JPH06333865A

JPH06333865A - ウエハボート

Info

Publication number: JPH06333865A
Application number: JP13930793A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Yamamura; 茂山村; Hiroyuki Honma; 浩幸本間
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 1993-05-19
Filing date: 1993-05-19
Publication date: 1994-12-02

Abstract

(57)【要約】【目的】そり変形がしずらく、耐用寿命が長いウエハ
ボートを提供する。【構成】支持部材に複数の溝を形成し、この溝を用い
て複数の半導体ウエハを積載する構成のウエハボートに
おいて、支持部材（１５）が一体成形により形成され、
その断面形状が２つの対向する凹所（１７）を有し、凹
所（１７）の実質的な最少曲率半径が０．５ｍｍ以上に
なっており、支持部材（１５）の断面における対向する
凹所（１７）間の最小距離（Ｄ１）が実質的な最大径
（Ｄ２）の５％〜５０％になっていることを特徴とする
ウエハボート。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、支持部材に複数の溝
を形成し、この溝を用いて複数の半導体ウエハを載置す
る構成のウエハボートに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハの製造工程において、酸化
や拡散等の熱処理工程は拡散炉で行われる。半導体ウエ
ハはウエハボートに積載した状態で拡散炉に設定され、
その状態で熱処理が行われる。熱処理終了後、ウエハは
積載状態のまま拡散炉から取り出される。拡散炉には横
型の拡散炉と縦型の拡散炉があり、これに合せてそれぞ
れ横型のウエハボートと縦型のウエハボートが用いられ
る。

【０００３】ウエハボートは平行に配置された棒状の支
持部材を数本備えている。各支持部材には多数の溝が設
けてあり、これらの溝内にウエハを積載する構成になっ
ている。

【０００４】従来、ウエハボートの支持部材としては断
面円形の石英棒やパイプ状の石英管が用いられている。
また、石英管に補強棒を入れた支持部材も提案されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、使用回
数が増えて昇降温が何度も繰り返されると支持部材がそ
り変形を起してウエハの積載に不具合を生ずることがあ
った。

【０００６】近年はウエハの大口径化が進んでいる。そ
して、大口径のウエハを大量に処理するために拡散炉も
大型化する傾向にある。それに伴ってウエハボートも大
型になり、多数の大口径ウエハを載置できるものが要求
されるようになってきた。このように大荷重を支持する
場合には、前述のそり変形が大きな問題となり、ウエハ
ボートの寿命が極端に短くなることもあった。

【０００７】ウエハボートの寿命は主に支持部材の強度
によって決定される。支持部材の強度を上げるために径
を大きくする方法もあるが、その場合にはボート自体が
重くなって取り扱いが不便になる。またボートの熱容量
も大きくなって熱効率の面でもマイナスとなる。従っ
て、丸棒又は管状の支持部材を用いた従来のウエハボー
トにおいては耐用寿命をある程度以上には伸ばすことが
できなかった。

【０００８】他方、補強材付石英管を用いたウエハボー
トはコスト高になるため実用的ではなかった。

【０００９】以上のような従来技術の問題点に鑑み、本
発明は重量が同等の従来のウエハボートに較べて強度的
に優れかつ加熱・冷却を繰り返しても変形しずらく耐用
寿命が長いウエハボートを提供することを目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、支持部材に
複数の溝を形成し、この溝を用いて複数の半導体ウエハ
を載置する構成のウエハボートにおいて、支持部材１５
が一体成形により形成され、その断面形状が２つの対向
する凹所１７を有し、凹所１７の実質的な最少曲率半径
が０．５ｍｍ以上になっており、支持部材１５の断面に
おける対向する凹所１７間の最小距離Ｄ１が実質的な最
大径Ｄ２の５％〜５０％になっていることを特徴とする
ウエハボートを要旨としている。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明のウエハボートの概観を示す斜視図
である。

【００１２】ウエハボート１０は縦型であって、多数の
Ｓｉウエハを鉛直方向に収容可能である。ウエハボート
１０は（透明）石英、高純度ＳｉＣやＳｉ含侵ＳｉＣ等
を材料として形成することができる。

【００１３】ウエハボート１０は、下板１２、上板１
３、及び上・下板１２，１３を連結する４本の支持部材
１４，１５から構成されている。上・下板１２，１３は
ウエハの形状に近い平板になっているが、これは他の形
状例えば馬蹄形やドーナツ形であってもよい。

【００１４】各支持部材１４，１５には多数の溝１６が
等間隔で形成されている。溝１６は、ウエハを収容でき
るようにウエハボートの内側向きに配置されている。４
本の支持部材の内の２本の支持部材１４は断面円形であ
る。他の２本の支持部材１５は、図４又は図５に示すよ
うに断面形状が２つの対向する凹所１７を有している。
支持部材１４と１５の間には水平方向に補強部材１８が
複数本設けてもよいが、図１では１本のみが示してあ
る。

【００１５】支持部材１５の断面における凹所１７の最
少曲率半径ｒ又はＲは０．５ｍｍ以上に設定されてい
る。最少曲率半径が０．５ｍｍ未満であると、ボートの
洗浄時に洗浄液の液留りやダスト付着が生じ易くなる。
液留りは熱処理時に不純物となる可能性が大で、また、
ダストはウエハの損傷要因となり、その場合にはウエハ
の歩留りを悪化させる。さらに、上記範囲未満であると
同部においてクラックが入り易くなってしまう。

【００１６】また、支持部材の長さ方向におけるｒ又は
Ｒの変動率は目標値の−２０％〜２０％に設定する。変
動率は好ましくは−１０％〜１０％、さらに好ましくは
−５％〜５％以下に設定する。ｒ又はＲの長さ方向での
変動率が上記の範囲よりも大きな場合には、やはり洗浄
液の液留りやダスト付着が生じる恐れがあり、さらに支
持棒の強度及び高温加熱時の変形によってウエハの支持
不良や破損が生じる恐れが大きい。

【００１７】なお、長さ方向での変動率は次のようにし
て測定する。支持棒を任意の複数ケ所における横断面で
切断し、厚さ１ｍｍ程度のプレートを複数枚、例えば３
枚程度切り出す。光学顕微鏡によってその断面形状の拡
大写真をとり、Ｒゲージを用いて図４，５のｒ（又は
Ｒ）を測定する。そして平均値ｒ_av、最大値ｒ_max、最
大値ｒ_minを求める。そして、正の変動率１００（Ｒ
_max−Ｒ_av）／Ｒ_av及び負の変動率１００（Ｒ_av−Ｒ
_min）／Ｒ_avを計算する。

【００１８】他方、長さ方向での変動率を用いるかわり
に長さ方向でのｒ（又はＲ）の変動幅を−０．３ｍｍ〜
０．３ｍｍに設定してもよく、好ましくは−０．１５ｍ
ｍ〜０．１５ｍｍに設定する。なお、変動幅の場合も同
様にして試料を作製し、正の変動幅はｒ_max−ｒ_av、負
の変動幅はｒ_min−ｒ_avとして算出する。

【００１９】例えば、構成材料として石英ガラスを用い
る場合には、支持部材１５は別体として形成して溶接に
よって一体化するのではなく、初めから一体成形によっ
て形成する。成形法は、支持部材１５の断面形状を型抜
きした平板上部材を型とし、この上部から石英ガラスイ
ンゴットを溶融し棒状に引く。また、構成材料として高
純度ＳｉＣを用いる場合には、支持部材１５は別体とし
て形成して接着によって一体化するのではなく、初めか
ら一体成形によって形成する。成形法は、押し出し成
形、射出成形もしくは鋳込み成形である。溶接もしくは
接着によって一体化した場合には、一体化する時に応力
が残留し易く、特に高温加熱時に強度低下が生じる恐れ
がある。また、溶接によるつぎ目に洗浄液の液留りやダ
スト付着が生じる恐れも大きい。

【００２０】支持部材１５の断面における凹所１７間の
最小距離Ｄ１は、断面における実質的な最大径Ｄ２の５
％〜５０％になっている。これは好ましくは１５％〜３
５％、さらに好ましくは２０％〜３０％に設定する。最
小距離Ｄ１が上記範囲を超える場合には、凹所を設ける
効果が小さく、加熱時のそり変形を効果的に防止できな
い。反対にＤ１が上記範囲未満の場合には、凹所におけ
る強度が不足し、凹所周辺に強度的な弱点が生じてしま
う。なお、２つの凹所の形状は同じ方が良いが、多少違
っていてもよい。

【００２１】また、２つの凹部を形成する断面がほぼ同
じ円形の２つの棒状部の断面直径は、複数の溝を形成
し、半導体ウエハを積載する側（溝形成部）をしない側
（付属部）の１倍以上とすることが好ましい。１倍未満
であると、複数の溝部と凹部所間距離が短くなり、凹所
部での強度が低下する。

【００２２】尚、上記ほぼ円形は、これに限定されるも
のではなく、図７の如くほぼ正方形でもよく、また、こ
れらを組み合わせたものでもかまわない。

【００２３】図２は図１に示したウエハボート１０の断
面図であり、図３は上記図１の説明における支持部材１
５を支持部材１４の位置にも用いたウエハボートの断面
図である。

【００２４】例えば８インチ以上の大口径ウエハに対し
ては、図３に示すウエハボートを用いることが好まし
い。

【００２５】実施例１図４に示す断面形状（ｒ＝０．８ｍｍ、Ｄ１＝０．２７
×Ｄ２）の一体成形支持部材を用いて図２の構成に形成
した石英ガラス製ウエハボートを使用し、縦型拡散炉で
ウエハの熱処理を行いウエハの歩留りを調べた。また、
ウエハボートの高温荷重強度も測定した。なお、溝形成
部径は付属部径の１．６倍とした。また、ｒ変動率は±
３％であった。

【００２６】実施例２同様にして、図５に示す断面形状（Ｒ＝０．６ｍｍ、Ｄ
１＝０．２１×Ｄ２）の一体成形支持部材を用いて図２
の構成に形成した石英ガラス製ウエハボートを使用し、
縦型拡散炉でウエハの熱処理を行った。また、ウエハボ
ートの高温荷重強度も測定した。なお、溝形成部径と付
属部径の比は実施例１と同じにした。また、ｒ変動率は
±２％であった。

【００２７】従来例１断面円形で断面積が上記実施例１，２とほぼ等しい単一
棒状支持部材で形成した従来の石英ガラス製ウエハボー
トを用いて同様にウエハの熱処理を行い、高温荷重強度
も測定した。

【００２８】従来例２断面パイプ形の支持部材で形成した従来の石英ガラス製
ウエハボートを用いて同様にウエハの熱処理を行い、高
温荷重強度も測定した。

【００２９】比較例１図５に示すように支持部材を溶接によって形成し、同様
にしてウエハの熱処理を行い、高温荷重強度も測定し
た。上記支持部材の任意の横断面を観察したところ、図
６の如き形状が多数確認された。なお、Ｄ１はＤ２の
０．２２倍、溝形成部径と付属部径の比は実施例１と同
じにした。またＲは鋭角であり、その変動率は±６０％
であった。

【００３０】これらの結果を比較すると、実施例１と２
は比較例１と比べてウエハの歩留りにおいて９％優って
いた。その理由は、凹所１７に洗浄液の残留もしくは、
ダスト付着が少なくなったためであると考えられる。ま
た、実施例１と２は従来例１に比べて高温荷重強度が３
％大きく、従来例２に比べて５％大きかった。これは支
持部材に凹所を設けた効果によるものと考えられる。

【００３１】

【発明の効果】本発明のウエハボートは、支持部材１５
が一体成形により形成され、その断面形状が２つの対向
する凹所１７を有し、凹所１７の実質的な最少曲率半径
が０．５ｍｍ以上になっており、支持部材１５の断面に
おける対向する凹所１７間の最小距離Ｄ２の５％〜５０
％になっていることを特徴とするので、高温強度が大き
く、繰り返し加熱・冷却を行ってもそり変形が生じ難
く、従って従来例に比べて耐用寿命が長い。

【００３２】なお、本発明は前述の実施例に限定されな
い。例えば支持部材の本数は４本に限らず３本又は５本
以上であってもよい。また支持部材の断面はだ円に近い
形や矩形でもよい。さらに、本発明は横型のウエハボー
トに適用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるウエハボートの実施例を示す斜視
図。

【図２】図１のウエハボートの断面図。

【図３】他の実施例の図２に相当する断面図。

【図４】実施例１の支持部材の断面図。

【図５】実施例２の支持部材の断面図。

【図６】比較例１の支持部材の断面図。

【図７】本発明による支持部材の変形例を示す断面図。

【符号の説明】

１０ウエハボート１２下板１３上板１４，１５支持部材１６溝１７凹所

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持部材に複数の溝を形成し、この溝を
用いて複数の半導体ウエハを積載する構成のウエハボー
トにおいて、支持部材（１５）が一体成形により形成さ
れ、その断面形状が２つの対向する凹所（１７）を有
し、凹所（１７）の実質的な最少曲率半径が０．５ｍｍ
以上になっており、支持部材（１５）の断面における対
向する凹所（１７）間の最小距離（Ｄ１）が実質的な最
大径（Ｄ２）の５％〜５０％になっていることを特徴と
するウエハボート。