JP2564640Y2 - 縦型ウエーハ収納治具 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、多数枚の半導体ウエー
ハを整列保持する半導体収納治具に係わり、特にウエー
ハ熱処理装置内にウエーハを搬出入するために使用す
る、いわゆるウエーハ支持ボートとして好適な組立形ウ
エーハ収納治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より半導体製造工程に、半導体ウエ
ーハ（以下、ウエーハという）をヒータで囲まれた加熱
炉内に配置して所定のキャリアガスとともに原料ガスを
流し、摂氏４００から１４００度程度の範囲の高温雰囲
気下で不純物をウエーハ内部に浸透させる、ドライブイ
ン処理が行われるウエーハ熱処理装置に、多数枚のウエ
ーハを整列保持させて収納するパドル、カセットボー
ト、該カセットボートを複数搭載するマザーボートまた
はウエーハ支持ボートと呼称される半導体収納治具（以
下、収納治具という）が使用されている。この収納治具
は、収納する多数枚のウエーハを１ユニットとして、各
工程中で取り扱うのに適し、前記熱処理工程や洗浄液を
例えばフッ酸により行う洗浄工程その他で、通常、収納
治具とともにウエーハへの処理加工が行われる。ここで
収納治具に使われる材質は、化学的安定性や耐熱性を考
慮して、石英ガラスやシリコンあるいはこれらの化合物
などが一般に使用される。例えば図５に示す縦型ウエー
ハ収納治具は、外側に、ここに図示しないヒータとその
内側に配設する加熱炉管の、その内部に載置して、下部
支持板３と支持板１２を両端に、その間にウエーハ１と
同じ大きさと、同じ厚みを深さとする受け座８を持ち、
該ウエーハ１と必要最小限の当接面８ａを保持した残り
の中央部を、前記ウエーハ１の表面が流通するガスと接
触可能に形成する開口部とする、リング状の支持部材１
４をウエーハ収容枚数分、それぞれを正確に離隔して上
下に複層状に配設可能に、該支持部材１４の外周部に溶
着して竜骨として支持させる数本の支持棒１３が該支持
棒３の固設部１３ａと前記支持部材１４の固設部１４ａ
とによって一体化可能に固設して、その両端に前記支持
板３、１２を固着することにより収納治具として組み立
てられ、その全体が保温筒９上に固定される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら縦型ウエ
ーハ収納治具を製造するに当たって、従来の収納治具内
での各支持部材の、下部支持板を基準面とし、そこから
の取付位置距離の規定寸法公差内での設定、および両端
の支持板の中心軸に対して、各支持部材がどの程度傾斜
が許されるかを示す、同軸度公差内での保持など、取り
扱うウエーハの寸法を基準に製作上の注意が払われる。
ここでリングの寸法は、現状で厚みｔ＝２ないし３ｍ
ｍ、口径Ｄ＝１７０ないし１８０ｍｍであり、そして通
常基準面から各リングのボート長手方向における取付け
位置寸法公差はプラス・マイナス０．２ｍｍであり、こ
れらの寸法比およびその精度要求は、以後拡大すること
はあっても縮まることはない。また使用中の収納治具
は、ウエーハ群を１ユニットとして、各工程中を移動し
て、様々な処理工程を受けさせるので、その取扱方によ
っては支持部材の熱変形、洗浄処理時の洗浄液による、
変質や溶融損耗等による経年変化、あるいは取扱者の不
注意による破損などの危険に晒されている。収納治具
は、化学的安定性の高い高価な材料を使用し、多数枚
（例えば、１収納治具当りウエーハ収納５０枚）で構成
する支持部材の中の１枚でも取り替えが必要となる場合
に、溶接された古い支持部材をカッタ等により切断撤去
し、新しい支持部材を加熱溶着するときに、その前後を
含む他の構成支持部材の取付寸法精度を狂わすことがあ
るので、そうした修理処理においても、技術的に価格的
にも簡単容易には出来ない。特に熱処理回数が多く使用
される収納治具にあっては、その支持部材の変形割合
は、他の工程に専ら使われる収納治具に比べて高い。上
記したような支持部材１枚の不具合でなく、数枚にわた
る支持部材の取り替えや変形部材の修理を行うには、は
じめから収納治具を作り直すこととなり、多大な出費を
要する。

【０００４】従ってその縦型ウエーハ収納治具の抱える
問題点は、その製造加工上、その寸法精度を保持する各
部材の溶接加工は難しく、ウエーハの厚みに合わせた、
支持部材の厚みとなるので、その平面大きさの割には支
持部材の厚みは薄く、支持部材を支持棒に溶接するとき
に、溶接位置以外の部位に熱変形を受け易く、その溶接
には熟練を要する。また修理加工上では、不具合の支持
部材を溶接または熱処理加工により修理するときに、健
全な周囲の支持部材を不具合にさせる危険があり、従っ
て修理技術には高度な熟練を要し、また高い修理コスト
がかかる、などである。

【０００５】本考案の目的は、かかる従来技術の欠点に
鑑み、前記ウエーハ熱処理装置と収納治具の構造の特性
を充分考慮し、熱処理回数の増大への対応を図りつつ、
効果的な製造方式を生み出すことが出来るような支持部
材の単純化した手段により、図らずも収納治具の高い製
作精度を有し、かつ技術的熟練度を工場生産に局限して
精密機械加工を済ませてしまい、多様な修理の需要にも
速やかに対応可能な、簡便で安価な部材の組立化を図っ
た縦型ウエーハ収納治具を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本考案は、少なくとも下
部支持板上に立設する保持具を配設し、ウエーハを保持
可能の受け座を上面側に、かつ下面側に脚部を垂設させ
た複数の支持部材を、前記保持具を介して積層保持可能
に構成することを特徴とするものである。また、前記保
持具４が、前記保持具が、少なくとも三本の支持棒によ
り形成するとともに、前記支持部材の要所に挿通孔を設
け、該支持棒を前記支持部材に、順次挿通することによ
り構成することを特徴とするものである。さらに、前記
保持具４が、前記保持具が、少なくとも前記下部支持板
に嵌合可能の端部と、その外周面に設けるスリット状の
開口部と、その内部に前記支持部材を受納可能とする筒
状体１０によって形成するとともに、該筒状体内に前記
支持部材を順次収納することにより構成することを特徴
とするものである。

【０００７】

【作用】かかる技術手段によれば、前記従来技術のよう
に、収納治具の組立製造中に溶接加工のような熱加工工
程を必要とするのでなく、予め加工され用意された各構
成部品に組立の最終工程に至るまで、何等の熱加工をす
ることなく、単純な組立により収納治具を完成させるの
で、修理時を含め寸法精度を狂わしたり、熟練を要した
りする製造要素がない。特に高い品質管理の下に作られ
る支持部材の単品が、そのまま収納治具の品質を保証す
ることができる。また修理時には、主要部品の単なる交
換作業で完了し、交換に当たってもその他の健全な支持
部材に悪い影響を与えることなく、その修理に即応で
き、かつ収納治具の機能を損なうことなく、高い品質で
かつ低廉なコストによる修理サービスを提供できる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本考案の好適な実施例
を例示的に詳しく説明する。ただしこの実施例に記載さ
れている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置な
どは特に特定的な記載がない限りは、この考案の範囲を
それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎ
ない。図１および図２は、本考案の実施例１に係わる縦
型ウエーハ収納治具を説明するもので、図１は、その主
要構成要素の相関を示す斜視図で、図２は、その全体を
示す正面図で、下部支持板３の上部に保持具４を構成す
る４本の支持棒５のそれぞれ５ａないし５ｄが立設し
て、該支持棒５の頂部には支持板２が、４本の前記支持
棒５に対応して該支持板２の下面に設ける、４つの貫通
しない挿通孔２ａないし２ｄを介して前記した支持棒５
ａないし５ｄを嵌設して固定している。前記支持棒５に
は、支持部材６が、ウエーハ収納枚数分の数だけ適切に
設けられ、かつ該支持部材６に適切な位置に適切な形状
で形成された上下に貫通した挿通孔７に、挿通して保
持、配設している。ここに前記挿通孔２ａないし２ｄお
よび７は、前記支持棒５の外径に挿通可能の程度で、不
必要な遊びを持たない程度に設けられている。前記支持
部材６は、挿通する複数の支持棒５に対応する該挿通孔
７と、その下面に収納治具内の該支持部材６の収納数に
適合して割り付けて定める高さを持つ４本の脚部６ａな
いし６ｄと、中央に開口部６ｆを形成し、その内壁面に
該ウエーハ１を保持可能の受け座８を持ってリング状に
形成している。該受け座８は、ここに記載しない所定大
のウエーハ１をその内部に収納可能の、凹部状となって
いて、該ウエーハ１の厚み相当の深さを持ち、かつ任意
幅の当接面８ａを有して該当接面８ａによって、前記ウ
エーハ１が保持可能に形成している。上記した前記下部
支持板３と、前記下部支持板に立設する複数の前記支持
棒５と、その間に複層配設する前記支持部材６およびそ
の上部の前記支持板２とは、全体が緩みなく、堅牢に組
み立てられて構成し、保温筒９の上部に載置する。前記
支持部材６等は、高精度の治具を用いた機械加工で量産
され、品質管理可能に保全される。なお使用材料には、
従来技術と同じく石英ガラス等の他にグラファイトや良
質な耐熱製セラミック材で作ることも可能であり、これ
らの材料によってウエーハ１への均熱化が図られる。

【０００９】図３および図４は、本考案の実施例２に係
わる縦型ウエーハ収納治具を説明するもので、図３は、
本考案実施例２の全体を示す一部切り欠き断面を含む正
面図で、図４は、本考案実施例２の筒状体まわりを示す
斜視図で、支持部材６を複層保持可能の保持具４を形成
する、内部１０ｅが中空の筒状体１０は、その外周面１
０ｂの上部とその下部にそれぞれ嵌設枠を有する上端１
０ａと下端１０ｃと、その間に全周にわたってその上下
方向に伸びて一定間隔毎に設けるスリット状開口部１０
ｄとを形成し、該下端１０ｃに下部支持板３を、該上端
１０ａに上蓋１１を嵌設して固定し、該内部１０ｅに、
ここに図示しないウエーハ１の収納枚数分の、実施例１
に記載した前記支持部材６を積層状に、前記筒状体１０
の内壁との間に緩みない状態で収納する。そして収納治
具全体が緩みなく、堅牢に組み立てられて構成し、保温
筒９の上部に載置する。ここに、該筒状体１０の該スリ
ット状開口部１０ｄは、前記収納治具が回転機能を持っ
て回転するときには、その回転によってその内部１０ｅ
に導入する、所定方向から供給されるガス流を、案内可
能に前記開口部１０ｄの周縁を構成するとともに、上記
において前記支持部材６に付設した前記挿入孔２ａない
し２ｄは、熱処理時のガス流通孔に活用するか、あるい
ははじめから設けないこともできる。なお前記開口部１
０ｄは、縦型のスリット状に図示したが多数の丸状その
他の形状により形成するとともに、該上蓋１１の要所に
は、単数または複数個のガス流開口を設けことが出来
る。

【００１０】次に本考案装置の実施例の収納治具の装着
および脱着動作について説明する。実施例１において、
その装着は、保温筒９上に下部支持板３を載置して、該
下部支持板３の上部には、４本の支持棒５ａないし５ｄ
が立設して成る。該支持棒５ａないし５ｄに、受け座８
を上面に向けてウエーハ１を収納した支持部材６の４つ
の挿通孔７を挿通することにより、順次複数の該支持部
材６を下方から積層保持していく。積層される前記支持
部材６は、脚部６ａないし６ｄによって隣接間隔が適切
に保持されている。前記支持部材６の収納数分の収納が
完了した後、前記支持棒５ａないし５ｄの上端部を支持
板２の挿通孔２ａないし２ｄを介して装着する。前記支
持部材の脱着動作は、上記した装着の逆の順序で行われ
る。実施例２において、その装着は、保温筒９上に下部
支持板３を載置して、該下部支持板３の上部に、前記下
部支持板３の側部に筒状体１０の下端１０ｃを嵌設して
立設する。該筒状体１０の上端１０ａの開放口から、受
け座８を上面に向けて順次複数のウエーハ１を収納した
該支持部材６を挿入して、下方から積層していく。前記
支持部材６の収納数分の収納が完了した後、前記筒状体
１０の該上端１０ａに上蓋１１を嵌設して、その装着動
作を終了する。その脱着には、上記した装着の逆の順序
で脱着動作が行われる。この装着と脱着時に、前記筒状
体１０の開口部１０ｄは前記支持部材６の装着介助に利
用される。

【００１１】

【考案の効果】以上記載したごとく本考案によれば、溝
加工技術を向上させ、品質管理の可能な、支持部材とそ
の他の予め作られた構成部品を、収納治具製作の最終段
階においても何らの熱加工することなく組み立てること
により、収納治具の製作または修理を行うので、出来上
り時に製作精度を損なうことなく、その組立加工やその
修理において、高度な技術、熟練度を要することなく収
納治具製作精度の向上を図りつつ、その製作時間を短縮
して且つ修理工程時間の計量化を可能とするとともに熱
処理時の収納治具内のウエーハ表面におけるガス流分布
や熱分布を損なうことのない、組立形のウエーハ収納治
具の提供が可能になり、その実用的価値は極めて大であ
る。そして収納治具内にあって最後の工程までその高品
質を保証できるので、長期または短期の生産計画に対応
した工程管理を可能とする。また前記実施例では半導体
ウエーハ取扱用の収納治具について詳細に説明したが、
これのみに限定されず他の物品の取扱に同様方法で収納
可能の収納治具などにも適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例１の縦型ウエーハ収納治具を説
明して、主要構成要素の相関を示す、斜視図である。

【図２】本考案実施例１の、縦型ウエーハ収納治具の全
体を示す、正面図である。

【図３】本考案実施例２の縦型ウエーハ収納治具を説明
する、一部切り欠き断面を含む正面図である。

【図４】本考案実施例２の縦型ウエーハ収納治具の、筒
状体まわりを示す斜視図である。

【図５】従来技術の全体を示す、一部切り欠き断面を含
む正面図である。

【符号の説明】

１ ：ウエーハ ２ ：支持板 ３ ：下部支持板 ４ ：保持具 ５ ：支持棒 ６ ：支持部材 ６ａないし６ｂ：脚部 ７ ：挿通孔 ８ ：受け座 ９ ：保温筒 １０ ：筒状体 １０ａ ：上端 １０ｂ ：外周面 １０ｃ ：下端 １０ｄ ：開口スリット １０ｅ ：筒状体内部

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも下部支持板上に立設する保持
   具を配設し、ウエーハを保持可能の受け座を上面側に、
   かつ下面側に脚部を垂設させた複数の支持部材を、前記
   保持具を介して積層保持可能に構成することを特徴とす
   る縦型ウエーハ収納治具。
2. 【請求項２】 前記保持具が、少なくとも三本の支持棒
   により形成するとともに、前記支持部材の要所に挿通孔
   を設け、該支持棒を前記支持部材に、順次挿通すること
   により構成することを特徴とする請求項１記載の縦型ウ
   エーハ収納治具。
3. 【請求項３】 前記保持具が、少なくとも前記下部支持
   板に嵌合可能の端部と、その外周面に設けるスリット状
   の開口部と、その内部に前記支持部材を受納可能とする
   筒状体によって形成するとともに、該筒状体内に前記支
   持部材を順次収納することにより構成することを特徴と
   する請求項１記載の縦型ウエーハ収納治具。