JPH04120723A - ウエハ熱処理用治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は縦型炉用のウェハ熱処理用治具に関するもので
あり、特に半導体ウェハの酸化、拡散、成膜等の熱処理
工程において使用するウェハ熱処理用治具に関するもの
である。

（従来の技術） 一般に、縦型炉を用いて半導体ウェハに熱処理を行う場
合、ウェハを炉内で支持する治具は、ウェハの自重によ
る変形を防止するために、ウェハの下面全体を支持部材
で支持したり、またウェハの中央部を支持する構造とな
っている。

例えば、特公昭６２−５０９７０号公報においては、水
平に設けられた支持板の上に半導体ウェハをその下面全
体か支持されるように載置し、加熱処理中のウェハの変
形、ウェハ表面の結晶欠陥の発生を防止するように構成
した熱処理用治具か開示されている。

また、特開昭６１−２６７３１７号公報に記載された熱
処理用治具では、半導体ウェハをその中央部において支
持する支持部材を設け、ウェハ中央部におけるウェハの
自重による荷重をこの支持部材に吸収させることによっ
て、熱処理中のウエハの塑性変形を防ぐようにしている
。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、特公昭６２−５０９７０号公報に開示さ
れている治具においては、ウニ／’％を支持している支
持板の熱容量か大きくなるため、ウェハを炉内に挿入す
るとき、あるいは炉内から取り出すときのウェハの面内
の温度分布のバラツキか大きくなる。これを防止するた
めに、ウェハの挿入、取り出しの速度を遅くすることも
考えられるが、これではスループットを低下させてしま
うこととなる。また、この治具では、ウェハの下面全体
を支持する支持板を設けているので、治具に複数のウェ
ハを装着したときのウェハ間の間隔が広くなる。このた
め、多量のウェハを同時に処理しようとすると炉長を延
長せざるを得ないという問題がある。

また、特開昭６１−２６７３１７号公報に記載されてい
る治具においては、ウェハの面内の温度分布のバラツキ
は小さくなるが、半導体ウェハの中央部を支持する支持
部材か少しでも下方に撓むと、中央を支持する機能か失
われ、ウェハの安定性が悪いという欠点があった。

本発明は、このような問題点を解決して、スループット
を低下させる事なく、また、炉内でのウェハの安定性を
保ったまま、ウェハの変形を防止することができるウェ
ハ熱処理用治具を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段及び作用）上記課題を解決
するために、本発明のウェハ熱処理用治具は、縦型拡散
炉中で半導体ウェハを支持するウェハ熱処理用治具にお
いて、炉内で固定された状態で半導体ウェハを支持する
固定支持部材と、炉内で上下方向に移動し得るように構
成され、前記固定支持部材によるウェハを支持する位置
とは異なる位置で半導体ウェハを支持する可動支持部材
とを具え、前記固定支持部材と可動支持部材とで交互に
半導体ウェハを支持し得るように構成した事を特徴とす
るものである。

本発明の熱処理用治具は、固定した状態でウェハを支持
する固定支持部材に加えて、炉内で上下方向に移動し得
るように構成された可動支持部材を具えており、炉内で
のウェハの加熱中に、ウェハの支持を固定支持部材によ
る支持から可動支持部材による支持に変更することによ
って、炉内でウェハを支持する支持点を変えることがで
きるため、縦型熱処理炉の欠点であるウェハの自重によ
るウェハの変形を防止することができる。

更に、本発明の熱処理用治具は、前記固定支持部材及び
可動支持部材か点接触によって前記半導体ウェハを支持
するように構成した事を特徴とするものである。

したがって、支持部材によるウェハの面内の温度分布に
与える影響を少なくすることができる。

（実施例） 第１図（ａ）および（ｂ）は、本発明の熱処理用治具の
好適な実施例における固定支持部材及び可動支持部材を
それぞれ示す斜視図である。

本実施例の熱処理用治具は、第１図（ａ）及び（ｂ）に
示すように、炉内において固定した状態てウェハを支持
する固定ボート１と、炉内において上下方向に移動可能
に構成されている可動ボート２とを具えている。

固定ボート１は２枚の半月形の板状体３　ａ、　３　ｂ
を４本の支持柱４にて連結して構成するものである。こ
の支持柱４は半月形の板状体３ａ、３ｂの外周縁部に沿
った位置にほぼ等間隔で配置されている。支持柱４の内
側の側面には複数の溝５を設け、この溝５内に支持すべ
きウェハの外周縁を挿入してウェハを支持するようにし
ている。一方、可動ボート２は、Ｕ字状の板状体６ａ、
６ｂをＵ字形状に沿って３本の支持柱７にて連結して構
成されており、これらの支持柱７のそれぞれ中央部は内
側に突出している。これらの支持柱７は、第１図に示す
固定ボート１と可動ボート２とを組み合わせたときに、
この支持柱７の突出部が固定ボートｌに設けた支持柱４
同士の間に入り込むような位置に形成する。更に、可動
ボート２の支持柱７の内側にも、固定ボート１と同様に
複数の溝８か設けられており、この溝８内にウェハの外
周縁を挿入してウェハを支持し得るようにしている。

固定ボート１と可動ボート２は、第２図に平面図で示す
とおり、固定ボート１の外側を可動ボート２で囲むよう
にして組み合わせて使用する。尚、第１図では、発明の
理解を助けるために、−個の固定ボートおよび一個の可
動ボートのみを図示したが、実際に使用する場合は、第
２図に示すように、それぞれ同寸法の固定ボーｈｌａと
可動ボート２ａをもう１組用意して、第１図に示した固
定ボート１と可動ボート２と対にして組み合わせて使用
する。ただし、第２図に示すように、他方の支持部材の
支持柱は、固定ボートに３本、可動ボートに４本設ける
ようにして、対にして組み合わせたときに、固定ボート
に設けられた支持柱と可動ボートに設けられた支持柱と
が、それぞれの固定ボート１及び１ａを組み合わせたと
きにできる円の円周繰上で、交互に位置するように構成
する。

前述したとおり、固定ボート１と可動ボート２とを組み
合わせたとき、可動ボート２の支持柱７の突出部は固定
ボート１の支持柱４の間に互い違いに入り込んで、固定
ボート１の支持柱４と同様に板状体３ａ、３ｂの外周縁
に沿った位置に位置して、各支持柱７の内側側面に設け
た溝８内にウェハを支持することができる。各支持柱７
に形成する溝８の位置は、固定ボー１−１と可動ボート
２とを組み合わせたときに、可動ボート２の支持柱７に
形成した谷溝８の底面の高さが固定ボート１の支持柱４
に形成した谷溝５の底面の高さから約１ｍｍ程度ずれる
ような位置とする。治具の内部にウェハを収容した後、
対になった可動ボート２と２ａとは止め具９にて互いに
係止しておくようにする。又、この止め具９にて一体と
なった対の可動ボート２．２ａは、図示しない手動又は
自動の駆動機構によって炉内において上下方向に移動可
能に構成する。尚、第３図は、第１図に示す固定ボート
１と可動ホード２とを組み合わせた場合の正面図である
。

第４図は、固定ホード１及び可動ボート２のそれぞれの
支持柱４及び７に設けられたウェハ支持部（溝５．８）
の構造を示す図である。固定ボート１の支持柱４及び可
動ボート２の支持柱７には、上述した通り、複数のウェ
ハを載置すべく複数の溝５．８がそれぞれ設けられてい
る。これらの溝５．８の底部には、先を円く加工した突
起５ａ及び８ａをそれぞれ設けて、この突起５ａ、８ａ
の上にウェハ１０を載置するようにする。このようにウ
ェハｌＯと治具を点接触とし、載置すべきウェハｌＯに
対する熱の影響を極力減らすようにしている。また、溝
５．８は上下方向に３ｍｍ程度の幅を持たせて形成され
ており、この幅内をウェハ１０が上下方向に動くことが
できる。固定ボート１の周囲に可動ボート２を装着して
、固定ボートｌの支持柱４に設けられた溝５及び可動ボ
ート２の支持柱７に設けられた溝８内にウェハｌＯの外
周縁を挿入し、固定ボートの溝５の突起５ａの上にウェ
ハ１０を載置するようにする。この後、対になった他方
の固定ボートｌａと可動ボー’ｒ−２ａを固定ボート１
及び可動ボート２と組み合わせて、溝５及び８内にウェ
ハ１０を収容する。前述したとおり、溝５及び８は固定
ボートｌと可動ボート２とを組み合わせたとき、溝５の
底面の高さと溝８の底面の高さとが約１ｍｍ程度ずれる
ように形成されているため、最初にウェハ１０を収容し
たときは固定ボートｌに形成された溝５のみでウェハｌ
Ｏを支持しており、可動ボート２に設けられた支持柱７
の溝８の突起８ａ先端はウェハｌＯの下面から僅かに離
れた位置に位置することとなる。

このようにして内部に複数のウェハ１０を装着し、止め
具９にて係止した治具を炉内に挿入する。挿入完了後、
炉の昇熱を開始して、所定の温度に達した後、例えば１
時間経過したところで、前述した駆動装置を稼働させて
可動ボート２を約２ｍｍ上昇させる。このとき、第４図
（ｂ）に示すとおり、可動ボート２に設けた溝８の突起
８ａがウェハ１０の下面と接触し、ウェハ１０は固定ボ
ート１による支持から解放されて可動ボート２によって
支持されることとなり、溝５の中を上方へ移動する。

更に、１時間経過したところで、駆動装置を再び稼働さ
せて可動ボート２を約２ｍｍ下降させ、ウェハ１０を再
び固定ボート１に設けられた突起５ａにて支持するよう
にする。この動作を、熱処理を行っている間中繰り返し
て行って、ウェハ１０を１時間毎に、固定ボート１の突
起５ａと可動ボート２の突起８ａとで交互に支持するよ
うにする。

このようにして、熱処理中に、ウェハ１０を支持する支
持点を変化させることによって、熱処理中のウェハの変
形、特に周辺部の変形を有効に防止することができる。

上述した実施例では、可動ボート２の突出部の位置を固
定ボート１の支持柱４に揃えて、可動ボート２によって
ウェハを支持する時も板状体３ａ、３ｂの外周縁上でウ
ェハを支持するような構成としているが、可動ボート２
の支持柱７をより内側に突出させるようにして、可動ボ
ート２で支持する時はウェハの周辺部よりさらに内側で
ウェハ１０を支持するように構成しても良い。この場合
は、溝８の奥行きを深くすべきことはいうまでもない。

このような構成にすると、可動ボート２で支持する時は
、ウェハｌＯの中央部近辺を支持することができるため
、炉内におけるウェハ１０の変形をより効果的に防止す
ることができる。この場合でも、ウェハ１０は可動ボー
ト２に点接触によって支持されるため、可動ボート２の
支持柱７の突出部８ａがウェハ１０の温度分布に悪影響
を与えることがない。

（発明の効果） 本発明の熱処理用治具においては、炉内におけるウェハ
の支持点を熱処理中に複数回変更するようにしているた
め、縦型炉の欠点であった、ウェハの自重による変形を
防止することができる。また、ウェハは点接触によって
支持部材で支持されているため、支持部材によるウェハ
への熱の影響を最小限に押さえることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の固定ボート及び可動ボー
トを示す斜視図、 第２図は、一対の固定ボートと一対の可動ボートとを組
み合わせて完成した治具を示す平面図、第３図は、第１
図に示す固定ボートと可動ボートとを組み合わせたとき
の状態を示す正面図、第４図は、第１図に示した実施例
のウェハ支持部の構成を示す部分的拡大図である。 １・・・固定ボート　　　　２・・・可動ボー３ａ、３
ｂ・・・半月形板状体 ４・・・支持柱　　　　　　５・・・溝６ａ、６ｂ・・
・Ｕ字型板状体 ７・・・支持柱　　　　　　８・・・溝５ａ、８ａ・・
・突起　　　９・・・止め具工０・・・ウェハ ト 第１図 （ａ） ｂ （ｂ） 第２図 第３図 ｂ ６“ｂ ＠４図 （ａ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、縦型拡散炉中で半導体ウェハを支持するウェハ熱処
   理用治具において、炉内で固定された状態で半導体ウェ
   ハを支持する固定支持部材と、炉内で上下方向に移動し
   得るように構成され、前記固定支持部材によるウェハを
   支持する位置とは異なる位置で半導体ウェハを支持する
   可動支持部材とを具え、前記固定支持部材と可動支持部
   材とで交互に半導体ウェハを支持し得るように構成した
   事を特徴とするウェハ熱処理用治具。 ２、前記固定支持部材及び可動支持部材が点接触によっ
   て前記半導体ウェハを支持するように構成した事を特徴
   とする請求項１に記載のウェハ熱処理用治具。