Barco de horno de tratamiento térmico
Descripción general
 Ser sometido a un tratamiento térmico al sustrato semiconductor en un horno de tratamiento térmico de atmósfera no oxidante, para proporcionar un barco horno de tratamiento térmico capaz de evitar la ocurrencia de arañazos finas en la periferia del sustrato semiconductor es tratada térmicamente. ] Un barco de horno de tratamiento térmico 4 para la colocación de un sustrato semiconductor 10 para el tratamiento térmico del sustrato semiconductor 10 por un horno de tratamiento térmico 1 de la atmósfera no oxidante, el material de construcción del barco 13, 20 es una capa superficial 16 que constituye el barco horno de tratamiento térmico 4 Y una capa interior 15, y la capa superficial 16 tiene una dureza inferior a la dureza del sustrato semiconductor 10 a tratar por calor.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un barco de horno de tratamiento térmico, en particular, a un barco de horno de tratamiento térmico para la colocación de un substrato semiconductor para el tratamiento térmico de un sustrato semiconductor en un horno de tratamiento térmico de atmósfera no oxidante.
Antecedentes de la técnica
El cuarzo se usa como un material de barco de un horno de tratamiento térmico en el que se coloca un sustrato semiconductor cuando se trata térmicamente un sustrato semiconductor desde el punto de vista de la contramedida contra las impurezas. En particular, cuando el tratamiento térmico se realiza a una temperatura alta de 1100ºC o superior, dado que el cuarzo se deforma térmicamente, se usa Si como material de barco.
Recientemente, como una tecnología de alta calidad de la superficie del sustrato semiconductor, una técnica del sustrato semiconductor se ha observado en la temperatura de la atmósfera reductora o en una atmósfera inerte por encima de 1100 ° C de tratamiento térmico-..
Tarea de solución
Cuando el tratamiento térmico del sustrato semiconductor a una temperatura alta atmósfera reductora o en una atmósfera inerte utilizando Si como material de barco, hay una película de óxido o una película de óxido natural de la superficie barco horno de tratamiento térmico del material Si se descomponga y se retira. En particular, cuando el sustrato semiconductor usando sustrato de Si, frote contra el barco y el sustrato de Si cuando la carga y descarga del barco o cuando se ajusta el sustrato de Si en un horno de tratamiento térmico, finamente periferia del sustrato de Si para el material de barco y material de sustrato son los mismos Se produjeron muchos arañazos, que se convirtieron en una causa de generación de polvo en el proceso de fabricación del dispositivo después del tratamiento térmico. En particular, un problema de polvo fino como la integración y miniaturización de los avances dispositivos, la necesidad de medir los defectos que se producen en el periférico sustrato de Si para evitar la generación de polvo en el proceso de fabricación de dispositivos ha crecido.
Es un objeto de la presente invención, el convencional resolver el problema técnico que tiene, incluso cuando el tratamiento térmico del sustrato semiconductor en un horno de tratamiento térmico de atmósfera no oxidante, impidiendo la generación de arañazos finos alrededor del sustrato semiconductor es tratada térmicamente Para proporcionar un barco de horno de tratamiento térmico.
Solución
Para lograr el objeto anterior, un barco horno de tratamiento térmico de la presente invención es un barco de horno de tratamiento térmico para la colocación de un substrato semiconductor para el tratamiento térmico de un sustrato semiconductor en un horno de tratamiento térmico de atmósfera no oxidante, que constituye el barco horno de tratamiento térmico En el que el material constituyente del bote comprende al menos dos capas, una capa superficial y una capa interna, y la capa superficial tiene una dureza inferior a la dureza del sustrato semiconductor a tratar por calor.
Además, es preferible que la capa superficial tenga un espesor que no desaparezca durante el tratamiento térmico del sustrato semiconductor.
También es preferible que la capa superficial esté hecha de SiO2, CaF2, CeO2, ZnO2 o MgO, y la capa interna esté hecha de Si, SiC o C.
Mejor modo de llevar a cabo la invención Se describirá una realización de un horno de tratamiento térmico de acuerdo con la presente invención con referencia a los dibujos. La figura 3 muestra una configuración general del horno de tratamiento térmico 1. En la figura 3, el horno 1 de tratamiento térmico incluye una cámara 2 de reacción hecha de un tubo de cuarzo, un calentador 3 dispuesto alrededor de la cámara 2 de reacción, y una embarcación 4 dispuesta dentro de la cámara 2 de reacción. Se proporciona un tubo de entrada de gas 5 en la parte superior de la cámara de reacción 2 y se proporciona un tubo de escape de gas 6 en el fondo de la cámara de reacción 2. El gas de reacción 7 introducido desde el tubo de introducción de gas 5 se descarga desde el tubo de escape de gas 6. En la parte inferior del bote 4 hay una base de barco 9. Un árbol giratorio 8 para hacer girar el bote 4 está conectado a la base 9 del bote, y este árbol giratorio 8 se extiende a través del fondo de la cámara 2 de reacción. En la embarcación 4, una pluralidad de sustratos de Si 10 a tratar con calor se insertan horizontalmente.
La figura 4 muestra una configuración detallada de la embarcación 4.
En el bote 4 que se muestra en la figura 4, cuatro barras 13 se erigen entre la placa superior 11 y la placa inferior 12.
Como se muestra en la figura 5, las cuatro varillas 13 están dispuestas para formar un círculo correspondiente a la periferia exterior del sustrato de Si circular 10. Las varillas 13 están provistas de ranuras 14 a intervalos apropiados. Se coloca un sustrato de Si 10 sobre un conjunto de cuatro porciones de ranura 14 que comprenden cada una una porción de ranura 14 de cada una de las cuatro barras 13.
La figura 2 muestra detalles de la varilla 13 en el barco 1 de horno de tratamiento térmico de esta realización. El diámetro D de la barra 13 es de aproximadamente 15 mm, la profundidad d de la porción de ranura 14 es de aproximadamente 5 mm a 10 mm, y la altura h de la porción de ranura 14 es de aproximadamente 1 mm a 1,5 mm.
Como se muestra en. Las figuras 1 y 2, un miembro de barco 20 que constituye el barco 4 de la varilla 13 como el miembro interior 15 que constituye la capa interior como la varilla 13, el material de capa de superficie 16 para formar una capa de superficie del elemento interno 15 .
El miembro interno 15 está hecho de un material que no deforma la forma incluso a alta temperatura, y Si, SiC o C es adecuado como el material del miembro interno 15. Debe observarse que el miembro interno 15 no necesita estar hecho de un solo material sino que puede estar hecho de una pluralidad de materiales.
Además, el material de revestimiento 16 está hecho de un material de baja dureza de Si, como material de la capa de superficie del elemento 16 SiO2, CaF2, CeO2, ZrO2 o MgO, se prefiere. El material de revestimiento 16 no está hecho necesariamente de un único material, sino que puede estar hecho de una pluralidad de materiales. Estos óxidos se descomponen en un tratamiento térmico en atmósfera reductora, pero es suficiente si se forman a un espesor tal que la capa superficial no desaparezca en la etapa de tratamiento térmico, por ejemplo, un espesor de aproximadamente 1 μm o más. El material de la capa superficial 16 se forma mediante un método de reacción en fase gaseosa, un método de crecimiento en fase de vapor o un método de bombardeo iónico.
A continuación, se describirá el resultado de comparar este ejemplo con el ejemplo convencional.
En el Ejemplo En este ejemplo, el miembro de barco 20 de la varilla 13 o similar se muestra en la Fig. 1 o Fig. 2, el miembro interior 15 está formado por Si, interior SiO2 que tiene un grosor de aproximadamente 10! M por el método CVD como el miembro de capa superficial 16 Se forma en el material 15. Luego, se trató térmicamente un sustrato de Si que tenía un diámetro de 6 pulgadas a 1200ºC durante 1 hora en una atmósfera de H2.
Ejemplo convencional Mientras que el miembro de bote 20 (figura 1) tal como la barra 13 (figura 2) en este ejemplo se compone del miembro interno 15 y el miembro de capa superficial 16, la barra convencional 13 (figura 7) Y el miembro de barco similar 20 (figura 6) estaba compuesto por un único material de Si 17.
Utilizando una embarcación formada por un miembro de barco convencional 20 hecho de un material de Si 17, se trató térmicamente un sustrato de Si de 6 pulgadas de diámetro en una atmósfera de H2 a una temperatura de 1200ºC durante 1 hora.
En el tratamiento térmico de los ejemplos anteriores y ejemplos convencionales, se compararon las tasas de incidencia de arañazos alrededor del sustrato de Si. Como resultado, en el ejemplo, la tasa de incidencia del arañazo periférico fue aproximadamente 0%, mientras que en el ejemplo convencional fue de aproximadamente 30%.
A continuación, se realizó un prototipo de 16M DRAM utilizando sustrato de Si sin arañazos periféricos y sustrato de Si con defectos periféricos, y se compararon las características de los dispositivos prototipo. Como resultado, se encontró que el rendimiento de fabricación era aproximadamente un 5% menor cuando se usaba el sustrato de Si con arañazos alrededor del 5% que cuando se usaba el sustrato de Si sin el arañazo periférico. Cuando se examinó la causa de la falla, se descubrió que la falla de combustión del circuito ocurría debido al diminuto polvo generado por los arañazos periféricos durante el proceso de fabricación del dispositivo cuando se utilizaba el substrato de Si que tenía el arañazo en la periferia.
Además, en los ejemplos, se midió la cantidad de disminución en la superficie del miembro de barco 20 donde el SiO2 se descompone y desaparece en una atmósfera reductora. El grosor decreciente fue de aproximadamente 0,05 μm, que se confirmó que era lo suficientemente pequeño como para no causar un problema.
En los ejemplos, se usó Si como el material del miembro interno 15, pero se obtuvo el mismo efecto incluso cuando se usó SiC o C. Además, como el material del elemento de capa superficial 16 está formada por un método CVD utilizando SiO2, CaF2, CeO2, ZrO2 o MgO aún mejor, también un método de formación de una capa superficial puede ser un método de bombardeo iónico o un método de reacción en la superficie. Si el grosor del material de la capa superficial 16 es de 1 μm o más, es suficiente con un margen.
Además, aunque la realización muestra un ejemplo de un tratamiento térmico en atmósfera de H2, incluso en una atmósfera reductora tal como un no oxidante una atmósfera de CO, Ar, el He, Ne o obtener el mismo efecto incluso en una atmósfera inerte de Ne o similar, Estaba hecho.
Si el grosor del material de la capa superficial 16 se hace demasiado grueso, tienden a producirse grietas, lo que provoca polvo, por lo que se ajusta a aproximadamente 10 μm.
Efecto de la invención
Como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con la presente invención, el material de construcción del barco se compone de al menos dos capas de la capa superficial y la capa interna, dado que la capa superficial se ajusta para que tenga una dureza menor que la dureza del sustrato semiconductor a ser tratado térmicamente, atmósfera no oxidante Es posible evitar que se produzcan arañazos alrededor del sustrato semiconductor cuando se trata térmicamente el sustrato semiconductor. Como resultado, es posible evitar la aparición de polvo durante la fabricación del dispositivo que utiliza este sustrato semiconductor.
Breve descripción de los dibujos
Breve descripción de los dibujos La figura 1 es una vista en sección que muestra una configuración de un material componente de una embarcación de un horno de tratamiento térmico de acuerdo con la presente invención.
La figura 2 es una vista en sección transversal que muestra una configuración de una varilla que es uno de los componentes de la embarcación de una embarcación de horno de tratamiento térmico de acuerdo con la presente invención.
La figura 3 es una vista en sección transversal que muestra una configuración general de un horno de tratamiento térmico.
La figura 4 es una vista en sección que muestra una configuración general de una embarcación en un horno de tratamiento térmico.
La figura 5 es una vista en perspectiva que muestra una configuración de una embarcación compuesta por una barra de un horno de horno de tratamiento térmico de acuerdo con la presente invención.
La figura 6 es una vista en sección que muestra una configuración de un material de componente de embarcación convencional de una embarcación de horno de tratamiento térmico.
La figura 7 es una vista en sección transversal que muestra una configuración de una barra convencional que es uno de los componentes de la embarcación de una embarcación de horno de tratamiento térmico.
1 horno de tratamiento térmico
2 sala de reacción
3 calentador
Cuatro barcos
5 Sala de introducción de gas
6 Cámara de escape de gas
7 Gas de reacción
8 ejes de rotación
9 plataforma de barco
Sustrato 10 Si
11 Placa superior
12 placa inferior
13 Rod
14 ranura
15 material interno
16 Material de la capa superficial
Material de 17 Si
20 miembro del barco
Reclamo
Un barco de horno de tratamiento térmico para la colocación de un substrato semiconductor para el tratamiento térmico de un sustrato semiconductor en un horno de tratamiento térmico según la reivindicación 1 una atmósfera no oxidante, al menos dos capas de material de construcción de barcos capa superficial y la capa interior que constituye el barco horno de tratamiento térmico Made, horno de tratamiento térmico capa superficial barco se caracteriza por tener una dureza menor que la dureza del sustrato semiconductor es tratada térmicamente.
La reivindicación 2 en el que la capa superficial es un barco de horno de tratamiento térmico según la reivindicación 1, caracterizado porque tiene un espesor suficiente como para no perdido mientras que el sustrato semiconductor es tratada térmicamente.
La reivindicación 3 en el que la capa superficial es SiO2, CaF2, CeO2, ZnO2 o ser más bien MgO, horno de tratamiento térmico de la reivindicación 1 en el que la capa interior se caracteriza por que comprende más uno de Si, SiC o C ,, Barco.
Dibujo :
Application number :1994-005530
Inventors :株式会社東芝
Original Assignee :佐俣秀一、松下嘉明