JPH10209253A - 基板支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体製造装置に於ける被処理基板の支持に於
いて、ウェーハの支持部に応力の集中が発生するのを防
止すると共にウェーハとウェーハ支持部との間で摩擦の
発生を防止する。 【解決手段】基板６を支持する支持部３１の基板と接触
する部分を曲面とし、接触部が曲面であるので集中応力
の発生が抑止され、スリップが防止でき、又基板が撓ん
だ場合でも支持部と基板間で滑りが防止でき、パーティ
クルの発生が防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造装置に於
いてウェーハ、ガラス基板等の基板に薄膜の生成、エッ
チング等の処理を行う場合に反応室内で基板を支持する
基板支持装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１３に於いて、縦型半導体製造装置の
反応炉の概略を説明する。

【０００３】立設された中空のヒータ１内に均熱管２が
設けられ、該均熱管２内には反応管３が同心に設けられ
ている。該反応管３の天井面に反応ガス供給ノズル４が
連通され、前記反応管２の下端部には排気管５が連通さ
れている。

【０００４】前記反応管３内には多数のウェーハ６がボ
ート７に水平姿勢で多段に保持された状態で装入される
様になっており、該ボート７はボートキャップ８を介し
てシールフランジ９に立設され、該シールフランジ９は
図示しないボートエレベータに支持され、前記ボート７
はボートエレベータにより前記反応管３内に挿脱される
様になっている。

【０００５】前記ボート７は、底板１０に支柱１１が立
設され、該支柱１１の上端に天板１２が固着された構造
を有し、前記支柱１１には図１４に示される様にウェー
ハ６保持用の溝１３が刻設され、ウェーハ６は周縁が前
記溝１３に挿入され、該溝１３を画成する支持爪１４に
保持される。前記支柱１１は断面形状が円、或は多角形
等種々の形状をしており、断面形状が円の場合は図１５
に示され、断面形状が５角形の場合は図１６に示されて
いる。

【０００６】ウェーハ６の処理は前記ヒータ１により炉
内が所定温度に加熱された状態で前記排気管５より反応
管３内が排気された後、前記反応ガス供給ノズル４より
反応ガスが導入されて行われる。

【０００７】又、図１８は枚葉式の半導体製造装置の反
応炉を示しており、偏平な反応管１５内にはウェーハホ
ルダ１６がホルダ脚１７を介して立設されている。前記
反応管１５の周囲はヒータ１８により覆われており、反
応管１５の一端上部にはガス導入管１９が連通され、又
前記反応管１５の他端下部には排気管２０が連通されて
いる。

【０００８】前記ウェーハホルダ１６はウェーハ６の形
状に合わせた孔が穿設されており、図１９に示される様
に孔２１の内周縁部２１ａでウェーハ６の外周縁部６ａ
を支持する様になっている。

【０００９】ウェーハ６の処理は前記ヒータ１８により
反応管１５内が所定温度に加熱された状態で、前記排気
管２０より反応管１５内が排気された後、前記ガス導入
管１９より反応ガスが導入されて行われる。

【００１０】図２１はウェーハホルダ１６がウェーハ６
を２段に保持し、ウェーハ６の周縁部をウェーハ支持爪
２４により支持する様にしたものである。下ウェーハ保
持板２５にポスト２６を介して上ウェーハ保持板２７が
支持されている。前記下ウェーハ保持板２５、上ウェー
ハ保持板２７にはウェーハ６よりやや大径の孔２１が穿
設され、該孔２１の周辺より前記ウェーハ支持爪２４が
中心側に向かって突設されている。ウェーハ６は該ウェ
ーハ支持爪２４に乗置される。

【００１１】ウェーハの移載は図示しない搬送機により
行われ、該搬送機の搬送アームと前記下ウェーハ保持板
２５、上ウェーハ保持板２７と干渉しない様に、凹部２
８が形成されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】近年、ウェーハ等被処
理基板が増々大型化しており、被処理基板が１２インチ
の大口径ウェーハも処理される様になっている。斯かる
１２インチ大口径ウェーハを反応室に装入後、昇温させ
ると昇温過程でウェーハ周縁部と中心部とでは３００℃
の温度差が生じると予想されており、熱膨張差からウェ
ーハには反りが生じ、その反りは５mm以上と予想されて
いる。ウェーハに反りを生じた場合の上記従来の半導体
製造装置の基板支持の状態を、図１４、図１５及び図１
６に対応して図１７に、図１９、図２１に対して図２０
にそれぞれ示している。

【００１３】従来の基板支持では基板支持装置側の基板
支持部は面積の大小の違いはあるものの、図１４、図１
９、図２１に示される様に支持部、即ち支持爪１４、内
周縁部２１ａ、ウェーハ支持爪２４のウェーハ受載面は
全て平面である。この為、ウェーハ６が反った場合は図
１７、図２０、図２２に示される様にウェーハ６には支
持部、即ち支持爪１４、内周縁部２１ａ、ウェーハ支持
爪２４の角が当接することとなり、支持部とウェーハと
の接触状態は点接触、線接触となる。この為、接触部に
大きな応力集中が生じ、ウェーハ結晶間のスリップ発生
の原因となり、製品の性能不良、歩留まりの低下を招
く。更に、ウェーハ６の反りの進行と共にウェーハとウ
ェーハ支持部との間で摩擦を生じ、図２２に示す様に摩
擦によるパーティクル３０の発生があり、下段のウェー
ハ６がパーティクル３０により汚染され、処理品質が低
下するという問題がある。

【００１４】本発明は斯かる実情に鑑み、大径ウェーハ
を支持する場合に、支持部に応力の集中が発生するのを
防止すると共にウェーハとウェーハ支持部との間で摩擦
の発生を防止しようとするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板を支持す
る支持部の基板と接触する部分を曲面とした基板支持装
置に係るものであり、又支持部が円弧、リング状であ
り、支持部の少なくとも内縁部上面を曲面とした基板支
持装置に係るものであり、又支持部が突起であり、該突
起の上端が曲面である基板支持装置に係るものであり、
又更に支持部が基板の周縁部より中心側で基板を支持す
る基板支持装置に係るものである。

【００１６】支持部の接触面が曲面であるので局部的に
応力が集中することなく、スリップが防止でき、又基板
が撓んだ場合でも支持部と基板間で滑りが防止でき、パ
ーティクルの発生が防止できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。

【００１８】図１、図２に於いて第１の実施の形態を説
明する。

【００１９】ウェーハ６の周辺より中心側に位置して支
持部３１を突設し、該支持部３１の上端を球面としてい
る。該実施の形態でウェーハ６が撓んだ状態は図３に示
してあり、前記支持部３１の上端面が球面であることか
らウェーハ６の撓みと共に接触点が中心側に移動する
が、前記支持部３１の上端面が球面であるのでウェーハ
６に対して相対的に転動する如く作用し、前記支持部３
１とウェーハ６間で滑りが生じなくパーティクルの発生
が防止される。更に、ウェーハ６に対して球面で接触す
るので従来の角で接触することに比較し、大幅に面圧が
低下し、応力の集中が避けられ、スリップの発生が抑止
できる。又、ウェーハ６の周辺より中心側で支持してい
るのでウェーハの撓み量が少なくなり、スリップの発生
を更に抑制できる。

【００２０】図４、図５は上記実施の形態をボート７に
具体化したものである。

【００２１】支柱１１に設けられる支持爪１４を中心側
に延出させ、該支持爪１４の先端に前記支持部３１を突
設する。而して、ウェーハを周辺ではなく中心側で支
持、即ち面内支持ができ、撓みの抑制、接触部の集中応
力の発生の防止ができ、又支持部３１とウェーハ間での
滑りを抑止してパーティクルの発生を防止できる。従っ
て、ウェーハのスリップ発生の防止、パーティクルによ
る汚染を防止できる。

【００２２】図６、図７はウェーハ６をリング状の支持
部３２により支持した第２の実施の形態を示すものであ
り、該支持部３２は周辺より中心側に位置し、ウェーハ
を面内支持している。前記支持部３２の断面は図７に示
され、支持部３２の上端面は上方に突出した凸曲面とな
っている。図８はウェーハ６が撓んだ状態を示してお
り、該実施の形態でもウェーハ６の撓みと共に接触点が
中心側に移動し、前記支持部３２の上端面が球面である
のでウェーハ６に対して相対的に転動する如く作用し、
前記支持部３２とウェーハ６間で滑りが生じなくパーテ
ィクルの発生が防止される。更に、ウェーハ６に対して
曲面で接触するので大幅に面圧が低下する。

【００２３】図９、図１０は図２１に対応する第３の実
施の形態を示しており、図９、図１０中図２１中で示し
たものと同一のものには同符号を付し、その説明を省略
する。

【００２４】孔２１の中心側に向かって突出するウェー
ハ支持爪２４の上面に支持部３３を突設する。該支持部
３３の上端部は球状、又は凸曲面となっている。ウェー
ハが撓んだ状態は図１１に示してあり、該実施の形態で
ウェーハ６の撓みと共に接触点が中心側に移動し、前記
支持部３３の上端面が球面であるのでウェーハ６に対し
て相対的に転動する如く作用し、前記支持部３３とウェ
ーハ６間で滑りが生じなくパーティクルの発生が防止さ
れる。更に、ウェーハ６に対して曲面で接触するので大
幅に面圧が低下することは前述した実施の形態と同様で
ある。

【００２５】図１２は図１４の支持爪１４、図２１のウ
ェーハ支持爪２４に本発明を実施したものであり、爪の
先端部３４の上面を凸曲面としたものである。

【００２６】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、支持部
が被処理基板に接触する部分の応力集中を防止し、集中
応力による被処理基板のスリップの発生を抑止すると共
に支持部と被処理基板との接触点の摩擦を防止するので
パーティクルの発生を抑制し、基板処理の品質を向上す
るという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す平面図であ
る。

【図２】同前第１の実施の形態の側面図である。

【図３】同前第１の実施の形態での作用説明図である。

【図４】同前本発明をボートに実施した場合の側面図で
ある。

【図５】図４のＡ−Ａ矢視図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態を示す平面図であ
る。

【図７】同前第２の実施の形態の側面図である。

【図８】同前第２の実施の形態の作用説明図である。

【図９】本発明の第３の実施の形態を示す概略斜視図で
ある。

【図１０】図９のＢ部詳細図である。

【図１１】同前第３の実施の形態の作用を示す部分説明
図である。

【図１２】本発明の他の態様の作用を示す部分説明図で
ある。

【図１３】縦型反応炉の概略構成図である。

【図１４】該縦型反応炉に於ける従来例のウェーハ支持
部の拡大図である。

【図１５】該従来例のウェーハ支持を示す平面図であ
る。

【図１６】他の従来例のウェーハ支持を示す平面図であ
る。

【図１７】従来例のウェーハ支持形態の作用説明図であ
る。

【図１８】枚葉式反応炉の概略構成図である。

【図１９】該枚葉式反応炉に於ける従来例のウェーハ支
持形態を示す断面図である。

【図２０】該従来例のウェーハ支持形態の作用説明図で
ある。

【図２１】枚葉式反応炉の他の従来例のウェーハ支持形
態を示す斜視図である。

【図２２】該他の従来例のウェーハ支持形態の作用を示
す部分説明図である。

【符号の説明】

６ ウェーハ ７ ボート １１ 支柱 １６ ウェーハホルダ ２４ ウェーハ支持爪 ２５ 下ウェーハ保持板 ２７ 上ウェーハ保持板 ３１ 支持部 ３３ 支持部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 示野 和弘 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を支持する支持部の基板と接触する
   部分を曲面としたことを特徴とする基板支持装置。
2. 【請求項２】 支持部が円弧、リング状であり、支持部
   の少なくとも内縁部上面を曲面とした請求項１の基板支
   持装置。
3. 【請求項３】 支持部が突起であり、該突起の上端が曲
   面である請求項１の基板支持装置。
4. 【請求項４】 支持部が基板の周縁部より中心側で基板
   を支持する請求項１〜請求項３の基板支持装置。