JP3503710B2 - 半導体ウエハの熱処理用搭載治具及び熱処理装置 - Google Patents
半導体ウエハの熱処理用搭載治具及び熱処理装置Info
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- JP3503710B2 JP3503710B2 JP17025994A JP17025994A JP3503710B2 JP 3503710 B2 JP3503710 B2 JP 3503710B2 JP 17025994 A JP17025994 A JP 17025994A JP 17025994 A JP17025994 A JP 17025994A JP 3503710 B2 JP3503710 B2 JP 3503710B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハに対して
熱処理を施す際に、この半導体ウエハを搭載するための
熱処理用搭載治具、及び当該熱処理用搭載治具を用いた
熱処理装置に関するものである。
熱処理を施す際に、この半導体ウエハを搭載するための
熱処理用搭載治具、及び当該熱処理用搭載治具を用いた
熱処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩ等の半導体デバイスがその表面に
形成される半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）の
製造工程においては、ウエハ表面に酸化膜を形成したり
ドーパントの拡散を行うために、対象となるウエハに対
して高温下で熱処理を施すプロセスが行われており、か
かる熱処理にあたっては、外気巻き込みの少ない縦型熱
処理炉が近年多く使用されている。
形成される半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）の
製造工程においては、ウエハ表面に酸化膜を形成したり
ドーパントの拡散を行うために、対象となるウエハに対
して高温下で熱処理を施すプロセスが行われており、か
かる熱処理にあたっては、外気巻き込みの少ない縦型熱
処理炉が近年多く使用されている。
【０００３】この縦型熱処理炉は、一般に、垂直に配置
された加熱用の管状炉の中に反応管を設けた構成になっ
ており、被処理体であるウエハは、熱処理用のウエハボ
ートと呼ばれる搭載治具に水平状態で上下に間隔をおい
て所定の枚数（例えば１００枚）搭載され、このウエハ
ボートごと前記反応管内に挿入され、所定の熱処理が施
されるようになっている。
された加熱用の管状炉の中に反応管を設けた構成になっ
ており、被処理体であるウエハは、熱処理用のウエハボ
ートと呼ばれる搭載治具に水平状態で上下に間隔をおい
て所定の枚数（例えば１００枚）搭載され、このウエハ
ボートごと前記反応管内に挿入され、所定の熱処理が施
されるようになっている。
【０００４】そして従来この種のウエハボートは、図１
２に示された構成を有している。同図に示されたウエハ
ボート１０１は、上下にそれぞれ対向して配置された円
形の天板１０２と底板１０３との間に、例えば石英から
なる４本の支柱１０４、１０５、１０６、１０７が設け
られており、これら各支柱は平面から見た場合、ちょう
ど台形の各頂点に位置するように配置されている。そし
てこれら各支柱には、図１３に示すように、被処理体で
あるウエハＷが挿入されてその周縁部を支持するよう
に、当該ウエハＷの厚さよりも若干大きい溝幅を有する
溝部１０８が所定の等間隔で形成されており、ウエハＷ
は搬送アーム１０９によって手前側の２本の支柱１０
４、１０７の間から前記４本の支柱１０４、１０５、１
０６、１０７の各溝部１０８に対して着脱されるように
なっており、搭載されるウエハＷは、図１３に示したよ
うに、溝部１０８における支持部１１０上に載置、支持
される。
２に示された構成を有している。同図に示されたウエハ
ボート１０１は、上下にそれぞれ対向して配置された円
形の天板１０２と底板１０３との間に、例えば石英から
なる４本の支柱１０４、１０５、１０６、１０７が設け
られており、これら各支柱は平面から見た場合、ちょう
ど台形の各頂点に位置するように配置されている。そし
てこれら各支柱には、図１３に示すように、被処理体で
あるウエハＷが挿入されてその周縁部を支持するよう
に、当該ウエハＷの厚さよりも若干大きい溝幅を有する
溝部１０８が所定の等間隔で形成されており、ウエハＷ
は搬送アーム１０９によって手前側の２本の支柱１０
４、１０７の間から前記４本の支柱１０４、１０５、１
０６、１０７の各溝部１０８に対して着脱されるように
なっており、搭載されるウエハＷは、図１３に示したよ
うに、溝部１０８における支持部１１０上に載置、支持
される。
【０００５】そして所定の枚数（例えば１００枚）のウ
エハＷがそのようにしてウエハボート１０１に搭載され
ると、昇降機構１１１が上昇して反応管内に納入され、
これによってウエハＷがロードされて所定の温度、例え
ば１２００゜Ｃの温度雰囲気で熱処理が行われるように
なっている。
エハＷがそのようにしてウエハボート１０１に搭載され
ると、昇降機構１１１が上昇して反応管内に納入され、
これによってウエハＷがロードされて所定の温度、例え
ば１２００゜Ｃの温度雰囲気で熱処理が行われるように
なっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら今日ウエ
ハは大口径化傾向にあり、そのサイズは６インチから８
インチ、さらには１２インチへの移行も検討されてい
る。このようにウエハが大口径化してくると、前記した
ようにシリコンの融点（１４１０゜Ｃ）に近い温度で熱
処理を行うと、支柱１０４、１０５、１０６、１０７の
溝部１０８の支持部１１０で支持されている個所の付近
において、スリップと呼ばれる表面欠陥がウエハＷに発
生することがあった。
ハは大口径化傾向にあり、そのサイズは６インチから８
インチ、さらには１２インチへの移行も検討されてい
る。このようにウエハが大口径化してくると、前記した
ようにシリコンの融点（１４１０゜Ｃ）に近い温度で熱
処理を行うと、支柱１０４、１０５、１０６、１０７の
溝部１０８の支持部１１０で支持されている個所の付近
において、スリップと呼ばれる表面欠陥がウエハＷに発
生することがあった。
【０００７】このスリップは拡大鏡や顕微鏡によって確
認できる程度に微小な断層であるが、ウエハにこのよう
なスリップが発生すると、歩留まりの低下につながるお
それがある。そこで何らかの手段によってこのスリップ
の発生を防止することが必要となる。
認できる程度に微小な断層であるが、ウエハにこのよう
なスリップが発生すると、歩留まりの低下につながるお
それがある。そこで何らかの手段によってこのスリップ
の発生を防止することが必要となる。
【０００８】 そこで発明者らは、このようなスリップ
が発生する原因について子細に検討した結果、従来の支
持部１１０の表面形状、硬度がスリップ発生の一因とな
っていることが判明した。
が発生する原因について子細に検討した結果、従来の支
持部１１０の表面形状、硬度がスリップ発生の一因とな
っていることが判明した。
【０００９】即ち、従来の支持部１１０の表面は、ＣＶ
Ｄコートによって形成されたＳｉＣの被膜で覆われてい
るが、拡大してみると、実際は２μｍ程度の段差を有す
る凹凸があることがわかる。他方、ウエハは例えばＳｉ
の単結晶からなっているが、かかる場合、ＳｉＣの硬度
はＳｉより高く、しかもこのＳｉＣ膜の表面には、前記
凹凸があるので、ウエハを支持部で支持した際、ＳｉＣ
膜表面の凸部がウエハの裏面に突き刺さって微少な瑕が
ついてしまい、それによって当該突刺部分近傍の降伏点
が下がり、その結果前記したせん断応力によって当該突
刺部分近傍からスリップが発生すると考えられる。従っ
て支持部自体の形状、硬度を改善すれば、さらにスリッ
プの発生を防止することができると考えられる。
Ｄコートによって形成されたＳｉＣの被膜で覆われてい
るが、拡大してみると、実際は２μｍ程度の段差を有す
る凹凸があることがわかる。他方、ウエハは例えばＳｉ
の単結晶からなっているが、かかる場合、ＳｉＣの硬度
はＳｉより高く、しかもこのＳｉＣ膜の表面には、前記
凹凸があるので、ウエハを支持部で支持した際、ＳｉＣ
膜表面の凸部がウエハの裏面に突き刺さって微少な瑕が
ついてしまい、それによって当該突刺部分近傍の降伏点
が下がり、その結果前記したせん断応力によって当該突
刺部分近傍からスリップが発生すると考えられる。従っ
て支持部自体の形状、硬度を改善すれば、さらにスリッ
プの発生を防止することができると考えられる。
【００１０】 本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
であり、実際の支持部分自体の形状、硬度について見直
し、前記スリップの発生を防止することをその課題とす
るものである。
であり、実際の支持部分自体の形状、硬度について見直
し、前記スリップの発生を防止することをその課題とす
るものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明によれば、半導体ウエハを熱処理する際に用
いられ、半導体ウエハの下面を支持部で支持してこの半
導体ウエハを搭載する如く構成された熱処理用搭載治具
において、前記支持部は、３本の支柱に対して形成され
た溝によって創出されたものであり、前記支柱のうちの
１本は横断面が長方形の柱体であり、他の２本は筒状体
を縦に半割りにした形態の柱体であり、さらに前記他の
２本の支柱の内周面側は、搭載する半導体ウエハの中心
よりも若干、前記横断面が長方形の支柱側に向くように
配置されている、ことを特徴とする、半導体ウエハの熱
処理用搭載治具が提供される。前記支持部の上面には、
前記半導体ウエハの硬度以下の硬度を有する材質の支持
部材を設け、この支持部材によって前記半導体ウエハを
支持する如く構成されていてもよい。
め、本発明によれば、半導体ウエハを熱処理する際に用
いられ、半導体ウエハの下面を支持部で支持してこの半
導体ウエハを搭載する如く構成された熱処理用搭載治具
において、前記支持部は、３本の支柱に対して形成され
た溝によって創出されたものであり、前記支柱のうちの
１本は横断面が長方形の柱体であり、他の２本は筒状体
を縦に半割りにした形態の柱体であり、さらに前記他の
２本の支柱の内周面側は、搭載する半導体ウエハの中心
よりも若干、前記横断面が長方形の支柱側に向くように
配置されている、ことを特徴とする、半導体ウエハの熱
処理用搭載治具が提供される。前記支持部の上面には、
前記半導体ウエハの硬度以下の硬度を有する材質の支持
部材を設け、この支持部材によって前記半導体ウエハを
支持する如く構成されていてもよい。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】 以上のように構成される各半導体ウエハ
の熱処理用搭載治具における支持部材については、支持
部に対して着脱自在に設けるようにしてもよく、さらに
また支持部材の形状を略球状のものとしてもよい。
の熱処理用搭載治具における支持部材については、支持
部に対して着脱自在に設けるようにしてもよく、さらに
また支持部材の形状を略球状のものとしてもよい。
【００１８】 そして請求項５によれば、反応容器と、
この反応容器内に納入自在な搭載治具とを有し、前記搭
載治具に半導体ウエハを搭載した状態でこの搭載治具を
反応管内に納入し、前記反応管内で半導体ウエハに対し
て所定の熱処理を施す如く構成された熱処理装置におい
て、この搭載治具に、請求項１、２、３又は４に記載さ
れた半導体ウエハの熱処理用搭載治具を用いたことを特
徴とする、熱処理装置が提供される。
この反応容器内に納入自在な搭載治具とを有し、前記搭
載治具に半導体ウエハを搭載した状態でこの搭載治具を
反応管内に納入し、前記反応管内で半導体ウエハに対し
て所定の熱処理を施す如く構成された熱処理装置におい
て、この搭載治具に、請求項１、２、３又は４に記載さ
れた半導体ウエハの熱処理用搭載治具を用いたことを特
徴とする、熱処理装置が提供される。
【００１９】 本発明によれば、前記支持部は、３本の
支柱に対して形成された溝によって創出され、前記支柱
のうちの１本は横断面が長方形の柱体であり、他の２本
は筒状体を縦に半割りにした形態の柱体であり、しかも
前記他の２本の支柱の内周面側は、搭載する半導体ウエ
ハの中心よりも若干、前記横断面が長方形の支柱側に向
くように配置されているので、スリップの発生を防止す
ることができる。
支柱に対して形成された溝によって創出され、前記支柱
のうちの１本は横断面が長方形の柱体であり、他の２本
は筒状体を縦に半割りにした形態の柱体であり、しかも
前記他の２本の支柱の内周面側は、搭載する半導体ウエ
ハの中心よりも若干、前記横断面が長方形の支柱側に向
くように配置されているので、スリップの発生を防止す
ることができる。
【００２０】
【００２１】 また請求項２の半導体ウエハの熱処理用
搭載治具によれば、支持する半導体ウエハの硬度以下の
硬度を有する材質の支持部材によって当該半導体ウエハ
を支持するので、支持部材が当該半導体ウエハ内に突き
刺ささって微少な瑕が入ることはなく、この点からスリ
ップの発生を防止することができる。
搭載治具によれば、支持する半導体ウエハの硬度以下の
硬度を有する材質の支持部材によって当該半導体ウエハ
を支持するので、支持部材が当該半導体ウエハ内に突き
刺ささって微少な瑕が入ることはなく、この点からスリ
ップの発生を防止することができる。
【００２２】
【００２３】
【００２４】 また支持部材を、支持部に対して着脱自
在に設ければ、支持部材を取り外しての洗浄、交換が容
易であり、さらに支持部材を略球状のものとすれば、そ
の成形、表面加工が容易であり、半導体ウエハを支持す
るのに適したものを容易に製造できる。
在に設ければ、支持部材を取り外しての洗浄、交換が容
易であり、さらに支持部材を略球状のものとすれば、そ
の成形、表面加工が容易であり、半導体ウエハを支持す
るのに適したものを容易に製造できる。
【００２５】 そして本発明によれば、半導体ウエハを
搭載する搭載治具に前出請求項１〜４のいずれかに記載
された半導体ウエハの熱処理用搭載治具を用いているの
で、半導体ウエハにスリップの発生しない熱処理を施す
ことができ、歩留まりの向上した各種の熱処理を実行す
ることが可能である。
搭載する搭載治具に前出請求項１〜４のいずれかに記載
された半導体ウエハの熱処理用搭載治具を用いているの
で、半導体ウエハにスリップの発生しない熱処理を施す
ことができ、歩留まりの向上した各種の熱処理を実行す
ることが可能である。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明すると、本実施例は縦型熱処理装置として構成され
た例であり、図１はこの縦型熱処理装置１の概観を示し
ており、被処理体であるＳｉ単結晶の半導体ウエハ（以
下、「ウエハ」という）Ｗは、前記縦型熱処理装置１の
下方に配置される搭載治具であるウエハボート１０に所
定枚数、例えば１００枚搭載されて、前記縦型熱処理装
置１の縦型炉２内の反応管内３にロードされて、所定の
窒化膜形成処理が施される如く構成されている。
説明すると、本実施例は縦型熱処理装置として構成され
た例であり、図１はこの縦型熱処理装置１の概観を示し
ており、被処理体であるＳｉ単結晶の半導体ウエハ（以
下、「ウエハ」という）Ｗは、前記縦型熱処理装置１の
下方に配置される搭載治具であるウエハボート１０に所
定枚数、例えば１００枚搭載されて、前記縦型熱処理装
置１の縦型炉２内の反応管内３にロードされて、所定の
窒化膜形成処理が施される如く構成されている。
【００２７】前記縦型炉２は、図２に示したように、そ
の外形を構成するケーシング４が、ベースプレート５の
上面に固着されて、鉛直方向に立設されている。このケ
ーシング４は上面が閉口した略筒状の形態をなし、その
内部表面は断熱材６で覆われており、さらにこの断熱材
６の内周表面には、例えば抵抗発熱体によって構成され
た加熱体７が、前記反応管３を囲むようにして螺旋状に
設けられており、適宜の温度制御装置（図示せず）によ
って、反応管３内を所定の温度、例えば８００゜Ｃ〜１
２００゜Ｃの間の任意の温度に加熱、維持することが可
能なように構成されている。
の外形を構成するケーシング４が、ベースプレート５の
上面に固着されて、鉛直方向に立設されている。このケ
ーシング４は上面が閉口した略筒状の形態をなし、その
内部表面は断熱材６で覆われており、さらにこの断熱材
６の内周表面には、例えば抵抗発熱体によって構成され
た加熱体７が、前記反応管３を囲むようにして螺旋状に
設けられており、適宜の温度制御装置（図示せず）によ
って、反応管３内を所定の温度、例えば８００゜Ｃ〜１
２００゜Ｃの間の任意の温度に加熱、維持することが可
能なように構成されている。
【００２８】処理領域を形成する前記反応管３は、上端
が閉口している筒状の外管３１と、この外管３１の内周
に位置する上端が開口した筒状の内管３２とによって構
成された二重構造を有しており、これら各外管３１と内
管３２は、夫々例えばステンレスからなる管状のマニホ
ールド３３によって気密に支持されている。またこのマ
ニホールド３３の下端部には、フランジ３４が一体成形
されている。
が閉口している筒状の外管３１と、この外管３１の内周
に位置する上端が開口した筒状の内管３２とによって構
成された二重構造を有しており、これら各外管３１と内
管３２は、夫々例えばステンレスからなる管状のマニホ
ールド３３によって気密に支持されている。またこのマ
ニホールド３３の下端部には、フランジ３４が一体成形
されている。
【００２９】前記マニホールド３３の上部側面には、外
管３１と内管３２との間の空間からガスを排出して、反
応管３内の処理領域を所定の減圧雰囲気に設定、維持す
るための例えば真空ポンプ３５に通ずる排気管３６が気
密に接続されている。
管３１と内管３２との間の空間からガスを排出して、反
応管３内の処理領域を所定の減圧雰囲気に設定、維持す
るための例えば真空ポンプ３５に通ずる排気管３６が気
密に接続されている。
【００３０】また前記マニホールド３３の下部側面に
は、例えば窒化膜形成用処理ガスである例えばＳｉＨ4
（モノシラン）ガスやＳｉＨ2Ｃｌ2（ジクロルシラン）
ガス、並びにＮＨ3（アンモニア）ガスを、内管３２内
に導入するための第１ガス導入管３７、第２ガス導入管
３８とが、それぞれ気密に接続されており、これら第１
ガス導入管３７、第２ガス導入管３８の各ガスノズル３
７ａ、３８ａは、それぞれ内管３２内に突出している。
これら第１ガス導入管３７、第２ガス導入管３８は、そ
れぞれ対応する所定のマスフロー・コントローラ３９、
４０を介して、前記処理ガスの所定の供給源（図示せ
ず）に接続されている。
は、例えば窒化膜形成用処理ガスである例えばＳｉＨ4
（モノシラン）ガスやＳｉＨ2Ｃｌ2（ジクロルシラン）
ガス、並びにＮＨ3（アンモニア）ガスを、内管３２内
に導入するための第１ガス導入管３７、第２ガス導入管
３８とが、それぞれ気密に接続されており、これら第１
ガス導入管３７、第２ガス導入管３８の各ガスノズル３
７ａ、３８ａは、それぞれ内管３２内に突出している。
これら第１ガス導入管３７、第２ガス導入管３８は、そ
れぞれ対応する所定のマスフロー・コントローラ３９、
４０を介して、前記処理ガスの所定の供給源（図示せ
ず）に接続されている。
【００３１】前記ウエハボート１０は、上下に対向して
配置された円形の天板１１と底板１２とを有し、これら
天板１１と底板１２との間には、例えば石英からなる支
柱１３、１４、１５が設けられている。これら各支柱１
３、１４、１５は、前記天板１１（又は底板１２）の円
周をほぼ３等分した個所に設置してよいが、本実施例に
おいては、図３に示したように、支柱１３、１４との間
の開き角度（中心角）θ1が、１４０゜であり、支柱１
４と支柱１５との開き角度θ2、支柱１５と支柱１３と
の開き角度θ3が夫々１１０゜となるように設定してあ
る。もちろんこれら各開き角度θ1、θ2、θ3がいずれ
も１２０゜となるように設定してもよい。
配置された円形の天板１１と底板１２とを有し、これら
天板１１と底板１２との間には、例えば石英からなる支
柱１３、１４、１５が設けられている。これら各支柱１
３、１４、１５は、前記天板１１（又は底板１２）の円
周をほぼ３等分した個所に設置してよいが、本実施例に
おいては、図３に示したように、支柱１３、１４との間
の開き角度（中心角）θ1が、１４０゜であり、支柱１
４と支柱１５との開き角度θ2、支柱１５と支柱１３と
の開き角度θ3が夫々１１０゜となるように設定してあ
る。もちろんこれら各開き角度θ1、θ2、θ3がいずれ
も１２０゜となるように設定してもよい。
【００３２】そして被処理体であるウエハＷは、搬送ア
ーム８によって前記支柱１３、１４の間から、図４に示
すように支柱１５に向けて直角に進入させられて、後に
詳細に説明するこれら各支柱の１３、１４、１５に形成
されている溝１６、１７、１８によって創出される支持
部１９、２０、２１で支持されることによって、ウエハ
ボート１０に搭載されるように構成されている。
ーム８によって前記支柱１３、１４の間から、図４に示
すように支柱１５に向けて直角に進入させられて、後に
詳細に説明するこれら各支柱の１３、１４、１５に形成
されている溝１６、１７、１８によって創出される支持
部１９、２０、２１で支持されることによって、ウエハ
ボート１０に搭載されるように構成されている。
【００３３】前記支柱１３、１４は夫々肉厚の筒状体を
縦に半割りにした形態の柱体によって構成され、一方他
の支柱１５は、横断面が長方形の柱体によって構成され
ており、さらに前記各支柱１３、１４の内周面側は、搭
載されるウエハＷの中心よりも若干支柱１５側に向くよ
うに配置されている。
縦に半割りにした形態の柱体によって構成され、一方他
の支柱１５は、横断面が長方形の柱体によって構成され
ており、さらに前記各支柱１３、１４の内周面側は、搭
載されるウエハＷの中心よりも若干支柱１５側に向くよ
うに配置されている。
【００３４】このようにして配置構成された支柱１３、
１４、１５には、夫々上下方向に所定間隔の下で、前記
した溝１６、１７、１８が夫々形成されており、これら
各溝１６、１７、１８内における下面側が、図４、図５
に示したように、夫々支持部１９、２０、２１を構成し
ている。そしてこれら支持部１９、２０、２１の支持
面、即ち上面には、図４、図５に示したように、球状の
支持部材２２が夫々に設けられている。この支持部材２
２はＳｉの単結晶からなり、その下略半分が各支持部１
９、２０、２１に埋め込まれている。
１４、１５には、夫々上下方向に所定間隔の下で、前記
した溝１６、１７、１８が夫々形成されており、これら
各溝１６、１７、１８内における下面側が、図４、図５
に示したように、夫々支持部１９、２０、２１を構成し
ている。そしてこれら支持部１９、２０、２１の支持
面、即ち上面には、図４、図５に示したように、球状の
支持部材２２が夫々に設けられている。この支持部材２
２はＳｉの単結晶からなり、その下略半分が各支持部１
９、２０、２１に埋め込まれている。
【００３５】そして前記各支持部１９、２０、２１の支
持部材２２は、図３、図５に示したように、ウエハＷを
裏面から支持する際に、ウエハＷの端縁部から径方向の
距離Ｌが、１２．５mmとなるように、前記各支持部１
９、２０、２１に設けられている。このウエハＷは８イ
ンチのウエハであるから、率にすると半径の約１２．５
％分の長さだけ中心側にずれた位置にて、このウエハＷ
を支持するように設定されている。
持部材２２は、図３、図５に示したように、ウエハＷを
裏面から支持する際に、ウエハＷの端縁部から径方向の
距離Ｌが、１２．５mmとなるように、前記各支持部１
９、２０、２１に設けられている。このウエハＷは８イ
ンチのウエハであるから、率にすると半径の約１２．５
％分の長さだけ中心側にずれた位置にて、このウエハＷ
を支持するように設定されている。
【００３６】以上のように構成されたウエハボート１０
は、例えばステンレスからなるフランジ部２３を備えた
保温筒２４の上に着脱自在に装着されており、さらにこ
の保温筒２４は、昇降自在なボートエレベータ２５の上
に載置されており、このボートエレベータ２５の上昇に
よって、被処理体であるウエハＷは、ウエハボート１０
ごと前記縦型炉２内の反応管３内にロードされるように
なっている。
は、例えばステンレスからなるフランジ部２３を備えた
保温筒２４の上に着脱自在に装着されており、さらにこ
の保温筒２４は、昇降自在なボートエレベータ２５の上
に載置されており、このボートエレベータ２５の上昇に
よって、被処理体であるウエハＷは、ウエハボート１０
ごと前記縦型炉２内の反応管３内にロードされるように
なっている。
【００３７】本実施例にかかる縦型熱処理装置１は以上
のように構成されており、次にその動作作用について説
明すると、まず加熱体７を発熱させて反応管３内の温度
を、例えば約８００゜Ｃまで加熱しておく。
のように構成されており、次にその動作作用について説
明すると、まず加熱体７を発熱させて反応管３内の温度
を、例えば約８００゜Ｃまで加熱しておく。
【００３８】他方ウエハボート１０に対して、既述の如
く搬送アーム８によって被処理体であるウエハＷが、所
定枚数例えば１００枚搭載された時点で、ボートエレベ
ータ２５が上昇し、図２に示したように、保温筒２４の
フランジ部２５が、マニホールド３３下端部のフランジ
３４と密着する位置までウエハボート１０を上昇させ、
ウエハＷを反応管３の内管３２内にロードさせる。
く搬送アーム８によって被処理体であるウエハＷが、所
定枚数例えば１００枚搭載された時点で、ボートエレベ
ータ２５が上昇し、図２に示したように、保温筒２４の
フランジ部２５が、マニホールド３３下端部のフランジ
３４と密着する位置までウエハボート１０を上昇させ、
ウエハＷを反応管３の内管３２内にロードさせる。
【００３９】次いで真空ポンプ３５によって反応管３内
部を真空引きしていき、所定の減圧雰囲気、例えば０．
３Ｔｏｒｒまで減圧した後、例えば第１ガス導入管３７
からＳｉＨ4（モノシラン）ガスを、第２ガス導入管３
８からＮＨ3（アンモニア）ガスを内管３２内に導入さ
せると、ウエハボート１０に搭載された被処理体である
ウエハＷの表面に、シリコン窒化膜であるＳｉ3Ｎ4が形
成されるのである。
部を真空引きしていき、所定の減圧雰囲気、例えば０．
３Ｔｏｒｒまで減圧した後、例えば第１ガス導入管３７
からＳｉＨ4（モノシラン）ガスを、第２ガス導入管３
８からＮＨ3（アンモニア）ガスを内管３２内に導入さ
せると、ウエハボート１０に搭載された被処理体である
ウエハＷの表面に、シリコン窒化膜であるＳｉ3Ｎ4が形
成されるのである。
【００４０】この場合、既述の如く８インチのウエハＷ
は、その端縁から径方向に、半径の約１２．５％分ずれ
た部分で、３つの支持部材２２で支持されているから、
従来のこの種の搭載治具に比べて、各部分におけるせん
断応力は、減少している。本実施例のように、半径の約
１２．５％分ずれた部分でウエハＷを支持した場合、実
際スリップの発生は全くみられなかった。また発明者ら
が実際に計測したところ、半径の約１２．５％分ずれた
部分で８インチのウエハＷを、支持部材２２を用いない
で支持した場合、各支持部分近傍におけるせん断応力
は、０．０３６ｋｇｆ／ｍｍ2であった。この点に関
し、従来８インチのウエハを端縁から４mmの部分（半径
の約４％分ずれた部分）で支持した場合のせん断応力
は、約０．０６４ｋｇｆ／ｍｍ2であった。従って、半
径の約１２．５％分ずれた部分で支持する本実施例の方
が、せん断応力が減少していることがわかる。
は、その端縁から径方向に、半径の約１２．５％分ずれ
た部分で、３つの支持部材２２で支持されているから、
従来のこの種の搭載治具に比べて、各部分におけるせん
断応力は、減少している。本実施例のように、半径の約
１２．５％分ずれた部分でウエハＷを支持した場合、実
際スリップの発生は全くみられなかった。また発明者ら
が実際に計測したところ、半径の約１２．５％分ずれた
部分で８インチのウエハＷを、支持部材２２を用いない
で支持した場合、各支持部分近傍におけるせん断応力
は、０．０３６ｋｇｆ／ｍｍ2であった。この点に関
し、従来８インチのウエハを端縁から４mmの部分（半径
の約４％分ずれた部分）で支持した場合のせん断応力
は、約０．０６４ｋｇｆ／ｍｍ2であった。従って、半
径の約１２．５％分ずれた部分で支持する本実施例の方
が、せん断応力が減少していることがわかる。
【００４１】なお発明者らが別の機会で検証したとこ
ろ、通常のＳｉウエハにおいては、せん断応力が０．０
４１ｋｇｆ／ｍｍ2を越えると、スリップが発生するこ
とが知見されている。従って、これに照らしても、前記
したように半径の約１２．５％分ずれた部分でウエハＷ
を支持すれば、スリップが発生しないことがわかる。
ろ、通常のＳｉウエハにおいては、せん断応力が０．０
４１ｋｇｆ／ｍｍ2を越えると、スリップが発生するこ
とが知見されている。従って、これに照らしても、前記
したように半径の約１２．５％分ずれた部分でウエハＷ
を支持すれば、スリップが発生しないことがわかる。
【００４２】さらにまた上記実施例においては、ウエハ
Ｗが、３本の支柱１３、１４、１５形成した支持部１
９、２０、２１の各支持部材２２に支持される構成、即
ち３点で支持される構成であったが、８インチ程度の大
きさのウエハの熱処理においては、熱膨張によるウエハ
自体の反り、うねり等により、仮に支持点が４つあって
も、実際にウエハは３点で支持されると考えられる。従
って、従来技術の項で述べた４点支持による従前の熱処
理用ボートの場合と比べても、各支持部分のせん断応力
は、同一支持地点でも殆ど変わらず、それゆえ本実施例
のように、内側に半径の約１２．５％の長さ分ずれた３
点で支持しても、約４％内側で支持している従来の４点
支持のものよりも、せん断応力が減少して、スリップの
発生が抑制されるのである。
Ｗが、３本の支柱１３、１４、１５形成した支持部１
９、２０、２１の各支持部材２２に支持される構成、即
ち３点で支持される構成であったが、８インチ程度の大
きさのウエハの熱処理においては、熱膨張によるウエハ
自体の反り、うねり等により、仮に支持点が４つあって
も、実際にウエハは３点で支持されると考えられる。従
って、従来技術の項で述べた４点支持による従前の熱処
理用ボートの場合と比べても、各支持部分のせん断応力
は、同一支持地点でも殆ど変わらず、それゆえ本実施例
のように、内側に半径の約１２．５％の長さ分ずれた３
点で支持しても、約４％内側で支持している従来の４点
支持のものよりも、せん断応力が減少して、スリップの
発生が抑制されるのである。
【００４３】しかも本実施例においては、実際に支持す
る部分に、ウエハＷの材質と同一の材質、即ちＳｉの単
結晶の支持部材２２を用いたため、ウエハＷ裏面の接触
支持部分に、支持部材２２が瑕をつけるおそれはなく、
この点からもスリップの発生が抑制され、結果として、
スリップが全く発生しない熱処理を実施することが可能
になっている。従って従来よりも歩留まりの向上を図る
ことができる。
る部分に、ウエハＷの材質と同一の材質、即ちＳｉの単
結晶の支持部材２２を用いたため、ウエハＷ裏面の接触
支持部分に、支持部材２２が瑕をつけるおそれはなく、
この点からもスリップの発生が抑制され、結果として、
スリップが全く発生しない熱処理を実施することが可能
になっている。従って従来よりも歩留まりの向上を図る
ことができる。
【００４４】なお前記実施例においては、支持部材２２
として球状のものを使用したが、もちろんこのような支
持部材の形状はかかる球状でなくともよく、例えば図６
に示したような下部に挿入部２６ａ、上部により径大の
係止部２６ｂを有し、当該係止部２６ｂの上面が平坦に
成形された支持部材２６を用いてもよく、また図７に示
したように、単純な円柱状、角柱状の支持部材２７を用
いてもよい。またいずれの場合にも、支持部に対して着
脱自在となるように設ければ、容易に交換、洗浄するこ
とが可能である。
として球状のものを使用したが、もちろんこのような支
持部材の形状はかかる球状でなくともよく、例えば図６
に示したような下部に挿入部２６ａ、上部により径大の
係止部２６ｂを有し、当該係止部２６ｂの上面が平坦に
成形された支持部材２６を用いてもよく、また図７に示
したように、単純な円柱状、角柱状の支持部材２７を用
いてもよい。またいずれの場合にも、支持部に対して着
脱自在となるように設ければ、容易に交換、洗浄するこ
とが可能である。
【００４５】ところで前記実施例は、８インチのウエハ
Ｗに対して適用した例であったが、本発明は１２インチ
の大口径ウエハに対しても有効である。これを発明者ら
が行ったシミュレーションによって説明すると、図８は
円形の１２インチウエハの支持を、１２０゜おきの等間
隔で端縁から１８．８mmの地点（半径の約１２．５％の
長さ分内側にずれた地点）で支持した場合の、変位分布
を示し、図９はその場合のせん断応力分布を示してい
る。そしてこの場合の最大変位幅は、＋２２．１μｍ〜
−８２．３μｍであり、またせん断応力が大きい部分は
図９の斜線部に示した通りであって、その最大値は０．
０６１８ｋｇｆ／ｍｍ2であった。
Ｗに対して適用した例であったが、本発明は１２インチ
の大口径ウエハに対しても有効である。これを発明者ら
が行ったシミュレーションによって説明すると、図８は
円形の１２インチウエハの支持を、１２０゜おきの等間
隔で端縁から１８．８mmの地点（半径の約１２．５％の
長さ分内側にずれた地点）で支持した場合の、変位分布
を示し、図９はその場合のせん断応力分布を示してい
る。そしてこの場合の最大変位幅は、＋２２．１μｍ〜
−８２．３μｍであり、またせん断応力が大きい部分は
図９の斜線部に示した通りであって、その最大値は０．
０６１８ｋｇｆ／ｍｍ2であった。
【００４６】一方本発明に従って、前記円形の１２イン
チウエハの支持を、１２０゜おきの等間隔で端縁から４
４．０mmの地点（半径の約２９．３％の長さ分内側にず
れた地点）で支持した場合、変位分布は図１０に示した
通りであり、またせん断応力分布は図１１に示したよう
になった。そしてその最大変位幅は、＋１２．７μｍ〜
−４１．５μｍであり、またせん断応力の最大値は０．
０３０８ｋｇｆ／ｍｍ2であった。従って、１２インチ
ウエハにおいても、半径の約３０％の長さ分内側にずれ
た地点で支持すれば、スリップが発生しないものであ
る。
チウエハの支持を、１２０゜おきの等間隔で端縁から４
４．０mmの地点（半径の約２９．３％の長さ分内側にず
れた地点）で支持した場合、変位分布は図１０に示した
通りであり、またせん断応力分布は図１１に示したよう
になった。そしてその最大変位幅は、＋１２．７μｍ〜
−４１．５μｍであり、またせん断応力の最大値は０．
０３０８ｋｇｆ／ｍｍ2であった。従って、１２インチ
ウエハにおいても、半径の約３０％の長さ分内側にずれ
た地点で支持すれば、スリップが発生しないものであ
る。
【００４７】なお上記実施例におけるウエハボートは、
酸化、拡散処理を行う縦型熱処理装置に用いられるもの
であったが、これに限らず、ＣＶＤ処理やエッチング処
理などを行う熱処理装置に用いられる熱処理用搭載治具
に対しても本発明は適用可能である。
酸化、拡散処理を行う縦型熱処理装置に用いられるもの
であったが、これに限らず、ＣＶＤ処理やエッチング処
理などを行う熱処理装置に用いられる熱処理用搭載治具
に対しても本発明は適用可能である。
【００４８】
【発明の効果】本発明によれば、半導体ウエハのスリッ
プの発生を防止することができる。また支持部材を、支
持部に対して着脱自在に設けているので、支持部材を取
り外しての洗浄、交換等が容易であり、さらに支持部材
を略球状のものとすれば、支持部材自体の成形、表面加
工が容易であり、半導体ウエハを支持するのに適したも
のを容易に製造できる。そして本発明にかかる半導体ウ
エハの熱処理装置によれば、半導体ウエハにスリップの
発生しない熱処理を施すことができ、歩留まりの向上し
た各種の熱処理を行うことが可能である。
プの発生を防止することができる。また支持部材を、支
持部に対して着脱自在に設けているので、支持部材を取
り外しての洗浄、交換等が容易であり、さらに支持部材
を略球状のものとすれば、支持部材自体の成形、表面加
工が容易であり、半導体ウエハを支持するのに適したも
のを容易に製造できる。そして本発明にかかる半導体ウ
エハの熱処理装置によれば、半導体ウエハにスリップの
発生しない熱処理を施すことができ、歩留まりの向上し
た各種の熱処理を行うことが可能である。
【００４９】
【００５０】
【図１】本発明の実施例にかかる縦型熱処理装置の概観
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図２】図１の縦型熱処理装置の縦型炉の内部を模式的
に示した縦断面説明図である。
に示した縦断面説明図である。
【図３】本発明の実施例におけるウエハの支持地点を示
すウエハの平面説明図である。
すウエハの平面説明図である。
【図４】本発明の実施例にかかるウエハボートがウエハ
を支持する様子を示す要部斜視図である。
を支持する様子を示す要部斜視図である。
【図５】本発明の実施例にかかるウエハボートがウエハ
を支持する様子を示す要部側面説明図である。
を支持する様子を示す要部側面説明図である。
【図６】支持部材の他の例を示す要部側面説明図であ
る。
る。
【図７】支持部材の他の例を示す要部側面説明図であ
る。
る。
【図８】従来技術によって１２インチウエハを支持した
場合の変位分布を示す説明図である。
場合の変位分布を示す説明図である。
【図９】従来技術によって１２インチウエハを支持した
場合のせん断応力分布を示す説明図である。
場合のせん断応力分布を示す説明図である。
【図１０】本発明に従って１２インチウエハを支持した
場合の変位分布を示す説明図である。
場合の変位分布を示す説明図である。
【図１１】本発明に従って１２インチウエハを支持した
場合のせん断応力分布を示す説明図である。
場合のせん断応力分布を示す説明図である。
【図１２】従来技術のウエハボートの概観を示す斜視図
である。
である。
【図１３】従来技術のウエハボートがウエハを支持して
いる様子を示す要部側面説明図である。
いる様子を示す要部側面説明図である。
１ 縦型熱処理装置
２ 縦型炉
３ 反応管
７ 加熱体
１０ ウエハボート
１３、１４、１５ 支柱
１６、１７、１８ 溝
１９、２０、２１ 支持部
２２ 支持部材
２５ ボートエレベータ
Ｗ ウエハ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−168902（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−238882（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−272112（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−102523（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−134915（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−206232（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】 半導体ウエハを熱処理する際に用いら
れ、半導体ウエハの下面を支持部で支持してこの半導体
ウエハを搭載する如く構成された熱処理用搭載治具にお
いて、前記支持部は、３本の支柱に対して形成された溝
によって創出されたものであり、前記支柱のうちの１本
は横断面が長方形の柱体であり、他の２本は筒状体を縦
に半割りにした形態の柱体であり、 さらに前記他の２本の支柱の内周面側は、搭載する半導
体ウエハの中心よりも若干、前記横断面が長方形の支柱
側に向くように配置されている、 ことを特徴とする、半
導体ウエハの熱処理用搭載治具。 - 【請求項２】 前記支持部の上面には、前記半導体ウエ
ハの硬度以下の硬度を有する材質の支持部材を設け、こ
の支持部材によって前記半導体ウエハを支持する如く構
成されたことを特徴とする、請求項１に記載の半導体ウ
エハの熱処理用搭載治具。 - 【請求項３】 支持部材は、支持部に対して着脱自在に
設けられていることを特徴とする、請求項１〜２のいず
れかに記載の半導体ウエハの熱処理用搭載治具。 - 【請求項４】 支持部材は略球状であることを特徴とす
る、請求項１〜３のいずれかに記載の半導体ウエハの熱
処理用搭載治具。 - 【請求項５】 反応容器と、この反応容器内に納入自在
な搭載治具とを有し、前記搭載治具に半導体ウエハを搭
載した状態でこの搭載治具を反応管内に納入し、前記反
応管内で半導体ウエハに対して所定の熱処理を施す如く
構成された熱処理装置において、前記搭載治具が、請求
項１、２、３又は４のいずれかに記載された半導体ウエ
ハの熱処理用搭載治具であることを特徴とする、熱処理
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17025994A JP3503710B2 (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 半導体ウエハの熱処理用搭載治具及び熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17025994A JP3503710B2 (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 半導体ウエハの熱処理用搭載治具及び熱処理装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001114808A Division JP2001358136A (ja) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | 半導体ウエハの熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0817753A JPH0817753A (ja) | 1996-01-19 |
| JP3503710B2 true JP3503710B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=15901630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17025994A Expired - Fee Related JP3503710B2 (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 半導体ウエハの熱処理用搭載治具及び熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3503710B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4633977B2 (ja) * | 2001-08-30 | 2011-02-16 | 信越半導体株式会社 | アニールウエーハの製造方法及びアニールウエーハ |
| US6917755B2 (en) * | 2003-02-27 | 2005-07-12 | Applied Materials, Inc. | Substrate support |
| JP5160298B2 (ja) * | 2008-05-08 | 2013-03-13 | 信越ポリマー株式会社 | 基板収納容器 |
| KR101354600B1 (ko) * | 2012-07-24 | 2014-01-23 | 엘지디스플레이 주식회사 | 개선된 보트, 및 이를 구비한 기판 열처리 챔버 및 기판 열처리 장치 |
| JP7016920B2 (ja) * | 2019-07-31 | 2022-02-07 | 株式会社Kokusai Electric | 基板処理装置、基板支持具、半導体装置の製造方法および基板処理方法 |
| KR102552458B1 (ko) | 2019-07-31 | 2023-07-06 | 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 | 기판 처리 장치, 기판 지지구 및 반도체 장치의 제조 방법 |
-
1994
- 1994-06-28 JP JP17025994A patent/JP3503710B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0817753A (ja) | 1996-01-19 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010213 |
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