(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３本の支柱を備え、
その支柱により囲まれる領域が、円板状の半導体ウエハの配置領域とされ、
その支柱の中で相隣接する２本の支柱の間が、厚さ方向を上下方向としたウエハをウエハ配置領域に対し横方向に沿って出し入れするための出入口とされ、
各支柱に、その出入口を通ってウエハ配置領域に出し入れされるウエハの周縁部を挿入可能な溝が形成され、
そのウエハ配置領域内のウエハは、その溝の底部を介して支柱により支持され、
そのウエハ配置領域内で支持されたウエハの中心を通ると共に前記出し入れ方向に直交する部分は、そのウエハ配置領域内に位置される熱処理用ウエハボートにおいて、
前記支柱の中で少なくとも前記出入口を構成する２本に、補強用支柱が接合され、
その相接合される支柱と補強用支柱は、そのウエハ配置領域内で支持されたウエハの周縁に沿って並列するように配置されることを特徴とする熱処理用ウエハボート。
【請求項２】
前記支柱の数は３本とされ、
前記支柱の中で前記出入口を構成しない１本は、そのウエハ配置領域内で支持されたウエハの中心を通ると共に前記出し入れ方向に沿う直線と交わる位置に配置され、
そのウエハ配置領域内で支持されたウエハの中心と、前記出入口を構成する各支柱におけるウエハ支持部とを結ぶ線分が、前記出入口を構成しない支柱側において前記出し入れ方向に対してなす角度は、１１２．５°以上かつ１３５°以下とされている請求項１に記載の熱処理用ウエハボート。
【請求項３】
表面に平行な（１００）結晶面を有するシリコンウエハを、請求項２に記載の熱処理用ウエハボートを用いて熱処理する際に、そのウエハをオリエンテーションフラットに直交する方向、またはＶノッチで示される方向に沿って前記ウエハ配置領域に出し入れすることを特徴とする熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウエハ等の半導体ウエハを熱処理炉内で支持するために用いられる縦型のウエハボートと、そのウエハボートを用いる熱処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４に平断面を示す従来（特開平６‐２２４１４６号参照）の縦型ウエハボートは、３本の支柱１０１、１０２、１０３を備える。その支柱１０１、１０２、１０３により囲まれる領域が、円板状のシリコンウエハ１０４の配置領域１０５とされている。その支柱１０１、１０２、１０３の中で相隣接する２本の支柱１０１、１０２の間が、厚さ方向を上下方向としたウエハ１０４を、ウエハ配置領域１０５に対し、そのウエハ１０４のオリエンテーションフラット１０４ｂに直交する横方向（図において左右方向）に沿って出し入れするための出入口１０６とされている。各支柱１０１、１０２、１０３に、その出入口１０６を通ってウエハ配置領域１０５に出し入れされるウエハ１０４の周縁部を挿入可能な溝１０７が形成されている。そのウエハ配置領域１０５内のウエハ１０４は、その溝１０７の底部を介して支柱１０１、１０２、１０３により支持される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなウエハボートの支柱１０１、１０２、１０３は、耐熱性と強度を要求されることから、一般に石英等の硬質の耐熱材から成形される。そのため、支柱１０１、１０２、１０３に上記溝１０７を形成するための加工コストが増大するという問題があった。
【０００４】
また、上記従来例では、３本の支柱１０１、１０２、１０３をウエハ１０４の周方向において略等間隔で配置し、ウエハ１０４に作用する支持反力を均一化している。これは、ウエハ１０４の周縁部に、自重に基づく撓みによる曲げ応力や結晶方位に起因してスリップラインが入るのを防止するためである。
【０００５】
そのように３本の支柱１０１、１０２、１０３をウエハ１０４の周方向において略等間隔で配置すると、ウエハ配置領域１０５内で支持されたウエハ１０４の中心１０４ａを通ると共に前記出し入れ方向に直交する図中破線Ｌで示す部分は、そのウエハ配置領域１０５内に位置される。そのため、その出入口１０６を構成する２本の支柱１０１、１０２間の距離Ｄ１は、ウエハ１０４を支持できるように定められる一方で、その出入口１０６を構成する２本の支柱１０１、１０２における溝１０７の内側面間の距離Ｄ２は、ウエハ１０４の直径よりも大きくされる。そうすると、その溝１０７の横方向深さＤ３が大きくなることから、支柱１０１、１０２の強度を確保するために、上下方向において溝１０７と重ならない部分の横断面積を大きくする必要がある。そのため、図３に示す従来例では、その支柱１０１、１０２の横断面をアーチ形とすることで、上下方向において溝１０７と重ならない部分の横断面積を確保している。
【０００６】
しかし、そのような横断面アーチ形の支柱１０１、１０２の製造は容易なものではない。すなわち、支柱を設計する上での形状的な制約からコストが増大するという問題がある。また、角柱や円柱形状の支柱を用いた場合、その溝の横方向深さが大きくなると、上下方向において溝と重ならない部分の横断面積を大きくするには、支柱素材の横断面積を大きくする必要がある。そうすると、その溝の形成のために除去されて廃棄される無駄な材料が多くなり、また、ウエハボートを覆うプロセスチューブを支柱と干渉しないように大径化する必要があるため熱処理炉が必要以上に大型化するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決することのできる熱処理用ウエハボートを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも３本の支柱を備え、その支柱により囲まれる領域が、円板状の半導体ウエハの配置領域とされ、その支柱の中で相隣接する２本の支柱の間が、厚さ方向を上下方向としたウエハをウエハ配置領域に対し横方向に沿って出し入れするための出入口とされ、各支柱に、その出入口を通ってウエハ配置領域に出し入れされるウエハの周縁部を挿入可能な溝が形成され、そのウエハ配置領域内のウエハは、その溝の底部を介して支柱により支持され、そのウエハ配置領域内で支持されたウエハの中心を通ると共に前記出し入れ方向に直交する部分は、そのウエハ配置領域内に位置される熱処理用ウエハボートにおいて、前記支柱の中で少なくとも前記出入口を構成する２本に、補強用支柱が接合されていることを特徴とする。
本発明の構成によれば、ウエハ配置領域内で支持されたウエハの中心を通ると共に前記出し入れ方向に直交する部分は、そのウエハ配置領域内に位置されるので、少なくとも３本の支柱をウエハの周方向において略等間隔で配置することで、ウエハに作用する支持反力を均一化し、ウエハの周縁部に自重に基づく撓みによる曲げ応力に起因してスリップラインが入るのを防止できる。
その支柱の中で少なくともウエハ配置領域の出入口を構成する２本に、補強用支柱が接合されるので、その支柱における上下方向において溝と重ならない部分の横断面積を大きくすることなく、且つ、その支柱や補強用支柱の横断面形状を複雑な形状にすることなく、その溝の形成のために除去されて廃棄する無駄な材料を低減し、支柱の強度を確保できる。これにより製造コストを低減できる。
【０００９】
その相接合される支柱と補強用支柱は、そのウエハ配置領域内で支持されたウエハの周縁に沿って並列するように配置されるのが好ましい。これにより、その補強用支柱をウエハ配置領域に可及的に近接配置させ、熱処理炉が大型化するのを防止できる。
【００１０】
前記支柱の数は３本とされ、前記支柱の中で前記出入口を構成しない１本は、そのウエハ配置領域内で支持されたウエハの中心を通ると共に前記出し入れ方向に沿う直線と交わる位置に配置され、そのウエハ配置領域内で支持されたウエハの中心と、前記出入口を構成する各支柱におけるウエハ支持部とを結ぶ線分が、前記出入口を構成しない支柱側において前記出し入れ方向に対してなす角度は、１１２．５°以上かつ１３５°以下とされているのが好ましい。この熱処理用ウエハボートを用いて表面に平行な（１００）結晶面を有するシリコンウエハを熱処理する際に、そのウエハをオリエンテーションフラットに直交する方向、またはＶノッチで示される方向に沿って前記ウエハ配置領域に出し入れするのが好ましい。
表面に平行な（１００）結晶面を有するシリコンウエハを、オリエンテーションフラットに直交する方向、またはＶノッチで示される方向に沿って前記ウエハ配置領域に出し入れする場合、そのウエハ配置領域内で支持されたウエハの中心と、前記出入口を構成する各支柱におけるウエハ支持部とを結ぶ線分が、前記出入口を構成しない支柱側において前記出し入れ方向に対してなす角度は、１１２．５°以上かつ１３５°以下とされているのが、結晶方位の上からスリップラインの発生を防止する上で好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１〜図３に示す縦型ウエハボート１は、平面視円形のベースプレート２と、このベースプレート２上に下端が固着された３本の角柱形状の支柱３、４、５と、この３本の支柱３、４、５の上端に固着された平面視円形のトッププレート６とを備える。それらベースプレート２、支柱３、４、５、トッププレート６は、石英等の耐熱材から形成される。
【００１２】
そのベースプレート２とトッププレート６の間において支柱３、４、５により囲まれる領域が、図中２点鎖線で示すシリコンウエハ７の配置領域８とされている。その支柱３、４、５の中で相隣接する２本の支柱３、４の間が、厚さ方向を上下方向としたウエハ７を、そのウエハ配置領域８に対し横方向に沿って出し入れするための出入口９とされている。そのウエハ７は表面に平行な（１００）結晶面を有し、オリエンテーションフラット７ｂに直交する方向（図１において左右方向）に沿ってウエハ配置領域８に出し入れされる。
【００１３】
各支柱３、４、５に、その出入口９を通ってウエハ配置領域８に出し入れされるウエハ７の周縁部を挿入可能な溝１０が、上下方向に沿って並列して複数形成されている。本実施形態では、その出入口９を構成する２本の支柱３、４の横断面は台形とされ、残りの１本の支柱５の横断面は長方形とされ、各支柱３、４、５における上下方向において溝１０と重ならない部分３ａ、４ａ、５ａの横断面は長方形とされている。その出入口９を構成する支柱３、４における溝１０は、平面視形状が台形とされ、そのウエハ配置領域８へのウエハ７の進入方向（図１において左方）に向かうに従い、その進入方向に直交する横幅は漸次小さくなる。残りの１本の支柱５における溝１０は、平面視形状が長方形とされている。
【００１４】
そのウエハ配置領域８内のウエハ７の周縁部は、その溝１０の底部を介して支柱３、４、５により支持される。このウエハ配置領域８内で支持されたウエハ７における中心７ａを通ると共に上記出し入れ方向に直交する図中破線Ｌで示す部分は、そのウエハ配置領域８内に位置される。そのため、その出入口９を構成する２本の支柱３、４間の距離Ｄ１は、ウエハ７を支持できるように定められ、その出入口９を構成する２本の支柱３、４における溝１０の内側面間の距離Ｄ２は、ウエハ７の直径よりも大きくされる。
【００１５】
上記出入口９を構成しない支柱５は、そのウエハ配置領域８内で支持されたウエハ７の中心７ａを通ると共に上記出し入れ方向に沿う図中一点鎖線Ｋで示す直線と交わる位置に配置されている。また、そのウエハ配置領域８内で支持されたウエハ７の中心７ａと、上記出入口９を構成する各支柱３、４におけるウエハ支持部すなわち溝１０の底部とを結ぶ図中一点鎖線Ｊで示す線分が、その出入口９を構成しない支柱５側においてウエハ７の出し入れ方向に対してなす角度、すなわち上記直線Ｋに対してなす角度θは、１１２．５°以上かつ１３５°以下とされている。また、その出入口９を構成する両支柱３、４は、そのウエハ７の出し入れ方向に関して対称位置に配置されている。
【００１６】
上記出入口９を構成する２本の支柱４、５に、円柱形の補強用支柱１１、１２が溶接により接合されている。各補強用支柱１１、１２の下端は上記ベースプレート２に固着され、上端は上記トッププレート６に固着される。その相接合される支柱４、５と補強用支柱１１、１２は、そのウエハ配置領域８内で支持されたウエハ７の周縁に沿って並列するように配置される。そのウエハ７として１２インチサイズのものを支持する場合、強度を確保すると共に熱処理炉が必要以上に大型化するのを防止するため、その出入口９を構成する支柱４、５の周長は５０ｍｍ以上２１５ｍｍ以下とし、補強用支柱１１、１２の周長は１５ｍｍ以上１１５ｍｍ以下とするのが好ましい。
【００１７】
上記構成によれば、３本の支柱３、４、５をウエハ７の周方向において略等間隔で配置することで、ウエハ７に作用する支持反力を均一化し、ウエハ７の周縁部に、自重に基づく撓みによる曲げ応力に起因してスリップラインが入るのを防止できる。
そして、ウエハ配置領域８の出入口９を構成する２本の支柱３、４に補強用支柱１１、１２が接合されるので、その支柱３、４における上下方向において溝１０と重ならない部分３ａ、４ａの横断面積を大きくすることなく、且つ、その支柱３、４や補強用支柱１１、１２の横断面形状を複雑な形状にすることなく、その溝１０の形成のために除去されて廃棄する無駄な材料を低減し、支柱３、４の強度を確保できる。これにより製造コストを低減できる。
また、その相接合される支柱３、４と補強用支柱１１、１２は、そのウエハ配置領域８内で支持されたウエハ７の周縁に沿って並列するので、そのウエハ配置領域８に補強用支柱１１、１２を可及的に近接配置させ、熱処理炉が大型化するのを防止できる。
また、表面に平行な（１００）結晶面を有するシリコンウエハ７を熱処理用ウエハボート１を用いて熱処理する際に、オリエンテーションフラットに直交する方向に沿って上記ウエハ配置領域８に出し入れする場合、そのウエハ配置領域８内で支持されたウエハ７の中心７ａと、上記出入口９を構成する各支柱３、４におけるウエハ支持部すなわち溝１０の底部とを結ぶ線分が、その出入口９を構成しない支柱５側においてウエハ７の出し入れ方向に対してなす角度θが、１１２．５°以上かつ１３５°以下とされているので、結晶方位の上からスリップラインの発生を防止する上で好ましい。
【００１８】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、表面に平行な（１００）結晶面を有するシリコンウエハとして、オリエンテーションフラットに代えてＶノッチが形成されたものを用いてもよく、この場合、そのＶノッチで示される方向に沿ってウエハをウエハ配置領域に出し入れする。また、支柱の数は４本以上であってもよい。また、本発明のウエハボートはシリコンウエハ以外の半導体ウエハの熱処理にも用いることができる。支柱や補強用支柱の横断面形状は、四角形や円形以外の例えば多角形や楕円形であってもよい。また、ウエハ配置領域の出入口を構成する支柱以外の支柱に補強用支柱を接合するようにしてもよい。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、製造コストの増大や熱処理炉の大型化を来すことなくウエハにスリップラインが入るのを防止できる熱処理用ウエハボートと熱処理方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の熱処理用ウエハボートの平断面図
【図２】本発明の実施形態の熱処理用ウエハボートの要部の平断面図
【図３】本発明の実施形態の熱処理用ウエハボートの正面図
【図４】従来の熱処理用ウエハボートの平断面図
【符号の説明】
１  ウエハボート
３、４、５  支柱
７  半導体ウエハ
８  ウエハ配置領域
９  出入口
１０  溝
１１、１２  補強用支柱
【図１】
0003748719.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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