JP2804003B2

JP2804003B2 - 半導体ウエハーの熱処理装置

Info

Publication number: JP2804003B2
Application number: JP10812995A
Authority: JP
Inventors: 雅信平本
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 1995-04-06
Filing date: 1995-04-06
Publication date: 1998-09-24
Anticipated expiration: 2013-09-24
Also published as: JPH08279473A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体ウエハーの製
造プロセスにおいて、アニール酸化膜を形成したり不純
物を拡散させたりする熱処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体ウエハーの製造プロセスに
おいては、焼鈍、リン、ヒ素等の不純物の拡散、酸化膜
の形成等のために、急熱炉を備える熱処理装置が使用さ
れている。この熱処理装置の一つに、半導体ウエハー
を、一枚ずつ水平に支持した状態で加熱するものが提供
されている（例えば特開平２−１４５１４号公報参
照）。この種の熱処理装置は、石英からなる基盤上に、
先の尖った複数本の支持ピンを立設し、この支持ピンに
よって半導体ウエハーを基盤から浮揚させた状態で水平
に支持するものであり、各支持ピンの下端部は、基盤に
対してそれぞれ溶着されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の構成の熱処理装
置においては、半導体ウエハーと支持ピンとの接触部分
に加熱ムラが生じて、不純物の拡散や酸化膜の形成が局
所的に不均一となるのを防止するために、支持ピンのピ
ン先の曲率をできるだけ大きくして、当該ピン先と半導
体ウエハーとの接触面積をできるだけ小さくするように
している。ところが、重量の重たい半導体ウエハーを熱
処理する場合には、支持ピンとの接触面の面圧が大きく
なることから、当該接触面に圧痕が付いて、加熱時にク
ラックが生じるおそれがある。そこで、重量が重たい半
導体ウエハーを熱処理する場合には、ピン先形状の異な
る支持ピン、つまり曲率が小さく半導体ウエハーに対す
る接触面積が大きい支持ピンに交換することが行われて
いる。

【０００４】また、上記支持ピンとしては、一般に石英
製のものが使用されているが、そのピン先が汚れた場合
には、これを洗浄する必要もある。しかし、上記支持ピ
ンは、その下端部が基盤に溶着されているので、これを
交換したり洗浄したりするには、装置から基盤ごと取り
外す必要があり、その作業に手間がかかるという問題が
あった。

【０００５】しかも、材質やピン先形状が異なる支持ピ
ン毎に、基盤が必要となるので、装置の製造コストが高
くつくという問題もあった。この発明は上記問題点に鑑
みてなされたものであり、支持ピンの交換や洗浄を容易
且つ迅速に行うことができるとともに、装置の製造コス
トを安くすることができる半導体ウエハーの熱処理装置
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
のこの発明の半導体ウエハーの熱処理装置は、半導体ウ
エハーを、基盤に立設された複数本の支持ピンに載置し
た状態で熱処理する半導体ウエハーの熱処理装置におい
て、上記支持ピンが、先端に先鋭部を有し、上記基盤の
上面に固定された固定ピンと、上記固定ピンの先端側に
取り外し自在に嵌合された補助ピンとを備え、上記補助
ピンが、先端部が半径０．５〜２．５ｍｍの球面で構成
される先鋭部と、上記固定ピンの先端側に取り外し自在
に嵌合される嵌合穴と、上記嵌合穴の内奥部に設けら
れ、固定ピンの先端の先鋭部に合致する受け部とを備え
ることを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】上記の構成の半導体ウエハーの熱処理装置によ
れば、基盤に固定された固定ピンに、補助ピンが取り外
し自在に嵌合されているので、当該補助ピンを、材質や
ピン先形状の異なるものに交換することにより、支持ピ
ンのピン先の材質や形状を任意に変更することができ
る。

【０００８】また、上記ピン先が汚れた場合には、補助
ピンを固定ピンから取り外すことにより、当該ピン先を
洗浄することができる。さらに、一つの基盤で材質やピ
ン先形状の異なる複数種の支持ピンを構成することがで
きる。

【０００９】しかも、上記半導体ウエハーの熱処理装置
によれば、上記補助ピンの嵌合穴に固定ピンを導入して
両者を嵌合させた状態で、上記嵌合穴の内奥部の受け部
を、固定ピンの先端の先鋭部に合致させることができ
る。従って、上記固定ピンを従来の熱処理装置の支持ピ
ンで構成すれば、既設の熱処理装置についても、上記補
助ピンを用いることができる。さらに、上記補助ピンの
先端部が半径０．５〜２．５ｍｍの球面で構成されるの
で、半導体ウエハーに圧痕が付いたり、半導体ウエハー
との接触面積が大きくなったりするのを防止することが
できる。

【００１０】

【実施例】以下この発明の実施例について、添付図面を
参照しながら詳述する。図２はこの発明の半導体ウエハ
ーの熱処理装置の一実施例を示す断面図である。この熱
処理装置は、上記半導体ウエハーＷを加熱する急熱炉１
と、この急熱炉１の内部において半導体ウエハーＷを昇
降させる昇降機構２と、昇降機構２に半導体ウエハーＷ
を供給したり、昇降機構２から半導体ウエハーＷを取り
出したりするウエハー供給・取出機構３と、上記昇降機
構２やウエハー供給・取出機構３の駆動を制御する制御
部４とによって主要部が構成されている。

【００１１】上記急熱炉１は、加熱チャンバーＡを構成
する筒体１１の上部外周に、ヒータ１２を配置したもの
であり、上記筒体１１の途中部は、断熱材１３によって
覆われている。上記筒体１１は、石英、ＳｉＣ等からな
るものであり、上部が閉塞されているとともに、下部が
開口されている。この筒体１１の下部の開口は、上記ウ
エハー供給・取出機構３が構成された搬送チャンバーＢ
に連通されており、この搬送チャンバーＢの底部は底板
Ｂ１によって閉塞されている。

【００１２】上記昇降機構２は、ウエハー供給・取出機
構３によって供給された半導体ウエハーＷを支持するウ
エハー支持体２１と、このウエハー支持体２１を支承す
る昇降ロッド２２と、この昇降ロッド２２を昇降駆動さ
せる昇降駆動部２３とを備えている。上記ウエハー支持
体２１は、石英からなる基盤２１ａの上面に、複数本の
支持ピンＰを立設したものである（図１参照）。この支
持ピンＰは、半導体ウエハーＷを水平に載置するための
ものであり、下端部が上記基盤２１ａに溶着された固定
ピンＰ１と、この固定ピンＰ１の先端に取り外し自在に
嵌合された補助ピンＰ２とによって構成されている。

【００１３】上記固定ピンＰ１は、石英からなる円柱状
のものであり、その外径は、一般に３ｍｍ程度に設定さ
れている。また、補助ピンＰ２は、上記固定ピンＰ１の
先端側の一部を覆うキャップ状のものであり、その軸線
に沿って、固定ピンＰ１の外周を導入するための嵌合穴
ＰＨが形成されている。上記補助ピンＰ２の先鋭部ＰＳ
の先端角θは６０°程度に設定されており、その最先端
部は球面で構成されている。この補助ピンＰ２は、上記
固定ピンＰ１に嵌合されているもの以外に、これと材質
やピン先の曲率が異なるものが複数種準備されている。
上記補助ピンＰ２の材質は、石英やＳｉＣから選択さ
れ、球面の半径は、０．５〜２．５ｍｍの範囲から任意
に選択される。この球面の半径が０．５ｍｍ未満であれ
ば、半導体ウエハーＷに圧痕が付いて、熱処理時に圧痕
部からクラックが生じるおそれがある。また、２．５ｍ
ｍを超えると、半導体ウエハーＷとの接触面積が大きく
なって、不純物拡散等の熱処理が不均一になるおそれが
ある。

【００１４】上記昇降機構２の昇降ロッド２２は、搬送
チャンバーＢを閉塞する底板Ｂ１に対して、支持フラン
ジ２２ａを介して昇降自在に支持されている。また、上
記昇降ロッド２２を昇降駆動させる昇降駆動部２３は、
モータ２３ａと、このモータ２３ａによって回転駆動さ
れるスパイラルギヤ２３ｂと、上記昇降ロッド２２の下
端部が連結され、スパイラルギヤ２３ｂに対して螺合さ
れた昇降部材２３ｃと、昇降部材２３ｃの昇降をガイド
するガイドロッド２３ｄと、昇降ロッド２２の昇降スト
ロークを制御するためのエンコーダ２３ｅを備えてい
る。ウエハー供給・取出機構３は、半導体ウエハーＷを
一枚ずつ水平方向へ移動させるアームを備えるものであ
り、当該半導体ウエハーＷをウエハー支持体２１上に供
給したり、熱処理が完了した半導体ウエハーＷをウエハ
ー支持体２１から取り出したりすることができる。

【００１５】上記の構成の熱処理装置によれば、ウエハ
ー供給・取出機構３によってウエハー支持体２１に供給
した半導体ウエハーＷを、昇降機構２によって、加熱温
度に応じて所定ストローク上昇させて、一定時間熱処理
を施すことができる。また、この熱処理が終了した時点
で、昇降機構２によって半導体ウエハーＷを下降させ、
冷却ガスを吹きつけながら焼鈍した後、ウエハー供給・
取出機構３によって装置外に取り出すことができる。

【００１６】また、上記熱処理装置においては、基盤２
１ａに固定された固定ピンＰ１に、補助ピンＰ２が取り
外し自在に嵌合されているので、当該補助ピンＰ２を固
定ピンＰ１から取り外して、これと材質やピン先形状の
異なる補助ピンＰ２に交換することにより、支持ピンＰ
のピン先の材質や形状を任意に変更することができる。
しかも、上記支持ピンＰのピン先が汚れた場合には、補
助ピンＰ２を固定ピンＰ１から取り外すことにより、当
該ピン先を洗浄することができる。このように、上記熱
処理装置によれば、基盤２１ａを装置から取り外すこと
なく、支持ピンＰの材質や形状を変更したり、ピン先を
洗浄したりすることができるので、その作業を容易且つ
迅速に行うことができる。また、ピン先の材質や形状が
異なる複数種の支持ピンＰを、一つの基盤２１ａの上に
構成することができるので、装置の製造コストが安くて
済む。

【００１７】図３は支持ピンＰの他の実施例を示す要部
断面図である。この実施例が上記実施例と異なる点は、
補助ピンＰ２が、従来の熱処理装置に装備されている支
持ピンに嵌合可能に構成されている点である。即ち、こ
の実施例においては、固定ピンＰ１が、先端に先鋭部Ｐ
Ｓを有する従来の支持ピンで構成されているとともに、
補助ピンＰ２の嵌合穴ＰＨの内奥部に、上記固定ピンＰ
１のピン先の球面と合致する受け部ＰＵが形成されてお
り、上記補助ピンＰ２を固定ピンＰ１に嵌合した状態
で、上記固定ピンＰ１のピン先を、補助ピンＰ２の受け
部ＰＵに突き当てるようにしている。この実施例によれ
ば、従来の支持ピンに対して上記補助ピンＰ２を嵌合さ
せることができるので、既設の熱処理装置についても、
支持ピンＰのピン先の形状変更、材質変更、及び洗浄
を、容易且つ迅速に行えることになる。

【００１８】なお、この発明の半導体ウエハーの熱処理
装置は、上記実施例に限定されるものでなく、例えば、
固定ピンＰ１を短寸として、補助ピンＰ２を長寸とする
こと（図４参照）、固定ピンＰ１側に嵌合穴ＰＨを形成
し、この嵌合穴ＰＨに補助ピンＰ２を嵌合させること
（図５参照）等、種々の設計変更を施すことができる。

【００１９】

【発明の効果】以上のように、この発明の半導体ウエハ
ーの熱処理装置によれば、補助ピンを交換するだけで、
支持ピンのピン先形状や材質を変更することができると
ともに、固定ピンから補助ピンを取り外すだけで、ピン
先を洗浄することができるので、支持ピンのピン先形状
や材質の変更、及びピン先の洗浄を容易且つ迅速に行う
ことができる。

【００２０】しかも、上記半導体ウエハーの熱処理装置
によれば、従来の支持ピンに対して補助ピンを取り外し
自在に嵌合させることができるので、既設の熱処理装置
についても、支持ピンのピン先形状や材質の変更、及び
ピン先の洗浄を容易且つ迅速に行うことができる。さら
に、上記補助ピンの先端部が半径０．５〜２．５ｍｍの
球面で構成されるので、半導体ウエハーに圧痕が付い
て、熱処理時に圧痕部からクラックが生じたり、半導体
ウエハーとの接触面積が大きくなって、不純物拡散等の
熱処理が不均一になったりするのを防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の半導体ウエハーの熱処理装置の一実
施例を示す要部断面図である。

【図２】上記熱処理装置の概略断面図である。

【図３】支持ピンの他の実施例を示す断面図である。

【図４】支持ピンのさらに他の実施例を示す断面図であ
る。

【図５】支持ピンのさらに他の実施例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１急熱炉Ｗ半導体ウエハー２１ａ基盤Ｐ支持ピンＰ１固定ピンＰＳ先鋭部Ｐ２補助ピンＰＨ嵌合穴ＰＵ受け部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/22 511 H01L 21/31 H01L 21/324 H01L 21/68

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体ウエハーを、基盤に立設された複数
本の支持ピンに載置した状態で熱処理する半導体ウエハ
ーの熱処理装置において、上記支持ピンが、先端に先鋭部を有し、上記基盤の上面に固定された固定
ピンと、上記固定ピンの先端側に取り外し自在に嵌合された補助
ピンとを備え、上記補助ピンが、先端部が半径０．５〜２．５ｍｍの球面で構成される先
鋭部と、上記固定ピンの先端側に取り外し自在に嵌合される嵌合
穴と、上記嵌合穴の内奥部に設けられ、固定ピンの先端の先鋭
部に合致する受け部とを備えることを特徴とする半導体
ウエハーの熱処理装置。