(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数段のウエーハ支持部を備え端部に係合部を備えた複数本の支持桿と、該複数本の支持桿の該係合部と係合する係止穴を備えた支持部材と、該支持桿の該係合部が該支持部材の該係止穴に係合した状態にロックするロック部材と、を具備する半導体ウエーハ支持装置において、
該ロック部材は、該支持部材に旋回可能に支持される軸部を一端部に備え他端部に該支持桿に設けられた係止溝の底面と当接する係合面を有する係合舌部を備えており、
該係合舌部の該係合面は、該係合舌部の端面に該係合舌部の全幅に渡って円弧状に形成され、ロック操作時において該ロック部材を該軸部を中心として旋回するロック操作方向下流側端部から上流側端部まで旋回中心からの長さが漸次増大して形成されている、
ことを特徴とする半導体ウエーハ支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエーハを熱処理する際に支持するための半導体ウエーハ支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエーハに集積回路等を形成するに際し、半導体ウエーハの表面には酸化膜等を形成するための熱処理が施される。この熱処理を施す際には、多数の半導体ウエーハを所定の間隔をおいて保持するための半導体ウエーハ支持装置が用いられる。この種半導体ウエーハ支持装置としては、複数個の半導体ウエーハを略垂直にして横に並べて外周縁を支持する所謂横型タイプと、複数個の半導体ウエーハを横にして上下方向に並べ各ウエーハの周辺部を複数箇所で支持する所謂縦型タイプの２種類が一般に用いられている。ところで、この種ウエーハ支持装置は、熱処理炉の小型化および搬送の容易さとともに、ウエーハの大口径化に伴って、近年横型タイプから縦型タイプに移行しつつある。また、半導体ウエーハの表面に酸化膜等を形成するための熱処理は比較的高温で高純度の雰囲気で遂行されるため、半導体ウエーハ支持装置は高温に耐えられるとともに高純度の雰囲気を維持することが要求される。そこで、近年はシリコンインゴットを切削加工して上記複数本の支持桿と上部支持部材および下部支持部材等を製作し、複数本の支持桿の上端および下端を上部支持部材および下部支持部材に組み付けて構成した半導体ウエーハ支持装置が提案さて、実用に供されている。この組み立て式の半導体ウエーハ支持装置は、破損した部材のみを交換すればよく経済的であるため、広く用いられている。
【０００３】
縦型タイプの組み立て式半導体ウエーハ支持装置としては、例えば特開平９ー２８３４５５号公報に開示されている。
該公報に開示されたウエーハ支持装置は、所定の間隔をおいて設けられた複数段のウエーハ支持部を備え両端部に係合部を備えた複数本の支持桿と、該複数本の支持桿の係合部と係合する係止穴を備えた上部支持部材および下部支持部材と、支持桿の係合部が上部支持部材および下部支持部材の係止穴に係合した状態にロックするロック部材とを具備し、各支持桿に設けられた複数段のウエーハ支持部に半導体ウエーハの外周辺部を載置するように構成されている。
【０００４】
ここで、上記支持桿と支持部材とのロック構造について、図８を参照して説明する。支持桿１１の端部に設けられた係合部１１１は、支持部材１２に設けられた係止穴１２１に嵌合される。一方、支持部材１２にはロック部材１３の一端部に設けられた軸部１３１が旋回可能に支持されており、このロック部材１３の他端に形成された係合面１３２を支持桿１１に形成された係止溝壁面１１２に当接することにより、支持桿１１を支持部材１２にロックする。なお、ロック部材１３に形成された係合面１３２は、ロック部材１３の幅寸法の二分の一（１／２）の半径を有する円弧面によって形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図８に示すロック機構においては、組み立て時にはロック部材１３が実線で示す位置、即ち係合面１３２の中心より矢印で示すロック操作方向下流側の位置で係止溝の底面１１２に当接する。しかるに、半導体ウエーハ支持装置は付着した不純物を除去するために定期的にエッチング液によって洗浄され、このエッチングによって上記ロック部材１３の係合面１３２および支持桿１１に形成された係止溝の底面１１２が侵食される。この結果、ロック部材１３が２点鎖線で示す位置、即ち係合面１３２の中心が係止溝の底面１１２に当接するまではロック状態は維持されるが、これ以上係合面１３２および係止溝壁面１１２がエッチングによって侵食されると、ロック機能が喪失する。このように、ロック部材１３が使用できる実線で示す位置から２点鎖線で示す位置までは僅かの範囲であり、ロック部材によるロック機能が早期に喪失すると、他の部分は何ら損傷していないにも拘らずこれらの部材を交換しなければならず、甚だ不経済である。
【０００６】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、エッチングによってロック部材の係合面および支持桿に形成された係止溝の底面が侵食されても、長期に渡って支持桿と支持部材とのロック状態を維持することができるロック部材を備えた半導体ウエーハ支持装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記主たる技術課題を達成するために、本発明によれば、複数段のウエーハ支持部を備え端部に係合部を備えた複数本の支持桿と、該複数本の支持桿の該係合部と係合する係止穴を備えた支持部材と、該支持桿の該係合部が該支持部材の該係止穴に係合した状態にロックするロック部材と、を具備する半導体ウエーハ支持装置において、
該ロック部材は、該支持部材に旋回可能に支持される軸部を一端部に備え他端部に該支持桿に設けられた係止溝の底面と当接する係合面を有する係合舌部を備えており、
該係合舌部の該係合面は、該係合舌部の端面に該係合舌部の全幅に渡って円弧状に形成され、ロック操作時において該ロック部材を該軸部を中心として旋回するロック操作方向下流側端部から上流側端部まで旋回中心からの長さが漸次増大して形成されている、
ことを特徴とする半導体ウエーハ支持装置が提供される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された半導体ウエーハ支持装置の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
図１には本発明に従って構成された半導体ウエーハ支持装置の一実施形態を示す斜視図が示されており、図２には図１の半導体ウエーハ支持装置の各構成部材を分解した斜視図が示されている。
図示の半導体ウエーハ支持装置は、複数本（図示の実施形態においては３本）の支持桿２と、上部支持部材３および下部支持部材４とを具備している。３本の支持桿２は、シリコンまたは炭化珪素によって形成されており、支持桿本体２０と、該支持桿本体２０の両端部間にそれぞれ所定の間隔をおいて内方に突出して設けられた複数段（図示の実施形態においては１２５段）のウエーハ支持部２１と、支持桿本体２０の両端にそれぞれ設けられた鉤溝２２１、２２１を備えた係合部２２、２２とによって構成されている。また、図示の実施形態においては、支持桿本体２０の係合部２２、２２と隣接した内面には、係止溝２３、２３形成されている。
【００１０】
次に、上述した３本の支持桿２を所定の位置に取付けるための上部支持部材３および下部支持部材４について、図１乃至図４を参照して説明する。
上部支持部材３および下部支持部材４は、それぞれ第１の支持板３１および４１と、第２の支持板３２および４２とを具備している。第１の支持板３１および４１は、シリコンまたは炭化珪素によって略長方形状に形成されており、本体部３１１および４１１と該本体部３１１および４１１から第２の支持板３２および４２側に突出して薄肉に形成された係合部３１２および４１２を備えている。なお、係合部３１２および４１２は、その中央部が第２の支持板３２および４２の幅に対応する幅寸法で本体部３１１および４１１側に食い込んで形成された嵌合凹部３１３および４１３を備えている。また、係合部３１２および４１２の長手方向両側部には、それぞれ軸穴３１４および４１４が設けられている。
【００１１】
上記第２の支持板３２および４２は、シリコンまたは炭化珪素によって略長方形状に形成されており、それぞれ厚さ方向中央部に第１の支持板３１および４１側の端面から上記係合部３１２および４１２の厚さに対応する溝高さ寸法を有する嵌合溝３２１および４２１が設けられている。また、第２の支持板３２および４２の両側面には、それぞれ係止溝３２２および４２２が形成されている。このように構成された第２の支持板３２および４２は、上記第１の支持板３１および４１側の係合部３１２および４１２に嵌合溝３２１および４２１を嵌合させ、その先端部を上記嵌合凹部３１３および４１３に嵌合させる。
【００１２】
図示の実施形態においては、上記第１の支持板３１および４１と第２の支持板３２および４２が上記のように嵌合した状態を維持するためのロック部材５を備えている。このロック部材５はシリコンまたは炭化珪素によって形成され、一端部の片面から突出して設けられた円柱上の軸部５１と、他端部に設けられ外周面が係止面５２１として機能する係合舌部５２とを備えており、軸部５１が第１の支持板３１および４１の係合部３１２および４１２にそれぞれ設けられた軸穴３１４および４１４に嵌合し、旋回可能に支持されている。そして、それぞれのロック部材５は、図３において矢印で示すように旋回し、それぞれの他端部に設けられた係合舌部５２の係止面５２１を第２の支持板３２および４２の両側面に設けられた係止溝３２２および４２２に係合せしめる。なお、図３は下部支持部材４を構成する第１の支持板４１と第２の支持板４２との連結部を示しているが、上部支持部材３を構成する第１の支持板３１と第２の支持板３２との連結部もロック部材５が下側に配設される以外は実質的に同一の構成である。
【００１３】
上記のようにしてロック部材５の係合舌部５２の係止面５２１を第２の支持板３２および４２の両側面に設けられた係止溝３２２および４２２に係合せしめることにより、第２の支持板３２および４２は第１の支持板３１および４１と連結固定される。従って、上記係合部３１２および４１２と嵌合凹部３１３および４１３と嵌合溝３２１および４２１、係止溝３２２および４２２およびロック部材５は、第１の支持板３１および４１と第２の支持板３２および４２とを連結固定する連結機構を構成している。なお、図４に示すようにロック部材５を構成する係合舌部５２の係止面５２１の上縁辺を面取り５２２するとともに、該面取り５２２と係合する係止溝４２２（３２２）にも面取り４２３（３２３）を施すことにより、第２の支持板４２（３２）を係合部４１２（３１２）の一方の面に密着することができ、上下方向のガタを確実に防止することができる。
【００１４】
ここで、ロック部材５を構成する係合舌部５２の係止面５２１について図３を参照して詳細に説明する。
ロック部材５の係合舌部５２に設けられた係止面５２１は、図３に示すように係合舌部５２の端面に係合舌部５２の全幅に亘って円弧状に形成されており、ロック操作時における矢印で示すロック操作方向下流側端部から上流側端部まで旋回中心Ｐからの長さが漸次増大して形成されている。従って、半導体ウエーハ支持装置が組み立てられた状態においては、ロック部材５の係止面５２１は図３において実線で示すように中心より矢印で示すロック操作方向下流側の位置で第２の支持板３２および４２の両側面に設けられた係止溝３２２および４２２の底面３２２ａおよび４２２ａに当接する。そして、半導体ウエーハ支持装置に付着した不純物を除去するためにエッチング液による洗浄の回数が重なり、ロック部材５の係止面５２１および第２の支持板３２および４２の両側面に設けられた係止溝の底面３２２ａおよび４２２ａがエッチングによって侵食された場合には、上記係止面５２１の係止溝の底面３２２ａおよび４２２ａとの当接部が矢印で示す旋回方向上流側に漸次移動し、ロック部材５が図３において２点差線で示す位置、即ち係止面５２１の中心より矢印で示すロック操作方向上流側の位置に旋回するまで、上記係止面５２と係止溝の底面３２２ａおよび４２２ａとの当接状態が維持される。なお、図３における２点差線は、上記ロック部材５の係止面５２１と上記係止溝３２２および４２２の底面３２２ａおよび４２２ａとの当接位置の理解を容易にするために、上記係止の底面３２２ａおよび４２２ａがエッチングによって侵食され、上記係止面５２１は変化しない状態が示されている。このように、図示の実施形態におけるロック部材５は、係合舌部５２に設けられた係止面５２１がロック操作時における矢印で示すロック操作方向下流側から上流側まで旋回中心Ｐからの長さが漸次増大して形成されているので、係止面５２１および上記係止溝の底面３２２ａおよび４２２ａがエッチングによって侵食されても、ロック部材５が図３において実線で示す位置から２点差線で示す位置に旋回する範囲までロック機能を維持することができるので、長期に渡って使用することができる。
【００１５】
上記上部支持部材３および下部支持部材４を構成する第１の支持板３１および４１には、それぞれ本体部３１１および４１１の長手方向両側部に上記支持桿本体２０の両端にそれぞれ設けられた係合部２２、２２を嵌合する２個の係止穴３１６および４１６を備えているとともに、その上面および下面にそれぞれ係止穴３１６および４１６と連続して外側に段部３１７および４１７が形成されている。また、上部本体部３１１および４１１には、上記２個の係止穴３１６および４１６の内側にそれぞれ２個の軸穴３１８および４１８が設けられている。この２個の軸穴３１８および４１８には、それぞれ実質的に上記ロック部材５と同一構造のロック部材７（図１参照）の片面から突出して形成された円柱状の軸部７１が旋回可能に嵌合される。このロック部材７の他端部には、外周面が係止面７２１として機能する係合舌部７２が設けられている（図６、図７参照）。なお、ロック部材７およびボス部７１は、シリコンまたは炭化珪素によって一体に形成されている。
【００１６】
上記上部支持部材３および下部支持部材４を構成する第２の支持板３２および４２には、それぞれ後端部に上記支持桿本体２０の両端にそれぞれ設けられた係合部２２、２２を嵌合する１個の係止穴３２６および４２６を備えているとともに、その上面および下面にそれぞれ係止穴３２６および４２６と連続して外側に段部３２７および４２７が形成されている。また、第２の支持板３２および４２には、上記１個の係止穴３２６および４２６の内側にそれぞれ１個の軸穴３２８および４２８が設けられている。この１個の軸穴３２８および４２８には、それぞれロック部材７（図１参照）の片面から突出して形成された円柱状の軸部７１が旋回可能に嵌合される。このロック部材７の他端部には、外周面が係止面７２１として機能する係合舌部７２が設けられている（図７参照）。なお、第２の支持板３２および４２に形成される係止穴３２６、４２６、段部３２７、４２７、軸穴３２８、４２８およびロック部材７は、上記上部支持部材３および下部支持部材４を構成する第１の支持板３１および４１に形成された係止穴３１６、４１６、段部３１７、４１７、軸穴３１８、４１８およびロック部材７と実質的に同一でよい。
【００１７】
図示の実施形態における上部支持部材３および下部支持部材４は、上述したようにそれぞれ２本の支持桿を装着する第１の支持板３１および４１と、１本の支持桿を装着する第２の支持板３２および４２と、該第１の支持板３１および４１と第２の支持板３２および４２とを連結固定する連結機構とからなっているので、該第１の支持板３１、４１および第２の支持板３２、４２を素材となるシリコン等のインゴットの外径に拘束されることなく製作することができる。従って、シリコンインゴットを縦に切断して大きい寸法の上部支持部材３および下部支持部材４を構成することが可能であり、半導体ウエーハの外径に柔軟に対応できる半導体ウエーハ支持装置を得ることができる。
【００１８】
以上のように構成された上部支持部材３および下部支持部材４に上記支持桿２を組み付けるが、その組み付け構造は上下とも実質的に同一であるため、上部支持部材３を構成する第１の支持板３１と支持桿２の上端部との連結構造について図５乃至図７を参照して説明する。
上記支持桿２の組み付けに際しては、先ず下部支持部材４の第１の支持板４１および第２の支持板４２に対して３本の支持桿２の下端部の係合部２２をそれぞれ対応する係止穴４１６、４１６および４２６に嵌合して起立状態にし、起立状態の支持桿２の上端に第１の支持板３１および第２の支持板３２からなる上部支持部材３を載せ、それぞれ対応する係止穴３１６、３１６および３２６に支持桿２の上端部の係合部２２を嵌合する。このように支持桿２の上端部の係合部２２および下端部の係合部２２を上部支持部材３および下部支持部材４の係止穴３１６、３１６、３２６および４１６、４１６、４２６に嵌合した状態で、各支持桿２の上下端部を外側方向に僅かに移動させると、支持桿２の上端部および下端部に設けられた係合部２２および２２に形成された鉤部２２１、２２１が上部支持部材３および下部支持部材４に形成された段部３１７、３１７、３２７および４１７、４１７、４２７と係合する。そして、各ロック部材７を図７に示すように矢印で示す方向に旋回し、他端部に設けられた係合舌部７２の係止面７２１を支持桿本体２０の内面に設けられた係止溝２３および２３に係合せしめる。この結果、支持桿本体２０は内側方向への移動が規制されて、上記鉤部２２１、２２１と上記段部３１７、３１７、３２７および４１７、４１７、４２７と係合が安定した状態に維持され、図１に示すように半導体ウエーハ支持装置の組み立てが完了する。
【００１９】
ここで、ロック部材７の係合舌部７２の外周面を形成する係止面７２１について図７を参照して詳細に説明する。
ロック部材７の係合舌部７２に設けられた係止面７２１は、上記ロック部材５の係止面５２１と同様に図７に示すように係合舌部７２の端面に係合舌部７２の全幅に亘って円弧状に形成されており、ロック操作時における矢印で示すロック操作方向下流側端部から上流側端部まで旋回中心Ｐからの長さが漸次増大して形成されている。従って、半導体ウエーハ支持装置が組み立てられた状態においては、ロック部材７の係止面７２１は図７において実線で示すようにロック操作時における矢印で示すロック操作方向下流側の位置で支持桿本体２０の内面に設けられた係止溝２３の底面２３ａに当接する。そして、半導体ウエーハ支持装置に付着した不純物を除去するためにエッチング液による洗浄の回数が重なり、ロック部材７の係止面７２１および支持桿本体２０の内面に設けられた係止溝の底面２３ａがエッチングによって侵食された場合には、上記係止面７２１と係止溝の底面２３ａとの当接部がロック操作時における矢印で示すロック操作方向上流側に漸次移動し、ロック部材７が図７において２点差線で示す位置、即ち係止面７２の中心より矢印で示すロック操作方向上流側の位置が係止の底面２３ａと当接する位置に旋回するまで、上記係止面７２１と係止溝の底面２３ａとの当接状態が維持される。なお、図７における２点差線は、上記ロック部材７の係止面７２１と上記係止溝２３の底面２３ａとの当接位置の理解を容易にするために、上記係止溝の底面２３ａがエッチングによって侵食され、上記係止面７２１は変化しない状態が示されている。このように、図示の実施形態におけるロック部材７は、係合舌部７２に設けられた係止面７２１がロック操作時における矢印で示すロック操作方向下流側から上流側まで旋回中心Ｐからの長さが漸次増大して形成されているので、係止面７２１および上記係止溝の底面２３ａがエッチングによって侵食されても、ロック部材７が図７において実線で示す位置から２点差線で示す位置に旋回するまでの広範囲に渡ってロック機能を維持することができるので、長期に渡って使用することができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明による半導体ウエーハ支持定装置は以上のように構成され、複数段のウエーハ支持部を備えた支持桿の係合部が支持部材の係止穴に係合した状態にロックするロック部材は、支持部材に旋回可能に支持される軸部を一端部に備え他端部に支持桿に設けられた係止溝の底面と当接する係合面を有する係合舌部を備えており、該係合舌部の係合面が係合舌部の端面に係合舌部の全幅に渡って円弧状に形成されロック操作時におけるロック操作方向下流側端部から上流側端部まで旋回中心からの長さが漸次増大して形成されているので、係合面および上記係止溝の底面がエッチングによって侵食されても、ロック部材は係合面の広範囲に渡ってロック機能を維持することができ、長期に渡って使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された半導体ウエーハ支持装置の一実施形態を示す斜視図。
【図２】図１に示すウエーハ支持装置の分解斜視図。
【図３】図１に示すウエーハ支持装置の下部支持部材を構成する第１の支持板と第２の支持板との連結部を示す要部平面図。
【図４】図３におけるＡ−Ａ線断面図。
【図５】図１に示す半導体ウエーハ支持装置を構成する支持桿と上部支持部材との連結構造を示すもので、連結前の状態を示す要部断面図。
【図６】図１に示すウエーハ支持装置を構成する支持桿と上部支持部材との連結構造を示すもので、連結状態を示す要部断面図。
【図７】図１に示す半導体ウエーハ支持装置を構成するロック部材の作動状態を示す説明図。
【図８】従来用いられている半導体ウエーハ支持装置を構成するロック部材の作動状態を示す説明図。
【符号の説明】
２：支持桿
２０：支持桿本体
２１：ウエーハ支持部
２２：係合部
２２２：鉤部
２３：係止溝
３：上部支持部材
３１：第１の支持板
３１１：第１の支持板の本体部
３１２：第１の支持板の係合部
３１３：嵌合凹部
３１４：軸穴
３１６：係止穴
３１７：段部
３２：第２の支持板
３２１：嵌合溝
３２２：係止溝
３２６：係止穴
３２７：段部
４：上部支持部材
４１：第１の支持板
４１１：第１の支持板の本体部
４１２：第１の支持板の係合部
４１３：嵌合凹部
４１４：軸穴
４１６：係止穴
４１７：段部
４２：第２の支持板
４２１：嵌合溝
４２２：係止溝
４２６：係止穴
４２７：段部
５：ロック部材
５１：ロック部材の軸部
５２：ロック部材の係合舌部
７：ロック部材
７１：ロック部材の軸部
７２：ロック部材の係合舌部
【図１】
0004065699.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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