JPH10144616A - 半導体ウェーハ支持ボート - Google Patents

半導体ウェーハ支持ボート

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JPH10144616A
JPH10144616A JP30020696A JP30020696A JPH10144616A JP H10144616 A JPH10144616 A JP H10144616A JP 30020696 A JP30020696 A JP 30020696A JP 30020696 A JP30020696 A JP 30020696A JP H10144616 A JPH10144616 A JP H10144616A
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JP
Japan
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wafer
semiconductor wafer
wafer support
frame
supporting
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JP30020696A
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English (en)
Inventor
Tetsuya Okuda
哲也 奥田
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TEKUNISUKO KK
Original Assignee
TEKUNISUKO KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 縦型の半導体ウェーハ支持ボートにおいて、
ウェーハを支持する支持部とウェーハとの熱伝導率が異
なっていたことにより生じていたスリップを回避するこ
と。 【解決手段】 本発明に係る半導体ウェーハ支持ボート
においては、SiCの特性を生かして強い枠体を形成
し、ウェーハを支持する部分はウェーハと同質の材料で
形成したことにより、強度的に問題がなく且つ製造コス
トの低減を図ると共に、ウェーハを同質の材料で支持す
ることで、熱伝導による温度上昇率を同じにして、スリ
ップの発生を解消することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱性の材料で形
成され、多数枚の半導体ウェーハを搭載して熱処理炉内
に導入し、高温で熱処理するための半導体ウェーハ支持
ボートに関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種のウェーハ支持ボートには、複数
のウェーハを略垂直にして横に並べて外周縁を支持す
る、所謂横型タイプと、複数のウェーハを横にして上下
方向に並べ各ウェーハの周辺近傍を複数箇所において支
持する、所謂縦型タイプの2種類がある。ところで、熱
処理炉の小型化及び搬送の容易さのメリットを考慮する
と共に、近年、ウェーハの大口径化に伴って、ウェーハ
支持ボートは横型タイプから縦型タイプに移行しつつあ
る。
【0003】縦型のウェーハ支持ボートとしては、上部
を支持して吊垂させるタイプと、下部を支持して起立さ
せるタイプとがある。下部を支持する起立タイプとして
は、例えば特開平4−6826号公報に開示された構成
のものが従来例として公知である。この公知のウェーハ
支持ボートも含めて一般的に炭化珪素(SiC)を材料
としてウェーハ支持ボートが形成されている。
【0004】炭化珪素は、例えば半導体ウェーハと同質
材料であるシリコンに比べて安価であると共に、溶接が
可能で製作性に優れ、例えば1200℃の高温において
も耐えられると言う特性を有していることから、近年、
半導体ウェーハの熱処理において使用されるウェーハ支
持ボートの材料として利用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、SiCで形
成されたウェーハ支持ボードであっても、半導体ウェー
ハを構成するシリコンとは熱伝導率が相違すること、及
び半導体ウェーハの外周近傍を複数箇所において支持す
る構造であることから、1200℃前後の高温で熱処理
を行うと、図4で示したように、ウェーハaにおいて、
支持されている部分からウェーハの内部に向かって歪み
bが生ずるという現象が起きる。この歪みは、外見上で
は視認できないが、X線写真によって確認できる。
【0006】この歪みが生ずる現象をスリップと称して
いるが、このスリップは、半導体ウェーハとその半導体
ウェーハを支持している支持部との熱伝導率の差によっ
て生ずるものであり、ウェーハ径が8インチ、12イン
チと大口径になるにつれて大きくなると共に多くなる傾
向にある。そして、スリップが大きく且つ多くなるとウ
ェーハの品質の低下、IC、LSI等の半導体の品質低
下、半導体製造の歩留りの低下等の不都合を招く原因に
なっている。
【0007】このスリップをなくすためには、半導体ウ
ェーハと同質のシリコンでウェーハ支持ボート形成すれ
ば良いことになるが、シリコン自体は材料として高価で
あると共に、比較的脆く耐久性に乏しいという別の問題
点を有している。
【0008】従って、縦型のウェーハ支持ボートにおい
ては、スリップをなくすことに解決しなければならない
課題を有している。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記従来例の課題を解決
する具体的手段として本発明は、半導体ウェーハを熱処
理する際に使用される半導体ウェーハ支持ボートであっ
て、該ウェーハ支持ボートは、SiCで形成された枠体
と、半導体ウェーハと同質の材料で形成されたウェーハ
支持ロッドとから構成され、前記ウェーハ支持ロッド
は、前記枠体に着脱自在であることを特徴とする構成の
半導体ウェーハ支持ボートを提供するものである。
【0010】前記枠体は、上部板と下部板と柱部材とか
ら構成され、前記上部板及び下部板には、ウェーハ支持
ロッドの端部を保持する保持部が形成されており、ウェ
ーハ支持ロッドには、ウェーハを支持するための複数の
支持部が形成されていること、ウェーハを支持するため
の各支持部の厚みは、半導体ウェーハの厚みと略同じで
あること、ウェーハ支持ロッドの支持部が形成されてい
ない側には、枠体の柱部材に係合する係合部が形成され
ていること、及び半導体ウェーハと同質の材料は、シリ
コンであることを含むものである。
【0011】本発明に係る半導体ウェーハ支持ボートに
おいては、SiCの特性を生かして枠体を形成し、ウェ
ーハを支持する部分はウェーハと同質の材料で形成した
ことにより、強度的に問題がなく且つ製造コストの低減
を図ると共に、ウェーハを同質の材料で支持すること
で、熱伝導による温度上昇率を同じにして、スリップの
発生を解消することができるのである。
【0012】
【発明の実施の形態】次に本発明を図示の実施例により
更に詳しく説明する。図1は一部を分解して示した本発
明の半導体ウェーハ支持ボートを示すものであり、該ウ
ェーハ支持ボートは、予め全体を一体的に形成した枠体
1と、該枠体1に対して着脱自在に組み込まれる3本の
ウェーハ支持ロッド2、3、4とから構成されている。
【0013】枠体1は、上部板5、下部板6及び複数本
(4本)の柱部材7、8、9、10とから構成されてい
る。この枠体1は、耐久性及び耐熱性に優れると共に溶
接ができると言う特性を持つSiCを材料として形成さ
れたものであり、予め上部板5と下部板6との間に柱部
材7、8、9、10を配設し、これら各柱部材の上下端
部をそれぞれ上部板5及び下部板6に溶接して、全体を
ボート形状に一体的に形成したものである。
【0014】そして、これら柱部材の配設位置として
は、ウェーハ支持ボートに対して搭載される半導体ウェ
ーハが出し入れされる部分が前面側であり、その前面側
の両側に柱部材7、10が所定の間隔をもって配設さ
れ、背面側に2本の柱部材8、9が近接した状態で配設
されている。
【0015】上部板5及び下部板6は、略同一形状を呈
するものであり、上部板5には3本のウェーハ支持ロッ
ドの上端部が嵌合し、支持される3個の孔11、12、
13が設けられ、これら孔は、例えば半月状または楕円
形状などの非円形である。また、下部板6には、後述す
るストッパー片が回転可能に取り付けられる3個の軸孔
14、15、16が形成されると共に、柱部材7、10
の近傍に回り止め用のボス部17、18が植設状態に設
けられている。なお、図示していないが、下部板6の下
面側には、下部板6が床面から適宜の高さに位置するよ
うに適宜形状の脚部が設けられている。
【0016】3本のウェーハ支持ロッド2、3、4は、
半導体ウェーハと同質の材料、即ちシリコンを使用して
形成されるものであり、それぞれ内側を向く面に複数段
(例えば125段)の支持部19、20、21が同一レ
ベルをもってそれぞれ整列して一体的に突出形成され、
それぞれの支持部において、各一つの支持部の厚さは載
置されるであろう半導体ウェーハの厚みと略同一の厚み
に形成してある。尚、半導体ウェーハと同質の材料とし
ては、ガリュウム砒素(GaAs)またはガリュウム燐
(GaP)等がある。
【0017】また、各ウェーハ支持ロッド2〜4は、支
持部19〜21が形成されていない側において、前記柱
部材が係合する溝状または凹部状の係合部22、23、
24が長さ方向に沿って形成されている。特に、ウェー
ハ支持ロッド3の係合部23は、両側縁のコーナーを切
り欠いた凹状を呈するものである。
【0018】更に、各ウェーハ支持ロッドの上端部に
は、角柱状の突起25、26、27が一体に突出形成さ
れると共に、各ロッドの下端側で、且つ支持部19、2
0、21が形成されている側に、後述するストッパー片
が係合する段差部または凹部28、29、30が形成さ
れている。
【0019】各ウェーハ支持ロッド2〜4を枠体1に組
み付けた際に、各ロッドの上端部を支持する支持部材3
1、32、33が準備される。これら支持部材は、前記
上部板5の孔11〜13に嵌合する胴部34、35、3
6と、上部板5の上面に当接するフランジ部37、3
8、39を有すると共に、中心部に前記突起25〜27
がそれぞれ嵌合する角孔40、41、42が貫通して形
成されている。
【0020】この場合に、各支持部材の胴部34〜36
の大きさ形状は、孔11〜13の大きさ形状に略対応す
るものであり、孔11〜13が非円形状に形成されてい
ることから、一定の方向付けがなされて嵌合できるよう
になっている。
【0021】また、各ウェーハ支持ロッドの下端部をそ
れぞれ支持するストッパー片43、44、45は舌状の
板部材で形成され、下面側の一方の端部寄りにボス部4
6、47、48が一体に突出形成されている。これらの
ボス部は、下部板6に設けた軸孔14〜16にそれぞれ
嵌まって回転できるように軸受けされる。
【0022】前述したように構成された枠体1に対して
各ウェーハ支持ロッド2〜4を組み付ける場合に、先ず
上部板5の下面側から各ロッドの上端部の突起25〜2
7が対応する孔11〜13にそれぞれ嵌まるようにして
下部板6上にセットする。この状態で、ウェーハ支持ロ
ッド2の係合部22に柱部材7が嵌まり、ウェーハ支持
ロッド3の係合部23に柱部材8、9が嵌まり、ウェー
ハ支持ロッド4の係合部24に柱部材10が嵌まるよう
にセットする。
【0023】このセット状態において、上部板5の上部
から、図3に示したように、各支持部材31〜33を各
孔11〜13に落とし込むようにして嵌め込み、同時に
各支持部材の角孔40〜42にウェーハ支持ロッド2〜
4の突起25〜27が嵌り込むように調整して取り付け
ると、各ウェーハ支持ロッド2〜4の取り付けにおける
角度的な位置決めが適正な状態でなされ、しかもウェー
ハ支持ロッドの上端部における回動またはガタツキがな
くなるのである。
【0024】次に、下部板6側において、各ストッパー
片43〜45のボス部46〜48をそれぞれ対応する軸
孔14〜16に嵌め、自由端を各ウェーハ支持ロッドの
下端部側において段差部または凹部28〜30にそれぞ
れ係合させることにより、各ウェーハ支持ロッド2〜4
の背面側を、各柱部材7〜10に押し付けて位置決めを
行うと共に、下端部におけるガタツキを解消させて安定
させ、ウェーハ支持ボートの組立が完了する。
【0025】なお、ウェーハ支持ロッド3は、背面側に
2本の柱部材8、9があることから全体的にガタツキが
なく、且つ強度的にも角度的にも安定したものとなる。
そして、ウェーハ支持ロッド2、4においても、背面側
の柱部材7、10とその近傍に設けたボス部17、18
とによって、やはりガタツキの防止が図れると共に、強
度的にも角度的にも安定したものとなるのである。
【0026】このように構成された本発明のウェーハ支
持ボートは、枠体1とウェーハ支持ロッド2〜4とをそ
れぞれ別々に形成しておき、使用時において一つの枠体
に対して3本のウェーハ支持ロッドを組み付けるだけで
あるため、組み立てが簡単であると共に、使用後におい
て前記組み付け順序と逆の工程を行えば簡単に分解で
き、仮に3本のウェーハ支持ロッドの一つに不都合が生
じた場合には、簡単に取り替えることができるのであ
る。
【0027】また、ウェーハ支持ロッドにおける支持部
の切削加工は困難であるが、ウェーハ支持ロッドを枠体
とは別部品としたことにより、多数本のロッドを隣接状
態に並べておいて、同時に切削加工することで精度の高
いものが効率良く且つ安価に製造できるのである。尚、
本発明に係るウェーハ支持ボートは一部組立式で且つ縦
型であり、吊垂式でも下部支持式でも使用できるもので
ある。
【0028】そして、実際に本発明に係るウェーハ支持
ボートを使用して、一般的に行っているものと同様の手
段で熱処理を行った。即ち、125枚のウェーハを搭載
した後、750℃程度にランプダウンされた熱処理炉内
にウェーハ支持ボートを搬入し、その後60分程度の時
間を掛けて略1150℃程度までランプアップして熱処
理を行った。その結果、支持部で支持されていた部分
に、わずかな歪みが確認されたが、従来例に見られたよ
うな大きな歪みは認められず、実質的に半導体製品の品
質低下につながらない程度であった。従って、スリップ
現象を大幅に改善できたのである。
【0029】このようにスリップ現象が生じないと言う
ことは、半導体ウェーハを支持している支持部におい
て、熱伝導率が違わなかったことに起因するものと推定
され、支持部の材質と厚さによって大きく作用されるこ
とが確認されたのである。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る半導
体ウェーハ支持ボートは、半導体ウェーハを熱処理する
際に使用される半導体ウェーハ支持ボートであって、該
ウェーハ支持ボートは、SiCで形成された枠体と、半
導体ウェーハと同質の材料で形成されたウェーハ支持ロ
ッドとから構成され、前記ウェーハ支持ロッドは、前記
枠体に着脱自在である構成にしたことにより、枠体とウ
ェーハの支持とをそれぞれ適材適所の異なった材料で形
成でき、特に、SiCの特性によってウェーハ支持ボー
ト自体の強度を充分維持して安価に提供できると共に、
半導体ウェーハの支持部は、そのウェーハと同質材料で
形成されているので、熱伝導率に差がないことから、ス
リップの発生が抑制できると言う優れた効果を奏する。
【0031】また、ウェーハ支持ロッドに形成された半
導体ウェーハを支持するための各支持部の厚みは、半導
体ウェーハの厚みと略同じにしたことにより、更に熱伝
導率の差がなくなって、スリップの発生が解消されると
言う優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一実施例の半導体ウェーハ支持ボ
ートを分解して示した斜視図である。
【図2】同実施例における半導体ウェーハ支持ボートの
一部を除去して示した斜視図である。
【図3】同実施例におけるウェーハ支持ロットの上端部
を固定する状況を示す要部のみの斜視図である。
【図4】従来例の装置によって熱処理した半導体ウェー
ハの状態を説明するための略示的平面図である。
【符号の説明】
1……枠体、 2〜4……ウェーハ支持ロッド、 5…
…上部板、6……下部板、 7〜10……柱部材、 1
1〜13……孔、14〜16……軸孔、 17,18…
…ボス部、 19〜21……支持部、22〜24……係
合部、 25〜27……突起、28〜30……段差部ま
たは凹部、 31〜33……支持部材、34〜36……
胴部、 37〜39……フランジ部、40〜42……角
孔、 43〜45……ストッパー片、46〜48……ボ
ス部、a……ウェーハ、b……歪み、 c……オリフラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/68 H01L 21/68 N

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体ウェーハを熱処理する際に使用さ
    れる半導体ウェーハ支持ボートであって、 該ウェーハ支持ボートは、SiCで形成された枠体と、
    半導体ウェーハと同質の材料で形成されたウェーハ支持
    ロッドとから構成され、 前記ウェーハ支持ロッドは、前記枠体に着脱自在である
    ことを特徴とする半導体ウェーハ支持ボート。
  2. 【請求項2】 枠体は、上部板と下部板と柱部材とから
    構成され、 前記上部板及び下部板には、ウェーハ支持ロッドの端部
    を保持する保持部が形成されており、 ウェーハ支持ロッドには、ウェーハを支持するための複
    数の支持部が形成されていることを特徴とする請求項1
    に記載の半導体ウェーハ支持ボート。
  3. 【請求項3】 ウェーハを支持するための各支持部の厚
    みは、半導体ウェーハの厚みと略同じであることを特徴
    とする請求項2に記載の半導体ウェーハ支持ボート。
  4. 【請求項4】 ウェーハ支持ロッドの支持部が形成され
    ていない側には、枠体の柱部材に係合する係合部が形成
    されていることを特徴とする請求項1、2または3に記
    載の半導体ウェーハ支持ボード。
  5. 【請求項5】 半導体ウェーハと同質の材料は、シリコ
    ンであることを特徴とする請求項1、2、3または4に
    記載の半導体ウェーハ支持ボート。
JP30020696A 1996-11-12 1996-11-12 半導体ウェーハ支持ボート Pending JPH10144616A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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