JP2566340B2 - シリコン製ウエハ支持ボートの製造方法 - Google Patents
シリコン製ウエハ支持ボートの製造方法Info
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- JP2566340B2 JP2566340B2 JP31154090A JP31154090A JP2566340B2 JP 2566340 B2 JP2566340 B2 JP 2566340B2 JP 31154090 A JP31154090 A JP 31154090A JP 31154090 A JP31154090 A JP 31154090A JP 2566340 B2 JP2566340 B2 JP 2566340B2
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- holding
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はシリコン製ウェハ支持ボートの製造方法に関
し、特に半導体ウェハを支持する保持ロッドと固定板と
を接合により固定したシリコン製シリコン製ウェハ支持
ボートの製造方法に係わる。
し、特に半導体ウェハを支持する保持ロッドと固定板と
を接合により固定したシリコン製シリコン製ウェハ支持
ボートの製造方法に係わる。
［従来の技術と課題］ 周知の如く、半導体デバイスの高集積化、高性能化が
進むにつれて高温熱処理に使用可能で、かつ高純度であ
る大口径ウェハの支持ボートの要求が高まっている。こ
れに伴い、特に炉内温度の均熱性に優れ、大口径ウェハ
を使用する高集積・高性能デバイスの製造に適している
縦型炉が使用されている。また、近年、自動化が進歩し
その対応のため、著しく高精度に加工されたボートが使
用されている。
進むにつれて高温熱処理に使用可能で、かつ高純度であ
る大口径ウェハの支持ボートの要求が高まっている。こ
れに伴い、特に炉内温度の均熱性に優れ、大口径ウェハ
を使用する高集積・高性能デバイスの製造に適している
縦型炉が使用されている。また、近年、自動化が進歩し
その対応のため、著しく高精度に加工されたボートが使
用されている。
従来、ウェハ支持ボート（組立式支持具）としては、
実公昭59−40443号公報が知られている。このボート
は、間隔をおいて配置された一対の側枠部材と、この側
枠部材間を延びる複数本の支持ロッドとからなり、前記
支持ロッドの各々に複数個のウェハ装着溝を間隔をおい
て形成したことを特徴とするものである。
実公昭59−40443号公報が知られている。このボート
は、間隔をおいて配置された一対の側枠部材と、この側
枠部材間を延びる複数本の支持ロッドとからなり、前記
支持ロッドの各々に複数個のウェハ装着溝を間隔をおい
て形成したことを特徴とするものである。
こうした構成のウェハ支持ボートによれば、製作の容
易性，耐高温性，耐熱衝撃性，部品交換性等の利点を有
する。しかしながら、かかるボートによれば、支持ロッ
ドと側枠部材間に隙間ができるため、ウェハ移動やボー
ト搬送時にボートのゆれ，変形が生じ、更にはウェハの
落下が起きる恐れがある。また、支持ボートの変形によ
るウェハとの擦れならびにボート接合部の擦れに起因し
てパーティクル（ダスト）が発生して、拡散処理等のウ
ェハの高温熱処理時にウェハに対しパーティクルの付着
が生じる等の弊害が生じる。更に、自動化にあたって枠
の変形のため、ウェハの挿入，取出しにあたって必要な
精度維持，擦れの減少が困難である。
易性，耐高温性，耐熱衝撃性，部品交換性等の利点を有
する。しかしながら、かかるボートによれば、支持ロッ
ドと側枠部材間に隙間ができるため、ウェハ移動やボー
ト搬送時にボートのゆれ，変形が生じ、更にはウェハの
落下が起きる恐れがある。また、支持ボートの変形によ
るウェハとの擦れならびにボート接合部の擦れに起因し
てパーティクル（ダスト）が発生して、拡散処理等のウ
ェハの高温熱処理時にウェハに対しパーティクルの付着
が生じる等の弊害が生じる。更に、自動化にあたって枠
の変形のため、ウェハの挿入，取出しにあたって必要な
精度維持，擦れの減少が困難である。
また、従来、ウェハ支持ボートとしては、実公昭62−
34439号公報が知られている。このボートは、両端に柄
を形成し，この柄に係止凹部を有した複数のシリコン棒
と、ウェハを支持するための複数の溝を有した石英ガラ
ス製の側枠からなり、前記シリコン棒の柄が前記側枠に
設けた取付穴に挿入したことを特徴とするものである。
34439号公報が知られている。このボートは、両端に柄
を形成し，この柄に係止凹部を有した複数のシリコン棒
と、ウェハを支持するための複数の溝を有した石英ガラ
ス製の側枠からなり、前記シリコン棒の柄が前記側枠に
設けた取付穴に挿入したことを特徴とするものである。
こうした構成のウェハ支持ボートによれば、確かにボ
ート容積の縮小化，これに伴なう炉内温度の制御の容易
化，低価格化，溶着による固着の容易性・確実性等の利
点を有する。しかしながら、シリコン棒の材質であるシ
リコンと側枠の材質である石英ガラスの熱膨脹係数の差
によって、側枠にクラックまたは破損が生じるなどの問
題点を有する。
ート容積の縮小化，これに伴なう炉内温度の制御の容易
化，低価格化，溶着による固着の容易性・確実性等の利
点を有する。しかしながら、シリコン棒の材質であるシ
リコンと側枠の材質である石英ガラスの熱膨脹係数の差
によって、側枠にクラックまたは破損が生じるなどの問
題点を有する。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、拡散処理
等の高温熱処理時における耐変形性，耐熱衝撃性に優
れ、ウェハ汚染を著しく低減でき、更にはクラック発
生，保持ロッドと固定板との接合部の破損を回避できる
シリコン製ウェハ支持ボートの製造方法を提供すること
を目的とする。
等の高温熱処理時における耐変形性，耐熱衝撃性に優
れ、ウェハ汚染を著しく低減でき、更にはクラック発
生，保持ロッドと固定板との接合部の破損を回避できる
シリコン製ウェハ支持ボートの製造方法を提供すること
を目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、ウェハを保持する保持溝を有する複数の保
持ロッドと、これらの保持ロッドの両端に配置されてこ
れらの保持ロッドを接合固定する固定板を有するシリコ
ン製ウェハ支持ボートの製造方法において、前記保持ロ
ッド及び固定板の少なくとも一方の接合部に厚さ0.001
μｍ〜20μｍのSiO2膜を形成した後、両接合部を合わせ
シリコンの溶融温度より低温で熱処理を行うことを特徴
とするシリコン製ウェハ支持ボートの製造方法である。
持ロッドと、これらの保持ロッドの両端に配置されてこ
れらの保持ロッドを接合固定する固定板を有するシリコ
ン製ウェハ支持ボートの製造方法において、前記保持ロ
ッド及び固定板の少なくとも一方の接合部に厚さ0.001
μｍ〜20μｍのSiO2膜を形成した後、両接合部を合わせ
シリコンの溶融温度より低温で熱処理を行うことを特徴
とするシリコン製ウェハ支持ボートの製造方法である。
本発明において、保持ロッドと固定板の直接的な接合
は、例えば保持ロッドと固定板との接合部に厚さ0.001
μｍ〜20μｍのガラス化層を形成することによって達成
できる。ここで、ガラス化層の厚みが例えば0.001μｍ
程と薄い場合は、接合部の平面性の精度上の点から固定
板の凹部面と保持ロッドの突起部面にはガラス化層はつ
けても、実質充分な接合の作用が得られない。逆に、ガ
ラス化層の厚みが例えば20μｍと厚い場合は、上記接合
部の平面性をそれ程考慮する必要はなく、固定板の凹部
面と保持ロッドの突起部面にガラス化層をつければ、よ
り高強度な接合となる。また、接合部にテーパをつける
と、保持ロッドと固定板接合の非平坦性及び非嵌合性を
解消できる。
は、例えば保持ロッドと固定板との接合部に厚さ0.001
μｍ〜20μｍのガラス化層を形成することによって達成
できる。ここで、ガラス化層の厚みが例えば0.001μｍ
程と薄い場合は、接合部の平面性の精度上の点から固定
板の凹部面と保持ロッドの突起部面にはガラス化層はつ
けても、実質充分な接合の作用が得られない。逆に、ガ
ラス化層の厚みが例えば20μｍと厚い場合は、上記接合
部の平面性をそれ程考慮する必要はなく、固定板の凹部
面と保持ロッドの突起部面にガラス化層をつければ、よ
り高強度な接合となる。また、接合部にテーパをつける
と、保持ロッドと固定板接合の非平坦性及び非嵌合性を
解消できる。
［作用］ 本発明において、保持ロッドと上・下固定板の接合部
にSiO2膜を形成した場合、900〜1300℃の熱処理を行う
ことにより、Si（固定板）−Si（保持ロッド）界面,Si
−SiO2界面でＯ及びSiの拡散移動が生じ、これにより各
界面が接合される。なお、SiO2膜が薄い程、接合面の平
坦度あるいは両面の凹凸対応度が重要となり、保持ロッ
ドと固定板の両接合部はいずれも鏡面研磨が施されてい
ることが好ましい。また、Si単結晶を溶融温度より低温
で熱処理することにより、Si単結晶を変質させることな
く直接的に接合することができる。
にSiO2膜を形成した場合、900〜1300℃の熱処理を行う
ことにより、Si（固定板）−Si（保持ロッド）界面,Si
−SiO2界面でＯ及びSiの拡散移動が生じ、これにより各
界面が接合される。なお、SiO2膜が薄い程、接合面の平
坦度あるいは両面の凹凸対応度が重要となり、保持ロッ
ドと固定板の両接合部はいずれも鏡面研磨が施されてい
ることが好ましい。また、Si単結晶を溶融温度より低温
で熱処理することにより、Si単結晶を変質させることな
く直接的に接合することができる。
本発明によれば、拡散処理等の高温熱処理時における
耐変形性，耐熱衝撃性に優れ、ウェハ汚染を著しく低減
でき、更にはクラック発生，保持ロッドと固定板との接
合部の破損を回避できるウェハ支持ボートが得られる。
耐変形性，耐熱衝撃性に優れ、ウェハ汚染を著しく低減
でき、更にはクラック発生，保持ロッドと固定板との接
合部の破損を回避できるウェハ支持ボートが得られる。
［実施例１］ 以下、本発明の実施例１に係る縦型ボートを第１図〜
第４図を参照して説明する。ここで、第１図は縦型ボー
トの全体図、第２図は第１図の平面図、第３図は第１図
のボートに用いられる保持ロッドの説明図、第４図は要
部の説明図である。
第４図を参照して説明する。ここで、第１図は縦型ボー
トの全体図、第２図は第１図の平面図、第３図は第１図
のボートに用いられる保持ロッドの説明図、第４図は要
部の説明図である。
図中の1,2は、夫々互いに並行に配置された円形のシ
リコン製上固定板，下固定板である。これらの固定板1,
2には、夫々例えば４本の保持ロッド３の両端を装着す
るための凹部1a,2aが設けられている。前記保持ロッド
３は例えばCZ法により形成された単結晶シリコンからな
る。この場合、単結晶シリコンには結晶粒界が存在しな
いため、耐汚染性が著しく良好である。
リコン製上固定板，下固定板である。これらの固定板1,
2には、夫々例えば４本の保持ロッド３の両端を装着す
るための凹部1a,2aが設けられている。前記保持ロッド
３は例えばCZ法により形成された単結晶シリコンからな
る。この場合、単結晶シリコンには結晶粒界が存在しな
いため、耐汚染性が著しく良好である。
前記保持ロッド３の両端には、前記上固定板１の凹部
1a,下固定板２の凹部2aと嵌合するための突起部3aが設
けられている。前記保持ロッド３の長手方向には、夫々
等間隔で半導体ウェハ４の周縁部を係止する保持溝５が
設けられている。
1a,下固定板２の凹部2aと嵌合するための突起部3aが設
けられている。前記保持ロッド３の長手方向には、夫々
等間隔で半導体ウェハ４の周縁部を係止する保持溝５が
設けられている。
前記保持ロッド３の突起部3aを除く上面，下面、及び
固定板１の凹部1a面を除く下面，固定板２の凹部2a面を
除く上面には、ガラス化層としての例えば厚さ18μｍの
SiO2膜６が形成されている（第４図参照）。ここで、Si
O2膜６は、保持ロッド３と上固定板1,下固定板２との接
合部を鏡面研磨（Ra≦1mm,Rt≦10nm）した後、研磨面に
LPCVD法により下記条件で形成し、更に接触部に荷重
（0.8Kg/cm2）をかけた状態で1300℃で熱処理すること
により形成した。
固定板１の凹部1a面を除く下面，固定板２の凹部2a面を
除く上面には、ガラス化層としての例えば厚さ18μｍの
SiO2膜６が形成されている（第４図参照）。ここで、Si
O2膜６は、保持ロッド３と上固定板1,下固定板２との接
合部を鏡面研磨（Ra≦1mm,Rt≦10nm）した後、研磨面に
LPCVD法により下記条件で形成し、更に接触部に荷重
（0.8Kg/cm2）をかけた状態で1300℃で熱処理すること
により形成した。
SiCl2H2;20/min N2O;40/min 処理温度;900℃ 処理時間;30Hr 上記実施例１に係るウェハ支持ボートの製造方法によ
れば、保持ロッド３の突起部3aを除く上面，下面、及び
固定板１の凹部1a面を除く下面，固定板２の凹部2a面を
除く上面に例えば厚さ18μｍのSiO2膜６を形成した後、
両接合部を合わせシリコンの溶融温度よりも低温で熱処
理を行うため、上・下固定板1,2にクラックが発生した
り、接合部に破損が発生するのを回避できる。また、保
持ボード３と上・下固定板1,2のいずれもシリコン製で
あるため、拡散処理等の高温熱処理時における耐変形
性，耐熱衝撃性に優れ、またパーティクル等の不純物に
よるウェハ汚染を著しく低減できる。
れば、保持ロッド３の突起部3aを除く上面，下面、及び
固定板１の凹部1a面を除く下面，固定板２の凹部2a面を
除く上面に例えば厚さ18μｍのSiO2膜６を形成した後、
両接合部を合わせシリコンの溶融温度よりも低温で熱処
理を行うため、上・下固定板1,2にクラックが発生した
り、接合部に破損が発生するのを回避できる。また、保
持ボード３と上・下固定板1,2のいずれもシリコン製で
あるため、拡散処理等の高温熱処理時における耐変形
性，耐熱衝撃性に優れ、またパーティクル等の不純物に
よるウェハ汚染を著しく低減できる。
事実、上・下固定板及び保持ロッドの材質が夫々Siの
場合の本発明、及び同材質で楔を用いた組立方式による
従来について、ウェハの自動移載，ボート搬送連続10回
における接合部，接着部からのパーティクルを調べたと
ころ、従来の場合0.3μｍ以下のパーティクルが25個,0.
3〜0.5μｍのパーティクルが18個,0.5〜1.0μｍのパー
ティクルが７個,1.0μｍ以上のパーティクルが２個であ
るのに対し、本発明の場合いずれの粒径のパーティクル
も存在しないことが確認できた。これらの結果により、
本願発明が従来に比べて優れている事が明らかである。
場合の本発明、及び同材質で楔を用いた組立方式による
従来について、ウェハの自動移載，ボート搬送連続10回
における接合部，接着部からのパーティクルを調べたと
ころ、従来の場合0.3μｍ以下のパーティクルが25個,0.
3〜0.5μｍのパーティクルが18個,0.5〜1.0μｍのパー
ティクルが７個,1.0μｍ以上のパーティクルが２個であ
るのに対し、本発明の場合いずれの粒径のパーティクル
も存在しないことが確認できた。これらの結果により、
本願発明が従来に比べて優れている事が明らかである。
［実施例２］ 実施例２では、保持ロッド３と上固定板1,下固定板２
との接合部を鏡面研磨し、研磨面にCVD法により下記条
件でSiO2膜を堆積させ、組み立て後、接触部に荷重（1K
g/cm2）をかけた状態で1000℃以上Si融点以下の温度（1
300℃）で熱処理を施し、保持ロッド３の突起部を上固
定板1,下固定板２の凹部に嵌合した。
との接合部を鏡面研磨し、研磨面にCVD法により下記条
件でSiO2膜を堆積させ、組み立て後、接触部に荷重（1K
g/cm2）をかけた状態で1000℃以上Si融点以下の温度（1
300℃）で熱処理を施し、保持ロッド３の突起部を上固
定板1,下固定板２の凹部に嵌合した。
O2（dry）;20/min 処理温度;800℃ 処理時間;30min 但し、上記SiO2膜の厚みは0.01μｍであった。
［実施例３］ 実施例３では、保持ロッド３と上固定板1,下固定板２
との接合部を鏡面研磨し、接触部を下記条件のSiO2スラ
リー（濃度80％）の中に浸し、乾燥させた後組立て、接
触部に荷重（1Kg/cm2）をかけた状態で1000℃以上Si融
点以下の温度（1300℃）で熱処理を施し、保持ロッド３
の突起部を上固定板1,下固定板２の凹部に嵌合した。
との接合部を鏡面研磨し、接触部を下記条件のSiO2スラ
リー（濃度80％）の中に浸し、乾燥させた後組立て、接
触部に荷重（1Kg/cm2）をかけた状態で1000℃以上Si融
点以下の温度（1300℃）で熱処理を施し、保持ロッド３
の突起部を上固定板1,下固定板２の凹部に嵌合した。
粒径;0.02〜0.1μｍの非晶質SiO2 溶媒；純水 但し、接合後の上記SiO2膜の厚みは１μｍであった。
［実施例４］ 実施例４では、保時ロッド３と上固定板1,下固定板２
との接合部を鏡面研磨し、HF処理を行い、水洗を行うこ
とにより自然酸化膜を成長させた後、組み立て、接触部
に荷重をかけた状態で1000℃で熱処理することにより形
成した。このときのSiO2膜の厚みは、0.002μｍであっ
た。
との接合部を鏡面研磨し、HF処理を行い、水洗を行うこ
とにより自然酸化膜を成長させた後、組み立て、接触部
に荷重をかけた状態で1000℃で熱処理することにより形
成した。このときのSiO2膜の厚みは、0.002μｍであっ
た。
［比較例１］ 比較例１では、保持ロッド３と上固定板1,下固定板２
との接合部を鏡面研磨した後、研磨面にCVD法により下
記条件でSiO2膜を堆積し、組み立て後、接触部に荷重を
かけた状態で1000℃で熱処理することにより形成した。
との接合部を鏡面研磨した後、研磨面にCVD法により下
記条件でSiO2膜を堆積し、組み立て後、接触部に荷重を
かけた状態で1000℃で熱処理することにより形成した。
SiCl2H2;20/min N2O;40/min 処理温度;800℃ 処理時間;5Hr 但し、上記SiO2膜の厚みは22μｍであった。
ところで、上記実施例１〜４及び比較例１について、
900℃に保持した炉からシリコンボートを300mm/minの速
さで連続に炉入れ炉出しを行った。この結果、実施例１
〜４ではいずれも連続炉入れ炉出しを50回行ったが、接
合部の破損等は全く認められなかった。これに対し、比
較例１ではサイクル３回で接合部が破損した。
900℃に保持した炉からシリコンボートを300mm/minの速
さで連続に炉入れ炉出しを行った。この結果、実施例１
〜４ではいずれも連続炉入れ炉出しを50回行ったが、接
合部の破損等は全く認められなかった。これに対し、比
較例１ではサイクル３回で接合部が破損した。
なお、上記実施例では、保持ロッドと固定板との接合
部にSiO2膜が形成されている場合について述べたが、こ
れに限らず、SiO2膜が形成されていない場合についても
同様な効果が期待できる。また、固定板と保持ロッドの
組み合わせも第４図のものに限らず、第５図，第６図及
び第７図に示すものでもよい。
部にSiO2膜が形成されている場合について述べたが、こ
れに限らず、SiO2膜が形成されていない場合についても
同様な効果が期待できる。また、固定板と保持ロッドの
組み合わせも第４図のものに限らず、第５図，第６図及
び第７図に示すものでもよい。
［発明の効果］ 以上詳述した如く本発明によれば、保持ロッドと固定
板とを接合により固定することにより、拡散処理等の高
温熱処理時における耐変形性，耐熱衝撃性に優れ、ウェ
ハ汚染を著しく低減でき、更にはクラック発生，保持ロ
ッドと固定板との接合部の破損を回避できるシリコン製
ウェハ支持ボートの製造方法を提供できる。
板とを接合により固定することにより、拡散処理等の高
温熱処理時における耐変形性，耐熱衝撃性に優れ、ウェ
ハ汚染を著しく低減でき、更にはクラック発生，保持ロ
ッドと固定板との接合部の破損を回避できるシリコン製
ウェハ支持ボートの製造方法を提供できる。
第１図は本発明の一実施例に係る縦型ボートの全体図、
第２図は第１図のボートに用いられる保持ロッドの説明
図、第３図は第１図の略平面図、第４図は第１図の要部
の説明図、第５図〜第７図は保持ロッドと固定板との種
々の形態を示す説明図である。 1,2……固定板、1a,2a……凹部、３……保持ロッド、3a
……突起部、５……保持溝、６……SiO2膜。
第２図は第１図のボートに用いられる保持ロッドの説明
図、第３図は第１図の略平面図、第４図は第１図の要部
の説明図、第５図〜第７図は保持ロッドと固定板との種
々の形態を示す説明図である。 1,2……固定板、1a,2a……凹部、３……保持ロッド、3a
……突起部、５……保持溝、６……SiO2膜。
Claims (1)
- 【請求項１】ウェハを保持する保持溝を有する複数の保
持ロッドと、これらの保持ロッドの両端に配置されてこ
れらの保持ロッドを接合固定する固定板を有するシリコ
ン製ウェハ支持ボートの製造方法において、前記保持ロ
ッド及び固定板の少なくとも一方の接合部に厚さ0.001
μｍ〜20μｍのSiO2膜を形成した後、両接合部を合わせ
シリコンの溶融温度より低温で熱処理を行うことを特徴
とするシリコン製ウェハ支持ボートの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31154090A JP2566340B2 (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | シリコン製ウエハ支持ボートの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31154090A JP2566340B2 (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | シリコン製ウエハ支持ボートの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04188617A JPH04188617A (ja) | 1992-07-07 |
| JP2566340B2 true JP2566340B2 (ja) | 1996-12-25 |
Family
ID=18018467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31154090A Expired - Fee Related JP2566340B2 (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | シリコン製ウエハ支持ボートの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2566340B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1171905A1 (en) * | 1999-04-15 | 2002-01-16 | Integrated Materials, Inc. | Silicon fixtures for wafer processing and method of fabrication |
| JP7245071B2 (ja) * | 2019-02-21 | 2023-03-23 | 株式会社ジェイテクトサーモシステム | 基板支持装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5940443Y2 (ja) * | 1981-10-29 | 1984-11-16 | 株式会社 テクニスコ | ウエハ支持装置 |
| JPS5940443U (ja) * | 1982-09-08 | 1984-03-15 | 三井造船株式会社 | 赤道リング建造用吊足場 |
| JPS6051700A (ja) * | 1983-08-31 | 1985-03-23 | Toshiba Corp | シリコン結晶体の接合方法 |
| JPH0744280B2 (ja) * | 1983-12-06 | 1995-05-15 | 株式会社東芝 | シリコン結晶体の接合方法 |
| JPH02181469A (ja) * | 1989-01-05 | 1990-07-16 | Fujitsu Ltd | 半導体基板の製造方法 |
| JPH03220719A (ja) * | 1990-01-25 | 1991-09-27 | Nec Corp | 拡散炉用治具 |
-
1990
- 1990-11-19 JP JP31154090A patent/JP2566340B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04188617A (ja) | 1992-07-07 |
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