JP2018137318A - 縦型ウエハボート - Google Patents

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Abstract

【課題】長尺形状のウエハ支持部を備えた縦型ウエハボートにおいて、熱によるウエハ支持部間の変形差を低減することによって、ウエハを傾斜させず、スリップの発生を抑制する。【解決手段】天板7と、前記天板に一端が固定され、他端が底板6に固定された3本の支柱2b、3b、4bと、前記支柱の側面から水平方向に突出するウエハ支持部とを有する縦型ウエハボート1であって、前記ウエハ支持部は、ウエハ挿入始端側の左右両側に配置された支柱の第1及び第2のウエハ支持部2a、3aと、ウエハ挿入終端側の中央に配置された支柱の第3のウエハ支持部4aとからなり、前記支柱を含む第1及び第2のウエハ支持部の水平方向の断面積と、前記支柱を含む第3のウエハ支持部の水平方向の断面積の比率が1%以下である。【選択図】図1

Description

本発明は、縦型ウエハボートに関し、特に半導体デバイスの製造に使用されるシリコンウエハを熱処理工程において保持する縦型ウエハボートに関する。
半導体デバイス製造に使用されるウエハは熱処理が施されており、この熱処理は、熱処理装置内に多数のウエハを載置した縦型ウエハボートを収容することによってなされる。
ところで、近年、ウエハは大口径化し、それに伴いウエハにスリップが生じ易く、その対策は重要な問題である。このスリップを抑制する対策として、例えば、特許文献1では、ウエハ支持部がウエハの外周部からウエハ半径の40〜60%の位置まで支持することで、ウエハの変形を最小化し、スリップの発生を抑制する発明が提案されている。
この特許文献1に開示された縦型ウエハボートについて図8に基づき説明する。尚、図8は、縦型ウエハボートを、その上部から透視してみた状態を示している。
ウエハボート100は、鉛直方向に互いに平行状態に配置されたウエハ挿入方向Xからみた始端側の支持部材101、102及び終端側の支持部材103を具備している。これらの各支持部材101,102、103は、円板形状の基台(底板)上に立設され、さらに各支持部材の上端部は、円板状の上部固定部材(天板)によって支持されている。
尚、図8に示された外周円105は、このウエハボート100の上部固定部材(天板)を示している。また、点線で示す符号Wは、このウエハボート100に搭載されるウエハの搭載位置(ウエハWと呼ぶ)を示している。また、矢印Xは、ウエハボート100に対するウエハWの挿入方向を示している。
そして、前記各支持部材101、102、103は、支柱部101b、102b、103bとこれら支柱部101b、102b、103bの側面よりそれぞれ水平に突出して長尺に形成される複数のウエハ支持部101a、102a、103aから構成されている。
また、ウエハ挿入始端側に位置する支持部材101、102は、ウエハWの挿入中心点Oを通り、ウエハWの挿入方向Xに伸びた一点鎖線hに対して線対称に構成されている。
また、ウエハ挿入終端側に位置する支持部材103は、ウエハWの挿入中心点Oを通り、ウエハWの挿入方向Xに伸びた一点鎖線h上に位置している。
また、前記ウエハ挿入始端側に位置する支持部材101、102は、ウエハ支持部を含む水平断面が略への字状に形成され、一方ウエハ支持部103aは、支持部材103から略直線状に延設されている。
ここで、ウエハ挿入始端側に位置する支持部材101,102のウエハ支持部101a、102aの先端部、ウエハ挿入終端側に位置する支持部材103の先端部が、ウエハ外周部からウエハWの半径の40〜60%に位置するように構成されている。
この構成により、ウエハWは、各ウエハ支持部101a、102a、103aによって支持(3点支持)され、ウエハWの変形を抑制できる。その結果、ウエハ特定位置への応力集中を緩和し、スリップの低減対策を有効ならしめることが期待できる。
特開2009−99576号公報
ところで、図8に示したウエハボートにあっては、ウエハ挿入始端側の支持部材101、102とウエハ挿入終端側の支持部材103との間において、ウエハ支持部101a、102aの長さとウエハ支持部103aの長さが異なる。
このように長さ寸法が異なると、支持部材の表面積(体積)が異なり、熱処理時に受ける熱量に差異が生じる。そのため、支持部材間において熱膨張による変形の大きさが異なり、その結果、支持するウエハWに傾きが生じる虞があった。
そして、ウエハWに傾きが生じた場合には、ウエハWの特定箇所に応力が集中し、スリップが発生しやすくなるという課題があった。
本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、長尺形状のウエハ支持部を備えた縦型ウエハボートにおいて、熱によるウエハ支持部間の変形差を低減することによって、ウエハを傾斜させず、スリップの発生を抑制することのできる縦型ウエハボートを提供することを目的とする。
前記課題を解決するためになされた、本発明に係る縦型ウエハボートは、天板と、前記天板に一端が固定され、他端が底板に固定された3本の支柱と、前記支柱の側面から水平方向に突出するウエハ支持部とを有する縦型ウエハボートであって、前記ウエハ支持部は、ウエハ挿入始端側の左右両側に配置された支柱の第1及び第2のウエハ支持部と、ウエハ挿入終端側の中央に配置された支柱の第3のウエハ支持部とからなり、前記支柱を含む第1及び第2のウエハ支持部の水平方向の断面積と、前記支柱を含む第3のウエハ支持部の水平方向の断面積の比率が1%以下であることに特徴を有する。
尚、前記第1及び第2のウエハ支持部は、その支柱を含む水平断面がへの字状に形成され、前記第3のウエハ支持部は、その支柱を含む水平断面が、先端から支柱側にかけて幅広に変化するようテーパ状に形成されていることが望ましい。
また、前記第1、第2及び第3のウエハ支持部の先端部は、支持するウエハの中心からウエハの半径の65%以上75%以下の位置に配されることが望ましい。
このような構成によれば、支柱部を含む第1、第2のウエハ支持部の水平方向の断面積と、支柱部を含む第3のウエハ支持部の水平方向の断面積とが、略等しく構成される。それにより、支柱部を含む第1、第2の支持部材が熱処理時に受ける熱量と支柱部を含む第3の支持部材が熱処理持に受ける熱量とが略等しくなり、熱膨張による変形に差が無くなる。よって、ウエハは傾斜することなく保持され、ウエハの特定箇所への応力集中が無くなり、スリップの発生を抑制することができる。
本発明によれば、長尺形状のウエハ支持部を備えた縦型ウエハボートにおいて、熱によるウエハ支持部間の変形差を低減することによって、ウエハを傾斜させず、スリップの発生を抑制することのできる縦型ウエハボートを得ることができる。
図1は、本実施形態に係る縦型ウエハボートの正面図である。 図2は、図1に示した縦型ウエハボートの側面図である。 図3は、図1に示した縦型ウエハボートの天板の平面図である。 図4は、図1のI−I矢視断面図(平面図)である。 図5(a)、(b)は、図1の縦型ウエハボートが有する支柱部を含むウエハ支持部の水平方向の断面図である。 図6(a)、(b)は、図1の縦型ウエハボートが有するウエハ支持部の側面図である。 図7(a)、(b)は、図1の縦型ウエハボートが有するウエハ支持部の変形例を示す側面図である。 図8は、従来の縦型ウエハボートを、その上部から透視してみた状態を示す図である。
以下、本発明に係る縦型ウエハボートの実施形態について図面に基づき説明する。尚、図1は、本実施形態に係る縦型ウエハボートの正面図、図2は、図1に示した縦型ウエハボートの側面図、図3は、縦型ウエハボートの天板の平面図、図4は、図1のI−I矢視断面図(平面図)である。
図1、図2に示すように、縦型ウエハボート1は、ウエハ挿入方向の始端側(ウエハ挿入始端側と称呼する)に配された2本の支持部材2、3と、ウエハ挿入方向の終端側(以下、ウエハ挿入終端側と称呼する)に配された1本の支持部材4とを具備している。前記各支持部材2、3、4の下端部は、円板形状の底板6に立設され、さらに各支持部材7の上端部は、円板状の天板7によって支持されている。
前記各支持部材2、3、4は、それぞれ多数のウエハを支持するために複数のウエハ支持部2a、3a、4aを有している。各支持部材2、3、4におけるウエハ支持部2a、3a、4aは、縦方向に例えば8mmピッチで50〜150個形成されている。
また、図3に示すように、天板7において開口部7aは、純化時のガスの主流を天板7の中央に形成するために、天板7の中央部に形成されている。この開口部7aは、天板7の上面から見たとき、図4に示すようにウエハ支持部2a,3a,4aの先端部S1,S2,S3が開口部7a内側に突出しないよう、直径φAをもって形成されている。このようにした理由は、ウエハ支持部2,3,4の先端部S1,S2,S3が前記開口部7a内に突出していると、ウエハ中央側における特異なガスの乱れが生じ易くなるためである。
前記開口部7aは、天板7の中心(載置されるウエハWの中心)を中心とした円形であることが望ましいが、特にこれに限定されるものではなく、その他の形状、例えば、正方形、六角形、八角形等の多角形,楕円形、星型、歯車型であっても良い。
また、天板7の外形の形状についても、一般的な円形が望ましいが、特にこれに限定されるものではなく、その他の形状、例えば、正方形,六角形,八角形等の多角形,楕円形,略星型,歯車型であっても良い。
更に、図3に示すように天板7のウエハWの挿入側には、前記開口部7aに通じるスリット部7bが形成されている。前記スリット部7bの幅方向の中間点が、ウエハWの挿入方向XとウエハWの挿入中心点Oを結ぶ一点鎖線h上に位置するように、前記スリット部7bが形成されている。
前記天板7のスリット部7bの幅Tは、天板7の幅の35%以上45%以下の寸法が望ましい。ここで、前記天板7の幅とは、天板7が矩形形状である場合には、ウエハ挿入方向Xと直交する方向の長さを意味し、また天板7が円形である場合にはその直径φDを意味している。
このように、スリット部7bの幅Tを天板7の幅の35%以上としたのは、35%未満では天板7を介して十分なガス供給量を確保できないためであり、一方天板の幅の45%以下としたのは、45%を越えた幅ではボートの強度が弱くなるため、好ましくないからである。
さらに、天板7の開口部7aの面積は、天板7の上面の面積の30%以上40%以下に形成されていることがより好ましい。
このように開口部面積を規定したのは、天板7の下部にあるウエハ支持部2a,3a,4aにガスが十分行き届くようにするためである。
具体的には、天板7の開口部7aの面積が、天板の上面の面積の30%未満では、ガスが十分にボートの下部まで供給されにくく、純化効果が十分に得られない虞がある。一方、開口面積が40%を超える場合は、上方から下方にボートを通過するガスの流れが増大して、ガスが支柱及びウエハ支持部に接触せず、単にガスがボート内部を通過するに過ぎない状態となり、やはり純化効果が十分に得られない虞がある。
更に、前記天板7のスリット部7bの幅Tは、前記したウエハ挿入始端側の支持部先端部S1,S2の間隔と同一であることがより望ましい。
この場合、天板7の上面から見たときスリット部7bの縁部とウエハ支持部2a,3aの先端部S1,S2とが重なるため、ウエハ支持部2a,3aの先端部S1,S2がスリット部7bの内側に突出することによって生じるウエハ中央側の特異なガスの乱れをより確実に抑制できる。
続いて、図4、及び図5(a)、(b)に基づき、各支持部材2、3、4についてより詳細に説明する。図5(a)、(b)は、図1の縦型ウエハボートが有する支柱部を含むウエハ支持部の水平方向の断面図である。
図4において、点線で示す符号Wは、この縦型ウエハボート1に搭載されるウエハWの位置を示し、矢印Xは、縦型ウエハボート1に対するウエハWの挿入方向を示している。
ウエハ挿入始端側に配された支持部材2、3は、支柱部2b、3bと、これら支柱部2b、3bの側面より、それぞれ水平に突出して形成される複数のウエハ支持部2a、3aから構成され、図5(a)に示すようにウエハ支持部を含む水平断面が略への字状に形成されている。
図4に示すように、前記支持部材2、3は、ウエハWの挿入方向XとウエハWの挿入中心点Oを結ぶ一点鎖線hに対して線対称に構成されていて、ウエハ支持部2a、3aの先端部S1、S2は上面から見た場合、半円形状となっている。
また、ウエハ挿入終端側に配された支持部材4は、支柱部4bと、この支柱部4bの側面より、水平に突出して形成される複数のウエハ支持部4aとから構成されている。この支柱部4bを含むウエハ支持部4aの水平断面は、図5(b)に示すように先端が細く、支柱部4b(ウエハ挿入終端側)に向かって幅広になるようテーパ状に(略三角形状)に形成されている。
前記支持部材4は、ウエハWの挿入中心点Oを通り、ウエハWの挿入方向Xに伸びた一点鎖線h上に位置している。この支持部材4のウエハ支持部4aはウエハ挿入終端側の支柱部4bから前記ウエハWの挿入中心点Oに向かって水平方向に延設されている。前記ウエハ支持部4aの先端部S3は上面から見た場合半円形状となっている。
本発明において、ウエハ支持部2a、3aの先端部S1、S2及びウエハ支持部4aの先端部S3は、ウエハWの中心からウエハWの半径の65%以上75%以下の位置に配されるように構成されている。また、前記先端部S1、S2、S3によるウエハW下面の支持点位置は、ウエハWの円周に沿って120°間隔になされている。
前記先端部S1、S2、S3の各々が、当該所定位置に配されることによって、発生応力を極力小さくすることができ、その結果、ウエハのスリップ発生が抑制される。
また、本発明にあっては、図5(a)に示す支柱2b、3bを含むウエハ支持部2a、3aの水平方向の断面積Saと、図5(b)に示す支柱4bを含むウエハ支持部4aの水平方向の断面積Sbとが、略等しく、その比率は1%以下になされている。ウエハ支持部2a、3a、4aの厚さは、同一に形成されている。それにより、支持部材2,3と支持部材4の体積が等しくなるため、支持部材2、3が熱処理時に受ける熱量と支持部材4が熱処理持に受ける熱量とが略等しくなり、熱膨張による変形に差が無くなる。よって、ウエハWは傾斜することなく保持されるため、ウエハWの特定箇所への応力集中が無くなり、スリップの発生が抑制される。
図6(a)は、支持部材2、3の一部を拡大して示す側面図であり、図6(b)は、支持部材4の一部を拡大して示す側面図である。
本実施形態において、図6(a)、(b)に示すようにウエハ支持部2a、3a、4aの上面は平坦であり、その略全体がウエハWの裏面に接するようになっている。ウエハ支持部2a、3aとウエハ支持部4aとの間でのウエハWに接する面積の差異は、30mm以下になされており、それによりウエハ支持部2a、3a、4aからウエハWへの伝熱の影響の差を小さく抑えるようになされている。
尚、本発明の変形例として、図7(a)、(b)に示すようにウエハ支持部2a、3a、4aの上面側先端部にウエハWを支持する突起部2a1、3a1、4a1を設けてもよく、その場合、各突起部におけるウエハWとの接触面積は等しくなされる。このように突起部を設けることによりウエハ支持部2a、3a、4aからウエハWへの伝熱の影響をより小さくすることができる。
以上のように本発明に係る実施の形態によれば、支柱部2b、3bを含むウエハ支持部2a、3aの水平方向の断面積と、支柱部4bを含むウエハ支持部4aの水平方向の断面積とが、略等しく、その比率が1%以下になされる。それにより、支持部材2,3が熱処理時に受ける熱量と支持部材4が熱処理持に受ける熱量とが略等しくなり、熱膨張による変形に差が無くなる。よって、ウエハWは傾斜することなく保持され、ウエハWの特定箇所への応力集中が無くなり、スリップの発生を抑制することができる。
本発明に係る縦型ウエハボートについて、実施例に基づきさらに説明する。本実施例では、前記実施の形態に示した縦型ウエハボートを製造し、得られたウエハボートを用いてウエハの熱処理を行うことにより、その性能を検証した。
実施例ごとの異なる条件として、図5に示したウエハ挿入始端側の支柱部2b、3bを含むウエハ支持部2a、3aの水平方向断面積Sa(図4(a)参照)と、ウエハ挿入終端側の支柱部4bを含むウエハ支持部4aの水平方向断面積Sb(図4(b)参照)との比率が異なるように、断面積Sbの大きさのみを変化させた。
尚、前記比率は、比率(%)=100×(Sa−Sb)/(Sa+Sb)により求めた。
実験に使用した炉はφ300mm用縦型炉で、炉心管内径390mm×炉心管高さ1650mm、使用した縦型ウエハボートの外形は、天板と底板径330mm×ボート高さ1200mmである。
この炉を用いた実験として、各縦型ウエハボートを同一の使用条件で連続10回熱処理したのち、評価用ウエハ1枚をボート中央部(ボート上部からの溝位置50溝目)に配置し、評価用の熱処理を施した。
使用条件は、600℃でウエハを100枚積載した縦型ウエハボートを炉入れして1200℃間で昇温後1時間保持し、600℃まで降温したのち取出した。また、評価用の熱処理としては、600℃で炉入れして1200℃まで昇温後10時間保持し、600℃まで降温したのち炉出しした。どちらの場合も、ガスは全工程アルゴンガス100%を毎分15リットル流した。
スリップ評価は、12インチの鏡面仕上げシリコンウエハ100枚を積載して前述の使用条件で1回熱処理したものを、ボート上部から1枚目,50枚目,100枚目の3枚のウエハについて、X線トポグラフにて面内を測定し、観測されたスリップの中で最も長い最大スリップ長で比較するという評価を行なった。
このスリップ評価の判定指標は、最大スリップ長が30mmを越えるものがあった場合を×、最大スリップ長が30mm未満10以上であった場合を△、最大スリップ長が10mm未満もしくはスリップ自体が存在しなかった場合を○という指標によって3区分に分け、ランク付けした。
表1に実施例1〜10の条件、及びその結果を示す。
Figure 2018137318
表1に示すように面積比率の絶対値が1%以内であれば、最大スリップ長が10mm未満もしくはスリップ自体が存在しなかった。
これは、ウエハ挿入始端側の支柱部を含むウエハ支持部の断面積Saとウエハ挿入終端側の支柱部を含むウエハ支持部の断面積Sbとの比率の絶対値が1%以内であれば、各支持部材の間で保有する熱量の差がなくなり(即ち熱膨張の差が小さく抑えられ)、ウエハを傾斜させることなく保持でき、傾斜によるウエハの歪みに起因するスリップを抑制することができたものと考えられた。
1 ウエハボート
2 支持部材
2a ウエハ支持部(第1のウエハ支持部)
2b 支柱部(支柱)
3 支持部材
3a ウエハ支持部(第2のウエハ支持部)
3b 支柱部(支柱)
4 支持部材
4a ウエハ支持部(第3のウエハ支持部)
4b 支柱部(支柱)
6 底板
7 天板
このような構成によれば、支柱部を含む第1、第2のウエハ支持部の水平方向の断面積と、支柱部を含む第3のウエハ支持部の水平方向の断面積とが、略等しく構成される。それにより、支柱部を含む第1、第2の支持部材が熱処理時に受ける熱量と支柱部を含む第3の支持部材が熱処理に受ける熱量とが略等しくなり、熱膨張による変形に差が無くなる。よって、ウエハは傾斜することなく保持され、ウエハの特定箇所への応力集中が無くなり、スリップの発生を抑制することができる。
図1、図2に示すように、縦型ウエハボート1は、ウエハ挿入方向の始端側(ウエハ挿入始端側と称呼する)に配された2本の支持部材2、3と、ウエハ挿入方向の終端側(以下、ウエハ挿入終端側と称呼する)に配された1本の支持部材4とを具備している。前記各支持部材2、3、4の下端部は、円板形状の底板6に立設され、さらに各支持部材2、3、4の上端部は、円板状の天板7によって支持されている。
前記各支持部材2、3、4は、それぞれ多数のウエハを支持するために複数のウエハ支持部2a、3a、4aを有している。各支持部材2、3、4におけるウエハ支持部2a、3a、4aは、縦方向に例えば8mmピッチで50〜150個形成されている。
また、本発明にあっては、図5(a)に示す支柱2b、3bを含むウエハ支持部2a、3aの水平方向の断面積Saと、図5(b)に示す支柱4bを含むウエハ支持部4aの水平方向の断面積Sbとが、略等しく、その比率は1%以下になされている。ウエハ支持部2a、3a、4aの厚さは、同一に形成されている。それにより、支持部材2,3と支持部材4の体積が等しくなるため、支持部材2、3が熱処理時に受ける熱量と支持部材4が熱処理に受ける熱量とが略等しくなり、熱膨張による変形に差が無くなる。よって、ウエハWは傾斜することなく保持されるため、ウエハWの特定箇所への応力集中が無くなり、スリップの発生が抑制される。
図6(a)は、支持部材2、3の一部を拡大して示す側面図であり、図6(b)は、支持部材4の一部を拡大して示す側面図である。
本実施形態において、図6(a)、(b)に示すようにウエハ支持部2a、3a、4aの上面は平坦であり、その略全体がウエハWの裏面に接するようになっている。ウエハ支持部2a、3aとウエハ支持部4aとの間でのウエハWに接する面積の差異は、30mm 2 以下になされており、それによりウエハ支持部2a、3a、4aからウエハWへの伝熱の影響の差を小さく抑えるようになされている。
以上のように本発明に係る実施の形態によれば、支柱部2b、3bを含むウエハ支持部2a、3aの水平方向の断面積と、支柱部4bを含むウエハ支持部4aの水平方向の断面積とが、略等しく、その比率が1%以下になされる。それにより、支持部材2,3が熱処理時に受ける熱量と支持部材4が熱処理に受ける熱量とが略等しくなり、熱膨張による変形に差が無くなる。よって、ウエハWは傾斜することなく保持され、ウエハWの特定箇所への応力集中が無くなり、スリップの発生を抑制することができる。
本発明に係る縦型ウエハボートについて、実施例に基づきさらに説明する。本実施例では、前記実施の形態に示した縦型ウエハボートを製造し、得られたウエハボートを用いてウエハの熱処理を行うことにより、その性能を検証した。
実施例ごとの異なる条件として、図5に示したウエハ挿入始端側の支柱部2b、3bを含むウエハ支持部2a、3aの水平方向断面積Sa(図5(a)参照)と、ウエハ挿入終端側の支柱部4bを含むウエハ支持部4aの水平方向断面積Sb(図5(b)参照)との比率が異なるように、断面積Sbの大きさのみを変化させた。
尚、前記比率は、比率(%)=100×(Sa−Sb)/(Sa+Sb)により求めた。
使用条件は、600℃でウエハを100枚積載した縦型ウエハボートを炉入れして1200℃まで昇温後1時間保持し、600℃まで降温したのち取出した。また、評価用の熱処理としては、600℃で炉入れして1200℃まで昇温後10時間保持し、600℃まで降温したのち炉出しした。どちらの場合も、ガスは全工程アルゴンガス100%を毎分15リットル流した。
このスリップ評価の判定指標は、最大スリップ長が30mmを越えるものがあった場合を×、最大スリップ長が30mm未満10mm以上であった場合を△、最大スリップ長が10mm未満もしくはスリップ自体が存在しなかった場合を○という指標によって3区分に分け、ランク付けした。

Claims (3)

  1. 天板と、前記天板に一端が固定され、他端が底板に固定された3本の支柱と、前記支柱の側面から水平方向に突出するウエハ支持部とを有する縦型ウエハボートであって、
    前記ウエハ支持部は、ウエハ挿入始端側の左右両側に配置された支柱の第1及び第2のウエハ支持部と、ウエハ挿入終端側の中央に配置された支柱の第3のウエハ支持部とからなり、
    前記支柱を含む第1及び第2のウエハ支持部の水平方向の断面積と、前記支柱を含む第3のウエハ支持部の水平方向の断面積の比率が1%以下であることを特徴とする縦型ウエハボート。
  2. 前記第1及び第2のウエハ支持部は、その支柱を含む水平断面がへの字状に形成され、
    前記第3のウエハ支持部は、その支柱を含む水平断面が、先端から支柱側にかけて幅広に変化するようテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載された縦型ウエハボート。
  3. 前記第1、第2及び第3のウエハ支持部の先端部は、支持するウエハの中心からウエハの半径の65%以上75%以下の位置に配されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載された縦型ウエハボート。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022137851A1 (ja) * 2020-12-23 2022-06-30 株式会社Sumco 縦型熱処理炉用熱処理ボートおよび半導体ウェーハの熱処理方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP1624353S (ja) * 2018-07-19 2019-02-12
KR102552458B1 (ko) * 2019-07-31 2023-07-06 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 기판 처리 장치, 기판 지지구 및 반도체 장치의 제조 방법
TWI735115B (zh) * 2019-12-24 2021-08-01 力成科技股份有限公司 晶圓儲存裝置及晶圓承載盤
US20210296149A1 (en) * 2020-03-23 2021-09-23 Applied Materials, Inc. Enclosure system shelf
US20210407823A1 (en) * 2020-06-26 2021-12-30 Globalwafers Co., Ltd. Wafer boats for supporting semiconductor wafers in a furnace
WO2021260189A1 (en) * 2020-06-26 2021-12-30 Globalwafers Co., Ltd. Wafer boats for supporting semiconductor wafers in a furnace
US20220148899A1 (en) * 2020-11-06 2022-05-12 Changxin Memory Technologies, Inc. Wafer boat structure, as well as wafer boat assembly and diffusion furnace with same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09298236A (ja) * 1996-04-30 1997-11-18 Shinetsu Quartz Prod Co Ltd 基板支持治具及び基板支持手段
JPH1070171A (ja) * 1996-06-21 1998-03-10 Kokusai Electric Co Ltd 基板処理装置および基板処理方法
JPH10233368A (ja) * 1997-02-20 1998-09-02 Toshiba Ceramics Co Ltd 縦型ウエハボート
JP2000232151A (ja) * 1999-02-10 2000-08-22 Hitachi Ltd 縦型炉用ウェハボート
JP2002324830A (ja) * 2001-02-20 2002-11-08 Mitsubishi Electric Corp 基板熱処理用保持具、基板熱処理装置、半導体装置の製造方法、基板熱処理用保持具の製造方法及び基板熱処理用保持具の構造決定方法

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5492229A (en) * 1992-11-27 1996-02-20 Toshiba Ceramics Co., Ltd. Vertical boat and a method for making the same
JP3245246B2 (ja) * 1993-01-27 2002-01-07 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
WO1996035228A1 (en) * 1995-05-05 1996-11-07 Saint-Gobain Industrial Ceramics, Inc. Slip free vertical rack design
US5534074A (en) * 1995-05-17 1996-07-09 Heraeus Amersil, Inc. Vertical boat for holding semiconductor wafers
US5788304A (en) * 1996-05-17 1998-08-04 Micron Technology, Inc. Wafer carrier having both a rigid structure and resistance to corrosive environments
JPH10256161A (ja) * 1997-03-07 1998-09-25 Mitsubishi Electric Corp Cvd用治具、それを用いた半導体装置の製造方法、およびcvd用治具の製造方法
KR100284567B1 (ko) * 1997-04-15 2001-04-02 후지이 아키히로 수직 웨이퍼 보트
US6056123A (en) * 1997-12-10 2000-05-02 Novus Corporation Semiconductor wafer carrier having the same composition as the wafers
US5931666A (en) * 1998-02-27 1999-08-03 Saint-Gobain Industrial Ceramics, Inc. Slip free vertical rack design having rounded horizontal arms
KR20000002833A (ko) * 1998-06-23 2000-01-15 윤종용 반도체 웨이퍼 보트
US6196211B1 (en) * 1999-04-15 2001-03-06 Integrated Materials, Inc. Support members for wafer processing fixtures
JP2002343789A (ja) * 2001-05-16 2002-11-29 Mitsubishi Electric Corp 補助保温治具、その製造方法、板状断熱材付きウエハボート、縦型熱処理装置、縦型熱処理装置の改造方法および半導体装置の製造方法
US6488497B1 (en) * 2001-07-12 2002-12-03 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Wafer boat with arcuate wafer support arms
US6811040B2 (en) * 2001-07-16 2004-11-02 Rohm And Haas Company Wafer holding apparatus
US6939132B2 (en) * 2002-09-30 2005-09-06 Samsung Austin Semiconductor, L.P. Semiconductor workpiece apparatus
JP4506125B2 (ja) * 2003-07-16 2010-07-21 信越半導体株式会社 熱処理用縦型ボート及びその製造方法
US20050145584A1 (en) * 2004-01-06 2005-07-07 Buckley Richard F. Wafer boat with interference fit wafer supports
JP2006128316A (ja) * 2004-10-27 2006-05-18 Shin Etsu Handotai Co Ltd 熱処理用縦型ボートおよび熱処理方法
US7033168B1 (en) * 2005-01-24 2006-04-25 Memc Electronic Materials, Inc. Semiconductor wafer boat for a vertical furnace
US7736436B2 (en) * 2005-07-08 2010-06-15 Integrated Materials, Incorporated Detachable edge ring for thermal processing support towers
JP2007329476A (ja) * 2006-06-02 2007-12-20 Rohm & Haas Electronic Materials Llc フィレット半径結合部を有する装置
US7661544B2 (en) * 2007-02-01 2010-02-16 Tokyo Electron Limited Semiconductor wafer boat for batch processing
JP5184040B2 (ja) 2007-10-12 2013-04-17 コバレントマテリアル株式会社 縦型ウエハボート
US8042697B2 (en) * 2008-06-30 2011-10-25 Memc Electronic Materials, Inc. Low thermal mass semiconductor wafer support
US9153466B2 (en) * 2012-04-26 2015-10-06 Asm Ip Holding B.V. Wafer boat
KR20150110207A (ko) * 2014-03-24 2015-10-02 주식회사 테라세미콘 보트
JP6469046B2 (ja) * 2016-07-15 2019-02-13 クアーズテック株式会社 縦型ウエハボート

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09298236A (ja) * 1996-04-30 1997-11-18 Shinetsu Quartz Prod Co Ltd 基板支持治具及び基板支持手段
JPH1070171A (ja) * 1996-06-21 1998-03-10 Kokusai Electric Co Ltd 基板処理装置および基板処理方法
JPH10233368A (ja) * 1997-02-20 1998-09-02 Toshiba Ceramics Co Ltd 縦型ウエハボート
JP2000232151A (ja) * 1999-02-10 2000-08-22 Hitachi Ltd 縦型炉用ウェハボート
JP2002324830A (ja) * 2001-02-20 2002-11-08 Mitsubishi Electric Corp 基板熱処理用保持具、基板熱処理装置、半導体装置の製造方法、基板熱処理用保持具の製造方法及び基板熱処理用保持具の構造決定方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022137851A1 (ja) * 2020-12-23 2022-06-30 株式会社Sumco 縦型熱処理炉用熱処理ボートおよび半導体ウェーハの熱処理方法

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