JP2002343789A

JP2002343789A - 補助保温治具、その製造方法、板状断熱材付きウエハボート、縦型熱処理装置、縦型熱処理装置の改造方法および半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP2002343789A
Application number: JP2001145956A
Authority: JP
Inventors: Shinji Minami; 眞嗣南; Ikuo Katsurada; 育男桂田
Original assignee: OMIYA KASEI KK; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: OMIYA KASEI KK; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-05-16
Filing date: 2001-05-16
Publication date: 2002-11-29
Also published as: KR20020087838A; US6607381B2; US20020172908A1

Abstract

(57)【要約】【課題】中温仕様の高速昇降温熱処理装置を高温仕様
の高速昇降温熱処理装置に改造するのに必要な補助保温
治具を提供することを主要な目的とする。【解決手段】ウエハボート４と保温治具２の間に補助
保温治具１が設けられている。補助保温治具１は、上下
に並べられた複数の板状断熱材７を備える。板状の断熱
材７は、不透明石英を材料として形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、一般に補助保温
治具に関するものであり、より特定的には、断熱効果を
高めることができるように改良された補助保温治具に関
する。この発明は、また、断熱効果が高くなるように改
良された板状断熱材付きウエハボートに関する。この発
明は、さらに、そのような補助保温治具を有する縦型熱
処理装置に関する。この発明は、また、中温仕様の高温
昇降温熱処理装置を高温仕様の高速昇降温熱処理装置に
改造する方法に関する。この発明はさらにそのような縦
型熱処理装置を用いた半導体装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＭＯＳＬＳＩやバイポーラＬＳＩなどの
半導体装置は、酸化工程、ＣＶＤ工程、拡散工程等の多
くの熱処理工程を経て製造される。近年、半導体装置の
製造技術の進歩に伴い、プロセス装置はほとんど枚様装
置が主流となってきた。生産現場では、半導体装置の材
料であるシリコンウエハは、２５枚程度を１組として１
ロットとし、処理している場合が多い。このように、枚
様装置の処理および物流単位は、１ロットとなってい
る。

【０００３】これに対し、縦型熱処理装置は処理時間が
長いので、処理および物流単位は１００枚以上つまり４
ロット以上であるのが普通であるが、高温昇降温炉と呼
ばれる縦型熱処理の場合、処理時間を短くできるので、
処理および物流単位を１ロットとすることができる。

【０００４】熱処理工程において、縦型変圧ＣＶＤ（Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）
炉等のような縦型熱処理装置を使用する場合は、半導体
装置の材料であるシリコンウエハが、石英製またはＳｉ
Ｃ製の縦型熱処理用ウエハボートに搭載されて、縦型熱
処理装置の反応管内に挿入される。この縦型熱処理用ウ
エハボートを用いると、多数のシリコンウエハを水平に
保ちながら、垂直方向へ適当な間隔で搭載することがで
きる。このとき、縦型熱処理用ウエハボートは、通常保
温筒と呼ばれる保温治具の上部に置かれている。

【０００５】この保温治具は、縦型熱処理用ウエハボー
トとキャップ（熱処理中は、反応管の蓋の役割をする部
品）の間に設置される。保温治具の役割は、反応管内の
熱が熱伝導により、炉口部より逃げるのを防ぐ働きと、
輻射熱により、キャップのシール材やウエハボートの回
転機構の劣化や破壊を防ぐ働きもする。このため、高温
の縦型熱処理炉では、熱容量の大きな保温筒が使用され
る。

【０００６】保温筒の形はさまざまなものがある。たと
えば、図３７を参照して、石英製のカプセル３２１の中
に、内部を脱気して、石英ウール３２２を綿状に丸めた
ものを封入してなる断熱材３２３を、不透明石英製円筒
３２４に収めたものがある。これは、比較的高温の仕様
の炉に用いられる場合が多い。

【０００７】また、図３８を参照して、厚さ５ｍｍ程度
の不透明石英の円板を数枚縦方向に数ｃｍの間隔で配列
した保温治具も知られている。

【０００８】さらに、図３９を参照して、不透明石英の
円板３９１を数枚縦方向に配列したものを、不透明石英
円筒３９２に収めたものも提案されている。

【０００９】さらに、図４０を参照して、円板７と円筒
３６を交互に、積重ねたもの（溶接はせず）を、大きな
円筒４０１内に収めたものも知られている。

【００１０】図４１は、ボートに低温用の保温筒を使用
してセットした状態を示す図である。図４２は、ボート
に、高温用の保温筒をセットした状態を示す。図４１に
示すものは、比較的低温で使用する炉に用いられ、図４
２に示すものは、図３７に示す保温筒が用いられ、比較
的高温を使用する炉に用いられる。

【００１１】保温筒の材質としては不透明石英が最適で
あるが、他に透明石英が補助的に使用される場合もあ
る。

【００１２】他に、シリコンウエハを用い、当該シリコ
ンウエハの酸化を防ぐため、脱気あるいは窒素封入した
石英ガラスの内部に当該シリコンウエハを収めたものを
断熱材として使用する提案もされている。これは、シリ
コンウエハが鏡面になっているので、輻射熱を１００％
近く反射するのではないかという憶測に基づいて実施し
たもので、可視光は反射する。しかし、赤外光は吸収さ
れ、シリコンウエハはすぐ熱せられ、シリコンウエハか
ら再度熱輻射が起こるため、断熱材の用途には不向きで
ある。

【００１３】また、炭化ケイ素（以下、ＳｉＣと呼ぶ）
を材料とするものは、アイデアとしていくつか提案され
ている。しかし、注意しなければならないのは、ＳｉＣ
の熱伝導率は４５から１２５Ｗ／ｍ・ｋであり、石英ガ
ラスの２０〜６０倍以上の値である。ＳｉＣは極めてよ
い熱伝導体というべきもので、ＳｉＣ製の断熱板または
ＳｉＣ製の遮熱板というのは、言換えれば熱伝導性のよ
い遮熱板といっているようなものである。これは、電気
をよく通す絶縁体というのと同様に、言葉としては存在
するが、実際上遮熱効果はないので、ユーザを惑わす紛
らわしい呼び方である。おそらく、これらのアイデアで
使われているＳｉＣの薄肉板は、遮熱以外の目的たとえ
ば反応ガスの整流効果を得る目的等で使用されているも
ので、遮熱板よりもっとふさわしい名前があるはずであ
る。たとえば、整流板やダミーウエハなどが適切と考え
られる。なお、縦型熱処理装置では、ＳｉＣは、主にそ
の熱伝導性のよさから、均熱管の材料として使用されて
いる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】近年、縦型熱処理装置
において、従来追随昇温スピードが８℃／分以下、追随
降温スピードは３℃／分以下であったものから、追随昇
温スピード４５℃／分以上、追随降温スピード１５℃／
分以上の、高速昇降温炉と呼ばれる縦型熱装置へと使用
の傾向が変わってきている。

【００１５】このような高速昇降温炉の場合、保温治具
に熱容量の大きなものを使用すると、昇降温スピードが
落ちるため、熱容量の少ないものが使用されている。

【００１６】このような保温治具だと、具体的に言う
と、１０００℃を超える領域では、ウエハボートのボト
ム領域から熱が逃げるため、１０００℃を超えた目的の
温度に到達し安定するまで時間がかかるという問題があ
った。

【００１７】また、目的温度に到達できる範囲であって
も、ボトム付近では熱が逃げているので、ボトム部のヒ
ータが常にフルパワーに近い状態である。そのため、ボ
トム付近で処理されるウエハに熱ストレスがかかり、結
果としてウエハに、スリップと呼ばれる結晶欠陥が発生
する問題がある。

【００１８】熱容量を低くできる保温治具として、たと
えば特開平９−７４０１号公報には、肉厚の薄い遮熱板
を複数枚並べたものが提案されている。材質は、ＳｉＣ
である。石英を材料とすることに関しては、石英の薄肉
加工が技術的に解決できれば、石英を選んでもよい、と
いう否定的な見解が示されている。

【００１９】先にも述べたように、ＳｉＣは赤外線を吸
収し、また熱容量があまりにも小さいため、断熱の効果
が少ない。そのため、ＣＶＤのように比較的低温使用の
炉でさえも、ＳｉＣは遮熱材としては使用できないとい
う問題がある。つまり、ＳｉＣ製の遮熱板と呼ばれるも
のからの輻射熱（透過輻射熱および再輻射）および熱伝
導が、熱処理炉のシール材を劣化させたり、あるいは消
失させたり、さらには、ウエハボートの回転機構を故障
させたりする問題が生じる。

【００２０】そこで、発明者は、現状の中温仕様の炉で
使用されている保温治具に、さらに断熱効果を上げるた
めの補助保温治具を追加することに思い至った。熱容量
の上昇を抑え、しかも断熱効果のある手法として、本発
明者らは、不透明石英の円板を数枚縦方向に間隔をおい
て配置した構造の、前述の図３８に示す保温治具に着目
した。

【００２１】石英ガラスは、石英ガラス中に存在するＯ
Ｈ基に起因した２２００ｎｍおよび２７００ｎｍの波長
の光は吸収する。しかし、石英ガラスは赤外領域３４０
０ｎｍまで他の波長の光をほとんど吸収しない。このた
め、波長１．５５μｍの赤外線を利用する光通信の分野
では、その伝送媒体の光ファイバの材料として、石英ガ
ラスが用いられている。

【００２２】炉内雰囲気と石英ガラスの屈折率の違いに
よる表面での光の反射を利用し、遮熱を行っている。不
透明石英ガラスには、微小な気泡が存在するため、反射
に寄与する表面積が透明石英ガラスよりも多い。そのた
め、不透明石英ガラスは断熱材として広く用いられてい
る。

【００２３】図３８に示すものは高温用ではない。しか
し、たとえば５ｍｍの厚さの板状断熱材を１ｍｍの板に
分割すると、外形上表面積は約５倍になり、しかも熱容
量は変わらない。そこで、発明者は、この薄い板状断熱
材をたくさん重ねれば、高温領域で使用できるのではな
いかと考えた。補助保温治具を導入できるスペースは限
られているので、板状断熱材の間隔を従来のものより狭
くすることにより、熱容量を従来と同じにしたままで、
断熱効果の高い補助保温治具が得られると、発明者は考
えたが、作成するに当り以下の問題があることがわかっ
た。

【００２４】断熱用石英円板を薄くすると、高温処理
中、自重で変形する。したがって、この変形を防ぐた
め、この断熱用石英円板を配列する支柱は、円板のモー
メントが最小になる点の近くに立てて、これらを溶接す
るのが望ましい。しかし、円板配列の間隔が狭いため、
溶接器具が溶接部に届かない。そのため、これらを、溶
接できない。

【００２５】また、支柱を円板の外側に配置し、これら
を溶接する場合、石英ガラスが割れないようにバーナー
で円板を温めながら、溶接する必要がある。しかし、間
隔が狭いので必要な部位を十分温めることができず、こ
のような状況で無理に溶接すると、石英ガラスが割れ
る。そのため、この場合も、これらを、溶接できない。

【００２６】また、配列間隔を溶接できるほど広げて
も、薄い石英ガラス製円板は、バーナーであぶった途端
に、割れる可能性が高い。したがって、薄い円板をバー
ナーで温めるには高度な技能あるいは特殊な設備を必要
とし、歩留まりも悪く、コスト高になるという問題があ
った。また、板状断熱材を薄くすると、熱変形や破損が
起こりやすく、耐久時間が減少するという問題もあっ
た。

【００２７】補助保温治具をなるべくコンパクトに作成
するための、従来の技術範囲内で考えられる方法を、図
４３〜図４６を用いて説明する。

【００２８】これらの図を参照して、まず、スペーサ９
と板状断熱材７を必要数用意する。図４３を参照して、
３本の支柱６を底板８に垂直に立て、底板８と支柱６を
酸水素バーナー１７で溶接して、これらを固定する。

【００２９】次に、図４４に示すように、最下部スペー
サ１３を支柱６に通す。最下部スペーサ１３には、支柱
６が貫通する孔が設けられている。最下部スペーサ１３
に設けられた孔の内側には、スペーサ１３の孔の内側が
底板８と支柱６との装着部分に干渉しないように、テー
パが付けられている（図示せず）。

【００３０】次に、図４５を参照して、板状断熱材７を
支柱６に通し、その上にスペーサ９を通す。板状断熱材
７およびスペーサ９にも、それぞれ支柱６が貫通する孔
が設けられている。このように、板状断熱材７とスペー
サ９を交互に必要数だけ支柱６に通し、最後の板状断熱
材７を通した後、図４６に示すように、酸水素バーナー
１７で支柱６と天板１８を溶接する。その後、溶接の際
に生じたひずみを取り除くため、アニールを行なう。最
終形状は、図４６に示す通りである。

【００３１】さて、図４６を参照して、天板１８と最上
部の板状断熱材７との間隔は、これらをバーナー１７で
溶接しなければならないため、これ以上狭くすることは
できない。

【００３２】本発明に係る保温治具は、既存の保温治具
とボートの間に挿入して使用する予定のものであるの
で、設置できる高さに制限があり、不要な空間を残すわ
けにはいかない。

【００３３】他に、図４０に示すような保温治具を用い
た図４２装置の場合では、内側に設けられている板状断
熱材７とスペーサ３６を薄く作り、板状断熱材７をたく
さん積上げることができる可能性がある。しかし、そう
すると、積上げる個数が増え、不安定になる。そのた
め、この上に設置するウエハボートが倒れる危険性が増
すので、安全上の問題を含めて、そのような構造を採用
することはできない。

【００３４】また、装置側の問題もある。すなわち、高
速昇降温炉では、１１００℃の処理ができない。そのた
め、アニールすることにより、による結晶欠陥等の回復
を行なう工程では、最低１１００℃で６０分程度の熱処
理が必要である。しかし、通常の拡散炉では昇降温に時
間がかかり、１回あたりの処理時間が長くなる。そこ
で、スループットを落とさないようにするため、１回あ
たり、複数ロット処理している。したがって、他の工程
ではすべて、１ロット単位でものを流しており、製造バ
ランスが悪くなっている。

【００３５】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、高温で処理のできる高速昇降
温炉を作るために必要な補助保温治具を提供することを
目的とする。

【００３６】この発明の他の目的は、板状断熱材を溶接
による破損から防ぎ、組立ての作業性を良好なものとす
ることができる補助保温治具を提供することにある。

【００３７】この発明のさらに他の目的は、板状断熱材
をウエハの厚み程度まで薄くし、熱容量の増加が小さ
く、しかも断熱効果の高い補助保温治具を提供すること
にある。

【００３８】この発明のさらに他の目的は、薄い板状断
熱材を熱変形しない構造にした、高温に耐える補助保温
治具を提供することにある。

【００３９】この発明のさらに他の目的は、板状断熱材
をウエハの厚み程度まで薄く仕上げる方法を提供するこ
とにある。

【００４０】この発明のさらに他の目的は、ウエハボー
トに薄い板状断熱材を取付け、ボート自体に断熱機能を
持たせた板状断熱材付きウエハボートを提供することに
ある。

【００４１】この発明のさらに他の目的は、半導体装置
製造工程の装置をすべて、１ロット処理することがで
き、かつ物流単位で操作することができるものとし、工
場全体の生産性を高めることができるように改良された
縦型熱処理装置を提供することにある。

【００４２】また、この発明の他の目的は、そのような
縦型熱処理装置を得るための改造方法を提供することに
ある。

【００４３】この発明の他の目的は、そのような縦型熱
処理装置を用いた半導体装置の製造方法を提供すること
にある。

【００４４】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の局面に
従う補助保温治具は、ウエハボートと保温治具を備える
縦型熱処理装置において、上記ウエハボートと上記保温
治具の間に設けられる補助保温治具に係る。当該補助保
温治具は、上下に並べられた複数の板状断熱材を備え
る。上記板状の断熱材は、不透明石英を材料として形成
されている。

【００４５】この発明の好ましい実施態様によれば、当
該補助保温治具は、台座と、上記台座の上に垂直に立て
られた複数の支柱とを備える。上記複数の板状断熱材の
それぞれに、上記支柱と協同して、該複数の板状断熱材
を固定する固定手段が設けられている。上記上下に並べ
られた複数の板状断熱材のそれぞれの間に隙間を設ける
ために、これらの間に脱着自在にスペーサが挿入されて
いる。

【００４６】この発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、上記固定手段は、下記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）また
は（ｄ）を含む。

【００４７】（ａ）上記板状断熱材を上下に貫通する
貫通孔（ｂ）上記板状断熱材の外周部に設けられた、上記支
柱の側部がが嵌まり込むＵ字型の切れ込み（ｃ）上記板状断熱材の外周部に設けられた、上記支
柱の側部が嵌まり込む半円形の切れ込み（ｄ）上記板状断熱材の外周部に設けられた、上記支
柱の側部が嵌まり込む矩型の切れ込みこの発明の、さらに好ましい実施態様によれば、上記板
状断熱材の厚みは、半導体基板の厚みと実質的に同じに
されている。上記板状断熱材の厚みが、半導体基板の厚
みと実質的に同じにされているので、体積に対する板状
断熱材の表面積を大きくなり、赤外線の反射能力が増加
する。

【００４８】この発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、上記板状断熱材の少なくとも一方の面には、該板状
断熱材を補強する補強部が設けられており、上記補強部
は、上記板状断熱材と一体的に形成されている。

【００４９】この発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、上記補強部は、下記の（ａ）および／または（ｂ）
を含む。

【００５０】（ａ）上記板状断熱材の中央部から放射
状に延びる、他の部分に比べて厚みの厚い部分（ｂ）上記板状断熱材の中央部から離れて円周を形成
する、他の部分に比べて厚みの厚い部分この発明のさらに好ましい実施態様によれば、当該補助
保温治具は、台座と、上記台座の上に垂直に立てられた
複数の支柱と、上記複数の板状断熱材のそれぞれに設け
られ、上記支柱と協同して、該複数の板状断熱材を固定
する固定手段と、をさらに備える。上記複数の板状断熱
材は、上記固定手段を用いて当該補助保温治具に嵌め込
まれることによって固定されている。

【００５１】この発明の第２の局面に従う補助保温治具
は、ウエハボートに取付けられる補助保温治具に係る。
上記ウエハボートは、その側壁に複数の第１の切れ込み
が上下方向に並んで設けられ、該第１の切れ込みに半導
体基板を嵌め込み、該半導体基板を支持する支柱を備え
ている。当該補助保温治具は、上下に並べられ、かつ、
それぞれの厚みが上記半導体基板の厚みと実質的に同じ
にされ、さらにその少なくとも一方の面に補強部が設け
られた複数の板状断熱材を備える。上記板状断熱材の外
周部には、上記支柱の延長部分が嵌まり込む第２の切れ
込みが設けられ、上記支柱の延長部分に設けられた第１
の切れ込みに上記第２の切れ込みを嵌め合わすことによ
って、上記複数の板状断熱材を固定することができるよ
うにされている。

【００５２】この発明の第３の局面に従う板状断熱材付
きウエハボートは、補助保温治具が取りつけられたウエ
ハボートに係る。上記補助保温治具は、上下に並べられ
た複数の板状断熱材を含む。上記板状の断熱材は、不透
明石英を材料として形成されている。

【００５３】この発明の第４の局面に従う縦型熱処理装
置は、補助保温治具が取りつけられたウエハボートを備
える。上記補助保温治具は、上下に並べられた複数の板
状断熱材を含む。上記板状断熱材は、不透明石英を材料
として形成されている。

【００５４】この発明の第５の局面に従う縦型熱処理装
置は、補助保温治具が取りつけられたウエハボートを備
える。上記補助保温治具は、上下に並べられた複数の板
状断熱材を含む。上記板状の断熱材は、不透明石英を材
料として形成されている。

【００５５】この発明の第６の局面に従う補助保温治具
の製造方法においては、まず石英ガラスで形成された矩
型ブロックを準備する。上記矩型ブロックから石英ガラ
ス板を切出す。上記石英ガラス板を研磨し、薄い板状断
熱材を形成する。

【００５６】この発明の第７の局面に従う縦型熱処理装
置の改造方法は、中温仕様の高速昇降温熱処理装置を高
温仕様の高速昇降温熱処理装置に改造する方法に係る。
そして、以下の特徴を有する板状断熱材付きウエハボー
トを用いることを特徴とする。すなわち、上記板状断熱
材付きウエハボートは、補助保温治具が取りつけられた
ウエハボートを備える。上記補助保温治具は、上下に並
べられた複数の板状断熱材を含む。上記板状断熱材は、
不透明石英を材料として形成されている。

【００５７】この発明の第８の局面に従う方法は、上述
の特徴を有する縦型熱処理装置を用いた半導体装置の製
造方法に係る。

【００５８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
について説明する。

【００５９】実施の形態１まず最初に、本発明の効果を確認するための実験が行な
われた。実験は、実施の形態に係る保温治具と従来の保
温治具との比較でを中心に行った。まず最初に、この実
験について説明し、その後、実施の形態に係る補助保温
治具について説明する。

【００６０】図４７は、従来の縦型熱処理装置の反応炉
内で、シリコンウエハを処理している状態を示す、装置
の断面図である。

【００６１】図４７を参照して、保温治具２の上にウエ
ハボート４が設けられている。反応炉は、シャッター３
で閉じられている。ウエハボート４には、シリコンウエ
ハ５が固定されている。反応炉は、上下方向に、ボトム
１０、センター１１、トップ１２の３つのゾーンに分け
られている。この実験では、モニタウエハ５を、ボトム
１０、センター１１、トップ１２にそれぞれ１枚ずつ入
れて、熱処理を行なった。

【００６２】図４８は、比較例に係る、従来の保温治具
２、シャッター３、ウエハボート４をくみ上げてなる装
置の斜視図である。

【００６３】図１は、実施の形態に係る、シャッター
３、保温治具２、補助保温治具１およびウエハボート４
をくみ上げてなる装置の斜視図である。ここで、実施の
形態で用いた補助保温治具１は、図４８に示す従来の装
置の、保温治具２とウエハボート４の間に挿入される。
全体の高さは、従来のものも本実施に形態にかかるもの
も同じにされている。

【００６４】実験は、ボトム１０で熱処理したモニタウ
エハ５への、スリップと呼ばれる結晶欠陥の発生の様子
を調べることによって行なった。実験は９５０℃、１０
００℃、１０５０℃、１１００℃と、５０℃刻みで行な
った。この条件下では、スリップがボトムのみに発生
し、トップ１２、センター１１にはスリップが発生しな
い、ということはなかった。９５０℃では、３つのゾー
ンとも、スリップの発生が見られなかった。１０００℃
ではスリップの強度の違いが見られた。そこで、１００
０℃で比較実験を行なうことにした。

【００６５】処理条件は、以下のとおりである。（１）熱処理条件：挿入温度４００℃ 昇温速度４００℃から９００℃までは、４５℃／分、
９００℃から１０００℃までは２０℃／分１０００℃で１時間保持、Ｎ₂雰囲気降温速度、１０００℃から９００℃まで、１０℃／分、
９００℃から４００℃まで、１５℃／分引出し温度４００℃ （２）モニタウエハ：三菱マテリアル社製直径３００ｍ
ｍＰ型結晶軸＜１００＞比抵抗１０〜１５Ωｃｍ酸素
濃度１．１±０．１×１０¹⁸／ｃｍ³ （３）スリップの観察：理学電気社製Ｘ線トポシステム
を使用図４８に示す保温システムを用いた結果、トップおよび
センターで処理したモニタウエハには、図２に示すよう
に、モニタウエハ６の、ウエハボート４のウエハ支持部
左および支持部右に対応した部位に、長さ３ｍｍ程度の
スリップが発生していた。一方、ボトムで処理したウエ
ハには、図３に示したように、１０ｍｍ程度のスリップ
が発生していた。

【００６６】次に、図１に示す保温システムを用いてボ
トムで処理したウエハの結果を、図４に示す。

【００６７】図４を参照して、スリップの発生箇所は、
図３と同じだが、最大スリップ長は４ｍｍ以下であっ
た。つまり、本発明の実施の形態に係る補助保温治具１
を用いることにより、３ゾーンとも同等の熱処理となる
ことが確認された。つまり、ボトムから熱の逃げるのを
防ぐことができたのである。

【００６８】以上の実験から、本発明者らは、本発明に
係る以下の補助保温治具を着想するに至った。

【００６９】図５に、本発明の基本となる補助保温治具
の斜視図を示す。作成方法は、以下の通りである。

【００７０】まず、断熱板７を必要枚数用意する。次
に、図６に示すようなスペーサ２８を必要数用意する。

【００７１】次に、図７に示すように、底板８に支柱６
を垂直に溶着したあと、必要数の板状断熱材７をすべて
支柱６に通し、積み重ねておく。

【００７２】次に、図８のように、天板８と支柱６を、
酸水素バーナー１７で溶接する。溶接後、溶接時に生じ
た石英ガラスの内部歪みを取るためにアニールを行な
う。

【００７３】次に、図５と図６を参照して、それぞれの
板状断熱材７の間にスペーサ２８を挿入すれば、補助保
温治具が完成する。このとき、最下部のスペーサ９の下
面には、溶接部と干渉しないよう、面取り（図示せず）
またはテーパ（図示せず）をつけておく。

【００７４】なおスペーサ２８の形状は任意だが、Ｕ字
型または三日月型にしておくと、支柱６を利用すること
により、スペーサ２８の位置の固定がたやすくできる。
また、スペーサ２８をおく位置は任意だが、次に述べる
補強部の上に置くよう注意する必要がある。

【００７５】次に、補強部について説明する。補助保温
治具の板状断熱材７が、従来どおりの平坦な板状にして
ある場合、薄くした分、熱変形や機械的強度が弱くな
る。

【００７６】そこで、図９に示したように、板状断熱部
材７に補強部１５を放射状に形成した。補強部１５は、
板状断熱材の中央部から離れて円周を形成するように形
成してもよい。補強部１５は、板状断熱材７と一体的に
同一部材（不透明石英ガラス板）から削り出したもので
ある。したがって、熱膨張率と、熱に対する特性が同一
なので、反ったり剥がれたりはしない。補強部１５のア
ングル構造を調節することにより、曲げに対して強くさ
せたり、熱変形を起こしにくくすることができた。

【００７７】薄い板状断熱材７の作成手順は以下のとお
りである。まず、図１０に示すように、石英ガラス製の
矩型のブロック３７を準備する。ブロック３７は、不透
明石英であり、石英素材メーカから購入できる。

【００７８】これから、図１１に示すように、目的とす
る厚みに近い値で板を切り出す。手順としては、図１２
に示すように、最初に表面に補強部１５の形状を形成す
る。次に、切り出し、以下必要枚数揃うまで、この操作
を繰返す。このとき板を切り出せる限界の厚みは３ｍｍ
である。３ｍｍ以下だと、板を切り出す途中で変形する
のでうまく切り出せない。

【００７９】次に、図１３および図１４に示すように、
これらの板から板状断熱材をくりぬく。この段階では、
厚みは３ｍｍ以上有している。

【００８０】次に、図１５に示すように、石英ガラス研
磨器の石英ガラス保持部３８に、樹脂で、補強部を加工
してある面を接着させる。あとは、所定の厚みになるま
で、板状断熱材７の裏面を研磨する。現状では、０．３
ｍｍの厚さまで、５／１００の精度で加工できる。強度
等の取扱の容易さを考慮すると、口径３００ｍｍのシリ
コンウエハの厚さは７７５μｍなので、板状断熱材７の
厚みを７７５μｍから１０００μｍにすると、ハンドリ
ング機器等にウエハ用のものが転用できるので、便利で
ある。

【００８１】図５に戻って、各板状断熱材７間の間隔
は、スペーサ２８の厚さで決まる。そのため、溶接でき
ない間隔でもこれらを配置させることができる。特に、
天板１８と板状断熱材７の間隔を減少させることができ
た。また、板状断熱材７は溶接しないので、溶接するこ
とを前提にした従来の厚みよりも、薄く設計できる。不
透明石英ガラス製の円板を薄くした板状断熱材７にする
ことにより、表面積が大きくなるので、反射の効果が増
す。不透明石英ガラスには、内部に微小な気泡が存在す
るので、見掛け上白く見える。しかし、溶接すると溶接
部付近の気泡が消滅し、透明になる。この実施の形態で
作成すると、溶接を行わないので、不透明石英ガラス
は、透明にならない。

【００８２】実施の形態２実施の形態２は、板状断熱材付きウエハボートに関す
る。

【００８３】図１６は、実施の形態２に係る板状断熱材
付きウエハボートの斜視図である。図１６を参照して、
ウエハボート４の下部に、補助保温治具１が一体的に取
付けられている。

【００８４】次に、板状断熱材付きウエハボートの製造
方法を説明する。まず、実施の形態１と同様に、スペー
サと板状断熱材を必要数用意する。

【００８５】図１７を参照して、３本のボート支柱１９
をボート底板２０に垂直に立てる。ボート支柱１９とボ
ート底板２０を溶接し、これらを固定する。

【００８６】図１８を参照して、最下部スペーサ１３
を、ボート支柱１９に通す。この構造は、実施の形態１
のものと同じである。

【００８７】次に、図１９に示すように、板状断熱材７
をボート支柱１９に通し、その上にスペーサ２１を通
す。

【００８８】次に、図２０を参照して、板状断熱材７と
スペーサ２１を交互に、必要数だけ、ボート支柱１９に
通し、最後の板状断熱材７の上には、ボートスペーサ２
１を通す。

【００８９】次に、図２１に示したように、シリコンウ
エハ支持部２２を、ボート支柱１９に通す。

【００９０】後は、図２２に示したように、シリコンウ
エハ支持部２２とボートスペーサ２１を、必要数、交互
に、ボート支柱１９に通す。

【００９１】最後に、図２３を参照して、最後のボート
スペーサ２１を通した後、ボートと同じ材質で形成した
ナット２３で、ボート支柱１９を締付ける。ボート支柱
１９を通す穴３１のあいたボート天板２４を被せて完成
する。

【００９２】ここで、ナット２３は使用しなくてよい。
すなわち、ボート天板２４を被せ、下方へ全シリコンウ
エハ支持部２２が水平になるようにボート天板２４を下
方に押えて、ボート天板２４とボート支柱１９を溶接し
てもよい。

【００９３】ボート天板２４を溶接しない場合は、ボー
ト支柱１９をボート底板２０に溶接した後、歪みをとる
ためのアニールを行なう。ボート天板２４を溶接する場
合は、最後に歪みをとるためのアニールを行なう。

【００９４】本実施の形態にかかる補助保温治具を用い
て熱処理した場合の効果について説明する。補助保温治
具の板状断熱材７を薄く、たとえば３０ｍｍシリコンウ
エハと同じ０．７７５ｍｍ（補強部は１ｍｍ）にするこ
とにより、ウエハボート４に保温治具を取付けたことに
よる熱容量の増加を少なくできる。その結果、高速昇降
特性を損なうことなく、ボトム部からの熱の逃げを防ぐ
ことができる。また使用するウエハボートを変更させる
だけでよいので、装置の高温化への改造コストを低くで
きる。

【００９５】また、ナット２３で固定する場合、必要に
応じて、板状断熱材の数や配置の間隔を自由に変えるこ
とができ、実験用としても役に立つ。板状断熱材７の変
形や破損がある場合、該当部分のみ交換すればよく、メ
ンテナンス性もよくなる。

【００９６】実施の形態３高速昇降温炉において、ミニバッチ炉と呼ばれるもの
は、ウエハの処理数が少なく、したがって反応管の高さ
も短く、補助保温治具を挿入する余地がない。

【００９７】そこで、本実施の形態では、既存のウェハ
ボートの内部に板状断熱材を取付けたものに係る。

【００９８】図２４は、実施の形態３に係る補助保温治
具の斜視図である。ウエハボート４は、ウエハを支持す
る溝２６が付いた円筒形ボート支持柱１９を備える。板
状断熱材７には、ボート支柱１９が干渉する部分に、Ｕ
字型の切れ込み３２が設けられている。スペーサ２８は
どのような形でもよいが、三日月型またはＵ字型にする
と、位置の確定が容易になる。なお、バランスがとれさ
えすれば、スペーサ２８を置く位置はどこでもよい。必
要数のスペーサ２８と板状断熱材７を交互に入れて完成
品とする。板状断熱材７は、図に示すように、斜めにし
て、切れ込み３２を利用して、ウエハボート４内にこじ
入れる。

【００９９】図２５のように、ボート支持柱１９が角柱
の場合は、図２６に示すような、対応場所に矩形の切れ
込み３２ａが入れられた板状断熱材７を使用する。

【０１００】本実施の形態においても、実施の形態２と
同様の効果を得ることができる。また、新しくウエハボ
ートを作成しなくても、既存のウエハボートに取付ける
ことができる。

【０１０１】実施の形態４図２７〜図２９は、実施の形態４に係る補助保温治具を
説明するための図である。

【０１０２】本実施の形態においては、ウエハボート４
に形成されたシリコンウエハを支持する溝２６を利用し
て、板状断熱材９を設置する。

【０１０３】ウエハを支持する溝２６がボート支柱１９
の全体にまんべんなく設けられている場合、図２７に示
すように、板状断熱材７の、ボート支柱１９と干渉する
部分に、ボート支柱１９の幅の２倍程度の切り込み３２
ｂを入れる。切り込み３２ｂの深さは、図２７中の点線
で表した円周２７の位置までにする。この円周２７を、
シリコンウエハと同じサイズにすることにより、板状断
熱材７をウエハボート４の溝に載せることができる。

【０１０４】板状断熱材７の設置は、図２８に示すよう
に、板状断熱材７を斜めにして、ウエハボート４の内部
へ挿入し、こじ入れることによって行なう。このとき、
切り込み３２ｂをボート支柱１９より大きめにしておく
と、嵌め込みやすい。

【０１０５】熱輻射がボート支柱付近から、下方へ抜け
るのを防ぐため、図２９に示すように、板状断熱材７を
時計回り、反時計回りに、交互にずらしながら、設置す
る。

【０１０６】本実施の形態では、スペーサを用いること
なく、板状断熱材７の間隔は固定される。スペーサを必
要としないので、材料も少なくても済み、しかも簡便に
設置できる。また、板状断熱材７を、ウエハボート４内
の任意の場所へ入れることができる。

【０１０７】実施の形態５図３０〜図３３は、実施の形態５に係る補助保温治具を
説明するための図である。

【０１０８】補助保温治具１の支柱６を、底板８の外周
部設置する場合の作製方法は、実施の形態２と同様であ
る。

【０１０９】しかしながら、図３０に示すような板状断
熱材７を作製すると、作製順序を次のように変更でき
る。

【０１１０】まず、図３１に示すように、底板８の周辺
部へ、支柱６を垂直に立て、支柱６を底板８に溶接す
る。

【０１１１】次に、図３２を参照して、天板１８を支柱
６の上部に溶接し、溶接後、溶接時に生じた内部歪みを
取るためにアニールを行なう。

【０１１２】次に図３２に示すように、必要数揃えた板
状プレート７を、補助保温治具１の枠組内にこじ入れ、
重ねておく。次に、図３３に示すように、各板状断熱材
７の間に、図６に示すような三日月型スペーサ２８を挿
入すると、補助保温治具が完成する。

【０１１３】本実施の形態によれば、板状断熱材７と板
状断熱材７の間隔が溶接できないくらい狭いものでも、
補助保温治具を作製することができる。また、天板１８
の溶接時に、板状断熱材７が設置されていないので、誤
って板状断熱材を破損させないで済む。

【０１１４】実施の形態６本発明に係る補助保温治具や板状断熱材付ウエハボート
を用いると高温処理が可能な縦型高速昇降温熱処理装置
が得られる。しかし、ここでは、まずなぜ高速昇降温炉
の高温化にこだわるのか、ということについて説明す
る。

【０１１５】図３４に、縦型熱処理装置を用いた場合と
高速昇降温縦型熱処理装置を用いた場合の処理能力を比
較したグラフ図を示す。

【０１１６】縦型熱処理装置は昇降温に時間がかかるの
と、熱処理時間自体が長いので、処理時間が枚様装置の
処理時間の倍以上かかる。そのため、１回の処理で同時
に数ロット処理を行なうため、バッチ処理装置と呼ばれ
る。この場合、１ロット処理した場合でも、数ロット処
理した場合と処理時間は変わらない。高速昇降温型にす
ると、昇降温の時間が短くできるので、処理時間は半分
程度になる。

【０１１７】図３４において、「バッチ装置」とある方
は、縦型熱処理装置を使用している場合である。「１ロ
ット装置」とあるのは、高速昇降温縦型熱処理装置を使
用している場合である。

【０１１８】横軸は時間を表わし、ある日の９時から翌
日９時までの、２４時間を示す。縦軸は、ある半導体装
置の製造工程の一部を抜いたもので、上から下へと工程
は進んで行く。縦軸の中で、「酸化」とあるのは、酸化
膜を生成する工程で、熱処理装置で行なわれる。「Ｄ−
ＰＯＬＹ」とあるのは、燐をドーピングした多結晶シリ
コン膜を生成する工程であり、熱処理装置で行なわれ
る。「アニール」とあるのは、不純物を活性化させるた
めの工程であり、熱処理装置で行なわれる。「写真製
版」とあるのは、レジスト塗布、露光、現像の３つの工
程をまとめたもので、それぞれの工程は、塗布装置、露
光装置、現像装置で行なわれる。「検査」は、検査をす
る工程である。微細な構造を確認するには、電子顕微鏡
が使われている。

【０１１９】「ポリエッチ」とあるのは、燐をドーピン
グした多結晶シリコン膜をエッチングして加工する工程
をいい、エッチング装置で行われる。

【０１２０】「アッシャー」とあるのは、レジストを除
去する工程で、アッシャーと呼ばれる装置で行われる。

【０１２１】「洗浄」は、薬液を用いて洗浄を行なう工
程であり、洗浄装置で行なわれる。ここで注目するの
は、熱処理装置を使う、酸化、Ｄ−ＰＯＬＹおよびアニ
ールの工程である。

【０１２２】図３４のグラフは、それぞれ１ロットを２
５枚シリコンウエハで構成し、４ロット同時に、酸化工
程にかけた場合を想定している。グラフにある帯は１つ
のロットを表わし、同じ模様の帯は同一のロットを示
す。帯の長さは処理時間を表わしている。「１ロット装
置」で使用する高速縦型熱処理装置においては、１ロッ
ト／１回の処理がなされている。

【０１２３】最初の酸化工程で比較を行なうと、「バッ
チ装置」では、１２時３０分に４ロット処理が完了して
いるのに対して、「１ロット装置」では２ロットしか完
了していない。縦型熱処理装置は、処理時間が長くて
も、処理能力（単位時間当りのスループット）が高い装
置として一般に知られており、当然の結果であると思わ
れる。今まで比較することすら意味のないことと思われ
ていた。しかし、引続き工程を追っていくと、不思議な
ことに、写真製版工程で、完了数が逆転する。図３４に
示すグラフで、帯の数は１日の工程完了数を表している
が、「１ロット装置」の方が、帯の数が圧倒的に多い。

【０１２４】以上の考察から、半導体製造ラインを枚様
か、または１ロット／１回の装置で構成することによ
り、生産性が飛躍的に向上することがわかった。問題
は、全装置を、枚様または１ロット／１回の装置に置換
えることができるかということであるが、既に、熱処理
装置以外は、枚様装置が存在する。

【０１２５】熱処理装置のない減圧ＣＶＤ装置は、１ロ
ット処理とすると、反応室の体積を小さくすることがで
きるので、真空引きおよび常圧復帰の時間を短縮するこ
とができる。また、ヒータを高速昇降温型とすることに
より、温度リカバリーの時間を短縮でき、１ロット／１
回の処理にすることが可能である。不純物の活性化に
は、既に急速熱処理装置（ＲａｐｉｄＴｈｅｒｍａｌ
Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ：ＲＴＰ）が使われている。熱
酸化膜も、近年、ＲＴＰを利用しても、縦型熱処理装置
で作製したものと同等以上の品質のものが得られてい
る。また、１０００℃以下の酸化なら、高速昇降温縦型
熱処理炉でできる。

【０１２６】また、従来不純物をシリコン基板深く分布
させるための熱処理工程は、ＲＴＰで処理できないほ
ど、長時間の熱処理が必要だったが、近年は高エネルギ
イオン注入器を用いて不純物を深く打込み、ＲＴＰで活
性化できるようになっている。枚様の高エネルギイオン
注入装置は存在するので問題はない。なお、バッチタイ
プの高エネルギイオン注入器も、１ロット処理単位の装
置である。

【０１２７】最後に残った問題は、結晶欠陥回復のため
のアニールである。このアニールにおいては、高温で長
時間熱処理が必要であるため、ＲＴＰは使えない。ある
いはＲＴＰを使用したとしても２５枚完了し得るまで１
日以上の時間がかかる。ＲＴＰの処理温度を上げて処理
時間を短くする方法も考えられる。しかし、たとえば歪
みを取るためには、非晶質シリカの場合を例とすると、
１２００℃（除冷点）で１５分間保持する必要がある。
シリコン結晶の場合、さらに時間は長くなると考えられ
る。実用的な処理時間にするためには、この保持時間の
半分以下の熱処理としなければならない。そのために
は、さらに高温のＲＴＰを作成しなければならない。ま
た、何度の熱処理で欠陥回復が行なえるかということに
関しては、これから研究しなければならない。さらに、
３００ｍｍ以上のシリコンウエハに対応したものについ
て、今から、１２００℃以上に対応できる装置そのもの
を、開発しなければならない。

【０１２８】そこで、本実施の形態では、本発明に係る
補助保温治具を、図１に示すように、保温治具と組合せ
て用いる。これにより、現状ある高速昇降温型縦型熱処
理装置を、高温熱処理装置に改造することにより、結晶
欠陥の回復が行なえる炉を得ることができる。

【０１２９】この高温仕様の高速昇降温型縦型熱処理装
置が得られたことにより、半導体製造ラインのすべての
半導体装置製造装置を、枚様か、または１ロット／１回
の装置で構成することが可能となる。

【０１３０】高温アニール工程に、本発明に係る高速昇
降温縦型熱処理装置が使えるので、製造バランスがよく
なる上に、生産性も向上する半導体装置製造ラインの構
築が可能となる。

【０１３１】また、本発明において期待していなかった
効果も得られた。すなわち、本発明に係る補助保温治具
を取付けた高速昇降温縦型熱処理炉で酸化膜の作成を行
なって見ると、酸化膜厚の面内均一性が向上した。この
原因の１つとして、反応ガスの整流効果があると考えら
れる。つまり、従来装置では、図３５を参照して、ガス
排気口３５は、反応室の最下部の片側にある。上から下
へ降りてきたガスは保温筒が邪魔するため、排気口側へ
偏ると思われる。これに対し、図３６に示すように、補
助保温治具１は、ウェハボート４の下側にも隙間がある
ため、排気口３５の反対側へ降りたガスも、そのまま下
方に進み、板状断熱材７の間を抜けて、排気口３５へ抜
ける。そのため、酸化膜が均一に生成されたと考えられ
る。

【０１３２】なお、上述した実施の形態では、支柱を３
本使用している場合を例示したが、４本以上使用するよ
うに構成してもよい。また、ウエハボートを安定性よく
保持できるものであれば、２本以下でもよい。さらに、
支柱の形状は円柱でなくてもよいが、中空のものや透明
石英製のものは、輻射熱が透過するのでよくない。

【０１３３】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。

【０１３４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、板状断熱材とスペーサが分離して作られている。そ
して、板状断熱材の配置間隔はスペーサの厚みで決ま
る。そのため、溶接できない間隔にこれらを配置するこ
とができる。

【０１３５】また、溶接を行なわないので、板状断熱材
の厚みを溶接では不可能なところまで、薄くできる。

【０１３６】さらに、薄い板状断熱材を狭い間隔で多数
並べられるので、熱輻射の反射に寄与する表面積を限ら
れたスペースで増加させることができる。そのため、熱
容量が少なく、しかも断熱性に優れるという効果を奏す
る。

【０１３７】さらに、板状断熱材を補強することによ
り、高温での使用において、寿命を延ばすことができ
る。

【０１３８】また、板状断熱材と一体型のウエハボート
を、従来のボートと交換するだけで、断熱性を向上させ
ることができる。

【０１３９】さらに、板状断熱材の厚みをシリコンウエ
ハの厚み程度にすることにより、既存のウエハボートに
取付けることが容易にできるようになるので、板状断熱
治具を挿入するスペースを新たに作らなくてもよく、改
造を簡単にできる。

【０１４０】さらに、本発明に係る補助保温治具または
板状断熱材付ウエハボートを高温昇降温縦型熱処理装置
に用いることにより、高速昇降温縦型熱処理装置を高温
に対応できるように改造できる。

【０１４１】さらに、高速昇降温縦型熱処理装置を、高
温に対応できるように改造できると、半導体装置製造工
場の装置を、すべて、１ロット／１回処理装置で構成す
ることが可能となる。ひいては、工場の製造バランスを
よくするとともに、生産性を飛躍的に高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る補助保温治具を用いた熱処理装
置の斜視図である。

【図２】従来の保温治具を用いて、１０００℃で熱処
理した、センターの位置にあるウエハの、Ｘ線トポシス
テムによる撮影像を示す図である。

【図３】従来の保温治具を用いて、１０００℃で熱処
理した、ボトムの位置にあるウエハの、Ｘ線トポシステ
ムによる撮影像を示す図である。

【図４】本発明に係る補助保温治具を用いて、１００
０℃で熱処理した、ボトムの位置にあるウエハのＸ線ト
ポシステムによる撮影像を示す図である。

【図５】実施の形態１に係る補助保温治具の側面図で
ある。

【図６】補助保温治具に使うスペーサの斜視図であ
る。

【図７】実施の形態１に係る補助保温治具の組立の工
程における途中の段階を示す、補助保温治具の斜視図で
ある。

【図８】実施の形態１に係る補助保温治具の組立の途
中段階を示す、補助保温治具の斜視図である。

【図９】実施の形態１に係る板状断熱材の平面図であ
る。

【図１０】石英ガラスの矩型ブロックの斜視図であ
る。

【図１１】石英ガラスの矩型ブロックから板状断熱材
を切り出す様子を示す図である。

【図１２】石英ガラス矩型ブロックに補強部を加工し
た、様子を示す図である。

【図１３】石英ガラス矩型ブロックから切り出された
板状断熱材を示す平面図である。

【図１４】研磨する前の板状断熱材を示す平面図であ
る。

【図１５】石英ガラス保持部に板状断熱材を取付けた
様子を示す斜視図である。

【図１６】実施の形態２の板状断熱材付きウエハボー
トの概要を示す斜視図である。

【図１７】実施の形態２の板状断熱材付きウエハボー
トの組立方法の第１の工程を示す図である。

【図１８】実施の形態２の板状断熱材付きウエハボー
トの組立方法の第２の工程を示す図である。

【図１９】実施の形態２の板状断熱材付きウエハボー
トの組立方法の第３の工程を示す図である。

【図２０】実施の形態２の板状断熱材付きウエハボー
トの組立方法の第４の工程を示す図である。

【図２１】実施の形態２の板状断熱材付きウエハボー
トの組立方法の第５の工程を示す図である。

【図２２】実施の形態２の板状断熱材付きウエハボー
トの組立方法の第６の工程を示す図である。

【図２３】実施の形態２の板状断熱材付きウエハボー
トの組立方法の第７の工程を示す図である。

【図２４】実施の形態３に係る板状断熱材付きウエハ
ボートへ、板状断熱材の組込む方法を示す図である。

【図２５】実施の形態３における、改造の対象とする
従来のウエハボートの斜視図である。

【図２６】ウエハボートに取付けられる板状断熱材の
平面図である。

【図２７】実施の形態４に係る板状断熱材の平面図で
ある。

【図２８】実施の形態４に係る板状断熱材を、ウエハ
ボートに嵌め込む様子を示す図である。

【図２９】実施の形態４で、各板状断熱材の設置方法
を示す図である。

【図３０】実施の形態５で使用する板状断熱材の平面
図と、Ａ−Ａ′線に沿う断面図である。

【図３１】実施の形態５の補助保温治具の組立方法の
第１の工程を示す、斜視図である。

【図３２】実施の形態５に係る補助保温治具の組立方
法の第２の工程を示す斜視図である。

【図３３】実施の形態５に係る補助保温治具の組立方
法の第３の工程を示す斜視図である。

【図３４】実施の形態６の説明において用いる「バッ
チ装置」と「１ロット装置」の処理能力を比較するグラフ
図である。

【図３５】熱処理中の従来の保温治具付近におけるガ
スの流れの様子を示す図である。

【図３６】熱処理中の、実施の形態に係る補助保温治
具を用いた、保温治具付近におけるガスの流れの様子を
示す図である。

【図３７】従来の保温治具の概要を示す斜視図であ
る。

【図３８】他の従来の保温治具の概要を示す斜視図で
ある。

【図３９】さらに他の従来の保温治具の概要を示す斜
視図である。

【図４０】さらに他の従来の保温治具の概要を示す斜
視図である。

【図４１】さらに他の従来の低温用保温治具にウエハ
ボートを載せた状態を示す図である。

【図４２】従来の高温用保温治具の上にウエハボート
を載せた状態を示す図である。

【図４３】従来の補助保温治具の組立方法の第１の工
程を示す斜視図である。

【図４４】従来の補助保温治具の組立方法の第２の工
程を示す斜視図である。

【図４５】従来の補助保温治具の組立方法の第３の工
程を示す斜視図である。

【図４６】従来の補助保温治具の組立方法の第４の工
程を示す斜視図である。

【図４７】従来の縦型熱処理装置で、ウエハを熱処理
している処理チャンバの断面図である。

【図４８】従来の保温治具の上にウエハボートを載せ
た状態の斜視図である。

【符号の説明】

１補助保温治具、２保温治具、３シャッタ、４
ウエハボート、５シリコンウエハ。

フロントページの続き (72)発明者桂田育男東京都中央区日本橋蛎殻町２丁目14番８号大宮化成株式会社内Ｆターム(参考） 4K055 AA06 HA01 HA12 HA15 5F031 CA02 HA62 HA63 HA64 HA65 MA30 PA11 5F045 BB08 BB13 DP19 EM08 EM09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウエハボートと保温治具を備える縦型熱
処理装置において、前記ウエハボートと前記保温治具の
間に設けられる補助保温治具であって、上下に並べられた複数の板状断熱材を備え、前記板状断熱材は、不透明石英を材料として形成されて
いる、補助保温治具。
【請求項２】台座と、前記台座の上に垂直に立てられた複数の支柱と、前記複数の板状断熱材のそれぞれに設けられ、前記支柱
と協同して、該複数の板状断熱材を固定する固定手段
と、前記上下に並べられた複数の板状断熱材のそれぞれの間
に隙間を設けるために、これらの間に脱着自在に挿入さ
れたスペーサと、をさらに備える請求項１に記載の補助
保温治具。
【請求項３】前記固定手段は、下記（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）または（ｄ）を含む、請求項２に記載の補助保温
治具。（ａ）前記板状断熱材を上下に貫通する貫通孔（ｂ）前記板状断熱材の外周部に設けられた、前記支
柱の側部が嵌まり込むＵ字型の切れ込み（ｃ）前記板状断熱材の外周部に設けられた、前記支
柱の側部が嵌まり込む半円形の切れ込み（ｄ）前記板状断熱材の外周部に設けられた、前記支
柱の側部が嵌まり込む矩型の切れ込み
【請求項４】前記板状断熱材の厚みは、半導体基板の
厚みと実質的に同じにされている、請求項１に記載の補
助保温治具。
【請求項５】前記板状断熱材の少なくとも一方の面に
は、該板状断熱材を補強する補強部が設けられており、前記補強部は、前記板状断熱材と一体的に形成されてい
る、請求項１に記載の補助保温治具。
【請求項６】前記補強部は、下記の（ａ）および／ま
たは（ｂ）を含む請求項５に記載の補助保温治具。（ａ）前記板状断熱材の中央部から放射状に延びる、
他の部分に比べて厚みの厚い部分（ｂ）前記板状断熱材の中央部から離れて円周を形成
する、他の部分に比べて厚みの厚い部分
【請求項７】台座と、前記台座の上に垂直に立てられた複数の支柱と、前記複数の板状断熱材のそれぞれに設けられ、前記支柱
と協同して、該複数の板状断熱材を固定する固定手段
と、をさらに備え、前記複数の板状断熱材は、前記固定手段を用いて、当該
補助保温治具に嵌め込まれることによって固定されてい
る、請求項５に記載の補助保温治具。
【請求項８】ウエハボートに取付けられる補助保温治
具であって、前記ウエハボートは、その側壁に複数の第
１の切れ込みが上下方向に並んで設けられ、該第１の切
れ込みに半導体基板を嵌め込み、該半導体基板を支持す
る支柱を備えており、上下に並べられ、かつ、それぞれの厚みが前記半導体基
板の厚みと実質的に同じにされ、さらにその少なくとも
一方の面に補強部が設けられた複数の板状断熱材を備
え、前記板状断熱材の外周部には、前記支柱の延長部分が嵌
まり込む第２の切れ込みが設けられ、前記支柱の延長部
分に設けられた第１の切れ込みに前記第２の切れ込みを
嵌め合わすことによって、前記複数の板状断熱材を固定
することができるようにした補助保温治具。
【請求項９】補助保温治具が取りつけられたウエハボ
ートであって、前記補助保温治具は、上下に並べられた複数の板状断熱
材を含み、前記板状断熱材は、不透明石英を材料として形成されて
いる、板状断熱材付きウエハボート。
【請求項１０】ウエハボートと、前記ウエハボートに取付けられた補助保温治具と、を備
え、前記補助保温治具は、上下に並べられた複数の板状断熱
材を含み、前記板状断熱材は、不透明石英を材料として形成されて
いる、縦型熱処理装置。
【請求項１１】補助保温治具が取りつけられたウエハ
ボートを備え、前記補助保温治具は、上下に並べられた複数の板状断熱
材を含み、前記板状断熱材は、不透明石英を材料として形成されて
いる、縦型熱処理装置。
【請求項１２】石英ガラスで形成された矩型ブロック
を準備する工程と、前記矩型ブロックから石英ガラス板を切出す工程と、前記石英ガラス板を研磨し、薄い板状断熱材を形成する
工程と、を備えた、補助保温治具の製造方法。
【請求項１３】中温仕様の高速昇降温熱処理装置を高
温仕様の高速昇降温熱処理装置に改造する方法におい
て、補助保温治具が取りつけられたウエハボートを備え、前
記補助保温治具は、上下に並べられた複数の板状断熱材
を含み、前記板状断熱材は、不透明石英を材料として形
成されている、板状断熱材付きウエハボートを、用いる
ことを特徴とする縦型熱処理装置の改造方法。
【請求項１４】請求項１０または１１に記載の縦型熱
処理装置を用いた半導体装置の製造方法。