JP2002151567A - ウェハ搬送装置及びこれを用いた半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ブレード部上に載置されたウェハが金属製の
リスト部に衝突するのを防止することにより、ウェハに
金属成分が混入することを防止することが可能なウェハ
搬送装置及びこれを用いた半導体製造装置を提供する。 【解決手段】 ウェハＷを載置するため表面に凹部が形
成されているブレード部１２と、ブレード部を進退自在
に移動させるためのアーム部１４と、ブレード部とアー
ム部とを連結する表面が金属製のリスト部１６とを備
え、ブレード部の凹部とリスト部との間には凹部から外
れたウェハがリスト部に衝突するのを防止するための衝
突防止部材１２ｃが形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はウェハ搬送装置及び
これを用いた半導体製造装置に係り、特に、ウェハの搬
送中にウェハが金属と衝突して生じるウェハの金属汚染
を防止することが可能なウェハ搬送装置及びこのような
ウェハ搬送装置を用いたエピタキシャル成長装置のよう
な半導体製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エピタキシャル成長装置等の
半導体製造装置では、成膜が行われる処理チャンバにウ
ェハが載置されるサセプタと、サセプタに載置されたウ
ェハを加熱する加熱装置が設けられている。このような
半導体製造装置では、サセプタに載置されたウェハは加
熱装置により加熱され、表面に薄膜が形成される。そし
て、ウェハを１枚ずつ処理する枚葉式の半導体製造装置
では、１回の成膜毎に１枚のウェハが処理チャンバに出
し入れされる。

【０００３】図１０は処理チャンバにウェハを出し入れ
するために用いられるウェハ搬送装置の一例を示す。こ
のウェハ搬送装置８０は、表面にウェハＷが載置される
凹状のポケット部が形成された石英ガラス製のブレード
部８２と、ブレード部８２を進退自在に搬送するため伸
縮自在なアーム部８４と、ブレード部８２とアーム部８
４を連結するための表面にニッケル等の金属膜が形成さ
れたリスト部８６とを備えている。このようなウェハ搬
送装置８０では、ウェハＷに位置決めのため直線状のオ
リフラ部Ｗｏが形成されている場合、ウェハＷは、通
常、オリフラ部Ｗｏがリスト部８６側に位置するように
配置される。

【０００４】また、処理チャンバ内のサセプタにはウェ
ハＷを昇降させるための昇降機構が設けられており、こ
れによってウェハ搬送装置８０により処理チャンバ内に
搬送されたウェハＷがサセプタ上に移載されたり、逆
に、サセプタに載置されたウェハＷがブレード部８２に
移載される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したウェ
ハ搬送装置８０では、ウェハＷを搬送する際の振動や成
膜時の加熱に伴うウェハＷの形状変化により、ウェハＷ
がブレード部８２のポケット部から外れることがある。
ウェハＷがポケット部から外れると、リスト部８６側に
位置するウェハＷの端部（通常はオリフラ部Ｗｏ）がリ
スト部８６に衝突し、ウェハＷの衝突部位の近辺にリス
ト部表面の金属成分が混入し、ウェハの性状を悪化させ
ることがある。

【０００６】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたものであり、ブレード部上に載置されたウェハ
がリスト部に衝突するのを防止することにより、ウェハ
に金属成分が混入することを防止することが可能なウェ
ハ搬送装置及びこれを用いた半導体製造装置を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明のウェハ搬送装置は、ウェハを載置するため
表面に凹部が形成されているブレード部と、該ブレード
部を進退自在に移動させるためのアーム部と、前記ブレ
ード部とアーム部とを連結する、表面が金属製のリスト
部とを備え、前記ブレード部の凹部と前記リスト部との
間には前記凹部から外れたウェハが前記リスト部に衝突
するのを防止するための衝突防止部材が形成されている
ように構成した。

【０００８】本発明のウェハ搬送装置によれば、ブレー
ド部の凹部とリスト部との間には衝突防止部材が形成さ
れているので、ウェハの搬送や加熱に伴って、ウェハが
凹部から外れた場合でも、ウェハがリスト部に衝突し、
これによってリスト部表面の金属成分がウェハに混入す
ることが防止される。

【０００９】また、本発明の半導体製造装置は、ウェハ
を処理するための処理チャンバと、該処理チャンバ内に
設けられ前記ウェハが載置されるサセプタと、該サセプ
タにウェハを搬送すると共に、前記サセプタからウェハ
を回収するウェハ搬送手段とを備え、前記ウェハ搬送手
段は、ウェハを載置するため表面に凹部が形成されてい
るブレード部と、該ブレード部を進退自在に移動させる
アーム部と、前記ブレード部とアーム部とを連結する、
表面が金属製のリスト部とを備え、前記ブレード部の凹
部と前記リスト部との間には前記凹部から外れたウェハ
が前記リスト部に衝突するのを防止するための衝突防止
部材が形成されているように構成した。

【００１０】以上のような半導体製造装置によれば、ウ
ェハの搬送や加熱に伴ってウェハがブレード部の凹部か
ら外れた場合でも、ウェハに金属成分が混入することを
防止することができる。従って、金属異物の混入が少な
い半導体ウェハを製造することが可能になる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係
るウェハ搬送装置１０を示す。このウェハ搬送装置１０
は、ウェハＷが載置されるブレード部１２と、ブレード
部１２を進退自在に移動させるための伸縮自在なアーム
部１４と、ブレード部１２とアーム部１４とを連結する
ためのリスト部１６とを備えている。

【００１２】ブレード部１２は、石英ガラス等の耐熱性
の高い材料により、幅がウェハＷの直径より短い薄板状
に形成されている。このブレード部の先端部には、切欠
き部１２ａが形成され、略中央部には円形の孔部１２ｂ
が形成されている。このブレード部１２の中央には、図
２に示されるように、ウェハＷを載置するために、ウェ
ハＷの外形よりやや大きな凹状のポケット部１３が形成
されている。このポケット部１３には、凹部１３ａと凹
部１３ａの外周に形成された段部１３ｂとが形成されて
おり、ウェハＷの縁端部は、段部１３ｂに支持されてポ
ケット部１３に収容される。ポケット部１３にこのよう
な２段構造を形成したことにより、加熱等でウェハＷに
変形が生じた場合でも、この変形部分が凹部１３ａに収
容されるので、ウェハＷがポケット部１３から外れにく
くなる。ウェハＷに位置決めのための直線状のオリフラ
部が形成されている場合、ウェハＷは、通常、オリフラ
部がリスト部１６側に位置するように配置される。

【００１３】ポケット部１３とリスト部１６との間に
は、ウェハＷがポケット部１３から外れた場合に、ウェ
ハＷがリスト部１６と衝突するのを防止するための壁状
部１２ｃが形成されている。この壁状部１２ｃは、通
常、石英ガラス等によりブレード部１２と一体的に形成
される。

【００１４】リスト部１６は、２枚の板状の支持部材１
６ａ，１６ｂを備えており、ブレード部１２は、その後
端部分が２枚の支持部材１６ａ，１６ｂの間に挟持さ
れ、ネジ１６ｃで固定されることによりリスト部１６に
支持される。このリスト部１６は、通常、アルミニウム
等の金属材料で形成されており、その表面には、塩酸等
の洗浄液に対する耐腐食性の高いニッケル膜等が形成さ
れている。

【００１５】リスト部１６の後端には、ブレード部１２
を進退自在に移動させるため伸縮可能なアーム部１４が
連結されている。

【００１６】以上のようなウェハ搬送装置１０によれ
ば、ブレード部１２のポケット部１３とリスト部１６と
の間には壁状部１２ｃが形成されているので、ウェハＷ
の搬送や加熱に伴って、ウェハＷがポケット部１３から
外れた場合でも、ウェハＷが壁状部１２ｃに当接するこ
とによって、リスト部１６に衝突することが回避され、
これによって、リスト部１６表面のニッケル等の金属成
分が、ウェハＷ表面に混入することが防止される。

【００１７】次に、本発明に係るウェハ搬送装置の他の
実施の形態について説明する。以下の説明においては既
に説明した構成と同一のものには同一の参照番号を付
し、その詳細な説明は省略する。

【００１８】図３は、本発明の他の実施形態に係るウェ
ハ搬送装置２０を示す。このウェハ搬送装置２０では、
ブレード部１２のポケット部１３とリスト部１６との間
には２本の柱状部１２ｄが形成されている。この柱状部
１２ｄは、通常、石英ガラス等によりブレード部と一体
的に形成されている。このようなウェハ搬送装置２０に
よれば、ブレード部１２表面のポケット部１３とリスト
部１６との間に２本の柱状部１２ｄが設けられているの
で、ウェハＷがポケット部１３から外れた場合でも、ウ
ェハＷが柱状部１２ｄに当接することによって、リスト
部１６に衝突することが回避され、リスト部１６表面の
金属成分がウェハＷ表面に混入することが防止される。

【００１９】次に、上記実施形態に係るウェハ搬送装置
１０を用いた半導体製造装置について説明する。図４
は、本発明に係るエピタキシャル成長装置３０を示す。
このエピタキシャル成長装置３０は、ウェハＷを１枚ず
つ処理する枚葉式のものであり、ウェハＷ表面にシリコ
ン単結晶をエピタキシャル成長させて薄膜を形成する処
理チャンバ５０と、この処理チャンバ５０にウェハＷを
出し入れするための搬送チャンバ４０とを備えている。

【００２０】処理チャンバ５０には、図５に示されるよ
うに、ウェハＷを支持するためのサセプタ５２が設けら
れている。このサセプタ５２は、通常、表面に炭化シリ
コン膜が形成されたグラファイト等の材料で形成され
る。このサセプタ５２は、支持シャフト５６により裏面
から３点で支持されている。

【００２１】処理チャンバ５０の上部と下部とにはそれ
ぞれ、処理チャンバ５０の内部を加熱するため複数の加
熱ランプ５８が配置されている。また、処理チャンバ５
０の側部には処理ガスの導入口６０が形成され、これに
対向する位置には排気口６２が形成されている。導入口
６０及び排気口６２は、サセプタ５２の上面とほぼ同じ
高さ位置となるように形成されており、導入口６０から
導入された処理ガスは、サセプタ５２上のウェハＷの表
面に沿って層流状態で流れる。

【００２２】また、このサセプタ５２には、図６〜図８
に示されるように、ウェハＷを保持するためウェハＷの
外形よりやや大きな凹状のポケット部５４が形成されて
いる。このポケット部５４には、ウェハＷを昇降させる
ための昇降機構が設けられている。この昇降機構は、支
持シャフト５６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６２と、このリフトチューブ６２を
上下動させる駆動装置６４と、リフトチューブ６２から
放射状に延びる３本のリフトアーム６６と、各リフトア
ーム６６の先端から上方に延びるリフトピン６８とを備
えている。各リフトピン６８は、図６及び図７に示され
るように、サセプタ５２の切欠き部１２ａ及びサセプタ
５２の両側部外側からサセプタ５２の表面より上方に突
出可能となっている。このような昇降機構においては、
駆動装置６４によりリフトチューブ６２及びリフトアー
ム６６を上下させると、リフトピン６８が上下し、サセ
プタ５２のポケット部５４とリフトピン６８の上端との
間でウェハＷの載せ変えを行うことができる。

【００２３】搬送チャンバ４０は、図１に示されるウェ
ハ搬送装置１０と、このウェハ搬送装置１０のロボット
アーム部１４を支持する回転可能な基台４２とを備えて
いる。これによって、ブレード部１２上に載置されたウ
ェハＷを所望の位置に搬送することが可能になる。この
搬送チャンバ４０は、処理チャンバ５０の側部に設けら
れた開閉可能なスリットバルブ（図示せず。）を通して
ブレード部１２をサセプタ５２の上方に搬送することが
できる。

【００２４】次に、上記エピタキシャル成長装置３０の
作用について説明する。まず、処理チャンバの上部と下
部にある加熱ランプ５８を点灯し、処理チャンバ５０の
内部を所定の温度に加熱する。

【００２５】そして、スリットバルブを開口し、ウェハ
Ｗが載置されたブレード部１２を、スリットバルブを通
して処理チャンバ５０内に挿入する。このブレード部１
２はサセプタ５２のポケット部５４の真上位置に搬送さ
れる。次いで、昇降機構の駆動装置６４を駆動し、リフ
トピン６８を上昇させる。リフトピン６８の上端がブレ
ード部１２表面よりも高い位置まで上昇すると、図７に
示されるように、ウェハＷは、ブレード部１２からリフ
トピン６８に移載される。ウェハＷがリフトピン６８に
より支持されると、ブレード部１２は処理チャンバ５０
外部に移動され、スリットバルブが閉じられる。そし
て、駆動装置６４が駆動され、リフトピン６８が下降さ
せられる。リフトピン６８の上端がサセプタ５２表面よ
りも下がると、ウェハＷは、図６に示されるように、サ
セプタ５２のポケット部５４に収容される。

【００２６】そして、トリクロロシラン（ＳｉＨＣ
ｌ₃）ガスやジクロロシラン（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２）ガス等
の処理ガスが、導入口６０から導入され、ウェハＷの表
面に沿って層流状態で流れ、ウェハＷ上にシリコンの単
結晶がエピタキシャル成長する。

【００２７】エピタキシャル成長が完了すると、昇降機
構の駆動装置６４を駆動し、リフトピン６８を上昇させ
る。そして、スリットバルブが開口され、ブレード部１
２は、図８に示されるように、ウェハＷとサセプタ５２
との間に挿入される。

【００２８】この状態で、昇降機構の駆動装置６４を駆
動し、リフトピン６８を下降させる。リフトピン６８の
上端がブレード部１２よりも低い位置まで下降すると、
ウェハＷはリフトピン６８からブレード部１２上に移載
される。そして、ウェハＷが載置されたブレード部１２
は処理チャンバ外部に移動され、次の工程に搬送され
る。

【００２９】以上のようなエピタキシャル成長装置３０
によれば、ブレード部１２の表面のポケット部１３とリ
スト部１６との間には壁状部が設けられているので、ウ
ェハＷの搬送や加熱に伴って、ウェハＷがブレード部１
２のポケット部１３から外れた場合でも、ウェハＷがリ
スト部１６に衝突し、これによってリスト部１６表面の
ニッケル等の金属成分がウェハＷに混入することを防止
することができる。従って、ウェハＷ上に異物の混入が
少ないシリコン薄膜を形成することが可能になる。

【００３０】本発明の具体的実施例として、ブレード部
に壁状部が形成されている本発明のウェハ搬送装置１０
とブレード部に壁状部が形成されていない従来のウェハ
搬送装置８０を用いて、通常のエピタキシャル成長プロ
セスに従って成膜を行った。従来のウェハ搬送装置８０
を用いた場合、リスト部側に位置するオリフラ部Ｗｏ部
の近傍に、図９中黒点で示される金属汚染が生じること
があったが、本発明のウェハ搬送装置を用いた場合この
ような金属汚染は生じなかった。

【００３１】本発明は、上述した形態に限定されるもの
ではなく、適宜変更することが可能である。例えば、本
発明のウェハ搬送装置は、ＣＶＤ装置や高速熱処理アニ
ール装置等、ウェハの搬送を行うものであれば利用可能
である。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のウェハ搬送装置によれば、ブレード部の凹部とリスト
部との間には衝突防止部材が形成されているので、ウェ
ハの搬送や加熱に伴って、ウェハが凹部から外れた場合
でも、ウェハがリスト部に衝突し、これによってリスト
部表面の金属成分がウェハに混入することを防止するこ
とが可能になる。

【００３３】また、本発明の半導体製造装置によれば、
上述したウェハ搬送装置を用いることにより、金属異物
の混入が少ない半導体ウェハを製造することが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るウェハ搬送装置の概
略を示す斜視図である。

【図２】図１のウェハ搬送装置の概略を示す断面図であ
る。

【図３】本発明の他の実施形態に係るウェハ搬送装置の
概略を示す斜視図である。

【図４】本発明の一実施形態に係る半導体製造装置の概
略を示す平面図である。

【図５】本発明の一実施形態に係る半導体製造装置の処
理チャンバの概略を示す断面図である。

【図６】図５の半導体製造装置の昇降機構の概略を示す
断面図である。

【図７】図５の半導体製造装置の昇降機構の概略を示す
断面図である。

【図８】本発明の一実施形態に係る半導体製造装置のウ
ェハ搬送装置とサセプタの関係を示す平面図である。

【図９】従来のウェハ搬送装置により搬送されたウェハ
を示す平面図である。

【図１０】従来のウェハ搬送装置の概略を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

Ｗ ウェハ １０ ウェハ搬送装置 １２ ブレード部 １２ｃ 壁状部 １２ｄ 柱状部 １４ アーム部 １６ リスト部 ３０ 半導体製造装置 ４０ 搬送チャンバ ５０ 処理チャンバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 才人 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） 3C007 DS01 ES00 EV07 EV23 NS09 3F061 AA01 BA00 BE12 BE43 DB04 5F031 CA02 FA01 FA07 FA12 GA05 GA06 GA38 HA02 HA33 KA13 MA28

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェハを載置するために表面に凹部が形
   成されているブレード部と、 該ブレード部を進退自在に移動させるためのアーム部
   と、 前記ブレード部とアーム部とを連結する、表面が金属製
   のリスト部とを備え、 前記ブレード部の凹部と前記リスト部との間には前記凹
   部から外れたウェハが前記リスト部に衝突するのを防止
   するための衝突防止部材が形成されているウェハ搬送装
   置。
2. 【請求項２】 前記衝突防止部材は、前記ブレード部の
   表面に形成された壁状部である請求項１記載のウェハ搬
   送装置。
3. 【請求項３】 前記衝突防止部材は、前記ブレード部の
   表面に形成された柱状部である請求項１記載のウェハ搬
   送装置。
4. 【請求項４】 前記ブレード部と衝突防止部材とが、石
   英ガラスで一体として形成され、前記リスト部は、アル
   ミニウムにより形成されるとともに、その表面にニッケ
   ル膜が形成されている請求項１記載のウェハ搬送装置。
5. 【請求項５】 ウェハを処理するための処理チャンバ
   と、 該処理チャンバ内に設けられ前記ウェハが載置されるサ
   セプタと、 該サセプタにウェハを搬送すると共に、前記サセプタか
   らウェハを回収するウェハ搬送手段とを備えた半導体製
   造装置において、 前記ウェハ搬送手段は、ウェハを載置するため表面に凹
   部が形成されているブレード部と、該ブレード部を進退
   自在に移動させるアーム部と、前記ブレード部とアーム
   部とを連結する、表面が金属製のリスト部とを備え、前
   記ブレード部の凹部と前記リスト部との間には、前記凹
   部から外れたウェハが前記リスト部に衝突するのを防止
   するための衝突防止部材が形成されている半導体製造装
   置。