特許 7364275 ウェハボート

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-10

(45)【発行日】2023-10-18

(54)【発明の名称】ウェハボート

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20231011BHJP

   H01L 21/22 20060101ALI20231011BHJP

   H01L 21/324 20060101ALI20231011BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20231011BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 N

H01L21/22 511G

H01L21/324 Q

H01L21/31 F

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022092201

(22)【出願日】2022-06-07

【審査請求日】2022-06-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000229830

【氏名又は名称】株式会社フェローテックホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】須賀川 智夫

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 丈生

【審査官】湯川 洋介

(56)【参考文献】

【文献】特開平０４－３０４６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０６８８５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第６８１１０４０（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】中国実用新案第２１３４０１１２１（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０１Ｌ ２１／２２

Ｈ０１Ｌ ２１／３２４

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

それぞれシリコンを材料とする複数の支柱および底板を備え、前記底板の表面上に、その表裏方向に沿って延びる軸線を包囲する位置関係で前記支柱それぞれが設けられたウェハボートであって、
前記底板は、
その表面側に前記軸線を包囲する位置関係で形成され、それぞれ前記支柱の下端側が嵌合する複数の凹部と、
それぞれ前記軸線を均等な角度間隔で包囲し、かつ、前記軸線と交差する平面視で前記凹部それぞれから６ｍｍ以上離れた位置関係で形成された複数の突起部と、を備える、
ウェハボート。

【請求項2】

前記底板には、前記軸線を中心とする円形状でその表裏方向を貫通する貫通孔と、それぞれ前記貫通孔の内周面を前記軸線周りに均等な角度間隔で切り欠いた複数のスリットと、が形成されている、
請求項１に記載のウェハボート

【請求項3】

前記底板には、前記ウェハボートを設置する設置対象物とのネジ止めのためにそれぞれ表裏方向に貫通する複数のネジ孔が、前記軸線を均等な角度間隔で包囲し、かつ、前記軸線と交差する平面視で前記凹部それぞれから６ｍｍ以上離れた位置関係で形成されており、
前記突起部は、前記ネジ孔それぞれの内周面に沿って表裏方向に延びる円筒状の突起として形成されている、
請求項１に記載のウェハボート。

【請求項4】

少なくとも１以上の前記支柱は、その長さ方向と交差する断面形状が矩形をなしており、
前記凹部のうち、矩形の断面形状をなす前記支柱に対応する前記凹部は、前記支柱の断面形状に沿った矩形をなし、矩形のなす角から前記底板の表面に沿って前記凹部から離れる方向に延びる延出溝が形成されている、
請求項１に記載のウェハボート。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、それぞれシリコンを材料とする底板および複数の支柱を備えるウェハボートに関する。

【背景技術】

【0002】

ウェハボートは、ここに搭載した半導体ウェハに熱処理を施すべく高温（１０００℃超）環境下に曝されるものであるため、熱膨張に伴う応力で底板に亀裂が発生することを予防するための技術が提案されている。具体的には、底板の外周側から内側へと延びるスリットを設けて局所的な応力を緩和する、というものである（特許文献１、２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０００－２０８４２８号公報

【文献】特開平９－２９３６８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ただ、上記技術では、支柱と底板との連結部分を考慮したものとはいえず、この連結部分の周辺から発生する亀裂を効果的に予防できるものとはいえない。

【0005】

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、支柱と底板との連結部分の周辺から発生する亀裂を予防するための技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため第１局面は、それぞれシリコンを材料とする複数の支柱および底板を備え、前記底板の表面上に、その表裏方向に沿って延びる軸線を包囲する位置関係で前記支柱それぞれが設けられたウェハボートであって、前記底板は、その表面側に前記軸線を包囲する位置関係で形成され、それぞれ前記支柱の下端側が嵌合する複数の凹部と、それぞれ前記軸線を均等な角度間隔で包囲し、かつ、前記軸線と交差する平面視で前記凹部それぞれから６ｍｍ以上離れた位置関係で形成された複数の突起部と、を備える、ウェハボートである。

【0007】

本願出願人は、支柱と底板との連結部分から発生する亀裂を予防するために、この連結部分周辺への応力の集中を緩和することに着目して分析を進めた。その結果、連結部分周辺への応力の集中を緩和するには、底板に突起を設けつつ、この突起や凹部など構造物同士をある程度離して応力の高い領域ができないようにする、といった構成に想到した。

【0008】

ここでの構造物同士の距離は、材料特性および温度環境により規定でき、シリコンを材料として高温（１０００℃超）域で使用するウェハボートであれば、６ｍｍ以上としておくと、亀裂の発生に至るような高い応力の領域が生じにくくなる。

【0009】

上記局面のウェハボートは、上記分析結果に基づいて構成されたものであり、この構成によって支柱と底板との連結部分周辺に応力の高い領域が生じにくくなる結果、亀裂の発生を効果的に予防することができる。

【0010】

また、上記局面は、以下に示す第２局面のようにしてもよい。第２局面において、前記底板には、前記軸線を中心とする円形状でその表裏方向を貫通する貫通孔と、それぞれ前記貫通孔の内周面を前記軸線周りに均等な角度間隔で切り欠いた複数のスリットと、が形成されている。

【0011】

この局面のウェハボートであれば、貫通孔の内周面に沿って形成されたスリットそれぞれによっても、底板における局所的な応力の集中を緩和させることができる。

【0012】

また、上記各局面は、以下に示す第３局面のようにしてもよい。第３局面において、前記底板には、前記ウェハボートを設置する設置対象物とのネジ止めのためにそれぞれ表裏方向に貫通する複数のネジ孔が、前記軸線を均等な角度間隔で包囲し、かつ、前記軸線と交差する平面視で前記凹部それぞれから６ｍｍ以上離れた位置関係で形成されており、前記突起部は、前記ネジ孔それぞれの内周面に沿って表裏方向に延びる円筒状の突起として形成されている。

【0013】

この局面のウェハボートであれば、底板に形成された複数のネジ孔それぞれを応力の集中を緩和するための構造物として流用することができる。

【0014】

また、上記各局面は、以下に示す第４局面のようにしてもよい。第４局面において、少なくとも１以上の前記支柱は、その長さ方向と交差する断面形状が矩形をなしており、前記凹部のうち、矩形の断面形状をなす前記支柱に対応する前記凹部は、前記支柱の断面形状に沿った矩形をなし、矩形のなす角から前記底板の表面に沿って前記凹部から離れる方向に延びる延出溝が形成されている。

【0015】

この局面のウェハボートであれば、凹部の角に形成された延出溝によっても、支柱と底板との連結部分周辺における局所的な応力の集中を緩和させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本開示におけるウェハボートを示す斜視図

【図2】本開示におけるウェハボートの要部を示す斜視図

【図3】本開示におけるウェハボートの要部を下方側からみた斜視図

【図4】本開示におけるウェハボートの要部拡大図

【図5】本開示における底板の平面図

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に、本発明に係るウェハボートの実施形態について図面を参照しながら説明する。

【0018】

（１）全体構成
ウェハボート１は、図１に示すように、それぞれシリコンを材料とする複数の支柱１０、底板２０および天板３０を備え、底板２０の表面上に、その表裏方向に沿って延びる軸線１００を包囲する位置関係で支柱１０それぞれが設けられている。

【0019】

支柱１０それぞれは、図２、図３に示すように、軸線１００側に向けて開口する支持溝１１が、支柱１０の長手方向に沿って複数設けられており、各支柱１０の支持溝１１により半導体ウェハが支持される。

【0020】

また、支柱１０それぞれは、その長さ方向と交差する断面形状が矩形（本実施形態では四角形）をなしている。ここでは、全ての支柱１０が矩形の断面形状をなしているが、円形など矩形以外の断面形状をなしている支柱１０が１以上含まれていてもよい。

【0021】

なお、支柱１０のうち、軸線１００周りの辺が一定以上の長さとなっている一部の支柱１０については、軸線１００周りに延びる辺が、軸線１００周りに円弧をなすように曲線状となっている。

【0022】

底板２０は、軸線１００を中心とする円形の板材であり、複数の凹部４０、複数の突起部５０、貫通孔６０、複数のネジ孔７０、を備えている。

【0023】

複数の凹部４０は、底板２０の表面側に、軸線１００を包囲する位置関係で形成されたものであり、それぞれ支柱１０の下端側が嵌合する。こうして支柱１０はその下端側が凹部４０に嵌合した状態で底板２０に固定される。

【0024】

凹部４０のうち、矩形の断面形状をなす支柱１０に対応する凹部４０は、図４に示すように、支柱１０の断面形状に沿った矩形をなし、矩形のなす角それぞれから底板２０の表面に沿って凹部４０から離れる方向に延びる延出溝４１が形成されている。

【0025】

複数の突起部５０は、それぞれ軸線１００を均等な角度間隔で包囲し、かつ、軸線１００と交差する平面視で凹部４０それぞれから６ｍｍ以上離れた位置関係で形成されている。ここでは、図３に示すように、底板２０の裏面側に複数の突起部５０が形成されている。

【0026】

本実施形態では、図５に示すように、３つの突起部５０が、軸線１００周りに１２０度間隔となり、かつ、凹部４０それぞれから６ｍｍ以上離れた位置に形成されている。ここで、突起部５０と凹部４０との距離Ｌは、平面視で両者が最も接近する部分同士の直線距離として規定される。

【0027】

貫通孔６０は、軸線１００を中心とする円形状で底板２０を表裏方向に貫通しており、その内周面を軸線１００周りに均等な角度間隔で切り欠いた複数のスリット６１が形成されている。ここでは、突起部５０と同数のスリット６１が、軸線１００周りに均等な角度間隔となり、かつ、突起部５０との角度が均等になる位置関係で形成されている。

【0028】

本実施形態では、３つのスリット６１が、軸線１００周りに１２０度間隔となり、かつ、突起部５０との軸線周りの角度が６０度となる位置関係で形成されている。また、各スリット６１は、平面視で少なくとも凹部４０それぞれから６ｍｍ以上離れた位置関係で形成されている。

【0029】

なお、本実施形態におけるスリット６１は、貫通孔６０の縁を中心とする円弧状の切欠きとして形成されている。

【0030】

複数のネジ孔７０は、ウェハボート１を設置する設置対象物とのネジ止めのために、底板２０を表裏方向に貫通するものであり、軸線１００を均等な角度間隔で包囲し、かつ、軸線１００と交差する平面視で凹部４０それぞれから６ｍｍ以上離れた位置関係で形成されている。

【0031】

本実施形態では、このネジ孔７０それぞれの内周面に沿って表裏方向（具体的には裏面側）に延びる円筒状の突起部５０が、ネジ孔７０と一体のものとして形成されている。

【0032】

（２）変形例
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。

【0033】

例えば、上記実施形態では、平面視で突起部５０および凹部４０を６ｍｍ以上離した構成を例示した。しかし、突起部５０および凹部４０は、底板２０の板厚に応じて直線距離で６ｍｍ以上離れたものとしてもよい。

【0034】

また、上記実施形態では、突起部５０およびスリット６１が３つ備えられている構成を例示した。しかし、これらはそれぞれ複数備えられていればよく、２つであってもよいし、４つ以上備えられていてもよい。

【0035】

また、上記実施形態では、ネジ孔７０に突起部５０が一体的に備えられている構成を例示した。しかし、突起部５０はネジ孔７０とは別の構造物として備えられていてもよい。

【0036】

また、上記実施形態では、突起部５０が底板２０の裏面側に備えられている構成を例示した。しかし、突起部５０は底板２０の表面側に備えられていてもよい。

【0037】

（３）作用効果
本願出願人は、支柱１０と底板２０との連結部分から発生する亀裂を予防するために、この連結部分周辺への応力の集中を緩和することに着目して分析を進めた。その結果、連結部分周辺への応力の集中を緩和するには、底板２０に突起を設け、この突起や凹部など構造物同士を一定以上離して応力の高い領域ができないようにする、という構成に想到した。

【0038】

ここでの構造物同士の距離は、材料特性および温度環境により規定でき、シリコンを材料として高温（１０００℃超）域で使用するウェハボートであれば、６ｍｍ以上としておくと、亀裂の発生に至るような高い応力の領域が生じにくくなることが知られている（米永一郎，シリコンの強度，まてりあ第37巻第12号，1998，図３など）。

【0039】

上記実施形態におけるウェハボート１は、上記分析結果に基づいて構成されたものであり、この構成のように、突起部５０および凹部４０を６ｍｍ以上離したものとすることによって、支柱１０と底板２０との連結部分周辺に応力の高い領域が生じにくくなる結果、亀裂の発生を効果的に予防することができる。

【0040】

また、上記実施形態のウェハボート１であれば、貫通孔６０の内周面に沿って形成されたスリット６１それぞれによっても、底板２０における局所的な応力の集中を緩和させることができる。

【0041】

また、上記実施形態のウェハボート１であれば、底板２０に形成された複数のネジ孔７０それぞれを応力の集中を緩和するための構造物（突起部５０）として流用することができる。

【0042】

また、上記実施形態のウェハボート１であれば、凹部４０の角に形成された延出溝４１によっても、支柱１０と底板２０との連結部分周辺における局所的な応力の集中を緩和させることができる。

【符号の説明】

【0043】

１…ウェハボート、１０…支柱、１１…支持溝、２０…底板、３０…天板、４０…凹部、４１…延出溝、５０…突起部、６０…貫通孔、６１…スリット、７０…ネジ孔、１００…軸線。

【要約】

【課題】ウェハボートにおける支柱と底板との連結部分から発生する亀裂を予防するための技術を提供する。
【解決手段】それぞれシリコンを材料とする複数の支柱および底板を備え、前記底板の表面上に、その表裏方向に沿って延びる軸線を包囲する位置関係で前記支柱それぞれが設けられたウェハボートであって、前記底板は、その表面側に前記軸線を包囲する位置関係で形成され、それぞれ前記支柱の下端側が嵌合する複数の凹部と、それぞれ前記軸線を均等な角度間隔で包囲し、かつ、前記軸線と交差する平面視で前記凹部それぞれから６ｍｍ以上離れた位置関係で形成された複数の突起部と、を備える。
【選択図】図４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】