JP2016149382A - 縦型ウエハボート - Google Patents
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Abstract
【課題】支柱の断面形状が矩形形状の縦型ウエハボートであって、ウエハ支持部間の成膜ガス流れをより均一になし、ウエハ面内の膜厚ばらつきを抑制し、より均一な膜を形成することができる縦型ウエハボートを提供する。
【解決手段】複数のウエハを搭載するためのウエハ支持部４ａが形成された支柱４と、前記支柱４の上下端部を固定する天板５及び底板６とから構成される縦型ウエハボート１であって、少なくとも、１つの支柱４が、上下方向に延設された、断面形状が矩形形状の２つの支柱部４ｂ，４ｃと、前記２つの支柱部４ｂ，４ｃを連結すると共に、上面にウエハを搭載する、複数のウエハ支持部４ａとを備えている。
【選択図】図６
【解決手段】複数のウエハを搭載するためのウエハ支持部４ａが形成された支柱４と、前記支柱４の上下端部を固定する天板５及び底板６とから構成される縦型ウエハボート１であって、少なくとも、１つの支柱４が、上下方向に延設された、断面形状が矩形形状の２つの支柱部４ｂ，４ｃと、前記２つの支柱部４ｂ，４ｃを連結すると共に、上面にウエハを搭載する、複数のウエハ支持部４ａとを備えている。
【選択図】図６
Description
本発明は、縦型ウエハボートに関し、特に、支柱周りのガス流れを考慮した縦型ウエハボートに関する。
半導体製造工程におけるＣＶＤ等のウエハ熱処理プロセス、例えば縦型熱処理炉におい
て、縦型ウエハボートが広く用いられている。
一般的に、縦型ウエハボートは、成膜処理される複数のウエハを搭載するための複数のウエハ支持部が形成された複数本（例えば、４本）の支柱と、前記支柱の上下端部を固定する天板及び底板とから構成されている。
そして、前記縦型ウエハボートのウエハ支持部の夫々にウエハを搭載し、ウエハが搭載された縦型ウエハボートを縦型熱処理炉に収容することによって、所定の熱処理がなされる。
この熱処理において、成膜ガスが前記ウエハに均一に流れることによって、均一な膜を形成することができる。
て、縦型ウエハボートが広く用いられている。
一般的に、縦型ウエハボートは、成膜処理される複数のウエハを搭載するための複数のウエハ支持部が形成された複数本（例えば、４本）の支柱と、前記支柱の上下端部を固定する天板及び底板とから構成されている。
そして、前記縦型ウエハボートのウエハ支持部の夫々にウエハを搭載し、ウエハが搭載された縦型ウエハボートを縦型熱処理炉に収容することによって、所定の熱処理がなされる。
この熱処理において、成膜ガスが前記ウエハに均一に流れることによって、均一な膜を形成することができる。
ところで、前記支柱の断面形状は矩形形状のものが一般的であるが、例えば、特許文献１に示されるように、支柱の断面形状がＣ形状のものも提案されている。具体的に、図１０乃至図１２に基づいて説明する。
図１０、図１１に示すように、縦型ウエハボート１０は、断面形状がＣ形状の挿入側支柱１１，１１と、断面形状が矩形形状の奥側支柱１２と、前記挿入側支柱１１、奥側支柱２の上下端部を固定する天板１３及び底板１４とから構成されている。
また、前記挿入側支柱１１には、一端が支柱に固定された（支柱の側面から延設された）、断面形状がＣ形状のウエハ支持部１１ａが複数形成され、また奥側支柱１２には、断面形状が矩形形状のウエハ支持部１２ａが複数形成されている。
そして、前記ウエハＷは、断面形状がＣ形状のウエハ挿入側支柱１１のウエハ支持部１１ａと、断面形状が矩形形状の奥側支柱１２のウエハ支持部１２ａとによって支持され、所定の熱処理がなされる。
図１０、図１１に示すように、縦型ウエハボート１０は、断面形状がＣ形状の挿入側支柱１１，１１と、断面形状が矩形形状の奥側支柱１２と、前記挿入側支柱１１、奥側支柱２の上下端部を固定する天板１３及び底板１４とから構成されている。
また、前記挿入側支柱１１には、一端が支柱に固定された（支柱の側面から延設された）、断面形状がＣ形状のウエハ支持部１１ａが複数形成され、また奥側支柱１２には、断面形状が矩形形状のウエハ支持部１２ａが複数形成されている。
そして、前記ウエハＷは、断面形状がＣ形状のウエハ挿入側支柱１１のウエハ支持部１１ａと、断面形状が矩形形状の奥側支柱１２のウエハ支持部１２ａとによって支持され、所定の熱処理がなされる。
また、特許文献１には、図１２に示しように、断面形状がＣ形状で、かつ両端が支柱に固定されているウエハ支持部１５ａ（奥側支柱１５）が示されている。
ところで、図１１に示す支柱１２のように断面形状が矩形形状であり、支柱１２の幅Ｔが大きい場合には、ウエハ支持部間の成膜ガス流れが不均一となり、均一な膜を形成することが困難であった。具体的には、支柱付近のウエハ表面の成膜厚さが薄くなり、ウエハ面内の膜厚ばらつきが大きくなるという技術的課題があった。
一方、支柱１２の幅Ｔが小さい場合には、ウエハの支持が不安定となり、また縦型ウエハボートの機械的強度が弱くなるという技術的課題があった。
一方、支柱１２の幅Ｔが小さい場合には、ウエハの支持が不安定となり、また縦型ウエハボートの機械的強度が弱くなるという技術的課題があった。
また、一端が支柱１１に連結された断面形状がＣ形状のウエハ支持部１１ａにあっては、ウエハの自重により、下方に変形し易く、ウエハを安定して支持できないという技術的課題があった。
更に、両端が支柱１５に連結された断面形状がＣ形状のウエハ支持部１５ａにあっては、ウエハの自重による下方への変形は抑制されるものの、ウエハ支持部の厚さｔ（図１２参照）が薄い場合には、横方向からの応力(外力)に対する支柱１５の機械的強度が低下し、強固な縦型ウエハボートを得ることができないという技術的課題があった。
更に、両端が支柱１５に連結された断面形状がＣ形状のウエハ支持部１５ａにあっては、ウエハの自重による下方への変形は抑制されるものの、ウエハ支持部の厚さｔ（図１２参照）が薄い場合には、横方向からの応力(外力)に対する支柱１５の機械的強度が低下し、強固な縦型ウエハボートを得ることができないという技術的課題があった。
特に、断面形状がＣ形状のウエハ支持部１５ａ（支柱１５）にあっては、支柱内部が湾曲しているために、ウエハの表面上で成膜ガスの流れが交差する。そのため、支柱付近の成膜ガスの流れが大きく変化し、ウエハの膜厚に大きなばらつきが生じるという技術的課題があった。
更に言えば、成膜ガスの流れが大きく変化するため、この膜厚のばらつきを小さくする最良の条件を見出すことが困難であるという技術的課題があった。
更に言えば、成膜ガスの流れが大きく変化するため、この膜厚のばらつきを小さくする最良の条件を見出すことが困難であるという技術的課題があった。
本発明者らは、支柱付近の成膜ガスの流れの変化が小さく、膜厚のばらつきを小さくする最良の条件を見出し易い、前記支柱の断面形状が矩形形状の縦型ウエハボートを前提に、鋭意研究し、本発明を完成するに至った。
本発明は、上記技術的課題に鑑みなされたものであり、前記支柱の断面形状が矩形形状の縦型ウエハボートであって、ウエハ支持部間の成膜ガス流れをより均一になし、ウエハ面内の膜厚ばらつきを抑制し、より均一な膜を形成することができる縦型ウエハボートを提供することを目的とする。
本発明にかかる縦型ウエハボートは、複数のウエハを搭載するためのウエハ支持部が形成された支柱と、前記支柱の上下端部を固定する天板及び底板とから構成される縦型ウエハボートであって、少なくとも、１つの支柱が、上下方向に延設された、断面形状が矩形形状の２つの支柱部と、前記２つの支柱部を連結すると共に、上面にウエハを搭載する、複数のウエハ支持部とを備えていることを特徴としている。
このように、２つの支柱部の間に隙間（貫通したスリット部）が形成されているため、ウエハ支持部側から支柱の背面側に、あるいは支柱の背面側からウエハ支持部側へ、成膜ガスの流通が可能になる。
したがって、隙間（貫通したスリット部）が形成されていない場合（支柱の幅）に比べて、支柱の幅を小さくすることができ、支柱による成膜ガス流れの影響を小さくすることができる。その結果、ウエハ支持部間の成膜ガス流れをより均一になし、ウエハ面内の膜厚ばらつきを抑制し、より均一な膜を形成することができる。
しかも、この２つの支柱部が前記支持部によって連結されているため、２つの支柱部が細く（断面積が小さく）、夫々の支柱部の機械的強度が小さいものであっても、支柱全体としての強度を増大させることができる。
したがって、隙間（貫通したスリット部）が形成されていない場合（支柱の幅）に比べて、支柱の幅を小さくすることができ、支柱による成膜ガス流れの影響を小さくすることができる。その結果、ウエハ支持部間の成膜ガス流れをより均一になし、ウエハ面内の膜厚ばらつきを抑制し、より均一な膜を形成することができる。
しかも、この２つの支柱部が前記支持部によって連結されているため、２つの支柱部が細く（断面積が小さく）、夫々の支柱部の機械的強度が小さいものであっても、支柱全体としての強度を増大させることができる。
ここで、前記支持部の奥行き寸法が、前記支持部の幅寸法より大きいことが望ましい。
このように、支持部の奥行き寸法が支持部の幅寸法より大きくすることにより、連結部材としての機械的強度の増大効果を大きくすることができる。言い換えれば、前記支持部の奥行き寸法が、前記支柱部の幅寸法より小さい場合には、支持部の強度が弱いため、連結部材としての機械的強度の増大効果が小さい。
このように、支持部の奥行き寸法が支持部の幅寸法より大きくすることにより、連結部材としての機械的強度の増大効果を大きくすることができる。言い換えれば、前記支持部の奥行き寸法が、前記支柱部の幅寸法より小さい場合には、支持部の強度が弱いため、連結部材としての機械的強度の増大効果が小さい。
また、前記２つの支柱部の対向する面が、互いに平行な平面であることが望ましい。
このように、２つの支柱部の対向する面が互いに平行な平面になされているため、２つの支柱部の間を流れる成膜ガスは、ウエハの径方向の流れとなり、しかも、従来の両端が支柱に連結されたＣ形状のウエハ支持部のように内面が湾曲していないために、ウエハの表面上で成膜ガスの流れが交差するのを抑制できる。その結果、ウエハ面内の膜厚ばらつきを抑制し、より均一な膜を形成することができる。
このように、２つの支柱部の対向する面が互いに平行な平面になされているため、２つの支柱部の間を流れる成膜ガスは、ウエハの径方向の流れとなり、しかも、従来の両端が支柱に連結されたＣ形状のウエハ支持部のように内面が湾曲していないために、ウエハの表面上で成膜ガスの流れが交差するのを抑制できる。その結果、ウエハ面内の膜厚ばらつきを抑制し、より均一な膜を形成することができる。
本発明によれば、支柱の断面形状が矩形形状の縦型ウエハボートであって、ウエハ支持部間の成膜ガス流れをより均一になし、ウエハ面内の膜厚ばらつきを抑制し、より均一な膜を形成することができる縦型ウエハボートを得ることができる。
以下、本発明の実施形態にかかる縦型ウエハボートについて、図１乃至図８に基づいて説明する。
図１、図２に示しように、本発明の実施形態にかかる縦型ウエハボート１は、複数のウエハを搭載するためのウエハ支持部２ａ，３ａが形成された挿入側支柱２，３と、複数のウエハを搭載するためのウエハ支持部４ａが形成された奥側支柱４と、前記支柱の上下端部を固定する天板５及び底板６とから構成されている。
前記挿入側支柱２，３と奥側支柱４は、図１に示すように、同一の外形寸法に形成されている。即ち、挿入側支柱２，３と奥側支柱４の幅寸法Ｘが同一になされ、挿入側支柱２，３と奥側支柱４の奥行き寸法Ｙが同一になされている。
尚、これら縦型ウエハボート１を構成する挿入側支柱２，３、奥側支柱４、天板５、底板６は、例えば、ＳｉＣ材で形成される。
図１、図２に示しように、本発明の実施形態にかかる縦型ウエハボート１は、複数のウエハを搭載するためのウエハ支持部２ａ，３ａが形成された挿入側支柱２，３と、複数のウエハを搭載するためのウエハ支持部４ａが形成された奥側支柱４と、前記支柱の上下端部を固定する天板５及び底板６とから構成されている。
前記挿入側支柱２，３と奥側支柱４は、図１に示すように、同一の外形寸法に形成されている。即ち、挿入側支柱２，３と奥側支柱４の幅寸法Ｘが同一になされ、挿入側支柱２，３と奥側支柱４の奥行き寸法Ｙが同一になされている。
尚、これら縦型ウエハボート１を構成する挿入側支柱２，３、奥側支柱４、天板５、底板６は、例えば、ＳｉＣ材で形成される。
前記挿入側支柱２は、図３に示すように、断面形状が矩形状になされ、上下方向に、複数のウエハを搭載するためのウエハ支持部２ａが形成されている。このウエハ支持部２ａは、前記挿入側支柱２の一側面から、回転切削具によって溝を切削することによって形成される。
同様に、前記挿入側支柱３は、図４に示すように、断面形状が矩形状になされ、上下方向に、複数のウエハを搭載するためのウエハ支持部３ａが形成されている。このウエハ支持部３ａは、前記挿入側支柱２の一側面から、回転切削具によって溝を切削することによって形成される。
前記奥側支柱４は、図５、図７、図８に示すように、上下方向に延設された、断面形状が矩形形状の２つの支柱部４ｂ、４ｃと、前記２つの支柱部４ｂ、４ｃを連結すると共に、上面にウエハを搭載する、複数のウエハ支持部４ａとを備えている。前記支持部４ａは、奥側支柱４の支柱部４ｂ、４ｃから水平方向に、縦型ウエハボート１の中心部の方向へ延設されている。
また、前記奥側支柱４には、図５に示すように、背面側からウエハ支持部４ａ側に延びる、貫通した直線状のスリット部（隙間）４ｄが形成されている。また、この貫通したスリット部（隙間）４ｄは、奥側支柱４の上下方向に直線状に延設されている。
したがって、このスリット部４ｄにより奥側支柱４は、２つの支柱部４ｂ、４ｃと、に分けられ、前記２つの支柱部の対向する面は平面に形成され、前記平面は互いに平行に形成されている。
したがって、このスリット部４ｄにより奥側支柱４は、２つの支柱部４ｂ、４ｃと、に分けられ、前記２つの支柱部の対向する面は平面に形成され、前記平面は互いに平行に形成されている。
また、前記スリット部４ｄは、中心線ｌに対して対称に配置され、前記２つの支柱部４ｂ、４ｃの幅寸法Ｘ１，Ｘ２が同一の寸法に形成されるのが望ましい。前記２つの支柱部４ｂ、４ｃの幅寸法Ｘ１，Ｘ２が同一の寸法に形成されている場合には、２つの支柱部４ｂ、４ｃの周りを流れる成膜ガスに偏りが生じ難く、均一な流れを形成することができる。
また、スリット部（隙間）４ｄの幅寸法Ｘ３は、２つの支柱部４ｂ、４ｃの幅寸法Ｘ１，Ｘ２と略同一の寸法であることが望ましい。スリット部（隙間）４ｄの幅寸法Ｘ３を極端に大きくし、支柱部４ｂ、４ｃの幅寸法Ｘ１，Ｘ２を極端に小さくすることは、縦型ウエハボートの機械的強度を弱めるため、好ましくない。
尚、このウエハ支持部４ａは、前記奥側支柱４の一側面（前面側）から、回転切削具によって溝を切削することによって形成される。また、前記スリット部４ｄは、奥側支柱４の背面側から回転切削具によって溝を切削することによって形成される。
また、スリット部（隙間）４ｄの幅寸法Ｘ３は、２つの支柱部４ｂ、４ｃの幅寸法Ｘ１，Ｘ２と略同一の寸法であることが望ましい。スリット部（隙間）４ｄの幅寸法Ｘ３を極端に大きくし、支柱部４ｂ、４ｃの幅寸法Ｘ１，Ｘ２を極端に小さくすることは、縦型ウエハボートの機械的強度を弱めるため、好ましくない。
尚、このウエハ支持部４ａは、前記奥側支柱４の一側面（前面側）から、回転切削具によって溝を切削することによって形成される。また、前記スリット部４ｄは、奥側支柱４の背面側から回転切削具によって溝を切削することによって形成される。
このように、貫通したスリット部（隙間）４ｄが形成されているため、図５に示すように、ウエハ支持部４ａ側から奥側支柱４の背面側に、あるいは奥側支柱４の背面側からウエハ支持部４ａ側へ、成膜ガスＧの流通が可能になる。
したがって、図６に示すように、貫通したスリット部４ｄが形成されていない場合（支柱部の幅寸法Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３）に比べて、図５に示す支柱４幅寸法（Ｘ１，Ｘ２）を小さくすることができるため、支柱による成膜ガスＧの流れの影響を小さくすることができる。
したがって、図６に示すように、貫通したスリット部４ｄが形成されていない場合（支柱部の幅寸法Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３）に比べて、図５に示す支柱４幅寸法（Ｘ１，Ｘ２）を小さくすることができるため、支柱による成膜ガスＧの流れの影響を小さくすることができる。
しかも、スリット部（隙間）４ｄが直線状に形成され、前記２つの支柱部４ｂ、４ｃの対向する面が平行な平面に形成されるため、図５に示すように、スリット部４ｄを流れる成膜ガスＧは直線的に流れ、流れの乱れが抑制される。
その結果、ウエハ支持部間の成膜ガス流れをより均一になし、ウエハ面内の膜厚ばらつきを抑制し、より均一な膜を形成することができる。
その結果、ウエハ支持部間の成膜ガス流れをより均一になし、ウエハ面内の膜厚ばらつきを抑制し、より均一な膜を形成することができる。
また、図５に示すように、前記スリット部（隙間）４ｄは、前記支持部４ａ内に延設されている（入り込んでいる）が、実際にウエハＷが載置される部位（領域）にはスリット部４ｄは形成されていない。
実際にウエハＷが載置される部位（領域）にスリット部４ｄが形成されている場合には、ウエハＷの裏面に成膜されるため、ウエハ支持部４ａからウエハＷを搬出する際、パーティクルが発生する虞があるためである。
したがって、スリット部（隙間）４ｄの支持部４ａ内への延設量（入り込み寸法）Ｙ２は、極力小さいほうが好ましい。
実際にウエハＷが載置される部位（領域）にスリット部４ｄが形成されている場合には、ウエハＷの裏面に成膜されるため、ウエハ支持部４ａからウエハＷを搬出する際、パーティクルが発生する虞があるためである。
したがって、スリット部（隙間）４ｄの支持部４ａ内への延設量（入り込み寸法）Ｙ２は、極力小さいほうが好ましい。
更に、この奥側支柱４にあっては、２つの支柱部４ｂ、４ｃが前記支持部４ａによって連結されている。この２つの支柱部４ｂ、４ｃが前記支持部４ａによって連結されているため、２つの支柱部４ｂ、４ｃが細く（断面積が小さく）、夫々の支柱部の機械的強度が小さいものであっても、支柱全体としての強度を増大させることができる。
また、前記支持部４ａの奥行き寸法Ｙ１が、前記支柱部４ｂ，４ｃの幅寸法Ｘ１，Ｘ２より大きいことが望ましい。
前記支持部４ａの奥行き寸法Ｙ１が、前記支柱部４ｂ，４ｃの幅寸法Ｘ１，Ｘ２より小さい場合には、支持部４ａの強度が弱いため、連結部材としての機械的強度の増大効果が小さいためである。
前記支持部４ａの奥行き寸法Ｙ１が、前記支柱部４ｂ，４ｃの幅寸法Ｘ１，Ｘ２より小さい場合には、支持部４ａの強度が弱いため、連結部材としての機械的強度の増大効果が小さいためである。
尚、上記実施形態にあっては、この奥側支柱４のみに、本発明を適用した場合を示したが、縦型ウエハボートの全ての支柱について本発明を適用しても良い。
また、上記実施形態にあっては、３本支柱を有する縦型ウエハボートを例にとって説明したが、支柱の本数は適宜変更することができる。
また、上記実施形態にあっては、挿入側支柱２，３と奥側支柱４の外形寸法が同一の場合を示したが、挿入側支柱２，３の少なくとも１つの支柱の（支持部の）幅寸法Ｘを支柱の（支持部）の奥行き寸法Ｙより短くなるように変更しても良い。
更に、上記実施形態にあっては、奥側支柱４の支柱部４ｂ、４ｃから水平方向に延設された支持部４ａについて説明したが、図８に示すように、支柱部４ｂ、４ｃから傾斜部４ａ１、水平部４ａ２を有する支持部４ａとしても良い。なお、ウエハは前記水平部４ａ２によって、保持される。
また、上記実施形態にあっては、３本支柱を有する縦型ウエハボートを例にとって説明したが、支柱の本数は適宜変更することができる。
また、上記実施形態にあっては、挿入側支柱２，３と奥側支柱４の外形寸法が同一の場合を示したが、挿入側支柱２，３の少なくとも１つの支柱の（支持部の）幅寸法Ｘを支柱の（支持部）の奥行き寸法Ｙより短くなるように変更しても良い。
更に、上記実施形態にあっては、奥側支柱４の支柱部４ｂ、４ｃから水平方向に延設された支持部４ａについて説明したが、図８に示すように、支柱部４ｂ、４ｃから傾斜部４ａ１、水平部４ａ２を有する支持部４ａとしても良い。なお、ウエハは前記水平部４ａ２によって、保持される。
１ 縦型ウエハボート
２ 挿入側支柱
３ 挿入側支柱
４ 奥側支柱
４ａ ウエハ支持部
４ｂ 支柱部
４ｃ 支柱部
４ｄ スリット部（隙間）
５ 天板
６ 底板
Ｘ１ 支持部の幅寸法
Ｘ２ 支持部の幅寸法
Ｙ１ 支持部の奥行き寸法
２ 挿入側支柱
３ 挿入側支柱
４ 奥側支柱
４ａ ウエハ支持部
４ｂ 支柱部
４ｃ 支柱部
４ｄ スリット部（隙間）
５ 天板
６ 底板
Ｘ１ 支持部の幅寸法
Ｘ２ 支持部の幅寸法
Ｙ１ 支持部の奥行き寸法
Claims (3)
- 複数のウエハを搭載するためのウエハ支持部が形成された支柱と、前記支柱の上下端部を固定する天板及び底板とから構成される縦型ウエハボートであって、
少なくとも、１つの支柱が、
上下方向に延設された、断面形状が矩形形状の２つの支柱部と、
前記２つの支柱部を連結すると共に、上面にウエハを搭載する、複数のウエハ支持部とを備えていることを特徴とする縦型ウエハボート。 - 前記支持部の奥行き寸法が、前記支持部の幅寸法より大きいことを特徴とする請求項１記載の縦型ウエハボード
- 前記２つの支柱部の対向する面が、互いに平行な平面であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の縦型ウエハボード
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