JP2585697B2

JP2585697B2 - 異径被処理体用ボート

Info

Publication number: JP2585697B2
Application number: JP63068466A
Authority: JP
Inventors: 俊二川上
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1988-03-23
Filing date: 1988-03-23
Publication date: 1997-02-26
Anticipated expiration: 2012-02-26
Also published as: JPH01241114A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、半導体ウエハ等の被処理体を配列支持する
ためのボートに関する。

（従来の技術）例えば、半導体ウエハを熱処理炉に搬入して熱処理す
るためのボートは、支持棒を側面板に複数本固定し、各
支持棒にウエハ支持用の溝を形成した石英ボートが一般
的である。

ここで、近年処理ウエハの大口径化に伴い、６インチ
等の大口径ウエハが使用されるに至っているが、以前と
して５インチ,4インチウエハ等を使用する場合もあり、
各種サイズのウエハをプロセス等によって使い分けてい
る。

ここで、スループットの面からは大口径ウエハが望ま
しいが、大口径ウエハは特にその周縁でのガス分布，均
一温度分布の確保の面で劣っており、周縁10〜15mm程度
の領域で不良が発生することが多く、歩留まりが向上し
ないという欠点を有する。

このような要因で、依然として各種サイズのウエハを
使用している。

ここで、各種サイズのウエハを使用する場合には、プ
ロセスチューブの大きさを予め最大径のウエハに対応す
る大きさに形成しておき、この共通のプロセスチューブ
を使用するようになっている。

そして、この共通のプロセスチューブ内に各種サイズ
のウエハをプロセス毎に搬入して支持するために、ウエ
ハサイズに応じて固有の石英ボートを使用しているのが
現状である。

（発明が解決しようとする課題）石英ボートの製造は、石英の加工、溶接による組
み立て、その後の溝きりと、その製造が極めて煩雑で
あるので、異径ウエハ用に固有のボートをそれぞれ要す
る場合には、ボート台数が増大し、価格も極めて高価と
なるという問題があった。

そこで、本発明の目的とするところは、上述した従来
の問題点を解決し、異径の被処理体を使い分けて処理す
る場合であっても、異径の被処理体に対して共通に使用
可能なボートとすることで、所持すべきボート台数を減
少することができる異径被処理体用ボートを提供するこ
とにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明に係る異径被処理体用ボートは、径の異なる複
数種の被処理体に共用される異径被処理体用ボートであ
って、最大径の前記被処理体を支持する支持部材と、前
記支持部材上に間隔をおいて形成され、少なくとも前記
最大径の被処理体より径の小さい小径の前記被処理体を
支持する突起部と、を有し、前記支持部材は、各前記突
起部間に各々形成され、前記最大径の被処理体をビッチ
毎に係止する複数の第１の溝を有し、前記各突起部は、
前記第１の溝とほぼ同じ溝深さを有し、前記径の異なる
各被処理体の中心をほぼ一致させるように、前記小径の
被処理体を所定ビッチ毎に係止する複数の第２の溝を有
し、隣接する前記各突起部間の空間を前記最大径の被処
理体を処理する処理ガスの通路としたことを特徴とす
る。

（作用）本発明によれば、以下の（イ）〜（ハ）の作用・効果
を有する。

（イ）径の異なる複数種の被処理体をそれぞれ係止でき
る第1,第２の溝を有しているので、径の異なる複数種の
被処理体のそれぞれの処理時に、１つのボートを共用し
て使用できる。さらに、径の異なる複数種の各被処理体
は、その中心がほぼ同一位置となるようにボートに係止
されるため、このボートが搬入される反応炉内に対し
て、径の異なる各被処理体の中心がほぼ同一位置に設定
され、各被処理体の処理時に適正なガス分布、温度分布
を得ることができる。

（ロ）また、最大径の被処理体を係止する第１の溝と、
小径の被処理体を係止する第２の溝の各溝深さをほぼ同
一にすることで、溝に係止されることで処理不能となる
被処理体の周縁部の幅を、径の異なる各被処理体につい
て最小に設定できる。このため、処理されるべき有効素
子領域を広く確保された被処理体を、有効素子領域に接
触することなく支持することができる。

（ハ）突起部間に形成された空間を最大径の被処理体を
処理する処理ガス通路として利用でき、この付近でのガ
スの流れを確保できる。従って、第１の溝にて係止され
る最大径の被処理体の係止領域近傍の有効素子領域内の
素子にも十分に処理ガスを供給でき、被処理体の面内の
処理の均一性を確保することができる。

（実施例）以下、本発明を横書きの石英ボートに適用した一実施
例について、図面を参照して具体的に説明する。

この石英ボートは、対向して配置される側面板1,2の
間に、４本のウエハ支持棒3,4,5,6を固定する事で形成
されている。なお、この４本の支持棒３〜６は、ウエハ
の下端を支持することで安定して配列支持できる位置に
固定されている。また、前記側面板1,2の下端には、石
英ボートを安定して横置きできるように、脚を設けるよ
うにすることができる。

各支持棒は、同様の構成であるので、その一つの支持
棒３について説明すると、支持棒３は例えば２本の丸棒
3A,3Bを上下に密着して固定することで形成されてい
る。そして、この支持棒３には例えば５インチウエハ10
用の支持溝12と、６インチウエハ14用の支持溝16が、そ
れぞれ等ピッチで、かつ、交互に形成されている。

前記支持溝12は、上側の丸棒3Aに形成され、例えば直
径12mmの丸棒に対して深さａを6mmとし、上側の角度α
を60゜とするテーパ開口としている。なお、溝12のスリ
ット幅はウエハ10を挿入支持できる所定幅となってい
る。

前記支持溝16は、下側の丸棒3Bに形成されるもので、
前記支持溝12と同様の形状であるが、この支持溝16の上
側に存在する前記丸棒3Aは、第４図に示すように所定幅
に亘って切欠された切欠部18となっている。

そして、上記各溝12,16は、第４図に示すようにそれ
ぞれ交互に同一ピッチＰ（例えば3/16インチあるいは3/
8インチ等）で形成されるようになっている。

また、上記のように支持溝12,16を上下の丸棒3A,3Bに
形成することで、支持溝12,16の相互の底面の段差距離
ｂ（第４図参照）は、12mmとなっている。なお、この段
差距離ｂは、異径ウエハ10,14の半径差である事が望ま
しく、例えば５インチウエハ10と６インチウエハ14の場
合には、半径差＝１インチ/2＝12.7mmとなることが望ま
しい。

なお、他の支持棒４〜６も同様な構成となっているの
で、４つのウエハ支持溝12によって一枚の５インチウエ
ハ10を支持し、一方、４つのウエハ支持溝16によって一
枚の６インチウエハ14を支持可能となっている。

なお、上記各部材はいずれも石英で構成され、その製
造方法としては、先ず、側面板1,2及び溝のない状態の
支持棒３〜６を石英の加工によって形成し、その後第１
図に示す組み立て状態になるように、石英同志の溶接に
よって固定し、最後に石英を切削することで、支持溝1
2,16及び切欠部18を構成する。なお、支持溝12,16は、
挿入支持されるべきウエハと同一径のダイヤモンドカッ
ター等を回転して切削することで形成可能である。

次に、作用について説明する。

先ず、６インチウエハ14を使用して熱処理を実行する
場合について説明する。

この場合には、予めカセット内に所定ピッチで配列支
持されている６インチウエハ14を、図示しないウエハ移
し換え装置によって、例えば25枚毎に一括して石英ボー
トに移し変えることになる。ここで、この６インチウエ
ハ14は、下側の丸棒3B,4B,5B,6Bに形成されている支持
溝16に挿入されることで、第２図に示すように４点の支
持によって安定して支持されることになる。なお、この
下側の丸棒までウエハ14を到達させる際に、上側の丸棒
3A等がウエハ14に干渉することのないように、上側丸棒
3A等の対応領域は切欠部18となっている。

この支持溝16は、例えば3/16インチピッチで配列さ
れ、この各支持溝16に挿入支持することで3/16インチピ
ッチで配列でき、その倍ピッチで配列したい場合には、
支持溝16を一つ置きに使用すればよい。

なお、この支持溝16にウエハ14を挿入するにあたって
は、溝16の上側がテーパ状に開口しているので、挿入動
作を円滑に実施することができる。

そして、このようにして配列支持されたウエハ14を搭
載したボートを横型炉に搬入した場合には、予め横型炉
のプロセスチューブが６インチウエハ処理用に適合して
形成されていれば、ボート上に配列支持されたウエハ14
の中心は、前記プロセスチューブのほぼ中心に一致する
ように設定されることになる。そして、プロセスチュー
ブ内の均熱領域は、断面円形の中心領域に設定されるた
め、このようにウエハ14をプロセスチューブの中心に設
定することで、ウエハ14を均熱領域に確実に設定でき
る。また、プロセスチューブ内に導入されるプロセスガ
スの分布も、プロセスチューブの中心領域ほど均一分布
となるので、上記ボートを用いることで、ガス分布，温
度分布共に均一な領域にウエハ14を設定することがで
き、所定の歩留まりを確保することが可能となる。

また、６インチウエハ14は、そのウエハ面に形成でき
るチップ数も多くなるので、一度に熱処理可能なチップ
の数が多くなり、他の小径のウエハに較べればスループ
ットの面で優れている。

なお、６インチウエハ14との干渉を防止するために、
上側丸棒3A等に形成した切欠部18を第４図に示すように
ウエハ14の厚さよりもかなり大きくとっている理由は、
この切欠部18を広くすることによって、この付近でのガ
スの流れを確保しようとするものであり、この付近のチ
ップをも良品として確保することで歩留まりを向上させ
ることが可能となる。

次に、前記ボートに５インチウエハ10を搭載する場合
について説明する。

この場合にも、上記と同様にして図示しないウエハ移
し換え装置によって５インチウエハ10を、ボートに搭載
することになるが、この５インチウエハ10を搭載する場
合には、支持棒のうちの上側の丸棒3A,4A,5A,6Aに形成
されている支持溝12を使用することになる。

この場合の配列ピッチなどについては、６インチウエ
ハ14の場合と同様に設定でき、しかも、５インチウエハ
10の中心は、６インチウエハ14が支持された場合の中心
Ｏとほぼ一致した位置に設定されることになる。すなわ
ち、異径のウエハに対する２種の溝12,16は、第４図に
示すように、支持溝底面間の段差距離ｂが設定されるよ
うになっていて、この段差距離ｂは、異径ウエハ10,14
の半径差に対応した距離となっているからである。

このように、５インチウエハ10の中心を６インチウエ
ハ14の中心と一致して支持可能とすることにより、この
ボートを横型炉に搬入した場合には、プロセスチューブ
の中心軸に５インチウエハ10の中心をほぼ一致して設定
することができる。

ここで、５インチウエハ10を使用するメリットとして
は、６インチウエハ14がその周縁での歩留まりが良好で
ないため、良好な熱処理が実行できない周縁部を最初か
ら除外した形のウエハ10によって歩留まりの向上を図る
点にあり、第２図に示すように両者の中心Ｏが一致する
ようにしてプロセスチューブ内に搬入されることで、初
めてこのメリットが活かされので、上述したように構成
している。

また、異径ウエハ10,14の支持溝12,16を交互に形成す
ることによって、例えば従来の６インチウエハ専用のボ
ートの使用されていなかった部分を、５インチンウエハ
用として使用することができるので、従来の専用ボート
のボート長と同一の長さでありながら、異径ウエハに共
通のボートを形成することができ、熱処理炉内への搬入
に際する問題等も生じず、実用化が極めて簡易となって
いる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能であ
る。

例えば、本発明は横型炉用のボートに限らず、縦型炉
用のボートにも適用することができる。この際、縦型炉
対応として側面板1,2の両端より突出させてハンドラー
のチャック部を設け、また、縦型として使用する場合に
はウエハを安定して支持するために、ウエハの半円以上
の領域に亘る位置でウエハを係止できるように形成する
ことが望ましい。

また、上記の横型，縦型としてボートを形成するに際
して、ウエハを斜めに傾けるように支持するウエハ係止
部を設けてもよい。横型の場合には、垂直状態よりも傾
斜させて支持することで、ボート搬送時にウエハの上端
がぶつかりあってチッピングを生ずるという弊害を防止
でき、また、縦型の場合にはボートを回転可能であるの
で、この回転時にウエハを安定して支持するために水平
状態よりも傾けて支持することが望ましい。

さらに、上記実施例のように支持棒に支持溝を形成す
るものであっては、上記支持棒の形状としては角棒など
種々の変形が可能であり、また、このような支持棒に支
持溝を形成するものに限らず、半割れの中空円筒部材の
内面に係止溝を形成するものであってもよい。

また、LTO（Low Temperature Oxidation）に使用され
る篭形ボートに本発明を適用することができ、ウエハ係
止部の形状としては、必ずしも溝に限らず段差面内にウ
エハを載置支持するもの等であってもよい。

なお、本発明は２種以上の異径の被処理体を搭載可能
なボートであればよく、その径の相違は少ないものほど
好ましく（径の相違が大きいものほど全段差距離ｂも大
きくとる必要があるので）、例えば４インチ,5インチ等
のウエハも好適に実施することができる。

また、本発明は２種の被処理体に共通なボートとして
構成することが簡易に実施可能であるが、必ずしも２種
の異径の被処理体に適用されるものでない。例えば、第
５図に示すように、３種のウエハ20,21,22用の所定ピッ
チ毎に配列された支持溝23,24,25を一組として、これを
順に配列するようにすれば、３種の異径ウエハに共通な
ボートを構成することができる。なお、この際、最大径
のウエハ22の支持溝25に対して、同図に示す支持溝24,2
3の段差距離c,dが、最大径のウエハ22との半径差にほぼ
等しくなるように設定すればよい。

なお、この種のボートの材質としては、石英が一般的
であるが、少なくとも耐熱性があり、高温下でコンタミ
ネーションを発生しないものであればよく、SiC等で形
成することもできる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、径の異なる複
数種の被処理体のそれぞれの処理時に、１つのボートを
共用して使用できる。さらに、反応炉内に対して、径の
異なる各被処理体の中心がほぼ同一位置に設定され、各
被処理体の処理時に適正なガス分布、温度分布を得るこ
とができる。

また、溝に係止されることで処理不能となる被処理体
の周縁部の幅を、径の異なる各被処理体について最小に
設定できるため、処理されるべき有効素子領域を広く確
保された被処理体を、有効素子領域に接触することなく
支持することができる。

さらに、突起部間に形成された空間を処理ガス通路と
して利用でき、被処理体の係止領域近傍の有効素子領域
内の素子にも十分に処理ガスを供給でき、被処理体の面
内の処理の均一性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を横型炉用の石英ボートに適用した一
実施例を説明するための概略斜視図、第２図は、第１図のボートによる異径ウエハ支持形態を
説明するための概略説明図、第３図は、異径ウエハを支持するための係止溝を説明す
るための概略説明図、第４図は、異径ウエハを支持している状態を示す横断面
図、第５図は、３種の異径ウエハに共通なボートの構造を説
明するための概略説明図である。 1,2……側面板、 3,4,5,6……支持棒、 10……５インチウエハ、 12……５インチウエハ支持溝、 14……６インチウエハ、 16……６インチウエハ支持溝、 18……切欠部。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】径の異なる複数種の被処理体に共用される
異径被処理体用ボートであって、最大径の前記被処理体を支持する支持部材と、前記支持部材上に間隔をおいて形成され、少なくとも前
記最大径の被処理体より径の小さい小径の前記被処理体
を支持する突起部と、を有し、前記支持部材は、各前記突起部間に各々形成され、前記
最大径の被処理体を所定ピッチ毎に係止する複数の第１
の溝を有し、前記各突起部は、前記第１の溝とほぼ同じ溝深さを有
し、前記径の異なる各被処理体の中心をほぼ一致させる
ように、前記小径の被処理体を所定ピッチ毎に係止する
複数の第２の溝を有し、隣接する前記各突起部間の空間を前記最大径の被処理体
を処理する処理ガスの通路としたことを特徴とする異径
被処理体用ボート。