JP2001024047A - 基板支持装置 - Google Patents

基板支持装置

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JP2001024047A
JP2001024047A JP19336499A JP19336499A JP2001024047A JP 2001024047 A JP2001024047 A JP 2001024047A JP 19336499 A JP19336499 A JP 19336499A JP 19336499 A JP19336499 A JP 19336499A JP 2001024047 A JP2001024047 A JP 2001024047A
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wafer
support
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pin
support pins
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JP19336499A
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Takashi Miyama
隆 見山
Naoki Oka
直樹 岡
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Applied Materials Inc
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Applied Materials Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体製造装置における基板支持装置におい
て、基板の裏面へのパーティクルの付着を低減する。 【解決手段】 基板支持装置6は、ウェハWが載置され
るサセプタ7と、このサセプタ7に吊り下げられ、ウェ
ハWを持ち上げる3本の支持ピン9と、各支持ピン9を
上下動させるピン昇降機構10とを備えている。各支持
ピン9の支持部9bは、上方に先細りになる略円錐形状
を有しており、かつその上面が炭化シリコン(SiC)
で被覆されている。ウェハWをサセプタ7上に載置すべ
く各支持ピン9により当該ウェハWを持ち上げたときに
は、支持ピン9の上面とウェハWの裏面は点接触の状態
となるので、ウェハWの裏面にパーティクルが付着され
ていても、支持ピン9の上面に付着するパーティクルは
極めて少ない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置等
に設けられた基板支持装置に係り、特に、基板の搬送時
において基板を支持ピンにより持ち上げる基板支持装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】エピタキシャル成長装置等の半導体製造
装置には、シリコンウェハ(基板)を1枚ずつ処理する
枚葉式と称されるものがある。このような枚葉式の半導
体製造装置においては、通常、ウェハを1枚だけ水平に
支持するための基板支持装置が処理チャンバ内に設けら
れている。この基板支持装置の一例を図4に示す。
【0003】同図において、基板支持装置100は、3
つ(図では1つのみ図示)の貫通穴101aを有し、上
面にウェハWが載置されるサセプタ101と、各貫通穴
101aに挿入されてサセプタ101に吊り下げられた
3本(図では1本のみ図示)の支持ピン102と、これ
らの支持ピン102を上下動させるピン昇降機構103
とを備えている。
【0004】このような基板支持装置100において、
搬送ロボット(図示せず)により搬送されたウェハWを
サセプタ101に支持するときは、まず図4(a)に示
すように、ピン昇降機構103により各支持ピン102
を上昇させて、搬送ロボットのブレードに載置されたウ
ェハWを持ち上げる。続いて、図4(b)に示すよう
に、ピン昇降機構103により各支持ピン102を下降
させて、ウェハWをサセプタ101上に載置する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
基板支持装置100では、支持ピン102の上面が全体
的に平面状になっており、支持ピン102を突き上げて
ウェハWを持ち上げたときには、支持ピン102上面の
ほぼ全体がウェハWの裏面に接触するようになってい
る。このため、何らかの要因、例えば処理チャンバ内の
圧力変動によりガス排気口に存在するパーティクルが処
理チャンバ内に戻されること等により、処理チャンバ内
に搬送されたウェハWの裏面にパーティクルが付着して
いると、支持ピン102によりウェハWを持ち上げたと
きに、支持ピン102の上面にそのパーティクルが付着
してしまう。この場合には、次の処理工程において処理
すべきウェハWを支持ピン102で持ち上げたときに、
そのウェハWの裏面にもパーティクルが付着してしまう
可能性がある。
【0006】本発明の目的は、基板の裏面へのパーティ
クルの付着を低減することができる半導体製造装置にお
ける基板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】上記の目的を達成するた
め、本発明は、真空減圧される処理チャンバ内に設けら
れ、基板を水平に支持する支持部材と、上部の断面形状
が上方に先細りとなるように形成された、基板を持ち上
げるための支持ピンと、支持ピンを支持部材に対して上
下動させるピン昇降手段と、を備える基板支持装置を提
供する。
【0008】このように支持ピンの上部の断面形状を上
方に先細りとすることにより、支持ピンの上面と基板の
裏面との接触面積が小さくなるため、処理すべき基板の
裏面にパーティクルが付着していても、支持ピンにより
その基板を持ち上げたときに支持ピンの上面に付着する
パーティクルが少なくて済む。したがって、次の基板処
理工程において処理すべき基板を支持ピンで持ち上げた
ときに、当該基板の裏面に付着するパーティクルも少な
くて済む。
【0009】上記基板支持装置において、好ましくは、
支持ピンの上部が略円錐形状を有している。これによ
り、支持ピンで基板を持ち上げたときには、支持ピンの
上面と基板の裏面がほぼ点接触の状態となるため、支持
ピンの上面に付着するパーティクルが更に少なくて済
み、これにより基板の裏面に付着するパーティクルがよ
り低減される。
【0010】また、好ましくは、支持ピンの本数は少な
くとも3本である。これにより、上記のように支持ピン
の上面と基板の裏面がほぼ点接触の状態にある場合に
は、基板の自重が確実に3点にかかるようになるため、
基板が支持ピンに安定して支持され、これにより基板が
支持ピンに対して位置ずれを起こすことを防止できる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて図面を参照して説明する。
【0012】図1は、本発明に係る基板支持装置が設置
されたエピタキシャル成長装置を概略的に示したもので
ある。同図において、エピタキシャル成長装置1は、基
板であるシリコンウェハWを1枚ずつ成膜処理する枚葉
式のものであり、石英ガラスで構成された処理チャンバ
2を備えており、この処理チャンバ2の側壁には、ガス
供給口3とガス排気口4とが対向して設けられている。
また、処理チャンバ2の上方及び下方には、ウェハWを
加熱するための複数本のハロゲンランプ5が放射状にそ
れぞれ配置されている。また、処理チャンバ2内には、
ウェハWを水平に支持するための基板支持装置6が配設
されている。
【0013】このようなエピタキシャル成長装置1にお
いて、真空減圧された処理チャンバ2内に搬送ロボット
(図示せず)によりウェハWを搬送し、基板支持装置6
によりウェハWを支持した後、ハロゲンランプ5により
ウェハWを加熱した状態で、トリクロルシラン(SiH
Cl3)ガスやジクロルシラン(SiH2Cl2)ガス等
の反応ガスをガス供給口3から処理チャンバ2内に供給
する。すると、その反応ガスがウェハWの表面に沿って
層流状態で流れ、ウェハWの表面にシリコンの単結晶が
エピタキシャル成長して薄膜が形成される。
【0014】基板支持装置6は、炭化シリコン(Si
C)で被覆されたカーボングラファイト材料で構成さ
れ、ウェハWを支持する円盤状のサセプタ(支持部材)
7と、処理チャンバ2の下部に立設され、サセプタ7を
裏面側から三点で水平に支持する石英ガラス製の支持シ
ャフト8と、サセプタ7に吊り下げられ、当該サセプタ
7を貫通してウェハWを持ち上げる3本(図2参照)の
支持ピン9と、各支持ピン9を上下動させるピン昇降機
構10とを備えている。
【0015】サセプタ7は、図2及び図3に示すよう
に、上面部にウェハWが載置される凹状の載置領域11
を有し、この載置領域11には上下方向に延びる3つの
貫通穴12が形成されている。各貫通穴12は、小径穴
部12aと、この小径穴部12aの上部に形成された大
径穴部12bとからなり、小径穴部12aと大径穴部1
2bとの間にはテーパ面部12cが設けられている。
【0016】支持ピン9は、貫通穴12の小径穴部12
aに挿入可能な棒状のピン本体部9aと、このピン本体
部9aの上端に設けられ、大径穴部12bに収容可能な
支持部9bとからなっている。支持部9bは、テーパ面
部12cに対応してテーパ状に形成された受け面9cを
有し、この受け面9cがテーパ面部12cに接触した状
態でサセプタ7に吊り下げられる(図3(b)参照)。
【0017】また、支持部9bは、上方に先細りになる
略円錐形状を有しており、かつその上面が炭化シリコン
(SiC)で被覆されている。このように支持部9bの
形状を略円錐状とすることにより、図3(a)に示すよ
うに支持ピン9を突き上げてウェハWを持ち上げたとき
には、支持ピン9の上面とウェハWの裏面とは点接触の
状態となる。また、支持部9bの上面にSiC被覆を施
すことにより、酸に対する耐食性が向上して寿命が長く
なるだけでなく、図3(a)に示すようにウェハWを持
ち上げるべく支持部9bの上端をウェハWの裏面に当接
させたときに、ウェハWを傷付けることを防止すること
ができる。
【0018】図1に戻り、ピン昇降機構10は、支持シ
ャフト8の主軸を囲むように配置された上下動可能なリ
フトチューブ13と、このリフトチューブ13を駆動さ
せる駆動モータを含む駆動装置14と、リフトチューブ
13から放射状に延びる3本のリフトアーム15とを備
えている。各リフトアーム15の先端には、支持ピン9
の下端を受けるためのピン受け部16が取り付けられて
いる。このようなピン昇降機構10において、駆動装置
14によりリフトチューブ13を上昇させると、各リフ
トアーム15のピン受け部16が支持ピン9の下端にそ
れぞれ当接し、当該支持ピン9が押し上げられる。
【0019】以上のように構成した基板支持装置6にお
いて、ウェハWをサセプタ7に支持する場合、まず搬送
ロボットを制御し、搬送ロボットのブレード20に載置
されたウェハWをサセプタ7の直上位置に移動させる
(図2参照)。次いで、ピン昇降機構10の駆動装置1
4を制御して各支持ピン9を上昇させると、支持ピン9
の上端がウェハWの裏面に当接し、当該ウェハWがブレ
ード20から支持ピン9の支持部9bに載り移る(図3
(a)参照)。その後、搬送ロボットを制御し、搬送ロ
ボットのブレード20をサセプタ7の上方から待避させ
る。そして、ピン昇降機構10の駆動装置14を制御
し、ウェハWを支持した各支持ピン9を下降させてウェ
ハWをサセプタ7の載置領域11上に降ろす(図3
(b)参照)。
【0020】ここで、何らかの原因、例えば処理チャン
バ2内の圧力変動によりガス排気口4に存在するパーテ
ィクルが処理チャンバ2内に戻される等により、処理チ
ャンバ2内に搬送されたウェハWの裏面にパーティクル
が付着している場合がある。この時、そのウェハWをサ
セプタ7上に載置すべく、各支持ピン9を上昇させて当
該ウェハWを持ち上げたときに、ウェハW裏面のパーテ
ィクルが支持ピン9の上面に付着することがある。
【0021】しかし、本実施形態においては、上述した
ように支持ピン9の上面とウェハWの裏面は点接触の状
態であるため、支持ピン9の上面に付着するパーティク
ルは極めて少ない。このため、パーティクルが付着して
いる上記ウェハWの成膜処理の終了後、次に成膜処理す
るウェハWを処理チャンバ2内に搬送して支持ピン9で
持ち上げたときに、そのウェハWに付着するパーティク
ルも極めて少なくなる。
【0022】また、支持ピン9の上面とウェハWの裏面
とは点接触の状態となるので、支持ピン9によりウェハ
Wを持ち上げたときには、ウェハWの自重が確実に3点
にかかるようになり、ウェハWは支持ピン9に安定して
支持される。したがって、支持ピン9の上昇中及び下降
中、あるいは他の機器が振動を起こしたときに、ウェハ
Wが支持ピン9に対して位置ずれを起こすことはほとん
ど無くなる。
【0023】さらに、支持ピン9の上面とウェハWの裏
面とが点接触となるので、エピタキシャル成長装置1に
よる成膜処理において、支持ピン9を介してサセプタ7
に伝わるハロゲンランプ5の放射熱が低減される。その
結果、ウェハWにおける支持ピン9の配置位置に対応す
る領域が他の領域とほぼ同じ温度に加熱されるようにな
り、ウェハWの表面に形成される薄膜の膜厚分布の均一
性が向上する。
【0024】以上、本発明の好適な実施形態について述
べたが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言
うまでもない。例えば、上記実施形態では、支持ピン9
の支持部9bの形状を略円錐状とし、支持ピン9の上面
とウェハWの裏面が点接触となるようにしたが、支持部
9bの形状は特にこれに限られず、例えば上端部に僅か
な平面部分を有するもの等、その断面形状が上方に先細
りとなるような形状であればよい。
【0025】また、上記実施形態のエピタキシャル成長
装置は、支持ピン9がサセプタ7に吊り下げられたタイ
プのものであるが、本発明は、これ以外にも、各リフト
アームの先端部に支持ピンが連結されたタイプのエピタ
キシャル成長装置にも適用可能である。さらに、上記エ
ピタキシャル成長装置は、ピン昇降機構10により支持
ピン9を上下動させるタイプのものであるが、本発明
は、これ以外にも、サセプタ7自体を昇降させることに
よって支持ピン9をサセプタ7に対して上下動させるタ
イプのエピタキシャル成長装置にも適用可能である。
【0026】さらに、上記実施形態では、半導体製造装
置の1つであるエピタキシャル成長装置について説明し
たものであるが、本発明は、水平に支持された基板を支
持ピンにより持ち上げる全ての装置に適用可能である。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、支持ピンの上面と基板
の裏面との接触面積が小さくなるようにしたので、基板
の裏面に付着しているパーティクルが次に処理すべき基
板の裏面に付着することが抑えられ、これにより基板の
裏面へのパーティクルの付着を低減することができる。
【0028】また、支持ピンの上面と基板の裏面が点接
触になるようにした場合には、基板の自重が確実に3点
にかかるようになるので、基板が支持ピンに安定して支
持され、これにより、他の機器の振動等によって基板が
支持ピンに対して位置ずれを起こすことを防止すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる基板支持装置が設置されたエピ
タキシャル成長装置を概略的に示す説明図である。
【図2】図1に示すサセプタの平面図である。
【図3】図1に示す支持ピンの構造及びその支持ピンに
よりウェハを持ち上げる動作を示す図である。
【図4】従来における支持ピンの構造及びその支持ピン
によりウェハを持ち上げる動作を示す図である。
【符号の説明】
2…処理チャンバ、6…基板支持装置、7…サセプタ
(支持部材)、9…支持ピン、10…ピン昇降機構(ピ
ン昇降手段)、W…ウェハ(基板)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 見山 隆 千葉県成田市新泉14−3野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン 株式会社内 (72)発明者 岡 直樹 千葉県成田市新泉14−3野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン 株式会社内 Fターム(参考) 5F031 CA02 DA13 FA01 FA12 HA33 MA28 NA05 PA26

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空減圧される処理チャンバ内に設けら
    れ、基板を水平に支持する支持部材と、 上部の断面形状が上方に先細りとなるように形成され
    た、前記基板を持ち上げるための支持ピンと、 前記支持ピンを前記支持部材に対して上下動させるピン
    昇降手段と、を備える基板支持装置。
  2. 【請求項2】 前記支持ピンの上部が略円錐形状を有し
    ている請求項1記載の基板支持装置。
  3. 【請求項3】 前記支持ピンの本数は少なくとも3本で
    ある請求項1または2記載の基板支持装置。
JP19336499A 1999-07-07 1999-07-07 基板支持装置 Withdrawn JP2001024047A (ja)

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