CN1608313A - 热处理用舟式容器和立式热处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热处理用舟式容器，其特征在于具有多根支柱；在所述各支柱上，沿高度方向以规定间隔形成的多个爪部；借助所述爪部，在所述多根支柱之间呈多层安装的、具有可装载被处理体的被处理体装载面的多个支承板；设置于所述被处理体装载面上的槽和贯通孔。根据本发明，由于设置于被处理体装载面上的槽和贯通孔的作用，在支承板的被处理体装载面与被处理体之间形成空气层，可抑制被处理体的粘贴。由此，即使在高温的热处理时，仍可抑制被处理体的粘贴造成的滑动。
Description
技术领域
本发明涉及热处理用舟式容器和立式热处理装置。
背景技术
在半导体装置的制造工序中，具有对被处理体，比如半导体晶片进行比如氧化、扩散、CVD、退火等各种热处理的工序。作为用于进行这些工序的热处理装置的一种，采用可一次性地对多个晶片进行热处理的立式热处理装置。在该立式热处理装置中，采用用于装载多个晶片的热处理用舟式容器(boat)。
作为该热处理用舟式容器，提出可通过环状的支承板支承晶片周缘部的环状舟式容器(比如，参照JP特开平9-237781号公报等)。在此情况下，可减少随晶片的直径增加(比如，直径为300mm)而增加的、自重应力造成的滑动(结晶缺陷)。另外，由于使升降温的速度高于晶片中间部的晶片周缘部的热容量增加，故可提高处理的面内均匀性。
但是，在这样的热处理用舟式容器中，如果在上述支承板的表面上具有微小的凹凸部甚至突起，则晶片的内面容易损伤，或在晶片上产生自重应力造成的滑动。另一方面，如果为了消除这样的问题，将上述支承板的表面研磨成镜面状，则晶片容易粘贴于该支承板的表面上。因此，优选在对上述支承板的表面进行研磨后，比如，通过喷砂法等方式，仅使该支承板的表面略微粗糙。
但是，在上述的热处理用舟式容器的情况下，在高温，比如1050℃～1200℃的热处理时，产生晶片粘贴于支承板的表面上的现象。另外，该粘贴现象和支承表面的极小凹凸甚至突起使得在晶片上产生部分自重应力造成的滑动。
发明内容
本发明是考虑了上述情况而提出的，本发明的目的在于提供可抑制高温热处理时被处理体产生滑动的热处理用舟式容器和立式热处理装置。
本发明涉及一种热处理用舟式容器，其特征在于该热处理用舟式容器包括多根支柱；沿高度方向以规定间隔形成于上述各支柱上的多个爪部；通过上述爪部以多层安装于上述多根支柱之间，且具有可装载被处理体的被处理体装载面的多块支承板；以及设置于上述被处理体装载面上的槽和贯通孔。
按照本发明，由于设置于被处理体装载面上的槽和贯通孔的作用，故在支承板的被处理体装载面与被处理体之间形成空气层，可抑制被处理体的粘贴。由此，即使在高温的热处理时，仍可抑制被处理体的粘贴造成的滑动。
优选在上述被处理体装载面上，设置有用于抑制被处理体的粘贴的微小的凹凸部。这样，使抑制被处理体的粘贴的效果增加。
一般，由于被处理体大致呈圆形，故优选上述支承板也大致呈圆形，且上述多根支柱按照与上述支承板垂直的方式，设置于上述支承板的后方、左方和右方。这样，容易装载和取出被处理体。
此外，优选在上述支承板上，设置有与上述支承板的左方的支柱的爪部固定，防止上述支承板滑落的左固定部；与上述支承板的右方的支柱的爪部固定，防止上述支承板滑落的右固定部。这样，可防止振动等造成的支承板的滑落。
比如，上述左固定部和右固定部为与爪部的侧壁部接触的止动部件。
或者，优选在上述支承板上设置与上述支承板的左方支柱的爪部的顶部结合的左结合孔；与上述支承板的右方支柱的爪部的顶部结合的右结合孔；与上述支承板的后方支柱的爪部的顶部结合的后方结合孔。这样也可防止振动等造成的支承板的滑落。
并且，优选在上述支柱的顶端部和底端部安装有隔板。具体来说，优选在上述支柱的顶端部和底端部，分别通过上述爪部在上述多个支柱之间按照多层安装有多个隔板。
一般，被处理体大致呈圆形，故优选上述隔板也大致呈圆形，上述多根支柱按照与上述支承板垂直的方式，设置于上述隔板的后方、左方和右方。
再有，优选在上述隔板上设置与上述隔板的左方支柱的爪部固定，防止上述隔板的滑落的隔板左固定部；与上述隔板的右方支柱的爪部固定，防止上述隔板滑落的隔板右固定部。这样，可防止振动等造成隔板的滑落。
比如，上述隔板左固定部和上述隔板右固定部为与爪部的侧壁部接触的止动部件。
或者，优选在上述隔板上设置与上述隔板的左方支柱的爪部的顶部结合的隔板左结合孔；与上述隔板的右方支柱的爪部的顶部结合的隔板右结合孔；与上述隔板的后方支柱的爪部的顶部结合的隔板后方结合孔。这样也可防止振动等造成的隔板的滑落。
另外，本发明涉及一种立式热处理装置，其特征在于该立式热处理装置包括具有上述特征的热处理用舟式容器，以及与可收纳上述热处理用舟式容器的热处理炉。
附图说明
图1为表示本发明的一个实施方式的立式热处理装置的截面图；
图2为表示热处理用舟式容器的舟式容器主体的图，图2(a)为平面图，图2(b)为沿图2(a)中的A-A线的纵向截面图；
图3为表示热处理用舟式容器的支承板部分的横向截面图；
图4为沿图3中的B-B线的放大截面图；
图5为表示热处理用舟式容器的隔板部分的横向截面图；
图6为用于说明通过结合孔而防止支承板滑落功能的、与图4相同的图；
图7为用于说明通过隔板结合孔而防止隔板滑落功能的、与图6相同的图。
具体实施方式
下面根据附图对本发明的实施方式进行具体说明。图1为表示本发明的实施方式的立式热处理装置的截面图，图2(a)，图2(b)为表示热处理用舟式容器的舟式容器主体的图，图3为表示热处理用舟式容器的支承部分的横向截面图，图4为沿图3中的B-B线的放大截面图，图5为表示热处理用舟式容器的隔板部分的横向截面图。
象图1所示的那样，该立式热处理装置1包括收纳被处理体比如半导体晶片W并对其进行规定的处理，比如CVD处理的、构成热处理炉的石英制反应管2(处理容器)。
该反应管2在本实施方式的情况下，为内管2a和外管2b的双重管结构，但是，也可为仅仅有外管2b的单管结构。另外，在反应管2的底部，以气密方式连接有环状的集合管5，该集合管5包括将处理气体、净化用惰性气体导入反应管2内的气体导入管部(气体导入通道)3和将反应管2内的气体排出的排气管部(排气通道)4。
在上述气体导入管部3上连接有气体供给系统的管。在上述排气管部4上连接有排气系统的管(图中未示出)，该排气系统的管具有可在反应管2的内部进行减压控制的真空泵或压力控制阀等。上述集合管5安装于图中未示出的底板上。另外，在上述反应管2的周围，按照可在规定的温度，比如300～1200℃对反应管2内进行加热控制的方式设置圆筒状的加热器8。
上述反应管2的底端的集合管5形成热处理炉的炉口6。在该热处理炉的下方，按照可通过升降机构8升降的方式设置有将炉口6开闭的盖体7。该盖体7可与集合管5的开口端接触，将炉口6密封。
在该盖体7上，通过作为炉口隔热机构的保温筒10而放置有热处理用舟式容器9，该热处理用舟式容器9在上下方向设置间隔地以水平状态呈多层支承多个(比如，75～100个)大口径(比如，直径为300mm)的晶片W。上述舟式容器9可通过升降机构8使得盖体7上升从而装载(送入)至反应管2内，通过盖体7的下降而从反应管2内卸载(送出)。
另一方面，上述热处理用舟式容器9象图2～图4所示的那样，包括多根(例如3根)具有沿高度方向以规定间隔形成爪部11的支柱12；装载借助上述爪部11而多层安装晶片W的支承板13。更具体地说，上述热处理用舟式容器9具备舟式容器主体16，该舟式容器主体16由底板14、顶板15、以及在底板14和顶板15之间延伸的上述多根支柱12形成。上述支承板13通过爪部11而多层支承于舟式容器主体16的支柱12上。为了使上述多个支承板13所在的区域内的热处理条件均匀，在上述支柱12的顶端侧和底端侧通过上述爪部11支承有多块(比如3～4块)如图5所示的隔板17。上述支柱12按照围绕支承板13、晶片W的方式以规定的间隔沿周向设置。该支柱12、底板14和顶板15通过比如焊接等方式成一体接合。
舟式容器主体16、支承板13和隔板17在中高温，比如1000℃以下的热处理温度下使用时也可由石英制成。但是，在较高温，比如1050～1200℃的热处理温度下使用时，优选由碳化硅(SiC)制成。在此情况下，为了防止因纯度较低的碳化硅材料使晶片W受到污染，优选在舟式容器主体16、支承板13和隔板17上，在加工后，通过比如CVD处理形成保护膜。另外，支承板13和隔板17的外形基本相同。
顶板15和底板14分别呈环状。在用于高温的热处理时，优选在顶板15上设置用于排除热应力的狭槽18。另外，在本实施方式中，如图2(a)所示的那样，在顶板15和底板14的周缘部的一部分上，设置有用于避免对杆状的温度检测器造成干扰的缺口部19。
在舟式容器主体16上，为了可从前方装卸支承板13和隔板17(安装和取下)、实现晶片W的进出，在前方区域不设置上述支柱12，而在左右和后方区域中的至少三个部位设置支柱12。在左右设置两个后方区域的支柱12，也可采用四个支柱12。
为了更加稳定地支承支承板13和隔板17，左右的支柱12象图3所示的那样，设置于舟式容器主体16的左右方向的中心线La的稍前方。另外，在这些支柱12的内侧，以规定间隔形成有水平的爪部11。这些爪部11可通过下述的方式形成：从比如舟式容器主体16的开口侧插入旋转式磨削刀片，对支柱12的内侧进行研磨，对槽部20进行加工。在此情况下，为了抑制爪部11的热容量，使晶片W的面内温度均匀，优选爪部11按照较小的厚度且较小的尺寸形成。
另外，为了在按照立式热处理装置1的高度关系而设定的热处理用舟式容器9的舟式容器主体16内的有限空间中，确保搭载规定张数的晶片W的装载区域，支承隔板17的爪部11的间距间隔Pa按照比支持支承板13的爪部11的间距间隔Pa的尺寸小地形成。
左右的支柱12的槽部20的里部(背面)按照与舟式容器主体16的前后方向的中心线La平行的方式形成。另一方面，后方的支柱12的槽部20的里部(背面)按照与舟式容器主体16的左右方向的中心线La平行的方式形成。另外，在支承板13和隔板17的外周，象图3所示的那样，形成有与左右的支柱12的槽部20的里部(背面)平行的缺口部21，和与后方的支柱12的槽部20的里部(背面)平行的缺口部22。由此，支承板13和隔板17可确实并且容易地安装于舟式容器主体16上。
上述支承板13形成为外径大于圆形晶片W的环状，以载置晶片W的周缘部。在这里，为了不损伤晶片W的内面，或在晶片W上不产生自重应力造成的滑动，呈镜面状对支承板13的晶片装载面(被处理体装载面)23进行研磨，然后，为了抑制晶片W的粘贴，比如，通过喷砂法等的粗面加工，在支承板13的晶片装载面23上，设置有微小凹凸部(图示省略)。或者，不进行镜面状的研磨加工与其后的粗面加工这两者，而是研磨加工到预先所希望的表面粗糙度的方法也是有效的。
为了即使在高温，比如1050℃～1200℃的热处理时，抑制晶片W粘贴于支承板13的装载面23上的现象，在上述支承板13的装载面23上设置槽24和贯通孔25。在本实施方式中，象图3和图4所示的那样，在支承板13的装载面23上，形成环状的同心圆状的多个，比如两个槽24，并且沿上下方向穿过支承板13的多个贯通孔25按照规定间隔沿其周向而设置于各槽24的内部。另外，虽然上述槽24优选为多个，但是也可为1个。此外，虽然上述槽24优选沿周向连续，但是也可沿周向间断地形成。此外，虽然上述槽24呈环状，但是，也可呈放射状地形成。而且槽24也可呈筛网状。即，槽24的配置形状是不限定的。
还有，象图4所示的那样，在支承板13的周缘部，按照与晶片W大致相同的高度，设置用于防止晶片W滑落的立起壁26。另外，由于支承板13的晶片装载面23通过微细的凹凸(粗面加工)、槽24和贯通孔25(将在转移晶片时滞留于晶片和晶片装载面之间的空气排出)而使得晶片W难于滑动，故也可不必一定设置上述立起壁26。
再有，在支承板13上设置有止动部件27，该止动部件27与左右的支柱12的爪部11固定，作为用于防止支承板13滑落的左固定部和右固定部。该止动部件27分别向下突设于支承板13的内面的左右边缘部。该止动部件27分别与左右的爪部11的后方侧的侧面接触，与其固定，由此，阻止支承板13朝向前方的移动。另外，支承板13朝向后方和左右方向的移动被支柱12阻止。
为了抑制上述止动部件27的热容量，使晶片W的面内温度均匀，优选止动部件27按照较薄并且较小的尺寸形成。另外，由于相同的原因，支承板13的内面中的除了上述止动部件27以外的部分尽可能地按照平坦的方式形成。
在上述隔板17上，象图5所示的那样，与上述支承板13相同，设置有止动部件28，该止动部件28与左右的支柱12的爪部11固定，作为用于防止隔板17滑落的隔板左固定部和隔板右固定部。另外，在隔板17用于高温的热处理时，用于排出热应力的狭槽29优选在从隔板17的中心向前方的径向设置。
通过上述结构的热处理用舟式容器9或使用该热处理用舟式容器9的立式热处理装置1，热处理用舟式容器9借助上述爪部11，将装载晶片W的支承板13多层安装于按照规定间隔沿高度方向形成的、具有爪部11的多根支柱12上，在上述支承板13的晶片装载面23上，设置槽24和贯通孔25，故在支承板13的晶片装载面23和晶片W之间形成空气层，通过空气层抑制晶片W的粘贴。由此，即使在高温的热处理时，仍防止晶片W的粘贴，并且可抑制因晶片装载面23的极小凹凸、甚至突起造成的晶片W的一部分自重应力导致的滑动。
另外，由于在上述支承板13上，设置有与左右支柱12的爪部11固定，用于防止支承板13的滑落的止动部件27，故可防止振动等造成的支承板13的滑落。即，使耐震性和耐久性提高。此外，由于在上述支柱12的顶端侧和底端侧通过上述爪部11而安装有隔板17，在上述隔板17上设置与左右支柱12的爪部11固定，防止隔板17的滑落的止动部件28，故可防止振动等造成的隔板17的滑落，即，使耐震性和耐久性提高。
隔板17在采用SiC制成的情况下，可通过模具成型。在此情况下，与将钢锭切片而制作的隔板不同，可容易成一体地形成止动部件28。另外，在上述热处理用舟式容器9中，由于单独地形成舟式容器主体16和支承板13，故制造、清洗和更换支承板13等作业容易。
以上通过附图对本发明的实施方式进行了具体说明，但是，本发明不限于上述实施方式，可在不脱离本发明要旨的范围内进行各种设计变更等。比如，为了容易通过转移机构转移晶片W，支承板13也可呈前方开口的马蹄形。另外，作为上述舟式容器主体16、支承板13和隔板17的材料，优选采用碳化硅，但是，也可为多晶硅(Si)。作为被处理体，除了半导体晶片以外，还可为比如LVD基板等。
此外，就支承板13和隔板17的滑落防止功能来说，也可采用图6和图7所示的结合孔，以代替上述的止动部件27、28。
在图6的情况下，在支承板13的内面，设置与支承板13的左方支柱的爪部的顶部结合的左结合孔127；与支承板13的右方支柱的爪部的顶部结合的右结合孔127’；与支承板13的后方支柱的爪部的顶部结合的后方结合孔127”，以防止支承板13的滑落。
同样对于隔板17，可采用相同的结构，以便防止滑落。象图7所示的那样，在隔板17的内面，设置与隔板17的左方支柱的爪部的顶部结合的左结合孔128；与隔板17的右方支柱的爪部的顶部结合的右结合孔128’；与隔板17的后方支柱的爪部的顶部结合的隔板后方结合孔128”，以防止隔板17的滑落。
Claims (13)
1.一种热处理用舟式容器，其特征在于，具有：
多根支柱；
在所述各支柱上，沿高度方向以规定间隔形成的多个爪部；
借助所述爪部，在所述多根支柱之间呈多层安装的、具有可装载被处理体的被处理体装载面的多个支承板；
设置于所述被处理体装载面上的槽和贯通孔。
2.一种热处理用舟式容器，其特征在于，在所述被处理体装载面上，设置有用于抑制被处理体的粘贴的微小的凹凸。
3.根据权利要求1或2所述的热处理用舟式容器，其特征在于，所述支承板大致呈圆形；
所述多根支柱按照与所述支承板垂直的方式，设置于所述支承板的后方、左方和右方。
4.根据权利要求3所述的热处理用舟式容器，其特征在于，在所述支承板上，设置有：
与所述支承板的左方支柱的爪部固定，防止所述支承板滑落的左固定部；
与所述支承板的右方支柱的爪部固定，防止所述支承板滑落的右固定部。
5.根据权利要求4所述的热处理用舟式容器，其特征在于，所述左固定部和右固定部为与爪部的侧壁部接触的止动部件。
6.根据权利要求3所述的热处理用舟式容器，其特征在于，在所述支承板上，设置有：
与所述支承板的左方支柱的爪部的顶部结合的左结合孔；
与所述支承板的右方支柱的爪部的顶部结合的右结合孔；
与所述支承板的后方支柱的爪部的顶部结合的后方结合孔。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的热处理用舟式容器，其特征在于，在所述支柱的顶端部和底端部安装有隔板。
8.根据权利要求1～6中任一项所述的热处理用舟式容器，其特征在于，在所述支柱的顶端部和底端部，分别借助所述爪部，在所述多个支柱之间以多层安装有多个隔板。
9.根据权利要求8所述的热处理用舟式容器，其特征在于，
所述隔板大致呈圆形，
所述多根支柱按照与所述支承板垂直的方式，设置于所述支承板的后方、左方和右方。
10.根据权利要求9所述的热处理用舟式容器，其特征在于，在所述隔板上，设置有：
与所述隔板的左方支柱的爪部固定，防止所述隔板滑落的隔板左固定部；
与所述隔板的右方支柱的爪部固定，防止所述隔板滑落的隔板右固定部。
11.根据权利要求10所述的热处理用舟式容器，其特征在于，所述隔板左固定部和所述隔板右固定部为与爪部的侧壁部接触的止动部件。
12.根据权利要求9所述的热处理用舟式容器，其特征在于，在所述隔板上，设置有：
与所述隔板的左方支柱的爪部的顶部结合的隔板左结合孔；
与所述隔板的右方支柱的爪部的顶部结合的隔板右结合孔；
与所述隔板的后方支柱的爪部的顶部结合的隔板后方结合孔。
13.一种立式热处理装置，其特征在于，具有：
权利要求1～12中任一项所述的热处理用舟式容器；
可收纳所述热处理用舟式容器的热处理炉。
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