JP2003142562A

JP2003142562A - ウエハ冷却チャンバーにおけるウエハ支持部材およびウエハ支持ピン

Info

Publication number: JP2003142562A
Application number: JP2001335884A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Iwama; 一芳岩間; Yoji Takagi; 庸司高木; Ryuichi Nakamura; 龍一中村
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2003-05-16

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ウエハ冷却チャンバーにおいてウエハ冷却台座
の「傾斜部」とウエハの接触を防止する。【解決手段】処理チャンバー１０および該チャンバー１
０の開閉用支持部材１１に隣接してウエハ冷却チャンバ
ー１２およびウエハ冷却台座２３が設置されており、石
英、アルミナ、セラミックス、ＳｉＣから構成される一
群の材料から選択されたものからウエハ支持部材を構成
し、ウエハ冷却台座に設置する。またウエハ支持ピンの
ウエハ固定部をウエハ支持部側に延長する。

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の冷
却チャンバー内における、ウエハの冷却用金属製台座
（以後ウエハ冷却台座と称する）への接触による金属汚
染を防止するためのウエハ支持部材に関する。

【０００２】

【従来技術】半導体製造工程において、熱酸化、エピタ
キシャル成長等の高温環境での処理工程が終了すると、
ウエハを冷却する必要がある。この冷却工程ではいわゆ
る冷却チャンバーが用いられる。

【０００３】冷却チャンバーではウエハ搬送手段によっ
て搬送されたウエハを、所定の温度に冷却するために冷
却用冷媒が内部に循環している台座にウエハを設置して
冷却する。

【０００４】図１は半導体製造装置および冷却チャンバ
ーの相対的な位置を示した概念的な上面図である。同図
に示したように処理チャンバー１０および該チャンバー
１０の開閉用支持部材１１に隣接してウエハ冷却チャン
バー１２およびウエハ冷却台座２３が設置されている。

【０００５】詳述すると、図２Ａに示したように、ウエ
ハ搬送手段によって搬送されたウエハ２０は最初にウエ
ハリフト機構（図示しない）に設置される。該ウエハリ
フト機構はウエハ支持用のピン２２を有しており、この
ピン上にウエハが設置され、次に同図Ｂに示したように
該ウエハリフト機構が下降し、ウエハ冷却用台座２３に
ウエハを設置２４する。ウエハ冷却台座にはウエハが所
定の位置に設置されるように台座外周部に「傾斜部」２
６を有している。ウエハ冷却台座上面には円柱状のウエ
ハ冷却ピン２５が多数配置されており、該ウエハ冷却ピ
ン２５にウエハが乗ることによりウエハ冷却台座との熱
伝導およびチャンバー解放時に導入される空気による冷
却雰囲気により冷却される。

【０００６】通常、ウエハ搬送手段としてロボットアー
ムが用いられ、ウエハは該ロボットアームによって運ば
れる。ウエハがウエハリフト機構のピン上に設置される
際の該ロボットアームの動作に伴うウエハ設置位置の誤
差は１ｍｍ未満である。しかしながら大量生産において
はロボットアームの経時的な変化による累積的な誤差が
生じ、該累積的な誤差は数ｍｍに及ぶ場合がある。

【０００７】これに伴いウエハ支持ピン２２上における
ウエハ２０の位置のずれも同様の誤差となり、従って図
２Ｃに示したようにウエハリフト機構が下降した際ウエ
ハ２０の外周部がウエハ冷却台座２３の外周部の「傾斜
部」２６に接触する。

【０００８】さらに別の問題は、ウエハリフト機構が下
降中に振動等によりウエハの位置のずれが発生する場合
がある。この場合前記ロボットアームの誤差が小さい場
合でも、同様の問題を生じることになる。

【０００９】このとき、一般にウエハ冷却台座２３およ
び外周部の「傾斜部」２６は熱伝導率等を考慮してアル
ミニウム等の材料で構成されているため、ウエハの接触
により該ウエハ冷却台座２３の「傾斜部」２６が損傷し
ウエハの金属汚染の原因となる金属粒子が発生する。

【００１０】また通常、半導体製造装置のメンテナンス
等は定期的に行われるため、前記記載のウエハの位置の
ずれが発生するとメンテナンスの時期までは位置のずれ
が補正されることはなく、常時ウエハ外周部がウエハ冷
却台座に接触しウエハの金属汚染の率を高くしてしまう
結果となる。

【００１１】また、半導体産業においては歩留まりを向
上させることは、半導体産業初期のみならず今日におい
てもなお必要な技術であるため、上述のような金属汚染
を防止することも歩留まりの向上に寄与する重要な技術
である。

【００１２】

【発明が解決する課題】上記記載の問題に鑑み、ウエハ
とウエハ冷却台座との接触を回避しウエハの金属汚染を
防止する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】ウエハを支持する支持面
と、ウエハ冷却台座に接触する接触部とを有するウエハ
支持部材であって、該支持部材はウエハをウエハ冷却台
座から一定の高さに保ち、該冷却台座外周部の「傾斜
部」上に設置することを特徴とするウエハ支持部材を提
供することで解決できる。さらに別の解決方法は、ウエ
ハ支持ピンのウエハ固定部をウエハ側に延長することで
解決できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図３を用いて本発明を説明する。
図３Ａは本発明のウエハ支持部材３０である。前記請求
項１に記載したように、ウエハを支持するウエハ支持面
３１と、ウエハ冷却台座に接触する接触部３２とを有し
ており、該ウエハ支持部材３０はウエハ外周部に面して
いる「つば部」３３を有している。該「つば部」３３は
図では傾斜した平面で示されているが、曲面にすること
もできる。またウエハ支持面３１と該ウエハ冷却台座と
の接触部３２との間は所定の「厚さ」を有しており、該
「厚さ」によりウエハがウエハ冷却台座上面から一定の
高さに保たれ、冷却雰囲気中に設置される。通常冷却雰
囲気はウエハ冷却台座上面から１ｃｍ程度以下の範囲で
あり、好ましくは７ｍｍ以下である。しかしながら前記
記載の通りウエハが冷却雰囲気中に設置されていれば良
く、これらの範囲に限定されるものではない。

【００１５】次に当該ウエハ支持部材のウエハ冷却台座
への設置について説明する。図３Ｂはウエハ冷却台座２
３上に当該ウエハ支持部材３０が設置され、さらに該ウ
エハ支持部材がウエハ２０を支持している状態の断面図
である。またウエハリフト機構（図示しない）のウエハ
支持ピン２２の位置も同時に示した。図から明らかなよ
うに該ウエハ支持部材３０はウエハ冷却台座２３および
該冷却台座外周部の「傾斜部」２６上に設置され、よっ
てウエハと該冷却台座外周部の「傾斜部」２６とが接触
しない状態となっている。これによって前記記載のよう
なウエハと該「傾斜部」２６との接触が防止される。

【００１６】図３Ｃは当該ウエハ支持部材３０が該ウエ
ハ冷却台座２３に設置されている様子の上面図である。
また前記記載のウエハ冷却ピン２５も同時に示した。同
図によると、当該ウエハ支持部材３０は、ウエハ冷却台
座２３の互いに反対側の端に位置している。しかしなが
らこれに限定されることはなく、例えば３の当該ウエハ
支持部材３０を１２０度中心角を有してウエハ冷却台座
２３の外周部に設置することもできる。また該ウエハ冷
却台座外周部の「傾斜部」２６全体を覆うような２の円
弧状のウエハ支持部材をそれぞれの該「傾斜部」２６上
に設置しても良い。当業者ならば他の変形例も容易に考
えられるがそれらは全て本発明の範囲に含まれる。

【００１７】一方、前記従来技術で記載したようにウエ
ハ冷却台座は半導体製造工程において、高温のウエハを
冷却する工程に用いられる。特に熱酸化、エピタキシャ
ル成長の工程では摂氏８００度以上の温度でウエハを処
理するため、本発明のウエハ支持部材３０も耐熱性能が
要求される。従って当該ウエハ支持部材３０を構成する
材料は、例えば、石英、アルミナ、セラミックス、Ｓｉ
Ｃなどを使用することができる。しかしながらこれらに
限定されるものではない。またウエハ２０が該ウエハ支
持部材３０に接触したときにウエハを削らない程度に硬
い材料でなければならないことは当業者には明白であ
る。

【００１８】（別の実施例）前記課題を解決するための
別の実施例を以下に説明する。

【００１９】図４Ａにおいて、たとえばウエハの口径が
３００ｍｍの場合、ウエハ支持ピン２２の間隔４０は３
０２ｍｍである。つまり２ｍｍのマージンを設けてい
る。この場合ウエハリフト機構下降中の振動等によって
新たな誤差が該マージンの範囲内で生じる。この誤差を
最小にするために図４Ｂに示したようにウエハ支持ピン
２２を提供する。

【００２０】同図４２は従来のウエハ支持ピン、４３は
本発明と共に用いることができるウエハ支持ピンであ
る。図から明らかなように、ウエハ支持ピン２２のウエ
ハ固定部４１が４３ではウエハ支持部４４の方に延びて
いる。このことにより、前記マージンを１ｍｍとしウエ
ハリフト機構下降中の振動等による前記新たな誤差を小
さくすることができる。

【００２１】

【発明の効果】上記記載の通り、本発明のウエハ支持部
材３０によりウエハとウエハ冷却台座外周部の「傾斜
部」２６との接触を回避することができる。このことに
より前記記載のようにウエハの金属汚染を防止し歩留ま
りを向上させることができるだけでなく、前記ロボット
アームの累積的な誤差を修正するためのメンテナンスの
期間を長くすることができ、従ってスループットの向上
が見込まれる。

【００２２】また、本発明は前記記載のようにウエハリ
フト機構下降中の振動等によりウエハの位置のずれが発
生した場合でも有効である。またウエハ支持ピンを上記
のように改良することでも、該課題を解決することがで
きる。

【００２３】さらには、当業者ならば、半導体製造装置
においてその構造や材料を変更することは、従来技術の
信頼性を適用することができなくなり不安であることは
明白である。本発明はウエハ冷却台座やウエハリフト機
構の構造や材料を大きく変更するものではなく、従っ
て、従来技術の信頼性を犠牲にすることはなく、さらに
は本発明のウエハ支持部材およびウエハ支持ピンの取り
付けが容易に実施できるという利点も有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は半導体製造装置におけるウエハ冷却装
置の相対的な位置を示した上面図である。

【図２】図２Ａ、Ｂ、Ｃは順にはウエハがウエハ支持
ピンに支持されている様子を示す断面図、ウエハがウエ
ハ冷却台座に設置された状態を示す断面図、ウエハがウ
エハ冷却台座外周部の「傾斜部」に接触している状態を
示す断面図である。

【図３】図３Ａ、Ｂ、Ｃは順に本発明によるウエハ支
持部材の実施例、本発明のウエハ支持部材をウエハ冷却
台座へ設置状態の断面図、前記本発明の設置状態の上面
図である。

【図４】図４Ａ、Ｂはそれぞれウエハ支持ピンの間隔
を示す断面図、ウエハ支持ピンの従来技術と本発明であ
る。

【符号の説明】

１０ウエハ処理チャンバー１１ウエハ処理チャンバー開閉用支持部材１２ウエハ冷却チャンバー２０ウエハ２１ウエハがウエハ支持ピンに支持されている様子２２ウエハ支持ピン２３ウエハ冷却台座２４ウエハ冷却台座にウエハが設置された状態２５ウエハ冷却ピン２６ウエハ冷却台座外周部の「傾斜部」３０ウエハ支持部材３１ウエハ支持面３２ウエハ冷却台座に接触する接触部３３ウエハ支持部材の「つば部」４０ウエハ支持ピン間の距離４１ウエハ固定部４２従来のウエハ支持ピン４３本発明のウエハ支持ピン４４ウエハ支持部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩間一芳千葉県成田市新泉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)発明者中村龍一千葉県成田市新泉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 GA05 HA07 HA09 HA10 HA38 KA03 KA11 MA30 PA26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウエハを支持する支持面と、ウエハ冷却
台座に接触する接触部とを有するウエハ支持部材であっ
て、該支持部材はウエハをウエハ冷却台座から一定の高
さに保ち、該ウエハ冷却台座外周部の傾斜部上に設置す
ることを特徴とするウエハ支持部材。
【請求項２】前記ウエハ支持部材は、ウエハを前記ウ
エハ冷却台座の冷却雰囲気中の一定の高さに保持するこ
とを特徴とする請求項１に記載のウエハ支持部材。
【請求項３】前記ウエハ支持部材はウエハ外周部に面
する「つば部」を有していることを特徴とする請求項１
に記載のウエハ支持部材。
【請求項４】前記ウエハ支持部材は石英、アルミナ、
セラミックス、ＳｉＣから構成される一群の材料から選
択されたものを含むことを特徴とする前記請求項１ない
し３の何れかに記載のウエハ支持部材。