(57)【要約】      （修正有）【課題】大径の半導体基板が高温で処理されても半導体基板が工程中に湾曲される現象やスリップなどの機械的な欠陥を効果的に防止できて半導体基板の欠陥を大いに低減できる半導体製造装置を提供する。【解決手段】反応チューブ内に取り付けられ、内部に円筒状の収容空間を形成して複数の半導体基板１００が搬入可能に構成された複数の基板支持部が形成された基板搬入用ボート２０と、前記基板搬入用ボートに内側または外側に隣接して各半導体基板の少なくとも一部を中央で支持するように構成された基板ホルダー２５を有し、前記基板ホルダーに伝わる重量を下部に伝達する基板支持用補助ボートと、前記基板搬入用ボート及び前記基板支持用補助ボート１０を下端部で支持し、上下に駆動しつつ前記反応チューブを閉鎖し得るドア部５０と、前記ドア部に取り付けられ、前記基板搬入用ボートと前記基板搬入用補助ボートとの高さ間隔を調節して前記半導体基板と前記基板ホルダーとの間隔を制御して接触面積を一定に調節する間隔制御装置と、を備えることを特徴とする半導体製造装置。【選択図】      図１Ａ
2004186657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温工程を行い得る反応チューブを有した半導体製造装置であって、
前記反応チューブ内に取り付けられ、内部に円筒状の収容空間を形成して複数の半導体基板が搬入可能に構成された複数の基板支持部が形成された基板搬入用ボートと、
前記基板搬入用ボートに内側または外側に隣接して各半導体基板の少なくとも一部を中央で支持するように構成された基板ホルダーを有し、前記基板ホルダーに伝わる重量を下部に伝達する基板支持用補助ボートと、
前記基板搬入用ボート及び前記基板支持用補助ボートを下端部で支持し、上下に駆動しつつ前記反応チューブを閉鎖し得るドア部と、
前記ドア部に取り付けられ、前記基板搬入用ボートと前記基板搬入用補助ボートとの高さ間隔を調節して前記半導体基板と前記基板ホルダーとの間隔を制御して接触面積を一定に調節する間隔制御装置と、を備えることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
前記基板搬入用ボートは、
内部に円筒状の収容空間が形成可能に円形に配置された複数の支持柱と、
前記支持柱を上端部及び下端部において同じ平面に固定させる上部板及び下部板と、
前記支持柱の長手方向に沿って一定の間隔をおいて形成されて半導体基板を水平に搬入可能に形成された基板支持部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記支持柱は、一側が開放された円柱状を呈しつつ少なくとも一本配置されていることを特徴とする請求項２に記載の半導体製造装置。
【請求項４】
前記支持柱の断面が多角形であることを特徴とする請求項３に記載の半導体製造装置。
【請求項５】
前記基板支持部は、前記支持柱の長手方向に垂直に突設された突出支持部であることを特徴とする請求項２に記載の半導体製造装置。
【請求項６】
前記基板支持部は、前記支持柱の収容空間の内側にへこんで形成されたスロットであることを特徴とする請求項２に記載の半導体製造装置。
【請求項７】
前記基板支持用補助ボートは、
前記基板搬入用ボートと外接または内接して所定の間隔をおいて配置された補助支持柱を備え、前記各支持柱から中央に延びて形成されて前記半導体基板の下部の少なくとも一部を中央部分で接触可能に支持する前記基板ホルダーが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項８】
前記基板ホルダーは前記半導体基板の一部と接触して前記基板搬入用補助ボートに荷重が印加され、工程前に常温においては前記半導体基板と接触しないように前記半導体基板と前記基板ホルダーとの間に所定の間隔を保持し、高温工程が行われる間には弾性限界内において前記半導体基板の反り現象によって自然に前記基板ホルダーと接触されて前記基板搬入用ボートに荷重が印加されることを特徴とする請求項７に記載の半導体製造装置。
【請求項９】
前記補助支持柱は、内部に所定の円柱状の空間が形成されるように少なくとも一本であることを特徴とする請求項７に記載の半導体製造装置。
【請求項１０】
基板ホルダーは、前記半導体基板を全面的に支持するように載置可能な板状に形成され、前記補助支持柱には長手方向に沿って一定の間隔をおいて前記基板ホルダーを水平に搬入可能にホルダー支持部が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の半導体製造装置。
【請求項１１】
前記基板ホルダーの表面には凹状または凸状に形成された所定のパターンをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の半導体製造装置。
【請求項１２】
前記基板ホルダーには、縁部から中央に延びて形成された複数の開口部が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の半導体製造装置。
【請求項１３】
前記ホルダー支持部は、前記補助支持柱をへこませて形成されたスロットであることを特徴とする請求項７に記載の半導体製造装置。
【請求項１４】
前記ホルダー支持部は、前記補助支持柱から内側に突設された突出支持部であることを特徴とする請求項７に記載の半導体製造装置。
【請求項１５】
前記間隔制御装置は、
前記基板搬入用ボート及び前記基板搬入用補助ボートのうちの少なくとも一方の下部を支持しつつ前記基板搬入用ボートの重量を感知する重量感知センサーと、
前記基板搬入用ボート及び前記基板搬入用補助ボートのうちの少なくとも一方と連結されて前記該当ボートを微細に昇降させるボート昇降駆動部と、
前記重量感知センサーと連結され、感知された重量と所定の基準値とを比較して前記ボート昇降駆動部を制御する間隔制御部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項１６】
前記重量感知センサーは、圧電素子を含むことを特徴とする請求項１５に記載の半導体製造装置。
【請求項１７】
前記ボート昇降駆動部は、微細に調節可能な電気モータであることを特徴とする請求項１５に記載の半導体製造装置。
【請求項１８】
前記ボート昇降駆動部は、流体の圧力によって駆動される油圧式駆動体であることを特徴とする請求項１５に記載の半導体製造装置。
【請求項１９】
前記間隔制御部は、前記重量感知センサー及び前記ボート昇降駆動部の間に挟まれて直列接続されたことを特徴とする請求項１３に記載の半導体製造装置。
【請求項２０】
間隔制御部の最適のプロセスは半導体基板の機械的な欠陥を除去するための半導体基板と基板ホルダーとの間隔の動力学的な調節であって、
前記最適のプロセスは、高温において半導体基板と基板ホルダーとの接触点が認知可能に基板搬入用ボートと基板搬入用補助ボートとの重量を感知し、
熱工程が行われる間に半導体基板の機械的な欠陥を除去するために動力学的に間隔を最適化させるように制御部に重量データをフィードバックし、高温における前記半導体基板の反りを用いて所定の間隔にて前記半導体基板の下部の元の位置にある基板ホルダー上に自然に半導体基板が置かれるようにすることを特徴とする請求項１５に記載の半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体製造装置に係り、特に、一回に多量の半導体基板を工程処理し得る基板搬入用ボートを有した半導体製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、多量の半導体基板を工程処理する半導体製造装置の内部には、多数枚の半導体基板を搬入するための基板搬入用ボートが備えられている。このような基板搬入用ボートは、複数の支持柱が円柱状を呈しつつ垂直に並ぶように配置されており、長手方向の両側端部にはこれら各支持柱を同一板面に支持する円形の上部及び下部支持板を備える。そして、各支持柱には、半導体基板が掛け渡されるように長手方向に一定の間隔をおいてスロットが形成されている。従って、多数枚の半導体基板をこのスロットに水平に係止させて搬入できる。このような基板搬入用ボートは、半導体基板との接触面積を最小化させるために、そのスロットの形状を半導体基板に対して所定の角度だけ内側から外側に上方斜めに形成するなど、各種の方法が講じられている。これにより、半導体基板とスロットとの接触面積が最小化されて高温工程中に半導体基板にスリップなどの機械的な欠陥が生じることが防止される。
【０００３】
しかしながら、このように、従来の基板搬入用ボートは、半導体基板の直径が８インチ（２００ｍｍ）以上に大きくなる時には９００℃以上の高温において工程を行う場合、既に高温に晒された半導体基板がその重力により激しく湾曲され、半導体基板の中央部が凹んでしまうことが多かった。このため、工程が終わった後には、この湾曲現象が弾性限界を超えて元の形状に戻れず、半導体基板の機械的な欠陥を引き起こすため、基板の反り現象として残ってシリコン基板に多くの問題点を引き起こす恐れがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、その目的は、大径の半導体基板が高温で処理されても半導体基板が工程中に湾曲される現象やスリップなどの機械的な欠陥を効果的に防止できて半導体基板の欠陥を大いに低減でき、且つ、半導体基板の平坦度が十分に高くて後続工程における工程信頼性を高め得る半導体製造装置を提供するところにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的を達成するために、本発明の半導体製造装置は、高温工程を行い得る反応チューブを有した半導体製造装置であって、前記反応チューブ内に取り付けられ、内部に円筒状の収容空間を形成して複数の半導体基板が搬入可能に構成された複数の基板支持部が形成された基板搬入用ボートと、前記基板搬入用ボートに内側または外側に隣接して各半導体基板の少なくとも一部を中央で支持するように構成された基板ホルダーを有し、前記基板接触部に伝わる重量を下部に伝達する基板支持用補助ボートと、前記基板搬入用ボート及び前記基板支持用補助ボートを下端部で支持し、上下に駆動しつつ前記反応チューブを閉鎖し得るドア部と、前記ドア部に取り付けられ、基板搬入用ボートと基板搬入用補助ボートとの高さ間隔を調節して前記半導体基板と前記基板接触部との間隔を制御して接触面積を一定に調節する間隔制御装置と、を備える。
【０００６】
ここで、前記基板搬入用ボートは、内部に円筒状の収容空間が形成可能に円形に配置された複数の支持柱と、前記支持柱を上端部及び下端部において同じ平面に固定させる上部板及び下部板と、前記支持柱の長手方向に沿って一定の間隔をおいて形成されて半導体基板を水平に搬入可能に形成された基板支持部と、を備える。この時、前記支持柱は、一側が開放された円柱状を呈しつつ少なくとも三本配置されていることが、半導体基板の支持点を３以上に確保できて好ましい。そして、前記支持柱の断面は円形であっても良いが、多角形であることが今後の基板搬入用補助ボートの補助支持柱との配置を合理的にできて好ましい。
【０００７】
前記基板支持部は、前記支持柱の長手方向に垂直に突設された突出支持部であっても良く、前記支持柱の収容空間の内側にへこんで形成されたスロットであっても良い。
【０００８】
前記基板支持用補助ボートは、前記基板搬入用ボートと外接または内接して所定の間隔をおいて配置された補助支持柱を備え、前記各支持柱から中央に延びて形成されて前記半導体基板の下部の少なくとも一部を中央部分で接触可能に支持する前記基板ホルダーが形成されている。基板ホルダーは半導体基板の一部と接触して基板搬入用補助ボートに荷重が印加され、工程前に常温においては半導体基板と接触しないように半導体基板と基板ホルダーとの間に所定の間隔を保持し、高温工程が行われる間には弾性限界内において半導体基板の反り現象により自然に基板ホルダーと接触されて基板搬入用ボートに荷重が印加される。この時、前記補助支持柱は、内部に所定の円柱状の空間が形成されるように少なくとも一本であることが好ましい。
【０００９】
この時、基板接触部は、前記半導体基板を全面的に支持するように載置可能な板状に形成されており、前記補助支持柱には長手方向に沿って一定の間隔をおいて前記基板ホルダーを水平に搬入可能にホルダー支持部が形成されている。基板ホルダーの表面には凹状または凸状に形成された所定のパターンをさらに含むことができる。基板ホルダーは、縁部から中央に延びて形成された複数の開口部が形成されて支持柱が挿通可能になる。この時、前記ホルダー支持部は、前記補助支持柱をへこませて形成されたスロットであっても良く、前記補助支持柱から内側に突設された突出支持部であっても良い。
【００１０】
前記間隔制御装置は、前記基板搬入用ボート及び前記基板搬入用補助ボートのうちの少なくとも一方の下部を支持しつつ前記基板搬入用ボートの重量を感知する重量感知センサーと、前記基板搬入用ボート及び前記基板搬入用補助ボートのうちの少なくとも一方と連結されて該当ボートを微細に昇降させるボート昇降駆動部と、前記重量感知センサーと連結され、感知された重量と所定の基準値とを比較して前記ボート昇降駆動部を制御する間隔制御部と、を備える。
【００１１】
前記重量感知センサーは、圧電素子を用いて形成されることが、重量を正確に感知できて好ましい。
【００１２】
そして、前記ボート昇降駆動部は、微細に調節可能な電気モータであるか、あるいは、流体の圧力によって駆動される油圧式駆動体であることが、駆動の正確性及び柔軟性を確保できて好ましい。
【００１３】
前記間隔制御部は、前記重量感知センサーと前記ボート昇降駆動部との間に挟まれて直列接続させることが、重量感知センサーからの信号に基づきボート昇降駆動部の駆動を制御できて好ましい。
【００１４】
そして、間隔制御部の最適のプロセスは半導体基板の機械的な欠陥を除去するための半導体基板と基板ホルダーとの間隔の動力学的な調節であって、最適のプロセスは、高温において半導体基板と基板ホルダーとの接触点が認知可能に基板搬入用ボートと基板搬入用補助ボートとの重量を感知し、熱工程が行われる間に半導体基板の機械的な欠陥を除去するために動力学的に間隔を最適化させるように制御部に重量データをフィードバックし、高温における半導体基板の反りを用いて所定の間隔にて半導体基板の下部の元の位置にある基板ホルダー上に自然に半導体基板が載置されるようにする。
【００１５】
このように、本発明による半導体製造装置は、半導体基板を搬入し得る基板搬入用ボートと、半導体基板の下部を少なくとも一部で接触支持して重量の変化を感知し得る基板搬入用補助ボートとよりなるデュアルボート構造となっている。従って、半導体基板の下部における接触面積が一定に制御され、大径の半導体基板が反ることなく高温で処理可能になる。
【００１６】
そして、接触面積を一定に制御して半導体基板への反応ガスの供給を均一にでき、その結果、工程の均一性が向上される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。しかし、後述する本発明の実施の形態は様々な他の形態に変形でき、本発明の範囲が後述する実施の形態に限定されることはない。本発明の実施の形態は、当業者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。
【００１８】
図１Ａは、本発明による半導体製造装置を概念的に示す概略図であり、図１Ｂは、図１Ａの具体的な実施の形態を示す断面図である。そして図２は、本発明による半導体装置のドア部の拡大断面図である。
【００１９】
図１Ａ及び図１Ｂを参照すれば、本発明による半導体製造装置の上部には、半導体基板１００を工程処理するための収容空間が形成された管状の反応チューブ３０が備えられている。この反応チューブ３０は、半導体基板１００を搬入するための基板搬入用ボート２０と、この基板搬入用ボート２０をその下部を支持しつつ反応チューブ３０内に取り入れたり取り出すドア部５０と、を備える。加えて、基板搬入用ボート２０の半導体基板１００の下部を少なくとも部分的に接触支持し得る基板接触部２５を有する基板搬入用補助ボート１０を備える。ドア部５０には、基板搬入用ボート２０及び基板搬入用補助ボート１０の下端部を支持しつつこれらの重量を感知して半導体基板１００と基板接触部２５との接触面積を一定に制御する間隔制御装置６０が設けられている。
【００２０】
反応チューブ３０は、下部に開口部を有した管状を呈している。反応チューブ３０を覆って外郭には、反応チューブ３０を加熱し得る抵抗型コイルなどの加熱装置３５が設けられている。従って、反応チューブ３０内の温度を所定の工程温度まで高めて工程を行うことができる。
【００２１】
そして、反応チューブ３０の開口部には、基板搬入用ボート２０が載置されて昇降可能な板状のドア部５０が設けられている。このドア部５０は、工程中には反応チューブ３０の開口部を密閉する役割を果たす。
【００２２】
図１Ｂ及び図２を参照すれば、基板搬入用ボート２０は、一側壁が部分的に開放された円柱状の収容空間を形成するように複数の支持柱２１が垂直に並ぶように配置されている。この時、支持柱２１の断面は円形であっても良く、多角形であっても良い。前記支持柱２１の上端及び下端には、これらの支持柱２１を上部及び下部で同一平面上に固定支持する円板状の上部板２０ａ及び下部板２０ｂが形成されている。基板搬入用ボート２０は、下端部が所定の支持構造体を形成するボートキャップ４０によってドア部５０に支持されている。
【００２３】
基板搬入用補助ボート１０は、基板搬入用ボート２０を取り囲んでその外側に形成されても良く、  基板搬入用ボート２０の内側に隣接して形成されても良い。ここでは、外側に形成された基板搬入用補助ボート１０を実施例として取って説明する。すなわち、複数の補助支持柱１１が支持柱２１と並ぶように配置されるが、支持柱２１が形成する円周より外郭に配置され、一側壁が開放された円注状の空間を形成する。この時、補助支持柱１１の上端部及び下端部は各々同一面上で支持されて固定可能に、円板状の補助上部板１０ａ及び補助下部板１０ｂが形成されている。そして、基板搬入用ボート２０に搬入された半導体基板１００の下部が支持可能に、基板接触部２５が各補助支持柱１１から水平に延びて形成されている。
【００２４】
図３Ａ及び図３Ｂは、各々基板搬入用ボート２０及び基板搬入用補助ボート１０を詳細に説明するための図１Ａの“Ａ”部分の拡大断面図である。ここで、図３Ａは、基板搬入用ボート２０及び基板搬入用補助ボート１０を各々分解して示す断面図であり、図３Ｂは、基板搬入用ボート２０及び基板搬入用補助ボート１０を結合して示す断面図である。
【００２５】
図３Ａを参照すれば、本発明による半導体製造装置の基板搬入用ボート２０は、各支持柱２１に長手方向に対して所定間隔だけ離れて半導体基板１００を縁部から支持するように基板支持部２１ａが形成されている。すなわち、基板支持部２１ａは、半導体基板１００を水平方向に掛け渡し得るように支持柱２１を収容空間の内側に凹ませて形成されたスロット状である。以下では、基板支持部とスロットとに対して同じ参照番号を付して使用する。従って、このスロット２１ａに半導体基板１００を嵌め込んで垂直方向に積層し、多数枚の半導体基板１００を搬入できる。
【００２６】
図３Ａの下部に示された基板搬入用補助ボート１０は、半導体基板１００を下部で少なくとも部分的に支持し得る基板接触部２５として、板状の基板ホルダーを有する。以下では、基板接触部と基板ホルダーとは同一に使用する。そして、この基板接触部２５を縁部で支持可能に各補助支持柱１１にホルダー支持部１１ａが形成されている。このホルダー支持部１１ａは、基板搬入用補助ボート１０の収容空間の内側に補助支持柱１１を凹ませて形成されたスロットであっても良く、補助支持柱１１から内側に突設された支持突出部であっても良い。ここで、基板ホルダー２５の支持柱２１との対応部分に開口部（図示せず）が形成されている。従って、基板搬入用ボート２０が基板搬入用補助ボート１０に対して所定高さだけ昇降可能になる。この時、開口部は、基板ホルダー２５の中央部分から外側に端部まで延びて形成され、その形状には制限がない。
【００２７】
図３Ｂを参照すれば、工程を行うために、半導体基板１００が基板搬入用ボート２０に搬入される。この時、半導体基板１００の中央部分は基板接触部２５に載置され、両縁部は基板支持部２１ａに支持される。すなわち、半導体基板１００は基板搬入用ボート２０と基板搬入用補助ボート１０とに同時に支持されてその重量が両側に分散される。
【００２８】
図４Ａ及び図４Ｂは各々、半導体基板が基板搬入用ボート２０に搬入された後、工程が始まる前の状態と、工程が行われている状態とを示す断面図である。ここで、線影部分は基本的に基板搬入用補助ボート１０に取り入れられる部分であり、そうでない部分は基板搬入用ボート２０に取り入れられる部分である。一方、半導体基板１００は重量が両側に分散されて取り入れられる。
【００２９】
図４Ａを参照すれば、初期に半導体基板１００が基板搬入用ボート２０に搬入された時、半導体基板１００はほとんど水平の状態を保持しており、その重量も基板支持部２１ａと基板接触部２５とに分散されてバランス良く支持されている。すなわち、基板搬入用補助ボート１０を介してかかる荷重は、基板搬入用補助ボート１０と基板接触部２５及び半導体基板１００の下部の中央部分の重量である。そして、基板搬入用補助ボート１０を介して印加された荷重は、基板搬入用ボート２０及び基板支持部２１ａに掛け渡された半導体基板１００の最縁部の重量である。
【００３０】
図４Ｂを参照すれば、工程が始まって半導体基板１００が高温の工程温度（約９００ないし１３５０℃）に晒されれば、半導体基板１００が膨脹し、そのシリコン流動性のゆえに中央部分が下方に湾曲される。これにより、半導体基板１００のほとんどを広く支持する基板ホルダー２５が位置した中央部分に湾曲による分散荷重が加えられる。従って、基板ホルダー２５の搬入された基板搬入用補助ボート１０の全体的な荷重が増し、重量が変わる。このような重量の変化は間隔制御装置６０によって感知され、感知された重量に基づき半導体基板１００と基板ホルダー２５との間隔が適正に調節される。すなわち、基板ホルダー２５を基板支持部２１ａに対して下降させる。これにより、基板ホルダー２５のさらなる荷重が基板支持部２１ａに伝わって基準荷重に戻る。これとは逆に、温度が下がって半導体基板が収縮し、半導体基板１００が湾曲状態から元の状態に回復されれば、基板搬入用補助ボート１０の重量が減る。間隔制御装置６０は基板ホルダー２５を上昇させて基準荷重に調整する。
【００３１】
図５は、本発明の半導体製造装置に組み付けられた間隔制御装置６０を詳細に説明するために、基板搬入用ボート２０及びドア部５０を拡大して示す断面図である。
【００３２】
これを参照すれば、間隔制御装置６０は、基板搬入用ボート２０の下端部を支持するボートキャップ４０と、ボートキャップ４０を介してドア部５０の外側に延びて基板搬入用ボート２０に印加された荷重を下部に伝達し、基板搬入用ボート２０の下部を支持しつつ基板搬入用ボート２０に印加された重量の変化を感知する第１の重量感知センサー６１とを備える。加えて、間隔制御装置６０は、基板搬入用補助ボートの下端部を支持し、ドア部５０の外側に延びて基板搬入用補助ボート１０に印加された荷重を下部に伝達する構成体（ボートキャップ４０に内蔵）を介して重量を感知する第２の重量感知センサー６３を備える。ここで、第１及び第２の重量感知センサー６１、６３としては、圧電物質よりなる圧電素子を用いることが、重量による信号制御が容易なので好ましい。この時、基板搬入用補助ボート１０は、その下端がドア部５０の板面に支持固定されている。基板搬入用ボート２０の下部には、基板搬入用ボート２０と連結されて基板搬入用ボート２０を微細に昇降させて基板ホルダー２５と基板支持部２１ａまたは半導体基板１００との間隔を調節するボート昇降駆動部６５が設けられている。そして、間隔制御部６７は、重量感知センサー６１、６３及びボート昇降駆動部６５に電気的に接続されて重量感知センサー６１、６３からの感知信号を演算処理し、これに基づきボート昇降駆動部６５を制御する。この時、昇降駆動装置６５は、第１及び第２の重量感知センサー６１、６３によって感知された重量差に基づき動作する。
【００３３】
図６は、本発明の他の実施の形態による間隔制御装置の断面図である。ここで、間隔制御装置６０の重量感知センサー６１、６３は、ドア部５０の内側または外側に設けられる。ここでは、間隔制御装置６０の重量感知センサー６１、６３がドア部の内側に設けられている。
【００３４】
これを参照すれば、図５の実施の形態とは反対に、ボート昇降駆動部６５が基板搬入用補助ボート１０の下部と連結されている。これにより、基板搬入用補助ボート１０を微細に昇降できる。従って、半導体基板１００が下方に湾曲されて基板搬入用補助ボート１０に印加された荷重が増せば、基板搬入用補助ボート１０を上昇させて重量のバランスを取る。
【００３５】
図７Ａは、本発明の半導体製造装置において、基板ホルダー２５と基板支持部２１ａとの間隔を制御して半導体基板１００と基板ホルダー２５との接触面積を調節する過程を示すフローチャートであり、図７Ｂは、  そのブロック図である。
【００３６】
これを参照すれば、半導体基板１００が基板搬入用ボート２０に載置されて反応チューブ３０内に搬入されれば、間隔調節のための所定の基準値が記憶されたレシピーを搬入して工程を行う（Ｓ１）。次に、第１及び第２の重量感知センサー６１、６３は、半導体基板の重量を感知して間隔制御部６７に伝達する（Ｓ２）。次に、感知された重量と所定の基準値とを比較し、両値の差分値を得る（Ｓ３）。得られた差分値が誤差範囲内であれば、そのまま工程を進め、誤差範囲以上であれば、ボート昇降駆動部６５を制御して基板搬入用ボート２０または基板搬入用補助ボート１０を所定間隔だけ昇降させる（Ｓ４）。ここで、所定の基準値は電流値などの電気的な設定値であっても良く、実際の質量（ｇまたはｋｇにて表示）であっても良い。そして、所定の基準値としては、基板搬入用ボート２０及び基板搬入用補助ボート１０に印加される重量に対して設定しても良く、基板搬入用ボート２０に基本的にかかる荷重と、基板搬入用補助ボート１０に印加される荷重との差分値として設定しても良い。基本的に、間隔制御のために用いられる基準値は、荷重の違いである。
【００３７】
熱処理工程は下記のようになされる。
【００３８】
加熱装置３５により反応チューブ３０内の温度は工程温度（９００ないし１３５０℃）に上がる。半導体基板１００が高温に長時間晒されれば、半導体基板１００が膨脹し、基板をなすシリコンが流動性を有する。これにより、半導体基板１００は下方に湾曲され、半導体基板１００の荷重が基板ホルダー２５に集中する。集中した荷重は基板搬入用補助ボート１０に伝わり、第２の重量感知センサー６３は増加された重量を間隔制御部６７に伝達する。間隔制御部６７は、伝達された重量と所定の基準値とを比較し、ボート昇降駆動部６５を駆動して基板搬入用補助ボート１０の基板ホルダー２５を所定量下降させる。これにより、基板ホルダー２５と基板支持部２１ａとの間隔が広まって基板ホルダー２５に支持される荷重が基板支持部２１ａ側に分散され、基板搬入用補助ボート１０の第２の重量感知センサー６３における感知荷重が減る。前記の如き過程が連続的に繰り返されれば、工程が行われる間に、基板ホルダー２５への半導体基板１００の荷重及び下部における接触面積は常に一定に保たれる。工程が終わって工程温度を下げる時には、前述のところと反対に動作する。すなわち、温度が下がりつつ半導体基板１００が収縮し、彎曲されていた中央部分が平らになれば、基板ホルダー２５に印加される荷重が減る。従って、重量感知センサー６１、６３は重量の変化を感知し、間隔制御部６７はボート昇降駆動部６５を駆動して基板ホルダーを上昇させて正常の設定基準値に戻す。
【００３９】
以上のように、本発明による半導体製造装置は、高温工程が行われる間に基板搬入用ボート２０または基板搬入用補助ボート１０が微細に昇降して半導体基板１００と基板ホルダー２５との接触面積を一定に保持できる。従って、半導体基板１００の湾曲現象による欠陥を最小化でき、基板の平坦度を大きく向上させられる。
【００４０】
一方、本発明による半導体製造装置は、基板搬入用補助ボート１０を円注状に形成せず、半導体基板１００の中央に基板ホルダー２５を支持するように形成しても良い。すなわち、二本の補助支持柱１１を互いに並ぶように配置し、これら補助支持柱１１上に基板ホルダー２５を掛け渡し、半導体基板１００の湾曲による荷重の変化を感知して半導体基板１００と基板ホルダー２５との間隔を調節する。これにより、補助支持柱１１と支持柱２１との配置を容易にでき、補助支持柱１１の数が減って基板搬入用補助ボート１０の構成が簡単になる。この場合には、基板ホルダー２５が補助支持柱１１に固定できる。
【００４１】
そして、間隔制御装置６０の重量感知センサー６１、６３は、基板搬入用ボート２０及び基板搬入用補助ボート１０の両方に取り付けられると説明されたが、必ずしもこれに限定されることなく、基板搬入用ボート２０及び基板搬入用補助ボート１０のうちのどちらか一方にのみ取り付けられても良い。加えて、重量の変化を感知して基板搬入用ボート２０と基板搬入用補助ボート１０との間隔を制御する構造として、電子天秤構造を使用しても良い。すなわち、基板搬入用ボート２０と基板搬入用補助ボート１０とを天秤構造に形成し、両間のバランスが崩れれば、基板搬入用ボート２０または基板搬入用補助ボート１０を昇降させてバランスを取る。
【００４２】
また、前述した実施の形態では、基板搬入用ボート２０及び基板搬入用補助ボート１０のうちのどちらか一方を昇降させて半導体基板１００と基板ホルダー２５との間隔を調節している。しかし、必ずしもこれに限定されることなく、基板搬入用ボート２０及び基板搬入用補助ボート１０の両方を昇降させて間隔を調節しても良い。このためには、ボート昇降駆動部６５が基板搬入用ボート２０及び基板搬入用補助ボート１０に各々一つずつ設けられなければならない。これにより、微細な間隔の調節が一層容易になる。
【００４３】
そして、前述した実施の形態では、半導体基板１００が基板ホルダー２５と完全に接触されると説明されたが、必ずしもこれに限定されることなく、半導体基板１００を搬入する時、半導体基板１００の彎曲量だけ基板ホルダー２５と半導体基板１００とを最初から間隔をもって搬入しても良い。
【００４４】
【発明の効果】
上述したように、本発明による半導体製造装置は、基板ホルダーと半導体基板との接触面積を一定に保持することにより、高温工程中の半導体基板の反りを防止できる。
【００４５】
また、半導体基板の下部における接触面積を一定に保持することにより、半導体基板に生じる欠陥を大きく低減できる。
【００４６】
さらに、半導体基板と基板ホルダーとの間隔を任意に調節できることから、半導体基板に欠陥が生じないように半導体基板を様々な方法により搬入できる。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】本発明の半導体製造装置の概略断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの具体的な実施の形態の断面図である。
【図２】本発明による半導体製造装置の基板搬入用ボート及び基板搬入用補助ボートの下部構造を拡大して示す断面図である。
【図３Ａ】本発明の半導体製造装置に取り付けられる基板搬入用ボート及び基板搬入用補助ボートを分解して示す断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの基板搬入用ボート及び基板搬入用補助ボートを結合して示す断面図である。
【図４Ａ】本発明の基板搬入用ボートに半導体基板が載置された場合の初期の半導体基板の状態を示す断面図である。
【図４Ｂ】高温工程が行われる間の半導体基板の状態を示す断面図である。
【図５】本発明の半導体製造装置に取り付けられる間隔制御装置を備えるドア部の拡大断面図である。
【図６】本発明の半導体製造装置に取り付けられる間隔制御装置の他の実施の形態を示す断面図である。
【図７Ａ】間隔制御装置により補助ボートの高さを微細に調節する過程を示すフローチャートである。
【図７Ｂ】間隔制御装置等のブロック図である。
【符号の説明】
１０  基板搬入用補助ボート
１１  補助支持柱
１１ａ  ホルダー支持部
２０  基板搬入用ボート
２１  支持柱
２１ａ  基板支持部（スロット）
２５  基板接触部（基板ホルダー）
４０  ボートキャップ
５０  ドア部
１００  半導体基板
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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