JP2005209875A - ウエハボート - Google Patents

Abstract

【課題】載置可能なウエハの直径の範囲を広くしても、最大直径のウエハの周縁部を載せる部分の面積が小さくでき、且つ、載置されたウエハ周縁部の上方空間を大きくしても、同じ長さの支柱に多数のウエハを載置できるウエハボートを提供する。
【解決手段】ウエハの周縁部を載せる板状の載置部４２を、複数の支柱３で囲まれた円弧に沿って間隔を開けて複数個設ける。載置部４２を、載置するウエハの複数の直径に合わせて段状に形成する。小径ウエハ用の載置部４２ｂを大径ウエハ用の載置部４２ｃよりも低くする。
【選択図】 図５

Description

この発明は、複数枚のウエハが上下方向に沿って配置されるように構成された縦型のウエハボートに関する。

半導体チップはウエハプロセスで製造された後にウエハを分割して得られる。このウエハプロセスの一工程であるＣＶＤ法によるウエハ表面上の成膜等は、多数枚のウエハをウエハボートに載置して、処理チャンバー内にウエハボートを挿入して行っている。そして、処理チャンバが縦長である場合には縦型のウエハボートを使用している。
縦型のウエハボートの従来例としては、下記の特許文献１に記載されたものが挙げられる。このウエハボートは、図６〜９に示すように、上下方向で対向配置された一対の円板（上円板１１と下円板１２）間が、複数の支柱１４により結合されたものである。

複数の支柱１４は、中心線１３と平行に、且つ、円板１１，１２の外周に沿って間隔を開けて配置されている。支柱１４の長さ方向に沿って等間隔Ｐで多数の溝１５が形成されている。そして、各溝１５を構成する板状体１５ａの上面にウエハＷの周縁部を載せて使用される。
このウエハボートは、直径の異なるウエハが載置できるように、溝１５の奥行きを深くとっている。図８の符号ａは、このウエハボートに載置可能な最大直径のウエハの外周を示し、符号ｂは、最小直径のウエハの外周を示す。
特開平６−３４９７５８号公報

上記特許文献１に記載のウエハボートには以下の問題点がある。
図９は、このウエハボートの溝１５を構成する板状体１５ａの上面に、最大直径のウエハＷ１を載せた状態を示す断面図である。
この溝１５内で、ウエハＷ１の周縁部の表面は、所定の隙間ｈを介して上側の板状体１５ａで覆われた状態となる。ここで、低圧ＣＶＤ法による成膜工程では、成膜ガスが狭い空間に進入し難いため、ウエハの表面（成膜側面）の上方空間（隙間ｈ）が狭いほど、形成される膜が薄くなる。そのため、前記板状体で覆われているウエハの周縁部には、前記板状体で覆われていない部分よりも、形成される膜の厚さが薄くなる。また、この覆われている面積が大きいほど、薄い厚さで形成される膜の面積が広くなる。

すなわち、載置可能なウエハの直径の範囲を広くするほど溝の深さは深くなり、低圧ＣＶＤ法による成膜工程では、最大直径のウエハＷ１の周縁部に形成される膜の厚さは広範囲で薄くなる。例えば、載置可能なウエハの直径が６〜８インチ（１５〜２０ｃｍ）である場合、最大直径と最小直径の差は５０ｍｍとなるため、溝の奥行き寸法は２５ｍｍより大きくする必要がある。

そして、図９に示すように、８インチのウエハＷ１が板状体１５ａで覆われている部分の寸法Ｔ１は、二点鎖線で示した６インチのウエハＷ２が板状体１５ａで覆われている部分の寸法Ｔ２に、２５ｍｍを加算した寸法となる。
また、低圧ＣＶＤ法による成膜工程では、６インチのウエハＷ２を載置して成膜した場合に、成膜ガスが、６インチのウエハＷ２により覆われていない板状体１５ａの上面（Ｔ１−Ｔ２）の部分に触れるため、この部分に膜成分が堆積している。そして、それ以降の成膜が、６インチのウエハＷ２より大きな径の８インチのウエハＷ１に対してなされる場合、この板状体１５ａの上面（Ｔ１−Ｔ２）の膜成分が、成膜時に８インチのウエハＷ１の裏面に異物として付着する。

以上の問題点を解決するためには、直径が大きいウエハの周縁部を載せる部分の面積を小さくする必要がある。また、前記隙間ｈ（すなわち、溝間隔Ｈ）を大きくすれば、前記板状体で覆われている部分と覆われていない部分の膜厚差を小さくできるが、これによると、前記板状体の厚さを薄くしない限り、支柱の長さが同じウエハボートで載置できるウエハの枚数が少なくなる。そして、このウエハボートの場合、前記板状体の厚さを薄くすることには、加工性の点および強度の点から限界がある。

本発明の課題は、上記特許文献１のウエハボートとの比較において、載置可能なウエハの直径の範囲を広くしても、直径が大きいウエハの周縁部を載せる部分の面積を小さくでき、載置されたウエハ周縁部の上方空間（上側のウエハ載置部との隙間）を大きくしながら、支柱の長さが同じ場合に載置できるウエハの枚数を同じ数にできるウエハボートを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、上下方向で対向配置された一対の板材間が複数の支柱により結合され、前記複数の支柱は、前記板材の面に円弧状に間隔を開けて配置され、複数枚のウエハが前記支柱の長さ方向に沿って配置されるように構成された縦型のウエハボートにおいて、ウエハの周縁部を載せる板状の載置部を、前記複数の支柱で囲まれた円弧に沿って間隔を開けて複数個有し、前記載置部は、載置するウエハの複数の直径に合わせて段状に形成され、小径ウエハ用の小径載置部が大径ウエハ用の大径載置部よりも低く形成されていることを特徴とするウエハボートを提供する。

本発明のウエハボートでは、ウエハの周縁部を載せる板状の載置部が、載置するウエハの複数の直径に合わせて段状に形成され、小径ウエハ用の小径載置部が大径ウエハ用の大径載置部よりも低く形成されている。これにより、小径載置部と大径載置部を同じ幅にすることができる。
すなわち、上記特許文献１のウエハボートでは、載置可能なウエハの直径の範囲を広くした場合に、最大直径のウエハが載置部で覆われる部分の幅は、最小直径のウエハが載置部で覆われる幅に両ウエハの半径の差を加算した幅となるが、本発明のウエハボートでは、最大直径のウエハが載置部で覆われる部分の幅を、最小直径のウエハが載置部で覆われる幅と同じにすることができる。そのため、本発明のウエハボートによれば、上記特許文献１のウエハボートとの比較において、載置可能なウエハの直径の範囲を広くしても、直径が大きいウエハの周縁部を載せる部分の面積を小さくできる。

本発明のウエハボートは、前記載置部を、前記円弧の両開口端を含む３カ所以上に有することが好ましい。
本発明のウエハボートの実施態様として、前記複数の載置部は、前記複数の支柱で囲まれた円弧に沿ったＵ字状部により結合され、このＵ字状部が前記複数の支柱に固定されている構成が挙げられる。
本発明のウエハボートの実施態様として、前記構成であって、前記複数の載置部と、前記Ｕ字状部と、このＵ字状部を前記支柱に取り付ける取り付け部と、が一体化されたウエハ載置板を備え、このウエハ載置板の前記取り付け部が、前記支柱に形成された溝に嵌め込まれているウエハボートが挙げられる。

この実施態様のウエハボートによれば、ウエハ載置板（ウエハの周縁部を載せる板状の載置部を含む部材）が支柱とは別に形成されるため、ウエハ載置板を石英板等で薄く形成することが容易にできる。すなわち、このウエハ載置板は、石英製の支柱に溝を形成した場合の板状体よりも薄くすることができる。そのため、載置されたウエハ周縁部の上方空間を大きくしながら、支柱の長さが同じ場合に載置できるウエハの枚数を、前記特許文献１のウエハボートと同じ数にすることができる。

また、炭化珪素は石英よりも強度と耐熱性が高い材料であるため、ウエハ載置板を炭化珪素（ＳｉＣ）製とすることにより、石英製とした場合よりも板厚を薄くすることができる。
さらに、炭化珪素は支柱の材質としても好適であり、この実施態様のウエハボートは、石英製または炭化珪素製のウエハ載置板を、石英製または炭化珪素製の支柱の溝に嵌め込むことにより製造することができる。

本発明のウエハボートによれば、上記特許文献１のウエハボートとの比較において、載置可能なウエハの直径の範囲を広くしても、直径が大きいウエハの周縁部を載せる部分の面積を小さくでき、載置されたウエハ周縁部の上方空間を大きくしながら、支柱の長さが同じ場合に載置できるウエハの枚数を同じ数にすることができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、この実施形態のウエハボートを示す斜視図である。
このウエハボートは、上円板１と、下円板２と、四本の支柱３と、多数枚のウエハ載置板４とで構成されている。上円板１と下円板２は、両円板の円の中心が一致し、且つ、互いに平行となるように上下方向で対向配置されている。符号Ｌ１は、上円板１と下円板２の中心を結ぶ中心線である。そして、上円板１と下円板２の間が、中心線Ｌと平行な四本の支柱３で結合されている。これらの支柱３は、両円板１，２の外周に沿って（円弧状に）間隔を開けて配置されている。また、支柱３の長さ方向に沿って、符号Ａで示す範囲に、等間隔で多数枚のウエハ載置板４が設けてある。

このウエハボートの横断面図を図２に、縦断面図の一部を図３に示す。図３は図２のＢ−Ｂ断面図に相当し、図２は図３のＣ−Ｃ断面図に相当する。また、ウエハ載置板４の平面図を図４に示す。
これらの図に示すように、二本の支柱３は、下円板２を二等分する線Ｌ２と平行でこの線Ｌ２より寸法Ｋだけ外側の線Ｌ３に沿って、対向配置されている。他の二本の支柱３は、線Ｌ２から同じ角度θ（例えば６０°）だけ離れた、下円板２の直径に沿った線Ｌ４，Ｌ５上の位置に形成されている。

また、ウエハ載置板４は、四本の支柱３で囲まれた円弧に沿ったＵ字状部４１と、ウエハの周縁部を載せる載置部４２と、Ｕ字状部４１を支柱３に取り付けるための取り付け部４３と、が一体化されたものである。支柱３には、ウエハ載置板４の取り付け部４３を嵌め入れる溝３１が、長さ方向に等間隔（特許文献１のウエハボートの溝１５と同じ間隔）Ｐで形成されている。

Ｕ字状部４１は、このウエハボートで載置する最大直径のウエハの外周ａより僅かに大きな外周４１ａと、僅かに小さな内周４１ｂを有する。また、載置部４２は、Ｕ字状部４１の両開口端と中間位置の３カ所に設けてある。
各載置部４２は、直径が所定範囲にある標準ウエハ用の標準載置部４２ａと、前記標準ウエハよりも直径が小さいウエハ用の小径載置部４２ｂと、前記標準ウエハよりも直径が大きいウエハ用の大径載置部４２ｃと、を備えている。そして、図３に示すように、小径載置部４２ｂは標準載置部４２ａよりも低く、大径載置部４２ｃは標準載置部４２ａよりも高く、段状に形成されている。また、小径載置部４２ｂの幅ｆと大径載置部４２ｃの幅ｇが同じになっている。

取り付け部４３は、各支柱３に対応させた四カ所に設けてある。この取り付け部４３を支柱３の溝３１に嵌め入れることで、ウエハ載置板４が支柱３に固定されている。
このウエハボートに、載置可能な最大直径のウエハＷ１と最小直径のウエハＷ２を載置した状態を図５に示す。図５（ａ）は、最大直径のウエハＷ１を載置した場合であって、ウエハＷ１の周縁部はウエハ載置板４の大径載置部４２ｃに載置される。図５（ｂ）は、最小直径のウエハＷ２を載置した場合であって、ウエハＷ２の周縁部はウエハ載置板４の小径載置部４２ｂに載置される。

ここで、大径載置部４２ｃの幅ｇが小径載置部４２ｂの幅ｆと同じであるため、前記特許文献１のウエハボートと比較して、載置可能なウエハの直径の範囲を広くした場合の、最大直径のウエハの周縁部を載せる部分の面積を小さくできる。また、図５（ａ）に示すように、最大直径のウエハＷ１を載置した場合には、大径載置部４２ｃ以外の部分でウエハＷ１と載置部４２との間に隙間が生じる。その結果、前述の膜成分の堆積に起因する異物がウエハの裏面に付着することが防止される。

また、このウエハボートは、ウエハ載置板４を支柱３と別に作製した後に、支柱３に固定して製造されるため、ウエハ載置板４を石英板等で薄く形成することが容易にできる。これに対して、特許文献１のウエハボートのように、支柱に設けた溝をウエハの載置部とするウエハボートでは、溝を構成する板状体を薄く形成することは難しい。したがって、この実施形態のウエハボートは、特許文献１のウエハボートと比較して、載置されたウエハ周縁部の上方空間（前記隙間ｈ）を大きくしながら、支柱の長さが同じ場合に載置できるウエハの枚数を同じ数にできる。

例えば、載置可能なウエハの直径を６〜８インチとした場合、最も薄い小径載置部４２ｂの厚さを１．０ｍｍとし、最も厚い大径載置部４２ｃの厚さを１．５ｍｍとすることにより、８インチのウエハＷ１を載置した状態で、大径載置部４２ｃ間の隙間Ｈを４．８５ｍｍとし、前記隙間ｈをウエハＷ１の厚さ（０．７２５ｍｍ）を差し引いた４．１２５ｍｍとすることができる。これに対して、特許文献１のウエハボートでは、溝間隔Ｈが３．５ｍｍと推定され、前記隙間ｈは２．７７５ｍｍとなるが、溝を構成する板状体の厚さ２．８５ｍｍをこれ以上薄くすることは、加工性および強度の点から困難である。

本発明の一実施形態に相当するウエハボートを示す斜視図である。 図１のウエハボートを示す横断面図である。 図１のウエハボートを示す縦断面図である。 図１のウエハボートを構成するウエハ載置板を示す平面図である。 図１のウエハボートにウエハを載置した状態を示す断面図である。 ウエハボートの従来例を示す縦断面図であって、図７のＣ−Ｃ断面図に相当する。 図６のウエハボートを示す平面図である。 図６のＡ−Ａ断面図である。 図６のウエハボートにウエハを載置した状態を示す断面図であって、図８のＢ−Ｂ断面図に相当する。

符号の説明

１ 上円板
２ 下円板
３ 支柱
３１ 溝
４ ウエハ載置板
４１ Ｕ字状部
４２ 載置部
４２ａ 標準載置部
４２ｂ 小径載置部
４２ｃ 大径載置部
４３ 取り付け部
ａ 載置可能な最大直径のウエハの外周
ｂ 載置可能な最小直径のウエハの外周
Ｌ１ 上円板と下円板の中心を結ぶ中心線
Ｐ 溝３１の間隔

Claims (4)

1. 上下方向で対向配置された一対の板材間が複数の支柱により結合され、前記複数の支柱は、前記板材の面に円弧状に間隔を開けて配置され、複数枚のウエハが前記支柱の長さ方向に沿って配置されるように構成された縦型のウエハボートにおいて、
   ウエハの周縁部を載せる板状の載置部を、前記複数の支柱で囲まれた円弧に沿って間隔を開けて複数個有し、
   前記載置部は、載置するウエハの複数の直径に合わせて段状に形成され、小径ウエハ用の小径載置部が大径ウエハ用の大径載置部よりも低く形成されていることを特徴とするウエハボート。
2. 前記載置部を、前記円弧の両開口端を含む３カ所以上に有する請求項１記載のウエハボート。
3. 前記複数の載置部は、前記複数の支柱で囲まれた円弧に沿ったＵ字状部により結合され、このＵ字状部が前記複数の支柱に固定されている請求項１記載のウエハボート。
4. 前記複数の載置部と、前記Ｕ字状部と、このＵ字状部を前記支柱に取り付ける取り付け部と、が一体化されたウエハ載置板を備え、
   このウエハ載置板の前記取り付け部が、前記支柱に形成された溝に嵌め込まれている請求項３記載のウエハボート。

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