CN100386847C - 晶片保持架 - Google Patents

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Abstract

在保持架本体(23)的上面载置晶片(22)，保持架本体插入到形成于热处理炉内的多个保持架用凹槽(14)，水平地得到保持。保持架本体形成为没有切口的圆板状，在保持架本体形成以该保持架本体的轴线为中心沿周向延伸并朝上方凸出的环状凸起(24)。晶片接触在凸起上面地载置于保持架本体，当晶片直径为D时，凸起的外径形成在0.5D-0.98D的范围内，晶片的外周缘不接触凸起。通过防止制作保持架本体时在保持架本体产生翘曲，从而可抑制在晶片产生滑移。另外，可不从规定位置错开地由同一保持架本体确实地保持直径不同的晶片。另外，还可平滑地进行晶片在保持架本体的载置作业和卸下作业。

Description

晶片保持架
技术领域
本发明涉及一种适用于硅晶片的热处理特别是SIMOX(Separation by IMplanted OXygen)晶片制作时的高温退火处理的硅晶片保持架。
背景技术
在特开平5-114645号公报中公开有作为现有技术的晶片保持装置，其中，多个支柱大体平行地配置，由安装于这些支柱的晶片支持板保持硅晶片，在上述支承板形成凹状切口。在该装置中，由SiC烧结体等高熔点陶瓷形成晶片支承板。
在这样构成的晶片保持装置中，由于将晶片载置在安装于支柱的晶片支承板上插入到电炉内，所以，晶片支承板与晶片的接触面积增大。结果，不会在晶片的一部分区域集中地作用负荷，所以，可防止热处理时的晶片塑性变形。
另外，通过在晶片支承板形成切口，可实现装置全体的轻量化，而且可由镊子等夹住硅晶片进出。
然而，在上述现有的由特开平5-114645号公报记载的晶片保持装置中，晶片支承板形成切口，支承板相对该支承板的中心不呈点对称，所以在该支承板制造时可能在切口的部分出现翘曲。为此，当在晶片支承板载置硅晶片时，晶片接触切口的缘部，热处理时的热应力等可能在晶片的晶体中形成滑移这样的晶体缺陷。
为了消除该问题，特开平6-163440号公报公开了一种半导体立式扩散炉用保持装置，其中，在配置于上板与下板之间的支柱可装拆地安装由环状的碳化硅质制成的晶片支承体。在该保持装置中，由上述晶片支承体水平地支承晶片的周缘部。
在这样构成的半导体立式扩散炉用保持装置中，相对晶片外周均匀地配置晶片支承体，而且增加晶片支承体的面积，所以，可减少作用于晶片支承体的面压，使负荷分散。结果，可防止在晶片产生滑移。
然而，在上述现有的由特开平6-163440号公报记载的半导体立式扩散炉用保持装置中，当晶片的外周缘接触晶片支承体时，由于晶片外周部的面部下垂的影响使得难以由外周缘均等地保持晶片，所以，可能在晶片产生滑移。
发明内容
本发明的第1目的在于提供一种晶片保持架，该晶片保持架通过防止保持架本体制作时的保持架本体的翘曲，可抑制在晶片产生滑移。
本发明的第2目的在于提供一种晶片保持架，该晶片保持架通过防止保持架本体接触晶片外周缘，可抑制在晶片产生滑移。
本发明的第3目的在于提供一种晶片保持架，该晶片保持架可不从规定位置错位地由同一保持架本体确实地保持直径不同的晶片。
本发明的第4目的在于提供一种晶片保持架，该晶片保持架可平滑地进行晶片在保持架本体的载置作业和卸下作业。
如图1和图3所示，技术方案1所述的发明为一种晶片保持架，具有在上面载置晶片的保持架本体，上述保持架本体插入到形成于热处理炉内的支承件上的多个保持架用凹槽，水平地得到保持；其特征在于：上述保持架本体形成为没有切口的圆板状，在上述保持架本体的外周缘形成朝上方凸出的凸状环，在上述凸状环的内侧的保持架本体形成以该保持架本体的轴线为中心沿圆周方向延伸并朝上方凸出的单一的环状凸起，上述凸起形成得比上述凸状环低，上述晶片接触上述单一的凸起的上面地载置于上述保持架本体上，当上述晶片的直径为D时，上述单一的凸起的外径形成在0.5D-0.98D的范围内，上述晶片的外周缘不接触上述凸起，上述凸起的高度H形成为2.0-20mm，在上述凸状环的一部分形成可插入晶片输送用叉的叉用凹部，上述叉用凹部的底壁与上述凸状环周围的保持架本体在同一平面上。
在该技术方案1所述的晶片保持架中，由于保持架本体23形成为没有切口的圆板状，即，保持架本体23相对其中心呈点对称，所以，可防止在制造保持架本体23时保持架本体23产生翘曲。结果，晶片22均匀地接触在凸起24的上面，所以，在晶片22中基本不产生内部应力。另外，晶片22的外周缘不接触保持架本体23，不受晶片22外周部的面部下垂的影响，可均等地保持晶片22，所以，在晶片22不产生滑移。
在本说明书中，“切口”指到达保持架本体中心部近旁的切口，不包括在保持架本体外周缘以小深度形成的切口。换言之，制作保持架本体时不在保持架本体产生翘曲那样程度的小切口不属于本说明书中所指的切口。
另外，在技术方案1所述发明中，如图1和图5所示那样，在保持架本体23的外周缘形成朝上方凸出的凸状环26，在凸状环26的内侧的保持架本体23形成直径不同的多个环状凸起24a、24b，多个凸起24a、24b形成得比凸状环26低，最外侧的凸起24a最高，而且越往内侧越低。
在技术方案1所述的晶片保持架中，当将直径大的晶片22载置到保持架本体23时，该晶片22接触在最外侧的凸起24a上面，并由凸状环26的内周面阻止该晶片22的外周面朝水平方向错位。另一方面，当在保持架本体23载置小直径的晶片27时，该晶片27接触在内侧的凸起24b上面，并由最外侧的凸起24a的内周面阻止该晶片27的外周面朝水平方向错位。结果，可不从规定位置错位地由同一保持架本体23确实地保持不同直径的晶片22、27。
本发明技术方案2所述的发明的一种晶片保持架，具有在上面载置晶片的保持架本体，上述保持架本体插入到形成于热处理炉内的支承件上的多个保持架用凹槽，水平地得到保持；其特征在于：上述保持架本体形成为没有切口的圆板状，在上述保持架本体的外周缘形成朝上方凸出的凸状环，在上述凸状环的内侧的保持架本体形成以该保持架本体的轴线为中心沿圆周方向延伸并朝上方凸出的直径不等的多个环状凸起，上述凸起都形成得比上述凸状环低，上述多个凸起中的最外侧的凸起最高，而且越往内侧越低，上述晶片接触上述多个凸起中的任一个凸起的上面地载置于上述保持架本体上，当上述晶片的直径为D时，上述多个凸起中的任一个凸起的外径形成在0.5D-0.98D的范围内，上述晶片的外周缘不接触上述凸起，上述凸起的高度H形成为2.0-20mm，在上述凸状环的一部分及上述凸起的一部分形成可插入晶片输送用叉的多个叉用凹部，上述叉用凹部的底壁与上述凸状环及凸起周围的保持架本体在同一平面上。
技术方案3所述的发明在技术方案1或2所述发明的基础上还具有这样的特征，即，如图1所示那样，凸起24的上面被进行平面加工。
在该技术方案3所述的晶片保持架中，通过对凸起24的上面进行平面加工，可除去在凸起24的上面因CVD处理时的粒子生长等产生的凸部，使其变平滑。结果，即使在凸起24载置晶片22，晶片22也均匀地接触在凸起24的上面，晶片22基本上不产生内部应力，即，由于晶片22的面压减少而且晶片22的负荷分散，所以晶片22不产生滑移。
技术方案4所述的发明在技术方案3所述发明的基础上还具有这样的特征，即，如图1所示那样，在凸起24的上面周缘形成倒角。
在技术方案4所述的晶片保持架中，虽然对凸起24上面进行的平面加工使凸起24上面的周缘为尖棱，但通过在对凸起24的上面进行平面加工后对凸起24上面的周缘进行倒角，除去了上述尖棱。结果，即使在凸起24载置晶片22，晶片22也不会产生由凸起24上面的周缘导致的滑移。
技术方案5所述的发明在技术方案1-4中任何一项所述发明的基础上还具有这样的特征，即，如图4所示那样，在保持架本体23中心形成柱塞28可松动插入的通孔23a，该柱塞28用于在保持架本体23载置晶片22和使晶片22从保持架本体23脱离。
在该技术方案5所述的晶片保持架中，从该通孔23a的下方将柱塞28松动插入到保持架本体23的通孔23a，在该柱塞28的上面载置晶片22，在该状态下，使柱塞28下降，从而将晶片22载置到保持架本体23，使柱塞28从晶片22脱离。当与该作业相反地从该通孔23a的下方将柱塞28插入到载置晶片22的保持架本体23的通孔23a时，晶片22从保持架本体23脱离，载置到柱塞28上面。这样，可较平滑地进行晶片22载置到保持架本体23的作业和从保持架本体23卸下的作业。
技术方案6所述的发明在技术方案2-4中任何一项所述发明的基础上还具有这样的特征，即，如图6和7所示那样，凸起74的高度H为2.0-20mm，在凸状环76的一部分形成可插入晶片输送用叉77的叉用凹部76a，该叉用凹部76a的底壁与凸状环76周围的保持架本体73在同一平面上。
在技术方案6所述的晶片保持架中，当要在热处理炉中收容晶片22时，先在叉77上载置晶片22，移动叉77，使该叉77位于保持架本体73的叉用凹部76a的上方，而且，将晶片22输送到保持架本体73的上方，使晶片22的中心与保持架本体73的中心一致。接着，当使叉77下降时，晶片22接触凸起74上面，当使叉77进一步下降时，叉77从凸起74离开。在该状态下从叉用凹部76a拔出叉77，将载置了晶片22的晶片保持架63收容在热处理炉。
另一方面，当要从热处理炉取出晶片22时，先将叉77插入到叉用凹部76a。然后，使叉77上升，则叉77接触在晶片22的下面，当使叉77进一步上升时，晶片22从凸起74离开，载置到叉77。在该状态下拔出叉77，从热处理炉取出晶片22。
技术方案7所述的发明在技术方案1-4中任何一项所述发明的基础上还具有这样的特征，即，如图8和9所示那样，凸起94的高度H为2.0-20mm，在凸状环96的一部分和凸起94的一部分形成可插入晶片输送用叉97的多个叉用凹部96a、93a、93b，这些叉用凹部96a、93a、93b的底壁与凸状环96和凸起94周围的保持架本体93在同一平面上。
在技术方案7所述的晶片保持架中，当要在热处理炉中收容晶片27时，先在叉97上载置晶片27，移动叉97，使该叉97位于保持架本体93的叉用凹部96a、93a、93b的上方，而且将晶片27输送到保持架本体93的上方，使晶片27的中心与保持架本体93的中心一致。当使叉97下降时，晶片27接触凸起94上面，当使叉97进一步下降时，叉97从凸起94离开。在该状态下从叉用凹部96a、93a、93b拔出叉97，将载置了晶片27的晶片保持架83收容在热处理炉。
另一方面，当要从热处理炉取出晶片27时，先将叉97插入到叉用凹部96a、93a、93b。然后，使叉97上升，则叉97接触在晶片27的下面，当使叉97进一步上升时，晶片27从凸起94离开，载置到叉97。在该状态下拔出叉97，则从热处理炉取出晶片27。
技术方案8所述的发明在技术方案7所述发明的基础上还具有这样的特征，即，如图10和11所示那样，在凸起94的两端部形成倒角。
在技术方案8所述的晶片保持架中，虽然对凸起94上面进行平面加工使叉用凹部93a、93b的两端部即凸起94的两端部成为尖棱，但对凸起94上面进行平面加工后，在该凸起94的两端部形成倒角，除去了上述尖棱，所以，即使在凸起94载置晶片27，晶片27也不产生滑移。
附图说明
图1为包含本发明实施形式的晶片保持架的图2的A-A线断面图。
图2为图3的B-B线断面图。
图3为包含该晶片保持架的热处理炉的断面构成图。
图4为示出在保持架本体载置晶片并收容到热处理炉中的顺序的工序图。
图5为示出在保持架本体载置小直径晶片的状态下与图1对应的断面图。
图6为示出本发明第2实施形式的保持架本体的图7的C-C线断面图。
图7为图6的D向视图。
图8为示出本发明第3实施形式的保持架本体的图9的E-E线断面图。
图9为图8的F向视图。
图10为图9的G-G线断面图。
图11为图9的H-H线断面图。
具体实施方式
下面根据附图说明本发明的第1实施形式。
如图1-图3所示，立式的热处理炉10具有沿铅直方向延伸的SiC制的反应管11、在该反应管11内隔开规定间隔立起设置并由SiC形成的杆状的多个支承件12、及在多个支承件12沿长度方向隔开规定间隔分别形成而且可松动插入晶片保持架13外周缘的多个保持架用凹槽14。反应管11的外周面隔着均热管16由筒状的加热器17覆盖(图3)。支承件12通过底座18和保温筒19立起设置于盖21。另外，晶片支承件12在该实施形式中为4根，等间隔地设置在相同半圆上(图2)。该支承件12由SiC形成，以防止热处理时的高热使支承件12自身变形和防止微粒等的产生污染反应管11内。
晶片保持架13载置在位于4根支承件12的同一平面内的4个保持架用凹槽14的下部水平面，在该晶片保持架13的上面载置8英寸的硅晶片22(图1和图2)。另外，晶片保持架13具有保持架本体23和多个环状凸起24，该保持架本体23形成为没有切口的圆板状，该环状凸起24以该保持架本体23的轴线为中心沿周向延伸地形成并朝上方凸出。保持架本体23由SiC形成。
作为一例，在形成为与保持架本体23相同形状的碳基材上由CVD法堆积SiC，当该SiC达到规定厚度时，烧掉上述碳基材，将保持架本体23形成为规定形状。另外，成为保持架本体23的凸起24的部分的上面经平面加工(平面研磨或平面磨削等)而变得平滑，对凸起24上面进行平面加工后将凸起24上面的周缘倒角(图1)。在说明书中，“倒角”指在面与面的交角形成斜面或圆角，在该实施形式中，面与面的交角形成圆角。由于保持架本体23形成为没有切口的圆板状，即，保持架本体23形成以其轴线为中心的点对称，所以，制作保持架本体23时不在该保持架本体23产生翘曲。
另外，在保持架本体23的外周缘形成朝上方凸出的凸状环26，该凸状环26载置在支承件12的保持架用凹槽14的下部水平面。多个环状凸起24以不同直径形成于凸状环26内侧的保持架本体23，这些凸起24形成得比凸状环26低，最外侧的凸起24a最高，而且越往内侧越低。在该实施形式中，多个环状凸起24由大直径的第1凸起24a和小直径的第2凸起24b构成，第1凸起24a的上面比凸状环26的上面低，而且比第2凸起24b的上面高。另外，在保持架本体23，位于凸状环26与第1凸起24a之间地形成第1凹状环31，位于第1凸起24a与第2凸起24b之间地形成第2凹状环32。凸状环26的内径形成得比8英寸的硅晶片22的外径稍大(图1和图2)，第1凸起24a的内径形成得比6英寸的硅晶片27的外径稍大(图5)。在形成于保持架本体23中央的圆形通孔23a可松动插入后述柱塞28。图1和图2的符号33为第3凹状环。另外，图2的符号22a为用于示出硅晶片22的晶向的取向平面，形成在硅晶片22的外周缘的规定位置。
另一方面，当晶片的直径为D时，凸起24的外径为0.5D-0.98D，最好形成在0.6D-0.8D的范围。具体地说，在直径为8英寸(200mm)的晶片22的场合，凸起24a的外径为100-196mm，最好形成在120-160mm的范围内，在直径为6英寸(150mm)的晶片27的场合，凸起24b的外径为75-147mm，最好形成在90-120mm的范围内。将凸起24的外径限定在0.5D-0.98D，原因在于，如达不到0.5D，当为可由单一的保持架本体保持直径不同的晶片的构成时，凸起宽度变小，承受凸起的面压变大，可能在晶片产生滑移，如超过0.98D，则晶片的外周缘可能接触在保持架本体。
下面，根据图4说明在这样构成的晶片保持架13载置8英寸的硅晶片22然后收容于热处理炉10的顺序。
首先，将保持架本体23放置到设于热处理炉10近旁的保持架临时放置台33。在该状态下使水平地形成上面并可上下移动的柱塞28上升，从下方动配合地插到保持架本体23的通孔23a(图4(a))。接着，利用第1输送装置41从晶片盒(图中未示出)取出热处理前的硅晶片22，载置到柱塞28上面。在该第1输送装置41的上面设置图中未示出的连接到真空泵的多个吸引孔，当第1输送装置41的上面接触到硅晶片22的下面时，由上述真空泵的吸引力晶片22紧密吸附到第1输送装置41，当对阀进行切换(图中未示出)将吸引孔与大气连通时，第1输送装置41从晶片22脱离。即，沿图4(a)的实线箭头所示方向将晶片22放下到柱塞28上后(图4(a)的2点划线所示位置)，对阀(图中未示出)进行切换，将吸引孔与大气连通，这时，通过朝虚线箭头所示方向移动第1输送装置41，可在将晶片22载置于柱塞28上的状态下使第1输送装置41晶片22脱离。
当柱塞28朝图4(b)的1点划线箭头所示方向下降时，晶片22在接触于第1凸起24a的状态下载置于保持架本体23，当柱塞28进一步下降时，柱塞28晶片22脱离。此时，晶片22的外周面朝水平方向的错位由凸状环26的内周面阻止。当在该状态下将第2输送装置42插入到保持架本体23的下方使其上升时，在该第2输送装置42载置保持架本体23，当使第2输送装置42进一步朝图4(c)的2点划线箭头所示方向上升时，保持架本体23从保持架临时放置台33脱离。然后，将晶片保持架13与硅晶片22一起由第2输送装置42输送到热处理炉10，将保持架本体23的外周缘插入到支承件12同一水平面内的4个保持架用凹槽14，在这些保持架用凹槽14的下部水平面载置保持架本体23。通过与支承件12等一起将该晶片保持架13插入到反应管11内，结束晶片22在热处理炉10的收容作业。
在这样将硅晶片22收容于热处理炉10的状态下，使热处理炉10工作，则热处理炉10内的温度上升到1300℃以上。此时，由于保持架本体23为没有切口的圆板状，所以，即使如上述那样加热该保持架本体23，也不在保持架本体23产生翘曲。另外，由于第1和第2凸起24a、24b的上面被进行平面加工，所以，除去了在凸起24a、24b的上面因CVD处理时的粒子生长等产生的凸部，从而变得平滑。另外，在凸起24a、24b的上面进行平面加工后，通过使凸起24a、24b的上面周缘倒角，在凸起24a、24b上面的周缘形成圆角。结果，当在第1凸起24a载置晶片22时，晶片22均匀地接触在第1凸起24a的上面，晶片22基本上不产生内部应力，即，由于晶片22的面压减少而且晶片22的负荷被分散，所以，不在晶片22产生滑移。另外，晶片22的外周缘不接触保持架本体23，不受到晶片22外周部的面部下垂的影响，可均等地保持晶片22，所以，晶片22不产生滑移。
当热处理炉10内的晶片22的热处理结束时，按与上述相反的顺序与晶片22一起从热处理炉10取出保持架本体23，载置到保持架临时放置台33，将晶片22收容到晶片盒中。
在该实施形式中，是在保持架本体23载置8英寸的晶片22，但也可如图5所示那样载置6英寸的晶片27。在该场合，6英寸的晶片27接触在比第1凸起24a低的第2凸起24b的上面，载置于保持架本体23，而且第1凸起24a的内径比该晶片22的外径稍大，所以，该晶片27在水平方向上的错位由第1凸起24a的内周面阻止。结果，6英寸的晶片27在位于保持架本体23的中心的状态下受到保持。
图6和图7示出本发明的第2实施形式。在图6和图7中，与图1和图2相同的符号表示相同部件。
在该实施形式中，形成于保持架本体73的凸起74的高度H为2.0-20mm，最好为3-10mm，在凸状环76的一部分形成可插入晶片输送用叉77的叉用凹部76a、76a，该叉用凹部76a、76a的底壁与凸状环76周围的保持架本体73在同一平面上。该保持架本体73用于仅载置8英寸的硅晶片22，上述凸起74的断面大体形成为角状。另外，将凸起74的高度H设定在2.0-20mm的范围的原因在于，如达不到2.0mm，当相对叉用凹部76a、76a松动插入或拔出叉77时，叉77存在接触到晶片22或保持架本体73的危险，当超过20mm时，插入到保持架用凹槽(图中未示出)的保持架本体73的间隔变得过大，收容于热处理炉(图中未示出)的晶片22的数量减少。凸起74的上面被进行平面加工(平面研磨或平面磨削等)，进行平面加工后将凸起74上面的周缘倒角(图6)。
叉77具有基部77a和从该基部77a的前端分成2支的一对承接部77b、77b。一对承接部77b、77b的上面与第1实施形式同样，设置有与真空泵(图中未示出)的多个吸引孔(图中未示出)。为了当一对承接部77b、77b的上面接触硅晶片22下面时，由上述真空泵的吸引力使晶片22紧密接触在一对承接部77b、77b，并为了对阀(图中未示出)进行切换将吸引孔与大气连通时可使一对承接部77b、77b容易地从晶片22脱离，因而设置了这些吸引孔。
凸状环76朝上方凸出地形成于保持架本体73的外周缘，叉用凹部76a、76a在该凸状环76形成2个。具体地说，2个叉用凹部76a、76a相对一对承接部77b、77b隔开相同间隔，并且分别形成得比一对承接部77b、77b的宽度稍宽。在保持架本体73形成位于凸状环76和凸起74间的第1凹状环71，上述叉用凹部76a的底壁与第1凹状环71处于同一平面地形成。图6和图7的符号73a为形成于保持架本体73中心的圆形通孔。上述内容以外与第1实施形式相同地构成。
下面，说明在这样构成的晶片保持架63载置8英寸的硅晶片22然后收容到热处理炉的顺序。
预先将保持架本体73的外周缘插入到支承件(图中未示出)的同一水平面内的4个保持架用凹槽(图中未示出)，在这些保持架用凹槽的下部水平面载置保持架本体73。首先，使真空泵动作，将一对承接部77b、77b的吸引孔与真空泵连通，在上述一对承接部77b、77b载置晶片盒(图中未示出)内的晶片22。在该状态下移动叉77，使上述一对承接部77b、77b分别位于保持架本体73的2个叉用凹部76a、76a的上方，而且使晶片22的中心与保持架本体73的中心一致地将晶片22输送到保持架本体73的上方。将一对承接部77b、77b的吸引孔与大气连通后，使叉77下降，晶片22接触凸起74上面，进一步使叉77下降时，一对承接部77b、77b从凸起74离开。在该状态下从叉用凹部76a、76a拔出一对承接部77b、77b后，通过与支承架等一起将晶片保持架63插入到反应管(图中未示出)内，完成晶片22在热处理炉的收容作业。
在这样将硅晶片22收容于热处理炉的状态下，使热处理炉工作，这时，与第1实施形式同样，晶片22均匀地接触在凸起74的上面，所以，晶片22基本不产生内部应力，因此，可控制晶片22内的滑移的产生。
另一方面，当热处理炉内的晶片22的热处理结束时，与支承件等一起从热处理炉取出晶片保持架63后，使真空泵作动，将一对承接部77b、77b的吸引孔与真空泵连通，在该状态下将一对承接部77b、77b分别插入到2个叉用凹部76a、76a。接着，使叉77上升，则一对承接部77b、77b接触晶片22的下面，当使叉77进一步上升时，晶片22从凸起74离开，载置到一对承接部77b、77b。在该状态下使叉77水平地朝拔出一对承接部77b、77b的方向移动。通过进一步移动叉77，将晶片22收容在晶片盒中，从而结束晶片22从热处理炉的取出作业。这样，可在比第1实施形式更短的时间内平滑地进行晶片22收容到热处理炉中的作业和从热处理炉取出的作业。
图8-图11示出本发明的第3实施形式。
在该实施形态下，形成于保持架本体93的第1和第2凸起94a、94b中的较低的第2凸起94b的高度H为2.0-20mm，最好形成为3-10mm，在凸状环96的一部分和凸起94的一部分形成可插入晶片输送用叉97的多个叉用凹部96a、93a、93b，这些叉用凹部96a、93a、93b的底壁与凸状环96和凸起94周围的保持架本体93处于同一平面地形成。该保持架本体93可载置8英寸硅晶片和6英寸晶片27中的任一个地构成。另外，凸状环96朝上方凸出形成于保持架本体93的外周缘。第1和第2凸起94a、94b形成得比凸状环96低，内侧的第2凸起94b形成得比外侧的第1凸起94a低。另外，在第2凸起94b的内侧形成比该第2凸起94b更低的凸状肋98。
凸状环96的内径形成得比8英寸的硅晶片(图中未示出)的外径稍大，第1凸起94a的上端近旁的内径形成得比6英寸的硅晶片27的外径稍大。在第1凸起94a载置8英寸的晶片，在第2凸起94b载置6英寸的晶片27。这些凸起94a、94b的断面大体形成为角状。另外，将第2凸起94b的高度H限定在2.0-20mm的范围的原因在于，如达不到2.0mm，当相对叉用凹部96a、93a、93b可松动地插入或拔出叉97时，叉97存在接触到晶片27或保持架本体93的危险，当超过20mm时，插入到保持架用凹槽(图中未示出)的保持架本体93的间隔变得过大，收容于热处理炉(图中未示出)的晶片27的数量减少。凸起94的上面被进行平面加工(平面研磨或平面磨削等)，进行平面加工后将凸起94上面的周缘倒角(图8)。
叉97形成为沿直线延伸的平板状，在其前端近旁上面与第1实施形式同样地设置与真空泵(图中未示出)相连的多个吸引孔(图中未示出)。为了在将叉97的上面接触于硅晶片27的下面时由上述真空泵的吸引力使晶片27紧密接触在叉97，以及为了对阀(图中未示出)进行切换将吸引孔与大气连通时使叉97从晶片27容易地脱离，因而设置了这些吸引孔。
另一方面，叉用凹部96a、93a、93b、98a除形成在凸状环96、第1凸起94a、及第2凸起94b外，还形成于凸状肋98的一部分上。这些叉用凹部96a、93a、93b、98a从保持架本体93的中心朝径向相连于一直线上地形成，而且形成得比叉97的宽度稍大。在保持架本体93分别形成位于凸状环96和第1凸起94a之间的第1凹状环101、第1凸起94a与第2凸起94b之间的第2的凹状环102、位于第2凸起94b与凸状肋98之间的第2凹状环103、及位于凸状肋98内侧的凹状圆板104。上述第1凹状环101、第2凹状环102、第3凹状环103、及凹状圆板104处于同一平面地形成，并与叉用凹部96a、93a、93b、98a的底壁也处于同一平面地形成。如图10和图11所示，因形成上述叉用凹槽93a、93b而形成切口的第1和第2凸起94a、94b的两端部即叉用凹部93a、93b的两端部分别被倒角。上述以外的内容与第1实施形式相同地构成。
下面，说明将6英寸硅晶片27载置于这样构成的晶片保持架83收容到热处理炉的顺序。
预先在支承件(图中未示出)的同一水平面内的4个保持架用凹槽(图中未示出)插入保持架本体93的外周缘，在这些保持架用凹槽的下部水平面载置保持架本体93。首先，使真空泵作动，将叉97的吸引孔与真空泵连通，在上述叉97载置晶片盒(图中未示出)内的晶片27。在该状态下移动叉97，使该叉97分别位于保持架本体93的叉用凹部96a、93a、93b、98a的上方，而且使晶片27的中心与保持架本体93的中心一致地将晶片27输送到保持架本体93的上方。接着，在将叉97的吸引孔与大气连通后，使叉97下降，这时，晶片27接触在第2凸起94b上面，进一步使叉97下降时，叉97从第2凸起94b离开。在该状态下，从叉用凹部96a、93a、93b、98a拔出叉97，之后，与支承件等一起将晶片保持架83插入到反应管内，从而结束晶片27在热处理炉中的收容作业。
在这样将硅晶片27收容于热处理炉的状态下，使热处理炉工作，由加热器(图中未示出)使热处理炉内的温度上升到1300℃以上。此时，由于保持架本体93为没有切口的圆板状，所以，即使如上述那样加热该保持架本体93，也不在保持架本体93产生翘曲。另外，由于第1和第2凸起94a、94b的上面被进行平面加工，所以，除去了在凸起94a、94b的上面因CVD处理时的粒子生长等产生的凸部，从而变得平滑。另外，在凸起94a、94b的上面进行平面加工后，通过对凸起94a、94b的上面周缘倒角，在凸起94a、94b上面的周缘和凸起94a、94b的两端部形成圆角。结果，当在第2凸起94b载置晶片27时，晶片27均匀地接触在第2凸起94b的上面，晶片27基本上不产生内部应力，即，由于晶片27的面压减少而且晶片27的负荷被分散，所以，不在晶片27产生滑移。另外，晶片27的外周缘不接触保持架本体93，不受到晶片27外周部的面部下垂的影响，可均等地保持晶片27，所以，晶片27不产生滑移。
当热处理炉内的晶片27的热处理结束时，先与支承件等一起从热处理炉取出晶片保持架83，之后，使真空泵作动，将叉97的吸引孔与真空泵连通，在该状态下将叉97分别插入到叉用凹部96a、93a、93b、98a。接着，使叉97上升，则叉97接触晶片27的下面，当使叉97进一步上升时，晶片27从第2凸起94b离开，载置到叉97。在该状态下沿水平方向拔出叉97。通过进一步移动叉97，将晶片27收容在晶片盒中，从而结束晶片27从热处理炉的取出作业。这样，可在比第1实施形式更短的时间内平滑地进行晶片27收容到热处理炉中的作业和从热处理炉取出的作业。
在上述第1和第3实施形式中，保持架本体上形成有2个环状凸起，在第2实施形式中，保持架本体形成有1个环状凸起，但也可形成3个以上直径不同的环状凸起。
在上述第1-第3实施形式中，作为晶片，列举出了硅晶片，但也可是GaP晶片、GaAs晶片等，晶片的外径不限于8英寸和6英寸，也可是具有其它外径的晶片。
如上所述，按照本发明，将保持架本体形成为没有切口的圆板状，在保持架本体形成以该保持架本体的轴线为中心沿周向延伸而且朝上方凸起的环状凸起，晶片接触在凸起上面地载置在保持架本体，而且晶片的外周缘不接触凸起，所以，保持架本体以其轴线为中心呈点对称，制造保持架本体时可防止保持架本体的翘曲。结果，晶片均匀地接触在凸起的上面，所以，晶片基本上不产生内部应力，因此，可抑制在晶片内产生滑移。另外，由于晶片的外周缘不接触保持架本体，不受到晶片外周部的面部下垂的影响，可均等地保持晶片，所以，不会在晶片产生滑移。
另外，如在保持架本体的外周缘形成朝上方凸起的凸状环，在凸状环内侧的保持架本体以不同直径形成多个环状凸起，这些凸起形成得比凸状环低，最外侧的凸起最高，而且越往内侧越低，则可不从规定位置错位地由同一保持架本体确实地保持直径不同的晶片。
另外，如对凸起的上面进行平面加工，则可除去在凸起上面因CVD处理时的粒子生长等产生的凸部，使其变得平滑。结果，即使在凸起载置晶片，晶片也均匀地接触在凸起的上面，晶片基本上不产生内部应力，即，由于晶片面压减少而且晶片的负荷被分散，所以晶片不产生滑移。
另外，对凸起上面进行平面加工后，如在凸起上面的周缘形成倒角，则可除去对凸起上面进行平面加工时在凸起上面周缘产生的尖棱，所以，即使在凸起上载置晶片，也不在晶片中产生由凸起上面周缘产生的滑移。
另外，如在保持架本体中心形成可松动插入柱塞的通孔，则通过柱塞在通孔的松动插入和从通孔的拔出，可将晶片载置到保持架本体或从保持架本体卸下。结果，可平滑地进行晶片在保持架本体的载置作业和从保持架本体的卸下作业。
另外，如将凸起的高度形成为2.0-20mm，在凸状环的一部分形成可插入晶片输送用叉的叉用凹部，与凸状环周围的保持架本体处于同一平面地形成该叉用凹部的底壁，则可在短时间内平滑地进行晶片在热处理炉中的收容作业和从热处理炉的取出作业。
另外，将凸起的高度形成为2.0-20mm，在凸状环的一部分和凸起的一部分形成可插入晶片输送用叉的多个叉用凹部，与凸状环和凸起的周围的保持架本体处于同一平面地形成这些叉用凹部的底壁，也可在短时间内平滑地进行晶片在热处理炉中的收容作业和从热处理炉的取出作业。
另外，对凸起上面进行平面加工后，如在凸起的两端部形成倒角，则除去了因凸起上面的平面加工在凸起两端部产生的尖棱，所以，即使在凸起上载置晶片，也不产生滑移。
本发明的晶片保持架可用于硅晶片的热处理，特别是用于制作SIMOX晶片时的高温退火处理。

Claims (6)

1.一种晶片保持架，具有在上面载置晶片(22)的保持架本体(73)，上述保持架本体(73)插入到形成于热处理炉(10)内的支承件(12)上的多个保持架用凹槽(14)，水平地得到保持；其特征在于：上述保持架本体(73)形成为没有切口的圆板状，在上述保持架本体(73)的外周缘形成朝上方凸出的凸状环(76)，在上述凸状环(76)的内侧的保持架本体(73)形成以该保持架本体(73)的轴线为中心沿圆周方向延伸并朝上方凸出的单一的环状凸起(74)，上述凸起(74)形成得比上述凸状环(76)低，上述晶片(22)接触上述单一的凸起(74)的上面地载置于上述保持架本体(73)上，当上述晶片(22)的直径为D时，上述单一的凸起(74)的外径形成在0.5D-0.98D的范围内，上述晶片(22)的外周缘不接触上述凸起(74)，上述凸起(74)的高度H形成为2.0-20mm，在上述凸状环(76)的一部分形成可插入晶片输送用叉(77)的叉用凹部(76a)，上述叉用凹部(76a)的底壁与上述凸状环(76)周围的保持架本体(73)在同一平面上。
2.一种晶片保持架，具有在上面载置晶片(27)的保持架本体(93)，上述保持架本体(93)插入到形成于热处理炉(10)内的支承件(12)上的多个保持架用凹槽(14)，水平地得到保持；其特征在于：上述保持架本体(93)形成为没有切口的圆板状，在上述保持架本体(93)的外周缘形成朝上方凸出的凸状环(96)，在上述凸状环(96)的内侧的保持架本体(93)形成以该保持架本体(93)的轴线为中心沿圆周方向延伸并朝上方凸出的直径不等的多个环状凸起(94a，94b)，上述凸起(94a、94b)都形成得比上述凸状环(96)低，上述多个凸起(94a、94b)中的最外侧的凸起(94a)最高，而且越往内侧越低，上述晶片(27)接触上述多个凸起(94a，94b)中的任一个凸起的上面地载置于上述保持架本体(93)上，当上述晶片(27)的直径为D时，上述多个凸起(94a，94b)中的任一个凸起的外径形成在0.5D-0.98D的范围内，上述晶片(27)的外周缘不接触上述凸起(94a，94b)，上述凸起(94a，94b)的高度H形成为2.0-20mm，在上述凸状环(96)的一部分及上述凸起(94a，94b)的一部分形成可插入晶片输送用叉(97)的多个叉用凹部(96a、93a、93b)，上述叉用凹部(96a、93a、93b)的底壁与上述凸状环(96)及凸起(94a，94b)周围的保持架本体(93)在同一平面上。
3.如权利要求1或2所述的晶片保持架，其特征在于：凸起(74、94a、94b)的上面被进行平面加工。
4.如权利要求3所述的晶片保持架，其特征在于：在凸起(74、94a、94b)的上面周缘形成倒角。
5.如权利要求1所述的晶片保持架，其特征在于：在保持架本体(73)中心形成柱塞(28)可动配合地插入的通孔(73a)，该柱塞(28)用于在保持架本体(73)载置晶片(22)和使上述晶片(22)从上述保持架本体(73)脱离。
6.如权利要求2所述的晶片保持架，其特征在于：在凸起(94)的两端部形成倒角。
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