JP2001127143A - 基板支持装置 - Google Patents

基板支持装置

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JP2001127143A
JP2001127143A JP30565099A JP30565099A JP2001127143A JP 2001127143 A JP2001127143 A JP 2001127143A JP 30565099 A JP30565099 A JP 30565099A JP 30565099 A JP30565099 A JP 30565099A JP 2001127143 A JP2001127143 A JP 2001127143A
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wafer
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susceptor
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Yoji Takagi
庸司 高木
Masahiko Hirakawa
雅彦 平川
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Applied Materials Inc
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 基板支持装置において、基板の水平方向の位
置ずれを防止する。 【解決手段】 基板支持装置は、ウェハＷを１枚だけ水
平に支持するＳｉＣ製のサセプタ１１を備えており、こ
のサセプタの上面部には、ウェハが載置される凹状の基
板支持部１３が形成され、基板支持部の周縁部を含む部
位には、５つの貫通穴１４が設けられている。この貫通
穴には、ＳｉＣ製の支持部材１５が嵌入される。この支
持部材１５における内側（基板支持部１３側）の上面部
には、ウェハＷのエッジ部が載置される基板支持用切欠
部１６が形成される。支持部材は、リフト機構によりサ
セプタ１１に対して持ち上げられる。支持部材は支持台
と同じ材質で形成される。支持部材の下面部及び係合部
２０の上面部のいずれか一方にはピン１７が、他方には
穴部２１が形成される。

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
の処理チャンバ内に設けられた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７に示す。
【０００３】同図において、基板支持装置１００は、ウ
ェハＷを支持するためのポケット１０１ａが設けられた
サセプタ（支持台）１０１を備えており、このポケット
１０１ａの領域内には、上下方向に貫通した複数（例え
ば３つ）の穴部１０１ｂが形成され、各穴部１０１ｂに
はリフトピン１０２が吊り下げられている。これらのリ
フトピン１０２は、ピンリフト機構１０３によりサセプ
タ１０１に対して持ち上げられる。
【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）で搬送されたウェハＷをサセ
プタ１０１に支持するときは、まずピンリフト機構１０
３により各リフトピン１０２を上昇させて（図７の２点
鎖線）、搬送ロボットのブレードに載置されたウェハＷ
を突き上げる。その後、ブレードを引き抜き、ピンリフ
ト機構１０３により各リフトピン１０２を下降させて
（図７の実線）、リフトピン１０２の上面に支持された
ウェハＷをポケット１０１ａ内に載置する。
【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は、リフトピン１０２によりウェハ
Ｗを突き上げ、当該リフトピン１０２の上面でウェハＷ
の裏面を支持するのみとなっているため、リフトピン１
０２がウェハＷを支持した状態で上下動する際に、ウェ
ハＷがすべってリフトピン１０２に対して水平方向にず
れてしまうことがある。この場合には、ウェハＷをサセ
プタ１０１上に載置するときに、ウェハＷがポケット１
０１ａからはみ出てしまう可能性がある。
【０００６】本発明の目的は、基板の水平方向の位置ず
れを防止することができ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、処理チャンバ内に配置され、基板を支持
するための凹状の基板支持部および当該基板支持部の周
縁部を含む部位に設けられた複数の貫通穴を有する支持
台と、各貫通穴に嵌入され、基板のエッジ部を支持する
ための基板支持用切欠部を有する複数の支持部材と、各
支持部材の下面と係合する複数の係合部を有し、各支持
部材を支持台に対して持ち上げるリフト手段とを備える
基板支持装置を提供する。
【０００８】以上のように構成した本発明において、処
理チャンバ内に搬送された基板を支持台に支持する場合
には、まず、複数の支持部材が支持台の各貫通穴に嵌入
された状態で、リフト手段により複数の支持部材を上昇
させ、各支持部材の基板支持用切欠部で基板のエッジ部
を突き上げて支持する。続いて、その状態からリフト手
段により複数の支持部材を下降させ、各支持部材を支持
台の各貫通穴に嵌入する。これによって、基板は、支持
台の基板支持部及び各支持部材の基板支持用切欠部に支
持されることになる。
【０００９】ここで、例えば基板支持用切欠部が底面及
び側面から構成されている場合には、各支持部材の基板
支持用切欠部のみで基板を支持しているときに、基板が
支持部材に対して水平方向にずれようとしても、基板の
エッジが基板支持用切欠部の側面に当たるので、基板が
位置ずれを起こすことが防止される。
【００１０】上記基板支持装置において、好ましくは、
支持部材は支持台と同じ材質で形成されている。本発明
の基板支持装置をエピタキシャル成長装置等の成膜装置
に適用した場合には、各支持部材が支持台の各貫通穴に
嵌入された状態で、支持台の上下に配置された加熱ラン
プ等により支持台及び各支持部材に支持された基板を加
熱して成膜処理を行う。このとき、支持部材と支持台と
が同じ材質で形成されていると、支持台の下方に配置さ
れた加熱ランプ等からの熱が基板の全体にわたってほぼ
均一に伝わるようになるため、基板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。
【００１１】また、好ましくは、支持部材の下面部及び
係合部の上面部のいずれか一方にはピンが設けられ、他
方にはピンが嵌入される穴部が形成されている。これに
より、リフト手段により複数の支持部材を上下動させる
際に、支持部材が係合部に対して水平方向にずれること
がほとんど無く、支持部材は安定して上下動する。
【００１２】
【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。
【００１３】図１は、本発明に係る基板支持装置を備え
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、例えば石英ガラスで構成された処理チャ
ンバ２と、この処理チャンバ２を収容する枠体３と、処
理チャンバ２を上方から覆い塞ぐ蓋体４とを備えてい
る。処理チャンバ２の側部には、ガス供給口５とガス排
気口６とが対向して設けられている。また、処理チャン
バ２内には、ウェハＷを１枚だけ水平に支持するため
の、本発明に係る基板支持装置７が配設されている。
【００１４】枠体３内の下部及び蓋体４内の上部には、
ウェハＷを加熱するための複数本の赤外線ランプ８が放
射状にそれぞれ配置されており、これら赤外線ランプ８
の内側には、筒状のシールド部材９がそれぞれ設けられ
ている。また、蓋体４には、ウェハＷの表面温度を測定
するためのパイロメータ１０が設置されている。
【００１５】このようなエピタキシャル成長装置１にお
いて、真空減圧又は常圧状態となっている処理チャンバ
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７によりウェハＷを支持した後、赤外
線ランプ８によりウェハＷを加熱した状態で、トリクロ
ルシラン（ＳｉＨＣｌ3）ガスやジクロルシラン（Ｓｉ
Ｈ2Ｃｌ2）ガス等の反応ガスをガス供給口５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。
【００１６】本発明に係る基板支持装置７を図２に示
す。同図において、基板支持装置７は、炭化シリコン
（ＳｉＣ）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
台）１１を備えている。このサセプタ１１は、処理チャ
ンバ２の下部に立設された石英ガラス製のサセプタ支持
部材１２より、裏面側から３点で水平に支持されてい
る。サセプタ１１の上面部には、ウェハＷが載置される
ポケットと称される凹状の基板支持部１３が形成されて
いる。なお、この基板支持部１３はウェハＷよりもわず
かに大きな寸法を持っている。また、サセプタ１１に
は、図３に示すように、基板支持部１３の周縁部からそ
の外側部分にまたがって形成され、上下方向に貫通した
複数（ここでは５つ）の貫通穴１４が設けられている。
なお、この貫通穴１４の数は、３つ以上であることが好
ましい。貫通穴１４は、図４に示すように、水平方向断
面が矩形状をなし、かつ下方に対して先細りとなるテー
パ面１４ａを有している。
【００１７】このような貫通穴１４には、炭化シリコン
（ＳｉＣ）製の支持部材１５が嵌入されている。この支
持部材１５における内側（基板支持用凹部１３側）の上
面部には、図２及び図５に示すように、ウェハＷのエッ
ジ部が載置される基板支持用切欠部１６が形成されい
る。この基板支持用切欠部１６は、底面及び側面から構
成されている。また、支持部材１５の下面には、下方に
対して先細りとなるテーパ状のピン１７が設けられてい
る。
【００１８】また、支持部材１５には、貫通穴１４のテ
ーパ部１４ａに対応したテーパ面１５ａを有しており、
当該支持部材１５が貫通穴１４に嵌入されたときに、支
持部材１５と貫通穴１４との間にほとんど隙間が生じな
いようになっている。これにより、ウェハＷの成膜処理
時に、サセプタ１１上を流れている反応ガスがサセプタ
１１の下に回り込むことはほとんど無くなると共に、サ
セプタ１１の下方の赤外線ランプ８からの放射熱がウェ
ハＷに直接照射されることもほとんど無く、ウェハＷに
スリップが発生することが防止される。
【００１９】また、支持部材１５が貫通穴１４に嵌入さ
れた状態では、基板支持部１３を形成する底面と基板支
持用切欠部１６を形成する底面がほぼ面一となり、基板
支持部１３を形成する側面と基板支持用切欠部１６を形
成する側面もほぼ面一になるように構成されている。こ
のように支持部材１５が貫通穴１４に嵌入された状態で
は、従来のような一体型のサセプタと同じような形状と
なっているため、成膜プロセスに関しては、何ら従来と
変わるところはない。
【００２０】このような支持部材１５は、リフト機構１
８によりサセプタ１１に対して持ち上げられるようにな
っている。リフト機構１８は、サセプタ支持部材１２の
支持シャフト１２ａを取り囲むように配置され、図示し
ない上下駆動機構により上下動可能なリフトチューブ１
９と、このリフトチューブ１９の先端部から放射状に延
び、途中から上方に屈曲している５本のリフトアーム２
０とを有している。そして、各リフトアーム２０の先端
部には、支持部材１５のピン１７が嵌入されるテーパ状
の穴部２１が設けられている。なお、この穴部２１を含
むリフトアーム２０の先端部は、支持部材１５の下面と
係合する係合部を形成している。
【００２１】以上のように構成した基板支持装置７にお
いて、ウェハＷをサセプタ１１に支持する場合、まず搬
送ロボット（図示せず）を作動させ、その搬送ロボット
のブレードに載置されたウェハＷをサセプタ１１の直上
位置に移動させる。次いで、上下駆動機構（図示せず）
によりリフト機構１８を上昇させる。すると、リフトア
ーム２０先端部の穴部２１に支持部材１５のピン１７が
嵌まり込み、支持部材１５が持ち上げられる。このよう
に穴部２１にピン１７が嵌入された状態で支持部材１５
が上昇するため、支持部材１５がリフトアーム２０に対
して水平方向にずれることはほとんど無く、支持部材１
５は安定して上昇する。
【００２２】そして、支持部材１５の基板支持用切欠部
１６上面がブレードに載置されたウェハＷのエッジ部裏
面に達すると、当該ウェハＷが突き上げられてブレード
から支持部材１５に載り移る（図６（ａ）参照）。この
時には、ウェハＷのエッジ部裏面のみが支持部材１５に
接するため、支持部材１５でウェハＷを突き上げたとき
に発生するキズを最小限に抑えることができる。
【００２３】その後、搬送ロボットのブレードをサセプ
タ１１の上方から待避させる。次いで、上下駆動機構
（図示せず）によりリフト機構１８を下降させる。する
と、基板支持用切欠部１６でウェハＷのエッジ部を支持
している各支持部材１５が下降して各貫通穴１４に嵌ま
り込み、ウェハＷがサセプタ１１の基板支持部１３上に
降ろされる（図６（ｂ）参照）。
【００２４】ここで、ウェハＷが支持部材１５に支持さ
れている時には、ウェハＷのエッジ部のみが基板支持用
切欠部１６に支持されるので、何らかの原因でウェハＷ
が支持部材１５に対して水平方向にずれようとしても、
ウェハＷのエッジが基板支持用切欠部１６の一部を形成
する側面に当たり、ウェハＷが位置ずれを起こすことは
無く、これによりウェハＷは基板支持部１３内に確実に
収まる。
【００２５】なお、ウェハＷをサセプタ１１から搬送ロ
ボットのブレードに移載させる場合は、上記とは逆の手
順を実行する。
【００２６】以上のように本実施形態にあっては、ウェ
ハＷを搬送するときに、支持部材１５の基板支持用切欠
部１６でウェハＷのエッジ部を支持するようにしたの
で、ウェハＷが水平方向に位置ずれを起こすことが防止
される。
【００２７】また、サセプタ１１の下方の赤外線ランプ
８からの放射熱がウェハＷに直接照射されることが無い
こと（前述）に加えて、支持部材１５の材質をサセプタ
１１と同じＳｉＣとしたので、当該加熱ランプ８からの
熱がサセプタ１１及び支持部材１５を介してウェハＷ全
体にわたってほぼ均一に伝わるようになり、これによ
り、ウェハＷの表面に形成される薄膜の膜厚分布の均一
性が悪化する事はない。
【００２８】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、支持部材１５をサセプタ１１と
同じ材料（ＳｉＣ）で形成したが、支持部材１５の材質
は特にそれに限られず、耐熱性がある不透明な材料であ
ればよい。また、支持部材１５の下面部にピン１７を設
け、リフトアーム２０の上端部にピン１７が嵌入される
穴部２１を形成したが、リフトアームの上端にピンを設
け、支持部材にそのピンが嵌入される穴部を形成しても
よい。
【００２９】また、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
が、本発明は、特にエピタキシャル成長装置に限らず、
基板の搬送時に、基板を突き上げて支持する全ての装置
に適用可能である。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、基板を搬送する際に、
支持部材の基板支持用切欠部で基板のエッジ部を支持す
るようにしたので、基板が水平方向に位置ずれを起こす
ことが防止される。これにより、基板が凹状の基板支持
部からはみ出た状態で支持台に支持されることを防止で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板支持装置を備えたエピタキシ
ャル成長装置を概略的に示した図である。
【図２】本発明に係る基板支持装置を示す垂直方向断面
図である。
【図３】図２に示すサセプタを示す平面図である。
【図４】図３に示す貫通穴を示す拡大図である。
【図５】図２に示す支持部材及びリフト機構の上端部付
近を示す拡大図である。
【図６】図２に示す基板支持装置によりウェハをサセプ
タに支持するときの動作説明図である。
【図７】従来における基板支持装置の一例を示す垂直方
向断面図である。
【符号の説明】
２…処理チャンバ、７…基板支持装置、１１…サセプタ
（支持台）、１３…基板支持部、１４…貫通穴、１５…
支持部材、１６…基板支持用切欠部、１７…ピン、１８
…リフト機構（リフト手段）、２０…リフトアーム（係
合部）、２１…穴部（係合部）、Ｗ…ウェハ（基板）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 庸司 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 平川 雅彦 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 HA07 HA24 HA33 MA28 PA30 5F045 AB02 AC05 DP04 DP28 EB02 EF20 EK12 EK13 EK14 EM02 EM08 EM09 EM10 GB05

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 処理チャンバ内に配置され、基板を支持
    するための凹状の基板支持部および当該基板支持部の周
    縁部を含む部位に設けられた複数の貫通穴を有する支持
    台と、 前記各貫通穴に嵌入され、前記基板のエッジ部を支持す
    るための基板支持用切欠部を有する複数の支持部材と、 前記各支持部材の下面と係合する複数の係合部を有し、
    前記各支持部材を前記支持台に対して持ち上げるリフト
    手段とを備える基板支持装置。
  2. 【請求項２】 前記支持部材は前記支持台と同じ材質で
    形成されている請求項１記載の基板支持装置。
  3. 【請求項３】 前記支持部材の下面部及び前記係合部の
    上面部のいずれか一方にはピンが設けられ、他方には前
    記ピンが嵌入される穴部が形成されている請求項１また
    は２記載の基板支持装置。
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