JPH10284429A - ウェーハ支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はウェーハの熱処理用のボートとして
用いられるウェーハ支持装置に関し、高温処理時にウェ
ーハに傷が付かないようにしてスリップの発生を防ぎ、
ウェーハ品質を向上させて歩留まりを向上させたウェー
ハ支持装置を提供することを目的としている。 【解決手段】 上下の枠部材１１、１２に固定される４
つの支持棒１３の支持溝１４に支持される支持板２が、
ウェーハ１００を搭載する上面を平滑平面とし、裏面に
補強部材２２を配設するようにしているので、ウェーハ
１００が大口径化して自重応力が増加した場合でもこの
自重応を分散させると共に、ウェーハ１００の重力及び
支持板２自体の重量に対して十分な支持強度を有するこ
ととなり、熱処理過程におけるウェーハ１００にスリッ
プの発生を極力抑制してウェーハの歩留まり低下を防止
でき、製品歩留まりの向上が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明はウェーハの熱処理用
のボートとして用いられるウェーハ支持装置に関する。

【０００１】

【従来の技術】ウェーハの熱処理に際して用いられ、多
数枚のウェーハを保持して熱処理炉に収容されるウェー
ハ支持装置（ボート）には、熱処理炉の構造に応じて、
それぞれ縦型、横型がある。従来のウェーハ支持装置の
うち、縦型で上下方向にウェーハを多数枚搭載できるも
のを図４（Ａ）（Ｂ）に示す。この図４（Ａ）はウェー
ハ載置状態図、図４（Ｂ）は支持リングを介したウェー
ハ載置状態図である。

【０００２】前記各図において、ウェーハ支持溝１４に
ウェーハ１００を挿入し支持させると、ウェーハ１００
の自重によりウェーハ１００中央が凹む方向にわずかな
曲げ変形が生じる。ウェーハ１００が大口径化した場合
には、自重による影響を少なくするために、図４（Ｂ）
に示すように、支持面積を増やしてウェーハ１００を支
える支持リング２００がウェーハ支持溝１４にあらかじ
め挿入され、これを介してウェーハ１００を支持してい
る。こうしたウェーハ支持装置や支持リング２００の素
材としては、一般的に１０５０℃以下の熱処理の場合は
石英が使用され、１０５０℃を越える場合は高温による
変形の少ないシリコンカーバイト（ＳｉＣ）等が使用さ
れている。

【０００３】また、他の従来のウェーハ支持装置として
特開平８−８２０１号公報に開示されるものがあり、図
５に示す。この図５（Ａ）はウェーハ載置状態説明図、
同図（Ｂ）、（Ｃ）は支持板の平面図及び側面図であ
る。

【０００４】前記各図において互いに所定角度θを有し
て中心より外方向に向けて第１、第２、第３の直線部１
１１、１１２、１１３を延出させ、この第１、第２、第
３の各直線部１１１、１１２、１１３の延出先端部を相
互に円弧状部１１４、１１５で接続されてなり、上面に
ウェーハ１００を搭載する支持板１１０と、この支持板
１１０を固定する支持棒１２０とを備える構成である。
この支持板１１０は円弧状部１１４、１１５の外周所定
部分が前記支持棒１２０に固定され、前記第１及び第３
の各直線部１１１、１１３間を開放状態として構成され
る。

【０００５】前記構成に基づく他の従来のウェーハ支持
装置は、ウェーハ１００が支持板１１０上に搭載されて
おり、支持棒１２０に直接挿入支持されていないから支
持棒１２０とウェーハ１００の熱膨張率の差によるウェ
ーハ１００にスリップ又はワレ、カケが生じることはな
い。また、支持板１１０は円盤状でないから、多くの熱
が支持板１１０に吸収されてウェーハ１００が所定の温
度となる時間に遅延を生じ温度制御が困難になることは
なく、ボート自体の重量が重くなってしまうことがな
い。また、ウェーハ１００は円弧状部１１４、１１５よ
り内側の第１、第２及び第３の直線部１１１、１１２、
１１３で支持されているからウェーハ１００の自重によ
るスリップが発生することもない。さらに第３の直線部
１１３の先端部分と第１の直線部１１１の先端部分との
間は空間状態となっているから、ここからウェーハ移載
用治具によりウェーハ１００を支持板１１０上に移載し
また支持板１１０から取り除く作業を容易に行なうこと
ができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のウェーハ支持装
置は前記のように構成されていたことから、高温熱処理
時にウェーハ１００が変形すると、ＳｉＣがウェーハ１
００を構成するシリコンに比べて硬いことにより、ウェ
ーハ１００を支えるウェーハ支持装置のウェーハ支持溝
１４の角部１４ａあるいは支持リング２００のウェーハ
支持面における角部２００ａがウェーハ１００の裏面に
食込んでウェーハ１００に角部の応力が集中して傷が付
き、この傷を起点としてウェーハ１００にスリップ（転
位）が発生し、歩留まりを低下させるという課題を有す
る。

【０００７】また、他の従来のウェーハ支持装置は、第
１、第２、第３の各直線部１１１、１１２、１１３と円
弧状部１１４、１１５とで支持板１１０を形成している
ので、この支持板１１０の形状が複雑化し、加工が困難
となるという課題を有する。また、形状が複雑化した支
持板１１０はその直線部１１１、１１２、１１３及び円
弧状部１１４、１１５の各エッジ部分における面取り加
工を十分に行なうことができず、この各エッジ部分に当
接するウェーハ１００にスリップ又は転移が発生すると
いう課題を有する。

【０００８】前記各従来のウェーハ支持装置を考慮して
ウェーハ１００に接触するウェーハ支持面積を大きくす
るために、一枚板からなる円盤状に形成する支持板１１
０で板厚を薄くして熱処理過程における昇温・降温速度
特性を向上させようとすると、支持板１１０自体に撓み
が生じて搭載されているウェーハ１００も撓んで熱処理
過程でスリップが発生することとなる。

【０００９】また、前記一枚板の支持板１００で板厚を
厚くしてウェーハ１００の支持を強固にして熱処理過程
でのスリップを防止しようとすると、支持板１１０自体
の熱容量が増加して熱処理過程での昇温・降温速度特性
を悪化させ、ウェーハ１００の熱処理を確実且つ正確に
できないとういう課題を有する。

【００１０】本発明は前記課題を解消するためになされ
たもので、高温処理時にウェーハに傷が付かないように
してスリップの発生を防ぎ、ウェーハ品質を向上させて
歩留まりを向上させたウェーハ支持装置を提供すること
を目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係るウェーハ支
持装置は、所定間隔をおいて対向配設される上下一対の
枠部材と、当該枠部材間に複数本架設され、上下方向に
並列に複数の支持溝が形成される支持棒と、当該複数本
の支持棒の各対応する各支持溝に係合して支持され上面
にウェーハを載置する支持板とを備える熱処理用のウェ
ーハ支持装置において、前記支持板が上面を平滑平面に
形成されると共に、裏面に補強部材を配設したものであ
る。このように本発明によれば、上下の枠部材に固定さ
れる複数の支持棒の支持溝に支持される支持板が、ウェ
ーハを搭載する上面を平滑平面とし、裏面に補強部材を
配設するようにしているので、ウェーハが大口径化して
自重応力が増加した場合でもこの自重応力を分散させる
と共に、ウェーハの重量及び支持板自体の重量に対して
十分な支持強度を有することとなり、熱処理過程におけ
るウェーハにスリップの発生を極力抑制してウェーハの
歩留まり低下を防止でき、製品歩留まりの向上が可能と
なる。

【００１２】

【発明の実施の形態】

（本発明の一実施形態）以下、本発明の一実施形態に係
るウェーハ支持装置を図１及び図２に基づいて説明す
る。この図１は本実施の形態に係るウェーハ支持装置の
概略構成図、図２（Ａ）、（Ｂ）は本実施の形態に係る
ウェーハ支持装置における支持板の平面図及び断面図、
図２（Ｃ）は、本実施の形態に係るウェーハ支持装置の
ウェーハ載置状態の部分詳細図である。

【００１３】前記各図において本実施の形態に係るウェ
ーハ支持装置は、ＳｉＣ（シリコンカーバイト）を材料
とする各部材で組立てられ、所定間隔をおいて上下一対
の枠部材１１、１２が対向配設され、この枠部材１１、
１２間に４本の支持棒１３が上下方向に架設され、上下
方向に並列に複数のウェーハ支持溝１４が所定間隔に形
成されるウェーハ支持本体１と、略円盤形状の上面２１
ａを平滑平面に形成されると共に、裏面２１ｂにリブ状
に突出する補強部材２２が形成され、この略円盤形状の
外周所定箇所を前記ウェーハ支持本体１のウェーハ支持
溝１４に係合させて支持される支持板２とを備え、この
支持板２上にウェーハ１００を搭載して支持する構成で
ある。

【００１４】前記支持板２は、略円盤形状の一端部から
略中央近傍まで切欠いだ開口領域で形成される治具挿通
部２３と、この略円盤形状の裏面２１ｂに外周端と中心
Ｏとの略中間に円心円上に突出すると共に、前記治具挿
通部２３の外周端部に沿って突出する補強部材２２とを
備える構成である。この治具挿通部２３は、ウェーハ１
００を搭載する移載装置（図示を省略）の移載用治具が
挿通できる幅の開口領域で形成される。

【００１５】次に、前記構成に基づく本実施形態に係る
ウェーハ支持装置のウェーハ保持状態について説明す
る。まず、ウェーハ支持本体１の各ウェーハ支持溝１４
に支持板２の外周端部を係合させて装着する。このウェ
ーハ支持本体１への支持板２の装着は、この支持板２の
治具挿通部２３が前面側（移載装置のウェーハ移載方向
側）となるようになされる。前記ウェーハ支持溝１４の
総てに支持板２が装着されると、この支持板２上に移載
装置によりウェーハ１００が搭載される。

【００１６】このウェーハ１００を搭載した状態でウェ
ーハ支持装置が熱処理炉（図示を省略）で熱処理され
る。この熱処理過程において、ウェーハ１００は裏面２
１ｂ側から補強部材２２で強化された支持板２で撓みを
生じさせることなく支持されると共に、この支持板２の
上面２１ａの平滑平面でウェーハ１００自体の自重応力
を極力分散させた状態で支持しているので、スリップ及
び転移の発生を防止することができる。

【００１７】なお、前記実施形態に係るウェーハ支持装
置において支持板２が円盤体の略中間に円弧状に突出す
る補強部材２２を形成する構成としたが、図２（Ｂ）に
示すように円弧状の突起部分に放射状の突起部分を組合
わせた形状の補強部材２２とすることもできる。

【００１８】また、支持板２の他の形状としては図３
（Ａ）、（Ｂ）に示すように各種のリブ形状からなる補
強部材２２で形成することもできる。前記いづれの支持
板２も上面２１ａを平滑平面とし、裏面に補強部材２２
が形成されることから、ウェーハ１００の重量及び支持
板２の重量の合計重量に対して十分な支持強度で撓みな
く支持できると共に、上面２１ａの平滑平面でウェーハ
１００自体の自重応力を分散して支持できる。

【００１９】

【実施例】第１の実施例として図１に記載するウェーハ
支持本体１である１２”φ用縦型ボート（ＳｉＣ部材か
らなる４点支持方式、ボート支持溝間隔９．５２ｍｍピ
ッチ構成）を用いる。この実施例においてチョクラルス
キー法により育成された格子間酸素濃度１３〜１４×１
０¹⁷ａｔｏｍｓ／ｃｍ³（ｏｌｄ ＡＳＴＭ）ボロンド
ープのシリコン・インゴットをスライス加工後、このシ
リコン・インゴットを片面鏡面研磨を行なって直径３０
０ｍｍφ、厚み７７５μｍのシリコンウェーハを作成
し、このシリコンウェーハを支持板２を用いず、そのま
ま前記の縦型ボートであるウェーハ支持本体１に搭載し
た。このウェーハ１００を搭載のウェーハ支持本体１は
７００℃に設定された縦型熱処理炉内に挿入され、その
後１２００℃まで昇温させ１時間保持した後７００℃ま
で降温させた。

【００２０】第２の実施例として図１に記載するウェー
ハ支持本体１に図４（Ｃ）に記載のリング状の支持板２
２０（ＣＶＤによるシリコンカーバイト被膜が施され
る）を装着して用いる。この支持板２２０は、ＳｉＣ部
材で構成され、厚みが０．８ｍｍ、外径が３０２ｍｍ、
内径が２００ｍｍで形成され、更にウェーハ移載通過の
ための移載治具幅よりわずかに広い治具挿通部２２３を
備えた構造である。この支持板２２０にウェーハ１００
を搭載し、上記熱処理を施した。

【００２１】第３の実施例として図１に記載するウェー
ハ支持本体１に図２（Ａ）に記載の支持板２を装着して
用いる。この支持板２はＳｉＣ部材で構成され、外径が
３０２ｍｍ、更にウェーハ移載用の移載治具幅よりわず
かに広い治具挿通部２３を備えた構造とし、厚みを０．
８ｍｍとし、裏面２１ｂに円盤体の略中間部に円弧状及
び治具挿入部２３に沿って幅１ｍｍ、高さ２ｍｍのリブ
形状を有する補強部材２２を備える構成である。この支
持板２にウェーハ１００を搭載し、上記熱処理を施し
た。

【００２２】前記各実施例におけるウェーハ支持装置を
用いて、熱処理を施したウェーハ１００をＸ線トポグラ
フィーを用いてスリップ発生状況を観察した。第１の実
施例ではボート支持部に明瞭なスリップが観察され、ま
た第２の実施例では支持板の撓みによると判断されるわ
ずかながらのスリップが観察された。一方、本発明の実
施形態に係る支持板２を用いた第３の実施例の場合には
スリップは全く観察されなかった。

【００２３】また、図２（Ｂ）、図３（Ａ）及び図３
（Ｂ）に示す支持板２にウェーハ１００を搭載し上記熱
処理を施し、Ｘ線トポグラフィーを用いてスリップ発生
状況を観察したがスリップは全く観察されなかった。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、上下の枠
部材に固定される複数の支持棒の支持溝に支持される支
持板が、ウェーハを搭載する上面を平滑平面とし、裏面
に補強部材を配設するようにしているので、ウェーハが
大口径化して自重応力が増加した場合でもこの自重応力
を分散させると共に、ウェーハ重量及び支持板自体の重
量に対して十分な支持強度を有することとなり、熱処理
過程におけるウェーハにスリップの発生を極力抑制して
ウェーハの歩留まり低下を防止でき、製品歩留まりの向
上が可能となるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るウェーハ支持
装置の概略構成図である。

【図２】（Ａ）は本実施の形態に係るウェーハ支持装置
における支持板の平面図及び断面図である。（Ｂ）は本
実施の形態に係るウェーハ支持装置における他の支持板
の平面図及び断面図である。（Ｃ）は本実施の形態に係
るウェーハ支持装置のウェーハ載置状態の部分詳細図で
ある。

【図３】（Ａ）は本発明の他の実施の形態に係るウェー
ハ支持装置における支持板の平面図及び断面図であ
る。。（Ｂ）は本発明の他の実施の形態に係るウェーハ
支持装置における支持板の平面図及び断面図である。

【図４】（Ａ）はウェーハ支持装置のウェーハ載置状態
図である。（Ｂ）はウェーハ支持装置の支持リングを介
したウェーハ載置状態図である。（Ｃ）はウェーハ支持
装置の支持板の平面図及び断面図である。

【図５】（Ａ）は他の従来のウェーハ支持装置のウェー
ハ載置状態説明図である。（Ｂ）は他の従来のウェーハ
支持装置の支持板の平面図である。（Ｃ）は他の従来の
ウェーハ支持装置の支持板の側面図である。

【符号の説明】

１ ウェーハ支持本体 ２、２２０ 支持板 １１、１２ 枠部材 １４ ウェーハ支持溝 ２１ａ 上面 ２１ｂ 裏面 ２２ 補強部材 ２３ 治具挿通部 １００ ウェーハ １０２、１０４ ウェーハ支持面 １０２ａ、１０４ａ 角部 １１０ 支持板 １１１ 第１直線部 １１２ 第２直線部 １１３ 第３直線部 １１４、１１５ 円弧状部 １２０ 支持棒 ２００ 支持リング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定間隔をおいて対向配設される上下一
   対の枠部材と、当該枠部材間に複数本架設され、上下方
   向に並列に複数の支持溝が形成される支持棒と、当該複
   数本の支持棒の各対応する各支持溝に係合して支持され
   上面にウェーハを載置する支持板とを備える熱処理用の
   ウェーハ支持装置において、 前記支持板が上面を平滑平面に形成されると共に、裏面
   に補強部材を配設したことを特徴とするウェーハ支持装
   置。