JP2009212393A - 縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造、縦型熱処理装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板保持具の転倒が防止できるとともに、支持構造が簡単で基板保持具の取付取外し作業を容易且つ安全に行うことができる縦型処理装置用基板保持具の支持構造及び縦型処理装置を提供する。
【解決手段】底板４２を有し、底板４２に第１の貫通孔４５が設けられた基板保持具４０と、天板５１を有し、第１の貫通孔４５に対応して天板５１に第２の貫通孔５６が設けられた載置台５０と、第１の貫通孔４５の大きさに対応した頭部７１と、第２の貫通孔５６の大きさに対応した軸部７２と、を有する挿通具７０と、を有する縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造であって、基板保持具４０は、第１の貫通孔４５及び第２の貫通孔５６に挿通された挿通具７０によって載置台５０に支持されることを特徴とする縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造及び縦型処理装置。
【選択図】 図２

Description

本発明は、縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造、縦型熱処理装置及び半導体装置の製造方法に係り、特に基板保持具を載置台に支持する縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造、縦型熱処理装置及び半導体装置の製造方法に関する。

半導体基板（以下基板）に熱処理を施す熱処理装置の一例として、複数枚の基板をバッチで処理する縦型熱処理装置が知られている。縦型熱処理装置では、多数枚の半導体基板（以下基板）を保持したボート（以下基板保持具）を熱処理炉内に設置された反応管に収容し、多数枚の基板の同時処理を行う。例えば、特許文献１には、複数枚平行に配置された保持板を用いて、複数枚の基板を多段に保持し、熱処理するための基板保持具を備えた縦型熱処理装置が開示されている。

ここで、基板保持具は、反応管の外部と断熱し、保温するための保温筒（以下載置台）の上に設けられる場合がある。図１３は、このような従来の載置台を有する縦型熱処理装置の例を模式的に示した断面図であり、図１４は、図１３の小円IＩで囲んだ部分の基板保持具と載置台を模式的に示した断面図である。ヒータ１１２を備えた処理炉１１０の中に、二重の反応管１２０が設けられ、反応管１２０の中に、基板１４４を多段に収容する基板保持具１４０が収容可能である。基板保持具１４０は、蓋体１６０上に設けられ、複数の断熱板１５４を平行に配置した載置台１５０上に設けられている。

ところで、反応管１２０の中に収容される基板保持具１４０は、メンテナンス時の取付取外し作業を容易且つ安全に行うため、載置台１５０と分離されている場合がある。そして、基板保持具１４０を取付ける際は、基板保持具１４０を載置台１５０に載置し、載置台１５０に固定をすることによって、基板保持具１４０の転倒を防止する必要がある。地震の際に外部から加振力が加わった場合、基板保持具１４０が転倒し、基板保持具１４０や基板１４４を破損したり、基板１４４が飛散して汚染され、不良品が発生する恐れがあるためである。

従来は、図１４に示されるように、基板保持具１４０を載置台１５０に固定するため、基板保持具１４０と載置台１５０の間をボルト１７０で固定することが行われていた。ボルト１７０は、基板保持具１４０の底板に設けた貫通孔１４５を通して、載置台１５０の天板に設けられたねじ孔１５６にねじ止めされる。ボルト１７０は少なくとも２箇所設けられる。

しかし、縦型熱処理装置においては、載置台１５０と基板保持具１４０を固定する固定手段にボルト１７０を採用すると、ボルト１７０及びねじ孔１５６のねじ山の相互間に未反応生成物が付着して堆積することにより、基板保持具１４０や載置台１５０等のメンテナンスに際して、ボルト１７０の取り外しが困難になる場合があった。例えば、ボルト１７０が石英（ＳｉＯ_２）によって形成されている場合においては、ボルト１７０の取り外しに際して、ボルト１７０をスムーズに回転させることができないと、ボルト１７０の頭部やボルト１７０又はねじ孔１５６のねじ山を破損する場合がある。破損した場合には、例えば基板保持具１４０が載置台１５０から取り外せなくなるため、基板保持具１４０や載置台１５０等の主要部品まで含めた多数の部品の交換が必要になる。

このような基板保持具が載置台に固着されることを防止するため、ボルト以外を用いた固定方法も採用されてきた。

例えば、特許文献２には、基板保持具の取付板（底板）に穴を形成し、基板保持具を載置支持する載置台の天板に、穴に嵌入する転倒防止ピンを設け、転倒防止ピンと穴の内周壁とを当接させることによって基板ボートの転倒を防止する構造を有する縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造が開示されている。

また、特許文献３には、載置台の天板及び基板保持具の底板に貫通孔を設け、貫通孔に貫通される頭部を有し、足部にキー部が設けられた固定ピンと、貫通孔を貫通したキー部が差し込まれるキー孔と、キー孔と交叉するキー部を嵌合するための溝部とを設けたピン止め板とを備え、固定ピンが、固定ピンとピン止め板との相対回転により、ロック状態とアンロック状態の２つの係脱状態をとり、ロック状態のときは、キー部が溝部に嵌合されて、固定ピンの頭部とピン止め板との間に底板と天板とを挟着し、アンロック状態のときは、キー部が溝部から脱出してキー孔から抜き出し可能となっている基板保持具の固定手段を備えた縦型熱処理装置が開示されている。
特開２００３−１５８１７１号公報 特開平５−２１８１８６号公報 特開２００７−２０１０９５号公報

ところが、基板保持具を載置台に載置支持する縦型熱処理装置においては、基板保持具の転倒が防止できること、支持構造が簡単で基板保持具の取付取外し作業を容易且つ安全に行うことができること、を満たす必要があるが、従来の方法を用いて行う場合には、問題があった。

特許文献２に開示される縦型熱処理装置においては、基板保持具支柱と取付板とが固定されないのに加え、取付板と載置台天板に設けられた転倒防止ピンとも固定されないため、基板保持具の載置台からの支持力が十分でなく、地震の際に外部から加振力が加わった場合、基板保持具が転倒し、基板保持具に保持されていた基板が落下し、転倒した基板保持具や落下した基板が破損し、破損した基板保持具や基板が飛散して汚染が発生し、不良品が発生する、という問題があった。

また、特許文献３に開示される縦型熱処理装置においては、固定ピンの頭部とピン止め板との挟着力により基板保持具を載置台に固定するため、基板保持具の底板と、載置台の天板と、の互いに当接する当接箇所が強く当接し、当接箇所の石英が固着し、基板保持具のメンテナンス時に、基板保持具が載置台から取り外すことができなくなる、という問題があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、基板保持具の転倒が防止できるとともに、支持構造が簡単で基板保持具の取付取外し作業を容易且つ安全に行うことができる縦型処理装置用基板保持具の支持構造及び縦型処理装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。

第１の発明に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造は、底板（４２）を有し、該底板（４２）に第１の貫通孔（４５）が設けられた基板保持具（４０）と、天板（５１）を有し、前記第１の貫通孔（４５）に対応して前記天板（５１）に第２の貫通孔（５６）が設けられた載置台（５０）と、前記第１の貫通孔（４５）の大きさに対応した頭部（７１）と、前記第２の貫通孔（５６）の大きさに対応した軸部（７２）と、を有する挿通具（７０）と、を有する縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造であって、前記基板保持具（４０）は、前記第１の貫通孔（４５）及び前記第２の貫通孔（５６）に挿通された前記挿通具（７０）によって前記載置台（５０）に支持されることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造において、前記第２の貫通孔（５６）は、前記第１の貫通孔（４５）の内径より小さな内径を有することを特徴とする。

第３の発明は、第１又は第２の発明に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造において、前記第１の貫通孔（４５）は、複数設けられたことを特徴とする。

第４の発明は、第１〜第３の何れか一つの発明に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造において、前記挿通具（７０）の前記軸部（７２ａ）は、第１の螺旋溝（７３）を有し、前記第２の貫通孔（５６ａ）は、前記第１の螺旋溝（７３）に対応した第２の螺旋溝（５９）を有することを特徴とする。

第５の発明は、第１〜第３の何れか一つの発明に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造において、前記挿通具（７０ｂ）は、前記頭部（７１）と反対側に掛止部（７４）を有し、前記載置台（５０ｂ）は、前記第２の貫通孔（５６ｂ）に挿通された前記挿通具（７０ｂ）が前記軸部（７２）を回転軸として回転されたとき、前記掛止部（７４）が前記載置台（５０ｂ）に掛止されるような前記第２の貫通孔（５６ｂ）が設けられることを特徴とする。

第６の発明は、第１〜第５の何れか一つの発明に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造において、前記挿通具（７０）は、前記基板保持具（４０）の材質と同一の材質よりなることを特徴とする。

第７の発明に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造は、底板（４２）を有し、該底板（４２）に貫通孔（４８）が設けられた基板保持具（４０）と、天板（５１ｃ）を有し、前記貫通孔（４８）に対応して前記天板（５１ｃ）に突起が設けられた載置台（５０ｃ）と、を有する縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造であって、前記基板保持具（４０）は、前記貫通孔（４８）に嵌合された前記突起（７５）によって前記載置台（５０ｃ）に支持されることを特徴とする。

第８の発明に係る縦型熱処理装置（１００）は、第１〜第７の何れか一つの発明に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を備えたことを特徴とする。

第９の発明に係る半導体装置の製造方法は、第８の発明に係る縦型熱処理装置（１００）を用いて半導体基板（４４）の熱処理を行う熱処理工程を有することを特徴とする。

なお、上記の括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例に過ぎず、図示の態様に限定されるものではない。

本発明によれば、縦型熱処理装置において、基板保持具の転倒が防止できるとともに、支持構造が簡単で基板保持具を用いることができ、基板保持具の取付取外し作業を容易且つ安全に行うことができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。
（第１の実施の形態）
図１乃至図５を参照し、本発明の第１の実施の形態に係る縦型熱処理装置、縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造、及び半導体装置の製造方法を説明する。

最初に、図１を参照し、本実施の形態に係る縦型熱処理装置を説明する。

図１は、本実施の形態に係る縦型熱処理装置の構成を模式的に示す断面図である。

図１に示されるように、本実施の形態に係る縦型熱処理装置１００は、熱処理炉１０、反応管２０、縦型熱処理装置用基板保持具３０、を有する。熱処理炉１０の中に、反応管２０が配設され、反応管２０の中に縦型熱処理装置用基板保持具３０が収容される。

熱処理炉１０は、熱処理炉本体１１、ヒータ１２を有する。熱処理炉１０は、基板に熱処理を行うための炉である。

熱処理炉本体１１は、反応管２０を囲繞して設けられ、反応管２０の温度を保持するための断熱機能を有する。ヒータ１２は、熱処理炉本体１１と反応管２０との間に設けられ、抵抗発熱体よりなる。ヒータ１２は、熱処理炉外部に配設された電源に接続されており、外部電源から電圧を印加することにより、発熱して、反応管２０の温度を例えば５００〜１０００℃にすることができる。

反応管２０は、外管２１、内管２２、マニホールド２３、ガス導入配管２４、真空排気管２５を有する。反応管２０は、基板を熱処理するガス雰囲気を調節制御するためのものである。

外管２１、内管２２は、二重構造を有する。外管２１は、天井を具備し、略円筒状の形状を有する。内管２２は、外管２１の内側に配設され、天井を具備せず、略円筒状の形状を有する。外管２１、内管２２は、石英或いは炭化珪素（ＳｉＣ）により形成される。

マニホールド２３は、略円筒状の形状を有する。マニホールド２３は、外管２１、内管２２の下端部に配設される。また、マニホールド２３の下部には、外管２１に処理ガスを導入するガス導入配管２４、排気管２５が接続されている。マニホールド２３は、外管２１、内管２２、ガス導入配管２４、真空排気管２５を固定支持するためのものである。マニホールド２３の材質としては、例えば、ステンレスを用いることができる。

ガス導入配管２４は、反応管２０に処理ガスを導入するためのものである。ガス導入配管２４は、内管２２の内側に接続されるため、処理ガスは、内管２２の内側から反応管２０に導入される。また、真空排気管２５は、反応管２０を真空排気するためのものである。真空排気管２５は、外管２１の内側であって内管２２の外側に接続されるため、処理ガスは、外管２１の内側であって内管２２の外側から真空排気管２５に排気される。反応管２０に接続された真空排気管２５の先は、例えばターボ分子ポンプ又はドライポンプのような真空ポンプに接続されている。

縦型熱処理装置用基板保持具３０は、基板保持具４０、載置台５０、蓋体６０を有する。縦型熱処理装置用基板保持具３０は、反応管２０に収容可能であり、反応管２０内で基板４４を保持するためのものである。蓋体６０の上に載置台５０が配設され、載置台５０の上に基板保持具４０が載置される。

基板保持具４０は、天板４１、底板４２、支柱４３、を有する。基板保持具４０は、複数枚、例えば１５０枚の基板４４を略水平に保持するためのものである。基板保持具４０は、金属等による基板４４の汚染を防止するため、高純度の石英或いは炭化珪素（ＳｉＣ）から形成される。

天板４１、底板４２は、円形の形状を有する。支柱４３は、天板４１の下面と底板４２の上面とを垂直に連結する。支柱４３は、天板４１と底板４２とを固定支持するためのものであるとともに、天板４１と底板４２との間で基板４４を保持するためのものである。支柱４３は複数本設けられ、例えば４本の支柱４３を設けることができる。また、各支柱４３には、複数枚の基板４４を等間隔で略水平に保持し、収容するため、複数箇所に溝が設けられている。

載置台５０は、天板５１、底板５２、支柱５３、断熱板５４、保温筒５５を有する。載置台５０は、基板保持具４０と蓋体６０との間の断熱作用を有し、蓋体６０を温度上昇から守るためのものである。載置台５０も、基板保持具４０と同様に、金属等による基板４４の汚染を防止するため、高純度の石英或いは炭化珪素（ＳｉＣ）から形成される。

天板５１、底板５２は、円形の形状を有する。支柱５３は、底板５２の上面に垂直に立設される。支柱５３は、底板５２の上部に複数枚の断熱板５４を保持するためのものである。支柱５３は複数本設けられ、例えば４本の支柱５３を設けることができる。複数枚の断熱板５４は、例えば４本の支柱５３に固定されるために、例えば４箇所に孔を有しており、底板５２の上部において、複数枚の断熱板５４が等間隔で支柱５３に嵌合する。複数枚の断熱板５４は、断熱板５４の枚数を変えることにより、最適な断熱効果を得ることができるようになっている。

以上のようにして組み立てられた支柱５３、断熱板５４の周りを囲繞するように、保温筒５５が配設される。保温筒５５は、断熱作用を有するとともに、天板５１を蓋体６０及び底板５２に固定支持する作用を有する。本実施の形態では、支柱５３の上部は、天板５１と連結されていないが、支柱５３の上部は、天板５１と連結することもできる。その場合は、天板５１は支柱５３によって蓋体６０及び底板５２に固定支持されるため、保温筒５５を省略することができる。

次に、図２乃至図５を参照し、本実施の形態に係る縦型熱処理装置における縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造について説明する。

図２は、本実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を説明するための図であり、図１の小円Iで囲んだ部分の基板保持具４０と載置台５０を模式的に示した分解斜視図である。図３は、本実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を説明するための図であり、図１の小円Iで囲んだ部分を図２におけるＡの方向から見た正面図である。図４は、本実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を説明するための図であり、図３におけるＢ−Ｂ線に伴う断面図である。図５は、本実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を説明するための図であり、図３に示すＣの方向から見た平面図である。

図２乃至図５に示されるように、本実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具３０の支持構造は、載置台５０の天板５１の上に基板保持具４０の底板４２が載置され、挿通具７０が挿通されることによって支持される構造を有する。

前述したように、基板保持具４０の底板４２は、円形形状を有する。基板保持具４０の底板４２の下面側は、底板下面凹部４７を有する。底板下面凹部４７は、底板４２の下面に、底板４２と同心円状に形成された円筒状の凹部である。図４に示されるように、底板下面凹部４７と底板４２の下面外周側との間に、高さＨ１の段差を有する。

前述したように、載置台５０の天板５１は、円形形状を有する。載置台５０の天板５１の上面側は、天板上面凸部５８を有する。天板上面凸部５８は、天板５１と同心円状に形成された円筒状の部分であり、天板５１の上面から突出している。図４に示されるように、天板上面凸部５８と天板５１の上面外周側との間に、高さＨ２の段差を有する。

ここで、図４に示されるように、円筒状の天板上面凸部５８の外径Ｉ２は、底板下面凹部４７の内径Ｉ１よりもやや小さい。従って、基板保持具４０の底板４２は、天板上面凸部５８が底板下面凹部４７に嵌合されるように、載置台５０の天板５１に載置される。この嵌合により、載置台５０に対する基板保持具４０の位置決めを確実に行うことができる。

また、図４に示されるように、天板５１の外周側と天板上面凸部５８との段差Ｈ２は、底板４２の外周側と底板下面凹部４７との段差Ｈ１よりも小さい。従って、基板保持具４０の底板４２は、天板上面凸部５８が底板下面凹部４７に当接せず、底板４２の下面外周側が天板５１の上面外周側に当接するように、載置台５０の天板５１に載置される。この当接構造により、底板４２と天板５１との接触面積を減らすことができ、未反応生成物が堆積して取外しが困難になることを防ぐことができる。

基板保持具４０の底板４２及び載置台５０の天板５１には、円形の貫通孔が形成されている。そのうち、基板保持具４０の底板４２に形成された貫通孔を第１の貫通孔４５とし、載置台５０の天板５１に形成された貫通孔を第２の貫通孔５６とする。

第１の貫通孔４５は、基板保持具４０の底板４２の底板下面凹部４７に、１つ以上形成することができ、図２に示されるように、例えば３つ形成することができる。また、第２の貫通孔５６は、載置台５０の天板５１の天板上面凸部５８に、第１の貫通孔４５に対応して形成される。従って、載置台５０の天板５１の天板上面凸部５８に、第１の貫通孔４５に対応して１つ以上形成することができ、図２に示されるように、例えば３つ形成することができる。

挿通具７０は、基板保持具４０の底板４２に形成された第１の貫通孔４５と、載置台５０の天板５１に形成された第２の貫通孔５６と、に挿通される。挿通具７０は、載置台５０に載置された基板保持具４０を支持するためのものである。

挿通具７０は、第１の貫通孔４５の大きさに対応した円筒状の頭部７１と、第２の貫通孔５６の大きさに対応した円筒状の軸部７２と、を有する。具体的には、図４に示されるように、頭部７１の外径Ｊ１は、第１の貫通孔４５の内径Ｋ１よりもやや小さい。頭部７１の軸方向の長さＬ１は、載置台５０の天板５１の天板上面凸部５８の上面から基板保持具４０の底板４２の上面までの高さＨ３に比べて大きい。次に、軸部７２の外径Ｊ２は、第２の貫通孔５６の内径Ｋ２よりもやや小さい。また、軸部７２の軸方向の長さＬ２は、天板上面凸部５８における天板５１の厚さＨ４と略等しい。

更に、図４に示されるように、第１の貫通孔４５の内径Ｋ１は、第２の貫通孔５６の内径Ｋ２に比べて大きく、挿通具７０の頭部７１の外径Ｊ１も、第２の貫通孔５６の内径Ｋ２に比べて大きい。そのため、第１の貫通孔４５と第２の貫通孔５６が連通するような位置において、基板保持具４０を載置台５０に載置し、挿通具７０を第１の貫通孔４５及び第２の貫通孔５６に挿通すると、頭部７１の下面側が、載置台５０の天板５１の上面側に当接して支持される。

基板保持具４０の水平方向の移動は、載置台５０の天板５１の第２の貫通孔５６に軸部７２が拘束された挿通具７０によって拘束され、基板保持具４０の垂直方向の移動は、基板保持具４０の自重によって拘束される。また、第１の貫通孔４５、第２の貫通孔５６、頭部７１、軸部７２の形状は加工の容易な単純な形状を有する。従って、本実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具３０は、構造が簡単な基板保持具４０を載置台５０に載置するため、支持構造が簡単である。

ここで、挿通具７０には、少なくとも基板保持具４０の材質と同一の材質を用いることができる。仮に基板保持具４０より熱膨張係数の大きい材質で挿通具７０を形成すると、温度上昇に伴って、挿通具７０が頭部７１において、径方向に熱膨張することにより、第１の貫通孔４５と径方向に当接し、応力が発生して、頭部７１の破損を発生させる可能性が高くなるからである。挿通具７０に、基板保持具４０の材質と同一の材質を用いることにより、頭部７１の破損を防止することができる。

また、基板保持具４０と載置台５０との材質が同一である場合、挿通具７０は載置台５０と同一の材質を用いることにもなる。この場合、温度上昇に伴って、挿通具７０が軸部７２において、径方向に熱膨張することにより、第２の貫通孔５６と径方向に当接し、応力が発生して、軸部７２を破損させることを防止することができる。更に、基板保持具４０、載置台５０、挿通具７０をすべて同一材質で形成することにより、温度上昇に伴って頭部７１及び軸部７２にかかる応力をより低減させることができる。

次に、基板保持具４０を載置台５０に載置支持する手順を具体的に説明する。

まず、基板保持具４０を載置台５０に載置する。具体的には、載置台５０の天板５１の天板上面凸部５８が、基板保持具４０の底板４２の底板下面凹部４７に嵌合するように、基板保持具４０を載置台５０に載置し、載置した状態で基板保持具４０を載置台５０に対して回転し、第１の貫通孔４５と第２の貫通孔５６とが連通するように位置を決める。このとき、基板保持具４０の底板４２の外周側が載置台５０の天板５１の外周側に当接し、基板保持具４０の垂直方向の移動を拘束することができる。

次に、挿通具７０を挿通して基板保持具を支持する。具体的には、基板保持具４０の底板４２の上方から、頭部７１が軸部７２の上方になる向きで、基板保持具４０の底板４２に形成された第１の貫通孔４５及び載置台５０の天板５１に形成された第２の貫通孔５６に、挿通具７０を挿通する。このとき、挿通具７０の頭部７１は、第１の貫通孔４５に嵌合されるため、基板保持具４０の水平方向の移動を拘束することができる。

第１の貫通孔４５、第２の貫通孔５６、挿通具７０の形状は単純で、部品点数も少なく、上記の操作も簡単であることから、基板保持具４０の転倒を防止するとともに、基板保持具４０の取付取外し作業を容易且つ安全に行うことができる。

このように、本実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造は、簡単な支持構造で基板保持具４０の垂直方向及び水平方向の移動を拘束する作用を有するため、本実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を備えた縦型熱処理装置１００は、基板保持具４０の転倒を防止することができるとともに、基板保持具４０の取付取外し作業を容易且つ安全に行うことができる。

また、本実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を備えた縦型熱処理装置１００を用いて基板の熱処理工程を行う半導体装置の製造方法を実施することにより、地震等の振動が加わったときの転倒を防止することができるため、不良品の発生率を低くすることができる。

以上、本実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造によれば、水平方向、垂直方向の移動の拘束により、基板保持具の転倒を防止するとともに、基板保持具の取付取外し作業を容易且つ安全に行うことができる。
（第１の実施の形態の第１の変形例）
次に、図６を参照し、本発明の第１の実施の形態の第１の変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造について説明する。

図６は、本変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を模式的に示した断面図である。ただし、以下の文中では、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある（以下の実施の形態についても同様）。

本変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造は、挿通具が第２の貫通孔に螺合されることによって支持される点で、第１の実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造と相違する。

図６を参照するに、第１の実施の形態において、挿通具の軸部が載置台の天板に形成された第２の貫通孔に嵌合されるのと相違し、本変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造は、挿通具７０ａの軸部７２ａが第１の螺旋溝７３を有し、第２の貫通孔５６ａが第１の螺旋溝７３に対応した第２の螺旋溝５９を有する。

図６に示されるように、基板保持具４０の底板４２に第１の貫通孔４５が形成され、載置台５０ａの天板５１ａに第２の貫通孔５６ａが形成され、基板保持具４０の底板４２の下面側に底板下面凹部４７が設けられ、載置台５０ａの天板５１ａの上面側に天板上面凸部５８ａが設けられることは、第１の実施の形態と同様である。また、第１の実施の形態と同様に、第１の貫通孔４５、第２の貫通孔５６ａを３つとすることができる。

また、挿通具７０ａが、第１の貫通孔４５の大きさに対応した頭部７１と、第２の貫通孔５６ａの大きさに対応した軸部７２ａとを有し、頭部７１の外径Ｊ１が第１の貫通孔４５の内径Ｋ１よりもやや小さく、頭部７１の軸方向の長さＬ１が載置台５０ａの天板５１ａの天板上面凸部５８ａの上面から基板保持具４０の底板４２の上面までの高さＨ３に比べて大きく、軸部７２ａの外径Ｊ２が第２の貫通孔５６ａの内径Ｋ２よりもやや小さいことも、第１の実施の形態と同様である。

しかし、挿通具７０ａの軸部７２ａの形状、及び第２の貫通孔５６ａの形状が、第１の実施の形態と異なる。

軸部７２ａは、挿通具７０ａの軸部７２ａを回転軸とする第１の螺旋溝７３を有する。第１の螺旋溝７３は、軸部７２ａが第２の貫通孔５６ａに螺合されるためのものである。

第２の貫通孔５６ａは、第１の螺旋溝７３に対応した第２の螺旋溝５９を有する。第２の螺旋溝５９は、第１の螺旋溝７３を有する挿通具７０ａの軸部７２ａが螺合されるためのものである。

第１の貫通孔４５の内径Ｋ１が、第２の貫通孔５６ａの内径Ｋ２に比べて大きく、挿通具７０ａの頭部７１の外径Ｊ１が、第２の貫通孔５６ａの内径Ｋ２に比べて大きいのは、第１の実施の形態と同様である。従って、第１の貫通孔４５と第２の貫通孔５６ａが連通するような位置において、基板保持具４０を載置台５０ａに載置し、挿通具７０ａを第１の貫通孔４５を介して第２の貫通孔５６ａに螺合すると、挿通具７０ａは、頭部７１の下面側が載置台５０ａの天板５１ａの上面側に当接する位置まで螺入される。

このとき、基板保持具４０に対して上下いずれの向きの垂直方向に力が加わった場合でも、第１の螺旋溝７３と第２の螺旋溝５９との間に支持力が働くため、螺旋溝がない場合よりも基板保持具４０の垂直方向の移動を拘束することができる。また、挿通具７０ａの頭部７１は、第１の貫通孔４５に嵌合されるため、基板保持具４０の水平方向の移動を拘束することができる。

このように、本変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造は、簡単な支持構造で基板保持具４０の垂直方向及び水平方向の移動を拘束する作用を有する。従って、本変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を備えた縦型熱処理装置は、第１の実施の形態において説明したのと同様に、図１に示されるような構成を有することができ、基板保持具の転倒を防止することができるとともに、基板保持具の取付取外し作業を容易且つ安全に行うことができる。

また、本変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を備えた縦型熱処理装置を用いて基板の熱処理工程を行う半導体装置の製造方法を実施することにより、地震等の振動が加わったときの転倒を防止することができるため、不良品の発生率を低くすることができる。

以上、本変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造によれば、水平方向、垂直方向の移動の拘束により、基板保持具の転倒を防止するとともに、基板保持具の取付取外し作業を容易且つ安全に行うことができる。

なお、本変形例では、第１の貫通孔、第２の貫通孔、挿通具の数が3つであるが、例えば、中心に径を大きくした第１の貫通孔、第２の貫通孔、挿通具を１つ設けることによって、支持することもできる。
（第１の実施の第２の変形例）
次に、図７を参照し、本発明の第１の実施の形態の第２の変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造について説明する。

図７は、本変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を模式的に示す断面図である。また、図８は、本変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を説明するための図であり、図７に示すＤの方向から見た平面図である。

本変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造は、挿通具が掛止部をもって載置台に掛止される点で、第１の実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造と相違する。

図７及び図８を参照するに、第１の実施の形態において、挿通具が第１の貫通孔の大きさに対応した頭部と第２の貫通孔の大きさに対応した軸部とを有するのと相違し、本変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造は、挿通具７０ｂが、頭部７１と反対側に掛止部７４を有し、載置台５０ｂは、第２の貫通孔５６ｂに挿通された挿通具７０ｂが軸部７２を回転軸として回転されたとき、掛止部７４が載置台５０ｂに掛止されるような第２の貫通孔５６ｂが設けられることが特徴である。また、第１の実施の形態と同様に、第１の貫通孔４５、第２の貫通孔５６ｂを３つとすることができる。

図７及び図８に示されるように、挿通具７０ｂは、頭部７１と、軸部７２と、掛止部７４と、を有する。頭部７１は、円状の断面形状を有しており、第１の貫通孔４５の大きさに対応した直径を有する。具体的には、頭部７１の外径Ｊ１は、第１の貫通孔４５の内径Ｋ１よりやや小さい。また、頭部７１の軸方向の長さＬ１は、載置台５０の天板５１ｂの天板上面凸部５８ｂの上面から基板保持具４０の底板４２の上面までの高さＨ３に比べて大きい。

次に、軸部７２は、円状の断面形状を有しており、第２の貫通孔５６ｂの大きさに対応した直径を有する。具体的には、軸部７２の外径Ｊ２は、後述するように、長径と短径を有する第２の貫通孔５６ｂの短径Ｎ２よりやや小さい。また、軸部７２の軸方向の長さＬ２は、天板上面凸部５８ｂにおける天板５１ｂの厚さＨ４よりやや大きい。

次に、掛止部７４は、長円状の断面形状を有している。掛止部７４は、挿通具７０ｂが第２の貫通孔５６ｂに嵌脱されるとともに、挿通具７０ｂの軸部を回転軸として回転されたとき、載置台５０ｂに掛止されるための部分である。従って、掛止部７４の長径Ｍ１は、第２の貫通孔５６ｂの長径Ｎ１よりやや小さく、掛止部７４の短径Ｍ２は、第２の貫通孔５６ｂの短径Ｎ２よりやや小さくなっている。また、掛止部７４の長径Ｍ１は、第１の貫通孔４５の内径Ｋ１より小さい。また、軸部７２の軸方向の長さＬ２は、天板上面凸部５８ｂにおける天板５１ｂの厚さＨ４よりやや大きいため、挿通具７０ｂの頭部７１が第１の貫通孔４５に嵌合し、挿通具７０ｂの軸部７２が第２の貫通孔５６ｂに嵌合したときに、掛止部７４は、載置台５０ｂの天板５１ｂの下面より下方に突出する。

一方、第２の貫通孔５６ｂは、前述したように、掛止部７４を嵌脱させるとともに、掛止させる機能を有するため、第１の実施の形態と異なり、長円状の断面形状を有している。即ち、図８に示されるように、第２の貫通孔５６ｂの長径Ｎ１は、第２の貫通孔５６ｂの短径Ｎ２より大きい。

掛止部７４の第２の貫通孔５６ｂとの相対位置の状態は、挿通具７０ｂを回転させることにより、掛止状態７４ａと脱着可能状態７４ｂとの２つの状態を有する。図８において実線で示されるように、掛止状態７４ａのときは、挿通具７０ｂを、第２の貫通孔５６ｂより下側に突出した掛止部７４の長径方向が第２の貫通孔５６ｂの長径方向と直角になるように回転させることによって、掛止部７４を載置台５０ｂの天板５１ｂに掛止させ、挿通具７０ｂの抜けを防止することができる。図８において点線で示されるように、脱着可能状態７４ｂのときは、挿通具７０ｂを、第２の貫通孔５６ｂより下側に突出した掛止部７４の長径方向が第２の貫通孔５６ｂの長径方向と平行になるように回転させることによって、断面が長円状の形状を有する掛止部７４が、断面が長円状の形状を有する第２の貫通孔５６ｂを嵌脱することができ、挿通具７０ｂを脱着することができる。

ここで、挿通具７０ｂが掛止状態７４ａにあるとき、掛止部７４の長円状の断面形状の長径方向の両端が、載置台５０ｂの天板５１ｂに掛止するため、掛止部７４がない第１の実施の形態に比べて、垂直方向により大きな力が加わった際にも、基板保持具４０の垂直方向の移動を拘束することができる。また、基板保持具４０の水平方向の移動を拘束する作用は、第１の実施の形態と同様である。

このように、本変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造は、簡単な支持構造で基板保持具４０の垂直方向及び水平方向の移動を拘束する作用を有する。従って、本変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を備えた縦型熱処理装置は、第１の実施の形態において説明したのと同様に、図１に示されるような構成を有することができ、基板保持具の転倒を防止することができるとともに、基板保持具の取付取外し作業を容易且つ安全に行うことができる。

また、本変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を備えた縦型熱処理装置を用いて基板の熱処理工程を行う半導体装置の製造方法を実施することにより、地震等の振動が加わったときの転倒を防止することができるため、不良品の発生率を低くすることができる。

以上、本変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造によれば、水平方向、垂直方向の移動の拘束により、基板保持具の転倒を防止するとともに、基板保持具の取付取外し作業を容易且つ安全に行うことができる。

なお、本変形例では、第１の貫通孔、第２の貫通孔、挿通具の数が3つであるが、例えば、中心に径を大きくした第１の貫通孔、第２の貫通孔、挿通具を１つ設けることによって、支持することもできる。
（第１の実施の形態の第３の変形例）
次に、図９乃至図１１を参照し、本発明の第１の実施の形態の第３の変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造について説明する。

図９は、本変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を模式的に示す正面図である。図１０は、本変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を説明するための図であり、図９におけるＥ−Ｅ線に伴う断面図である。図１１は、本変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を説明するための図であり、図９に示すＦの方向から見た平面図である。

本変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造は、径の大きな１本の挿通具が基板保持具の底板の中央に設けられた径の大きな貫通孔に嵌合される点で、第１の実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造と相違する。

図９乃至図１１を参照するに、第１の実施の形態において、挿通具の径が小さく、複数であるのと相違し、本変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造は、基板保持具４０の底板４２の中心に径の大きな第１の貫通孔４５が１つ設けられ、載置台５０の天板５１の中心に径の大きな第２の貫通孔４５が１つ設けられ、径の大きな１つの挿通具７０が、第１の貫通孔４５及び第２の貫通孔５６に嵌合されることによって、基板保持具４０が載置台５０に支持されることを特徴とする。

図１０に示されるように、基板保持具４０は、底板４２の中心に、径の大きな第１の貫通孔４５を有し、載置台５０は、天板５１の中心に、第１の貫通孔５６を有する。また、挿通具７０は、頭部７１、軸部７２を有する。頭部７１の外径Ｊ１は、第１の貫通孔４５の内径Ｋ１よりもやや小さく、軸部７２の外径Ｊ２は、第２の貫通孔５６の内径Ｋ２よりもやや小さく、頭部７１の外径Ｊ１が軸部７２の外径Ｊ２より大きいことは、第１の実施の形態と同一である。ただし、第１の貫通孔４５及び第２の貫通孔５６は、ともに１つである。

ここで、基板保持具４０の垂直方向の移動及び水平方向の移動を拘束する作用は、第１の実施の形態と同様である。ただし、第１の実施の形態より、部品点数が減るという特徴を有する。即ち、少ない部品点数で、第１の実施の形態と同様の効果を有することが可能である。

このように、本変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造は、簡単な支持構造で基板保持具４０の垂直方向及び水平方向の移動を拘束する作用を有する。従って、本変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を備えた縦型熱処理装置は、第１の実施の形態において説明したのと同様に、図１に示されるような構成を有することができ、基板保持具の転倒を防止することができるとともに、基板保持具の取付取外し作業を容易且つ安全に行うことができる。

また、本変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を備えた縦型熱処理装置を用いて基板の熱処理工程を行う半導体装置の製造方法を実施することにより、地震等の振動が加わったときの転倒を防止することができるため、不良品の発生率を低くすることができる。

以上、本変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造によれば、水平方向、垂直方向の移動の拘束により、基板保持具の転倒を防止するとともに、基板保持具の取付取外し作業を容易且つ安全に行うことができる。
（第２の実施の形態）
次に、図１２を参照し、本発明の第２の実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造について説明する。

図１２は、本実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を模式的に示す断面図である。

本実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造は、載置台の天板に設けられた突起が基板保持具の底板に設けられた貫通孔に嵌合される点で、第１の実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造と相違する。

図１２を参照するに、第１の実施の形態において、挿通具が載置台の天板と別の部材であるのと相違し、本実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造は、載置台５０ｃの天板５１ｃに突起７５が設けられ、突起７５が基板保持具４０の底板４２に設けられた貫通孔４８に嵌合されることによって、基板保持具４０が載置台５０ｃに支持されることを特徴とする。

図１２に示されるように、載置台５０ｃは、天板５１ｃ上に、突起７５を有する。突起７５は、貫通孔４８の大きさに対応する。具体的には、突起７５の外径Ｊ１は、貫通孔４８の内径Ｋ１よりも小さい。突起７５の軸方向の長さＬ１は、載置台５０ｃの天板５１ｃの天板上面凸部５８ｃの上面から基板保持具４０の底板４２の上面までの高さＨ３と略等しい。即ち、第１の実施の形態と比べて、挿通具を嵌脱する作業が必要ないため、突起７５は、水平方向の移動に対して基板保持具４０の底板を拘束できればよく、突起７５の上端が、基板保持具４０の底板４２の上面よりも上に突出することは必要でない。また、第１の実施の形態と同様に、貫通孔４８、突起７５を３つとすることができる。

ここで、基板保持具４０の垂直方向の移動及び水平方向の移動を拘束する作用は、第１の実施の形態と同様である。ただし、第１の実施の形態において挿通具７０と載置台５０ｃの天板５１ｃとが一体となったことにより、部品点数が減るという特徴と有する。即ち、少ない部品点数で、第１の実施の形態と同様の効果を有することが可能である。

このように、本実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造は、簡単な支持構造で基板保持具４０の垂直方向及び水平方向の移動を拘束する作用を有する。従って、本実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を備えた縦型熱処理装置は、第１の実施の形態において説明したのと同様に、図１に示されるような構成を有することができ、基板保持具の転倒を防止することができるとともに、基板保持具の取付取外し作業を容易且つ安全に行うことができる。

また、本実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を備えた縦型熱処理装置を用いて基板の熱処理工程を行う半導体装置の製造方法を実施することにより、地震等の振動が加わったときの転倒を防止することができるため、不良品の発生率を低くすることができる。

以上、本実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造によれば、水平方向、垂直方向の移動の拘束により、基板保持具の転倒を防止するとともに、基板保持具の取付取外し作業を容易且つ安全に行うことができる。

なお、本実施の形態では、貫通孔、突起の数が3つであるが、例えば、中心に径を大きくした貫通孔、突起を１つ設けることによって、支持することもできる。

本発明の第１の実施の形態に係る縦型熱処理装置の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を説明するための図であり、図１の小円Iで囲んだ部分の基板保持具と載置台を模式的に示した分解斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を説明するための図であり、図１の小円Iで囲んだ部分の基板保持具と載置台を図２におけるＡの方向から見た正面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を説明するための図であり、図３におけるＢ−Ｂ線に伴う断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を説明するための図であり、図３に示すＣの方向から見た平面図である。 本発明の第１の実施の形態の第１の変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を模式的に示した断面図である。 本発明の第１の実施の形態の第２の変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を模式的に示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態の第２の変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を説明するための図であり、図７に示すＤの方向から見た平面図である。 本発明の第１の実施の形態の第３の変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を模式的に示す正面図である。 本発明の第１の実施の形態の第３の変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を説明するための図であり、図９におけるＥ−Ｅ線に伴う断面図である。 本発明の第１の実施の形態の第３の変形例に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を説明するための図であり、図９に示すＦの方向から見た平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を模式的に示す断面図である。 従来の載置台を有する縦型熱処理装置の例を示す模式的な断面図である。 図１３の小円IＩで囲んだ部分の基板保持具と載置台を模式的に示した断面図である。

符号の説明

１０ 熱処理炉
１１ 熱処理炉本体
１２ ヒータ
２０ 反応管
２１ 外管
２２ 内管
２３ マニホールド
２４ ガス導入配管
２５ 真空排気管
３０ 縦型熱処理装置用基板保持具
４０ 基板保持具
４１ 天板
４２ 底板
４３ 支柱
４４ 基板
４５ 第１の貫通孔
４７ 底板下面凹部
４８ 貫通孔
５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ 載置台
５１、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ 天板
５２ 底板
５３ 支柱
５４ 断熱板
５５ 保温筒
５６、５６ａ、５６ｂ 第２の貫通孔
５８、５８ａ、５８ｂ、５８ｃ 天板上面凸部
５９ 第２の螺旋溝
６０ 蓋体
７０、７０ａ、７０ｂ 相通具
７１ 頭部
７２、７２ａ 軸部
７３ 第１の螺旋溝
７４ 掛止部
７４ａ 掛止状態
７４ｂ 脱着可能状態
７５ 突起
１００ 縦型熱処理装置

Claims (9)

1. 底板を有し、該底板に第１の貫通孔が設けられた基板保持具と、
   天板を有し、前記第１の貫通孔に対応して前記天板に第２の貫通孔が設けられた載置台と、
   前記第１の貫通孔の大きさに対応した頭部と、前記第２の貫通孔の大きさに対応した軸部と、を有する挿通具と、を有する縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造であって、
   前記基板保持具は、前記第１の貫通孔及び前記第２の貫通孔に挿通された前記挿通具によって前記載置台に支持されることを特徴とする縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造。
2. 前記第２の貫通孔は、前記第１の貫通孔の内径より小さな内径を有することを特徴とする請求項１記載の縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造。
3. 前記第１の貫通孔は、複数設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載の縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造。
4. 前記挿通具の前記軸部は、第１の螺旋溝を有し、前記第２の貫通孔は、前記第１の螺旋溝に対応した第２の螺旋溝を有することを特徴とする請求項１乃至３いずれか一項に記載の縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造。
5. 前記挿通具は、前記頭部と反対側に掛止部を有し、
   前記載置台は、前記第２の貫通孔に挿通された前記挿通具が前記軸部を回転軸として回転されたとき、前記掛止部が前記載置台に掛止されるような前記第２の貫通孔が設けられることを特徴とする請求項１乃至３いずれか一項に記載の縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造。
6. 前記挿通具は、前記基板保持具の材質と同一の材質よりなることを特徴とする請求項１乃至５いずれか一項に記載の縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造。
7. 底板を有し、該底板に貫通孔が設けられた基板保持具と、
   天板を有し、前記貫通孔に対応して前記天板に突起が設けられた載置台と、を有する縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造であって、
   前記基板保持具は、前記貫通孔に嵌合された前記突起によって前記載置台に支持されることを特徴とする縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造。
8. 請求項１乃至７いずれか一項に記載の縦型熱処理装置用基板保持具の支持構造を備えたことを特徴とする縦型熱処理装置。
9. 請求項８記載の縦型熱処理装置を用いて半導体基板の熱処理を行う熱処理工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。

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