JP3125968B2 - 縦型ウェ−ハボ−ト - Google Patents
縦型ウェ−ハボ−トInfo
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- JP3125968B2 JP3125968B2 JP06262092A JP26209294A JP3125968B2 JP 3125968 B2 JP3125968 B2 JP 3125968B2 JP 06262092 A JP06262092 A JP 06262092A JP 26209294 A JP26209294 A JP 26209294A JP 3125968 B2 JP3125968 B2 JP 3125968B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は縦型ウェ−ハボートに関
し、さらに詳しくは、半導体ウェーハを熱処理する製造
工程において、複数の半導体ウェーハを縦型熱処理炉で
処理するための縦型ウェ−ハボートに関する。
し、さらに詳しくは、半導体ウェーハを熱処理する製造
工程において、複数の半導体ウェーハを縦型熱処理炉で
処理するための縦型ウェ−ハボートに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体ウェーハを製造するに
は、酸化・拡散、析出などの処理のために多くの熱処理
工程を必要とし、直径６インチまでの半導体ウェーハの
熱処理では、主に横型の熱処理炉が用いられてきた。し
かし、半導体ウェーハの大口径化に伴い、熱処理する半
導体ウェーハの総重量が増大し、ウェ−ハボートが熱変
形を起こして使用することができないことがあり、近年
では縦型の熱処理炉が広く用いられるようになった。そ
してこの縦型熱処理炉では、複数の半導体半導体ウェー
ハを縦方向に積載する縦型ウェ−ハボートが用いられて
いる。
は、酸化・拡散、析出などの処理のために多くの熱処理
工程を必要とし、直径６インチまでの半導体ウェーハの
熱処理では、主に横型の熱処理炉が用いられてきた。し
かし、半導体ウェーハの大口径化に伴い、熱処理する半
導体ウェーハの総重量が増大し、ウェ−ハボートが熱変
形を起こして使用することができないことがあり、近年
では縦型の熱処理炉が広く用いられるようになった。そ
してこの縦型熱処理炉では、複数の半導体半導体ウェー
ハを縦方向に積載する縦型ウェ−ハボートが用いられて
いる。
【０００３】前記縦型熱処理炉に用いられる縦型ウェ−
ハボートは、例えば、特開昭６０−１０７８４３号公
報、および特開平３−２９５２２７号公報などに示され
るように、長手方向に所定の間隔をもって複数個の半導
体ウェーハ挿入溝が形成され、半導体ウェーハの周囲に
縦方向に配列される半導体ウェーハ支持部材と、前記半
導体ウェーハ支持部材の上下両端部を固定する支持プレ
ートとにより構成されている。
ハボートは、例えば、特開昭６０−１０７８４３号公
報、および特開平３−２９５２２７号公報などに示され
るように、長手方向に所定の間隔をもって複数個の半導
体ウェーハ挿入溝が形成され、半導体ウェーハの周囲に
縦方向に配列される半導体ウェーハ支持部材と、前記半
導体ウェーハ支持部材の上下両端部を固定する支持プレ
ートとにより構成されている。
【０００４】前記縦型ウェ−ハボートにおけるウェーハ
支持部材の配列は、通常３本以上で構成されているが、
ウェーハの移載のため、ウェーハ挿入側にはウェーハ支
持部材を組み付けることができない。ウェーハ支持部材
の配列を図に示せば、図６（ａ）、（ｂ）のようになっ
ている。図６（ａ）に示されるウェ−ハボート１は４本
のウェーハ支持部材２がウェーハ円周の片側半分（１８
０度に相当する）にほぼ等間隔に配置されており、ウェ
ーハのほぼ半面側が４点支持されるようになっている。
支持部材の配列は、通常３本以上で構成されているが、
ウェーハの移載のため、ウェーハ挿入側にはウェーハ支
持部材を組み付けることができない。ウェーハ支持部材
の配列を図に示せば、図６（ａ）、（ｂ）のようになっ
ている。図６（ａ）に示されるウェ−ハボート１は４本
のウェーハ支持部材２がウェーハ円周の片側半分（１８
０度に相当する）にほぼ等間隔に配置されており、ウェ
ーハのほぼ半面側が４点支持されるようになっている。
【０００５】しかしながら、図６（ａ）に示されるウェ
−ハボート１であっても、例え４本の支持部材の各溝を
高精度に水平位置となるよう形成したとしても、高温度
中での使用により、その水平度は保たれず、結局は３点
支持の状態となる。またウェーハ支持部材は、ウェーハ
円周の片側半分（１８０度に相当する）に配置されてい
るに過ぎない。
−ハボート１であっても、例え４本の支持部材の各溝を
高精度に水平位置となるよう形成したとしても、高温度
中での使用により、その水平度は保たれず、結局は３点
支持の状態となる。またウェーハ支持部材は、ウェーハ
円周の片側半分（１８０度に相当する）に配置されてい
るに過ぎない。
【０００６】そのため、縦型拡散炉内で熱処理工程を行
う場合、特に縦型ウェ−ハボートに回転動作が伴う場合
には、ウェーハがズレ落ちて損傷する危険があり、近年
では、縦型ウェ−ハボートの半円状にほぼ等間隔で配置
されたウェーハ支持部材に対向する位置に、ウェーハ脱
落防止部材を着脱自在に設け、縦型ウェ−ハボート本体
にウェーハを挿入した後に、ウェーハ脱落防止部材を組
み付けることによりウェーハの脱落を防止するようにし
ている。
う場合、特に縦型ウェ−ハボートに回転動作が伴う場合
には、ウェーハがズレ落ちて損傷する危険があり、近年
では、縦型ウェ−ハボートの半円状にほぼ等間隔で配置
されたウェーハ支持部材に対向する位置に、ウェーハ脱
落防止部材を着脱自在に設け、縦型ウェ−ハボート本体
にウェーハを挿入した後に、ウェーハ脱落防止部材を組
み付けることによりウェーハの脱落を防止するようにし
ている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、縦型ボート
に挿入されたウェーハは、ウェーハ支持部材から自重に
よる応力を受けるとともに、熱処理時にはウェーハ面内
の温度差による熱応力を受け、これらの応力が重なって
半導体ウェーハの結晶の剪断降伏応力値を越えることが
ある。前記剪断降伏応力値を越えると、ウェーハに結晶
転位が生じてスリップとなり、製品の品質を低下させる
という技術的課題があった。
に挿入されたウェーハは、ウェーハ支持部材から自重に
よる応力を受けるとともに、熱処理時にはウェーハ面内
の温度差による熱応力を受け、これらの応力が重なって
半導体ウェーハの結晶の剪断降伏応力値を越えることが
ある。前記剪断降伏応力値を越えると、ウェーハに結晶
転位が生じてスリップとなり、製品の品質を低下させる
という技術的課題があった。
【０００８】特に、従来の縦型ウェーハボートのよう
に、ウェーハ支持部材が４本以上で構成し、支持部材の
各溝を高精度に水平位置となるよう形成したとしても、
高温度中での使用により、その水平度は保たれず、結局
は複数のウェーハ支持部材間の必然的な適当な組み合わ
せによる３点に各半導体ウェーハの荷重が不均等に集中
し、集中点において半導体ウェーハの結晶の剪断降伏応
力値を越えることがある。
に、ウェーハ支持部材が４本以上で構成し、支持部材の
各溝を高精度に水平位置となるよう形成したとしても、
高温度中での使用により、その水平度は保たれず、結局
は複数のウェーハ支持部材間の必然的な適当な組み合わ
せによる３点に各半導体ウェーハの荷重が不均等に集中
し、集中点において半導体ウェーハの結晶の剪断降伏応
力値を越えることがある。
【０００９】また、ウェーハが、例えば、シリコンウェ
ーハの場合、シリコン単結晶の剪断降伏応力は、τ＝１
２３ｅｘｐ（１４００／Ｔ）Ｎ／ｍ2 で求められる。す
なわち、前記式から求められる以上の応力がかかるとス
リップ転位が発生するものであり、この式を図に示すと
図７のようになる。図７において、縦軸左に剪断降伏応
力値、縦軸右にウェーハの面内温度差を表し、それによ
る熱応力値を左軸に対応させている。また横軸にウェー
ハの温度を表している。この図からもわかるように、ウ
ェーハの温度が高くなるほど、剪断降伏応力τが小さく
なり、スリップが発生し易くなっている。
ーハの場合、シリコン単結晶の剪断降伏応力は、τ＝１
２３ｅｘｐ（１４００／Ｔ）Ｎ／ｍ2 で求められる。す
なわち、前記式から求められる以上の応力がかかるとス
リップ転位が発生するものであり、この式を図に示すと
図７のようになる。図７において、縦軸左に剪断降伏応
力値、縦軸右にウェーハの面内温度差を表し、それによ
る熱応力値を左軸に対応させている。また横軸にウェー
ハの温度を表している。この図からもわかるように、ウ
ェーハの温度が高くなるほど、剪断降伏応力τが小さく
なり、スリップが発生し易くなっている。
【００１０】更に、近年、半導体装置の高集積化に伴
い、ウェーハは大口径化の傾向にあり、ウェーハ径の増
大とともに、ウェーハ支持部材から受ける応力も増大し
て、スリップ転位が発生し易くなっている。
い、ウェーハは大口径化の傾向にあり、ウェーハ径の増
大とともに、ウェーハ支持部材から受ける応力も増大し
て、スリップ転位が発生し易くなっている。
【００１１】本発明は、前記従来の技術的課題を解決す
るためになされたもので、縦型ボートに挿入されたウェ
ーハが確実に均等な３点で支持されるようにして、ウェ
ーハに加わる最大剪断応力を最小とし、スリップ転位が
発生し難い縦型ウェ−ハボートを提供することを目的と
する。
るためになされたもので、縦型ボートに挿入されたウェ
ーハが確実に均等な３点で支持されるようにして、ウェ
ーハに加わる最大剪断応力を最小とし、スリップ転位が
発生し難い縦型ウェ−ハボートを提供することを目的と
する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明にかかる縦型ウェ−ハボートは、長手方向
に所定の間隔をもって、ほぼ平行に複数個のウェーハ挿
入溝が形成された少なくとも３本のウェーハ支持部材
と、前記ウェーハ支持部材をウェーハ円周の片側半分に
所定の間隔に配置して上下両端部を固定する上部支持プ
レートおよび下部支持プレートと、長手方向に所定の間
隔をもって複数個のウェーハ挿入溝が形成され、前記上
部支持プレートおよび下部支持プレートに着脱自在に装
着される１本のウェーハ支柱とを備え、前記ウェーハ支
柱を上部支持プレートおよび下部支持プレートに装着し
た際、ウェーハ支柱に形成されたウェーハ挿入溝が、前
記溝に対応してウェーハ支持部材に形成されたウェーハ
挿入溝より高い位置に形成され、収納される各半導体ウ
ェーハをウェーハ支柱のウェーハ挿入溝及び２つのウェ
ーハ支持部材に形成されたウェーハ挿入溝の３点で支持
するようにした構成を有する。
めに、本発明にかかる縦型ウェ−ハボートは、長手方向
に所定の間隔をもって、ほぼ平行に複数個のウェーハ挿
入溝が形成された少なくとも３本のウェーハ支持部材
と、前記ウェーハ支持部材をウェーハ円周の片側半分に
所定の間隔に配置して上下両端部を固定する上部支持プ
レートおよび下部支持プレートと、長手方向に所定の間
隔をもって複数個のウェーハ挿入溝が形成され、前記上
部支持プレートおよび下部支持プレートに着脱自在に装
着される１本のウェーハ支柱とを備え、前記ウェーハ支
柱を上部支持プレートおよび下部支持プレートに装着し
た際、ウェーハ支柱に形成されたウェーハ挿入溝が、前
記溝に対応してウェーハ支持部材に形成されたウェーハ
挿入溝より高い位置に形成され、収納される各半導体ウ
ェーハをウェーハ支柱のウェーハ挿入溝及び２つのウェ
ーハ支持部材に形成されたウェーハ挿入溝の３点で支持
するようにした構成を有する。
【００１３】また前記上部支持プレートおよび下部支持
プレートの円周上で、少なくとも３本のウェーハ支持部
材を固定した反対側半分の中間部に、一端が開口した切
欠溝を形成すると共に、前記ウェーハ支柱の両端部に、
ウェーハ支柱よりも細径で上方および下部支持プレート
の厚さより所定高さだけ高く形成された段部と、前記ウ
ェーハ支持部材の高さよりも所定高さだけ短く形成され
た前記ウェーハ支柱の段部間の主柱部とを形成し、前記
ウェーハ支柱を上方および下部支持プレートに装着する
ためのスペ−サとを備え、前記上部支持プレートおよび
下部支持プレートの前記切欠溝にウェーハ支柱の段部を
装着し、前記上部支持プレートの上面および下部支持プ
レートの内側よりウェーハ支柱の段部に所定厚さのスペ
−サを装着するようにした構成を有する。
プレートの円周上で、少なくとも３本のウェーハ支持部
材を固定した反対側半分の中間部に、一端が開口した切
欠溝を形成すると共に、前記ウェーハ支柱の両端部に、
ウェーハ支柱よりも細径で上方および下部支持プレート
の厚さより所定高さだけ高く形成された段部と、前記ウ
ェーハ支持部材の高さよりも所定高さだけ短く形成され
た前記ウェーハ支柱の段部間の主柱部とを形成し、前記
ウェーハ支柱を上方および下部支持プレートに装着する
ためのスペ−サとを備え、前記上部支持プレートおよび
下部支持プレートの前記切欠溝にウェーハ支柱の段部を
装着し、前記上部支持プレートの上面および下部支持プ
レートの内側よりウェーハ支柱の段部に所定厚さのスペ
−サを装着するようにした構成を有する。
【００１４】更に、収納される半導体ウェーハをウェー
ハ支柱のウェーハ挿入溝及び２つのウェーハ支持部材に
形成されたウェーハ挿入溝の３点で支持し、前記３支持
点と前記ウェーハの中心点とを結ぶ線の内角をそれぞれ
１２０度とし、かつ前記ウェーハを支持する３点とウェ
ーハの中心点を結ぶ線をそれぞれ同一長さとした構成を
有する。
ハ支柱のウェーハ挿入溝及び２つのウェーハ支持部材に
形成されたウェーハ挿入溝の３点で支持し、前記３支持
点と前記ウェーハの中心点とを結ぶ線の内角をそれぞれ
１２０度とし、かつ前記ウェーハを支持する３点とウェ
ーハの中心点を結ぶ線をそれぞれ同一長さとした構成を
有する。
【００１５】
【作用】このような構成に基づいて、本発明の縦型ウェ
−ハボートによれば、ウェーハ円周の片側半分に配置さ
れた少なくとも３本のウェーハ支持部材と、各ウェーハ
支持部材の上下両端部を固定する支持プレートと、複数
のウェーハ挿入溝が形成されウェーハ挿入側の片側半分
の中間部に着脱自在に装着される１本のウェーハ支柱と
により構成されているので、縦型ウェ−ハボートの少な
くとも３本のウェーハ支持部材にウェーハを挿入した
後、１本のウェーハ支柱を装着し、このウェーハ支柱を
所定位置まで持ち上げることにより、挿入されたウェー
ハは、ウェーハ支柱とウェーハ挿入奥側の２本のウェー
ハ支持部材との３点で支持されることになり、ウェーハ
円周の３点には均等な支持応力がかかることになる。
−ハボートによれば、ウェーハ円周の片側半分に配置さ
れた少なくとも３本のウェーハ支持部材と、各ウェーハ
支持部材の上下両端部を固定する支持プレートと、複数
のウェーハ挿入溝が形成されウェーハ挿入側の片側半分
の中間部に着脱自在に装着される１本のウェーハ支柱と
により構成されているので、縦型ウェ−ハボートの少な
くとも３本のウェーハ支持部材にウェーハを挿入した
後、１本のウェーハ支柱を装着し、このウェーハ支柱を
所定位置まで持ち上げることにより、挿入されたウェー
ハは、ウェーハ支柱とウェーハ挿入奥側の２本のウェー
ハ支持部材との３点で支持されることになり、ウェーハ
円周の３点には均等な支持応力がかかることになる。
【００１６】すなわち、縦型ウェ−ハボートを構成して
いる少なくとも３本のウェーハ支持部材のうち、ウェー
ハ挿入手前側の少なくとも１本は、ウェーハ支柱を装着
した後はウェーハに接触せず、ウェーハは３点で支持さ
れるとともに、それぞれの支点とウェーハ中心点を結ぶ
線がそれぞれ１２０度の内角を有しているため、ウェー
ハ円周を３点の均等な力で支持することができる。
いる少なくとも３本のウェーハ支持部材のうち、ウェー
ハ挿入手前側の少なくとも１本は、ウェーハ支柱を装着
した後はウェーハに接触せず、ウェーハは３点で支持さ
れるとともに、それぞれの支点とウェーハ中心点を結ぶ
線がそれぞれ１２０度の内角を有しているため、ウェー
ハ円周を３点の均等な力で支持することができる。
【００１７】また前記上部支持プレートおよび下部支持
プレートの前記切欠溝に前記ウェーハ支柱を容易に装着
するでき、しかも前記上部支持プレートの上面および下
部支持プレートの内側よりウェーハ支柱の段部に所定厚
さのスペ−サを装着することにより、前記ウェーハ支柱
のウェーハ挿入溝がウェーハ支持部材のウェーハ挿入溝
より所定高さだけ高くなるようすることができ、ウェー
ハを容易に３点で支持できる。
プレートの前記切欠溝に前記ウェーハ支柱を容易に装着
するでき、しかも前記上部支持プレートの上面および下
部支持プレートの内側よりウェーハ支柱の段部に所定厚
さのスペ−サを装着することにより、前記ウェーハ支柱
のウェーハ挿入溝がウェーハ支持部材のウェーハ挿入溝
より所定高さだけ高くなるようすることができ、ウェー
ハを容易に３点で支持できる。
【００１８】以上のようにウェーハを３点で均一に支持
できるため、複数のウェーハを載置した縦型ウェ−ハボ
ートを縦型拡散炉の中に収容してウェーハの熱処理工程
を行う場合、ウェーハ熱処理時に発生するスリップ転位
を大幅に低減することが可能であり、製品の品質向上が
図られ、信頼性を高めることができる。
できるため、複数のウェーハを載置した縦型ウェ−ハボ
ートを縦型拡散炉の中に収容してウェーハの熱処理工程
を行う場合、ウェーハ熱処理時に発生するスリップ転位
を大幅に低減することが可能であり、製品の品質向上が
図られ、信頼性を高めることができる。
【００１９】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。図１は本発明による縦型拡散炉用に収容され
る縦型ウェ−ハボートの実施例を示す斜視図、図２は図
１に示した縦型ウェ−ハボートの上面図である。図に示
すように、縦型ウェ−ハボート１は長手方向に所定の間
隔をもって複数個のウェーハ挿入溝２ａを形成した４本
のウェーハ支持部材２と、前記ウェーハ支持部材２を縦
方向に配列して上下両端部に配置した上方および下部支
持プレート３、４と、長手方向に所定の間隔を保持して
複数個のウェーハ挿入溝５ａを形成した１本のウェーハ
支柱５とにより構成されている。尚、ウェーハ支柱５に
形成されたウェーハ挿入溝５ａの間隔と、ウェーハ支持
部材２に形成されたウェーハ挿入溝２ａの間隔は同一の
間隔（距離）をもって形成されている。
説明する。図１は本発明による縦型拡散炉用に収容され
る縦型ウェ−ハボートの実施例を示す斜視図、図２は図
１に示した縦型ウェ−ハボートの上面図である。図に示
すように、縦型ウェ−ハボート１は長手方向に所定の間
隔をもって複数個のウェーハ挿入溝２ａを形成した４本
のウェーハ支持部材２と、前記ウェーハ支持部材２を縦
方向に配列して上下両端部に配置した上方および下部支
持プレート３、４と、長手方向に所定の間隔を保持して
複数個のウェーハ挿入溝５ａを形成した１本のウェーハ
支柱５とにより構成されている。尚、ウェーハ支柱５に
形成されたウェーハ挿入溝５ａの間隔と、ウェーハ支持
部材２に形成されたウェーハ挿入溝２ａの間隔は同一の
間隔（距離）をもって形成されている。
【００２０】そして、縦型ウェ−ハボート１を構成して
いる４本のウェーハ支持部材２は、ウェーハ円周の片側
半分にほぼ等間隔に配置されており、各ウェーハ支持部
材２の上下両端部が上部支持プレート３および下部支持
プレート４に接着あるいは溶着などで一体に固定されて
いる。
いる４本のウェーハ支持部材２は、ウェーハ円周の片側
半分にほぼ等間隔に配置されており、各ウェーハ支持部
材２の上下両端部が上部支持プレート３および下部支持
プレート４に接着あるいは溶着などで一体に固定されて
いる。
【００２１】また、上部支持プレート３および下部支持
プレート４の円周上で、４本のウェーハ支持部材２をほ
ぼ等間隔に配置した反対側半分の中間部には、一端が開
口した角型状の切欠溝６および７が形成され、これらの
上部支持プレート３および下部支持プレート４の切欠溝
６および７には、１本のウェーハ支柱５が着脱自在に装
着されるようになっている。
プレート４の円周上で、４本のウェーハ支持部材２をほ
ぼ等間隔に配置した反対側半分の中間部には、一端が開
口した角型状の切欠溝６および７が形成され、これらの
上部支持プレート３および下部支持プレート４の切欠溝
６および７には、１本のウェーハ支柱５が着脱自在に装
着されるようになっている。
【００２２】前記ウェーハ支柱５の両端部には、ウェー
ハ支柱５よりも細径で上方および下部支持プレート３、
４の厚さｔよりも高さｈだけ高い正方形の段部８が形成
されており、このウェーハ支柱５の段部８、８の間の主
柱部はウェーハ支持部材２の長さＨよりも高さｈだけ短
く形成されている。
ハ支柱５よりも細径で上方および下部支持プレート３、
４の厚さｔよりも高さｈだけ高い正方形の段部８が形成
されており、このウェーハ支柱５の段部８、８の間の主
柱部はウェーハ支持部材２の長さＨよりも高さｈだけ短
く形成されている。
【００２３】そして、４本のウェーハ支持部材２の上下
両端部を固定した上部支持プレート３および下部支持プ
レート４の切欠溝６および７に、着脱自在なウェーハ支
柱５の段部８、８を装着したとき、上部支持プレート３
の上面および下部支持プレート４の内側よりウェーハ支
柱５の段部８、８には、厚さｈを有するコ字状のスペー
サ９が装着されるようになっている。
両端部を固定した上部支持プレート３および下部支持プ
レート４の切欠溝６および７に、着脱自在なウェーハ支
柱５の段部８、８を装着したとき、上部支持プレート３
の上面および下部支持プレート４の内側よりウェーハ支
柱５の段部８、８には、厚さｈを有するコ字状のスペー
サ９が装着されるようになっている。
【００２４】一方、前記縦型ウェ−ハボート１を構成し
ている各部材の材質は、高純度の単結晶あるいは多結晶
シリコン、ＣＶＤ−ＳｉＣコーティングしたＳｉ含浸Ｓ
ｉＣ、高純度石英ガラスなどであり、純度と耐熱性を考
慮すると単結晶シリコンが望ましい。尚、単結晶あるい
は多結晶シリコンを用いる際には、上部支持プレ−ト、
下部支持プレ−ト及び４本のウェ−ハ支持部材２は組立
式で固定することが好ましい。
ている各部材の材質は、高純度の単結晶あるいは多結晶
シリコン、ＣＶＤ−ＳｉＣコーティングしたＳｉ含浸Ｓ
ｉＣ、高純度石英ガラスなどであり、純度と耐熱性を考
慮すると単結晶シリコンが望ましい。尚、単結晶あるい
は多結晶シリコンを用いる際には、上部支持プレ−ト、
下部支持プレ−ト及び４本のウェ−ハ支持部材２は組立
式で固定することが好ましい。
【００２５】また、前記縦型ウェ−ハボート１を構成し
ている４本のウェーハ支持部材２および１本のウェーハ
支柱５の断面形状は、ウェーハ支持部材２を組付けた
り、ウェーハ支柱５を装着したりするときに回転しない
ような形状にするのが好ましく、断面形状を円形にして
もよいが、位置決めが面倒であるため、通常は楕円、長
円、長方形、正方形などの形状とすることが好ましい。
そして、ウェーハ支持部材２およびウェーハ支柱５の長
手方向に所定の間隔を保持して形成されている複数個の
ウェーハ挿入溝２ａ、５ａ、は、例えば、図３（ａ）に
示すように、平行に溝切り加工を施して突堤１１を形成
したものが一般的である。
ている４本のウェーハ支持部材２および１本のウェーハ
支柱５の断面形状は、ウェーハ支持部材２を組付けた
り、ウェーハ支柱５を装着したりするときに回転しない
ような形状にするのが好ましく、断面形状を円形にして
もよいが、位置決めが面倒であるため、通常は楕円、長
円、長方形、正方形などの形状とすることが好ましい。
そして、ウェーハ支持部材２およびウェーハ支柱５の長
手方向に所定の間隔を保持して形成されている複数個の
ウェーハ挿入溝２ａ、５ａ、は、例えば、図３（ａ）に
示すように、平行に溝切り加工を施して突堤１１を形成
したものが一般的である。
【００２６】しかし、ウェーハ１０のスリップ転位発生
を抑制するためには、なるべく突堤１１がウェーハ１０
の外周縁に接触しない方がよいので、図３（ｂ）に示す
ように、上方に傾斜し、先端部が円弧に形成された突堤
１２としたり、図３（ｃ）に示すように、スリット長を
長くして先端部に支持突起１３を設けるのが良い。この
図３（ｂ）（ｃ）に示すように、ウェーハ１０を中央寄
りで支持するようにするとともに、ウェーハ１０との接
触部には滑らかな面取り加工を施すことにより、荷重応
力やウェーハ撓み量を一層低減することができる。
を抑制するためには、なるべく突堤１１がウェーハ１０
の外周縁に接触しない方がよいので、図３（ｂ）に示す
ように、上方に傾斜し、先端部が円弧に形成された突堤
１２としたり、図３（ｃ）に示すように、スリット長を
長くして先端部に支持突起１３を設けるのが良い。この
図３（ｂ）（ｃ）に示すように、ウェーハ１０を中央寄
りで支持するようにするとともに、ウェーハ１０との接
触部には滑らかな面取り加工を施すことにより、荷重応
力やウェーハ撓み量を一層低減することができる。
【００２７】次に本発明にかかる縦型ウェ−ハボート１
の作用について説明する。まず縦型ウェ−ハボート１に
複数のウェーハ１０を積載する場合について説明する。
縦型ウェ−ハボート１における４本のウェーハ支持部材
２に形成されているウェーハ挿入溝２ａは、それぞれ水
平状態に保持されているので、複数のウェーハ１０が各
ウェーハ支持部材２のウェーハ挿入溝２ａに順次水平状
態をもって縦方向に積載される。
の作用について説明する。まず縦型ウェ−ハボート１に
複数のウェーハ１０を積載する場合について説明する。
縦型ウェ−ハボート１における４本のウェーハ支持部材
２に形成されているウェーハ挿入溝２ａは、それぞれ水
平状態に保持されているので、複数のウェーハ１０が各
ウェーハ支持部材２のウェーハ挿入溝２ａに順次水平状
態をもって縦方向に積載される。
【００２８】そして、縦型ウェ−ハボート１に所定枚数
のウェーハ１０を積載した後、上部支持プレート３およ
び下部支持プレート４の切欠溝６および７に、１本のウ
ェーハ支柱５の段部８、８が係合するように装着され
る。ここで、ウェーハ支柱５を装着する際には、ウェー
ハ支柱５の各ウェーハ挿入溝５ａに各ウェーハ１０の周
縁部が接触しないように装着し、ウェーハ支柱５を装着
した後、上部支持プレート３の上面および下部支持プレ
ート４の内側よりウェーハ支柱５の段部８、８に、コ字
状のスペーサ９を装着することによりウェーハ支柱５を
高さｈだけ持ち上げた状態に固定する。この状態を図４
に示す。
のウェーハ１０を積載した後、上部支持プレート３およ
び下部支持プレート４の切欠溝６および７に、１本のウ
ェーハ支柱５の段部８、８が係合するように装着され
る。ここで、ウェーハ支柱５を装着する際には、ウェー
ハ支柱５の各ウェーハ挿入溝５ａに各ウェーハ１０の周
縁部が接触しないように装着し、ウェーハ支柱５を装着
した後、上部支持プレート３の上面および下部支持プレ
ート４の内側よりウェーハ支柱５の段部８、８に、コ字
状のスペーサ９を装着することによりウェーハ支柱５を
高さｈだけ持ち上げた状態に固定する。この状態を図４
に示す。
【００２９】このように、縦型ウェ−ハボート１の上部
支持プレート３および下部支持プレート４の切欠溝６お
よび７にウェーハ支柱５を装着し、ウェーハ支柱５を高
さｈだけ持ち上げた状態では、図２および図５に示すよ
うに、ウェーハ支柱５におけるウェーハ挿入溝５ａの支
点Ｐ0 が、他の４本のウェーハ支持部材２におけるウェ
ーハ挿入溝２ａの支点Ｐ2 、Ｐ3 よりｈ程度高くなる。
これにより、ウェーハ支柱５におけるウェーハ挿入溝５
ａの支点Ｐ0 と他の２本のウェーハ支持部材２（ウェー
ハ挿入奥側）におけるウェーハ挿入溝２ａの支点Ｐ2 、
Ｐ3 の３点でウェーハ１０を支持することになるので、
ウェーハ挿入手前側の２本のウェーハ支持部材の支点Ｐ
1 、Ｐ4 には接触しないこととなる。
支持プレート３および下部支持プレート４の切欠溝６お
よび７にウェーハ支柱５を装着し、ウェーハ支柱５を高
さｈだけ持ち上げた状態では、図２および図５に示すよ
うに、ウェーハ支柱５におけるウェーハ挿入溝５ａの支
点Ｐ0 が、他の４本のウェーハ支持部材２におけるウェ
ーハ挿入溝２ａの支点Ｐ2 、Ｐ3 よりｈ程度高くなる。
これにより、ウェーハ支柱５におけるウェーハ挿入溝５
ａの支点Ｐ0 と他の２本のウェーハ支持部材２（ウェー
ハ挿入奥側）におけるウェーハ挿入溝２ａの支点Ｐ2 、
Ｐ3 の３点でウェーハ１０を支持することになるので、
ウェーハ挿入手前側の２本のウェーハ支持部材の支点Ｐ
1 、Ｐ4 には接触しないこととなる。
【００３０】また、実際にウェーハ１０を支持している
３点Ｐ0 、Ｐ2 、Ｐ3 とウェーハ１０の中心点０を結ぶ
線は、それぞれ１２０度の内角とし、支持位置の３点を
結ぶ線の長さを同等とすることにより、３点Ｐ0 、Ｐ
2 、Ｐ3 に均等な力がウェーハ１０にかかるので、応力
が最小値になる。
３点Ｐ0 、Ｐ2 、Ｐ3 とウェーハ１０の中心点０を結ぶ
線は、それぞれ１２０度の内角とし、支持位置の３点を
結ぶ線の長さを同等とすることにより、３点Ｐ0 、Ｐ
2 、Ｐ3 に均等な力がウェーハ１０にかかるので、応力
が最小値になる。
【００３１】尚、上記３点Ｐ0 、Ｐ2 、Ｐ3 での適切な
３点支持を行うためには、高さｈを０．５ｍｍ≦ｈ≦３
ｍｍの範囲内に設定することが望ましい。
３点支持を行うためには、高さｈを０．５ｍｍ≦ｈ≦３
ｍｍの範囲内に設定することが望ましい。
【００３２】次に、実施例の縦型ウェ−ハボートにウェ
ーハを載置した場合、ウェーハにかかる剪断応力を計算
により求めると以下の表１のようになる。ここで、比較
例１として、図６（ｂ）に示されるように４点支持が実
質上３点支持となった場合のウェーハの剪断応力もあわ
せて求めることする。尚、ウェーハは６インチ、８イン
チ、１０インチ、それぞれについて検討した。
ーハを載置した場合、ウェーハにかかる剪断応力を計算
により求めると以下の表１のようになる。ここで、比較
例１として、図６（ｂ）に示されるように４点支持が実
質上３点支持となった場合のウェーハの剪断応力もあわ
せて求めることする。尚、ウェーハは６インチ、８イン
チ、１０インチ、それぞれについて検討した。
【００３３】
【表１】 （単位はＭＰａ）
【００３４】以上のように、本発明にかかる縦型ウェ−
ハボートによれば、荷重による剪断応力が大幅に緩和さ
れていることがわかる。
ハボートによれば、荷重による剪断応力が大幅に緩和さ
れていることがわかる。
【００３５】次に、ウェーハ径が８インチのウェーハを
実施例の単結晶シリコン製縦型ウェ−ハボートに載置
し、所定の熱処理を行った場合に発生するスリップ転位
の発生枚数及びスリップ長を実験により調べた。比較例
として、同一の８インチのウェーハを図６（ｂ）に示さ
れる４点支持が実質上３点支持となった場合の縦型ウェ
−ハボートに載置した場合のスリップ転位の発生枚数及
びスリップ長も実験により調べた。ここで、熱処理条件
１として、８００℃の炉にウェ−ハボートを入れ、最初
の１０分間で１０００℃に炉内温度を上昇させ、その後
の５分間で１２００℃に炉内温度を上昇させ、そしてそ
の後の３分間で８００℃に炉内温度を下降させ、ウェ−
ハボートを炉外に搬出することとした。また熱処理条件
２として、８００℃の炉にウェ−ハボートを入れ、最初
の１０分間で１０００℃に炉内温度を上昇させ、その後
の３分間で１１００℃に炉内温度を上昇させ、更にその
後の２分間で１２００℃に炉内温度を上昇させ、そして
その後の３分間で８００℃に炉内温度を下降させ、ウェ
−ハボートを炉外に搬出することとした。
実施例の単結晶シリコン製縦型ウェ−ハボートに載置
し、所定の熱処理を行った場合に発生するスリップ転位
の発生枚数及びスリップ長を実験により調べた。比較例
として、同一の８インチのウェーハを図６（ｂ）に示さ
れる４点支持が実質上３点支持となった場合の縦型ウェ
−ハボートに載置した場合のスリップ転位の発生枚数及
びスリップ長も実験により調べた。ここで、熱処理条件
１として、８００℃の炉にウェ−ハボートを入れ、最初
の１０分間で１０００℃に炉内温度を上昇させ、その後
の５分間で１２００℃に炉内温度を上昇させ、そしてそ
の後の３分間で８００℃に炉内温度を下降させ、ウェ−
ハボートを炉外に搬出することとした。また熱処理条件
２として、８００℃の炉にウェ−ハボートを入れ、最初
の１０分間で１０００℃に炉内温度を上昇させ、その後
の３分間で１１００℃に炉内温度を上昇させ、更にその
後の２分間で１２００℃に炉内温度を上昇させ、そして
その後の３分間で８００℃に炉内温度を下降させ、ウェ
−ハボートを炉外に搬出することとした。
【００３６】
【表２】
【００３７】以上のように、実施例は比較例と比べて、
ウェーハ熱処理時のスリップ転位発生が大幅に低減で
き、しかも発生したスリップのスリップ長も短くなるこ
とが確認され、製品の品質および信頼性を高まることが
わかる。
ウェーハ熱処理時のスリップ転位発生が大幅に低減で
き、しかも発生したスリップのスリップ長も短くなるこ
とが確認され、製品の品質および信頼性を高まることが
わかる。
【００３８】また、本発明による縦型ウェ−ハボート１
は、前述した実施例に限定されるものではなく、主旨を
逸脱しない範囲で、ウェーハ支持部材およびウェーハ支
柱を他の形状の変形例に適用することが可能である。
は、前述した実施例に限定されるものではなく、主旨を
逸脱しない範囲で、ウェーハ支持部材およびウェーハ支
柱を他の形状の変形例に適用することが可能である。
【００３９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の縦
型ウェ−ハボートは、ウェーハ円周のほぼ片側半分に配
置された少なくとも３本のウェーハ支持部材と、各ウェ
ーハ支持部材の上下両端部を固定する支持プレートと、
ウェーハ挿入側の片側半分の中間部に着脱自在に装着さ
れる１本のウェーハ支柱とにより構成され、縦型ウェ−
ハボートの少なくとも３本のウェーハ支持部材にウェー
ハを挿入した後、１本のウェーハ支柱を装着し、このウ
ェーハ支柱を所定位置まで持ち上げることにより、挿入
されたウェーハは、ウェーハ支柱とウェーハ挿入奥側の
２本のウェーハ支持部材と３点で支持されるようにした
ので、ウェーハ円周の３点には均等な支持応力がかかる
ことになる。
型ウェ−ハボートは、ウェーハ円周のほぼ片側半分に配
置された少なくとも３本のウェーハ支持部材と、各ウェ
ーハ支持部材の上下両端部を固定する支持プレートと、
ウェーハ挿入側の片側半分の中間部に着脱自在に装着さ
れる１本のウェーハ支柱とにより構成され、縦型ウェ−
ハボートの少なくとも３本のウェーハ支持部材にウェー
ハを挿入した後、１本のウェーハ支柱を装着し、このウ
ェーハ支柱を所定位置まで持ち上げることにより、挿入
されたウェーハは、ウェーハ支柱とウェーハ挿入奥側の
２本のウェーハ支持部材と３点で支持されるようにした
ので、ウェーハ円周の３点には均等な支持応力がかかる
ことになる。
【００４０】また縦型ウェ−ハボートを構成している少
なくとも３本のウェーハ支持部材のうち、ウェーハ挿入
手前側の少なくとも１本は、ウェーハ支柱を装着した後
はウェーハに接触せず、ウェーハを３点で支持すると共
に、それぞれの支点とウェーハ中心点を結ぶ線がそれぞ
れ１２０度の内角を有しているため、ウェーハ円周を３
点の均等な力で支持することができる。
なくとも３本のウェーハ支持部材のうち、ウェーハ挿入
手前側の少なくとも１本は、ウェーハ支柱を装着した後
はウェーハに接触せず、ウェーハを３点で支持すると共
に、それぞれの支点とウェーハ中心点を結ぶ線がそれぞ
れ１２０度の内角を有しているため、ウェーハ円周を３
点の均等な力で支持することができる。
【００４１】更に前記上部支持プレートおよび下部支持
プレートの前記切欠溝に前記ウェーハ支柱を容易に装着
するでき、しかも前記上部支持プレートの上面および下
部支持プレートの内側よりウェーハ支柱の段部に所定厚
さのスペ−サを装着することにより、前記ウェーハ支柱
のウェーハ挿入溝がウェーハ支持部材のウェーハ挿入溝
より所定高さだけ高くなるようすることができ、ウェー
ハを容易に所定の３点で支持できる。
プレートの前記切欠溝に前記ウェーハ支柱を容易に装着
するでき、しかも前記上部支持プレートの上面および下
部支持プレートの内側よりウェーハ支柱の段部に所定厚
さのスペ−サを装着することにより、前記ウェーハ支柱
のウェーハ挿入溝がウェーハ支持部材のウェーハ挿入溝
より所定高さだけ高くなるようすることができ、ウェー
ハを容易に所定の３点で支持できる。
【００４２】このため、本発明によれば、複数のウェー
ハを載置した縦型ウェ−ハボートを縦型拡散炉の中に収
容してウェーハの熱処理工程を行う場合、荷重による剪
断応力が大幅に緩和され、ウェーハ熱処理時に発生する
スリップ転位を大幅に低減することができ、その結果、
製品の品質向上が図られ、信頼性を高めることができ
る。
ハを載置した縦型ウェ−ハボートを縦型拡散炉の中に収
容してウェーハの熱処理工程を行う場合、荷重による剪
断応力が大幅に緩和され、ウェーハ熱処理時に発生する
スリップ転位を大幅に低減することができ、その結果、
製品の品質向上が図られ、信頼性を高めることができ
る。
【図１】本発明による縦型拡散炉用に収容される縦型ウ
ェ−ハボートの実施例を示す斜視図である。
ェ−ハボートの実施例を示す斜視図である。
【図２】図１に示した縦型ウェ−ハボートの上面図であ
る。
る。
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はウェーハ挿入溝の各
種実施例を示す要部の断面図である。
種実施例を示す要部の断面図である。
【図４】縦型ウェ−ハボートにウェーハを積載した状態
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図５】本発明によるウェーハ支柱の持ち上げ高さを求
める説明図である。
める説明図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は従来の縦型ウェ−ハボートに
おけるウェーハ支持部材の配置状態を示す説明図であ
る。
おけるウェーハ支持部材の配置状態を示す説明図であ
る。
【図７】ウェーハの温度変化に対する剪断降伏応力の説
明図である。
明図である。
１ ウエーハボート ２ ウェーハ支持部材 ２ａ ウェーハ挿入溝 ３ 上部支持プレート ４ 下部支持プレート ５ ウェーハ支柱 ５ａ ウェーハ挿入溝 ６ 切欠溝 ７ 切欠溝 ８ 段部 ９ スペーサ １０ ウェーハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松下 純一 神奈川県秦野市曽屋30 東芝セラミック ス株式会社 開発研究所内 (72)発明者 林 健郎 神奈川県秦野市曽屋30 東芝セラミック ス株式会社 開発研究所内 (72)発明者 桐野 好生 神奈川県秦野市曽屋30 東芝セラミック ス株式会社 開発研究所内 (56)参考文献 特開 平４−148550（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−66990（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 H01L 21/22 - 21/24 H01L 21/31 H01L 21/365 H01L 21/38 - 21/40 H01L 21/469 H01L 21/68 H01L 21/86
Claims (3)
- 【請求項１】長手方向に所定の間隔をもって、ほぼ平行
に複数個のウェーハ挿入溝が形成された少なくとも３本
のウェーハ支持部材と、前記ウェーハ支持部材をウェー
ハ円周の片側半分に所定の間隔に配置して上下両端部を
固定する上部支持プレートおよび下部支持プレートと、
長手方向に所定の間隔をもって複数個のウェーハ挿入溝
が形成され、前記上部支持プレートおよび下部支持プレ
ートに着脱自在に装着される１本のウェーハ支柱とを備
え、 前記ウェーハ支柱を上部支持プレートおよび下部支持プ
レートに装着した際、ウェーハ支柱に形成されたウェー
ハ挿入溝が、前記溝に対応してウェーハ支持部材に形成
されたウェーハ挿入溝より高い位置に形成され、 収納される各半導体ウェーハをウェーハ支柱のウェーハ
挿入溝及び２つのウェーハ支持部材に形成されたウェー
ハ挿入溝の３点で支持するようにしたことを特徴とする
縦型ウェ−ハボート。 - 【請求項２】前記上部支持プレートおよび下部支持プレ
ートの円周上で、少なくとも３本のウェーハ支持部材を
固定した反対側半分の中間部に、一端が開口した切欠溝
を形成すると共に、前記ウェーハ支柱の両端部に、ウェ
ーハ支柱よりも細径で上方および下部支持プレートの厚
さより所定高さだけ高く形成された段部と、前記ウェー
ハ支持部材の高さよりも所定高さだけ短く形成された前
記ウェーハ支柱の段部間の主柱部とを形成し、前記ウェ
ーハ支柱を上方および下部支持プレートに装着するため
のスペ−サとを備え、 前記上部支持プレートおよび下部支持プレートの前記切
欠溝にウェーハ支柱の段部を装着し、前記上部支持プレ
ートの上面および下部支持プレートの内側よりウェーハ
支柱の段部に所定厚さのスペ−サを装着することを特徴
とする請求項１記載の縦型ウェ−ハボート。 - 【請求項３】収納される半導体ウェーハをウェーハ支柱
のウェーハ挿入溝及び２つのウェーハ支持部材に形成さ
れたウェーハ挿入溝の３点で支持し、前記３支持点と前
記ウェーハの中心点とを結ぶ線の内角をそれぞれ１２０
度とし、かつ前記ウェーハを支持する３点とウェーハの
中心点を結ぶ線をそれぞれ同一長さとしたことを特徴と
する請求項１または請求項２のいずれかに記載の縦型ウ
ェ−ハボート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06262092A JP3125968B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 縦型ウェ−ハボ−ト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06262092A JP3125968B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 縦型ウェ−ハボ−ト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08107080A JPH08107080A (ja) | 1996-04-23 |
| JP3125968B2 true JP3125968B2 (ja) | 2001-01-22 |
Family
ID=17370930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06262092A Expired - Fee Related JP3125968B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 縦型ウェ−ハボ−ト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3125968B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100284567B1 (ko) * | 1997-04-15 | 2001-04-02 | 후지이 아키히로 | 수직 웨이퍼 보트 |
| KR101035552B1 (ko) * | 2011-03-24 | 2011-05-23 | (주)상아프론테크 | 솔라웨이퍼 카세트 |
| JP5626188B2 (ja) * | 2011-11-24 | 2014-11-19 | 信越半導体株式会社 | 半導体ウェーハの熱処理方法 |
| JP7347267B2 (ja) * | 2020-03-03 | 2023-09-20 | 三菱電機株式会社 | 半導体製造装置 |
-
1994
- 1994-09-30 JP JP06262092A patent/JP3125968B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08107080A (ja) | 1996-04-23 |
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