(57)【要約】【課題】  所望の精度を確保しつつ、極めて簡単に、かつ、低コストに製造できる半導体ウエハ熱処理用保持具とその製造方法を提供することを目的とし、さらに、他に目的とするところは、効率良く半導体ウエハの荷重を分散させて支持することのできる半導体ウエハ熱処理用保持具を提供すること。【解決手段】  円方向に略３等分割されるように所定間隔をおいて一対の第１の構成杆２１と第２の構成杆２２とを配設し、夫々の構成杆同士を連結させて一体的に保持させる一対の支持枠１がその構成杆２１，２２の両端に対向配置して構成する。そして、第１の構成杆２１同士間に形成された間隙に対しその第１の構成杆２１長手方向と直交する水平方向から半導体ウエハＷを挿嵌させて該半導体ウエハＷの半径の略１/３を支持するような所要深さの溝部２ａを複数設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体ウエハを上下方向に離間させて水平に支持させる半導体ウエハ熱処理用保持具であって、円方向に略ｎ等分割されるように所定間隔をおいて複数本の構成杆が配設されると共に、夫々の該構成杆同士を連結させて一体的に保持させる一対の支持枠がその構成杆の両端に対向配置されてなり、前記構成杆同士間に形成された間隙のうち一つの間隙に対しその構成杆長手方向と直交する水平方向から半導体ウエハを挿嵌させて該半導体ウエハの端部を支持させる溝部が前記構成杆に複数設けられていることを特徴とする半導体ウエハ熱処理用保持具。
【請求項２】
前記構成杆は、シリコンセラミックで構成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体ウエハ熱処理用保持具。
【請求項３】
前記溝部は、前記半導体ウエハの半径の略１/３を支持するような所要深さで凹設されていることを特徴とする請求項１または２記載の半導体ウエハ熱処理用保持具。
【請求項４】
少なくとも前記半導体ウエハが挿嵌される間隙を形成した一対の前記構成杆が、中空または中実の円形軸を略半割りさせたような所要形状に形設されていると共に、前記溝部が形成されたその円弧面が内側に向くように配設されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の半導体ウエハ熱処理用保持具。
【請求項５】
前記構成杆は３本からなり、円方向に略３等分割されるように所定間隔をおいて配設されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の半導体ウエハ熱処理用保持具。
【請求項６】
複数の半導体ウエハを上下方向に離間させて水平に支持させる半導体ウエハ熱処理用保持具の製造方法であって、
円方向に略ｎ等分割されるように所定間隔をおいて複数本の構成杆を配設し、夫々の該構成杆同士を連結させて一体的に保持させる一対の支持枠をその構成杆の両端に対向配置してなる第１工程と、
前記第１工程で得られた本体において、前記構成杆同士間に形成された間隙のうち一つの間隙に対しその構成杆長手方向と直交する水平方向から半導体ウエハを挿嵌させて該半導体ウエハの端部を支持させる複数の溝部を回転工具で一段毎切削する第２工程と、
を有してなることを特徴する半導体ウエハ熱処理用保持具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハを熱処理する際に用いられる半導体ウエハ熱処理用保持具とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数の半導体ウエハを上下方向に離間させて水平に支持させる半導体ウエハ熱処理用保持具がある。
このような半導体ウエハ熱処理用保持具として、例えば、複数の基板のそれぞれを面接触で支持するシリコンウエハ支持部と、上下方向におけるシリコンウエハ支持部の間隔を規定するスペーサとを備えて構成された基板熱処理用保持具がある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３２４８３０（第１頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した基板熱処理用保持具は、シリコンウエハ支持部とスペーサを分離して精度良く夫々を作製できるので、結果的に精度の高い基板熱処理用保持具を得ることができるものではあるが、しかしながら、その反面、高精度の部品点数が多いことから、製造コストが高騰してしまうデメリットを有している。
【０００５】
また、年々、拡大口径化していく半導体ウエハは、その熱処理を行う際に自重によって自らが撓んでしまい、その結果、スリップと呼ばれる結晶欠陥が生じて、製品歩留まりが低くなる傾向がある。したがって、半導体ウエハを支持する際に、荷重を分散させて効率的に半導体ウエハが支持可能なように最適化する必要がある。
【０００６】
そこで、本発明は、所望の精度を確保しつつ、極めて簡単に、かつ、低コストに製造できる半導体ウエハ熱処理用保持具とその製造方法を提供することを目的とし、さらに、他に目的とするところは、効率良く半導体ウエハの荷重を分散させて支持することのできる半導体ウエハ熱処理用保持具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明にかかる半導体ウエハ熱処理用保持具及びその製造方法は、下記の技術的手段を講じた。
すなわち、請求項１にかかる半導体ウエハ熱処理用保持具は、複数の半導体ウエハを上下方向に離間させて水平に支持させる半導体ウエハ熱処理用保持具であって、円方向に略ｎ等分割されるように所定間隔をおいて複数本の構成杆が配設されると共に、夫々の該構成杆同士を連結させて一体的に保持させる一対の支持枠がその構成杆の両端に対向配置されてなり、前記構成杆同士間に形成された間隙のうち一つの間隙に対しその構成杆長手方向と直交する水平方向から半導体ウエハを挿嵌させて該半導体ウエハの端部を支持させる溝部が前記構成杆に複数設けられていることを特徴とする。
請求項２にかかる半導体ウエハ熱処理用保持具は、請求項１において、前記構成杆は、シリコンセラミックで構成されていることを特徴とする。
請求項３にかかる半導体ウエハ熱処理用保持具は、請求項１または２において、前記溝部は、前記半導体ウエハの半径の略１/３を支持するような所要深さで凹設されていることを特徴とする。
請求項４にかかる半導体ウエハ熱処理用保持具は、請求項１〜３の何れかに１項において、少なくとも前記半導体ウエハが挿嵌される間隙を形成した一対の前記構成杆が、中空または中実の円形軸を略半割りさせたような所要形状に形設されていると共に、前記溝部が形成されたその円弧面が内側に向くように配設されていることを特徴とする。
請求項５にかかる半導体ウエハ熱処理用保持具は、請求項１〜４の何れかに１項において、前記構成杆は３本からなり、円方向に略３等分割されるように所定間隔をおいて配設されていることを特徴とする。
請求項６にかかる半導体ウエハ熱処理用保持具の製造方法は、複数の半導体ウエハを上下方向に離間させて水平に支持させる半導体ウエハ熱処理用保持具の製造方法であって、円方向に略ｎ等分割されるように所定間隔をおいて複数本の構成杆を配設し、夫々の該構成杆同士を連結させて一体的に保持させる一対の支持枠をその構成杆の両端に対向配置してなる第１工程と、前記第１工程で得られた本体において、前記構成杆同士間に形成された間隙のうち一つの間隙に対しその構成杆長手方向と直交する水平方向から半導体ウエハを挿嵌させて該半導体ウエハの端部を支持させる複数の溝部を回転工具で一段毎切削する第２工程と、を有してなることを特徴する。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１によれば、複数本の構成杆に複数の半導体ウエハを上下方向に離間させて水平に支持させる溝部を設けた構成にしたことにより、その製造時において、グラインダーなどの回転工具を備えた工作機械を用いて該溝部を一括して形成することが可能となり、したがって、所望の精度を確保しつつ、低コストに半導体ウエハ熱処理用保持具が提供できる。
【０００９】
請求項２によれば、構成杆の材質を高強度、耐温性に優れたシリコンセラミックに限定したことにより、この種の半導体ウエハ製造技術で一般的に多用されている材質、石英管よりも小径のものを採用することができるので、溝部加工時間の短縮化、および、軽量化された半導体ウエハ熱処理用保持具が提供できる。
【００１０】
請求項３によれば、溝部が、試験結果から知見した半導体ウエハの半径の略１/３を支持するような所要深さで凹設されていることにより、効率良く半導体ウエハの荷重を分散させて支持するから、スリップの発生率を低減して、歩留まりを高めることができる。
【００１１】
請求項４によれば、少なくとも半導体ウエハが挿嵌される間隙を形成した一対の構成杆が、中空または中実の円形軸を略半割りさせたような所要形状に形設され、かつ、溝部が形成されたその円弧面が内側に向くように配設したことにより、上記したグラインダーなどの回転工具を用いて溝部を円弧面に漸次形成する場合、その円弧面に回転工具がスムーズに切削送りされるから、溝部の製造加工時に構成杆にヒビ割れが生じる虞が極めて低減することができ、また、半導体ウエハをその溝部に挿嵌する場合、その円弧面が溝部への案内面となって、スムーズに半導体ウエハをその溝部に挿嵌することができる。
【００１２】
請求項５によれば、円方向に略３等分割されるように所定間隔をおいて構成杆を配設したことにより、効率良く半導体ウエハの荷重を分散させて支持するから、スリップの発生率を低減して、歩留まりを高めることができる。
【００１３】
請求項６によれば、上記したグラインダーなどの回転工具を用いた製造方法を採用したことにより、所望の精度を確保しつつ、低コストな上に、極めて簡単に半導体ウエハ熱処理用保持具が製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本実施の形態にかかる半導体ウエハ熱処理用保持具とその製造方法について説明する。
【００１５】
本実施の形態にかかる半導体ウエハ熱処理用保持具Ａは、図１及び図２に示すように、中空の円盤状を呈した一対の支持枠１を対向配置し、その円方向に略３等分割されるように構成杆２が一対の支持枠１間に架設されて一体的に形成されている。
【００１６】
その構成杆２は、シリコンセラミックで構成された円筒軸をその長手方向に半割させた所要形状に形設され、その円弧面が内側に向くように配設された一対の第１の構成杆２１と、シリコンセラミックで構成された角バー状を呈し、一方の短辺が内側に向くように配設された第２の構成杆２２とからなる。
【００１７】
そして、第１の構成杆２１同士間に形成された間隙に対し、その第１の構成杆２１長手方向と直交する水平方向から、所要径の半導体ウエハＷを挿嵌させて該半導体ウエハＷの端部を支持させる溝部２ａが、高さ方向に所定間隔をおいて第１及び第２の構成杆２（２１，２２）に半導体ウエハＷの半径の略１/３を支持するような所要深さで凹設されている。このように溝部２ａを半導体ウエハＷの半径の略１/３を支持するような所要深さとしたのは、溝深さを変えたいくつかのサンプル（半導体ウエハ熱処理用保持具Ａ）を用意して実際と同じ熱処理を試みたところ、上記した半導体ウエハＷの半径の略１/３のものがスリップの発生率が極めて少ないことが知見されたからである。
【００１８】
以上のように構成された本実施の形態にかかる半導体ウエハ熱処理用保持具Ａは、第１の構成杆２１に形成された夫々の段の溝部２ａに半導体ウエハＷの両端部を合わせ、第２の構成杆２２の溝部２ａに収まるまで水平に押し込んで挿嵌する。
このとき一対の第１の構成杆２１と一本の第２の構成杆２２とで三点支持させると同時に半導体ウエハＷの半径の略１/３を溝部２ａが支持することで、半導体ウエハＷの荷重分散が極めてバランス良く行われる。
【００１９】
全ての段部に対して、半導体ウエハＷが挿嵌されたら、所望の熱処理装置に半導体ウエハ熱処理用保持具Ａごとセットして、熱処理作業を行う。
このように構成された半導体ウエハ熱処理用保持具Ａを用いて、半導体ウエハＷを熱処理すると、スリップと呼ばれる結晶欠陥の発生率が低減して、製品歩留まりを高めることができる。
【００２０】
次に、上記した半導体ウエハ熱処理用保持具Ａの製造方法について説明する。
まず、上記した一対の支持枠１に、その円方向に略３等分割されるように所定間隔をおいて一対の第１の構成杆２１と一本の第２の構成杆２２とを架設する。このとき、支持枠１と第１と第２の構成杆２（２１，２２）との接続は、たとえば、支持枠１に係合凹部（図示せず）を設け、第１と第２の構成杆２（２１，２２）の両端部に、その係合凹部と係合する係合凸部（図示せず）を設けて嵌合させた構成にしたり、あるいは熱硬化性の接着剤で接着しても良いもので、その接続手段は特に限定されない（第１工程）。
【００２１】
そして、グラインダーなどの回転工具Ｇを備え、ワーク（この場合は後述する本体）把持してＸ・Ｙ移動させるＸ・Ｙテーブルを有した数値制御の工作機械に、夫々の構成杆を介して一体的に形成された本体をセットして、一段毎、溝部２ａの加工を行う（第２工程）。
【００２２】
この第２工程は、図３に示すように、第１の構成杆２１同士で形成された間隙よりも若干大きな径または半導体ウエハＷの外径と略同じ径の回転工具Ｇ（図３（１））を用いても良いものであるが、第１の構成杆２１同士で形成された間隙よりも小さい所要径の回転工具Ｇによる加工（図３（２））の方が、切削箇所が１箇所に集中するために、通常の機械加工と同じように加工精度が安定するために好適である。
【００２３】
以上の製造工程を踏むことにより、複数本の構成杆２（２１，２２）に複数の半導体ウエハＷを上下方向に離間させて水平に支持させる溝部２ａを設けた構成にしたことにより、所望の精度を確保しつつ、低コストに半導体ウエハ熱処理用保持具Ａを製造できる。
【００２４】
以上、本実施の形態にかかる半導体ウエハ熱処理用保持具Ａとその製造方法を説明したが、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものである。
【００２５】
たとえば、構成杆を全て円筒軸を半割させた第１の構成杆２１を用いたり（図４（１）参照）、溝部２ａを形成させた中空軸の第１の構成杆２３を用いたり（図４（２）参照）、溝部２ａを形成させた中実軸や角パイプ状の軸を半割させた第１の構成杆２４、２５を用いたり（図４（３）、（４）参照）、あるいは溝部を形成させた中実軸や角パイプ状の軸をそのまま用いたりするなど、特に構成杆の外観形状は限定されない。
【００２６】
このように本発明は上記した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内において、種々変形実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施の形態にかかる半導体ウエハ熱処理用保持具の斜視図である。
【図２】溝部が露出するように任意の位置での横断平面図である。
【図３】本実施の形態にかかる製造方法においてグラインダーによる溝部の切削工程（第２工程）を示す説明図である。
【図４】構成杆の他の変形例を示す横断平面図である。
【符号の説明】
【００２８】
Ａ  半導体ウエハ熱処理用保持具
１  支持枠
２  構成杆
２ａ  溝部
２１、２３、２４、２５  第１の構成杆
２２  第２の構成杆
Ｇ  回転工具
Ｗ  半導体ウエハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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