JP2003100854A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 的確な処理を可能とすると共に、保持部材自
体及び保持部材に付属する部分を含む装置構成の複雑化
を招くことなく、平板状の保持部材に対する基板の載置
と取出しを的確に行うことを可能にする。 【解決手段】 平板状の保持部材２０は、主保持部材２
１と複数の副保持部材２２とからなっている。副保持部
材２２は、載置される基板２３の外周部の複数箇所に対
応させて主保持部材２１の表面に設けられた凹部２１Ａ
内に出入自在に埋設されている。副保持部材２２は、ロ
ボットアーム２５により上下等に移動される吸引パイプ
２６等からなる駆動手段により凹部２１Ａ内から持ち上
げられ、基板２３を持ち上げる。副保持部材２２により
持ち上げられた基板２３は、搬送用ハンド２９のツメ部
３２Ａにより支持され、ロボットアーム２５の移動によ
り搬送される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンまたはガ
ラス等からなる半導体製造用の基板を平板状の保持部材
上に載置して処理する基板処理装置に係り、特に保持部
材による基板の保持、並びに保持部材に対する載置及び
取出しのための改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、気相成長装置は、図５に示すよ
うな平板状の保持部材としてのサセプタ１０の上に基板
としてのウエーハ１１を載置し、図示しない加熱装置に
よりサセプタ１０と共にウエーハ１１を加熱し、ウエー
ハ１１の表面に沿って反応ガスを流すことにより、ウエ
ーハ１１の表面に薄膜を気相成長させる。

【０００３】従来、このような半導体製造用の基板を平
板状の保持部材上に載置して処理する基板処理装置にお
いて、図５に示すように、載置されるウエーハ１１の外
周部の複数箇所に対応させてサセプタ１０の表面に逃げ
溝１２を設け、ロボットのアーム１３の先端に取り付け
られたハンド１４のフィンガ１５の先端に設けられたツ
メ部１５Ａを逃げ溝１２に出入させると共に、リンク１
６を介して開閉駆動部１７によりフィンガ１５を開閉さ
せてサセプタ１０に対するウエーハ１１の載置と取出し
を行うものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この従来装置は、逃げ
溝１２の部分ではウエーハ１１の加熱が弱くなるため、
ウエーハ全体の均一加熱ができず、得られる膜厚分布が
不均一になる。また、反応ガスが逃げ溝１２内に流入し
てウエーハ１１の裏面に回り込むため、いわゆる裏面デ
ポを生じ、これを取り除く工程が必要であり、この裏面
デポがあると、剥離してパーティクルの発生原因とな
り、品質欠陥の原因となる。さらにまた、逃げ溝１２内
にもデポを生じてパーティクルの発生原因となり、品質
欠陥の原因となる。

【０００５】なお、サセプタ１０の表面に逃げ溝１２を
設けることなく、サセプタ１０を貫通して上下に伸びる
複数のピン等によりウエーハ１１をサセプタ１０に対し
て昇降させてサセプタ１０に対するウエーハ１１の載置
と取出しを行うものがあるが、この方式は、サセプタ１
０の近傍に複雑な機構を組み込む必要があり、特に気相
成長のようにサセプタ１０を加熱する方式の基板処理装
置への採用には、種々の配慮が必要であった。

【０００６】本発明は、前述したような逃げ溝による欠
点を除去し、的確な処理を可能とすると共に、サセプタ
のような保持部材自体及び保持部材に付属する部分を含
む装置構成の複雑化を招くことなく、平板状の保持部材
に対する基板の載置と取出しを的確に行い得る基板処理
装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、半導体製造用の基板を平板状の保持部材上
に載置して処理する基板処理装置において、前記保持部
材は、前記基板を載置するための平板状の主保持部材
と、この主保持部材上に載置される基板の外周部の複数
箇所に対応させて前記基板の外周を横切るように前記主
保持部材に埋設された駒状の副保持部材とからなり、前
記副保持部材は、少なくとも前記基板の内側に向かう内
方端側の一部の表面が主保持部材の表面と面一に形成さ
れると共に、この内方端側の一部で前記基板の裏面外周
部を支持可能に形成され、前記副保持部材の外方端側が
前記基板の外方に伸び、かつ少なくとも前記内方端側が
主保持部材の表面から突出可能に埋設され、さらに、前
記副保持部材の上方にあって少なくとも前記副保持部材
の前記内方端側を主保持部材の表面から突出させるため
の駆動手段と、前記副保持部材の前記内方端側の突出に
より主保持部材から持ち上げられた基板の外周部を係脱
可能に支持するための搬送用ハンドと、を有することを
特徴としている。

【０００８】この基板処理装置は、保持部材が、平板状
の主保持部材とこれに埋設された駒状の副保持部材とか
らなり、基板を載置する部分の表面に従来装置の逃げ溝
のような凹部を有しないため、基板を加熱する場合に
は、基板をより均一に加熱することが可能になり、ま
た、反応ガスなどの処理ガスが基板の裏面に回り込んだ
り、凹部内に流れ込んだりすることがなく、基板及び保
持部材の表面に沿って円滑に流れ、より的確な処理を可
能にする。

【０００９】また、保持部材は、平板状の主保持部材と
これに埋設された駒状の副保持部材とからなる簡単な構
成であり、保持部材に対する基板の載置と取出しは、副
保持部材の上方にある駆動手段と、搬送用ハンドにより
的確に行われる。

【００１０】なお、前記副保持部材は、前記主保持部材
に出入自在に埋設されていてもよく、この場合には、前
記駆動手段は、前記副保持部材の前記外方端側を真空吸
着して昇降する吸引部材を有するものとすることがで
き、また、前記吸引部材は、前記基板の横ずれを防止す
るため、前記基板の外周に対してわずかな隙間を有する
ように配置されていることが好ましく、さらに、前記搬
送用ハンドは、前記駆動手段に対して昇降可能に取り付
けられていてもよい。

【００１１】また、前記副保持部材は、前記外方端側を
押し込むことにより前記内方端側が前記主保持部材の表
面から突出すべく傾動自在に埋設されていてもよく、こ
の場合には、前記駆動手段は、前記副保持部材の前記外
方端側を押し込むための棒状部材を有するものとするこ
とができ、また、前記搬送用ハンドは、前記駆動手段に
対して開閉のみ可能に取り付けられていてもよい。

【００１２】さらにまた、前記副保持部材は、基板の横
滑りを防ぐため、前記基板の外周を受け止める突起を備
えていることが好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明の第一の実施形態につ
いて図１ないし図２を参照して説明する。２０は、平板
状の保持部材であり、主保持部材２１と副保持部材２２
とからなっている。主保持部材２１の表面（図１におい
て上面）には、その上に載置される基板２３の外周部に
対応する複数の箇所に、基板２１の外周を横切るように
凹部２１Ａが設けられている。この凹部２１Ａは、基板
２３の内側に向かう内方端側が基板２３の裏面外周部ま
で伸び、これとは逆の外方端側は基板２３の外方まで伸
びている。

【００１４】この凹部２１Ａ内には、駒状の副保持部材
２２が出入自在に埋設されている。副保持部材２２は、
主保持部材２１と同じ材質であることが好ましいが、他
の材質でもよく、かつ、凹部２１Ａ内に埋設された状態
で、表面（図１において上面）が、主保持部材２１の表
面と面一に形成されている。

【００１５】２４は、駆動手段を構成する駆動用プレー
トであり、本体部分は図示省略したロボットのアーム
（以下、ロボットアームという）２５に取り付けられて
いる。駆動用プレート２４には、凹部２１Ａ内に埋設さ
れた副保持部材２２の外方端側の表面に対向するよう
に、吸引部材としての複数本の吸引パイプ２６が、図１
において下向きに取り付けられている。吸引パイプ２６
の元端は、可撓性を有するホース２７により図示省略し
た真空ポンプに接続されている。

【００１６】これらの吸引パイプ２６は、それぞれが基
板２３の外周に対してわずかな隙間を有するように配置
され、基板２３の横ずれを防ぐ役目を有するように構成
されている

【００１７】また、駆動用プレート２４には、昇降装置
２８を介して搬送用ハンド２９が取り付けられている。
この搬送用ハンド２９は、吸引パイプ２６のほぼ中央に
配置され、昇降装置２８により吸引パイプ２６に沿って
昇降される。

【００１８】この搬送用ハンド２９は、ハンド本体３０
と、このハンド本体３０にピン３１を介して揺動可能に
取り付けられた複数のフィンガ３２と、ハンド本体３０
に取り付けられた開閉駆動部３３と、この開閉駆動部３
３とフィンガ３２との間に揺動自在に連結されたリンク
３４とからなり、後述するように副保持部材２２により
持ち上げられた基板２３の裏面外周部を、フィンガ３２
の先端に設けられたツメ部３２Ａにより係脱可能に支持
するように構成されている。

【００１９】次いで本装置の作用について説明する。ロ
ボットアーム２５を図示省略したロボットの本体部分の
動作により移動させ、駆動用プレート２４を主保持部材
２１と副保持部材２２とからなる保持部材２０上に載置
されている基板２３の中心上方に位置させる。このと
き、吸引パイプ２６が、各副保持部材２２の表面にそれ
ぞれ対向し、かつ、図２に示すように、基板２３の外周
に対してほぼ等しい隙間を形成するように位置付けされ
る。

【００２０】なお、この位置付けは、基板２３及び副保
持部材２２の位置をロボットに対して既知の位置関係に
置くか、または基板２３及び副保持部材２２の位置を図
示しないセンサにより検出することなどにより行われ
る。

【００２１】こうして、主保持部材２１及び副保持部材
２２に対する駆動用プレート２４及び吸引パイプ２６の
位置付けを行った後、ロボットアーム２５を主保持部材
２１の表面に向けて移動させ、吸引パイプ２６の先端を
副保持部材２２の外方端側の表面に接触させる。このと
き、搬送用ハンド２９は、図１に示すように、上昇位置
に置かれている。

【００２２】次いで図示省略した真空ポンプによりホー
ス２７を通して吸引パイプ２６から空気を吸引し、副保
持部材２２を吸引パイプ２６の先端に吸着する。次ぎに
ロボットアーム２５を所定量上昇させると、副保持部材
２２が吸引パイプ２６の先端に吸着されて主保持部材２
１の凹部２１Ａの中から持ち上げられ、基板２３を主保
持部材２１の表面から所定高さの位置に持ち上げる。

【００２３】こうして、基板２３を主保持部材２１の表
面から所定高さの位置に持ち上げた後、開閉駆動部３３
によりフィンガ３２を開き、次いで昇降装置２８により
搬送用ハンド２９を下降させ、フィンガ３２の先端のツ
メ部３２Ａを副保持部材２２により持ち上げられている
基板２３の下方へ移動させた後、フィンガ３２を閉じて
基板２３の裏面外周部をツメ部３２Ａにより支持可能に
する。

【００２４】そして、昇降装置２８により搬送用ハンド
２９を上昇させると、ツメ部３２Ａが副保持部材２２に
より持ち上げられている基板２３を副保持部材２２から
所定高さに持ち上げる。

【００２５】こうして、搬送用ハンド２９により基板２
３を支持したところで、ロボットアーム２５により駆動
用プレート２４を下降させ、副保持部材２２を主保持部
材２１の凹部２１Ａ内へ戻す。これで主及び副保持部材
２１、２２からなる保持部材２０からの基板２３の取出
しを終了し、この基板２３を図示しない所定の搬出場所
へ搬送する。

【００２６】なお、主及び副保持部材２１、２２上への
基板２３の載置は、次ぎのように行われる。すなわち、
図示しない位置に置かれている基板２３を、搬送用ハン
ド２９のツメ部３２Ａで支持させると共に、この搬送用
ハンド２９を図１に示すように、吸引パイプ２６に対す
る上昇位置に置き、ロボットアーム２５により駆動用プ
レート２４を保持部材２０の基板載置位置の上方に移動
させると共に、図１に示すように、吸引パイプ２６の先
端を保持部材２０の表面に接近させる。

【００２７】このとき、必ずしも吸引パイプ２６の先端
を副保持部材２２の表面に対向させる必要はなく、基板
２３の中心が保持部材２０上の基板載置位置に合致して
いればよい。この状態でフィンガ３２を開くと、基板２
３は吸引パイプ２６により横ずれを防止されて保持部材
２０上の基板載置位置に載置される。

【００２８】次ぎに本発明の第二の実施形態について図
３ないし図４を参照して説明する。この第二の実施形態
は、保持部材１２０が主保持部材１２１と副保持部材１
２２とからなり、基板２３の裏面外周部を支持する副保
持部材１２２の内方端側のみが主保持部材１２１の表面
から突出するように構成されている。すなわち、主保持
部材１２１の凹部１２１Ａは、その底面の外方端側の一
部を外方へ向かって深さが増すように傾斜させ、副保持
部材１２２の外方端側を押し込んだとき、図４に示すよ
うに、副保持部材１２２の内方端側のみが主保持部材１
２１の表面から突出するように構成されている。

【００２９】また、この第二の実施形態では、第一の実
施形態における吸引パイプ２６に代えて、副保持部材１
２２の外方端側を押し込むための棒状部材３５が駆動用
プレート２４に取り付けられている。さらにまた、この
第二の実施形態では、第一の実施形態における昇降装置
２８とハンド本体３０がなく、搬送用ハンド１２９のフ
ィンガ３２はピン３１により駆動用プレート２４に直接
揺動自在に取り付けられ、開閉駆動部３３は駆動用プレ
ート２４に固定されている。

【００３０】そして、フィンガ３２の先端のツメ部３２
Ａは、図４に示すように、棒状部材３５により副保持部
材１２２の外方端側を押し込んで基板２３を持ち上げた
とき、基板２３の下方に出入可能な位置となるように配
置されている。

【００３１】この第二の実施形態は、棒状部材３５と搬
送用ハンド１２９との相対的な上下動を行うことなし
に、保持部材１２０に対する基板２３の載置及び取出し
が可能である。

【００３２】すなわち、保持部材１２０に載置されてい
る基板２３の取出しは、図４に示すように、駆動プレー
ト２４を下降させて棒状部材３５により副保持部材１２
２の外方端側を押し込んで基板２３を保持部材１２０か
ら持ち上げ、次いでフィンガ３２を開閉駆動部３３によ
り閉じて、ツメ部３２Ａを基板２３の裏面外周部へ挿入
し、この状態で駆動プレート２４をロボットアーム２５
により上昇及び適宜な位置へ移動させることにより行わ
れる。

【００３３】また、保持部材１２０への基板２３の載置
は、図１ないし図２に示した第二の実施形態と同様に、
図示しない位置に置かれている基板２３を、搬送用ハン
ド１２９のツメ部３２Ａで支持させ、保持部材１２０の
基板載置位置の上方に移動させると共に、棒状部材３５
の先端を保持部材１２０の表面に接近させる。

【００３４】このとき、必ずしも棒状部材３５の先端を
副保持部材１２２の表面に対向させる必要はなく、基板
２３の中心が保持部材１２０上の基板載置位置に合致し
ていればよい。この状態でフィンガ３２を開けばよい。

【００３５】なお、この第二の実施形態は、搬送用ハン
ド１２９を駆動用プレート２４に対して昇降せず、単
に、開閉のみ可能に取り付けた例を示したが、図示しな
い他の基板保持部や基板収納部との間の基板の授受など
のために、搬送用ハンド１２９を第一の実施形態におけ
る搬送用ハンド２９と同様に、駆動用プレート２４に対
して昇降可能に取り付けてもよいことは言うまでもな
い。

【００３６】また、この第二の実施形態は、副保持部材
１２２の表面に突起１２２Ａが設けられている。この突
起１２２Ａは、図３に示すように、基板２３を載置した
状態で、基板２３の外周にわずかな隙間を置いて対向す
るように設けられており、基板２３の横滑りを防止す
る。なお、この突起１２２Ａは、図１ないし図２に示し
た第一の実施形態の副保持部材２２に同様に設けてもよ
い。

【００３７】本発明は、気相成長装置に限定されること
なく、種々の半導体製造装置に適用することができ、ま
た、前述した第一及び第二の実施形態に限定されること
なく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲において種々変
形実施可能であることは言うまでもない。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、基板
を保持するサセプタ等の保持部材が、主保持部材とこの
主保持部材に埋設された副保持部材とにより構成され、
従来装置のような凹部がないため、基板をより均一に加
熱したり、処理ガスの流れを円滑にしたりすることがで
きると共に、裏面デポなどの不都合な反応生成物の堆積
等がなく、的確な処理を行うことができる。

【００３９】また、保持部材に対する基板の載置と取出
しは、保持部材の上方に位置する駆動手段と搬送用ハン
ドにより行われるため、保持部材自体及びこの保持部材
に付属する部分を含む装置構成の複雑化を招くことがな
く、かつ平板状の保持部材に対する基板の載置と取出し
を的確に行うことができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態を示す一部破断正面
図。

【図２】図１のＡ−Ａ線による断面図。

【図３】本発明の第二の実施形態を示す一部破断正面
図。

【図４】図３における基板を副保持部材により持ち上げ
た状態を示す一部破断正面図。

【図５】従来の基板処理装置を示す一部破断正面図。

【符号の説明】

２０、１２０ 保持部材 ２１、１２１ 主保持部材 ２１Ａ、１２１Ａ 凹部 ２２、１２２ 副保持部材 ２３ 基板 ２４ 駆動用プレート ２５ ロボットアーム ２６ 吸引パイプ（吸引部材） ２７ ホース ２８ 昇降装置 ２９、１２９ 搬送用ハンド ３０ ハンド本体 ３２ フィンガ ３２Ａ ツメ部 ３３ 開閉駆動部 ３４ リンク ３５ 棒状部材 １２２Ａ 突起。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２５Ｊ 15/08 Ｂ２５Ｊ 15/08 Ｋ Ｂ６５Ｇ 49/07 Ｂ６５Ｇ 49/07 Ｆ (72)発明者 津川 孝志 静岡県沼津市大岡2068−３ 東芝機械株式 会社内 (72)発明者 阿部 浩明 静岡県沼津市大岡2068−３ 株式会社東芝 機械マイテック沼津内 Ｆターム(参考） 3C007 AS24 DS02 DS05 ES04 ET08 EV05 EV22 FS01 NS09 NS13 5F031 CA01 CA02 FA01 FA07 FA12 GA14 GA25 GA35 GA38 HA05 HA12 HA32 JA01 JA13 JA22 KA03 KA11 MA28 PA26

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体製造用の基板を平板状の保持部材
   上に載置して処理する基板処理装置において、 前記保持部材は、前記基板を載置するための平板状の主
   保持部材と、この主保持部材上に載置される基板の外周
   部の複数箇所に対応させて前記基板の外周を横切るよう
   に前記主保持部材に埋設された駒状の副保持部材とから
   なり、 前記副保持部材は、少なくとも前記基板の内側に向かう
   内方端側の一部の表面が主保持部材の表面と面一に形成
   されると共に、この内方端側の一部で前記基板の裏面外
   周部を支持可能に形成され、前記副保持部材の外方端側
   が前記基板の外方に伸び、かつ少なくとも前記内方端側
   が主保持部材の表面から突出可能に埋設され、 さらに、前記副保持部材の上方にあって少なくとも前記
   副保持部材の前記内方端側を主保持部材の表面から突出
   させるための駆動手段と、 前記副保持部材の前記内方端側の突出により主保持部材
   から持ち上げられた基板の外周部を係脱可能に支持する
   ための搬送用ハンドと、 を有することを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 前記副保持部材は、前記主保持部材に出
   入自在に埋設されていることを特徴とする請求項１記載
   の基板処理装置。
3. 【請求項３】 前記駆動手段は、前記副保持部材の前記
   外方端側を真空吸着して昇降する吸引部材を有すること
   を特徴とする請求項２記載の基板処理装置。
4. 【請求項４】 前記吸引部材は、前記基板の外周に対し
   てわずかな隙間を有するように配置されていることを特
   徴とする請求項３記載の基板処理装置。
5. 【請求項５】 前記搬送用ハンドは、前記駆動手段に対
   して昇降可能に取り付けられていることを特徴とする請
   求項２、３または４記載の基板処理装置。
6. 【請求項６】 前記副保持部材は、前記外方端側を押し
   込むことにより前記内方端側が前記主保持部材の表面か
   ら突出すべく傾動自在に埋設されていることを特徴とす
   る請求項１記載の基板処理装置。
7. 【請求項７】 前記駆動手段は、前記副保持部材の前記
   外方端側を押し込むための棒状部材を有することを特徴
   とする請求項６記載の基板処理装置。
8. 【請求項８】 前記搬送用ハンドは、前記駆動手段に対
   して開閉のみ可能に取り付けられていることを特徴とす
   る請求項６または７記載の基板処理装置。
9. 【請求項９】 前記副保持部材は、前記基板の外周を受
   け止める突起を備えていることを特徴とする請求項１な
   いし８のいずれか１項記載の基板処理装置。