JPH075629Y2 - 半導体ウエ−ハ熱処理装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は半導体ウェーハの熱処理装置に関し特に熱処理
用石英支持ボートの支持点に関する。

［従来の技術］ 半導体ウェーハ、たとえばシリコンウェーハの酸化、拡
散等を1100℃以上の高温で熱処理を施すにあたり、通常
石英製の支持ボートに複数個の支持溝を設け、該支持溝
中にウェーハを立てることにより搬送および熱処理を実
施している。

該支持ボートは複数の支持棒（以下支持点という）より
成るが、その相互の位置、すなわちウェーハを支持する
支持点の位置関係については従来より、以下のごとき装
置が使用されてきた。

第９図はウェーハ二点支持方式を示しており、１はウェ
ーハ、2,3はウェーハの支持点を示している。

また、第10図は支持溝にウェーハを挿入した状態を示し
ており、４は溝の底部エッジ、５は上部エッジを示す。

実開昭60-16542および実開昭59-111040は第９図のごと
き二点支持方式である。

この場合ウェーハの自重は支持点2,3の二点で支えられ
ており、該ウェーハの横倒れは第10図に示すごとく、底
部エッジ４および上部エッジ５で防いでいる。

この状態でボートを搬送、熱処理をした場合、該エッジ
に当るウェーハの部分には傷が発生し、または著しい場
合には第８図に示すごとき一本又は数本の直線状の結晶
欠陥の集合（以下スリップという）が発生する不都合が
ある。

また特公昭58-9579は、四点支持であるが、左右支持点
がＶ字型溝のため、シリコンウェーハが熱処理炉挿入時
の振動で、左右支持点を支点として下部ウェーハ部が前
後に動くため、左右のＶ溝にウェーハが嵌まり込み、そ
して高温熱処理では、ウェーハが膨張して応力が高ま
り、ウェーハ周辺にクラックが結晶欠陥が発生する危険
がある。

また第８図において14はスリップを示している。

第11図はウェーハ四点支持方式であり、6,7は下部支持
点、8,9は上部支持点を示している。

実開昭59-149631ならびに実開昭57-104522は第11図のご
とき四点支持方式である。

この場合ウェーハの自重は第９図の支持点2,3と同様に
下部支持点6,7で支えられており、上部支持点8,9で横倒
れを防止している。

通常、下部支持点6,7の間隔が広く、ウェーハの中心か
ら下部支持点6,7の仰角θ′は30°より大きいため、熱
処理中にウェーハ特にシリコンウェーハの膨脹係数と石
英ボートの膨脹係数の相違から、下部支持点6,7と接す
る個所に応力が発生し、その部分にカケを生じたり、ス
リップが発生する欠点がある。

図12は、ウェーハ三点支持方式を示しており、10は下支
持点、11,12は上支持点である。

実開昭60-129133ならびに実開昭59-70334は第12図のご
とき三点支持方式である。

この場合、ウェーハ自重は下支持点10のみで支えるが、
実際はボートの傾きによっては上支持点11又は12でも支
えることになる。

そのため、第11図の四点支持の場合と同様に、ウェーハ
から下支持点10、上支持点11又は12と接する個所にカケ
やスリップが発生しやすい。

［考案が解決しようとする問題点］ 前記の従来の技術でも述べたとおり、二点支持方式、四
点支持方式、三点支持方式共に、支持ボートとウェーハ
が接する個所に、カケが生じたりスリップが発生する危
険がある。

特に従来の四点支持方式は、下部支持点が広いために前
記のごときウェーハ周辺にカケやスリップが生じる問題
点がある。

［問題点を解決するための手段］ 第１図は本考案の一実施例を示し、第４図は第１図に示
したボートの平面図である。

20,21は上部支持点、22,23は下部支持点を示す。

第１図に示したものは、全支持点にウェーハ支持用のコ
の字型支持溝を形成してあるが、参考例として第２図に
示したものは、上部支持点にのみ支持溝が形成されてい
る。

また、同様に参考例として第３図に示したものは、上部
支持点の一方と、下部支持点に支持溝を形成したもので
ある。

第５図は、本考案の別の一実施例を示し、30,31は下部
支持点、32,33は上部支持点を表す。

第５図に示したものは、全支持点にウェーハ支持用のコ
の字型支持溝を形成してあるが、参考例と示した第６図
に示したものは、上部支持点にのみ支持溝が形成されて
いる。

また、参考例として第７図に示したものは、上部支持点
の一方と、下部支持点に支持溝を形成したものである。

半導体ウェーハ、たとえばシリコンウェーハを四点支持
方式の支持ボートを用い1100℃以上の高温で熱処理する
装置において、ウェーハ中心から下部支持点22と23とを
相互に接触させ、それぞれ四つの支持点にはウェーハ厚
みより若干の広い幅をもったコの字型支持溝を設けた装
置とすることにより、あるいは、該支持ボートの下部支
持点30と31、との仰角２θを、30°以下とし、それぞれ
四つの支持点にはウェーハ厚みより若干の広い幅をもっ
たコの字型支持溝を設けた装置とすることにより、前記
問題点を解決することができた。

［作用］ 本考案の支持ボートに半導体ウェーハを装填した場合、
該ウェーハは、たとえば第１図の相互に接触する下部支
持点22,23で支えられ、上部支持点20,21は倒れを防止す
る作用がある。

また、たとえば第５図の下部支持点30,31で支えられ、
上部支持点32,33は倒れを防止する作用がある。

下部支持点22,23、又は30,31共にその間隔が極めて小さ
く、ウェーハの中心から下部支持点への仰角２θを30°
以下にすることで、下部位置棒状部材２本に設けられた
支持溝間にウェーハが嵌まらない作用がある。

またウェーハの膨張が起きても、下部支持溝間でウェー
ハは、ひっかかることなくスムーズに伸びることができ
る。

この結果、該ウェーハ周辺にカケ、スリップなどが発生
しない。

［実施例１］ 直径150mmφの半導体ウェーハを、第１図に示すコの字
型溝を有した四点支持方式で、下部支持点22,23が相互
に接触している形式のウェーハボートを用いて熱処理テ
ストを実施した。

なお各四つの支持点にはウェーハの厚みより若干広い幅
のコの字型のウェーハ支持溝が形成されている。

該ボートの各支持点に用いた石英棒は直径12.5mmφのも
のを用いた。

また、このテストの熱処理は1100℃および1200℃の高温
で実施した。

その結果、肉眼でも、集光ランプでも該ウェーハ周辺に
カケおよびスリップ共に全く認められなかった。

［実施例２］ 前記実施例１と同様の半導体ウェーハを、第５図に示す
コの字型溝を有した四点支持方式でウェーハ中心から、
下部支持点30と31との仰角20θを、90°,60°,45°,30
°,10°の位置関係にあるごときウェーハボートを用い
て熱処理テストを実施した。

なお、各四つの支持点にはウェーハの厚みより若干広い
幅のコの字型のウェーハ支持溝が形成されている。

該ボートに用いた石英棒は実施例１と同様である。

また、このテストの熱処理は1100℃および1200℃の高温
で実施した。

その結果、仰角２θが30°,10°の場合はウェーハ周辺
にカケ、スリップ共に全く認められず、45°,60°,90°
の場合は、カケ、スリップが認められた。

そのカケ、スリップは第８図に示すごとき形状であっ
た。

本実施例より、仰角２θが30°より大きい場合は、カ
ケ、スリップが発生し、30°より小さい場合は発生しな
いことが判明した。

［考案の効果］ 本願考案ウェーハボートは、常温から高温度までのウェ
ーハ熱処理に有効であるが、特に高温度熱処理条件（11
00℃以上）においては、他のウェーハボートと比較して
顕著な効果を有している。

それは、前記実施例においても述べたごとく、本考案を
実施することにより、従来の熱処理装置において発生し
たウェーハ周辺のカケ、クラック、スリップなどの結晶
欠陥を皆無にすることができる。

その結果、従来不良としていたウェーハを良品とするこ
とができ、ウェーハ収率が大幅に向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の四点支持方式の一実施例を示す図で
ある。 第２図及び第３図は参考例を示す図である。 第４図は、第１図の平面図を示す。 第５図は、本考案の四点支持方式の他の一実施例を示
す。 第６図及び第７図は参考例を示す図である。 第８図は熱処理後、ウェーハに発生したスリップの状態
を示す。 第９図は、従来のウェーハ二点支持方式を示す図。 第10図は、支持溝にウェーハを挿入した状態を示す図。 第11図は、従来のウェーハ四点支持方式を示す図。 第12図は、従来のウェーハ三点支持方式を示す図。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】四点支持方式の支持ボートを用い、半導体
   ウェーハを1100℃以上の高温で熱処理する熱処理装置に
   おいて、該ウェーハの中心から該支持ボートの下部支持
   点22,23への仰角２θを30°以下とし、各四点の支持点
   部分にはウェーハ厚みより若干広い幅をもったコの字型
   支持溝を設けたことを特徴とする熱処理装置。
2. 【請求項２】該支持ボートの下部支持点22,23を相互に
   接触させたことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   １項記載の熱処理装置。