JPH0610674Y2 - ウエーハ支持装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、複数のウエーハボートを有するウエーハ支持
装置に係り、特に略円筒形状の反応容器をほぼ垂直方向
に設置して構成される縦型構造の熱処理装置に用いるウ
エーハ支持装置に関する。

「従来の技術」 例えば複数の半導体ウエーハが配置された前記反応空間
内に処理ガスを流しながら、該ウエーハ表面に酸化膜そ
の他の膜形成を行う熱処理装置は公知であり、かかる装
置においては前記反応空間を形成する反応容器がほぼ水
平方向に設置した横型構造の装置と、前記反応容器をほ
ぼ垂直方向に設置した縦型構造の装置に分類されるが、
後者は省スペースや操作性の向上とともに、特にウエー
ハを収納するボートと完納容器間が非接触の状態を維持
しパーティクルの発生を抑制し得る点が前者に比較して
有利であり、この為近年多数の縦型構造の装置が開発さ
れている。

しかしながら縦型構造の装置の欠点の一つに処理ガスの
不均一性が上げられる。

即ち縦型構造の装置の場合反応容器内に収納される半導
体ウエーハ群は横形構造の装置のように直立して水平方
向に整列配置されているのではなく上下に縦長状に積層
配置されている為に、而も該容器内に導入された処理ガ
スは反応容器の上端（下端）より半導体ウエーハ配設面
と直角方向（容器軸線方向）に流しながら反応容器下端
（下端）側の排出口より排出する構成を取る為に、処理
ガス流れ方向の下流側に位置するウエーハ群と処理ガス
との接触が中々円滑に行われず、結果として上流側と下
流側のウエーハ相互間で膜形成の不均一さが生じてい
た。

かかる欠点を解消する為に、前記ウエーハ群を処理ガス
の長手軸に水平に保持した状態で熱処理するように構成
したウエーハ支持装置、特に前記欠点の解消とともに、
ウエーハ処理枚数の減少を避ける為に、反応容器直径方
向に沿ってほぼ直立させて整列配置したウエーハ群を一
単位として各群を上下に多段状に配列する構成を取る装
置が開発されている。

例えば特開昭61-27626号においては、反応容器の長手軸
方向に沿って長方形状の骨組からなる方形枠と、上面に
ウエーハを整列配置させる係合溝が多数刻設された長円
状支持棒を複数本用意し、該支持棒を所定間隔存して前
記方形枠内に上下に多段状に固設してウエーハ支持装置
を構成するとともに、該方形枠の側面開口より前記支持
棒の係合溝に順次ウエーハを係合保持させる事により、
前記各支持棒上に反応容器直径方向に整列させたウエー
ハ群を多段状に積層させる事が出来る治具が提案されて
いる。（以下第１従来技術という） 又特開昭61-125013号においては、前記反応容器下端側
に位置する基台上より垂直に、例えば４本の支持棒を立
設するとともに、該支持棒に嵌合可能な管体を４隅に固
設した複数のウエーハボートと、前記管体を介して支持
棒に嵌合させウエーハボート間の上下の間隔保持を行う
長尺管とを有し、前記ボートにウエーハを収納した後、
該ボートと長尺管とを交互に前記支持棒に嵌合させる事
により、前記従来技術と同様にボートを介して反応容器
直径方向に整列させたウエーハ群を多段状に積層させる
事が出来る治具が提案されている。（以下第２従来技術
という） 「考案が解決しようとする課題」 しかしながらかかる従来技術はいずれも次のような欠点
を有する。

即ち第１従来技術は、いわゆるボートとして機能する支
持棒が方形枠に固設されている為に、方形枠ヘ直接ウエ
ーハを装着する場合においても又該方形枠より取り出し
を行う場合においてもボートを介した装着及び取り出し
が不可能であり、結果として熱処理前後の工程間の移し
変え作業が煩雑化する。

一方第２従来技術においては、基台上より垂直に立設す
る支持棒を設ける事が前提となるもので、いわゆる吊架
方式の支持装置には適用し得ない。

本考案はかかる従来技術の欠点に鑑み、ウエーハを１枚
づつ装着及び取り出しを行うのではなく、反応容器直径
方向に整列させたウエーハ群を一ユニットとして装着取
り出しが可能なウエーハ支持装置を提供する事を目的と
する。

本考案の他の目的とする所は装着／脱着の際のハンドリ
ング操作の容易化と自動化をも容易に達成し得るウエー
ハ熱処理装置を提供する事にある。

又本考案の他の目的とする所は、基台上に直接載置させ
る場合や吊架方式を取る場合に限定される事なくいずれ
の方式においても適用可能なウエーハ支持装置を提供す
る事を目的とする。

「課題を解決しようとする手段」 本考案はかかる技術的課題を達成する為に下記の構成要
件からなる縦型構造のウエーハ支持装置を提案する。

中央仕切り部材（実施例の支持棒１３〜１６に対応す
る）を挟んで上方が開放されるウエーハ支持空間（３
Ａ）を形成する上位仕切り部材（実施例の側枠11〜12に
対応する）と、下方が開放される逆凹状空間（３Ｂ）を
形成する下位仕切り部材（実施例の脚部21〜24に相当す
る）を具え、前記前記上位仕切り部材の上端と下位仕切
り部材の下端に夫々両者間が連設される嵌合部（１２
ａ、１１ａ、２０）を設けてなる複数の支持治具（１Ａ
…）を有してなる点、 前記支持空間の内周面側にウエーハをほぼ直立させて
整列保持可能に保持溝（１７）を刻設するともに、前記
支持治具同士を嵌合部を介して上下に順次連結した際に
前記支持空間と逆凹状空間が一体化して両者間で形成さ
れる囲撓空間（３）がウエーハ外径より少なくとも大に
なるように設定した点 を特徴とするウエーハ支持装置を提案する。

そして請求項２記載の考案においては、多層状に上下に
連結された前記複数の支持治具を一体的に保持する為
に、 下位仕切り部材の下端に設けた嵌合部と嵌合する嵌合
部（４７）を上面側に設けた下板（４２）と、 上位仕切り部材の上端に設けた嵌合部と嵌合する嵌合
部（２０′）を下面側に設けた上板（４１）と、 両上板と下板と一体的に連結する連結部材（４３〜４
６、４９）を 具えてなる事を特徴とするものである。

尚請求項２記載の保持手段４は前記複数の支持治具1A〜
1Cを基台上に設置して熱処理を行う装置には必須の要件
ではないが、特に吊架方式を取る装置の場合に必須の構
成要件となる。

「作用」 本考案は、支持治具単体ではウエーハ支持空間の上方が
開放されているために、容易にウエーハの装着が可能と
なる。

そして一の支持治具にウエーハ装着後順次その上方に第
二の支持治具を連設することにより、常に上方が開放さ
れたウエーハ支持空間が現れ、常にウエーハ装着が容易
である。

又ウエーハの取り出しを行なう場合は前記と逆に上位の
支持治具を順次取外しながら行なうことにより、常に上
方が開放されたウエーハ支持空間が現れ、ウエーハ取り
出しも容易である。

又中央仕切部材を利用して搬送アーム等で支持治具の搬
送／連設／取り出しも容易である。

この結果各工程間の移し変え作業が容易化する。

又前記連結用の嵌合部の位置精度が出ている為に、これ
を有効に利用して装着／脱着の際のハンドリング操作の
容易化と自動化を達成する事も可能である。

そして前記ウエーハ支持空間の上方が開口されていても
支持治具同士を上下に連結して装置として使用する場合
はウエーハの周囲にはこれを囲撓する閉鎖空間として現
れ、搬送時誤ってウエーハ周縁に接触する恐れはない。

又本考案は、前記第２従来技術のように基台上より垂直
に立設する支持棒や、ウエーハボート間の上下の間隔保
持を行う長尺管を用いる事なく、連結用の嵌合部を利用
して支持治具同士を直接連結可能に達成した為に部品点
数の減少とともに、該多層連結した支持治具を直接基台
上に載置可能に構成してもよく、又保持手段４を利用し
て一体的に吊架可能に構成する事も出来、いずれにして
も該支持装置の取付方法に限定される事なくいずれの方
式においても適用可能である。

又本支持装置は吊架方式にも適用可能である為に、洗浄
治具としても適用可能であり、この場合ほぼ直立させて
整列保持されているウエーハ群が多段状に配列されてい
る為に洗浄液の流れがよく、効果的に洗浄出来、この面
でも汎用性を有す。

又請求項２記載の考案によれば、特別な嵌合部材を用い
ることなく下位仕切り部材の下端に設けた嵌合部と嵌合
する嵌合部（４７）を設けた下板（４２）と、上位仕切
り部材の上端に設けた嵌合部と嵌合する嵌合部（２
０′）を設けた上板（４１）と、一体的に挟着する構成
を取るために、支持治具が二段でも三段でも連設段数に
制限される事なく炉心管長に対応させて任意の段数の支
持治具の装着が可能である。

「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。但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。

第１図乃至第３図は吊架方式を取る熱処理装置に使用さ
れる石英ガラス製のウエーハ支持装置で、複数の支持治
具1A〜1Cと該支持治具を一体的に組込む保持部材４から
なり、前記複数の支持治具1A〜1Cを多層状に連結させた
状態で保持部材４に組込んだ際に、その外接円が図示し
ない反応容器内径より小にして且つその加熱雰囲気内に
装入可能な程度の高さをもって構成されている。

次に第１図に基づいて前記支持治具1A〜1Cの構成を説明
するに、該治具は、上方が開放された略逆台形状の一対
の側枠11、12を対面して配置し、ウエーハ支持空間（３
Ａ）を形成する。そして該側枠11、12間に複数本の支持
棒13〜16を水平方向に並行に架設してウエーハ支持部10
を形成するとともに、前記側枠11、12の底面左右両側に
夫々脚部21〜24を対称に略ハの字状に延在して下方が開
放される逆凹状空間（３Ｂ）を形成する。

そして前記側枠11、12はその上端部が段差状に僅かに縮
径させ、該縮径部11a,11b、12a,12bに後記脚部21〜24に
設けた管体20が嵌合可能に構成する。

又支持棒13〜16は対面する内周面側に、長手方向に沿っ
て多段状に保持溝17を刻設してウエーハ２をほぼ直立さ
せて水平方向に整列保持可能に構成する。

前記４本の脚部21〜24は、その対面する脚部21-23,22-2
4間に前記支持部10上より上方に露出するウエーハ２の
露出部位を囲繞可能に、所定角度拡開させて八の字状に
延在させ、該延在させた各部21-23,22-24の底端側幅を
前記側枠11、12の縮径部11a-11b、12a-12b幅と同一に設
定するとともに、該底端より垂直下方に向け嵌合部20と
して機能する管体20を固設する。

かかる構成によれば、先ず各支持治具1A〜1Cの支持部10
内に、前記保持溝17を利用してウエーハ２を水平方向
（容器直径方向）に整列保持させた後、一の支持治具1A
の側枠11、12上端の縮径部に、他の支持治具1Bの脚部21
〜24に設けた管体20を嵌合させ以下順次支持治具1A〜1C
同士を多層状に連結させる事が可能となるとともに、前
記脚部21〜24と支持部10間に間に挟まれる囲繞空間３に
ウエーハ２が収納可能に形成されている為に上下に位置
するウエーハ２群同士が衝接したり交差したりする事は
ない。

そしてこのように連結された支持治具1A〜1C群は平面状
の場所であれば、前記管体20を介して任意の位置に設置
可能であるとともに、例えば基台上に前記管体20が嵌合
可能な穴を凹設する事により位置決め保持も可能とな
る。

尚、本実施例において吊架方式を取る為に、前記支持治
具1A〜1C群を一体的に保持部材４に組込んで固定させて
いる。

第２図はかかる保持部材４の概略構成を示し、ほぼ正方
形状をなす上板41と下板42と、両者間の間隔保持を行う
４本の連結棒43〜46、及び該連結棒43〜46と上板41とを
連結させるナット部材49から構成され、いずれも石英ガ
ラス材で形成されている。

下板42上面側には、前記支持治具1A〜1Cの管体20と対応
する位置に４ケの穴47を凹設し該管体20が所定位置に嵌
合固定可能に構成するとともに、該上面の対角線上に位
置する一対の角隅部に２本の連結棒43、46を突設し、又
他の角隅部に上板41側に固設した連結棒44、45が嵌合可
能な穴50を凹設する。

一方上板41は、上面中央位置に吊架用の門形係合部51を
設けるとともに、前記下板42より突設する２本の連結棒
43、46と対応する角隅部に一対の貫通孔48を、又他の角
隅部に下方に向け２本の連結棒44、45を垂下させる。又
好ましくは前記多層状に連結された支持治具1A〜1C群の
より強固な固定を図る為に、前記脚部21′〜24′とその
底端側に設けた管体20′を固設するのがよい。

かかる実施例によればウエーハ２が整列保持された一の
支持治具1A〜1Cを管体20を介して前記下板42の４ケの穴
47に嵌合させて位置決め固定した後、該支持治具1Aに他
の支持治具1Bを順次多層状に連結させる。

そして最後に前記連結棒43〜46同士を下板42及び上板41
側の穴50,48に夫々嵌合させつつ、最上部に位置する支
持治具1A〜1C上端の縮径部に、上板41下面側に設けた脚
部21′〜24′の管体20′を嵌合させ、そして最後に上板
41の貫通孔48より突設した連結棒44,46にナット部材49
を螺着する事により、前記支持治具1A〜1C群が一体的に
固定させる事が出来る。

「考案の効果」 以上記載した如く本考案によれば、反応容器直径方向に
整列させたウエーハ群を一ユニットとして装着取り出し
が可能である為に、各工程間の移し変え作業やハンドリ
ング操作の容易化と自動化を達成し得る。

又本考案は、基台上に直接載置させる場合や吊架方式を
取る場合のみならず横型構造の処理装置にも適用可能で
あり、汎用性が極めて高い。

等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本考案の実施例に係るウエーハ支持
装置を示し、第１図は該装置の要部構成たる支持治具を
示す斜視図、第２図は該支持治具を多層状に連結した状
態で保持する保持部材を示す斜視図、第３図はこれらの
組立正面図である。 1A〜1C：支持治具、10：支持部 17：保持溝、20：嵌合部、２：ウエーハ ３：囲繞空間、４：保持手段

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】縦型構造の熱処理装置に用いるウエーハ支
   持装置において 中央仕切り部材を挟んで上方が開放されるウエーハ支持
   空間を形成する上位仕切り部材と、下方が開放される逆
   凹状空間を形成する下位仕切り部材を具え、前記前記上
   位仕切り部材の上端と下位仕切り部材の下端に夫々両者
   間が連設される嵌合部を設けてなる複数の支持治具を有
   し、 前記支持空間の内周面側にウエーハをほぼ直立させて整
   列保持可能に保持溝を刻設するともに、前記支持治具同
   士を嵌合部を介して上下に順次連結した際に前記支持空
   間と逆凹状空間が一体化して両者間で形成される囲繞空
   間がウエーハ外径より少なくとも大になるように設定し
   た事を特徴とするウエーハ支持装置
2. 【請求項２】多層状に上下に連結させた前記複数の支持
   治具を一体的に保持する為に、 下位仕切り部材の下端に設けた嵌合部と嵌合する嵌合部
   を上面側に設けた下板と、 上位仕切り部材の上端に設けた嵌合部と嵌合する嵌合部
   を下面側に設けた上板と、 両上板と下板を一体的に連結する連結部材を具えてなる
   請求項1)記載のウエーハ支持装置