KR102074837B1 - 종형 웨이퍼 보트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 천판과, 저판과, 3개의 지주와, 웨이퍼 지지부를 갖는 종형 웨이퍼 보트로서, 상기 지주는, 웨이퍼 삽입 시단측의 좌우 양측에 배치된 제1 및 제2 지주와, 웨이퍼 삽입 종단측의 중앙에 배치된 제3 지주로 이루어지고, 상기 웨이퍼 지지부는, 상기 제1, 제2 및 제3 지주의 측면으로부터 각각 수평 방향으로 돌출되는 제1, 제2 및 제3 웨이퍼 지지부로 이루어지고, 상기 제1 웨이퍼 지지부와 제1 지주의 수평 방향의 단면적의 합계 및, 상기 제2 웨이퍼 지지부와 제2 지주의 수평 방향의 단면적의 합계와, 상기 제3 웨이퍼 지지부와 제3 지주의 수평 방향의 단면적의 합계가, 소정의 관계를 갖는, 종형 웨이퍼 보트에 관한 것이다.

Description

종형 웨이퍼 보트{VERTICAL WAFER BOAT}
본 발명은, 종형 웨이퍼 보트에 관한 것으로, 특히 반도체 디바이스의 제조에 사용되는 실리콘 웨이퍼를 열처리 공정에 있어서 보유지지하는 종형 웨이퍼 보트에 관한 것이다.
반도체 디바이스 제조에 사용되는 웨이퍼는 열처리가 실시되어 있고, 이 열처리는, 열처리 장치 내에 다수의 웨이퍼를 올려놓은 종형 웨이퍼 보트를 수용함으로써 이루어진다.
그러나, 최근, 웨이퍼는 대구경화(大口徑化)하고, 이에 수반하여 웨이퍼에 슬립이 발생하기 쉬워, 그 대책은 중요한 문제이다. 이 슬립을 억제하는 대책으로서, 예를 들면, 특허문헌 1에서는, 웨이퍼 지지부가 웨이퍼의 외주부로부터 웨이퍼 반경의 40∼60％의 위치까지 지지함으로써, 웨이퍼의 변형을 최소화하고, 슬립의 발생을 억제하는 발명이 제안되어 있다.
이 특허문헌 1에 개시된 종형 웨이퍼 보트에 대해서 도 8에 기초하여 설명한다. 또한, 도 8은, 종형 웨이퍼 보트를, 그 상부로부터 투시하여 본 상태를 나타내고 있다.
웨이퍼 보트(100)는, 연직 방향으로 서로 평행 상태로 배치된 웨이퍼 삽입 방향(X)에서 본 시단(始端)측의 지지 부재(101, 102) 및 종단측의 지지 부재(103)를 구비하고 있다. 이들 각 지지 부재(101, 102, 103)는, 원판 형상의 기대(저판) 상에 세워 설치되고, 또한 각 지지 부재의 상단부는, 원판 형상의 상부 고정 부재(천판)에 의해 지지되어 있다.
또한, 도 8에 나타난 외주원(105)은, 이 웨이퍼 보트(100)의 상부 고정 부재(천판)를 나타내고 있다. 또한, 점선으로 나타내는 부호(W)는, 이 웨이퍼 보트(100)에 탑재되는 웨이퍼의 탑재 위치(웨이퍼(W)라고 칭함)를 나타내고 있다. 또한, 화살표(X)는, 웨이퍼 보트(100)에 대한 웨이퍼(W)의 삽입 방향을 나타내고 있다.
그리고, 상기 각 지지 부재(101, 102, 103)는, 지주부(101b, 102b, 103b)와 이들 지주부(101b, 102b, 103b)의 측면으로부터 각각 수평으로 돌출되어 장척으로 형성되는 복수의 웨이퍼 지지부(101a, 102a, 103a)로 구성되어 있다.
또한, 웨이퍼 삽입 시단측에 위치하는 지지 부재(101, 102)는, 웨이퍼(W)의 삽입 중심점(O)을 통과하여, 웨이퍼(W)의 삽입 방향(X)으로 신장된 일점쇄선(h)에 대하여 선대칭으로 구성되어 있다.
또한, 웨이퍼 삽입 종단측에 위치하는 지지 부재(103)는, 웨이퍼(W)의 삽입 중심점(O)을 통과하여, 웨이퍼(W)의 삽입 방향(X)으로 신장된 일점쇄선(h) 상에 위치하고 있다.
또한, 상기 웨이퍼 삽입 시단측에 위치하는 지지 부재(101, 102)는, 웨이퍼 지지부를 포함하는 수평 단면이 대략 へ자 형상으로 형성되고, 한편, 웨이퍼 지지부(103a)는, 지지 부재(103)로부터 대략 직선 형상으로 연이어 설치되어 있다.
여기에서, 웨이퍼 삽입 시단측에 위치하는 지지 부재(101, 102)의 웨이퍼 지지부(101a, 102a)의 선단부, 웨이퍼 삽입 종단측에 위치하는 지지 부재(103)의 선단부가, 웨이퍼 외주부로부터 웨이퍼(W)의 반경의 40∼60％에 위치하도록 구성되어 있다.
이 구성에 의해, 웨이퍼(W)는, 각 웨이퍼 지지부(101a, 102a, 103a)에 의해 지지(3점 지지)되어, 웨이퍼(W)의 변형을 억제할 수 있다. 그 결과, 웨이퍼 특정 위치로의 응력 집중을 완화하고, 슬립의 저감 대책을 유효하게 하는 것을 기대할 수 있다.
일본공개특허공보 2009-99576호
그러나, 도 8에 나타낸 웨이퍼 보트에 있어서는, 웨이퍼 삽입 시단측의 지지 부재(101, 102)와 웨이퍼 삽입 종단측의 지지 부재(103)의 사이에 있어서, 웨이퍼 지지부(101a, 102a)의 길이와 웨이퍼 지지부(103a)의 길이가 상이하다.
이와 같이 길이 치수가 상이하면, 지지 부재의 표면적(체적)이 상이하여, 열처리시에 받는 열량에 차이가 발생한다. 그 때문에, 지지 부재 간에 있어서 열 팽창에 의한 변형의 크기가 상이하고, 그 결과, 지지하는 웨이퍼(W)에 기울기가 발생할 우려가 있었다.
그리고, 웨이퍼(W)에 기울기가 발생한 경우에는, 웨이퍼(W)의 특정 개소에 응력이 집중하고, 슬립이 발생하기 쉬워진다는 과제가 있었다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 사정하에 이루어진 것으로써, 장척 형상의 웨이퍼 지지부를 구비한 종형 웨이퍼 보트에 있어서, 열에 의한 웨이퍼 지지부 간의 변형 차이를 저감함으로써, 웨이퍼를 경사시키지 않고, 슬립의 발생을 억제할 수 있는 종형 웨이퍼 보트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 이루어진, 본 발명에 따른 종형 웨이퍼 보트는, 천판과, 저판과, 상기 천판에 일단이 고정되고, 타단이 저판에 고정된 3개의 지주와, 웨이퍼 지지부를 갖는 종형 웨이퍼 보트로서, 상기 지주는, 웨이퍼 삽입 시단측의 좌우 양측에 배치된 제1 및 제2 지주와, 웨이퍼 삽입 종단측의 중앙에 배치된 제3 지주로 이루어지고, 상기 웨이퍼 지지부는, 상기 제1, 제2 및 제3 지주의 측면으로부터 각각 수평 방향으로 돌출되는 제1, 제2 및 제3 웨이퍼 지지부로 이루어지고, 상기 제1 지주를 포함하는 상기 제1 웨이퍼 지지부의 수평 방향의 단면 형상, 또는 상기 제2 지주를 포함하는 상기 제2 웨이퍼 지지부의 수평 방향의 단면 형상이, 상기 제3 지주를 포함하는 상기 제3 웨이퍼 지지부의 수평 방향의 단면 형상과 상이하며, 상기 제1 웨이퍼 지지부와 제1 지주의 수평 방향의 단면적의 합계와, 상기 제2 웨이퍼 지지부와 제2 지주의 수평 방향의 단면적의 합계를, 각각 Sa라고 나타내고, 상기 제3 웨이퍼 지지부와 제3 지주의 수평 방향의 단면적의 합계를 Sb라고 나타낼 때, 이하의 식으로 정의되는 비율의 절댓값이 1％ 이하인 것에 특징을 갖는다.
비율(％)＝100×(Sa－Sb)/(Sa＋Sb)
또한, 상기 제1 웨이퍼 지지부와 제1 지주는, 수평 단면이 へ자 형상으로 형성되고, 상기 제2 웨이퍼 지지부와 제2 지주는, 수평 단면이 へ자 형상으로 형성되고, 상기 제3 웨이퍼 지지부와 제3 지주는, 수평 단면이, 제3 웨이퍼 지지부의 선단으로부터 제3 지주측에 걸쳐 폭 넓어지게 변화하도록 테이퍼 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1, 제2 및 제3 웨이퍼 지지부의 선단부는, 지지하는 웨이퍼의 중심으로부터 웨이퍼의 반경의 65％ 이상 75％ 이하의 위치에 배치되는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성에 의하면, 지주부를 포함하는 제1, 또는 제2 웨이퍼 지지부의 수평 방향의 단면적과, 지주부를 포함하는 제3 웨이퍼 지지부의 수평 방향의 단면적이, 대략 동일하게 구성된다. 그에 따라, 지주부를 포함하는 제1, 또는 제2 지지 부재가 열처리시에 받는 열량과 지주부를 포함하는 제3 지지 부재가 열처리시에 받는 열량이 대략 동일해져, 열 팽창에 의한 변형에 차이가 없어진다. 따라서, 웨이퍼는 경사지는 일 없이 보유지지되고, 웨이퍼의 특정 개소로의 응력 집중이 없어져, 슬립의 발생을 억제할 수 있다.
본 발명에 의하면, 장척 형상의 웨이퍼 지지부를 구비한 종형 웨이퍼 보트에 있어서, 열에 의한 웨이퍼 지지부 간의 변형 차이를 저감함으로써, 웨이퍼를 경사시키지 않고, 슬립의 발생을 억제할 수 있는 종형 웨이퍼 보트를 얻을 수 있다.
도 1은, 본 실시 형태에 따른 종형 웨이퍼 보트의 정면도이다.
도 2는, 도 1에 나타낸 종형 웨이퍼 보트의 측면도이다.
도 3은, 도 1에 나타낸 종형 웨이퍼 보트의 천판의 평면도이다.
도 4는, 도 1의 I-I 화살표 단면도(평면도)이다.
도 5(a), 도 5(b)는, 도 1의 종형 웨이퍼 보트가 갖는 지주부를 포함하는 웨이퍼 지지부의 수평 방향의 단면도이다.
도 6(a), 도 6(b)는, 도 1의 종형 웨이퍼 보트가 갖는 웨이퍼 지지부의 측면도이다.
도 7(a), 도 7(b)는, 도 1의 종형 웨이퍼 보트가 갖는 웨이퍼 지지부의 변형예를 나타내는 측면도이다.
도 8은, 종래의 종형 웨이퍼 보트를, 그 상부로부터 투시하여 본 상태를 나타내는 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명에 따른 종형 웨이퍼 보트의 실시 형태에 대해서 도면에 기초하여 설명한다. 또한, 도 1은, 본 실시 형태에 따른 종형 웨이퍼 보트의 정면도, 도 2는, 도 1에 나타낸 종형 웨이퍼 보트의 측면도, 도 3은, 종형 웨이퍼 보트의 천판의 평면도, 도 4는, 도 1의 I-I 화살표 단면도(평면도)이다.
도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 종형 웨이퍼 보트(1)는, 웨이퍼 삽입 방향의 시단측(웨이퍼 삽입 시단측이라고 칭호함)에 배치된 2개의 지지 부재(2, 3)와, 웨이퍼 삽입 방향의 종단측(이하, 웨이퍼 삽입 종단측이라고 칭호함)에 배치된 1개의 지지 부재(4)를 구비하고 있다. 상기 각 지지 부재(2, 3, 4)의 하단부는, 원판 형상의 저판(6)에 세워 설치되고, 또한 각 지지 부재의 상단부는, 원판 형상의 천판(7)에 의해 지지되어 있다.
상기 각 지지 부재(2, 3, 4)는, 각각 다수의 웨이퍼를 지지하기 위해 복수의 웨이퍼 지지부(2a, 3a, 4a)를 갖고 있다. 각 지지 부재(2, 3, 4)에 있어서의 웨이퍼 지지부(2a, 3a, 4a)는, 세로 방향으로 예를 들면 8㎜ 피치로 50∼150개 형성되어 있다.
또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 천판(7)에 있어서 개구부(7a)는, 순화시의 가스의 주류를 천판(7)의 중앙에 형성하기 위해, 천판(7)의 중앙부에 형성되어 있다. 이 개구부(7a)는, 천판(7)의 상면으로부터 보았을 때, 도 4에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 지지부(2a, 3a, 4a)의 선단부(S1, S2, S3)가 개구부(7a) 내측으로 돌출되지 않도록, 직경 φA로 형성되어 있다. 이와 같이 한 이유는, 웨이퍼 지지부(2a, 3a, 4a)의 선단부(S1, S2, S3)가 상기 개구부(7a) 내로 돌출되어 있으면, 웨이퍼 중앙측에 있어서의 특이한 가스의 흐트러짐이 발생하기 쉬워지기 때문이다.
상기 개구부(7a)는, 천판(7)의 중심(올려놓이는 웨이퍼(W)의 중심)을 중심으로 한 원형인 것이 바람직하지만, 특별히 이에 한정되는 것이 아니고, 그 외의 형상, 예를 들면, 정방형, 육각형, 팔각형 등의 다각형, 타원형, 별모양, 기어형이라도 좋다.
또한, 천판(7)의 외형의 형상에 대해서도, 일반적인 원형이 바람직하지만, 특별히 이에 한정되는 것이 아니고, 그 외의 형상, 예를 들면, 정방형, 육각형, 팔각형 등의 다각형, 타원형, 대략 별모양, 기어형이라도 좋다.
또한, 도 3에 나타내는 바와 같이 천판(7)의 웨이퍼(W)의 삽입측에는, 상기 개구부(7a)로 통하는 슬릿부(7b)가 형성되어 있다. 상기 슬릿부(7b)의 폭방향의 중간점이, 웨이퍼(W)의 삽입 방향(X)과 웨이퍼(W)의 삽입 중심점(O)을 연결하는 일점쇄선(h) 상에 위치하도록, 상기 슬릿부(7b)가 형성되어 있다.
상기 천판(7)의 슬릿부(7b)의 폭(T)은, 천판(7)의 폭의 35％ 이상 45％ 이하의 치수가 바람직하다. 여기에서, 상기 천판(7)의 폭이란, 천판(7)이 직사각형 형상인 경우에는, 웨이퍼 삽입 방향(X)과 직교하는 방향의 길이를 의미하고, 또한 천판(7)이 원형인 경우에는 그 직경(ΦD)을 의미하고 있다.
이와 같이, 슬릿부(7b)의 폭(T)을 천판(7)의 폭의 35％ 이상으로 한 것은, 35％ 미만에서는 천판(7)을 통하여 충분한 가스 공급량을 확보할 수 없기 때문이고, 한편 천판의 폭의 45％ 이하로 한 것은, 45％를 초과한 폭에서는 보트의 강도가 약해지기 때문에, 바람직하지 않기 때문이다.
또한, 천판(7)의 개구부(7a)의 면적은, 천판(7)의 상면의 면적의 30％ 이상 40％ 이하로 형성되어 있는 것이 보다 바람직하다.
이와 같이 개구부 면적을 규정한 것은, 천판(7)의 하부에 있는 웨이퍼 지지부(2a, 3a, 4a)에 가스가 충분히 미치도록 하기 때문이다.
구체적으로는, 천판(7)의 개구부(7a)의 면적이, 천판의 상면의 면적의 30％ 미만에서는, 가스가 충분히 보트의 하부까지 공급되기 어려워, 순화 효과가 충분히 얻어지지 않을 우려가 있다. 한편, 개구 면적이 40％를 초과하는 경우는, 상방으로부터 하방으로 보트를 통과하는 가스의 흐름이 증대하여, 가스가 지주 및 웨이퍼 지지부에 접촉하지 않고, 간단히 가스가 보트 내부를 통과하는 것에 불과한 상태가 되고, 역시 순화 효과가 충분히 얻어지지 않을 우려가 있다.
또한, 상기 천판(7)의 슬릿부(7b)의 폭(T)은, 상기한 웨이퍼 삽입 시단측의 지지부 선단부(S1, S2)의 간격과 동일한 것이 보다 바람직하다.
이 경우, 천판(7)의 상면으로부터 보았을 때 슬릿부(7b)의 가장자리부와 웨이퍼 지지부(2a, 3a)의 선단부(S1, S2)가 겹쳐지기 때문에, 웨이퍼 지지부(2a, 3a)의 선단부(S1, S2)가 슬릿부(7b)의 내측으로 돌출됨으로써 발생하는 웨이퍼 중앙측의 특이한 가스의 흐트러짐을 보다 확실히 억제할 수 있다.
이어서, 도 4 및, 도 5(a), 도 5(b)에 기초하여, 각 지지 부재(2, 3, 4)에 대해서 보다 상세하게 설명한다. 도 5(a), 도 5(b)는, 도 1의 종형 웨이퍼 보트가 갖는 지주부를 포함하는 웨이퍼 지지부의 수평 방향의 단면도이다.
도 4에 있어서, 점선으로 나타내는 부호(W)는, 이 종형 웨이퍼 보트(1)에 탑재되는 웨이퍼(W)의 위치를 나타내고, 화살표 X는, 종형 웨이퍼 보트(1)에 대하여 웨이퍼(W)의 삽입 방향을 나타내고 있다.
웨이퍼 삽입 시단측에 배치된 지지 부재(2, 3)는, 지주부(2b, 3b)와, 이들 지주부(2b, 3b)의 측면으로부터, 각각 수평으로 돌출되어 형성되는 복수의 웨이퍼 지지부(2a, 3a)로 구성되고, 도 5(a)에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 지지부를 포함하는 수평 단면이 대략 へ자 형상으로 형성되어 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 상기 지지 부재(2, 3)는, 웨이퍼(W)의 삽입 방향(X)과 웨이퍼(W)의 삽입 중심점(O)을 연결하는 일점쇄선(h)에 대하여 선대칭으로 구성되어 있고, 웨이퍼 지지부(2a, 3a)의 선단부(S1, S2)는 상면으로부터 보았을 경우, 반원 형상으로 되어 있다.
또한, 웨이퍼 삽입 종단측에 배치된 지지 부재(4)는, 지주부(4b)와, 이 지주부(4b)의 측면으로부터, 수평으로 돌출되어 형성되는 복수의 웨이퍼 지지부(4a)로 구성되어 있다. 이 지주부(4b)를 포함하는 웨이퍼 지지부(4a)의 수평 단면은, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이 선단이 좁고, 지주부(4b)(웨이퍼 삽입 종단측)를 향하여 폭 넓어지도록 테이퍼 형상(대략 삼각형 형상)으로 형성되어 있다.
상기 지지 부재(4)는, 웨이퍼(W)의 삽입 중심점(O)을 통과하여, 웨이퍼(W)의 삽입 방향(X)으로 신장한 일점쇄선(h) 상에 위치하고 있다. 이 지지 부재(4)의 웨이퍼 지지부(4a)는 웨이퍼 삽입 종단측의 지주부(4b)로부터 상기 웨이퍼(W)의 삽입 중심점(O)을 향하여 수평 방향으로 연설되어 있다. 상기 웨이퍼 지지부(4a)의 선단부(S3)는 상면으로부터 본 경우 반원 형상으로 되어 있다.
본 발명에 있어서, 웨이퍼 지지부(2a, 3a)의 선단부(S1, S2) 및 웨이퍼 지지부(4a)의 선단부(S3)는, 웨이퍼(W)의 중심으로부터 웨이퍼(W)의 반경의 65％ 이상 75％ 이하의 위치에 배치되도록 구성되어 있다. 또한, 상기 선단부(S1, S2, S3)에 의한 웨이퍼(W) 하면의 지지점 위치는, 웨이퍼(W)의 원주를 따라 120° 간격으로 이루어져 있다.
상기 선단부(S1, S2, S3)의 각각이, 당해 소정 위치에 배치됨으로써, 발생 응력을 최대한 작게 할 수 있고, 그 결과, 웨이퍼의 슬립 발생이 억제된다.
또한, 본 발명에 있어서는, 도 5(a)에 나타내는 지주(2b)를 포함하는 웨이퍼 지지부(2a), 또는 지주(3b)를 포함하는 웨이퍼 지지부(3a)의 수평 방향의 단면적(Sa)과, 도 5(b)에 나타내는 지주(4b)를 포함하는 웨이퍼 지지부(4a)의 수평 방향의 단면적(Sb)이, 대략 동일하고, 그 비율의 절댓값은 1％ 이하로 되어 있다. 즉, 이하의 식으로 정의되는 비율의 절댓값이 1％ 이하이다.
비율(％)＝100×(Sa－Sb)/(Sa＋Sb)
또한, 상기 Sa에 있어서, 지주(2b)를 포함하는 웨이퍼 지지부(2a)의 수평 방향의 단면적을 Sa1, 지주(3b)를 포함하는 웨이퍼 지지부(3a)의 수평 방향의 단면적을 Sa2라고 나타낼 때, Sa1과 Sa2는 대략 동일하고, 상기 식과 동일하게 정의되는 비율의 절댓값이 1％ 이하이다. 즉, 상기에 있어서 Sa와 Sb가 대략 동일하게란, Sa1과 Sb 및, Sa2와 Sb가 각각 대략 동일하고, 비율의 절댓값이 1％ 이하인 것을 의미한다.
웨이퍼 지지부(2a, 3a, 4a)의 두께는, 동일하게 형성되어 있다. 그에 따라, 지지 부재(2, 또는 3)와 지지 부재(4)의 체적이 동일해지기 때문에, 지지 부재(2, 또는 3)가 열처리시에 받는 열량과 지지 부재(4)가 열처리시에 받는 열량이 대략 동일해져, 열 팽창에 의한 변형에 차이가 없어진다. 따라서, 웨이퍼(W)는 경사지는 일 없이 보유지지되기 때문에, 웨이퍼(W)의 특정 개소로의 응력 집중이 없어져, 슬립의 발생이 억제된다.
도 6(a)는, 지지 부재(2, 3)의 일부를 확대하여 나타내는 측면도이고, 도 6(b)는, 지지 부재(4)의 일부를 확대하여 나타내는 측면도이다.
본 실시 형태에 있어서, 도 6(a), 도 6(b)에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 지지부(2a, 3a, 4a)의 상면은 평탄하고, 그 대략 전체가 웨이퍼(W)의 이면에 접하도록 되어 있다. 웨이퍼 지지부(2a, 3a)와 웨이퍼 지지부(4a)의 사이에서의 웨이퍼(W)에 접하는 면적의 차이는, 30㎟ 이하로 이루어져 있고, 그에 따라 웨이퍼 지지부(2a, 3a, 4a)로부터 웨이퍼(W)로의 전열의 영향의 차이를 작게 억제하도록 이루어져 있다.
또한, 본 발명의 변형예로서, 도 7(a), 도 7(b)에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 지지부(2a, 3a, 4a)의 상면측 선단부에 웨이퍼(W)를 지지하는 돌기부(2a1, 3a1, 4a1)를 형성해도 좋고, 그 경우, 각 돌기부에 있어서의 웨이퍼(W)와의 접촉 면적은 동일하게 이루어진다. 이와 같이 돌기부를 형성함으로써 웨이퍼 지지부(2a, 3a, 4a)로부터 웨이퍼(W)로의 전열의 영향을 보다 작게 할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시의 형태에 의하면, 지주부(2b)를 포함하는 웨이퍼 지지부(2a), 또는 지주부(3b)를 포함하는 웨이퍼 지지부(3a)의 수평 방향의 단면적과, 지주부(4b)를 포함하는 웨이퍼 지지부(4a)의 수평 방향의 단면적이, 대략 동일하고, 그 비율의 절댓값이 1％ 이하로 이루어진다. 그에 따라, 지지 부재(2, 또는 3)가 열처리시에 받는 열량과 지지 부재(4)가 열처리시에 받는 열량이 대략 동일해져, 열 팽창에 의한 변형에 차이가 없어진다. 따라서, 웨이퍼(W)는 경사지는 일 없이 보유지지되고, 웨이퍼(W)의 특정 개소로의 응력 집중이 없어져, 슬립의 발생을 억제할 수 있다.
실시예
본 발명에 따른 종형 웨이퍼 보트에 대해서, 실시예에 기초하여 추가로 설명한다. 본 실시예에서는, 상기 실시의 형태에 나타낸 종형 웨이퍼 보트를 제조하고, 얻어진 웨이퍼 보트를 이용하여 웨이퍼의 열처리를 행함으로써, 그 성능을 검증했다.
실시예마다의 상이한 조건으로서, 도 5에 나타낸 웨이퍼 삽입 시단측의 지주부(2b)를 포함하는 웨이퍼 지지부(2a), 또는 지주부(3b)를 포함하는 웨이퍼 지지부(3a)의 수평 방향 단면적(Sa)(도 5(a) 참조)과, 웨이퍼 삽입 종단측의 지주부(4b)를 포함하는 웨이퍼 지지부(4a)의 수평 방향 단면적(Sb)(도 5(b) 참조)의 비율이 상이하도록, 단면적(Sb)의 크기만을 변화시켰다.
또한, 상기 비율은, 비율(％)＝100×(Sa－Sb)/(Sa＋Sb)에 의해 구했다.
실험에 사용한 로(爐)는 φ300㎜용 종형로로, 로심관 내경 390㎜×로심관 높이 1650㎜, 사용한 종형 웨이퍼 보트의 외형은, 천판과 저판경 330㎜×보트 높이 1200㎜이다.
이 로를 이용한 실험으로서, 각 종형 웨이퍼 보트를 동일한 사용 조건으로 연속 10회 열처리한 후, 평가용 웨이퍼 1매를 보트 중앙부(보트 상부로부터의 홈 위치 50번째홈)에 배치하고, 평가용의 열처리를 실시했다.
사용 조건은, 600℃에서 웨이퍼를 100매 적재한 종형 웨이퍼 보트를 로 내에 장입하여 1200℃까지 승온 후 1시간 보유지지하고, 600℃까지 강온한 후 취출했다. 또한, 평가용의 열처리로서는, 600℃에서 로 내에 장입하여 1200℃까지 승온 후 10시간 보유지지하고, 600℃까지 강온한 후 로에서 취출했다. 어느 쪽의 경우도, 가스는 전체 공정 아르곤 가스 100％를 매분 15리터 흐르게 했다.
슬립 평가는, 12인치의 경면 마무리 실리콘 웨이퍼 100매를 적재하여 전술의 사용 조건으로 1회 열처리한 것을, 보트 상부로부터 1매째, 50매째, 100매째의 3매의 웨이퍼에 대해서, X선 토포그래프로 면 내를 측정하고, 관측된 슬립의 중에서 가장 긴 최대 슬립 길이로 비교한다는 평가를 행했다.
이 슬립 평가의 판정 지표는, 최대 슬립 길이가 30㎜를 초과하는 것이 있었던 경우를 ×, 최대 슬립 길이가 30㎜ 미만 10㎜ 이상이었던 경우를 △, 최대 슬립 길이가 10㎜ 미만 혹은 슬립 자체가 존재하지 않았던 경우를 ○라는 지표에 의해 3구분으로 나누고, 랭크 매김했다.
표 1에 실시예 1∼10의 조건 및, 그 결과를 나타낸다.
Figure 112018017561889-pat00001
표 1에 나타내는 바와 같이 면적 비율의 절댓값이 1％ 이내이면, 최대 슬립 길이가 10㎜ 미만 혹은 슬립 자체가 존재하지 않았다.
이는, 웨이퍼 삽입 시단측의 지주부를 포함하는 웨이퍼 지지부의 단면적(Sa)과 웨이퍼 삽입 종단측의 지주부를 포함하는 웨이퍼 지지부의 단면적(Sb)의 비율의 절댓값이 1％ 이내이면, 각 지지 부재의 사이에 보유하는 열량의 차이가 없어져(즉 열 팽창의 차이가 작게 억제되어), 웨이퍼를 경사시키는 일 없이 보유지지할 수 있고, 경사에 의한 웨이퍼의 변형에 기인하는 슬립을 억제할 수 있던 것으로 고려되었다.
본 발명을 상세하게 또한 특정의 실시 형태를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하는 일 없이 여러 가지 변경이나 수정을 가할 수 있는 것은 당업자에게 있어서 분명하다.
본 출원은, 2017년 2월 21일 출원의 일본특허출원 2017-030224에 기초하는 것으로써, 그 내용은 여기에 참조로서 취입된다.
1 : 웨이퍼 보트
2 : 지지 부재
2a : 웨이퍼 지지부(제1 웨이퍼 지지부)
2b : 지주부(지주)
3 : 지지 부재
3a : 웨이퍼 지지부(제2 웨이퍼 지지부)
3b : 지주부(지주)
4 : 지지 부재
4a : 웨이퍼 지지부(제3 웨이퍼 지지부)
4b : 지주부(지주)
6 : 저판
7 : 천판

Claims (3)

  1. 천판과, 저판과, 상기 천판에 일단이 고정되고, 타단이 저판에 고정된 3개의 지주와, 웨이퍼 지지부를 갖는 종형 웨이퍼 보트로서,
    상기 지주는, 웨이퍼 삽입 시단측의 좌우 양측에 배치된 제1 및 제2 지주와, 웨이퍼 삽입 종단측의 중앙에 배치된 제3 지주로 이루어지고,
    상기 웨이퍼 지지부는, 상기 제1, 제2 및 제3 지주의 측면으로부터 각각 수평 방향으로 돌출되는 제1, 제2 및 제3 웨이퍼 지지부로 이루어지고,
    상기 제1 지주를 포함하는 상기 제1 웨이퍼 지지부의 수평 방향의 단면 형상, 또는 상기 제2 지주를 포함하는 상기 제2 웨이퍼 지지부의 수평 방향의 단면 형상이, 상기 제3 지주를 포함하는 상기 제3 웨이퍼 지지부의 수평 방향의 단면 형상과 상이하며,
    상기 제1 웨이퍼 지지부와 제1 지주의 수평 방향의 단면적의 합계와, 상기 제2 웨이퍼 지지부와 제2 지주의 수평 방향의 단면적의 합계를, 각각 Sa라고 나타내고, 상기 제3 웨이퍼 지지부와 제3 지주의 수평 방향의 단면적의 합계를 Sb라고 나타낼 때, 이하의 식으로 정의되는 비율의 절댓값이 1％ 이하인 것을 특징으로 하는, 종형 웨이퍼 보트.
    비율(％)＝100×(Sa－Sb)/(Sa＋Sb)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 웨이퍼 지지부와 제1 지주는, 수평 단면이 へ자 형상으로 형성되고,
    상기 제2 웨이퍼 지지부와 제2 지주는, 수평 단면이 へ자 형상으로 형성되고,
    상기 제3 웨이퍼 지지부와 제3 지주는, 수평 단면이, 제3 웨이퍼 지지부의 선단으로부터 제3 지주측에 걸쳐 폭 넓어지게 변화하도록 테이퍼 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 종형 웨이퍼 보트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 웨이퍼 지지부의 선단부는, 지지하는 웨이퍼의 중심으로부터 웨이퍼의 반경의 65％ 이상 75％ 이하의 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는, 종형 웨이퍼 보트.
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