JPH05166741A - 熱処理装置用基板支持具 - Google Patents

熱処理装置用基板支持具

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JPH05166741A JP3331076A JP33107691A JPH05166741A JP H05166741 A JPH05166741 A JP H05166741A JP 3331076 A JP3331076 A JP 3331076A JP 33107691 A JP33107691 A JP 33107691A JP H05166741 A JPH05166741 A JP H05166741A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来に較べて被処理基板の処理の面内均一性
を向上させることができるとともに、製造が容易で被処
理基板の自動搬送等にも対応することのできる熱処理装
置用基板支持具を提供する。 【構成】 熱処理装置用基板支持具１の上部支持板２と
下部支持板３との間には、4 本の支柱４が設けられてい
る。これらの支柱４には、半導体ウエハ５を支持するた
めのウエハ支持溝６と、この半導体ウエハ５より大径に
形成された石英等からなる環状板７を支持するための環
状板支持溝８が交互に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱処理装置用基板支持
具に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、熱処理装置においては、半導
体ウエハ等の被処理基板を、耐熱性の高い石英等から構
成されたウエハボート等と称される熱処理装置用基板支
持具に載置して、成膜等の処理を実施している。このよ
うな熱処理装置用基板支持具としては、例えば特開昭58
−108735号、特開昭61−201695号公報等に開示されたも
のがある。
【０００３】また、上記熱処理装置用基板支持具におい
ては、その形状等を変更することにより、被処理基板近
傍のガス流を制御して薄膜形成時の膜厚の面内均一性を
向上させるための改善等が行われており、本発明者等も
熱処理装置用基板支持具の形状を変更して膜厚の面内均
一性を向上させる方法を例えば特願平2-142973等で提案
している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年半
導体デバイスは高集積化される傾向にあり、その回路パ
ターンは益々微細化されつつある。このため、さらに成
膜における膜厚の面内均一性を向上させることが望まれ
ている。
【０００５】また、上述した如く薄膜形成時の膜厚の面
内均一性向上のため、例えばウエハボートの形状は複雑
化する傾向にあるが、例えばウエハボートを構成する石
英等は加工が難しいため、その製造コスト等の点からウ
エハボート形状はできるだけ単純なものが好ましい。さ
らに、半導体ウエハの自動搬送等に対応できる形状であ
ることが望まれている。すなわち、例えば半導体ウエハ
より大径の環状板上に半導体ウエハを載置するウエハボ
ートでは、半導体ウエハの下部に自動搬送装置のウエハ
支持アーム等を挿入することができず、従来のウエハ搬
送装置は使用することができない。
【０００６】本発明は、かかる従来の事情に対処してな
されたもので、従来に較べて被処理基板の処理の面内均
一性を向上させることができるとともに、製造が容易で
製造コストが安く、さらに、被処理基板の自動搬送等に
も対応することのできる熱処理装置用基板支持具を提供
しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の熱処
理装置は、複数本の支柱によって、複数枚の被処理基板
を基板面が互いにほぼ平行となるように支持する熱処理
装置用基板支持具において、前記支柱に、前記被処理基
板より大径の環状板を支持するためのと環状板支持溝
と、前記被処理基板を支持するためのと基板支持溝とを
交互に設け、前記環状板と前記被処理基板が交互に配列
される如く支持されるよう構成したことを特徴とする。
【０００８】
【作用】上記構成の本発明の熱処理装置では、被処理基
板より大径の環状板によって熱処理装置内の気体流を制
御し、従来に較べて被処理基板の処理の面内均一性を向
上させることができる。
【０００９】また、支柱に段差状に溝を設けることによ
り、この環状板および被処理基板を支持するので、例え
ば石英等からなる各構成部材形状が複雑化することがな
く、容易に製造することができる。
【００１０】さらに、例えば環状板上に被処理基板を載
置する場合等と違い、支柱に設けられた溝で被処理基板
を支持するので、自動搬送装置の被処理基板支持アーム
等を被処理基板の下部に挿入することができ、被処理基
板の自動搬送等にも対応することができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。
【００１２】図１および図２に示すように、熱処理装置
用基板支持具（ウエハボート）１には、耐熱性材料例え
ば石英等から例えば円板状に構成された上部支持板２
と、下部支持板３が設けられており、これらの上部支持
板２と、下部支持板３との間には同じく石英等から構成
された4 本の支柱４が設けられている。
【００１３】上記支柱４には、図３にも示すように、被
処理基板としての半導体ウエハ５を支持するためのウエ
ハ支持溝６と、この半導体ウエハ５より大径に形成され
た材質例えば石英等からなる環状板７を支持するための
環状板支持溝８が交互に設けられている。そして、これ
らのウエハ支持溝６と環状板支持溝８とによって、4本
の支柱４の間に、半導体ウエハ５と環状板７が交互に、
かつ、ほぼ平行となる如く複数、例えばそれぞれ数十枚
乃至百数十枚配列することができるよう構成されてい
る。
【００１４】また、図２に示すように、上記環状板７に
は、半導体ウエハ５のオリエンテーションフラット（オ
リフラ）９に対応して、オリフラ部１０が設けられてい
る。さらに、この環状板７の周縁部には、位置決め用の
切り欠き１１が一または複数（本実施例では一つ）設け
られており、図４にも示すように、この切り欠き１１に
対応して一つの支柱例えば支柱４ａには、環状板支持溝
８内に位置決め用の段差１２が設けられている。なお、
環状板７の大きさは成膜条件等によって適宜選択する必
要があるが、例えば、外径Ａは例えばウエハ径プラス10
〜20mm、幅Ｂは例えば5 〜20mm、厚さ例えば数mmであ
る。
【００１５】また、支柱４、４ａは半導体ウエハ５のみ
でなく、この半導体ウエハ５よりも例えば10〜20mm直径
の大きい環状板７を支持することから、従来の一般的な
ウエハボートのように円柱状のものを用いると、径が太
くなり、ガス流に影響して半導体ウエハ５の処理の面内
均一性を悪化させる。また、重量も増大して取扱いが困
難になる。
【００１６】このため、長方形状あるいはこれに近い断
面形状の石英棒等を用いることが好ましく、本実施例で
は図２に示す断面長手方向長さＣが例えば22mm、幅Ｄが
例えば12mmの石英棒を用いている。なお、この支柱材料
として炭化珪素（ＳｉＣ）を用いれば、支柱幅をさらに
細くすることも可能である。
【００１７】また、支柱４、４ａに形成されたウエハ支
持溝６および環状板支持溝８の寸法については、上記半
導体ウエハ５の寸法、環状板７の寸法、支柱４、４ａの
寸法および強度等によって制限されるが、例えば図３に
示すウエハ支持溝６の半導体ウエハ５の載置部の幅Ｅ
と、環状板支持溝８の環状板７の載置部の幅Ｆは、例え
ば数mm程度は必要である。また、ウエハ支持溝６間のピ
ッチ（半導体ウエハ５のピッチ）Ｇ、およびウエハ支持
溝６と環状板支持溝８との間のピッチ（半導体ウエハ５
と環状板７間のピッチ）Ｈは、処理（成膜）条件等によ
って異なるが、例えば数mm乃至十数mm程度である。
【００１８】図５は上記熱処理装置用基板支持具１を縦
型ＣＶＤ装置にローディングした状態を示す。この図に
示すように、プロセスチューブ４０は、耐熱性材料例え
ば石英から円筒状に構成されており、このプロセスチュ
ーブ４０の下側にはマニホールド４１が設けられてい
る。また、プロセスチューブ４０の周囲には、少なくと
も3 ゾーン構成からなる円筒状の抵抗加熱ヒータ４２が
設けられており、上記プロセスチューブ４０内を所望の
温度例えば500 〜1000℃の範囲に適宜設定可能に構成さ
れている。また、上記マニホールド４１には、排気管４
７およびガス導入管４８が接続されており、プロセスチ
ューブ４０内を所定の減圧雰囲気に設定できるように構
成されている。熱処理装置用基板支持具１は、載置台４
４の上に設置されており、この載置台４４は蓋体４６の
上に載置されている。これらは昇降機構４９によって上
下動され、プロセスチューブ４０の所定の位置に搬入搬
出できるように構成されている。
【００１９】また、プロセスチューブ４０の下側には図
示しないウェハ搬送ロボットが設けられたウェハ移換え
部が配設されており、半導体ウエハ４を、ウエハカセッ
トと熱処理装置用基板支持具１との間で移載するよう構
成されている。
【００２０】そして、熱処理例えばＣＶＤにより酸化膜
を生成する場合は、3 ゾーンヒータ４２の各ゾーンに印
加する電力を適宜制御し、プロセスチューブ４０内で複
数枚の半導体ウエハ４が収納される部分の温度が所定温
度、例えば中心部および下端部で800 ℃上端部で810 ℃
になるようにし、ガス導入管４８から所定のガス例えば
亜酸化窒素（Ｎ2 Ｏ）1200SCCM，モノシラン（Ｓｉ
Ｈ4 ）30SCCMをプロセスチューブ４０に流し、図示しな
い排気ポンプとコンダクタンスバルブを調整しプロセス
チューブ４０内の圧力を0.7 Torrに設定し所定時間成膜
を行う。
【００２１】図６のグラフは、本実施例の熱処理装置用
基板支持具１において、環状板７の幅Ｂと半導体ウエハ
５の面内膜厚分布との関係を測定した結果を示すグラフ
である。このグラフにおいて、縦軸は膜厚、横軸は半導
体ウエハ５の面内位置を示しており、各曲線イ、ロ、
ハ、ニはそれぞれ環状板７の幅Ｂが3mm 、5mm 、15mm、
21.5mmの場合を示している。
【００２２】このグラフに示されるように、環状板７の
幅Ｂを大きくしていくと、半導体ウエハ５の面内膜厚分
布は次第に均一化されるが、この環状板７の幅Ｂは、10
数mm乃至20数mm程度とすることが好ましい。
【００２３】なお、このような面内膜厚均一性は、環状
板７の表面を滑らかにすることにより向上し、環状板７
の石英ガラス表面をスリガラス状の粗い状態としておく
と、同一条件でプロセスを行ってもウェハ面内膜厚均一
性は悪く、またプロセスの再現性も取れないことが確か
められた。従って、環状板７の石英の表面は10μｍ以下
の鏡面研磨仕上げ、または表面を加熱して微少な凹凸を
滑らかにする、いわゆる焼仕上げを行うことが好まし
い。
【００２４】以上説明したように本実施例によれば、半
導体ウエハ５より大径の環状板７によってプロセスチュ
ーブ４０内の気体流を制御し、従来に較べて半導体ウエ
ハ５の処理の面内均一性を向上させることができる。
【００２５】また、支柱４、４ａに段差状に設けたウエ
ハ支持溝６と環状板支持溝８によって、半導体ウエハ５
および環状板７を支持するので、例えば石英等からなる
各構成部材形状が複雑化することがなく、容易に製造す
ることができる。
【００２６】さらに、例えば環状板７上に半導体ウエハ
５を載置するウエハボートでは、半導体ウエハ５の下部
に自動搬送装置のウエハ支持アーム等を挿入できず、自
動搬送が困難であるが、本実施例では、支柱に設けられ
たウエハ支持溝６と環状板支持溝８によって、半導体ウ
エハ５、環状板７をそれぞれ支持するので、自動搬送装
置のウエハ支持アーム等を半導体ウエハ５の下部に挿入
することができ、半導体ウエハ５の自動搬送等にもその
まま対応することができる。
【００２７】なお、本発明は、例えばリン添加ポリシリ
コン膜、ボロン添加ガラス膜等を生成するＣＶＤプロセ
ス等に用いても顕著な効果がある。また、気相成膜に限
らず酸化膜の形成、拡散処理、エッチング処理などガス
流を扱う処理であれば何れでもよい。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱処理装
置用基板支持具によれば、従来に較べて被処理基板の処
理の面内均一性を向上させることができるとともに、製
造が容易で製造コストの増大を招くことがなく、さら
に、被処理基板の自動搬送等にも対応することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の熱処理装置用基板支持具の
構成を示す側面図である。
【図２】図１の熱処理装置用基板支持具の平面図であ
る。
【図３】図１の支柱の要部構成を示す側面図である。
【図４】図１の支柱の要部構成を示す側面図である。
【図５】縦型ＣＶＤ装置の構成を示す図である。
【図６】実施例における面内膜厚分布を示すグラフであ
る。
【符号の説明】
１ 熱処理装置用基板支持具（ウエハボート） ２ 上部支持板 ３ 下部支持板 ４ 支柱 ５ 半導体ウエハ ６ ウエハ支持溝 ７ 環状板 ８ 環状板支持溝
フロントページの続き (72)発明者 新納 礼二 東京都新宿区西新宿２丁目３番１号 東京 エレクトロン株式会社内 (72)発明者 白谷 勇雄 東京都新宿区西新宿２丁目３番１号 東京 エレクトロン株式会社内 (72)発明者 島田 豊 神奈川県津久井郡城山町川尻字本郷3210番 １ 東京エレクトロン相模株式会社内 (72)発明者 福島 弘樹 神奈川県津久井郡城山町川尻字本郷3210番 １ 東京エレクトロン相模株式会社内 (72)発明者 北山 博文 神奈川県津久井郡城山町川尻字本郷3210番 １ 東京エレクトロン相模株式会社内 (72)発明者 米倉 明道 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 見方 裕一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝総合研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数本の支柱によって、複数枚の被処理
    基板を基板面が互いにほぼ平行となるように支持する熱
    処理装置用基板支持具において、 前記支柱に、前記被処理基板より大径の環状板を支持す
    るためのと環状板支持溝と、前記被処理基板を支持する
    ためのと基板支持溝とを交互に設け、前記環状板と前記
    被処理基板が交互に配列される如く支持されるよう構成
    したことを特徴とする熱処理装置用基板支持具。
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