JP5043826B2 - 基板処理装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエハやガラス基板等を処理するための基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関するものである。

この種の基板処理装置として、複数枚の基板を支持する支持具（ボート）に該基板を１枚ずつ支持するリング状の支持部を備えたものが知られている。例えば、基板のエッジからデバイス製作領域に至るまでの領域に対応する裏面部分においてのみ基板と接触する支持部を有するものが公知である（例えば特許文献１）。

特開２００５−８６１３２号公報

しかしながら、この支持部は、基板の全重量を分散させて引張応力や自重応力を緩和することでスリップの発生を抑制する効果があるものの、熱処理時に変形することがあった。この原因は、支持部をボートの本体部（支持片）上に設置して熱処理する際に、支持部上の基板の重さ及び支持部の自重により、該支持部の一部分に応力が集中するためと考えられる。このように支持部が変形し、該支持部の平面度が低下することで、支持部上に載置された基板の一部分がクリープ変形を起こし、該基板にスリップが発生することがあった。

本発明の目的は、支持部の変形を防止し、基板に発生するスリップを抑制する基板処理装置を提供することにある。

本発明の第１の特徴とするところは、基板を処理する処理室と、前記処理室内を加熱するヒータと、前記処理室内で基板を支持する支持具と、前記支持具に対して基板を搬送する基板搬送プレートとを有し、前記支持具は基板の外周部を支持する支持部と、この支持部を支持する本体部とを備えており、前記支持部のうち、少なくとも前記基板搬送プレート挿入方向奥側の部分から、その部分隣接し前記本体部により支持される部分にわたる部分であって、基板を前記支持部に載置した際に基板よりも外側に位置する部分を他の部分よりも厚くした基板処理装置にある。

好適には、前記支持部のうち、基板を前記支持部に載置した際に基板よりも外側に位置する部分を、前記支持部の全体にわたり、他の部分よりも厚くした。

好適には、前記支持部の前記基板搬送プレート挿入方向奥側の部分は、他の部分よりも外側に突出している。

好適には、前記支持部の前記基板搬送プレート挿入方向奥側の部分は、前記基板搬送プレートにより基板を前記支持部に載置する際に、前記基板搬送プレートの先端部を逃がすことのできる形状である。

好適には、前記支持部の前記基板搬送プレート挿入方向奥側の部分は、基板を前記支持部に載置した際にその部分全体が基板よりも外側の部分に位置するように配置される。

好適には、前記支持部の前記基板搬送プレート挿入方向奥側の部分は、前記支持部の異なる部分同士を接続する接続部であり、その接続部は基板を前記支持部に載置した際に基板よりも外側の部分に位置するように配置される。

好適には、前記支持部の基板挿入側の一部分には切り欠きが設けられる。

好適には、前記支持部はＣ字形状である基板処理装置。

好適には、前記支持具は複数枚の基板を水平姿勢で間隔をあけて多段に支持するように構成される。

好適には、前記支持部のうち、前記厚くした部分は前記他の部分よりも表面側に突出している。

本発明の第２の特徴とするところは、基板を処理する処理室と、前記処理室内を加熱するヒータと、前記処理室内で基板を支持する支持具とを有し、前記支持具は基板の外周部を支持する支持部と、この支持部を支持する本体部とを備えており、前記支持部は少なくとも一部に他の部分よりも外側に突出した突出部を有し、前記支持部のうち、少なくとも前記突出部から、その部分に隣接し前記突出部と前記他の部分との接続部分を超えた部分にわたる部分であって、基板を前記支持部に載置した際に基板よりも外側に位置する部分を他の部分よりも厚くした基板処理装置にある。

本発明の第３の特徴とするところは、基板の外周部を支持する支持部と、この支持部を支持する本体部とを備えており、前記支持部は少なくとも一部に他の部分よりも外側に突出した突出部を有し、前記支持部のうち、少なくとも前記突出部から、その部分に隣接し前記本体部により支持される部分にわたる部分であって、基板を前記支持部に載置した際に基板よりも外側に位置する部分を他の部分よりも厚くした支持具にある。

本発明の第４の特徴とするところは、基板の外周部を支持する支持部と、この支持部を支持する本体部とを備えており、前記支持部は少なくとも一部に他の部分よりも外側に突出した突出部を有し、前記支持部のうち、少なくとも前記突出部から、その部分に隣接し前記突出部と前記他の部分との接続部分を超えた部分にわたる部分であって、基板を前記支持部に載置した際に基板よりも外側に位置する部分を他の部分よりも厚くした支持具にある。

本発明の第５の特徴とするところは、基板の外周部を支持し、本体部により支持される支持部であって、少なくとも一部に他の部分よりも外側に突出した突出部を有し、少なくとも前記突出部から、その部分に隣接し前記本体部により支持される部分にわたる部分であって、基板を載置した際に基板よりも外側に位置する部分を他の部分よりも厚くした支持部にある。

本発明の第６の特徴とするところは、基板の外周部を支持する支持部であって、前記支持部は少なくとも一部に他の部分よりも外側に突出した突出部を有し、前記支持部のうち、少なくとも前記突出部から、その部分に隣接し前記突出部と前記他の部分との接続部分を超えた部分にわたる部分であって、基板を前記支持部に載置した際に基板よりも外側に位置する部分を他の部分よりも厚くした支持部にある。

本発明の第７の特徴とするところは、基板の外周部を支持する支持部と、この支持部を支持する本体部とを備えており、前記支持部のうち、少なくとも前記支持具に対して基板を搬送する基板搬送プレートの挿入方向奥側の部分から、その部分に隣接し前記本体部により支持される部分にわたる部分であって、基板を前記支持部に載置した際に基板よりも外側に位置する部分を他の部分よりも厚くした支持具により基板を支持する工程と、前記支持具にて支持した基板を処理室内に搬入する工程と、前記支持具にて支持した基板を前記処理室内で熱処理する工程と、熱処理後の基板を前記処理室より搬出する工程とを有する半導体装置の製造方法にある。

本発明の第８の特徴とするところは、基板の外周部を支持する支持部と、この支持部を支持する本体部とを備えており、前記支持部は少なくとも一部に他の部分よりも外側に突出した突出部を有し、前記支持部のうち、少なくとも前記突出部から、その部分に隣接し前記突出部と前記他の部分との接続部分を超えた部分にわたる部分であって、基板を前記支持部に載置した際に基板よりも外側に位置する部分を他の部分よりも厚くした支持具により基板を支持する工程と、前記支持具にて支持した基板を処理室内に搬入する工程と、前記支持具にて支持した基板を前記処理室内で熱処理する工程と、熱処理後の基板を前記処理室より搬出する工程とを有する半導体装置の製造方法にある。

本発明によれば、支持部のうち、少なくとも基板搬送プレート挿入方向奥側の部分から、その部分に隣接し本体部により支持される部分にわたる部分であって、基板を支持部に載置した際に基板よりも外側に位置する部分を他の部分よりも厚くしたので、支持部における応力集中が抑制され、支持部の変形を防止することができる。したがって、支持部の平面度が保持され、もって基板に発生するスリップを抑制することができる。

本発明の実施形態に係る基板処理装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る基板理装置の反応炉を示す縦断面図である。 本発明の実施形態に係る基板理装置の支持具を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の第１の実施形態におけるリング部材を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｄ）は側面図、（ｅ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の第１の実施形態におけるリング部材に基板搬送プレートが挿入された状態を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。 本発明の第１の実施形態におけるリング部材の変形例を示し、（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ肉厚部を設ける部分を説明する図である。 本発明の第２の実施形態におけるリング部材を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図、（ｄ）は側面図、（ｅ）は（ａ）のＦ−Ｆ線断面図である。 本発明の第２の実施形態におけるリング部材と第３の比較例におけるリング部材とを対比して示し、（ａ）は第３の比較例におけるリング部材の縦断面図、（ｂ）は第２の実施形態におけるリング部材の縦断面図である。 本発明の第３の実施形態におけるリング部材に基板搬送プレートが挿入された状態を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＫ−Ｋ線断面図である。 本発明の第４の実施形態におけるリング部材に基板搬送プレートが挿入された状態を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＬ−Ｌ線断面図である。 第１の比較例におけるリング部材を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）のＧ−Ｇ線断面図、（ｄ）は側面図、（ｅ）は（ａ）のＨ−Ｈ線断面図である。 第１の比較例におけるリング部材と肉厚部を設けたリング部材とを対比して示し、（ａ）は第１の比較例におけるリング部材の上面図及び正面図、（ｂ）は肉厚部が裏面側に設けられたリング部材を示す正面図、（ｃ）は肉厚部が表面側に設けられたリング部材を示す正面図である。 第２の比較例におけるリング部材を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）のＩ−Ｉ線断面図、（ｄ）は側面図、（ｅ）は（ａ）のＪ−Ｊ線断面図である。

符号の説明

１０ 基板処理装置
１２ 筐体
１４ ポッドステージ
１６ ポッド
１８ ポッド搬送装置
２０ ポッド棚
２２ ポッドオープナ
２４ 基板枚数検知器
２６ 基板移載機
２８ ノッチアライナ
３０ 支持具
３２ 基板搬送プレート
３２ａ 凸部
３４ 支持具本体
４０ 反応炉
４２ 反応管
４３ 反応容器
４４ アダプタ
４５ 処理室
４６ ヒータ
４８ 炉口シールキャップ
５０ 第２の断熱板
５２ 第１の断熱板
５４ 基板
５６ ガス供給口
５９ ガス排気口
６０ ガス導入管
６２ 排気管
６４ ガス導入経路
６６ ノズル
７０ コントローラ
７２ 上部板
７４ 下部板
７６ 支柱
７８ 支持片
８０ リング部材
８０ａ 基板支持部
８０ｂ 基板支持部
８０ｃ 接続部
８０ｄ 肉厚部
８２ 切り欠き部
８４ 凹部
８６ 曲線部
８８ 直線部

次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に、本発明の実施の形態に係る基板処理装置１０の一例を示す。この基板処理装置１０は、バッチ式縦型熱処理装置であり、主要部が配置される筺体１２を有する。この筺体１２の正面側には、ポッドステージ１４が接続されており、このポッドステージ１４にポッド１６が搬送される。ポッド１６には、例えば２５枚の被処理基板としてのウエハが収納され、図示しない蓋が閉じられた状態でポッドステージ１４にセットされる。

筺体１２内の正面側であって、ポッドステージ１４に対向する位置には、ポッド搬送装置１８が配置されている。また、このポッド搬送装置１８の近傍には、ポッド棚２０、ポッドオープナ２２及び基板枚数検知器２４が配置されている。ポッド棚２０はポッドオープナ２２の上方に配置され、基板枚数検知器２４はポッドオープナ２２に隣接して配置される。ポッド搬送装置１８は、ポッドステージ１４とポッド棚２０とポッドオープナ２２との間でポッド１６を搬送する。ポッドオープナ２２は、ポッド１６の蓋を開けるものであり、この蓋が開けられたポッド１６内の基板の枚数が基板枚数検知器２４により検知される。

さらに、筺体１２内には、基板移載機２６、ノッチアライナ２８及び支持具（ボート）３０が配置されている。基板移載機２６は、例えば５枚の基板を取り出すことができる基板搬送プレート（アーム）３２を有し、この基板搬送プレート３２を動かすことにより、ポッドオープナ２２の位置に置かれたポッド１６、ノッチアライナ２８及び支持具３０間で基板を搬送する。ノッチアライナ２８は、基板に形成されたノッチまたはオリフラを検出して基板のノッチまたはオリフラを一定の位置に揃えるものである。また、支持具３０は、基板を１枚ずつ支持するリング部材８０（例えば図３を用いて後述）を複数備えており、複数枚の基板を水平姿勢で間隔をあけて多段に支持するようになっている。

さらに、筺体１２内の背面側上部には反応炉４０が配置されている。この反応炉４０内に、複数枚の基板を装填した支持具３０が搬入され熱処理が行われる。

図２に反応炉４０の一例を示す。この反応炉４０は、炭化珪素（ＳｉＣ）製の反応管４２を有する。この反応管４２は、上端部が閉塞され下端部が開放された円筒形状をしており、開放された下端部はフランジ状に形成されている。この反応管４２の下方には反応管４２を支持するよう石英製のアダプタ４４が配置される。このアダプタ４４は上端部と下端部が開放された円筒形状をしており、開放された上端部と下端部はフランジ状に形成されている。アダプタ４４の上端部フランジの上面に反応管４２の下端部フランジの下面が当接している。この反応管４２とアダプタ４４により反応容器４３が形成されており、この反応容器４３（反応管４２）内に複数枚の基板を処理する処理室４５が設けられている。また、反応容器４３のうち、アダプタ４４を除いた反応管４２の周囲には、処理室４５内を加熱するヒータ４６が配置されている。

反応管４２とアダプタ４４により形成される反応容器４３の下部は、支持具３０を挿入するために開放され、この開放部分（炉口部）は炉口シールキャップ４８がＯリングを挟んでアダプタ４４の下端部フランジの下面に当接することにより密閉されるようにしてある。炉口シールキャップ４８は支持具３０を支持し、支持具３０と共に昇降可能に設けられている。炉口シールキャップ４８と支持具３０との間には、石英製の第１の断熱部材５２と、この第１の断熱部材５２の上部に配置された炭化珪素（ＳｉＣ）製の第２の断熱部材５０とが設けられている。支持具３０は、多数枚、例えば２５〜１００枚の基板５４を略水平状態で隙間をもって多段に支持し、反応管４２（処理室４５）内に装填される。

１２００℃以上の高温での処理を可能とするため、反応管４２は炭化珪素（ＳｉＣ）製としてある。このＳｉＣ製の反応管４２を炉口部まで延ばし、この炉口部をＯリングを介して炉口シールキャップ４８でシールする構造とすると、ＳｉＣ製の反応管４２を介して伝達された熱によりシール部まで高温となり、シール材料であるＯリングを溶かしてしまうおそれがある。Ｏリングを溶かさないようＳｉＣ製の反応管４２のシール部を冷却すると、ＳｉＣ製の反応管４２が温度差による熱膨張差により破損してしまう。そこで、反応容器４３のうちヒータ４６による加熱領域をＳｉＣ製の反応管４２で構成し、ヒータ４６による加熱領域から外れた部分を石英製のアダプタ４４で構成することで、ＳｉＣ製の反応管４２からの熱の伝達を和らげ、Ｏリングを溶かすことなく、また反応管４２を破損することなく炉口部をシールすることが可能となる。また、ＳｉＣ製の反応管４２と石英製のアダプタ４４とのシールは、双方の面精度を良くすれば、ＳｉＣ製の反応管４２はヒータ４６の加熱領域に配置されているため温度差が発生せず、等方的に熱膨張する。よって、ＳｉＣ製の反応管４２下端部のフランジ部分は平面を保つことができ、アダプタ４４との間に隙間ができないので、ＳｉＣ製の反応管４２を石英製のアダプタ４４に載せるだけでシール性を確保することができる。

アダプタ４４には、アダプタ４４と一体にガス供給口５６とガス排気口５９とが設けられている。ガス供給口５６にはガス導入管６０が、ガス排気口５９には排気管６２がそれぞれ接続されている。

アダプタ４４の内壁は反応管４２の内壁よりも内側にあり（突出しており）、アダプタ４４の側壁部（肉厚部）には、ガス供給口５６と連通し、垂直方向に向かうガス導入経路６４が設けられ、その上部にはノズル取付孔が上方に開口するように設けられている。このノズル取付孔は、反応管４２の内部におけるアダプタ４４の上端部フランジ側の上面に開口しており、ガス供給口５６およびガス導入経路６４と連通している。このノズル取付孔にはノズル６６が挿入され固定されている。すなわち、反応管４２内部におけるアダプタ４４の反応管４２の内壁よりも内側に突出した部分の上面にノズル６６が接続され、このアダプタ４４の上面によりノズル６６が支持されることとなる。この構成により、ノズル接続部は熱で変形しにくく、また破損しにくい。また、ノズル６６とアダプタ４４の組立て、解体が容易になるというメリットもある。ガス導入管６０からガス供給口５６に導入された処理ガスは、アダプタ４４の側壁部に設けられたガス導入経路６４、ノズル６６を介して反応管４２内に供給される。なお、ノズル６６は、反応管４２の内壁に沿って基板配列領域の上端よりも上方、すなわち支持具３０の上端よりも上方まで延びるように構成される。

次に、上述したように構成された基板処理装置１０の作用、すなわち基板処理装置１０を用いて半導体装置（デバイス）の製造工程や基板の製造工程の一工程として行う基板処理工程について説明する。
なお、以下の説明において、基板処理装置１０を構成する各部の動作はコントローラ７０により制御される。

まず、ポッドステージ１４に複数枚の基板５４を収容したポッド１６がセットされると、ポッド搬送装置１８によりポッド１６をポッドステージ１４からポッド棚２０へ搬送し、このポッド棚２０にストックする。次に、ポッド搬送装置１８により、このポッド棚２０にストックされたポッド１６をポッドオープナ２２に搬送してセットし、このポッドオープナ２２によりポッド１６の蓋を開き、基板枚数検知器２４によりポッド１６に収容されている基板５４の枚数を検知する。

次に、基板移載機２６により、ポッドオープナ２２の位置にあるポッド１６から基板５４を取り出し、ノッチアライナ２８に移載する。このノッチアライナ２８においては、基板５４を回転させながら、ノッチを検出し、検出した情報に基づいて複数枚の基板５４のノッチを同じ位置に整列させる。次に、基板移載機２６により、ノッチアライナ２８から基板５４を取り出し、支持具３０に移載する。すなわち、支持具３０に備えられた複数のリング部材８０（後述）にて、複数の基板を１枚ずつ水平姿勢で間隔をあけて多段に支持する（基板支持工程）。

このようにして、１バッチ分の基板５４を支持具３０に移載すると、例えば６００℃程度の温度に設定された反応炉４０（処理室４５）内にリング部材８０（後述）にて複数枚の基板５４を支持した支持具３０を装入（搬入）し、炉口シールキャップ４８により反応炉４０内を密閉する（基板搬入工程）。次に、炉内温度を熱処理温度まで昇温させて、ガス導入管６０からガス導入口５６、アダプタ４４側壁部に設けられたガス導入経路６４、及びノズル６６を介して反応管４２内に処理ガスを導入する。処理ガスには、窒素（Ｎ_２）、アルゴン（Ａｒ）、水素（Ｈ_２）、酸素（Ｏ_２）等が含まれる。基板５４を処理室４５内で熱処理する際、リング部材８０（後述）にて支持した基板５４は例えば１２００℃程度以上の温度に加熱される（熱処理工程）。

基板５４の熱処理が終了すると、例えば炉内温度を６００℃程度の温度に降温した後、熱処理後の基板５４をリング部材８０（後述）にて支持した支持具３０を反応炉４０（処理室４５）からアンロード（搬出）し（基板搬出工程）、支持具３０に支持された全ての基板５４が冷えるまで、支持具３０を所定位置で待機させる。次に、待機させた支持具３０の基板５４が所定温度まで冷却されると、基板移載機２６により、支持具３０から基板５４を取り出し、ポッドオープナ２２にセットされている空のポッド１６に搬送して収容する。次に、ポッド搬送装置１８により、基板５４が収容されたポッド１６をポッド棚２０、またはポッドステージ１４に搬送して一連の処理が完了する。

次に、支持具３０について説明する。
図３に支持具３０の一例が示されている。支持具３０は、後述する支持部としてのリング部材８０と、このリング部材８０を支持する本体部としての支持具本体３４を備えている。この支持具本体３４は、例えば炭化珪素または珪素（単結晶または多結晶）からなり、上部板７２、下部板７４、及び該上部板７２と下部板７４とを接続する例えば４本の支柱７６、７６、７６、７６を有する。これら支柱７６、７６、７６、７６にはリング部材８０を支持する支持片（爪部）７８、７８、７８、７８が形成されている。この支持片７８、７８、７８、７８は、支柱７６、７６、７６、７６から支持具本体３４の内側（中心軸側）に向かって水平方向に延びており、垂直方向に一定間隔隔てて支柱７６、７６、７６、７６に多数形成されている。

支柱７６、７６、７６、７６は、支持具本体３４を上面方向から見て基板挿入側（図３（ｂ）の矢印方向、すなわち基板挿入方向の手前側）に２本、基板挿入側とは反対側（基板挿入方向の奥側）に２本設けられている。具体的には、基板挿入側の２本の支柱７６、７６は、この基板挿入側に略１８０°隔てて設けられ、基板挿入側とは反対側の２本の支柱７６、７６は、基板挿入側の２本の支柱７６、７６の間に設けられている。後述するリング部材８０は、図３（ａ）に示すように、支柱７６、７６、７６、７６のそれぞれの支持片７８、７８、７８、７８上に載置（設置）されるようになっている。

次に、本発明の第１の実施形態におけるリング部材８０について説明する。
図４及び図５に第１の実施形態におけるリング部材８０が示されている。
図４に示すように、リング部材８０は、一部が切り欠かれた円環状（Ｃ字形状）をしており、基板５４の外周部を支持するようになっている。リング部材８０は、例えば、石英、珪素、もしくは炭化珪素からなる。このリング部材８０の基板挿入側（図４の矢印方向、すなわち基板挿入方向の手前側）の一部分には切り欠き部８２が設けられ、この切り欠き部８２により開放されている部分に、基板搬送プレート３２が挿入されるようになっている。また、このリング部材８０は、基板５４裏面と接触して該基板５４を支持する（基板５４が支持される基板支持面を有する）例えば２つの基板支持部８０ａ、８０ｂと、リング部材８０の異なる部分同士を接続する、すなわち該基板支持部８０ａと基板支持部８０ｂとを接続する接続部８０ｃとで構成されている。

図５にも示すように、接続部８０ｃは、リング部材８０の基板搬送プレート挿入方向奥側の部分に形成され、基板搬送プレート３２により基板５４をリング部材８０に載置した際に、基板５４よりも外側の部分に位置するように配置されている。
なお、基板搬送プレート３２は、基板５４のエッジ（周縁）部を該基板搬送プレート３２のテーパ面（図示せず）で支持して搬送することにより、基板５４の裏面に傷が付くのを防止している。このため、基板搬送プレート３２の先端部は基板５４よりも外側に突出している。したがって、接続部８０ｃは、リング部材８０における他の部分（基板支持部８０ａ、８０ｂ）よりも外側に突出して（出っ張って）おり、基板搬送プレート３２により基板５４をリング部材８０に載置する際に、基板搬送プレート３２の先端部を逃がすことのできる形状となっている。

また、リング部材８０のうち、少なくとも基板搬送プレート挿入方向奥側の部分から、その部分に隣接し支持具本体３４に支持される部分にわたる部分であって、基板５４をリング部材８０に載置した際に基板５４よりも外側に位置する部分を他の部分よりも厚くしてある。

より詳しく説明すると、接続部８０ｃ及び接続部８０ｃに隣接した基板支持部８０ａ、８０ｂの一部に肉厚部８０ｄが形成されており、この肉厚部８０ｄの厚さ（図４（ｂ）のｄ２）は、リング部材８０における肉厚部８０ｄ以外の部分、具体的には基板支持部８０ａ，８０ｂの肉厚部８０ｄが形成されていない部分の厚さ（図４（ｂ）のｄ１）よりも厚くなっている。また、図３（ｂ）及び図４（ａ）にも示すように、肉厚部８０ｄは、リング部材８０のうち、接続部８０ｃからリング部材８０を支持具３０に設置した際に、支持具本体３４の支持片７８に支持される部分にわたる部分（図３（ｂ））で、且つリング部材８０に載置された基板５４の外縁よりも外側に形成されている（図４（ａ））。

なお、リング部材８０のうち基板挿入方向奥側の外側に突き出た部分から、その部分に隣接し支持片７８により支持される部分にわたる部分に肉厚部８０ｄを設ける場合、図６（ａ）に示すように、肉厚部８０ｄが少しでも支持片７８にかかるように設ければよい。さらに、図６（ｂ）に示すように、肉厚部８０ｄを支持片７８の全体にかかるように設けると、リング部材８０に応力集中が生じないため、より好ましい。

また、図６（ｃ）に示すように、リング部材８０のうち、基板挿入方向奥側の外側に突き出た部分から、その突き出た部分と他の部分との角部（接続部分）を超えた部分にわたる部分であって、基板５４よりも外側に位置する部分を他の部分よりも厚くするようにしてもよい。これにより、基板挿入方向奥側の外側に突き出た部分から、その突き出た部分と他の部分との角部（接続部分）での応力集中をなくすことができる。

次に、第１の比較例及び第２の比較例について図１１乃至１３に基づいて説明する。
図１１に第１の比較例のリング部材１００が示されている。
図１１に示すように、第１の比較例のリング部材１００は、本実施形態のリング部材８０と比較すると、該リング部材１００に肉厚部が形成されておらず、リング部材１００全体が均一の厚さ（例えば図４（ｂ）のｄ１と同一の厚さ）に形成されている。

この第１の比較例のリング部材１００においては、リング部材１００を支持具本体３４に設置して熱処理をおこなうと、リング部材１００の自重及びリング部材１００上に載置された基板５４の重量によりリング部材１００の一部分に応力が集中する。具体的には、リング部材１００の中心線Ｃ１（図１１の二点差線）近傍に応力が集中し、該中心線Ｃ１を中心にリング部材１００が変形することが考えられる。

これに対し、本実施形態におけるリング部材８０には、第１の比較例のリング部材１００における変形が生ずる部分（接続部１００ｃの部分）において、他の部分よりも厚く形成された肉厚部８０ｄが設けられているので、該リング部材８０における変形を防止することができる。これにより、リング部材８０の平面度が保持され、もって基板５４に発生するスリップを抑制することができる。

また、図１２に示すように、第１の比較例のリング部材１００が４点で支持される場合、リング部材１００は中心線Ｃ１を中心に変形する（図１２（ａ））。この変形の仕方を考慮すると、肉厚部８０ｄは、リング部材８０の裏面側に盛り上がるように（下に凸となるように）設ける（図１２（ｂ））より、表面側に盛り上がるように（上に凸となるように）設ける（図１２（ｃ））と、より変形しにくくなり好ましい。

図１３に第２の比較例のリング部材２００が示されている。
図１３に示すように第２の比較例のリング部材２００は、本実施形態のリング部材８０と比較すると、該リング部材２００の接続部２００ｃにのみ肉厚部２００ｄが形成されており、接続部２００ｃに隣接した基板支持部２００ａ、２００ｂには肉厚部２００ｄが形成されていない。

この第２の比較例のリング部材２００においては、接続部２００ｃが他の部分より厚く形成されているので、第１の比較例のような変形は生じないが、接続部２００ｃと基板支持部２００ａ、２００ｂとの接合部の角部（例えば図１３（ａ）及び（ｂ）の二点差線で囲んだ部分）に応力が集中し、この部分から該リング部材２００が変形することが考えられる。

これに対し、本実施形態におけるリング部材８０は、基板搬送プレート３２挿入方向奥側の部分（接続部８０ｃ）だけでなく、基板搬送プレート３２挿入方向奥側から支持具本体３４の奥側（基板挿入側と反対側）の支持片７８に対応する部分、すなわち少なくとも支持具本体３４によりリング部材８０が支持される部分にいたるまでの部分が、他の部分より厚く形成されている（肉厚部８０ｄが形成されている）。したがって、この構成によれば接続部８０ｃと基板支持部８０ａ、８０ｂとの接続部への応力集中も防止でき、これに起因する変形も防止できる。

次に、第２の実施形態におけるリング部材８０について説明する。
図７に第２の実施形態におけるリング部材８０が示されている。

第２の実施形態におけるリング部材８０は、第１の実施形態におけるリング部材８０とは、肉厚部８０ｄを設ける部分が異なる。その他の構成は第１の実施形態におけるリング部材８０と同じである。

図７に示すように、第２の実施形態におけるリング部材８０は、該リング部材８０のうち、基板５４をリング部材８０に載置した際に基板５４よりも外側に位置する部分を、リング部材８０の全体にわたり、他の部分よりも厚く形成されている。

より詳しく説明すると、接続部８０ｃ及び接続部８０ｃに隣接した基板支持部８０ａ、８０ｂの全体に肉厚部８０ｄが形成されており、この肉厚部８０ｄの厚さ（図６（ｃ）のｄ４）は、リング部材８０における肉厚部８０ｄ以外の部分、具体的には基板支持部８０ａ、８０ｂの肉厚部８０ｄが形成されていない部分の厚さ（図６（ｃ）のｄ３）よりも厚くなっている。また、この肉厚部８０ｄは、リング部材８０裏面の外周全体に形成されており、リング部材８０に載置された基板５４の外縁よりも外側に形成されている。

ところで、上述した第１の比較例のリング部材１００においては、リング部材１００を支持具本体３４に設置して熱処理をおこなうと、リング部材１００の中心線Ｃ１（図１１の二点差線）近傍だけではなく、更にリング部材１００の中心線Ｃ２（図１１の一点鎖線）近傍にも応力が集中することがある。これにより、リング部材１００は、中心線Ｃ１を中心に変形するだけでなく、中心線Ｃ２を中心にリング部材１００が変形する（リング部材１００の先端部（切り欠き部１０２周辺部）が垂れる）ことが考えられる。

これに対し、本実施形態におけるリング部材８０は、該リング部材８０のうち基板５４をリング部材８０に載置した際に基板５４よりも外側に位置する部分を、リング部材８０の全体にわたり、他の部分よりも厚くした（肉厚部８０ｄを形成した）ことにより、該リング部材８０の全体にわたり、変形を防止することができる。これにより、リング部材８０の平面度が保持され、もって基板５４に発生するスリップを抑制することができる。

一方、上述した第１の比較例におけるリング部材１００の変形を防止するためには、リング部材１００全体の厚さを厚くする方法も考えられる。そこで、本実施形態のリング部材８０とリング部材全体の厚さを厚くした第３の比較例のリング部材３００（図８を用いて後述）とを比較して説明する。

図８に本実施形態のリング部材８０と第３の比較例のリング部材３００とが対比して示されている。図８（ａ）は、第３の比較例のリング部材３００、図８（ｂ）は本実施形態のリング部材８０を示している。図８（ａ）に示すように、第３の比較例のリング部材３００は、該リング部材３００全体の厚さ（図８（ａ）のｄ５）が本実施形態のリング部材８０の肉厚部８０ｄ以外の部分の厚さ（図８（ｂ）のｄ３）よりも厚くなるように形成されている。ここで、第３の比較例のリング部材３００全体の厚さ（図８（ａ）のｄ５）は、本実施形態のリング部材８０における肉厚部８０ｄの厚さ（図８（ｂ）のｄ４）と同一、すなわちｄ５＝ｄ４とする。

また、図８（ａ）に示すように、第３の比較例のリング部材３００は、隣り合うそれぞれのリング部材３００上面同士の距離（ボートピッチ）が例えばＬ１となるように支持具本体３４（図示せず）に設置されている。同様に、本実施形態のリング部材８０は、図８（ｂ）に示すように、隣り合うそれぞれのリング部材８０上面同士の距離（ボートピッチ）が例えばＬ２となるように支持具本体３４（図示せず）に設置されている。ここで、第３の比較例のリング部材３００が設置されている支持具３０のボートピッチと本実施形態のリング部材８０が設置されている支持具３０のボートピッチとは同一、すなわちＬ１＝Ｌ２とする。

例えば、高温での入出炉等において、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、基板５４がある程度反った場合、第３の比較例のリング部材３００に載置された基板５４はリング部材３００と接触する。すなわち、該基板５４の表面が上方に位置するリング部材３００の裏面（下面）にぶつかる（図７（ａ））。これにより、基板５４の表面に傷が付き、さらにパーティクルが発生することがある。
また、第３の比較例のリング部材３００は、該リング部材３００全体が厚く形成されているので、該リング部材３００の熱による変形は防止することができるが、該リング部材３００自体の重量が増えるので支持具本体３４に対する負荷が大きくなる。

一方、本実施形態におけるリング部材８０上に載置された基板５４は、比較例のリング部材３００に載置された基板がその上方に位置するリング部材３００と接触する場合と同じ量だけ反った場合においても、該基板５４とリング部材８０とは接触しない。すなわち、該基板５４の上方に位置するリング部材８０の裏面（下面）にぶつからない（図８（ｂ））。

このように、本実施形態におけるリング部材８０は、該リング部材８０のうち基板５４をリング部材８０に載置した際に基板５４よりも外側に位置する部分を、リング部材８０の全体にわたり、他の部分よりも厚くした（肉厚部８０ｄを形成した）ことにより、該リング部材８０の肉厚部８０ｄ以外の部分の厚さを薄くすることが可能となり、第３の比較例のリング部材３００と比較すると基板５４上のスペースをより確保することが可能となる。したがって、高温での入出炉を行っても基板５４の反り（変形）による該基板５４とリング部材８０裏面との接触（ぶつかり）が無くなるので、基板５４の表面傷を減少させ、さらにパーティクルの発生を防止させ、基板５４の汚染を低減させることができる。また、それにより（高温での入出炉が可能となることにより）スループットを向上させることもできる。更にはボートピッチ（ウエハピッチ）を狭くすることも可能となるので、基板の処理枚数を増大させることも可能となる。

さらに、本実施形態におけるリング部材８０は、第３の比較例のリング部材３００と比較して該リング部材８０の重量を軽くすることができるので、支持具本体３４に対する負荷を小さくすることもできる。

次に、第３の実施形態におけるリング部材８０について説明する。
図９に第３の実施形態におけるリング部材８０が示されている。

第３の実施形態におけるリング部材８０は、第１の実施形態におけるリング部材８０とは、肉厚部８０ｄを設ける部分及び接続部８０ｃの形状が異なる。その他の構成は第１の実施形態におけるリング部材８０と同じである。なお、第３の実施形態における支持具本体３４は、第１の実施形態における支持具本体３４とは、支柱７６の数、すなわち、支持片７８によるリング部材８０の支持箇所が異なる。第１の実施形態における支持具本体３４では、支柱７６が４本、すなわち支持片７８によるリング部材８０の支持箇所が４箇所であるのに対し、第３の実施形態における支持具本体３４では、支柱７６が３本、すなわち支持片７８によるリング部材８０の支持箇所が３箇所である。なお、第３の実施形態における支持具本体３４では、支柱７６、７６、７６は、支持具本体３４を上面方向から見て基板挿入側に２本、その反対側に１本設けられている。

図９に示すように、第３の実施形態におけるリング部材８０は、基板挿入方向奥側に突き出された部分から、その部分に隣接し、支持片７８、７８、７８により支持される部分にわたる部分に肉厚部８０ｄを設けている。すなわち、肉厚部８０ｄは、支持片７８、７８、７８全体にかかるように形成されている。

接続部８０ｃは、リング部材８０の基板搬送プレート挿入方向奥側の部分に形成され、基板搬送プレート３２により基板５４をリング部材８０に載置した際に、基板５４よりも外側の部分に位置するように配置されており、複数（本実施形態においては２つ）の凹部８４を有している。

なお、基板搬送プレート３２の先端部は、基板５４よりも外側に突出するように、複数（本実施形態においては２つ）の凸部３２ａを有している。したがって、接続部８０ｃの凹部８４は、リング部材８０における他の部分（基板支持部８０ａ、８０ｂ）よりも外側に突出して（出っ張って）おり、基板搬送プレート３２により基板５４をリング部材８０に載置する際に、基板搬送プレート３２の先端部の凸部３２ａを逃がすことのできる形状となっている。

次に、第４の実施形態におけるリング部材８０について説明する。
図１０に第４の実施形態におけるリング部材８０が示されている。

第４の実施形態におけるリング部材８０は、第１の実施形態におけるリング部材８０とは、肉厚部８０ｄを設ける部分の形状が異なる。その他の構成は第１の実施形態におけるリング部材８０と同じである。

図１０に示すように、第４の実施形態におけるリング部材８０は、基板挿入方向奥側に突き出された部分から、その部分に隣接し、支持片７８、７８、７８、７８により支持される部分にわたる部分に肉厚部８０ｄを設けている。すなわち、肉厚部８０ｄは、支持片７８、７８、７８、７８全体にかかるように形成されている。

また、肉厚部８０ｄは、接続部８０ｃから基板挿入側に略１８０°隔てて設けられている２本の支柱７６、７６まで形成される曲線部８６、８６と、この曲線部８６、８６に接続され、基板挿入方向と平行に形成される直線部８８、８８とを有する。

このように、肉厚部８０ｄに直線部８８、８８を設け、該直線部８８より内側及び基板挿入側に肉厚部８０ｄを設けないことにより、搬送ピッチに影響を与えないようにすることができる。換言すると、肉厚部８０ｄを直線部８８より内側及び直線部８８より基板挿入側に設けると、搬送ピッチに影響を及ぼすこととなる。すなわち、基板搬送プレート３２により基板５４をリング部材８０間に挿入してリング部材８０に載置する際、又は基板５４をリング部材８０から取り出す際に、基板５４と肉厚部８０ｄとの干渉を避けるため直線部８８より内側及び基板挿入側に肉厚部８０ｄを設けない場合よりも搬送ピッチを大きくしなければなくなる。

なお、上記実施の形態の説明においては、一度に複数枚の基板を熱処理するバッチ式の基板処理装置を用いたが、本発明はこれに限定するものではなく、枚葉式のものであってもよい。

本発明の基板処理装置は、基板の製造工程にも適用することができる。
ＳＯＩ（Silicon On Insulator）ウエハの一種であるＳＩＭＯＸ（Separation by Implanted Oxygen）ウエハの製造工程の一工程に本発明の基板処理装置を適用する例について説明する。

まずイオン注入装置等により単結晶シリコンウエハ内へ酸素イオンをイオン注入する。その後、酸素イオンが注入されたウエハを上記実施の形態の基板処理装置を用いて、例えばＡｒ、Ｏ_２雰囲気のもと、１３００℃〜１４００℃、例えば１３５０℃以上の高温でアニールする。これらの処理により、ウエハ内部にＳｉＯ_２層が形成された（ＳｉＯ_２層が埋め込まれた）ＳＩＭＯＸウエハが作製される。

また、ＳＩＭＯＸウエハの他、水素アニールウエハやＡｒアニールウエハの製造工程の一工程に本発明の基板処理装置を適用することも可能である。この場合、ウエハを本発明の基板処理装置を用いて、水素雰囲気中もしくはＡｒ雰囲気中で１２００℃程度以上の高温でアニールすることとなる。これによりＩＣ（集積回路）が作られるウエハ表面層の結晶欠陥を低減することができ、結晶の完全性を高めることができる。また、この他、エピタキシャルウエハの製造工程の一工程に本発明の基板処理装置を適用することも可能である。

以上のような基板の製造工程の一工程として行う高温アニール処理を行う場合であっても、本発明の基板処理装置を適用することができる。

本発明の基板処理装置は、半導体装置（デバイス）の製造工程に適用することも可能である。
特に、比較的高い温度で行う熱処理工程、例えば、ウェット酸化、ドライ酸化、水素燃焼酸化（パイロジェニック酸化）、ＨＣｌ酸化等の熱酸化工程や、硼素（Ｂ）、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）等の不純物（ドーパント）を半導体薄膜に拡散する熱拡散工程等に適用するのが好ましい。

このような半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程としての熱処理工程を行う場合においても、本発明の基板処理装置を用いることができる。

本発明は、半導体ウエハやガラス基板等を処理するための基板処理装置において、基板に発生するスリップを抑制する必要があるものに利用することができる。

Claims (14)

1. 基板を処理する処理室と、
   前記処理室内を加熱するヒータと、
   前記処理室内で基板を支持する支持具と、
   前記支持具に対して基板を搬送する基板搬送プレートとを有し、
   前記支持具は基板の外周部を支持する支持部と、この支持部を支持する本体部とを備えており、
   前記支持部の前記基板搬送プレート挿入方向奥側の部分は、他の部分よりも外側に突出しており、
   前記他の部分より外側に突出した部分から、前記外側に突出した部分と前記他の部分との接続部を超えた部分にわたる部分であって、前記基板より外側に位置する部分を他の部分よりも厚くした基板処理装置。
2. 請求項１の基板処理装置において、前記支持部の前記基板搬送プレート挿入方向奥側の部分は、前記基板搬送プレートにより基板を前記支持部に載置する際に、前記基板搬送プレートの先端部を逃がすことのできる形状である基板処理装置。
3. 請求項１の基板処理装置において、前記支持部の前記基板搬送プレート挿入方向奥側の部分は、基板を前記支持部に載置した際にその部分全体が基板よりも外側の部分に位置するように配置される基板処理装置。
4. 請求項１の基板処理装置において、前記支持部の前記基板搬送プレート挿入方向奥側の部分は、前記支持部の異なる部分同士を接続する接続部であり、その接続部は基板を前記支持部に載置した際に基板よりも外側の部分に位置するように配置される基板処理装置。
5. 請求項１の基板処理装置において、前記支持部の基板挿入側の一部分には切り欠きが設けられる基板処理装置。
6. 請求項１の基板処理装置において、前記支持部はＣ字形状である基板処理装置。
7. 請求項１の基板処理装置において、前記支持具は複数枚の基板を水平姿勢で間隔をあけて多段に支持するように構成される基板処理装置。
8. 請求項１の基板処理装置において、前記支持部のうち、前記厚くした部分は前記他の部分よりも表面側に突出している基板処理装置。
9. 基板を処理する処理室と、
   前記処理室内を加熱するヒータと、
   前記処理室内で基板を支持する支持具と、を有し、
   前記支持具は基板の外周部を支持する支持部と、この支持部を支持する本体部とを備えており、前記支持部は少なくとも一部に他の部分よりも外側に突出した突出部を有し、前記支持部のうち、少なくとも前記突出部から、その部分に隣接し前記突出部と前記他の部分との接続部分を超えた部分にわたる部分であって、基板を前記支持部に載置した際に基板よりも外側に位置する部分を他の部分よりも厚くした基板処理装置。
10. 基板の外周部を支持する支持部と、
    この支持部を支持する本体部とを備えており、
    前記支持部は少なくとも一部に他の部分よりも外側に突出した突出部を有し、前記支持部のうち、少なくとも前記突出部から、その部分に隣接し前記本体部により支持される部分にわたる部分であって、基板を前記支持部に載置した際に基板よりも外側に位置する部分を他の部分よりも厚くした支持具。
11. 基板の外周部を支持する支持部と、
    この支持部を支持する本体部とを備えており、
    前記支持部は少なくとも一部に他の部分よりも外側に突出した突出部を有し、前記支持部のうち、少なくとも前記突出部から、その部分に隣接し前記突出部と前記他の部分との接続部分を超えた部分にわたる部分であって、基板を前記支持部に載置した際に基板よりも外側に位置する部分を他の部分よりも厚くした支持具。
12. 基板の外周部を支持し、本体部により支持される支持部であって、
    少なくとも一部に他の部分よりも外側に突出した突出部を有し、少なくとも前記突出部から、その部分に隣接し前記本体部により支持される部分にわたる部分であって、基板を載置した際に基板よりも外側に位置する部分を他の部分よりも厚くした支持部。
13. 基板の外周部を支持する支持部であって、
    前記支持部は少なくとも一部に他の部分よりも外側に突出した突出部を有し、前記支持部のうち、少なくとも前記突出部から、その部分に隣接し前記突出部と前記他の部分との接続部分を超えた部分にわたる部分であって、基板を前記支持部に載置した際に基板よりも外側に位置する部分を他の部分よりも厚くした支持部。
14. 基板の外周部を支持する支持部と、この支持部を支持する本体部とを備えており、前記支持部は少なくとも一部に他の部分よりも外側に突出した突出部を有し、前記支持部のうち、少なくとも前記突出部から、その部分に隣接し前記突出部と前記他の部分との接続部分を超えた部分にわたる部分であって、基板を前記支持部に載置した際に基板よりも外側に位置する部分を他の部分よりも厚くした支持具により基板を支持する工程と、
    前記支持具にて支持した基板を処理室内に搬入する工程と、
    前記支持具にて支持した基板を前記処理室内で熱処理する工程と、
    熱処理後の基板を前記処理室より搬出する工程と、
    を有する半導体装置の製造方法。

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