JP3406994B2 - ウェーハボート - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はウェーハボート、
詳しくはシリコンウェーハなどのウェーハを熱処理する
際に用いられるウェーハボートに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、シリコンウェーハの表面をシリ
コン酸化膜により覆う熱酸化処理を施すときには、通
常、多数枚のウェーハを一括して処理するウェーハボー
トが用いられている。ウェーハボートには、シリコンウ
ェーハが垂直に挿填される横型のウェーハボートと、水
平に挿填される縦型のウェーハボートとが知られてい
る。このうち、縦型のウェーハボートは、互いに上下に
離間された一対の端板（保持部材）に複数本の支持ロッ
ドが垂直に架け渡され、各支持ロッドの内側面に、多数
のウェーハ挿填溝がロッド軸線方向に沿って一定ピッチ
で配設された構造を有している。各ウェーハは、これら
のウェーハ挿填溝に挿填されている。

【０００３】ところで、支持ロッドおよび端板の素材の
組み合わせには、溶接による両者の連結に不都合が生じ
るような組み合わせが存在する。例えば、ポリシリコン
−ポリシリコン、シリコン−シリコン、シリコン−ポリ
シリコンなどである。これらの素材の組み合わせの場合
には、ウェーハボートは、必然的に組み立て式のボート
になる。このように組み立て式にすれば、ボート使用後
の洗浄および補修などが容易になるといった利点も生じ
る。

【０００４】ここで、図７に基づき、従来の組み立て式
のウェーハボートを説明する。図７は、この従来手段に
係るウェーハボートの要部拡大断面図である。組み立て
式のウェーハボート１００は、３本の支持ロッド１０１
を有している。各支持ロッド１０１は、離間配置された
２枚の端板１０２の外周部に、掛止構造を介して、１２
０度間隔で垂直に着脱自在に架け渡されている。各支持
ロッド１０１の内側面には、多数のウェーハ挿填溝１０
３がロッド軸線方向へ沿って一定ピッチで配設されてい
る。この掛止構造では、支持ロッド１０１の両端部に鉤
状係合部１０１ａがそれぞれ一体形成されている。この
鉤状係合部１０１ａは断面が略コの字形に屈曲した形状
に形成されている。この鉤状係合部１０１ａに対応して
端板１０２の支持ロッド１０１の保持位置には係合穴１
０２ａが穿たれている。この係合穴１０２ａはその断面
が略Ｌ字形に屈曲した形状に形成されている。一方、端
板１０２の各係合穴１０２ａより中央部側には、軸孔１
０２ｂが穿設されている。軸孔１０２ｂには、舌片形状
をしたキー１０４の軸部１０４ａが回動自在に挿着され
ている。また、各鉤状係合部１０１ａのウェーハ挿填溝
１０３側の面にはキー溝１０１ｂが形成されている。

【０００５】ボート組み立て時には、鉤状係合部１０１
ａを係合穴１０２ａに挿入する。その後、支持ロッド１
０１を端板１０２の外周方向へ移動させ、鉤状係合部１
０１ａを係合穴１０２ａの内壁面に押しつける。次い
で、キー１０４を回すことにより、その先端部１０４ｂ
をキー溝１０１ｂ底面に大きな力で押しつける。この結
果、支持ロッド１０１は端板１０２に掛止され、支持ロ
ッド１０１が端板１０２から外れなくなる。なお、多数
枚のシリコンウェーハはウェーハボート１００の各ウェ
ーハ挿填溝１０３に挿填され、そのウェーハ外周縁が複
数箇所で支持ロッド１０１に支持されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の組み立て式のウ
ェーハボートにあっては、前述したように支持ロッド１
０１と端板１０２との係合構造として、鉤状係合部１０
１ａを係合穴１０２ａ内壁面に押しつけ、その後、この
係合状態を端板１０２の中央部側からキー１０４を利用
して、大きな押圧力で保持するという構造であった。と
ころが、断面コの字形の鉤状係合部１０１ａと、断面Ｌ
字形の係合穴１０２ａとの係合にあっては、その設計段
階において、あらかじめこれらの係合部分に、数ｍｍの
はめあい交差を配している。そのため、キー１０４によ
る端板１０２の中央部側から外側へ向かう押しつけ力に
よって、支持ロッド１０１の軸線と直交する方向へのガ
タつきは抑えることができるものの、この交差の影響に
より、支持ロッド１０１の軸線方向に対して、例えば１
〜３ｍｍくらいのガタつきが生じるという問題点があっ
た。

【０００７】例えばボート取り扱い時に外部からわずか
な外力が加わっても、支持ロッドが傾いてボート全体が
ゆがむおそれがあった。このため、支持ロッドが傾いた
ままで、熱処理炉でウェーハの熱処理を行うと、ウェー
ハにスリップが発生するおそれがあった。よって、ウェ
ーハの品質の低下を招いたり、デバイスの品質低下およ
び歩留りの低下が生じたりする懸念があった。

【０００８】そこで、発明者は、鋭意研究の結果、支持
ロッドと保持部材との係合部の形状を、支持ロッドの軸
線に対して傾斜した傾斜面を有するくさび形状とすれ
ば、この支持ロッドの軸線と直交する方向だけなく、そ
の軸線方向に対してのガタつきの発生を防ぐことがで
き、これによりウェーハにスリップが発生することを未
然に防ぐことができることを突き止め、この発明を完成
させた。

【０００９】

【発明の目的】この発明は、ボートの洗浄や補修が容易
で、しかも支持ロッドを保持部材に、そのロッド軸線方
向に対しても堅固に保持することができ、ウェーハにス
リップが発生しにくく、その製作も容易なウェーハボー
トを提供することを、その目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ウェーハを支持する複数本の支持ロッドと、これら
の支持ロッドの両端部を、掛止構造を介してそれぞれ着
脱自在に保持する一対の保持部材とを備えたウェーハボ
ートであって、上記掛止構造は、上記保持部材に形成し
た係合面と、この係合面に係合する上記支持ロッドに形
成した係合面とが、上記支持ロッドの軸線に対して傾斜
した傾斜面であるくさび形掛止構造であり、上記各支持
ロッドは、上記保持部材に設けた掛止部材により、上記
保持部材の係合面に押しつけられて掛止されるウェーハ
ボートである。

【００１１】ウェーハボートは、縦型でも横型でもよ
い。ウェーハの品種は限定されない。例えば、シリコン
ウェーハ，ガリウム砒素ウェーハなどである。支持ロッ
ドおよび保持部材の素材は限定されない。例えば、（支
持ロッド−保持部材）の記載順において、ポリシリコン
−ポリシリコン、シリコン−シリコン、シリコン−ポリ
シリコン、ポリシリコン−シリコンなどが挙げられる。
ウェーハボートの用途は限定されない。例えば、ウェー
ハの熱酸化処理用のボートでも、張り合わせウェーハに
おけるウェーハ張り合わせ熱処理時に用いられるボート
でもよい。掛止部材の素材は限定されない。例えば、ウ
ェーハ、支持ロッド、保持部材のいずれかの素材と同じ
でもよいし、別の素材でもよい。保持部材上での掛止部
材の取り付け位置は限定されない。ただし、支持ロッド
の保持位置より中央部側の方が好ましい。また、掛止部
材による支持ロッドの掛止構造は限定されない。例え
ば、この掛止部材をキーとし、それを支持ロッドに形成
されたキー溝に着脱自在に圧入するキー掛止構造でもよ
い。また、掛止部材をコッタとし、これを支持ロッドに
形成されたテーパ溝に着脱可能に圧入されるコッタ構造
としてもよい。支持ロッドの係合面および掛止部材の係
合面の傾斜角度は限定されない。好ましくは、２０〜８
５度である。

【００１２】また、請求項２に記載の発明は、上記支持
ロッドは多結晶シリコン製である請求項１に記載のウェ
ーハボートである。なお、保持部材の材質はシリコンで
も、ポリシリコンでもよい。また、シリコン製とするこ
とによりウェーハの汚染をも低減することができる。

【００１３】

【作用】この発明によれば、ボート組み立て時におい
て、保持部材の傾斜面と、支持ロッドの傾斜面とを係合
させた後、掛止部材により支持ロッドを保持部材の係合
面（傾斜面）に向かって大きな力で押しつける。この掛
止部材の押しつけ力により、ロッド軸線に直交する方向
への支持ロッドのガタつきが抑えられる。しかも、この
保持部材の係合面と、これに押圧される支持ロッドの係
合面とが、支持ロッドの軸線に沿った面内でこの軸線に
対して傾斜している傾斜面であるので、このロッド軸線
方向に対してガタつきが発生することを防ぐことができ
る。その結果、熱処理時に、ウェーハにスリップが発生
することを未然に防ぐことができる。また、このような
くさび形掛止構造を採用したので、ウェーハボートの製
作も容易になり、コストも安価にすることができる。ま
た、支持ロッドをポリシリコンで作製したため、スリッ
プの発生を抑止することができる。併せて、ウェーハの
汚染を低減することもできる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例を図面
を参照して説明する。ここではシリコン製の支持ロッド
および保持部材を有する縦型のウェーハボートを例にと
る。図１は、この発明の一実施例に係るウェーハボート
の要部拡大断面図である。図２は、この発明の一実施例
に係るウェーハボートの正面図である。図３は、この発
明の一実施例に係るウェーハボートの側面図である。図
４は、図３中のＳ４−Ｓ４断面図である。図５は、この
発明の一実施例に係るウェーハボートの要部拡大平面図
である。図６は、この発明の一実施例に係るウェーハボ
ートの要部平面図である。

【００１５】図２および図３において、１０はこの発明
の一実施例に係る縦型のウェーハボートを示している。
このウェーハボート１０は、多数のシリコンウェーハＷ
（図６参照）を水平に支持する２本の平行な支持ロッド
１１と、各支持ロッド１１の両端が着脱自在に保持され
る、平面視して略円形の下端板（保持部材）１２および
平面視して横長な上端板（保持部材）１３とを備えた組
み立て式のウェーハボートである。各支持ロッド１１
は、シリコンウェーハＷと同じくシリコン製の垂直配置
された断面円形の支柱で形成されている。２本の支持ロ
ッド１１は、両端板１２，１３の外縁部において、対応
する端板１２，１３の中心点を中心とした同一円上に１
８０度間隔で配置されている。下端板１２，上端板１３
の素材もウェーハＷと同じシリコンである。下端板１２
の外周部の下面には、１２０度間隔で、短尺な３個の支
持突起１２ｂが配設されている（図４参照）。各支持ロ
ッド１１の内側面には、一定ピッチのウェーハ挿填溝１
１ａが、ロッド軸線方向へ多数形成されている。また、
各支持ロッド１１の両端部には、このロッド内側面へ向
かってコの字形に湾曲した鉤状係合部１１ｂが一体的に
形成されている。両支持ロッド１１の端板１２，１３へ
の保持には、後述するくさび形の係合部を含むキー掛止
構造が採用されている。次に、このキー掛止構造を具体
的に説明する。

【００１６】図１〜図３に示すように、キー掛止構造
は、主に、両端板１２，１３の外縁部に軸支されたシリ
コン製のキー（掛止部材）１４と、各支持ロッド１１の
両鉤状係合部１１ｂに刻設されたキー溝１５と、各下側
の鉤状係合部１１ｂおよび下端板１２との間に配設され
た一対のくさび形の係合部２０とからなる。キー１４
は、平面視して先部が丸くなった舌片状のキー本体１４
ａと、このキー本体１４ａの元部裏面に直交して配置さ
れた軸部１４ｂとから構成されている。この軸部１４ｂ
は、端板１２，１３の外縁部付近に穿設された各一対ず
つの軸孔１２ａ，１３ａにそれぞれ挿入されている。

【００１７】キー溝１５は、鉤状係合部１１ｂの外方へ
コの字形に突出した奥部分のウェーハ挿填溝１１ａ側の
端部に刻設されており、平面視して円弧状の溝である
（図５参照）。端板１２，１３の各軸孔１２ａ，１３ａ
より半径方向の外側には、平面視して矩形状で、断面視
してＬ字形をした２つの係合穴１６が形成されている。
この係合穴１６は、鉤状係合部１１ｂが係合される穴で
ある。各係合穴１６の、軸孔１２ａ，１３ａ側とは反対
側には、掛止片１６ａが配設されている。これらの掛止
片１６ａが形成されるのは端板１２，１３の内面側であ
る。また、各掛止片１６ａには、上記鉤状係合部１１ｂ
の折り返された先端部１１ｃが掛止される。なお、上端
板１３の下面の、各対応する軸孔１３ａと係合穴１６と
の間には、キー溝１５に対して掛止されたキー１４の位
置決め用のストッパピン２１が垂設されている。

【００１８】次に、図１，図２，図４，図５を参照し
て、上記くさび形の係合部２０を説明する。下端板１２
の両係合穴１６近傍の外縁部上面には、平面視して略三
日月状の肉盛り部１２ｃが一体形成されている。各肉盛
り部１２ｃの端板中央側の面には、対応する鉤状係合部
１１ｂとの係合面である傾斜面２０ａが形成されてい
る。これらの傾斜面２０ａは、この軸線に対してθ２０
度だけ傾斜している。また、各傾斜面２０ａに対応する
鉤状係合部１１ｂの傾斜面２０ｂが、鉤状係合部１１ｂ
の外側面に形成されている。くさび形の係合部２０は、
互いに当接・係合する傾斜面２０ａ，２０ｂにより構成
される。

【００１９】次に、この一実施例のウェーハボート１０
の組み立て方を説明する。図１〜図３に示すように、上
下に離間配置された両端板１２，１３間に、その下端板
１２の円周方向において１８０度ごとに２本の支持ロッ
ド１１を垂直に架け渡す。次に、キー掛止構造による各
支持ロッド１１の端板１２，１３への掛止作業を説明す
る。すなわち、各端板１２，１３の係合穴１６に、各対
応する支持ロッド１１の鉤状係合部１１ｂを、そのコの
字形の開口側を端板１２の外方へ向けて挿入する。次い
で、それぞれの支持ロッド１１を、端板１２の外方へ平
行に移動させる。これにより、各鉤状係合部１１ｂの折
り返された先端部１１ｃが、係合穴１６の掛止片１６ａ
に掛止される。これと同時に、端板１２の傾斜面２０ａ
と支持ロッド１１の傾斜面２０ｂ同士が当接して係合さ
れる。なお、端板１２の外面と、鉤状係合部１１ｂの先
端部１１ｃの外面とは面一である。

【００２０】その後、各キー１４を、対応する支持ロッ
ド１１側へ回動させて、各キー本体１４ａの先端を対応
するキー溝１５に強く押し当てる。すなわち、このとき
のキー溝１５の円弧面の中間点から軸部１４ｂの回動中
心点までの距離は、キー１４の先端から軸部１４ｂの回
動中心点までの距離より短くなっている。したがって、
キー１４により支持ロッド１１が所定の位置決め位置に
しっかりと固定されることになる。この際、このキー１
４の押しつけ力により、支持ロッド１１の軸線に直交す
る方向への支持ロッド１１のガタつきが抑えられる。し
かも、この下端板１２の傾斜面２０ａと、これに押圧さ
れる支持ロッド１１の傾斜面２０ｂとが、支持ロッド１
１の軸線に対して所定角度だけ傾斜しているので、この
ロッド軸線方向に対してのガタつきを防ぐことができ
る。その結果、ウェーハ熱処理時に、シリコンウェーハ
Ｗにスリップが発生することを未然に防ぐことができ
る。また、このような効果が得られるくさび形の係合部
２０を具備したくさび形掛止構造を採用したので、ウェ
ーハボート１０の製作も容易になり、コストも安価に作
製することができる。

【００２１】ここで、一実施例のウェーハボート１０を
用い、ボート上，中，下の部分に３枚ずつ挿填されたシ
リコンウェーハＷについて、水素アニール処理を施して
そのスリップの発生評価試験を行った際の結果を報告す
る。水素アニール処理炉の炉内温度は１２００℃、加熱
時間１時間、水素ガスの炉内供給量３０リットル／分で
ある。この水素アニール処理試験を２回実施した。それ
ぞれの試験結果を表１に示す。不良率は目視で観察され
るスリップの割合で判断した。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１から明らかなように、２回合計のスリ
ップ発生率は、全体で約５．６％であった。なお、比較
例として同じシリコンウェーハを同じ条件で水素アニー
ル処理した場合を示す。このとき使用したウェーハボー
トは図７に示す従来の構造のものである。比較例でのス
リップ発生率は約２７．８％であった。

【００２４】

【発明の効果】この発明によれば、保持部材の係合面お
よび支持ロッドの係合面を、軸線に対して傾斜した面と
し、かつ、掛止部材により、支持ロッドを保持部材の傾
斜面に押しつける構造を採用したので、ボートの洗浄や
補修が容易で、しかも支持ロッドを保持部材に、そのロ
ッド軸線方向に対しても堅固に保持することができる。
これによりウェーハにスリップが発生しにくい。また、
ウェーハボート自体の製作も容易で、比較的低コストで
作製することができる。さらに、支持ロッドをポリシリ
コン製とすると、ウェーハの汚染の低減とともに、スリ
ップ発生をより効果的に低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るウェーハボートの要
部拡大断面図である。

【図２】この発明の一実施例に係るウェーハボートの正
面図である。

【図３】この発明の一実施例に係るウェーハボートの側
面図である。

【図４】図３中のＳ４−Ｓ４断面図である。

【図５】この発明の一実施例に係るウェーハボートの要
部拡大平面図である。

【図６】この発明の一実施例に係るウェーハボートの要
部平面図である。

【図７】従来手段に係るウェーハボートの要部拡大断面
図である。

【符号の説明】

１０ ウェーハボート、 １１ 支持ロッド、 １２ 下端板（保持部材）、 １３ 上端板（保持部材）、 １４ キー（掛止部材）、 ２０ 係合部、 ２０ａ 傾斜面（係合面）、 ２０ｂ 傾斜面（係合面）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥田 哲也 東京都品川区東品川３丁目25番21号 株 式会社テクニスコ内 (56)参考文献 特開 平８−203839（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/22

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェーハを支持する複数本の支持ロッド
   と、これらの支持ロッドの両端部を、掛止構造を介して
   それぞれ着脱自在に保持する一対の保持部材とを備えた
   ウェーハボートであって、 上記掛止構造は、 上記保持部材に形成した係合面と、この係合面に係合す
   る上記支持ロッドに形成した係合面とが、上記支持ロッ
   ドの軸線に対して傾斜した傾斜面であるくさび形掛止構
   造であり、 上記各支持ロッドは、上記保持部材に設けた掛止部材に
   より、上記保持部材の係合面に押しつけられて掛止され
   るウェーハボート。
2. 【請求項２】 上記支持ロッドは多結晶シリコン製であ
   る請求項１に記載のウェーハボート。