JP2006049359A - Wafer boat - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はウェハボートに係り、詳しくは、半導体製造に用いられるウェハを保持固定するためのウェハボートに関するものである。 The present invention relates to a wafer boat, and more particularly to a wafer boat for holding and fixing wafers used in semiconductor manufacturing.
半導体デバイスを単結晶シリコンウェハの表面に形成する工程において、ウェハに熱処理を施す際や、CVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いて各種薄膜(酸化シリコン膜、窒化シリコン膜など)をウェハ上に形成する際には、複数枚の略円盤状のウェハをウェハボート(ウェハボード)に保持させ、そのウェハボートを熱処理炉内やCVD装置の反応容器内にセットしている。 In the process of forming semiconductor devices on the surface of a single crystal silicon wafer, various thin films (silicon oxide film, silicon nitride film, etc.) are formed on the wafer when the wafer is subjected to heat treatment or using the CVD (Chemical Vapor Deposition) method. In this case, a plurality of substantially disk-shaped wafers are held on a wafer boat (wafer board), and the wafer boat is set in a heat treatment furnace or a reaction vessel of a CVD apparatus.
熱処理用のウェハボートとして、従来は石英ガラス製のものが用いられていた。しかし、石英ガラスは1000℃を越えると粘性流動による変形が生じ始めるため、それ以上の高温下では使用不能である。また、石英ガラスは、脆いため破損し易く、酸によって劣化するため、寿命が短い。
そこで、近年、石英ガラスに代わって、炭化ケイ素によって形成されたウェハボートが熱処理用として使用されている(例えば、特許文献1参照)。
Therefore, in recent years, wafer boats made of silicon carbide are used for heat treatment instead of quartz glass (see, for example, Patent Document 1).
近年、従来のCVD法に代わり、プラズマCVD法の利用がすすめられている。
プラズマCVD法では、CVD装置の反応容器中に高周波の電界をかけることにより、原料ガスに電子を衝突させてプラズマを生成させ、そのプラズマをウェハ表面に照射することでウェハ上に各種薄膜を形成する。
そのため、プラズマCVD法によれば、原料ガスの熱的励起のみを利用する従来のCVD法に対して、原料ガスがプラズマ放電の衝突により相互に活性化されラジカルとなるため、低温下での薄膜生成が可能になる。
In recent years, use of plasma CVD has been promoted instead of conventional CVD.
In the plasma CVD method, by applying a high-frequency electric field in the reaction vessel of the CVD apparatus, electrons are collided with the source gas to generate plasma, and various thin films are formed on the wafer by irradiating the plasma on the wafer surface. To do.
Therefore, according to the plasma CVD method, as compared with the conventional CVD method using only the thermal excitation of the source gas, the source gas is mutually activated by the collision of the plasma discharge to become radicals. Generation is possible.
しかし、石英ガラス製や炭化ケイ素製のウェハボートは導電性が低いため、プラズマCVD法を用いてウェハ上に薄膜を形成する用途には使用できない。
プラズマCVD法には、導電性と耐熱性が共に高いカーボン製のウェハボートを使用する必要がある。
However, since quartz glass and silicon carbide wafer boats have low conductivity, they cannot be used for applications in which a thin film is formed on a wafer using the plasma CVD method.
In the plasma CVD method, it is necessary to use a carbon wafer boat having high conductivity and high heat resistance.
図6(A)は、従来のカーボン製ウェハボート50の一例を示す正面図である。図6(B)は、ウェハボート50の右側面図である。
図7は、図6(A)におけるX−X線要部断面図である。
FIG. 6A is a front view showing an example of a conventional
FIG. 7 is a cross-sectional view of the main part along the line XX in FIG.
ウェハボート50は、ボート本体51および6個の係止部材(爪)52〜57から構成されている。
矩形平板状のボート本体51は立てた状態で熱処理炉内やCVD装置の反応容器内にセットされる。
ボート本体51には、その長手方向に3枚の同一寸法で略円盤状の単結晶シリコンウェハWa〜Wcを並べて保持させることができる。
The
The rectangular
The
ボート本体51のボート面には、各係止部材52〜57が突出して設けられている。
そして、各係止部材52〜57は、ボート本体11に保持固定される各ウェハWa〜Wcの下端部近傍の位置にボート本体11の長手方向に並べて配置されている。
同一寸法の各係止部材52〜57は略円錐状を成し、その略円錐状の頂部側がボート本体51のボート面に接続固定されている。
そして、各係止部材52,53によってウェハWaが保持固定され、各係止部材54,55によってウェハWbが保持固定され、各係止部材56,57によってウェハWcが保持固定される。
尚、各ウェハWa〜Wcはオリエンテーションフラットを上方に向けた状態で各係止部材52〜57に保持されている。
On the boat surface of the boat
The
The
The wafer Wa is held and fixed by the
The wafers Wa to Wc are held by the
しかし、各係止部材52〜57は各ウェハWa〜Wcの下端部近傍における外周部を保持しており、各係止部材52〜57は略円錐状である。
そのため、図6(B)に示すように、各ウェハWa〜Wcの自重によりその上部がボート本体51から離れて前方へ傾き、各ウェハWa〜Wcの上部とボート本体51との間に隙間Sが生じ易いという問題があった。
尚、図6(B)ではウェハWcとボート本体51との間に隙間Sが生じた状態を図示してあるが、他のウェハWa,Wbについても同様な隙間Sが生じるおそれがある。
However, each
Therefore, as shown in FIG. 6B, the upper portion of each wafer Wa to Wc is tilted forward away from the
Although FIG. 6B shows a state in which a gap S is generated between the wafer Wc and the
そのため、図6および図7に示すカーボン製ウェハボート50をプラズマCVD法に用いた場合には、各ウェハWa〜Wcの上部とボート本体51との隙間Sで異常放電が発生し、生成した薄膜に異常放電によるフレークが生じてウェハが不良になるという問題がある。
この隙間Sにおける異常放電が各ウェハWa〜Wcのいずれか1枚に発生すると、他のウェハに生成した薄膜にも同様なフレークが生じ、全てのウェハWa〜Wcが不良になるおそれがある。
Therefore, when the
When the abnormal discharge in the gap S is generated in any one of the wafers Wa to Wc, similar flakes are generated in the thin films generated on other wafers, and all the wafers Wa to Wc may be defective.
また、ボート本体51との間に隙間Sが生じたウェハWa〜Wcは、隙間Sが生じていないウェハに比べて、ウェハボート50との接触面積が小さくなる。
そして、ウェハボート50とウェハWa〜Wcと接触面積が小さくなると、その接触部分の電気抵抗(接触抵抗)が大きくなり、プラズマCVD法を用いて生成した薄膜の膜厚が薄くなり過ぎてウェハが不良になるという問題がある。
Further, the wafers Wa to Wc having the gap S between the
When the contact area between the
本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、ウェハと隙間無く密着してウェハを保持可能なカーボン製のウェハボートを低コストに提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a low-cost carbon wafer boat that can hold a wafer in close contact with the wafer without any gap.
請求項1に記載の発明は、半導体製造に用いられるウェハを保持固定するためのカーボン製のウェハボートであって、平板状のボート本体と、そのボート本体のボート面から突出して設けられた係止部材とを備え、その係止部材は、前記ボート本体に保持固定されるウェハの上下中央位置より所定距離だけ下方位置に配置され、前記ウェハは、その外周部の2箇所が前記係止部材に係止されることにより、前記ボート本体に対して保持固定されることを技術的特徴とする。 The invention according to claim 1 is a carbon wafer boat for holding and fixing wafers used in semiconductor manufacturing, and is a flat boat body and a boat projecting from the boat surface of the boat body. A locking member, and the locking member is disposed at a position below the center position of the wafer held and fixed on the boat main body by a predetermined distance, and the wafer has two locking portions at the outer peripheral portion. It is technically characterized by being held and fixed to the boat body by being locked to the boat.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のウェハボートにおいて、前記ボート本体には複数枚のウェハが並べて保持固定され、隣合う2枚のウェハは1個の前記係止部材を共用して保持固定されることを技術的特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the wafer boat according to the first aspect, a plurality of wafers are held and fixed side by side on the boat body, and two adjacent wafers share one locking member. It is technically characterized by being held and fixed.
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載のウェハボートにおいて、前記係止部材は、略円錐状の末端部と、その末端部の略円錐状の頂部側とウェハボートのボート面とを接続する円柱状の基端部とを備え、前記ウェハは、前記係止部材の前記末端部および前記基端部と前記ボート本体のボート面との間に挟持されることを技術的特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the wafer boat according to the first or second aspect, the locking member includes a substantially conical end portion, a substantially conical top portion side of the end portion, and a wafer boat. A cylindrical base end portion for connecting the boat surface, and the wafer is sandwiched between the distal end portion of the locking member and the base end portion and the boat surface of the boat body. Technical features.
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載のウェハボートにおいて、前記係止部材は、前記ウェハの外周形状に合わせた形状の側壁部と、その側壁部とウェハボートのボート面とを接続する基底部と、その基底部および側壁部に囲まれると共に前記ウェハの外周形状に合わせた凹形状の溝部とを備え、前記ウェハは、前記係止部材の前記溝部に嵌合されて前記側壁部と前記ボート本体のボート面との間に挟持されることを技術的特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the wafer boat according to the first aspect, the locking member includes a side wall portion having a shape matching the outer peripheral shape of the wafer, a side wall portion thereof, and a boat surface of the wafer boat. A base part to be connected, and a concave groove part surrounded by the base part and the side wall part and adapted to the outer peripheral shape of the wafer, and the wafer is fitted into the groove part of the locking member and the side wall It is technically characterized by being sandwiched between the portion and the boat surface of the boat body.
(請求項1)
請求項1に記載の発明では、ウェハの上下中央位置より所定距離だけ下方位置の外周部の2箇所を係止部材が保持している。そのため、前記所定距離を十分に小さく設定することにより、ウェハをその上下中央位置近傍(つまり、ウェハの重心位置近傍)で係止部材によって保持することが可能になる。
従って、請求項1の発明によれば、ボート本体を立てた状態で熱処理炉内やCVD装置の反応容器内にセットした際に、ウェハの自重によりその上部がボート本体から離れて前方へ傾くのを防止可能になり、ボート本体がウェハと隙間無く密着した状態でウェハを保持できる。
(Claim 1)
According to the first aspect of the present invention, the locking member holds the two positions of the outer peripheral portion at a position lower than the vertical center position of the wafer by a predetermined distance. Therefore, by setting the predetermined distance sufficiently small, the wafer can be held by the locking member in the vicinity of the vertical center position (that is, in the vicinity of the center of gravity position of the wafer).
Therefore, according to the first aspect of the present invention, when the boat body is set in the heat treatment furnace or the reaction vessel of the CVD apparatus in a state where the boat body is set up, the upper part thereof is separated from the boat body and tilts forward by the weight of the wafer. The wafer can be held in a state where the boat body is in close contact with the wafer without any gap.
尚、前記所定距離を小さくし過ぎると、ウェハが係止部材から脱落してボート本体から下に落ちやすくなるおそれがある。
そのため、係止部材がウェハを確実に保持した上で、ボート本体が傾くのを防止できるように、前記所定距離についてはカット・アンド・トライで実験的に最適値を見つけて設定すればよい。
If the predetermined distance is too small, the wafer may fall off the locking member and easily fall down from the boat body.
For this reason, the predetermined distance may be experimentally found and set by cutting and trying so as to prevent the boat body from tilting after the locking member holds the wafer securely.
ところで、プラズマCVD法を用いてウェハの表面に各種薄膜(酸化シリコン膜、窒化シリコン膜など)を形成するには、ウェハを保持させたボート本体をCVD装置の反応容器内にセットし、その反応容器中に高周波の電界をかけることにより、原料ガスに電子を衝突させてプラズマを生成させ、そのプラズマをウェハ表面に照射することでウェハ上に各種薄膜を堆積させる。 By the way, in order to form various thin films (silicon oxide film, silicon nitride film, etc.) on the surface of the wafer using the plasma CVD method, the boat body holding the wafer is set in the reaction vessel of the CVD apparatus and the reaction is performed. By applying a high frequency electric field in the container, electrons are collided with the source gas to generate plasma, and various thin films are deposited on the wafer by irradiating the plasma on the wafer surface.
そのため、従来のカーボン製ウェハボートのように、ウェハの上部とボート本体とに隙間が生じた場合には、その隙間で異常放電が発生し、生成した薄膜に異常放電によるフレークが生じてウェハが不良になるという問題がある。
しかし、請求項1の発明では、カーボン製のボート本体がウェハと隙間無く密着した状態で係止部材がウェハを保持する。
従って、請求項1の発明によれば、従来のウェハボートの問題を防止可能になり、プラズマCVD法を用いて薄膜を形成する際に異常放電が発生せず、生成した薄膜にフレークが生じないため、薄膜の特性を良好にしてウェハの歩留まりを向上させることができる。
Therefore, when there is a gap between the upper part of the wafer and the boat body as in a conventional carbon wafer boat, abnormal discharge occurs in the gap, and flakes due to abnormal discharge occur in the generated thin film, causing the wafer to There is a problem of becoming defective.
However, in the first aspect of the invention, the locking member holds the wafer in a state where the carbon boat body is in close contact with the wafer without any gap.
Therefore, according to the invention of claim 1, it becomes possible to prevent the problems of the conventional wafer boat, no abnormal discharge occurs when forming a thin film using the plasma CVD method, and no flakes are generated in the generated thin film. Therefore, the thin film characteristics can be improved and the yield of the wafer can be improved.
また、請求項1の発明では、ボート本体がウェハと隙間無く密着した状態で係止部材がウェハを保持可能であるため、ウェハボートとウェハと接触面積が大きくなり、その接触部分の電気抵抗を小さくできる。
従って、請求項1の発明によれば、前記した従来のウェハボートの問題を防止可能になり、プラズマCVD法を用いて生成した薄膜の膜厚を十分に厚くできるため、薄膜の特性を良好にしてウェハの歩留まりを向上させることができる。
Further, in the invention of claim 1, since the locking member can hold the wafer while the boat body is in close contact with the wafer without any gap, the contact area between the wafer boat and the wafer is increased, and the electrical resistance of the contact portion is reduced. Can be small.
Therefore, according to the first aspect of the present invention, the problems of the conventional wafer boat described above can be prevented, and the thickness of the thin film generated by using the plasma CVD method can be sufficiently increased. Thus, the yield of the wafer can be improved.
(請求項2:第1実施形態に該当)
請求項2の発明によれば、隣合う2枚のウェハは1個の係止部材を共用して保持固定されるため、従来のウェハボートに比べて、係止部材の個数を少なくすることが可能になり、係止部材の個数が少ない分だけウェハボートを低コストに製造できる。
(Claim 2: corresponds to the first embodiment)
According to the second aspect of the present invention, two adjacent wafers are held and fixed by sharing one locking member, so that the number of locking members can be reduced as compared with the conventional wafer boat. As a result, the wafer boat can be manufactured at a low cost because the number of the locking members is small.
(請求項3:第1実施形態に該当)
請求項3の発明において、係止部材は略円錐状の末端部と円柱状の基端部とを備えている。
そのため、末端部の円錐状の外周斜面の傾きと、基端部の高さとを適宜設定することにより、末端部および基端部とボート本体のボート面との間にウェハを挟持固定することが可能になる。
従って、請求項3の発明によれば、請求項1の発明の作用・効果と相まって、ボート本体がウェハと隙間無く密着した状態で当該ウェハを確実に保持できる。
(Claim 3: corresponds to the first embodiment)
According to a third aspect of the present invention, the locking member includes a substantially conical end portion and a columnar base end portion.
Therefore, the wafer can be clamped and fixed between the distal end portion and the base end portion and the boat surface of the boat body by appropriately setting the inclination of the conical outer peripheral slope of the end portion and the height of the base end portion. It becomes possible.
Therefore, according to the invention of claim 3, coupled with the operation and effect of the invention of claim 1, the wafer can be reliably held in a state where the boat body is in close contact with the wafer without any gap.
尚、係止部材がウェハを強固に挟持し過ぎると、プラズマCVD法を用いてウェハ上に薄膜を形成する際に、カーボン製の係止部材とウェハとの熱膨張率の違いから、係止部材にウェハが固着し、薄膜の形成後にボート本体からウェハを取り外せなくなるおそれがある。
そのため、ボート本体に対するウェハの密着性を十分に高めた上で、係止部材にウェハが固着するのを防止できるように、末端部の円錐状の外周斜面の傾き及び基端部の高さについては実験的に最適値を見つけて設定すればよい。
Note that if the locking member clamps the wafer too tightly, when the thin film is formed on the wafer using the plasma CVD method, the locking member is locked due to the difference in thermal expansion coefficient between the carbon locking member and the wafer. There is a possibility that the wafer adheres to the member and the wafer cannot be removed from the boat body after the thin film is formed.
Therefore, the inclination of the conical outer peripheral slope of the distal end and the height of the base end can be prevented so that the wafer can be prevented from adhering to the locking member after sufficiently increasing the adhesion of the wafer to the boat body. Can be set by finding the optimum value experimentally.
(請求項4:第2実施形態に該当)
請求項4の発明において、係止部材は側壁部と基底部に囲まれた凹形状の溝部を備え、その溝部はウェハの外周形状に合わせて形成されている。
そのため、溝部の幅・高さ・長さを適宜設定することにより、ウェハを溝部に嵌合させて側壁部とボート本体のボート面との間に挟持固定することが可能になる。
従って、請求項4の発明によれば、請求項1の発明の作用・効果と相まって、ボート本体がウェハと隙間無く密着した状態で当該ウェハを確実に保持できる。
(Claim 4: corresponds to the second embodiment)
According to a fourth aspect of the present invention, the locking member includes a concave groove portion surrounded by the side wall portion and the base portion, and the groove portion is formed in accordance with the outer peripheral shape of the wafer.
Therefore, by appropriately setting the width, height, and length of the groove portion, the wafer can be fitted into the groove portion and sandwiched and fixed between the side wall portion and the boat surface of the boat body.
Therefore, according to the invention of claim 4, in combination with the operation and effect of the invention of claim 1, the boat body can be reliably held in a state where the boat body is in close contact with the wafer without any gap.
尚、係止部材がウェハを強固に挟持し過ぎると、プラズマCVD法を用いてウェハ上に薄膜を形成する際に、カーボン製の係止部材とウェハとの熱膨張率の違いから、係止部材の溝部にウェハが固着し、薄膜の形成後にボート本体からウェハを取り外せなくなるおそれがある。
そのため、ボート本体に対するウェハの密着性を十分に高めた上で、係止部材にウェハが固着するのを防止できるように、溝部の幅・高さ・長さについては実験的に最適値を見つけて設定すればよい。
Note that if the locking member clamps the wafer too tightly, when the thin film is formed on the wafer using the plasma CVD method, the locking member is locked due to the difference in thermal expansion coefficient between the carbon locking member and the wafer. There is a possibility that the wafer adheres to the groove portion of the member and the wafer cannot be removed from the boat body after the thin film is formed.
Therefore, we have experimentally found optimum values for the width, height, and length of the groove so that the wafer can be prevented from sticking to the locking member after sufficiently increasing the adhesion of the wafer to the boat body. Can be set.
(第1実施形態)
図1(A)は、本発明を具体化した第1実施形態のカーボン製ウェハボート10の一例を示す正面図である。図1(B)は、ウェハボート10の右側面図である。
図2は、図1(A)におけるX−X線要部断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1A is a front view showing an example of a
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG.
ウェハボート10は、ボート本体11および4個の係止部材(爪)12〜15から構成されている。
矩形平板状のボート本体11は立てた状態で熱処理炉内やCVD装置の反応容器内にセットされる。
ボート本体11には、その長手方向に3枚の同一寸法で略円盤状の単結晶シリコンウェハWa〜Wcを並べて保持させることができる。
The
The rectangular plate-
The
ボート本体11のボート面には、各係止部材12〜15が突出して設けられている。
そして、各係止部材12〜15は、ボート本体11に保持固定される各ウェハWa〜Wcの上下中央位置より所定距離d1だけ下方位置にボート本体11の長手方向に並べて配置されている。
同一寸法の各係止部材12〜15は、略円錐状の末端部21と、その末端部21の略円錐状の頂部側とボート本体11のボート面とを接続する円柱状の基端部22とが一体形成されている。
On the boat surface of the
The locking
Each of the locking
尚、ボート本体11および各係止部材12〜15はカーボン粉体を焼成したセラミックスから成るカーボン製であり、各係止部材12〜15はボート本体11と一体形成すればよい。
また、ボート本体11とは別体で形成した各係止部材12〜15をボート本体11に接着固定してもよい。
The
Further, the locking
各ウェハWa〜Wcは、その外周部の2箇所が係止部材12〜15に係止されることにより、ボート本体11に対して保持固定される。
すなわち、各係止部材12,13によってウェハWaが保持固定され、各係止部材13,14によってウェハWbが保持固定され、各係止部材14,15によってウェハWcが保持固定される。つまり、係止部材13は各ウェハWa,Wbの保持固定に共用され、係止部材14は各ウェハWb,Wcの保持固定に共用される。
尚、各ウェハWa〜Wcはオリエンテーションフラットを上方に向けた状態で各係止部材12〜15に保持されている。
Each of the wafers Wa to Wc is held and fixed to the
That is, the wafer Wa is held and fixed by the locking
Each of the wafers Wa to Wc is held by the locking
[第1実施形態の作用・効果]
第1実施形態によれば、以下の作用・効果を得ることができる。
[Operations and effects of the first embodiment]
According to the first embodiment, the following actions and effects can be obtained.
[1−1]
各係止部材12〜15は、各ウェハWa〜Wcの上下中央位置より所定距離d1だけ下方位置の外周部の2箇所を保持している。
そのため、所定距離d1を十分に小さく設定することにより、各ウェハWa〜Wcをその上下中央位置近傍(つまり、ウェハの重心位置近傍)で各係止部材12〜15によって保持することが可能になる。
従って、第1実施形態によれば、各ウェハWa〜Wcの自重によりその上部がボート本体11から離れて前方へ傾くのを防止できる。
[1-1]
Each of the locking
Therefore, by setting the predetermined distance d1 to be sufficiently small, the wafers Wa to Wc can be held by the locking
Therefore, according to the first embodiment, it is possible to prevent the upper portion of the wafers Wa to Wc from being inclined away from the
尚、所定距離d1を小さくし過ぎると、各ウェハWa〜Wcが各係止部材12〜15から脱落してボート本体11から下に落ちやすくなる。
そのため、各係止部材12〜15が各ウェハWa〜Wcを確実に保持した上で、ボート本体11が傾くのを防止できるように、所定距離d1についてはカット・アンド・トライで実験的に最適値を見つけて設定すればよい。
If the predetermined distance d1 is too small, the wafers Wa to Wc are easily dropped from the boat
For this reason, the predetermined distance d1 is optimally experimentally tested by cut-and-try so that each locking member 12-15 can securely hold each wafer Wa-Wc and prevent the
[1−2]
各係止部材12〜15は、略円錐状の末端部21と円柱状の基端部22とが一体形成されている。
そのため、末端部21の円錐状の外周斜面の傾きと、基端部22の高さhとを適宜設定することにより、各端部21,22とボート本体11のボート面との間に各ウェハWa〜Wcを挟持固定することが可能になる。
従って、第1実施形態によれば、前記[1−1]の作用・効果と相まって、ボート本体11が各ウェハWa〜Wcと隙間無く密着した状態で当該ウェハを保持できる。
[1-2]
In each of the locking
Therefore, by appropriately setting the inclination of the conical outer peripheral slope of the
Therefore, according to the first embodiment, coupled with the operation and effect of [1-1], the
尚、各係止部材12〜15が各ウェハWa〜Wcを強固に挟持し過ぎると、プラズマCVD法を用いてウェハ上に薄膜を形成する際に、カーボン製の各係止部材12〜15と単結晶シリコンから成るウェハとの熱膨張率の違いから、各係止部材12〜15に各ウェハWa〜Wcが固着し、薄膜の形成後にボート本体11から各ウェハWa〜Wcを取り外せなくなるおそれがある。
そのため、ボート本体11に対する各ウェハWa〜Wcの密着性を十分に高めた上で、各係止部材12〜15に各ウェハWa〜Wcが固着するのを防止できるように、末端部21の円錐状の外周斜面の傾き及び基端部22の高さhについては実験的に最適値を見つけて設定すればよい。
In addition, when each locking member 12-15 clamps each wafer Wa-Wc too firmly, when forming a thin film on a wafer using plasma CVD method, each locking member 12-15 made from carbon and Due to the difference in thermal expansion coefficient from the wafer made of single crystal silicon, the wafers Wa to Wc are fixed to the locking
Therefore, the cone of the
[1−3]
第1実施形態において、係止部材13は各ウェハWa,Wbの保持固定に共用され、係止部材14は各ウェハWb,Wcの保持固定に共用される。つまり、隣合う2枚のウェハWa,Wb(Wb,Wc)は1個の係止部材13(14)を共用して保持固定されるため、4個の係止部材12〜15で3枚のウェハWa〜Wcを保持できる。
それに対して、図6および図7に示す従来のウェハボート50では、3枚のウェハWa〜Wcを保持するのに6個の係止部材52〜57が必要である。
従って、第1実施形態のウェハボート10によれば、従来のウェハボート50に比べて、係止部材12〜15の個数が少ない分だけ低コストに製造できる。
[1-3]
In the first embodiment, the locking
On the other hand, the
Therefore, according to the
[1−4]
プラズマCVD法を用いて各ウェハWa〜Wcの表面に各種薄膜(酸化シリコン膜、窒化シリコン膜など)を形成するには、各ウェハWa〜Wcを保持させたボート本体11をCVD装置の反応容器内にセットし、その反応容器中に高周波の電界をかけることにより、原料ガスに電子を衝突させてプラズマを生成させ、そのプラズマをウェハ表面に照射することでウェハ上に各種薄膜を堆積させる。
[1-4]
In order to form various thin films (silicon oxide film, silicon nitride film, etc.) on the surfaces of the wafers Wa to Wc using the plasma CVD method, the
そのため、従来のカーボン製ウェハボート50のように、ウェハWa〜Wcの上部とボート本体51とに隙間Sが生じた場合には、その隙間Sで異常放電が発生し、生成した薄膜に異常放電によるフレークが生じてウェハが不良になるという問題がある。
Therefore, when a gap S is generated between the upper portion of the wafers Wa to Wc and the
しかし、第1実施形態では、前記[1−1][1−2]の作用効果により、カーボン製ボート本体11が各ウェハWa〜Wcと隙間無く密着した状態で各係止部材12〜15が当該ウェハを保持する。
従って、第1実施形態によれば、前記した従来のウェハボート50の問題を防止可能になり、プラズマCVD法を用いて薄膜を形成する際に異常放電が発生せず、生成した薄膜にフレークが生じないため、薄膜の特性を良好にしてウェハの歩留まりを向上させることができる。
However, in the first embodiment, due to the effects of [1-1] and [1-2], each of the locking
Therefore, according to the first embodiment, it becomes possible to prevent the problems of the
[1−5]
従来のウェハボート50のように、ウェハWa〜Wcの上部とボート本体51とに隙間Sが生じた場合には、当該ウェハとウェハボート50との接触面積が小さくなるため、その接触部分の電気抵抗(接触抵抗)が大きくなり、プラズマCVD法を用いて生成した薄膜の膜厚が薄くなり過ぎてウェハが不良になるという問題がある。
[1-5]
When a gap S is generated between the upper portion of the wafers Wa to Wc and the boat
しかし、第1実施形態では、ボート本体11が各ウェハWa〜Wcと隙間無く密着した状態で各係止部材12〜15が当該ウェハを保持可能であるため、ウェハボート10とウェハWa〜Wcと接触面積が大きくなり、その接触部分の電気抵抗を小さくできる。
従って、第1実施形態によれば、前記した従来のウェハボート50の問題を防止可能になり、プラズマCVD法を用いて生成した薄膜の膜厚を十分に厚くできるため、薄膜の特性を良好にしてウェハの歩留まりを向上させることができる。
However, in the first embodiment, since the locking
Therefore, according to the first embodiment, the problem of the
(第2実施形態)
図3(A)は、本発明を具体化した第2実施形態のカーボン製ウェハボート30の一例を示す正面図である。図3(B)は、ウェハボート30の右側面図である。
図4は、図3(A)および図5におけるX−X線要部断面図である。
図5は、ウェハボート30の要部斜視図である。
(Second Embodiment)
FIG. 3A is a front view showing an example of a
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 3 (A) and FIG.
FIG. 5 is a perspective view of a main part of the
ウェハボート30は、ボート本体31および6個の係止部材(爪)32〜37から構成されている。
矩形平板状のボート本体31は立てた状態で熱処理炉内やCVD装置の反応容器内にセットされる。
ボート本体31には、その長手方向に3枚の同一寸法で略円盤状の単結晶シリコンウェハWa〜Wcを並べて保持させることができる。
The
The rectangular
The
ボート本体31のボート面には、各係止部材32〜37が突出して設けられている。
そして、各係止部材32〜37は、ボート本体31に保持固定される各ウェハWa〜Wcの上下中央位置より所定距離d2だけ下方位置にボート本体31の長手方向に並べて配置されている。つまり、係止部材32〜37の中央部と、ボート本体31に保持固定される各ウェハWa〜Wcの上下中央位置との距離が、所定距離d2に設定されている。
On the boat surface of the
The locking
同一寸法の各係止部材32〜37は、ウェハWa〜Wcの外周形状に合わせて形成された略円弧状の側壁部41と、その側壁部41とボート本体31のボート面とを接続する基底部42とが一体形成されている。
そして、側壁部41と基底部42に囲まれた凹形状の溝部43も、ウェハWa〜Wcの外周形状に合わせて形成されている。
Each of the locking
A
尚、ボート本体31および各係止部材32〜37はカーボン粉体を焼成したセラミックスから成るカーボン製であり、各係止部材32〜37はボート本体31と一体形成すればよい。
また、ボート本体31とは別体で形成した各係止部材32〜37をボート本体31に接着固定してもよい。
The
Further, the locking
各ウェハWa〜Wcは、その外周部の2箇所が係止部材32〜37に係止されることにより、ボート本体31に対して保持固定される。
すなわち、各係止部材32,33によってウェハWaが保持固定され、各係止部材34,35によってウェハWbが保持固定され、各係止部材36,37によってウェハWcが保持固定される。
尚、各ウェハWa〜Wcはオリエンテーションフラットを上方に向けた状態で各係止部材32〜37に保持されている。
Each of the wafers Wa to Wc is held and fixed to the
That is, the wafer Wa is held and fixed by the locking
The wafers Wa to Wc are held by the locking
[第2実施形態の作用・効果]
第2実施形態によれば、以下の作用・効果を得ることができる。
[Operation and Effect of Second Embodiment]
According to the second embodiment, the following actions and effects can be obtained.
[2−1]
各係止部材32〜37は、各ウェハWa〜Wcの上下中央位置より所定距離d2だけ下方位置の外周部の2箇所を保持している。
そのため、所定距離d2を十分に小さく設定することにより、各ウェハWa〜Wcをその上下中央位置傍(つまり、ウェハの重心位置近傍)で各係止部材32〜37によって保持することが可能になる。
従って、第2実施形態によれば、各ウェハWa〜Wcの自重によりその上部がボート本体31から離れて前方へ傾くのを防止できる。
[2-1]
Each of the locking
Therefore, by setting the predetermined distance d2 to be sufficiently small, the wafers Wa to Wc can be held by the locking
Therefore, according to the second embodiment, it is possible to prevent the upper portion of the wafers Wa to Wc from being inclined away from the
尚、所定距離d2を小さくし過ぎると、各ウェハWa〜Wcが各係止部材32〜37から脱落してボート本体31から下に落ちやすくなる。
そのため、各係止部材32〜37が各ウェハWa〜Wcを確実に保持した上で、ボート本体31が傾くのを防止できるように、所定距離d2についてはカット・アンド・トライで実験的に最適値を見つけて設定すればよい。
Note that if the predetermined distance d2 is too small, the wafers Wa to Wc are likely to fall from the locking
Therefore, the predetermined distance d2 is experimentally optimal by cut-and-try so that the boat
[2−2]
各係止部材32〜37は、側壁部41と基底部42に囲まれた凹形状の溝部43を備え、その溝部43はウェハWa〜Wcの外周形状に合わせて形成されている。
そのため、溝部43の幅・高さ・長さを適宜設定することにより、各ウェハWa〜Wcを溝部43に嵌合させて側壁部41とボート本体31のボート面との間に挟持固定することが可能になる。
従って、第2実施形態によれば、前記[2−1]の作用・効果と相まって、ボート本体31が各ウェハWa〜Wcと隙間無く密着した状態で当該ウェハを保持できる。
[2-2]
Each of the locking
Therefore, by appropriately setting the width, height, and length of the
Therefore, according to the second embodiment, coupled with the operation and effect of [2-1], it is possible to hold the wafer in a state where the
尚、各係止部材32〜37が各ウェハWa〜Wcを強固に挟持し過ぎると、プラズマCVD法を用いてウェハ上に薄膜を形成する際に、カーボン製の各係止部材32〜37と単結晶シリコンから成るウェハとの熱膨張率の違いから、各係止部材32〜37の溝部43に各ウェハWa〜Wcが固着し、薄膜の形成後にボート本体31から各ウェハWa〜Wcを取り外せなくなるおそれがある。
そのため、ボート本体31に対する各ウェハWa〜Wcの密着性を十分に高めた上で、各係止部材32〜37に各ウェハWa〜Wcが固着するのを防止できるように、溝部43の幅・高さ・長さについては実験的に最適値を見つけて設定すればよい。
In addition, when each locking member 32-37 clamps each wafer Wa-Wc too firmly, when forming a thin film on a wafer using plasma CVD method, each locking member 32-37 made from carbon and Due to the difference in thermal expansion coefficient from the wafer made of single crystal silicon, each wafer Wa to Wc is fixed to the
Therefore, the width / width of the
[2−3]
第2実施形態によれば、前記[2−1][2−2]の作用・効果により、第1実施形態の前記[1−4][1−5]と同様の作用・効果が得られる。
[2-3]
According to the second embodiment, the same operations and effects as those of [1-4] and [1-5] of the first embodiment can be obtained by the operations and effects of [2-1] and [2-2]. .
[別の実施形態]
ところで、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記各実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。
[Another embodiment]
By the way, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be embodied as follows. Even in this case, operations and effects equivalent to or more than those of the above-described embodiments can be obtained.
(1)上記各実施形態では、ボート本体11,31の長手方向に3枚のウェハWa〜Wcを並べて保持させている。
しかし、ボート本体11,31に保持させるウェハの枚数は3枚に限らず、1枚または2枚あるいは4枚以上の適宜な枚数にしてもよい。
また、ボート本体11,31の長手方向に各ウェハWa〜Wcを並べて保持させる必要はなく、ボート本体11,31の適宜な箇所に各ウェハWa〜Wcを保持させてもよい。
(1) In each of the above embodiments, the three wafers Wa to Wc are held side by side in the longitudinal direction of the boat
However, the number of wafers held in the
Further, the wafers Wa to Wc do not have to be held side by side in the longitudinal direction of the
(2)上記各実施形態では、単結晶シリコンウェハWa〜Wcをボート本体11,31に保持させている。
しかし、単結晶シリコンウェハに限らず、半導体製造に用いられるどのようなウェハ(例えば、SOI(Semiconductor On Insulator)構造の絶縁基板から成るウェハなど)をボート本体11,31に保持させてもよい。
(2) In each of the above embodiments, the single crystal silicon wafers Wa to Wc are held by the
However, not only a single crystal silicon wafer but also any wafer used for semiconductor manufacturing (for example, a wafer made of an insulating substrate having an SOI (Semiconductor On Insulator) structure) may be held by the
(3)上記各実施形態では、略円盤状のウェハWa〜Wcをボート本体11,31に保持させている。
しかし、ウェハの形状は略円盤状に限らず、どのような形状でもよく、その場合には係止部材12〜15,32〜37の形状をウェハの形状に合わせて適宜変更すればよい。
(3) In the above embodiments, the substantially disk-shaped wafers Wa to Wc are held by the
However, the shape of the wafer is not limited to a substantially disk shape, and may be any shape. In that case, the shapes of the locking
(4)上記各実施形態のボート本体11,31は平板矩形状であるが、ボート本体11,31はどのような形状にしてもよい。
(4) Although the boat
10,30…ウェハボート
11,31…ボート本体
12〜15,32〜37…係止部材
21…末端部
22,42…基端部
41…側壁部
43…溝部
Wa〜Wc…ウェハ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
平板状のボート本体と、
そのボート本体のボート面から突出して設けられた係止部材とを備え、
その係止部材は、前記ボート本体に保持固定されるウェハの上下中央位置より所定距離だけ下方位置に配置され、
前記ウェハは、その外周部の2箇所が前記係止部材に係止されることにより、前記ボート本体に対して保持固定されることを特徴とするウェハボート。 A wafer boat made of carbon for holding and fixing wafers used in semiconductor manufacturing,
A flat boat body,
A locking member provided protruding from the boat surface of the boat body,
The locking member is disposed at a position below a predetermined distance from the vertical center position of the wafer held and fixed to the boat body,
The wafer boat is held and fixed with respect to the boat main body by locking two portions of the outer peripheral portion of the wafer to the locking member.
前記ボート本体には複数枚のウェハが並べて保持固定され、
隣合う2枚のウェハは1個の前記係止部材を共用して保持固定されることを特徴とするウェハボート。 The wafer boat according to claim 1,
A plurality of wafers are held and fixed side by side in the boat body,
Two wafers adjacent to each other are held and fixed by sharing one locking member.
前記係止部材は、
略円錐状の末端部と、
その末端部の略円錐状の頂部側とウェハボートのボート面とを接続する円柱状の基端部とを備え、
前記ウェハは、前記係止部材の前記末端部および前記基端部と前記ボート本体のボート面との間に挟持されることを特徴とするウェハボート。 In the wafer boat according to claim 1 or 2,
The locking member is
A generally conical end;
A columnar base end portion connecting the substantially conical top side of the end portion and the boat surface of the wafer boat,
The wafer boat is characterized in that the wafer is sandwiched between the distal end portion and the base end portion of the locking member and a boat surface of the boat body.
前記係止部材は、
前記ウェハの外周形状に合わせた形状の側壁部と、
その側壁部とウェハボートのボート面とを接続する基底部と、
その基底部および側壁部に囲まれると共に前記ウェハの外周形状に合わせた凹形状の溝部とを備え、
前記ウェハは、前記係止部材の前記溝部に嵌合されて前記側壁部と前記ボート本体のボート面との間に挟持されることを特徴とするウェハボート。 The wafer boat according to claim 1,
The locking member is
A side wall having a shape matched to the outer peripheral shape of the wafer;
A base connecting the side wall and the boat surface of the wafer boat;
A concave groove portion surrounded by the base portion and the side wall portion and adapted to the outer peripheral shape of the wafer,
The wafer boat is fitted into the groove portion of the locking member and is sandwiched between the side wall portion and the boat surface of the boat body.
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