JPS629622A - 基板の熱処理方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、多数の板状体を同時に加熱処理する方法に係
り、特に半導体装置の製造に使用するガラス基板など高
温で比較的軟化し易い板状基板の熱処理に好適な熱処理
方法に関する。

ｒ発明のｆ昔１ 例えば、半導体装置の製造工程では、半導体基板など板
状体に対する各種の処理工程を必要とする。

したがって、半導体装置の低価格化のためには、上記し
た各種処理工程の簡素化や、各工程での処理量の増加が
重要な要件となる。なお、このことは牛導体装ｒＲＫ限
らないが、ここでは、半導体装置を例にとって説明する
。

ところで、従来から半導体基板を一度に多量に熱処理す
る方法としては、例えば特公昭５９−１３２６１５号公
報に示されている方法があり、以下、この方法について
ｗＥ３図により説明する。

この従来の方法は、減圧ＣＶＤ（ケミカル　ペーパー　
デボジツション）法などに用いられているもので、第３
図において、１は反応管を示し。

この反応管１の中に基板２を基板室て３の上に立てて配
置し、該反応管１の中に所定の反応ガス（矢印の向き）
４を流し、電気炉５によって設定温度に加熱することに
より、前記基板２を熱処理するようＫなっている。

従って、このような基板室て３を用いた熱処理によれば
、一度の工程における基板２の処理量が増大し、製造工
程の短縮化および製品の低価格化が可能となり１石英基
板、サファイヤ基板、シリコン基板のような高い熱処理
温度に耐えうる基板２を熱処理する場合には非常に有効
であり、現在広く利用されている。

しかしながら、基板サイズが大口径化（例えば直径３〜
４インチから５〜６インチ）した場合や。

耐熱温反の比較的低い基板（例えばガラス板など）を扱
う場合には、前記方法で熱処理すると、該基＠２に伸び
、そり、ひづみなどが発生し、変形してしまう。これは
、基板２が峰ぼ垂直に立てられているため、基板自身の
自重によって変形が起ってしまうのである。

しかして、このように基板２が変形してしまうと、マス
ク合せ工程が不可能となる。従つ℃基板２の変形は極力
防止しなければならない。

そこで、基ｒｉ２の変形を防止するため、従来から常圧
ＣＶＤ法などに用いられている方法を第４図に示す。１
は反応管、５は電気炉であり１反応管ｌの中に所定のガ
ス４（矢印の向き）を流し。

電気炉５によって加熱し、基板２を熱処理する。

基板２はサセプター６の上に水平に置かれている。

そして、この方法によれば、基板２がサセプター６の上
に水平に支持されているために、ガラス基板のように融
点の低い基板２を処理した場合でも、基板２の変形やそ
りなどはほとんどなくなる。

しかしながら、この方法の欠点は、１回当りの′　処理
量が少ないということである。すなわち、基板２はサセ
プター６の上に水平にならべられるため、第３図に示し
た方法による処理量と比べると非常圧少ないものとなっ
てしまう。また、基板２をサセプター６上に乗せ加熱す
るため、基板２０表と裏では熱の伝わり方が異なり、基
板２の表面で均一な温度分布を得るためには特別な工夫
が必要である。さらに基板２の熱処理前にサセプター６
の空焼きを十分性なわないと、熱処理中サセプター６か
ら発生するガス状の不純物混入により基板２を汚染する
問題がある。従って、この第４図に示した方法では、マ
スプロに際して工程数が多くなり、ローコスト化は望め
ないことＫなる。

以上、従来技術について説明したが、これをまとめると
、まず、第３図に示した方法では、処理量を増加させる
ことはできるが、基板２が変形しやすいという欠点をも
っており、他方、第４図に示した方法では、基板２の変
形は防ぐことができるが、処理量が非常に少なくなる欠
点をもっている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除き、熱処
理工程におい【生ずる基板の変形を防止し、清浄な雰囲
気のもとで、処理量を多く得ることができる基板の熱処
理方法を提供するものであり、これにより、工程数を低
減させ、低価格を実現させることである。

〔発明の概要〕

この目的を達成するため１本発明は、基板ホルダを用い
、このホルダに、処理すべき基板を吊り下げた状態で保
持させ、ホルダも含めて全体な熱処理するようにした点
を特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下１本発明による基板の熱処理方法について。

図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例で、減圧ＣＶＤ法による場合
を示し１図において、７は基板ホルダであり、処理すべ
き複数枚の基板２は、互に所定の間隔で平行に配列され
た状態で基板ホルダ７に吊り下げられ、反応管１の中に
配置されている。そして、この状態で反応管１の中に所
定の反応ガスを矢印４のように流し、電気炉５によって
設定温度に加熱することにより゛熱処理が行なわれる。

このときの基板２の吊り下げ方法を示したのが第２図（
ａ）　＊　（ｂｔで、基板２の上辺の両端部に突起９を
形成しておき、これを基板ホルダ７の上方に設けられて
いる２本の棒８に引掛けて基板２を吊り下げるようにな
っている。

従って、この実施例によれば、基板２の自重圧よる応力
は、全て基板２をその面と平行な方向に引張る力として
現われ、基板２には曲げ応力な全く発生させないように
でき、かつ、基板２はその表裏両面共雰囲気中にさらさ
れているから、基板２に変形を生じることなく、多数枚
を同時に、しかも均一に熱処理することができる。

第５図（ａ）　、　（ｂ）は基板２の吊り下げ方法の他
の一実施例で、基板２の上辺に複数個１例えば３個のか
ぎ状部１０を形成し、これを基板ホルダ７の上にわたし
た４１１に引掛けることにより基板２を吊り下げるよう
にしたものである。

ところで１以上の吊り下げ方法は、いずれも基板の面方
向に突出部を形成し、これを基板ホルダに引掛けるとい
うものであるが、第６図及び第７図は基板に孔をあけて
吊り下げるよ５ＫＬ、た本発明の一実施例について示し
たもので、まず、第６図の（ａ）　、　（ｂ）は基板２
に複数個の孔を設けたもので。

（ａ）は丸孔１４を設けた場合、（ｂ）は角孔１５を設
けた場合である。また、（Ｃ）は基板２が円板形の場合
で。

これに１個の丸孔１７を設けたものである。

これらの孔を設けた基板を熱処理する場合について第６
図（ａ）の基板を例にして説明する。

第７図（ａ）は基板２を基板ホルダ７にチャージした正
面図、（ｂ）は側面図で、３本の禅１８をホルダ７の上
に平行にならべ、これに基板２（第６図（ａ））の孔１
４を通し、そのまま基板ホルダ７上に乗せる。

棒１８には、一定間隔で構１９が設けてあり、基板２が
おさまる。また基板ホルダ７に取り付けであるツメ（イ
）は基板ホルダ上で基板２が乗った３本の棒１８が移動
しないように保持するものである。この実施例でも上記
実施例と同様良好な結果が得られる。

次に第８図は基板の端に突起部分を設け、突起部分を基
板ホルダ７Ｋかけ、基板を吊り下げるようにした一実施
例で、第８図（ａ）は基板２の一方の面の上端に基板２
と同材質からなる部材ｎをアノ−ディックボンドにより
取り付けた様子を示す図で、この基板２を基板ホルダ７
に七ッ卜すると第８図（ｂ）のように１部材ｎが基板ホ
ルダ７の枕木おで支えられ、基板２が吊るされる。この
場合も上記実施例と同じ効果が得られる。なお、ガラス
基板の場合には、別の部材四を接着する代りに、加熱し
て端部なふくらませるようにしてもよい。

さらに第９図は基板に角孔部を形成し、止め具により基
板を基板ホルダに吊るすようにした実施例である。第９
図（ａ）はこの実施例における基板２の正面図で、２５
は角孔である。第９図（ｂ）は基板２を基板ホルダ７Ｖ
ｃ吊るした様子を示す。すなわち。

基板２の角孔５を利用し、この角孔δに止め具あを差し
込んで基板ホルダ７の枕木お上に乗せ、基板２を吊り下
げるよう圧したものである。なお。

基板２が厚い場合には次に示す方法を用いてもよい。す
なわち、第１Ｏ図（ａ）は基板２の正面図、第１０図（
ｂ）は基板を止め具あにかませた側面図である。

基板２が厚いので湾部の加工しろを充分にとることがで
きるため、この溝２９に基板２の側方から止め具部をか
ましてやれば前記した第９図（ｂ）で用いたホルダ７を
用いて熱処理をすることができる。

以上、本発明の代表的な実施例をいくつかあげて説明し
たが、この他、常圧ＣＶＤ法のように大気圧で熱処理す
る場合には、基板の端部な真空吸着できるため、基板ホ
ルダに真空吸着部を設け。

この真空吸着部で基板を吊り下げて熱処理を行なうよう
Ｋしてもよい。そして、この実施例によれば、基板その
ものには特別な加工を施こす必要がなく、ローコスト化
に有利である。

なお１以上の実施例では、基板は全て吊り下げられ、下
端は浮いた状態にあり、従って、自重による応力は基板
を吊り下げている部分に集中しており、このため、加熱
により基板の剛性が落ちた場合、この吊り下げ部で伸び
を生じる虞れがあるが、実用上はとんど問題にならない
。

〔発明の効果′〕

以上説明したよ５に、本発明によれば、クエハサイズの
大きい基板、耐熱温度の低い基板（ガラス板など）など
を熱処理する場合、基板の熱による変形（そり、たわ入
など）を防止することができ、しかも処理量を大きくす
ることが可能であるから従来技術の欠点を除き、容易に
低価格化が得られる。また熱処理において、基板表面を
何物にも接触させなくてすむから、基板汚染の問題もな
く基板に均等な熱処理を施こすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による基板の熱処理方法の一実施例を示
す設明図、第２図（ａ）ｅ　（ｂ＞は本発明における基
板と基板ホルダの一実施例を示す説明図、第３図及び第
４図はそれぞれ従来例を示す説明図。 発明の種々の実施例を示す説明図である。 １・・・・・・反応管、２・・・・・・基板、５・・・
・・・電気炉、７・・・・・・基板ホルダ、９・・・・
・・突起、１０・・・・・・かぎ状部。 第１図 第２図 第３図 第５図 （０）　　　　　　　　　（ｂ） 第７図 （ａ）　　　　　　　　　（ｂ） １１８図 （ａ）　　　　　　　　　（ｂ） 第 図 （ｂ） １０図 （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ほぼ同一平面形状の複数枚の板状体を同時に加熱処
   理するための基板の熱処理方法において、上記複数枚の
   板状体を互に所定の間隔で平行に配列して吊り下げ保持
   する基板ホルダを用い、この基板ホルダに上記複数枚の
   板状体を吊り下げた状態で熱処理を行なうように構成し
   たことを特徴とする基板の熱処理方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記基板ホルダに
   対する板状体吊り下げ部分が、板状体の一辺の両端から
   外方に延長して形成された１対の突起で構成されている
   ことを特徴とする基板の熱処理方法。 ３、特許請求の範囲第１項において、上記基板ホルダに
   対する板状体吊り下げ部分が、板状体の一辺の外側に、
   その辺と直角に延びて形成した少くとも２個のかぎ状部
   で構成されていることを特徴とする基板の熱処理方法。 ４、特許請求の範囲第１項において、上記基板ホルダに
   対する板状体吊り下げ部分が、板状体に形成した少くと
   も１個の孔で構成したことを特徴とする基板の熱処理方
   法。 ５、特許請求の範囲第１項において、上記基板ホルダに
   対する板状体吊り下げ部分が、板状体の一辺の近傍の少
   くとも一方の面に形成した厚み増大部で構成されている
   ことを特徴とする基板の熱処理方法。 ６、特許請求の範囲第１項において、上記基板ホルダに
   対する板状体吊り下げ部分が、板状体の一辺の近傍の少
   くとも一方向の面に形成した溝で構成されていることを
   特徴とする基板の熱処理方法。