JP6846993B2 - 基板保持具及びこれを用いた基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板保持具及びこれを用いた基板処理装置に関する。

従来から、被処理基板を多段に搭載保持する保持具と、保持具を収容して所定の処理ガスを供給し、被処理基板に所定の熱処理を施す処理容器とを有し、保持具内には被処理基板ごとに隔壁板で仕切られた処理空間が形成された処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

かかる特許文献１に記載の処理装置においては、処理容器は、上端が共に閉塞されると共に一体化された内管部及び外管部からなる二重管構造である。また、内管部内に保持具が収容され、内管部の内面には処理ガスを導入するガス導入管を収容する収容溝部が形成されており、内管部の内周面と保持具との外周面との間の隙間をできるだけ小さくすることにより、各処理空間から隣接する他の処理空間へのガスの拡散を防止し、独立した処理空間の確保を図っている。これにより、多数枚の被処理基板の表面に均一な成膜を行うことができる。

特開２００７−１０９７１１号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載の構成では、多段に保持された被処理基板ごとに隔壁板を設けるため、保持具の構造が複雑化するとともに、一度に搭載できる被処理基板の枚数が、隔壁板を設けない場合よりも少なくなり、スループットが低下するという問題があった。

そこで、本発明は、構造を複雑化することなく、ガスの拡散を防止し、効率的な基板処理を行うことができる基板保持具及びこれを用いた基板処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る基板保持具は、天板と、底板と、該天板及び該底板の外縁部に端部が連結して設けられた複数本の支柱とを有し、基板を多段に保持可能な基板保持具であって、
前記天板及び前記天板に連結された前記支柱のうち最も外側に位置する部分は、前記天板の近傍の上端付近の前記支柱の外側が削られることにより、前記底板及び前記底板に連結された前記支柱のうち最も外側に位置する部分よりも小さく形成されている。

本発明によれば、供給したガスの拡散を防止し、効率的な基板処理を行うことができる。

本実施形態に係る基板処理装置の一例の概略構成図である。 本発明の第１の実施形態に係るウエハボートと従来技術に係るウエハボートとの相違点を説明するための図である。 従来のウエハボートを用いて処理容器のインナーチューブを縮径した場合を示した模式図である。 第１の実施形態に係るウエハボートを用いて処理容器のインナーチューブを縮径した場合を示した模式図である。 図３で説明した干渉発生状態を実際の製品に近い構成で説明するための図である。 図４で説明した干渉回避状態を実際の製品に近い構成で説明するための図である。 支柱の補強構造を説明するための図である。 第１の実施形態に係るウエハボートの薄肉部の削減量の一例を示した図である。 本発明の第２の実施形態に係るウエハボートの一例を示した図である。 第２の実施形態に係るウエハボートの基板保持用支柱の断面図である。 第２の実施形態において強度を低減させない基板保持用支柱の構成を示した図である。 第３の実施形態に係るウエハボートの一例の構成を示した図である。 本発明の第４の実施形態に係るウエハボートの一例の構成を示した図である。 本発明の第５の実施形態に係るウエハボートの一例の構成を示した図である。 本発明の第６の実施形態に係るウエハボートの一例の構成を示した図である。 本発明の第７の実施形態に係るウエハボートの一例の構成を示した図である。 第２の実施形態に係るウエハボートを用いた基板処理装置の上面図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。

［基板処理装置の全体構成］
先ず、本実施形態に係る基板処理装置１００について、図１を参照しながら説明する。図１に、本実施形態に係る基板処理装置１００の一例の概略構成図を示す。

本実施形態に係る基板処理装置１００は、全体として縦長の鉛直方向に延びた形状を有する。基板処理装置１００は、縦長で鉛直方向に延びた処理容器１０を有する。処理容器１０は、例えば、石英で形成される。処理容器１０は、例えば、円筒体のインナーチューブ（内筒）１１と、インナーチューブ１１の外側に同心的に載置された有天井のアウターチューブ（外筒）１２との２重管構造を有する。

処理容器１０の下端部は、ステンレススチール等から形成されるマニホールド２０によって、気密的に保持される。マニホールド２０は、図示しないベースプレートに固定される構成であっても良い。

マニホールド２０は、処理容器１０内に処理ガスや、不活性ガス（例えばＮ_２ガス）等のパージガスを導入するインジェクタ３０と、処理容器１０内を排気するガス排気部４０とを有する。なお、図１では、インジェクタ３０が１つ設置される構成を示したが、本実施形態はこの点において限定されない。使用するガス種の数等に依存して、複数のインジェクタ３０を有する構成であっても良い。

処理ガスの種類としては、特に限定されず、成膜する膜の種類等に応じて、当業者が適宜選択することができる。例えば、半導体ウエハ等の基板に酸化シリコン（ＳｉＯ_２）膜を形成する場合、処理ガスの一例として、ジクロロシラン（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２）及び一酸化二窒素（Ｎ_２Ｏ）が挙げられる。

インジェクタ３０には、前述の各種ガスを導入するための配管３１が接続される。なお、配管３１には、ガス流量を各々調整するための、図示しないマスフローコントローラ等の流量調整部や図示しないバルブ等が介設されている。

また、ガス排気部４０には、処理容器１０内を減圧制御可能な真空ポンプ４３や、開度可変弁４２等を有する真空排気路からなる配管４１が接続されている。

マニホールド２０の下端部には、炉口２１が形成されており、この炉口２１には、例えばステンレススチール等から形成される円盤状の蓋体５０が設けられている。この蓋体５０は、昇降機構５１により、昇降可能に設けられており、炉口２１を気密に封止可能に構成されている。

蓋体５０の上には、例えば石英製の保温筒６０が設置されている。また、保温筒６０の上には、例えば２５枚から１７５枚程度のウエハＷを、水平状態で所定の間隔で多段に保持する、例えば石英製のウエハボート９０が載置されている。即ち、ウエハボート９０は、ウエハＷを保持する基板保持具として機能する。

ウエハボート９０は、昇降機構５１を用いて、蓋体５０を上昇させることで処理容器１０内へと搬入され、処理後は、蓋体５０を下降させることで処理容器１０内から搬出される。

ウエハボート９０は、長手方向に複数のスロット（支持溝）を有する溝構造を有し、ウエハＷは、各々水平な状態で上下に間隔をおいてスロットに積載される。ウエハボート９０に載置されるウエハ群は、１つのバッチを構成し、バッチ単位で各種の基板処理が施される。なお、ウエハボート９０の構成の詳細については後述する。

処理容器１０の外側には、処理容器１０を所定の温度に加熱可能なヒータ７０が設けられる。ヒータ７０は、例えば円筒形状を有する。

また、本実施形態に係る基板処理装置１００は、図１に示すように、制御部８０を有する。制御部８０は、基板処理装置１００の全体を制御する。より詳細には、制御部８０は、レシピに従い、レシピに示された種々の処理条件下で基板処理を行うべく、基板処理装置１００内の種々の機器の動作を制御する。また、制御部８０は、熱処理装置１００内に設けられた種々のセンサからの信号を受信することにより、ウエハＷの位置等を把握して、プロセスを進めるシーケンス制御を行う。更に、制御部８０は、基板処理装置１００内に設けられた種々の検出器で検出される物理的測定値等を受信することにより基板処理の状態を把握し、基板処理を適切に行うために必要なフィードバック制御等を行うようにしてもよい。

よって、制御部８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の演算手段及び記憶手段を備え、プログラムが記憶された記憶媒体からレシピの処理を行うプログラムをインストールし、レシピの処理を実行するようなマイクロコンピュータとして構成されてもよいし、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）のような電子回路として構成されてもよい。

［第１の実施形態］
次に、本発明の第１の実施形態に係る基板保持具及び基板処理装置について説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係るウエハボートを示した図である。図２（ａ）は、第１の実施形態に係るウエハボート９０の上面図であり、図２（ｂ）は、第１の実施形態に係るウエハボート９０の正面図である。また、図２（ｃ）は、図２（ｂ）のＤ−Ｄ断面で切って上から見た切断上面図である。

図２（ａ）〜（ｃ）に示されるように、基板保持具９０は、天板９１と、底板９２と、基板保持用支柱９３と、補助支柱９４とを有する。このうち、補助支柱９４は必須ではなく、必要に応じて設けられる。

図２（ｂ）に示されるように、最上部に天板９１が配置され、最下部に底板９２が配置される。また、天板９１及び底板９２に両端が連結固定された基板保持用支柱９３及び補助支柱９４が設けられる。図２（ｂ）においては、基板保持用支柱９３及び補助支柱９４は、天板９１と底板９２との間に設けられ、天板９１及び底板９２を連結支持するように設けられている。

基板保持用支柱９３は、ウエハＷ等の基板を多段に保持するための手段であり、鉛直方向に複数形成された爪９３ａを有する。隣接する爪９３ａ同士の間には溝９３ｂが形成され、溝９３ｂ内（又は爪９３ａ上）にウエハＷを水平に保持することが可能な構成となっている。このように、基板保持用支柱９３は、溝９３ｂ内にウエハＷを水平な状態で多段に保持可能な構成を有する。なお、ウエハＷを保持するためには、少なくとも３点でウエハＷを支持する必要があるため、少なくとも３本の基板保持用支柱９３が必要である。

図２（ａ）、（ｂ）において、３本の基板保持用支柱９３と、２本の補助支柱９４が示されている。基板保持用支柱９３は、３本以上であればよく、必要に応じて、４本、５本と増加させてもよい。例えば、図２において、補助支柱９４を総て基板保持用支柱９３とし、５本の基板保持用支柱９３を設けることも可能である。一方、補助支柱９４は必要に応じて設ければよく、不要であれば無くすことも可能である。また逆に、補助支柱９４を多く設けることも可能であり、例えば３本以上の補助支柱９４を設けることも可能である。図２においては、３本の基板保持用支柱９３を設けるとともに、隣り合う基板保持用支柱９３同士の間に２本の補助支柱９４を設けた例を挙げて説明する。なお、以下、基板保持用支柱９３と補助支柱９４の双方を合わせて、支柱９３、９４と呼んでもよいこととする。

天板９１は、ウエハボート９０の最上部に設けられ、天井面を形成する。図２（ａ）に示されるように、天板９１は、円形部９１ａと、突出部９１ｂとを有する。円形部９１ａは、Ｃ１を中心として円形をなす部分である。突出部９１ｂは、円形部９１ａから径方向外側に突出した部分であり、この部分に基板保持用支柱９３及び補助支柱９４が設置される。よって、突出部９１ｂは、支柱設置部として機能する。

図２（ａ）に示されるように、突出部９１ｂが天板９１の最も外側に位置する部分となる。基板処理装置１００では、一般的にウエハボート９０を回転させながら基板処理を行うため、破線で示されるように、突出部９１ｂの最も外側の部分がウエハボート９０の旋回半径Ｒを定めることになる。図２（ａ）に示されるように、５個の突出部９１ｂの突出量は等しくなるように設定され、５個の突出部９１ｂの各々がウエハボート９０の天板９１側の旋回半径Ｒを定める。

図２（ｂ）に示されるように、本実施形態においては、天板９１の突出部９１ｂの最も外側の部分と、支柱９３、９４の最も外側の部分は、外形が一致するように形成される。よって、天板９１の旋回半径Ｒと、天板９１に接続された支柱９３、９４の旋回半径Ｒは同一となる。一方、天板９１よりも外側に支柱９３、９４が設けられている場合、例えば、天板９１及び底板９２の外側面に接するように支柱９３、９４が設けられている場合には、支柱９３、９４の外周面がウエハボート９０の最も外側の面となり、ウエハボート９０の旋回半径Ｒを定めることになる。また逆に、天板９１のやや内側に支柱９３、９４が設けられている場合には、天板９１の突出部９１ｂがウエハボート９０の最も外側の部分となり、ウエハボート９０の旋回半径Ｒを定めることになる。

本実施形態においては、以下、天板９１の突出部９１ｂと支柱９３、９４の最も外側の面が一致する場合について説明するが、支柱９３、９４が天板９１からはみ出している構造のウエハボート９０にも適用可能である。

図２（ｃ）に示されるように、図２（ｂ）のＤ−Ｄ断面で切って底板９２を上面視すると、天板９１と同様に、円形部９２ａと、円形部９２から径方向外側に突出した突出部９２ｂが設けられている。そして、突出部９２ｂに支柱９３、９４を設置する構成となっている。なお、図２（ｂ）にも示されるように、突出部９２ｂの最も外側の外形と、底板９２に連結固定される支柱９３、９４の外形は一致するように設けられる。また、底板９２の中心領域には開口９２ｃが形成されており、この点で天板９１とは異なっている。開口９２ｃは、ウエハボート９０を保温筒６０の上に載置する際に、載置台との係合を行うために設けられており、必須ではなく、必要に応じて設けられてよい。

ここで、図２（ａ）を再び参照し、突出部９１ｂの拡大図を参照すると、突出部９１ｂの外形の一部が削られて外形が小さくなるように構成されていることが分かる。これは、支柱９３、９４の外形を削って小さくし、ウエハボート９０の旋回半径Ｒを小さくするための構成である。第１の実施形態に係るウエハボート９０では、このような外側を削る加工を少なくとも天板１１及び天板近傍の総ての支柱９３、９４に施し、天板９１側におけるウエハボート９０の旋回半径が、底板９２側における旋回半径よりも小さくなるように構成している。

以下、このような加工を行う理由について説明する。

近年、ウエハＷに形成されているパターンが複雑化し、ＮＡＮＤ等、３次元構造とも呼べるパターンが形成されたウエハＷに成膜等の基板処理を行う要請が増大している。このような複雑化したパターンは、表面積が大きくなっているため、より深い部分にまで処理ガスを到達させて基板処理を行う必要がある。図１で説明した基板処理装置１００において、インナーチューブ１１とウエハボート９０との間の離間距離が大きいと、供給した処理ガスがインナーチューブ１１とウエハボート９０との間の間隔から上方に抜けてしまい、ウエハＷに十分に届いていないかも知れないという懸念があり、インナーチューブ１１とウエハボート９０との間隔を狭くする要請がある。

しかしながら、現状でもインナーチューブ１１とウエハボート９０との間の間隔は相当に狭く設定しており、例えば、１ｃｍ程度又はそれよりも小さいレベルのクリアランスに設定されている場合が多い。インナーチューブ１１の内径を現状よりも更に小さくすると、ウエハボート９０の上端、つまり天板９１付近で支柱９３、９４とインナーチューブ１１とが接触するおそれがある。現在の基板処理装置においては、加工上及び組み上げ上必要と考えられる最小公差を積み上げ、公差の積み上げが最も大きくなる支柱９３、９４の外周の最上位置において算出している。かかる積み上げ公差は、円柱状で同径で直線的に延びた支柱９３、９４においては、限界に近い間隔に設定している。よって、そのままの構造では、インナーチューブ１１を縮径すると、公差の限界を下回り、インナーチューブ１１の内周面とウエハボート９０の外周面とが接触してしまうおそれがある。

そこで、本実施形態に係るウエハボート９０では、少なくとも天板９１の近傍の上端付近の支柱９３、９４の外側を削り、インナーチューブ１１をもう少し縮径させることが可能な構成としている。

図３は、従来のウエハボート１０９０を用いて処理容器１０のインナーチューブ１１を縮径した場合を示した模式図である。図３に示されるように、従来のウエハボート１０９０では、積み上げ公差が最も大きくなる支柱１０９３の上端の外周部において、インナーチューブ１１と接触し、干渉してしまうおそれがある。

図４は、第１の実施形態に係るウエハボート９０を用いて処理容器１０のインナーチューブ１１を縮径した場合を示した模式図である。図４に示されるように、ウエハボート９０の支柱９３、９４の上端の外周面を削り、テーパー加工することにより、ウエハボート９０とインナーチューブ１１との接触を回避することができる。

図５は、図３で説明した従来のウエハボートにおける干渉発生状態を、より実際の製品に近い構成で説明するための図である。図５に示される通り、支柱１０９３の太さが一定で高さがＨの従来のウエハボート１０９０を用いてインナーチューブ１１を縮径すると、積み上げ公差により角度αだけウエハボート１０９０が傾斜すると、支柱１０９３の上端の外周面とインナーチューブ１１の内周面とが接触し、干渉が発生してしまう。

図６は、図４で説明した第１の実施形態に係るウエハボートの干渉回避状態を、より実際の製品に近い構成で説明するための図である。図６（ａ）に示される通り、図５と同じようにインナーチューブ１１を縮径した状態で、高さがＨのままで、支柱９３（又は９４）の上端の外周面をテーパー加工した本実施形態に係るウエハボート９０を用いると、ウエハボート９０が角度α傾斜しても、ウエハボート９０の支柱９３（又は９４）の上端の外周面とインナーチューブ１１の内周面とがクリアランスを保つことができ、干渉を回避することができる。

図６（ｂ）は、図６（ａ）のウエハボート９０の上端の外周面の拡大図である。図６（ｂ）に示されるように、支柱９３（又は９４）の最上部の外周面を、長さＬに亘りテーパー加工し、テーパー面を形成することにより、インナーチューブ１１との間でクリアランスｄを確保することができ、ウエハボート９０とインナーチューブ１１との干渉を回避することができる。

なお、例えば、ウエハボート９０の高さＨを１ｍ前後としたときに、その１／１０程度の１０ｃｍ程度の長さＬに亘って支柱９３、９４の最上部の外周面をテーパー加工すれば、１ｍｍ程度のクリアランスｄを確保することが可能となる。

ここで、ウエハボート９０の支柱９３、９４の外周面を削り、テーパー加工を施した場合に、支柱９３、９４の肉厚が薄くなるので、支柱９３、９４の強度が低下する懸念が生ずる場合もある。

そこで、そのような支柱９３、９４の強度低下が懸念される場合には、外側を削って薄肉とした分を周方向に付加して、支柱９３、９４の断面積を変化させないようにし、支柱９３、９４の強度を低下させない対応が考えられる。

図７は、支柱９３、９４の補強構造を説明するための図である。図７（ａ）は、従来のウエハボート１０９０の基板支持用支柱１０９３の一例を示した断面図である。図７（ｂ）は、第１の実施形態に係るウエハボート９０の基板支持用支柱９３の一例を示した断面図である。

図７（ａ）に示される通り、従来のウエハボート１０９０の基板支持用支柱１０９３は、円柱形状であるので、円形の断面形状を有する。

一方、図７（ｂ）に示される通り、本実施形態に係るウエハボート９０の基板支持用支柱９３は、径方向における外側を削って肉厚を薄くし、薄肉部９３ｃを形成するが、削った削除断面９３ｄを周方向に付加し、付加断面９３ｅを新たに形成すれば、断面積は変化しないので強度を維持することができる。このように、薄肉部９３ｃを形成することにより、基板支持用支柱９３の強度不足が懸念される場合には、削除断面９３ｄの分を周方向に付加して付加断面９３ｅを追加形成することにより、強度を維持することができる。

なお、図７においては、削除断面９３ｄと付加断面９３ｅの量を同一とし、断面積を一旦に維持する場合について説明したが、強度が十分であれば、削除断面９３ｄの面積分を総て付加断面９３ｅとせず、僅かに周方向に強度補強を行う構成としてもよく、用途に応じて種々の構成とすることができる。

なお、図７においては、基板支持用支柱１０９３、９３を例に挙げて説明したが、補助支柱９４にも同様に適用可能であることは言うまでも無い。

図８は、第１の実施形態に係るウエハボート９０の薄肉部の削減量の一例を示した図である。図８（ａ）は、従来のウエハボート１０９０の基板保持用支柱１０９３の肉厚の一例を示した図であり、図８（ｂ）は、第１の実施形態に係るウエハボート９０の基板支持用支柱９３の薄肉部９３ｃの肉厚の一例を示した図である。

図８（ａ）、（ｂ）に示される通り、従来、９ｍｍの肉厚を有していた基板保持用支柱１０９３が、本実施形態においては、４ｍもの肉厚を削減し、５ｍｍの肉厚とすることが可能である。これにより、ウエハボート９０の最上部の外形を左右両側で８ｍｍも縮小することができ、これによりインナーチューブ１１の径も縮径することができる。

なお、第１の実施形態においては、ウエハボート９０の最上部にのみテーパー加工を施し、薄肉部９３ｃを形成する例を挙げて説明したが、テーパー形状を有し、最上部を含む限り、どの部分からテーパー加工を施してもよく、例えば、底板９２の直上からテーパー加工を形成するようにしてもよい。ウエハボート９０とインナーチューブ１１との干渉のおそれがある最上部に十分なクリアランスを形成できる限り、薄肉部９３ｃのテーパー形状は種々の構成とすることができる。

［第２の実施形態］
図９は、本発明の第２の実施形態に係るウエハボート１９０の一例を示した図である。図９（ａ）は、第２の実施形態に係るウエハボート１９０の上面図であり、図９（ｂ）は、第２の実施形態に係るウエハボート９０の側断面図である。また、図９（ｃ）は、図９（ｂ）のＤ−Ｄ断面で切って上から見た切断上面図である。

図９（ａ）〜（ｃ）に示されるように、基板保持具１９０は、天板１９１と、底板１９２と、基板保持用支柱１９３とを有する。図９においては、補助支柱は設けられず、基板保持用支柱１９３が４本設けられた例が示されている。

図９（ｂ）に示されるように、最上部に天板１９１が配置され、最下部に底板１９２が配置され、天板１９１及び底板１９２に両端が連結固定されて基板保持用支柱１９３が設けられる。第１の実施形態と同様に、図９（ｂ）においても、基板保持用支柱１９３は天板１９１と底板１９２との間に設けられ、天板１９１及び底板１９２を支持するように設けられている。しかしながら、上述のように、基板保持用支柱１９３が天板１９１及び底板１９２の外側面に連結され、天板１９１及び底板１９２の外側にはみ出している形状であってもよい。

基板保持用支柱１９３は、ウエハＷ等の基板を多段に保持するための手段であり、鉛直方向に複数形成された爪１９３ａを有する。隣接する爪１９３ａ同士の間は溝１９３ｂを形成し、溝９３ｂ内（又は爪９３ａ上）にウエハＷを水平に保持することが可能な構成となっている点は、第１の実施形態と同様である。

図９（ａ）、（ｂ）において、４本の基板保持用支柱１９３のみが設けられており、補助支柱は設けられていない。補助支柱は必須ではないので、このような構成であってもよい。

図９（ａ）に示されるように、天板１９１は、円形部１９１ａと、突出部１９１ｂとを有するが、拡大図に示されるように、突出部１９１ｂが台形に近似した形状を有する点で、第１の実施形態と異なっている。第１の実施形態と同様に、円形部１９１ａは、Ｃ２を中心として円形をなす部分である。突出部１９１ｂは、円形部１９１ａから径方向外側に突出した部分であり、この部分に基板保持用支柱１９３が設置される。即ち、突出部１９１ｂは、支柱設置部として機能する。

図９（ａ）に示されるように、突出部１９１ｂが天板１９１の最も外側に位置する部分となり、天板１９１の旋回半径Ｒを定めることになる。図９（ａ）に示されるように、４個の突出部１９１ｂの突出量は等しくなるように設定され、４個の突出部１９１ｂの各々がウエハボート１９０の天板１９１側の旋回半径Ｒを定める。

図９（ｂ）に示されるように、本実施形態においては、天板１９１の突出部１９１ｂの最も外側の部分と、基板支持用支柱１９３の最も外側の部分は、外形が一致するように形成される。よって、天板１９１の旋回半径Ｒと、天板１９１に接続された基板保持用支柱１９３の旋回半径Ｒは同一となる。しかしながら、上述のように、基板保持用支柱１９３が天板１９１からはみ出している場合にも本実施形態は適用可能である。

また、図９（ｃ）に示されるように、図９（ｂ）のＤ−Ｄ断面で切って底板１９２を上面視すると、天板１９１と同様に、円形部１９２ａと、円形部１９２から径方向外側に突出した突出部１９２ｂが設けられている。突出部１９２ｂは、台形に近似した形状を有する点で、半円形である第１の実施形態と異なっている。突出部１９２ｂに基板保持用支柱１９３を設置する構成となっている点は、第１の実施形態と同様である。突出部１９２ｂの最も外側の外形と、底板１９２に連結固定される基板保持用支柱１９３の外形は一致するように設けられる。また、底板１９２の中心領域には開口１９２ｃが形成されている。開口１９２ｃは、ウエハボート１９０を保温筒６０の上に載置する際に、保温筒６０の上面に形成された載置台との係合を行うために設けられており、必須ではなく、必要に応じて設けられてよい。爪１９３ａの形状は、第１の実施形態が半円形であるのに対し、三角形に近似した形状となっている。このように、爪１９３ａの形状も、突出部１９２ｂと同様に、用途に応じて種々の形状とすることができる。

ここで、図９（ａ）を再び参照し、突出部１９１ｂの拡大図を参照すると、突出部１９１ｂの外形の一部が削られて外形が小さくなるように構成されていることが分かる。これは、基板保持用支柱１９３の外形を削って小さくするためであり、ウエハボート１９０の旋回半径Ｒを小さくするための構成である。第２の実施形態に係るウエハボート１９０では、このような外側を削る加工を少なくとも天板１１及び天板近傍の総ての基板保持用支柱１９３に施し、天板１９１側におけるウエハボート１９０の旋回半径Ｒが、底板１９２側における旋回半径よりも小さくなるように構成している。

図１０は、第２の実施形態に係るウエハボート１９０の基板保持用支柱１９３の断面図である。図１０に示される通り、台形の断面形状を有する支柱１９３においても、外側にテーパー形状を設けることにより、ウエハボート１９０の外形を縮小させ、それにより内干渉を発生させずにインナーチューブ１１の縮径が可能となる。なお、図９（ｃ）で説明した通り、爪１９３ａは三角形状を有している。

図１１は、第２の実施形態において、強度を低減させない基板保持用支柱１９３の構成を示した図である。図１１（ａ）は、従来の台形形状の基板保持用支柱１１９３の断面形状を示した図である。図１１（ｂ）は、第２の実施形態に係る基板保持用支柱１９３の断面形状の一例を示した図である。

図１１（ａ）においては、底辺ｂ１、高さｈ１の台形の断面形状であったが、図１１（ｂ）においては、底辺ｂ２、高さｈ２の断面形状となっている。ここで、ｈ２＜ｈ１であり、径方向においては薄肉化されている。一方、周方向（幅方向）においては、ｂ１＜ｂ２であり、幅を広げることにより、図１１（ａ）における基板保持用支柱１９３の断面積と図１１（ｂ）における基板保持用支柱１９３の断面積を同一とし、強度を低下させないようにしている。このように、台形形状の基板保持用支柱１９３を用いた場合であっても、削った支柱を幅方向に増加させることにより、強度の低下を防止することができる。

また、増加の程度は、必ずしも削った量と同一とする必要は無く、必要なだけ幅を広げれば十分である。

このように、台形形状の断面を有する基板保持用支柱１９３を用いたウエハボート１９３においても、支柱の強度を低下させずに外形を縮小することができる。

なお、第２の実施形態においては、総てを基板保持用支柱１９３として構成した例を挙げて説明したが、必要に応じて補助支柱を設けてもよく、その場合も、上端部の外周面を削ってテーパー形状とすることにより、同様の効果を得ることができる。

［第３の実施形態］
図１２は、第３の実施形態に係るウエハボート２９０の一例の構成を示した図である。第３の実施形態に係るウエハボート２９０は、支柱２９３の上端部の外周面が、テーパー加工ではなく段差加工され、段差形状を有している。この場合も、図１２に示される通り、インナーチューブ１１とのクリアランスを増加させることができ、干渉を防ぐことができる。このように、ウエハボート２９０の支柱２９３の最上部外側に段差加工を施し、段差形状によりインナーチューブ１１との接触を回避する構成としてもよい。

第３の実施形態に係るウエハボート２９０は、第１及び第２の実施形態に係るウエハボート９０、１９０の双方に適用することができ、支柱９３、９４、１９３の形状に関わらず適用可能である。

［第４の実施形態］
図１３は、本発明の第４の実施形態に係るウエハボート３９０の一例の構成を示した図である。第４の実施形態に係るウエハボート３９０は、支柱３９３の周方向の形状が第１乃至第３の実施形態に係るウエハボート９０、１９０、２９０と異なっている。第１及び第２の実施形態において、支柱９３、９４、１９３の径方向において削った分を、周方向に付加して幅広に構成して強度を保つ構成について説明したが、そのような幅を広くする形状は、周方向において徐々広くする構成としてもよい。図１３において、ウエハボート３９０の支柱３９３の幅（周方向の大きさ）が、下方から天板３９１に向かって徐々に広がっている構成が示されている。例えば、このような構成を採用し、支柱９３、９４、１９０、２９０の強度を保つようにしてもよい。

図１３の構成は、テーパー形状のように、徐々に肉厚が薄くなる構成に適用し易いと考えられ、第１及び第２の実施形態に適合し易い構成と考えられる。但し、径方向の構成と周方向の構成は独立して構成可能であるので、第３の実施形態にも同様に適用可能であることは言うまでも無い。

［第５の実施形態］
図１４は、本発明の第５の実施形態に係るウエハボート４９０の一例の構成を示した図である。第５の実施形態に係るウエハボート４９０は、支柱４９３の周方向の形状が第１乃至第４の実施形態に係るウエハボート９０、１９０、２９０、３９０と異なっている。第１及び第２の実施形態において、支柱９３、９４、１９３の径方向において削った分を、周方向に付加して幅広に構成して強度を保つ構成について説明したが、そのような幅を広くする形状は、周方向において段階的に、階段状に広くする構成としてもよい。図１４において、ウエハボート４９０の支柱４９３の幅（周方向の大きさ）が、天板４９１に向かって段階的に広がっている構成が示されている。例えば、このような構成を採用し、支柱９３、９４、１９０、２９０の強度を保つようにしてもよい。

図１４の構成は、段差形状のように、段階的に肉厚が薄くなる構成に適用し易いと考えられ、第３の実施形態に適合し易い構成と考えられる。但し、径方向の構成と周方向の構成は独立して構成可能であるので、第１及び第２の実施形態にも同様に適用可能であることは言うまでも無い。

［第６の実施形態］
図１５は、本発明の第６の実施形態に係るウエハボート５９０の一例の構成を示した図である。第６の実施形態に係るウエハボート５９０は、基板保持用支柱５９３に加えて、補助支柱５９４を備える点で、第２乃至第５の実施形態に係るウエハボート１９０、２９０、３９０、４９０と異なっている。第１、第２、第４及び第５の実施形態において、支柱９３、９４、１９３、３９３、４９３の径方向において削った分を、周方向に付加して幅広に構成して強度を保つ構成について説明したが、そのような幅を広くして強度を確保する形状を採用せず、補助支柱を追加する構成としてもよい。例えば、第１乃至第３の実施形態において説明した薄肉部を有し、径方向の肉厚を薄くする構成の支柱９３、９４、１９３、２９３を採用するとともに、支柱９３、９４、１９３、２９３の支柱の強度の低下を補うために、補助支柱５９４を設ける構成としてもよい。

第１の実施形態に係るウエハボート９０においては、補助支柱９４が設けられていたが、第２乃至第５の実施形態に係るウエハボート１９０、２９０、３９０、４９０においては、補助支柱５９４は設けられず、支柱１９３、２９３、３９０、４９０の幅を増加させて強度を維持する方法を主に説明した。しかしながら、削った支柱はそのままの構成とし、補助支柱５９４を設けることにより、強度を維持する構成としてもよい。補助支柱５９４を設ける構成は既に確立しているため、容易にウエハボート５９０の支柱５９３、５９４の全体的な強度を高めることができる。

［第７の実施形態］
図１６は、本発明の第７の実施形態に係るウエハボート６９０の一例の構成を示した図である。第７の実施形態に係るウエハボート６９０は、ブランチ６９５を備える点で、第１乃至第６の実施形態に係るウエハボート１９０、２９０、３９０、４９０、５９０と異なっている。第１、第２、第４及び第５の実施形態において、支柱９３、９４、１９３、３９３、４９３の径方向において削った分を、周方向に付加して幅広に構成して強度を保つ構成について説明したが、そのような幅を広くして強度を確保する形状を採用せず、薄肉化した支柱６９３と天板６９１とを連結するブランチ６９５を追加する構成としてもよい。例えば、第１乃至第３の実施形態において説明した薄肉部を有し、径方向の肉厚を薄くする構成の支柱９３、９４、１９３、２９３を採用するとともに、支柱９３、９４、１９３、２９３の支柱の強度の低下を補うために、ブランチ６９５を設ける構成としてもよい。ブランチ６９５を設けることにより、支柱６９３の薄肉部を天板６９１に連結させることができ、支柱６９３の強度を簡素な構成で維持することができる。

［基板処理装置］
図１７は、第２の実施形態に係るウエハボート１９０を用いた基板処理装置の上面図である。第１乃至第７の実施形態で説明した通り、基板保持用支柱１９３の外周面を削り、ボート旋回径を縮小することにより、インナーチューブ１１の内径を絞ることが可能となる。このような構成を採用することにより、インナーチューブ１１の内径を２〜８ｍｍ程度縮小することができ、ウエハボート１９０とインナーチューブ１１との間のクリアランスｄを縮小し、処理ガスを逃がさずにウエハＷに供給することができ、処理効率を高めることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳説したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。

１０ 処理容器
１１ インナーチューブ
１２ アウターチューブ
２０ マニホールド
３０ インジェクタ
５０ 蓋体
６０ 保温筒
７０ ヒータ
８０ 制御部
９０、１９０、２９０、３９０、４９０、５９０、６９０ ウエハボート
９１、１９１ 天板
９１ａ、９２ａ、１９１ａ、１９２ａ 円形部
９１ｂ、９２ｂ、１９１ｂ、１９２ｂ 突出部
９２、１９２ 底板
９３、９４、１９３、２９３、３９３、４９３、５９３、６９３ 支柱
６９５ ブランチ

Claims (19)

1. 天板と、底板と、該天板及び該底板の外縁部に端部が連結して設けられた複数本の支柱とを有し、基板を多段に保持可能な基板保持具であって、
   前記天板及び前記天板に連結された前記支柱のうち最も外側に位置する部分は、前記天板の近傍の上端付近の前記支柱の外側が削られることにより、前記底板及び前記底板に連結された前記支柱のうち最も外側に位置する部分よりも小さく形成されている基板保持具。
2. 前記支柱は、外形が前記天板及び前記底板の外形と一致するように、前記天板及び前記底板の主面の外周端に連結された請求項１に記載の基板保持具。
3. 天板と、底板と、該天板及び該底板の外縁部に端部が連結して設けられた複数本の支柱とを有し、基板を多段に保持可能な基板保持具であって、
   前記天板及び前記天板に連結された前記支柱のうち最も外側に位置する部分は、前記底板及び前記底板に連結された前記支柱のうち最も外側に位置する部分よりも小さく形成され、
   前記支柱は、外形が前記天板及び前記底板の外形と一致するように、前記天板及び前記底板の主面の外周端に連結され、
   前記天板及び前記底板は、円形部分と、
   該円形部分から径方向外側に突出して張り出した支柱設置部を有する基板保持具。
4. 前記天板に接続された前記支柱の頂部は、前記底板に接続された前記支柱の基部よりも前記径方向における肉厚が薄くなっており、肉厚が薄い分、前記天板の外形が前記底板の外形よりも小さく形成されている請求項３に記載の基板保持具。
5. 前記支柱は、前記頂部付近の所定上部領域において、前記径方向において肉厚が薄くなった薄肉部を有する請求項４に記載の基板保持具。
6. 前記薄肉部は、前記頂部に接近する程前記径方向における肉厚が薄くなる形状を有する請求項５に記載の基板保持具。
7. 前記薄肉部は、前記頂部に接近する程前記径方向における肉厚が徐々に薄くなるテーパー形状を有する請求項６に記載の基板保持具。
8. 前記薄肉部は、前記頂部に接近する程前記径方向における肉厚が段階的に薄くなる階段形状を有する請求項６に記載の基板保持具。
9. 前記所定上部領域は、前記基板保持具の全長の１／１０以下の領域に形成されている請求項５乃至８のいずれか一項に記載の基板保持具。
10. 前記薄肉部は、前記薄肉部以外の部分の前記支柱よりも周方向に沿った幅が広く形成されている請求項５乃至９のいずれか一項に記載の基板保持具。
11. 前記薄肉部は、前記薄肉部以外の部分の前記支柱と断面積が等しくなるように幅広に形成されている請求項１０に記載の基板保持具。
12. 前記薄肉部以外の部分の前記支柱の断面形状は円形であり、前記薄肉部は円の外側を削った形状となっている請求項５乃至１１のいずれか一項に記載の基板保持具。
13. 前記薄肉部以外の部分の前記支柱の断面形状は所定の下底と所定の高さを有する台形であり、前記薄肉部は前記所定の下底よりも幅が広く前記所定の高さよりも低い高さを有する台形である請求項５乃至１１のいずれか一項に記載の基板保持具。
14. 前記複数本の支柱は、基板を水平に載置可能な溝が鉛直方向に沿って複数形成され、複数の基板を多段に保持可能な溝構造を有する基板保持用支柱を少なくとも３本有する請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の基板保持具。
15. 前記複数の支柱は、前記溝構造を有しない補強用支柱を更に有する請求項１４に記載の基板保持具。
16. 前記天板と前記基板保持用支柱とを連結する補強用ブランチを更に有する請求項１４又は１５に記載の基板保持具。
17. 前記天板、前記底板及び前記支柱は石英からなる請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の基板保持具。
18. 請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の基板保持具と、
    該基板保持具を収容可能な縦長の処理容器と、
    該処理容器内に設けられ、前記基板保持具の周囲を囲む円筒形の側面を含むインナーチューブと、
    該インナーチューブ内で前記基板保持具に処理ガスを供給可能なインジェクタと、
    前記処理容器の外側に設けられ、前記処理容器を加熱可能なヒータと、を有する基板処理装置。
19. 前記インナーチューブの前記側面と前記基板保持具の外形との間隔は、互いに接触しない範囲で最小に設定されている請求項１８に記載の基板処理装置。

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