(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温における半導体用ウェハー処理時に該半導体用ウェハーを保持するためのウェハー用舟形容器であって、第一および第二の端部を含むウェハー用舟形容器において、
（ａ）前記半導体用ウェハーを内部に受容するために前記第一および第二の端部の間に位置決めされる複数のスロットを具備し、これらスロットのそれぞれは前記半導体用ウェハーを鉛直方向に維持するための第一および第二の上方支持案内部を含んでおり、
さらに、
（ｂ）前記ウェハーの一部分に接触すると共に前記ウェハーが位置決めされるときに前記ウェハーの重量を支持する下方溝部を具備し、該下方溝部は円弧形状であって、該下方溝部の半径は半導体処理前には前記下方溝部に支持される前記ウェハーの円弧状周囲部の半径よりも大きく、かつ約１０００℃と約１４００℃との間の温度における半導体処理時には前記下方溝部に支持される前記ウェハーの前記円弧状周囲部の半径にほぼ一致するウェハー用舟形容器。
【請求項２】
高温における半導体用ウェハー処理時に該半導体用ウェハーを保持するためのウェハー用舟形容器であって、第一および第二の端部を含むウェハー用舟形容器において、
（ａ）前記半導体用ウェハーを内部に受容するために前記第一および第二の端部の間に位置決めされる複数のスロットを具備し、これらスロットのそれぞれは前記半導体用ウェハーを鉛直方向に維持するための第一および第二の上方支持案内部を含んでおり、
さらに、
（ｂ）前記ウェハーの一部分に接触すると共に前記ウェハーが位置決めされるときに前記ウェハーの重量を支持する下方溝部を具備し、該下方溝部は円弧形状であって、該下方溝部の半径は半導体処理前には前記下方溝部に支持される前記ウェハーの円弧状周囲部の半径よりも大きく、かつ約１０００℃と約１４００℃との間の温度における半導体処理時には前記下方溝部に支持される前記ウェハーの前記円弧状周囲部の半径にほぼ一致しており、
さらに、
（ｃ）前記舟形容器の前記第一および第二の端部から少なくとも１０ｍｍのところに位置決めされる一つまたは複数の窓部を具備するウェハー用舟形容器。
【請求項３】
前記舟形容器が炭化珪素から形成される請求項１に記載のウェハー用舟形容器。
【請求項４】
前記ウェハーの中心から前記第一の上方支持案内部に隣接する前記ウェハーの周囲部まで延びる前記ウェハーの第一の半径と前記ウェハーの中心から前記溝部の中心に対応する前記ウェハーの前記円周部上の点まで鉛直方向下方に延びる第二の半径との間の角度∝を形成し、該角度∝が１０°から８０°の範囲にある請求項１に記載のウェハー用舟形容器。
【請求項５】
前記舟形容器の前記第一および第二の端部から少なくとも１０ｍｍのところに位置決めされた一つまたは複数の窓部をさらに含む請求項１に記載のウェハー用舟形容器。
【請求項６】
前記炭化珪素が再結晶化した炭化珪素を含む請求項３に記載のウェハー用舟形容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は半導体用ウェハーを製造および処理するのに使用される装置の分野に関する。さらに特に、本発明は改良した水平方向ウェハー用舟形容器に関する。
【０００２】
半導体の製造において、シリコン製ウェハー（珪素製ウェハー）は熱処理される。ウェハーを処理する一つの処理方法は水平方向加熱炉管を使用することである。ウェハーはウェハーの電気的特性を変更して回路を形成するよう処理される。これら処理のための温度は約６００℃から１４００℃前後にわたる。
【０００３】
半導体の生産には極めて高度に制御された処理が必要とされる。この処理の一部として、加熱炉による加熱作用がシリコン製ウェハーに対して行われて、層をウェハー上に形成すると共に電気的特性を変更するために不純物をウェハーに混入する。コンデンサおよびトランジスタを形成するために個別の誘電体と経路とが形成される。デバイスは正確な形状を備えるように形成される。
【０００４】
加熱炉による加熱作用は通常は二つのカテゴリ、すなわち大気型加熱作用と低圧化学気相成長型（ＬＰＣＶＤ）加熱作用とに分類される。大気型加熱作用は焼きなましか、化学的不純物を半導体に散在させるか、または酸化層を形成するために使用される。これら処理は典型的には高温、すなわち約９００℃よりも高い温度で行われる。高純度または広散在のための或る大気型加熱作用は約１３５０℃の温度まで到達しうる。
【０００５】
ＬＰＣＶＤ加熱作用はポリシリコンまたは窒化珪素からなる層をウェハー上に形成するために使用される。このような加熱作用は部分真空、典型的には約６００℃と約９００℃との間の温度範囲よりも低い温度で行う。
【０００６】
前述した加熱作用の組み合わせを使用して三次元デバイスをウェハー上に形成する。単純なデバイス、例えばパワーチップは二つの層を有し、複雑な論理回路は七つよりも多数の層を有しうる。
【０００７】
水平方向、鉛直方向および迅速熱処理（ＲＴＰ）加熱方法と呼ばれる加熱炉によりウェハーを加熱する複数の異なる加熱方法が存在している。ＲＴＰ加熱方法は単一ウェハーの処理であり、鉛直方向および水平方向加熱方法の両方はバッチ処理である。さらに特に、水平方向加熱作用は多数のウェハーをウェハー用ホルダ、すなわち「舟形容器」に位置決めして、このホルダを水平方向加熱炉管に挿入する処理である。半導体用ウェハー処理時に加熱作用を受けるデバイス、例えば（隣接型舟形容器としても公知である）ウェハー用舟形容器は本願においては「加熱炉用組立体（ｆｕｒｎａｃｅｗａｒｅ）」と呼ばれる。
【０００８】
ウェハー用舟形容器を形成するのに使用される材料は高温に耐えることができて加熱作用時に不純物を導入しないことが必要とされる。シリコン製ウェハーが主に処理されるときには、支持部の留め具は石英から主に形成される。しかしながら、ウェハー用舟形容器を形成するのに使用される場合には石英は種々の欠点を被る。特に、約１０００℃よりも高い温度においては石英にはクリープが生ずる傾向にある。加熱炉による加熱サイクルを繰り返した後に、石英製舟形容器は容認できない程度にまで変形する。ウェハー搬送作用は典型的には自動的に行われ、加熱炉用組立体の特徴部に形成された凹部にウェハーを挿入することが重要である。位置合わせミスが生じた場合には、ウェハーは加熱炉用組立体内に「破損（ｃｒａｓｈ）」して、ウェハーの設置部全体を汚染すると共にしばしばこれを破損しうる。破損したウェハーは粒子をクリンルーム環境下に進入させて、他の処理に悪影響を与えうる。
【０００９】
他の欠点は粒子の発生である。ＬＰＣＶＤ加熱作用時において、堆積した材料からなる層、例えば窒化珪素がウェハーの表面上に析出する。ＬＰＣＶＤ加熱作用時にウェハー上に形成する材料はウェハー自体と比較可能な熱膨張率を有し、それにより、良好な化学的および機械的結合作用が生じるようになる。しかしながら、加熱炉用組立体が温度変化を受けるときに層上に応力を生じさせる熱膨張係数が不一致であるために、ＬＰＣＶＤ堆積物は石英に対して良好に固着しない。この応力によって、層が薄片となってシステム内に進入するデバイス破損可能粒子を生じさせる。
【００１０】
化学エッチングも石英に対する問題を生じさせうる。加熱炉用組立体は定期的なサイクルで清浄にされて内部に堆積した層が除去される。典型的には、酸浴を使用してこれら層を除去する。石英は使用される清浄液により化学的にエッチングされ、これにより石英製加熱炉用組立体が強度および寸法安定性を失う可能性がある。
【００１１】
石英の代わりに他の材料、例えば炭化珪素（ＳｉＣ）を代用することによって石英製加熱炉用組立体に存在する公知の多数の欠点を避けることができる。
【００１２】
炭化珪素の熱膨張係数は、炭化珪素に対する化学的および機械的結合作用を形成するＬＰＣＶＤ堆積物の熱膨張係数に近似している。有用な一つの代替材料はマサチューセッツ州ウスターにあるサンゴバンインダストリアルセラミック株式会社（Ｓａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ  Ｉｎｃ．）から登録商標クライスター（ＣＲＹＳＴＡＲ）として入手可能な再結晶化炭化珪素である。この材料は高純度のシリコン金属を含浸した炭化珪素セラミックである。広範な温度範囲に亙る堅牢な機械的特性と純度特性とのために、クライスターであるセラミックは石英に対する優れた代替物であることが分かっている。加熱炉による加熱作用時にクライスター材料はウェハーを支持するために使用できると共に、加熱炉用チャンバとしての役目を果たしうる。
【００１３】
ウェハーの寸法が増大してウェハー上の特徴部の寸法が減少するときに、ホトリソグラフィ、検査、加熱炉、クリンルームおよび他の領域における技術的な改良が必要とされる。現在の半導体装置のための生産設備は直径が１００ｍｍから２００ｍｍに亙るウェハーを採用している。現在では、ウェハーの寸法によって二倍よりも多くのチップまたはダイを各ウェハー上に形成できるので、直径が３００ｍｍほどのウェハーを形成することが望まれている。このことは、微細な寸法のデバイスが臨界的な処理パラメータを必要としていると共に処理されるウェハーの数を少なくして生産環境をさらに厳重に管理することが強く望まれているので好ましい。あいにく、３００ｍｍウェハーへの変更は、大型ウェハーの取り扱いに関連づけられる極めて多数の技術的問題のために低速で進行している。
【００１４】
水平方向ウェハー製造作用はデバイスを形成するための一連の熱処理工程を含んでいる。製造工程の少なくとも幾つかに対しては約１０００℃を超える水平方向処理温度を避けることができない。高温と高いウェハー応力とのために、ウェハーのすべりが生じうる。ウェハーは単結晶のディスクである。ウェハーのすべりはウェハーの結晶格子の永久塑性変形である。ウェハーの脆性から延性への遷移温度は約７２０℃である。それゆえ、すべりは約７２０℃よりも高い処理温度で生じうる。
【００１５】
ウェハーのすべりはデバイスの特性に対する負の衝撃を有するので製造業者にとって重要である。デバイスは状態を切替できる一連のゲートから形成される。これらゲートは維持されるべき正確な特徴部を有する。すべり面が生じる場合には、ゲートは崩壊して機能を相応に損なう。すべり面が小さい場合には、誘電特性が変化するのでデバイス特性が損なわれうる。典型的には、処理に多大な時間を消費することよりもむしろ、すべりを備えたウェハーが廃棄されるのが問題である。
【００１６】
ウェハー内にすべりが形成されるすべり形成作用は、温度、重力による応力、熱応力、ウェハー種類、ウェハー欠陥部（縁部片、現存転位、酸素含有量）および前述した処理工程を含む種々の要因によって影響される。ウェハー内の熱エネルギが増大するときには、すべりを生じさせるのに必要なエネルギが少なくなる。一旦、７２０℃の延性閾値に到達すると、すべり線は比較的容易に生じうる。支配的な要因である剪断応力が面内で作用して格子を押圧し、それにより転位が生じうる。実験的研究および理論的研究によって、許容される剪断応力に対する温度の影響が解析された。許容される剪断応力はすべりが生じる前の最大応力により形成される。
【００１７】
ウェハーの機械的応力および熱的差はウェハー用舟形容器により直接的に影響される。従って、このような応力を最小限にして結果的にウェハーすべりを最小限にするウェハー用舟形容器に対する要求が存在している。
【００１８】
従来技術は半導体用ウェハーを製造して処理するのに使用されるウェハー用舟形容器を開示している。しかしながら、本発明とは異なり、従来技術は前述した欠点を解決するものでも克服するものでもない。例えば、日本国特許第６１２４９１１号明細書においては、複数のウェハーを設置する複数のスロットを備えた水平方向ウェハー用舟形容器が開示されている。しかしながら、ウェハー用舟形容器の各スロットは「ウェハー滑落防止部材」と呼ばれる複数の安定化部材または支持部材を含んでおり、これら安定化部材または支持部材にはウェハーが滑落するのを防止するための溝が設けられている。このウェハー用舟形容器も平坦な支持部品を含んでいて、スロット内に位置決めされた平坦部によってウェハーの重量を支持している。しかしながら、複数のウェハー滑落防止部材および平坦な支持部材がウェハーに応力を発生させると共にウェハーのすべりを生じさせるので、ウェハー滑落防止部材および平坦な支持部品はスロット内に位置決めされたウェハーに対して不利である。さらに、日本国特許第６１２４９１１号明細書に開示される舟形容器はスロット内に位置決めされる平坦部分によりウェハーを収容するよう形成されている。舟形容器により支持される平坦部分によってウェハーを位置決めすることは、例えば舟形容器を加熱炉内に投入するときまたは加熱炉から引出すときにウェハーがスロット内において横方向に移動するのを許容する。このようなウェハーの動作によってウェハーに応力が生じて、粒子の形成が促進されると共にデバイスの生産性を低下させる。
【００１９】
従って、従来技術のウェハー用舟形容器の欠点を排除するウェハー用舟形容器に対する必要性が存在している。
【００２０】
本発明のウェハー用舟形容器は、ウェハーが約１０００℃を超える処理温度まで加熱されるときにウェハーのすべりを少なくするよう形成されている。本発明のウェハー用舟形容器はウェハーを鉛直方向に維持するための二つの上方支持案内部と、ウェハーの重量を支持するための下方支持溝とを含んでいる。ウェハーおよび舟形容器が約１０００℃を超えるウェハー処理温度にさらされるときに溝の形状が溝に接触するウェハーの形状にほぼ一致し、それにより、ウェハーが溝により接触する円弧全体を横切ってウェハーを支持することができるように、舟形容器の材料が選択されると共に溝が整形されている。
【００２１】
本発明はウェハーがすべりするのを少なくするよう形成されていて水平方向に配置された炭化珪素製ウェハー用舟形容器に関する。本発明のウェハー用舟形容器を改良するのに種々の要因が考慮された。特に、本発明は以下の原理、すなわち（ａ）シリコンの応力が約６００℃よりも高い温度で大幅に減少すると共に約９００℃よりも高い温度で甚大に減少する、（ｂ）約７２０℃よりも低い温度において、シリコンは脆くてすべり面を形成しない、（ｃ）剪断応力がすべりを含む主応力である、（ｄ）ウェハー全体の応力がすべり発生応力の閾値よりも小さくなっている、ということを想定したものである。
【００２２】
ウェハーの機械的応力は三つの原因、すなわち重力、ウェハーの把持作用、およびウェハー用舟形容器の摩擦力により上昇しうる。ウェハーの把持作用およびウェハー用舟形容器の摩擦力は、舟形容器とウェハーとの間の熱膨張作用の差により生ずる。これら力の全てはウェハー用舟形容器の形状に直接的に関係する。図１に示されるように、従来技術の水平方向ウェハー用舟形容器１０においては、ウェハー１２は略鉛直面内においてほぼ平行に位置決めされる。ほぼ円形の各ウェハー１２は一定の間隔をおいて互いにずらされた状態で配置されている。接触するのを妨げるためにウェハー１２はウェハー用舟形容器１０内において所定のピッチをあけて配置される。ウェハーの取扱いおよび熱的問題のために、大型ウェハーの場合にはさらに長いピッチが必要とされる。直径が１５０ｍｍまでのウェハーの場合には、最適のピッチは２．３８１２５ｍｍであり、直径が２００ｍｍまでのウェハーの場合には、最適のピッチは４．７６２５ｍｍである。
【００２３】
図１に示されるような水平方向ウェハー用舟形容器１０において、ウェハー１２は正確に機械加工されたスロット１４内に係合する。ウェハー１２は下方支持部材１６ａ、１６ｂにより支持されて上方支持部材１８ａ、１８ｂにより案内される。スロット１４によって、ウェハーが他のウェハーと接触することとウェハーが鉛直面から大幅にずれることとを妨げることができる。各支持部における重力的反力がウェハーの重量の二分の一に等しいことが分かっている。従って、各支持部における通常の力すなわち法線力（Ｆnormal）を
Ｆnormal＝０．５（ウェハー重量）／ｃｏｓ（α）
により示すことができる。従って、角度αのコサインはウェハー応力に反比例する。
【００２４】
機械的応力を解析するための他の構成要素はウェハーの把持作用である。ウェハーの把持作用はウェハー用スロットが熱膨張するときにウェハーがウェハー用スロットにより拘束されるときに生じる。舟形容器の質量が極めて大きいので、ウェハー負荷が加熱炉に挿入されて処理されるときにはウェハーおよび炭化珪素製舟形容器は本質的に同一の割合では膨張しない。ウェハーは極めて迅速に加熱され、それゆえ外方に膨張する。従って、舟形容器には適切な空間を形成して、ウェハーと舟形容器との間の熱膨張作用の差を考慮する必要がある。この膨張作用を行うのに十分な空間を備えた状態で上方のスロットを形成する必要がある。さらに、上方のスロットがウェハーの中心に対して高位置に位置決めされるときには、熱膨張作用のためのさらに余裕のある空間を設ける必要がある。このウェハー用余裕空間は、上方のスロットにより形成される弦の長さと上方のスロットの高さの両方の関数である。実際には、熱膨張作用のための余裕空間を上方のスロットに関して形成する必要があって、スロットの高さが増すときに余裕空間も大きくする必要がある。
【００２５】
前述したように、ウェハーの質量が小さいために、ウェハーは舟形容器よりも熱的応答性が高く、このことによって、ウェハーが舟形容器とは異なる速度で膨張すると共に収縮する。膨張作用に関するこの不適切な組み合わせは、ウェハーが下方スロットの表面上を滑動することを意味している。ウェハーが支持部上を滑動するときには、ウェハーが移動するために静止摩擦力（Ｆstatic friction）を克服する必要がある。静止摩擦力によって接線力がウェハー上に形成される。摩擦力は支持点におけるウェハー上の法線力の関数であり、
Ｆstatic friction＝μＦnormal
この関係式を法線力に関して書き換えると、
Ｆstatic friction＝μ０．５（ウェハー重量）／ｃｏｓα
となる。
静止摩擦力を克服するのに必要とされる力は下方スロットの表面粗さと形状とにより影響される。表面粗さは機械加工作用の良好な熟練度によって制御するのが比較的容易である。表面粗さＲａが１マイクロメートルから２マイクロメートルであることを達成できて、このことが良好であることが分かっている。下方スロットの形状はウェハー内に食込んで平滑な運動を妨げるような突起状形状であってはならない。
【００２６】
追加の特性は前述した関係式から決定されうる。摩擦の影響を少なくするために、ウェハー支持部の角度を最小限にするべきであり、表面粗さＲａが２マイクロメートルよりも小さくなるようにスロットの表面を機械加工すべきであり、支持部は接線に近似するかまたはウェハーに対して連続的であるべきである。
【００２７】
加熱炉からウェハーまでの伝熱作用は、放射作用が高温における伝熱作用に支配的に寄与していると解析される。言い換えれば、放射部にさらされるウェハー領域は迅速に加熱される。
【００２８】
放射伝熱作用においては、一つまたは複数の源と、一つまたは複数のターゲットと、一つまたは複数の遮断部とが存在している。源は高温で放射する塊体として形成される。ターゲットは伝熱作用に対して解析される塊体として形成される。遮断部は源とターゲットとの間の視線に干渉する塊体として形成される。
【００２９】
放射視界要因とよばれている、源とターゲット表面との間の形状的関係が存在する。放射視界要因は源から出た放射エネルギがターゲット全体に実際に衝突した量を定義する。湾曲形状部を含む複雑な形状のために、ターゲット全体の１００％は源全体の１００％に対して直接的に見えない。直接的な視線が常に存在するわけではないので、放射エネルギの全てがターゲットに受容されるわけではない。
【００３０】
水平方向加熱炉システムにおいては、加熱炉管が源であり、ウェハーがターゲットおよび遮断部としての役目を果たす。負荷が加熱されるときには、ウェハーも互いに対する源として作用し、熱はウェハー面からウェハー負荷を介して隣接するウェハー面まで伝達される。ウェハーに対する伝熱作用の異なるモードを理解することによって、本発明のウェハー用舟形容器の追加の特徴を形成することができる。舟形容器はウェハー面と加熱炉管との間の視線を最大限にする。さらに、舟形容器は、ウェハーの後方において熱的に大幅に遅れる大型の熱的塊体を形成するようになっていない。
【００３１】
本発明のウェハー用舟形容器はすべり注型法技術と未焼付機械加工作用とにより形成される。舟形容器は未焼付状態から加熱炉に投入されて、最終的な機械加工工程を受ける。形成する前に、薄壁式舟形容器はこの工程において高い割合で破損するということが経験的に分かっている。舟形容器の縁部に隣接する窓部および切欠部を備えた舟形容器は、機械加工時および後の段階の使用時に機械的ダメージを受ける可能性がある。
【００３２】
前述した効果を考慮すると、舟形容器の壁部の名目的な厚さを５ｍｍよりも小さくするべきではない。同様に、窓部を舟形容器の端部または形状変化部から最低でも約１０ｍｍのところに位置決めする。
【００３３】
前述した複数の考察を考慮に入れることにより本発明のウェハー用舟形容器が形成された。図２および図３は本発明に基づくウェハー用舟形容器１０の一つの実施形態を異なる角度からみた略図である。特に、四カ所（図１に示すようにウェハーの重量を支持する二つの下方位置、およびウェハーを鉛直方向に支持する二つの上方位置）において各ウェハーに対する支持部を提供する現在のウェハー用舟形容器とは異なり、本発明のウェハー用舟形容器には、ウェハー１２を鉛直方向に維持するための二つの上方支持用案内部１８ａ、１８ｂと、ウェハー１２の重量を支持するための単一の下方支持用溝部２０とが設けられている。ウェハー用舟形容器１０を形成するための材料が一旦選択されると、上方支持用案内部１８ａ、１８ｂよりも下方の平面内に在る支持用溝部２０は円弧形状を有するように形成され、それにより、ウェハー１２およびウェハー用舟形容器１０が約１０００℃かまたはこれより高いウェハー処理温度において処理されるときに、支持用溝部２０の形状は支持用溝部２０に接触するウェハー１２の一部の形状にほぼ対応する。その結果、支持用溝部に接触する円形のウェハーの周囲部の円弧部分全体を横切ってウェハー１２を支持することができる。言い換えれば、ウェハー１２がウェハー用舟形容器１０内のスロット１４内に位置決めされて上方支持用案内部１８ａ、１８ｂにより鉛直方向に維持されるときに、円形ウェハーの下方の円弧状周囲部は支持用溝部２０上に載ると共に支持用溝部２０により支持される。このような形状のウェハー用舟形容器１０によって、スロット１４内に位置決めされるウェハー１２の安定化のための例外的な支持部が形成される。さらに、本発明のウェハー用舟形容器１０は、当該技術分野において公知の現在の舟形容器と比較して、放射視界要因を高めると共に舟形容器により行われる放射遮断作用を少なくするために一つまたは複数の大型開口部または窓部２２を舟形容器の各端部の間に含んでいる。
【００３４】
ウェハー１２とウェハー用舟形容器１０とが異なる材料から形成されているので、ウェハー１２とウェハー用舟形容器１０とは異なる熱膨張係数を有している。一つの実施形態においては、本発明のウェハー用舟形容器は炭化珪素（ＳｉＣ）から形成されている。一つの好ましい炭化珪素は、マサチューセッツ州ウスターにあるサンゴバンインダストリアルセラミック株式会社（Ｓａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ  Ｉｎｃ．）から登録商標クライスター（ＣＲＹＳＴＡＲ）として入手可能な再結晶化炭化珪素である。そのような材料は半導体用シリコンが本体の孔を充填するのに使用される再結晶化炭化珪素もしくは珪素含浸式炭化珪素である。珪素含浸式材料は、ＣＶＤ−ＳｉＣの層によりさらに形成されて、ウェハー処理時のデバイス使用の際に表面を封止すると共にシリコンのマイグレーションを妨げる。
【００３５】
含浸式であるか否かにかかわらず再結晶化炭化珪素は高温下における強度のためにウェハー用舟形容器に対して好ましい。特にクライスター材料は半導体処理温度範囲全体にわたって石英よりもかなり強度があると共に寸法的にかなり安定していることが分かっている。その結果、耐用年数内の使用時に熱的変形または熱的たわみに耐えるウェハー用舟形容器を形成するためにこのような材料を使用できる。
【００３６】
再結晶化炭化珪素（例えば、クライスター材料）から形成される舟形容器の熱膨張係数は、ポリシリコン製ウェハーの熱膨張係数よりも約２７％ほど高い。図５は本発明の舟形容器およびウェハーの半径を温度の関数として示している。実際に、クライスターである再結晶化炭化珪素は「スマート（ｓｍａｒｔ）」な材料として作用し、この材料は要求される状態を形成するためにエネルギを一つの形態から他の形態に変えると共に、環境状況の変化に応じて化学特性と機械的特性と光学的特性と磁気的特性と熱的特性とのうちの一つを変化させる。
【００３７】
３００ｍｍのウェハーに対して使用するようになっている舟形容器は、舟形容器の下方面に接触する自動装置によって搬送される。この形式の舟形容器用搬送装置に基づいて、装填時の応力を決定するために形状が解析される。舟形容器全体における可能なウェハー収容力は２５のウェハー（約３．３８ｋｇ）であると決定された。安全係数が１０であると選択された。この安全係数は高いが、実験によれば、ウェハー用舟形容器はしばしば粗雑な取扱いを受ける。セラミック材料の脆性と自動機械による舟形容器への介入と剛体の取付とのために高い安全係数が必要とされる。
【００３８】
前述したように、本発明のウェハー用舟形容器は３００ｍｍのウェハーに対して使用されるようになっている。当然のことながら、本発明は厳密にはこの寸法のウェハーに制限されない。本発明のウェハー用舟形容器は現存の小型のウェハーおよび形成されうる大型のウェハーの両方に使用されるようになっている。
【００３９】
一つの実施形態である３００ｍｍのウェハーに使用されるウェハー用舟形容器の場合には、舟形容器は１０のウェハーを保持するようになっている１０のスロットを含んでいる。そのような舟形容器の長さは約１１ｃｍである。対向する上方支持部は溝の最下方位置から約６．８ｃｍだけ上方に位置決めされていて、互いに約１０．４ｃｍだけ離間されている。各スロットの厚さは約０．８９ｍｍである。溝部は約２０．８２ｃｍの長さの円弧を備えている。図４はウェハーの中心から上方支持案内部の一つがウェハーをスロット内に保持しているウェハーの周囲部または縁部まで延びる斜辺Ａと、ウェハーの中心からウェハーが設置される溝部の中心に位置決めされるウェハー周囲部の場所まで下方に延びる半径「Ｂ」と斜辺「Ａ」との間に形成される角度αとを備えた三角形を示している。第三の半径「Ｃ」はウェハーの中心から第二の上方支持案内部がウェハーをスロット内に保持するウェハーの周囲部まで延びている。本発明のウェハー用舟形容器においては、角度αは１０°から８０°の範囲にあって、好ましくは３７°である。半径Ａと半径Ｃとの間に形成される全体の角度は約７４°である。
【００４０】
前述した各寸法は室温において与えられていてクライスター材料である再結晶化炭化珪素から形成されるウェハー用舟形容器を意図している。寸法は、これら材料の熱膨張係数に応じて異なる材料から形成される舟形容器により異なりうる。同様に、寸法は約１０００℃と約１４００℃との間のウェハー処理温度において異なる。
【００４１】
本発明のウェハー用舟形容器は以下に示す通常の使用方法により試験された。１５０のウェハーを試験した。すべり線は見られなかった。一つのウェハーはホロゲニックスのマジックミラーを用いて検出可能な極めて小さいすべり線を有していた。二つのウェハーはホロゲニックスのマジックミラーを用いて目視可能な傷または極めて小さいすべり線を有していた。結果を、隣接する標準的なウェハー用舟形容器を用いて得られる２０％のすべり線に対して比較した。
【００４２】
本発明の特定の実施形態の前述した詳細な説明から、新規なウェハー用舟形容器を説明していることは明らかである。特別の実施形態が詳細に説明されているが、このことは図示することのみを目的とする実施例により説明されたものであり、請求の範囲の内容から制限することを意図するものではない。特に、請求の範囲に形成される本発明の範囲と精神とから逸脱することなしに、発明者は本発明に対して形成されうる複数の代替例、変更例および変種例を想定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ウェハーが装填されている水平方向ウェハー用舟形容器の略図である。
【図２】  本発明のウェハー用舟形容器を端部側からみた略図である。
【図３】  上方から斜角で見た本発明のウェハー用舟形容器の略図である。
【図４】  本発明のウェハー用舟形容器の一つの関連寸法を決定するための角度αの線図である。
【図５】  本発明のウェハー用舟形容器の半径とウェハーの半径とを温度の関数としてプロットした図である。
【図１】
0003831337.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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