(57)【要約】【課題】熱処理中のウエーハ等にスリップが発生するのを効果的に防ぐことができ、かつ、材料コストが低く、かつ比較的容易に製造することができる熱処理用縦型ボートを提供する。【解決手段】天板１と、底板２と、該天板と底板の間に固定された支柱部材とを有し、該支柱部材に複数の溝８が形成され、各溝間にウエーハ状の被処理体を水平に支持するための支持部が形成されている熱処理用縦型ボートであって、前記支柱部材として、円弧状の横断面を有し、前記溝が形成されることで内側に円弧状の支持部６が一体的に形成されている支柱部材３，４が２本以上円筒状に配置されており、前記ウエーハ状の被処理体が、前記支柱部材の溝から挿入されて円弧状の各支持部により下面周縁部に沿って支持されるものであることを特徴とする熱処理用縦型ボート１０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
天板と、底板と、該天板と底板の間に固定された支柱部材とを有し、該支柱部材に複数の溝が形成され、各溝間にウエーハ状の被処理体を水平に支持するための支持部が形成されている熱処理用縦型ボートであって、前記支柱部材として、円弧状の横断面を有し、前記溝が形成されることで内側に円弧状の支持部が一体的に形成されている支柱部材が２本以上円筒状に配置されており、前記ウエーハ状の被処理体が、前記支柱部材の溝から挿入されて円弧状の各支持部により下面周縁部に沿って支持されるものであることを特徴とする熱処理用縦型ボート。
【請求項２】
前記支柱部材として、中心角が６０°以上１７０°以下の円弧状の支持部が形成されている２本の支柱部材が対向配置されているものであることを特徴とする請求項１に記載の熱処理用縦型ボート。
【請求項３】
前記支柱部材として、中心角が２０°以上１００°以下の円弧状の支持部が形成されている３本以上の支柱部材が配置されているものであることを特徴とする請求項１に記載の熱処理用縦型ボート。
【請求項４】
前記支柱部材に、前記各溝と同じ高さにそれぞれ通気口が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の熱処理用縦型ボート。
【請求項５】
前記熱処理用縦型ボートが、シリコンウエーハの熱処理用のものであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の熱処理用縦型ボート。
【請求項６】
前記支持部の支持面の縁部が、面取りされていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の熱処理用縦型ボート。
【請求項７】
前記支持部の支持面が、内側に向けて下方に傾斜していることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の熱処理用縦型ボート。
【請求項８】
天板と、底板と、該天板と底板の間に固定された支柱部材とを有し、ウエーハ状の被処理体を水平に支持するための熱処理用縦型ボートを製造する方法において、円弧状の横断面を有し、前記被処理体の半径よりも外周半径が大きく、かつ内周半径が小さい支柱部材を作製する工程と、該支柱部材を２本以上用いて前記天板と底板の間に円筒状に配置して固定する工程と、各支柱部材に対し溝を形成するとともに内側に前記被処理体を下面周縁部に沿って支持するための円弧状の支持部を形成する工程とを含むことを特徴とする熱処理用縦型ボートの製造方法。
【請求項９】
前記請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の熱処理用縦型ボートを製造する方法であって、前記円弧状の横断面を有する支柱部材を２本以上用いて前記天板と底板の間に円筒状に配置して固定する工程と、前記支柱部材に対し、前記被処理体を挿入すべき方向から切削して前記溝を形成するとともに内側に前記円弧状の支持部を形成する工程と、前記支柱部材に対し、他の方向からも同じ高さから切削して貫通させる工程とを含むことを特徴とする熱処理用縦型ボートの製造方法。
【請求項１０】
前記請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の熱処理用縦型ボートを製造する方法であって、前記円弧状の横断面を有し、外側には梁が形成されている支柱部材を作製する工程と、該支柱部材を２本以上用いて前記天板と底板の間に円筒状に配置して固定する工程と、各支柱部材に対し、半径が前記支柱部材の内周半径よりも大きく、かつ前記梁となる部分の外周半径よりも小さい円周刃を用い、前記被処理体を挿入すべき方向から切削して溝を形成するとともに内側に前記円弧状の支持部を形成し、さらに前記梁以外の部分を貫通させる工程とを含むことを特徴とする熱処理用縦型ボートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハ等の熱処理用縦型ボートに関し、特にシリコンウエーハを熱処理する際に好適な熱処理用縦型ボート及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコン単結晶等の半導体インゴットから切り出したウエーハを用いてデバイスを作製する場合、ウエーハの加工プロセスから素子の形成プロセスまで多数の工程が介在する。それらの工程の一つに熱処理工程がある。この熱処理工程は、ウエーハの表層における無欠陥層の形成、ゲッタリング、結晶化、酸化膜形成、不純物拡散等を目的として行われる非常に重要なプロセスである。
【０００３】
このようなウエーハの熱処理工程、例えば、酸化や不純物拡散に用いられる拡散炉（酸化・拡散装置）としては、ウエーハの大口径化に伴い、図８に示すような多数のウエーハＷを所定の間隔をあけて水平に支持した状態で熱処理を行う縦型の熱処理炉２０が主に用いられている。熱処理炉２０内のウエーハＷは、反応室２２の周囲に設けられたヒータ２４によって加熱することができる。熱処理中は、反応室２２にはガス導入管２６を介してガスが導入され、上方から下方に向かって流れてガス排気管２８から外部に排出される。なお、使用するガスは熱処理の目的によって異なるが、主としてＨ２、Ｎ２、Ｏ２、Ａｒ等が用いられる。不純物拡散の場合には、これらのガスを不純物化合物ガスのキャリアガスとしても使用する。
【０００４】
このような縦型熱処理炉２０を用いてウエーハＷを熱処理する際には、多数のウエーハＷを水平にセットするための熱処理用縦型ボート１１（以下、「熱処理用ボート」、「縦型ボート」、或いは単に「ボート」という場合がある。）が用いられる。
図９（ａ）は一般的な熱処理用ボート１１の概略を示している。４本の棒状（円柱状）の支柱（ロッド）１４の両端部に一対の板材（天板１６ａ、底板１６ｂ）が連結されている。各支柱１４には多数のスリット（溝）１５が形成され、各スリット１５間の凸部がウエーハＷの支持部１２として作用する。なお、このように円柱状の支柱１４に多数の溝１５を形成した熱処理用ボートは、一般的にショートフィンガータイプと呼ばれている。
【０００５】
このようなタイプの熱処理用縦型ボート１１を用いてウエーハＷを熱処理する際には、図９（ｂ）に示されるように、各支柱１４の同じ高さに形成されている支持部１２によりウエーハＷの外周部が４ヶ所支持されてウエーハＷが水平に支持されることになる。
上記のようにウエーハＷの周縁部を支持した場合、ウエーハＷの自重が支持部に集中するため、これにより生ずる応力が常に作用している。そして、この応力が臨界剪断応力を越えると、ウエーハ内に転位が発生する。この転位は応力の作用により巨視的な大きさにまで広がり、スリップとなる。スリップの発生はウエーハの品質を大きく低下させるため、これを防ぐことが重要である。
【０００６】
しかし、一般に高温雰囲気下ではウエーハにスリップが、著しく発生し易くなる。特に、半導体デバイスの高集積化に伴いウエーハ一枚当たりのデバイス収率を上げるために、ウエーハの大直径化が進んでいる。その結果、ウエーハの自重が大きくなり、それに伴いウエーハに作用する応力が増大する傾向にあり、ウエーハ中にスリップがより発生し易くなってきている。
また、ウエーハのサイズが大きくなることに起因して、特に昇温時におけるウエーハ中心部と周縁部との温度差が大きくなる傾向にあり、この温度差により生じる熱応力も上記スリップ発生の原因の一つとなっている。
【０００７】
このような熱処理時のスリップの発生を防止する手段として、リング状又は円弧状の補助治具を用いることが提案されている（特許文献１参照）。具体的には、各支柱の支持部上に載せたリング状又は円弧状の補助治具を介してウエーハの下面周縁部を数ｍｍから数十ｍｍの幅で、全周または一部で支持する。また、ウエーハを裏面全面で支持する方法等も提案されている。これらの方法を用いれば、ウエーハを支持する面（支持面）が大きくなり、荷重等が分散されるため、スリップの発生を抑制する効果が得られる。
【０００８】
しかし、最近は、半導体デバイスの高集積化に伴い、スリップのほか、ウエーハの裏面に発生するキズも重要視されている。これは、ピンチャック方式のステッパーを用いる場合、ピンチャックのピンの上にウエーハの裏面キズが乗ったときに、デフォーカスが起こることが懸念されているためである。そのため、ウエーハを裏面全面で支持するタイプよりも、周縁部で支持するタイプの熱処理用ボートや補助治具が注目されている。
【０００９】
ウエーハを周縁部で支持して熱処理を行う場合、下面の全周に沿って支持するのが理想的である。しかし、一般の熱処理炉では、ウエーハは図１０（ａ）に示されるようなウエーハの裏面をすくい上げる方式の治具３１や図１０（ｂ）に示されるようなウエーハの裏面を吸着する方式の治具３２を用いて搬送するため、ウエーハをリング状等の補助治具に移載するとき、これらの搬送治具がリングと干渉しないよう、図１１（ａ）のようなリングの一部に切り欠きを設けた円弧状補助治具３７や、図１１（ｂ）のような段差３９を設けたリング状補助治具３８が用いられる。
【００１０】
上記のような円弧状補助治具３７は、比較的薄く、ボートの溝ピッチをそれほど広げる必要がないため、バッチ熱処理枚数を増やせるというメリットがある。しかし、面精度を保つのが難しく、切り欠き部の両端の高さが異なると、スリップが発生してしまうおそれがある。
また、段差のある補助治具３８の場合は、比較的高い面精度で作製でき、スリップ低減には有利であるが、段差３９がある分、治具３８が厚くなるため、ボートの溝ピッチも広がってしまい、バッチ熱処理枚数が減少してしまう。
【００１１】
さらに、これらの補助治具３７，３８は、円形板状の部材をくり貫いて作製するため手間がかかり、非常に高価であり、バッチ式熱処理用に補助治具数十枚と縦型ボートを一式準備すると、図９に示したようなウエーハを直接支持する通常の縦型ボートと比べ、コストが非常に高くなってしまう。
【００１２】
一方、ボート本体となる１本の円筒に円弧状の支持部を一体的に形成した熱処理用ボートも提案されている（特許文献２参照）。この熱処理用ボートは、ＳｉＣなどからなる円筒に対し、垂直方向（軸方向）に搬送治具通過用と雰囲気ガス通気用の開口部（切り欠き部）を形成した後、水平方向に、ウエーハを挿入し、下面周縁部を支持するための横溝を円筒の内側まで形成したものである。このようなボートであれば、前記したような円弧状補助治具等を用いずにウエーハを下面周縁部に沿って支持することができる。
【００１３】
ところが、上記のように１本の円筒に縦横の溝を形成したボートでは、円筒に最初に搬送治具通過用と雰囲気ガス通気用の幅の広い切り欠き部を複数形成する必要があり、円筒にこれらの切り欠き部を形成するのは面倒であり、また、１ヶ所でも欠けや割れが生じた場合には円筒全体が無駄になるなど作製歩留りが低く、結果的に製造コストが高くなるという問題がある。
また、切り欠き部を多数設けると、ウエーハにスリップが発生し易いという問題もある。
【００１４】
【特許文献１】特開平６−２６０４３８号公報
【特許文献２】特開平５−１２９２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このような問題に鑑み、本発明は、熱処理中のウエーハ等にスリップが発生するのを効果的に防ぐことができ、かつ、材料コストが低く、かつ比較的容易に製造することができる熱処理用縦型ボートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明によれば、天板と、底板と、該天板と底板の間に固定された支柱部材とを有し、該支柱部材に複数の溝が形成され、各溝間にウエーハ状の被処理体を水平に支持するための支持部が形成されている熱処理用縦型ボートであって、前記支柱部材として、円弧状の横断面を有し、前記溝が形成されることで内側に円弧状の支持部が一体的に形成されている支柱部材が２本以上円筒状に配置されており、前記ウエーハ状の被処理体が、前記支柱部材の溝から挿入されて円弧状の各支持部により下面周縁部に沿って支持されるものであることを特徴とする熱処理用縦型ボートが提供される（請求項１）。
【００１７】
このように溝が形成されることで内側に円弧状の支持部が一体的に形成されている支柱部材を２本以上円筒状に配置された熱処理用縦型ボートとすれば、補助治具を別途用いることなく、ウエーハ状の被処理体の下面周縁部に沿って支持することができる。従って、この熱処理用ボートを用いて半導体ウエーハ等の熱処理を行えば、スリップの発生を効果的に防止することができる。
さらに、各支柱部材となる材料は円筒のものに比べ少なくて済み、各支柱部材間に所定の間隔を設けておけば搬送治具通過用の切り欠き部をわざわざ形成する必要もないので、作製歩留りも高く、製造コストが低くなって、安価なものとなる。
【００１８】
前記支柱部材として、中心角が６０°以上１７０°以下の円弧状の支持部が形成されている２本の支柱部材が対向配置されているものとすることができる（請求項２）。
このように支持部の中心角が比較的大きい２本の支柱部材を対向配置したものとすれば、支柱部材間には、搬送治具の通過と雰囲気ガスの通気のための開口部（切り欠き部）が確保され、ウエーハ等の被処理体の搬送が容易となり、また、均一な熱処理を行うことができる。さらに、例えば２本の対称的な支柱部材を使用したり、全く同じ形のものを対向配置することもできるため、製造コストもより低く抑えられ、一層安価なものとなる。
【００１９】
前記支柱部材として、中心角が２０°以上１００°以下の円弧状の支持部が形成されている３本以上の支柱部材が配置されているものとすることができる（請求項３）。
このように支持部の中心角が比較的小さい支柱部材を３本以上配置したものとすれば、例えば各支柱部材間に雰囲気ガス通気のための切り欠き部を必要に応じて任意に確保でき、均一な熱処理を行うことができるものとなるし、各支柱部材も同形のものとしてより一層製造コストの低減をはかることも可能である。
【００２０】
前記支柱部材に、前記各溝と同じ高さにそれぞれ通気口が設けられているものとしてもよい（請求項４）。
各支柱部材との間とは別に支柱部材自体に通気口、特に各溝に対応した通気口が確保されていれば、雰囲気ガスがボート内外により通過し易くなり、被処理体を均一に熱処理することができるものとなる。また、各溝と同じ高さに通気口が形成されているものの、各支柱部材の支持部は断絶していないため、切り欠き部は少なく、スリップの発生をより効果的に抑制することができる。
【００２１】
前記熱処理用縦型ボートは、シリコンウエーハの熱処理用のものとすることができる（請求項５）。
シリコンウエーハの熱処理には縦型ボートが多く使用されており、スリップの発生防止に本発明による構成のボートが特に有効であり、また、ボート自体安価であるため、ウエーハの製造コストの低下にもつなげることができる。
【００２２】
前記支持部の支持面の縁部が、面取りされていることが好ましい（請求項６）。
このようにウエーハ等の被処理体と接する支持面の縁部を面取りしておけば、スリップやキズの発生をより確実に防ぐことができる。
【００２３】
また、前記支持部の支持面が、内側に向けて下方に傾斜しているものとしても良い（請求項７）。
このように支持面が傾斜していれば、ウエーハ等の外周端付近を支持することになり、裏面のキズ等の発生をより効果的に防ぐことができる。
【００２４】
さらに本発明によれば、天板と、底板と、該天板と底板の間に固定された支柱部材とを有し、ウエーハ状の被処理体を水平に支持するための熱処理用縦型ボートを製造する方法において、円弧状の横断面を有し、前記被処理体の半径よりも外周半径が大きく、かつ内周半径が小さい支柱部材を作製する工程と、該支柱部材を２本以上用いて前記天板と底板の間に円筒状に配置して固定する工程と、各支柱部材に対し溝を形成するとともに内側に前記被処理体を下面周縁部に沿って支持するための円弧状の支持部を形成する工程とを含むことを特徴とする熱処理用縦型ボートの製造方法も提供される（請求項８）。
このような方法によれば、本発明に係る熱処理用縦型ボートを効率的に製造することができ、製造コストを低く抑えることができる。
【００２５】
より具体的には、前記した本発明に係る熱処理用縦型ボートを製造する方法であって、前記円弧状の横断面を有する支柱部材を２本以上用いて前記天板と底板の間に円筒状に配置して固定する工程と、前記支柱部材に対し、前記被処理体を挿入すべき方向から切削して前記溝を形成するとともに内側に前記円弧状の支持部を形成する工程と、前記支柱部材に対し、他の方向からも同じ高さから切削して貫通させる工程とを含むことを特徴とする熱処理用縦型ボートの製造方法が提供される（請求項９）。
このような方法によれば、２本の支柱部材が対向配置され、各支柱部材に円弧状の支持部が一体的に形成された熱処理用縦型ボートを効率的に製造することができ、製造コストをより低く抑えることができる。
【００２６】
また、他の方法として、前記円弧状の横断面を有し、外側には梁が形成されている支柱部材を作製する工程と、該支柱部材を２本以上用いて前記天板と底板の間に円筒状に配置して固定する工程と、各支柱部材に対し、半径が前記支柱部材の内周半径よりも大きく、かつ前記梁となる部分の外周半径よりも小さい円周刃を用い、前記被処理体を挿入すべき方向から切削して溝を形成するとともに内側に前記円弧状の支持部を形成し、さらに前記梁以外の部分を貫通させる工程とを含むことを特徴とする熱処理用縦型ボートの製造方法が提供される（請求項１０）。
【００２７】
このような方法によれば、円周刃により、ウエーハを挿入するための溝、ウエーハの周辺部を支持するための支持部、さらに雰囲気ガスの通気等を確保するための貫通孔等を１度に形成することができ、製造コストを一層低く抑えることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の熱処理用縦型ボートは、円弧状の横断面を有し、内側に円弧状の支持部が一体的に形成されている支柱部材を円筒状に２本以上配置して構成されている。このような熱処理用ボートであれば、円弧状またはリング状補助治具を別途用意する必要がなく、ウエーハ周縁部に沿って広い領域で支持することができ、その上、少ない材料で比較的容易に製造することができるので、安価なものとなる。
【００２９】
また、溝の間隔、支持部の厚さは、一般的なショートフィンガータイプの熱処理用縦型ボートと同じ程度にすることができ、支持部は高い面精度と高い強度を保つことができる。従って、例えばシリコンウエーハを熱処理する際、本発明の熱処理用ボートを用いれば、高い生産性を保ったまま、スリップ転位や裏面キズがほとんどないアニールウエーハを低コストで量産することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、好適な態様として、シリコンウエーハの熱処理の際に使用する本発明に係る熱処理用縦型ボートについて添付の図面に基づいて具体的に説明する。
図１は、本発明に係る熱処理用縦型ボートの一例の概略を示している。この熱処理用ボート１０は、中空円盤状の天板１と、この天板１と対峙するように平行に配設された円盤状の底板２との間に、中心角が１２０°程度の円弧状の横断面を有する２本の支柱部材３，４（本発明では、円弧状支柱部材あるいは単に支柱部材と称する場合がある）が円筒状となるように対向配置され、固定されている。この円弧状支柱部材の大きさ（中心角の大きさ）や配置については、搬送治具通過用の空間や雰囲気ガスの通過用の空間の幅を考慮して設定する。
【００３１】
各支柱部材３，４には複数の溝８が形成されることで内側に支柱部材３，４と同じ中心角を有する円弧状の支持部６が一体的に形成されている。各溝８は支柱部材３，４に対して直角に等間隔で形成されている。なお、図１ではボート１０の中間部分における支持部６の記載は省略されている。
【００３２】
この熱処理用ボート１０では、対向する各支柱部材３，４の間には、垂直方向に適度な開口部（切り欠き部）９が形成されており、ウエーハを挿入する側はウエーハと接触しないように、熱処理するウエーハの直径よりも広い幅となるように溝８が形成されている。これにより、ウエーハを移載する際、搬送治具が２つの支柱部材間を干渉せずに通過することができる。
【００３３】
一方、各支柱部材３，４の円弧の略中央と、ウエーハを挿入する側の反対側には、支柱となる部分（支柱部３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ）が垂直方向に形成されており、各支柱３ａ，３ｂの間には貫通孔５が形成されている。貫通孔５は通気口として機能し、熱処理中、雰囲気ガスの流通や熱の移動が速やかに行われることになり、ウエーハ全面の均一な処理を確実に行うことを可能とする。また、貫通孔（通気口）５は各支柱部材３，４の各溝８と同じ高さにそれぞれ形成されているため、各支持部６には支柱部材３，４間以外に切り欠き部は無い。従って、ウエーハは下面周縁部に沿って２つの円弧状の支持部により支持されることになり、スリップの発生を効果的に防ぐことができる。
【００３４】
また、支持部６のウエーハを支持する面６ａの縁部は面取りされていることが好ましい。
本発明に係るボート１０の円弧状の支持部６でウエーハの下面周縁部を支持しても、昇温速度や降温速度が非常に速くなるような厳しい熱処理を行った場合に、支持面６ａに残留した微小な凸部で点接触が起こったり、熱処理時にウエーハが撓んだ際、特に支持部６の端部や内周の角部で点接触が発生したりして、スリップが発生することも考えられる。
したがって、厳しい熱処理条件でもスリップの発生を確実に防止するため、支持面を研磨して滑らかにしたり、支持面の縁部を面取りし、特に図６に示されるように支持部６の端部６ｂや内周の角部６ｃを丸めて点接触が起こらないようにすることが好ましい。
【００３５】
また、支持部６の支持面６ａは、内側に向けて下方に傾斜するように形成しておいてもよい。本発明のボート１０でウエーハを下面周縁部に沿って支持する場合でも、支持部６と接する外周から数ｍｍ幅の領域に多少の裏面キズが発生するが、支持面６ａを水平面ではなく、皿の縁のようにボート１０の内側に下方に傾斜したテーパを付けて形成しておき、ウエーハをエッジ部のみ、あるいはエッジ部近傍で支持するようにすることで、裏面キズをより低減することができる。
【００３６】
このような本発明に係る熱処理用ボート１０であれば、支柱部材３，４に円弧状の支持部６が一体的に形成されているため、円弧状補助治具等を別途使用しなくてもウエーハの下面周縁部に沿って広く支持することができる。また、各支柱部３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂと支持部６とが一体となって固定しているため、支持部６は高い面精度と高い強度を保つことができる。また、溝ピッチは一般的なショートフィンガータイプの熱処理用ボートと同程度にすることができ、バッチ熱処理枚数が減少することもない。
また、補助治具が不要である上、円弧状の支柱部材３，４を組み合わせたものであるため、１つの円筒部材に縦横の溝を形成して製造する場合に比べて材料費等、製造コストが低くなり、安価なものとなる。
【００３７】
なお、上記のように対向配置する支柱部材３，４としては、より狭いあるいはより広い中心角を有するものでも良く、例えば６０°以上１７０°以下の円弧状の支持部６が形成されているものが好適である。ただし、円弧状の支持部はできるだけ大きい方がウエーハの荷重が分散されてスリップの発生を抑制することができる。また、すくい上げ方式のウエーハ搬送治具３１を用いる場合には、対向する切り欠き部が２箇所必要であるが、上記のように２本の支柱部材を対向配置させることで、ウエーハの移送を容易に行うことができるという利点もある。なお、吸着方式の搬送治具も使用できることは言うまでも無い。
【００３８】
このような熱処理用ボート１０の製造方法は特に限定されるものではないが、例えば以下のような方法により比較的容易に製造することができる。
図２〜図５は、熱処理用ボート１０の製造方法の一例を示している。
まず、天板１と底板２のほか、支柱部材３，４として、図２に示されるような円弧状の横断面を有し、その外周半径が、天板１、底板２の半径と略同じで、熱処理するウエーハの半径よりも大きく、一方、その内周半径はウエーハの半径よりも小さい支柱部材３，４を作製する。円弧の中心角θは、ウエーハ搬送治具の形状等を考慮して決めれば良く、例えば、ウエーハの下面を治具ですくい上げて搬送する場合には、中心角θが１２０°程度の円弧状の横断面を有する支柱部材３，４とすれば良い。
【００３９】
これらの天板１、底板２、及び円弧状支柱部材３，４自体の作製方法は特に限定されないが、シリコンウエーハの熱処理用ボート１０の場合には、素材として、例えば石英ガラス、単結晶シリコン、多結晶シリコン等を用いることでウエーハの汚染を防ぐことができ、特に炭化珪素（ＳｉＣ）等のセラミックス材料をベースとしたものであれば、汚染の防止のほか、耐熱性にも極めて優れるため好ましい。
なお、支柱部材に関しては、上記のような中心角が１２０°程度のものであれば、例えば成形した２つ円筒をそれぞれ垂直に３等分することで３組（熱処理用ボート３つ分）の支柱部材３，４を得ることができ、材料コストを低く抑えることができる。
【００４０】
次に、作製した２つの円弧状支柱部材３，４を、天板１と底板２との間に、図２のように横断面の円弧が互いに向き合って円筒状となるように対向配置し、それぞれ天板１と底板２に固定する。固定手段は特に限定されず、例えばバインダーによる接着、嵌め込み、ネジ止め等いずれの方法でも良い。
【００４１】
天板１と底板２との間に円弧状支柱部材３，４を固定した後、支柱部材３，４に対し、ウエーハを挿入すべき方向から切削して溝８を形成するとともに内側に円弧状の支持部６を形成する。このような溝加工には、支柱部材３，４の外周半径より小さく、熱処理するウエーハの半径よりも大きい円盤状の円周刃（ダイヤモンドカッター）３０を装着した溝切り加工機を好適に用いることができる。溝８を形成する際は、２つの支柱部材間の切り欠き部からボート１０の中心軸Ｇに向けて切削し、ボート１０と円周刃３０の中心軸が一致するまで溝８を切り込む。これにより、図３の横断面図及び図４の斜視図に示されるように、各支柱部材３，４に溝８が形成され、円周刃３０を挿入した側にはウエーハの直径よりも横幅が広い溝８が形成されるとともに、各支柱部材３，４の内側にはウエーハの直径よりも内径は小さく、外径は大きい円弧状の支持部６が形成される。
【００４２】
各支柱部材３，４に対し、上記のようにして所定の高さに溝８を形成した後、他の方向からも同じ高さから切削して貫通させる。例えば、図５に示されるように、小さめの半径を有する円周刃で各支柱部材３，４の外周側から切削して貫通孔５を形成し、支柱となる部分（支柱部）３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂをそれぞれ残すようにする。このように各溝８と同じ高さに貫通孔５を形成しておけば、前述したように、熱処理中、雰囲気ガスの流通を促す通気口として作用し、熱の移動も促されるため、ウエーハに対し、均一な熱処理を施すことができる。また、上記のように貫通孔５を個々に形成すれば、各支持部６を断絶することなく各溝８と同じ高さに通気口５を形成することができる。
【００４３】
このような貫通孔（通気口）の形状は特に限定されず、溝８と同じ高さに円形状、方形状のものとしても良いが、上記のようにウエーハを挿入する方向から形成した溝８と同じ高さ位置に、別の方向からも溝切りを行って貫通させることで、幅の広い貫通孔５を簡便に形成することができる。
【００４４】
なお、上記のように溝８や貫通孔５を形成する手法としては、ダイヤモンドカッターの円周刃３０を用いた溝切り加工機に限らず、同様の精度で同様に加工できるのであれば、レーザー加工機、高圧ジェット流、旋盤などの手法を用いても良い。
【００４５】
また、支持部６の端部からのスリップ発生を効果的に抑えるため、熱処理時にウエーハが撓んだ際に点接触が起こらないよう、図６に示したように支持部６の支持面側の端部６ｂや内側の角部６ｃ等に面取り加工を施して丸めることが有効である。このような面取り加工を施すことで、スリップの発生をより効果的に防ぐことができる。
【００４６】
さらに、図７（ａ）（ｂ）は本発明に係る熱処理用ボートの別の製造方法を示す図である。  
まず、図７（ａ）の横断面図に示されるように、円弧状の横断面を有し、外側（外周面）には梁が形成されている支柱部材４３，４４を作製する。各支柱部材４３，４４は、それぞれ円弧の略中央と一端において部材の長手方向に２つの梁４９ａ，４９ｂが形成されており、梁４９ａ，４９ｂとなる出っ張りの外周半径は天板１、底板２の半径と略同じとなるようにし、梁以外の部分の外周半径は、天板１等の半径よりも小さく、かつウエーハの半径よりも大きくする。
【００４７】
このような形状の支柱部材４３，４４を天板１と底板２の間に対向配置して円筒状に固定する。次いで、各支柱部材４３，４４に対し、半径が支柱部材４３，４４の内周半径よりも大きく、かつ梁４９ａ，４９ｂとなる部分の外周半径よりも小さい円周刃を用い、図７（ｂ）のように、ウエーハを挿入すべき方向から切削して溝を形成する。特に、円周刃の大きさは支柱部材４３，４４の梁４９ａ，４９ｂを除いた外周半径と同じかそれよりやや大きく（梁４９ａ，４９ｂとの境界部分まで切削できる大きさに）設定することが好ましい。このようにして、各支柱部材４３，４４の内側には円弧状の支持部が形成され、梁以外の部分を貫通させる。
【００４８】
このような１回の溝切り加工を行うことで、同じ素材から支柱部４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂと一体化されている円弧状の支持部４６と、貫通孔４５とを同時に形成することができる。すなわち、削られなかった梁４９ａ，４９ｂの部分がボート全体を支える支柱の役割を果たし、支柱部材４３，４４に溝を形成して残った内側部分が特に支持領域の広い円弧状のウエーハ支持部４６となる。また、各支柱部４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂの間に形成された貫通孔４５は通気口として機能する。
そして、この場合も貫通孔（通気口）４５は各溝と同じ高さにそれぞれ形成され、各支柱部材４３，４４の支持部４６が断絶されることはないため、ウエーハを下面周縁部に沿って２つの円弧状の支持部により支持することができる。
【００４９】
以上、本発明に係る熱処理用ボートとその製造方法の例を説明したが、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。
例えば、中心角が２０°以上１００°以下の支柱部材を３本以上用い、これらを天板１と底板２の間に円筒状に配置し、上記と同様の方法で各支柱部材の内側にそれぞれ円弧状の支持部を形成しても良い。このような中心角が比較的小さい円弧状支柱部材を所定の間隔を設けて３つ以上配置すれば、支柱部材間の切り欠きも増えるため通気性が向上し、また、中心角が比較的小さい支柱部材は作製し易いという利点がある。
【実施例】
【００５０】
以下、本発明の実施例及び比較例について説明する。
（実施例１）
熱処理用縦型ボートの製造
支柱となる部材として、横断面の形状が、外側半径１６５ｍｍ、内側半径１４７ｍｍ、中心角１２０°の円弧状であり、長さが９３０ｍｍの炭化珪素（ＳｉＣ）部材を２本作製した。そして、長手方向の端面の内周側の角部（図６の６ｃに相当する）はＲ２５にて面取りを行った。
天板となる部材としては、外径（直径）３３０ｍｍ、内径（直径）２７０ｍｍ、厚さ４ｍｍの中空円盤を、また、底板となる部材としては、（直径）３３０ｍｍ、厚さ５ｍｍの円盤を、それぞれＳｉＣにて作製した。
【００５１】
このような天板と底板との間に、上記円弧状の２本の支柱部材を、炭素系のバインダーで接着することにより固定した。このとき、図２のように各支柱部材の外周と天板／底板の外周とを一致させ、各支柱部材の向き合う一端とボートの中心軸Ｇとが成す角度Ａが６０°になるように配置した。
続いて、一体化させた各部材を構成するＳｉＣの粒界にＳｉを含浸させるため、溶融Ｓｉに浸漬させた。
【００５２】
溝の形成には、直径３０３ｍｍのダイヤモンドカッターの円周刃を装着した溝切り加工機を用いた。
まず、溝切り加工機に、上記一体化した支柱部材を、図３に示されるように円周刃の進入方向と、ボートの中心軸Ｇと、支柱部材の一端部ａとが成す角Ａ／２が３０°になるようにセットした。そして、溝の鉛直方向の幅を６．６ｍｍ、溝間に形成される支持部の厚さを３．０ｍｍ、溝数を９５個に設定し、円周刃の中心がボートの中心軸Ｇと一致するまで円周刃を挿入することにより、各支柱部材に対し溝を形成するとともに内側に円弧状の支持部を形成した。このような作業により、図４のように各溝を順次形成した。
【００５３】
引き続き、図５のように、円周刃進入方向と、ボート中心軸Ｇと、支柱部材の一端ａとのなす角Ｂが８５°になるように上記一体化した部材を溝切り加工機に固定した。なお、ここでは直径２００ｍｍの円周刃を用い、支柱部材に対し、ウエーハを挿入すべき方向から先に形成した溝と同じ高さから切削して貫通させた。このようにして２本の支柱部材に対し、横幅が７０ｍｍの貫通孔（通気口）をそれぞれ９５個形成した。
【００５４】
上記のように溝を形成した後、各支持部の支持面の縁部に面取り加工を施し、特に支持部における支持面と端面とが交差する角部（図６の６ｂ）は、Ｒ１５の面取りを行った。
【００５５】
上記のような一連の加工によりボート形状としたものに酸洗浄を行った後、約１００μｍのＳｉＣ−ＣＶＤコート膜を形成した。このＳｉＣ−ＣＶＤコート膜の表面はＲａが１μｍ程度あり、微小な凸面で起こる点接触によりスリップが発生するおそれがあるため、支持面についてはＲａが約０．０３μｍになるまで研磨により平滑化を行った。
【００５６】
（実施例２）
熱処理用縦型ボートの製造
支柱部材として、断面形状が外側半径１５４ｍｍ、内側半径１４７ｍｍ、中心角１２０°の円弧状であり、長さが９３０ｍｍの炭化珪素（ＳｉＣ）部材を２本作製した。なお、各部材の外側（外周面）には、図７（ａ）のように外側半径が１６５ｍｍの梁となる凸部が、２ヶ所（円弧の一端と略中央）で長手方向に形成されており、外周面の一端に位置した梁は中心角が１５°の幅、中央付近の梁は中心角が２０°の幅をそれぞれ持っている。
【００５７】
このように作製した２本の支柱部材を、外径３３０ｍｍ、内径２７０ｍｍ、厚さ４ｍｍのＳｉＣ製中空円盤である天板と、直径３３０ｍｍ、厚さ５ｍｍのＳｉＣ製円盤である底板との間に円筒状に対向配置し、バインダーを用いて固定した。このとき、図７（ａ）のように各支柱部材の梁の部分の外周と天板／底板の外周とを一致させ、各支柱部材の向き合う一端をそれぞれボートの中心軸Ｇと結んだときにできる角度Ａが６０°になるように位置を合わせた。続いて、一体化させた部材を溶融Ｓｉに浸漬させ、ＳｉＣの粒界にＳｉを含浸させた。
【００５８】
溝の形成には、直径３１０ｍｍのダイヤモンドカッターの円周刃を装着した溝切り加工機を用いた。上記のように一体化した部材を、円周刃進入方向と、ボート中心軸Ｇと、支柱部材の一端ａとの成す角度Ａ／２が３０°になるように溝切り加工機にセットし、溝の鉛直方向の幅を６．６ｍｍ、溝間に形成される支持部の厚さを３．０ｍｍ、溝数を９５に設定した。そして、円周刃の中心がボート中心軸Ｇと一致するまで円周刃を挿入し、図７（ｂ）のように溝を形成するとともに、内側にはウエーハ支持部を、さらに各部材の梁の間に貫通孔（通気口）を形成した。
また、支持部における支持面と端面とが交差する角部はＲ１５の面取りを行った。
【００５９】
上記一連の加工によりボート形状とした後、酸洗浄を行い、約１００μｍのＳｉＣ−ＣＶＤコート膜を形成し、支持面をＲａが約０．０３μｍになるまで研磨により平滑化した。
【００６０】
（実験）
シリコンウエーハの熱処理
熱処理するウエーハとして、直径３００ｍｍ、厚さ７７９μｍの鏡面研磨されたシリコンウエーハを用意した。
熱処理用ボートには、実施例１で製造した図１に示されるような円弧状の支持部を有する熱処理用縦型ボート１０を用いた。
【００６１】
このボートに、ウエーハの下面周縁部が円弧状の支持面に均等に接触するように９５枚のウエーハを載置し、図８に示すような熱処理炉内に搬入した。そして、炉内で、アルゴン雰囲気中、１２００℃、１時間の熱処理を行った。
【００６２】
熱処理後、熱処理炉からボートを搬出し、上から１０枚と下から１０枚のウエーハを除く７５枚のウエーハに対し、目視及びＸ線Ｌａｎｇ法にてスリップ転位の発生状況を確認した。
その結果、目視及びＸ線Ｌａｎｇ法のどちらでもスリップ転位は全く観察されなかった。
【００６３】
（比較実験１）
図９に示したような一般的な熱処理用縦型ボート（ショートフィンガータイプ）を用いて、上記実験と同様にしてシリコンウエーハの熱処理を行った。
熱処理後、目視及びＸ線Ｌａｎｇ法にてスリップ転位の発生状況を観察したところ、目視によってもスリップ転位の発生をはっきり認識できるウエーハが多く存在し、Ｘ線Ｌａｎｇ法で評価したスリップ転位発生率は９０％以上となり、ほとんどのウエーハでスリップ転位が確認された。
【００６４】
（比較実験２）
図１２の概略断面図に示されるように、ボート本体となる１本の円筒に対し、垂直方向（軸方向）に縦溝３４，３５を形成することにより、上下方向に沿って一定幅の搬送治具通過用と雰囲気ガス通気用の開口部（切り欠き部）３４，３５をそれぞれ設けた一体型の熱処理用縦型ボート３３を用い、上記実験と同様にしてシリコンウエーハＷの熱処理を行った。
熱処理後、目視及びＸ線Ｌａｎｇ法にてスリップ転位の発生状況を観察したところ、目視によってもスリップ転位の発生が確認できるものがあり、また、Ｘ線Ｌａｎｇ法で評価した場合、スリップ転位発生率はほぼ３０％であった。スリップ転位発生率は比較実験１の場合より低かったものの、搬送治具通過用の縦溝３４のほかに上下方向に沿って形成したガス通気用の縦溝３５によりウエーハ支持部３６に複数箇所の断絶部分が存在するためにスリップの発生が促進されたものと考えられる。
【００６５】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は単なる例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００６６】
例えば、円弧状支柱部材の数や中心角の大きさは上記のものに限定されず、ウエーハ搬送治具の形状等を考慮して適宜決めれば良い。また、円弧状支柱部材はそれぞれ中心角が異なるものを組み合わせても良いし、支柱部材間の間隔はそれぞれ異なっていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る熱処理用縦型ボートの一例を示す斜視図である。
【図２】図１の熱処理用ボートの溝形成加工前の断面図である。
【図３】図１の熱処理用ボートの溝形成加工後の断面図である。
【図４】熱処理用ボートの溝形成加工を説明する斜視図である。
【図５】図１の熱処理用ボートの貫通孔形成後の断面図である。
【図６】図５のＣで囲まれた支持部の端部を拡大した斜視図である。
【図７】本発明に係る熱処理用縦型ボートの他の例を示す断面図である。              （ａ）溝形成加工前  （ｂ）溝形成加工後
【図８】縦型熱処理炉の一例を示す概略図である。
【図９】従来の熱処理用縦型ボートの一例を示す概略図である。                      （ａ）正面図  （ｂ）横方向断面図（ウエーハを支持した状態）
【図１０】搬送治具の例を示す概略図である。                                  （ａ）すくい上げ方式  （ｂ）吸着方式
【図１１】ウエーハ周辺部支持用補助治具の例を示す斜視図である。                  （ａ）円弧状の補助治具  （ｂ）段差を付けたリング状の補助治具
【図１２】比較実験２で使用した一体型熱処理用縦型ボートの概略断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…天板、  ２…底板、  ３，４…支柱部材、  ３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ…支柱部、  
５…貫通孔（通気口）、  ６…円弧状支持部、  ６ａ…ウエーハ支持面、  ８…溝、
９…切り欠き部（開口部）、  １０…熱処理用縦型ボート、  ２０…熱処理炉、
３０…円周刃、  θ…中心角、  Ｗ…ウエーハ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2005051187.tif 000011
【図１０】
2005051187.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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