(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔離隔されて平行に設けられた上板及び下板と、
前記上板及び下板の直径に沿って延びる第１中心線に隣接した位置で対向するように設けられて前記上板と前記下板とを連結し、ウェーハを収容するための多数のスロットの形成された一対の第１バーと、
前記上板及び下板の一側で前記第１中心線と直交する第２中心線に対して所定角度で設けられて前記上板と前記下板とを連結し、前記第１バーのスロットに対応する多数のスロットの形成された一対の第２バーと、
別体の前記第１バーに隣接して設けられ前記上板と前記下板とを連結する一対の第１補助バーとを含めてなることを特徴とする縦型拡散炉用のボート。
【請求項２】
前記第１及び第２バーの直径は２１ｍｍ乃至２３ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の縦型拡散炉用のボート。
【請求項３】
前記スロットの深さは８．５ｍｍ乃至１０．５ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載の縦型拡散炉用のボート。
【請求項４】
前記第２中心線に対する所定角度は３１°乃至４０°であることを特徴とする請求項１に記載の縦型拡散炉用のボート。
【請求項５】
別体の前記第２バーに隣接して設けられて前記上板と前記下板とを連結する一対の第２補助バーをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の縦型拡散炉用のボート。
【請求項６】
前記第１及び第２補助バーの直径は８ｍｍであることを特徴とする請求項５に記載の縦型拡散炉用のボート。
【請求項７】
前記第１補助バーと前記第２補助バーとを連結する少なくとも一対の支持バーをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の縦型拡散炉用のボート。
【請求項８】
前記支持バーの直径は５ｍｍであることを特徴とする請求項７に記載の縦型拡散炉用のボート。
【請求項９】
前記第１バーは、前記第１中心線に対して所定角度となるようにその長さ方向に円形断面の一側が切除されていることを特徴とする請求項７に記載の縦型拡散炉用のボート。
【請求項１０】
前記第１中心線に対する所定角度は４５°であることを特徴とする請求項９に記載の縦型拡散炉用のボート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置の製造に用いられる縦型拡散炉用のボートに係り、さらに詳細には高温熱処理によるボートのバーの変形を抑制し得る縦型拡散炉用のボードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造において、酸化、イオン注入及びアニーリングの過程を通じて多数のウェーハに対する不純物の拡散工程を行う縦型拡散炉には多数のウェーハを積層するボートが設けられる。
図１は従来の縦型拡散炉用のボートの平面図であり、図２は図１のII−II線による断面図である。図１及び図２を参照すれば、従来のボートは円状の上板１１と、上板１１から所定距離離隔された円状の下板１２と、上板１１及び下板１２を連結し中心線Ｃ１の一側に所定距離Ｓ離隔された一対の第１バー１３と、上板１１及び下板１２とを連結し上板１１及び下板１２の一側で中心線Ｃ２に対して３０°の角度で設けられた一対の第２バー１４とを含めてなる。参照符号１１ａはボートを拡散炉内に設けるために用いられる孔を示す。
【０００３】
図２及び図３を参照すれば、第２バー１４にはウェーハＷの支持される多数の例えば、１００個以上のスロット１４ａが形成されている。これと同様に、第１バー１３にも第２バー１４のスロット１４ａに対応する多数のスロット１３ａが形成されている。
第１バー１３及び第２バー１４の断面図である図４において、参照符号Ｄは第１バー１３及び第２バー１４の直径、参照符号Ａはスロット１３ａ、１４ａの深さ、参照符号ＢはウェーハＷの荷重を支持する支持部１３ｂ、１４ｂの厚さをそれぞれ示す。従来のボートにおいて、ウェーハＷの直径が２００ｍｍの場合、バー１３、１４の直径Ｄは１９ｍｍ、スロット１３ａ、１４ａの深さＡは７．５ｍｍ、そして支持部１３ｂ、１４ｂの厚さＢは１１．５ｍｍである。
【０００４】
図５は第１バー１３のスロット１３ａにウェーハＷの置かれた状態を示した断面図である。図５において、参照符号ＣはウェーハＷがスロット１３ａに挿入される深さ、そして参照符号ＥはウェーハＷがスロット１３ａの壁から離隔された距離をそれぞれ示す。２００ｍｍウェーハの場合、スロットの深さＡが７．５ｍｍである第１バー１３に対してウェーハの熱処理工程の前にウェーハＷの挿入深さＣは５．５ｍｍ、距離Ｅは２ｍｍである。
【０００５】
一方、従来のボートにおいて、ウェーハＷに対する熱処理が行われる間に第１バー１３は図６に示したように外側に熱変形される。このように第１バー１３が熱変形されると、図５のウェーハの挿入深さＣが浅くなってウェーハＷがスロット１３ａから抜け出てしまう。さらに、第１バー１３の熱変形によりボートを頻繁に取り替えなければならなく、よって高コストとなる。
【０００６】
このように、縦型拡散炉用のボートにおいては、特に第１バー１３の熱変形量が大きくてこれを減少させるための方法が要求されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、第１バーの熱変形を最小化してウェーハがスロットから抜け出るのを防ぎボートの寿命を延ばせる縦型拡散炉用のボートを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明による縦型拡散炉用のボートは所定間隔離隔されて平行に設けられた上板及び下板と、前記上板及び下板の直径に沿って延びる第１中心線に隣接した位置で対向するように設けられて前記上板と前記下板とを連結し、ウェーハを収容するための多数のスロットの形成された一対の第１バーと、前記上板及び下板の一側で前記第１中心線と直交する第２中心線に対して所定角度で設けられて前記上板と前記下板とを連結し、前記第１バーのスロットに対応する多数のスロットの形成された一対の第２バーと、別体の前記第１バーに隣接して設けられて前記上板と前記下板とを連結する一対の第１補助バーとを含めてなることを特徴とする。
【０００９】
好ましくは、該ボートは、別体の前記第２バーに隣接して設けられて前記上板と前記下板とを連結する一対の第２補助バーと、前記第１補助バーと前記第２補助バーとを連結する少なくとも一対の支持バーをさらに含む。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図７及び図８を参照すれば、本発明による縦型拡散炉用のボートは円状の上板７１と、上板７１から所定距離隔てた円状の下板７２と、上板７１及び下板７２を連結し中心線Ｃ１の一側から所定距離理離隔された一対の第１バー７３と、上板７１及び下板７２を連結し上板７１及び下板７２の一側で中心線Ｃ２に対してθの角度で設けられた一対の第２バー７４と、上板７１及び下板７２を連結し第１バー７３に隣接して設けられた一対の第１補助バー７５とを含めて構成される。好ましくは、前記第２バー７４に隣接するように上板７１及び下板７２を連結する一対の第２補助バー７６がさらに設けられる。前記第１及び第２補助バー７５及び７６は第１及び第２バー７３及び７４に集中される荷重を緩和させる。さらに、好ましくは第１補助バー７５と第２補助バー７６との間に少なくとも一対の支持バー７７が縦方向にさらに設けられてボートの熱変形を減らし得る。参照符号７１ａはボートを縦型拡散炉内に設けられることに用いられる孔を示す。
【００１１】
前記角θは３１°乃至４０°であり、特に３５°であることが好ましい。即ち、従来のボートに比べて中心線Ｃ２に対する角度が１°乃至１０°、好ましくは５°ほど増加したので第１バー７３に集中される荷重を第２バー７４に分散させ得る。
図８を参照すれば、第２バー７４にはウェーハＷ（図３参照）の支持される多数の例えば、１００個以上のスロット７４ａが形成されている。これと同様に、第１バー７３にも第２バー７４のスロット７４ａに対応する多数のスロット７３ａが形成されている。
【００１２】
図９は第１バー７３及び第２バー７４の断面図であって、参照符号Ｄ’は第１バー７３及び第２バー７４の直径、参照符号Ａ’はスロット７３ａ、７４ａの深さ、参照符号Ｂ’はウェーハＷの荷重を支持する支持部７３ｂ、７４ｂの深さをそれぞれ示す。本発明によるボートにおいて、ウェーハＷの直径が２００ｍｍの場合、バー７３、７４の直径Ｄ’は２１ｍｍ乃至２３ｍｍ好ましくは２２ｍｍである。この際、スロット７３ａ、７４ａの深さＡ’は９．５ｍｍであり、支持部７３ｂ、７４ｂの厚さＢ’は１１．５ｍｍ乃至１３．５ｍｍ、好ましくは１２．５ｍｍである。即ち、従来のボートに比べてスロットの深さＡ’は２ｍｍ、支持部の厚さＢ’は０〜２ｍｍほど増加したことが判る。
【００１３】
前記第１及び第２補助バー７５及び７６の直径は８ｍｍであることが好ましく、前記支持バー７７の直径は５ｍｍであることが好ましい。
図１０は前記した本発明によるボートにおいて、第１バー７３のスロット７３ａにウェーハＷの置かれた状態を示した概略的な断面図である。図１０において、参照符号Ｃ’はウェーハＷがスロット７３ａに挿入される深さ、参照符号Ｅ’はウェーハＷがスロット７３ａの壁から離隔された距離をそれぞれ示す。２００ウェーハの場合に、スロット７３ａの深さＡ’が９．５ｍｍである第１バー７３に対してウェーハＷの挿入深さＣ’は７．５ｍｍであり、離隔距離Ｅ’は２ｍｍである。即ち従来のボートに比べてウェーハＷの挿入深さＣ’が２ｍｍほど増加し、これによりウェーハＷをより安定に支持することができる。
【００１４】
図１１は第１バーの変形例を示した断面図であり、図７の中心線Ｃ１と第１補助バー７５との位置関係を示す。図１１に示したように、変形された第１バー７３’は中心線Ｃ１に対して４５°の角度を成すようにその長さ方向に一側が切除されている。該変形例は第１及び第２補助バー７５及び７６と支持バー７７とによってボートの熱変形が充分に防止し得ることに着目して、ボートの荷重を減少させるためのものである。
【００１５】
本発明の効果を立証するために、２００ｍｍウェーハに対する熱処理後、従来のボートと本発明のボートの熱変形量を測定した。熱処理条件として、両ボートに対して約２５０乃至３００分間、６５０℃から１０５０に加熱した後、再び６５０℃に冷却させる単位熱処理工程が２５回施された。本発明のボートには図１１の変形例による２２ｍｍ直径の第１バー７３’、８ｍｍ直径の第１及び第２補助バー７５及び７６と５ｍｍ直径の三対の支持バー７７とが用いられた。
【００１６】
測定結果によれば、従来のボートでは図６に示したような第１バー１３の熱変形により図５におけるウェーハＷの挿入深さＣが５．５ｍｍから２．０ｍｍに、距離Ｅが２．０ｍｍから５．５ｍｍに変わった。これに対して、本発明のボートでは第１バー７３’の熱変形量が第１バー１３より著しく小さくて、図１０におけるウェーハＷの挿入深さＣ’が７．５ｍｍから７．１６ｍｍに、距離Ｅ’が２．０ｍｍから２．３４ｍｍに変わった。
【００１７】
さらに、本発明のボートでは第１バー７３’が第１バー１３ほど熱変形されるためには前記のような単位熱処理工程が１３５回施されなければならなかった。
【００１８】
【発明の効果】
前述した本発明のボートによれば、第１バーの熱変形量がごく小さくてウェーハがスロットから抜け出る恐れがなく、ボートの寿命が非常に延びる。
以上、本発明を特定実施例に限定して説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の技術的思想内で当業者によりその変形や改良が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は縦型拡散炉に用いられる従来のボートの概略的な平面図である。
【図２】図１のII−II線による断面図である。
【図３】図２のIII部分の拡大図である。
【図４】図１のボートに用いられる第１バー及び第２バーの断面図である。
【図５】図４の第１バーのスロットにウェーハの置かれた状態を示した概略図である。
【図６】熱処理により熱変形された図４の第１バーを示した概略図である。
【図７】本発明による縦型拡散炉用のボートの概略的な平面図である。
【図８】図７のVIII−VIII線による断面図である。
【図９】図７のボートに用いられる第１バー及び第２バーの断面図である。
【図１０】図７の第１バーのスロットにウェーハの置かれた状態を示した概略図である。
【図１１】図７のボートに用いられる第２バーの他の実施例を示した断面図である。
【符号の説明】
７１    上板
７２    下板
７３    第１バー
７４    第２バー
７５    第１補助バー
７６    第２補助バー
７７    支持バー
Ｃ１    中心線（第１中心線）
Ｃ２    中心線（第２中心線）
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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