JP2007115785A - 薄板用支持容器 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体ウェハ、液晶板などの薄板を複数枚支持する容器について、側面板に設けられる開口部の面積を大きくする。
【解決手段】底板１４と、底板に平行な上板１６と、底板及び上板に対し直角に、かつ互いに平行に設けられた側面板２０とを備えている。第１側面板２０ａに、底板及び上板間の上下方向に、等しい配列ピッチで互いに間隙を空けて、及び、互いに平行に設けられた複数の第１鍔部２２ａを備えている。第２側面板２０ｂに、第１鍔部のそれぞれに一対一の関係で対向して設けられた複数の第２鍔部２２ｂを備えている。鍔部は、上板に平行な上面２３及び下面２４をそれぞれ有する平行平板状体であり、第１鍔部の上面および第１鍔部に対向する第２鍔部の上面は、同一平面内にあって、薄板を支持する支持面を構成している。第１及び第２側面板には、隣接する鍔部間の間隙に対応する位置に間隙と連通する開口部３６が形成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、薄板用支持容器に関するものである。

従来の、薄板用支持容器は、半導体ウェハ等の薄板を収納することを主目的として設計されている（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。このため、薄板用支持容器を設計するにあたり、温度サイクル槽など通気が発生するチャンバー内で用いられることは考慮されていない。従って、半導体ウェハを収納した薄板用支持容器をチャンバー内に導入した場合、薄板用支持容器の側面板がチャンバー内の通気を遮断する。

従来の薄板用支持容器の中には、側面板にスリットが入っているものもある。図４（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）を参照して、側面板にスリットが入っている薄板用支持容器の構造について説明する。

図４（Ａ）は、従来の薄板用支持容器の構造を概略的に示す斜視図である。薄板用支持容器（以下、単に容器と称することもある。）１１０は、底板１１４と、底板１１４に平行に設けられている上板１１６とを備えている。また、これらの底板１１４及び上板１１６に直角に、かつ、互いに平行に、一対の側面板１２０を備えている。

半導体ウェハは、図４（Ａ）中の矢印Ｉで示される方向に、容器１１０内に挿入されて、収納される。側面板１２０には、鍔部１２２が等間隔で設けられていて、当該鍔部１２２間に、半導体ウェハが差し込まれる。

図４（Ｂ）は、図４（Ａ）中の矢印Ｉが示す方向から見たときの、側面板１２０の一部を示す概略的側面図である。鍔部１２２は、６．３５ｍｍの配列ピッチＰで側面板１２０に取り付けられている。鍔部１２２は、側面板１２０に取り付けられている根元の部分（図４（Ｂ）中、符号Ａで示す部分）から、対向する側面板１２０に向かう丸みのある先端までにわたって上下方向の厚さが狭くなる、いわゆる山形の形状をしている。円形の半導体ウェハを容器１１０に挿入していくと、半導体ウェハは、鍔部１２２に、鍔部１２２の山形の形状の先端付近（図４（Ｂ）中、符号Ｂで示す部分）から接触する。鍔部１２２の山形の形状により、半導体ウェハが上下に位置ずれしていた場合であっても、上下に隣接する鍔部１２２と鍔部１２２の間の空間（以下、この鍔部間の空間をスロットと称することもある。）１３４に半導体ウェハが誘い込まれる。ここで、鍔部１２２の、根元の部分の厚さＤ１は４．３５ｍｍである。

図４（Ｃ）は、図４（Ａ）中、矢印ＩＩで示す方向から見たときの、側面板１２０の要部を示す概略的平面図である。側面板１２０のスロット１３４に対応する部分にスロットと連通するスリット１３６が設けられている。スリット１３６の大きさは、鍔部１２２の間隔に依存して定まる。ここでは、鍔部１２２の配列ピッチＰが６．３５ｍｍであり、及び、鍔部１２２の根元の部分の厚さＤ１が４．３５ｍｍであるので、上下の鍔部の根元の部分の間隔Ｄ２、すなわち、スロット１３４の上下方向の幅Ｄ２は２ｍｍとなる。従って、スリット１３６の最大幅は２ｍｍである。
特開平１０−１６３３０４号公報 特開平９−６４１６２号公報

しかしながら、温度サイクル試験など、急激な熱ストレスを必要とする試験では、側面板にスリットが設けられていない容器に、半導体ウェハを収納して、チャンバー内に導入すると、側面板が空気の流れを遮断してしまい、チャンバー内の通風の状態が悪くなる。図３（Ｂ）は、特許文献１又は２などに開示されている、側面板にスリットが設けられていない薄板用支持容器を用いた場合の、チャンバー内の様子を示す図である。

このように、温度サイクル試験に側面板にスリットが設けられていない薄板用支持容器を用いると、チャンバー内の温度分布に大きな影響を及ぼし、その結果として、誤差の大きい試験となってしまう。温度サイクル試験は、急激な温度の変化を目的としてなされる試験であり、チャンバー内の温度変化だけでは、半導体ウェハが設定条件通りの温度変化をしない。このため、本来の目的の試験ができない。

また、図４を参照して説明した、側面板にスリットが設けられている容器を用いる場合、スリットの最大幅は、鍔部の根元の部分の間隔である。このため、図４を参照して説明した構成では、スリットの大きさが充分ではなく、半導体ウェハに目的の温度の雰囲気を直接吹き付けることができない。ここで、鍔部の間隔を広げるために、鍔部の形状を維持したまま、鍔部の厚さを薄くしていくと、鍔部の半導体ウェハを支えるための強度が不足してしまう。

この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、この発明の目的は、側面板に設けられるスリットの面積を大きくすることにより、チャンバー内に導入しても、空気の流れを遮断せず、かつ、その内部に収納されている半導体ウェハなどの薄板に雰囲気を直接吹き付けることができる薄板用支持容器を提供することにある。

上述した目的を達成するために、薄板を支持する容器である、この発明の薄板用支持容器は、底板と、底板に平行な上板と、底板及び上板に対し直角に、かつ互いに平行に設けられた第１及び第２側面板とを備えている。この発明の薄板用支持容器は、第１側面板に、底板及び上板間の上下方向に、等しい配列ピッチで、互いに間隙を空けて、及び、互いに平行に設けられた複数の第１鍔部を備えている。また、第２側面板に、第１鍔部のそれぞれに一対一の関係で対向して設けられた複数の第２鍔部を備えている。

第１及び第２鍔部は、上板に平行な上面および下面をそれぞれ有する平行平板状体であり、第１鍔部の上面および第１鍔部に対向する第２鍔部の上面は、同一平面内にあって、薄板を支持する支持面を構成している。

さらに、第１側面板は、隣接する第１鍔部間の間隙に対応する位置に間隙と連通する第１開口部が形成されており、及び、第２側面板は、隣接する第２鍔部間の間隙に対応する位置に間隙と連通する第２開口部が形成されている。

この発明の薄板用支持容器によれば、鍔部間の配列ピッチが等しい場合に、鍔部をその上面と下面とが互いに平行な板状に形成することにより、鍔部の強度を維持したまま、鍔部の上下間の間隙を大きくすることができる。このため、側面板の、鍔部間に対応する部分に設けられるスリットの上下方向のスリット幅を、従来の薄板用支持容器よりも大きくできる。

この結果、温度サイクル試験など、急激な熱ストレスを必要とする試験において、チャンバー内の通風の状態が悪くすることなく、また、薄板用支持容器に収納される薄板に対して設定条件通りの温度変化をさせることができる。

以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、この発明が理解できる程度に構成要素の形状、大きさ及び配置関係を概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、各構成の数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されない。

図１及び図２を参照して、この発明の薄板用支持容器について説明する。この発明の薄板用支持容器は、半導体ウェハ、液晶板などの薄板を複数枚支持して収納する容器である。以下の説明では、薄板として半導体ウェハを例にとって説明するが、薄板は、何ら半導体ウェハに限定されるものではない。

図１（Ａ）は、この発明の薄板用支持容器１０の構造を概略的に示す斜視図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）中の矢印Ｉが示す方向を見たときの、側面板２０を示す概略的な部分側面図である。図１（Ｃ）は、図１（Ａ）中の矢印ＩＩが示す方向を見たときの、側面板２０を示す概略的な部分側面図である。

薄板用支持容器（以下、単に容器と称することもある。）１０は、底板１４と、底板１４に平行に設けられている上板１６を備えている。また、これらの底板１４及び上板１６に直角に、かつ、互いに平行に第１側面板２０ａ及び第２側面板２０ｂが対向して設けられている。

第１側面板２０ａに、底板１４及び上板１６間の上下方向に、等しい配列ピッチＰで、互いに間隙を空けて、及び、互いに平行に設けられた複数の第１鍔部２２ａが設けられている。また、第２側面板２０ｂに、第１鍔部２２ａのそれぞれに一対一の関係で対向して設けられた複数の第２鍔部２２ｂを備えている。以下の説明では、第１側面板２０ａ及び第２側面板２０ｂを側面板２０と総称し、また、第１鍔部２２ａ及び第２鍔部２２ｂを鍔部２２と総称することもある。

ここで説明する構成例では、この第１鍔部２２ａ及び第２鍔部２２ｂは、容器１０の内部でウェハを支持するための本体部２６と、ウェハを容器１０内へ案内して導入するための案内部２８とで構成されているのが良い。なお、この場合は、本体部２６の上面２３及び下面２４が、鍔部２２の上面及び下面に該当する。

鍔部２２は、底板１４に平行な上面２３及び下面２４をそれぞれ有する平行平板状体である。第１鍔部２２ａの上面と、第１鍔部２２ａに対向する第２鍔部２２ｂの上面とは、同一平面内にあって、薄板を支持する支持面を構成している。

さらに、側面板２０は、隣接する鍔部２２間の間隙（以下、この鍔部間の間隙をスロットと称することもある。）３４に対応する位置に間隙と連通する細長の開口部（以下、スリットと称することもある。）３６が形成されている。

ウェハは、図１（Ａ）中の矢印Ｉで示す方向に、容器１０内に挿入される。容器１０内に挿入されたウェハは、側面板２０に設けられた上下方向に隣接する鍔部２２と鍔部２２の間のスロット３４に差し込まれるように導入されて、当該鍔部２２により支持される。一対の側面板２０のそれぞれに設けられた鍔部２２は、その底板１４から上板１６に向かう方向の位置を揃えて形成される。すなわち、第１側面板２０ａに設けられた第１鍔部２２ａと、第２側面板２０ｂに第１鍔部２２ａと対向して設けられている第２鍔部２２ｂは、それぞれの鍔部２２の上面及び下面が、それぞれ、同一平面に含まれるように、それぞれ位置決めされている。従って、容器１０内に挿入されるウェハは、底板１４及び上板１６に平行に支持される。また、鍔部２２は、複数設けられているので、それぞれのスロット３４にウェハを差し込むことによって、容器１０内にウェハが複数枚支持される。なお、図１（Ａ）では、図を見やすくするため、一対の側面板のそれぞれに６つの鍔部２２を備えて、５枚のウェハを収納できる図を示しているが、鍔部２２の個数は、任意好適にすることができる。例えば、１ロットに属するウェハが２５枚の場合は、鍔部２２をそれぞれ２６個備えて、２５枚のウェハを収納できる構成にするのが好適である。

鍔部２２の底板１４から上板１６に向かう方向の配列ピッチＰは、従来と同様に６．３５ｍｍである。この配列ピッチＰは、ＳＥＭＩ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）規格で定められている。側面板２０の、鍔部２２が設けられていない部分、すなわち、スロット３４に対応する部分には、スロット３４に連通するスリット３６が設けられている。このスリット３６を、図１（Ａ）に示す矢印Ｉの方向に沿って一本の長尺のスリットとして設ける代わりに、１つの側面板２０の各スロット３４に対して、複数個の短尺のスリット３６として、互いに離間して設けている。このように、スリット３６間に側面板２０の部分を残すことにより、側面板２０の強度を維持することができる。

ここで、鍔部２２と鍔部２２の間隙Ｄ４、すなわち、スロット３４の幅は、広ければ広いほど、スリット３６の最大幅を大きくすることができるので、温度サイクル試験でのウェハに対する冷熱の効果が優れ、及び、チャンバー内の通風の状態を良好にできる。また、スロット３４の幅が広ければ広いほど、ウェハを挿入する際に上下に位置ずれが発生した場合の、スロット３４へのウェハの導入にとって優位になる。一方、ウェハを支える鍔部２２の強度を考えると、板状に形成された鍔部２２の厚さＤ３は厚いほうが良い。例えば、厚さ０．７２５ｍｍのウェハを支持するためには、鍔部の厚さＤ３は２ｍｍ以上必要になる。鍔部２２の配列ピッチＰが６．３５ｍｍであるので、鍔部の厚さＤ３を２ｍｍにすると、根元の部分（図１（Ｂ）中、符号Ａで示す部分）での鍔部２２の間隔Ｄ４は４．３５ｍｍとなる。従って、スリット３６の最大開口幅を４．３５ｍｍにすることができる。また、ウェハに充分な冷熱風を当てるためには、ウェハの４倍程度の開口幅が必要になる。厚さ０．７２５ｍｍのウェハを支持する際には、開口幅は０．７２５ｍｍの４倍の２．９０ｍｍ以上必要となる。最大開口幅、すなわち、鍔部２２の間隔Ｄ４を２．９０ｍｍにすると、鍔部の厚さＤ３は３．４５ｍｍになる。従って、鍔部の厚さは、２ｍｍ以上３．４５ｍｍ以下にするのが好適であり、鍔部の厚さＤ３を３ｍｍ、及び、スリット３６の最大開口幅を３．３５ｍｍにするのがさらに好適である。

また、既に説明したように、鍔部２２は、本体部２６とこれと連続的に一体形成された案内部２８とを有している（図１（Ａ）及び（Ｃ））。案内部２８は、容器１０にウェハを導入する挿入口側に設けられている。この案内部２８は、本体部２６からその先端に向かって先細となるように、すなわち、容器１０の内部から挿入口に向かう方向（図１（Ａ）中の矢印Ｉと反対方向）にテーパを有する、案内部２８を構成している。この挿入口付近に設けられた案内部２８により、上下に位置ずれが発生したウェハであっても、鍔部２２間すなわち本体部２６間のスロット２４にウェハを誘い込むことができる。図中、矢印Ｉの方向に、容器１０内に挿入されたウェハは、ストッパ３０によって矢印Ｉに沿った方向の位置が定められる。なお、案内部２８の先端（図１（Ｃ）中、符号Ｃで示す部分）は、機械的な強度の観点からその厚さを１ｍｍとしている。

ここでは、案内部２８の、図１（Ｃ）中の矢印Ｉの方向に沿った長さであるテーパ距離Ｌを、鍔部２２の厚さＤ３（＝３ｍｍ）に対して２倍の６ｍｍにしている。この結果、容器１０内に収納されるウェハが支持されている面である基準面（鍔部の上面が形成する面）からのテーパの角度αは、上下方向にそれぞれ約９．５度になる。例えば、直径が２００ｍｍのウェハを基準面から９．５度傾けると、高さ方向の最大高低差は約３３ｍｍになる。通常のプロセスにおいては、容器への挿入時のウェハの高低差は、３０ｍｍ以内であるので、９．５度のテーパ角度αを有する案内部２８により、充分に、各スロット３４にウェハを誘い込むことができる。一方、テーパ角度αを小さくすると、各スロット３４へのウェハの誘い込みの効果が低減されてしまう。従って、テーパ角度αを、約９．５度にするのが好適である。なお、上述した構成例では、鍔部２２を本体部２６と案内部２８とで構成されているが、設計によっては、案内部２８を設けずに、本体部２６だけで構成しても良い。

図２（Ａ）は、ウェハ５０が容器１０に収納される様子を示す図であって、上板１６を取り外した状態での、概略的平面図である。

図２（Ｂ）は、ウェハ５０が容器１０に収納される様子を示す図であって、図１（Ａ）中の矢印Ｉの方向から見た概略的な側面図である。図２（Ｂ）に示されるように、容器１０内にウェハ５０が複数枚、それぞれ平行に支持されている。

図３を参照して、温度サイクル試験におけるチャンバー内の様子について説明する。図３（Ａ）は、この発明の薄板用支持容器１０を用いた場合の、チャンバー内の様子を示す図であり、図３（Ｂ）は、従来の薄板用支持容器を用いた場合の、チャンバー内の様子を示す図である。図３（Ａ）の矢印ＩＩＩ及び、図３（Ｂ）の矢印ＩＶは、それぞれ、チャンバー内での冷風又は温風などの通風を示している。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、図２（Ａ）と同様に、容器の上板１６を取り外した状態での、概略的な平面図として示している。また、図３（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ２つの薄板用支持容器を並べた状態を示している。

この発明の薄板用支持容器によれば、鍔部を板状に形成することにより、鍔部の間隔を、図４を参照して説明した従来の薄板用支持容器に比べて大きくすることができる。このため、側面板の、鍔部間に対応する部分に設けられる開口部の面積を従来の薄板用支持容器よりも大きくできる。

従来の薄板用支持容器を用いると、側面板に充分な大きさの開口部がないため、容器の側面板がチャンバー内の通気を遮断してしまう。従って、それぞれのウェハに温風又は冷風が直接吹き付けられることがなく、その結果、ウェハが設定条件通りの温度変化をしない。

これに対し、この発明の薄板用支持容器を用いると、側面板に充分な大きさの開口部があるため、容器の側面板がチャンバー内の通気を遮断することがない。従って、それぞれのウェハに温風又は冷風が直接吹き付けることができ、その結果、ウェハに対して、設定条件通りの温度変化をさせることが可能になる。

この発明の薄板用支持容器を説明するための概略構成図（その１）である この発明の薄板用支持容器を説明するための概略構成図（その２）である 温度サイクル試験を説明するための概略構成図である 従来の薄板用支持容器を説明するための概略構成図である

符号の説明

１０、１１０ 薄板用支持容器
１４、１１４ 底板
１６、１１６ 上板
２０、１２０ 側面板
２２、１２２ 鍔部
２３ 上面
２４ 下面
２６ 本体部
２８ 案内部
３０、１３０ ストッパ
３４、１３４ スロット
３６、１３６ スリット
５０ ウェハ

Claims (8)

1. 底板と、
   該底板に平行な上板と、
   該底板及び上板に対しそれぞれ直角に、かつ互いに平行に設けられた第１及び第２側面板とを備える、薄板を支持するための容器であって、
   該第１側面板に、前記底板及び上板間の上下方向に等しい配列ピッチで、互いに間隙を空けて、及び、互いに平行に設けられた複数の第１鍔部と、
   前記第２側面板に、該第１鍔部のそれぞれに一対一の関係で対向して設けられた複数の第２鍔部とを備え、
   前記第１及び第２鍔部は、前記上板に平行な上面および下面をそれぞれ有する平行平板状体であり、
   前記第１鍔部の上面および該第１鍔部に対向する第２鍔部の上面は、同一平面内にあって、前記薄板を支持する支持面を構成しており、
   さらに、前記第１側面板は、隣接する第１鍔部間の間隙に対応する位置に該間隙と連通する第１開口部が形成されており、及び、
   前記第２側面板は、隣接する第２鍔部間の間隙に対応する位置に該間隙と連通する第２開口部が形成されている
   ことを特徴とする薄板用支持容器。
2. 請求項１に記載の薄板用支持容器において、
   前記配列ピッチを６．３５ｍｍとし、
   前記鍔部の厚みを２ｍｍ以上３．４５ｍｍ以下としてある
   ことを特徴とする薄板用支持容器。
3. 請求項１に記載の薄板用支持容器において、
   前記配列ピッチを６．３５ｍｍとし、
   前記鍔部の厚みを３ｍｍとしてある
   ことを特徴とする薄板用支持容器。
4. 請求項１に記載の薄板用支持容器において、
   前記第１及び第２鍔部は、それぞれ、平行平板状の本体部と、該本体部と一体的に連続して設けられていて、前記支持容器に挿入された前記薄板を前記本体部へと案内するための案内部とによって構成してあり、
   該案内部は、前記本体部側から先端へと先細となる案内部として形成されている
   ことを特徴とする薄板用支持容器。
5. 請求項４に記載の薄板用支持容器において、
   前記配列ピッチを６．３５ｍｍとし、
   前記鍔部の本体部の厚みを２ｍｍ以上３．４５ｍｍ以下としてある
   ことを特徴とする薄板用支持容器。
6. 請求項４に記載の薄板用支持容器において、
   前記配列ピッチを６．３５ｍｍとし、
   前記鍔部の本体部の厚みを３ｍｍとしてある
   ことを特徴とする薄板用支持容器。
7. 請求項４〜６のいずれか一項に記載の薄板用支持容器において、
   前記案内部の前記本体部の上面及び下面に対するテーパ角度をそれぞれ９．５度としてある
   ことを特徴とする薄板用支持容器。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の薄板用支持容器であって、
   前記薄板を半導体ウェハとする
   ことを特徴とする薄板用支持容器。

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