JPH06349755A - 半導体ウエハ熱処理用治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】本発明は、炉芯管の内容積を増加させることな
く、しかも半導体ウエハの表面に対して所定のガスを均
一に接触させることができる半導体ウエハ熱処理用治具
を提供する。 【構成】半導体ウエハ２０を所定間隔に複数枚載置可能
な保持棒４と前記保持棒４の両端を固着した支持部２と
からなる半導体ウエハ用ボ−ト１と、保持棒４の下方に
配置された気体導入体８，１０，１２とを備える。気体
導入体８，１０，１２の気体噴出口８ｂ，１０ａ，１２
ａを保持棒４に載置された半導体ウエハ２０の間に位置
するように形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｓｉウエハ等の半導体
ウエハに熱拡散、酸化等の処理を施す際に多数の半導体
ウエハをほぼ垂直に保持する半導体熱処理用治具に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体の製造において、半導体ウエハに
拡散、酸化、ＣＶＤ（化学的気相成長）、不純物押し込
み、シンターリング等の加熱を伴う種々の処理を施す場
合、一般に半導体ウエハをボートと称される支持台上に
載置、保持した状態で加熱炉の炉芯管内へ搬入して上記
処理を行なっている。

【０００３】従来の一般的な半導体ウエハ用ボートは、
図９に示される構成を有している。尚、図９は半導体ウ
エハ用ボートの平面図である。図に示されるように、半
導体ウエハ用ボート２１は両側壁２１ａ、２１ｂの間に
３本の石英ガラスの保持棒２２を平行に架設し、前記保
持棒２２の中間部分に保持棒２２の曲がりを防止する補
強体２３が設けられている。各々の保持棒２２はその長
手方向に所定間隔にてＶ字状のスリット２４を有し、３
本の保持棒２２のスリット２４にまたがって、半導体ウ
エハ２０の外周縁を挿入することで半導体２０を立設保
持する。一般に半導体ウエハ用ボート２１は石英硝子、
ＳｉＣ等の材質で作成され、前記スリット２４の幅は半
導体２０の厚さによって変化するが、一般的には４〜６
ｍｍ程度の間隔をもって形成されている。

【０００４】そして、半導体ウエハ２０に熱処理を行う
所定の工程にあっては、図１０に示されるように半導体
ウエハ２０が載置されたボート２１を炉芯管２５内部搬
入し、炉芯管２５を密閉した後前記炉芯管２５内に設置
された気体導入管２６の噴出口２７からド−パントガス
やキャリアガス等の所定のガスを炉芯管２５内部へ導入
する。

【０００５】

【従来技術の課題】従来、半導体ウエハ用ボートと気体
導入管とは別々に構成されていたため、炉芯管は両者を
完全に収納できるだけの内部容積を必要としていた。そ
のため炉は全体として大型化し、しかもその内部の容積
も大きくする必要があるために、炉芯管内部に導入され
るガスの使用量も多くなるという技術的課題があった。
また、半導体ウエハ用ボートは炉芯管内部の下部に、そ
して気体導入管は炉芯管内部の上部に半導体ウエハ用ボ
ートと接触することなく配置されている。しかも気体導
入管の噴射口は半導体ウエハと無関係に所定の間隔をも
って配置されているため、前記気体導入管の噴出口から
流出したガスは乱れ、半導体ウエハの全表面にわたって
ガスが均一に接触しないという技術的課題があった。そ
のため、均一な処理、例えば酸化膜生成工程にあって
は、半導体ウエハの全表面にわたって均一な酸化膜が形
成されないという課題があった。

【０００６】本発明は上記技術的課題を解決するために
なされたものであり、炉芯管の内容積を増加させること
なく、しかも半導体ウエハの表面に対して所定のガスを
均一に接触させることができる半導体ウエハ熱処理用治
具を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体ウエ
ハ熱処理用治具は、半導体ウエハを所定間隔に複数枚載
置可能な保持棒と前記保持棒の両端を固着した支持部と
からなる半導体ウエハ用ボ−トと、前記保持棒の下方に
配置された気体導入体とを備えることを特徴とするもの
である。また、本発明に係る半導体ウエハ熱処理用治具
は、前記保持棒に載置された前記半導体ウエハ間に、前
記気体導入体の気体噴出口を配置したことを特徴とする
ものである。

【０００８】

【作用】上記のように構成された半導体熱処理用治具の
気体導入体の外部から所定の気体が導入されると、気体
導入体の噴出口からガスが流出し、半導体の化学的処理
がなされる。この際、気体導入体は保持棒の下方に配置
されているため、ボートが収納される炉芯管の内容積を
小さくすることができる。また前記噴出口は半導体ウエ
ハ間に配置されているため、噴出ガスの流れを乱すこと
なく前記ウエハ２０の表面と接触し、均一な化学変化処
理を行うことができる。

【０００９】

【実施例】本発明に係る一実施例を図１乃至図５に基づ
いて説明する。図１は本発明の一実施例に係る半導体ウ
エハ熱処理用治具の外観概略図、図２は図１におけるＡ
−Ａ断面図、図３は図１の側面図である。図において、
２は支持板であって、半導体ウエハ用ボート１の両端部
を形成するものである。前記支持板２の両端には、支持
脚２ａ、２ｂが形成されている。前記支持板２には、こ
のボートを運搬する際その取扱いを容易になすための把
持部２ｃが形成されている。そして、前記支持板２間に
は支持棒３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが架設され、両支持板
２を連結一体化している。４は、半導体ウエハ２０を保
持する保持棒であって、左右夫々２本の保持棒４ａ、４
ｂ、４ｃ、４ｄが設けられ、その両端は前記支持板２に
固着されている。

【００１０】前記保持棒４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄには従
来の場合と同様に、半導体ウエハ２０の径の大きさ、厚
さに対応して半導体ウエハ２０を立設保持するスリット
５が３〜６ｍｍ間隔で複数形成されている。従って、前
記スリット５に挿入された半導体ウエハ２０は、その外
周縁部を前記保持棒４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄによって、
４点で支持される。また、６、７は前記支持板２間に所
定の間隔をもって配置された補強板であって、前記補強
板６、７は保持棒４に多数の半導体ウエハ２０が載置さ
れた際、半導体ウエハ２０の重量で前記保持棒４が撓む
のを防止するためのものである。

【００１１】前記補強板６、７は脚部６ａ、７ａ及び舌
状部６ｂ、７ｂからなり、補強板６の上部には第１の保
持棒４ａが挿通される穴６ｃ及び脚部６ａには支持棒３
ａ、３ｂが挿通される穴６ｄ、６ｅが２つ形成されてい
る。左側の補強体７にも同様に穴７ｃ、７ｄ、７ｅが形
成されている。更に、９は吊設板であって、その上部に
は第２、第４の保持棒４ｂ、４ｄが挿通される穴９ａ、
９ｂが形成され、下部の両端は前記気体導入体８の両端
部に固着されている。

【００１２】また、図４、図５に示すように前記気体導
入体８は全体としてカマボコ形状をしており、湾曲部８
ａには所定のガスを流出する気体噴出口８ｂが多数形成
されている。前記気体噴出口８ｂは、半導体ウエハ２０
間のほぼ中間部下方にその開口部が位置するように配置
形成されている。そして、前記気体導入体８の一端部に
は、気体を外部から導入する導入口８ｃが形成されてい
る。前記導入口８ｃの外周部にはネジ部８ｄが形成さ
れ、外部から炉内部に導びかれた気体導入パイプ（図示
せず）と螺合するようになっている。

【００１３】次に、上記実施例で示した熱処理用治具の
組立てについて説明する。まず補強板６、７の舌状部６
ｂ、７ｂ下面に前記気体導入管８が取付けられた吊設体
９の上面を当接させ固着する。これにより前記補強板
６、７と前記吊設体９とを連結一体化し、治具の補強体
を構成する。そして補強板６、７の夫々に保持棒４ａ、
４ｃ及び支持棒３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを挿通させ、続
いて前記吊設体９の左右に保持棒４ｂ、４ｄを挿通させ
る。次に、把手部２ｃが形成された支持板２に前記保持
棒４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ及び支持棒３ａ、３ｂ、３
ｃ、３ｄを固着させ、一体化することにより、熱処理用
治具の組立が終了する。

【００１４】次に組み立てられた熱処理用治具の作用に
ついて説明する。このように構成された熱処理用治具を
炉芯管の内部に搬入し、気体導入パイプ（図示せず）の
端部を気体導入口８ｃに螺合し、炉芯管の蓋を閉め、炉
芯管を密閉する。そして、気体導入パイプから所定のガ
スを導入すると、気体導入体８の噴出口８ｂから気体が
噴出される。前記噴出口８ｂは半導体ウエハ２０間に接
近して配置されているため、流れを乱すことなく前記ウ
エハ２０の表面と接触し、均一な化学変化処理を行うこ
とができる。しかも、ボート１の下部に気体導入体８を
配したため、従来のように炉芯管内部に気体道入管を配
置するスペ−スが不要となり、炉芯管内部の容積を小さ
くできる。その結果、炉芯管内部に流入されるガスの使
用量も少なくすることができる。尚、上記実施例では補
強板６と補強板７と吊設板９とを別体に形成し、それを
固着することにより一体化したものを示したが、三者を
一体に成形したものであっても良い。また、上記実施例
では板状の支持板２を示したが、板状の他、棒状のもの
であっても良い。

【００１５】図６及び図７に本考案の第２の実施例を示
す。図６は、第２の実施例の概略側面断面図、図７は図
６の概略平面図を示している。図において、１０は、気
体導入体であって、ウエハ２０の側には気体噴出口１０
ａが形成されている。また、１１は保持棒であって、第
１の実施例の場合と同様にスリット（図示せず）が形成
され、前記スリットによってウエハ２０は立設保持され
る。特に、第２の実施例では第１の実施例における気体
導入体が二分割され、保持棒４間に配されている点に特
徴があり、また前記気体噴出口１０ａをウエハ２０のほ
ぼ中間部下方に設けるとともに、前記気体導入体の噴出
口１０ａを図７に示すように千鳥状に左右交互に形成し
た点に特徴がある。このように気体噴出口１０ａを千鳥
状に交互に形成することによって、それぞれの前記気体
導入体１０の噴出口１０ａから流出する気体が、ウエハ
２０の表面で衝突し、乱れるのを防止できる。

【００１６】更に、図８に気体導入体の変形例を示す。
図８に示される気体導入体１２はその断面積を徐々に減
少させ、小径の噴出口１２ａから流出するガスの量を一
定にしたものである。即ち、第１の実施例にあっては気
体導入体の全体形状はカマボコ状をなし、その断面は一
定である。そのため、気体導入口から遠ざかるについ
て、ガスの圧力は下がり噴出口から流出するガスは減少
し、ウエハ２０の表面の化学処理を均一に行うことがで
きなかった。図８に示される気体導入体１２は噴出口１
２ａから流出するガスの量を一定にし、ウエハ２０の表
面の化学処理を均一に行うことができるものである。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱処理用
治具によればボートの下部に気体導入体を設けたので、
炉内部の容積を小さくすることができ、炉全体の小型化
を図ることができると共に、使用される所定気体の使用
量を少なくできるという効果を奏するものである。ま
た、気体導入体の噴出口を半導体ウエハ間に設けたの
で、噴出口から流出する気体の流れを乱すことなく、半
導体ウエハに均一な化学処理を施すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る一実施例に係る概略外観
斜視図である。

【図２】図２は図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図３は図１の側面図である。

【図４】図４は本発明の一実施例で使用された気体導入
体の側面図である。

【図５】図５は図４の平面図である。

【図６】図６は本発明の他の実施例を示す概略側断面図
である。

【図７】図７は図６の平面図である。

【図８】図８は気体導入体の変形例を示す断面図であ
る。

【図９】図９は従来例を示す図である。

【図１０】図１０は従来の炉芯管内部を示す図である。

【符号の説明】

１ ボ−ト ２ 支持板 ３ 支持棒 ４ 保持棒 ６、７ 補強板 ８、１０、１２ 気体導入体 ８ｂ、１０ａ、１２ａ 噴出口 ９ 吊設体 ２０ 半導体ウエハ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体ウエハを所定間隔に複数枚載置可能
   な保持棒と前記保持棒の両端を固着した支持部とからな
   る半導体ウエハ用ボ−トと、前記保持棒の下方に配置さ
   れた気体導入体とを備えることを特徴とする半導体ウエ
   ハ熱処理用治具。
2. 【請求項２】半導体ウエハを所定間隔に複数枚載置可能
   な保持棒と前記保持棒の両端を固着した支持部とからな
   る半導体ウエハ用ボ−トと、前記保持棒の下方に配置さ
   れた気体導入体とを備え、前記ウエハ保持棒に載置され
   た前記半導体ウエハ間に、前記気体導入体の気体噴出口
   を配置したことを特徴とする半導体ウエハ熱処理用治
   具。