JP3755836B2

JP3755836B2 - Vertical boat

Info

Publication number: JP3755836B2
Application number: JP26306294A
Authority: JP
Inventors: 一治佐々; 聖一福岡; 茂明黒井; 直樹辻; 泰実佐々木
Original assignee: 東芝セラミックス株式会社
Priority date: 1994-10-03
Filing date: 1994-10-03
Publication date: 2006-03-15
Anticipated expiration: 2021-03-15
Also published as: JPH08107081A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体ウエハの酸化処理，拡散処理等の際に多数の半導体ウエハを上下方向へ積層して搭載する縦型ボートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、縦型ボートは、熱酸化処理や拡散処理等の高温下での各種処理時の機械的強度を得るため、炭化珪素を基材とする少なくとも３本（通常、４本）の支持部材を所要間隔で平行に立設し、各支持部材に半導体ウエハを支持する多数のウエハ支持部を所要間隔で突設して構成されている。
各支持部材は、基材としての炭化珪素の吸蔵ガスによる影響を除去するため、金属シリコンを含浸したり（Ｓｉ−ＳｉＣ）、更にその表面にＳｉＣ（炭化珪素）のＣＶＤコートが施される（Ｓｉ−ＳｉＣ＋ＣＶＤ−ＳｉＣ）。
又、各支持部材のウエハ支持部は、断面円形又は方形の支持部材に多数のスリットを水平若しくはそれより少し傾斜させて形成され、半導体ウエハの周縁部を支持するようにしたり（実開昭６２−１２８６３３号参照）、又は大径化に伴う半導体ウエハの自重による撓み量を軽減するため、断面円弧状の支持部材に多数のスリットを形成すると共に、各スリットの開口端に支持突起を設け、半導体ウエハをその中心から半径の５０〜９０％の領域で支持するようにしたりしている（特開平６−１６９０１０号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の縦型ボートは、支持部材を形成する炭化珪素材が鉄をはじめとする重金属を不純物として含有しているので、熱酸化や拡散等の高温下での各種処理時に半導体ウエハの汚染を招来している。
特に、半導体ウエハの汚染は、各ウエハ支持部との接触部分で顕著であり、このために半導体ウエハにスリップを生じ、デバイスのライフタイムの劣化等を招来し、ひいてはＬＳＩの歩留まりを悪くしている。
ところで、炭化珪素材の純度は、近年になって非常に向上した。特に、炭化珪素材中の鉄の含有量は、１０年前に比べて大幅に減少され、その濃度は１０分の１以下になっている。しかし、ＬＳＩの集積度は、３年毎に４倍となり、炭化珪素材の純度の向上以上の速いペースで進行している。このため、ＩＣの集積度に見合った高純度の炭化珪素材を作れないのが現状である。
これに対し、確かに高純化を目的とし高純度な単結晶シリコン若しくは合成石英ガラスのみによる縦型ボートも各種提案されているが、例えば単結晶シリコンでは、その材質的特徴から各構成部材の接着が困難であり、組立て方式が採用されている。しかし、この方式では組立て部において少なからず間隙があり、これがガタツキの要因となり、結果として縦型ボートの短寿命、組立て部からのパーティクル発生等の問題が生じてしまう。また合成石英ガラスでは、軟化点が低く使用される温度の制限を大幅に受ける等の問題が生じ、いずれにおいても充分な利用がなされていない。
そこで、本発明は、広範囲の温度域で高い機械的強度を維持し、また縦型ボート基材からパーティクルが発生するおそれもなく、そして、半導体ウエハのスリップの発生を大幅に低減し得る縦型ボートの提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の第１の縦型ボートは、Ｓｉ−ＳｉＣあるいはＳｉ−ＳｉＣ＋ＣＶＤ−ＳｉＣを基材とする少なくとも３本の支持部材を所要間隔で平行に立設し、各支持部材に半導体ウエハを支持する多数のウエハ支持部を所要間隔で突設した縦型ボートにおいて、前記各ウエハ支持部上に、半球状の単結晶シリコンを上方凸となるように若しくは板状の単結晶シリコンを上面が平面となるように接着し、又は各ウエハ支持部に、断面コ字状の単結晶シリコンを上面が平面となるように若しくは角筒状の単結晶シリコンを上面が平面となるように嵌合して接着したことを特徴とする。
前記ウエハ支持部と単結晶シリコンの接着部は、微視的に炭化珪素粒子とシリコン粒子の焼結体の構造となっていることが好ましい。
前記接着部の微視的な焼結体構造におけるシリコン粒子の量は、１０〜９０重量％であることが望ましい。
前記接着部の微視的な焼結体構造におけるシリコン粒子の粒径は、１５〜１２０μｍであることが望ましい。
前記接着部の微視的な焼結体構造における炭化珪素粒子は、α−ＳｉＣであることが好ましい。
前記α−ＳｉＣの６０重量％以上は、六方晶系であることが望ましい。
一方、第２の縦型ボートは、Ｓｉ−ＳｉＣあるいはＳｉ−ＳｉＣ＋ＣＶＤ−ＳｉＣを基材とする少なくとも３本の支持部材を所要間隔で平行に立設し、各支持部材に半導体ウエハを支持する多数のウエハ支持部を所要間隔で突設した縦型ボートにおいて、前記各ウエハ支持部上に、半球状の合成石英ガラスを上方凸となるように若しくは板状の合成石英ガラスを上面が平面となるように接着し、又は各ウエハ支持部に、断面コ字状の合成石英ガラスを上面が平面となるように若しくは角筒状の合成石英ガラスを上面が平面となるように嵌合して接着したことを特徴とする。
【０００５】
【作用】
本発明の第１の縦型ボートにおいては、半導体ウエハが、これと同程度に高純度である単結晶シリコンを介在し、Ｓｉ−ＳｉＣあるいはＳｉ−ＳｉＣ＋ＣＶＤ−ＳｉＣからなるウエハ支持部に支持され、ウエハ支持部を形成する炭化珪素材に直接接触することがなく、半導体ウエハが汚染されにくい。
ウエハ支持部と単結晶シリコンを接着する炭化珪素粒子とシリコン粒子の焼結体は、炭化珪素粉とシリコン粉を含むペースト状の接着剤をウエハ支持部と単結晶シリコンとの間に介装した後に焼成して形成される。
接着部の微視的な焼結体構造におけるシリコン粒子の量が１０〜９０重量％、シリコン粒子の粒径が１５〜１２０μｍ、炭化珪素粒子がα−ＳｉＣ、α−ＳｉＣの６０％重量以上が六方晶であることにより、高強度で、かつパーティクル発生の問題が生じないが、上記条件から外れると強度が低下し、かつパーティクルが発生する。
一方、第２の縦型ボートにおいては、半導体ウエハが、高純度である合成石英ガラスを介在し、Ｓｉ−ＳｉＣあるいはＳｉ−ＳｉＣ＋ＣＶＤ−ＳｉＣからなるウエハ支持部に支持され、ウエハ支持部を形成する炭化珪素材に直接接触することがなく、半導体ウエハが汚染されにくい。
又、炭化珪素を基材とするウエハ支持部は、微視的に見ると表面粗さが粗く、支持部全体で半導体ウエハを支えているわけではなく、半導体ウエハに局部的に荷重がかかるが、合成石英ガラスは、半導体ウエハを処理する温度領域で軟化変形し、支持部全体で半導体ウエハを支えるので、半導体ウエハに局部的に大きな荷重がかからない。
ウエハ支持部と合成石英ガラスの接着は、ウエハ支持部と合成石英ガラスとの間にカルボシランと高純度ＳｉＣ粉（＃１２００）をキシレンでペースト状にした接着剤を介装した後、加熱して行われる。
【０００６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図１，図２及び図３は本発明の縦型ボートの一実施例を示す正面図，平断面図及び側面図である。
この縦型ボートは、Ｓｉ−ＳｉＣすなわち高純度炭化珪素材に金属シリコンを含浸したものであり、所要間隔で平行に立設した４本の支持部材１，２の上下両端部をそれぞれ円輪板状の端板３により連結して構成されている。
各支持部材１，２は、端面円弧状の棒状を呈しており、それぞれの一側部（図１，２においては外側部）を残すようにして他側部から多数のスリット４，５を水平に形成することにより、半導体ウエハ６を支持する多数のウエハ支持部７，８を所要間隔で突設してある（図４〜図７参照）。各ウエハ支持部７，８の端部は、半導体ウエハ６をその中心から半径の５０〜９０％の領域Ｐで支持するように配設されており、それらの端部上には、半球状の単結晶シリコン９が上方凸となるように接着されている。
上記ウエハ支持部７，８と単結晶シリコン９の接着は、炭化珪素粉とシリコン粉を含むペースト状の接着剤を両者間に介装した後、焼成して形成される焼結体によって行われる。
接着部の微視的な焼結体構造におけるシリコン粒子の量は、１０〜９０重量％であり、そのシリコン粒子の粒径は、１５〜１２０μｍである。
又、接着部の微視的な焼結体構造における炭化珪素粒子は、α−ＳｉＣであり、このα−ＳｉＣの６０重量％以上が六方晶系である。
【０００７】
ここで、単結晶シリコン９を除く上記縦型ボート▲１▼と同様のボート本体の各ウエハ支持部の端部上に半球状の単結晶シリコン９を接着したものを▲２▼高純度炭化珪素材に金属シリコンを含浸しかつ表面に高純度ＳｉＣをＣＶＤコートしたものに半球状の単結晶シリコンを同様に接着した縦型ボートを▲３▼とする一方、比較のため単結晶シリコン９を接着することなく、ボート本体を、高純度炭化珪素材に金属シリコンを含浸しかつ表面に高純度ＳｉＣをＣＶＤコートしたもの及び石英ガラスでそれぞれ作製して縦型ボート▲４▼，▲５▼とし、各縦型ボート▲１▼〜▲５▼を用い、８インチのシリコンウエハを１２５０℃の温度で、ＨＣｌ＋Ｏ₂ガス中において２０時間かけて純化処理した後、１２５０℃の温度で１時間かけてアニール処理を行ったところ、各縦型ボート▲１▼〜▲５▼によるシリコンウエハの特性及びスリップの発生は、表１に示すようになった。
【０００８】
【表１】

【０００９】
したがって、ボート本体を、高純度炭化珪素材に金属シリコンを含浸したもの、又は高純度炭化珪素材に金属シリコンを含浸しかつ表面に高純度ＳｉＣをＣＶＤコートしたものにより作製すると共に、それぞれのウエハ支持部の端部上に半球状の単結晶シリコンを接着して縦型ボートとすることにより、石英ガラス製の縦型ボートと同様にシリコンウエハのスリップの発生を大幅に低減できることがわかる。
なお、単結晶シリコンは、半球状に限らず、例えば図８又は図９に示すように、円板状又は断面コ字状の単結晶シリコン１０，１１あるいは角筒状の単結晶シリコンとし、それぞれ上面が平面となるようにウエハ支持部７，８に接着し又は嵌合して接着しても、図１〜図３の縦型ボートと同様の効果が得られた。
【００１０】
一方、図１〜図３の縦型ボートと同様のボート本体を、高純度炭化珪素材に金属シリコンを含浸したもの、高純度炭化珪素材に金属シリコンを含浸しかつ表面に高純度ＳｉＣをＣＶＤコートしたものでそれぞれ作製すると共に、各ウエハ支持部の端部上に半球状の合成石英ガラスを上方凸となるように接着して縦型ボート▲６▼，▲７▼とし、両縦型ボート▲６▼，▲７▼を用い、８インチのシリコンウエハを１２００℃の温度で、ＨＣｌ＋Ｏ₂ガス中において２０時間かけて純化処理した後、１２００℃の温度で１時間かけてアニール処理を行ったところ、両縦型ボート▲６▼，▲７▼によるシリコンウエハの特性及びスリップの発生は、前述した縦型ボート▲１▼，▲４▼，▲５▼による場合のそれを併記する表２に示すようになった。
【００１１】
【表２】

【００１２】
ウエハ支持部と合成石英ガラスの接着は、ウエハ支持部と合成石英ガラスとの間にカルボシランと高純度ＳｉＣ粉（＃１２００）をキシレンでペースト状にした接着剤を介装した後、１２００℃の温度で加熱して行った。
又、両縦型ボート▲６▼，▲７▼によるシリコンウエハのスリップの発生は、縦型ボート▲２▼，▲３▼の場合と同様になった。
したがって、縦型ボート▲６▼，▲７▼によれば、縦型ボート▲１▼〜▲３▼と同様にシリコンウエハのスリップの発生を大幅に低減できることがわかる。
【００１３】
なお、縦型ボートは、上述したものに限定されるものではなく、例えば図１０に示すものであってもよい。
この縦型ボートは、高純度炭化珪素材に金属シリコンを含浸したもの又は高純度炭化珪素に金属シリコンを含浸しかつ表面に高純度ＳｉＣをＣＶＤコートしたものからなるものであり、所要間隔で平行に立設した４本の支持部材１３の上下両端部をそれぞれ円輪板状の端板１４（図においては上方の端板を省略してある）により連結して構成されている。
各支持部材１３は、端面円形，方形若しくは長円形の棒状を呈しており、それぞれの側部に多数のスリット１５を水平に形成することにより、半導体ウエハ１６の周縁部を支持する多数のウエハ支持部１７を所要間隔で突設してある。そして、各ウエハ支持部１７上には、図１１に示すように、半球状の単結晶シリコン１８が上方凸となるように接着されている。ウエハ支持部１７と単結晶シリコン１８の接着は、図１〜図３に示す縦型ボートと同様に、炭化珪素粉とシリコン粉を含むペースト状の接着剤を両者間に介装した後、焼成して形成される焼結体によって行われる。
上記縦型ボートを用い、８インチのシリコンウエハを１２５０℃の温度で、ＨＣｌ＋Ｏ₂ガス中において２０時間かけて純化処理した後、１２５０℃の温度で１時間かけてアニール処理を行ったところ、図１〜図３に示す縦型ボートと同様の効果が得られた。
又、半球状の単結晶シリコン１８に代え、図１２に示すように、円板状の単結晶シリコン１９又は断面コ字状若しくは角筒状の単結晶シリコンとしたり、あるいは半球状，平板状，断面コ字状若しくは角筒状の合成石英ガラスとした場合にも、図１〜図３に示す縦型ボートと同様の効果が得られた。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第１の縦型ボートによれば、半導体ウエハが、これと同程度に高純度である単結晶シリコンを介在してウエハ支持部に支持され、ウエハ支持部を形成するＳｉ−ＳｉＣあるいはＳｉ−ＳｉＣ＋ＣＶＤ−ＳｉＣ材に直接接触することがなく、半導体ウエハが汚染されにくいので、広範囲の温度域で高い機械的強度を維持できると共に、縦型ボート基材からパーティクルが発生せず、かつ半導体ウエハの各種の処理に際し、そのスリップの発生を大幅に低減することができる。
又、第２の縦型ボートによれば、半導体ウエハが、高純度である合成石英ガラスを介在してウエハ支持部に支持され、ウエハ支持部を形成するＳｉ−ＳｉＣあるいはＳｉ−ＳｉＣ＋ＣＶＤ−ＳｉＣ材に直接接触することがなく、半導体ウエハが汚染されにくいので、第１のものと同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の縦型ボートの一実施例を示す正面図である。
【図２】図１におけるII−II線断面図である。
【図３】図１の縦型ボートの側面図である。
【図４】図１の縦型ボートにおける一方の支持部材の部分正面図である。
【図５】図４におけるＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図１の縦型ボートにおける他方の支持部材の部分正面図である。
【図７】図６における VII−VII 線断面図である。
【図８】図１の縦型ボートにおける要部の他の実施例を示す斜視図である。
【図９】図１の縦型ボートにおける要部の更に他の実施例を示す斜視図である。
【図１０】本発明の縦型ボートの他の実施例を示す一部を省略した斜視図である。
【図１１】図１０の縦型ボートの要部の斜視図である。
【図１２】図１０の縦型ボートにおける要部の他の実施例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１支持部材
２支持部材
６半導体ウエハ
７ウエハ支持部
８ウエハ支持部
９単結晶シリコン
１０単結晶シリコン
１１単結晶シリコン
１３支持部材
１６半導体ウエハ
１７ウエハ支持部
１８単結晶シリコン
１９単結晶シリコン[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a vertical boat on which a large number of semiconductor wafers are stacked in the vertical direction and mounted in the process of oxidation, diffusion, etc. of semiconductor wafers.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a vertical boat has at least three (usually four) support members based on silicon carbide in order to obtain mechanical strength during various treatments at high temperatures such as thermal oxidation treatment and diffusion treatment. A plurality of wafer support portions, which are erected in parallel at a required interval and support a semiconductor wafer on each support member, project at a required interval.
Each support member is impregnated with metal silicon (Si-SiC) or further coated with a CVD coat of SiC (silicon carbide) to remove the influence of the occlusion gas of silicon carbide as a base material ( Si-SiC + CVD-SiC).
Further, the wafer support portion of each support member is formed by supporting a peripheral portion of a semiconductor wafer by forming a large number of slits horizontally or slightly inclined on a support member having a circular or square cross section (see Japanese Utility Model Laid-Open No. 62). -128633)), or in order to reduce the amount of deflection due to the weight of the semiconductor wafer due to the increase in diameter, a plurality of slits are formed in the support member having an arcuate cross section, and support protrusions are provided at the opening ends of the slits. The semiconductor wafer is supported in an area of 50 to 90% of the radius from the center (see Japanese Patent Laid-Open No. 6-169010).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional vertical boat, since the silicon carbide material forming the support member contains heavy metals such as iron as impurities, contamination of semiconductor wafers during various processing under high temperature such as thermal oxidation and diffusion Has been invited.
In particular, the contamination of the semiconductor wafer is remarkable at the contact portion with each wafer support portion, which causes the semiconductor wafer to slip, leading to deterioration of the device lifetime and the like, and thus worsening the LSI yield. Yes.
By the way, the purity of the silicon carbide material has been greatly improved in recent years. In particular, the iron content in the silicon carbide material is greatly reduced compared to 10 years ago, and its concentration is less than 1/10. However, the degree of integration of LSI has quadrupled every three years, and is progressing at a faster pace than improvement in the purity of silicon carbide materials. For this reason, the present condition is that the high purity silicon carbide material suitable for the integration degree of IC cannot be made.
On the other hand, for the purpose of high purity, various types of vertical boats made only of high-purity single crystal silicon or synthetic quartz glass have been proposed. For example, in the case of single crystal silicon, the bonding of each component due to its material characteristics Is difficult, and the assembly method is adopted. However, in this system, there are not a few gaps in the assembly part, which causes a backlash, resulting in problems such as short life of the vertical boat and generation of particles from the assembly part. Synthetic quartz glass has a problem that it has a low softening point and is greatly limited by the temperature at which it is used, and is not fully utilized in any case.
Therefore, the present invention maintains a high mechanical strength in a wide temperature range, there is no risk of particles being generated from the vertical boat base material, and the vertical type can greatly reduce the occurrence of semiconductor wafer slip. The purpose is to provide boats.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the first vertical boat according to the present invention has at least three support members based on Si-SiC or Si-SiC + CVD-SiC standing in parallel at a required interval, and each support In a vertical boat in which a number of wafer support portions for supporting semiconductor wafers are projected at required intervals on a member, hemispherical single crystal silicon is formed on each wafer support portion so as to be convex upward or a plate-shaped single unit. Crystal silicon is bonded so that the upper surface is flat, or single-crystal silicon having a U-shaped cross section is formed on each wafer support so that the upper surface is flat, or single-crystal silicon having a rectangular tube shape is flat. Thus, they are fitted and bonded.
The bonded portion between the wafer support portion and the single crystal silicon preferably has a structure of a sintered body of silicon carbide particles and silicon particles microscopically.
The amount of silicon particles in the microscopic sintered body structure of the bonded portion is preferably 10 to 90% by weight.
The particle size of the silicon particles in the microscopic sintered body structure of the bonded portion is preferably 15 to 120 μm.
The silicon carbide particles in the microscopic sintered body structure of the bonding portion are preferably α-SiC.
It is desirable that 60% by weight or more of the α-SiC is hexagonal.
On the other hand, in the second vertical boat, a large number of at least three supporting members based on Si-SiC or Si-SiC + CVD-SiC are arranged in parallel at a predetermined interval, and a semiconductor wafer is supported on each supporting member. In the vertical boat in which the wafer support portions are projected at a required interval, a hemispherical synthetic quartz glass is projected upward on each wafer support portion or the upper surface of the plate-like synthetic quartz glass is flat. Or bonded to each wafer support by fitting a synthetic quartz glass with a U-shaped cross section so that the upper surface is a flat surface or a square cylindrical synthetic quartz glass so that the upper surface is a flat surface. It is characterized by that.
[0005]
[Action]
In the first vertical boat of the present invention, the semiconductor wafer is supported by a wafer support portion made of Si-SiC or Si-SiC + CVD-SiC with single crystal silicon having a purity as high as this, There is no direct contact with the silicon carbide material forming the wafer support portion, and the semiconductor wafer is not easily contaminated.
In the sintered body of silicon carbide particles and silicon particles for bonding the wafer support portion and single crystal silicon, a paste adhesive containing silicon carbide powder and silicon powder is interposed between the wafer support portion and the single crystal silicon. It is formed by firing later.
The amount of silicon particles in the microscopic sintered body structure of the bonded portion is 10 to 90% by weight, the particle size of the silicon particles is 15 to 120 μm, the silicon carbide particles are α-SiC, and 60% by weight or more of α-SiC. The hexagonal crystal has high strength and does not cause the problem of particle generation. However, when the above conditions are not satisfied, the strength decreases and particles are generated.
On the other hand, in the second vertical boat, the semiconductor wafer is supported by a wafer support portion made of Si-SiC or Si-SiC + CVD-SiC via a synthetic quartz glass having a high purity to form a wafer support portion. There is no direct contact with the silicon carbide material, and the semiconductor wafer is not easily contaminated.
Further, the wafer support portion based on silicon carbide has a rough surface when viewed microscopically, and does not support the semiconductor wafer with the entire support portion, but the semiconductor wafer is locally loaded. Synthetic quartz glass is softened and deformed in a temperature region where the semiconductor wafer is processed and supports the semiconductor wafer with the entire support portion, so that a large load is not locally applied to the semiconductor wafer.
Adhesion between the wafer support and the synthetic quartz glass is carried out by placing an adhesive in which carbosilane and high-purity SiC powder (# 1200) are pasted with xylene between the wafer support and the synthetic quartz glass, and then heating. Done.
[0006]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1, 2 and 3 are a front view, a plan sectional view and a side view showing an embodiment of the vertical boat of the present invention.
This vertical boat is made by impregnating metal silicon with Si-SiC, that is, a high-purity silicon carbide material. The upper and lower ends of four

support members

1 and 2 erected in parallel at a required interval are respectively circular plates. The end plates 3 are connected to each other.
Each

support member

1, 2 has a bar shape with an arcuate end surface, and a number of

slits

4, 5 are horizontally arranged from the other side so as to leave one side (the outer side in FIGS. 1 and 2). In this way, a large number of wafer support

portions

7 and 8 that support the semiconductor wafer 6 are projected at a required interval (see FIGS. 4 to 7). The end portions of the wafer support

portions

7 and 8 are disposed so as to support the semiconductor wafer 6 in a region P having a radius of 50 to 90% from the center thereof, and a hemispherical shape is formed on these end portions. The single crystal silicon 9 is bonded so as to be convex upward.
Adhesion between the

wafer support parts

7 and 8 and the single crystal silicon 9 is performed by a sintered body formed by interposing a paste adhesive containing silicon carbide powder and silicon powder between them and then firing. .
The amount of silicon particles in the microscopic sintered body structure of the bonded portion is 10 to 90% by weight, and the particle size of the silicon particles is 15 to 120 μm.
Further, the silicon carbide particles in the microscopic sintered body structure of the bonded portion are α-SiC, and 60% by weight or more of the α-SiC is a hexagonal system.
[0007]
Here, (2) high-purity silicon carbide is obtained by adhering hemispherical single crystal silicon 9 on the end of each wafer support portion of the boat body similar to the vertical boat (1) except for single crystal silicon (2). A vertical boat in which metal silicon is impregnated and high-purity SiC is CVD coated on the surface and hemispherical single crystal silicon is similarly bonded is designated as (3), while single crystal silicon 9 is bonded for comparison. Without making it, the boat body is made of a high-purity silicon carbide material impregnated with metal silicon and the surface is coated with high-purity SiC by CVD and quartz glass, respectively, to make vertical boats {4}, {5}, using each vertical boat ▲ 1 ▼ ~ ▲ 5 ▼, at a temperature of 1250 ° C. the silicon wafer of 8-inch after purification treatment over a period of 20 hours at HCl + O ₂ gas, over a period of 1 hour at a temperature of 1250 ° C. Ani Was subjected to Le processing, generation of the vertical boat ▲ 1 ▼ ~ ▲ 5 ▼ due to the characteristics of the silicon wafer and slip became as shown in Table 1.
[0008]
[Table 1]

[0009]
Accordingly, the boat body is made of a high-purity silicon carbide material impregnated with metal silicon, or a high-purity silicon carbide material impregnated with metal silicon and coated with high-purity SiC on the surface, and each wafer. It can be seen that by attaching hemispherical single crystal silicon on the end of the support portion to form a vertical boat, the occurrence of silicon wafer slip can be greatly reduced as in the case of a vertical boat made of quartz glass.
Note that the single crystal silicon is not limited to a hemispherical shape, and for example, as shown in FIG. 8 or FIG. 9,

single crystal silicon

10 or 11 having a disk shape or a U-shaped cross section or a single crystal silicon having a rectangular tube shape, Even if the wafer supports 7 and 8 are bonded or fitted so that the upper surface is flat, the same effect as the vertical boat of FIGS. 1 to 3 can be obtained.
[0010]
On the other hand, a boat body similar to the vertical boat of FIGS. 1 to 3 is formed by impregnating high-purity silicon carbide material with metal silicon, high-purity silicon carbide material with metal silicon, and CVD with high-purity SiC on the surface. Each of the vertical boats (6) and (7) was prepared by attaching a hemispherical synthetic quartz glass so as to be convex upward on the edge of each wafer support portion. Using (6) and (7), an 8-inch silicon wafer was purified at 1200 ° C. in HCl + O ₂ gas for 20 hours, and then annealed at 1200 ° C. for 1 hour. However, the characteristics of silicon wafers and the occurrence of slips caused by the vertical boats {circle around (6)}, {circle around (7)} are shown in Table 2 together with those of the vertical boats {circle around (1)}, {4}, {5}. Came to show.
[0011]
[Table 2]

[0012]
Adhesion between the wafer support and the synthetic quartz glass is carried out by inserting an adhesive in which carbosilane and high-purity SiC powder (# 1200) are pasted with xylene between the wafer support and the synthetic quartz glass. Performed by heating at temperature.
Further, the occurrence of silicon wafer slip by both vertical boats {circle around (6)}, {circle around (7)} is the same as that of the vertical boats {circle around (2)}, {circle around (3)}.
Therefore, according to the vertical boats {circle around (6)} and {circle around (7)}, it can be seen that the occurrence of silicon wafer slip can be greatly reduced as in the vertical boats {circle around (1)} to {circle around (3)}.
[0013]
In addition, a vertical boat is not limited to what was mentioned above, For example, what is shown in FIG. 10 may be used.
This vertical boat consists of a high-purity silicon carbide material impregnated with metallic silicon, or a high-purity silicon carbide impregnated with metallic silicon and CVD coated with high-purity SiC on the surface, and is parallel at a required interval. The upper and lower ends of the four support members 13 that are erected are connected to each other by an annular plate-like end plate 14 (the upper end plate is omitted in the drawing).
Each support member 13 has an end face circular, square, or oval bar shape, and a large number of wafer supports that support the peripheral portion of the semiconductor wafer 16 by horizontally forming a large number of slits 15 on the respective side portions. Portions 17 are projected at required intervals. As shown in FIG. 11, a hemispherical single crystal silicon 18 is bonded onto each wafer support portion 17 so as to be convex upward. The wafer support 17 and the single crystal silicon 18 are bonded to each other by interposing a paste adhesive containing silicon carbide powder and silicon powder between the two, as in the vertical boat shown in FIGS. This is performed by a sintered body formed as described above.
Using the above-mentioned vertical boat, an 8-inch silicon wafer was purified at 1250 ° C. in HCl + O ₂ gas for 20 hours, and then annealed at 1250 ° C. for 1 hour. The same effect as the vertical boat shown in FIGS. 1 to 3 was obtained.
Further, in place of the hemispherical single crystal silicon 18, as shown in FIG. 12, a single crystal silicon 19 having a disk shape or a single crystal silicon having a U-shaped or rectangular tube shape, or hemispherical, flat plate, Even when a synthetic quartz glass having a U-shaped cross section or a rectangular tube shape was used, the same effect as the vertical boat shown in FIGS. 1 to 3 was obtained.
[0014]
【The invention's effect】
As described above, according to the first vertical boat of the present invention, the semiconductor wafer is supported on the wafer support portion with the single crystal silicon having the same high purity as this, and the wafer support portion is Since there is no direct contact with the Si-SiC or Si-SiC + CVD-SiC material to be formed and the semiconductor wafer is not easily contaminated, high mechanical strength can be maintained in a wide temperature range, and particles from the vertical boat base material can be maintained. It does not occur, and the occurrence of slip can be greatly reduced during various processing of semiconductor wafers.
In addition, according to the second vertical boat, the semiconductor wafer is supported by the wafer support portion with the synthetic quartz glass having high purity interposed therebetween, and the Si—SiC or Si—SiC + CVD-SiC material forming the wafer support portion. Since the semiconductor wafer is not easily contaminated without being in direct contact with the substrate, the same effect as the first one can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a vertical boat of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is a side view of the vertical boat of FIG. 1;
4 is a partial front view of one support member in the vertical boat of FIG. 1. FIG.
5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
6 is a partial front view of the other support member in the vertical boat of FIG. 1. FIG.
7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
8 is a perspective view showing another embodiment of the main part of the vertical boat of FIG. 1. FIG.
FIG. 9 is a perspective view showing still another embodiment of the main part of the vertical boat of FIG. 1;
FIG. 10 is a perspective view with a part omitted showing another embodiment of the vertical boat of the present invention.
11 is a perspective view of a main part of the vertical boat of FIG.
12 is a perspective view showing another embodiment of the main part of the vertical boat of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Support member 2 Support member 6 Semiconductor wafer 7 Wafer support part 8 Wafer support part 9 Single crystal silicon 10 Single crystal silicon 11 Single crystal silicon 13 Support member 16 Semiconductor wafer 17 Wafer support part 18 Single crystal silicon 19 Single crystal silicon

Claims

Ｓｉ−ＳｉＣあるいはＳｉ−ＳｉＣ＋ＣＶＤ−ＳｉＣを基材とする少なくとも３本の支持部材を所要間隔で平行に立設し、各支持部材に半導体ウエハを支持する多数のウエハ支持部を所要間隔で突設した縦型ボートにおいて、前記各ウエハ支持部上に、半球状の単結晶シリコンを上方凸となるように若しくは板状の単結晶シリコンを上面が平面となるように接着し、又は各ウエハ支持部に、断面コ字状の単結晶シリコンを上面が平面となるように若しくは角筒状の単結晶シリコンを上面が平面となるように嵌合して接着したことを特徴とする縦型ボート。At least three support members based on Si-SiC or Si-SiC + CVD-SiC are set up in parallel at a required interval, and a large number of wafer support portions for supporting a semiconductor wafer are projected on the support members at a required interval. In such a vertical boat, hemispherical single crystal silicon is bonded on each wafer support so as to be convex upward or plate-shaped single crystal silicon is bonded so that the upper surface is flat, or each wafer support is A vertical boat characterized in that single-crystal silicon having a U-shaped cross section is fitted and bonded so that the upper surface is a flat surface or a rectangular tube-shaped single crystal silicon is formed so that the upper surface is a flat surface.

前記ウエハ支持部と単結晶シリコンの接着部が、微視的に炭化珪素粒子とシリコン粒子の焼結体の構造となっていることを特徴とする請求項１記載の縦型ボート。2. The vertical boat according to claim 1, wherein the bonded portion between the wafer support portion and the single crystal silicon has a structure of a sintered body of silicon carbide particles and silicon particles microscopically.

前記接着部の微視的な焼結体構造におけるシリコン粒子の量が、１０〜９０重量％であることを特徴とする請求項２記載の縦型ボート。The vertical boat according to claim 2, wherein the amount of silicon particles in the microscopic sintered body structure of the bonding portion is 10 to 90% by weight.

前記接着部の微視的な焼結体構造におけるシリコン粒子の粒径が、１５〜１２０μｍであることを特徴とする請求項２又は３記載の縦型ボート。The vertical boat according to claim 2 or 3, wherein a particle size of silicon particles in a microscopic sintered body structure of the adhesion portion is 15 to 120 µm.

前記接着部の微視的な焼結体構造における炭化珪素粒子が、α−ＳｉＣであることを特徴とする請求項２，３又は４記載の縦型ボート。The vertical boat according to claim 2, 3 or 4, wherein the silicon carbide particles in the microscopic sintered body structure of the adhesion portion are α-SiC.

前記α−ＳｉＣの６０重量％以上が六方晶系であることを特徴とする請求項５記載の縦型ボート。The vertical boat according to claim 5, wherein 60% by weight or more of the α-SiC is hexagonal.

Ｓｉ−ＳｉＣあるいはＳｉ−ＳｉＣ＋ＣＶＤ−ＳｉＣを基材とする少なくとも３本の支持部材を所要間隔で平行に立設し、各支持部材に半導体ウエハを支持する多数のウエハ支持部を所要間隔で突設した縦型ボートにおいて、前記各ウエハ支持部上に、半球状の合成石英ガラスを上方凸となるように若しくは板状の合成石英ガラスを上面が平面となるように接着し、又は各ウエハ支持部に、断面コ字状の合成石英ガラスを上面が平面となるように若しくは角筒状の合成石英ガラスを上面が平面となるように嵌合して接着したことを特徴とする縦型ボート。At least three support members based on Si-SiC or Si-SiC + CVD-SiC are set up in parallel at a required interval, and a large number of wafer support portions for supporting a semiconductor wafer are projected on the support members at a required interval. In such a vertical boat, hemispherical synthetic quartz glass is bonded on each wafer support so as to be convex upward or a plate-like synthetic quartz glass is bonded so that the upper surface is flat, or each wafer support A vertical boat characterized in that a synthetic quartz glass having a U-shaped cross section is fitted and bonded so that the upper surface is a flat surface or a square cylindrical synthetic quartz glass is mounted so that the upper surface is a flat surface.