又はシリコンを含浸させた炭化珪素からなり、例えば4本の支柱60と、対向する2つの支柱60を接続する接続部62とを有する。4本の支柱60はそれぞれ鉛直方向に設けられている。また、接続部62は、アーム状に形成され、橋状となるように1つの支柱60と対向する他の支柱60とを平行に接続し、2つの接続部62が平行位置に配置されて一つの組を構成し、接続部62の組が支柱60に多数平行に設けられている。
Next, the support 30 will be described in detail.
In FIG. 3, the support 30 is composed of a main body portion 56 and a placement plate 58. The main body portion 56 is made of silicon carbide or silicon carbide impregnated with silicon, and includes, for example, four struts 60 and a connection portion 62 that connects the two struts 60 facing each other. The four struts 60 are each provided in the vertical direction. The connecting portion 62 is formed in an arm shape, and connects one strut 60 and the other strut 60 facing each other in parallel so as to form a bridge, and the two connecting portions 62 are arranged in a parallel position. A plurality of sets of connecting portions 62 are provided in parallel with the support column 60.

載置プレート58は、例えばシリコン製の円板状に形成され、この載置プレート58の下面が平行な2つの接続部62の上面に接触して載置プレート58が接続部62上に載置され、載置プレート58の上面に基板64の下面が接触して基板64を載置支持する。
なお、載置プレート58の形状は、この実施形態のように円板状である必要はなく、楕円や多角形として構成することもできる。また、載置プレート58は、接続部62に固定することもできる。
The mounting plate 58 is formed in, for example, a disk shape made of silicon, and the mounting plate 58 is mounted on the connecting portion 62 by contacting the upper surfaces of the two connecting portions 62 whose lower surfaces are parallel to each other. Then, the lower surface of the substrate 64 comes into contact with the upper surface of the mounting plate 58 to place and support the substrate 64.
In addition, the shape of the mounting plate 58 does not need to be a disk shape as in this embodiment, and may be configured as an ellipse or a polygon. Further, the mounting plate 58 can also be fixed to the connecting portion 62.

上記載置プレート58の径は、基板64の径より小さく、即ち、載置プレート58の上面は、基板64の下面である平坦面の面積より小さな面積を有し、基板64は、該基板64の周縁を残して載置プレート58に支持されている。基板64は例えば直径が300mmであり、したがって、載置プレート58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 mounting plate 58 is smaller than the diameter of the substrate 64, that is, the upper surface of the mounting plate 58 has an area smaller than the area of the flat surface which is the lower surface of the substrate 64. Is supported by the mounting plate 58 with the peripheral edge of the The substrate 64 has a diameter of, for example, 300 mm. Therefore, the mounting plate 58 has a diameter of 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、この載置プレート58の厚さは、基板64の厚さよりも厚く形成されている。基板64の厚さは、例えば700μmであり、したがって、載置プレート58の厚さは、700μmを越えており、10mmまでは可能であり、少なくとも基板64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。   Further, the mounting plate 58 is formed to be thicker than the substrate 64. The thickness of the substrate 64 is, for example, 700 μm. Therefore, the thickness of the mounting plate 58 exceeds 700 μm and can be up to 10 mm, and at least twice the thickness of the substrate 64, for example, 3 mm to 10 mm is preferable, 3 mm to 6 mm is more preferable, and 4 mm to 5 mm is more preferable.

載置プレート58の上面には、接着防止層を形成することができる。この接着防止層は、例えばシリコン表面を処理することにより、又はCVD等によりシリコン表面上に堆積(deposition)することにより形成したシリコン窒化膜(SiN)、炭化珪素皮膜(SiC)、酸化珪素膜(SiO2)、ガラス状炭素、微結晶ダイヤモンド等、耐熱性及び耐磨耗性に優れた材料からなり、基板64の処理後に載置プレート58と基板64との接着を防止するようにしてある。接着防止層を炭化珪素製の膜とした場合、膜の厚さは、0.1μm〜50μmとすることが好ましい。炭化珪素製の膜を厚くすると、シリコンと炭化珪素との熱膨張率の差により、シリコン製の載置プレート58が炭化珪素製の膜に引っ張られて載置プレート全体の変形量が大きくなり、この大きな変形によって基板64にスリップが発生するおそれがある。これに対して炭化珪素製の膜を上記のような厚さとすると、シリコン製の載置プレート58が炭化珪素製の膜に引っ張られる量が少なくなり、載置プレート全体の変形量も少なくなる。即ち、炭化珪素製の膜を薄くすると載置プレート58と膜との熱膨張率の差による応力が低減し、載置プレート全体の変形量が少なくなり、載置プレート全体の熱膨張率も本来のシリコンの熱膨張率(基板がシリコンの場合は略同等の熱膨張率)に近づき、スリップの発生を防止できるものである。   An adhesion preventing layer can be formed on the upper surface of the mounting plate 58. This adhesion preventing layer is formed by, for example, treating a silicon surface or depositing on the silicon surface by CVD or the like to form a silicon nitride film (SiN), a silicon carbide film (SiC), a silicon oxide film ( It is made of a material having excellent heat resistance and wear resistance such as SiO 2), glassy carbon, microcrystalline diamond, and the like, and prevents the mounting plate 58 and the substrate 64 from being bonded after the substrate 64 is processed. When the adhesion preventing layer is a silicon carbide film, the thickness of the film is preferably 0.1 μm to 50 μm. When the silicon carbide film is thickened, due to the difference in thermal expansion coefficient between silicon and silicon carbide, the silicon mounting plate 58 is pulled by the silicon carbide film and the deformation amount of the entire mounting plate increases. This large deformation may cause a slip in the substrate 64. On the other hand, when the thickness of the silicon carbide film is as described above, the amount by which the silicon mounting plate 58 is pulled by the silicon carbide film decreases, and the deformation amount of the entire mounting plate also decreases. That is, when the silicon carbide film is thinned, the stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the mounting plate 58 and the film is reduced, the deformation amount of the entire mounting plate is reduced, and the thermal expansion coefficient of the entire mounting plate is originally This is close to the thermal expansion coefficient of silicon (substantially the same thermal expansion coefficient when the substrate is silicon), and can prevent slipping.

上記実施形態においては、載置プレート58の厚さを前述のような基板64の厚さよりも厚い所定の厚さとしたので、載置プレート58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、基板搬出時等における温度変化に対する載置プレート58の変形を抑制することができる。これにより載置プレート58の変形に起因する基板64へのスリップ発生を防止することができる。また、載置プレート58の材質を基板64と同じ材質であるシリコン製、即ち、シリコン製の基板64と同じ熱膨張率や硬度を持つ材質としたので、温度変化に対する基板64と載置プレート58との熱膨張、熱収縮の差をなくすことができ、また、基板64と載置プレート58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64に傷が発生しにくくなる。これにより基板64と載置プレート58との熱膨張率の差や硬度の差に起因する基板64へのスリップ発生を防止することができる。
なお、上記実施形態及び実施例の説明では、載置プレートの直径(面積)が基板よりも小さい場合について説明したが、基板直径よりも載置プレート直径を大きくすることもできる。この場合は、載置プレート58の剛性を確保するため、載置プレート58の厚さをさらに厚くする必要がある。
In the above embodiment, since the thickness of the mounting plate 58 is set to a predetermined thickness that is thicker than the thickness of the substrate 64 as described above, the rigidity of the mounting plate 58 can be increased. It is possible to suppress deformation of the mounting plate 58 due to temperature changes during temperature, temperature drop, heat treatment, substrate unloading, and the like. Thereby, it is possible to prevent the occurrence of slip to the substrate 64 due to the deformation of the mounting plate 58. Further, since the material of the mounting plate 58 is made of silicon, which is the same material as the substrate 64, that is, a material having the same thermal expansion coefficient and hardness as the silicon substrate 64, the substrate 64 and the mounting plate 58 with respect to temperature change. The difference between the thermal expansion and the thermal contraction of the substrate 64 can be eliminated, and even if a stress is generated at the contact point between the substrate 64 and the mounting plate 58, the stress is easily released, so that the substrate 64 is damaged. It becomes difficult to do. Thereby, it is possible to prevent the occurrence of slip to the substrate 64 due to the difference in thermal expansion coefficient and the difference in hardness between the substrate 64 and the mounting plate 58.
In the description of the above embodiment and examples, the case where the diameter (area) of the mounting plate is smaller than that of the substrate has been described, but the mounting plate diameter can be made larger than the substrate diameter. In this case, in order to ensure the rigidity of the mounting plate 58, it is necessary to further increase the thickness of the mounting plate 58.

前述した基板移載機のツィーザ32の基板を支持する部分は、二股に分かれており、載置プレート58の外周よりも大きい間隔を有し、接続部62と直交する方向からプレート58の外周部分に所定の距離を隔てて挿入されるようになっている。即ち、基板64を支持具30に移載するには、まず基板64を基板移載機のツィーザ32に支持し、このツィーザ32に支持した状態の基板64をツィーザ32により載置プレート58の上方へ搬送し、ツィーザ32を下降させて基板64を載置プレート58上に載置する。逆に基板64を支持具30から取り出すには、ツィーザ32を基板64と接続部62との間に挿入し、ツィーザ32を上昇させてツィーザ32に基板64を載置し、このツィーザ32に載置された状態の基板64をツィーザ32により後退させるものである。   The portion of the substrate transfer machine that supports the substrate of the tweezer 32 is divided into two portions, and has a larger interval than the outer periphery of the mounting plate 58, and the outer peripheral portion of the plate 58 from the direction orthogonal to the connecting portion 62. Are inserted at a predetermined distance. That is, in order to transfer the substrate 64 to the support tool 30, first, the substrate 64 is supported by the tweezer 32 of the substrate transfer machine, and the substrate 64 in a state supported by the tweezer 32 is moved above the placement plate 58 by the tweezer 32. And the tweezer 32 is lowered to place the substrate 64 on the placement plate 58. Conversely, to remove the substrate 64 from the support 30, the tweezer 32 is inserted between the substrate 64 and the connecting portion 62, the tweezer 32 is raised, the substrate 64 is placed on the tweezer 32, and the tweezer 32 is loaded. The placed substrate 64 is retracted by the tweezer 32.

図4において、本発明に係る他の実施形態が示されている。本体部56は、例えば3本の支柱60を有し、それぞれの支柱60には、鉛直方向に所定間隔を隔てて支持溝68が形成されている。3本の支柱60の対応する支持溝68は平行位置に形成されて支持溝68の組を構成し、この支持溝68の組が鉛直方向に多数設けられている。支持溝68の組には、それぞれ接続部(第2のプレート)62が支持され、この接続部62を介して3本の支柱60が接続されている。接続部62は、炭化珪素又はシリコンを含浸させた炭化珪素からなり、基板64よりも径が大きい円板からなる。そして、前述した実施形態と同様に、シリコン製の載置プレート(第1のプレート)58が接続部62の上に載置されている。したがって、この実施形態においては、載置プレート(第1のプレート)58、基板64、接続部(第2のプレート)62の順で径が大きくなっている。基板移載機のツィーザ32は、載置プレート(第1のプレート)58、基板64及び接続部(第2のプレート)62に囲まれる空間に挿入される。   In FIG. 4, another embodiment according to the present invention is shown. The main body 56 has, for example, three struts 60, and support struts 68 are formed in the respective struts 60 at a predetermined interval in the vertical direction. The corresponding support grooves 68 of the three columns 60 are formed in parallel positions to form a set of support grooves 68, and a number of sets of the support grooves 68 are provided in the vertical direction. Each set of support grooves 68 supports a connection portion (second plate) 62, and three support columns 60 are connected via the connection portion 62. Connection portion 62 is made of silicon carbide or silicon carbide impregnated with silicon, and is made of a disk having a diameter larger than that of substrate 64. As in the above-described embodiment, a silicon mounting plate (first plate) 58 is mounted on the connection portion 62. Therefore, in this embodiment, the diameter increases in the order of the mounting plate (first plate) 58, the substrate 64, and the connection portion (second plate) 62. The tweezer 32 of the substrate transfer machine is inserted into a space surrounded by the placement plate (first plate) 58, the substrate 64, and the connection portion (second plate) 62.

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

SOI(Silicon On Insulator)ウエハの一種であるSIMOX(Separation by Implanted Oxygen)ウエハの製造工程の一工程に本発明の熱処理装置を適用する例について説明する。   An example in which the heat treatment apparatus of the present invention is applied to one 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°C〜1400°C、例えば1350°C以上の高温でアニールする。これらの処理により、ウエハ内部にSiO2層が形成された(SiO2層が埋め込まれた)SIMOXウエハが作製される。   First, oxygen ions are implanted into the single crystal silicon wafer by an ion implantation apparatus or the like. Thereafter, the wafer into which oxygen ions are implanted is annealed at a high temperature of 1300 ° C. to 1400 ° C., for example, 1350 ° C. or more, for example, in an Ar, O 2 atmosphere using the heat treatment apparatus of the above embodiment. By these processes, a SIMOX wafer in which a SiO 2 layer is formed inside the wafer (an SiO 2 layer is embedded) is produced.

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

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

以上のような基板の製造工程の一工程として行う高温アニール処理を行う場合であっても、本発明の熱処理装置を用いることにより、基板を載置する載置プレートの割れの発生や変形を少なくし、基板のスリップの発生を防止することができる。   Even when high-temperature annealing is performed as one step of the substrate manufacturing process as described above, by using the heat treatment apparatus of the present invention, the generation and deformation of the mounting plate on which the substrate is mounted are reduced. In addition, the occurrence of substrate slip can be prevented.

本発明の熱処理装置は、半導体装置の製造工程にも適用することも可能である。
特に、比較的高い温度で行う熱処理工程、例えば、ウェット酸化、ドライ酸化、水素燃焼酸化(パイロジェニック酸化)、HCl酸化等の熱酸化工程や、硼素(B)、リン(P)、砒素(As)、アンチモン(Sb)等の不純物(ドーパント)を半導体薄膜に拡散する熱拡散工程等に適用するのが好ましい。
このような半導体デバイスの製造工程の一工程としての熱処理工程を行う場合においても、本発明の熱処理装置を用いることにより、基板を載置する載置プレートの割れの発生や変形を少なくし、基板のスリップの発生を防止することができる。
The heat treatment apparatus of the present invention can also be applied to a semiconductor device manufacturing process.
In particular, a heat treatment process performed at a relatively high temperature, for example, a thermal oxidation process such as wet oxidation, dry oxidation, hydrogen combustion oxidation (pyrogenic oxidation), HCl oxidation, boron (B), phosphorus (P), arsenic (As ), An antimony (Sb) or other impurity (dopant) is preferably applied to a thermal diffusion process for diffusing the semiconductor thin film.
Even in the case of performing a heat treatment step as one step of the manufacturing process of such a semiconductor device, the use of the heat treatment apparatus of the present invention reduces the occurrence of cracks and deformation of the mounting plate on which the substrate is mounted. The occurrence of slippage can be prevented.

本発明の基板処理装置は、半導体装置の製造工程にも適用することも可能である。
特に、比較的高い温度で行う熱処理工程、例えば、ウェット酸化、ドライ酸化、水素燃焼酸化(パイロジェニック酸化)、HCl酸化等の熱酸化工程や、硼素(B)、リン(P)、砒素(As)、アンチモン(Sb)等の不純物(ドーパント)を半導体薄膜に拡散する熱拡散工程等に適用するのが好ましい。
このような半導体デバイスの製造工程の一工程としての熱処理工程を行う場合においても、本発明の熱処理装置を用いることにより、基板を載置する載置プレートの割れの発生や変形を少なくし、基板のスリップの発生を防止することができる。
The substrate processing apparatus of the present invention can also be applied to a semiconductor device manufacturing process.
In particular, a heat treatment process performed at a relatively high temperature, for example, a thermal oxidation process such as wet oxidation, dry oxidation, hydrogen combustion oxidation (pyrogenic oxidation), HCl oxidation, boron (B), phosphorus (P), arsenic (As ), An antimony (Sb) or other impurity (dopant) is preferably applied to a thermal diffusion process for diffusing the semiconductor thin film.
Even in the case of performing a heat treatment step as one step of the manufacturing process of such a semiconductor device, the use of the heat treatment apparatus of the present invention reduces the occurrence of cracks and deformation of the mounting plate on which the substrate is mounted. The occurrence of slippage can be prevented.

本発明は、高温下で熱処理される基板の熱処理装置に利用することができるものである。   The present invention can be used in a substrate heat treatment apparatus that is heat-treated at a high temperature.

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。
(1)基板を処理する反応炉と、反応炉内で基板を支持する支持具とを有し、前記支持具は、支柱を有する本体部と、基板と接触し、基板より径が小さい第1のプレートと、前記本体部の支柱に支持され、前記第1のプレートを支持し、前記基板より径が大きい第2のプレートとを有することを特徴とする熱処理装置。
(2)基板を反応炉内に搬入する工程と、複数の支柱を接続する接続部に基板を支持する工程と、反応炉内で基板を処理する工程と、処理後の基板を反応炉から搬出する工程と、を有することを特徴とする基板の製造方法、基板処理方法又は半導体装置の製造方法。
As described above, the present invention is characterized by the matters described in the claims, and further includes the following embodiments.
(1) A reaction furnace for processing a substrate and a support for supporting the substrate in the reaction furnace, the support being in contact with the main body having a support and the substrate, and having a diameter smaller than that of the substrate. And a second plate that is supported by the column of the main body, supports the first plate, and has a diameter larger than that of the substrate.
(2) A step of carrying the substrate into the reaction furnace, a step of supporting the substrate at a connection part connecting a plurality of support columns, a step of processing the substrate in the reaction furnace, and a substrate after the treatment being carried out from the reaction furnace A substrate manufacturing method, a substrate processing method, or a semiconductor device manufacturing method.

本発明の実施形態に係る基板処理装置を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る基板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 substrate processing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る支持具を示し、(a)は正面図、(b)は(a)のA−A線断面図、(c)は斜視図である。The support which concerns on embodiment of this invention is shown, (a) is a front view, (b) is the sectional view on the AA line of (a), (c) is a perspective view. 本発明の他の実施形態に係る支持具を示し、(a)は正面図、(b)は(a)のA−A線断面図、(c)は斜視図である。The support which concerns on other embodiment of this invention is shown, (a) is a front view, (b) is the sectional view on the AA line of (a), (c) is a perspective view.

符号の説明Explanation of symbols

10 熱処理装置
30 支持具
32 ツィーザ
56 本体部
58 載置プレート(第1のプレート)
60 支柱
62 接続部(第2のプレート)
64 基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Heat processing apparatus 30 Support tool 32 Tweezer 56 Main-body part 58 Mounting plate (1st plate)
60 support 62 connection part (second plate)
64 substrates

Claims (1)

基板を処理する反応炉と、
前記反応炉内で基板を支持する支持具とを有し、
前記支持具は、本体部と、基板と接触する載置プレートとを有し、前記本体部は複数の支柱と、これら支柱を結ぶ接続部とを有し、この接続部に前記載置プレートを支持してなることを特徴とする熱処理装置。
A reactor for processing substrates;
A support for supporting the substrate in the reactor,
The support has a main body and a mounting plate that comes into contact with the substrate, and the main body has a plurality of support columns and a connection portion that connects the support columns, and the connection plate includes the mounting plate described above. A heat treatment apparatus characterized by being supported.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS61267317A (en) * 1985-05-21 1986-11-26 Toshiba Corp Boat for vertical type diffusion furnace

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