JP2005277215A - 半導体ウェーハボート - Google Patents

Abstract

【課題】半導体ウェーハの被支持部に欠陥の発生がなく、ウェーハ面内の温度均一な加熱が可能な縦型半導体ウェーハボートを提供する。
【解決手段】本半導体ウェーハボートは半導体ウェーハの外周を支持する支持面部２と、この支持面部が一体に形成された支柱の肉厚が等しく（ｔ１＝ｔ２）、支持面部は円弧状をなし、同一円上に複数配置され、かつ半導体ウェーハの外周長のうちその２／３以上を支持し、支柱３（３ａ，３ｂ）は支持面部よりも外方に突出して設けられ、横断面が非円状である。
【選択図】図２

Description

本発明は半導体ウェーハボートに係わり、特にウェーハボートの横断面が非円状である半導体ウェーハボートに関する。

半導体装置の製造工程においては、酸化、拡散等多数の熱処理工程があり、この熱処理工程毎に複数の半導体ウェーハを縦型のウェーハボートに積載し、多数の半導体ウェーハが積載されたウェーハボートを縦型熱処理炉に収納し、加熱して熱処理を行っている。

従来のウェーハボートは、半導体ウェーハ熱処理時に発生するスリップと呼ばれる結晶欠陥を抑制するため、バッチ式に対応したウェーハボートにおいて、種々のウェーハ支持方法が提案されている。

これらを大きく分類して（１）ウェーハ内周を点支持、あるいは面支持にて支持するタイプ（特許文献１）、（２）ウェーハ外周をそれに沿って支持するタイプ（いわゆる馬蹄形状タイプ）がある。この（２）のタイプ中には、さらに、２ａ．ボート本体（支柱）と支持部とが一体となったタイプ（特許文献２）、２ｂ．ボート本体（支柱）と支持部が分割されたタイプ（特許文献３）に分類される。

特許文献１に記載のウェーハボートは、ウェーハ支持部がウェーハ内周のいわゆるデバイス形成領域に対応するため、わずかな欠陥が発生することによりデバイス形成歩留が低下する問題があった。また、近年、両面研磨ウェーハが主流となるなかで、ウェーハボートとウェーハとが接触するだけで、ウェーハに傷が生じることが判明されており、内周を保持する考え方自体が、顧客の要求に応えられなくなってきた。

一方、特許文献３に記載のウェーハボートのように、支持用支柱と支持部が分割されたタイプでは、部材自体の体積、質量が増加し、熱容量が大きくなる問題があった。

また、特許文献２及び特許文献３に共通の問題として、全般的に形状が複雑化し、ガスの流れが悪くなり、ウェーハ面内の温度均一性を損なうことがあげられる。
特開平６−１６８９０２号公報（［００２０］、図１） 特開平９−５０９６７号公報（［００１７］、［００１９］、図２） 特開平６−２６０４３８号公報（［００１８］、［００１９］、図３）

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、半導体ウェーハの被支持部に欠陥の発生がなく、ウェーハ面内の温度均一な加熱が可能な縦型半導体ウェーハボートを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の１つの態様によれば、半導体ウェーハの外周を支持する支持面部と、この支持面部が一体に形成された支柱を有する縦型半導体ウェーハボートにおいて、前記支持面部と前記支柱は同一の肉厚を有し、前記支持面部は円弧状をなし、同一円上に複数配置され、かつ半導体ウェーハの外周長のうちその２／３以上を支持し、前記支柱は前記支持面部よりも外方に突出して設けられ、前記ウェーハボートの横断面が非円形状であることを特徴とする半導体ウェーハボートが提供される。これにより、半導体ウェーハの被支持部に欠陥の発生がなく、ウェーハ面内の温度均一な加熱が可能な縦型半導体ウェーハボートが実現される。

好適な一例では、前記支持面部は半導体ウェーハ中心点に対して点対称に配置され、かつ各々の支持面部は、半導体ウェーハの中心点において中心角が４５°になる円弧長を有する。これにより、支持面部による半導体ウェーハの均等バランス支持が可能となり、結果、半導体ウェーハに欠陥が発生するのを防止することができる。

本発明に係る縦型半導体ウェーハボートによれば、半導体ウェーハの被支持部に欠陥の発生がなく、ウェーハ面内の温度均一な加熱が可能な縦型半導体ウェーハボートを提供することができる。

以下、本発明に係る縦型半導体ウェーハボートの一実施形態について添付図面を参照して説明する。

図１は本発明に係る縦型半導体ウェーハボートの側面図、図２はその横断面図、図３はその支持面部と支柱の斜視図である。

図１乃至図３に示すように、縦型半導体ウェーハボート１は、半導体ウェーハＷの外周を支持する支持面部２と、この支持面部２が一体に形成された支柱３を有し、この支柱３は底板４に立設されており、ウェーハボート１の横断面は非円状、例えば支柱３が支持面部２よりも外方に突出した形状をなしている。

支持面部２は支柱３の円弧両側に一体に設けられており、肉厚ｔ１を有し、同一円帯Ｃ上に複数例えば４個配置されている。円帯Ｃは円弧状の支持面部２の内面を含む内側の円と外面を含む外側の円間に形成される領域である。

また、支持面部２は各々円弧形状をなし、その円弧角度Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４は等しく形成されており、その長さはいずれも等しくなっている。例えば、支持面部２は半導体ウェーハ中心点ｃｐに対して点対称に９０°間隔で配置され、かつ各々の支持面部２は、半導体ウェーハ中心点ｃｐにおいて中心角が４５°になる円弧長を有する。これら支持面部２の長さの和は、半導体ウェーハの外周長すなわち全外周長さのうちその２／３以上を支持するような大きさになっている。このような支持面部２と支柱３からなる支持段部５は多数設けられている。

支柱３は、支持面部２の肉厚ｔ１と等しい肉厚ｔ２を有し、断面が円弧状に形成され、複数本例えば３本、９０°毎の間隔を有して底板４に立設され、中央の支柱３ａは他の支柱３ｂに比べて大きく形成されており、また、中央の支柱３ａに対向する部位には、支持面部が存在しない領域であるフォーク挿入口６が形成されている。また、このフォーク挿入口６と半導体ウェーハ中心点ｃｐに対して点対称の位置すなわち中央の支柱３ａ近傍に支持面部が存在しない領域が設けられている。これにより、支持面部２を半導体ウェーハ中心点ｃｐに対して点対称に９０°間隔で配置することが可能となる。

上記のように支柱３の肉厚ｔ２を支持面部２の肉厚ｔ１と等しくすることにより、半導体ウェーハの面内均一な加熱が可能となり、また、支持面部２が９０°対角の位置に各々同じ円弧長（幅）であるので、ウェーハ外周部の荷重バランスが均等な支持ができ、スリップの発生を防止できる。

支柱３は支持面部２の円弧よりも小さな曲率半径を有する円弧形状をなし、支持面部２よりも外方に突出するように底板４に立設されている。このように支柱３の円弧の曲率半径が、支持面部２の円弧の曲率半径より小さく形成され、円弧形状の支柱３を支持面部２よりも外部に突出して、ウェーハボート１の横断面を非円状にしたので、支持される半導体ウェーハＷの外周ｅと支柱の内面側３ａ間には、空間Ｇが形成されている。

この空間Ｇが形成されることにより、この空間Ｇの円周方向の長さと支持面部２の長さの和で形成されるガス流非遮断部位が、半導体ウェーハＷの外周の９０％以上を占め、ガス流遮断部位Ｓの円周方向長さが１０％未満になっている。空間Ｇはその間をガスが停滞なく自由に流れ、また、支持面部２部位は外側に支柱が存在しないので、ガスが自由に通過できるガス流非遮断部位になる。なお、符号７は３本の支柱３が固着された天井板である。

次に本発明に係る縦型半導体ウェーハボートを用いた半導体ウェーハの熱処理について説明する。

図２に示すように、ウェーハボート１を用意し、フォークＦに載置された半導体ウェーハＷを、フォークＦをフォーク挿入口６から挿入して、支持面部２に載置し、支持させる。全ての支持面部２に半導体ウェーハＷを載置した後、ウェーハボート１を予熱された熱処理炉に収容する。しかる後、炉内温度を上昇させ、ガスを炉内に供給して半導体ウェーハの熱処理を行う。

この熱処理工程において、半導体ウェーハはさらに、半導体ウェーハＷの外周長のうちその２／３以上が支持面部で支持されるので欠陥（スリップ）の原因となる荷重が分散され、半導体ウェーハの被支持部にスリップの発生がなく、また、肉厚が一定の支持面部で支持され、しかも支持面部２で支持されない部分はその外周部に空間Ｇを有する支柱３が支持面部２に肉厚と同一の肉厚で存在するため、ウェーハヘの熱の伝わり方が均一となり、熱処理温度の均一性がさらに向上する。特に、支持面部は半導体ウェーハ中心点に対して点対称に９０°間隔で配置され、中心角が４５°になる円弧長を有するようにしたので、ウェーハ外周部の荷重バランスが均等になるように支持でき、スリップの発生を防止できる。さらに、ガス流非遮断部位の長さが、半導体ウェーハＷの外周長の９０％以上を占めるので、ガスがウェーハ表面上に均一に回り込みやすくなり、均一に熱処理あるいは膜生成などが可能となる。

また、従来、支柱の存在によりガス流れを妨げ、また、その大きな熱容量により均一な加熱が実現できなかったが、ウェーハボートの横断面を非円状にすることにより、空間の形成が可能となって、ガスの停滞をなくし、これら従来の問題を解決し、半導体ウェーハの面内均一な加熱が可能になった。

上記のように本実施形態によれば、半導体ウェーハの被支持部に欠陥の発生がなく、ウェーハ面内の温度均一な加熱が可能となる。

本発明に係る縦型半導体ウェーハボートの側面図。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。 本発明に係る縦型半導体ウェーハボートの支持面部と支柱の斜視図。

符号の説明

１ 縦型半導体ウェーハボート
２ 支持面部
３（３ａ、３ｂ） 支柱
４ 底板
５ 支持段部
６ フォーク挿入口
７ 天井板
Ｃ 円帯
Ｇ 空間

Claims (2)

1. 半導体ウェーハの外周を支持する支持面部と、この支持面部が一体に形成された支柱を有する縦型半導体ウェーハボートにおいて、前記支持面部と前記支柱は同一の肉厚を有し、前記支持面部は円弧状をなし、同一円上に複数配置され、かつ半導体ウェーハの外周長のうちその２／３以上を支持し、前記支柱は前記支持面部よりも外方に突出して設けられ、前記ウェーハボートの横断面が非円形状であることを特徴とする半導体ウェーハボート。
2. 前記支持面部は半導体ウェーハ中心点に対して点対称に配置され、かつ各々の支持面部は、半導体ウェーハ中心点において中心角が４５°になる円弧長を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハボート。

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