JPH11130181A

JPH11130181A - ウエハー積載用ボート

Info

Publication number: JPH11130181A
Application number: JP29240297A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Minagawa; 和弘皆川
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1997-10-24
Filing date: 1997-10-24
Publication date: 1999-05-18

Abstract

(57)【要約】【課題】梁の工作精度が悪かったり、熱処理時の温度
分布によってウエハーの変形が発生するような時にも、
ウエハーを均等に線支持できるウエハー積載用ボートを
提供すること。【解決手段】２本で対をなす梁１１を１組あるいは複
数組、支柱１２の長手方向に所要の間隔を存して多数、
水平保持させた縦型熱処理炉用のウエハー積載用ボート
である。それぞれの梁１１を、支柱１２に対して所要角
度の回転が自在なように保持させる。梁１１の重心Ｇ
を、支柱１２に対する回転中心Ｃよりも下方に位置させ
る。【効果】ウエハーを可及的に均等に線支持できるの
で、撓みと応力集中が抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に大口径の半導
体ウエハー（以下、単に「ウエハー」という）を熱処理
する際に使用するウエハー積載用ボートに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】酸化処理や拡散処理等の高温熱処理を行
う場合に用いられる炉は、ウエハーの大口径化に伴っ
て、縦型が主流となってきた。その理由としては、ウエ
ハー搬送システムの自動化対応、クリーンルーム内での
スペースファクターの減少、炉内の均熱性の確保、ガス
の巻き込みの減少等が挙げられる。

【０００３】そして、上記の縦型炉に用いられるウエハ
ー積載用ボートは、例えば図１３に示すように、４本の
支持部材１を、これら支持部材１で保持するウエハー２
の周縁に配しながら、これら４本の支持部材１の上下端
を、支持部材１と同一の材料で製作された天板及び底板
により固定するように一体成形した構造である。

【０００４】しかしながら、このような構造のウエハー
積載用ボートでウエハー２を支持して熱処理を行った場
合には、ウエハー２の挿入側（図１３における紙面上
側）における２つの支持部材１ａの、特にウエハー挿入
側端縁にウエハー２の重量が集中するので、例えば１２
インチウエハーのような大口径のウエハー２を支持した
場合には、スリップ（結晶欠陥，転位）の発生は避けら
れないという問題があった。

【０００５】そこで、大口径ウエハーに対応した縦型の
ウエハー積載用ボートとして、以下のような提案がなさ
れている。例えば、特開平６−１６８９０３号では、図
１４に示すように、ウエハー２の挿入側（図１４におけ
る紙面上側）の支持部材１ａを断面アーク状として、支
持部材１の先端とウエハー挿入方向のなす角θ₁，θ₂
を１００度以上としたウエハー積載用ボートが提案され
ている。

【０００６】また、特開平５−１１４６４５号では、図
１５に示すように、複数の支柱３と天板４及び底板５か
らなり、ウエハー２の移載用アームのために、凹状に切
り欠いた部分（以下、「切欠部」という）６ａを有する
ウエハー保持用支持板６を前記支柱３に取り付けたウエ
ハー積載用ボートが提案されている。

【０００７】前記特開平６−１６８９０３号で提案され
たものは、支持部材１ａをウエハー２の挿入側に張り出
させることにより、ウエハー２の重量を４本の支持部材
１，１ａに可及的に均等に分散させようとしている。し
かし、ウエハー２の重量をいかに均等に分散させたとし
ても、１２インチのような大口径のウエハー２に対して
は不十分である。加えて、特開平６−１６８９０３号で
提案されたものでは、ウエハー２の中心部を支持してい
ないので、中心部に向かって撓みが生じ、スリップが発
生したり、自動搬送システムが誤動作する原因となると
いう問題もある。

【０００８】また、特開平５−１１４６４５号で提案さ
れたものは、ウエハー２を支持板６で面支持するため、
スリップや撓みの問題は少ないが、ウエハー２の一枚毎
に支持板６が必要であること、支持板６には切欠部６ａ
が必要になるので構造が複雑となること、等の理由によ
りウエハーボートの重量が増加して、熱応答性の低下や
ハンドリングの問題が生じる。加えて、コストアップの
要因ともなる。

【０００９】そこで、本出願人は、特願平９−９７１０
１号で、２本で対をなす梁を１組あるいは複数組、支柱
の長手方向に所要の間隔を存して多数、水平保持させた
ウエハー積載用ボートを提案した。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本出願人が特願平９−
９７１０１号で提案したウエハー積載用ボートは、簡単
な構成で、しかも重量増を抑えつつ、１２インチのよう
な大口径ウエハーの場合でも、スリップや撓みの発生を
可及的に防止できるものでは有るが、梁の工作精度が悪
かったり、熱処理時の温度分布によってウエハーの変形
が発生するような場合には、梁によるウエハーの線支持
が乱れるので、均等にウエハーを線支持できなくなっ
て、スリップの原因となる虞が有ることが予想される。

【００１１】本発明は、本出願人が特願平９−９７１０
１号で提案したウエハー積載用ボートの更なる改良を図
るべくなされたものであり、梁の工作精度が悪かった
り、熱処理時の温度分布によってウエハーの変形が発生
するような時にも、ウエハーを均等に線支持できるウエ
ハー積載用ボートを提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明のウエハー積載用ボートは、支柱の長手
方向に所要の間隔を存して多数、水平保持させた２本で
対をなす梁を、支柱に対して所要角度の回転が自在なよ
うに保持させることとしている。そして、このようにす
ることで、梁の工作精度が悪かったり、熱処理時の温度
分布によってウエハーの変形が発生するような時にも、
ウエハーを可及的に均等に線支持でき、撓みと応力集中
が抑制される。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明のウエハー積載用ボート
は、２本で対をなす梁を１組あるいは複数組、支柱の長
手方向に所要の間隔を存して多数、水平保持させた縦型
熱処理炉用のウエハー積載用ボートであって、それぞれ
の梁を、支柱に対して所要角度の回転が自在なように保
持させたものであり、この時、梁の重心が、支柱に対す
る回転中心よりも下方に位置することが望ましい。

【００１４】本発明のウエハー積載用ボートにおいて、
梁１１に対する支柱１２の保持手段は、梁１１が支柱１
２に対して所要角度の回転が自在なように保持出来るも
のであれば、図１（ｃ）に示すように、接続部材１３の
断面を円形とし、梁１１にはこの接続部材１３と略同径
の円形孔１１ａを設け、この円形孔１１ａに接続部材１
３を嵌入するものでも、また、図２（ａ）に示すよう
に、梁１１に断面が円形の接続部材１３より大径の楕円
形孔１１ｂを設け、この楕円形孔１１ｂに接続部材１３
を嵌入するものでも、また、図２（ｂ）に示すように、
接続部材１３の断面を三角形とし、梁１１にはこの接続
部材１３より大きな三角形孔１１ｃを設け、この三角形
孔１１ｃに接続部材１３を嵌入するものでも良い。

【００１５】また、本発明のウエハー積載用ボートにお
いては、図４（ａ）に示すように、梁１１の重心Ｇと、
支柱１２に対する回転中心Ｃがほぼ同じ位置であれば、
梁１１の上面にウエハー２を載せた場合には、図４
（ｂ）に示すように、梁１１とウエハー２を合計した重
心Ｇ１は、前記した回転中心Ｃよりも高い位置となるの
で、梁１１が回転し易くなって、安定が悪くなる。

【００１６】これに対して、図５（ａ）に示すように、
梁１１の重心Ｇを、回転中心Ｃよりも下方に位置させた
場合には、外力が作用しなければ、梁１１は水平に安定
した状態を保つことは勿論、梁１１の上面にウエハー２
を載せた場合にも、図５（ｂ）に示すように、梁１１と
ウエハー２を合計した重心Ｇ１は、回転中心Ｃよりも低
い位置となるので、梁１１は水平に安定した状態を保つ
ことになる。

【００１７】また、本発明のウエハー積載用ボートにお
いて、対をなす２本の梁１１の断面形状は、三角，四
角，六角等の多角形、円、楕円等、特に限定されない
が、梁１１の重心Ｇを、回転中心Ｃよりも下方に位置さ
せることを考慮すれば、図６（ａ）に示すような三角
や、図６（ｂ）に示すような台形状のもの、或いは、図
６（ｃ）に示すような長方形の長辺を高さ方向に配置し
たもの等が好ましい。この時、ウエハー２に疵を付けな
いように、前記した形状の梁１１の頂角部に、アールを
つけておくことが望ましい。

【００１８】本発明のウエハー積載用ボートによれば、
それぞれの梁を、支柱に対して所要角度の回転が自在な
ように保持させているので、梁の工作精度が悪かった
り、熱処理時の温度分布によってウエハーの変形が発生
するような時にも、ウエハーを可及的に均等に線支持で
き、撓みと応力集中が抑制される。

【００１９】

【実施例】以下、本発明のウエハー積載用ボートを図１
〜図３に示す実施例に基づいて説明する。図１は本発明
のウエハー積載用ボートの第１実施例を示す概略説明図
で、（ａ）は平面方向から見た図、（ｂ）は正面方向か
ら見た図、（ｃ）は（ｂ）の矢視Ａ−Ａ図、図２
（ａ）、（ｂ）は本発明のウエハー積載用ボートの第
２、３実施例の図１（ｃ）と同様の図、図３は図１に示
す第１実施例の支柱と接続部材の組立て方法の一例を説
明する図である。

【００２０】図１において、１１は例えば一辺が６ｍｍ
の正方形断面をした梁であり、２本で対をなしている。
そして、これらの対をなす梁１１は、例えば断面正方形
の支柱１２の長手方向に所要の間隔を存して多数、水平
状に保持される。これらの対をなす梁１１は、例えば図
１に示す第１実施例では、同図（ｃ）に示すように、長
手方向の中間部分に円形孔１１ａを設け、この円形孔１
１ａに、両側に配置した支柱１２に取り付けた、例えば
円形断面の接続部材１３を嵌入し、所要角度の回転が自
在なように平行に保持したものを示している。

【００２１】一方、図２（ａ）に示す第２実施例では、
梁１１の長手方向の中間部分に接続部材１３の断面より
も大きな楕円形孔１１ｂを設け、この楕円形孔１１ｂに
接続部材１３を嵌入したものを、また、図２（ｂ）に示
す第３実施例では、断面が三角形の接続部材１３を使用
し、梁１１には、接続部材１３の断面よりも大きな三角
形孔１１ｃを設け、所要角度の回転が自在なように平行
に保持したものを示している。

【００２２】これらの図１及び図２に示す第１〜３実施
例では、梁１１の上面にウエハー２を載せた場合にも、
梁１１とウエハー２を合計した重心Ｇ１が、回転中心Ｃ
よりも低い位置となるように、梁１１の高さ方向におけ
る中心より上方に前記円形孔１１ａ、楕円形孔１１ｂ、
三角形孔１１ｃを設け、梁１１が水平に安定した状態を
保つものを示している。

【００２３】ところで、前記したように図１や図２に示
すように、対をなす梁１１を平行に配置する場合、これ
ら梁１１間の寸法は特に限定されるものではないが、例
えば支持するウエハー２の直径の２／５程度に設定す
る。

【００２４】また、上記したような本発明のウエハー積
載用ボートにおいて、支柱１２と接続部材１３との接合
方法については，特に限定されない。例えば、図１に示
す第１実施例のようなものであれば、図３に示すよう
に、正方形の支柱１２の高さ方向に、例えば接続部材１
３の直径より小径の孔１２ａを設け、一方、接続部材１
３の前記支柱１２への取り付け側を、前記孔１２ａに嵌
合するように縮径加工すると共に、支柱１２からはみ出
す部分をさらに縮径加工し、このさらなる縮径加工部１
３ａにスナップリング１４を嵌入することで取り付ける
ことができる。

【００２５】本発明のウエハー積載用ボートは上記した
ような構成であり、次に本発明のウエハー積載用ボート
の効果を確認するために行った実験結果について説明す
る。実験に供したウエハー積載用ボートを図７〜図１１
に、また、図７〜図９に示した本発明のウエハー積載用
ボートの各種寸法を下記表１に示す。なお、図１０及び
図１１には実験に供したウエハー積載用ボートの各種寸
法も併せて示す。

【００２６】そして、これらのウエハー積載用ボートに
直径が３００ｍｍ、厚さが０．７７５ｍｍの試験用シリ
コンウエハー４枚と同寸法同材質のダミーウエハー５６
枚を支持させて、１２００℃の雰囲気内に２時間保持し
た後、８℃／分の速度で常温まで冷却した。なお、前記
１２００℃の雰囲気のうち、最初の１時間は０₂雰囲気
で、後の１時間はＮ₂雰囲気であった。ダミーウエハー
は繰り返し試験に使用した。スリップの評価は４枚の試
験用シリコンウエハーについてのみ実施した。

【００２７】

【表１】

【００２８】実験結果を下記表２に示すが、この表２よ
り明らかなように、本発明のウエハー積載用ボートを使
用した場合はいずれもスリップは発生しなかった。これ
に対して、図１１に示す従来のウエハー積載用ボート
（従来例１）、及び図１２に示す特開平６−１６８９０
３号で提案されたウエハー積載用ボート（従来例２）を
使用した場合には、いずれもスリップが発生した。

【００２９】

【表２】

【００３０】本実施例では、対をなす梁１１の長手方向
の中間を接続部材１３で保持したものを示したが、それ
ぞれの梁を、支柱に対して所要角度の回転が自在なよう
に保持させたものであれば、図１２に示すように、対を
なす梁１１は、それぞれの両側に配置した支柱１２に取
り付けた接続部材１３で、長手方向の中間部分を保持し
たものを２組配置したものでも良いことは言うまでもな
い。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のウエハー
積載用ボートは、それぞれの梁を、支柱に対して所要角
度の回転が自在なように保持させた構成であるので、梁
の工作精度が悪かったり、熱処理時の温度分布によって
ウエハーの変形が発生するような時にも、ウエハーを可
及的に均等に線支持でき、撓みと応力集中を抑制するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のウエハー積載用ボートの第１実施例を
示す概略説明図で、（ａ）は平面方向から見た図、
（ｂ）は正面方向から見た図、（ｃ）は（ｂ）の矢視Ａ
−Ａ図である。

【図２】（ａ）、（ｂ）は本発明のウエハー積載用ボー
トの第２、３実施例の図１（ｃ）と同様の図である。

【図３】図１に示す第１実施例の支柱と接続部材の組立
て方法の一例を説明する図である。

【図４】（ａ）は梁の重心と支柱に対する回転中心がほ
ぼ同じ位置の場合の図１（ｃ）と同様の図、（ｂ）は
（ａ）にウエハーを載せた場合における梁の重心と回転
中心との変化を示した図である。

【図５】（ａ）、（ｂ）は梁の重心を、回転中心よりも
下方に位置させた場合の図４（ａ）、（ｂ）と同様な図
である。

【図６】梁の断面形状の一例を示したもので、（ａ）は
三角形状、（ｂ）は台形状、（ｃ）は長方形状を示す図
である。

【図７】本発明のウエハー積載用ボートの効果を確認す
るために行った実験に使用した第１のウエハー積載用ボ
ートの図で、（ａ）は平面方向から見た概略図、（ｂ）
は梁の断面形状を示す図、（ｃ）は梁の側面図である。

【図８】本発明のウエハー積載用ボートの効果を確認す
るために行った実験に使用した第２のウエハー積載用ボ
ートの図で、（ａ）は平面方向から見た概略図、（ｂ）
は梁の断面形状を示す図、（ｃ）は梁の側面図である。

【図９】本発明のウエハー積載用ボートの効果を確認す
るために行った実験に使用した第３のウエハー積載用ボ
ートの図で、（ａ）は平面方向から見た概略図、（ｂ）
は梁の断面形状を示す図、（ｃ）は梁の側面図である。

【図１０】本発明のウエハー積載用ボートの効果を確認
するために行った実験に使用した従来のウエハー積載用
ボートの平面方向から見た概略図である。

【図１１】本発明のウエハー積載用ボートの効果を確認
するために行った実験に使用した特開平６−１６８９０
３号で提案されたウエハー積載用ボートを平面方向から
見た概略図である。

【図１２】本発明のウエハー積載用ボートの他の実施例
を示す平面方向から見た概略説明図である。

【図１３】従来のウエハー積載用ボートを平面方向から
見た概略説明図である。

【図１４】特開平６−１６８９０３号で提案されたウエ
ハー積載用ボートを平面方向から見た概略説明図であ
る。

【図１５】特開平５−１１４６４５号で提案されたウエ
ハー積載用ボートの概略説明図であり、（ａ）は斜視
図、（ｂ）は平面方向から見た図である。

【符号の説明】

２ウエハー１１梁１１ａ円形孔１１ｂ楕円形孔１１ｃ三角形孔１２支柱１３接続部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２本で対をなす梁を１組あるいは複数
組、支柱の長手方向に所要の間隔を存して多数、水平保
持させた縦型熱処理炉用のウエハー積載用ボートであっ
て、それぞれの梁を、支柱に対して所要角度の回転が自
在なように保持させたことを特徴とするウエハー積載用
ボート。
【請求項２】梁の重心が、支柱に対する回転中心より
も下方に位置することを特徴とする請求項１記載のウエ
ハー積載用ボート。