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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- JP
- 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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