JP2008028306A

JP2008028306A - 熱処理装置

Info

Publication number: JP2008028306A
Application number: JP2006201853A
Authority: JP
Inventors: Iwao Nakamura; 巌中村; Ryota Sasajima; 亮太笹島
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2006-07-25
Filing date: 2006-07-25
Publication date: 2008-02-07

Abstract

【課題】複数の基板の間の処理のバラツキと、一つの基板の中の部分ごとの熱処理の不均一さとを生じにくくし、より良好な熱処理を行うことを可能とする熱処理装置を提供する。
【解決手段】熱処理装置１０は、基板５４を処理する反応炉４０と、反応炉４０内で基板５４を支持する基板支持具３０とを有している。基板支持具３０の上端面に断熱板８６が載置されていて、断熱板８６は、基板支持具３０の上端面７６の縁部７６ａよりも内側の領域であって、縁部７６ａとは接触しないように配置された、例えば複数の凸部７８で支持されている。
【選択図】図３

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。

この種の熱処理装置に用いられる技術であって、基板を処理する基板処理炉と、基板処理炉内で基板を支持する支持具とを有し、この支持具で支持された基板を熱処理する技術が知られている（特許文献１）。

特開２００６−１００３０３号

しかしながら、従来の技術では、上下方向において異なる位置に支持された複数の基板に対して同時に熱処理を行う場合に、例えば基板の側方に配置されたヒータを用いて基板の加熱を行うため、支持具の上端面側及び下端面側から熱が逃げやすく、中央部に位置する基板と比較して、上側及び下側に位置する基板が加熱されにくく、基板が支持される場所によって基板の温度に差が生じてしまって、支持される位置の違いから複数の基板の熱処理間にバラツキが生じることがあるとの問題点があった。支持具の下部側に対しては、支持具の下方に例えば複数の断熱板等の断熱部材を設けることで熱逃げを防止することができる。しかしながら支持具の上部側については、特に熱が逃げやすいため、上部側に支持される基板が十分に加熱されずに、一つの基板の中で位置ごとに温度が異なる部分が生じてしまい、一つの基板の中で均一な熱処理がなさないとの問題が生じることがあった。

本発明は、複数の基板間の熱処理のバラツキと、一つの基板の中の部分ごとの熱処理の不均一さとを生じにくくし、より良好な熱処理を行うことを可能とする熱処理装置を提供することを目的とする。

本発明の第１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、前記支持具の上端面に断熱部材が載置されていて、この断熱部材は、前記支持具の上端面の縁部よりも内側の領域であって、この縁部とは接触しないように配置された支持部で支持されている熱処理装置にある。

好適には、前記支持具の上端面に凸部が形成されていて、この凸部が前記支持部として用いられている。

また、好適には、前記断熱部材の前記支持具に対向する面に凸部が形成されていて、この凸部が前記支持部として用いられている。

また、好適には、前記支持具と前記断熱部材との間に設けられたスペーサをさらに有し、このスペーサが前記支持部として用いられている。

また、好適には、前記断熱部材の前記支持具に対向する面又は前記支持具の上端面の少なくとも一方に前記スペーサが収容される凹部が形成されている。

また、好適には、前記支持具の上端面に貫通孔が形成され、前記断熱部材は前記貫通孔を覆うように配置されている。

また、好適には、前記断熱部材は、連続した一枚の断熱板からなる。

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、前記反応炉内で基板を支持する支持具と、前記支持具の上端面に直接載置される断熱板とを有する熱処理装置にある。

本発明によれば、複数の基板の間の処理のバラツキと、一つの基板の中の部分ごとの熱処理の不均一さとを生じにくくし、より良好な熱処理を行うことを可能とする熱処理装置が提供される。

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、本発明の第１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、バッチ式縦型熱処理装置であり、主要部が配置される筺体１２を有する。この筺体１２の正面側には、ポッドステージ１４が接続されており、このポッドステージ１４にポッド１６が搬送される。ポッド１６には、例えば２５枚の基板が収納され、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。

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。

さらに、筺体１２内には、基板移載機２６と、ノッチアライナ２８と、後述する反応容器４３内で基板を支持する支持具として用いられる基板支持具（ボート）３０とが配置されている。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（ツイーザ）３２を有し、このアーム３２を動かすことにより、ポッドオープナ２２の位置に置かれたポッド、ノッチアライナ２８及び基板支持具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、又はオリフラを検出して、基板のノッチ又はオリフラを一定の位置に揃えるものである。

さらに、筺体１２内の背面側上部には反応炉４０が配置されている。この反応炉４０内に、複数枚の基板を装填した基板支持具３０が搬入され熱処理が行われる。

図２には、第１の実施形態に用いられる反応炉４０が示されている。この反応炉４０は、炭化珪素（ＳｉＣ）製の反応管４２を有する。この反応管４２は、上端部が閉塞され下端部が開放された円筒形状をしており、開放された下端部はフランジ状に形成されている。この反応管４２の下方には反応管４２を支持するよう石英製のアダプタ４４が配置されている。このアダプタ４４は上端部と下端部が開放された円筒形状をしており、開放された上端部と下端部はフランジ状に形成されている。アダプタ４４の上端部フランジの上面に反応管４２の下端部フランジの下面が当接している。反応管４２とアダプタ４４とにより基板を処理する反応容器４３が形成される。また、反応容器４３のうち、アダプタ４４を除いた反応管４２の周囲には、ヒータ４６が配置されている。

反応管４２とアダプタ４４とにより形成される反応容器４３の下部は、基板支持具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は基板支持具３０を支持し、基板支持具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と基板支持具３０との間には、石英製の第１の断熱部材５２と、この第１の断熱部材５２の上部に配置された炭化珪素（ＳｉＣ）製の第２の断熱部材５０とが設けられている。これら第１の断熱部材５２、第２の断熱部材５０により基板支持具３０下部側からの熱逃げを防止することができる。基板支持具３０は、多数枚の、例えば２５〜１００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。

例えば、１２００°Ｃ以上の高温での処理を可能とするため、反応管４２は炭化珪素（ＳｉＣ）製としてある。このＳｉＣ製の反応管４２を炉口部まで延ばし、この炉口部をＯリングを介して炉口シールキャップでシールする構造とすると、ＳｉＣ製の反応管を介して伝達された熱によりシール部まで高温となり、シール材料であるＯリングを溶かしてしまうおそれがある。Ｏリングを溶かさないようＳｉＣ製の反応管４２のシール部を冷却すると、ＳｉＣ製の反応管４２が温度差による熱膨張差により破損してしまう。そこで、反応容器４３のうちヒータ４６による加熱領域をＳｉＣ製の反応管４２で構成し、ヒータ４６による加熱領域から外れた部分を石英製のアダプタ４４で構成することで、ＳｉＣ製の反応管からの熱の伝達を和らげ、Ｏリングを溶かすことなく、また反応管を破損することなく炉口部をシールすることが可能となる。また、ＳｉＣ製の反応管４２と石英製のアダプタ４４とのシールは、双方の面精度を良くすれば、ＳｉＣ製の反応管４２はヒータ４６の加熱領域に配置されているため温度差が発生せず、等方的に熱膨張する。よって、ＳｉＣ製の反応管４２下端部のフランジ部分は平面を保つことができ、アダプタ４４との間に隙間ができないので、ＳｉＣ製の反応管４２を石英製のアダプタ４４に載せるだけでシール性を確保することができる。

アダプタ４４には、アダプタ４４と一体にガス供給口５６とガス排気口５９とが設けられている。ガス供給口５６にはガス導入管６０が、ガス排気口５９には排気管６２がそれぞれ接続されている。アダプタ４４の円周方向における厚さは、同方向における反応管４２に厚さよりも厚く、また、同方向における後述するノズル６６の厚さよりも厚い。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設けられている。このノズル取付孔は、反応管４２内部におけるアダプタ４４の上端部フランジ側の上面に開口しており、ガス供給口５６及びガス導入経路６４と連通している。このノズル取付孔にはノズル６６が挿入され固定されている。すなわち、反応管４２内部におけるアダプタ４４の反応管４２の内壁よりも内側に突出した部分の上面にノズル６６が接続され、このアダプタ４４の上面にノズル６６が支持されることとなる。この構成により、ノズル接続部は熱で変形しにくく、また破損しにくい。また、ノズル６６とアダプタ４４の組立て、解体が容易になるというメリットもある。ガス導入管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。なお、ノズル６６は、反応管４２の内壁に沿って基板配列領域の上端よりも上方（基板支持具３０の上端よりも上方）まで延びるように構成される。

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。

次に、基板移載機２６により、ポッドオープナ２２の位置にあるポッド１６から基板を取り出し、ノッチアライナ２８に移載する。このノッチアライナ２８においては、基板を回転させながら、ノッチを検出し、検出した情報に基づいて複数枚の基板のノッチを同じ位置に整列させる。次に、基板移載機２６により、ノッチアライナ２８から基板を取り出し、基板支持具３０に移載する。

このようにして、１バッチ分の基板を基板支持具３０に移載すると、例えば６００°Ｃ程度の温度に設定された反応炉４０内（反応容器４３内）に複数枚の基板５４を装填した基板支持具３０を装入し、炉口シールキャップ４８により反応炉４０内を密閉する。次に、炉内温度を熱処理温度まで昇温させて、ガス導入管６０からガス供給口５６、アダプタ４４側壁部に設けられたガス導入経路６４、及びノズル６６を介して反応管４２内に処理ガスを導入する。処理ガスには、窒素（Ｎ_２）、アルゴン（Ａｒ）、水素（Ｈ_２）、酸素（Ｏ_２）、塩化水素（ＨＣｌ）、ジクロロエチレン（Ｃ_２Ｈ_２Ｃｌ_２、略称ＤＣＥ）等が含まれる。基板５４を熱処理する際、基板５４は例えば１２００°Ｃ程度以上の温度に加熱される。

基板５４の熱処理が終了すると、例えば炉内温度を６００°Ｃ程度の温度に降温した後、熱処理後の基板５４を支持した基板支持具３０を反応炉４０からアンロードし、基板支持具３０に支持された全ての基板５４が冷えるまで、基板支持具３０を所定位置で待機させる。次に、待機させた基板支持具３０の基板５４が所定温度まで冷却されると、基板移載機２６により、基板支持具３０から基板５４を取り出し、ポッドオープナ２２にセットされている空のポッド１６に搬送して収容する。次に、ポッド搬送装置１８により、基板５４が収容されたポッド１６をポッド棚２０、又はポッドステージ１４に搬送して完了する。

図３には、第１の実施形態に用いられる基板支持具３０が示されている。基板支持具３０は、例えば炭化珪素（ＳｉＣ）製の外周が略円形の板状部材である天板７０を有する。天板７０の略中央部には、天板７０の外周を形成する円と略同心円である切り欠き７２が形成されている。そして、この切り欠き７２と連続した状態で天板７０の外側へと連なる切り欠き７４が形成されている。切り欠き７２、７４は、基板支持具３０の上端部に形成された貫通孔として用いられている。切り欠き７２、７４が形成されることで、天板７０は、図３（ａ）に示されるように一部分が欠けたリング形状となっている。天板７０が、このような形状をしているのは、加工技術に関する制約を理由としている。

天板７０の上向きの面７６には、支持部として用いられる複数の凸部７８が形成されている。図３では、３つの凸部７８が、天板７０の外周を形成する円と同心円状に、等間隔（１２０°間隔）に配置されている。凸部７８は、半球状であり、天板７０の面７６の縁部７６ａよりも内側の領域にあって、縁部７６ａとは接触しないように形成されている。

天板７０は、複数の支柱８４によって重力方向下方から支持されている。支柱８４は、例えば４本が設けられていて、支柱８４の上端部で、それぞれ天板７０を支持している。なお、図３（ｂ）には、４本の支柱８４のうちの２本が図示されている。支柱８４には、熱処理がなされる複数の基板５４を水平姿勢にて縦方向に並べた状態で支持するための支持溝が設けられている。

以上のように構成された熱処理装置１０では、支柱８４に支持された基板５４のうち、例えば最上位に位置する基板５４ａ、上方から２番目に位置する基板５４ｂ等の比較的に上部に配置される基板に形成される薄膜の厚さが、重力方向において中段に位置する基板に形成される酸化膜の厚さと比較して薄くなることがあるとの問題点が生じることがあった。また、基板５４ａ、５４ｂ等の上方に配置される基板に形成される薄膜の厚さの均一性が、重力方向において中段に配置される基板に形成される薄膜と比較して悪いとことがあるとの問題点が生じることがあった。これらの問題は、いずれも基板支持具３０の上部から熱が逃げることを原因としている。そこで、この第１の実施形態に用いられる熱処理装置１０では、基板支持具３０の上部から熱が逃げにくくなるように構成に工夫こらし、上部に配置される基板５４に形成される薄膜の厚さが他の基板５４よりも薄くなりにくくするとともに、上部に配置される基板５４に形成される薄膜の厚さが不均一となりにくくしている。

天板７０の重力方向上方には、断熱部材として用いられる断熱板８６が設けられている。断熱板８６は、天板７０と同様に炭化珪素（ＳｉＣ）製である。断熱板８６は、天板７０の外径と略同じ外径を有する円板形状をしていて、連続した一枚の板状部材からなり、例えば複数の板状部材を接合する等して形成されたものではない。断熱板８６は、天板７０に載置されると、複数の凸部７８によって重力方向下から支えられた状態となる。また、断熱板８６は、天板７０に載置されると天板７０に形成された切り欠き７２、７４を覆う状態となる。

以上のように、基板支持具３０の上端面である天板７０の上向きの面に断熱板８６が載置されるため、基板支持具３０の上部から熱が逃げにくくなる。このため、基板支持具３０の上方から熱が逃げやすい場合とは異なり、比較的に上部に位置する基板５４ａ、５４ｂ等の温度が他の基板よりも低温となりにくい。よって、他の基板より低温であることを原因として、上部に位置する基板に形成される薄膜の厚さが、他の基板に形成される薄膜と比べて薄くなるとの問題が生じにくくなる。

また、基板支持具３０の上部から熱が逃げにくくなるため、基板５４ａ、５４ｂ等の上部に配置される基板がより良好に加熱されるようになる。このため上部に位置する基板が十分に加熱されないことを原因として、上部に配置された基板に温度ムラが生じ、この温度ムラを原因とし、形成される薄膜の厚さが均一となるとの問題が生じにくくなる。

ところで、従来、基板支持具３０の上部から熱が逃げやすい場合、基板５４ａ、５４ｂ等の上部に位置する何枚かの基板５４を、ダミー基板（サイドダミー）とし、基板支持具３０の上部から熱が逃げることを防止する断熱部材として用いて、これらの断熱部材として用いられる基板５４よりも下方に製品基板としての基板５４を配置していた。このため、例えば１００枚等の基板支持具３０で支持可能な基板の枚数ではなく、支持可能な枚数から断熱部材として用いられるダミー基板の枚数を引いた枚数だけの基板しか熱処理ができないとの問題点があった。これに対して、この実施形態の基板支持具３０では、上部から熱が逃げにくいため、上部に位置する基板５４を断熱部材として用いる必要がなくなり、一度に熱処理できる基板の枚数を増やすことができる。

断熱板８６は、天板７０に形成された切り欠き７２、７４を覆うように、天板７０に載置される。よって、切り欠き７２、７４の下方から上方に向かって通過する熱の移動を生じにくくすることができ、基板支持具３０の上部から、より熱が逃げにくくなるようにすることができる。

熱処理装置１０では、上述のように、断熱板８６を、天板７０と同じ材料である炭化珪素から形成している。よって断熱板８６を天板７０と異なる材料で形成した場合のように、熱膨張率の違いから断熱板８６と天板７０との間に擦れが生じ、この擦れによって異物が発生するとの問題点を生じにくくすることができる。

また、断熱板８６は、天板７０に形成された複数の凸部７８に支持されている。よって、断熱板８６と天板７０との接触面積が少なくなり、断熱板８６と天板７０との擦れを原因として生じる異物をより生じにくくすることができる。また、断熱板８６と凸部７８との擦れにより異物が生じたとしても、凸部７８は天板７０の上向きの面７６の縁部７６ａよりも内側の領域であって、縁部７６ａとは接触しないように設けられているので、異物は天板７０の上向きの面７６にて受け止められ、下方に落下することを防止できる。

図４には、比較例に係る熱処理装置１０に用いられる基板支持具３０が示されている。第１の実施形態に係る基板支持具３０では、天板７０に断熱板８６が載置されていたのに対して、比較例の基板支持具３０では、天板７０に断熱板８６が載置されていない。また、第１の実施形態に用いられる基板支持具３０では、天板７０に凸部７８が形成されていたのに対して、比較例では天板７０に凸部は形成されていない。なお、第１の実施形態と同一の部分については、図４に同一番号を付して説明を省略する。

図５には、本発明の第１の実施形態に係る熱処理装置で複数の基板に形成された薄膜間の相対膜厚と、比較例に係る熱処理装置で複数の基板に形成された薄膜間の相対膜厚とが比較して示されていて、縦軸には相対膜厚が、横軸には基板５４が配置された位置が示されている。横軸においては、左側程、基板支持具３０に支持される位置が高いこと（天板７０に近いこと）を示し、右側程、基板支持具３０に支持される位置が低いことを示している。

線ａは、比較例の熱処理装置１０を用いて基板５４に薄膜形成を行った際の、基板５４が配置された位置と基板５４の相対膜厚との関係を示している。線ｂは、第１の実施形態に係る熱処理装置１０を用いて基板５４に薄膜形成を行った際の、基板５４が配置された位置と基板５４に形成された薄膜の相対膜厚との関係を示している。点線Ａで囲まれる部分に示されるように、第１の実施形態では、比較例と比較して、上部に位置する基板５４に形成される薄膜の厚さが、他の位置に配置された基板に形成される薄膜と比べて薄くなるとの問題が生じにくくなっていることが分かる。

図６には、本発明の第１の実施形態に係る熱処理装置で基板に形成された薄膜の面内均一性と、比較例に係る熱処理装置で基板に形成された薄膜の面内均一性とが比較して示されていて、縦軸には面内均一性が、横軸には基板５４の支持された位置が示されている。横軸においては、左側程、基板支持具３０に支持される位置が高いこと（天板７０に近いこと）を示し、右側程、基板支持具３０に支持される位置が低いことを示している。

線ｃは、比較例の熱処理装置１０を用いて基板５４に薄膜形成を行った際の、基板５４が配置された位置と基板５４に形成される薄膜の面内均一性との関係を示している。線ｃは、第１の実施形態に係る熱処理装置１０を用いて基板５４に薄膜形成を行った際の、基板５４が配置された位置と基板５４に形成された薄膜の面内均一性との関係を示している。点線Ｂで囲まれる部分に示されるように、第１の実施形態では、比較例と比較して、上部に配置される基板に形成される薄膜が、他の位置に配置される基板に形成される薄膜よりも厚さが均一となりにくいとの問題が生じにくくなっていることが分かる。

図７には、本発明の第２の実施形態に係る熱処理装置に用いられる基板支持具３０が示されている。第１の実施形態に用いられる基板支持具３０では、天板７０に複数の凸部７８が形成され、複数の凸部７８が支持部材として用いられ、複数の凸部７８で断熱板８６が支持されていた。これに対して、第２の実施形態に係る熱処理装置では、断熱板８６の天板７０に対向する面である下向きの面８８に複数の凸部９０が形成されていて、この凸部９０が支持部材として用いられている。凸部９０は半球状をしていて、断熱板８６が天板７０に載置された状態において、天板７０の縁部７６ａよりも内側の領域であって、縁部７６ａとは接触しないように配置され、この領域に接触した状態となる。なお、第１の実施形態と同一の部分については、図７に同一番号を付して説明を省略する。

以上で説明をした第２の実施形態においても、先述の第１の実施形態と同様な効果が得られる。

図８には、本発明の第３の実施形態に係る熱処理装置に用いられる基板支持具３０が示されている。第１の実施形態に用いられる基板支持具３０では、天板７０に複数の凸部７８が形成され、複数の凸部７８が支持部材として用いられ、複数の凸部７８で断熱板８６が支持されていた。これに対して、第３の実施形態に係る熱処理装置では、天板７０と断熱板８６との間にスペーサ９４が設けられ、スペーサ９４が支持部材として用いられ、スペーサ９４により断熱板８６が支持されている。スペーサ９４は、天板７０の縁部７６ａよりも内側の領域であって、縁部７６ａとは接触しないように配置され、この領域で天板７０と断熱板８６とに接し、断熱板８６を支持している。

断熱板８６の天板７０に対向する面（下向きの面）８８には、スペーサ９４を収容する収容部として用いられ、スペーサ９４を位置決めする位置決め部として用いられる凹部９６が形成されている。また、天板７０の断熱板８６に対向する面（上向きの面）７６には、スペーサ９４を収容する収容部として用いられ、スペーサ９４を位置決めする位置決め部として用いられる凹部９８が形成されている。なお、第１の実施形態と同一の部分については、図８に同一番号を付して説明を省略する。

以上で説明をした第３の実施形態においても、先述の第１及び第２の実施形態と同様な効果が得られる。

図９には、本発明の第４の実施形態に係る熱処理装置に用いられる基板支持具３０が示されている。第１の実施形態に用いられる基板支持具３０では、天板７０に複数の凸部７８が形成され、複数の凸部７８が支持部材として用いられ、複数の凸部７８で断熱板８６が支持されていた。これに対して、第４の実施形態に係る熱処理装置では、天板７０に凸部７８は、形成されておらず、天板７０の上端面に断熱板８６が直接載置される。なお、第１の実施形態と同一の部分については、図９に同一番号を付して説明を省略する。

上記各実施形態の説明にあっては、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、熱処理装置は枚葉式のものであってもよい。

また、本発明の熱処理装置は、基板の製造方法にも適用することができる。ＳＯＩ（Silicon On Insulator）ウエハの一種であるＳＩＭＯＸ（Separation by Implanted Oxygen）ウエハの製造方法の一工程に、本発明の熱処理装置を適用する例について説明する。

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、Ｏ_２雰囲気の下で、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ＳｉＯ_２層が形成された（ＳｉＯ_２層が埋め込まれた）ＳＩＭＯＸウエハが作製される。

また、ＳＩＭＯＸウエハの他、水素アニールウエハやＡｒアニールウエハの製造方法の一工程に、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。また、この他、エピタキシャルウエハの製造方法の一工程に、本発明の熱処理装置を適用することも可能である。

本発明の熱処理装置は、半導体装置（デバイス）の製造方法・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。

以上述べたように、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利用することができる。

本発明の第１の実施形態に係る熱処理装置を示す斜視図である。本発明の第１の実施形態に用いられる反応炉を示す正面図である。本発明の第１の実施形態に用いられる基板支持具を示し、図３（ａ）は平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。比較例に用いられる基板支持具を示す断面図である。本発明の第１の実施形態に係る熱処理装置で複数の基板に形成され薄膜の間の相対膜厚と、比較例に係る熱処理装置で複数の基板間に形成された薄膜の相対膜厚とを比較して示すグラフである。本発明の第１の実施形態に係る熱処理装置で基板に形成された薄膜の面内均一性と、比較例に係る熱処理装置で基板に形成された薄膜の面内均一性とを比較して示すグラフである。本発明の第２の実施形態に用いられる基板支持具を示す断面図である。本発明の第３の実施形態に用いられる基板支持具を示す断面図である。本発明の第４の実施形態に用いられる基板支持具を示す断面図である。

符号の説明

１０熱処理装置
３０基板支持具
４０反応炉
４６ヒータ
５４基板
７０天板
７２切り欠き
７４切り欠き
７６ａ縁部
７８凸部
８６断熱板
９０凸部
９４スペーサ
９６凹部
９８凹部

Claims

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、
前記支持具の上端面に断熱部材が載置されていて、
この断熱部材は、前記支持具の上端面の縁部よりも内側の領域であって、この縁部とは接触しないように配置された支持部で支持されていることを特徴とする熱処理装置。