(57)【要約】【課題】チューブ、フォーク双方が姿勢修正できる横型熱処理炉用光軸モニタ治具及び半導体装置の製造方法及びこの方法で形成される半導体装置を提供する。【解決手段】治具本体１０は、上部にレーザー光等の基準光軸ＳＲが通過するピンホール１１を備えた逆Ｔ字型の金属板を含む。治具本体１０下部には、ピンホール１１の鉛直線Ｖ上に中心線Ｃが交差するような重り部材１２が設けられる。重り部材１２を隔てて治具本体１０下部の両側には、ボートを支持するフォーク（破線２１）の円弧内面に接触するための車輪１３１〜１３４が、さらに、車軸１３の外側には、ボートが載置されるチューブ（破線２３）の円筒内面に接触するための車輪１４１〜１４４が装備されている。車輪１４１〜１４４への延在部は、フォーク２１に触れずないよう、かつ車輪１４１〜１４４のみチューブ２３に触れるように構成される。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準光軸が通過するピンホールを備えた治具本体と、
前記ピンホールの鉛直線上に中心線が交差するように設けられた前記治具本体下部の重り部材と、
前記重り部材を隔てて前記治具本体下部の両側に設けられ、ボートを支持するフォークの円弧内面に接触する第１ローリング部材と、
前記重り部材を隔てて前記治具本体下部の両側に設けられ、ボートが載置されるチューブの円筒内面に接触する第２ローリング部材と、
を具備したことを特徴とする横型熱処理炉用光軸モニタ治具。
【請求項２】
前記ピンホールは複数設けられていることを特徴とする請求項１記載の横型熱処理炉用光軸モニタ治具。
【請求項３】
横型熱処理炉用光軸モニタ治具に関し、基準光軸が通過するピンホールを備えた治具本体と、前記ピンホールの鉛直線上に中心線が交差するように設けられた前記治具本体下部の重り部材と、前記重り部材を隔てて前記治具本体下部の両側に設けられ、ボートを支持するフォークの円弧内面に接触する第１ローリング部材と、前記重り部材を隔てて前記治具本体下部の両側に設けられ、ボートが載置されるチューブの円筒内面に接触する第２ローリング部材とを備え、
前記第１ローリング部材の接触から前記治具本体が安定したところで前記ピンホールに基準光軸が通過するよう前記フォークの状態を確認または位置調整する工程と、
前記フォークの接触を解き離し前記第２ローリング部材の接触から前記治具本体が安定したところで前記ピンホールに基準光軸が通過するよう前記チューブの状態を確認または位置調整する工程と、
前記フォークにより複数の半導体ウェハが搭載されたボートを支持し、前記チューブに搬入して前記半導体ウェハに対する所定の処理を行う実処理工程と、
を具備したことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記チューブを位置調整する工程は、前記治具本体を前記フォークで２箇所以上移動させて各々前記ピンホールに基準光軸が通過するようモニタすることを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記請求項３または４に記載の半導体装置の製造方法を用いて形成されることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置製造に係り、特に複数の半導体ウェハを同時に熱処理する横型の熱処理炉で用いられる横型熱処理炉用光軸モニタ治具及び半導体装置の製造方法及びこの方法で形成される半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
酸化炉、拡散炉等の熱処理炉は、反応チューブ（チューブと称する）内に複数のウェハを収容し、温度とガスの流量の制御によって複数ウェハを同時に熱処理する装置である。熱処理炉には、チューブやヒータを横に配置した横型熱処理炉と、チューブやヒータを縦に配置した縦型熱処理炉とがある。今日では縦型熱処理炉が主流となっているが、横型熱処理炉は縦型熱処理炉に比べてより大量のバッチ処理が可能であり、横型熱処理炉を用いて生産しているラインも少なくない。ここでは横型熱処理炉に使用され、複数の半導体ウェハが装填される横型熱処理炉の軸調整についてその従来例を説明する。
【０００３】
図６は、一般的な酸化炉、拡散炉等の横型熱処理炉の軸調整について説明する概略断面図である。チューブ５１は、加熱体５２に囲まれる所定位置に設置される。ガス通路５３をレーザー光が通過するようにレーザー光発生器５４が配備され、反対側のチューブ外側に反射板５５が置かれる。チューブ内の炉口付近に光軸通過用のピンホールを有する治具５６が置かれる。
【０００４】
チューブ５１は、レーザー光発生器５４からの発射光によって、ガス通路５３−治具５６−反射板５５の光軸を保持すべく位置調整される。これにより、チューブ５１への、フォークによるウェハボートの搬送方向を最適にし、ボートのストレス、変形または処理ウェハ自体のストレス等を低減する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような横型熱処理炉における軸調整では、ガス通路５３の口径が大きいこともあって光軸から外れる誤差が大きくなりがちである。また、ウェハを搭載するボートが、チューブ内外に搬送されるフォーク自体の光軸は考慮されないのが現状である。フォーク自体がその搬送方向に光軸ズレが生じた場合、上記チューブの位置調整は無効になってしまう。
【０００６】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたもので、チューブ及びフォーク双方に対する姿勢修正が可能な横型熱処理炉用光軸モニタ治具及び半導体装置の製造方法及びこの方法で形成される半導体装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る横型熱処理炉用光軸モニタ治具は、
基準光軸が通過するピンホールを備えた治具本体と、
前記ピンホールの鉛直線上に中心線が交差するように設けられた前記治具本体下部の重り部材と、
前記重り部材を隔てて前記治具本体下部の両側に設けられ、ボートを支持するフォークの円弧内面に接触する第１ローリング部材と、
前記重り部材を隔てて前記治具本体下部の両側に設けられ、ボートが載置されるチューブの円筒内面に接触する第２ローリング部材と、
を具備したことを特徴とする。
【０００８】
上記本発明に係る横型熱処理炉用光軸モニタ治具によれば、重り部材付きの治具本体がフォークの円弧内面に接触した第１ローリング部材に従って安定をみる。このときに基準光軸がピンホールを通過するようフォークの位置調整をする。また、重り部材付きの治具本体がチューブの円筒内面に接触した第２ローリング部材に従って安定をみる。このときに基準光軸がピンホールを通過するようチューブの位置調整をする。
なお、上記本発明構成において、前記ピンホールは複数設けられていることを特徴とする。ピンホールを複数設けることにより、汎用性を持たせる。
【０００９】
上記本発明に係る半導体装置の製造方法は、
横型熱処理炉用光軸モニタ治具に関し、基準光軸が通過するピンホールを備えた治具本体と、前記ピンホールの鉛直線上に中心線が交差するように設けられた前記治具本体下部の重り部材と、前記重り部材を隔てて前記治具本体下部の両側に設けられ、ボートを支持するフォークの円弧内面に接触する第１ローリング部材と、前記重り部材を隔てて前記治具本体下部の両側に設けられ、ボートが載置されるチューブの円筒内面に接触する第２ローリング部材とを備え、
前記第１ローリング部材の接触から前記治具本体が安定したところで前記ピンホールに基準光軸が通過するよう前記フォークの状態を確認または位置調整する工程と、
前記フォークの接触を解き離し前記第２ローリング部材の接触から前記治具本体が安定したところで前記ピンホールに基準光軸が通過するよう前記チューブの状態を確認または位置調整する工程と、
前記フォークにより複数の半導体ウェハが搭載されたボートを支持し、前記チューブに搬入して前記半導体ウェハに対する所定の処理を行う実処理工程と、
を具備したことを特徴とする。
【００１０】
上記本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、フォークに載せて移動される横型熱処理炉用光軸モニタ治具によってフォークの位置調整及びチューブの位置調整をする。これにより、ウェハを搭載するボートが、チューブ内外に搬送されるフォーク自体の光軸をも考慮され、チューブ及びフォークの姿勢が相対的に光軸から外れる誤差は極めて小さくなる。
【００１１】
なお、上記本発明の半導体装置の製造方法において、前記チューブを位置調整する工程は、前記治具本体を前記フォークで２箇所以上移動させて各々前記ピンホールに基準光軸が通過するようモニタすることを特徴とする。これにより、光精度の姿勢修正がなされる。
【００１２】
また、本発明の半導体装置は、上述の半導体装置の製造方法を用いて形成されることを特徴とする。処理ウェハに関して均一的な成膜などストレスの少ない製品作りに寄与する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１実施形態に係る横型熱処理炉用光軸モニタ治具の要部構成を示す概観図である。治具本体１０は、上部にレーザー光等の基準光軸ＳＲが通過するピンホール１１を備えた逆Ｔ字型の金属板を含む。治具本体１０下部には、ピンホール１１の鉛直線Ｖ上に中心点Ｃが交差するような重り部材１２が設けられている。重り部材１２を隔てて治具本体１０下部の両側には、ボートを支持するフォーク（破線２１）の円弧内面に接触するための第１ローリング部材として車輪１３１〜１３４が装備されている。車輪１３１〜１３４の車軸１３は治具本体１０に固定されている。
【００１４】
さらに、重り部材１２を隔てて治具本体１０下部の両側、車軸１３の外側には、ボートが載置されるチューブ（破線２３）の円筒内面に接触するための第２ローリング部材として車輪１４１〜１４４が装備されている。車輪１４１〜１４４の車軸１４は治具本体１０に固定されている。また、治具本体１０における車輪１４１〜１４４への延在部は、フォーク２１に触れないよう例えばコの字形をしており、かつ車輪１４１〜１４４のみチューブ２３に触れるよう車輪１３１〜１３４より下方に伸びている。
【００１５】
上記治具本体１０、重り部材１２及び車軸１３，１４等は例えばステンレス製であり、フォーク２１やチューブ２３に触れる車輪１３１〜１３４、車輪１４１〜１４４は例えばポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標））製である。
【００１６】
上記構成の横型熱処理炉用光軸モニタ治具によれば、重り部材１２付きの治具本体１０がフォーク２１の円弧内面に接触した車輪１３１〜１３４によりローリングし、やがて安定をみる。このときに基準光軸ＳＲがピンホール１１を通過するようフォーク２１の位置調整をする。さらに、治具本体１０がチューブ２３の円筒内面に接触した車輪１４１〜１４４によりローリングし、やがて安定をみる。このときに基準光軸ＳＲがピンホール１１を通過するようチューブ２３の位置調整をする。これにより、フォーク２１及びチューブ２３双方に対する姿勢修正が可能になる。なお、ピンホール１１は複数設けられれば、より汎用性を持たせることができる。
【００１７】
図２〜図４は、本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造方法の要部を示す概略図である。各図（ａ），（ｂ）は上記図１のような横型熱処理炉用光軸モニタ治具による姿勢修正を伴うチューブ及びフォークの正面図、側面図である。第１実施形態と同様の箇所には同一の符号を付して説明する。
【００１８】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、治具本体１０をフォーク２１の先端、例えばＡ点付近に載せ、車輪１３１〜１３４の接触から治具本体１０が安定する。安定したところでピンホール１１ａに基準光軸ＳＲ（例えば前記図６に示すようなレーザー光発生器５４による発生）が通過するようフォーク２１の取り付け固定の確認または位置調整をする。位置調整されると、基準光軸ＳＲは反射板２２からの反射光と一致する。治具本体１０を載せたままフォーク２１をチューブ２３内に移動させ、各箇所（例えばＢ点、Ｃ点）において基準光軸ＳＲに外れないように確認、調整することもできる。
【００１９】
次に、図３（ａ），（ｂ）に示すように、治具本体１０をフォーク２１でチューブ２３内に導き、例えば炉口のＢ点付近にてフォーク２１の接触を解き離し、チューブ２３の円筒内面に置く。車輪１４１〜１４４の接触から治具本体１０が安定したところでピンホール１１ｂに基準光軸ＳＲが通過するようチューブ２３の設置状態に関する確認または位置調整をする。位置調整されると、基準光軸ＳＲは反射板２２からの反射光と一致する。
【００２０】
次に、図４（ａ），（ｂ）に示すように、再び、治具本体１０をフォーク２１に載せ、チューブ２３のガス通路付近である例えばＣ点付近にてフォーク２１の接触を解き離し、チューブ２３の円筒内面に置く。車輪１４１〜１４４の接触から治具本体１０が安定したところでピンホール１１ｂに基準光軸ＳＲが通過するようチューブ２３の設置状態の確認または位置調整をする。
【００２１】
次に、図５（ａ），（ｂ）に示すように、複数の半導体ウェハＷａｆが搭載されたボート２４はフォーク２１により支持されチューブ２３に搬入される。フォーク２１、チューブ２３が共に位置調整されているので、ボート２４の搬送方向は最適であり、ボート２４の配置ズレはほとんど起こらない。この後、チューブ２３に所定の処理ガスＧＡＳが導入され、加熱体２５の駆動で熱処理されるなどして半導体ウェハＷａｆに対する所定の処理が行われる。このように処理された半導体ウェハＷａｆは、ボート２４のストレス、変形はなく、処理ウェハＷａｆ自体のストレス等を大幅に低減する。これにより、処理ウェハＷａｆに関して均一的な成膜などストレスの少ない製品作りが達成され、高信頼性の半導体装置の実現に寄与する。
【００２２】
なお、図１の実施形態における横型熱処理炉用光軸モニタ治具の本体１０では第１、第２ローリング部材として車輪１３１〜１３４、車輪１４１〜１４４を設けたが、この形態に限らない。ローリング部材としてフォーク円弧内面及びチューブ円筒内面において治具本体１０の姿勢を安定に収束させるものであれば他の構成でもかまわない。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、重り部材付きの治具本体がフォークの円弧内面に接触した第１ローリング部材に従って安定をみる。このときに基準光軸がピンホールを通過するようフォークの位置調整をする。また、重り部材付きの治具本体がチューブの円筒内面に接触した第２ローリング部材に従って安定をみる。このときに基準光軸がピンホールを通過するようチューブの位置調整をする。この結果、チューブ及びフォーク双方に対する姿勢修正が可能な横型熱処理炉用光軸モニタ治具及び半導体装置の製造方法及びこの方法で形成される半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る横型熱処理炉用光軸モニタ治具の要部構成を示す概観図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造方法の要部を示す第１の概略図であり、各（ａ），（ｂ）は上記図１のような横型熱処理炉用光軸モニタ治具による姿勢修正を伴うチューブ及びフォークの正面図、側面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造方法の要部を示す第２の概略図であり、各（ａ），（ｂ）は上記図１のような横型熱処理炉用光軸モニタ治具による姿勢修正を伴うチューブ及びフォークの正面図、側面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造方法の要部を示す第３の概略図であり、各（ａ），（ｂ）は上記図１のような横型熱処理炉用光軸モニタ治具による姿勢修正を伴うチューブ、フォークの正面図、側面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造方法の要部を示す第４の概略図であり、各（ａ），（ｂ）は上記図１のような横型熱処理炉用光軸モニタ治具により姿勢修正されたチューブ、フォーク及びボートの正面図、側面図である。
【図６】一般的な酸化炉、拡散炉等の横型熱処理炉の軸調整について説明する概略断面図である。
【符号の説明】
１０…治具本体
１１，１１ａ，１１ｂ…ピンホール
１２…重り部材
１３，１４…車軸
１３１〜１３４，１４１〜１４４…車輪
２１…フォーク
２２，５５…反射板
２３，５１…チューブ
２４…ボート
２５，５２…加熱体
５３…ガス経路
５４…レーザー光発生器
５６…治具
Ｗａｆ…半導体ウェハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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