[go: up one dir, main page]

JP2006100303A - Substrate manufacturing method and heat treatment apparatus - Google Patents

Substrate manufacturing method and heat treatment apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2006100303A
JP2006100303A JP2004280884A JP2004280884A JP2006100303A JP 2006100303 A JP2006100303 A JP 2006100303A JP 2004280884 A JP2004280884 A JP 2004280884A JP 2004280884 A JP2004280884 A JP 2004280884A JP 2006100303 A JP2006100303 A JP 2006100303A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
temperature
heater
heat treatment
reaction tube
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
JP2004280884A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Ishiguro
謙一 石黒
Tomoharu Shimada
智晴 島田
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 JP2004280884A priority Critical patent/JP2006100303A/en
Publication of JP2006100303A publication Critical patent/JP2006100303A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

【課題】熱処理中に発生する基板の傷発生を少なくし、基板のスリップを抑制し、基板の反りを抑制し、もって高品質な基板を製造する熱処理装置及び基板の製造方法を提供する。
【解決手段】反応管42内に基板54が載置された支持具30を挿入時、ヒータ46の各ヒータゾーンの設定温度をT5<T4<T3<T2<T1とする。反応管42内に支持具30を挿入後、まずT5の設定温度を上昇させ、T4と等しくする(T5=T4<T3<T2<T1)。次に、T5とT4の設定温度を上昇させてT3と等しくする(T5=T4=T3<T2<T1)。更に、T5とT4及びT3の設定温度を上昇させてT2と等しくする(T5=T4=T3=T2<T1)。更に、T5,T4,T3,T2の設定温度を上昇させT1と等しくする(T5=T4=T3=T2=T1)。
【選択図】図4
Provided are a heat treatment apparatus and a substrate manufacturing method for manufacturing a high-quality substrate by reducing the generation of scratches on a substrate during heat treatment, suppressing substrate slip, and suppressing substrate warpage.
When a support 30 on which a substrate 54 is placed in a reaction tube 42 is inserted, a set temperature of each heater zone of a heater 46 is set to T5 <T4 <T3 <T2 <T1. After inserting the support tool 30 into the reaction tube 42, first, the set temperature of T5 is increased to be equal to T4 (T5 = T4 <T3 <T2 <T1). Next, the set temperatures of T5 and T4 are raised to be equal to T3 (T5 = T4 = T3 <T2 <T1). Further, the set temperatures of T5, T4, and T3 are increased to be equal to T2 (T5 = T4 = T3 = T2 <T1). Further, the set temperatures of T5, T4, T3, and T2 are increased to be equal to T1 (T5 = T4 = T3 = T2 = T1).
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、基板を熱処理する工程を有する基板の製造方法、及び基板を熱処理するための熱処理装置に関するものである。   The present invention relates to a substrate manufacturing method including a step of heat-treating a substrate, and a heat treatment apparatus for heat-treating the 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、室温で縦型ボートに所定枚数の基板を装填し、予め、例えば700℃程度の温度に加熱された反応管内へ縦型ボートを搬入する。次に、反応管内の温度を1000℃程度以上の温度まで昇温して熱処理し、その後、反応管内の温度を例えば700℃程度の温度に降温し、基板が載置された縦型ボートを搬出する。   For example, when a plurality of substrates such as a silicon single crystal wafer is heat-treated using a vertical heat treatment furnace, a predetermined number of substrates are loaded into a vertical boat at room temperature and heated to a temperature of about 700 ° C. in advance. A vertical boat is carried into the reaction tube. Next, the temperature in the reaction tube is raised to a temperature of about 1000 ° C. or higher and heat-treated, and then the temperature in the reaction tube is lowered to a temperature of about 700 ° C., for example, and the vertical boat on which the substrate is placed is unloaded. To do.

この場合、基板の搬入時には室温の基板の周辺部に短時間に多量の輻射熱が供給される。その場合、基板外周部は温度が高く中心部は温度が低くなる。一方、基板の搬出時には短時間に基板の周辺部から熱が放散される。その場合、基板中心部は温度が高く外周部は温度が低くなる。このように、基板内の周辺部と中央部では温度差が生じ、その温度差により基板内に熱応力が発生し、基板が弾性変形する。この弾性変形により、基板と基板支持具の接触部分でこすれが生じ、基板に傷ができる。単結晶シリコンの傷部においては、転位生成のための降伏応力が著しく低下する(結晶工学と評価技術第145委員会第68研究会(角野、p4)参照)。
このため、その後の昇温過程あるいは高温の熱処理中に、この傷部分で基板に転位が発生し、それがスリップとなり、そのスリップが大きくなるとスリップラインとなり、基板が反る原因の一つとなっていた。また、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。
そこで、熱処理プロセス用ヒータと熱的に分離した徐熱用ヒータを炉口付近に備えることにより、比較的自由に温度設定を行うことが可能となり、炉口付近に任意の温度勾配を施すものが公知となっている(例えば特許文献1)。
In this case, when the substrate is carried in, a large amount of radiant heat is supplied to the periphery of the substrate at room temperature in a short time. In that case, the temperature of the outer peripheral portion of the substrate is high and the temperature of the central portion is low. On the other hand, heat is dissipated from the periphery of the substrate in a short time when the substrate is unloaded. In that case, the temperature is high in the central part of the substrate and the temperature is low in the outer peripheral part. As described above, a temperature difference is generated between the peripheral portion and the central portion in the substrate, the thermal difference is generated in the substrate due to the temperature difference, and the substrate is elastically deformed. By this elastic deformation, rubbing occurs at the contact portion between the substrate and the substrate support, and the substrate can be damaged. The yield stress for the generation of dislocations is significantly reduced in single crystal silicon scratches (see Crystal Engineering and Evaluation Technology No. 145 Committee, 68th Meeting (Kakuno, p4)).
For this reason, during the subsequent temperature raising process or high temperature heat treatment, dislocations occur in the substrate at the scratched part, which becomes a slip, and when the slip becomes large, it becomes a slip line, which is one of the causes of the substrate warping. It was. Further, when the slip line is generated, the flatness of the substrate is lowered. 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.
Therefore, by providing a heater for slow heating that is thermally separated from the heater for the heat treatment process in the vicinity of the furnace port, it becomes possible to set the temperature relatively freely, and those that give an arbitrary temperature gradient near the furnace port. It is publicly known (for example, Patent Document 1).

特開平5−215463号公報JP-A-5-215463

しかしながら、特許文献1の徐熱用ヒータは単独に設置されているため、徐熱用ヒータと熱プロセス用ヒータとの間、又は室温と徐熱用ヒータとの間で温度差が生じてしまう。また、熱処理用ヒータ以外にもう一つヒータを設ける必要があり、さらに、徐熱用ヒータの効果を出すには徐熱用ヒータ部にある程度長さが必要となることで、反応室のスペースが短くなり一度に処理する基板の処理枚数が減るということが考えられる。   However, since the heater for slow heating of Patent Document 1 is installed independently, a temperature difference occurs between the heater for slow heating and the heater for thermal process, or between room temperature and the heater for slow heating. In addition, it is necessary to provide another heater in addition to the heat treatment heater. Further, in order to obtain the effect of the slow heating heater, a certain length is required for the slow heating heater portion, so that the space in the reaction chamber is reduced. It is conceivable that the number of substrates to be processed at one time is reduced and the number of processed substrates is reduced.

本発明の目的は、上記従来の問題点を解消し、熱処理中に発生する基板の傷発生を少なくし、基板のスリップを抑制し、基板の反りを抑制し、もって高品質な基板を製造する熱処理装置及び基板の製造方法を提供する。   The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned conventional problems, reduce the occurrence of substrate scratches during heat treatment, suppress substrate slip, suppress substrate warpage, and manufacture a high-quality substrate. A heat treatment apparatus and a substrate manufacturing method are provided.

上記課題を解決するため、本発明の第1の特徴とするところは、複数のゾーンに分割されたヒータにより加熱された反応炉内に基板を搬入する基板搬入ステップと、基板搬入後前記反応炉内温度を熱処理温度まで昇温させる昇温ステップと、前記反応炉内で基板を熱処理する熱処理ステップと、熱処理後の基板を前記反応炉より搬出する基板搬出ステップとを有し、前記基板搬入ステップまたは前記基板搬出ステップでは前記各ヒータゾーンの設定温度を異ならせて温度傾斜を設けると共に、前記昇温ステップでは前記各ヒータゾーンの設定温度を略等しくして温度傾斜をフラットにする基板の製造方法にある。   In order to solve the above-mentioned problems, a first feature of the present invention is that a substrate loading step for loading a substrate into a reaction furnace heated by a heater divided into a plurality of zones, and the reaction furnace after loading the substrate. A temperature raising step for raising the internal temperature to a heat treatment temperature, a heat treatment step for heat treating the substrate in the reaction furnace, and a substrate unloading step for unloading the substrate after the heat treatment from the reaction furnace, the substrate loading step Alternatively, in the substrate carry-out step, a temperature gradient is provided by changing the set temperature of each heater zone, and in the temperature raising step, the set temperature of each heater zone is made substantially equal to make the temperature gradient flat. It is in.

好ましくは、前記基板搬入ステップ又は前記基板搬出ステップでは前記各ヒータゾーンの設定温度を炉口に近づく程小さくすることを特徴とする。また、好ましくは、前記昇温ステップでは、炉口に最も近いヒータゾーンの温度をそれと隣接するヒータゾーンの設定温度と等しくし、次に、設定温度を等しくしたヒータゾーンの温度を、それらと隣接するヒータゾーンの設定温度と等しくし、これを繰り返すことにより、段階的に前記各ヒータゾーンの設定温度を略等しくして温度傾斜をフラットにする。また、好ましくは、前記昇温ステップで前記各ヒータゾーンの設定温度を等しくして温度傾斜をフラットにした後、段階的に前記ヒータの設定温度を上昇させる。また、好ましくは、基板を反応炉内に搬入する際、基板を支持具により支持した状態で搬入する。また、好ましくは、前記支持具は、複数枚の基板を略水平姿勢で隙間をもって複数段に支持するよう構成される。また、好ましくは、前記支持具は、本体部と、基板と接触する支持部とを有し、支持部は板状部材からなる。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, in the substrate carry-in step or the substrate carry-out step, the set temperature of each heater zone is reduced as it approaches the furnace port. Preferably, in the temperature raising step, the temperature of the heater zone closest to the furnace port is made equal to the set temperature of the heater zone adjacent thereto, and then the temperature of the heater zone made equal to the set temperature is set adjacent to them. By making this equal to the set temperature of the heater zone to be repeated and repeating this, the set temperature of each heater zone is made substantially equal step by step to flatten the temperature gradient. Preferably, in the temperature raising step, the set temperature of each heater zone is made equal to make the temperature gradient flat, and then the set temperature of the heater is raised stepwise. Preferably, when the substrate is loaded into the reaction furnace, the substrate is loaded while being supported by a support. Preferably, the support is configured to support a plurality of substrates in a plurality of stages with a gap in a substantially horizontal posture. Preferably, the support has a main body part and a support part in contact with the substrate, and the support part is made of a plate-like member. 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.

また、本発明の第2の特徴とするところは、基板を処理する反応炉と、反応炉内を加熱する複数のゾーンに分割されたヒータと、反応炉内に基板を搬入搬出する搬入搬出手段と、反応炉内に基板を搬入または搬出する際は、前記各ヒータゾーンの設定温度を異ならせて温度傾斜を設けると共に、基板搬入後に反応炉内の温度を昇温させる際は前記各ヒータゾーンの設定温度を等しくして温度傾斜をフラットにするよう制御する制御手段と、を有する熱処理装置にある。   The second feature of the present invention is that a reaction furnace for processing a substrate, a heater divided into a plurality of zones for heating the inside of the reaction furnace, and a loading / unloading means for loading / unloading the substrate into / from the reaction furnace. When the substrate is carried into or out of the reaction furnace, a temperature gradient is provided by changing the set temperature of each heater zone, and when the temperature in the reaction furnace is raised after the substrate is loaded, And a control means for controlling the temperature gradient to be flat by making the set temperatures equal to each other.

本発明によれば、熱処理中に発生する基板の傷発生を少なくし、基板のスリップラインの発生を抑制し、基板の反りを抑制し、もって高品質な基板を提供することができ、歩留まり向上によりコストの低減を実現することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the generation of scratches on the substrate that occurs during heat treatment, suppress the generation of slip lines on the substrate, suppress the warpage of the substrate, and thus provide a high-quality substrate, thereby improving the yield. Thus, cost reduction can be realized.

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の一例が示されている。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には、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 an example of 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内の正面側であって、ポッドステージ14に対向する位置には、ポッド搬送装置18が配置されている。また、このポッド搬送装置18の近傍には、ポッド棚20、ポッドオープナ22及び基板枚数検知器24が配置されている。ポッド棚20はポッドオープナ22の上方に配置され、基板枚数検知器24はポッドオープナ22に隣接して配置される。ポッド搬送装置18は、ポッドステージ14とポッド棚20とポッドオープナ22との間でポッド16を搬送する。ポッドオープナ22は、ポッド16の蓋を開けるものであり、この蓋が開けられたポッド16内の基板枚数が基板枚数検知器24により検知される。   A pod transfer device 18 is disposed on the front side in the housing 12 and at a position facing the pod stage 14. Further, a pod shelf 20, a pod opener 22, and a substrate number detector 24 are arranged in the vicinity of the pod transfer device 18. The pod shelf 20 is disposed above the pod opener 22, and the substrate number detector 24 is disposed adjacent to the pod opener 22. The pod carrying device 18 carries the pod 16 among the pod stage 14, the pod shelf 20, and the pod opener 22. The pod opener 22 opens the lid of the pod 16, and the number of substrates 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アーム(ツィーザ)32を有し、このアーム32を動かすことにより、ポッドオープナ22の位置に置かれたポッド、ノッチアライナ28及び支持具30間で基板を搬送する。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。さらに筐体12内の背面側上部には反応炉40が配置されている。この反応炉40内に複数枚の基板を装填した支持具30が搬入され熱処理が行われる。   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, an arm (tweezer) 32 that can take out five substrates. By moving the arm 32, the pod placed at the position of the pod opener 22, the notch aligner 28, and the support are provided. The substrate is transferred between the tools 30. 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. Furthermore, a reaction furnace 40 is disposed at the upper part on the back side in the housing 12. The support 30 loaded with a plurality of substrates is loaded into the reaction furnace 40 and subjected to heat treatment.

図2において、反応炉40の一例が示されている。この反応炉40は、SiC製の反応管42を有する。この反応管42は、上端部が閉塞され、下端部が開放された円筒状に形成され、開放された下端部がフランジ状に形成されている。この反応管42の下方には石英製のアダプタ44が配置され、このアダプタ44により反応管42が支持されている。アダプタ44は、上端部と下端部が開放された円筒形状をしており、開放された上端部と下端部はフランジ状に形成されている。アダプタ44の上端部フランジの上面に反応管42の下端部フランジの下面が当接している。また、アダプタ44を除いた反応管42の周囲には、後述するヒータ46が配置されている。   In FIG. 2, an example of the reaction furnace 40 is shown. This reaction furnace 40 has a reaction tube 42 made of SiC. The reaction tube 42 is formed in a cylindrical shape whose upper end is closed and whose lower end is opened, and the opened lower end is formed in a flange shape. A quartz adapter 44 is disposed below the reaction tube 42, and the reaction tube 42 is supported by the adapter 44. The adapter 44 has a cylindrical shape with an open upper end and a lower end, and the opened upper end and the lower end are formed in a flange shape. The lower surface of the lower end flange of the reaction tube 42 is in contact with the upper surface of the upper end flange of the adapter 44. Further, a heater 46 described later is disposed around the reaction tube 42 excluding the adapter 44.

反応管42の下部は、支持具30を挿入するために開放され、この開放部分(炉口部)は炉口シールキャップ48がOリングを挟んでアダプタ44の下端部フランジの下面に当接することにより密閉されるようにしてある。炉口シールキャップ48は支持具30を支持し、支持具30と共に昇降可能に設けられている。炉口シールキャップ48と支持具30との間には、第2の断熱部としての石英製の第2のキャップ52と、この第2のキャップ52の上部に配置された第1の断熱部としてのSiC製の第1のキャップ50とが介在されている。支持具30は、多数枚の基板54を略水平状態で隙間をもって多数段に支持し、反応管42内に装填される。   The lower part of the reaction tube 42 is opened to insert the support 30, and this open part (furnace port part) is in contact with the lower surface of the lower end flange of the adapter 44 with the furnace port seal cap 48 sandwiching the O-ring. It is made to be sealed by. The furnace port seal cap 48 supports the support tool 30 and is provided so as to move up and down together with the support tool 30. Between the furnace port seal cap 48 and the support 30, a second cap 52 made of quartz serving as a second heat insulating portion, and a first heat insulating portion disposed on the upper portion of the second cap 52. A first cap 50 made of SiC is interposed. The support 30 supports a large number of substrates 54 in a substantially horizontal state with a plurality of steps with gaps, and is loaded into the reaction tube 42.

1200℃以上の高温での処理を可能とするため、反応管42はSiC製としてある。このSiC製の反応管42を炉口部まで延ばし、このSiC製の炉口部をOリングを介して炉口シールキャップ48でシールする構造とすると、SiC製の反応管を介して伝達された熱によりシール部まで高温となり、シール材料であるOリングを溶かしてしまうおそれがある。Oリングを溶かさないようSiC製の反応管42のシール部を冷却すると、SiC製の反応管42が温度差による熱膨張差により破損してしまう。そこで、ヒータ46による加熱領域をSiC製の反応管42で構成し、ヒータ46による加熱領域から外れた部分を石英製のアダプタ44で構成することで、SiC製の反応管42からの熱の伝達を和らげ、Oリングを溶かすことなく、また反応管42を破損することなく、炉口部のシールをすることが可能となる。   In order to enable processing at a high temperature of 1200 ° C. or higher, the reaction tube 42 is made of SiC. When this SiC reaction tube 42 is extended to the furnace port, and the SiC furnace port is sealed with a furnace port seal cap 48 via an O-ring, the SiC reaction tube 42 is transmitted via the SiC reaction tube. There is a possibility that the heat will rise to the seal part due to heat and the O-ring which is the seal material will be melted. If the seal part of the reaction tube 42 made of SiC is cooled so as not to melt the O-ring, the reaction tube 42 made of SiC is damaged due to a difference in thermal expansion due to a temperature difference. Therefore, the heating region by the heater 46 is configured by the reaction tube 42 made of SiC, and the portion outside the heating region by the heater 46 is configured by the adapter 44 made of quartz, so that heat is transmitted from the reaction tube 42 made by SiC. It is possible to seal the furnace port without melting the O-ring and damaging the reaction tube 42.

アダプタ44には、アダプタ44と一体にガス供給口56とガス排気口58とが形成されている。ガス供給口56にはガス導入管60が、ガス排気口58には排気管62がそれぞれ接続されている。また、アダプタ44の内壁は反応管42の内壁よりも内側にあり(突出しており)、アダプタ44の側壁部(肉厚部)には、ガス供給口56と連通し、垂直方向に向かうガス導入経路64が設けられ、その上部にはノズル取付孔が上方に開口するように形成されている。このノズル取付孔は、ガス供給口56とガス導入経路64とに連通している。また、このノズル取付孔にはノズル66が挿入固定されている。すなわち、アダプタ44の反応管42の内壁よりも内側に突出した部分の上面にノズル66が接続され、この上面によりノズル66が支持されることとなる。この構成により、ノズル接続部は熱で変形しにくく、また破損されにくい。また、ノズル66とアダプタ44の組立て、解体が容易になるというメリットもある。ガス導入管60からガス供給口56に導入された処理ガスは、アダプタ44の側壁部に設けられたガス導入経路64,ノズル66を介して反応管42内に供給される。   A gas supply port 56 and a gas exhaust port 58 are formed in the adapter 44 integrally with the adapter 44. A gas introduction pipe 60 is connected to the gas supply port 56, and an exhaust pipe 62 is connected to the gas exhaust port 58. Further, the inner wall of the adapter 44 is on the inner side (projects) from the inner wall of the reaction tube 42, and the side wall (thick part) of the adapter 44 communicates with the gas supply port 56 to introduce gas in the vertical direction. A path 64 is provided, and a nozzle mounting hole is formed at an upper portion thereof so as to open upward. The nozzle mounting hole communicates with the gas supply port 56 and the gas introduction path 64. A nozzle 66 is inserted and fixed in the nozzle mounting hole. That is, the nozzle 66 is connected to the upper surface of the portion of the adapter 44 that protrudes inward from the inner wall of the reaction tube 42, and the nozzle 66 is supported by this upper surface. With this configuration, the nozzle connection portion is not easily deformed by heat and is not easily damaged. Further, there is an advantage that the assembly and disassembly of the nozzle 66 and the adapter 44 are facilitated. The processing gas introduced from the gas introduction pipe 60 to the gas supply port 56 is supplied into the reaction pipe 42 via the gas introduction path 64 and the nozzle 66 provided in the side wall portion of the adapter 44.

ノズル66は、ノズル取付孔の位置から反応管42の内壁に沿って基板配列領域よりも上方(支持具30の頂部よりも上方)まで垂直に延びるように構成される。このノズル66は、例えば内径が10mm、長さが1000mmである。   The nozzle 66 is configured to extend vertically from the position of the nozzle mounting hole to above the substrate arrangement region (above the top of the support 30) along the inner wall of the reaction tube 42. The nozzle 66 has an inner diameter of 10 mm and a length of 1000 mm, for example.

上述したように、反応炉40において、1200℃以上の高温での処理を可能とするため、反応管42はSiC製としてある。例えば後述するSIMOX(Separation by Implanted Oxygen)ウエハ製造のためのアニール処理温度は、1350℃以上である。一方、基板が支持された支持具30は、反応管42と同様にSiC製としている。また、その下方に位置する第1の断熱部50はSiC製、その下方に位置する第2の断熱部52は石英製としている。第1の断熱部50を石英製とすると、処理温度が1350℃以上である場合、石英がクリープ現象を起こして変形してしまうおそれがある。   As described above, in the reaction furnace 40, the reaction tube 42 is made of SiC in order to enable processing at a high temperature of 1200 ° C. or higher. For example, an annealing temperature for manufacturing a SIMOX (Separation by Implanted Oxygen) wafer described later is 1350 ° C. or higher. On the other hand, the support tool 30 on which the substrate is supported is made of SiC like the reaction tube 42. In addition, the first heat insulating portion 50 located below is made of SiC, and the second heat insulating portion 52 located below is made of quartz. When the first heat insulating portion 50 is made of quartz, when the processing temperature is 1350 ° C. or higher, the quartz may cause a creep phenomenon and be deformed.

石英製の第1の断熱部50が変形すると、第1の断熱部50による断熱効果が低下するので、炉口シールキャップ48が高温になる。炉口シールキャップ48が高温になると、炉口部のシール材料であり耐熱温度が例えば250℃であるOリングが溶けて、炉口シールキャップ48による遮蔽性が失われる。さらに、第1の断熱部50の変形により、支持具30が倒れて破損したり、支持具30に支持された基板が破損する可能性がある。そこで、第1の断熱部50をSiC製にすることにより、反応管42における処理温度が1350℃以上であっても、第1の断熱部50が断熱性を維持するようにされている。   When the first heat insulating part 50 made of quartz is deformed, the heat insulating effect by the first heat insulating part 50 is lowered, so that the furnace port seal cap 48 becomes high temperature. When the furnace port seal cap 48 reaches a high temperature, an O-ring having a heat resistant temperature of, for example, 250 ° C. melts as a seal material for the furnace port portion, and the shielding property by the furnace port seal cap 48 is lost. Furthermore, due to the deformation of the first heat insulating portion 50, the support tool 30 may fall down and be damaged, or the substrate supported by the support tool 30 may be damaged. Therefore, by making the first heat insulating portion 50 made of SiC, the first heat insulating portion 50 maintains heat insulating properties even when the processing temperature in the reaction tube 42 is 1350 ° C. or higher.

次に、上述した支持具30について説明する。
図3において、支持具30は、本体部68と支持部70とから構成されている。本体部68は、例えば炭化珪素からなり、上部板72、下部板74、及び該上部板72と下部板74とを接続する支柱76を有する。また、この本体部68には、この支柱76から前述した基板移載機26側に延びる載置部78が多数平行に形成されている。
Next, the support 30 described above will be described.
In FIG. 3, the support tool 30 includes a main body 68 and a support 70. The main body 68 is made of, for example, silicon carbide, and includes an upper plate 72, a lower plate 74, and a support column 76 that connects the upper plate 72 and the lower plate 74. The main body 68 is formed with a plurality of parallel mounting portions 78 extending from the support column 76 toward the substrate transfer machine 26 described above.

支持部70はシリコン製の板状部材からなり、例えば基板54と同心円状の円柱状に形成され、この支持部70の下面が載置部78上面に接触して支持部70が載置部78上に載置され、支持部70の上面に基板54の下面が接触して基板54を載置支持する。支持部70の径は基板54の径より小さく、支持部70は基板54の周縁部とは接触することなく基板54を支持する。   The support part 70 is made of a plate member made of silicon, and is formed in, for example, a cylindrical shape that is concentric with the substrate 54. The substrate 54 is placed on and supported by the lower surface of the substrate 54 in contact with the upper surface of the support portion 70. The diameter of the support portion 70 is smaller than the diameter of the substrate 54, and the support portion 70 supports the substrate 54 without contacting the peripheral edge portion of the substrate 54.

次に、上述したヒータ46について説明する。
図4において、上述した反応炉40における複数のゾーンに分割されたヒータ46が示されている。ヒータ46は反応炉40の上部から順にT1,T2,T3,T4及びT5と5つのヒータゾーンに分割され、各々単独に温度設定が可能であり、これにより反応炉40内に任意に温度傾斜を設定することができる。なお、ヒータ46の温度制御は制御装置100により行なう。
Next, the heater 46 described above will be described.
In FIG. 4, the heater 46 divided | segmented into the several zone in the reaction furnace 40 mentioned above is shown. The heater 46 is divided into T1, T2, T3, T4 and T5 and five heater zones in order from the top of the reaction furnace 40, and the temperature can be set independently. Can be set. The temperature of the heater 46 is controlled by the control device 100.

次に、上述したように構成された熱処理装置10の作用について説明する。
なお、以下の説明において熱処理装置を構成する各部の動作は、制御手段100によりコントロールされる。
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.
In the following description, the operation of each part constituting the heat treatment apparatus is controlled by the control means 100.
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、予めヒータ46の各ヒータゾーンの設定温度を異ならせて温度傾斜を設けておいた反応炉40内に複数枚の基板を装填した支持具30を装入し(基板搬入ステップ)、炉口シールキャップ48により反応管42内を密閉する。次に、ヒータ46の各ヒータゾーンの設定温度を略等しくして温度傾斜をフラットにして炉内温度を熱処理温度まで昇温させて(昇温ステップ)、ガス導入管60からガス導入口56、アダプタ44側壁部に設けたガス導入経路64、及びノズル66を介して反応管42内に処理ガスを導入する(熱処理ステップ)。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1350℃程度以上の温度に加熱される。   In this way, when one batch of substrates is transferred to the support 30, a plurality of substrates are placed in the reaction furnace 40 that has previously been provided with a temperature gradient by varying the set temperature of each heater zone of the heater 46. The loaded support 30 is loaded (substrate loading step), and the inside of the reaction tube 42 is sealed with a furnace port seal cap 48. Next, the set temperature of each heater zone of the heater 46 is made substantially equal, the temperature gradient is made flat, the furnace temperature is raised to the heat treatment temperature (temperature raising step), the gas introduction pipe 60 through the gas introduction port 56, A processing gas is introduced into the reaction tube 42 via a gas introduction path 64 provided on the side wall of the adapter 44 and a nozzle 66 (heat treatment step). 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 1350 ° C. or more, for example.

基板の熱処理が終了すると、ヒータ46の各ヒータゾーンの設定温度を略等しくして温度傾斜をフラットにした状態を維持して降温し(降温ステップ)、その後、ヒータ46の各ヒータゾーンの設定温度を異ならせて温度傾斜を設け、この状態で熱処理後の基板を支持した支持具30を反応炉40から搬出する(基板搬出ステップ)。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。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, the temperature of each heater zone of the heater 46 is made substantially equal to maintain a flat temperature gradient (temperature lowering step), and then the temperature set for each heater zone of the heater 46 is reached. Are provided with a temperature gradient, and in this state, the support 30 supporting the substrate after the heat treatment is unloaded from the reaction furnace 40 (substrate unloading step). The support tool 30 is made to wait at a predetermined position until all the substrates supported by the support tool 30 are cooled. 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.

本発明においては、基板搬入ステップまたは基板搬出ステップではヒータ46の各ヒータゾーンの設定温度を異ならせて反応炉40内に温度傾斜を設けると共に、昇温ステップでは各ヒータゾーンの設定温度を略等しくして反応炉40内の温度傾斜をフラットにする制御を行う。
温度傾斜(温度勾配)を実現する方法としては、ヒータ構造が同一であるとの前提とすると、(a)電流値を一定にしてサイリスタにより電力を制御する方法、(b)供給電力は一定としてサイリスタにより電力を制御する方法の2通りあるが、どちらを用いてもよい。
In the present invention, in the substrate carry-in step or the substrate carry-out step, the set temperature of each heater zone of the heater 46 is varied to provide a temperature gradient in the reaction furnace 40, and in the temperature raising step, the set temperature of each heater zone is substantially equal. Then, the temperature gradient in the reaction furnace 40 is controlled to be flat.
As a method for realizing the temperature gradient (temperature gradient), assuming that the heater structure is the same, (a) a method of controlling the power with a thyristor with a constant current value, and (b) a constant power supply. There are two methods of controlling power with a thyristor, and either method may be used.

次に、上述した支持具30の搬入時及び搬出時のヒータ46の温度制御について詳述する。
上述のように、支持具30の搬入時及び搬出時にヒータ46の各ヒータゾーン(上部からT1,T2,...T5)に対応する反応管42内の上部から下部に温度傾斜(温度勾配)を作る。例えば、各ヒータゾーンに対応する反応管42内の温度範囲:T1を800℃〜600℃,T2を700℃〜500℃,T3を600℃〜400℃,T4を500℃〜300℃,T5を400℃〜200℃に設定する(T1≧T2≧T3≧T4≧T5)。
各ヒータゾーンの温度範囲を上記のように設定することにより、支持具30が反応管42内に挿入開始される初期段階において、支持具30に載置された室温の基板54がヒータゾーンT5から受ける輻射熱量を少なくすることができる。よって、支持具30が反応管42内に挿入開始される初期段階において、基板54の周辺部と中央部での過渡的な温度差を低減することができる。
Next, temperature control of the heater 46 at the time of carrying in and carrying out the support tool 30 will be described in detail.
As described above, the temperature gradient (temperature gradient) from the upper part to the lower part in the reaction tube 42 corresponding to each heater zone (from the upper part T1, T2, ... T5) of the heater 46 when the support tool 30 is carried in and out. make. For example, the temperature range in the reaction tube 42 corresponding to each heater zone: T1 is 800 ° C to 600 ° C, T2 is 700 ° C to 500 ° C, T3 is 600 ° C to 400 ° C, T4 is 500 ° C to 300 ° C, and T5 is Set to 400 ° C. to 200 ° C. (T1 ≧ T2 ≧ T3 ≧ T4 ≧ T5).
By setting the temperature range of each heater zone as described above, the room temperature substrate 54 placed on the support 30 is moved from the heater zone T5 at the initial stage when the support 30 is started to be inserted into the reaction tube 42. The amount of radiant heat received can be reduced. Therefore, a transient temperature difference between the peripheral portion and the central portion of the substrate 54 can be reduced at the initial stage when the support 30 is inserted into the reaction tube 42.

支持具30が反応管42内に挿入開始されてから一定時間経過し、ヒータゾーンT4に支持具30が近づくと、基板54の周辺部が受けるヒータゾーンT4からの輻射熱量が大きくなる。ところが、この段階までにそれ以前(ヒータゾーンT5)に受けた輻射熱の一部は、基板54内の熱伝導により、基板54の周辺部から中央部に向かって流れるため、基板54の中央部の温度はある程度上昇している。このため、基板54の周辺部と中心部との温度差は低減される。したがって、従来法に比べ、ヒータゾーンT4から受ける輻射熱の増大分(ヒータゾーンT4から受ける熱量とヒータゾーンT5から受ける熱量の差又は、ヒータゾーンT4から受ける熱量と基板が放出する熱量との差)による基板54の周辺部の過渡的な温度上昇は少なくなる。よって、支持具30が反応管42内に挿入開始されてから一定時間経過後においても、基板54の周辺部と中央部での過渡的な温度差を低減することができる。   When the support tool 30 approaches the heater zone T4 after a certain period of time has elapsed after the support tool 30 starts to be inserted into the reaction tube 42, the amount of radiant heat received from the heater zone T4 received by the peripheral portion of the substrate 54 increases. However, part of the radiant heat received before this stage (heater zone T5) flows from the periphery of the substrate 54 toward the center due to heat conduction in the substrate 54. The temperature has risen to some extent. For this reason, the temperature difference between the peripheral portion and the central portion of the substrate 54 is reduced. Therefore, compared to the conventional method, an increase in radiant heat received from the heater zone T4 (difference between the amount of heat received from the heater zone T4 and the amount of heat received from the heater zone T5, or a difference between the amount of heat received from the heater zone T4 and the amount of heat released from the substrate). As a result, the transient temperature rise in the peripheral portion of the substrate 54 is reduced. Therefore, even after a lapse of a certain time after the support 30 is inserted into the reaction tube 42, a transient temperature difference between the peripheral portion and the central portion of the substrate 54 can be reduced.

同様に、支持具30が反応管42内に挿入開始されてから更に一定時間経過後、ヒータゾーンT3に支持具30が近づくと、基板54の周辺部が受けるヒータゾーンT3からの輻射熱量が大きくなる。ところが、この段階までにそれ以前(ヒータゾーンT5及びヒータゾーンT4)に受けた輻射熱の一部は、基板54内の熱伝導により、基板54の周辺部から中央部に向かって流れるため、基板54の中央部の温度はある程度上昇し、基板周辺部と中央部での過渡的な温度差は低減される。この現象を繰り返すことにより、各基板54内の温度差は低減されることになる。   Similarly, when the support tool 30 approaches the heater zone T3 after a certain period of time has elapsed after the support tool 30 starts to be inserted into the reaction tube 42, the amount of radiant heat from the heater zone T3 received by the peripheral portion of the substrate 54 increases. Become. However, a part of the radiant heat received before this stage (heater zone T5 and heater zone T4) flows from the peripheral portion of the substrate 54 toward the central portion due to heat conduction in the substrate 54, so that the substrate 54 The temperature of the central part of the substrate rises to some extent, and the transient temperature difference between the peripheral part and the central part of the substrate is reduced. By repeating this phenomenon, the temperature difference in each substrate 54 is reduced.

また、支持具30が反応管42内に挿入完了した後は、一例として、各ヒータゾーンを同一の昇温レートで、同一の温度にしてもよい。例えば、支持具30の挿入時における各ヒータゾーンの設定をT1=700℃,T2=600℃,T3=500℃,T4=400℃,T5=300℃とし、支持具30の挿入完了後、目標温度を700℃として、各ヒータゾーンの全ての昇温レートを例えば20℃/分とした場合(ただしヒータゾーンT1は除く)、20分経過後各ヒータゾーンは同一の温度となる。   Further, after the support 30 is completely inserted into the reaction tube 42, for example, the heater zones may be set to the same temperature at the same temperature increase rate. For example, the setting of each heater zone when the support tool 30 is inserted is set to T1 = 700 ° C., T2 = 600 ° C., T3 = 500 ° C., T4 = 400 ° C., T5 = 300 ° C. When the temperature is set to 700 ° C. and all the temperature increase rates of each heater zone are set to 20 ° C./min (except for the heater zone T1), the heater zones have the same temperature after 20 minutes.

また、他の一例として、各ヒータゾーンの昇温レートを各ヒータゾーン毎に変化させ、全てのヒータゾーンの温度を同一にしてもよい。例えば、支持具30の挿入時における各ヒータゾーンの設定をT1=700℃,T2=600℃,T3=500℃,T4=400℃,T5=300℃とし、支持具30の挿入完了後、各ヒータゾーンの昇温レートを例えばT1=0℃/分,T2=5℃/分,T3=10℃/分,T4=15℃/分,T5=20℃/分とすると、20分経過後に全てのヒータゾーンの温度が同一となる。   As another example, the temperature increase rate of each heater zone may be changed for each heater zone so that all heater zones have the same temperature. For example, the setting of each heater zone when the support tool 30 is inserted is T1 = 700 ° C., T2 = 600 ° C., T3 = 500 ° C., T4 = 400 ° C., T5 = 300 ° C. For example, if the heating rate of the heater zone is T1 = 0 ° C / min, T2 = 5 ° C / min, T3 = 10 ° C / min, T4 = 15 ° C / min, T5 = 20 ° C / min, all after 20 minutes The heater zones have the same temperature.

ところで、支持具30を反応管42内に挿入する際に、支持具30の上段と比較し下段の基板54ほど反応管42内に入るのが遅いため、支持具30挿入後、下段の基板54の温度と反応管42内の温度との温度差が大きい。この下段の基板54と反応管42内の温度差を緩和させて、ヒータ64の温度傾斜をフラットにする方法として、各ヒータゾーンT1,T2,...T5の温度を段階的に(徐々に)等しくしていく方法がある。即ち、炉口に最も近いヒータゾーンの温度をそれと隣接する1つのヒータゾーンの設定温度と等しくし、次に設定温度を等しくした複数のヒータゾーンの温度をそれらと隣接する1つのヒータゾーンの設定温度と等しくし、これを繰り返すことにより、段階的に各ヒータゾーンの設定温度を等しくして温度傾斜をフラットにする。   By the way, when the support tool 30 is inserted into the reaction tube 42, the lower substrate 54 enters the reaction tube 42 later than the upper stage of the support tool 30. And the temperature in the reaction tube 42 are large. As a method of reducing the temperature difference between the lower substrate 54 and the reaction tube 42 and flattening the temperature gradient of the heater 64, the heater zones T1, T2,. . . There is a method of making the temperature of T5 equal in steps (gradually). That is, the temperature of the heater zone closest to the furnace opening is set equal to the set temperature of one heater zone adjacent thereto, and then the temperature of a plurality of heater zones having the same set temperature is set to one heater zone adjacent thereto. By making this equal to the temperature and repeating this, the set temperature of each heater zone is made equal step by step to flatten the temperature gradient.

具体的には、反応管42内に支持具30を挿入する際、各ヒータゾーンの設定温度をT5<T4<T3<T2<T1とする。反応管42内に支持具30を挿入後、まずT5の設定温度を上昇させ、T4と等しくする(T5=T4<T3<T2<T1)。次に、T5とT4の設定温度を上昇をさせてT3と等しくする(T5=T4=T3<T2<T1)。更に、T5,T4及びT3の設定温度を上昇させてT2と等しくする(T5=T4=T3=T2<T1)。更に、T5,T4,T3及びT2の設定温度を上昇させT1と等しくする(T5=T4=T3=T2=T1)。このように、各ヒータゾーンT1,T2,...T5の温度を段階的に(徐々に)等しくすることにより、支持具30の下段の基板54においても周辺部と中央部とで過渡的な温度差が発生するのを抑制することができる。   Specifically, when the support tool 30 is inserted into the reaction tube 42, the set temperature of each heater zone is set to T5 <T4 <T3 <T2 <T1. After inserting the support tool 30 into the reaction tube 42, first, the set temperature of T5 is increased to be equal to T4 (T5 = T4 <T3 <T2 <T1). Next, the set temperatures of T5 and T4 are increased to be equal to T3 (T5 = T4 = T3 <T2 <T1). Further, the set temperatures of T5, T4 and T3 are increased to be equal to T2 (T5 = T4 = T3 = T2 <T1). Further, the set temperatures of T5, T4, T3, and T2 are increased to be equal to T1 (T5 = T4 = T3 = T2 = T1). Thus, each heater zone T1, T2,. . . By making the temperature of T5 equal stepwise (gradually), it is possible to suppress the occurrence of a transient temperature difference between the peripheral portion and the central portion even in the lower substrate 54 of the support 30.

なお、各ヒータゾーンT1,T2,...T5の設定温度を段階的に(徐々に)等しくすることにより、反応管42内の温度は徐々に上昇することとなる。また、各ヒータゾーンの設定温度を等しくして温度傾斜をフラットにした後は、段階的に全てのヒータゾーンの設定温度を上昇させ、反応管42内の温度を処理温度まで上昇させる。   Each heater zone T1, T2,. . . By making the set temperature of T5 equal stepwise (gradually), the temperature in the reaction tube 42 gradually increases. Further, after equalizing the set temperatures of the heater zones and flattening the temperature gradient, the set temperatures of all the heater zones are raised stepwise to raise the temperature in the reaction tube 42 to the processing temperature.

以上により、支持具30の反応管42内への挿入開始時から反応管42の昇温完了時にかけて、基板54内の周辺部と中央部での温度差が発生しにくくなり、基板54の弾性変形を防止することができる。これにより基板54と支持具30の接触部分でこすれが生じるおそれが少なくなり、傷の発生を抑制することができる。さらに、基板54内に局所的な応力集中を低減できるだけでなく、傷の存在による転位発生のための降伏応力の低下を防止し、スリップの発生を抑制することにより、基板54の反りも抑制することが可能となる。   As described above, the temperature difference between the peripheral part and the central part in the substrate 54 hardly occurs from the start of the insertion of the support 30 into the reaction tube 42 to the completion of the temperature rise of the reaction tube 42, and the elasticity of the substrate 54. Deformation can be prevented. As a result, the possibility of rubbing at the contact portion between the substrate 54 and the support 30 is reduced, and the generation of scratches can be suppressed. Further, not only the local stress concentration in the substrate 54 can be reduced, but also the yield stress due to the occurrence of dislocation due to the presence of flaws can be prevented from decreasing, and the occurrence of slip can be suppressed, thereby suppressing the warpage of the substrate 54. It becomes possible.

なお、支持具30を反応管42内から搬出する場合においては、支持具30を反応管42内に挿入する場合と逆の動作を行なうようにする。この場合、支持具30の反応管42内への挿入時と、熱の流れの方向を除いて、基板42内の温度差を低減する作用は同様である。即ち、支持具30を反応管42内へ挿入する際は、熱伝導により基板42内の周辺部から中央部へ輻射熱の一部が流れるのに対し、支持具30を反応管42内から搬出する際は、基板42内の中央部から周辺部へ熱が流れることにより基板42内の過渡的な温度差を発生を抑制する。   In the case where the support tool 30 is carried out from the reaction tube 42, an operation reverse to the case where the support tool 30 is inserted into the reaction tube 42 is performed. In this case, the action of reducing the temperature difference in the substrate 42 is the same except when the support 30 is inserted into the reaction tube 42 and the direction of the heat flow. That is, when the support tool 30 is inserted into the reaction tube 42, part of the radiant heat flows from the peripheral portion to the center portion of the substrate 42 due to heat conduction, whereas the support tool 30 is carried out of the reaction tube 42. At this time, generation of a transient temperature difference in the substrate 42 is suppressed by heat flowing from the central portion to the peripheral portion in the substrate 42.

次に、実施例と比較例について説明する。   Next, examples and comparative examples will be described.

図4に示す反応炉を有する縦型熱処理装置を用いて、炭化珪素製の支持具30に基板54を50枚載置し、反応管42内で熱処理を実施した。この基板54は、直径300mmのシリコン基板とした。ヒータ46の各ヒータゾーンの供給電力を制御し、各ヒータゾーンの設定温度を、T1:700℃,T2:600℃,T3:500℃,T4:400℃,T5:300℃として温度傾斜を設け、反応管42内に支持具30を速度100mm/分で挿入した。支持具30の挿入完了後、まず、ヒータゾーンT5の設定温度を300℃から400℃まで上昇させてヒータゾーンT4の設定温度と等しくし(昇温時間5分)、その後、ヒータゾーンT5及びT4の設定温度を400℃から500℃まで上昇させてヒータゾーンT3の設定温度と等しくし(昇温時間5分)、さらにその後ヒータゾーンT5,T4及びT3の設定温度を500℃から600℃まで上昇させてヒータゾーンT2の設定温度と等しくし(昇温時間5分)、さらにその後ヒータゾーンT5,T4,T3及びT2の設定温度を600℃から700℃まで上昇させてヒータゾーンT1の設定温度と等しくして(昇温時間5分)、温度傾斜をフラットにした。
次に、各ヒータゾーンの昇温レートを10℃/分とし、1000℃まで昇温し、1000℃〜1200℃の温度範囲を昇温レート1℃/分で昇温した。1200℃で1時間保持して基板54に対して熱処理を行なった後、1200℃〜1000℃の温度範囲を降温レート1℃/分で降温し、1000℃〜700℃の温度範囲を降温レート10℃/分で降温した。
次に、降温レート10〜20℃/分で各ヒータゾーンの温度をT2:600℃,T3:500℃,T4:400℃,T5:300℃に降温して温度傾斜を設け、支持具30を反応管42から搬出した。
その後、熱処理後の基板54の裏面を光学顕微鏡で観察した結果、基板54の裏面には傷の発生は僅か(傷の高さ1μm以下)であり、スリップの発生は見られなかった。反り計で基板54の反りを測定した結果、反り量は10μm以下であり、熱処理前後で大きな反りの変化は見られなかった。なお、この工程中での基板54内の温度差は最大約80℃以下であった。
Using the vertical heat treatment apparatus having the reaction furnace shown in FIG. 4, 50 substrates 54 were placed on the silicon carbide support 30, and heat treatment was performed in the reaction tube 42. The substrate 54 was a silicon substrate having a diameter of 300 mm. The power supply of each heater zone of the heater 46 is controlled, and the temperature setting is set to T1: 700 ° C, T2: 600 ° C, T3: 500 ° C, T4: 400 ° C, T5: 300 ° C. The support 30 was inserted into the reaction tube 42 at a speed of 100 mm / min. After the insertion of the support 30 is completed, first, the set temperature of the heater zone T5 is increased from 300 ° C. to 400 ° C. to be equal to the set temperature of the heater zone T4 (temperature rising time 5 minutes), and then the heater zones T5 and T4 The set temperature of the heater zone is raised from 400 ° C. to 500 ° C. to be equal to the set temperature of the heater zone T3 (heating time 5 minutes), and then the set temperature of the heater zones T5, T4 and T3 is raised from 500 ° C. to 600 ° C. The heater zone T2 is set equal to the set temperature of the heater zone T2 (temperature raising time 5 minutes). The temperature gradient was flattened by equalizing (heating time 5 minutes).
Next, the temperature increase rate of each heater zone was set to 10 ° C./min, the temperature was increased to 1000 ° C., and the temperature range from 1000 ° C. to 1200 ° C. was increased at a temperature increase rate of 1 ° C./min. After heat treatment is performed on the substrate 54 while maintaining at 1200 ° C. for 1 hour, the temperature range of 1200 ° C. to 1000 ° C. is decreased at a temperature decrease rate of 1 ° C./min, and the temperature range of 1000 ° C. to 700 ° C. is decreased to a temperature decrease rate of 10 The temperature was lowered at ° C / min.
Next, the temperature of each heater zone is lowered to T2: 600 ° C., T3: 500 ° C., T4: 400 ° C., T5: 300 ° C. at a temperature lowering rate of 10 to 20 ° C./min. It was carried out from the reaction tube 42.
Then, as a result of observing the back surface of the substrate 54 after the heat treatment with an optical microscope, the occurrence of scratches on the back surface of the substrate 54 was slight (the height of the scratch was 1 μm or less), and no slip was observed. As a result of measuring the warpage of the substrate 54 with a warpage meter, the amount of warpage was 10 μm or less, and no significant change in warpage was observed before and after the heat treatment. The temperature difference in the substrate 54 during this process was about 80 ° C. or less at maximum.

図4に示す反応炉を有する縦型熱処理装置を用いて、炭化珪素製の支持具30に基板54を50枚載置し、反応炉42内で熱処理を実施した。この基板54は、直径300mmのシリコン基板とした。ヒータ46の各ヒータゾーンの供給電力を制御し、各ヒータゾーンの設定温度を、T1:800℃,T2:600℃,T3:500℃,T4:400℃,T5:300℃として温度傾斜を設け、反応管42内に支持具30を挿入した。支持具30の挿入完了後、まず、ヒータゾーンT5の設定温度を300℃から400℃まで上昇させてヒータゾーンT4の設定温度と等しくし(昇温時間5分)、その後、ヒータゾーンT5及びT4の設定温度を400℃から500℃まで上昇させてヒータゾーンT3の設定温度と等しくし(昇温時間5分)、さらにその後ヒータゾーンT5,T4及びT3の設定温度を500℃から600℃まで上昇させてヒータゾーンT2の設定温度と等しくし(昇温時間5分)、さらにその後ヒータゾーンT5,T4,T3及びT2の設定温度を600℃から800℃まで上昇させて、ヒータゾーンT1の設定温度と等しくして(昇温時間10分)、温度傾斜をフラットにした。
次に、各ヒータゾーンの昇温レートを10℃/分とし、1000℃まで昇温し、1000℃〜1200℃の温度範囲を昇温レート1℃/分で昇温した。1200℃で1時間保持して基板54に対して熱処理を行なった後、1200℃〜1000℃の温度範囲を降温レート1℃/分で降温し、1000℃〜700℃の温度範囲を降温レート10℃/分で降温した。
次に、降温レート10〜20℃/分で各ヒータゾーンの温度をT2:600℃,T3:500℃,T4:400℃,T5:300℃に降温して温度傾斜を設け、支持具30を反応管42から搬出した。
その後、熱処理後の基板54の裏面を光学顕微鏡で観察した結果、基板54の裏面には傷の発生は僅か(傷の高さ1μm以下)であり、スリップの発生は見られなかった。なお、この工程中での基板54内の温度差は最大約95℃以下であった。
Using the vertical heat treatment apparatus having the reaction furnace shown in FIG. 4, 50 substrates 54 were placed on the silicon carbide support 30 and heat treatment was performed in the reaction furnace 42. The substrate 54 was a silicon substrate having a diameter of 300 mm. The power supply of each heater zone of the heater 46 is controlled, and the temperature setting is set to T1: 800 ° C, T2: 600 ° C, T3: 500 ° C, T4: 400 ° C, T5: 300 ° C. The support 30 was inserted into the reaction tube 42. After the insertion of the support 30 is completed, first, the set temperature of the heater zone T5 is increased from 300 ° C. to 400 ° C. to be equal to the set temperature of the heater zone T4 (temperature rising time 5 minutes), and then the heater zones T5 and T4 The set temperature of the heater zone is raised from 400 ° C. to 500 ° C. to be equal to the set temperature of the heater zone T3 (heating time 5 minutes), and then the set temperature of the heater zones T5, T4 and T3 is raised from 500 ° C. to 600 ° C. The heater zone T2 is set equal to the set temperature of the heater zone T2 (temperature rising time 5 minutes), and then the set temperature of the heater zones T5, T4, T3 and T2 is increased from 600 ° C. to 800 ° C. to set the set temperature of the heater zone T1. (Temperature rising time 10 minutes) and the temperature gradient was flattened.
Next, the temperature increase rate of each heater zone was set to 10 ° C./min, the temperature was increased to 1000 ° C., and the temperature range from 1000 ° C. to 1200 ° C. was increased at a temperature increase rate of 1 ° C./min. After heat treatment is performed on the substrate 54 while maintaining at 1200 ° C. for 1 hour, the temperature range of 1200 ° C. to 1000 ° C. is decreased at a temperature decrease rate of 1 ° C./min, and the temperature range of 1000 ° C. to 700 ° C. is decreased to a temperature decrease rate of 10 The temperature was lowered at ° C / min.
Next, the temperature of each heater zone is lowered to T2: 600 ° C., T3: 500 ° C., T4: 400 ° C., T5: 300 ° C. at a temperature lowering rate of 10 to 20 ° C./min. It was carried out from the reaction tube 42.
Then, as a result of observing the back surface of the substrate 54 after the heat treatment with an optical microscope, the occurrence of scratches on the back surface of the substrate 54 was slight (the height of the scratch was 1 μm or less), and no slip was observed. Note that the temperature difference in the substrate 54 during this process was about 95 ° C. or less at maximum.

図4に示す反応炉を有する縦型熱処理装置を用いて、炭化珪素製の支持具30に基板54を50枚載置し、反応管42内で熱処理を実施した。この基板54は、直径300mmのシリコン基板とした。ヒータ46の各ヒータゾーンの供給電力を制御し、各ヒータゾーンの設定温度を、T1:700℃,T2:600℃,T3:600℃,T4:400℃,T5:200℃として温度傾斜を設け、反応管42内に支持具30を挿入した。支持具30の挿入完了後、まず、ヒータゾーンT5の設定温度を200℃から400℃まで上昇させてヒータゾーンT4の設定温度と等しくし(昇温時間5分)、その後、ヒータゾーンT5及びT4の設定温度を400℃から600℃まで上昇させてヒータゾーンT3及びT2の設定温度と等しくし(昇温時間5分)、さらにその後ヒータゾーンT5,T4,T3及びT2の設定温度を600℃から700℃まで上昇させてヒータゾーンT1の設定温度と等しくして(昇温時間5分)、温度傾斜をフラットにした。
次に、各ヒータゾーンの昇温レートを10℃/分とし、1000℃まで昇温し、1000℃〜1350℃の温度範囲を昇温レート1℃/分で昇温した。1350℃で数時間保持して基板54に対して熱処理を行なった後、1350℃〜1000℃の温度範囲を降温レート1℃/分で降温し、1000℃〜700℃の温度範囲を降温レート10℃/分で降温した。
次に、降温レート10〜20℃/分で各ヒータゾーンの温度をT2:600℃,T3:400℃,T4:400℃,T5:300℃に降温して温度傾斜を設け、支持具30を反応管42から搬出した。
その後、熱処理後の基板54の裏面を光学顕微鏡で観察した結果、基板54の裏面には傷の発生は僅か(傷の高さ1μm以下)であり、スリップの発生は見られなかった。なお、この工程中での基板54内の温度差は最大約80℃以下であった。
Using the vertical heat treatment apparatus having the reaction furnace shown in FIG. 4, 50 substrates 54 were placed on the silicon carbide support 30, and heat treatment was performed in the reaction tube 42. The substrate 54 was a silicon substrate having a diameter of 300 mm. The power supply of each heater zone of the heater 46 is controlled, and the temperature setting is set to T1: 700 ° C, T2: 600 ° C, T3: 600 ° C, T4: 400 ° C, T5: 200 ° C. The support 30 was inserted into the reaction tube 42. After the insertion of the support 30 is completed, first, the set temperature of the heater zone T5 is increased from 200 ° C. to 400 ° C. to be equal to the set temperature of the heater zone T4 (temperature rising time 5 minutes), and then the heater zones T5 and T4 The set temperature of the heater zones T3 and T2 is increased from 400 ° C. to 600 ° C. to be equal to the set temperature of the heater zones T3 and T2 (temperature rise time 5 minutes), and then the set temperatures of the heater zones T5, T4, T3 and T2 are The temperature was raised to 700 ° C. to be equal to the set temperature of the heater zone T1 (temperature raising time 5 minutes), and the temperature gradient was flattened.
Next, the temperature increase rate of each heater zone was set to 10 ° C./min, the temperature was increased to 1000 ° C., and the temperature range from 1000 ° C. to 1350 ° C. was increased at a temperature increase rate of 1 ° C./min. After heat treatment is performed on the substrate 54 while maintaining at 1350 ° C. for several hours, the temperature range of 1350 ° C. to 1000 ° C. is decreased at a temperature decrease rate of 1 ° C./min, and the temperature range of 1000 ° C. to 700 ° C. is decreased to a temperature decrease rate of 10 The temperature was lowered at ° C / min.
Next, the temperature of each heater zone is lowered to T2: 600 ° C., T3: 400 ° C., T4: 400 ° C., T5: 300 ° C. at a temperature lowering rate of 10 to 20 ° C./min, and a temperature gradient is provided. It was carried out from the reaction tube 42.
Then, as a result of observing the back surface of the substrate 54 after the heat treatment with an optical microscope, the occurrence of scratches on the back surface of the substrate 54 was slight (the height of the scratch was 1 μm or less), and no slip was observed. The temperature difference in the substrate 54 during this process was about 80 ° C. or less at maximum.

図4に示す反応炉を有する縦型熱処理装置を用いて、炭化珪素製の支持具30に基板54を50枚載置し、反応炉42内で熱処理を実施した。この基板54は、直径300mmのシリコン基板とした。ヒータ46の各ヒータゾーンの供給電力を制御し、各ヒータゾーンの設定温度を、T1:700℃,T2:600℃,T3:500℃,T4:400℃,T5:200℃として温度傾斜を設け、反応管42内に支持具30を挿入した。支持具30の挿入完了後、まず、ヒータゾーンT5の設定温度を200℃から400℃まで上昇させてヒータゾーンT4の設定温度と等しくし(昇温時間10分)、その後、ヒータゾーンT5及びT4の設定温度を400℃から500℃まで上昇させてヒータゾーンT3の設定温度と等しくし(昇温時間5分)、さらにその後ヒータゾーンT5,T4及びT3の設定温度を500℃から600℃まで上昇させてヒータゾーンT2の設定温度と等しくし(昇温時間5分)、さらにその後ヒータゾーンT5,T4,T3及びT2の設定温度を600℃から700℃まで上昇させてヒータゾーンT1の設定温度と等しくして(昇温時間5分)、温度傾斜をフラットにした。
次に、各ヒータゾーンの昇温レートを10℃/分とし、1000℃まで昇温し、1000℃〜1350℃の温度範囲を昇温レート1℃/分で昇温した。1350℃で数時間保持して基板54に対して熱処理を行なった後、1350℃〜1000℃の温度範囲を降温レート1℃/分で降温し、1000℃〜800℃の温度範囲を降温レート10℃/分で降温した。
次に、降温レート10〜20℃/分で各ヒータゾーンの温度をT2:600℃,T3:500℃,T4:400℃,T5:300℃に降温して温度傾斜を設け、支持具30を反応管42から搬出した。
その後、熱処理後の基板54の裏面を光学顕微鏡で観察した結果、基板54の裏面には傷の発生は僅か(傷の高さ1μm以下)であり、スリップの発生は見られなかった。なお、この工程中での基板54内の温度差は最大約95℃以下であった。
Using the vertical heat treatment apparatus having the reaction furnace shown in FIG. 4, 50 substrates 54 were placed on the silicon carbide support 30 and heat treatment was performed in the reaction furnace 42. The substrate 54 was a silicon substrate having a diameter of 300 mm. The power supplied to each heater zone of the heater 46 is controlled, and the temperature setting is set to T1: 700 ° C, T2: 600 ° C, T3: 500 ° C, T4: 400 ° C, T5: 200 ° C. The support 30 was inserted into the reaction tube 42. After the insertion of the support 30 is completed, first, the set temperature of the heater zone T5 is increased from 200 ° C. to 400 ° C. to be equal to the set temperature of the heater zone T4 (temperature increase time 10 minutes), and then the heater zones T5 and T4 The set temperature of the heater zone is raised from 400 ° C. to 500 ° C. to be equal to the set temperature of the heater zone T3 (heating time 5 minutes), and then the set temperature of the heater zones T5, T4 and T3 is raised from 500 ° C. to 600 ° C. The heater zone T2 is set equal to the set temperature of the heater zone T2 (temperature raising time 5 minutes). The temperature gradient was flattened by equalizing (heating time 5 minutes).
Next, the temperature increase rate of each heater zone was set to 10 ° C./min, the temperature was increased to 1000 ° C., and the temperature range from 1000 ° C. to 1350 ° C. was increased at a temperature increase rate of 1 ° C./min. After heat treatment is performed on the substrate 54 while maintaining at 1350 ° C. for several hours, the temperature range of 1350 ° C. to 1000 ° C. is decreased at a temperature decrease rate of 1 ° C./min, and the temperature range of 1000 ° C. to 800 ° C. is decreased to a temperature decrease rate of 10 The temperature was lowered at ° C / min.
Next, the temperature of each heater zone is lowered to T2: 600 ° C., T3: 500 ° C., T4: 400 ° C., T5: 300 ° C. at a temperature lowering rate of 10 to 20 ° C./min. It was carried out from the reaction tube 42.
Then, as a result of observing the back surface of the substrate 54 after the heat treatment with an optical microscope, the occurrence of scratches on the back surface of the substrate 54 was slight (the height of the scratch was 1 μm or less), and no slip was observed. Note that the temperature difference in the substrate 54 during this process was about 95 ° C. or less at maximum.

図4に示す反応炉を有する縦型熱処理装置を用いて、炭化珪素製の支持具30に基板54を50枚載置し、熱処理を実施した。この基板54は、直径300mm,厚さ1mmの石英基板とした。熱処理温度の最高温度を1050℃とし、その他の条件は、実施例4と同一とした。
実施例4と同様に熱処理を実施し、熱処理後の基板54の裏面を光学顕微鏡で観察した結果、基板54の裏面には傷の発生は僅か(傷の高さ2μm以下)であった。なお、この工程中での基板54内の温度差は最大約110℃以下であった。
Using the vertical heat treatment apparatus having the reaction furnace shown in FIG. 4, 50 substrates 54 were placed on the silicon carbide support 30 and heat treatment was performed. The substrate 54 was a quartz substrate having a diameter of 300 mm and a thickness of 1 mm. The maximum temperature of the heat treatment temperature was 1050 ° C., and other conditions were the same as in Example 4.
The heat treatment was performed in the same manner as in Example 4, and the back surface of the substrate 54 after the heat treatment was observed with an optical microscope. As a result, the back surface of the substrate 54 was slightly scratched (the height of the scratch was 2 μm or less). Note that the temperature difference in the substrate 54 during this process was about 110 ° C. or less at maximum.

比較例1
図4に示す反応炉を有する縦型熱処理装置を用いて、炭化珪素製の支持具30に基板54を50枚載置し、熱処理を実施した。この基板54は、直径300mmのシリコン基板とした。ヒータ46の設定温度は700℃とし、反応管42内に支持具30を速度100mm/分で挿入した。
支持具30の挿入完了後、ヒータの昇温レートを10℃/分とし、1000℃まで昇温し、1000℃〜1200℃の温度範囲を昇温レート1℃/分で昇温した。1200℃で1時間保持して熱処理を行なった後、1200℃〜1000℃の温度範囲を降温レート1℃/分で降温し、1000℃〜700℃の温度範囲を降温レート10℃/分で降温し、支持具30を反応管42から搬出した。
その後、熱処理後の基板54の裏面を光学顕微鏡で観察した結果、基板54の裏面には傷(最大長さ約250μm,最大高さ約7μm)の発生が見られた。また傷発生付近には多数のスリップライン(長さ3〜30mm)が見られた。反り計で基板54の反りを測定した結果、反り量は60〜70μmであった。なお、この工程中での基板54内の温度差は最大約180℃であった。
Comparative Example 1
Using the vertical heat treatment apparatus having the reaction furnace shown in FIG. 4, 50 substrates 54 were placed on the silicon carbide support 30 and heat treatment was performed. The substrate 54 was a silicon substrate having a diameter of 300 mm. The set temperature of the heater 46 was 700 ° C., and the support 30 was inserted into the reaction tube 42 at a speed of 100 mm / min.
After the insertion of the support 30 was completed, the heating rate of the heater was set to 10 ° C./min, the temperature was increased to 1000 ° C., and the temperature range from 1000 ° C. to 1200 ° C. was increased at the heating rate of 1 ° C./min. After heat treatment by holding at 1200 ° C. for 1 hour, the temperature range from 1200 ° C. to 1000 ° C. is decreased at a temperature decrease rate of 1 ° C./min, and the temperature range from 1000 ° C. to 700 ° C. is decreased at a temperature decrease rate of 10 ° C./min. Then, the support 30 was carried out from the reaction tube 42.
Thereafter, the back surface of the substrate 54 after the heat treatment was observed with an optical microscope. As a result, scratches (maximum length: about 250 μm, maximum height: about 7 μm) were observed on the back surface of the substrate 54. Many slip lines (length: 3 to 30 mm) were observed in the vicinity of the scratches. As a result of measuring the warpage of the substrate 54 with a warpage meter, the warpage amount was 60 to 70 μm. The maximum temperature difference in the substrate 54 during this process was about 180 ° C.

比較例2
図4に示す反応炉を有する縦型熱処理装置を用いて、炭化珪素製の支持具30に基板54を50枚載置し、熱処理を実施した。この基板54は、直径300mmのシリコン基板とした。ヒータ46の設定温度は700℃とし、反応管42内に支持具30を速度100mm/分で挿入した。また、支持具30の搬出時におけるヒータ46の設定温度を800℃とし、その他の条件は、比較例1と同一とした。
比較例1と同様に熱処理を実施し、処理後の基板54の裏面を光学顕微鏡で観察した結果、基板54の裏面には3箇所に傷の発生が見られた。また傷発生付近には多数のスリップライン(長さ3〜35mm)が見られた。反り計で基板54の反りを測定した結果、反り量は80〜100μmであった。なお、この工程中での基板54内の温度差は最大約190℃であった。
Comparative Example 2
Using the vertical heat treatment apparatus having the reaction furnace shown in FIG. 4, 50 substrates 54 were placed on the silicon carbide support 30 and heat treatment was performed. The substrate 54 was a silicon substrate having a diameter of 300 mm. The set temperature of the heater 46 was 700 ° C., and the support 30 was inserted into the reaction tube 42 at a speed of 100 mm / min. The set temperature of the heater 46 at the time of carrying out the support tool 30 was 800 ° C., and other conditions were the same as those in Comparative Example 1.
As a result of performing heat treatment in the same manner as in Comparative Example 1 and observing the back surface of the substrate 54 after processing with an optical microscope, scratches were observed at three locations on the back surface of the substrate 54. A number of slip lines (length of 3 to 35 mm) were observed in the vicinity of the scratches. As a result of measuring the warpage of the substrate 54 with a warpage meter, the amount of warpage was 80 to 100 μm. The maximum temperature difference in the substrate 54 during this process was about 190 ° C.

比較例3
図4に示す反応炉を有する縦型熱処理装置を用いて、炭化珪素製の支持具30に基板54を50枚載置し、熱処理を実施した。この基板54は、直径300mm,厚さ1mmの石英基板とした。熱処理温度の最高温度を1050℃とし、その他の条件は、比較例1と同一とした。
比較例1と同様に熱処理を実施し、熱処理後の基板54の裏面を光学顕微鏡で観察した結果、基板54の裏面には3箇所に傷(最大長さ約80μm,最大高さ約10μm)の発生が見られた。
Comparative Example 3
Using the vertical heat treatment apparatus having the reaction furnace shown in FIG. 4, 50 substrates 54 were placed on the silicon carbide support 30 and heat treatment was performed. The substrate 54 was a quartz substrate having a diameter of 300 mm and a thickness of 1 mm. The maximum heat treatment temperature was set to 1050 ° C., and other conditions were the same as those in Comparative Example 1.
Heat treatment was performed in the same manner as in Comparative Example 1, and the back surface of the substrate 54 after the heat treatment was observed with an optical microscope. As a result, scratches (maximum length of about 80 μm, maximum height of about 10 μm) were observed on the back surface of the substrate 54. Occurrence was seen.

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もよい。   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. Also good.

本発明の熱処理装置は、基板の製造工程にも適用することができる。   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 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ウエハが作製される。   First, oxygen ions are implanted into the single crystal silicon wafer by an ion implantation apparatus or the like. Thereafter, the wafer into which oxygen ions are implanted is annealed at a high temperature of 1300 ° C. to 1400 ° C., for example, 1350 ° C. or higher, for example, in an Ar, O 2 atmosphere using the heat treatment apparatus of the above embodiment. By these processes, a SIMOX wafer in which 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とArアニールウエハの製造工程の一工程に本発明の熱処理装置を適用することも可能である。この場合、ウエハを本発明の熱処理装置を用いて、水素雰囲気中もしくはAr雰囲気中で1200℃程度以上の高温でアニールすることとなる。これによりIC(集積回路)が作られるウエハ表面層の結晶欠陥を低減することができ、結晶の完全性を高めることができる。   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 and the Ar anneal wafer. In this case, the wafer is annealed at a high temperature of about 1200 ° C. or higher in a hydrogen atmosphere or an Ar atmosphere using the heat treatment apparatus of the present invention. As a result, crystal defects in the wafer surface layer 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.

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。
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.

本発明の実施形態に係る熱処理装置を示す概略の斜視図である。1 is a schematic perspective view showing a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present 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支持具を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the support tool 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反応炉のヒータを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the heater of the reaction furnace used for the heat processing apparatus which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 熱処理装置
26 基板移載機
30 支持具
40 反応炉
42 反応管
46 ヒータ
54 基板
100 制御手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Heat processing apparatus 26 Substrate transfer machine 30 Support tool 40 Reaction furnace 42 Reaction tube 46 Heater 54 Substrate 100 Control means

Claims (2)

複数のゾーンに分割されたヒータにより加熱された反応炉内に基板を搬入する基板搬入ステップと、
基板搬入後前記反応炉内温度を熱処理温度まで昇温させる昇温ステップと、
前記反応炉内で基板を熱処理する熱処理ステップと、
熱処理後の基板を前記反応炉より搬出する基板搬出ステップとを有し、
前記基板搬入ステップまたは前記基板搬出ステップでは前記各ヒータゾーンの設定温度を異ならせて温度傾斜を設けると共に、前記昇温ステップでは前記各ヒータゾーンの設定温度を略等しくして温度傾斜をフラットにすることを特徴とする基板の製造方法。
A substrate loading step of loading the substrate into a reaction furnace heated by a heater divided into a plurality of zones;
A temperature raising step for raising the temperature in the reaction furnace to the heat treatment temperature after carrying the substrate;
A heat treatment step of heat treating the substrate in the reaction furnace;
A substrate unloading step of unloading the substrate after the heat treatment from the reaction furnace,
In the substrate carry-in step or the substrate carry-out step, a temperature gradient is provided by changing the set temperature of each heater zone, and in the temperature raising step, the set temperature of each heater zone is made substantially equal to flatten the temperature gradient. A method for manufacturing a substrate, comprising:
基板を処理する反応炉と、
反応炉内を加熱する複数のゾーンに分割されたヒータと、
反応炉内に基板を搬入搬出する搬入搬出手段と、
反応炉内に基板を搬入または搬出する際は、前記各ヒータゾーンの設定温度を異ならせて温度傾斜を設けると共に、基板搬入後に反応炉内の温度を昇温させる際は前記各ヒータゾーンの設定温度を略等しくして温度傾斜をフラットにするよう制御する制御手段と、
を有することを特徴とする熱処理装置。
A reactor for processing substrates;
A heater divided into a plurality of zones for heating the inside of the reaction furnace;
Loading / unloading means for loading / unloading the substrate into / from the reaction furnace;
When loading / unloading the substrate into / from the reaction furnace, a temperature gradient is provided by changing the set temperature of each heater zone, and when raising the temperature in the reaction furnace after loading the substrate, the setting of each heater zone is performed. Control means for controlling the temperatures to be substantially equal and the temperature gradient to be flat; and
The heat processing apparatus characterized by having.
JP2004280884A 2004-09-28 2004-09-28 Substrate manufacturing method and heat treatment apparatus Pending JP2006100303A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004280884A JP2006100303A (en) 2004-09-28 2004-09-28 Substrate manufacturing method and heat treatment apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004280884A JP2006100303A (en) 2004-09-28 2004-09-28 Substrate manufacturing method and heat treatment apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006100303A true JP2006100303A (en) 2006-04-13

Family

ID=36239866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004280884A Pending JP2006100303A (en) 2004-09-28 2004-09-28 Substrate manufacturing method and heat treatment apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006100303A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007201422A (en) * 2005-12-28 2007-08-09 Tokyo Electron Ltd Film forming method, film forming apparatus, and storage medium
KR20150108661A (en) * 2014-03-18 2015-09-30 주식회사 유진테크 Apparatus for processing substrate with heater adjusting process space temperature according to height
CN112466775A (en) * 2019-09-06 2021-03-09 株式会社国际电气 Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and recording medium

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007201422A (en) * 2005-12-28 2007-08-09 Tokyo Electron Ltd Film forming method, film forming apparatus, and storage medium
KR20150108661A (en) * 2014-03-18 2015-09-30 주식회사 유진테크 Apparatus for processing substrate with heater adjusting process space temperature according to height
KR101677560B1 (en) * 2014-03-18 2016-11-18 주식회사 유진테크 Apparatus for processing substrate with heater adjusting process space temperature according to height
CN112466775A (en) * 2019-09-06 2021-03-09 株式会社国际电气 Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and recording medium
JP2021044282A (en) * 2019-09-06 2021-03-18 株式会社Kokusai Electric Substrate processing equipment, semiconductor equipment manufacturing methods, and programs
JP6998347B2 (en) 2019-09-06 2022-01-18 株式会社Kokusai Electric Substrate processing equipment, semiconductor equipment manufacturing methods, and programs
US11967512B2 (en) 2019-09-06 2024-04-23 Kokusai Electric Corporation Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4386837B2 (en) Heat treatment apparatus, semiconductor device manufacturing method, and substrate manufacturing method
US20030170583A1 (en) Heat treatment apparatus and a method for fabricating substrates
JPWO2007099786A1 (en) Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method
JP2010157755A (en) Substrate processing apparatus
JP4611229B2 (en) Substrate support, substrate processing apparatus, substrate processing method, substrate manufacturing method, and semiconductor device manufacturing method
JP2003324106A (en) Heat treatment apparatus, semiconductor device manufacturing method, and substrate manufacturing method
JP2006100303A (en) Substrate manufacturing method and heat treatment apparatus
JP4700300B2 (en) Heat treatment equipment
JP2005101161A (en) Heat treatment support, heat treatment apparatus, heat treatment method, substrate manufacturing method, and semiconductor device manufacturing method
JP2004356355A (en) Heat treatment method, substrate manufacturing method, semiconductor device manufacturing method, and heat treatment apparatus
JP2006080294A (en) Substrate manufacturing method
JP2007073865A (en) Heat treatment equipment
JP2004228459A (en) Method and device for thermally treating wafer and boat for thermal treatment
JP2001156011A (en) Semiconductor wafer heat treatment equipment
JP2006080178A (en) Substrate manufacturing method
JP2005086132A (en) Heat treatment apparatus, semiconductor device manufacturing method, substrate manufacturing method, and substrate processing method
JP2004281669A (en) Heat treatment equipment
JP2007134518A (en) Heat treatment equipment
JP5010884B2 (en) Substrate processing apparatus, substrate transport method, and semiconductor integrated circuit device manufacturing method
JP2004296492A (en) Heat treatment equipment
JP4559257B2 (en) Heat treatment apparatus, substrate manufacturing method, semiconductor device manufacturing method, and substrate support
JPH10223722A (en) Semiconductor processing equipment
WO2004001835A1 (en) Heat treating equipment, and methods of manufacturing substrate and semiconductor device
JP2009147383A (en) Heat treatment method
JP2005064367A (en) Heat treatment apparatus, semiconductor device manufacturing method, substrate manufacturing method, and substrate processing method