JPH0227563Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は半導体装置の製造プロセスの１つであ
る酸化膜生成において、減圧CVD（化学的気相生
長）装置に用いられる石英製のボートの改良に関
するものである。

減圧CVD装置は拡散炉形の装置であつて、石
英製の２重反応管の内管内部に本考案のボートに
のせた基板（以下ウエハと記す）を挿入し、酸化
膜やリンあるいはボロン（ホウ素）などの不純物
を含んだ酸化膜（PSG膜、BSG膜）の生成を行
うものであるが、本考案のボートを用いれば従来
のように石英製ウエハホルダの上にウエハを装填
することなく、ボートに直接ウエハを装填するこ
とが可能となり、反応炉体の構造簡略化およびウ
エハの取扱いの自動化が容易になるという著しい
効果が得られる。以下本考案について詳細に説明
する。

従来は酸化膜をウエハ上に形成するには、石英
製のボート上に円板形のウエハホルダと呼ばれる
石英製治具をその面がボート上反応管軸に垂直に
なるように取付け、ウエハホルダに設けてある爪
にウエハを装着していた。（このようなボートな
らびにウエハホルダについては本考案者の一人が
先に提案した実願昭58−61559号に明らかにされ
ている）しかしこのウエハホルダは石英製である
ため爪が破損し易く価格が高いなどの欠点があつ
て、ウエハをボート上に直接立てて保持すること
が望まれていた。また生成される膜厚分布の均一
性に影響を与えるウエハの相互間隔に対して、石
英の加工上の精度は得難いことが欠点であつた。
また最近はウエハハンドリングの自動化の要求が
高くなつているが、ウエハホルダを使用すると自
動化が行い難く、このためにもウエハをボート上
に直接立てて保持すること、すなわち装填するこ
とが望まれていた。本考案はこれらの要望に応え
うる具体的な構造を与えたもので、以下詳細に説
明する。

ウエハを石英ボート上に直接装填する場合に
は、膜厚分布の均一性を得るためにウエハの周辺
と反応管の間隔を一定距離に保つことが要求され
るが、またこの間隔はウエハの大きさにあまり関
係なく約９mmのように狭くすることが必要で、ウ
エハのボート上の保持方法は従来より問題となつ
ていた。本考案のボートにおいては従来のウエハ
ホルダの爪に相当するウエハの保持部分の面積を
小さくし膜厚分布に対する影響部分を小さくし
た。またウエハの周縁と反応管内壁の間隔を最適
値である９mm（ウエハの厚さは500μｍ〜700μｍ、
その直径は125mmφ、内部反応管の内径143mmφの
場合）としたため、ウエハ保持のため反応管は
内、外２管を用いる２種構造とし（上記の例では
外部反応管の内径は184mmφ）、内部反応管には長
さ方向の溝（スリツト）を設け、ボートの支持部
分（第１図および第２図２Ｃ）が内部反応管と外
部反応管の間にあるようにし、上記溝に沿つてボ
ートが移動しうるようにしたので、ボートの支持
部が膜厚分布へ影響を与えることはない。（この
ような構成は前記実願昭50−61559号に記載され
ている） 第１図は本考案を実施した石英ボートとそれに
搭載したウエハ群の斜視図である。ウエハ１はボ
ート２に設けてある３個所のスリツト３によつて
支持されるが、支持部の膜厚分布への影響を少く
するためウエハの支持部分の面積をできるだけ小
さくし、かつボートの石英アームよりある距離離
してある。

第２図は本考案による石英製のボートの構造例
を示す上面図Ａ、その側面図Ｂおよび２重反応管
とウエハ１を含んだボートの長さ方向に直角な横
断面図Ｃを示している。これらの図において４は
内部反応管、５は外部反応管、２ａ〜２ｄはボー
トの各部で、２ａはウエハ支持用のアームであつ
て、これは第１図に示すように半円筒状の枠体に
構成される。また２ｂはアーム２ａの支持体で２
ａの両端部に設けられている。２ｃは２ａ，２ｂ
の支持台部で、円弧筒状の枠体に構成されてい
る。３は第１図および第３図Ｃに示すように、半
円筒状枠体アーム２ａの上端部２ｄおよび中央底
部の３個所に設けたウエハ保持用のスリツト部で
ある。この例では並列に並べたウエハは直径125
mmのもので、図からも明かなように各ウエハをボ
ート上の反応管壁のほぼ半周に沿う３個所のスリ
ツトで保持するが、反応管軸方向の多数個所の３
に設けたスリツトは、その１個所当りのスリツト
数が２で、２枚一対のウエハを裏面を向い合わせ
て、その間隔を約３mmにして挿入する。またウエ
ハの表面すなわち鏡面と次のウエハ対の対向する
鏡面との間隔すなわちウエハの支持間隔は約16mm
である。ボート２の支持台部２ｃは第２図Ｃのよ
うに内部反応管４の外側に置かれ、外部反応管５
の底部内壁に接触している。従つて外部反応管の
内壁と石英ボート２との接触によつてボート２の
内部反応管４への出し入れの際に発生するごみは
内部反応管内には入り込まない。

次にウエハ１の外周つまりウエハのヘリと内部
反応管内壁との間隔はウエハ内の膜厚分布にかな
りの影響を与えることが知られており、この間隔
がウエハの大きさにはあまり関係はなく約９mmよ
り狭いとウエハ周辺の膜厚が薄くなり、９mmより
広い場合にはウエハ周辺の膜厚が厚くなる傾向が
ある。このため上記間隔を９mmより大幅に変化さ
せることはできない。ただし上記の数値は125mm
φの公称５吋ウエハに用いられるボートに対する
最適値であり、このときの内部反応管４の内径は
前記のように143mmである。

以上の説明のように本考案のボートを用いれ
ば、従来のボートに必要であつた石英製円板でウ
エハ保持用の爪を備えたウエハホルダを使用しな
いので、石英加工の精度に左右されることなく、
かつ爪の存在による膜厚分布のばらつきを少く
し、また価格の低下が得られるようになつた。さ
らにボートの反応管内部への出入を自動化できる
ようにボートの支持部分を内部反応管の外側に設
けたこと、ウエハ保持部分は強固な形状でありな
がら内部反応管内のガス流を妨げることが少く、
膜厚分布に与える影響も少いこと、ウエハはボー
トに１枚ずつ容易に装填できるので、たとえばボ
ートローダ機構によるボートの反応管への自動挿
入、引出を含むウエハのボートへの自動装填装置
が得易いこと等の実用上顕著な効果が期待され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を実施した石英ボートとウエハ
の斜視図、第２図は本考案による石英ボートの構
造例図で、Ａは上面図、Ｂは側面図、Ｃは２種反
応管とウエハを含むボートの横断面図である。 １……ウエハ、２……石英ボート、２ａ〜２ｄ
……ボート２の各部分、３……ウエハ保持用スリ
ツト部、４……内部反応管、５……外部反応管。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 化学的気相成長装置の水平の２重反応管内で酸
   化膜を生成するために多数の半導体ウエハを垂直
   に載置して反応管内へ出し入れするボートとし
   て、前記２重反応管の軸方向と平行に配置された
   ３本のアームのそれぞれに等間隔に設けられた突
   出した複数のスリツト部によつて多数のウエハを
   それぞれ該ウエハの下半円部の水平２個所と底部
   との３個所で垂直に保持するような断面半円状に
   構成された半円筒状の枠形アーム部を備えた酸化
   膜生成用石英ボートにおいて、 前記２重反応管の外部反応管と底部の軸方向に
   溝を有する内部反応管との隙間に該外部反応管の
   底部内壁面に接して軸方向に移動自在の円弧筒状
   の枠形支持台部と、 該枠形支持台部の両端部にそれぞれ垂直に立設
   し前記溝部に緩挿され該溝部に沿つて出入可能に
   前記内部反応管の内部へ突出し、前記枠形アーム
   部を、前記内部反応管の内壁面と所望の間隙を保
   ち、かつ、保持すべきウエハの周辺が前記内部反
   応管の内壁面と約９mmの間隔が保たれるように持
   設したアーム支持体と を備え、前記枠形アーム部の３本のアームに設け
   られた前記複数のスリツト部のそれぞれに２枚の
   ウエハを１組とし互いに裏面が相対して約３mmの
   間隔で挿入保持するための２つのスリツトを設け
   るとともに、前記複数のスリツト部の間隔が挿入
   保持されるべき該２枚１組のウエハの外側の表面
   と互いに隣合う２枚１組の外側の表面との間隔が
   約16mmを保つように形成したことを特徴とする酸
   化膜生成用石英ボート。