(57)【要約】【課題】装置及びボートの大幅な設計変更を行わずに、容易に処理枚数を増加することができ、プロセスガスの有効利用と生産性とを向上することのできる保持治具、半導体ウェーハの製造装置、半導体基板及び保持治具の搭載方法を提供する。【解決手段】保持治具６は、ボート３内の支持部材７に保持される第１の半導体基板Ｗ１の直上において、第２の半導体基板Ｗ２を第１の半導体基板Ｗ１と略平行に保持しながら、支持部材７に、第１の半導体基板Ｗ１及び第２の半導体基板Ｗ２とともに搭載される。【選択図】        図３
2004172374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直方向に配置された反応炉に沿って複数段に配列された半導体基板の周縁部を支持する複数の支持部材が備えられ、前記反応炉に対して挿入及び引き出し可能なボート内に、半導体基板とともに搭載される保持治具であって、
前記支持部材に保持される第１の半導体基板の直上において、第２の半導体基板を前記第１の半導体基板と略平行に保持しながら、前記支持部材に搭載されることを特徴とする保持治具。
【請求項２】
前記第１及び第２の半導体基板とともに移載手段に移載されることによって前記ボート内の前記支持部材に搭載される保持治具本体を備え、
前記保持治具本体には、該保持治具本体の上面側に開口する上面側開口部と、下面側に開口する下面側開口部とが形成され、前記上面側開口部と前記下面側開口部とが連通しており、
前記第１の半導体基板は、前記支持部材に支持された状態で、前記下面側開口部内に配置され、かつ、前記移載手段に載置された状態で、前記第１の半導体基板の周縁部が前記下面側開口部に係止され、
前記第２の半導体基板は、前記上面側開口部を塞ぐようにして前記保持治具本体の上面で保持されることを特徴とする請求項１に記載の保持治具。
【請求項３】
前記第１及び第２の半導体基板とともに移載手段に移載されることにより前記ボート内の前記支持部材に搭載される保持治具本体を備え、
前記保持治具本体には、該保持治具本体の上面側に開口する上面側開口部と、下面側に開口する下面側開口部とが形成され、前記上面側開口部と前記下面側開口部との間にはこれら上面側開口部と下面側開口部とを仕切る仕切り部が設けられており、
前記第１の半導体基板は、前記支持部材に支持された状態で、前記下面側開口部内に配置され、かつ、前記移載手段に載置された状態で、前記第１の半導体基板の周縁部が前記下面側開口部に係止され、
前記第２の半導体基板は、前記上面側開口部を塞ぐようにして前記保持治具本体の上面で保持されることを特徴とする請求項１に記載の保持治具。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の保持治具と、
鉛直方向に配置された反応炉と、
該反応炉に対して挿入及び引き出し可能で、かつ、前記反応炉に沿って複数段に配列された半導体基板の周縁部を支持する支持部材が備えられたボートと、
前記保持治具と半導体基板とを移載することによって前記ボート内に搭載する移載手段とを有することを特徴とする半導体ウェーハの製造装置。
【請求項５】
前記支持部材は、前記第１の半導体基板の周縁部を支持する支持面を有し、該支持面には、前記第１の半導体基板の中央部に向けて下方に傾斜するテーパー部が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の半導体ウェーハの製造装置。
【請求項６】
鉛直方向に配置された反応炉に沿って複数段に配列された半導体基板の周縁部を支持する支持部材が備えられ、前記反応炉に対して挿入及び引き出し可能なボート内に、請求項２又は３に記載の保持治具を、半導体基板とともに移載手段に移載することによって搭載する半導体基板及び保持治具の搭載方法であって、
前記移載手段に、前記第１の半導体基板、保持治具、第２の半導体基板をこの順に積み重ねた状態で載置する載置工程と、前記移載手段に載置された前記第１の半導体基板、保持治具、第２の半導体基板を、前記移載手段によって前記ボート内の支持部材上に搭載する搭載工程とを備え、
前記移載工程では、前記移載手段に前記第１の半導体基板が載置され、該第１の半導体基板の周縁部に前記保持治具の下面側開口部が係止し、前記第２の半導体基板が前記保持治具の上面側開口部を塞ぐようにして載置され、
前記搭載工程では、前記第１の半導体基板及び前記保持治具が前記支持部材に支持されるとともに、前記第１の半導体基板が前記保持治具の下面側開口部内に配置され、前記第２の半導体基板が前記保持治具の上面側開口部を塞ぐようにして前記保持治具本体の上面で保持されることを特徴とする半導体基板及び保持治具の搭載方法。
【請求項７】
前記第１の半導体基板は、該第１の半導体基板に気相成長する面を下面にして前記移載手段に載置し、
前記第２の半導体基板は、該第２の半導体基板に気相成長する面を上面にして前記保持治具に載置することを特徴とする請求項６に記載の半導体基板及び保持治具の搭載方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボート内に、半導体基板とともに搭載される保持治具、半導体ウェーハの製造装置、半導体基板及び保持治具の搭載方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリコンエピタキシャルウェーハ（以下、単にエピタキシャルウェーハと言うことがある）は、シリコン単結晶基板（以下、単に基板と言うことがある）の主面上に、シリコンエピタキシャル層を気相成長することによって製造することができる。このような気相エピタキシャル成長は、例えば、縦型減圧ＣＶＤ装置によって行われることが知られている（特許文献１）。
【０００３】
縦型減圧ＣＶＤ装置は、基板を熱処理する鉛直方向に配置された反応炉（処理容器）と、該反応炉内に配されて多数の基板を支持するボートと、基板をボートに移載したりエピタキシャルウェーハをボートから移載したりする移載手段とを備えて概略構成されている。
ボートには、基板を反応炉に沿って複数段に配列して搭載するための支持部材が上下方向に一定間隔で設けられており、これら支持部材に基板を搭載することによって基板の周縁部が支持され、上下方向に多数の基板を積層状態で搭載可能となっている。
このような縦型減圧ＣＶＤ装置によって基板に気相エピタキシャル成長させる場合は、まず、基板を、移載手段に載置して移動させることによりボートに搭載する。次いで、基板が搭載されたボートを反応炉内に挿入する。その後、反応炉内を所定の温度に加熱しつつ、反応炉内に原料ガスを導入することにより、基板の表面に気相エピタキシャル成長させてエピタキシャルウェーハを製造する。エピタキシャルウェーハ製造後、反応炉から引き出されたボートからエピタキシャルウェーハは移載手段により移載され、例えば、収納部のカセット内に収容される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１５３６９５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許文献１のような縦型減圧ＣＶＤ装置による気相エピタキシャル成長は、ボートに搭載した多数枚（例えば、２５枚〜１００枚程度）の基板に対し、一度に気相成長を行うことができるため、生産性が良いと言う利点があるが、さらに反応炉内に搭載する基板の枚数を増加して生産性を向上させることが望まれている。
そこで、例えば、ボートの高さを増大して搭載する基板の枚数を増加させることが考えられるが、ボートの高さを変更するには、新たな設計が必要となりコストの増大を招くという問題がある。
【０００６】
また、上記特許文献１のような縦型減圧ＣＶＤ装置の場合には、ある程度間隔をあけて複数段に設けられたリング状の支持部材によって基板の周縁部が保持されるので、上下方向に配列された基板どうしは所定間隔に保たれる。そのため、基板は、その主表面のみならず、反応雰囲気に露出した主裏面にも同時に気相成長される。そのため、原料ガス等のプロセスガスの利用率が低く、かつ、生産性も低い。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、装置及びボートの大幅な設計変更を行わずに、容易に処理枚数を増加することができ、プロセスガスの有効利用と生産性とを向上することのできる保持治具、半導体ウェーハの製造装置、半導体基板及び保持治具の搭載方法を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、
鉛直方向に配置された反応炉に沿って複数段に配列された半導体基板の周縁部を支持する複数の支持部材が備えられ、前記反応炉に対して挿入及び引き出し可能なボート内に、半導体基板とともに搭載される保持治具であって、
前記支持部材に保持される第１の半導体基板の直上において、第２の半導体基板を前記第１の半導体基板と略平行に保持しながら、前記支持部材に搭載されることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の半導体ウェーハの製造装置は、
上記保持治具と、
鉛直方向に配置された反応炉と、
該反応炉に対して挿入及び引き出し可能で、かつ、前記反応炉に沿って複数段に配列された半導体基板の周縁部を支持する支持部材が備えられたボートと、
前記保持治具と半導体基板とを移載することによって前記ボート内に搭載する移載手段とを有することを特徴としている。
【００１０】
本発明の保持治具及び半導体ウェーハの製造装置によれば、保持治具によって、第１の半導体基板どうしの隙間を有効利用し、第２の半導体基板が第１の半導体基板の直上で保持されるので、ボートの設計を変更することなく、従来の倍の枚数の半導体基板をボート内に搭載することが可能となる。よって、一度に気相成長できる半導体基板の枚数が増えるので、プロセスガスを有効に利用でき、かつ、生産性を向上させることができる。
また、保持治具は、支持部材に保持される第１の半導体基板の直上において、該第１の半導体基板どうしの隙間に第２の半導体基板を、第１の半導体基板と略平行に保持しながら支持部材に搭載するので、この保持治具により、第１の半導体基板の上面と第２の半導体基板の下面とがほぼ接近した状態とされる。したがって、第１の半導体基板の上面及び第２の半導体基板の下面が、反応雰囲気に露出されにくく、第１の半導体基板の上面及び第２の半導体基板の下面に気相成長されにくい。
【００１１】
より具体的には、保持治具は、前記第１及び第２の半導体基板とともに移載手段に移載されることによって前記ボート内の前記支持部材に搭載される保持治具本体を備え、
前記保持治具本体には、該保持治具本体の上面側に開口する上面側開口部と、下面側に開口する下面側開口部とが形成され、前記上面側開口部と前記下面側開口部とが連通しており、
前記第１の半導体基板は、前記支持部材に支持された状態で、前記下面側開口部内に配置され、かつ、前記移載手段に載置された状態で、前記第１の半導体基板の周縁部が前記下面側開口部に係止され、
前記第２の半導体基板は、前記上面側開口部を塞ぐようにして前記保持治具本体の上面で保持されることが好ましい。
【００１２】
このように、第１の半導体基板は、移載手段に載置された状態で第１の半導体基板の周縁部が下面側開口部に係止され、第２の半導体基板は、上面側開口部を塞ぐようにして保持治具本体の上面で保持されるので、第１の半導体基板、保持治具、第２の半導体基板を安定した状態で移載手段上に積み重ねることができる。よって、第１の半導体基板、保持治具、第２の半導体基板が安定した状態で移載手段からボートの支持部材上に一度に搭載できるので、搬送効率に優れる。
【００１３】
また、保持治具は、前記第１及び第２の半導体基板とともに移載手段に移載されることにより前記ボート内の前記支持部材に搭載される保持治具本体を備え、前記保持治具本体には、該保持治具本体の上面側に開口する上面側開口部と、下面側に開口する下面側開口部とが形成され、前記上面側開口部と前記下面側開口部との間にはこれら上面側開口部と下面側開口部とを仕切る仕切り部が設けられており、
前記第１の半導体基板は、前記支持部材に支持された状態で、前記下面側開口部内に配置され、かつ、前記移載手段に載置された状態で、前記第１の半導体基板の周縁部が前記下面側開口部に係止され、
前記第２の半導体基板は、前記上面側開口部を塞ぐようにして前記保持治具本体の上面で保持されるように構成しても良い。
【００１４】
このように、保持治具本体には、上面側開口部と下面側開口部とを仕切る仕切り部が設けられているので、仕切り部により、第１の半導体基板と第２の半導体基板とが完全に仕切られる。よって、第２の半導体基板が保持治具本体の上面で保持される際に接触することによって生じるパーティクルが、第１の半導体基板に落ちるのを防止することができ、品質向上を図れる。
また、上述したように、第１の半導体基板、保持治具、第２の半導体基板を安定した状態で移載手段上に積み重ねることができるので、第１の半導体基板、保持治具、第２の半導体基板が安定した状態で移載手段からボートの支持部材上に一度に搭載できるので、搬送効率に優れる。
【００１５】
さらに、前記半導体ウェーハの製造装置において、前記支持部材は、前記第１の半導体基板の周縁部を支持する支持面を有し、該支持面には、前記第１の半導体基板の中央部に向けて下方に傾斜するテーパー部が形成されていることが好ましい。
【００１６】
このように支持部材の支持面に、第１の半導体基板の中央部に向けて下方に傾斜するテーパー部を形成することにより、第１の半導体基板の周縁部において支持部材に接触する面が少なくなり、段差をつけることなく薄膜を形成することが可能となり、品質向上を図れる。
【００１７】
また、本発明の半導体基板及び保持治具の搭載方法は、
前記移載手段に、前記第１の半導体基板、保持治具、第２の半導体基板をこの順に積み重ねた状態で載置する載置工程と、前記移載手段に載置された前記第１の半導体基板、保持治具、第２の半導体基板を、前記移載手段によって前記ボート内の支持部材上に搭載する搭載工程とを備え、
前記移載工程では、前記移載手段に前記第１の半導体基板が載置され、該第１の半導体基板の周縁部に前記保持治具の下面側開口部が係止し、前記第２の半導体基板が前記保持治具の上面側開口部を塞ぐようにして載置され、
前記搭載工程では、前記第１の半導体基板及び前記保持治具が前記支持部材に支持されるとともに、前記第１の半導体基板が前記保持治具の下面側開口部内に配置され、前記第２の半導体基板が前記保持治具の上面側開口部を塞ぐようにして前記保持治具本体の上面で保持されることを特徴としている。
【００１８】
本発明の半導体基板及び保持治具の搭載方法によれば、移載工程で、移載手段に載置された第１の半導体基板の周縁部に保持治具の下面側開口部が係止し、第２の半導体基板が保持治具の上面側開口部を塞ぐようにして載置されるので、移載手段上に安定した状態で積み重ねることができる。よって、搭載工程で、第１の半導体基板、保持治具、第２の半導体基板が安定した状態で移載手段からボートの支持部材上に一度に搭載でき、よって搬送効率に優れる。
また、保持治具によって、ボートの設計を変更することなくボートに搭載する半導体基板の枚数を容易に増加でき、プロセスガスも有効に利用でき、かつ、生産性を向上させることができる。
【００１９】
ここで、第１の半導体基板は、該第１の半導体基板に気相成長する面を下面にして前記移載手段に載置し、第２の半導体基板は、該第２の半導体基板に気相成長する面を上面にして前記保持治具に載置することが好ましい。
【００２０】
第１の半導体基板は、気相成長する面を下面にして移載手段に載置し、第２の半導体基板は、気相成長する面を上面にして保持治具に載置するので、これら第１及び第２の半導体基板において、主に気相成長する面の方が反応雰囲気に露出される。したがって、これら第１及び第２の半導体基板の気相成長する面（主表面）に安定して気相成長が行われることとなり、均一に薄膜を形成することが可能となる。
また、第１の半導体基板の気相成長する面を下面にして移載手段に載置することにより、支持部材に第１の半導体基板を搭載し接触した際に生じるパーティクルが第１の半導体基板の気相成長する面に付着するのを防止でき、品質向上を図れる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１及び第２の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［第１の実施の形態］
本発明の半導体ウェーハの製造装置（以下、単に製造装置と言う）は、基板（例えば、シリコン単結晶基板）の主面上に薄膜（例えば、シリコン単結晶薄膜）を気相成長させるための装置である。なお、本実施の形態では、好適な一例として縦型減圧ＣＶＤ装置を例に挙げる。
まず、製造装置の構成について説明する。図１（ａ）に示すように、製造装置１は、反応炉２と、ボート３と、収納部４と、移載機（移載手段）５とを備えて概略構成されている。
【００２２】
収納部４は、反応炉２において処理される基板ＷあるいはエピタキシャルウェーハＷ、及び後述する保持治具６が収容されたカセットを複数備えている。なお、図１（ａ）に示す収納部４及びボート３には、図面の関係上基板ＷあるいはエピタキシャルウェーハＷのみを記載し、保持治具６は省略している。
【００２３】
移載機５は、収納部４のカセットから処理すべき基板Ｗ及び保持治具６を移載して、基板Ｗ及び保持治具６をボート３内に搭載する。そして、これら基板Ｗ及び保持治具６が搭載されたボート３が反応炉２に挿入されると、反応炉２にて基板Ｗに気相成長される。気相成長後、ボート３が反応炉２から引き出されると、移載機５は、気相成長されたエピタキシャルウェーハＷと保持治具６とを再び移載して収納部４に収容する。
移載機５は、基板ＷあるいはエピタキシャルウェーハＷ及び保持治具６を保持する移載用フォーク５１を備えている。
【００２４】
移載用フォーク５１はその上面で、基板ＷあるいはエピタキシャルウェーハＷの周縁部のみを保持するように、移載用フォーク５１の中央部には、その上下面に連通する開口部５１ａが形成されている。
また、移載用フォーク５１は、前進後退かつ上下方向への往復移動及び回転移動が可能である。すなわち、移載用フォーク５１が前進後退することによって収納部４から移載用フォーク５１上に基板Ｗ及び保持治具６が載置されると、ボート３側に回転して上昇しボート３の上側から支持部材７（後述する）に基板Ｗ及び保持治具６を順次搭載する。
【００２５】
反応炉２は、図２に示すように、反応容器２１と、ガス導入管２２と、排気管２３と、加熱装置２４と、真空装置（図示しない）等を備えて概略構成されている。なお、図２においても図面の関係上、基板Ｗのみを記載し保持治具（後述する）６は省略している。
【００２６】
反応容器２１は、上端が閉塞されたアウターチューブ２１１と、該アウターチューブ２１１の内部に同心に設けられて上端が開放されたインナーチューブ２１２とから構成されている。インナーチューブ２１２は、いわゆる先つぼみ型である。さらに、アウターチューブ２１１とインナーチューブ２１２との間には下端部が閉塞された円筒状の空間２１４が形成されている。
【００２７】
ガス導入管２２は、インナーチューブ２１２のガス導入口部分に設けられ、排気管２３は、前記空間２１４のガス排気口部分に設けられている。そして、ガス導入管２２から導入されたガスは、インナーチューブ２１２の内壁に沿ってボート３及び空間２１４内を流れて、排気管２３から排気されるようになっている。
【００２８】
加熱装置２４は、反応炉２１の周囲に配設されており該反応炉２１を加熱する。加熱装置２４としては、例えば、加熱ヒータ等が挙げられる。また、加熱装置２４の周囲には、断熱材２５が加熱装置２４の全体を覆うようにして配設されている。
真空ポンプは、図示しないが反応炉２１内を減圧するためのものである。
ボート３は、ボート回転機構３１の駆動によって鉛直軸回りに回転する。
【００２９】
次に、ボート３の構成について詳細に説明する。
ボート３には、図示しないボート用エレベータが設けられており、このボート用エレベータが上下に駆動することにより、ボート３は反応炉２に対して挿入及び引き出し可能とされる（図１（ａ）参照）。したがって、ボート３を反応炉２から引き出すことによって、該ボート３に基板Ｗや保持治具６が搭載され、該基板Ｗや保持治具６が搭載されたボート３は、再び反応炉２に挿入されるようになっている。
また、ボート３は、図３に示すように、反応炉２の鉛直方向に沿って複数段に配列された基板Ｗの周縁部を略平行に支持する複数の支持部材７を有している。このように支持部材７に基板Ｗが支持されることによって、該基板Ｗの主表面に気相成長が可能とされている。
【００３０】
支持部材７は、図３に示すように、平坦な面７１と、基板Ｗの下面の周縁部を支持する支持面７２とを有し、該支持面７２には、基板Ｗの中央部に向けて下向きに傾斜するテーパー部７２１が形成されている。
【００３１】
また、支持部材７には、第１の半導体基板Ｗ１の直上において、第２の半導体基板Ｗ２を第１の半導体基板Ｗ１と略平行に保持する保持治具６が搭載される。ここで、保持治具６を第１の半導体基板１の直上に設けるとは、第１の半導体基板Ｗ１と該第１の半導体基板Ｗ１の上側に配置される第２の半導体基板Ｗ２との間に、上段の第１の半導体基板Ｗ１が配置されないように設けることを言う。なお、以下、支持部材７に保持される基板Ｗを第１の半導体基板Ｗ１と言い、保持治具６に保持される基板Ｗを第２の半導体基板Ｗ２と言う。
【００３２】
本発明の特徴部分である保持治具６は、例えば、ＳｉＣ、カーボンあるいは石英によって形成されている。
保持治具６は、第１及び第２の半導体基板Ｗ１、Ｗ２とともに移載機５に移載されることによって、ボート３内の支持部材７に搭載される保持治具本体６１を備えている（図４参照）。
保持治具本体６１には、保持治具本体６１の上面側に開口する上面側開口部６２と、下面側に開口する下面側開口部６３とが形成されており、これら上面側開口部６２と下面側開口部６３とが連通している。上面側開口部６２は、保持治具本体６１の周縁部に向けて径が拡がるテーパー形状とされ、下面側開口部６３は、側断面視略矩形状とされている（図３参照）。
【００３３】
このように保持治具６を構成することにより、図３に示すように、ボート３内に、第１の半導体基板Ｗ１、保持治具６、第２の半導体基板Ｗ２が順に搭載された状態では、第１の半導体基板Ｗ１は、支持部材７にその周縁部が支持されるとともに保持治具６の下面側開口部６３内に配置され、保持治具本体６１と非接触とされている。また、第２の半導体基板Ｗ２は、保持治具６の上面側開口部６２を塞ぐようにして、その周縁部が保持治具本体６１の上面で保持されている。このとき、第１の半導体基板Ｗ１の直上において、第２の半導体基板Ｗ２が第１の半導体基板Ｗ１と略平行に保持されている。
【００３４】
したがって、第１の半導体基板Ｗ１の上面及び第２の半導体基板Ｗ２の下面は、反応雰囲気中にほとんど露出されないので、第１の半導体基板Ｗ１の上面及び第２の半導体基板Ｗ２の下面に気相成長されにくい。よって、後述するが、第１の半導体基板Ｗ１は、気相成長する面（以下、主表面と言う）を下面にして支持部材７の上面に載置されており、第２の半導体基板Ｗ２は、主表面を上面にして保持治具６の上面に載置されている。
【００３５】
一方、図１（ｂ）に示すように、移載機５に第１の半導体基板Ｗ１、保持治具６、第２の半導体基板Ｗ２がこの順に積み重ねられた状態では、移載機５の移載用フォーク５１の上面で第１の半導体基板Ｗ１の周縁部が支持されるとともに、該周縁部に保持治具６の下面側開口部６３が係止している。また、第２の半導体基板Ｗ２は、保持治具６の上面側開口部６２を塞ぐようにして、その周縁部が保持治具本体６１の上面で保持されている。このとき、第１の半導体基板Ｗ１の直上において第２の半導体基板Ｗ２が、第１の半導体基板Ｗ１と略平行に保持されている。
【００３６】
次に、上述した構成の製造装置１を用いて基板Ｗに気相エピタキシャル成長させエピタキシャルウェーハＷを製造する製造方法について図１（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
まず、図１（ａ）に示すように、収納部４のカセットに収容されている未処理の基板（第１の半導体基板Ｗ１、第２の半導体基板Ｗ２）及び保持治具６を移載機５に移載することによってボート３内に搭載する。ここで、収納部４のカセットには、図示しないが、第１の半導体基板Ｗ１の上面に保持治具６が載置され、保持治具６の上面に第２の半導体基板Ｗ２が載置されて、これら第１の半導体基板Ｗ１、保持治具６、第２の半導体基板Ｗ２が積み重ねられた状態とされている。また、第１の半導体基板Ｗ１は主表面が下面とされ、第２の半導体基板Ｗ２は主表面が上面とされている。
このように、第１の半導体基板Ｗ１、保持治具６、第２の半導体基板Ｗ２を積み重ねた状態で、図１（ｂ）に示すように移載機５に移載したら、図３に示すように、第１の半導体基板Ｗ１をボート３の支持部材７上に搭載する。これによって、同時に保持治具６や第２の半導体基板Ｗ２がボート３に搭載される。
【００３７】
ボート３に搭載後、ボート用エレベータを駆動させ、ボート３を反応炉２内に下から挿入後、基板Ｗに気相成長を行う。すなわち、反応炉２内を減圧しながら水素雰囲気に置換するとともに、加熱装置２４によってボート３上の基板Ｗを所望の成長温度（例えば、約１０００℃）に加熱して、その温度を維持しながら、シリコン原料ガス（例えば、モノシランガス）を供給する。これにより、第１の半導体基板Ｗ１の下面（主表面）にエピタキシャル層が形成されると同時に、第２の半導体基板Ｗ２の上面（主表面）にもエピタキシャル層が形成され、第１のエピタキシャルウェーハＷ１、第２のエピタキシャルウェーハＷ２が製造される。
【００３８】
気相成長後、反応炉２内をエピタキシャルウェーハＷの取り出しに適した温度（例えば、４００℃程度）に降温する。
次に、反応炉２内に導入するガスを、水素ガスから窒素ガスに切り換えるとともに、反応炉２内を常圧化し、反応炉２からボート３を引き出す。そして、ボート３に搭載された第１のエピタキシャルウェーハＷ１、保持治具６、第２のエピタキシャルウェーハＷ２を上述したように積み重ねた状態で、移載機５により再び収納部４に収容する。
【００３９】
以上、本発明の第１の実施の形態によれば、保持治具６によって、第１の半導体基板Ｗ１、Ｗ１どうしの隙間を有効利用し、第２の半導体基板Ｗ２が第１の半導体基板Ｗ１の直上で保持されるので、ボート３の設計を変更することなく、従来の倍の枚数の基板Ｗをボート３内に搭載することが可能となる。よって、一度に気相成長する基板Ｗの枚数が増え、プロセスガスを有効に利用でき、かつ、生産性を向上させることができる。
また、第１の半導体基板Ｗ１は、移載機５に載置された状態で第１の半導体基板Ｗ１の周縁部が下面側開口部６３に係止され、第２の半導体基板Ｗ２は、上面側開口部６２を塞ぐようにして保持治具本体６１の上面で保持されるので、第１の半導体基板Ｗ１、保持治具６、第２の半導体基板Ｗ２が安定した状態で積み重ねられて、第１の半導体基板Ｗ１、保持治具６、第２の半導体基板Ｗ２をボート３の支持部材７上に一度に搭載できて搬送効率に優れる。
【００４０】
第１の半導体基板Ｗ１は、主表面を下面にして移載機５に載置し、第２の半導体基板Ｗ２は主表面を上面にして保持治具６に載置するので、主に主表面の方が反応雰囲気に露出されて、これら第１及び第２の半導体基板Ｗ１、Ｗ２の主表面に安定して気相成長が行われることとなり、均一に薄膜を形成することが可能となる。
また、支持部材７にテーパー部７２１を形成することにより、第１の半導体基板Ｗ１の周縁部において支持部材７に接触する面が少なくなり、段差をつけることなくエピタキシャル層を形成することが可能となり、品質向上を図れる。
【００４１】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態において、保持治具以外の半導体ウェーハの製造装置の構成は、第１の実施の形態と同様の構成であるので、同様の符号を付してその説明を省略する。また、本発明の製造装置を用いたエピタキシャルウェーハを製造する製造方法についても上記と同様なので、その説明を省略する。
【００４２】
本発明の保持治具６ａは、例えば、ＳｉＣ、カーボンあるいは石英によって形成されている。
保持治具６ａは、第１及び第２の半導体基板Ｗ１、Ｗ２とともに移載機５に移載されることによってボート３内の支持部材７に搭載される保持治具本体６１ａを備えている（図６参照）。
保持治具本体６１ａには、保持治具本体６１ａの上面側に開口する上面側開口部６２ａと、下面側に開口する下面側開口部６３ａとが形成されている。上面側開口部６２ａと下面側開口部６３ａとの間には、これら上面側開口部６２ａと下面側開口部６２ａとを仕切る仕切り部６４ａが設けられている。上面側開口部６２ａは、保持治具本体６１ａの周縁部に向けて径が拡がるテーパー形状とされ、下面側開口部６３ａは、側断面視略矩形状とされている（図５参照）。
【００４３】
このように保持治具６ａを構成することにより、図５に示すように、ボート３内に、第１の半導体基板Ｗ１、保持治具６ａ、第２の半導体基板Ｗ２が順に搭載された状態では、第１の半導体基板Ｗ１は、支持部材７にその周縁部が支持されるとともに保持治具６ａの下面側開口部６３ａ内に配置され、保持治具本体６１ａと非接触とされている。また、第２の半導体基板Ｗ２は、保持治具６ａの上面側開口部６２ａを塞ぐようにして、その周縁部が保持治具本体６１ａの上面で保持されている。このとき、第１の半導体基板Ｗ１の直上において、第２の半導体基板Ｗ２が第１の半導体基板Ｗ１と略平行に保持されている。また、仕切り部６４ａによって、第１の半導体基板Ｗ１と第２の半導体基板Ｗ２とが完全に仕切られている。
【００４４】
また、第１の実施の形態と同様に、第１の半導体基板Ｗ１の上面及び第２の半導体基板Ｗ２の下面は、反応雰囲気中にほとんど露出されないので、第１の半導体基板Ｗ１の上面及び第２の半導体基板Ｗ２の下面に気相成長されにくく、第１の半導体基板Ｗ１は、主表面を下面にして支持部材７の上面に載置されており、第２の半導体基板Ｗ２は、主表面を上面にして保持治具６ａの上面に載置されている。
【００４５】
以上、本発明の第２の実施の形態によれば、仕切り部６４ａにより、第１の半導体基板Ｗ１と第２の半導体基板Ｗ２とが完全に仕切られているので、第２の半導体基板Ｗ２が保持治具本体６１ａの上面で保持される際に接触することによって生じるパーティクルが、第１の半導体基板Ｗ１に落ちるのを防止することができ、品質向上を図れる。
なお、第１の実施の形態と同様の構成部分については同様の効果を得ることができる。
【００４６】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施の形態では、シリコン単結晶基板Ｗにシリコン単結晶薄膜を成長させてエピタキシャルウェーハＷを製造する場合を例示したが、その他の半導体ウェーハを気相成長等の熱処理により製造する場合にも同様に有効である。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、装置及びボートの大幅な設計変更を行わずに、容易に処理枚数を増加することができ、プロセスガスの有効利用と生産性とを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すためのもので、（ａ）は、半導体ウェーハの製造装置を模式的に示す側面図、（ｂ）は、移載手段に第１の半導体基板、保持治具及び第２の半導体基板が搭載された状態を示す側面図である。
【図２】同、反応炉及びボートの正断面図である。
【図３】同、ボートの要部を示す正断面図である。
【図４】同、保持治具の斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示すためのもので、ボートの要部を示す正断面図である。
【図６】同、保持治具の斜視図である。
【符号の説明】
１  半導体ウェーハの製造装置
２  反応炉
５  移載機（移載手段）
６、６ａ    保持治具
６１、６１ａ    保持治具本体
６２、６２ａ    上面側開口部
６３、６３ａ    下面側開口部
６４ａ    仕切り部
７  支持部材
７２  支持面
７２１  テーパー部
Ｗ  半導体基板、エピタキシャルウェーハ
Ｗ１  第１の半導体基板、第１のエピタキシャルウェーハ
Ｗ２  第２の半導体基板、第２のエピタキシャルウェーハ
【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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