(57)【要約】【課題】再現性のよい状態でアニールを実施することができ、デバイスの電気特性のバラツキが小さな半導体ウェハのアニール処理用ボートを提供する。【解決手段】上段ボート１２の上面は、半導体ウェハが載置可能に平板状に形成され、下面の一端側には２本の脚部１２ａ，１２ａが取着され、下面の他端側には１本の脚部１２ｂが取着されている。下段ボート１１の上面には、上段ボート１２の脚部１２ａ，１２ｂを受ける窪み１１ａが形成されるとともに、半導体ウェハ１３を載置可能に平板状に形成され、上段ボートの２本の脚部１２ａ，１２ａは、アニール処理ガスの上流側に配設され、１本の脚部１２ｂは、アニール処理ガスの下流側に配設されている。【選択図】図１
2007059461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハのアニール処理用ボートであって、
上面は、半導体ウェハが載置可能に平板状に形成され、下面の一端側には２本の脚部が取着され、下面の他端側には１本の脚部が取着された上段ボートと、
上面に、前記上段ボートの前記脚部を受ける窪みが形成されるとともに、半導体ウェハを載置可能に平板状に形成された下段ボートと、
から成ることを特徴とする半導体ウェハアニール処理用ボート。
【請求項２】
前記２本の脚部は、アニール処理ガスの上流側に配設され、前記１本の脚部は、アニール処理ガスの下流側に配設されていることを特徴とする請求項１記載の半導体ウェハアニール処理用ボート。
【請求項３】
前記下流側に配設される脚部の断面積は、前記上流側に配設される脚部の断面積の略２倍であることを特徴とする請求項２記載の半導体ウェハアニール処理用ボート。
【請求項４】
前記上段ボートが複数段、積み重ねられた構造であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体ウェハアニール処理用ボート。
【請求項５】
前記上段ボート、前記下段ボートの材質が石英であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体ウェハアニール処理用ボート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハアニール処理用ボートに関する。
【従来技術】
【０００２】
半導体の製造プロセスの主要な工程であるアニール処理においては、一回のアニール処理で処理できるウェハ数を増やすために、ウェハを搭載したボートを複数段積み重ねて炉内に設置している。
【０００３】
図２は、横型アニール炉内に載置されるアニール処理用ボート２０の構成を示す。図２（ａ）は上面図であり、図２（ｂ）は側面図を示している。図２において、２１はウェハ搭載用下段ボート，２２は同上段ボート，２３はGaAsなどの半導体ウェハである。下段ボート２１と上段ボート２２は、例えば石英を加工して、ともに同じ寸法の長方形の板状に形成する場合が多い。これら従来のボート構成では下段ボート２１と上段ボート２２の接触において、上段に配置する石英ボートの四隅に石英で脚部２２aを作り、下段となるボート２１に載置していた。
【０００４】
また、半導体ウェハのアニール処理時におけるウェハの局所的な応力集中を防止させために、ガス流の通路となる開口部を有する支持板を、ガス流に垂直な方向に設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１０―３２１５４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のボート構成では下段ボート２１と上段ボート２２の接触において、上段になる石英ボートの四隅に同じ石英の脚２２aを溶着して作り、下段となるボート２１に載置した。
【０００６】
ボートの脚を四隅に配置する４点支持構造では、石英を精度良く加工することが難しいので４脚の高さがそろわず、脚部２２aと上段ボート２２の接触が不安定となってガタツキが起きやすい。すなわち、アニールのたび毎に脚部と下段ボートの接触状態が異なり、伝熱状態が変わるので、再現性の良い均一な熱処理を行うことができなかった。その結果、アニール後のウェハの電気特性に大きなバラツキが生じていた。
【０００７】
そこで、本発明は、デバイスの電気特性のバラツキを極力小さくできるアニール処理用ボートを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した課題を解決するために、本発明の一態様によれば、半導体ウェハのアニール処理用ボートであって、上面は、半導体ウェハが載置可能に平板状に形成され、下面の一端側には２本の脚部が取着され、下面の他端側には１本の脚部が取着された上段ボートと、上面に、前記上段ボートの前記脚部を受ける窪みが形成されるとともに、半導体ウェハを載置可能に平板状に形成された下段ボートと、から成ることを特徴とする半導体ウェハアニール処理用ボートが提供される。
【０００９】
上記半導体ウェハアニール処理用ボートにおいて、前記２本の脚部は、アニール処理ガスの上流側に配設され、前記１本の脚部は、アニール処理ガスの下流側に配設されていることが好適である。
【００１０】
また、上記半導体ウェハアニール処理用ボートにおいて、前記下流側に配設される脚部の断面積は、前記上流側に配設される脚部の断面積の略２倍であることが好適である。
【００１１】
さらに、上記半導体ウェハアニール処理用ボートにおいて、前記上段ボート、前記下段ボートの材質が石英であることが好適である。
【００１２】
上記した半導体ウェハアニール処理用ボートは、前記上段ボートが複数段、積み重ねられた構造とすることもできる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ウェハを載置した上段ボートを常に同じ状況で下段ボートに接触させることができるので、再現性良い熱伝導状態のもとでアニールすることができる。その結果、デバイスの電気特性のバラツキを小さくすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態に係るアニール処理用ボートについて、図面を参照しながら説明する。係るアニール処理用ボートは、例えば、アニール炉は、断面丸型の横型の電気炉でのアニール処理の際に使用される。
【００１５】
図１に半導体ウェハを搭載するアニール処理用ボート１０を示す。図１（ａ）は上面図であり、図１（ｂ）は側面図を示している。この半導体ウェハのアニール処理用ボート１０は、基本的に、上段ボート１２と下段ボート１１から構成されている。上段ボート１２の上面は、半導体ウェハが載置可能に平板状に形成され、下面の一端側には２本の脚部１２ａ，１２ａが取着され、下面の他端側には１本の脚部１２ｂが取着されている。下段ボート１１の上面には、上段ボート１２の脚部１２ａ，１２ｂを受ける窪み１１ａが形成されるとともに、半導体ウェハ１３を載置可能に平板状に形成されている。
【００１６】
このような半導体ウェハアニール処理用ボート１０において、処理ガスは、図中、Ｘ方向に流される。上記した上段ボートの２本の脚部１２ａ，１２ａは、アニール処理ガスの上流側に配設され、１本の脚部１２ｂは、アニール処理ガスの下流側に配設されていることが好適である。このように、下段ボート１１の上面の窪み１１ｂによって位置決めされ、計３本の脚部によって上段ボート１２は下段ボート１１に載置されるので、ガタツクこともなく、安定した位置関係が維持できる。しかも、アニール処理毎に、上段ボート１２と下段ボート１１の位置関係が異なることがないから、それぞれの半導体ウェハのアニール処理条件の変動を抑制することができる。
【００１７】
上流側で、処理ガスの流れが２本の脚部１２ａ，１２ａにより分流され、上段ボート１２及び下段ボート１１の上面に載置された半導体ウェハ１３に万遍なく、接触するようになる。
【００１８】
また、下流側に配設される脚部１２ｂの断面積は、上流側に配設される脚部１２ａの断面積の略２倍であることが好適である。安定性が向上するからである。
【００１９】
尚、上記した半導体ウェハアニール処理用ボートは、上段ボート１２が複数段、積み重ねられた構造とすることもできる。この場合には、図１（ａ）に示すように、上段ボート１２の上面に、次に重ねる上段ボートの脚部の位置決めのための窪みを形成しておくのが好適である。
【００２０】
上段ボート１２、下段ボート１１とも、その材質は石英であることが好適である。
【実施例】
【００２１】
下段ボート１１及び上段ボート１２は、材質を石英として母材から切出し研削と研摩によって仕上げた後、上段ボート１２の下面に石英の脚12aを溶接して固定した。上段ボート１２と下段ボート１１の長辺方向の長さは例えば400mm，短辺方向の長さは例えば90mm程度であり、上段ボート１２を脚部12aで無理なく支持できる形状にした。半導体ウェハがアニール処理用ガス流に一様に晒されるためには、上段ボート１２と下段ボート１１の間隔を数mm以上取る必要がある。一例として、脚12aの長さを例えば10mmに設定してボート間隔を確保することができる。また、脚部12aを、アニール処理用ガス流方向に対して、ボートの上流側および下流側に配置し、上流側に取付ける脚部をウェハよりも例えば10mm程度広い距離を持って配置してウェハに当たるガスの流れを一様に保つようにした。
【００２２】
半導体ウェハアニール処理用ボートにおいて、下流側に配置する脚部については、上流側にある脚部の断面積の略２倍としたことを特徴とする。その結果、ボートの上流側と下流側での伝熱状態が同様となり、上段ボート１２に与えられる熱量を前後の脚部とも同量にするとともに、上段ボート１２の支持を安定させることができた。
【００２３】
以上のように上段ボートと下段ボートの接触部が常に同じ状態に保たれるので熱環境が安定して、再現性のよい状態でアニールを実施することができ、デバイスの電気特性のバラツキが小さくできる。
【００２４】
例えば、ウェハがＧａＡｓウェハの場合、ウェハからのＡｓ抜けを防ぐために、アニール処理はプロセスガスとしてＡｓＨ３ガスが導入される。ＡｓＨ３ガス雰囲気中にて数十分程度をかけ、ステップ状に温度を設定温度例えば８００℃まで上昇させ、その状態で例えば２０分程度温度を保持し、ウェハ１３のアニール処理を行う。この際、従来の４脚構成の処理ボートでは、上段ボートが不安定になり毎回同じように固定できないため、上段ボートに搭載したウェハにおいて、アニール後の電気特性、例えば電流値がアニール処理ごとに±１０％程度の範囲を持ちばらついてしまう。これを本発明の３脚ボートを用いることで、同条件のアニール処理において、ウェハの熱処理過程が処理ごとにばらつくことが無くなり、結果的に電流値のばらつきは±３％程度まで抑えることが可能となる。
【００２５】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、上述の実施の形態では、説明の便宜のために各機能を有する部分に個別の名称を付して説明したが、各機能を有する部分を兼用し、或いは、更に細分化して実施するなど種々設計変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体ウェハを搭載するボート構成を示す正面図と上面図である。
【図２】横型アニール炉に設置されるウェハボートの構成を示す上面図と側面図の従来例である。
【符号の説明】
【００２７】
１０，２０・・・アニール処理用ボート、１１，２１・・・下段ボート、１２，２２・・・上段ボート、１３，２３・・・半導体ウェハ、１２ａ，１２ｂ・・・脚部。
【図１】
2007059461.tif 000003
【図２】
2007059461.tif 000004