(57)【要約】      （修正有）【課題】デバイス作成に寄与しない基板裏面成膜を防止して、基板表面のみを成膜することを可能とする。【解決手段】ウェハ（基板）２００を支持するプレート（基板支持体）３００を、ベースプレート（ベース部）３３０と脱着プレート（脱着部）３４０とからなる２分割プレート３００で構成する。脱着プレート３４０は、ベースプレート３３０に対して脱着自在に設けられる。プレート脱着用ツイーザ４２０により脱着プレート３４０を離脱させる（（ｂ）、（ｂ１））。脱着プレート３４０上にウェハ移載用ツイーザ４１０でウェハ２００を搬送する（（ｃ）、（ｃ１））。搬送されてきたウェハ２００を脱着プレート３４０で受け取る（（ｄ）、（ｄ１））。装着時にベースプレート３３０と一体化してベースプレート３３０とともにウェハ２００の裏面全面を支持する。【選択図】図１Ａ
2006100290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を基板支持体に支持した状態で熱処理する熱処理装置において、
前記基板支持体は、
ベース部と、
前記ベース部に対して脱着可能に設けられて、離脱時に前記基板を授受し、装着時に前記ベース部と一体化して前記基板の裏面全面を支持する脱着部と
を備えていることを特徴とする熱処理装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板支持体に支持した状態で基板を熱処理する熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造プロセスである拡散、酸化、アニールＣＶＤ，ＡＬＤを行う熱処理装置で使用される基板保持具（ボート）は、図１５に示すような構造をしている。ボート１０は処理室内で複数枚のウェハ２００を積層状に水平に保持する。このボート１０は通常、石英で作られ、垂直な４本の支柱１１の上面及び下面が、それぞれ円形の上プレート１２及び下プレート１３で連結された構造になっており、全体が略円柱状になっている。ほぼ円形断面を有する支柱１１は、長手方向に同一ピッチで一部が切り落とされ、残部に等間隔の爪部１４（図１６参照）が形成される。ウェハ２００は、各爪部１４に外周を支持されて処理室内に積層状態で収納された上、所定の熱処理が行われ、所要の成膜処理がされる。尚、ここでは、支柱１１は４本として例示したが３本であっても良い。
【０００３】
ウェハ２００の外周を爪部１４で支持するようにしたボート構造では、図１６に示すように、成膜の際、ガス（矢印で示す）がウェハ２００の表と裏の両面に行き渡り、その結果、ウェハ２００の両面が成膜されることになる。また、１２００℃以上のアニール工程において、爪部１４に支持されるウェハ外周の被支持部にウェハ２００の重さが集中するため、ウェハにスリップが発生するという問題が生じていた。
【０００４】
なお、熱処理のときに発生するスリップを防止する技術として、転がり接触するコロと、滑り接触する部材との組合わせでウェハを支持するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような技術を用いても、コロや部材でウェハ裏面を浮かしているのみであるため、ウェハの両面にガスが行き渡り、ウェハの両面が成膜されることになる。
【特許文献１】特開２００４−１１１７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、半導体デバイスは基板（ウェハ）表面に形成され、裏面に形成されることはない。このため基板裏面に形成された膜は、最終的にはエッチングにより除去する必要があった。基板裏面膜のエッチングは、裏面に成膜されていなければ、必要のない工程であり、基板裏面成膜は、本来、望まれない成膜であった。
また近年、半導体デバイスのデザインルールの微細化に伴い、基板に加わる様々なストレス（例えば、トータルサーマルパジェット（熱履歴）等）の低減が要求されている。この要求に反して、基板裏面膜のエッチングは、ストレスを与える。
これらの点で、上述した従来の熱処理装置では、デバイス作成に寄与しない基板裏面への成膜を防止できず、基板裏面膜のエッチングにより基板にかかるストレスを除去できないので、デバイスの微細化を要求するうえで改善の余地があった。
【０００６】
本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解消して、デバイス作成に寄与しない基板裏面成膜を防止して、基板表面のみを成膜することが可能な熱処理装置を提供することにある。また、併せて、基板のスリップをなくすことが可能な熱処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、基板を基板支持体に支持した状態で熱処理する熱処理装置において、前記基板支持体は、ベース部と、前記ベース部に対して脱着可能に設けられて、離脱時に前記基板を載置し、装着時に前記ベース部と一体化して前記基板の裏面全面を支持する脱着部とを備えていることを特徴とする熱処理装置である。
【０００８】
基板を基板支持体に支持させるにはツイーザなどの基板移載板を用いて、この基板移載板に保持した基板を基板支持体上に移載し、基板から基板移載板を抜き出す。基板移載板を抜き出すには、基板と基板支持体との間に隙間が必要になる。したがって、基板支持体で基板裏面全面を支持しようとする場合、この隙間が確保できないので、基板の裏面全面を基板支持体で支持することは困難である。
本発明では、基板支持体を分割してベース部と脱着部とから構成する。脱着部をベース部から離脱して、この脱着部上に基板を移載する。脱着部はベース部から離脱しているので、脱着部上に移載された基板と基板支持体との間に隙間を確保できる。したがって、基板移載後、基板を保持している基板移載板をこの隙間から抜き出すことができる。基板移載板を抜き出した後、脱着部をベース部に装着してベース部と一体化すると、基板は、基板支持体により裏面全面が支持される。
したがって、基板支持体により基板の裏面全面を支持する場合であっても、成膜等の熱処理の際、基板裏面が熱処理されず、その後の工程において基板裏面のエッチングが必要なくなる。また、基板の裏面全面を支持するので、１２００℃以上の熱処理において、基板の部分支持に起因するスリップが基板に生じない。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記基板支持体が略円形の円形プレートで構成され、前記脱着部が、前記円形プレートの一部を径方向に略矩形状に切り取った形と同一形状で形成された脱着プレートであり、前記ベース部が、前記脱着プレートが切り取られて穴を開けられた前記円形プレートの残部で形成されるベースプレートであり、前記円形プレートの直径をＬ0としたとき、径方向に切り取られた前記脱着プレートの径方向の長さ（以下、脱着プレートの長さ）Ｌ3が次の式を満たすことを特徴とする熱処理装置である。
Ｌ0＞Ｌ3≧（2/3）×Ｌ0
脱着プレートの長さＬ3がプレート径Ｌ0の１／２以下であると、基板が脱着プレート上で安定しない。したがって、脱着プレート長は、基板が脱着プレート上で、より安定するＬ3≧（2/3）×Ｌ0が好ましい。また、脱着プレートの長さＬ3は、円形プレート直径Ｌ0に等しいとベース部が分断されてしまい、また円形プレート直径Ｌ0よりも大きいと、脱着プレートをベースプレートとは別部材で構成する必要がある。したがって、脱着プレート長Ｌ3は、そのようなことがないＬ0＞Ｌ3が好ましい。
【００１０】
第３の発明は、第２の発明において、前記脱着プレートが円形プレートの端面から径方向に長方形状に切り取られたものであり、前記ベースプレートの外形（径Ｌ0）と面一となる側の前記脱着プレートの短辺幅Ｓと、前記ベースプレートの外形（径Ｌ0）と面一とならない側の前記脱着プレートの短辺幅Ｈとは、次の式を満たすことを特徴とする熱処理装置である。
Ｈ＞Ｓ＞０
ベースプレートの外形（径Ｌ0）と面一となる側の脱着プレートの短辺幅Ｓが、ベースプレートの外形（径Ｌ0）と面一とならない側の脱着プレートの短辺幅Ｈよりも大きい場合、ベースプレートへの脱着プレートの装着位置が径方向外方にずれた際、脱着プレートがベースプレートに開けられた穴から落下するおそれがある。この点で、Ｈ＞Ｓとする、ベースプレートへの脱着プレートの装着位置が径方向外方にずれても、脱着プレートがベースプレート上に載る確率が高く、落下する危険性が少ないので好ましい。
【００１１】
第４の発明は、第２の発明において、装着時に一体化する前記ベースプレートと前記脱着プレートとはテーパ結合により嵌合され、前記脱着プレートの前記ベースプレートの外形（径Ｌ0）と面一とならない側の短辺のコーナ部の嵌合部には曲率が設けられている熱処理装置である。
脱着プレートのベースプレートへの装着位置がずれても、テーパ及びコーナ部の曲率に沿って脱着プレートが案内されるので、装着時、脱着プレートをベースプレートの嵌合位置にぴったり嵌めることができる。
【００１２】
第５の発明は、基板支持体に基板搬送装置を用いて基板をチャージして支持させ、前記基板支持体に基板を支持した状態で熱処理し、熱処理後の基板を前記基板支持体から前記基板搬送装置を用いてディスチャージする熱処理装置において、前記基板支持体は、ベース部と、前記ベース部に対して脱着可能に設けられて、離脱時に前記基板を授受し、装着時に前記ベース部と一体化して前記基板の裏面全面を支持する脱着部とを有し、前記基板搬送装置は、前記基板支持体の脱着部を脱着させる脱着操作板と、前記基板を前記基板支持体に授受させる基板移載板とを有し、チャージ時に、前記基板搬送装置の脱着操作板により前記脱着部を離脱させ、離脱させた脱着部上に前記基板移載板から基板を授け、前記基板移載板を前記基板支持体上から抜き出した後、前記基板の裏面全面を前記基板支持体上に支持させるために、前記脱着操作板により前記脱着部を装着して前記ベース部と一体化させるようにし、ディスチャージ時に、前記脱着操作板により前記脱着部を離脱させ、離脱させた脱着部上から前記基板移載板に基板を受け取り、前記基板を受け取った基板移載板を前記基板支持体上から抜き出した後、前記脱着操作板により前記脱着部を装着して前記ベース部と一体化させるようにした熱処理装置である。
【００１３】
基板搬送装置の脱着操作板を用いて基板支持体のベース部から脱着部を離脱させる。基板搬送装置の基板移載板を用いて基板が搬送されてベース部から離脱した脱着部上に授けられる。脱着部はベース部から離脱しているので、脱着部上に基板が授けられると、基板とベース部との間に離脱分に応じた隙間が確保される。基板が授けられた後、この隙間から基板移載板を抜き出す。基板搬送装置の脱着操作板を用いて基板の授けられた脱着部をベース部に装着させる。この装着により、脱着部はベース部と一体化して、基板の裏面全面が基板支持体上に支持される。この基板支持体に支持された状態で基板が熱処理される。熱処理後、基板搬送装置の脱着操作板を用いて脱着部をベース部から離脱させ、基板がベース部から引き離されて脱着部に移載する。脱着部に移載した基板は、基板とベース部との間に形成された隙間に挿入させた基板移載板で受け取られる。受け取られた基板は基板移載板とともに基板支持体上から抜き出される。基板が抜き出された後、脱着操作板を用いて脱着部をベース部と一体化させ、元の状態に戻す。
【００１４】
このように、基板支持体の一部に脱着部を設ける一方、基板搬送装置に脱着操作板を設けると、脱着部の離脱時に、基板を授受するために必要な隙間を基板と基板支持体との間に形成できる。したがって、基板の授受を妨げることなく、基板支持体により基板の裏面全面を支持できる。その結果、成膜等の熱処理の際、基板裏面が熱処理されず、その後の工程において基板裏面のエッチングが必要でなくなる。また、基板の裏面全面を支持するので、１２００℃以上の熱処理において、基板の部分支持に起因するスリップが基板に生じない。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、熱処理の際、基板裏面が成膜などの熱処理がなされず、その後の工程においてエッチングが必要なくなる。したがって、処理工程が少なくなり、基板に与えるダメージが低減する。また、１２００℃以上の高温アニールの際でも、基板支持体が基板全体の重さを支えるため、基板にスリップが生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
ウェハを支持する際、ウェハ裏面の一部を爪部によって支持するのではなく、ウェハ裏面全面を円板状のプレートによって支持すれば、裏面成膜を防止することができる。しかし、プレートによりウェハ裏面全面を支持しようとすると、プレートに対するウェハの移載動作が問題になる。
【００１８】
ウェハ移載機は、通常、ツイーザを有し、このツイーザにウェハを保持しつつ搬送して、ボートにチャージし、ボートからディスチャージするようになっている。
例えば、図１７に示すように、チャージ時は、２本爪のツイーザ１１３上にウェハ２００を載置した状態で、ボート２１７内に挿入し（図１７（ａ））、昇降機（図示せず）によりツイーザ１１３を若干下降させ、ウェハ２００を爪部２１４上に載置する（図１７（ｂ））。ディスチャージ時は、チャージ時と反対で、昇降機（図示せず）によりツイーザ１１３を若干上昇させ、ウェハ２００を爪部２１４からツイーザ１１３上に載置し、ボート２１７内から抜き出す。
【００１９】
このようにツイーザ１１３をボート２１７に挿入又は抜き出す際、そのツイーザを昇降動作するようになっているので、ツイーザ１１３の昇降を許容する隙間２１８がウェハ２００の上下に存在することが不可欠となる。ところが、プレートによりウェハ２００の裏面全面を支持しようとすると、ツイーザ１１３の昇降スペースがプレートによって塞がれてしまうので、上記隙間２１８が確保できなくなる。その結果、ツイーザによるプレートに対するウェハの移載が困難になる。
【００２０】
そこで、本発明者は、プレートによりウェハ裏面を全面支持する場合であっても、プレートの一部を分割して脱着可能とし、この脱着可能な分割プレートによってツイーザの昇降を許容する隙間を形成するようにすれば、ツイーザを昇降させることができるとの知見を得て本発明を創案するに至ったものである。
以下に、そのような分割プレートを有するボートを備えた本発明の熱処理装置の実施の形態について説明する。
【００２１】
まず、本実施の形態による熱処理装置の構成を図面を用いて説明する。なお、以下の説明では、熱処理装置として基板に拡散処理やＣＶＤ処理などを行う縦型の装置（以下、処理装置という）を適用した場合について述べる。図１３は、本実施の形態による処理装置の外観斜視図である。なお、この図は透視図として描かれている。また、図１４は図１３に示す処理装置の側面図である。
【００２２】
この処理装置は、シリコン等からなるウェハ（基板）２００を収納したポッド（基板収納容器）１００を、外部から筐体１０１内へ挿入するため、及びその逆に筐体１０１内から外部へ払出すためのＩ／Ｏステージ（保持具授受部材）１０５が筐体１０１の前面に付設され、筐体１０１内には挿入されたポッド１００を保管するためのカセット棚（載置手段）１０９が敷設されている。また、ウェハ２００の搬送エリアであり、後述のボート（基板保持具）２１７のローディング、アンローディング空間となるＮ2によるパージ室（気密室）１０２が設けられている。ウェハ２００に処理を行うときのＮ2パージ室１０２の内部は、ウェハ２００の自然酸化膜を防止するためにＮ2ガスなどの不活性ガスが充満されるように、Ｎ2パージ室１０２は密閉容器となっている。
【００２３】
上述したポッド１００としては、現在ＦＯＵＰというタイプが主流で使用されており、ポッド１００の一側面に設けられた開口部を蓋体（図示せず）で塞ぐことで大気からウェハ２００を隔離して搬送でき、蓋体を取り去ることでポッド１００内へウェハ２００を入出させることができる。このポッド１００の蓋体を取り外し、ポッド内の雰囲気とＮ2パージ室１０２の雰囲気とを連通させるためにＮ2パージ室１０２の前面側には、ポッドオープナ（開閉手段）１０８が設けられている。ポッドオープナ１０８，カセット棚１０９、及びＩ／Ｏステージ１０５間のポッド１００の搬送は、カセット移載機１１４によって行われる。このカセット移載機１１４によるポッド１００の搬送空間には、筐体１０１に設けられたクリーンユニット（図示せず）によって清浄化した空気をフローさせるようにしている。
【００２４】
Ｎ2パージ室１０２の内部には、複数のウェハ２００を多段に積載するボート２１７と、ウェハ２００のノッチ（又はオリエンテーションフラット）の位置を任意の位置に合わせる基板位置合わせ装置１０６と、ポッドオープナ１０８上のポッド１００と基板位置合わせ装置１０６とボート２１７との間でウェハ２００の搬送を行うウェハ移載機（搬送手段）１１２とが設けられている。また、Ｎ2パージ室１０２の上部にはウェハ２００を処理するための処理炉２０２が設けられており、ボート２１７はボートエレベータ（昇降手段）１１５によって処理炉２０２へローディング、又は処理炉２０２からアンローディングすることができる。
【００２５】
図１９は、実施の形態による処理炉２０２の要部を示す。この処理炉２０２は、垂直に立設された縦型の反応管２０３と、反応管２０３の周囲を取り囲むように配置された筒状のヒータ２０４と、１バッチ分のウェハ２００…を多段に保持するボート２１７とを備える。この熱処理炉２０２において、ボート２１７を除く部分の構成は、既存のものと同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００２６】
反応管２０３には、反応管２０３内へウェハ２００を処理するためのガスを導入するガス導入管２０５や、反応管２０３内の処理済みガスを排気するガス排気管２０６等が接続されている。反応管２０３の下端は開口していて、その開口部からボート２１７がロードされ、あるいはアンロードされる。すなわち、ボート２１７は、シールキャップ２０７に載っており、これらボート２１７及びシールキャップ２０７がボートエレベータ１１５（図１３参照）によって昇降されることにより、ボート２１７が反応管２０３にロード／アンロードされる。
【００２７】
次に、上述の処理装置の動作について説明する。
【００２８】
まず、自走型搬送車（ＡＧＶ）や天井吊下式搬送装置（ＯＨＴ）などにより筐体１０１の外部から搬送されてきたポッド１００は、Ｉ／Ｏステージ１０５に載置される。Ｉ／Ｏステージ１０５に載置されたポッド１００は、カセット移載機１１４によって、直接ポッドオープナ１０８上に搬送されるか、又は、一旦カセット棚１０９にストックされた後にポッドオープナ１０８上に搬送される。
ポッドオープナ１０８上に搬送されたポッド１００は、ポッドオープナ１０８によってポッド１００の蓋体を取り外され、ポッド１００の内部雰囲気がＮ2パージ室１０２の雰囲気と連通される。
【００２９】
次に、ウェハ移載機１１２によって、Ｎ2パージ室１０２の雰囲気と連通した状態のポッド１００内からウェハ２００を取り出す。取り出されたウェハ２００は、基板位置合わせ装置１０６によって任意の位置にノッチが定まる様に位置合わせが行われ、位置合わせ後、ボート２１７へ搬送される。
【００３０】
ボート２１７へのウェハ２００の搬送が１バッチ分完了したならば、処理炉２０２の炉ロシャッタ１１６を開けて、ボートエレベータ１１５によりウェハ２００を搭載したボート２１７をローディンクする。これにより、シールキャップ２０７によって、反応管２０３の開口部が閉塞される。そして、ヒータ２０４によって反応管２０３が例えば１０００℃以上に加熱され、またガス導入管２０５から処理ガスが導入される一方、ガス排気管２０６から処理済みガスが排気されることにより、反応管２０３内が所定の圧力に保たれながら、ウェハ２００…に所定の熱処理が施される。
【００３１】
処理後は上述の逆の手順で、ウェハ２００及びポッド１００は筐体１０１の外部へ払出される。
【００３２】
次に、分割プレートを有するボートと、そのボートに対してウェハをチャージ、ディスチャージするウェハ移載機について具体的に説明する。
【００３３】
図３は実施の形態によるボートとウェハ移載機との位置関係を示す説明図、図４は実施の形態によるボート２１７の全体構成図、図５は実施の形態によるプレート上にウェハを載置した説明図、図６は実施の形態による２分割プレートの斜視図、図７は実施の形態による２分割プレートの平面図、図８は実施の形態による２分割プレートの嵌合部の説明図である。
【００３４】
図３に示すように、処理装置は、ボート２１７とウェハ移載機１１２とを有する。処理装置は、ウェハをボート２１７に支持した状態で成膜等の熱処理を行う。
【００３５】
ボート２１７は、垂直方向に伸びる３本の支柱に複数枚のプレート３００を同一ピッチで垂直方向に積載ないし接着、融着され、上面及び下面に、それぞれ円形の上プレート３５１及び下プレート３５２を備えた構造になっており、全体が略円柱状に構成されている。このボート２１７は通常、石英、Ｓｉ、ＳｉＣのいずれかで作られている。各プレート３００上にウェハ２００が支持される。
【００３６】
ボート２１７の各プレート３００上へのウェハ２００の移載は、ウェハ移載機１１２によって行う。ウェハ移載機１１２は、ウェハ２００をボート２１７に水平姿勢に保持して移載するものである。所定枚数一括で移載できるように、作業部分に、上下方向に所定ピッチで並ぶ所定段数（通常５段）のツイーザ１１３を備えている。また、ツイーザ１１３を作業すべき高さに位置合わせすると共にツイーザ１１３を、ボート２１７と基板位置合わせ装置１０６（図１３参照）とに交互に振り向ける必要があるので、昇降機構と旋回機構（ともに図示せず）とを備えている。
【００３７】
なお、ウェハ移載機１１２とボート２１７を含む空間の座標系は、ボート２１７の垂直方向をＹ−Ｚ軸、ツイーザ１１３の水平移動方向をＷ−Ｘ軸、及びこのＷ−Ｘ軸を通る水平方向の平面であって、この軸と水平方向に直交する軸をＵ−Ｖ軸とする。
【００３８】
図４に示すように、複数のプレート３００及び上下プレート３５１、３５２及び複数枚のプレート３００は、例えば３本の垂直な支柱２１１に連結された構造になっている。所定の２本の支柱２１１同士の間隔を他よりも広くして、この広くなった支柱２１１間を結ぶ線がＵ−Ｖ軸方向となり、広くなった支柱間の中心を通る方向がツイーザ１１３が水平移動するＷ−Ｘ軸方向となる。プレート３００は１〜２００枚あり、１回のプロセス処理で１〜２００枚のウェハの処理が可能である。
【００３９】
次に、上述したボート２１７を構成するプレート３００の構造について具体的に説明する。
図５（ａ）に示すように、プレート３００の中央には凹部３０１が設けてある。この凹部３０１は円形をしており、その凹部の径Ｌ1はウェハ２００の径ｌよりも大きい。
Ｌ1＞ｌ
これによりウェハ２００は、この凹部３０１の中に納められて、安定に支持される。したがって、凹部３０１は、ウェハ２００をプレート３００上に載せた際、もしくは成膜中ウェハ２００がプレート３００上を動かないようにすることができる。
【００４０】
また、プレート３００の外周は、中央部の凹部３０１に対して一段高くなった凸部で構成されているが、このプレート３００の凸部外周の径（プレート３００の径）Ｌ0は、プレート３００上に載せるウェハの径ｌよりも大きい。
Ｌ0＞ｌ
ガスの流れにより、ウェハ中心部と比較してウェハのエッジには、比較的厚く成膜されることになりやすいが、プレート３００の径Ｌ0がウェハ２００の径ｌよりも大きいと、ウェハ中心部と比較して厚く成膜されやすい部分がウェハ２００のエッジからプレート３００の凸部外周に移るので、ウェハ２００上に形成される膜の均一性が改善される。プレート径Ｌ0は、例えば成膜対象のウェハ２００の径がｌ＝３００ｍｍであれば、３００ｍｍよりも大きい。
【００４１】
したがって、プレート３００の径Ｌ0、凹部の径Ｌ1、ウェハ２００の径ｌの関係は
Ｌ0＞Ｌ1＞ｌ
となる。
【００４２】
また、図５（ｂ）に示すように、このプレート３００の凹部３０１の深さＴ1はウェハ２００の厚さｔよりも小さい。
Ｔ1＜ｔ
プレート３００とウェハ２００の関係をＬ1＞ｌ、かつＴ1＜ｔとすることにより、ウェハ２００のエッジがプレート３００の凹部３０１の側面と接触せず、しかもウェハ２００の上部がプレート３００の凹部３０１から飛び出して、ウェハのエッジがプレートの凹部３０１のエッジよりも高くなっている。
【００４３】
このようにウェハ２００のエッジがプレート凹部３０１の側面と接触しないようになっているので、例えばＣＶＤプロセスで厚膜を成膜した際、ウェハのエッジとプレート凹部３０１のエッジとが覆われてブリッジ状に成膜されるのを有効に防ぐことができる。また、ウェハ２００のエッジとプレート凹部３０１のエッジがブリッジ成膜された場合でも、ウェハ表面の高さが凹部３０１のエッジよりも高くなっているので、成膜完了した後、ウェハ移載の際、覆われた膜が剥がれてもウェハ２００上に載ることがなく、膜剥がれによるデバイス不良を有効に防止できる。
【００４４】
また、ウェハ２００をこのプレート３００に載せた際、ウェハ２００が凹部３０１の底面３０２で安定するように、プレート底面３０２の径Ｌ2はウェハ２００の径ｌより大きくする。
Ｌ2＞ｌ
とする。
【００４５】
また、凹部３０１の側面には、図５（ｂ）に示すように、底面３０２に向かって漸次対向距離が接近するようなテーパ３０３を設けてある。また凹部３０１の側面と連接する底面３０２のエッジには曲率３０４を設けてある。したがって、プレート３００上にウェハ２００を載せた際、ウェハ２００中心の位置が凹部３０１の中心からずれた場合でも、凹部３０１の側面のテーパ３０３や底面３０２のエッジの曲率３０４に沿ってウェハ２００が滑り、凹部３０１の底面３０２にウェハ２００を安定に支持することができる。
【００４６】
なお、凹部３０１の底面３０２の径Ｌ2がウェハ径ｌよりも小さい場合や（ｌ≧Ｌ2）、凹部３０１の側面にテーパ３０３が設けられていない場合、また凹部３０１の底部のエッジに曲率３０４が設けられていない場合には、ウェハ２００が凹部３０１の側面の途中で引っかかり、ウェハ２００が傾いてしまうおそれがある。ウェハ２００が傾いたまま成膜されると、プレート３００とウェハ２００裏面との間に隙間が発生するため、ウェハ裏面にガスが回り込んで成膜され、またウェハ表面の膜厚も不均一になってしまうという不具合がある。
【００４７】
したがって、円形プレート３００の径Ｌ0、凹部３０１径Ｌ1、凹部３０１の底部の径Ｌ2、ウェハ２００の径ｌの関係は
Ｌ0＞Ｌ1＞Ｌ2＞ｌ
とするのがよい。
【００４８】
上述したように、実施の形態のプレート３００は、ウェハ２００の裏面全面を支持するものである。したがって、図１２に示すように、ボート２１７の支柱２１１に連結されたプレート３００上にウェハ２００を支持した状態で、ガス（矢印）を下方から上方に流すと、ガスはウェハ２００の表面のみ触れて、ウェハ表面だけが成膜される。ガスはウェハ２００の裏面には触れず、ウェハ裏面には成膜されない。その結果、ウェハ表面だけが成膜されることになり、ウェハ裏面をエッチングする必要がなくなり、エッチングによるストレスを除去できる。
【００４９】
また、ウェハ２００を裏面全面で支持するため、ウェハ２００の自重が一箇所に集中せず、１２００℃を超える高温アニールにおいてもスリップの発生を防止できる。
【００５０】
上述したように実施の形態のプレート３００は、ウェハの裏面全面を支持できる構造になっているが、さらに、ウェハ移載時のツイーザの昇降を許容するために、２分割構造としてある。
【００５１】
図６に、そのような２分割構造としたプレート３００を示す。プレート３００は、ベース部としてのベースプレート３３０と、脱着部としての脱着プレート３４０とから構成される。
【００５２】
ベースプレート３３０は、プレート３００の一部が切り取られ、切り取られた部分に切欠き３１０が形成されたプレート３００の残りの部分をいう。切り取られてプレート３００から分離されたプレート３００の一部が、脱着プレート３４０を構成する。脱着プレート３４０は、図示例では、プレート３００の外周上の任意の円弧から、或る幅を持って直径方向に延び、プレート３００の中心を通って対向する円弧に向かう矩形状をしている。したがって、矩形状の脱着プレート３４０は、プレート３００の径方向にベースプレート３３０の外形（径Ｌ0）と面一となる側の辺と、ベースプレート３３０の外形（径Ｌ0）と面一とならない側の辺を有する。この脱着プレート３４０は、ベースプレート３３０面に対して垂直方向に脱着自在に設けられて、離脱時にウェハ２００を表面に受け取り、装着時にベースプレート３３０と一体化して、その脱着プレート表面がベースプレート表面と面一となり、ベースプレート３３０とともにウェハ２００の裏面全面を支持できるようになっている。
【００５３】
図７に示すように、ベースプレート３３０、脱着プレート３４０は、ウェハ移載の際、プレート３３０、３４０間でズレがあっても、脱着プレート３４０がベースプレート３３０の元の位置に納まるよう、プレート３３０、３４０は次のような形状を有している。
（ａ）脱着プレート３４０の長さＬ3はプレート径Ｌ0に対してプレート径Ｌ0よりも小さく、プレート径Ｌ0の２／３以上とすべきである。
Ｌ0＞Ｌ3≧（2/3）×Ｌ0
（ｂ）脱着プレート３４０のベースプレート３３０の外形（径Ｌ0）と面一となる側の幅Ｓは、ベースプレート３３０の外形（径Ｌ0）と面一とならない側の幅Ｈより小さい幅とする。
Ｈ＞Ｓ＞０
（ｃ）ベースプレート３３０の外形（径Ｌ0）と面一とならない脱着プレート３４０の短辺Ｈ側における、脱着プレート３４０とベースプレート３３０との接合部のコーナ部には、曲率３１３が設けられている。
さらに、図８に示すように、
（ｄ）コーナ部に曲率３１３が設けられたベースプレート３３０と脱着プレート３４０との嵌合部３１４には、その全周にテーパが設けられる（図８（ａ））。すなわち、矩形の長辺両側の接触面は、プレート３００の表面から裏面に向かって漸次対向距離が接近するようなテーパ３１１で形成される（図８（ｂ））。また、矩形の短辺Ｈ側の接触面も、プレート３００の表面から裏面に向かって長辺と同方向に傾斜したテーパ３１２で形成される（図８（ｃ））。
【００５４】
上述した（ａ）の条件は、ウェハ２００が脱着プレート３４０に載った際、ウェハ２００が脱着プレート３４０上で安定するために必要な面積を確保するための条件である。脱着プレート３４０の長さＬ3がプレート径Ｌ0の１／２以下であると、ウェハ２００が脱着プレート３４０上で安定しない。したがって、脱着プレート長Ｌ3は、ウェハ２００が脱着プレート３４０上で、より安定するＬ3≧（2/3）×Ｌ0が好ましい。また、脱着プレート３４０の長さＬ3は、円形プレート３００の直径Ｌ0に等しいと、ベースプレート３３０が分断されてしまう。また円形プレート３００の直径Ｌ0よりも大きいと、脱着プレート３４０をベースプレート３３０とは別部材で構成する必要がある。したがって、脱着プレート長Ｌ3は、そのようなことがないＬ0＞Ｌ3が好ましい。
【００５５】
上述した（ｂ）の条件は、脱着プレート３４０の落下を防止するために必要な条件である。ベースプレート３３０の外形（径Ｌ0）と面一となる側の脱着プレート３４０の短辺幅Ｓが、ベースプレート３３０の外形（径Ｌ0）と面一とならない側の脱着プレート３４０の短辺幅Ｈよりも大きい場合、ベースプレート３３０への脱着プレート３４０の装着位置が径方向外方にずれた際、脱着プレート３４０がベースプレート３３０に開けられた切欠き３１０から落下するおそれがある。この点で、Ｈ＞Ｓとすると、ベースプレート３３０への脱着プレート３４０の装着位置が径方向外方にずれても、脱着プレート３４０がベースプレート３３０上に載る確率が高く、落下する危険性が少ないので好ましい。
【００５６】
そして、上述した（ｃ）、（ｄ）の条件は、脱着プレート３４０をベースプレート３３０の元の位置にはめるための条件である。脱着プレート３４０のベースプレート３３０への装着位置がずれても、嵌合部３１４につけたテーパ３１１、３１２、及びコーナ部の曲率３１３に沿って脱着プレート３４０が滑って案内されるので、装着時、脱着プレート３４０をベースプレート３３０の嵌合位置にぴったり嵌めることができる。
【００５７】
次に、このような２分割のプレート３００上にウェハ２００を移載するためのウェハ移載機について説明する。ここで、ウェハ搬送とプレート脱着とを別個独立した移載機で実行することも可能であるが、１台のウェハ移載機で、ウェハ搬送する場合と、プレート脱着する場合の両方に対応できることが好ましい。図９〜図１１に示すウェハ移載機は、そのような実施の形態を示す。
【００５８】
図９Ａは、ウェハ搬送とプレート脱着の両方の形態に対応できるウェハ移載機１１２を示す。図は要部のみ示す。このウェハ移載機１１２では、同じ方向に水平にスライドする２つのスライダ４０１、４０２が設けられている。スライダ４０１、４０２は旋回台４００に設けられており、それぞれ別個に設けた駆動モータ４０３、４０４によって独立にスライド移動させられるようになっている。
これらのスライダ４０１、４０２に、それぞれツイーザヘッド４０５、４０６が設けられ、これらのツイーザヘッド４０５、４０６に水平方向に張り出した形で２種類のツイーザ４１０、４２０が取り付けられている。
【００５９】
ウェハ移載用ツイーザ４１０を構成する一対のフォーク状の爪４１１は、その基端にあるウェハ移載用ツイーザヘッド４０５同士をブリッジ４０７で接続することにより、連結されている。一対の爪４１１の間に介在するプレート脱着用ツイーザ４２０の基端にあるプレート脱着用ツイーザヘッド４０６は、ブリッジ４０７の下をくぐれるようになっている。これによりウェハ移載用ツイーザ４１０とプレート脱着用ツイーザ４２０とは、相互に干渉することなく、独立に水平移動できるようになっている。また、プレート脱着用ツイーザ４２０は、その幅をベースプレート３３０に設けた切欠き３１０の幅の最小幅（（Ｓ）のベースプレート３３０裏面側の幅）よりも小さくする。
【００６０】
図９Ｂは、旋回台４００の内部に設けられた駆動系を示す。スライダ４０１、４０２は、駆動モータ４０３、４０４で周回駆動されるベルト４０８、４０９に連結されている。これらスライダ４０１、４０２のうち一方のスライダ４０１はウェハ搬送用のもので、前述した一対のウェハ移載用ツイーザ４１０を有している。また、他方のスライダ４０２は、前述したプレート脱着用ツイーザ４２０を有している。 
このウェハ移載機１１２では、ウェハ２００を搬送する場合は、ウェハ移載用ツイーザ４１０のみを移動させる。また、脱着プレート３４０を脱着する場合は、プレート脱着用ツイーザ４２０のみを移動させる。
【００６１】
上述したウェハ移載用ツイーザ４１０とプレート脱着用ツイーザ４２０とからなる１組のツイーザ１１３等を、１台のウェハ移載機に５段備えることにより、５枚一括移載を可能とする。なお、ツイーザ４１０、４２０の材質としてはアルミナ、石英、ＳｉＣを挙げることができる。
【００６２】
図１０に示すように、ウェハ移載用ツイーザ４１０にウェハ２００を保持する際、ウェハ２００がツイーザ４１０上で滑らないように、各爪４１１にウェハ２００のカーブに沿った溝４１２が設けられている。この溝４１２の深さＴ2は、図１１に示すように、ウェハ２００の厚さｔよりも深い。
Ｔ２＞ｔ
これは、移載の際、ツイーザ４１２からウェハ２００が飛び出すのを防止するためである。
【００６３】
ウェハ２００とツイーザ４１２の接触部は、図１１に示すように、ツイーザ４１２の底部４１３が凹状になっているため、ウェハ２００のエッジのみである。これは、ウェハ２００の裏面にツイーザ部を接触させないためである。ウェハ裏面とツイーザ部が接触しないので、ツイーザ４１０の汚染、例えばメタル、有機物、パーティクルなどの汚染がウェハ２００に転写するのを防止できる。
【００６４】
ウェハ２００の厚さｔと、ツイーザ４１０の深さＴ2と、ツイーザ４１０の凹状の底部４１３までの深さＴ3と、ツイーザ４１０の厚さＴ4との関係を示せば
ｔ＞Ｔ2＞Ｔ3＞Ｔ4
の通りである。
【００６５】
次に図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂを用いて、上述したウェハ移載機の分割プレートに対するウェハ移載動作について説明する。
図１Ａ、１Ｂは、ウェハ２００をプレート３００に移載するときの動作説明図、図２Ａ、２Ｂは、ウェハ２００をプレート３００からディスチャージするときの動作説明図である。同図中、左側に示される（ａ）〜（ｇ）ないし（ａ）〜（ｅ）はＵ−Ｖ軸方向（図３参照）から見た図、右側に示される（ａ1）〜（ｇ1）ないし（ａ1）〜（ｅ1）は、Ｗ−Ｘ軸方向（図３参照）から見た図である。
【００６６】
まず、ウェハ２００をプレート３００にチャージするときの動作図１Ａ、１Ｂについて説明する。
（１）図１Ａ（ａ），（ａ１）
ウェハ移載機１１２を作動して、プレート脱着用ツイーザ４２０をプレート３００の下に水平移動させ、脱着プレート３４０の真下で停止する。 
【００６７】
（２）図１Ａ（ｂ）、（ｂ１）
プレート脱着用ツイーザ４２０を上昇して、脱着プレート３４０を所定距離押し上げる。この状態を維持する。押し上げる距離Ｔ5とツイーザ４２０の厚さＴ4との関係は
Ｔ5＞Ｔ4
である。この関係を保持できれば、ウェハ２００を脱着プレート３４０上に移載するために必要な隙間３６０（図１Ａ（ｄ１）参照）を、ウェハ２００とベースプレート３３０との間に形成することができる。
【００６８】
（３）図１Ａ（ｃ），（ｃ１）
ウェハ２００を保持したウェハ移載用ツイーザ４１０を、プレート３００の上に水平方向から移動させ、押し上げられた脱着プレート３４０上の位置であって、ウェハ２００がベースプレート３３０の凹部３０１上に来る位置で停止する。
【００６９】
（４）図１Ａ（ｄ），（ｄ１）
ウェハ移載用ツイーザ４１０を下降して、ウェハ移載用ツイーザ４１０から脱着プレート３４０上にウェハ２００を移載させる。ウェハ移載用ツイーザ４１０は、ウェハ２００とベースプレート３３０との間に確保された隙間３６０内の非接触位置で停止させる。
【００７０】
（５）図１Ｂ（ｅ），（ｅ１）
ウェハ移載用ツイーザ４１０を、プレート３００から離れるように水平移動させて、ウェハ２００とベースプレート３３０との間に形成された隙間３６０から引きぬく。
【００７１】
（６）図１Ｂ（ｆ），（ｆ１）
プレート脱着用ツイーザ４２０を下降させ、脱着プレート３４０をベースプレート３３０に装着し、プレート３００上の凹部３０１にウェハ２００を搭載させる。このとき、脱着プレート３４０はベースプレート３３０と一体化して、ベースプレート表面と脱着プレート表面とが面一になるので、ウェハ２００の裏面全面がプレート３００上に支持されることになる。
【００７２】
（７）図１Ｂ（ｇ），（ｇ１）
プレート脱着用ツイーザ４２０を、プレート３００から離れる方向に水平移動させ、脱着プレート３４０の下方から引き抜く。
上述した（１）〜（７）の一連の動作によるウェハチャージは、５枚一括で行われる。このウェハチャージを繰り返すことにより、ボート２１７上に１〜２００枚のウェハをチャージする。
【００７３】
次に、ウェハ２００をプレート３００からディスチャージするときの動作図２Ａ、２Ｂについて説明する。なお、各動作の括弧番号は、上述したチャージのときの括弧番号からの連番を付す。
【００７４】
（８）図２Ａ（ａ），（ａ１）
プレート脱着用ツイーザ４２０を移動して脱着プレート３４０の真下に停止する。
【００７５】
（９）図２Ａ（ｂ），（ｂ１）
プレート脱着用ツイーザ４２０を上昇させて、プレート脱着用ツイーザ４２０により脱着プレート３４０を所定の距離だけ押し上げて、この状態を保持する。押し上げる距離は前述したのと同じＴ5＞Ｔ4である。
【００７６】
(10)図２Ａ（ｃ），（ｃ１）
ウェハ移載用ツイーザ４１０を水平移動して、ウェハ２００とベースプレート３３０との間に形成される隙間３６０に、ウェハ移載用ツイーザ４１０を非接触で挿入させる。
【００７７】
(11)図２Ｂ（ｄ），（ｄ１）
プレート脱着用ツイーザ４２０を下降させ、脱着プレート３４０を元の位置まで戻し、ベースプレート３３０に装着して、ベースプレート３３０と一体化する。これにより、ウェハ２００は、脱着プレート３４０からウェハ移載用ツイーザ４１０上に移載された状態になる。
【００７８】
(12)図２Ｂ（ｄ），（ｄ１）
ウェハ移載用ツイーザ４１０はウェハ２００を保持したままプレート３００上から引き出される。同時にプレート脱着用ツイーザ４２０も引き出される。
【００７９】
上述した（８）〜（１２）の一連の動作によるウェハディスチャージは、５枚一括で行われる。このウェハディスチャージを繰り返すことにより、ボート２１７上から１〜２００枚のウェハをディスチャージする。
【００８０】
以上述べたように、実施の形態によれば、次のような効果を発揮できる。
【００８１】
プレート３００の一部を分割して脱着可能とし、脱着可能な脱着プレート３４０によってウェハ移載用ツイーザ４１０の昇降を許容する隙間３６０を形成できるようにしたので、ウェハ移載用ツイーザ４１０によるウェハ移載を困難にすることなく、プレート３００上にウェハ２００の裏面全面を支持できる。
【００８２】
脱着プレート３４０とベースプレート３３０との間で位置ズレがあっても、嵌合部にテーパや曲率を設けることにより、脱着プレート３４０をベースプレート３３０にぴったり嵌合させることができるようにしたので、ウェハ裏面全面を確実に支持でき、ウェハ裏面にガスが回り込むのを有効に防止できる。したがって、拡散、酸化、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）系プロセス、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）においては、デバイス作成に寄与しない基板裏面への成膜を防止できる。その結果、ウェハ裏面膜のエッチングが不要となり、ウェハにかかるストレスを低減でき、デバイス微細化の要求に応えることができる。
【００８３】
また、プレート３００によりウェハ裏面全面を支持するので、アニールプロセスにおいては、スリップフリーを実現できる。また、ＣＶＤ、ＡＬＤ成膜においては、プレート径Ｌ0がウェハ径ｌよりも大きいので、ウェハ２００における膜の面内均一性を向上させることができる。
【００８４】
また、ベースプレート３３０に対して脱着プレート３４０を確実に脱着できるうえ、脱着プレート３４０上に処理前のウェハ２００を安定に保持することができるので、ウェハ移載用ツイーザ４１０から脱着プレート３４０上にウェハ２００を確実に受け取り、受け取ったウェハ２００を脱着プレート３４０からプレート３００上に確実に移載し、さらに処理後のウェハ２００を脱着プレート３４０からウェハ移載用ツイーザ４１０に確実に授けることができる。
【００８５】
また、１台のウェハ移載機１１２にウェハ移載用ツイーザ４１０とプレート脱着用ツイーザ４２０とを搭載したので、１台のウェハ移載機１１２で、ウェハ搬送する場合とプレート脱着する場合の両方に対応でき、熱処理装置を簡素化できる。
【００８６】
また、脱着プレート３４０を、プレート３００からくり貫いて形成するのではなく、プレート３００のエッジから切り欠いて形成し、脱着プレート３４０の一部がベースプレート３００の外周と接するようにしたので、ベースプレート３００を跨いで脱着プレート３４０を脱着させることができ、プレート脱着用ツイーザ４２０の形状を屈曲させることなく直線的に形成でき、プレート脱着用ツイーザ４２０の簡略化がはかれる。
【００８７】
なお、上述した実施の形態では、プレート３００の底面３０２でウェハ裏面の全面を支持するようにしているが、例えば、図１８に示すように、脱着プレート３４０を含めたプレート３００の底面３０２の中央部に円形の凹部３４２を設けるようにしても良い。これによれば、ウェハ裏面中央部がプレート３００の底面３０２と非接触となるので、ウェハ裏面の全面を支持する構造とはならない。しかし、凹部３４２の外側でウェハの裏面全周を覆うように支持するため、ウェハの裏面全周のみならず、裏面中央部にもガスが侵入せず、ウェハ裏面の成膜を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１Ａ】実施の形態による熱処理装置のプレートへのウェハチャージの説明図である。
【図１Ｂ】実施の形態による熱処理装置のプレートへのウェハチャージの説明図である。
【図２Ａ】実施の形態による熱処理装置のプレートからのウェハディスチャージ説明図である。
【図２Ｂ】実施の形態による熱処理装置のプレートからのウェハディスチャージ説明図である。
【図３】実施の形態によるボートと移載機の位置関係を示す説明図である。
【図４】実施の形態によるウェハ裏面防止が可能なボートの概略斜視図である。
【図５】実施の形態によるプレート上にウェハを載置した説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図６】実施の形態による２分割プレートの斜視図であって、（ａ）は脱着プレート、（ｂ）はベースプレートの説明図である。
【図７】実施の形態による２分割プレートの平面図である。
【図８】実施の形態による２分割プレートの嵌合部の説明図であって、（ａ）は斜め上から見た斜視図、（ｂ）はＷ−Ｘ軸方向から見た図、（ｃ）はＵ−Ｖ方向から見た図である。
【図９Ａ】実施の形態によるウェハ移載機の要部概略構成を示す斜視図である。
【図９Ｂ】実施の形態によるウェハ移載機の要部の内部構造を示す斜視図である。
【図１０】実施の形態によるウェハ移載用ツイーザの平面図である。
【図１１】実施の形態によるウェハ移載用ツイーザの側面図である。
【図１２】実施の形態によるボートでの成膜メカニズムの説明図である。
【図１３】実施の形態による熱処理装置の外観斜視図である。
【図１４】実施の形態による熱処理装置の側面図である。
【図１５】従来例のボートの斜視図である。
【図１６】従来例のボートでの成膜メカニズムの説明図である。
【図１７】従来例のボートでのウェハ移載説明図であって、（ａ）は移載前、（ｂ）は移載後である。
【図１８】実施の形態によるプレートの変形例を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図１９】実施の形態による熱処理炉の要部構成を模式的に示す概略図である。
【符号の説明】
【００８９】
２００    ウェハ（基板）
３００    プレート（基板支持体）
３３０    ベースプレート（ベース部）
３４０    脱着プレート（脱着部）
３６０    隙間
４１０    ウェハ移載用ツイーザ
４２０    プレート脱着用ツイーザ
【図１Ａ】
2006100290.tif 000003
【図１Ｂ】
2006100290.tif 000004
【図２Ａ】
2006100290.tif 000005
【図２Ｂ】
2006100290.tif 000006
【図３】
2006100290.tif 000007
【図４】
2006100290.tif 000008
【図５】
2006100290.tif 000009
【図６】
2006100290.tif 000010
【図７】
2006100290.tif 000011
【図８】
2006100290.tif 000012
【図９Ａ】
2006100290.tif 000013
【図９Ｂ】
2006100290.tif 000014
【図１０】
2006100290.tif 000015
【図１１】
2006100290.tif 000016
【図１２】
2006100290.tif 000017
【図１３】
2006100290.tif 000018
【図１４】
2006100290.tif 000019
【図１５】
2006100290.tif 000020
【図１６】
2006100290.tif 000021
【図１７】
2006100290.tif 000022
【図１８】
2006100290.tif 000023
【図１９】
2006100290.tif 000024