JP3692697B2

JP3692697B2 - ウェハ支持体及び縦型ボート

Info

Publication number: JP3692697B2
Application number: JP7161297A
Authority: JP
Inventors: 剛元山
Original assignee: 三菱住友シリコン株式会社
Priority date: 1997-03-25
Filing date: 1997-03-25
Publication date: 2005-09-07
Anticipated expiration: 2017-03-25
Also published as: JPH10270369A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェハ支持体とウェハとが熱処理工程前後のハンドリング時に張りつくことがないウェハ支持体及びこのウェハ支持体を備えた縦型ボートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造プロセスにおいては、シリコンウェハ（以下、ウェハという）に対して拡散、酸化、ＣＶＤ等の熱処理が行われる。近年ウェハが８インチ径や１２インチ径へと大口径化しており、これに伴ってウェハの熱処理時に発生するスリップが大きな問題となっている。このスリップは、ウェハに発生する欠陥であり、機械的ダメージ、自重による反り、温度差による熱応力等が原因である。
【０００３】
ウェハを熱処理するに際しては、一度に複数のウェハを保持するため、図７に示す複数の支柱５１とそれらを固定する固定板５２、及びウェハを挿入保持するために支柱５１に形成した溝部５３を有した縦型のロングボート５０を用いて行う。ところが、このロングボート５０では、ウェハ５４自体を溝部５３でもって支持するために、溝部５３にかかるウェハ５４の荷重が不均一となり、ある支柱５１の溝部５３に荷重が集中したり、ウェハ５４の自重による反りを起こし、ウェハ５４の熱処理時にしばしばスリップを発生させていた。
【０００４】
そこで、従来では、例えば特開平５−１１４６４５号、特開平６−１６３４４０号、特開平７−４５６９１号、特開平７−７８７７７号公報などのように、ウェハを面状の支持体に広く載置し、この支持体を溝部に挿入して、荷重の集中やウェハの反りを防ぐようにした縦型ボートが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したような支持体を用いる場合、ウェハの移載は、セラミックス製のツイーザやハンドで行われる。ツイーザやハンドを用いてウェハを移載するとき、ウェハの移動は、ウェハを上方へ持ち上げて、支持体とウェハとを離間させてからウェハのみを抜き出して行い、また、ウェハの載置は、ウェハを支持体上方まで移動させてツイーザやハンドを下降させて行う。
【０００６】
しかしながら、上記した公報で提案されたような従来の支持体は面状となっていたため、以下の問題が発生していた。すなわち、ウェハの移動時に、上記のようにウェハと支持体とを離間させようとしても、高い平坦度の面同士の接触のためにウェハと支持体が密着して容易に離間しない。無理にウェハを押し上げようとすれば、縦型ボート全体の荷重がツイーザやハンドにかかり、これを破損してしまったり不要な荷重をツイーザやハンドから受けることでウェハを破損してしまうといった問題があった。
【０００７】
また、ウェハの載置時、上記のようにウェハを上方から載置すると、ウェハと支持体との間に存在する気体が押し出されるときに一緒に該ウェハが移動し、適正位置に載置できないといった問題、さらにはウェハが適正位置に載置されていないのでツイーザやハンドが正確にウェハを保持できず、ウェハの取り出しができないなどの問題が発生していた。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、ウェハの移動時にはウェハを支持体から容易に離間させることができ、またウェハの載置時には適正位置に正確に載置することができるウェハ支持体及び縦型ボートを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、ウェハを載置するウェハ支持体の少なくとも片側の表面に、外内周と連通可能な凹部を設けると共にウェハ移載用の作業スペースを切り欠いたのである。また、本発明は、ウェハを載置するウェハ支持体に複数個の貫通孔を設けると共にウェハ移載用の作業スペースを切り欠いたのである。そして、こうすることで、ウェハと支持体との間に気体が流通する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明のウェハ支持体は、縦型ボートに使用され、ウェハ支持体の少なくとも片側の表面に外内周と連通可能な凹部を形成すると共にウェハ移載用の作業スペースを切り欠いたものであり、またはウェハ支持体に複数個の貫通孔を形成すると共にウェハ移載用の作業スペースを切り欠いたものである。
【００１１】
また、本発明の縦型ボートは、ウェハを載置する複数枚のウェハ支持体と、これらウェハ支持体を水平に保持する複数の支柱と、これら支柱を立設可能に固定する固定部とからなる縦型ボートにおいて、ウェハ支持体として上記した本発明のいずれかのウェハ支持体を用いたものである。
【００１２】
本発明によれば、ウェハをウェハ支持体から移動する際、ツイーザやハンドによってウェハを持ち上げると、ウェハ支持体の外周部に存在する気体がウェハとウェハ支持体との接触部位に吸引され、このとき、ウェハ支持体に形成した複数個の凹部又は貫通孔を介してウェハとウェハ支持体との接触部位に気体が流通し、この結果、ウェハはウェハ支持体に張りつくことがない。
【００１３】
また、ウェハを該ウェハ支持体に載置する際、ウェハ支持体の載置位置上方からウェハをウェハ支持体に載せると、ウェハとウェハ支持体との接触部位に存在する気体が、ウェハ支持体に形成した複数個の凹部又は貫通孔を介して押し出され、この結果、ウェハ載置時に該ウェハが押し出す気体と共に移動することがない。
【００１４】
本発明のウェハ支持体及び縦型ボートは、例えば石英、SiC 、Si+SiC（SiC のSi含浸体）等から作製すればよく、特に材質を規定するものではない。そして、本発明のウェハ支持体は、ツイーザやハンドがウェハの下面と直接接触可能なように切欠を有した形状としている。さらに、複数の支柱は、各々の垂直方向同位置に溝部が形成され、ウェハ支持体をここに挿入し固定し、又は嵌め込んだ状態で保持している。
【００１５】
そして、凹部又は貫通孔を設けるウェハ支持体の表面粗さは、粗すぎるとウェハ自体に疵が発生する虞があることから、当然に適度に研磨されている必要がある。そして、凹部の深さは、深すぎるとウェハ支持体自体の強度が低下することから、ウェハ支持体の厚みの半分以下とすることが望ましい。
【００１６】
また、凹部は、ピッチが極端に大きいと気体を十分に流通させることができず、また、極端にピッチが小さいと、ウェハ支持体の面が粗い状態と同等になってしまうことから、ピッチは２０ｍｍ以下がよく、より好ましくは１〜５ｍｍとすることが望ましい。
【００１７】
また、凹部は、凸部を形成することで必然的に形成でき、すなわち、ウェハ支持体の全面にピン形状の凸部を形成することにより同時に凹部を形成する。このピン形状の凸部は、上記の凹部のピッチと同様の理由からピンの径が２０ｍｍ以下がよく、より好ましくは１〜５ｍｍとすることが望ましい。
【００１８】
上記ピン形状の凸部を形成するに際しては、周知技術である、例えば、凸部を形成すべき箇所にマスクを貼り付けてエッチング処理を施したり、また、特開平８−１３９１６９号公報のようにマスクを貼り付けたウェハ支持体にサンドブラスト加工を施すなどの方法により形成すればよい。
【００１９】
さらに、ウェハ支持体に複数の貫通孔を形成するに際しては、機械的に孔を開ければよいのであるが、極端に多くの孔を設けると、ウェハ支持体の強度が低下することから、例えば、直径２〜１０ｍｍの孔を設けることが望ましい。当然
、貫通孔の形状は円状でなくてもよい。また、そのパターンに関しては、４５°間隔で放射状に設ける、あるいは、内外周部で４５°ずらして放射状に設けるなどとすればよい。
【００２０】
【実施例】
以下に本発明の実施例について図１〜図６を参照して説明する。
図１は本発明の縦型ボートを示す。図２〜図６は各々本発明のウェハ支持体を示す。図１において、縦型ボート１は、ウェハ２を載置する複数枚のウェハ支持体３と、これらウェハ支持体３を水平に保持する複数の支柱４と、これら支柱４を立設可能に固定する固定部５と、ウェハ支持体３を支柱４に対して挿入保持するために支柱４の各々の長さ方向同位置に形成した溝部６とからなる。そして、ウェハ支持体３は、少なくとも片側の表面に外内周と連通した凹部７（図１（ａ））、又は複数個の貫通孔８（図１（ｂ））を形成している。
【００２１】
本発明において、上記のようにウェハ支持体３に、少なくとも片側の表面に外内周と連通した凹部７、又は複数個の貫通孔８を形成すれば、ウェハ支持体３にウェハ２を載置するときは、ウェハ２とウェハ支持体３との間の気体が凹部７、又は貫通孔８から抜けて、ウェハ２が押し出す気体と共に移動することがない。また、ウェハ支持体３からウェハ２を持ち上げるときは、凹部７、又は貫通孔８から気体がウェハ２とウェハ支持体３との間に吸引されて、張りつくことなく容易に持ち上げることができる。つまり、ウェハ２とウェハ支持体３との間に、外部から気体が流通するようにすれば、上記作用効果が得られることから、具体的には、以下のようなウェハ支持体３が考えられる。
【００２２】
例えば、ウェハ支持体３のそのものの形状を図２〜図６に示す。図２〜図５は、ウェハ支持体３に凹部７を形成したものを示し、図６は、ウェハ支持体３に貫通孔８を形成したものを示す。
【００２３】
図２に、Ｃ型のウェハ支持体３における凹部の形成パターンを示す。図２（ａ）は、ウェハ２の載置面全面に図２（ｅ）に示すような断面形状の凸状のピン１０を形成して、ピン１０以外の箇所を凹部７としているものを示す。なお、凸状のピン１０は、製作において従来の周知技術により容易に高さの揃ったピン１０が形成できることから、図示するように縦断面矩形としているが、ピン１０の高さが揃うならば断面円弧状のピン（突起）を形成するようにしてもよい。
【００２４】
図２（ｂ）は、ウェハ２の載置面全面を縦横に走る格子溝状の凹部７を形成したものを示す。図２（ｃ）は、溝状の凹部７を内周から外周へと至る放射状に所定角度ピッチで形成したものを示す。図２（ｄ）は、径を異ならせた同心円状に４本の溝状の凹部７を形成すると共に、内周から外周へと至る所定角度ピッチで形成し、凹部７と連通した溝状の凹部７ａを形成したものを示す。
【００２５】
また、ウェハ支持体３の形状については、例えば図３〜図５に示すものを採用してもよい。すなわち、図３は、所定幅を有した半円弧状のウェハ支持体３ａ，３ｂの各々を支柱４の溝部６へ挿入保持させて用いるものを示す。図４及び図５は、不図示のツイーザやハンドをウェハ２の下面から挿入し該ウェハ２を持ち上げるといった作業スペースのみを切り欠いて、できるだけウェハ２を広い面で保持するようにしたものであり、図４は面取り加工を施したものを、図５はそうでないものを示す。
【００２６】
なお、図３〜図５に示すウェハ支持体３は、その表面に凹部の形成パターンとして図２から代表してピン１０を形成した例を示すが、凹部の形成パターンは図２に示した他のパターンなどを形成してもよいことはいうまでもない。
【００２７】
また、ウェハ支持体３に貫通孔８を形成したものとしては、例えば図６（ａ）に示すように、内周と外周とで２列に、所定角度ピッチで放射状に貫通孔８を形成してもよく、また、図６（ｂ）に示すように、外周の貫通孔８ａを所定角度ピッチで設け、外周の貫通孔８ａの所定角度ピッチをずらして内周の貫通孔８ｂを形成してもよい。
【００２８】
次に、上記した縦型ボート１及びウェハ支持体３を実際に用いてウェハ２を保持し、ウェハ２を熱処理したときの結果を記す。
（実施例１）
SiC のSi含浸体で、外径３１０ｍｍ、内径２００ｍｍ、厚さ２ｍｍの図２に示すようなウェハ支持体３を作製し、このウェハ支持体３に図２（ｂ）に示すような５ｍｍピッチで幅３ｍｍ、深さ０．５ｍｍの溝状の凹部７を格子状に砥石で形成した。そしてこの条件のウェハ支持体３に１２インチのウェハ２を載置したとき、ウェハ２は移動せず、目的とする場所に正確に載置できた。そして、熱処理後、ウェハ２を取り出す際には、ウェハ２がウェハ支持体３に張りつくことなく容易にツイーザで持ち上げることができた。
【００２９】
（実施例２）
SiC のSi含浸体で、外径３１０ｍｍ、内径２００ｍｍ、厚さ２ｍｍの図２に示すようなウェハ支持体３を作製し、このウェハ支持体３に図２（ａ）に示すような高さ０．５ｍｍのピン１０をサンドブラスト加工にて５ｍｍピッチで形成した。そしてこの条件のウェハ支持体３に１２インチのウェハ２を載置したとき、ウェハ２は移動せず、目的とする場所に正確に載置できた。そして、熱処理後、ウェハ２を取り出す際には、ウェハ２がウェハ支持体３に張りつくことなく容易にツイーザで持ち上げることができた。
【００３０】
（従来例）
SiC のSi含浸体で、外径３１０ｍｍ、内径２００ｍｍ、厚さ２ｍｍの平板状のウェハ支持体を作製した。そしてこの条件のウェハ支持体に１２インチのウェハを載置したとき、ウェハは移動し、目的とする場所に正確に載置できなかった。そして、熱処理後、ウェハを取り出す際には、ウェハがウェハ支持体に張りつき、容易にツイーザで持ち上げることができなかった。
【００３１】
このように、本発明は、上記の実施例１，２と従来例とを比較しても明らかなように、各々凹部７、ピン１０、貫通孔８などを設けて、ウェハ２とウェハ支持体３の間の外部から気体が流通するようにすることで、ウェハ２を移動させるときに、ウェハ２がウェハ支持体３に張りつくことがなく、また、ウェハ２をウェハ支持体３へ載置したときに、ウェハ２が移動したりせず、従来例のような不具合が生じることなく、作業効率が向上し、ウェハ２やツイーザ又はハンドに損傷を与えることがなくなる。
【００３２】
なお、上記した本発明は、（実施例１）又は（実施例２）等で作製したウェハ支持体の表面にＣＶＤ法にてSiC を例えば１００μｍ程度被覆したものに適用してもよい。さらに、本発明は、上記した実施例に記載の寸法や、図面に示した形状などは、一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない条件での変形が可能であり、また、そのように変形した際においても、上記と同等の作用効果を得ることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、ウェハ支持体の少なくとも片側の表面に外内周と連通可能な凹部を形成すると共にウェハ移載用の作業スペースを切り欠いたり、又はウェハ支持体に複数個の貫通孔を形成すると共にウェハ移載用の作業スペースを切り欠いたので、ウェハとウェハ支持体との接触部位に気体が流通し、ウェハをウェハ支持体から移動させるときには、凹部又は貫通孔を介してウェハとウェハ支持体との接触部位に気体が吸引され、ウェハがウェハ支持体に張りつくことなくツイーザやハンドによって容易に持ち上げることができる。また、ウェハをウェハ支持体へ載置するときは、ウェハとウェハ支持体との間に存在する気体が、凹部又は貫通孔を介して速やかに排出されるので、ウェハが押し出す気体と共にウェハ支持体上を移動することがなく、ウェハを適正な目的位置に載置できる。従って、本発明は、ウェハの自重によるスリップの低減を抑制することができるウェハ支持体を用いたときの作業効率を向上させることができると共に、部材消耗を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の縦型ボートであり、（ａ）は凹部を形成したウェハ支持体を採用した縦型ボートを示し、（ｂ）は貫通孔を形成したウェハ支持体を採用した縦型ボートを示す斜視図である。
【図２】本発明のウェハ支持体の具体的な形状としてＣ型形状を示し、（ａ）はその表面に凸状のピンを形成したウェハ支持体、（ｂ）は格子状に凹部を形成したウェハ支持体、（ｃ）は放射状に凹部を形成したウェハ支持体、（ｄ）は同心円状の凹部と放射状の凹部を形成したウェハ支持体、を各々示す平面図である。
【図３】本発明のウェハ支持体の具体的な形状として半円弧状の部材２個からなるウェハ支持体を示す平面図である。
【図４】本発明のウェハ支持体の具体的な形状としてツイーザなどの作業スペースのみを切り欠いたウェハ支持体を示す平面図である。
【図５】本発明のウェハ支持体の具体的な形状としてツイーザなどの作業スペースのみを切り欠いたウェハ支持体を示す平面図である。
【図６】本発明のウェハ支持体の具体的な形状としてＣ型形状のウェハ支持体に貫通孔を形成したものを示し、（ａ）は内外周に放射状に貫通孔を形成したウェハ支持体、（ｂ）は内周と外周の貫通孔を配置ピッチを異ならせて形成したウェハ支持体、を各々示す平面図である。
【図７】従来例の前提となる縦型ボートを示す斜視図である。
【符号の説明】
１縦型ボート
２ウェハ
３ウェハ支持体
４支柱
５固定部
６溝部
７凹部
８貫通孔

Claims

縦型ボートに使用されるウェハ支持体であって、前記ウェハ支持体の少なくとも片側の表面に外内周と連通可能な凹部を形成すると共にウェハ移載用の作業スペースを切り欠いたことを特徴とするウェハ支持体。
縦型ボートに使用されるウェハ支持体であって、前記ウェハ支持体に複数個の貫通孔を形成すると共にウェハ移載用の作業スペースを切り欠いたことを特徴とするウェハ支持体。
ウェハを載置する複数枚のウェハ支持体と、これらウェハ支持体を水平に保持する複数の支柱と、これら支柱を立設可能に固定する固定部とからなる縦型ボートにおいて、前記ウェハ支持体が請求項１記載のウェハ支持体、又は請求項２記載のウェハ支持体であることを特徴とする縦型ボート。