JP3067072B2 - ウェハボ−ト支持テ−ブル - Google Patents

ウェハボ−ト支持テ−ブル

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JP3067072B2
JP3067072B2 JP5347729A JP34772993A JP3067072B2 JP 3067072 B2 JP3067072 B2 JP 3067072B2 JP 5347729 A JP5347729 A JP 5347729A JP 34772993 A JP34772993 A JP 34772993A JP 3067072 B2 JP3067072 B2 JP 3067072B2
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茂 山村
浩幸 本間
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東芝セラミックス株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体ウエハ熱処理炉に
使用されるウェハボートを、その上側面に載置するため
のウェハボート支持テーブルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体工業分野では、半導体ウエハの酸
化、拡散、CVD処理等の熱処理に縦型拡散炉はスペー
スメリットに優れ、均一な酸化膜等を低コストで形成で
きるため、近年益々利用されるようになっている。縦型
拡散炉は、下部からウェハボートを挿入するタイプと上
部からウェハボートを挿入するタイプとに大別される。
しかし、いずれのタイプにおいても拡散部炉下部の支持
治具の上に縦型ボート用テーブルを設置し、その上にウ
ェハボートを置いてウェハボートに係止されたウェハに
対して熱処理を行う構成になっている。ウェハボート用
テーブルを構成する材料としては通常石英ガラス、Si
C、Si含浸SiC等が用いられている。
【0003】図6は従来の半導体ウェハに熱処理を施す
ための縦型拡散炉の一例を断面図によって示したもので
ある。円柱状のウェハボート支持テーブル1の上側面に
は、熱処理を施そうとする複数の半導体ウェハ2を係止
したウェハボート3が載置されている。前記ウェハボー
ト支持テーブル1は、その下側面が昇降装置4に連結さ
れた駆動部材5に固定されている。熱処理にあたって
は、半導体ウェハ2を係止したウェハボートは加熱体6
を持つ縦型炉7内に配置された炉心管8内に、該炉心管
の下方開口部より昇降装置4によって押し上げ挿入され
る。図6に示す所定位置までウェハボート3が昇降装置
4によって押し上げられた時、炉心管8の下方開口部に
設けられたフランジ部8aと駆動部材5との間に配置さ
れたOリングによるシール部材9によって、炉心管8内
は密封される。そして炉心管8の上部に設けられた連通
孔8bより炉心管8内に反応ガスまたは不活性ガスが流
され、半導体ウェハ2に対して酸化、拡散、CDV処理
等の熱処理が成される。
【0004】前記した縦型拡散炉に用いられるウェハボ
ート支持テーブル1は、その上側部が縦型炉7の加熱体
6からの赤外線輻射熱によって高温に晒され、また下側
部は略常温に近い状態に成される。換言すれば、ウェハ
ボート支持テーブル1は充分な断熱作用を有していなけ
ればならず、加えて充分な耐熱性、耐熱衝撃性が要求さ
れる。この様な要求を満たすために、ウェハボート支持
テーブルの構成については幾つかの提案が成されてい
る。例えば特開昭64−47020号公報には、内部に
グラスウールを詰め込んだ小径筒体で集合体でウェハボ
ート支持テーブルを構成し、支持テーブルに断熱効果を
与えるように成されたものが開示されている。また同公
報には他の手段として、支持テーブルを構成する石英ガ
ラス素材に例えば発泡ガラス体のような微小空間を持た
せることで、同様に支持テーブルに断熱作用を持たせる
ように成されたものも開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の前者
のようなウェハボート支持テーブルにおいては、支持テ
ーブルを構成する各小径体にグラスウールを詰め込む作
業が必要となり、特殊な作業である故に作業効率を上げ
ることができず、コストの上昇は免れない。また従来の
後者のようなウェハボート支持テーブルにおいては、繰
り返し使用している間に発泡ガラス体の微小空間が開孔
し、ここに取り込まれていた不純ガスまたは不純物が拡
散して炉心管内のクリーン度を低下させてしまうといっ
た技術的課題を有している。本発明は、このような従来
の課題を解決するためになされたものであり、充分な断
熱作用、耐熱性および耐熱衝撃性を有していることは勿
論のこと、且つコストの上昇を招くことなく、また炉心
管内のクリーン度を低下させる等の課題を引き起こすこ
とのないウェハボート支持テーブルを提供することを目
的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を達成するため
に成された本発明のウェハボート支持テーブルは、半導
体ウェハを熱処理用炉管内に記載させるためウェハボー
トを上側面に載置するウェハボート支持テーブルであっ
て、前記ウェハボート支持テーブルは、板状の基材が複
数枚積層されて構成され、且つ各板状の基材の一面また
は両面が梨地状となっている点に特徴を有する。また本
発明のウェハボート支持テーブルは、半導体ウェハを熱
処理用炉管内に記載させるためウェハボートを上側面に
載置するウェハボート支持テーブルであって、前記ウェ
ハボート支持テーブルは、少なくとも前記ウェハボ−ト
を載置する上面が梨地状となっており、この上部に鏡面
板が配置されている点に特徴を有する。
【0007】
【作用】本発明に係るウェハボート支持テーブルにおい
ては、積層される複数枚の各板状の基材の一面または両
面が梨地状となっているので、例えば梨地状面どおしの
接触部において多数の微小空間が形成され良好な断熱効
果が得られる。しかもテーブル上側部から下側部の方向
に基材が積層されているので各基材毎にその作用が繰り
返され、このために充分な断熱作用を持たせることがで
きる。また本発明に係るウェハボート支持テーブルにお
いては、少なくともウェハボ−トを載置する上面が梨地
状となっており、この上部に鏡面板が配置されているた
め、炉心管側から輻射される赤外線の大部分はこの鏡面
板によって炉心管内に反射される。このために、一層の
断熱効果を期待することができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明に係るウェハボート支持テーブ
ルの実施例について、図面を参照して説明する。まず図
1は本発明のウェハボート支持テーブルの第1の実施例
を断面図によって示したものである。図において、ウェ
ハボート支持テーブル10は板状の基材が複数枚積層さ
れ、全体的には円柱状に構成されている。前記各基材は
円盤状の頂板10aと同一径を有する底板10b、およ
び頂板10aと底板10bとの間に積層された同一径の
複数枚の中間板10cにより構成されている。そしてこ
れら各頂板10a、中間板10c、底板10bは4本の
棒状部材10dによって一体に支持されている。前記各
頂板10a、中間板10c、底板10bおよび棒状部材
10dはそれぞれ石英ガラス、SiC、Si含浸SiC
等により構成されている。
【0009】図2はウェハボート支持テーブルの組み立
て工程の一例を示したものである。先ず底板10bに予
め設けておいた凹部対して4本の棒状部材10dを嵌め
込み樹立させる。続いて底板10bに対して嵌め込み樹
立された4本の棒状部材10dをガイドとして予め貫通
孔を備えた中間板10cを順次重ね合わせる。そして最
後に棒状部材10dの頂板10aに予め設けておいた凹
部を嵌め込むことで支持テーブルが形成される。前述し
た組み立てに際し、底板10bの凹部に対して4本の棒
状部材10dを嵌め込む際、材料が石英ガラスの場合は
溶接され、またSiC等の場合には接着剤を併用しても
よい。また底板10bに対して中間板10cを順次重ね
合わせる場合、さらに最後に頂板10aの凹部を棒状部
材10dの頂部に嵌め込む場合においても同様に行うこ
とができる。
【0010】図3の(A)および(B)はウエハボート
支持テーブルの断面を一部拡大して示したものである。
まず図3(A)に示すように、互いに積層される中間板
10cの表面は平滑面10c1 に成されており、またそ
の裏面は梨地状の加工が施され、梨地面10c2 に成さ
れている。中間板10cの裏面に施される梨地状の加工
はサンドブラスト手段により成される。要するにこの図
3(A)に示すものは、基材の一面のみに梨地状の加工
が施されている例を示している。この梨地状の加工によ
つて得られる梨地面10c2 の好ましい表面粗さは、J
IS、B0601−1976のRmax で5〜50μm、
より好ましくは10〜30μmである。5μm未満では
赤外線透過率が70%以上となり、好ましくはない。赤
外線透過率を50%未満とするためには、表面粗さR
max を5μm以上する必要がある。また、表面粗さR
max が50μmを越えると上記多数の微小空間が開放的
となり、断熱効果が得られなくなる。また図3(B)に
示す例は、互いに積層される中間板10cの表面および
裏面の両面に梨地状の加工が施された例を示している。
すなわち、中間板10cの表面には梨地面10c3 が施
され、また中間板10cの裏面には梨地面10c2 が施
されている。この中間板10cの表裏両面に設けられる
梨地面10c3 、10c2 は前記図3(A)の場合と同
様にそれぞれサンドブラスト手段により形成される。こ
の梨地状の加工によつて得られる梨地面10c2 の好ま
しい表面粗さは、JIS、B0601−1976のR
max で5〜50μm、より好ましくは10〜30μmで
ある。5μm未満では赤外線透過率が70%以上とな
り、好ましくはない。赤外線透過率を50%未満とする
ためには、表面粗さRmax を5μm以上する必要があ
る。また、表面粗さRmax が50μmを越えると上記多
数の微小空間が開放的となり、断熱効果が得られなくな
る。この様にして形成されたウェハボート支持テーブル
10は、前述した図6に示すように、その上側面にウェ
ハボート3が載置固定され、またその下側面は昇降装置
4に連結された駆動部材5に固定される。従ってウェハ
ボート支持テーブル10の上側面は、半導体ウェハの熱
処理工程において熱処理用炉心管8内からの赤外線輻射
を受け、1000℃以上の高温に晒されることになる。
しかしながら支持テーブル10は、複数枚の各板状の基
材の一面または両面に梨地状の加工が施されているの
で、この梨地状加工部分で赤外線の透過が遮蔽される。
しかもテーブル上側部から下側部の方向に基材が積層さ
れているので各基材毎にその作用が繰り返され、このた
めに充分な断熱作用を持たせることができ、炉心管8内
の均一保温と共に、駆動部材5等対して有害な熱の伝達
が阻止される。
【0011】図4はウェハボート支持テーブルの組み立
て工程の他の例を示したものである。この例において
は、先ず底板10bに予め設けておいた凹部対して4本
の棒状部材10dが嵌め込み樹立される。そして底板1
0bに対して樹立された棒状部材10dの各頂部に頂板
10aに予め設けておいた凹部を嵌め込むことで、底板
10b、4本の棒状部材10d、頂板10aから成る組
み立て体が完成する。一方、中間板10cには棒状部材
10dの配置間隔に一致した間隔を有する2本のスリッ
ト11が平行に設けられている。従って中間板10cに
おける2本のスリット11の解放部を各棒状部材10d
に向けて水平方向に移動させることで、頂板10aと底
板10bとの間に中間板10cを挿入配置させることが
できる。この様にして複数枚の中間板10cを順次頂板
10aと底板10bとの間に挿入配置させることで、図
1に示したものと同様の全体として円柱状のウェハボー
ト支持テーブルを組み立てることができる。なお、この
場合、底板10b、4本の棒状部材10d、頂板10a
から成る組み立て体に対して、中間板10cは4方向か
ら水平に挿入することができる。従って順次挿入方向を
変えて積層させることによって、放熱方向をランダムに
させることが可能であり、また熱応力を緩和させること
ができ、この例においては最も好ましい。
【0012】図5は本発明のウェハボート支持テーブル
の第2の実施例を一部を拡大した断面図で示したもので
ある。この図5に示した支持テーブル10は、テーブル
上面が、梨地状となっており、この上部に鏡面板12が
配置されている。この鏡面板12は例えばシリコン単結
晶半導体ウエハをミラ−研磨したもので形成される。通
常鏡面研磨したミラ−面の表面粗さは非接触表面粗さ計
での測定では、Ra (Rms)=3〜5Å、Rmax
(Rpu)=10〜15Åとなっている。本発明では少な
くとも表面粗さがRa =0.01μm以下、かつRmax
=0.05μm以下となっていれば良い。また、鏡面板
12は少なくとも配置される上面側が鏡面研磨されてい
れば良い。この図5に示した例によると、テーブル上面
に鏡面板12の上面が鏡面研磨されているため、先ず炉
心管内の輻射赤外線の大部分はこの鏡面板12によって
炉心管内に反射され、テーブル側に伝達される熱量を極
めて少なくさせることが可能になる。またテーブル側に
伝達された輻射赤外線は上記鏡面板12とテ−ブルの上
面の梨地面10c2の間に介在する多少の微小空間によ
り効果的に遮断されることになり、断熱効果を上げるこ
とができる。尚、上記第1実施例と第2実施例はこれら
を組み合わせることにより、一層の相乗効果をうること
ができる。またこの場合には第2実施例の鏡面板の配置
に換えて、テ−ブルの上面を平滑面とし、この表面に鏡
面層をSiの蒸着またはスパッタリング等の方法により
形成してもよい。
【0013】
【発明の効果】本発明のウェハボート支持テーブルは、
板状の基材を複数枚積層し、且つ各板状の基材の一面ま
たは両面に梨地状の加工を施したため、この梨地状加工
部分が炉心管側から輻射される赤外線の透過を効果的に
阻止し、支持テーブル上側部の近辺で赤外線が吸収され
て発熱する。しかもテーブル上側部から下側部の方向に
基材が積層されているので各基材毎にその作用が繰り返
され、このために充分な断熱作用を持たせることがで
き、炉心管内の均一保温と共に、駆動部材等対して有害
な熱の伝達が阻止される。
【0014】また本発明のウェハボート支持テーブル
は、少なくともウェハボ−トを載置する上面が梨地状と
なっており、この上部に鏡面板が配置されているため、
炉心管側から輻射される赤外線の大部分はこの鏡面板に
よって炉心管内に反射される。このために、一層の断熱
効果を期待することができる。以上のように本発明のウ
ェハボート支持テーブルによると、充分な断熱作用、耐
熱性および耐熱衝撃性を有していることは勿論のこと、
また前記した従来のもののようにコストの上昇を招くこ
となく、さらに炉心管内のクリーン度を低下させる等の
問題を引き起こすことのない商品を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のウェハボート支持テーブルの第1の実
施例を示した断面図
【図2】図1に示すウェハボート支持テーブルの組み立
て工程の例を示した斜視図。
【図3】図1に示すウェハボート支持テーブルの一部拡
大断面図
【図4】図1に示すウェハボート支持テーブルの組み立
て工程の他の例を示した斜視図
【図5】本発明のウェハボート支持テーブルの第2の実
施例を示した一部拡大断面図。
【図6】従来の縦型拡散炉の一例を示した断面図。
【符号の説明】
10 ウェハボート支持テーブル 10a 板状基材(頂板) 10b 板状基材(底板) 10c 板状基材(中間板) 10d 棒状部材 10c1 平滑面 10c2 梨地面 10c3 梨地面 11 スリット 12 鏡面板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/205 H01L 21/22 - 21/24 H01L 21/31 H01L 21/365 H01L 21/38 - 21/40 H01L 21/469 H01L 21/68 H01L 21/86

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体ウェハを熱処理用炉管内に記載さ
    せるためウェハボートを上側面に載置するウェハボート
    支持テーブルであって、前記ウェハボート支持テーブル
    は、板状の基材が複数枚積層されて構成され、且つ各板
    状の基材の一面または両面が梨地状となっていることを
    特徴とするウェハボート支持テーブル。
  2. 【請求項2】 半導体ウエハを熱処理用炉管内に記載さ
    せるためウェハボートを上側面に載置するウェハボート
    支持テーブルであって、前記ウェハボート支持テーブル
    は、少なくとも前記ウェハボ−トを載置する上面が梨地
    状となっており、この上部に鏡面板が配置されているこ
    とを特徴とするウェハボート支持テーブル。
JP5347729A 1993-12-24 1993-12-24 ウェハボ−ト支持テ−ブル Expired - Fee Related JP3067072B2 (ja)

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