JP2001118802A - Vertical wafer boat and vertical heat treatment device - Google Patents

Vertical wafer boat and vertical heat treatment device

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JP2001118802A
JP2001118802A JP29484499A JP29484499A JP2001118802A JP 2001118802 A JP2001118802 A JP 2001118802A JP 29484499 A JP29484499 A JP 29484499A JP 29484499 A JP29484499 A JP 29484499A JP 2001118802 A JP2001118802 A JP 2001118802A
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vertical
wafer boat
heat treatment
arms
furnace
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Kiyotaka Kato
清孝 加藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vertical wafer boat for a vertical heat treatment device capable of performing heat treatment to a wafer with high uniformity in a surface, forming a film and reducing the particles attached to the wafer. SOLUTION: The present vertical wafer boat 40 stores plural wafers in many stages perpendicular to the central line in the longthwise direction of a cylindrical vertical furnace disposed in a heat treatment device. The present vertical wafer boat 40 has a column 44 provided on a base 42, two bifurcated arms 46A, 46B extending in parallel to the base 42 in a shape of letters U and V and disposed at equal intervals along the direction of height of the column 44, and support points 48A to 48C provided on the base end portion for connecting the two arms and on the tip ends of the two arms 46A, 46B.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハを収容して
縦型炉に挿入される縦型ウエハボート及び熱処理装置に
関し、更に詳細には、良好なウエハ面内均一性で成膜
し、又は熱処理し、かつ、ウエハ上に付着するパーティ
クルを低減させる構成の縦型ウエハボート及び熱処理装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vertical wafer boat and a heat treatment apparatus for accommodating a wafer and inserting the wafer into a vertical furnace, and more particularly, to forming a film with good in-plane uniformity of a wafer. The present invention relates to a vertical wafer boat and a heat treatment apparatus configured to perform heat treatment and reduce particles attached to a wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】縦型炉を備えた熱処理装置は、多数枚の
ウエハを一度に縦型炉で処理できる装置として、例え
ば、多数枚のウエハ上に熱酸化膜を成膜する熱酸化装置
として半導体装置の製造過程で広く使用されている。ま
た、縦型炉を備えた熱処理装置は、例えばウエハに不純
物をイオン注入した後、熱処理を施して不純物を活性化
する場合、アニーリングを施す場合等に多数枚のウエハ
を一度に縦型炉で処理できる装置として広く使用されて
いる。本明細書で、縦型炉を備えた熱処理装置とは、熱
酸化装置及び熱処理装置を含めた広い概念の熱処理装置
である。
2. Description of the Related Art A heat treatment apparatus provided with a vertical furnace is an apparatus capable of processing a large number of wafers at a time in a vertical furnace, for example, as a thermal oxidation apparatus for forming a thermal oxide film on a large number of wafers. It is widely used in the manufacturing process of semiconductor devices. In addition, a heat treatment apparatus equipped with a vertical furnace, for example, ion-implants impurities into a wafer and then activates the impurities by performing a heat treatment. It is widely used as a processing device. In this specification, the heat treatment apparatus provided with a vertical furnace is a heat treatment apparatus of a broad concept including a thermal oxidation apparatus and a heat treatment apparatus.

【0003】ここで、図4を参照して、熱処理装置に設
けた縦型炉の構成を説明する。図4は熱処理装置の縦型
炉の構成を示す模式的断面図、及び図5は従来の縦型ウ
エハボートの斜視図である。縦型炉10は、図4に示す
ように、円筒状で有蓋の石英外芯管12と、石英外芯管
12内に同心状に設けられた円筒状の石英内芯管14
と、石英外芯管12の外側に設けられた環状ヒータ16
とを備え、石英内芯管14の内側が炉室17を構成して
いる。石英外芯管12の下部の両側壁には、ガス導入口
18と、排気口20とが設けてある。また、石英外芯管
12の底部には、後述する縦型ウエハボート22を送入
出する開口として機能するボート口24が設けられてい
る。そして、ボート口24は、縦型ウエハボート22の
搬入時には開口され、ウエハWの熱処理時には、炉室1
7の長手方向中心線の周りに回転自在な回転盤であって
かつ脱着自在な扉を構成する回転盤23によって、閉止
され、かつ、回転盤23の回転により縦型ウエハボート
22は長手方向中心線周りに回転する。回転盤23は、
図示しない駆動装置の駆動によって回転する。
Here, the configuration of a vertical furnace provided in a heat treatment apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic sectional view showing the configuration of a vertical furnace of a heat treatment apparatus, and FIG. 5 is a perspective view of a conventional vertical wafer boat. As shown in FIG. 4, the vertical furnace 10 includes a cylindrical, covered quartz outer core tube 12 and a cylindrical, quartz inner core tube 14 provided concentrically within the quartz outer core tube 12.
And an annular heater 16 provided outside the quartz outer core tube 12.
The inside of the quartz inner core tube 14 constitutes a furnace chamber 17. A gas inlet 18 and an exhaust port 20 are provided on both side walls at the lower portion of the quartz outer core tube 12. Further, at the bottom of the quartz outer core tube 12, a boat port 24 functioning as an opening for sending and receiving a vertical wafer boat 22 described later is provided. The boat port 24 is opened when the vertical wafer boat 22 is loaded, and when the wafer W is heat-treated, the furnace chamber 1 is opened.
7 is closed by a rotating disk 23 which is a rotating disk rotatable around a longitudinal center line of the rotating disk 7 and constitutes a detachable door, and the vertical wafer boat 22 is rotated by the rotation of the rotating disk 23 so that the vertical wafer boat 22 is positioned at the longitudinal center. Rotate around the line. The turntable 23 is
It is rotated by the driving of a driving device (not shown).

【0004】ウエハに熱処理を施す際には、多数枚のウ
エハWを離隔して水平に載置した縦型ウエハボート22
が、石英外芯管12の底部のボート口24から上方に送
入され、石英内芯管14の炉室17内に配置される。
When heat treatment is performed on wafers, a vertical wafer boat 22 in which a large number of wafers W are placed horizontally and separated from each other.
Is sent upward from the boat port 24 at the bottom of the quartz outer core tube 12, and is placed in the furnace chamber 17 of the quartz inner core tube 14.

【0005】従来の縦型ウエハボート22は、一般的
に、石英で形成され、図5に示すように、基盤26と、
基盤26上に設けられた底板27と、底板27上に直立
する3本の支柱28と、3本の支柱28の上端を固定す
る円環状の天井板30とで形成されている。また、縦型
ウエハボート22は、各支柱28に沿ってほぼ等間隔に
離隔して同じ高さ位置で支持部32を各支柱28に備
え、3点の支持部32でウエハWを一枚づつ載置するよ
うになっている。ウエハWを支柱28間に挿入すること
ができる間口を確保するために、支柱28は、底板27
の周縁部上に180°より小さい半周に沿って例えば4
0°前後の間隔で直立している。支持部32は、支柱2
8から内方に小突起部を突起させ、小突起部にウエハW
を載せるようにした突起状支持部でも、または支柱28
に溝を刻み、溝にウエハWの周縁部を入れて支持するよ
うにした溝状支持部でも良い。縦型ウエハボート22の
基盤26は、保温部も兼ねていて、縦型炉10の回転盤
23に固定されている。また、別の形式の縦型ウエハボ
ートとして、4支柱で4点支持の縦型ウエハボートも使
用されている。
[0005] The conventional vertical wafer boat 22 is generally formed of quartz, and as shown in FIG.
A bottom plate 27 provided on a base 26, three columns 28 standing upright on the bottom plate 27, and an annular ceiling plate 30 for fixing upper ends of the three columns 28 are formed. Further, the vertical wafer boat 22 is provided with the support portions 32 at the same height at substantially the same intervals along the columns 28, and the wafers W are loaded one by one by the three support portions 32. It is designed to be placed. In order to secure a frontage through which the wafer W can be inserted between the columns 28, the columns 28
Along a half circumference smaller than 180 °, for example, 4
It stands upright at intervals of about 0 °. The support part 32 includes the support 2
8, a small projection is projected inward, and the wafer W
Or a support 28 on which the support 28 is mounted.
Alternatively, a groove-shaped support portion may be formed in which a groove is formed and the peripheral portion of the wafer W is inserted into the groove and supported. The base 26 of the vertical wafer boat 22 also serves as a heat retaining section, and is fixed to the rotating disk 23 of the vertical furnace 10. As another type of vertical wafer boat, a vertical wafer boat having four columns and four supports is also used.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、縦型炉に使用
される従来の縦型ウエハボートは、以下に挙げる問題点
があった。第1には、支柱の数が多いので、炉室17内
の気流が均一で一様な流れで流れることが難しく、その
ために、熱酸化膜の成膜する際には、ウエハの中央領域
とウエハの支柱付近の領域とでは、膜厚が異なり、膜厚
のウエハ面内均一性が悪いという問題があった。そのた
めに、縦型炉を備えた熱処理装置が、半導体装置の近年
の微細化に伴い必要とされる、ウエハの微細化プロセス
に適合しなくなっている。
However, the conventional vertical wafer boat used in the vertical furnace has the following problems. First, since the number of columns is large, it is difficult for the air flow in the furnace chamber 17 to flow in a uniform and uniform flow. There is a problem that the film thickness is different from the region near the column of the wafer, and the uniformity of the film thickness in the wafer surface is poor. Therefore, a heat treatment apparatus provided with a vertical furnace has become incompatible with a wafer miniaturization process required with recent miniaturization of semiconductor devices.

【0007】第2には、ウエハに対するパーティクル付
着率が高いことである。縦型炉で熱処理を行っている
と、熱処理反応中に生じた反応生成物が、炉室17に収
容されている縦型ウエハボート22の支柱28に付着
し、堆積する。そして、支柱28に堆積した反応生成物
は、支柱28から剥離し、パーティクル或いはダストと
なってウエハW上に落下し付着し、後続のプロセス工程
で均一で一様な処理が難しくなり、製品歩留まりを低下
させるという問題を生じる。従来の縦型ウエハボートで
は、支柱の本数が3本以上であって、支柱の数が多いた
めに、この問題が顕著であった。
Second, the particle adhesion rate to the wafer is high. When the heat treatment is performed in the vertical furnace, reaction products generated during the heat treatment reaction adhere to and deposit on the columns 28 of the vertical wafer boat 22 housed in the furnace chamber 17. Then, the reaction product deposited on the support 28 separates from the support 28, falls and adheres to the wafer W as particles or dust, and it is difficult to perform uniform and uniform processing in the subsequent process steps, and the product yield is increased. A problem of lowering the In a conventional vertical wafer boat, the number of pillars is three or more, and the number of pillars is large, so this problem is remarkable.

【0008】第3には、従来の石英製の縦型ウエハボー
トでは、石英の熱膨張率が大きいために熱処理時に熱変
形し易いという問題があって、熱変形のために、クラッ
ク(ひび割れ)が、表面に発生し易く、従って破損し易
いという問題があった。その結果、縦型ウエハボートの
交換のためのコストが嵩み、熱処理装置の生産性を向上
させることが難しかった。第4には、4支柱4支点型の
縦型ウエハボートでは、高い加工精度が要求されるため
に、価格が高いという問題があった。更には、4点支持
では、ウエハを安定して支持することが難しく、ウエハ
を縦型ウエハボートに載せて移送する際に、ウエハの安
定した移送が難しかった。その結果、搬送装置の調整等
に時間がかかり、生産性の向上が難しかった。
Thirdly, the conventional vertical wafer boat made of quartz has a problem that the quartz has a large thermal expansion coefficient and is easily deformed by heat during heat treatment, and cracks (cracks) occur due to the heat deformation. However, there has been a problem that it is liable to be generated on the surface and thus easily damaged. As a result, the cost for replacing the vertical wafer boat increases, and it has been difficult to improve the productivity of the heat treatment apparatus. Fourth, there is a problem that a four-post, four-support vertical wafer boat is expensive because high processing accuracy is required. Further, it is difficult to stably support the wafer with the four-point support, and it is difficult to transfer the wafer stably when placing the wafer on a vertical wafer boat. As a result, it takes time to adjust the transfer device, and it is difficult to improve the productivity.

【0009】そこで、本発明の目的は、高いウエハ面内
均一性で成膜することができ、また熱処理を施すことで
き、しかも、ウエハ上に付着するパーティクルを低減さ
せる構成の縦型ウエハボート及び縦型熱処理装置を提供
することである。
An object of the present invention is to provide a vertical wafer boat having a structure capable of forming a film with high uniformity within a wafer surface, performing a heat treatment, and reducing particles adhering to a wafer. It is to provide a vertical heat treatment apparatus.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者は、従来の縦型
ウエハボートを使って縦型炉で熱酸化又は熱処理を行っ
た際に、ウエハ面内均一性が悪く、またパーティクルが
ウエハ上に付着して後続のプロセス工程で支障を来すよ
うになる大きな理由は、支柱の数が多いことにあると考
え、ウエハ面内均一性を向上させ、ウエハ上に付着する
パーティクルを低減させるためには、支柱の数を2本以
下にすることが必要であると考え、実験の末に、本発明
を完成するに到った。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventor has found that when thermal oxidation or heat treatment is performed in a vertical furnace using a conventional vertical wafer boat, the in-plane uniformity of the wafer is poor, and particles are deposited on the wafer. It is thought that the major reason that the particles adhere to the surface and hinder the subsequent process steps is that there are a large number of columns, so that the uniformity within the wafer surface is improved and the particles adhered to the wafer are reduced. Thought that it was necessary to reduce the number of pillars to two or less, and completed the present invention after experiments.

【0011】上記目的を達成するために、上記知見に基
づいて、本発明に係る縦型ウエハボート(以下、第1の
発明と言う)は、縦型炉の筒状炉室の長手方向中心線に
直交して複数段で複数枚のウエハを収容し、熱処理装置
に設けられた縦型炉の炉室に配置される縦型ウエハボー
トにおいて、縦型ウエハボートの基盤上に設けられた1
本の支柱と、支柱の高さ方向に沿って等間隔で離隔して
設けられ、U字状及びV字状を含む二股状で支柱から基
盤に平行に延在する2本のアームと、2本のアームの先
端部及び2本のアームの共通の基端部にそれぞれ設けら
れたウエハ支持用の支持点とを有することを特徴として
いる。
In order to achieve the above object, based on the above findings, a vertical wafer boat according to the present invention (hereinafter referred to as the first invention) is provided with a longitudinal center line of a cylindrical furnace chamber of a vertical furnace. The vertical wafer boat accommodates a plurality of wafers in a plurality of stages orthogonally to and is disposed in a furnace chamber of a vertical furnace provided in the heat treatment apparatus.
Two arms, which are provided at equal intervals along the height direction of the pillar and extend in a bifurcated shape including a U-shape and a V-shape from the pillar in parallel with the base; And a support point for supporting a wafer provided at a distal end of the two arms and at a common base end of the two arms.

【0012】本発明で言う基盤とは、支柱を建てる縦型
ウエハボートの基盤であって、例えば後述する保温部を
兼ねた基盤とか、縦型炉の縦型ウエハボート挿入開口を
閉止する扉兼用回転盤に縦型ウエハボートを固定する際
の縦型ウエハボートの基部を言う。U字状に延在する2
本のアームのU字形の形状は、ウエハを安定して保持で
きる限り制約はなく、例えば半円環形でも良い。また、
V字状の2本のアームが挟む角度は、ウエハを安定して
保持できる限り制約はなっく、例えば50°から90°
位である。また、V字状の2本のアームは、基端部で、
相互に離隔していても良く、その際には、ウエハ支持用
の支持点は2本のアームの基端部の中間で支柱に設け
る。各アームの長さは、ウエハの周縁を支柱に近接して
ウエハを載せたとき、アームの延在方向のウエハの周縁
の近くまで、或いは僅かに越える点まで延在するように
するが、支持点を設けた位置がウエハの周縁を越えない
ようにする。
The base referred to in the present invention is a base of a vertical wafer boat on which a column is to be built, for example, a base which also serves as a heat retaining section, which will be described later, or a door which closes a vertical wafer boat insertion opening of a vertical furnace. It refers to the base of the vertical wafer boat when fixing the vertical wafer boat to the turntable. 2 extending in a U-shape
The U-shaped shape of the book arm is not limited as long as the wafer can be stably held, and may be, for example, a semi-annular shape. Also,
The angle between the two V-shaped arms is not limited as long as the wafer can be stably held, for example, from 50 ° to 90 °.
Rank. Also, the two V-shaped arms at the base end,
They may be separated from each other, in which case a support point for supporting the wafer is provided on a support in the middle of the base ends of the two arms. The length of each arm should be such that when the wafer is placed with the periphery of the wafer close to the column, the arm extends to a point near or slightly beyond the periphery of the wafer in the direction in which the arm extends. The position where the point is provided should not exceed the periphery of the wafer.

【0013】本発明に係る別の縦型ウエハボート(以
下、第2の発明という)は、支柱が2本の縦型ウエハボ
ートであって、縦型炉の筒状炉室の長手方向中心線に直
交して複数段で複数枚のウエハを収容し、熱処理装置に
設けられた縦型炉の炉室に配置される縦型ウエハボート
において、縦型ウエハボートの基盤上に離隔して設けら
れた2本の支柱と、支柱の高さ方向に沿って離隔して設
けられ、2本の支柱から基盤に平行に延在し、先端部で
相互に交差して連結された2本のアームと、2本のアー
ムのそれぞれの基端部及び2本のアームの連結先端部に
それぞれ設けられたウエハ支持用の支持点とを有するこ
とを特徴としている。
Another vertical wafer boat according to the present invention (hereinafter referred to as a second invention) is a vertical wafer boat having two columns, and a longitudinal center line of a cylindrical furnace chamber of a vertical furnace. The vertical wafer boat accommodates a plurality of wafers in a plurality of stages orthogonally to the vertical wafer boat and is disposed on the base of the vertical wafer boat in the furnace chamber of the vertical furnace provided in the heat treatment apparatus. And two arms that are spaced apart from each other along the height direction of the pillar, extend in parallel with the base from the two pillars, and are connected to each other at their tips by crossing each other. And a support point for supporting a wafer provided at a base end of each of the two arms and a connecting end of the two arms.

【0014】好適には、縦型ウエハボートの熱変形を抑
制してクラック等の損傷発生を防止するために、縦型ウ
エハボートがSiCで形成されている。また、熱処理の
生産性を向上させるために、好適には、縦型ウエハボー
トは少なくとも100段のアームを備えている。
Preferably, the vertical wafer boat is made of SiC in order to suppress thermal deformation of the vertical wafer boat and prevent damage such as cracks from occurring. In order to improve the productivity of the heat treatment, the vertical wafer boat preferably has at least 100 steps of arms.

【0015】本発明に係る熱処理装置は、筒状で有蓋の
石英外芯管と、石英外芯管内に同心状に設けられた上下
端開口の円筒状の石英内芯管と、石英外芯管の外側に設
けられた環状ヒータとを備え、石英内芯管の内側を炉室
として構成し、石英外芯管の下部の一方の側から反応ガ
スを導入し、石英外芯管の下部の他方の側から排気する
ようにした縦型熱処理装置において、請求項1から3の
うちのいずれか1項に記載の縦型ウエハボートを炉室に
配置するようにしたことを特徴としている。好適には、
石英外芯管の底部に設けられ、縦型ウエハボートを搬入
し、搬出するボート口は、ウエハWの熱処理時には、炉
室の長手方向中心線の周りに回転自在な回転盤によって
閉止され、かつ、回転盤の回転により縦型ウエハボート
を炉室の長手方向中心線周りに回転するようにしてい
る。これにより、更に一層、ウエハ面内均一に処理し、
成膜することができる。
The heat treatment apparatus according to the present invention comprises: a quartz outer tube having a cylindrical shape and a cover; a cylindrical inner tube having upper and lower openings concentrically provided in the outer tube; An annular heater provided outside of the quartz inner core tube as a furnace chamber, a reaction gas is introduced from one side of the lower portion of the quartz outer core tube, and the other of the lower portion of the quartz outer core tube is provided. In the vertical heat treatment apparatus, the vertical wafer boat according to any one of claims 1 to 3 is arranged in a furnace chamber. Preferably,
A boat port provided at the bottom of the quartz outer core tube for loading and unloading the vertical wafer boat is closed by a rotating disk that is rotatable around the longitudinal center line of the furnace chamber during the heat treatment of the wafer W, and The vertical wafer boat is rotated around the longitudinal center line of the furnace chamber by the rotation of the turntable. As a result, the wafer can be further uniformly processed in the plane of the wafer,
A film can be formed.

【0016】本発明の縦型ウエハボートは、従来の縦型
ウエハボートに比べて、支柱の本数が少ないので、縦型
炉の炉室内の気流、温度を均一で一様に保つことができ
るから、成膜の際には、膜厚の面内均一性が向上し、ま
た、熱処理の際の処理の面内均一性が向上する。また、
支柱の本数が少ないので、従来の縦型ウエハボートに比
べて、ウエハ上に付着するパーティクルの数を減少させ
ることができる。また、本発明に係る縦型ウエハボート
を使った縦型熱処理装置は、近年の微細化プロセスにも
対応ができ、品質の良い半導体装置製品を高製品歩留り
で製造することができる。
The vertical wafer boat of the present invention has a smaller number of columns than conventional vertical wafer boats, so that the airflow and temperature in the furnace chamber of the vertical furnace can be kept uniform and uniform. During film formation, the in-plane uniformity of the film thickness is improved, and the in-plane uniformity of the processing during the heat treatment is improved. Also,
Since the number of columns is small, the number of particles adhering to the wafer can be reduced as compared with a conventional vertical wafer boat. Further, the vertical heat treatment apparatus using the vertical wafer boat according to the present invention can cope with recent miniaturization processes, and can produce high quality semiconductor device products with high product yield.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下に、実施形態例を挙げ、添付
図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細
に説明する。実施形態例1 本実施形態例は、第1の発明に係る縦型ウエハボートの
実施形態の一例である。図1(a)は本実施形態例の縦
型ウエハボートの側面図であって、図1(b)の矢視I
−Iの側面図である。図1(b)は本実施形態例の縦型
ウエハボートの上面図である。本実施形態例の縦型ウエ
ハボート40は、図4に示すような縦型炉10の円筒状
縦型炉17の炉室の長手方向中心線に直交して多段で複
数枚のウエハWを収容し、炉室17に配置される縦型ウ
エハボートである。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Embodiment 1 This embodiment is an example of an embodiment of a vertical wafer boat according to the first invention. FIG. 1A is a side view of a vertical wafer boat according to the present embodiment, and is viewed from an arrow I in FIG.
It is a side view of -I. FIG. 1B is a top view of the vertical wafer boat of the embodiment. The vertical wafer boat 40 of this embodiment accommodates a plurality of wafers W in multiple stages perpendicular to the longitudinal center line of the furnace chamber of the cylindrical vertical furnace 17 of the vertical furnace 10 as shown in FIG. And a vertical wafer boat arranged in the furnace chamber 17.

【0018】縦型ウエハボート40は、SiCで形成さ
れ、図1に示すように、基盤42上に設けられた1本の
支柱44と、支柱44の高さ方向に沿って等間隔で離隔
して設けられ2本のアーム46A、Bと、2本のアーム
46A、Bの先端部及び2本のアーム46A、Bの連結
基端部にそれぞれ設けられたウエハ支持用の支持点48
A〜Cとを備えている。
The vertical wafer boat 40 is formed of SiC and, as shown in FIG. 1, is separated from one support 44 provided on a base 42 at equal intervals along the height direction of the support 44. Provided at the distal ends of the two arms 46A and B and the connecting base ends of the two arms 46A and B, respectively.
A to C.

【0019】2本のアーム46A、Bは、それぞれ、合
体してウエハWの直径より僅かに小さい直径の半円環状
のリングを形成するように、支柱44から基盤42に平
行に延在している。支持点46A〜Cは、それぞれ、半
球状の突起として形成されている。2本のアーム46
A、Bは、支柱44に沿って段数100段で多段に設け
られ、一回の熱処理で100枚のウエハを処理できるよ
うになっている。基盤42は、保温部としても機能する
比較的重量の大きな基盤であって、100枚のウエハW
を載置しても転倒しないようになっている。
The two arms 46A, 46B extend parallel to the base 42 from the struts 44, respectively, such that they join together to form a semi-annular ring having a diameter slightly smaller than the diameter of the wafer W. I have. The support points 46A to 46C are each formed as a hemispherical projection. Two arms 46
A and B are provided in multiple stages with 100 stages along the columns 44 so that one heat treatment can process 100 wafers. The base 42 is a relatively heavy base that also functions as a heat retaining unit, and 100 wafers W
Even if it is placed, it will not fall down.

【0020】実施形態例2 本実施形態例は、第1の発明に係る縦型ウエハボートの
実施形態の別の例である。図2(a)は本実施形態例の
縦型ウエハボートの側面図であって、図2(b)の矢視
II−IIの側面図である。図2(b)は本実施形態例の縦
型ウエハボートの上面図である。本実施形態例の縦型ウ
エハボート50は、実施形態例1の縦型ウエハボート4
0と同様に、図4に示すような縦型炉10の円筒状縦型
炉17の炉室の長手方向中心線に直交して多段で複数枚
のウエハWを収容し、炉室17に配置される縦型ウエハ
ボートである。
Embodiment 2 This embodiment is another example of the embodiment of the vertical wafer boat according to the first invention. FIG. 2A is a side view of the vertical wafer boat according to the embodiment, and is viewed from an arrow in FIG.
It is a side view of II-II. FIG. 2B is a top view of the vertical wafer boat of the embodiment. The vertical wafer boat 50 of the first embodiment is different from the vertical wafer boat 4 of the first embodiment.
Similarly to FIG. 4, a plurality of wafers W are accommodated in multiple stages orthogonal to the longitudinal center line of the furnace chamber of the cylindrical vertical furnace 17 of the vertical furnace 10 as shown in FIG. Vertical wafer boat.

【0021】縦型ウエハボート50は、SiCで形成さ
れ、図2に示すように、基盤52上に設けられた1本の
支柱54と、支柱54の高さ方向に沿って等間隔で離隔
して設けられ2本のアーム56A、Bと、2本のアーム
46A、Bの先端部及び2本のアーム46A、Bの基端
部の間の支柱54にそれぞれ設けられたウエハ支持用の
支持点58A〜Cとを備えている。
The vertical wafer boat 50 is formed of SiC, and is spaced apart from one support 54 provided on a base 52 at equal intervals along the height direction of the support 54, as shown in FIG. Support points for supporting the wafers provided on the two arms 56A, B, and on the support columns 54 between the distal ends of the two arms 46A, B and the proximal ends of the two arms 46A, B, respectively. 58A-C.

【0022】2本のアーム56A、Bは、基端部で離隔
して支柱54に連結され、基端部から先端部に向かって
相互にV字状を成すように基盤52に平行に延在してい
て、本実施形態例では2本のアーム56A、Bの成す挟
角は、約65°である。アーム56A、Bの長さは、ウ
エハWの周縁を支柱56に近接してウエハを載せたと
き、アーム56A、Bの延在方向のウエハWの周縁の近
くまで、或いは僅かに越える点まで延在するようにする
が、支持点58A、BがウエハWの周縁を越えないよう
にする。2本のアーム56A、Bは、支柱54に沿って
段数100段で多段に設けられ、一回の熱処理で100
枚のウエハを処理できるようになっている。基盤52
は、保温部としても機能する比較的重量の大きな基盤で
あって、100枚のウエハWを載置しても転倒しないよ
うになっている。
The two arms 56A and 56B are separated from each other at the base end and connected to the column 54, and extend parallel to the base 52 so as to form a V-shape from the base end to the tip end. In this embodiment, the included angle between the two arms 56A and 56B is about 65 °. The length of the arms 56A, B extends to a point near or slightly beyond the periphery of the wafer W in the direction in which the arms 56A, B extend when the wafer W is placed with the periphery of the wafer W close to the column 56. However, the supporting points 58A and 58B do not exceed the peripheral edge of the wafer W. The two arms 56 </ b> A and B are provided in multiple stages along the columns 54 with 100 stages, and 100 heat treatments are performed by one heat treatment.
One wafer can be processed. Base 52
Is a relatively heavy base that also functions as a heat retaining unit, and does not fall even if 100 wafers W are placed.

【0023】実施形態例3 本実施形態例は、第2の発明に係る縦型ウエハボートの
実施形態の一例である。図3(a)は本実施形態例の縦
型ウエハボートの側面図であって、図3(b)の矢視II
I −III の側面図である。図3(b)は本実施形態例の
縦型ウエハボートの上面図である。本実施形態例の縦型
ウエハボート60は、実施形態例1の縦型ウエハボート
40と同様に、図4に示すような縦型炉10の円筒状縦
型炉17の炉室の長手方向中心線に直交して多段で複数
枚のウエハWを収容し、炉室17に配置される縦型ウエ
ハボートである。
Embodiment 3 This embodiment is an example of an embodiment of a vertical wafer boat according to the second invention. FIG. 3A is a side view of the vertical wafer boat according to the present embodiment, and is viewed from an arrow II in FIG.
It is a side view of I-III. FIG. 3B is a top view of the vertical wafer boat of this embodiment. The vertical wafer boat 60 of the present embodiment is similar to the vertical wafer boat 40 of the first embodiment in that the longitudinal center of the furnace chamber of the cylindrical vertical furnace 17 of the vertical furnace 10 as shown in FIG. The vertical wafer boat accommodates a plurality of wafers W in multiple stages perpendicular to the line and is disposed in the furnace chamber 17.

【0024】縦型ウエハボート60は、SiCで形成さ
れ、図3に示すように、基盤62上に設けられた2本の
支柱64A、Bと、2本の支柱64の高さ方向に沿って
等間隔で離隔して設けられ2本のアーム66A、Bと、
2本のアーム66A、Bを連結する連結アーム67とを
備えている。2本のアーム66A、Bは、2本の支柱6
4A、Bからそれぞれ基盤62に平行に延在し、先端部
で相互に交差して連結されている。そして、ウエハ支持
用の支持点68A〜Cが、先端連結部及び2本のアーム
66A、Bの基端部にそれぞれ設けられている。
The vertical wafer boat 60 is formed of SiC and, as shown in FIG. 3, extends along two columns 64A, B provided on a base 62 and a height direction of the two columns 64. Two arms 66A, B provided at equal intervals and
And a connecting arm 67 for connecting the two arms 66A and 66B. The two arms 66A, B are provided with two columns 6
4A and 4B extend in parallel to the base 62, and are connected to each other at the tip portions so as to cross each other. Support points 68A to 68C for supporting the wafer are provided at the distal end connecting portion and the base ends of the two arms 66A and 66B, respectively.

【0025】アーム66A、Bの長さは、ウエハWの周
縁を2本の支柱66に近接してウエハWを載せたとき、
アーム66A、Bの先端連結部上の支持点68Aが、ウ
エハWの周縁を越えないような長さであって、かつウエ
ハWの半径以上の長さである。2本のアーム66A、B
は、2本の支柱64A、Bに沿って段数100段で多段
に設けられ、一回の熱処理で100枚のウエハを処理で
きるようになっている。基盤62は、保温部としても機
能する比較的重量の大きな基盤であって、100枚のウ
エハWを載置しても転倒しないようになっている。
The length of the arms 66A and 66B is such that when the peripheral edge of the wafer W is placed close to the two columns 66,
The support point 68A on the distal end connecting portion of the arms 66A and 66B has a length not exceeding the peripheral edge of the wafer W and a length equal to or longer than the radius of the wafer W. Two arms 66A, B
Are provided in multiple stages of 100 steps along the two columns 64A and 64B, so that 100 wafers can be processed by one heat treatment. The base 62 is a relatively heavy base that also functions as a heat retaining unit, and does not fall over even when 100 wafers W are placed thereon.

【0026】実施形態例1から実施形態例3の縦型ウエ
ハボート40、50、60では、従来の縦型ウエハボー
トに比べて支柱の本数が少ないので、ウエハ上に付着す
るパーティクルの数を減少させることができる。また、
支柱の本数が少ないので、従来の縦型ウエハボートに比
べて、縦型炉の炉室内の気流、温度を均一で一様に保つ
ことができるから、成膜の際には、膜厚の面内均一性が
向上し、また、熱処理の際の処理の面内均一性が向上す
る。
In the vertical wafer boats 40, 50, and 60 of the first to third embodiments, the number of columns is smaller than that of the conventional vertical wafer boat, so that the number of particles adhering to the wafer is reduced. Can be done. Also,
Since the number of pillars is small, the airflow and temperature in the furnace chamber of the vertical furnace can be kept uniform and uniform compared to conventional vertical wafer boats. The in-plane uniformity is improved, and the in-plane uniformity of the heat treatment is improved.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、従来の縦型ウエハボー
トに比べて支柱の本数を少なくできるので、従来の縦型
ウエハボートに比べて、ウエハ上に付着するパーティク
ルの下部を減少させることができる。また、支柱の本数
が少ないので、縦型炉の炉室内の気流、温度を均一に保
つことができるから、成膜の際には、膜厚の面内均一性
が向上し、また、熱処理の際の処理の面内均一性が向上
する。本発明に係る縦型ウエハボートを使った縦型熱処
理装置は、近年のの微細化プロセスにも対応ができ、品
質の良い半導体装置製品を高製品歩留りで製造すること
ができる。
According to the present invention, the number of pillars can be reduced as compared with the conventional vertical wafer boat, so that the lower part of the particles adhering to the wafer can be reduced as compared with the conventional vertical wafer boat. Can be. In addition, since the number of columns is small, the airflow and temperature in the furnace chamber of the vertical furnace can be kept uniform, so that in-film uniformity of the film thickness is improved during film formation, In-plane uniformity of the processing at the time is improved. The vertical heat treatment apparatus using the vertical wafer boat according to the present invention can cope with recent miniaturization processes, and can produce high quality semiconductor device products with high product yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1(a)は実施形態例1の縦型ウエハボート
の側面図であって、図1(b)の矢視I−Iの側面図で
ある。図1(b)は実施形態例1の縦型ウエハボートの
上面図である。
FIG. 1A is a side view of a vertical wafer boat according to a first embodiment, and is a side view taken along a line II in FIG. 1B. FIG. 1B is a top view of the vertical wafer boat of the first embodiment.

【図2】図2(a)は実施形態例2の縦型ウエハボート
の側面図であって、図2(b)の矢視II−IIの側面図で
ある。図2(b)は実施形態例2の縦型ウエハボートの
上面図である。
FIG. 2A is a side view of a vertical wafer boat according to a second embodiment, and is a side view taken along a line II-II in FIG. 2B. FIG. 2B is a top view of the vertical wafer boat according to the second embodiment.

【図3】図3(a)は実施形態例3の縦型ウエハボート
の側面図であって、図3(b)の矢視III −III の側面
図である。図3(b)は実施形態例3の縦型ウエハボー
トの上面図である。
FIG. 3A is a side view of a vertical wafer boat according to a third embodiment, and is a side view taken along line III-III in FIG. 3B. FIG. 3B is a top view of the vertical wafer boat according to the third embodiment.

【図4】熱処理装置の縦型炉の構成を示す模式的断面図
である。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing a configuration of a vertical furnace of the heat treatment apparatus.

【図5】従来の縦型ウエハボートの斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of a conventional vertical wafer boat.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10……縦型炉、12……石英外芯管、14……石英内
芯管、16……環状ヒータ、17……炉室、18……ガ
ス導入口、20……排気口、22……縦型ウエハボー
ト、23……扉、24……ボート口、26……基盤、2
7……底板、28……支柱、30……天井板、32……
支持部、40……実施形態例1の縦型ウエハボート、4
2……基盤、44……支柱、46……アーム、48……
ウエハ支持用の支持点、50……実施形態例2の縦型ウ
エハボート、52……基盤、54……支柱、56……ア
ーム、58……ウエハ支持用の支持点、60……実施形
態例3の縦型ウエハボート、62……基盤、64……支
柱、66……アーム、67……連結アーム、68……ウ
エハ支持用の支持点。
10 vertical furnace, 12 quartz outer core tube, 14 quartz inner core tube, 16 annular heater, 17 furnace chamber, 18 gas inlet, 20 exhaust outlet, 22 ... vertical wafer boat, 23 ... door, 24 ... boat mouth, 26 ... base, 2
7 ... Bottom plate, 28 ... Post, 30 ... Ceiling plate, 32 ...
Support part, 40... Vertical wafer boat of the first embodiment, 4
2 ... base, 44 ... support, 46 ... arm, 48 ...
Support point for wafer support, 50... Vertical wafer boat of embodiment 2, 52... Base, 54... Support, 56... Arm, 58... Support point for wafer support, 60. Vertical wafer boat of Example 3, 62... Base, 64... Support, 66... Arm, 67... Connection arm, 68.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 縦型炉の筒状炉室の長手方向中心線に直
交して複数段で複数枚のウエハを収容し、熱処理装置に
設けられた縦型炉の炉室に配置される縦型ウエハボート
において、 縦型ウエハボートの基盤上に設けられた1本の支柱と、 支柱の高さ方向に沿って等間隔で離隔して設けられ、U
字状及びV字状を含む二股状で支柱から基盤に平行に延
在する2本のアームと、 2本のアームの先端部及び2本のアームの共通の基端部
にそれぞれ設けられたウエハ支持用の支持点とを有する
ことを特徴とする縦型ウエハボート。
1. A vertical furnace which accommodates a plurality of wafers in a plurality of stages perpendicularly to a longitudinal center line of a cylindrical furnace chamber of a vertical furnace and is disposed in a furnace chamber of a vertical furnace provided in a heat treatment apparatus. In the type wafer boat, one support provided on the base of the vertical wafer boat is provided at regular intervals along the height direction of the support, and
Two arms extending in parallel from the support to the base in a bifurcated shape including a V-shape and a V-shape, and a wafer provided at a distal end of the two arms and a common base end of the two arms, respectively. A vertical wafer boat having a support point for support.
【請求項2】 縦型炉の筒状炉室の長手方向中心線に直
交して複数段で複数枚のウエハを収容し、熱処理装置に
設けられた縦型炉の炉室に配置される縦型ウエハボート
において、 縦型ウエハボートの基盤上に離隔して設けられた2本の
支柱と、 支柱の高さ方向に沿って離隔して設けられ、2本の支柱
から基盤に平行に延在し、先端部で相互に交差して連結
された2本のアームと、 2本のアームのそれぞれの基端部及び2本のアームの連
結先端部にそれぞれ設けられたウエハ支持用の支持点と
を有することを特徴とする縦型ウエハボート。
2. A vertical furnace which accommodates a plurality of wafers in a plurality of stages perpendicularly to a longitudinal center line of a cylindrical furnace chamber of a vertical furnace and is disposed in a furnace chamber of a vertical furnace provided in a heat treatment apparatus. In the type wafer boat, two columns are provided on the base of the vertical type wafer boat and are separated from each other along the height direction of the columns, and extend from the two columns in parallel with the base. And two arms connected to each other at the distal ends thereof, and a support point for wafer support provided at each of the base ends of the two arms and the distal end of the connection between the two arms. A vertical wafer boat comprising:
【請求項3】 縦型ウエハボートがSiCで形成されて
いることを特徴とする請求項1又は2に記載の縦型ウエ
ハボート。
3. The vertical wafer boat according to claim 1, wherein the vertical wafer boat is formed of SiC.
【請求項4】 少なくとも100段のアームを支柱に沿
って備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載
の縦型ウエハボート。
4. The vertical wafer boat according to claim 1, wherein at least 100 steps of arms are provided along the columns.
【請求項5】 筒状で有蓋の石英外芯管と、石英外芯管
内に同心状に設けられた上下端開口の円筒状の石英内芯
管と、石英外芯管の外側に設けられた環状ヒータとを備
え、石英内芯管の内側を炉室として構成し、石英外芯管
の下部の一方の側から反応ガスを導入し、石英外芯管の
下部の他方の側から排気するようにした縦型熱処理装置
において、 請求項1から3のうちのいずれか1項に記載の縦型ウエ
ハボートを炉室に配置するようにしたことを特徴とする
縦型熱処理装置。
5. A quartz outer core tube having a cylindrical shape and a cover, a cylindrical inner core tube having upper and lower ends opened concentrically within the outer quartz tube, and a quartz outer core tube provided outside the outer quartz tube. An annular heater is provided, and the inside of the quartz inner core tube is configured as a furnace chamber, and a reaction gas is introduced from one side of the lower portion of the quartz outer core tube and exhausted from the other side of the lower portion of the quartz outer core tube. A vertical heat treatment apparatus, wherein the vertical wafer boat according to any one of claims 1 to 3 is arranged in a furnace chamber.
【請求項6】 縦型ウエハボートを搬入し、搬出するた
めに石英外芯管の底部に設けられたボート口を、ウエハ
Wの熱処理時には、炉室の長手方向中心線の周りに回転
自在な回転盤によって閉止し、かつ、回転盤の回転によ
り縦型ウエハボートを炉室の長手方向中心線周りに回転
するようにしたことを特徴とする請求項5に記載の縦型
熱処理装置。
6. A boat port provided at the bottom of a quartz outer core tube for loading and unloading a vertical wafer boat is rotatable around a longitudinal center line of a furnace chamber during heat treatment of a wafer W. 6. The vertical heat treatment apparatus according to claim 5, wherein the vertical wafer boat is closed by a rotary disk and the vertical wafer boat is rotated around a longitudinal center line of the furnace chamber by rotation of the rotary disk.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112542411A (en) * 2019-09-20 2021-03-23 株式会社斯库林集团 Substrate processing apparatus

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112542411A (en) * 2019-09-20 2021-03-23 株式会社斯库林集团 Substrate processing apparatus

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