Barco cerâmico da escada para a fornalha vertical de apoio da difusão das bolachas/crescimento do vapor

Os barcos da bolacha da arte prévia fornecidos em fornalhas de difuso verticais e em fornalhas do crescimento do vapor têm um problema que uma diferença da condutibilidade de calor entre a bolacha processada e a regio de apoio da bolacha em contato com a bolacha causa a tenso do calor, gerando consequentemente os defeitos de cristal na bolacha. Um barco da bolacha proposto resolver este problema é adaptado s bolachas do apoio em três ou quatro pontos. Especificamente, o barco da bolacha tem um apoio da bolacha que tem os cargos do apoio do barco e as barras de apoio que projetam-se dos cargos do apoio do barco, e apoia cada bolacha tais que a cara da borda e a superfície traseira de uma parcela periférica junto borda da bolacha esto no contato plano com os portos do apoio do barco e as barras de apoio (veja a publicaço japonesa no Sho de Kokai da solicitude de patente. 61-191015).

Cada um dos cargos do apoio do barco é fornecido com os sulcos cada um que tem uma diferença levemente maior do que a espessura da bolacha, e a cara da borda e a superfície traseira da parcela periférica junto borda da bolacha apoiada esto no contato plano com as superfícies do sulco.

A parcela periférica da bolacha é guardada em contato com as parcelas do apoio do barco da bolacha sobre uma grande área. Consequentemente, os riscos do minuto podem ocorrer na parcela periférica da bolacha quando a bolacha é posta em e tomada fora do barco da bolacha. Além, a diferença da condutibilidade térmica pode gerar os defeitos de cristal nas parcelas do contato da bolacha. Um barco da bolacha proposto resolver estes problemas é divulgado na publicaço japonesa no Hei 2-17633 de Kokai da solicitude de patente e na publicaço japonesa no Hei 2-102523 de Kokai da solicitude de patente. O FIG. 1 mostra o barco divulgado da bolacha. Como mostrado, o barco da bolacha tem uma pluralidade dos cargos 9 do apoio erigidos para ser essencialmente perpendicular superfície principal da bolacha e das barras de apoio laterais 10 que estendem dos cargos do apoio. Cada bolacha 8 é apoiada tais que sua superfície traseira 11 está no ponto ou na linha contato nas posições espaçadas disso distante por aproximadamente 1 cm de sua borda com as barras de apoio 10.

Em consequência da tendência do dimetro crescente da bolacha, nas bolachas que têm os dimetros que excedem aproximadamente 30 cm (12 polegadas), dobra dos resultados das bolachas devido ao peso disso, que causa eventualmente os defeitos de cristal tais como defeitos do deslizamento. FIG. 2 mostras o esforço máximo gerado em uma bolacha devido a seu peso quando uma parcela periférica da bolacha for mantida em 1,200° C., esforço máximo a obtenço mostrada com o cálculo de vários dimetros e espessuras da bolacha por um método de elemento finito usando um programa de ANYSIS.

Com uma bolacha usual de 6 polegadas que tem uma espessura de 0,7 milímetros, um esforço máximo de 0,0235 kgf/mm2 é gerado. Com uma bolacha de 12 polegadas que tem a mesma espessura, o esforço máximo é 0,094 kgf/mm2. Ver-se-á que, a fim suprimir o esforço gerado na bolacha de 12 polegadas a um valor daquela da bolacha de 6 polegadas que tem o mesmo peso, uma espessura de aproximadamente 3 milímetros é necessária. Isto é fantasioso dos pontos econômicos e da produço, tais como o transporte das bolachas. A geraço dos defeitos de cristal devido ao peso da bolacha é mais séria do que a geraço dos defeitos de cristal devido diferença da condutibilidade térmica entre a bolacha e as parcelas do apoio do barco da bolacha.

O desenvolvimento de um barco da bolacha, que fosse serido suprimindo os defeitos de cristal gerou devido ao peso de uma bolacha, é indispensável. Em relaço a isto, é igualmente necessário tomar na consideraço a supresso dos defeitos do deslizamento gerados pelo esforço térmico devido diferença da temperatura dentro da superfície da bolacha.

Um objeto da invenço, é consequentemente superar os problemas que existem na arte prévia, e fornecer um barco da bolacha para uma fornalha vertical que possa reduzir o esforço na bolacha causada pelo peso disso com uma espessura usual da bolacha mesmo onde o dimetro da bolacha aumenta a aproximadamente 30 cm (12 polegadas), e que é menos susceptível aos efeitos do esforço térmico.

De acordo com um aspecto da invenço, é fornecido um barco da bolacha para o uso com as fornalhas verticais e ter uma estrutura para apoiar uma pluralidade das bolachas uma acima de outra em um intervalo, a estrutura que compreende:

uma pluralidade de apoio afixa a verticalidade e essencialmente a perpendicular dispostas s superfícies principais das bolachas em posições em torno das bolachas, e

uma pluralidade de barras de apoio cada um que estende lateralmente de cada um dos cargos do apoio e que apoia uma superfície traseira de cada um das bolachas nas posições espaçadas disso independentemente de um centro da bolacha por uma distncia que corresponde a dois terços do raio da bolacha.

A bolacha é (001) - bolacha, e as barras de apoio podem apoiar a bolacha para trás em posições disso ao longo de 100! , isto é <100> <010>, <100>e, <010>ou 110! , isto é <110>, <110>e <110>, orientaço <110>de cristal.

As barras de apoio podem apoiar a bolacha para trás no contato do ponto em consequência, na linha contato em consequência, ou na linha contato do plano em consequência.

De acordo com a invenço, o esforço gerado em uma bolacha devido ao peso disso, é reduzido apoiando a parte traseira da bolacha nas posições espaçadas disso independentemente do centro da bolacha por uma distncia que corresponde a dois terços do raio (r) da bolacha pelas barras de apoio cada um que estende de cada um de uma pluralidade de apoio ereto afixa essencialmente a perpendicular superfície principal da bolacha. FIG. 3 mostras o esforço máximo, em uma temperatura de 1,200° C., que é gerado em um dimetro waferhaving de aproximadamente 30 cm (12 polegadas) em tamanho e tendo uma espessura de 0,7 milímetros, o esforço que está sendo calculado para casos quando a parte traseira da bolacha for apoiada em várias posições. O cálculo foi feito por um método de elemento finito usando um programa de ANYSIS.

Quando a parcela periférica da bolacha é apoiada, um esforço máximo de 0,094 kgf/mm2 está gerado como mencionado acima. Quando a bolacha é apoiada nas posições espaçadas independentemente do centro da bolacha por uma distncia que corresponde a um terço do raio da bolacha, um esforço máximo de 0,112 kgf/mm2 está gerado. Quando a bolacha é apoiada nas posições espaçadas independentemente do centro da bolacha por uma distncia que corresponde a dois terços do dimetro da bolacha, o esforço máximo é 0,028 kgf/mm2, assim que significa que o gerado esforço devido ao peso da bolacha está reduzido.

Geralmente, a posiço em que o esforço é minimizado em uma forma de disco uniforme está em uma posiço espaçada por dois terços do raio do centro do círculo. Isto significa que o esforço devido ao peso da bolacha pode ser minimizado suportando a bolacha na posiço dois terços do raio da bolacha do centro disso. Como indicado pelos resultados acima do cálculo, mesmo com uma bolacha que tem um dimetro de aproximadamente 30 cm (12 polegadas) em tamanho e que tem uma espessura de 0,7 milímetros, esforço máximo o gerado devido ao peso da bolacha pode ser suprimido aproximadamente a um valor de 0,0235 kgf/mm2, que seja o esforço gerado em uma bolacha que tem um dimetro de aproximadamente 15 cm (6 polegadas) em tamanho quando a parcela periférica da bolacha é suportado, suportando uma regio da bolacha espaçada independentemente do centro da bolacha por uma distncia que corresponde a dois terços do raio da bolacha.

A dependência do esforço gerado pelo peso da bolacha na posiço do apoio pelo barco da bolacha, é verificada usando um método da difraço de raio X usando o Cu como uma fonte de radiaço e de cristal do silicone da (001) que têm uma espessura de 1 cm, com que o entortamento pode ser ignorado, como um monochrometer. Um sistema ótico da difraço de raio X sensível tenso foi construído ajustando (+, -) a paralela que posiciona entre o cristal do monochrometer e (001) - bolacha mantida na posiço de apoio do barco da bolacha.

Usando este sistema ótico uma curva de balanço foi obtida da reflexo (de 400) da bolacha, e a meia largura foi obtida da curva de balanço. O FIG. 4 mostra a dependência da meia largura obtida assim na posiço de apoio do barco da bolacha. A meia largura tem um valor mínimo de aproximadamente 25 cm (10 polegadas) quando a bolacha é apoiada pelo barco da bolacha nas posições espaçadas por uma distncia que corresponde a dois/terços de seu raio do centro. Quando a distncia espaçada-distante do centro da bolacha é mais ulterior aumento por uma quantidade que corresponde a mais de dois terços do raio da bolacha, a meia largura aumenta, assim indicando um aumento do esforço gerado pelo peso da bolacha. Do resultado acima, vê-se que a tenso gerada na bolacha pelo peso disso pode ser minimizada apoiando a bolacha nas posições espaçadas disso distante por uma distncia que corresponde a dois terços do raio da bolacha. Minimizar o esforço é desta maneira eficaz para suprimir os defeitos do deslizamento causados pelo peso da bolacha. Os resultados acima foram obtidos com uma espessura da bolacha de 0,7 μm. A meia largura varia com a espessura da bolacha. Contudo, independentemente das variações da espessura da bolacha, a meia largura é mínima quando a bolacha é apoiada pelo barco da bolacha nas posições espaçadas independentemente do centro da bolacha por uma distncia que corresponde a dois terços do raio da bolacha.

De acordo com a invenço, o deslizamento da bolacha da (001) - é suprimido porque a parte traseira do (001) - a bolacha é apoiada em 100! ou 110! a orientaço de cristal por barras de apoio cada um que estende de cada um de uma pluralidade de apoio ereto afixa essencialmente a perpendicular superfície principal (001) - da bolacha. A razo por isso é explicada como seguindo.

O esforço térmico está gerado nas bolachas devido a uma diferença da temperatura do wafersurface gerado quando a bolacha é posta em e tomada fora da fornalha. O deslizamento é gerado neste tempo por um esforço térmico que excede um ponto inicial que corta - o deslizamento do esforço F. em bolachas de silicone é governado por 12 sistemas de deslizamento, e o efeito do esforço térmico F nos sistemas de deslizamento é expressado como

onde o α está o ngulo entre o esforço térmico e o normal superfície do deslizamento, e o β so o ngulo entre o esforço térmico e o sentido do deslizamento. Quanto para ao esforço térmico F, desde que o σ do esforço tangencial predomina, e ao valor do cosα·o cosβ na presença deste esforço foi calculado para cada orientaço de cristal do respeito do waferwith aos 12 sistemas de deslizamento (FIG. 5).

O valor transforma-se um mínimo para 110! e 100! orientações de cristal da bolacha. Isto significa que estas orientações de cristal so tais que exceder o valor de f é o mais improvável. Isto é, a geraço do deslizamento é a mais improvável quando um determinado esforço térmico predeterminado é gerado em uma bolacha. Daqui, deseja-se apoiar a bolacha nas posições que correspondem a estas orientações de cristal.

Os objetos, as características e as vantagens acima e outros da invenço atual sero aparentes da seguinte descriço de incorporações preferidas da invenço explicada com referência aos desenhos de acompanhamento, em que:

O FIG. 1 é uma vista secional que mostra um barco da bolacha da arte prévia;

O FIG. 2 é um gráfico que mostra a dependência do esforço máximo gerado em uma bolacha devido ao peso disso no dimetro e na espessura da bolacha;

O FIG. 3 é um gráfico que mostra a dependência do esforço máximo gerado na bolacha de 12 polegadas que tem uma espessura de 0,7 milímetros na posiço da regio de apoio da bolacha;

O FIG. 4 é um gráfico que mostra a dependência largura da difraço de raio X da meia na posiço da bolacha apoiada pelo barco da bolacha;

O FIG. 5 é um gráfico que mostra o cosα·valor do cosβ de cada sistema de deslizamento que corresponde ao esforço tangencial;

O FIG. 6 é uma vista secional que mostra uma fornalha de difuso vertical (ou a fornalha do crescimento do vapor) para descrever incorporações da invenço;

O FIG. 7 é uma vista secional que mostra um barco da bolacha para descrever uma primeira incorporaço da invenço;

O FIG. 8 é uma opinio de plano que mostra o barco da bolacha para descrever a primeira incorporaço;

O FIG. 9 é vista secional que mostra um barco da bolacha para descrever uma segunda incorporaço da invenço;

O FIG. 10 é uma opinio de plano que mostra o barco da bolacha para descrever a segunda incorporaço da invenço;

O FIG. 11 é uma vista secional que mostra um barco da bolacha para descrever uma terceira incorporaço da invenço; e

O FIG. 12 é uma opinio de plano que mostra o barco da bolacha para descrever a terceira incorporaço da invenço.

Agora, as incorporações preferidas da invenço so explicadas com referência aos desenhos.

Primeira incorporaço

O FIG. 6 é uma vista secional que mostra uma primeira incorporaço da invenço. Referindo FIG. 6, uma estrutura da reaço da tubulaço dobro é disposta em uma fornalha vertical 1 do aquecimento da reaço, e compreende uma tubulaço exterior 2 e uma tubulaço interna 3. A estrutura é apoiada em uns 4. baixos. Um bocal 5 para o gás de reaço de fornecimento estende na tubulaço interna 3. O barco 6 da bolacha é disposto na tubulaço interna 3 tais que é rotatable sobre sua linha central vertical. No barco 6 da bolacha, uma pluralidade (001) - das bolachas 8 é apoiada uma acima de outra em um intervalo dado.

O FIG. 7 é uma vista secional, em uma escala ampliada, mostrando uma peça fechada em um retngulo tracejado A em FIG. 6, isto é, parcelas de apoio mostrando do barco da bolacha em detalhe. O barco 6 da bolacha para (001) - as bolachas de apoio 8 tem uma pluralidade dos cargos 9 do apoio e das barras de apoio 10 que estendem daí. Os cargos 9 do apoio estendem essencialmente verticalmente em torno das bolachas 8, e as barras de apoio 10 estendem lateralmente dos cargos 9 do apoio no lado da bolacha. As barras de apoio 10 arredondaram as saliências 12, que apoiam, no contato do ponto, o 11 traseiros de cada um (001) - bolacha nas posições espaçadas independentemente do centro da bolacha por uma distncia que corresponde a dois terços do raio da bolacha.

O FIG. 8 é uma opinio de plano que mostra o arranjo mostrado no FIGO. 7. Como mostrado, as saliências 12 das barras de apoio 10 que estendem dos cargos 9 do apoio apoiam a bolacha para trás em três posições que correspondem a <010> <100>, <110> as orientações de cristal (neste texto, ““indica um sentido negativo, por exemplo, “1"), estas posições que esto sendo espaçadas independentemente do centro (001) - da bolacha por uma distncia que corresponde a dois terços do raio da bolacha.

Usando o barco da bolacha de acordo com a invenço, vinte bolachas 8 de aproximadamente 30 cm (12 polegadas) foram empilhadas em tamanho uma acima de outra em um intervalo uniforme de 20 milímetros, e calor - tratado neste estado em uma atmosfera do nitrogênio em uma temperatura de 1,100° C. que é alcançado em uma taxa ramping de 10° C./min. Quando um barco da bolacha da arte prévia foi usado, muitos deslizamentos de 30 milímetros e foram gerados acima nas regiões da bolacha apoiadas pelo waferboat. Com o barco da bolacha de acordo com a primeira incorporaço, nenhum deslizamento foi encontrado nas regiões da bolacha apoiadas pelo barco da bolacha.

Segunda incorporaço

O FIG. 9 é uma vista secional, em uma escala ampliada, mostrando uma peça fechada em um retngulo tracejado A em FIG. 6, isto é, mostrando a estrutura de parcelas de apoio do waferboat de acordo com a segunda incorporaço em detalhe. No barco 6 da bolacha para (001) - as bolachas de apoio 8, as barras de apoio 10 estendem lateralmente dos cargos 9 do apoio no lado da bolacha. Cada barra de apoio 10 tem uma linha arqueada parcela 13 formada em sua extremidade livre para apoiar a bolacha para trás 11 em uma posiço espaçada disso independentemente do centro da bolacha por uma distncia dois terços correspondentes do raio da bolacha. A linha arqueada parcela 13 está na linha contato com a superfície traseira 11 da bolacha apoiada 8. O restante da construço desta incorporaço é o mesmo que aquele da primeira incorporaço mostrada no FIGO. 7.

O FIG. 10 é uma opinio de plano que mostra o arranjo mostrado no FIGO. 9. Na segunda incorporaço, a superfície traseira de cada um (001) - bolacha é apoiada em três posições que correspondem a <010> <100>, <110> as orientações de cristal, estas posições que esto sendo espaçadas independentemente do centro da bolacha por uma distncia que corresponde a dois terços do raio da bolacha pela linha arqueada reparte 13 das barras de apoio 10 que estendem dos cargos 9. do apoio. Usando este barco da bolacha, vinte bolachas 8 de aproximadamente 30 cm (12 polegadas) foram empilhadas em tamanho uma sobre outra em um intervalo uniforme de 20 milímetros, e calor - tratado neste estado em uma atmosfera do nitrogênio em uma taxa ramping de 15° C./min. e em uma temperatura de 1,100° C. Quando um barco da bolacha da arte prévia foi usado, muitos deslizamentos de 30 milímetros e foram gerados acima nas regiões da bolacha apoiadas pelo waferboat. Com o barco da bolacha de acordo com esta incorporaço, nenhum deslizamento foi encontrado nas regiões da bolacha apoiadas pelo barco da bolacha.

Terceira incorporaço

O FIG. 11 é uma vista secional, em uma escala ampliada, mostrando uma peça fechada por um retngulo tracejado A em FIG. 6, isto é, mostrando a estrutura das parcelas de apoio do barco da bolacha de acordo com a terceira incorporaço. No barco 6 da bolacha para as bolachas de apoio 8, as barras de apoio 10 estendem lateralmente dos cargos 9 do apoio no lado da bolacha. Um anel 14 é fornecido tais que conecta as extremidades livres, isto é, extremidades internas das barras de apoio 10 e que está no contato plano com para trás surgir 11 de cada bolacha 8 nas posições espaçadas independentemente do centro da bolacha por uma distncia que corresponde a dois terços do raio da bolacha. Desta maneira, a integral do anel 14 com as barras de apoio 10 apoia a bolacha no contato plano com a superfície traseira da bolacha.

O FIG. 12 é uma opinio de plano que mostra o arranjo mostrado no FIGO. 11. Como mostrado, a parte traseira da bolacha é apoiada nas posições espaçadas independentemente do centro da bolacha por uma distncia que corresponde a dois terços do raio da bolacha pela integral do anel 14 com as barras de apoio 10 que estendem dos cargos 9. do apoio. Usando este waferboat, vinte bolachas 8 de aproximadamente 30 cm (12 polegadas) so apoiadas em tamanho uma acima de outra em um intervalo uniforme de 20 milímetros, e calor - tratado em uma atmosfera do nitrogênio em uma temperatura de 1,100° C. que foi alcançado em uma taxa ramping de 20° C./min. Quando um barco da bolacha da arte prévia foi usado, muitos deslizamentos de 30 milímetros e foram gerados acima nas regiões da bolacha apoiadas pelo barco da bolacha. Com o barco da bolacha de acordo com a incorporaço, nenhum deslizamento foi encontrado nas regiões da bolacha apoiadas pelo barco da bolacha.

Quando acima das incorporações referiu-se fornalha de difuso vertical, a invenço pode igualmente ser aplicado aos barcos da bolacha para fornalhas do crescimento do vapor.

Como foi descrito no antecedente, de acordo com a invenço, é possível suprimir a geraço do esforço causada pelo peso das bolachas, que forçam aumentos enquanto os dimetros so aumentados, assim eliminando os defeitos de cristal nos waferregions em contato com o barco da bolacha no tratamento térmico das bolachas em uma fornalha de difuso vertical ou em uma fornalha vertical do crescimento da fase de vapor. É assim possível eliminar efeitos adversos dos defeitos de cristal em características do dispositivo e para obter efeitos extremamente significativos para o dispositivo renda a melhoria.

É mais possível suprimir a geraço do deslizamento em regiões apoiadas do waferback que corresponde a 100! e 110! orientações de cristal. Os 100! a orientaço de cristal significa algum do <100> <010> <100>, e <010> as orientações de cristal e os 110! a orientaço de cristal significa algumas do <110> <110> <110>, e <110>das orientações de cristal.

Quando a invenço for descrita em suas incorporações preferidas, deve ser compreendida que as palavras que foram usadas so palavras da descriço um pouco do que a limitaço e que as mudanças dentro do alcance das reivindicações adicionadas podem ser feitas sem partir do espaço verdadeiro da invenço como definidas pelas reivindicações.