JPS59200432A

JPS59200432A - ウエハ−ボ−ト用の搬送用具

Info

Publication number: JPS59200432A
Application number: JP7390183A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Yamaguchi; 山口　正好; Shigeru Abe; 茂安部; Tatsuo Kasahara; 笠原　健生
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 1983-04-28
Filing date: 1983-04-28
Publication date: 1984-11-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、半導体ウェハーを載置したウェハーボートを
炉芯管へ出し入れづる際に用いるウェハーボート搬送用
具に関づるしのである。

従来、半導体装置の製造工程中に半導体ウェハーの不純
物拡散処理や酸化処理等を行う場合、半導体ウェハーを
ボートに乗せて炉芯管へ引出棒を用いて出し入れしてい
た。

第１図は、従来のウェハーボートの炉芯管への出し入れ
の状況を示すものである。図中、２１は炉芯管であり、
石英カラス又はＳｉ　−８ｉＣ質等から成る。炉芯管２
１の外側には図示しないヒーターがあり、それにより炉
芯管２１内を加熱する。炉芯管２１内には、ウェハーＷ
を載置したウェハーボート２２を入れて処理を行う。ウ
ェハーボート２２の材質は、通常石英ガラス、ＳｉＣ質
等が使用されている。このウェハーボー１・２２には、
車輪２５が設けられている。（また、図示しない車輪の
ついたマザーボートにウェハーボートを乗せて処理を行
う場合もある。）ウェハーボート２２を炉芯管１へ出し入れするのである
が、その際、ウェハーボート２２の係止部２４に引出棒
２６の首部２７を掛止して引出棒２６を前後に移動させ
ていた。

引出棒２６は高純度が要求されるため、一般に石英ガラ
スが用いられている。

前述のように従来の引出棒２６を用いてウェハーボート
２２の出し入れを行うと、ウェハーボート２２（又はマ
ザーボート）の車輪２５は炉芯管２１の底部に接触する
ため、出し入れをたとえ緩速で行ったとしても、ウェハ
ーボート２２が振動したり、あるいは若干の粉じんが炉
芯管２１内で飛散したりしていた。このような振動や粉
じんの飛散は、Ｓ　ｉウェハーに対して結晶欠陥を惹起
する原因となり問題であった。

このため、最近になってソフトローディング方式が検討
されるようになってきた。

ソフトローディング方式とは、ウーハ−ボートを搬送用
具に載せて炉芯管内壁に接触させないで出し入れするも
のである。

従来のソフトローディング用の搬送用具としては、例え
ば特開昭５６−３６１２９号公報に開示のボート１（第
２図）がある。つよりバー２はボート１の先端に載置用治具３を介して載せら
れている。４は炉芯管である。

この他の従来のソフトローディング用搬送用具としては
、例えば特開昭５６−４５０２０号公報に開示のボート
５（第３図）や、特開昭５７−１７０５２３号公報に開
示のボート支えアーム７（第４図）がある。ウェハー２
はそれぞれボート５、ボート支えアーム７の先端にそれ
ぞれ収納治具６、ウェハーボート８を介して載せられて
いる。なお第４図において符号９は炉芯管を示す。

ウェハーボート８は、ボート支えアーム７から降されて
炉芯管９内に直接置かれる。このため、ウェハーボート
８には足８ａが設けられている。

これら従来のウェハーボート搬送用具は、純度的な観点
から石英ガラス材質のものが主体であった。

しかし、ソフトローディングは、高温の炉内に搬送用具
の一端を挿入し、他端は室温にて固定支持するものであ
るため、搬送用具内に温度勾配が発生する。この温度勾
配によって搬送用具の材質内に熱的応力が発生し、残留
応力として材質の機械的強度を低下させる。

このため、ソフトローディング用の搬送用具の材質とし
て高純度のものが当然必要となるのであるが、高強度で
あること及び高温での耐クリープ特性に優れていること
も要求される。

しかし、石英ガラスは周知の如く高温で変形を起し、ま
た表面のキズ等により強度が極端に小さくなる等の問題
点を有していた。

この発明は、上記の実情に鑑みてなされたもので、材質
が高純度であるとともに高温でも機械的強度が低下せず
、しかも高温での耐クリープ性に優れたウェハーボート
搬送用具を提供することを目的とするものである。

炉芯管内壁に無接触でウェハーボートを出し入れするた
めの搬送用具として要求される主な特性は次のとおりで
ある。

（１）ウェハを載置したウェハーボートを塔載しても変
形しない。

（２）高純度。

（３）耐熱性。

（４）高強度。

本発明は、耐熱性を有するのみでなく、高強度であって
、高温でも変形のしないＳＩＣ質の材料を用いるもので
ある。しかし、ＳｉＣ質の成形体は気孔が約１０〜２０
％あるため、Ｓｉを１０〜４０％含浸し、高純度化する
のが望ましい。また、表面に緻密質ＳｉＣをＣＶＤコー
トすれば、さらに高純度化することができる。

本発明の最も好しい実施態様にあっては、純度９９．９
５重量％以上のＳｉＣ材質で、しかもＳ１含有率を３〜
２５重量％にする。

このようにＳｉが含有率３〜２５重量％含まれていると
、熱伝導が良く、支持具内に極端な温度勾配が発生しな
い。このため、熱的応力が発生′せず高温でも機械的強
度の低下がみられない。また、５ｉＣ−８ｉＣの焼結−
Ｂａｎｄｉｎ（］が大きく、しかも材質の純度が高いの
で高温での耐クリープ性に優れている。そのためウェハ
ーボート搬送用具は高温でもほとんど撓むことがない。

したがってウェハーボートの位置設定が大変容易である
。

ＳｉＣ質の材料とＳｉ含有率をいろいろと変えたＳｉＣ
質の材料を用い、これらの材料の一端を１２００℃の炉
内に出し入れして抗折強度を測定し、その値下率を測定
した。材料はいずれも外径２５ｍｍ、内径ｉＱｉ＋ｍ、
長さ２０００ｉｌ１１１のものを用いた。出し入れの操
作は２０ｍ１ｌｌ／分のスピードで１００回くり返した
。測定結果を第１表（後掲）に示した。

３ｉが４０重量％以上のものは、１００回出し入れする
前に折損した。この測定結果から、３ｉを２５重量％よ
りも多く含有するＳｉＣ材質は、使用状況によっては問
題が生じることが分った。

ＳｉＣ材質はいわゆる反応焼結法で構成されるコンポジ
ットである。その特性はＳｌとＳｉＣとの組成比で決定
される。

そこで、Ｓｉ含有率を５〜４５重量％まで段階的に変え
てＳｉＣ材質を構成し、高温ＣのＳｉＣ材質の特性を調
査した。材お１の形状はいずれも外径２５ＩＩＩＩＩ１
１内径１５ｍｍ、長さ２ｏｏｏｍ＋ｎであった。調査は
第５図に示ずＪ、うに材料３０の片端３０ａを固定支持
し他端３ｏｂに１０．０ｋｇの荷重Ｗをかりた状態で、
１２００℃の温度中に１５時間保持して行い、端３０ｂ
の変位りを測定し全長りに対する変位りの割合（％）を
計算した。測定結果を第６図にグラフ３３として示した
。

調査の結果、変位量はＳｉ含有率２５Ｍ量％付近を境に
して急激に増大することが分った。

Ｓ１含有率の違いによる変位りの変化は、次のように説
明できる。すなわちＳｉＣ粒子同士のＢｏｎｄｉｎｇが
Ｓｉ含有率と相関しており、Ｓｉ含有率が３０〜３５重
量％以上では５ｉＣ−８ｉＣの焼結−３ｏｎｄｉｎｇの
数が小さく、３ｉのクリープ特性に近づくために変位り
が大ぎくなるのである。

又、Ａ１等の不純物が５００　ｐｐｍ以上存在する材料
についても、上記の測定と同じ条件で変位量を測定した
ところ、不純物が多くなると変位が増大する傾向があっ
た。

変位りが大きいと、搬送用具の支持部におけるウニハル
ポートの位置の設定がむずかしくなる。

変位りは支持用具の形状やサイズによっても左右される
が、いずれのサイズや形状にしてもＳｉ含有率が２５重
量％よりも多くなるとクリープ特性による変形が大きく
なる。また、Ｓｉ含有率が２５ｍｍ％よりも多くなると
５ｉＣ−８ｉＣのＢｏｎｄｉｎｇが小さくナルタめ機械
的強度が低下する。

炉芯管内壁に無接触でウェハーボートを搬送するために
は、わずかな変形であっ°Ｃも問題−になってくる。つ
まり、炉芯管の直径が大きければ多少変形したとしても
ウェハーボートを無接触で搬送することはできるが、炉
芯管を必要以上に大きくすることは装置が大型化するば
かりでな（、熱効率の点からも問題がある。

それ故、本発明はウェハーボート搬送用具のウェハーボ
ート支持部を断面半円形状とし、炉芯管内の高温におい
ても変形のしにくい形状とすると共に、ウェハーボート
下部と炉芯管との間に形成した空間に上記半円形状の支
持部を入れウェハーボートを支持して、狭い炉芯管内で
あっても無接触で搬送できるようにしたものである。

次に本発明の一実施例を第８〜９図に基づいて詐細に説
明する。

第８図は、本発明によるウェハーボート搬送用具の斜視
図である。１０は搬送用具の全体を示しており、アーム
部１１と断面半円形状の支持部１２はブロック１３を介
して一体に固定されて−いる。もちろんアーム部１１と
支持部１２を直接固定してもよい。

支持部１２の上面には２本のカートリッジ支持棒１７が
その長手方向に設けである。

アーム部１１の左端は駆動手段の一部１９に従来のよう
に固定しである。

第９図は、炉芯管２１内でウェハーボート１４に搬送用
具をセットした状態を示す一部断面図である。

ウェハーボート１４には足１５が設けてあり、ウェハー
ボート１４の下部と炉芯管２１との間には空間１８が形
成される。炉芯管２１中にウェハーＷを載置したウェハ
ーボート１４を出し入れするとぎは、空間１８に支持部
１２を入れる。次に上下動用駆動モーター（図示せず）
で所定位置まで持ち上げ、ざらに前後動用駆動モーター
（図示せず）により炉芯管２１外へウェハーボート１４
を炉芯管２１の内壁に接触させずに取り出す。

以上のように本発明のウェハーボート搬送用具によれば
、ウェハーボート支持部１２を断面半円形状にすること
により高温の炉芯管２１内でウェハーＷを載置したウェ
ハーボート１４を塔載しても変形することがない。また
、そのような形状にするだ（プでなく材質をＳｉＣ質に
したため、高側り高純度に覆ることができた。

また、支持部を断面半円形状とづることによってウェハ
ーボート１４を安定して搬送できる上に、ウェハーボー
ト１４を下部から支持するために狭い炉芯管２１内であ
ってもウェハーボート１４を無接触で搬送することが容
易になる。

【図面の簡単な説明】

第１′図は従来の炉芯管の内部状況を示す説明図、第２
図は従来の支持具を示す側面図、第３図は従来の他の支
持具を示す斜視図、第４図は従来のさらに他の支持具を
示Ｊ゛側面図、第５図はＳｉＣ材質の変位量を測定する
方法を示す゛側面図、第６図はＳｉＣ材質のＳ１含有率
と変位量の関係を示すグラフ１．第７図はＳｉＣ材質の
Ｓｉ含有率と機械的強度の関係を示すグラフ、第８図は
本発明のウェハーボート用の搬送用具の一例を示す斜視
図、第９図は本発明の搬送用具の使用例を示す説明図で
ある。１１・、・・・アーム部１２・・・・支持部１３・・・・ブロック１４・・・・ウェハーボート１５・・・・足第６図５ＬｔＪｉ卑手続補正書（自発）特許庁長官　若杉和夫　殿１、事件の表示特願昭５８’−７３９０１号２、発明の名称ウェハーポート用の搬送用具３、補正をする者事件との関係　特許出願人住所　東京都新宿区西新宿１−２６−２名称　東芝セラ
ミックス株式会社代表者　村松文雄４、代理人住所　東京都港区西新橋２−３９−８鈴丸ビル６、補正の対象明細書の「発明の詳細な説明ｊの欄及び図面７、補正の内容１）明細１１５頁の第１表を別紙のように補正します。２）第６図及び第７図を別紙のように補止します。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）半導体ウェハーを載置したウェハーボートを炉芯
管へ出し入れするための搬送用具において、ＳｉＣ質か
ら成る断面半円形状のウェハーボート支持部と、該ウェ
ハーボート支持部に一端を固定したアーム部からなるこ
とを特徴とするウェハーポート用の搬送用具。
（２）上記ウェハーボート支持部にＳｉを含浸したこと
を特徴とする第１項記載のウェハーポート用の搬送用具
。
（３）上記ウェハーポート支持部に緻密質Ｓｉ　ＣをＣ
ＶＤコートしたことを特徴とする第１項又は第２項記載
のウェハーポート用の搬送用具。
（４）純痕９９．９５ｍ１％以上のＳｉＣ材質にし、し
かもＳｉ含有率が３〜２５重量％であることを特徴とす
る第１項、第２項又は第３項記載のウェハーポート用の
搬送用具。