DE4340287A1 - Vertikales Schiffchen - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein vertikales Schiffchen (Boot) zum
Halten einer Vielzahl von Halbleiterplättchen (Wafers), das
zwei Endglieder aufweist und eine Vielzahl von Stützgliedern,
die vertikal auf den Endgliedern angebracht sind.
In einem Oxidations- und/oder Diffusionsprozeß wird ein mit
einer Vielzahl von Halbleiterplättchen beladenes Schiffchen
(Waferboot) für Plättchen in einen Diffusionsofen überführt
und die Plättchen werden einer vorbestimmten Wärmebehandlung
unterzogen.
Es wird je nach Art des Diffusionsofens ein vertikales
Schiffchen oder ein horizontales Schiffchen ausgewählt.
Ein übliches vertikales Schiffchen ist in Fig. 1 dargestellt,
das zwei Endplatten (nicht gezeigt) und eine Vielzahl, zum
Beispiel vier, vertikale Stützstäbe 2 aufweist, die auf den
Endplatten angebracht sind. Eine Vielzahl von Plättchen 1
werden in horizontaler oder etwas geneigter Weise auf dem
vertikalen Schiffchen gehalten. Eine Vielzahl von Schlitzen
2a sind auf dem Stützglied 2 in einem bestimmten Abstand zum
Halten von Halbleiterplättchen 1 ausgebildet.
In Fig. 1 ist jeder Stützstab 2 zum Zwecke des leichteren
Verständnisses übertrieben dick dargestellt, er ist jedoch
tatsächlich dünn.
In dem üblichen vertikalen Schiffchen weisen, normalerweise,
alle Stützglieder 2 im Querschnitt dieselbe Konfiguration
auf. Das Stützglied 2 ist beispielsweise ein dreieckiger
Stab oder ein rechteckiger Stab. Jeder auf einem solchen
Stabglied gebildete Schlitz 2a weist einen relativ kleinen
Stützbereich zum Stützen des Plättchens 1 auf. Der Stützbe
reich besitzt nur eine geringe Ausdehnung in Richtung des
Umfanges des Plättchens 1. Zwei vordere Stützglieder sind
normalerweise an den beiden Enden des Durchmessers von Plätt
chen 1 senkrecht zur Einführrichtung X des Plättchens ange
ordnet.
Während Wärmebehandlungen werden nicht nur die Plättchen 1,
sondern auch das Schiffchen, unabhängig von seiner Form, auf
eine hohe Temperatur erhitzt. Je größer das Plättchen 1 ist,
je mehr neigt es dazu, daß es sich durch sein eigenes Gewicht
verbiegt (durchbiegt), wenn es auf eine hohe Temperatur
erhitzt wird.
Wenn das Plättchen richtig auf die Stützglieder 2 des übli
chen Schiffchens gesetzt ist, beträgt der Winkel, der zwi
schen der Einführrichtung X des Plättchens und einer Linie,
die eine Vorderkante des vorderen Stützgliedes mit dem
Schwerpunkt des Plättchens 1 verbindet, ungefähr 90 Grad oder
höchstens einige Grad mehr als 90 Grad.
In einer solchen Anordnung ist der Schwerpunkt des Plättchens
1 annähernd zwischen den Vorderkanten der beiden vorderen
Stützglieder 2 oder ihrer Nachbarschaft angeordnet, so daß
die Last der Plättchen auf die beiden vorderen Stützglieder
gerichtet ist. In der Folge teilen sich die beiden vorderen
Stützglieder beispielsweise 70 bis 90% des Gewichts der
Plättchen.
Je größer daher die Plättchen sind, je häufiger wird ein Ver
schieben ausgelöst. Verschieben wird durch Lastkonzentration,
insbesondere in dem Bereich, der mit den Stützgliedern 2 ver
bunden ist, bewirkt. Verschieben bedeutet Kristalldefekt oder
Kristallversetzung.
Dagegen offenbart das offengelegte japanische Gebrauchsmuster
Nr. 62-128633 ein Schiffchen, das auf Stützstäben fixierte
kreisbogenförmige Platten aufweist, worin die Ladungslast des
großen Plättchens etwas entspannt werden kann. Dieses Schiff
chen ist jedoch teuer, weil die kreisbogenförmige Platte eine
sehr genaue Oberfläche aufweisen muß, auf die das Plättchen
anzuordnen ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein vertikales
Schiffchen zur Verfügung zu stellen, bei dem keine Gleitver
schiebung ausgelöst wird und ein Verbiegen (Durchbiegen) des
Plättchens beträchtlich verringert ist, sogar wenn große
Plättchen darauf gehalten werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein vertikales Schiff
chen zum Halten einer Vielzahl von Halbleiterplättchen zur
Verfügung gestellt, das zwei Endglieder aufweist, die am obe
ren und unteren Ende des vertikalen Schiffchens angeordnet
sind und eine Vielzahl von Stützgliedern, die vertikal auf
den Endgliedern angebracht sind, wobei die Stützglieder zwei
vordere Stützglieder umfassen, die auf der Plättcheneinführ
seite angeordnet sind und mindestens ein auf der Rückseite
des Schiffchens angeordnetes hinteres Stützglied, wobei jedes
Stützglied eine Reihe von darauf in einem bestimmten Abstand
ausgebildeten Schlitzen besitzt und eine Reihe von durch die
Schlitze definierten Stützbereichen zum Stützen der Halblei
terplättchen, worin das vordere Stützglied im allgemeinen
durch eine kreisbogenförmige Platte gebildet ist und worin
jeder zwischen der Einführrichtung der Plättchen und einer
Linie, die das vordere Ende des Stützbereiches des vorderen
Stützgliedes mit der Mitte des Plättchens verbindet, gebil
dete Winkel 100 Grad oder mehr beträgt.
Wenn Halbleiterplättchen richtig auf dem erfindungsgemäßen
vertikalen Schiffchen angeordnet sind, beträgt jeder zwischen
der Einführrichtung des Plättchens und einer Linie, die das
vordere Ende des Stützbereiches mit der Mitte des Plättchens
verbindet, gebildete Winkel 100 Grad oder mehr, wodurch der
Schwerpunkt des Plättchens einigermaßen innerhalb der Linie,
die zwei vordere Enden der Stützbereiche der vorderen Stütz
glieder verbindet, angeordnet ist. Als Folge kann die Last
konzentration auf dem Plättchen verringert werden und Defekte
des Plättchens, zum Beispiel Gleitverschiebungen, können ver
hindert werden.
Wenn jeder zwischen der Einführrichtung des Plättchens und
einer Linie, die das vordere Ende des vorderen Stützbereiches
mit der Mitte des Plättchens verbindet, gebildete Winkel we
niger als 100 Grad beträgt, kann die Lastkonzentration auf
dem Plättchen nicht ausreichend verringert werden. Jeder Win
kel beträgt bevorzugt 115 Grad oder mehr.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines verti
kalen Schiffchens aus dem Stand der Technik,
Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer ersten
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen vertikalen
Schiffchens, und
Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer zwei
ten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform eines vertikalen
Schiffchens gemäß der vorliegenden Erfindung. Das vertikale
Schiffchen weist zwei Endglieder (nicht gezeigt) auf, die
oben und unten am Schiffchen angeordnet sind und vier Stütz
glieder 3, 4, die vertikal auf den Endgliedern angeordnet
sind. Die Stützglieder bestehen aus zwei vorderen Stützglie
dern 3, 3 und zwei hinteren Stützgliedern 4, 4. Die vorderen
Stützglieder 3, 3 sind auf der Plättcheneinführseite des
Schiffchens angeordnet. Die hinteren Stützglieder 4, 4 sind
auf der Rückseite des Schiffchens angeordnet. Die vorderen
Stützglieder 3, 3 sind im allgemeinen durch dieselben kreis
bogenförmigen Platten gebildet. Das hintere Stützglied 4 ist
durch dieselbe kreisbogenförmige Platte gebildet wie das vor
dere Glied 3, während das hintere Stützglied 4 einen kleine
ren Umfangswinkel aufweist als das vordere Stützglied 3. Mit
anderen Worten, die Stützglieder 3 und 4 besitzen denselben
Krümmungsradius, aber unterschiedliche Breite.
Eine Reihe von Schlitzen 3a, 4a sind auf den vorderen bzw.
hinteren Stützgliedern 3, 4 in einem bestimmten Abstand aus
gebildet. Eine Reihe von vorderen Stützbereichen und eine
Reihe von hinteren Stützbereichen zum Stützen der Plättchen 1
sind durch die Schlitze 3a, 4a auf den vorderen bzw. hinteren
Stützgliedern 3, 4 definiert.
Der Schlitz 3a des vorderen Stützgliedes 3 und der Schlitz
4a des hinteren Stützgliedes 4 weisen unterschiedliche Formen
auf. Der untere Teil von Schlitz 3a ist parallel zur Einführ
richtung X des Plättchens. Dadurch berührt der untere Teil
von Schlitz 3a das Plättchen 1 im wesentlichen auf der Ebene,
die die Mittelachse des Schiffchens einschließt und senkrecht
zur Einführrichtung X des Plättchens. Während der Schlitz 4a
des hinteren Stützgliedes 4 einen kreisbogenförmigen unteren
Teil besitzt, der dem Randkreis des Plättchens 1 entspricht.
Das Plättchen 1 ist in der Weise auf dem Schiffchen angeord
net, daß seine Mitte 1a im wesentlichen in der Mittelachse
des Schiffchens angeordnet ist.
Wenn das Plättchen 1 richtig auf dem vertikalen Schiffchen
angeordnet ist, beträgt jeder Winkel A, B, der zwischen der
Einführrichtung X des Plättchens und einer Linie, die das
vordere Ende 3b des vorderen Stützbereiches des vorderen
Stützgliedes 3 mit der Mitte 1a des Plättchens 1 verbindet,
gebildet ist, ungefähr 118 Grad.
Das Stützglied 3, 4 ist durch eine kreisbogenförmige Platte
gebildet, die einen Umfangswinkel von 30 bis 40 Grad um die
Mitte 1a des Plättchens 1 in Fig. 2 aufweist. Der Schlitz 3a,
4a besitzt eine Tiefe von 3-7 mm. Nicht nur die Stützglieder
3, 4 , sondern auch die Schlitze 3a, 4a sind symmetrisch in
Bezug auf die Ebene, die die Mittelachse des Schiffchens um
faßt und parallel zur Einführrichtung X des Plättchens.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform gemäß der vorliegen
den Erfindung.
Zwei Endglieder 5 sind am oberen und unteren Ende des verti
kalen Schiffchens angeordnet, jedoch ist in Fig. 3 nur das
untere Endglied 5 gezeigt. Vier Stützglieder 3, 4 sind verti
kal auf den Endgliedern 5 angebracht, so daß sie parallel zu
einander sind. Ein Paar vordere Stützglieder 3, 3 sind auf
der Plättcheneinführseite; angeordnet und das andere Paar hin
tere Stützglieder 4, 4 sind an der Rückseite des Schiffchens
angeordnet. Zwei vordere Stützglieder 3 sind so angeordnet,
daß sie einander gegenüberstehen, wobei die Plättchen 1 da
zwischen liegen. Zwei hintere Stützglieder 4 sind so angeord
net, daß sie der Mitte 1a des Plättchens 1 gegenüberstehen.
Jedes Stützglied 3, 4 besitzt eine konstante Dicke. Der
innere und äußere Umfang der Stützglieder 3, 4 sind fast
konzentrisch zum Rand des Plättchens 1.
Eine Reihe von Schlitzen 3a sind auf dem vorderen Stützglied
3 ausgebildet. Die unteren Teile der Schlitze sind parallel
zur Einführrichtung X der Plättchen angeordnet, in der Weise,
daß das auf das Schiffchen gesetzte Plättchen 1 die unteren
Teile der Schlitze berührt. Durch die Schlitze 3a sind eine
Reihe von vorderen Stützbereichen zum Stützen der Plättchen 1
definiert.
Das hintere Stützglied 4 ist durch eine relativ enge kreis
bogenförmige Platte gebildet, so daß eine leichtgewichtige
Konstruktion geschaffen wird. Eine Reihe von Schlitzen 4a
sind auf dem hinteren Stützglied 4 ausgebildet. Der Schlitz
4a ist bogenförmig und entspricht dem Rand des Plättchens 1.
Eine Reihe von hinteren Stützbereichen ist durch die Schlitze
4a zum Stützen des Plättchens 1 definiert.
Wenn das Plättchen 1 richtig auf dem vertikalen Schiffchen
von Fig. 3 angeordnet ist, beträgt jeder Winkel A, B, der
zwischen der Einführrichtung X des Plättchens und einer
Linie, die die Vorderkante 3b des vorderen Stützbereiches mit
der Mitte 1a des Plättchens verbindet, gebildet ist, ungefähr
120 Grad.
Das vordere Stützglied 3 ist durch eine kreisbogenförmige
Platte mit einer Breite von 64 mm gebildet. Sein Umfangswin
kel C um die Mitte 1a des Plättchens 1 beträgt ungefähr 36
Grad. Die Schlitze 3a besitzen eine Tiefe von 3-10 mm. Das
hintere Stützglied 4 ist durch eine kreisbogenförmige Platte
mit einer Breite von 30 mm gebildet. Die Schlitze 4a besitzen
eine Tiefe von 3-10 mm.
Nicht nur die Stützglieder 3, 4, sondern auch die Schlitze
3a, 4a sind symmetrisch in Bezug auf die Ebene, die die Mit
telachse des Schiffchens umfaßt und parallel zur Einführrich
tung X des Plättchens.
In Fig. 3 betragen die Winkel D, E, F, G, H beispielsweise
ungefähr 90, 30, 33, 17 bzw. 3 Grad.
Die Stützglieder 3, 4 können in den folgenden Schritten ge
bildet werden. Zunächst wird ein Rohrglied vertikal geteilt,
so daß eine kreisbogenförmige Platte mit einem bestimmten
Umfangswinkel geschaffen wird. Der Außendurchmesser des Rohr
gliedes ist größer als der Durchmesser des Plättchens 1 und
der Innendurchmesser ist kleiner als der Durchmesser des
Plättchens 1. Eine Reihe von Schlitzen 3a, 4a werden auf den
kreisbogenförmigen Platten zum Halten einer bestimmten Anzahl
von Plättchen ausgebildet. Durch die Schlitze 3a, 4a werden
eine Reihe von Stützbereichen auf den Stützgliedern 3 bzw. 4
definiert. Danach werden die Stützglieder auf den Endgliedern
fixiert. Die Schlitze können jedoch gebildet werden, nachdem
die Stützglieder auf den Endgliedern fixiert sind.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebenen
Ausführungsformen beschränkt. Die hinteren Stützglieder 4, 4
können beispielsweise durch ein Stützglied ersetzt werden. Es
kann eine runde Stange sein. Die Winkel A, B können jeweils
unterschiedlich sein.
Die Schlitze 3a der vorderen Stützglieder 3 sind in den Aus
führungsformen der Fig. 2 und 3 parallel zur Einführrich
tung X des Plättchens, jedoch können die Schlitze 3a nach
außen erweitert sein.
Tabelle 1 zeigt Werte von Belastung und Verschiebung des auf
das vertikale Schiffchen angeordneten Plättchens, die sowohl
für die Fälle der vorliegenden Erfindung wie für den Stand
der Technik durch computergestützte Simulation berechnet
wurden. Nach Tabelle 1 sind Belastung und Verschiebung des
Plättchens für den Fall der vorliegenden Erfindung viel ge
ringer als im Stand der Technik.
Es wird angenommen, daß die maximale Hauptlast, Radiallast
und Umfangslast auf der Oberfläche des Plättchens erzeugt
werden.
Claims (11)
1. Vertikales Schiffchen zum Halten einer Vielzahl von
Halbleiterplättchen umfassend:
zwei Endglieder (5), die am oberen und unteren Ende des vertikalen Schiffchens angeordnet sind, und
eine Vielzahl von Stützgliedern (3, 4), die vertikal auf den Endgliedern (5) angebracht sind, wobei die Stütz glieder (3, 4) zwei vordere Stützglieder (3) umfassen, die auf der Einführseite des Plättchens angeordnet sind, und mindestens ein auf der Rückseite des Schiffchens an geordnetes hinteres Stützglied (4), wobei jedes Stütz glied (3, 4) eine Reihe von darauf in einem bestimmten Abstand gebildeten Schlitzen (3a, 4a) und eine Reihe von durch die Schlitze (3a, 4a) definierten Stützberei chen zum Stützen von Halbleiterplättchen (1) aufweist,
worin das vordere Stützglied (3) allgemein durch eine kreisbogenförmige Platte gebildet ist,
und worin jeder Winkel (A, B), der zwischen der Einführ richtung (X) des Plättchens und einer Linie, die das vordere Ende (3b) des Stützbereiches des vorderen Stütz gliedes (3) mit der Mitte (1a) des Plättchens (1) ver bindet, gebildet ist, 100 Grad oder mehr beträgt.
zwei Endglieder (5), die am oberen und unteren Ende des vertikalen Schiffchens angeordnet sind, und
eine Vielzahl von Stützgliedern (3, 4), die vertikal auf den Endgliedern (5) angebracht sind, wobei die Stütz glieder (3, 4) zwei vordere Stützglieder (3) umfassen, die auf der Einführseite des Plättchens angeordnet sind, und mindestens ein auf der Rückseite des Schiffchens an geordnetes hinteres Stützglied (4), wobei jedes Stütz glied (3, 4) eine Reihe von darauf in einem bestimmten Abstand gebildeten Schlitzen (3a, 4a) und eine Reihe von durch die Schlitze (3a, 4a) definierten Stützberei chen zum Stützen von Halbleiterplättchen (1) aufweist,
worin das vordere Stützglied (3) allgemein durch eine kreisbogenförmige Platte gebildet ist,
und worin jeder Winkel (A, B), der zwischen der Einführ richtung (X) des Plättchens und einer Linie, die das vordere Ende (3b) des Stützbereiches des vorderen Stütz gliedes (3) mit der Mitte (1a) des Plättchens (1) ver bindet, gebildet ist, 100 Grad oder mehr beträgt.
2. Vertikales Schiffchen nach Anspruch 1, worin jeder Win
kel (A, B) 115 Grad oder mehr beträgt.
3. Vertikales Schiffchen nach Anspruch 1 oder 2, worin die
Winkel (A, B) im wesentlichen gleich sind.
4. Vertikales Schiffchen nach Anspruch 1 oder 2, worin die
Winkel (A, B) voneinander verschieden sind.
5. Vertikales Schiffchen nach einem der vorhergehenden An
sprüche, worin die Schlitze (3a) des vorderen Stützglie
des (3) parallel zur Einführrichtung (X) des Plättchens
sind.
6. Vertikales Schiffchen nach einem der vorhergehenden An
sprüche, worin die Schlitze (3a) des vorderen Stützglie
des (3) so ausgebildet sind, daß sie sich nach außen
öffnen.
7. Vertikales Schiffchen nach einem der vorhergehenden An
sprüche, worin mindestens ein hinteres Stützglied (4)
allgemein durch eine kreisbogenförmige Platte gebildet
ist.
8. Vertikales Schiffchen nach einem der vorhergehenden An
sprüche, worin das hintere Stützglied (4) durch ein
Stabglied gebildet ist, das aus der Gruppe von Rundstab,
Vierkantstab und Dreikantstab ausgewählt ist.
9. Vertikales Schiffchen nach einem der vorhergehenden An
sprüche, worin das vertikale Schiffchen mit zwei hinte
ren Stützgliedern (4, 4) versehen ist.
10. Vertikales Schiffchen nach einem der vorhergehenden An
sprüche, worin die Stützglieder (3, 4) auf den Endglie
dern (5) so angebracht sind, daß sie symmetrisch in
Bezug auf die vertikale Ebene, die die Mitte (1a) des
Plättchens (1) einschließt, und parallel zur Einführ
richtung (X) des Plättchens sind.
11. Vertikales Schiffchen nach einem der vorhergehenden An
sprüche, worin die Schlitze (3a, 4a) so ausgebildet
sind, daß sie symmetrisch in Bezug auf die vertikale
Ebene, die die Mitte (1a) des Plättchens (1) ein
schließt, und parallel zur Einführrichtung (X) des
Plättchens sind.
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