JP2506408B2 - ウェ―ハ熱処理用治具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （１） 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ウェーハ熱処理用治具に関し、特に治具本
体を支持筒体の内部空間に対して吊り下げてなるウェー
ハ熱処理用治具に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種のウェーハ熱処理用治具としては、下部
支持体の上面に対して植設された支持柱体の支持溝に対
し半導体ウェーハを挿入し載置せしめた状態で治具本体
を昇降部材上に載置し、縦型熱処理炉の炉芯管の下部開
口から挿入し、適宜の処理ガスを供給することにより、
その半導体ウェーハに対し熱処理を施すものが提案され
ていた。

［解決すべき問題点］ しかしながら従来のウェーハ熱処理用治具では、縦型
熱処理炉の炉芯管内で半導体ウェーハに対し不純物をド
ープするために1200℃〜1300℃という高温まで加熱され
ていたので、（ｉ）治具本体を形成する石英の軟化点
（約1100℃）を越えてしまい載置された半導体ウェーハ
の荷重および治具本体の荷重によって治具本体が熱変形
を生じてしまう欠点があり、そのため（ii）治具本体が
縦型熱処理炉の炉芯管の内周面に対して接触してしまう
欠点があり、また（iii）半導体ウェーハが治具本体か
ら落下してしまう欠点もあり、特に（iv）半導体ウェー
ハの熱処理に際して治具本体を回転せしめる場合には更
に大きな事故を引き起こす欠点があった。

そこで本発明は、これらの欠点を除去すべく、縦型熱
処理炉によって半導体ウェーハの熱処理を行なうに際し
治具本体を支持筒体によって吊り下げることにより、鉛
直方向に直交する方向に対する熱変形を抑制せしめてな
るウェーハ熱処理用治具を提供せんとするものである。

（２） 発明の構成 ［問題点の解決手段］ 本発明により提供される問題点の解決手段は、 「（ａ） 少なくとも上端部が開口されており、内部空
間および外部空間の間で処理ガスを案内するための開孔
が側面に対し少なくとも１つ形成されてなる支持筒体
と、 （ｂ） 前記支持筒体の上端部開口に対して載置される
上部支持体と、前記上部支持体の下面に対して配設され
ており半導体ウェーハを支持するための複数の支持柱体
と、前記複数の支持柱体の下端部に対して配設された下
部支持体とを包有しており、前記支持筒体の内部空間に
対して吊り下げられる治具本体と を備えてなることを特徴とするウェーハ熱処理用治具」 である。

［作用］ 本発明にかかるウエーハ熱処理用治具は、少なくとも
上端部が開口されており処理ガスを案内するための開孔
が側面に対し少なくとも１つ形成されてなる支持筒体の
内部空間に対し、半導体ウェーハを保持するための治具
本体を吊り下げてなるので、（ｉ）治具本体を形成する
石英の軟化点を越えて加熱されても鉛直方向に直交する
方向についての熱変形を抑制する作用をなし、ひいては
（ii）治具本体が縦型熱処理炉の炉芯管の内周面に対し
て接触することを回避する作用をなし、また（iii）半
導体ウェーハが治具本体から落下することを回避する作
用をなし、（iv）半導体ウェーハの熱処理に際して治具
本体を回転せしめても事故を防止する作用をなす。

［実施例 次に本発明について、添付図面を参照しつつ具体的に
説明する。

第１図は、本発明にかかるウェーハ熱処理用治具の一
実施例を示す部分断面図である。

第２図は、第１図実施例の要部を示す斜視図である。

第３図は、本発明にかかるウェーハ熱処理用治具の他
の実施例の要部を示す斜視図である。

まず第１図および第２図を参照しつつ、本発明にかか
るウェーハ熱処理用治具の一実施例について、その構成
を詳細に説明する。

10は、本発明にかかるウェーハ熱処理用治具であっ
て、石英あるいは炭化珪素などで形成された治具本体20
と、石英あるいは炭化珪素などで形成されており治具本
体20を内部空間に吊り下げて支持するための支持筒体30
とを包有している。

治具本体20は、石英あるいは炭化珪素などで形成され
た上部支持体21と、上部支持体21の下面に対し同一円周
にそって弧状に植設された複数（ここでは４つ）の支持
柱体22と、支持柱体22の下端部に配設されており石英あ
るいは炭化珪素などで形成された下部支持体23とを包有
している。支持柱体22には、同一高さ位置に対して半導
体ウェーハ（図示せず）を支持するための支持溝22aが
それぞれ穿設されている。上部支持体21および下部支持
体23は、軽量とするためにそれぞれ中央部を除去しても
よい。

支持筒体30は、上端部端面に対して治具本体20の上部
支持体21の下面が当接され載置可能とされている。また
支持筒体30の側面（たとえば上端部近傍および下端部近
傍の周面）に対してはそれぞれ適宜の数の開孔31が形成
されており、治具本体20が支持筒体30に対して収納配置
されたとき、その内部空間および外部空間の間で不活性
ガスなどの処理ガスを案内流通可能とするように配慮さ
れている。

更に第１図および第２図を参照しつつ、本発明にかか
るウェーハ熱処理用治具の一実施例について、その作用
を詳細に説明する。

本発明にかかるウェーハ熱処理用治具10は、治具本体
20の支持柱体22に形成された支持溝22aに対し半導体ウ
ェーハ（図示せず）を挿入載置せしめた状態で、上部支
持体21を把持しつつ、支持筒体30の上方より下降せしめ
てその上部支持体21の下面を支持筒体30の上端部に当接
係止せしめることにより、治具本体20を支持筒体30の内
部空間に吊り下げる。

そののち本発明のウエーハ熱処理用治具10は、縦型熱
処理炉の昇降部材50の上に載置され、その炉芯管40の下
部開口42から縦型熱処理炉の炉芯管40の内部空間に向け
て挿入される。

本発明にかかるウェーハ熱処理用治具10は、縦型熱処
理炉の炉芯管40の下部開口42からその内部空間に収容さ
れたのち、所定時間だけ縦型熱収容炉の炉芯管40の内部
空間に保持され、加熱ヒータ（図示せず）によって加熱
処理される。このときガス供給管41を介して縦型熱処理
炉の炉芯管40の内部空間には適宜の処理ガスが供給され
ており、開孔31を介して支持筒体30の内部空間に対しそ
の処理ガスが供給されている。処理ガスは、支持筒体30
の下部に到達すると、他の開孔31を介してその外部に向
け案内され、最終的には縦型熱処理炉の炉芯管40の下部
に開口されたガス排出管42を介して縦型熱処理炉の外部
へ排除される。

治具本体20に載置された半導体ウェーハの熱処理が終
了すると、本発明にかかるウェーハ熱処理用治具10は、
昇降部材50によって処理ガス中を下方へ移動され、縦型
熱処理炉の炉芯管40から取り出される。

本発明にかかるウェーハ熱処理用治具10は、昇降部材
50から下されたのち、上部支持体21を把持しつつ、上方
に引き上げることにより、支持筒体30の内部空間から治
具本体20を取り出し、熱処理済の半導体ウェーハを取り
出して後続の処理に供する。

そののち本発明にかかるウェーハ熱処理用治具10は、
再び新たな半導体ウェーハを熱処理するために使用され
る。

加えて第１図および第２図に示した本発明にかかるウ
エーハ熱処理用治具の一実施例について、その構成およ
び作用を一層良く理解するために、具体的な数値を挙げ
て説明する。

（実施例） 本発明にかかるウェーハ熱処理用治具を、治具本体の
支持柱体に対して適宜の数の半導体ウェーハを載置した
のち支持筒体の内部空間に対して吊り下げ、更に昇降部
材に載置して縦型熱処理炉の炉芯管の内部空間に挿入せ
しめ、1250℃の温度で24時間にわたり熱処理した。

そののち縦型熱処理炉の炉芯管から本発明にかかるウ
ェーハ熱処理用治具を取り出し、熱処理された半導体ウ
ェーハを取り除いた状態で、治具本体の熱変形を測定し
たところ、支持柱体の延長方向は上端部で鉛直方向から
±0.25mmを越えて変形されてはいなかった。

（比較例） ウェーハ熱処理用治具の治具本体に対して同数の半導
体ウェーハを載置したのち、直接に昇降部材上に載置し
て実施例と同様にその半導体ウェーハを熱処理した。

縦型熱処理炉より取り出しかつ半導体ウェーハを取り
除いた状態で、その治具本体の熱変形を測定したとこ
ろ、支持柱体の延長方向は上端部で鉛直方向から±10mm
も変形されていた。

なお上述では、支持筒体30の熱緩和作用に言及しなか
ったが、これも十分に認められた。

また上述においては、支持筒体30がその上端部近傍お
よび下端部近傍の周面に対して処理ガスを案内するため
の開孔を少なくとも１つ形成されている場合について説
明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、
たとえば第３図に示すように上端部近傍から下端部近傍
まで周面の大半が除去されており、実質的に大きな複数
の開孔31Aを確保しかつ複数の柱状部32Aを残すよう形成
された支持筒体30Aであっても差し支えない。

（３） 発明の効果 上述より明らかなように本発明にかかるウェーハ熱処
理用治具は、 （ａ） 少なくとも上端部が開口されており、内部空間
および外部空間の間で処理ガスを案内するための開孔が
側面に対し少なくとも１つ形成されてなる支持筒体と、 （ｂ） 前記支持筒体の上端部開口に対して載置される
上部支持体と、前記上部支持体の下面に対して配設され
ており半導体ウェーハを支持するための複数の支持柱体
と、前記複数の支持柱体の下端部に対して配設された下
部支持体とを包有しており、前記支持筒体の内部空間に
対して吊り下げられる治具本体と を備えてなるので、 （ｉ） 治具本体を形成する石英の軟化点を越えて加熱
されても鉛直方向に直交する方向についての熱変形を抑
制できる効果 を有し、ひいては （ii） 治具本体が縦型熱処理炉の炉芯管の内周面に対
して接触することを回避できる効果 を有し、また （iii） 半導体ウェーハが治具本体から落下すること
を回避できる効果 を有し、 （iv） 半導体ウェーハの熱処理に際して治具本体を回
転せしめても事故を防止できる効果 を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるウェーハ熱処理用治具の一実施
例を示す部分斜視図、第２図は第１図実施例の要部を示
す斜視図、第３図は本発明にかかるウェーハ熱処理用治
具の他の実施例の要部を示す斜視図である。10 ……ウェーハ熱処理用治具20 ……治具本体 21……上部支持体 22……支持柱体 22a……支持溝 23……下部支持体30 ,30A……支持筒体 31,31A……開孔 32A……柱状部40 ……炉芯管 41……ガス供給管 42……ガス排出管50 ……昇降部材

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）少なくとも上端部が開口されてお
   り、内部空間および外部空間の間で処理ガスを案内する
   ための開孔が側面に対し少なくとも１つ形成されてなる
   支持筒体と、 （ｂ）前記支持筒体の上端部開口に対して載置される上
   部支持体と、前記上部支持体の下面に対して配設されて
   おり半導体ウェーハを支持するための複数の支持柱体
   と、前記複数の支持柱体の下端部に対して配設された下
   部支持体とを包有しており、前記支持筒体の内部空間に
   対して吊り下げられる治具本体と を備えてなることを特徴とするウェーハ熱処理用治具。