JP3171789U

JP3171789U - Vertical wafer boat

Info

Publication number: JP3171789U
Application number: JP2011005185U
Authority: JP
Inventors: 文明斎藤; 寧司深澤; 寿弥佐々木
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2011-09-05
Filing date: 2011-09-05
Publication date: 2011-11-17
Anticipated expiration: 2021-09-05

Abstract

【課題】大口径ウエハを搭載・支持しても、自重によりウエハに発生する応力を低減し、ウエハスリップ等を低減して歩留まりを向上させることができる縦型ウエハボードを提供する。
【解決手段】天板と、天板に対向して配置された底板と、天板と底板の間に立設された２本以上の支柱と、各支柱から水平方向に突出された７本以上の支持アームからなる支持アーム群の複数段を備える。支持アームは、支持アーム本体の先端に支持部を備え、各段７本以上の支持アームの少なくとも１本は、支持部の形状が略円形であり、かつ略円形の支持部の直径が支持アーム本体の幅より大きい。
【選択図】図２Provided is a vertical wafer board capable of reducing yield stress by reducing stress generated on the wafer by its own weight even when a large-diameter wafer is mounted and supported, and reducing wafer slip and the like.
SOLUTION: A top plate, a bottom plate disposed opposite to the top plate, two or more support columns erected between the top plate and the bottom plate, and seven or more projecting horizontally from each support column A plurality of stages of a support arm group including a plurality of support arms. The support arm is provided with a support portion at the tip of the support arm body, and at least one of the support arms having seven or more steps each has a substantially circular shape, and the diameter of the substantially circular support portion is the support arm. Greater than body width.
[Selection] Figure 2

Description

本考案は、縦型ウエハボートに係わり、特に、半導体ウエハを搭載し支持する縦型ウエハボートに関する。 The present invention relates to a vertical wafer boat, and more particularly to a vertical wafer boat for mounting and supporting semiconductor wafers.

半導体デバイスの製造工程において、半導体ウエハの酸化・拡散処理のために、あるいはＬＰ−ＣＶＤによる薄膜形成のために、多数の半導体ウエハを積載して加熱炉等の内部に搬入するＳｉ−ＳｉＣ製等の縦型ウエハボートが用いられている。なお、以下の記載において、「半導体ウエハ」を単に「ウエハ」と示すことがある。 Si-SiC made by loading a large number of semiconductor wafers into a heating furnace or the like for oxidation / diffusion treatment of semiconductor wafers or thin film formation by LP-CVD in semiconductor device manufacturing processes, etc. The vertical wafer boat is used. In the following description, “semiconductor wafer” may be simply referred to as “wafer”.

一般に、縦型ウエハボートにおいては、複数のウエハを水平に支持するための３本あるいは４本の棒状の支柱が立設され、それらの支柱に所定の間隔でウエハ支持用の支持溝が形成されている。 In general, in a vertical wafer boat, three or four rod-like pillars for horizontally supporting a plurality of wafers are erected, and support grooves for wafer support are formed at predetermined intervals on these pillars. ing.

従来の縦型ウエハボートでは、熱処理工程でウエハを搭載したウエハボートが高温に曝されると、特にウエハボートのウエハ支持部の周縁でウエハの自重による応力が増大し、ウエハにスリップと呼ばれる結晶転位が発生するおそれがあった。そして、このようなウエハのスリップ発生により、半導体製品の歩留まりが低下するおそれがあった。今後、ウエハの直径が３００ｍｍから４５０ｍｍへと大口径化するにつれて、ウエハの自重による撓み量が増大するため、高温の熱処理工程のみならず比較的低温のＬＰ−ＣＶＤ工程等においても、ウエハに前記スリップ等が発生することが考えられる。 In a conventional vertical wafer boat, when a wafer boat loaded with wafers in a heat treatment process is exposed to a high temperature, stress due to the weight of the wafer increases particularly at the periphery of the wafer support portion of the wafer boat, and a crystal called slip on the wafer is generated. There was a risk of dislocations. Further, the yield of semiconductor products may be reduced due to the occurrence of the slip of the wafer. In the future, as the diameter of the wafer increases from 300 mm to 450 mm, the amount of deflection due to the weight of the wafer will increase, so that not only in high-temperature heat treatment processes but also in relatively low-temperature LP-CVD processes etc. It is conceivable that slip or the like occurs.

大口径ウエハの自重による応力を緩和するために、円弧状の長尺の支持アームを設けた縦型ウエハボートが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。 In order to relieve stress caused by the weight of a large-diameter wafer, a vertical wafer boat provided with an arc-shaped long support arm has been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

しかしながら、３本あるいは４本の円弧状の長尺支持アームを有する特許文献１の縦型ウエハボートでは、応力の低減効果が十分でなく、４５０ｍｍ以上に大口径化して質量が増加したウエハを搭載する場合、ウエハの自重によるたわみ量が大きくなる。そのため、ウエハの熱処理工程で発生するスリップを十分に防止することができなかった。 However, in the vertical wafer boat of Patent Document 1 having three or four arc-shaped long support arms, the effect of reducing stress is not sufficient, and a wafer whose diameter is increased to 450 mm or more and increased in mass is mounted. In this case, the amount of deflection due to the weight of the wafer increases. Therefore, the slip generated in the heat treatment process of the wafer could not be sufficiently prevented.

特許第４４６４６４５号公報Japanese Patent No. 4464645 意匠登録第１３８６３０９号公報Design Registration No. 1386309

本考案は、このような問題を解決するためになされたものであり、４５０ｍｍ以上の大口径ウエハを搭載・支持しても、自重によりウエハに発生する応力を低減でき、ウエハにおけるスリップ等の発生を低減し熱処理工程時の歩留まり向上を図ることができる縦型ウエハボートの提供を目的とする。 The present invention has been made to solve such problems. Even when a large-diameter wafer of 450 mm or more is mounted and supported, the stress generated on the wafer due to its own weight can be reduced, and the occurrence of slip or the like in the wafer can be achieved. It is an object of the present invention to provide a vertical wafer boat that can reduce the manufacturing cost and improve the yield during the heat treatment process.

上記目的を達成するために、本考案の縦型ウエハボートは、天板と、前記天板に対向して配置された底板と、前記天板と底板の間に立設された少なくとも２本の支柱と、前記各支柱から水平方向に突出された少なくとも７本の支持アームからなる支持アーム群の複数段を備える縦型ウエハボートであって、前記支持アームは、支持アーム本体の先端に支持部を備え、前記各段７本以上の支持アームの少なくとも１本は、前記支持部の形状が略円形であり、かつ前記略円形の支持部の直径が前記支持アーム本体の幅より大きいことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a vertical wafer boat according to the present invention includes a top plate, a bottom plate disposed to face the top plate, and at least two erected between the top plate and the bottom plate. A vertical wafer boat comprising a plurality of stages of support arms and a support arm group consisting of a support and at least seven support arms protruding in a horizontal direction from each support, wherein the support arm is supported at the tip of the support arm body And at least one of the support arms of the seven or more stages is characterized in that the shape of the support portion is substantially circular, and the diameter of the substantially circular support portion is larger than the width of the support arm body. And

本考案の縦型ウエハボートにおいて、前記半導体ウエハの直径は４５０ｍｍ以上であり、かつ前記略円形の支持部の直径は２０〜４０ｍｍであることが好ましい。また、前記各段の支持アーム群において、前記７本以上の支持アームは、支持される前記半導体ウエハの挿入方向に対して対称に配置されていることが好ましい。さらに、前記各段の支持アーム群において、前記７本以上の支持アームの先端部または前記略円形の支持部の中心は、支持される前記半導体ウエハの中心からの距離が同一である円周上に配置されていることが好ましい。 In the vertical wafer boat of the present invention, it is preferable that the semiconductor wafer has a diameter of 450 mm or more, and the substantially circular support portion has a diameter of 20 to 40 mm. In the support arm group at each stage, it is preferable that the seven or more support arms are arranged symmetrically with respect to the insertion direction of the semiconductor wafer to be supported. Further, in the support arm group at each stage, the tip of the seven or more support arms or the center of the substantially circular support portion is on the circumference having the same distance from the center of the semiconductor wafer to be supported. It is preferable to arrange | position.

本明細書において、「略円形」とは、目視で概略円形と認められる形状であって、楕円形状の場合には、長軸と短軸の比が２：１以内のものも含むものとする。 In this specification, the “substantially circular” is a shape that is visually recognized to be a substantially circular shape, and in the case of an elliptical shape, includes those having a ratio of the major axis to the minor axis within 2: 1.

本発明の縦型ウエハボートによれば、大口径化されたウエハの熱処理工程等において、ウエハに生じる応力を低減させることができる。そして、このような応力の低減により、ウエハにおけるスリップ発生を低減し、製品歩留まりを向上させることができる。 According to the vertical wafer boat of the present invention, it is possible to reduce the stress generated in the wafer in the heat treatment step of the wafer having a large diameter. By reducing the stress as described above, the occurrence of slip in the wafer can be reduced and the product yield can be improved.

本考案に係る縦型ウエハボートの第１の実施形態の外観を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an appearance of a first embodiment of a vertical wafer boat according to the present invention. 本考案の第１の実施形態において、支柱および支持アームの配置を示す水平断面図である。In 1st Embodiment of this invention, it is a horizontal sectional view which shows arrangement | positioning of a support | pillar and a support arm. 本考案の第２の実施形態における支柱および支持アームの配置を示す水平断面図である。It is a horizontal sectional view showing arrangement of a support and a support arm in a 2nd embodiment of the present invention. 例４の縦型ウエハボートにおける支柱および支持アームの配置を示す水平断面図である。FIG. 10 is a horizontal sectional view showing the arrangement of columns and support arms in the vertical wafer boat of Example 4. 例７の縦型ウエハボートにおける支柱および支持アームの配置を示す水平断面図である。FIG. 10 is a horizontal cross-sectional view showing the arrangement of columns and support arms in the vertical wafer boat of Example 7. 例８および例９の縦型ウエハボートにおける支柱および支持アームの配置を示す水平断面図である。FIG. 10 is a horizontal sectional view showing the arrangement of support columns and support arms in the vertical wafer boats of Examples 8 and 9. 例１０の縦型ウエハボートにおける支柱および支持アームの配置を示す水平断面図である。FIG. 12 is a horizontal sectional view showing the arrangement of support columns and support arms in the vertical wafer boat of Example 10. 例１１の縦型ウエハボートにおける支柱および支持アームの配置を示す水平断面図である。12 is a horizontal cross-sectional view showing the arrangement of support columns and support arms in the vertical wafer boat of Example 11. FIG.

以下、本考案の実施の形態を、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本考案に係る縦型ウエハボートの第１の実施形態を示す斜視図であり、図２は、第１の実施形態において、各段の支持アーム群における支持アーム等の配置を示す水平断面図である。 FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a vertical wafer boat according to the present invention, and FIG. 2 shows an arrangement of support arms and the like in a support arm group at each stage in the first embodiment. It is a horizontal sectional view.

第１の実施形態の縦型ウエハボートは、互いに平行となるように上下に対向して配置された一対の支持板である天板１と底板２と、一端が天板１に固定され他端が底板２に固定されてこれらの間に立設された４本の支柱１１、１２、１３、１４を備えている。また、この縦型ウエハボートは、以下に示す支持アーム群３を上下方向に複数段備えている。 The vertical wafer boat according to the first embodiment includes a top plate 1 and a bottom plate 2 which are a pair of support plates arranged vertically opposite each other so as to be parallel to each other, and one end fixed to the top plate 1 and the other end. Is fixed to the bottom plate 2 and has four support columns 11, 12, 13, and 14 standing between them. The vertical wafer boat includes a plurality of support arm groups 3 shown below in the vertical direction.

各段の支持アーム群３は、各支柱から４本の支柱１１、１２、１３、１４に囲まれた空間内に延出され、上面が天板１および底板２に平行になるように配設された８本の支持アーム１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂから構成される。そして、各段の支持アーム群３を構成する８本の支持アーム１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂは、いずれも、基端部が支柱１１、１２，１３、１４の同じ高さの位置に接続されて、上面が前記天板１および底板２と平行する単位ウエハ支持部を形成するように配置されている。そして、このように配置された支持アーム群３の単位ウエハ支持部に、ウエハＷが支持されるようになっている。
なお、以下の記載では、図２の平面図に基いて１つの段の支持アーム群３について説明するが、各段はいずれも同様に構成されている。 The support arm group 3 at each stage extends from each support column into a space surrounded by four support columns 11, 12, 13, and 14, and is arranged so that the upper surface is parallel to the top plate 1 and the bottom plate 2. The eight support arms 11a, 11b, 12a, 12b, 13a, 13b, 14a, and 14b. The eight support arms 11a, 11b, 12a, 12b, 13a, 13b, 14a, and 14b that constitute the support arm group 3 of each stage are all formed with the base end portions of the support columns 11, 12, 13, and 14 Connected to the same height position, they are arranged so as to form a unit wafer support portion whose upper surface is parallel to the top plate 1 and the bottom plate 2. The wafer W is supported on the unit wafer support portion of the support arm group 3 arranged in this way.
In the following description, the support arm group 3 of one stage will be described based on the plan view of FIG. 2, but each stage is configured similarly.

天板１と底板２は、搭載・支持されるウエハＷと同じ円形の平面形状を有し、直径は搭載されるウエハＷの直径Ｗａより大きくなっている。そして、このような円形の天板１と底板２の外周縁部近くに、４本の支柱１１、１２、１３、１４がそれぞれ固定されている。４本の支柱１１、１２、１３、１４は、互いに等間隔ではなく、搭載されるウエハＷを出し入れする側（以下、ウエハ挿入側と示す。）に近く配置された２本の支柱１１、１４の間が、その他の支柱間の間隔に比べて広くなるように配置されており、ウエハＷの出し入れが容易になっている。 The top plate 1 and the bottom plate 2 have the same circular planar shape as the wafer W to be mounted and supported, and the diameter is larger than the diameter Wa of the wafer W to be mounted. And four support | pillars 11, 12, 13, and 14 are being fixed near the outer peripheral edge part of such a circular top plate 1 and the baseplate 2, respectively. The four struts 11, 12, 13, and 14 are not equidistant from each other, but the two struts 11 and 14 arranged close to the side where the wafer W to be loaded is taken in and out (hereinafter referred to as the wafer insertion side). The space between them is wider than the interval between the other columns, and the wafer W can be taken in and out easily.

なお、第１の実施形態においては、支柱の本数は４本となっているが、２本以上であれば本数は限定されない。しかし、後述するように、支持アームの本数は、７本以上、好ましくは７本または８本であり、製作コストと強度的な観点の両方を加味して、各段で１本の支柱からは１本または２本の支持アームが突設されるので、支柱の本数は４本または５本とすることが好ましい。 In the first embodiment, the number of struts is four, but the number is not limited as long as it is two or more. However, as will be described later, the number of support arms is 7 or more, preferably 7 or 8, and from the standpoint of one strut at each stage, taking into account both the manufacturing cost and strength. Since one or two support arms are projected, it is preferable that the number of columns is four or five.

また、ウエハの応力低減の点から、８本の支持アーム１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂは、搭載されるウエハＷの挿入方向（矢印Ａで示す。）に対して対称（線対称）に配置されていることが好ましい。さらに、８本の支持アーム１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂは、２本を１グループとした４つのグループに分けられ、各グループの支持アームは、基端部が同じ支柱に接続されている。 Further, from the viewpoint of reducing the stress of the wafer, the eight support arms 11a, 11b, 12a, 12b, 13a, 13b, 14a, and 14b are in the insertion direction (indicated by an arrow A) of the wafer W to be mounted. It is preferable to arrange symmetrically (line symmetry). Further, the eight support arms 11a, 11b, 12a, 12b, 13a, 13b, 14a, and 14b are divided into four groups, each of which has two groups, and the base ends of the support arms of each group are the same. Connected to the column.

各段の支持アーム群３において、支持アームの本数は８本であるが、支持アームの本数が７本以上であれば、搭載・支持されるウエハＷの応力を低減する効果がある。支持アームの本数は好ましくは７本または８本である。７本または８本が好ましい理由は、支持アームの本数を９本以上とした場合には、製作が難しく、また、支持アームの本数を９本以上としても、応力低減効果は８本の場合と同程度となるためである。 In the support arm group 3 at each stage, the number of support arms is eight. However, if the number of support arms is seven or more, there is an effect of reducing the stress of the wafer W to be mounted and supported. The number of support arms is preferably 7 or 8. The reason why 7 or 8 is preferable is that when the number of support arms is 9 or more, it is difficult to manufacture, and even when the number of support arms is 9 or more, the stress reduction effect is 8 It is because it becomes comparable.

第１の実施形態において、８本の支持アーム１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂのうちでウエハ挿入側に最も近く配置された２本の支持アーム１１ａ、１４ｂは、棒状のアーム本体の先端部に円形支持部２１を有する。円形支持部２１は、天板１および底板２と平行する単位ウエハ支持部の面内での平面形状が略円形であり、かつ円の直径が支持アーム本体の幅ｔより大径となっている。円形支持部２１を持たない６本の支持アーム１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、１４ａの先端部は、棒状のアーム本体の角部が丸められた形状（以下、Ｒ部と示す。）となっている。 In the first embodiment, of the eight support arms 11a, 11b, 12a, 12b, 13a, 13b, 14a, 14b, the two support arms 11a, 14b arranged closest to the wafer insertion side are rod-shaped. A circular support 21 is provided at the tip of the arm body. The circular support portion 21 has a substantially circular planar shape in the plane of the unit wafer support portion parallel to the top plate 1 and the bottom plate 2, and the diameter of the circle is larger than the width t of the support arm body. . The tip portions of the six support arms 11b, 12a, 12b, 13a, 13b, and 14a that do not have the circular support portion 21 have a shape in which the corners of the rod-shaped arm body are rounded (hereinafter referred to as R portion). It has become.

円形支持部２１の直径は、ウエハＷの直径が４５０ｍｍの場合、２０〜４０ｍｍが好ましい。ここで、支持アーム本体の幅ｔは通常１０ｍｍ程度である。円形支持部２１の直径が２０ｍｍ未満では、ウエハＷの応力低減によるスリップ防止の効果を十分に上げることができない。一方、円形支持部２１の直径が４０ｍｍを超えると、ウエハボート全体の重量が大きくなるばかりでなく、材料コストも増大して好ましくない。
なお、円形支持部２１を設けるのではなく、支持アーム本体の幅を広げることでウエハＷへの応力集中を抑制することも考えられるが、その場合も、ウエハボート全体の重量が大きくなり、また材料コストが増大して好ましくない。 The diameter of the circular support portion 21 is preferably 20 to 40 mm when the diameter of the wafer W is 450 mm. Here, the width t of the support arm body is usually about 10 mm. If the diameter of the circular support portion 21 is less than 20 mm, the slip prevention effect due to the stress reduction of the wafer W cannot be sufficiently improved. On the other hand, when the diameter of the circular support portion 21 exceeds 40 mm, not only the weight of the entire wafer boat is increased but also the material cost is increased, which is not preferable.
Note that it is conceivable to suppress the stress concentration on the wafer W by widening the width of the support arm main body instead of providing the circular support portion 21, but in this case, the weight of the entire wafer boat increases, The material cost increases, which is not preferable.

第１の実施形態では、２本の支持アーム１１ａ、１４ｂが円形支持部２１を有するが、円形支持部２１を有する支持アームの本数が１本以上であれば、ウエハＷの応力低減によるスリップ防止の効果を上げることができる。ウエハＷの応力低減の点から、円形支持部２１を有する支持アームの本数は２本以上がより好ましく、支持アームの全数が円形支持部２１を有することが最も好ましい。 In the first embodiment, the two support arms 11 a and 14 b have the circular support portion 21. However, if the number of the support arms having the circular support portion 21 is one or more, slip prevention by reducing the stress of the wafer W is prevented. Can increase the effect. From the viewpoint of reducing the stress of the wafer W, the number of support arms having the circular support portions 21 is more preferably two or more, and the total number of support arms most preferably has the circular support portions 21.

そして、円形支持部２１は、ウエハ出し入れ側に近い支持アーム１１ａ、１４ｂに配置することが好ましい。その理由を以下に示す。すなわち、支持アーム１１ａ、１４ｂの間隔は、ウエハ出し入れの際にウエハ搬入用ツイーザとの干渉を防ぐために、他の支持アーム同士より間隔が広くなっている。そのため、ウエハの自重による応力が、支持アーム１１ａ、１４ｂの先端との接触部に集中しやすい。このウエハの自重によりウエハに発生する応力を低減するために、ウエハ出し入れ側に近い支持アーム１１ａ、１４ｂに円形支持部２１が配置されることが好ましい。 And it is preferable to arrange | position the circular support part 21 to the support arms 11a and 14b near a wafer in / out side. The reason is as follows. That is, the interval between the support arms 11a and 14b is wider than that between the other support arms in order to prevent interference with the wafer loading tweezers when the wafer is taken in and out. Therefore, the stress due to the weight of the wafer tends to concentrate on the contact portions with the tips of the support arms 11a and 14b. In order to reduce the stress generated in the wafer due to its own weight, the circular support portion 21 is preferably disposed on the support arms 11a and 14b close to the wafer loading / unloading side.

また、矢印Ａで示すウエハ挿入方向に対してできるだけ対称性が保たれるような配置とすることが、ウエハへの自重による応力が、特定の支持アームとの接触部に集中するのを防ぐ点から好ましい。 In addition, the arrangement that maintains as much symmetry as possible with respect to the wafer insertion direction indicated by the arrow A prevents stress due to its own weight on the wafer from concentrating on the contact portion with the specific support arm. To preferred.

さらに、８本の支持アーム１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂの先端Ｒ部の中心または円形支持部２１の中心は、単位ウエハ支持部の面内で、搭載・支持されるウエハＷの中心からの距離が一定である円周上に配置されている。すなわち、円形支持部２１を持たない支持アーム１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、１４ａについてはその先端Ｒ部の中心が、円形支持部２１を有する支持アーム１１ａ、１４ｂについて円形支持部２１の中心が、いずれも支持されるウエハＷと同心的な半径ｒの円の周上に配置されることが好ましい。その理由は、自重により発生するウエハへの応力が特定の支持アームとの接触部に集中するのを防ぐためである。 Further, the center of the tip R portion of the eight support arms 11a, 11b, 12a, 12b, 13a, 13b, 14a, 14b or the center of the circular support portion 21 is mounted and supported within the plane of the unit wafer support portion. The wafers W are arranged on a circumference having a constant distance from the center of the wafer W. That is, for the support arms 11b, 12a, 12b, 13a, 13b, and 14a that do not have the circular support portion 21, the center of the tip R portion is the center of the circular support portion 21 for the support arms 11a and 14b that have the circular support portion 21. Are preferably arranged on the circumference of a circle having a radius r concentric with the wafer W to be supported. The reason is to prevent stress on the wafer generated by its own weight from concentrating on the contact portion with the specific support arm.

そして、この円の半径ｒは、ウエハＷの半径Ｗａの４０〜９５％の範囲であることが好ましい。円の半径ｒが前記Ｗａの４０％未満である場合は、支持アームが長尺となり、破損しやすくなるばかりでなく、加熱時に支持アームが変形するおそれがある。一方、円の半径ｒが前記Ｗａの９５％を超える場合には、支持アームが短くなることでウエハの支持面積が小さくなり、自重によるウエハへの応力がウエハ周辺部の特定箇所に集中し、スリップ発生を助長するおそれがある。 The radius r of this circle is preferably in the range of 40 to 95% of the radius Wa of the wafer W. When the radius r of the circle is less than 40% of the Wa, the support arm becomes long and easily breaks, and the support arm may be deformed during heating. On the other hand, when the radius r of the circle exceeds 95% of the Wa, the support area of the wafer is reduced by shortening the support arm, and the stress on the wafer due to its own weight is concentrated on a specific portion of the periphery of the wafer, There is a risk of promoting slip.

このように構成される第１の実施形態の縦型ウエハボートにおいては、各段の支持アーム群３において、８本の支持アーム１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂが天板１および底板２と平行する単位ウエハ支持部を形成するように配設され、かつこれらの支持アームの少なくとも１本、好ましくは２本が、先端に平面形状が略円形で直径が支持アーム本体の幅ｔより大径の円形支持部２１を有しているので、熱処理工程で、このような支持アーム群３の単位ウエハ支持部により支持されるウエハＷにおいて、前記円形支持部２１に接する部分への応力集中が抑制される。したがって、応力集中によるウエハＷの急峻な局所的変形を抑制でき、スリップ発生を防止できる。 In the vertical wafer boat of the first embodiment configured as described above, in the support arm group 3 of each stage, the eight support arms 11a, 11b, 12a, 12b, 13a, 13b, 14a, and 14b are the top. The support arm body is disposed so as to form a unit wafer support portion parallel to the plate 1 and the bottom plate 2, and at least one, preferably two of these support arms have a substantially circular planar shape at the tip and a diameter. In the wafer W supported by the unit wafer support portion of the support arm group 3 in such a heat treatment step, the portion in contact with the circular support portion 21 is provided. Stress concentration on the surface is suppressed. Therefore, a sharp local deformation of the wafer W due to the stress concentration can be suppressed, and the occurrence of slip can be prevented.

次に、本考案の別の実施形態について説明する。
図３は、本考案に係る縦型ウエハボートの第２の実施形態において、各段の支持アーム群３における支持アームの配置を示す水平断面図である。 Next, another embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 is a horizontal sectional view showing the arrangement of the support arms in the support arm group 3 at each stage in the second embodiment of the vertical wafer boat according to the present invention.

第２の実施形態の縦型ウエハボートにおいては、天板１と底板２との間に５本の支柱１１、１２、１３、１４、１５が立設されている。５本の支柱１１、１２、１３、１４、１５は、互いに等間隔ではなく、ウエハ挿入側に近く配置された２本の支柱１１、１５の間が、その他の支柱間の間隔に比べて広くなるように配置されている。そして、これら５本の支柱１１、１２、１３、１４、１５には、各段において、７本の支持アーム１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ、１５ｂが以下に示すように連接しても設けられている。すなわち、ウエハ挿入側に近く配置された２本の支柱１１、１５には、それぞれ２本の支持アーム１１ａ、１１ｂ、１５ａ、１５ｂが設けられ、ウエハ挿入側と反対側に配置された３本の支柱１２、１３、１４には、それぞれ１本の支持アーム１２ａ、１３ａ、１４ａが接続されている。 In the vertical wafer boat of the second embodiment, five support columns 11, 12, 13, 14, 15 are erected between the top plate 1 and the bottom plate 2. The five struts 11, 12, 13, 14, and 15 are not equally spaced from each other, and the distance between the two struts 11 and 15 arranged close to the wafer insertion side is wider than the spacing between the other struts. It is arranged to be. And in these stages, seven support arms 11a, 11b, 12a, 13a, 14a, 15a, 15b are connected to these five columns 11, 12, 13, 14, 15 as shown below. Is also provided. That is, two support arms 11a, 11b, 15a, and 15b are provided on the two support columns 11 and 15 arranged close to the wafer insertion side, respectively. One support arm 12a, 13a, 14a is connected to each of the columns 12, 13, 14 respectively.

また、７本の支持アーム１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ、１５ｂのうちで、ウエハ挿入側に最も近く配置された２本の支持アーム１１ａ、１５ｂは、棒状のアーム本体の先端に、平面形状が略円形で直径が支持アーム本体の幅より大径の円形支持部２１を有する。円形支持部２１の円の直径は、ウエハサイズ（直径）が４５０ｍｍの場合、アーム本体の幅は（通常１０ｍｍ程度）より大きい２０〜４０ｍｍの範囲が好ましい。 Of the seven support arms 11a, 11b, 12a, 13a, 14a, 15a, and 15b, the two support arms 11a and 15b arranged closest to the wafer insertion side are provided at the tip of the rod-shaped arm body. The circular support portion 21 has a substantially circular planar shape and a diameter larger than the width of the support arm body. When the wafer size (diameter) is 450 mm, the diameter of the circle of the circular support portion 21 is preferably in the range of 20 to 40 mm, which is larger than the width of the arm body (usually about 10 mm).

また、前記２本の円形支持部２１付き支持アーム１１ａ、１５ｂについては円形支持部２１の中心が、それ以外の５本の支持アーム１１ｂ、１２ａ、１３ａ、１４ａについてはその先端Ｒ部の中心が、単位ウエハ支持部の面内でウエハＷと同心的な円周上に配置されている。 Further, the center of the circular support portion 21 is the center of the two support arms 11a, 15b with the circular support portion 21, and the center of the tip R portion is the other five support arms 11b, 12a, 13a, 14a. These are arranged on a circumference concentric with the wafer W in the plane of the unit wafer support.

第２の実施形態の縦型ウエハボートにおいても、第１の実施形態と同様に、熱処理工程でのウエハＷに対する局所的な応力集中を抑制できる。そして、応力集中により生じるウエハＷの急峻な局所的変形を抑制し、スリップ発生を防止できる。 Also in the vertical wafer boat of the second embodiment, as in the first embodiment, local stress concentration on the wafer W in the heat treatment process can be suppressed. Then, it is possible to suppress the steep local deformation of the wafer W caused by the stress concentration and to prevent the occurrence of slip.

以下、本考案の具体的実施例について説明する。なお、例１〜３および例５および例６は本考案の実施例であり、例４および例７〜１１は比較例である。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described. Examples 1 to 3, Example 5 and Example 6 are examples of the present invention, and Example 4 and Examples 7 to 11 are comparative examples.

例１〜例１１
以下に示す形状および構造を有する例１〜例１１の縦型ウエハボートにおいて、支持アーム群により支持されるウエハに発生する応力について、有限要素法による解析を行い、ウエハ面内の最大主応力を求めた。
有限要素法による応力の解析では、直径４５０ｍｍ、厚さ０．９２５ｍｍのウエハを支持アーム群の単位ウエハ支持部により支持するときに、ウエハに発生する自重によるたわみを求め、ウエハの面内発生応力の計算を行った。そして、ウエハの面内最大主応力を求めた。なお、応力解析においては、支持されるウエハの中心から、支持アームの先端Ｒ部および円形支持部の中心までの距離を１６２．５ｍｍとするとともに、支持アーム本体の幅ｔを１０ｍｍとして解析を行った。 Examples 1 to 11
In the vertical wafer boats of Examples 1 to 11 having the shapes and structures shown below, the stress generated in the wafer supported by the support arm group is analyzed by the finite element method, and the maximum principal stress in the wafer surface is calculated. Asked.
In the stress analysis by the finite element method, when a wafer having a diameter of 450 mm and a thickness of 0.925 mm is supported by the unit wafer support portion of the support arm group, the deflection due to the weight generated on the wafer is obtained and the in-plane stress generated on the wafer Was calculated. Then, the in-plane maximum principal stress of the wafer was obtained. In the stress analysis, the distance from the center of the wafer to be supported to the tip R portion of the support arm and the center of the circular support portion is 162.5 mm, and the width t of the support arm body is 10 mm. It was.

（例１）
例１のウエハボートは、図２に示すように、各段において、支柱の本数が４本で８本の支持アームを有し、かつ８本のうちで２本の支持アームが、先端に直径２０ｍｍの円形支持部を有する縦型ウエハボートである。 (Example 1)
As shown in FIG. 2, the wafer boat of Example 1 has eight support arms with four support columns at each stage, and two of the eight support arms have a diameter at the tip. This is a vertical wafer boat having a 20 mm circular support.

（例２）
円形支持部の直径が３０ｍｍである以外は、例１と同様に構成された縦型ウエハボートである。 (Example 2)
A vertical wafer boat configured in the same manner as in Example 1 except that the diameter of the circular support portion is 30 mm.

（例３）
円形支持部の直径が４０ｍｍである以外は、例１と同様に構成された縦型ウエハボートである。 (Example 3)
This is a vertical wafer boat configured in the same manner as in Example 1 except that the diameter of the circular support portion is 40 mm.

（例４）
図４に示すように、各段において、４本の支柱１１、１２、１３、１４とそれらに接続された８本の支持アーム１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂを有する縦型ウエハボートである。８本の支持アーム１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂは、いずれも先端がＲ部となっており、円形支持部は設けられていない。 (Example 4)
As shown in FIG. 4, each stage has four support columns 11, 12, 13, 14 and eight support arms 11a, 11b, 12a, 12b, 13a, 13b, 14a, 14b connected to them. This is a vertical wafer boat. The eight support arms 11a, 11b, 12a, 12b, 13a, 13b, 14a, and 14b all have an R portion at the tip, and no circular support portion is provided.

（例５）
図３に示すように、各段において、５本の支柱１１、１２、１３、１４、１５とそれらに接続された７本の支持アーム１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ、１５ｂを有し、かつ７本の支持アームのうちでウエハ挿入側に最も近く位置する２本の支持アーム１１ａ、１５ｂが、先端に直径２０ｍｍの円形支持部２１を有する縦型ウエハボートである。 (Example 5)
As shown in FIG. 3, each stage has five support columns 11, 12, 13, 14, and 15 and seven support arms 11a, 11b, 12a, 13a, 14a, 15a, and 15b connected to them. The two support arms 11a and 15b located closest to the wafer insertion side among the seven support arms are vertical wafer boats having a circular support portion 21 having a diameter of 20 mm at the tip.

（例６）
円形支持部２１の直径が４０ｍｍである以外は、例５と同様に構成された縦型ウエハボートである。 (Example 6)
The vertical wafer boat is configured in the same manner as in Example 5 except that the diameter of the circular support portion 21 is 40 mm.

（例７）
図５に示すように、各段において、５本の支柱１１、１２、１３、１４、１５とそれらに接続された７本の支持アーム１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ、１５ｂを有し、かつ７本の支持アームは、いずれも先端がＲ部となっており円形支持部が設けられていない縦型ウエハボートである。 (Example 7)
As shown in FIG. 5, each stage has five support columns 11, 12, 13, 14, and 15 and seven support arms 11a, 11b, 12a, 13a, 14a, 15a, and 15b connected thereto. In addition, each of the seven support arms is a vertical wafer boat in which the tip is an R portion and no circular support portion is provided.

（例８）
図６に示すように、各段において、４本の支柱１１、１２、１３、１４とそれらに接続された６本の支持アーム１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１３ａ、１４ａ、１４ｂを有し、かつ６本の支持アームのうちでウエハ出し入れ側に最も近く位置する２本の支持アーム１１ａ、１４ｂが、先端に直径２０ｍｍの円形支持部２１を有する縦型ウエハボートである。 (Example 8)
As shown in FIG. 6, each stage has four support columns 11, 12, 13, 14 and six support arms 11 a, 11 b, 12 a, 13 a, 14 a, 14 b connected to them, and 6 Of the two support arms, the two support arms 11a and 14b located closest to the wafer loading / unloading side are vertical wafer boats having a circular support portion 21 having a diameter of 20 mm at the tip.

（例９）
円形支持部２１の直径が４０ｍｍである以外は、例８と同様に構成された縦型ウエハボートである。 (Example 9)
This is a vertical wafer boat configured in the same manner as in Example 8 except that the diameter of the circular support portion 21 is 40 mm.

（例１０）
図７に示すように、各段において、４本の支柱１１、１２、１３、１４とそれらに接続された６本の支持アーム１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１３ａ、１４ａ、１４ｂを有し、かつ６本の支持アームは、いずれも先端がＲ部となっており円形支持部が設けられていない縦型ウエハボートである。 (Example 10)
As shown in FIG. 7, each stage has four support columns 11, 12, 13, and 14 and six support arms 11a, 11b, 12a, 13a, 14a, and 14b connected to them, and 6 Each of the book support arms is a vertical wafer boat in which the tip is an R portion and no circular support portion is provided.

（例１１）
図８に示すように、各段において、４本の支柱１１、１２、１３、１４とそれらに接続された４本の支持アーム１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａを有し、かつ４本の支持アームは、いずれも先端がＲ部となっており円形支持部が設けられていない縦型ウエハボートである。 (Example 11)
As shown in FIG. 8, in each stage, there are four support pillars 11, 12, 13, 14 and four support arms 11a, 12a, 13a, 14a connected to them, and four support arms. These are vertical wafer boats each having an R portion at the tip and not provided with a circular support portion.

前記した応力解析により得られたウエハの面内最大主応力を、表１に示す。なお、ウエハの面内最大主応力は、例１１におけるウエハの面内最大主応力を１としたときの相対値で示した。

Table 1 shows the in-plane maximum principal stress obtained by the above-described stress analysis. The in-plane maximum principal stress of the wafer is shown as a relative value when the in-plane maximum principal stress of the wafer in Example 11 is 1.

表１の解析結果より、各段で７本以上の支持アームを有し、かつこれらの支持アームの少なくとも１本が、平面形状が略円形でかつその直径が支持アーム本体の幅より大径の円形支持部を先端部に有する実施例の縦型ウエハボートによれば、支持アームの本数が４本で先端部に円形支持部が設けられていない縦型ウエハボートに比べて、搭載・支持されるウエハに発生する最大主応力を６０％以下に低減することが可能であることがわかる。 From the analysis results in Table 1, each stage has seven or more support arms, and at least one of these support arms has a substantially circular planar shape and a diameter larger than the width of the support arm body. According to the vertical wafer boat of the embodiment having the circular support portion at the tip portion, it is mounted and supported as compared with the vertical wafer boat having four support arms and no circular support portion provided at the tip portion. It can be seen that the maximum principal stress generated in the wafer can be reduced to 60% or less.

１…天板、２…底板、３…支持アーム群、１１，１２，１３，１４…支柱、１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ…支持アーム、２１…円形支持部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Top plate, 2 ... Bottom plate, 3 ... Support arm group, 11, 12, 13, 14 ... Post, 11a, 11b, 12a, 12b, 13a, 13b, 14a, 14b ... Support arm, 21 ... Circular support part.

Claims

A top plate, a bottom plate disposed opposite to the top plate, at least two support posts erected between the top plate and the bottom plate, and at least seven support members projecting horizontally from the support posts A vertical wafer boat comprising a plurality of stages of support arm groups consisting of support arms,
The support arm includes a support portion at the tip of the support arm body,
At least one of the seven or more support arms of each step has a vertical shape in which the shape of the support portion is substantially circular, and the diameter of the substantially circular support portion is larger than the width of the support arm body. Type wafer boat.

The vertical wafer boat according to claim 1, wherein a diameter of the semiconductor wafer is 450 mm or more, and a diameter of the substantially circular support portion is 20 to 40 mm.

3. The vertical wafer boat according to claim 1, wherein in the support arm group of each stage, the seven or more support arms are arranged symmetrically with respect to an insertion direction of the semiconductor wafer to be supported.

In the support arm groups of the respective stages, the tip ends of the seven or more support arms or the centers of the substantially circular support portions are arranged on a circumference having the same distance from the center of the semiconductor wafer to be supported. The vertical wafer boat according to any one of claims 1 to 3.