JPH0337231Y2 - - Google Patents
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- JPH0337231Y2 JPH0337231Y2 JP17234285U JP17234285U JPH0337231Y2 JP H0337231 Y2 JPH0337231 Y2 JP H0337231Y2 JP 17234285 U JP17234285 U JP 17234285U JP 17234285 U JP17234285 U JP 17234285U JP H0337231 Y2 JPH0337231 Y2 JP H0337231Y2
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- Japan
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- quartz
- wafer
- poly
- boat
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- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
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- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims description 23
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Description
【考案の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
この考案は、半導体集積回路の製造において、
使用される半導体基板熱処理用ボートに関するも
のである。
使用される半導体基板熱処理用ボートに関するも
のである。
(従来の技術)
半導体集積回路の製造工程にはパターン形成を
目的としたフオトリソグラフイ、不純物の拡散、
及び酸化を目的とした熱処理、配線に用いる金属
の蒸着、及びCVD等の工程がある。このうち不
純物の拡散、酸化等を行う熱処理は500〜1200
〔℃〕に上昇した電気炉内の石英チユーブ内にお
いて、Siウエハーを載せた石英ガラス製の石英ボ
ートを、石英製押し棒で挿入して行うものであつ
た。
目的としたフオトリソグラフイ、不純物の拡散、
及び酸化を目的とした熱処理、配線に用いる金属
の蒸着、及びCVD等の工程がある。このうち不
純物の拡散、酸化等を行う熱処理は500〜1200
〔℃〕に上昇した電気炉内の石英チユーブ内にお
いて、Siウエハーを載せた石英ガラス製の石英ボ
ートを、石英製押し棒で挿入して行うものであつ
た。
第3図は、従来の石英ボートの平面図である。
従来の熱処理に使用される石英ボート3は、溝
11を切つた2本の石英丸棒5を、溝11を向か
いあわせにU型石英丸棒13を介して、溶接して
作られている。又、石英丸棒5間に石英製の連結
棒15が溶接されているものであつた。
11を切つた2本の石英丸棒5を、溝11を向か
いあわせにU型石英丸棒13を介して、溶接して
作られている。又、石英丸棒5間に石英製の連結
棒15が溶接されているものであつた。
第4,5図は、Siウエハー1を石英ボート3に
載せた時の横断面図、及び縦断面図である。平行
した石英丸棒5の間隔はウエハー1の直径の2/3
程度にし、石英丸棒5に形成する溝11の角度は
ウエハー1の円周の接線を採用するのが一般的で
あり、又、溝11の幅は、ウエハー厚の1.5〜2.0
倍とするのが一般的である。
載せた時の横断面図、及び縦断面図である。平行
した石英丸棒5の間隔はウエハー1の直径の2/3
程度にし、石英丸棒5に形成する溝11の角度は
ウエハー1の円周の接線を採用するのが一般的で
あり、又、溝11の幅は、ウエハー厚の1.5〜2.0
倍とするのが一般的である。
(考案が解決しようとする問題点)
しかしながら従来の石英ボート3では石英ガラ
スの熱膨張係数が5.6×10-7〔1/℃〕であり、Si
は4.2×10-6〔1/℃〕と1/10程度であるため、炉
内での加熱昇温時に石英ボート3とSiウエハー1
の接触点でSiウエハー1が滑らない場合(Siのほ
うが、石英より10倍膨張する)、2本の石英丸棒
間でSiウエハー1に圧縮応力がかかり石英ボート
3とSiウエハー1との接触点を中心にして、Siウ
エハー1に結晶歪が発生した。この結晶歪が原因
でIC等の特性劣下による歩留りの低下が問題と
なつていた。
スの熱膨張係数が5.6×10-7〔1/℃〕であり、Si
は4.2×10-6〔1/℃〕と1/10程度であるため、炉
内での加熱昇温時に石英ボート3とSiウエハー1
の接触点でSiウエハー1が滑らない場合(Siのほ
うが、石英より10倍膨張する)、2本の石英丸棒
間でSiウエハー1に圧縮応力がかかり石英ボート
3とSiウエハー1との接触点を中心にして、Siウ
エハー1に結晶歪が発生した。この結晶歪が原因
でIC等の特性劣下による歩留りの低下が問題と
なつていた。
そこで、Siウエハー1と熱膨張係数のほぼ等し
いボート、例えばPoly−Si製ボートを使用した
場合、結晶歪の発生は無くなると思われる。しか
しながら、Poly−Si製ボートを作製するにあた
り円柱状の多結晶インゴツトを切削加工しておこ
なうため、石英ボートに比べ5倍程度の価格にな
るうえ形状の自由度も少なかつた。しかもPoly
−Siはボロン・リンの不純物拡散係数が石英に比
べて大きいため熱処理により、Poly−Si中深く
浸入し、洗浄が困難である。又、繰り返し使用す
ると不純物の蓄積によりPoly−Siボートが不純
物ソース源となりSiウエハー1の熱処理時の所定
のIC抵抗や接合の深さを再現性良く得る事が難
しかつた。
いボート、例えばPoly−Si製ボートを使用した
場合、結晶歪の発生は無くなると思われる。しか
しながら、Poly−Si製ボートを作製するにあた
り円柱状の多結晶インゴツトを切削加工しておこ
なうため、石英ボートに比べ5倍程度の価格にな
るうえ形状の自由度も少なかつた。しかもPoly
−Siはボロン・リンの不純物拡散係数が石英に比
べて大きいため熱処理により、Poly−Si中深く
浸入し、洗浄が困難である。又、繰り返し使用す
ると不純物の蓄積によりPoly−Siボートが不純
物ソース源となりSiウエハー1の熱処理時の所定
のIC抵抗や接合の深さを再現性良く得る事が難
しかつた。
(問題点を解決するための手段)
上記の問題点を解決するため本考案の半導体基
板熱処理用ボートは、溝をきつた2本の石英丸棒
の両端の連結に、Siウエハーと同じ膨張係数の物
質、即ちPoly−Si製梁を連結した部材を具備す
る。
板熱処理用ボートは、溝をきつた2本の石英丸棒
の両端の連結に、Siウエハーと同じ膨張係数の物
質、即ちPoly−Si製梁を連結した部材を具備す
る。
(作用)
本考案によれば、以上のようにPoly−Si製梁
を構成したので、Poly−Si製梁とSiウエハーの接
触点で圧縮応力がかからず、連結部分のみPoly
−Si使用のためにコストも低減する。したがつ
て、前記問題を解決できるのである。
を構成したので、Poly−Si製梁とSiウエハーの接
触点で圧縮応力がかからず、連結部分のみPoly
−Si使用のためにコストも低減する。したがつ
て、前記問題を解決できるのである。
(実施例)
本考案の実施例を図面を参照して説明する。第
1図は半導体基板熱処理用ボートの斜視図であ
る。
1図は半導体基板熱処理用ボートの斜視図であ
る。
溝11を切つた2本の石英丸棒5を溝11を向
かい合わせの位置でその両端を半円形状のU型石
英丸棒13と溶接し一体化する。そして石英丸棒
5及びU型石英丸棒13の連結部の内側に溝11
を切つた石英丸棒間の距離と同じ長さのPoly−
Si製梁7を、石英丸棒5に溶接、一体化してある
石英製支持台9にセツトする。
かい合わせの位置でその両端を半円形状のU型石
英丸棒13と溶接し一体化する。そして石英丸棒
5及びU型石英丸棒13の連結部の内側に溝11
を切つた石英丸棒間の距離と同じ長さのPoly−
Si製梁7を、石英丸棒5に溶接、一体化してある
石英製支持台9にセツトする。
石英製支持台9はPoly−Si製梁7が、がたつ
きなく入る寸法に製作されており、溝11を切つ
た石英丸棒5の2本の内側及前後両端の計4箇所
が溶接され一体化されている。これによりPoly
−Si製梁7と溝11を切つた石英丸棒5は直接溶
接されていないが、固定されている。
きなく入る寸法に製作されており、溝11を切つ
た石英丸棒5の2本の内側及前後両端の計4箇所
が溶接され一体化されている。これによりPoly
−Si製梁7と溝11を切つた石英丸棒5は直接溶
接されていないが、固定されている。
次に、この半円構造がPoly−Siの熱膨張によ
り発生する応力に耐えうることを計算により示し
ておく。
り発生する応力に耐えうることを計算により示し
ておく。
第2図を見ればわかるように、丸棒の直径がd
で曲率半径がrの半円において、今A点に集中荷
重Pがかかつたときの丸棒のたわみ量δは δ=32×P×r3/E×d4……(1) である。ここで、Eは縦弾性係数であり、dは1
cm、rは2.5cmである。
で曲率半径がrの半円において、今A点に集中荷
重Pがかかつたときの丸棒のたわみ量δは δ=32×P×r3/E×d4……(1) である。ここで、Eは縦弾性係数であり、dは1
cm、rは2.5cmである。
まず、本発明を実施したボートを熱処理に使用
(0〜1000℃)したときのPoly−Si製梁7の伸び
量λは、 λ=(t−t0)×T×1……(2) =(4.2×10-6−5.6×10-7)×1000×5 =0.0182cm である。ここでtは被縮み材の熱膨張係数〔1/
℃〕であり、t0は構造材の熱膨張係数〔1/℃〕
であり、Tは温度差〔℃〕:1000℃であり、1は
スパン〔cm〕5cmである。
(0〜1000℃)したときのPoly−Si製梁7の伸び
量λは、 λ=(t−t0)×T×1……(2) =(4.2×10-6−5.6×10-7)×1000×5 =0.0182cm である。ここでtは被縮み材の熱膨張係数〔1/
℃〕であり、t0は構造材の熱膨張係数〔1/℃〕
であり、Tは温度差〔℃〕:1000℃であり、1は
スパン〔cm〕5cmである。
この時λとδは等しく、公式(2)で求めたλ
の値を公式(1)のδに代入することにより集中
荷重Pは27Kgと求めることが出来る。
の値を公式(1)のδに代入することにより集中
荷重Pは27Kgと求めることが出来る。
一方半円構造の最大応力σmaxはB点での引張
応力であり、X点に27Kgの荷重がかかつたとき、
このσmaxは σmax=α×P/2XA =(9.69×27)/(2×0.785) =167Kg/cm2 である。ここでAは石英丸棒の断面積であり、α
は、「新版、材料力学」太田友弥著、山海堂P132
表8に示されたごとく応力係数である。
応力であり、X点に27Kgの荷重がかかつたとき、
このσmaxは σmax=α×P/2XA =(9.69×27)/(2×0.785) =167Kg/cm2 である。ここでAは石英丸棒の断面積であり、α
は、「新版、材料力学」太田友弥著、山海堂P132
表8に示されたごとく応力係数である。
石英ガラスの最大引張強さは330〜810Kg/cm2で
あるので、1000℃程度の高温でも十分耐えると計
算できる。
あるので、1000℃程度の高温でも十分耐えると計
算できる。
特に高温では、ヤング率Eが極度に低下するた
め集中荷重は減少することから上記計算結果より
はるかに耐えうると考えられる。
め集中荷重は減少することから上記計算結果より
はるかに耐えうると考えられる。
又、熱処理中ボロン・リン不純物がPoly−Si
製梁7中深く侵入し、洗浄が困難になつたとして
もPoly−Si製梁7だけ交換が可能であるため安
価で容易に交換できる。
製梁7中深く侵入し、洗浄が困難になつたとして
もPoly−Si製梁7だけ交換が可能であるため安
価で容易に交換できる。
尚、実施例の中でSiウエハーの熱処理にPoly
−Siを使用する場合を述べたが、ウエハーと同じ
膨張係数で不純物の蓄積が少ないものであればよ
い。
−Siを使用する場合を述べたが、ウエハーと同じ
膨張係数で不純物の蓄積が少ないものであればよ
い。
(考案の効果)
以上詳細に説明したように溝が切られている2
本の石英丸棒間にPoly−Si製梁を入れることに
よりPoly−Si製梁の熱膨張により、溝を切つた
2本の石英丸棒間の距離が温度上昇とともにSiウ
エハーの膨張率と等しく広がり、Siウエハーへの
圧縮応力が生じなくなる。そのためSiウエハーの
結晶歪がなくなり、半導体集積回路の製造におい
て歩留の向上が期待できる。
本の石英丸棒間にPoly−Si製梁を入れることに
よりPoly−Si製梁の熱膨張により、溝を切つた
2本の石英丸棒間の距離が温度上昇とともにSiウ
エハーの膨張率と等しく広がり、Siウエハーへの
圧縮応力が生じなくなる。そのためSiウエハーの
結晶歪がなくなり、半導体集積回路の製造におい
て歩留の向上が期待できる。
第1図は本考案である半導体基板熱処理用ボー
トの斜視図である。第2図は発生する応力を計算
するための図である。第3図は従来の石英ボート
の平面図である。第4図、第5図は従来の石英ボ
ート(ウエハー装着時)の横断面図、縦断面図で
ある。 1……ウエハー、3……石英ボート、5……石
英丸棒、7……Poly−Si製梁、9……石英製支
持台、11……溝、13……U型石英丸棒、15
……連結棒。
トの斜視図である。第2図は発生する応力を計算
するための図である。第3図は従来の石英ボート
の平面図である。第4図、第5図は従来の石英ボ
ート(ウエハー装着時)の横断面図、縦断面図で
ある。 1……ウエハー、3……石英ボート、5……石
英丸棒、7……Poly−Si製梁、9……石英製支
持台、11……溝、13……U型石英丸棒、15
……連結棒。
Claims (1)
- 平行に配置されその各々にウエハーを搭載する
ための溝を切つた2本の石英丸棒と、前記石英丸
棒の各々の両端と接続された2対のU字型石英丸
棒と、前記溝と前記接続部間の内側に前記石英丸
棒と接続された支持台と、前記支持台に挿入し、
ウエハーとほぼ同膨張率の梁から構成されたこと
を特徴とする半導体基板熱処理用ボート。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17234285U JPH0337231Y2 (ja) | 1985-11-11 | 1985-11-11 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17234285U JPH0337231Y2 (ja) | 1985-11-11 | 1985-11-11 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6280338U JPS6280338U (ja) | 1987-05-22 |
JPH0337231Y2 true JPH0337231Y2 (ja) | 1991-08-07 |
Family
ID=31108797
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17234285U Expired JPH0337231Y2 (ja) | 1985-11-11 | 1985-11-11 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0337231Y2 (ja) |
-
1985
- 1985-11-11 JP JP17234285U patent/JPH0337231Y2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6280338U (ja) | 1987-05-22 |
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