縦型ウエハボート用ウエハ支持体
【課題】スリップの抑制、ウエハ裏面の傷の抑制、ガスの流れの滞留を抑制できる縦型ウエハボート用ウエハ支持部材を提供する。
【解決手段】縦型ウエハボートの溝部に載置され、ウエハを上面に載置、支持する、リング形状の縦型ウエハボート用ウエハ支持体１であって、前記ウエハ支持体１の上面内周部の角部ｃ及び上面外周部の角部ａが、曲面形状の面取りがなされ、ウエハ支持体の下面外周部の角部ｅが、平面形状の面取りがなされている。
【解決手段】縦型ウエハボートの溝部に載置され、ウエハを上面に載置、支持する、リング形状の縦型ウエハボート用ウエハ支持体１であって、前記ウエハ支持体１の上面内周部の角部ｃ及び上面外周部の角部ａが、曲面形状の面取りがなされ、ウエハ支持体の下面外周部の角部ｅが、平面形状の面取りがなされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハを熱処理する際に用いられるウエハ支持体に関し、特に縦型ウエハボートに用いられる縦型ウエハボート用ウエハ支持体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造プロセスにおいては、ウエハの熱処理、その他の処理を多数枚一括して行うため、複数のウエハを整列保持するウエハ収容保持治具、所謂、ウエハボ−トが使用されている。このウエハボ−トには種々の形式のものがあるが、近年、ウエハの高速処理化が強く求められ、多数枚のウエハを一括処理することが必要であること、また大口径化した半導体ウエハを可能な限りスリップ発生なしに処理することが必要であること等により、面状の溝形式支持部を有する、縦型ウエハボートが多く使用されるようになってきている。
【０００３】
ところが、縦型ウエハボートにウエハを収納し熱処理を行うと、ウエハの自重によってウエハが反り、ウエハにスリップと呼ばれる表面欠陥が生じることがあった。またウエハ裏面に傷が生じることがあった。
かかる問題を解決するために、ウエハを水平に載置するプレート状やリング状のウエハ支持体を新たに設け、前記ウエハ支持体を縦型ウエハボートの溝部（支持部）に収容することが提案されている（特開平５−１１４６４５、特開平６−１６３４４０）。
このウエハ支持体を用いた場合には、ウエハ支持体を用いない場合に比べてウエハを均一に支持できるため、ウエハの自重によるウエハの反りを抑制でき、スリップの発生を抑制でき、更にウエハ裏面の傷を抑制できる。
【０００４】
更にまた、特許文献１に示されるように、リング形状または馬蹄形状の内周上面コーナーの面取り部の形状寸法、表面粗さを特定し、スリップの発生をより抑制でき、更にウエハ裏面の傷をより抑制できるウエハ支持体が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−５９８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載されたウエハ支持体であっても、スリップの充分に抑制できず、またウエハ裏面の傷を充分抑制できず、満足できるものではなかった。
特に、前記ウエハ支持体を介して縦型ボートにウエハを収容し熱処理をした場合、前記支持体によって、炉内のガスの流れに乱れが生じ、ウエハの面内の均熱性が阻害されるという問題があった。このようにガスの流れが乱れた状態で成膜処理を行った場合には、生成される膜がウエハの面内において不均一になるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、本発明者等は、スリップの抑制、ウエハ裏面の傷の抑制、炉内のガスの流れの観点から、ウエハ支持体の形状について鋭意研究を重ね、本発明を想到し得るに至った。
【０００７】
本発明は、スリップの抑制、ウエハ裏面の傷の抑制、ガスの流れの滞留を抑制できる縦型ウエハボート用ウエハ支持部材を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる縦型ウエハボート用ウエハ支持体は、縦型ウエハボートの溝部に載置され、ウエハを上面に載置、支持する、リング形状の縦型ウエハボート用ウエハ支持体であって、前記ウエハ支持体の上面内周部の角部及び上面外周部の角部が、曲面形状の面取りがなされ、ウエハ支持体の下面外周部の角部が、平面形状の面取りがなされていることを特徴としている。
【０００９】
このように、前記ウエハ支持体の上面外周部の角部が、曲面形状の面取りがなされているため、ガスはこの曲面形状に沿って流れるため、熱処理時のガス流の滞留を抑制できる。その結果、ウエハの面内均熱性を高めることができる。
特に、ガス流の滞留が抑制されるため、成膜処理に用いられた場合には、ウエハ面内における膜厚のばらつきを抑制することができる。
また、ウエハ支持体の上面内周部の角部が、曲面形状の面取りがなされているため、ウエハ裏面のスリップ、傷を抑制することができる。
【００１０】
更に、ウエハ支持体の下面外周部の角部が、平面形状の面取りがなされているため、炉内出し入れ時、昇降温時、高温処理時（１２００℃）等において、ウエハ（Ｓｉ）とウエハ支持体（ＳｉＣ）の熱膨張率、熱伝導率の差に基因して生じると考えられる振動による擦れが低減でき、擦れによるパーティクルも低減できる。
また、前記ウエハ支持体の上面外周部の角部が曲面形状の面取りがなされて、かつウエハ支持体の下面外周部の角部が平面形状の面取りがなされているため、ウエハ支持体を縦型ボートの支持部（溝部）に収容する際、ウエハ支持体とボートの支持部との接触を緩和することができ、ウエハ支持体の傷を抑制することができる。
【００１１】
ここで、前記ウエハ支持体の上面内周部の角部及び上面外周部の角部の曲面形状の面取りは、Ｒ５〜１０ｍｍであり、前記ウエハ支持体の下面外周部の角部の面取りは、Ｃ０．３〜１．０ｍｍであることが望ましい。
前記ウエハ支持体の上面内周部の角部の曲面形状の面取りがＲ５ｍｍ未満の場合にはウエハ裏面のスリップ、傷の抑制効果が生じ難くなる傾向があるため、好ましくなく、また面取りがＲ１０ｍｍを超える場合には、ウエハの面接触する面積が小さくなりスリップ発生の抑制効果が小さくなる傾向があり、またＲ面取り加工コストが高くなる傾向があるため、好ましくない。
【００１２】
また、前記ウエハ支持体の上面外周部の角部の曲面形状の面取りがＲ５ｍｍ未満の場合には、ガス滞留抑制効果が生じ難い傾向があるため、好ましくなく、また面取りがＲ１０ｍｍを超える場合には、ウエハの面接触する面積が小さくなりスリップ発生の抑制効果が小さくなる傾向があり、またＲ面取り加工コストが高くなる傾向があるため、好ましくない。
更に、前記ウエハ支持体の下面外周部の角部の面取りが、Ｃ０．３ｍｍ未満である場合には、角部とボートとの接触緩和の効果が小さくなる傾向があるため、好ましくなく、Ｃ１．０ｍｍを超える場合には、ボート溝面との接触面積が小さくなりセット時の安定性が損なわれる傾向があるため、好ましくない。
【００１３】
また、前記ウエハ支持体の上面は、平坦面部と、前記平坦面部から上面内周部に向けて下方に傾斜するテーパ面部とを有し、前記平坦面部とテーパ面部との境界は曲面形状の面取りがなされ、前記テーパ面部の傾斜角度が０度を超えて１度以下の範囲にあり、平坦面部とテーパ面部との境界における面取りがＲ１００ｍｍ以上であることが望ましい。
【００１４】
このように、平坦面部から上面内周部に向けて下方に傾斜するテーパ面部とを有し、前記テーパ面部の傾斜角度が０度を超えて１度以下の範囲にあるため、ウエハを載置する際、空気が外周部から内周部へ抜け、ウエハの横すべりが防止でき、且つウエハ支持体とウエハの重心が一致した位置にセットすることができる。
また、ウエハ支持体の表面に凹凸があっても、ウエハの荷重が内周から外周に分散されるため、面のうねりによるスリップの発生を抑制することができる。
即ち、リング形状のウエハ支持体でテーパ面が形成されていない場合、前記ウエハ支持体に載置されたウエハは上面内周部の角部と接し、反りが生じ、前記上面内周部の角部に荷重が集中する。前記上面内周部に部分的に凸部（うねり）があると、その凸部に荷重が集中し、面のうねりによるスリップが発生しやすい。これに対して、リング形状のウエハ支持体でテーパ面が形成されている場合、前記ウエハ支持体に載置されたウエハはウエハ支持体上面全体と接し、ウエハの荷重はウエハ支持体の上面全体に分散される。その結果、前記上面に凸部（うねり）があっても、その凸部の荷重集中が緩和され、面のうねりによるスリップの発生が抑制される。
なお、前記テーパ面部の傾斜角度が１度を超えると、平坦面部とテーパ面部との境界部に応力が集中しスリップ、傷が発生し易くなる傾向があるため、好ましくない。
【００１５】
また、前記ウエハ支持体が、Ｓｉ−ＳｉＣ複合材にＳｉＣ膜が被覆形成された支持体であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、スリップの抑制、ウエハ裏面の傷の抑制、ガス流の滞留を抑制できる縦型ウエハボート用ウエハ支持部材を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明にかかるウエハ支持体の一実施形態について、図１乃至図４に基づいて説明する。
尚、図１は本発明にかかるウエハ支持体の平面図、図２は図１に示したウエハ支持体のＩ−Ｉ断面図及び要部拡大図、図３は本発明にかかるウエハ支持体の使用状態を示す図、図４は、ウエハ使用状態における要部拡大図である。
【００１８】
本発明にかかるウエハ支持体１は、図１に示すように、その外形形状がリング形状に形成されている。また図２に示すように、ウエハ支持体１の上面には水平面の平坦面部２が形成され、かつ前記平坦面部２から内周側に下降するテーパ面部３が形成されている。
更に、図２に示すように、ウエハ支持体１には、前記平坦面部２と平行に下面部４が形成され、また前記リング形状の内周側壁を形成する内周面部５及び前記リング形状の外周側壁部を形成する外周面部６が形成されている。
【００１９】
そして、本発明にかかるウエハ支持体１は、図２に示すように、ウエハ支持体１の上面内周部の角部ｃ及び上面外周部の角部ａは曲面形状の面取りがされ、ウエハ支持体１の下面外周部の角部ｅは平面形状の面取りがされている。また、ウエハ支持体１の下面内周部の角部ｄは平面形状の面取りがされている。
【００２０】
前記ウエハ支持体１の上面外周部の角部ａが曲面形状に面取りされるのは、ガスの流れを考慮したものである。更に図５に基づいて説明すると、図５（ａ）に示すように、縦型ウエハボートの複数の支柱１３に形成された溝部１３ａに、ウエハＷが載置されたウエハ支持体１が挿入、載置され、ガスが流下される。このとき、前記溝部１３ａには小さな隙間が形成されているため、この隙間においてガスが滞留する。尚、図中の矢印はガスの流れを示している。
一方、図５（ｂ）に示すようにウエハ支持体の上面外周部が曲面形状に形成されている場合には、上方から流下するガスが前記曲面形状に沿って流れるため、熱処理時のガス流の滞留を抑制できる。
【００２１】
このように、ウエハ支持体１の上面外周部の角部ａが曲面形状に面取りされている場合には、ガス流の滞留が抑制されるため、ウエハの面内均熱性を高めることができる。しかも、ガス流の滞留が抑制されるため、このウエハ支持体１が成膜処理に用いられた場合には、ウエハ面内において均一な膜厚を有する膜を得ることができる。
尚、前記ウエハ支持体１の上面外周部の角部ａが曲面形状に面取りされているため、ウエハ支持体１を、図３に示す縦型ウエハボート１０の支持部（溝部）１３ａに収容する際、ウエハ支持体１とボートの支持部１３ａとの接触を緩和することができ、ウエハ支持体１の上面外周部角部及び上面平坦部の傷を抑制することができる。
【００２２】
また、前記ウエハ支持体１の上面外周部の角部ａにおける曲面形状の面取りがＲ５ｍｍ未満の場合には、ガスの滞留抑制効果が生じ難く、また面取りがＲ１０ｍｍを超える場合には、ウエハの面接触する面積が小さくなりスリップ発生の抑制効果が小さくなるため、またはＲ面取り加工コストが高くなる傾向があるため、好ましくない。
したがって、ウエハ支持体１の上面外周部の角部ａの曲面形状の面取りは、Ｒ５ｍｍ以上Ｒ１０ｍｍ以下が好ましい。
【００２３】
また、ウエハ支持体１の上面内周部の角部ｃが曲面形状に面取りされるのは、ウエハ裏面のスリップ、傷を抑制するためである。
前記角部ｃの曲面形状の面取りがＲ５ｍｍ未満の場合ウエハ裏面のスリップ、傷の抑制効果が生じ難く、また面取りがＲ１０ｍｍを超える場合には、ウエハの面接触する面積が小さくなりスリップ発生の抑制効果が小さくなるため、または、Ｒ面取り加工コストが高くなる傾向があるため、好ましくない。
したがって、ウエハ支持体１の上面内周部の角部ｃの曲面形状の面取りは、Ｒ５ｍｍ以上Ｒ１０ｍｍ以下が好ましい。
【００２４】
また、ウエハ支持体１の下面外周部の角部ｅが平面形状の面取りされるのは、炉内出し入れ時、昇降温時、高温処理時（１２００℃）等において、ウエハ（Ｓｉ）とウエハ支持体（ＳｉＣ）の熱膨張率、熱伝導率の差に基因して生じると考えられる振動による擦れを低減し、擦れによるパーティクルを低減するためである。
ここで、前記角部ｅの面取りが、Ｃ０．３ｍｍ未満である場合には、角部とボートとの接触緩和の効果が小さくなる傾向があるため、好ましくなく、Ｃ１．０ｍｍを超える場合には、ボート溝面との接触面積が小さくなりセット時の安定性が損なわれる傾向がある。
したがって、前記ウエハ支持体１の下面外周部の角部ｅの面取りは、Ｃ０．３ｍｍ以上、Ｃ１．０ｍｍ以下が好ましい。尚、前記角部ｅが平面形状の面取りがなされるため、ウエハ支持体１を縦型ウエハボート１０の支持部（溝部１３ａ）に収容する際、ウエハ支持体１とボート１０の支持部１３ａとの接触を緩和することができ、ウエハ支持体１の傷を抑制することができる。
【００２５】
また、ウエハ支持体１の上面に形成された平坦面部２と、前記平坦面部２から内周側に下降するテーパ面部３との角部（境界）ｂは、曲面形状の面取りがなされている。
この角部ｂの面取りは、Ｒ１００ｍｍ以上が好ましい。面取りがＲ１００ｍｍ未満の場合には、その境界部に応力が集中しスリップ、傷が発生し易くなる傾向がある。
【００２６】
また、前記平坦面部から内周側に所定の角度で下降するテーパ面部３が形成れているため、ウエハを載置した際、ウエハの下面とウエハ支持体１の上面との間の空気は外周部から内周へ抜ける。その結果、ウエハとウエハ支持体の間に空気が存在しないため、ウエハの横すべりが防止できる。しかも、前記テーパ面部がリング形状に形成されているため、ウエハ支持体とウエハの重心が一致した位置にセットすることができる。
なお、前記傾斜角度が１度を超えると、平坦面部とテーパ面部との境界部に応力が集中しスリップ、傷が発生し易くなる傾向がある。
【００２７】
また、ウエハ支持体の表面に凹凸があっても、ウエハの荷重が内周から外周に分散されるため、面のうねりによるスリップの発生を抑制することができる。
即ち、リング形状のウエハ支持体でテーパ面が形成されていない場合、前記ウエハ支持体に載置されたウエハは上面内周部の角部と接し、反りが生じ、前記上面内周部の角部に荷重が集中する。前記上面内周部に部分的に凸部（うねり）があると、その凸部に荷重が集中し、面のうねりによるスリップが発生しやすい。これに対して、リング形状のウエハ支持体でテーパ面が形成されている場合、前記ウエハ支持体に載置されたウエハはウエハ支持体上面全体と接し、ウエハの荷重はウエハ支持体の上面全体に分散される。その結果、前記上面に凸部（うねり）があっても、その凸部の荷重集中が緩和され、面のうねりによるスリップの発生が抑制される。
なお、前記テーパ面部の傾斜角度が１度を超えると、平坦面部とテーパ面部との境界部に応力が集中しスリップ、傷が発生し易くなる傾向があるため、好ましくない。
【００２８】
また、前記ウエハ支持体の材質については特に限定されないが、例えば、ＳｉＣ材、Ｓｉ材、Ｓｉ−ＳｉＣ複合材にＳｉＣ膜が被覆された材料を用いることができる。前記Ｓｉ−ＳｉＣ複合材にＳｉＣ膜が被覆された材料は、ＳｉＣ にＳｉを含浸させ、さらに表面に高純度のＳｉＣ膜をＣＶＤで被覆することにより得ることができる。
【００２９】
また、図１に示すように、前記ウエハ支持体１の外形寸法（直径Ａ）は、ウエハの直径が１とした場合、１を超えて、１．０８以下であることが好ましい。
ウエハ支持体１の外形寸法（直径Ａ）が1以下であると、ウエハ支持部１に載置、支持されたウエハの外縁部をガスが流れるため、前記ウエハ支持体１に形成された上面外周部の角部ａの曲面形状によるガス流の滞留抑制効果が小さくなる傾向がある。
また、ウエハ支持体１の外形寸法（直径Ａ）が１．０８を超えると、縦型ウエハボートの外形寸法を大きくしなければならず、好ましくない。
【００３０】
前記平坦面部２（角部ｂ）の内周側の直径Ｂは、ウエハの直径が１とした場合、０．９８以上であることが好ましい。
前記直径Ｂが０．９８未満の場合には、ウエハを載置した際、ウエハと平坦面部２が重なる面積が大きくなり、その間に空気が存在し、ウエハの横すべりが生じる傾向があるため、好ましくない。
【００３１】
また、内周面部５の直径Ｃは、ウエハの直径が１とした場合、０．６５以上０．８５以下であることが好ましい。
前記直径Ｃが０．６５未満の場合には、支持体の重量が大きくなるばかりでなく、熱容量が大きくなる傾向があり、また０．８５を超えると、ウエハとの支持面積が小さくなる傾向がある。
【００３２】
また、図４に示すように、ウエハ支持体１の平坦面部１の厚さＴは１．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下に形成されている。尚、ウエハ支持体１の最内周（内周面部５）における厚さｔはテーパ面部３の傾斜角度によって決定される。
ここで、前記ウエハ支持体１の平坦面部１の厚さＴが３．０ｍｍを超えて形成されている場合には、支持体の重量が大きくなるばかりでなく、熱容量が大きくなる傾向があり、また、前記ウエハ支持体１の平坦面部１の厚さＴが１．５ｍｍ未満の場合には、ウエハ支持体自体が反り易い傾向がある。
【００３３】
また、ウエハ支持体１の上面平坦面部２の平面度は、０．１ｍｍ以下に形成されている。前記平面度が０．１ｍｍを超える場合には、ウエハ支持体１に載置した際、ウエハが数点で支持されることになり、スリップ発生の要因となる傾向がある。
【００３４】
更に、テーパ面部３における表面粗さＲａは、０．３μｍ以上０．８μｍ以下に形成されている。
テーパ面部３における表面粗さＲａは、０．３μｍ未満の場合には、支持体とウエハが接着し易い傾向があり、０．８μｍを超える場合には支持体の凸部からスリップ、傷が発生し易い傾向がある。
【００３５】
また、テーパ面部３における同心円上（同一径上）のうねり高低差が１００μｍ以下であることが好ましい。前記同心円上のうねり高低差が１００μｍを超える場合には、ウエハの支持が数点で行なわれることとなり、面のうねりによるスリップの発生を抑制する効果が小さい傾向がある。
尚、前記同心円上のうねり高低差とは、同心円状の高さを全周にわたって測定し、最高高さと最低高さの差を意味する。
【００３６】
次に、本発明にかかるウエハ支持体１の使用方法について、図３に基づいて説明する。このウエハ支持体１は、複数の支柱１３と、これら支柱１３を立設可能に固定する上部固定部１１と下部固定部１２とを含む縦型ウエハボート１０に収容されて用いられる。
即ち、前記複数の支柱１３に形成された溝部１３ａに、ウエハが載置されたウエハ支持体１が挿入、載置される。この載置状態において、前記ウエハ支持体１は水平状態に支持されている。そして、縦型ウエハボート１０を熱処理炉内に搬入し、熱処理を行う。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明にかかるウエハ支持体は半導体製造分野において好適に用いることができ、特に、縦型ウエハボートのウエハ支持体として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、本発明にかかるウエハ支持体の平面図である。
【図２】図２は図１に示したウエハ支持体のＩ−Ｉ断面図及び要部拡大図である。
【図３】図３は本発明にかかるウエハ支持体の使用状態を示す図である。
【図４】図４は、ウエハ使用状態における要部拡大図である。
【図５】図５は、縦型ウエハボートの溝部におけるガスの流れを示した概略図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ ウエハ支持体
２ 平坦面部
３ テーパ面部
４ 下面部
５ 内周面部
６ 外周面部
ａ 上面外周部角部
ｂ 平坦面部とテーパ面部との角部
ｃ 上面内周部角部
ｄ 下面内周部角部
ｅ 下面外周部角部
Ａ 外形寸法（直径）
Ｂ 平坦面部内周側直径
Ｃ 内周面部の直径
Ｗ ウエハ
Ｔ 平坦面部の厚さ
ｔ 内周面部の厚さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハを熱処理する際に用いられるウエハ支持体に関し、特に縦型ウエハボートに用いられる縦型ウエハボート用ウエハ支持体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造プロセスにおいては、ウエハの熱処理、その他の処理を多数枚一括して行うため、複数のウエハを整列保持するウエハ収容保持治具、所謂、ウエハボ−トが使用されている。このウエハボ−トには種々の形式のものがあるが、近年、ウエハの高速処理化が強く求められ、多数枚のウエハを一括処理することが必要であること、また大口径化した半導体ウエハを可能な限りスリップ発生なしに処理することが必要であること等により、面状の溝形式支持部を有する、縦型ウエハボートが多く使用されるようになってきている。
【０００３】
ところが、縦型ウエハボートにウエハを収納し熱処理を行うと、ウエハの自重によってウエハが反り、ウエハにスリップと呼ばれる表面欠陥が生じることがあった。またウエハ裏面に傷が生じることがあった。
かかる問題を解決するために、ウエハを水平に載置するプレート状やリング状のウエハ支持体を新たに設け、前記ウエハ支持体を縦型ウエハボートの溝部（支持部）に収容することが提案されている（特開平５−１１４６４５、特開平６−１６３４４０）。
このウエハ支持体を用いた場合には、ウエハ支持体を用いない場合に比べてウエハを均一に支持できるため、ウエハの自重によるウエハの反りを抑制でき、スリップの発生を抑制でき、更にウエハ裏面の傷を抑制できる。
【０００４】
更にまた、特許文献１に示されるように、リング形状または馬蹄形状の内周上面コーナーの面取り部の形状寸法、表面粗さを特定し、スリップの発生をより抑制でき、更にウエハ裏面の傷をより抑制できるウエハ支持体が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−５９８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載されたウエハ支持体であっても、スリップの充分に抑制できず、またウエハ裏面の傷を充分抑制できず、満足できるものではなかった。
特に、前記ウエハ支持体を介して縦型ボートにウエハを収容し熱処理をした場合、前記支持体によって、炉内のガスの流れに乱れが生じ、ウエハの面内の均熱性が阻害されるという問題があった。このようにガスの流れが乱れた状態で成膜処理を行った場合には、生成される膜がウエハの面内において不均一になるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、本発明者等は、スリップの抑制、ウエハ裏面の傷の抑制、炉内のガスの流れの観点から、ウエハ支持体の形状について鋭意研究を重ね、本発明を想到し得るに至った。
【０００７】
本発明は、スリップの抑制、ウエハ裏面の傷の抑制、ガスの流れの滞留を抑制できる縦型ウエハボート用ウエハ支持部材を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる縦型ウエハボート用ウエハ支持体は、縦型ウエハボートの溝部に載置され、ウエハを上面に載置、支持する、リング形状の縦型ウエハボート用ウエハ支持体であって、前記ウエハ支持体の上面内周部の角部及び上面外周部の角部が、曲面形状の面取りがなされ、ウエハ支持体の下面外周部の角部が、平面形状の面取りがなされていることを特徴としている。
【０００９】
このように、前記ウエハ支持体の上面外周部の角部が、曲面形状の面取りがなされているため、ガスはこの曲面形状に沿って流れるため、熱処理時のガス流の滞留を抑制できる。その結果、ウエハの面内均熱性を高めることができる。
特に、ガス流の滞留が抑制されるため、成膜処理に用いられた場合には、ウエハ面内における膜厚のばらつきを抑制することができる。
また、ウエハ支持体の上面内周部の角部が、曲面形状の面取りがなされているため、ウエハ裏面のスリップ、傷を抑制することができる。
【００１０】
更に、ウエハ支持体の下面外周部の角部が、平面形状の面取りがなされているため、炉内出し入れ時、昇降温時、高温処理時（１２００℃）等において、ウエハ（Ｓｉ）とウエハ支持体（ＳｉＣ）の熱膨張率、熱伝導率の差に基因して生じると考えられる振動による擦れが低減でき、擦れによるパーティクルも低減できる。
また、前記ウエハ支持体の上面外周部の角部が曲面形状の面取りがなされて、かつウエハ支持体の下面外周部の角部が平面形状の面取りがなされているため、ウエハ支持体を縦型ボートの支持部（溝部）に収容する際、ウエハ支持体とボートの支持部との接触を緩和することができ、ウエハ支持体の傷を抑制することができる。
【００１１】
ここで、前記ウエハ支持体の上面内周部の角部及び上面外周部の角部の曲面形状の面取りは、Ｒ５〜１０ｍｍであり、前記ウエハ支持体の下面外周部の角部の面取りは、Ｃ０．３〜１．０ｍｍであることが望ましい。
前記ウエハ支持体の上面内周部の角部の曲面形状の面取りがＲ５ｍｍ未満の場合にはウエハ裏面のスリップ、傷の抑制効果が生じ難くなる傾向があるため、好ましくなく、また面取りがＲ１０ｍｍを超える場合には、ウエハの面接触する面積が小さくなりスリップ発生の抑制効果が小さくなる傾向があり、またＲ面取り加工コストが高くなる傾向があるため、好ましくない。
【００１２】
また、前記ウエハ支持体の上面外周部の角部の曲面形状の面取りがＲ５ｍｍ未満の場合には、ガス滞留抑制効果が生じ難い傾向があるため、好ましくなく、また面取りがＲ１０ｍｍを超える場合には、ウエハの面接触する面積が小さくなりスリップ発生の抑制効果が小さくなる傾向があり、またＲ面取り加工コストが高くなる傾向があるため、好ましくない。
更に、前記ウエハ支持体の下面外周部の角部の面取りが、Ｃ０．３ｍｍ未満である場合には、角部とボートとの接触緩和の効果が小さくなる傾向があるため、好ましくなく、Ｃ１．０ｍｍを超える場合には、ボート溝面との接触面積が小さくなりセット時の安定性が損なわれる傾向があるため、好ましくない。
【００１３】
また、前記ウエハ支持体の上面は、平坦面部と、前記平坦面部から上面内周部に向けて下方に傾斜するテーパ面部とを有し、前記平坦面部とテーパ面部との境界は曲面形状の面取りがなされ、前記テーパ面部の傾斜角度が０度を超えて１度以下の範囲にあり、平坦面部とテーパ面部との境界における面取りがＲ１００ｍｍ以上であることが望ましい。
【００１４】
このように、平坦面部から上面内周部に向けて下方に傾斜するテーパ面部とを有し、前記テーパ面部の傾斜角度が０度を超えて１度以下の範囲にあるため、ウエハを載置する際、空気が外周部から内周部へ抜け、ウエハの横すべりが防止でき、且つウエハ支持体とウエハの重心が一致した位置にセットすることができる。
また、ウエハ支持体の表面に凹凸があっても、ウエハの荷重が内周から外周に分散されるため、面のうねりによるスリップの発生を抑制することができる。
即ち、リング形状のウエハ支持体でテーパ面が形成されていない場合、前記ウエハ支持体に載置されたウエハは上面内周部の角部と接し、反りが生じ、前記上面内周部の角部に荷重が集中する。前記上面内周部に部分的に凸部（うねり）があると、その凸部に荷重が集中し、面のうねりによるスリップが発生しやすい。これに対して、リング形状のウエハ支持体でテーパ面が形成されている場合、前記ウエハ支持体に載置されたウエハはウエハ支持体上面全体と接し、ウエハの荷重はウエハ支持体の上面全体に分散される。その結果、前記上面に凸部（うねり）があっても、その凸部の荷重集中が緩和され、面のうねりによるスリップの発生が抑制される。
なお、前記テーパ面部の傾斜角度が１度を超えると、平坦面部とテーパ面部との境界部に応力が集中しスリップ、傷が発生し易くなる傾向があるため、好ましくない。
【００１５】
また、前記ウエハ支持体が、Ｓｉ−ＳｉＣ複合材にＳｉＣ膜が被覆形成された支持体であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、スリップの抑制、ウエハ裏面の傷の抑制、ガス流の滞留を抑制できる縦型ウエハボート用ウエハ支持部材を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明にかかるウエハ支持体の一実施形態について、図１乃至図４に基づいて説明する。
尚、図１は本発明にかかるウエハ支持体の平面図、図２は図１に示したウエハ支持体のＩ−Ｉ断面図及び要部拡大図、図３は本発明にかかるウエハ支持体の使用状態を示す図、図４は、ウエハ使用状態における要部拡大図である。
【００１８】
本発明にかかるウエハ支持体１は、図１に示すように、その外形形状がリング形状に形成されている。また図２に示すように、ウエハ支持体１の上面には水平面の平坦面部２が形成され、かつ前記平坦面部２から内周側に下降するテーパ面部３が形成されている。
更に、図２に示すように、ウエハ支持体１には、前記平坦面部２と平行に下面部４が形成され、また前記リング形状の内周側壁を形成する内周面部５及び前記リング形状の外周側壁部を形成する外周面部６が形成されている。
【００１９】
そして、本発明にかかるウエハ支持体１は、図２に示すように、ウエハ支持体１の上面内周部の角部ｃ及び上面外周部の角部ａは曲面形状の面取りがされ、ウエハ支持体１の下面外周部の角部ｅは平面形状の面取りがされている。また、ウエハ支持体１の下面内周部の角部ｄは平面形状の面取りがされている。
【００２０】
前記ウエハ支持体１の上面外周部の角部ａが曲面形状に面取りされるのは、ガスの流れを考慮したものである。更に図５に基づいて説明すると、図５（ａ）に示すように、縦型ウエハボートの複数の支柱１３に形成された溝部１３ａに、ウエハＷが載置されたウエハ支持体１が挿入、載置され、ガスが流下される。このとき、前記溝部１３ａには小さな隙間が形成されているため、この隙間においてガスが滞留する。尚、図中の矢印はガスの流れを示している。
一方、図５（ｂ）に示すようにウエハ支持体の上面外周部が曲面形状に形成されている場合には、上方から流下するガスが前記曲面形状に沿って流れるため、熱処理時のガス流の滞留を抑制できる。
【００２１】
このように、ウエハ支持体１の上面外周部の角部ａが曲面形状に面取りされている場合には、ガス流の滞留が抑制されるため、ウエハの面内均熱性を高めることができる。しかも、ガス流の滞留が抑制されるため、このウエハ支持体１が成膜処理に用いられた場合には、ウエハ面内において均一な膜厚を有する膜を得ることができる。
尚、前記ウエハ支持体１の上面外周部の角部ａが曲面形状に面取りされているため、ウエハ支持体１を、図３に示す縦型ウエハボート１０の支持部（溝部）１３ａに収容する際、ウエハ支持体１とボートの支持部１３ａとの接触を緩和することができ、ウエハ支持体１の上面外周部角部及び上面平坦部の傷を抑制することができる。
【００２２】
また、前記ウエハ支持体１の上面外周部の角部ａにおける曲面形状の面取りがＲ５ｍｍ未満の場合には、ガスの滞留抑制効果が生じ難く、また面取りがＲ１０ｍｍを超える場合には、ウエハの面接触する面積が小さくなりスリップ発生の抑制効果が小さくなるため、またはＲ面取り加工コストが高くなる傾向があるため、好ましくない。
したがって、ウエハ支持体１の上面外周部の角部ａの曲面形状の面取りは、Ｒ５ｍｍ以上Ｒ１０ｍｍ以下が好ましい。
【００２３】
また、ウエハ支持体１の上面内周部の角部ｃが曲面形状に面取りされるのは、ウエハ裏面のスリップ、傷を抑制するためである。
前記角部ｃの曲面形状の面取りがＲ５ｍｍ未満の場合ウエハ裏面のスリップ、傷の抑制効果が生じ難く、また面取りがＲ１０ｍｍを超える場合には、ウエハの面接触する面積が小さくなりスリップ発生の抑制効果が小さくなるため、または、Ｒ面取り加工コストが高くなる傾向があるため、好ましくない。
したがって、ウエハ支持体１の上面内周部の角部ｃの曲面形状の面取りは、Ｒ５ｍｍ以上Ｒ１０ｍｍ以下が好ましい。
【００２４】
また、ウエハ支持体１の下面外周部の角部ｅが平面形状の面取りされるのは、炉内出し入れ時、昇降温時、高温処理時（１２００℃）等において、ウエハ（Ｓｉ）とウエハ支持体（ＳｉＣ）の熱膨張率、熱伝導率の差に基因して生じると考えられる振動による擦れを低減し、擦れによるパーティクルを低減するためである。
ここで、前記角部ｅの面取りが、Ｃ０．３ｍｍ未満である場合には、角部とボートとの接触緩和の効果が小さくなる傾向があるため、好ましくなく、Ｃ１．０ｍｍを超える場合には、ボート溝面との接触面積が小さくなりセット時の安定性が損なわれる傾向がある。
したがって、前記ウエハ支持体１の下面外周部の角部ｅの面取りは、Ｃ０．３ｍｍ以上、Ｃ１．０ｍｍ以下が好ましい。尚、前記角部ｅが平面形状の面取りがなされるため、ウエハ支持体１を縦型ウエハボート１０の支持部（溝部１３ａ）に収容する際、ウエハ支持体１とボート１０の支持部１３ａとの接触を緩和することができ、ウエハ支持体１の傷を抑制することができる。
【００２５】
また、ウエハ支持体１の上面に形成された平坦面部２と、前記平坦面部２から内周側に下降するテーパ面部３との角部（境界）ｂは、曲面形状の面取りがなされている。
この角部ｂの面取りは、Ｒ１００ｍｍ以上が好ましい。面取りがＲ１００ｍｍ未満の場合には、その境界部に応力が集中しスリップ、傷が発生し易くなる傾向がある。
【００２６】
また、前記平坦面部から内周側に所定の角度で下降するテーパ面部３が形成れているため、ウエハを載置した際、ウエハの下面とウエハ支持体１の上面との間の空気は外周部から内周へ抜ける。その結果、ウエハとウエハ支持体の間に空気が存在しないため、ウエハの横すべりが防止できる。しかも、前記テーパ面部がリング形状に形成されているため、ウエハ支持体とウエハの重心が一致した位置にセットすることができる。
なお、前記傾斜角度が１度を超えると、平坦面部とテーパ面部との境界部に応力が集中しスリップ、傷が発生し易くなる傾向がある。
【００２７】
また、ウエハ支持体の表面に凹凸があっても、ウエハの荷重が内周から外周に分散されるため、面のうねりによるスリップの発生を抑制することができる。
即ち、リング形状のウエハ支持体でテーパ面が形成されていない場合、前記ウエハ支持体に載置されたウエハは上面内周部の角部と接し、反りが生じ、前記上面内周部の角部に荷重が集中する。前記上面内周部に部分的に凸部（うねり）があると、その凸部に荷重が集中し、面のうねりによるスリップが発生しやすい。これに対して、リング形状のウエハ支持体でテーパ面が形成されている場合、前記ウエハ支持体に載置されたウエハはウエハ支持体上面全体と接し、ウエハの荷重はウエハ支持体の上面全体に分散される。その結果、前記上面に凸部（うねり）があっても、その凸部の荷重集中が緩和され、面のうねりによるスリップの発生が抑制される。
なお、前記テーパ面部の傾斜角度が１度を超えると、平坦面部とテーパ面部との境界部に応力が集中しスリップ、傷が発生し易くなる傾向があるため、好ましくない。
【００２８】
また、前記ウエハ支持体の材質については特に限定されないが、例えば、ＳｉＣ材、Ｓｉ材、Ｓｉ−ＳｉＣ複合材にＳｉＣ膜が被覆された材料を用いることができる。前記Ｓｉ−ＳｉＣ複合材にＳｉＣ膜が被覆された材料は、ＳｉＣ にＳｉを含浸させ、さらに表面に高純度のＳｉＣ膜をＣＶＤで被覆することにより得ることができる。
【００２９】
また、図１に示すように、前記ウエハ支持体１の外形寸法（直径Ａ）は、ウエハの直径が１とした場合、１を超えて、１．０８以下であることが好ましい。
ウエハ支持体１の外形寸法（直径Ａ）が1以下であると、ウエハ支持部１に載置、支持されたウエハの外縁部をガスが流れるため、前記ウエハ支持体１に形成された上面外周部の角部ａの曲面形状によるガス流の滞留抑制効果が小さくなる傾向がある。
また、ウエハ支持体１の外形寸法（直径Ａ）が１．０８を超えると、縦型ウエハボートの外形寸法を大きくしなければならず、好ましくない。
【００３０】
前記平坦面部２（角部ｂ）の内周側の直径Ｂは、ウエハの直径が１とした場合、０．９８以上であることが好ましい。
前記直径Ｂが０．９８未満の場合には、ウエハを載置した際、ウエハと平坦面部２が重なる面積が大きくなり、その間に空気が存在し、ウエハの横すべりが生じる傾向があるため、好ましくない。
【００３１】
また、内周面部５の直径Ｃは、ウエハの直径が１とした場合、０．６５以上０．８５以下であることが好ましい。
前記直径Ｃが０．６５未満の場合には、支持体の重量が大きくなるばかりでなく、熱容量が大きくなる傾向があり、また０．８５を超えると、ウエハとの支持面積が小さくなる傾向がある。
【００３２】
また、図４に示すように、ウエハ支持体１の平坦面部１の厚さＴは１．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下に形成されている。尚、ウエハ支持体１の最内周（内周面部５）における厚さｔはテーパ面部３の傾斜角度によって決定される。
ここで、前記ウエハ支持体１の平坦面部１の厚さＴが３．０ｍｍを超えて形成されている場合には、支持体の重量が大きくなるばかりでなく、熱容量が大きくなる傾向があり、また、前記ウエハ支持体１の平坦面部１の厚さＴが１．５ｍｍ未満の場合には、ウエハ支持体自体が反り易い傾向がある。
【００３３】
また、ウエハ支持体１の上面平坦面部２の平面度は、０．１ｍｍ以下に形成されている。前記平面度が０．１ｍｍを超える場合には、ウエハ支持体１に載置した際、ウエハが数点で支持されることになり、スリップ発生の要因となる傾向がある。
【００３４】
更に、テーパ面部３における表面粗さＲａは、０．３μｍ以上０．８μｍ以下に形成されている。
テーパ面部３における表面粗さＲａは、０．３μｍ未満の場合には、支持体とウエハが接着し易い傾向があり、０．８μｍを超える場合には支持体の凸部からスリップ、傷が発生し易い傾向がある。
【００３５】
また、テーパ面部３における同心円上（同一径上）のうねり高低差が１００μｍ以下であることが好ましい。前記同心円上のうねり高低差が１００μｍを超える場合には、ウエハの支持が数点で行なわれることとなり、面のうねりによるスリップの発生を抑制する効果が小さい傾向がある。
尚、前記同心円上のうねり高低差とは、同心円状の高さを全周にわたって測定し、最高高さと最低高さの差を意味する。
【００３６】
次に、本発明にかかるウエハ支持体１の使用方法について、図３に基づいて説明する。このウエハ支持体１は、複数の支柱１３と、これら支柱１３を立設可能に固定する上部固定部１１と下部固定部１２とを含む縦型ウエハボート１０に収容されて用いられる。
即ち、前記複数の支柱１３に形成された溝部１３ａに、ウエハが載置されたウエハ支持体１が挿入、載置される。この載置状態において、前記ウエハ支持体１は水平状態に支持されている。そして、縦型ウエハボート１０を熱処理炉内に搬入し、熱処理を行う。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明にかかるウエハ支持体は半導体製造分野において好適に用いることができ、特に、縦型ウエハボートのウエハ支持体として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、本発明にかかるウエハ支持体の平面図である。
【図２】図２は図１に示したウエハ支持体のＩ−Ｉ断面図及び要部拡大図である。
【図３】図３は本発明にかかるウエハ支持体の使用状態を示す図である。
【図４】図４は、ウエハ使用状態における要部拡大図である。
【図５】図５は、縦型ウエハボートの溝部におけるガスの流れを示した概略図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ ウエハ支持体
２ 平坦面部
３ テーパ面部
４ 下面部
５ 内周面部
６ 外周面部
ａ 上面外周部角部
ｂ 平坦面部とテーパ面部との角部
ｃ 上面内周部角部
ｄ 下面内周部角部
ｅ 下面外周部角部
Ａ 外形寸法（直径）
Ｂ 平坦面部内周側直径
Ｃ 内周面部の直径
Ｗ ウエハ
Ｔ 平坦面部の厚さ
ｔ 内周面部の厚さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦型ウエハボートの溝部に載置され、ウエハを上面に載置、支持する、リング形状の縦型ウエハボート用ウエハ支持体であって、
前記ウエハ支持体の上面内周部の角部及び上面外周部の角部が、曲面形状の面取りがなされ、ウエハ支持体の下面外周部の角部が、平面形状の面取りがなされていることを特徴とする縦型ウエハボート用ウエハ支持体。
【請求項２】
前記ウエハ支持体の上面内周部の角部及び上面外周部の角部の曲面形状の面取りは、Ｒ５〜１０ｍｍであり、前記ウエハ支持体の下面外周部の角部の面取りは、Ｃ０．３〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載された縦型ウエハボート用ウエハ支持体。
【請求項３】
前記ウエハ支持体の上面は、平坦面部と、前記平坦面部から上面内周部に向けて下方に傾斜するテーパ面部とを有し、前記平坦面部とテーパ面部との境界は曲面形状の面取りがなされ、
前記テーパ面部の傾斜角度が０度を超えて１度以下の範囲にあり、平坦面部とテーパ面部との境界における面取りがＲ１００ｍｍ以上であることを特徴する請求項１記載の縦型ウエハボート用ウエハ支持体。
【請求項４】
前記ウエハ支持体が、Ｓｉ−ＳｉＣ複合材にＳｉＣ膜が被覆形成された支持体であることを特徴とする請求項１記載の縦型ボート用ウエハ支持体。
【請求項１】
縦型ウエハボートの溝部に載置され、ウエハを上面に載置、支持する、リング形状の縦型ウエハボート用ウエハ支持体であって、
前記ウエハ支持体の上面内周部の角部及び上面外周部の角部が、曲面形状の面取りがなされ、ウエハ支持体の下面外周部の角部が、平面形状の面取りがなされていることを特徴とする縦型ウエハボート用ウエハ支持体。
【請求項２】
前記ウエハ支持体の上面内周部の角部及び上面外周部の角部の曲面形状の面取りは、Ｒ５〜１０ｍｍであり、前記ウエハ支持体の下面外周部の角部の面取りは、Ｃ０．３〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載された縦型ウエハボート用ウエハ支持体。
【請求項３】
前記ウエハ支持体の上面は、平坦面部と、前記平坦面部から上面内周部に向けて下方に傾斜するテーパ面部とを有し、前記平坦面部とテーパ面部との境界は曲面形状の面取りがなされ、
前記テーパ面部の傾斜角度が０度を超えて１度以下の範囲にあり、平坦面部とテーパ面部との境界における面取りがＲ１００ｍｍ以上であることを特徴する請求項１記載の縦型ウエハボート用ウエハ支持体。
【請求項４】
前記ウエハ支持体が、Ｓｉ−ＳｉＣ複合材にＳｉＣ膜が被覆形成された支持体であることを特徴とする請求項１記載の縦型ボート用ウエハ支持体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−２６６１５６（Ｐ２００７−２６６１５６Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−８６９１８（Ｐ２００６−８６９１８）
【出願日】平成１８年３月２８日（２００６．３．２８）
【出願人】（５０７１８２８０７）コバレントマテリアル株式会社 (506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２８日（２００６．３．２８）
【出願人】（５０７１８２８０７）コバレントマテリアル株式会社 (506)
【Ｆターム（参考）】
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