JP2009076621A

JP2009076621A - 熱処理用縦型ボート

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Publication number: JP2009076621A
Application number: JP2007243492A
Authority: JP
Inventors: Koji Araki; 浩司荒木; Tatsuhiko Aoki; 竜彦青木; Haruo Sudo; 治生須藤; Ken Onozuka; 健小野塚
Original assignee: Covalent Materials Corp
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2009-04-09

Abstract

【課題】半導体ウェーハの高温熱処理の際の塑性変形、ウェーハの溶着、スリップ転位発生および金属汚染等を効果的に防ぐ熱処理用縦型ボートを提供する。
【解決手段】この縦型ボートでは、上下に対向配置された円形の天板と底板の間に固定して４本の支柱１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが立設され、これ等の支柱のそれぞれに、支柱から縦型ボートの内方側に向かって伸び出す腕状の４個の支持片２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄが取り付けられている。ここで、例えば、支柱１ａと１ｃ、支柱１ｂと１ｄが互いに隣接する。そして、各支持片の先端近くに支持面３が形成され、これ等の４つの支持面３は半導体ウェーハＷの周縁部より内方側の同一円周上にあり互いに等間隔に離間している。半導体ウェーハＷは、その裏面がこれ等の４つの支持面３と接して支持される。
【選択図】図２

Description

本発明は、熱処理において半導体ウェーハを保持する熱処理用ボートに係り、特に半導体ウェーハの高温熱処理の際の塑性変形、結晶欠陥発生および金属不純物汚染等を効果的に防ぐことができる熱処理用縦型ボートに関する。

例えばシリコンウェーハのような半導体ウェーハは、ウェーハ製品の製造あるいはウェーハに作製する半導体デバイス製造において、酸化、拡散、アニール等の多くの熱処理が施される。そして、ウェーハをバッチ処理する熱処理炉は、その大口径化に伴って縦型炉になり、ウェーハを保持する熱処理用ボートも炉型に合わせて縦型のものが多用されるようになっている。

この熱処理用縦型ボート（以下、単に縦型ボートともいう）には、従来から広く使用されてきたラダーボートと呼ばれる縦型ボートがある。その典型例は、例えば上下に対向配置された円形の天板と底板の間に複数本の支柱が設けられ、各支柱の内側側面にほぼ等間隔に複数の溝部が形成され、この溝部にウェーハの周縁部が挿入され支持される構造になっている。しかしながら、このラダーボートではウェーハの大口径化（例えば２００ｍｍφ径、３００ｍｍφ径）に伴い、熱処理において溝部での局部的な支持点でウェーハ自重による応力が増大し、支持点となるウェーハ周縁部にスリップ転位の結晶欠陥が発生し易くなるという問題があった。

そこで、ウェーハの支持領域を広くすることができるリングボートと呼ばれる縦型ボートが提案され使用されるようになってきている。これは、上記支柱にリング状の平らな支持面を備えた支持部材が設けられ、この支持部材にウェーハが載置されその支持面で支持する構造になっている（例えば、特許文献２参照）。しかし、このリングボートでは、支柱に等間隔に配置される複数のリング状の支持部材の配列間隔がラダーボートにおける溝部の配列間隔より大きくなることから、ラダーボートの場合よりウェーハの積載量が低減し生産性が低くなるという不利点がある。

また、上述したラダーボートおよびリングボートでは、その構造に起因して、ウェーハの熱処理における金属不純物汚染が生じ易いという問題がある。例えば水素（Ｈ_２）ガス、アルゴン（Ａｒ）等の希ガスあるいは窒素（Ｎ_２）ガスの雰囲気中であって、特に１２００℃以上の高温、１時間以上の長時間におけるシリコンウェーハのアニール処理において、上記支柱、リング状の支持部材に存在する極微量の例えば鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）等の金属による不純物汚染が生じ易い。

なお、上記高温のアニール処理は、最近、チョクラルスキー法により引き上げ育成したaｓ−ｇｒｏｗｎシリコンインゴット中に空孔が凝集して形成される例えば八面体状ボイド欠陥、ＣＯＰ（ＣｒｙｓｔａｌＯｒｉｇｉｎａｔｅｄＰａｒｔｉｃｌｅ）等といわれるようなボイド、あるいは上記シリコンインゴット中の格子間酸素が析出して形成される析出物等を消滅させ高品質のウェーハ製品を製造する上で、極めて有効な手段になってきている。上記高温のアニール処理では、半導体デバイスが作製されるウェーハ表面部の上記欠陥を消滅させることにより、半導体デバイスの性能あるいは製造歩留まりが大きく向上するようになる。

上記汚染金属は、石英、炭化ケイ素（ＳｉＣ）あるいはシリコン（Ｓｉ）等のボート基材にもともと極微量に含まれている。あるいは、縦型ボートの製造工程の機械加工、研削加工等においてその表面層近くに導入される。そして、ウェーハが支柱の溝部に挿入され支持されるラダーボートでは、熱処理中において、ウェーハ周縁部が接する支柱からの上記金属による汚染を受け易い。また、ウェーハがリング状の支持部材に載置され支持されるリングボートでは、上述したウェーハ支持領域が広いリング状の支持部材表面からの金属放出が増加することから、ウェーハの金属汚染の低減が難しくなる。

そこで、この金属不純物汚染の低減を容易にする縦型ボートが種々に提示されてきている（例えば、特許文献２，３参照）。このような縦型ボートについて、図８および図９を参照して例えば特許文献３に開示されている構造の具体例で説明する。ここで、図８は縦型ボートの概略を示す斜視図であり、図９はこの縦型ボートの支持面にウェーハを載置した状態を示した平面図である。

図８に示すように、縦型ボートには、上下に対向配置された円形の天板１１と底板１２の間に固定して３本の支柱１３が立設され、各支柱１３の内側側面に複数の支持面１４が上下に等間隔に設けてある。ここで、図９に示されるように、支柱１３の各々に取り付けられた支持面１４は、支柱１３からボートの内方側に向かって腕状に伸び出し、その例えば３つの支持面１４により半導体ウェーハＷを支持するようになっている。そして、３つの支持面１４により形成される面の平面度および平行度を、その値が所定の範囲になるように特定する。なお、この支柱１３の形状や大きさ、配置については、ウェーハ搬送冶具（例えば、フォーク）が通過するための空間や雰囲気ガスの通過のための幅を考慮して適宜に設定される。

このような縦型ボートにすることにより、例えば１２００℃程度の高温の熱処理後のウェーハ周縁部のスリップ長さは１００ｍｍ以下に低減するとしている。そして、汚染の発生が防止され、ウェーハのボート積載量が増加して、例えばシリコンウェーハの熱処理における歩留まりと生産性ともに向上するとしている。
特開２００５−３１１２９１号公報特開２００６−８０１２５号公報特開２００６−１２８３１６号公報

しかしながら、これまでに開示された縦型ボートでは、半導体ウェーハの大口径化に伴い高重量化したウェーハの自重応力と熱処理時の熱応力との相乗効果により、半導体ウェーハの反り等の塑性変形が生じ易いという不具合があった。また、支持面に接するウェーハ裏面の接触部において支持面との溶着が発生し易いという不具合があった。そして、このような塑性変形あるいは溶着等に起因したスリップ転位の発生を充分に抑制し得ないという問題があった。また、半導体ウェーハの反りは、それによるウェーハ変形の度合いが大きくなると、半導体デバイス製造工程においてそのウェーハを不良品として使用できなくするという大きな問題を生じさせる。これは、反り形状にも依存するが、ウェーハの反り量が大きくなるとデバイス製造装置の作業ステージへのウェーハ載置のための吸着保持ができなくなるからである。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、例えばシリコンウェーハのような半導体ウェーハの高温熱処理の際のウェーハの反り等の塑性変形、ウェーハの溶着、スリップ転位発生および金属不純物汚染等を効果的に防ぐことができる熱処理用縦型ボートを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にかかる熱処理用縦型ボートは、半導体ウェーハの支持面を備えた支柱により上下に間隔をおいて複数の半導体ウェーハを複数段に水平に保持する熱処理用縦型ボートであって、前記半導体ウェーハの周縁部より内方側の同一円周上に沿い互いに等間隔に離間している４つの支持面が前記半導体ウェーハを支持する、構成になっている。ここで、前記支持面は、前記支柱から前記内方側に向かって伸び出す腕状の支持体の上方側に形成されている好適である。

上記発明により、大口径化し高重量化した半導体ウェーハが支持面により均等に配分され水平に支持される。そして、ウェーハの自重応力による結晶歪が極めて効果的に緩和され、この自重応力と熱応力とが相乗する効果によるウェーハの反り等の塑性変形およびそれに伴うスリップ転位が大きく低減するようになる。

本発明の好適な態様では、前記支持面の表面の平均粗さＲａが０．４μｍ以下である。あるいは、前記支持体の上方側は、前記支柱から前記支持面にかけて上方に傾斜し、その水平からの傾斜角度が０．５度以上になっている。あるいは、前記支持体は、その内方側の最先端が曲面状に面取り加工されている。

上記発明により、半導体ウェーハの支持面における溶着が防止されると共に、ウェーハ周縁部のスリップ転位の発生が抑制される。

また、本発明の好適な態様では、４本の支柱が天板と底板との間に平行に固定して設けられ、そのうちの２本の支柱および該支柱のそれぞれに備えられた支持面は、前記天板および前記底板の中心を結んだ中心軸を軸対称に配置され、同様に、残り２本の支柱および該支柱のそれぞれに備えられた支持面も前記中心軸を軸対称に配置されている。

上記好適な態様では、更に、前記２本の支柱のうちの１本の支柱および該支柱に備えられた支持面と、前記残りの２本の支柱のうちの１本の支柱および該支柱に備えられた支持面とは、鏡映対称に形成されている。

更に、前記２本の支柱のうちの１本の支柱と、前記残りの２本の支柱のうちの１本の支柱とは、それぞれの支柱に前記支持面を取り付ける加工が同時にできるように互いに隣接した位置に配置されている。

上記発明により、４つの支持面の高さ位置を高精度に同じにすることが容易になる。また、半導体ウェーハの熱処理において、縦型ボートを構成する各部材の熱膨張が一様になり、上述した４つの支持面の高さ位置が同じになるように保持される。そして、半導体ウェーハが支持面によって安定して均等に支持されるようになる。

本発明の構成により、例えばシリコンウェーハのような半導体ウェーハの高温熱処理の際の塑性変形、ウェーハの溶着、スリップ転位発生および金属不純物汚染等を効果的に防ぐ熱処理用縦型ボートを提供することができる。

以下、本発明の好適な実施形態について図１ないし図３を参照して説明する。図１は本実施形態にかかる熱処理用縦型ボートの一例を示す一部拡大斜視図である。この図では、図８に相当する縦型ボートにおいて２段分の半導体ウェーハの支持面が示されている。図２は上記縦型ボートの支持面にウェーハを載置した状態を示す平面図である。そして、図３は上記縦型ボートの支持面にウェーハを載置した状態の一部拡大断面図である。なお、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は一部省略される。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なる。

図１に示すように、それぞれ断面矩形状である、第１の支柱１ａ、第２の支柱１ｂ、第３の支柱１ｃおよび第４の支柱１ｄの４本の支柱が、図８で説明したのと同じような天板と底板（不図示）との間に平行に固定して立設される。そして、それぞれの支柱には、半導体ウェーハを支持する支持体として、腕状の支持片が天板から底板の上下に間隔をおいて所要の段数に取り付けられている。すなわち、図１に示す第１の支柱１ａには支持片２ａ１、２ａ２等が取り付けられ、第２の支柱１ｂには支持片２ｂ１、２ｂ２等が取り付けられている。同様にして、第３の支柱１ｃには支持片２ｃ１、２ｃ２等が取り付けられ、第４の支柱１ｄには支持片２ｄ１、２ｄ２等が取り付けられる。

そして、例えば天板および底板の中心を結ぶ中心線を図１に示した熱処理用縦型ボートにおけるボート中心軸ｍとすると、第１の支柱１ａ、その支持片２ａ１および支持片２ａ２は、それぞれ第２の支柱１ｂ、その支持片２ｂ１および支持片２ｂ２と中心軸ｍを軸対称に形設される構造になっている。同様に、第３の支柱１ｃ、その支持片２ｃ１および支持片２ｃ２は、それぞれ第４の支柱１ｄ、その支持片２ｄ１および支持片２ｄ２と中心軸ｍを軸対称に形設された構造になる。ここで、第１の支柱１ａとこれに取り付けられた支持片、および、第２の支柱１ｂとこれに取り付けられた支持片は、ほぼ同一形状に形成されることになる。同様に、第３の支柱１ｃとこれに取り付けられた支持片、および、第４の支柱１ｄとこれに取り付けられた支持片もほぼ同一形状に形成される。

そして、第１の支柱１ａ、その支持片２ａ１および支持片２ａ２は、第３の支柱１ｃ、その支持片２ｃ１および支持片２ｃ２と鏡映対称になるように形成すると好適である。同様に、第２の支柱１ｂ、その支持片２ｂ１および支持片２ｂ２は、第４の支柱１ｄ、その支持片２ｄ１および支持片２ｄ２と鏡映対称になるように形成するとよい。

更に、図１に示すように、第１の支柱１ａと第３の支柱１ｃは、それぞれの支柱に支持片２ａ１と２ｃ１あるいは支持片２ａ２と２ｃ２を取り付ける加工が同時にできるように互いに隣接して配置されると好適である。同様に、第２の支柱１ｂと第４の支柱１ｄは、それぞれの支柱に支持片２ｂ１と２ｄ１あるいは支持片２ｂ２と２ｄ２を取り付けるための加工が同時にできるように互いに隣接して配置されると好適である。ここで、各支柱に取り付けられる支持片は、それぞれの支柱の研削加工、機械加工により切り出し成形される。あるいは、これ等の支柱と支持片は、別体に形成した各素材を組み立て加工することによっても形成できる。

そして、上記４本の支柱は、石英、Ｓｉ、ＳｉＣあるいはＳｉＣとＳｉの複合体のいずれかから選択された同一基材により同一形状に形成される。同様にして、これ等の支柱に取り付けられる各支持片も、石英、Ｓｉ、ＳｉＣあるいはＳｉＣとＳｉの複合体のいずれかの基材から選択された同一基材により同一形状に形成されるとよい。また、場合によっては、各素材あるいは組み立てられたものは、その表面にいわゆるＣＶＤ（化学気相成長）により高純度のＳｉＣ皮膜あるいはＳｉ皮膜を形成させ、各素材からの金属放出を防止するようにしてもよい。

このようにして、縦型ボートの４本の支柱に取り付けられる腕状の支持片は、天板から底板の上下に間隔をおいて所要の複数段に取り付けられる。そして、各段の４つの支持片、例えば４つの支持片２ａｊ、２ｂｊ、２ｃｊ、２ｄｊ（ｊ＝１，２又は正整数）は、４本の支柱における支持面の高さ位置を高精度に同じにすることが容易になる。

また、半導体ウェーハの熱処理において、縦型ボートを構成する各部材の熱膨張が一様になり、上述した４本の支柱における支持面の高さ位置が同じに保たれるようになる。なお、図１に示した支柱は、その断面形状が矩形状になる場合の例であるが、断面形状が円状、楕円状、三角形、五角形以上の多角形となる場合であっても構わない。

次に、本実施形態の縦型ボートの支持片による半導体ウェーハの支持について説明する。図２に示されるように、各半導体ウェーハＷは、４個の支持片２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄにより支持される。ここで、各支持片の先端近くに半導体ウェーハＷの裏面と接し支持する支持面３が形成され、この４つの支持面３は半導体ウェーハＷの周縁部より内方側の同一円周上にあり互いに等間隔に離間している。例えば、図１に示した中心軸ｍが半導体ウェーハＷ面の中心を通る場合は、ウェーハ中心とし略９０度回転した位置に４つの支持面が配置されることになる。

半導体ウェーハＷを熱処理する場合、多数枚の半導体ウェーハをそれぞれ複数段に水平に支持する縦型ボートが縦型炉内に挿入される。そして、各半導体ウェーハは強い自重応力と熱応力を受け、その塑性変形が生じ易い環境に曝される。ここで、図２に示したような４つの支持面３により半導体ウェーハＷを支持する構成にすると、ウェーハの重さが支持面３に均等に配分される。また、半導体ウェーハＷの周縁部より内方側の同一円周上にある支持面３で支持することから、従来技術で生じていたウェーハ中心領域が下方側に撓むことが抑制される。このようにして、ウェーハの自重応力による結晶歪が極めて効果的に緩和される。そして、このような自重応力と熱応力とが相乗する効果によるウェーハの反り等の塑性変形およびそれによるスリップ転位が大きく低減する。

例えば、従来技術における縦型ボートでは、熱処理においてウェーハ中心領域が下方側に凸状に撓み、それに高温による大きな熱応力が加わって、ウェーハ表面が凹状に反るという塑性変形が生じ易かった。本実施形態の縦型ボートではこのようなウェーハの反りは大幅に低減する。また、実施例で後述されるが反り量も大幅に低減するようになる。

なお、１枚のウェーハを支持する支持面が多い程、自重応力による歪が緩和され易くなるように考えられるが、実際には、５つ以上の支持面により１枚のウェーハを支持する構造の場合には、上記歪の緩和効果の増大の度合いは低下し、逆にそれ等の支持面の高さ位置の制御が難しくなり、余り有効にならない。

また、支持面３が半導体ウェーハＷの周縁部より内方側の同一円周上に沿って支持することにより、もともと熱応力が大きくなるウェーハ周縁部にウェーハの撓みによる自重応力の集中するのが防止され、その領域でのスリップ転位の発生が大きく抑制される。

各支持片２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄには、図３に示すような構造の支持面３、テーパー部４、面取り加工部５が形成され、それぞれの支持面３が半導体ウェーハＷの裏面に接触し支持する。ここで、各支持面３は所定の面積を有し、例えば半導体ウェーハＷの表面積の１％程度で充分である。支持面３の面積が小さくなると単位面積の加重が増大し、後述する熱応力による歪の影響を受けスリップ転位の発生が起こり易くなることから、支持面３は適宜の大きさの面積にする。そして、この適宜の面積をもつ４つの支持面３は、半導体ウェーハＷの周縁部より内方側の同一円周上に沿って、互いに等間隔に離間して形成されることになる。

また、支持面３の表面の粗さは、その平均粗さをＲａとして０．４μｍ以下であることが好ましい。

半導体ウェーハの熱処理において発生する熱応力は、温度の不均一性の他に、互いに支持面３を介して接触する支持片２と半導体ウェーハＷの熱膨張係数の違いに起因するものが大きい。例えば、支持片２が石英製であり、半導体ウェーハＷがシリコンウェーハの場合、シリコンウェーハは、その熱膨張係数が支持片２に較べて極めて大きくなる。このため、その昇温時において、支持面３の水平方向に熱膨張することから支持片２からせん断力を受け、支持面３の表面粗さが大きくなると、熱膨張に伴う支持面３によるせん断力が増大し、シリコンウェーハの接触する支持面において局所的な軟化による支持片２への溶着が起こるようになる。この溶着が発生すると、今度はその降温時において、半導体ウェーハＷは熱膨張係数の違いによる強い熱応力を受けて、溶着領域においてスリップ転位が多発するようになる。このような現象は、平均粗さＲａが０．４μｍを越えてくると顕著になる。

また、図３に示すように、支持片２のテーパー部４は、その水平からの傾斜角度をθとして、傾斜角度θは０．５度以上になっていると好適である。ここで、支持片２自体が、支柱１から支持面３にかけて上方に傾斜する構造になっていても構わない。

ここで、傾斜角度θが０．５度未満になっていると、上記熱膨張により半導体ウェーハＷの周縁部が支持片２の上方側で接触し、支持片２が半導体ウェーハＷの周縁部を支持することが生じる。そして、その周縁部でのスリップ転位の発生が従来技術のように抑制できなくなる。なお、傾斜角度θが大きくなるに従い、複数段に積載する半導体ウェーハＷ間の離間距離が必然的に増加し、その積載量が低減して生産性が低下することから、傾斜角度θは適宜に上限が決められる。

また、支持片２は、その最先端が例えば湾曲等の曲面状に面取り加工されていることが好ましい。

これは、半導体ウェーハＷの熱処理における昇降温時に、互いに接触する支持片２と半導体ウェーハＷの熱膨張係数の違いに起因した接触の端部への熱応力集中を緩和させるために極めて有効である。例えば、従来技術で行われているウェーハ支持部材の角部におけるＣ面取り仕上げあるいは糸面取り仕上げは、上記接触の端部での熱応力集中による半導体ウェーハＷの結晶欠陥を誘起し易い。ところが、上記曲面状の面取り加工を施すことにより、スリップ転位等の結晶欠陥が大幅に低減するようになる。

上記実施形態では、上述したように、例えばシリコンウェーハのような半導体ウェーハの例えば１２００℃以上の高温熱処理の際の塑性変形、スリップ転位発生およびウェーハ溶着等を極めて効果的にしかも安定して防止あるいは抑制することが可能になる。そして、その熱処理においてウェーハの金属不純物汚染は容易に低減される。

上述した熱処理用縦型ボートにおいて、半導体ウェーハＷの周縁部より内方側の同一円周上にあり互いに等間隔に離間する４つの支持面３は、２本の支柱に取り付けた構成にすることも容易である。例えば、各１本の支柱に２つの支持片が形成された構造にすることも可能である。ここで、縦型ボートのバランスを考慮して、支持面３が取り付けられない余分の支柱が付加される構造にしても構わない。また、複数段の半導体ウェーハＷの積載において、上下段の支持片が互いに重ならないような構造にしてもよい。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。実施例とその比較例において作製した縦型ボートを用い、それぞれ３００ｍｍφのシリコンウェーハ１００枚を積載し高温熱処理を行った。ここで、シリコンウェーハにはその表面／裏面にいわゆる両面研磨が施されている。そして、その熱処理条件は、温度１２００℃、１時間の処理時間、Ｈ_２の雰囲気ガスである。そして、熱処理後のウェーハの反り量、ウェーハ面でのスリップ転位、上記溶着等について測定した。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものでないことに言及しておく。

（実施例）
縦型ボートの基材は、支柱、支持片ともにＳｉＣである。そして、図１および図２で説明したように、４本の支柱１にそれぞれ１つの支持片２を取り付け、１枚のシリコンウェーハを４つの支持面３により支持する構造にした。支持面３は、その表面粗さが平均粗さＲａ＝０．２μｍとなるように研磨し作製した。また、支持片２には傾斜角度θが１度のテーパー部４を形成した。更に、支持片２の最先端には、曲率半径が２ｍｍの湾曲面となる面取り加工部５を形成した。

（比較例）
縦型ボートの基材は、実施例と同じように支柱、支持片ともにＳｉＣである。そして、この場合には、図４に示すようにいわゆる１本のリア支柱と２本のフロント支柱の３本の支柱にそれぞれ１つの支持片２を取り付け、１枚のシリコンウェーハをこれ等の３つの支持面３により支持する構造にした。支持面３は、その表面粗さが平均粗さＲａ＝０．６μｍとなるように作製した。また、支持片２には実施例の場合と同様に１度のテーパー部４を形成した。更に、支持片２の最先端は、糸面取り仕上げに形成した。

（評価）
上記実施例および比較例における縦型ボートを用いた熱処理後のシリコンウェーハの反りは、図５に示すように、上記１００枚のウェーハの平均値において比較例の場合を１とすると、実施例では０．３程度と大幅に低減した。
また、熱処理後のシリコンウェーハに誘起されたスリップ転位の最大スリップ長は、図６に示すように、上記１００枚のウェーハの平均値において比較例の場合を１とすると、実施例では０．１程度と大幅に低減した。
更に、熱処理後のシリコンウェーハの裏面に残存する溶着痕の高さは、図７に示すように、比較例では上記１００枚のウェーハにおいて０〜２０μｍ弱の範囲でばらついて発生していた。これに対して、実施例では上記１００枚のウェーハにおいて０〜１μｍの範囲に安定して大きく低減することが判った。

以上のことから、本実施形態で説明したように、４つの支持面により１枚の半導体ウェーハを支持する構造の熱処理用縦型ボートが、半導体ウェーハの高温熱処理において、その塑性変形の低減、スリップ転位発生の抑制、その接触部でのウェーハ溶着の低減に極めて有効に働くことが確認された。実施例では説明しなかったが、その他に、金属不純物の汚染も従来のラダーボートおよびリングボートに比し大きく抑制されること、更に、熱処理における１バッチ当たりのウェーハの積載量の増加、熱処理における昇降温時間の短縮による生産性の向上が確認された。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものでない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。

上記実施形態の熱処理用縦型ボートは、特に、例えばシリコンウェーハの高温処理の場合に好適であるが、その他の酸化、拡散等の熱処理においても同様な効果を奏する。また、支持面が形成される支持体としては種々の態様が考えられるが、上述したような４つの支持面が形成されるものであればどのようなものであってもよい。

本発明の実施形態にかかる熱処理用縦型ボートの一例を示す一部拡大斜視図である。本発明の実施形態における上記縦型ボートの支持面にウェーハを載置した状態を示す平面図である。本発明の実施形態における上記縦型ボートの支持面にウェーハを載置した状態の一部拡大断面図である。本発明の実施形態における比較例の縦型ボートの支持面にウェーハを載置した状態を示す平面図である。本発明の実施例における効果を示すグラフである。本発明の実施例における効果を示す別のグラフである。本発明の実施例における効果を示す更に別のグラフである。従来の技術にかかる熱処理用縦型ボートを示す模式的な斜視図である。従来の技術における上記縦型ボートの支持面にウェーハを載置した状態を示す平面図である。

符号の説明

１支柱
１ａ第１の支柱
１ｂ第２の支柱
１ｃ第３の支柱
１ｄ第４の支柱
２，２ａ、２ａ１、２ａ２、２ｂ、２ｂ１、２ｂ２支持片
２ｃ、２ｃ１、２ｃ２、２ｄ、２ｄ１、２ｄ２支持片
３支持面
４テーパー部
５面取り加工部
Ｗ半導体ウェーハ
ｍボート中心軸

Claims

半導体ウェーハの支持面を備えた支柱により上下に間隔をおいて複数の半導体ウェーハを複数段に水平に保持する熱処理用縦型ボートであって、
前記半導体ウェーハの周縁部より内方側の同一円周上に沿い互いに等間隔に離間している４つの支持面が前記半導体ウェーハを支持することを特徴とする熱処理用縦型ボート。
前記支持面は、前記支柱から前記内方側に向かって伸び出す腕状の支持体の上方側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱処理用縦型ボート。
前記支持面の表面の平均粗さＲａが０．４μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱処理用縦型ボート。
前記支持体の上方側は、前記支柱から前記支持面にかけて上方に傾斜し、その水平からの傾斜角度が０．５度以上になっていることを特徴とする請求項２又は３に記載の熱処理用縦型ボート。
前記支持体は、その内方側の最先端が曲面状に面取り加工されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか一項に記載の熱処理用縦型ボート。
４本の支柱が天板と底板との間に平行に固定して設けられ、そのうちの２本の支柱および該支柱のそれぞれに備えられた支持面は、前記天板および前記底板の中心を結んだ中心軸を軸対称に配置され、同様に、残り２本の支柱および該支柱のそれぞれに備えられた支持面も前記中心軸を軸対称に配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のうちいずれか一項に記載の熱処理用縦型ボート。
前記２本の支柱のうちの１本の支柱および該支柱に備えられた支持面と、前記残りの２本の支柱のうちの１本の支柱および該支柱に備えられた支持面とは、鏡映対称に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の熱処理用縦型ボート。
前記２本の支柱のうちの１本の支柱と、前記残りの２本の支柱のうちの１本の支柱とは、それぞれの支柱に前記支持面を取り付ける加工が同時にできるように互いに隣接した位置に配置されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の熱処理用縦型ボート。