JP2014192294A - Substrate housing vessel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板収容器に関し、例えば、半導体装置の製造に用いる基板を収容する基板収容器に適用して有効な技術に関するものである。 The present invention relates to a substrate container, for example, a technique effective when applied to a substrate container that accommodates a substrate used for manufacturing a semiconductor device.
炭化ケイ素(SiC)は、ケイ素(Si)に比して、絶縁耐圧や熱伝導性が高いこと等から、特にパワーデバイス用素子材料として注目されている。その一方でSiCは、不純物拡散係数が小さいこと等から、Siに比して結晶基板や半導体装置(半導体デバイス)の製造が難しいことが知られている。例えば、Siのエピタキシャル成膜温度が900℃〜1200℃程度であるのに対し、SiCのエピタキシャル成膜温度は1500℃〜1800℃程度となっており、装置の耐熱構造や材料の分解抑制等に技術的な工夫が必要となる。このようなSiCのエピタキシャル成膜を行う基板処理装置としては、例えば、特許文献1に記載された技術が知られている。
Silicon carbide (SiC) is particularly attracting attention as an element material for power devices because it has higher withstand voltage and higher thermal conductivity than silicon (Si). On the other hand, it is known that SiC is difficult to manufacture a crystal substrate and a semiconductor device (semiconductor device) as compared with Si because of a small impurity diffusion coefficient. For example, the epitaxial film formation temperature of Si is about 900 ° C. to 1200 ° C., whereas the epitaxial film formation temperature of SiC is about 1500 ° C. to 1800 ° C. Need to be creative. As a substrate processing apparatus that performs such SiC epitaxial film formation, for example, a technique described in
基板処理装置のコストを削減するには、処理するウエハの直径等に関わらず、例えば、ウエハを搬送するための搬送系等、基板処理装置を形成する構成部品を可能な限り共通化することが望ましい。 In order to reduce the cost of the substrate processing apparatus, it is possible to make the components forming the substrate processing apparatus as common as possible, such as a transfer system for transferring the wafer, regardless of the diameter of the wafer to be processed. desirable.
このため、大径のウエハを搬送するためのフープ(ポッド、ウエハカセットともいう)で小径のウエハを搬送する場合には、フープ内に小径のウエハを収容するためのブリッジツールを設け、小径のウエハを保持したウエハホルダをブリッジツールに収容した状態で搬送している。 For this reason, when a small diameter wafer is transferred by a hoop (also referred to as a pod or a wafer cassette) for transferring a large diameter wafer, a bridge tool for accommodating the small diameter wafer is provided in the FOUP. The wafer holder holding the wafer is transferred in a state of being accommodated in the bridge tool.
しかし、フープ内のウエハホルダは、ウエハホルダの挿入方向の停止位置を決める位置決め棒により位置が決められているだけで、ウエハホルダの挿入方向に交差する左右横方向、回転方向およびフープの入口の方向の位置が決められていない。 However, the position of the wafer holder in the hoop is determined by the positioning rod that determines the stop position in the insertion direction of the wafer holder, and the positions in the lateral direction, the rotation direction, and the direction of the inlet of the hoop intersecting the insertion direction of the wafer holder. Is not decided.
また、例えば成膜処理後のウエハは未成膜のウエハに交換されるが、上記ウエハホルダは使い回しであるため、ウエハホルダの表面に膜が堆積してウエハホルダの直径が大きくなってしまう。このため、上記した位置決め棒だけでは、フープ内のウエハホルダがフープの入口の蓋の方向にずれてしまう結果、蓋を閉めた場合にウエハホルダにかかった応力によってウエハホルダが破損してしまう問題が発生している。 For example, a wafer after film formation is replaced with an unfilmed wafer. However, since the wafer holder is reused, a film is deposited on the surface of the wafer holder and the diameter of the wafer holder increases. For this reason, with the above positioning rod alone, the wafer holder in the hoop is displaced in the direction of the lid at the entrance of the hoop. As a result, there is a problem that the wafer holder is damaged by the stress applied to the wafer holder when the lid is closed. ing.
そこで、本発明は、第1の径を有する基板を収容する基板収容器において、第1の径よりも小径の第2の径を有する基板の位置ずれを抑制または防止することが可能な基板収容器を提供することにある。 Accordingly, the present invention provides a substrate container that accommodates a substrate having a first diameter, and is capable of suppressing or preventing displacement of a substrate having a second diameter smaller than the first diameter. Is to provide a vessel.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
すなわち、本発明に係る基板収容器は、第1の径を有する基板よりも小径の第2の径を有する基板を支持する支持部に、第2の径を有する基板の位置を決める突起部を設けたものである。 That is, in the substrate container according to the present invention, the protrusion that determines the position of the substrate having the second diameter is provided on the support portion that supports the substrate having the second diameter smaller than the substrate having the first diameter. It is provided.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。 The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
すなわち、本発明によれば、第1の径を有する基板を収容する基板収容器において、第1の径よりも小径の第2の径を有する基板の位置ずれを抑制または防止することが可能となる。 That is, according to the present invention, in the substrate container that accommodates the substrate having the first diameter, it is possible to suppress or prevent the positional deviation of the substrate having the second diameter smaller than the first diameter. Become.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof will be omitted.
また、実施の形態において、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。 In the embodiment, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other. There are some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like.
また、実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。 Further, in the embodiment, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), unless explicitly stated or in principle limited to a specific number, It is not limited to the specific number, and it may be more or less than the specific number.
さらに、実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。 Furthermore, in the embodiment, it is needless to say that the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily essential unless otherwise specified or apparently essential in principle. . Similarly, in the embodiment, when referring to the shape, positional relationship, etc. of the component, etc., the shape, etc., is substantially changed to the shape, etc., unless explicitly stated or otherwise considered in principle. Approximate or similar. The same applies to the above numerical values and ranges.
(実施の形態1)
以下の実施の形態では、基板処理装置の一例であるSiCエピタキシャル成長装置において、高さ方向(縦方向)にSiCウエハを積層する、所謂バッチ式縦型SiCエピタキシャル成長装置を挙げている。これにより、一度に処理できるSiCウエハの数を増やしてスループット(製造効率)を向上させている。
(Embodiment 1)
In the following embodiments, a so-called batch type vertical SiC epitaxial growth apparatus in which SiC wafers are stacked in the height direction (vertical direction) in an SiC epitaxial growth apparatus which is an example of a substrate processing apparatus is described. As a result, the number of SiC wafers that can be processed at one time is increased to improve throughput (manufacturing efficiency).
<全体の構成>
図1は本発明に係る基板収容器を用いる基板処理装置の概要を示す斜視図である。まず、図1を用いて、本発明の一実施の形態におけるSiCエピタキシャル膜を成膜する基板処理装置および半導体デバイスの製造工程の一つであるSiCエピタキシャル膜の成膜方法について説明する。
<Overall configuration>
FIG. 1 is a perspective view showing an outline of a substrate processing apparatus using a substrate container according to the present invention. First, a substrate processing apparatus for forming a SiC epitaxial film and a method for forming a SiC epitaxial film, which is one of semiconductor device manufacturing steps, according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
基板処理装置(成膜装置)としての半導体製造装置10は、バッチ式縦型成膜処理装置であり、種々の機能を備えた複数の装置を収容する筐体12を有している。この半導体製造装置10では、例えば、SiC等で構成された基板としてのウエハ14を収納する基板収容器であるポッド(フープ)16をウエハキャリアとして使用している。
A
筐体12の正面側には、半導体製造装置10の外部から内部にポッド16を導入するためのポッドステージ(容器導入部)18が設けられている。このポッドステージ18上には、他の生産ラインで準備した複数のポッド16が、作業者により牽引される台車CTによって搬送されるようになっている。ポッド16の内部には、例えば、25枚のウエハ14が収納され、蓋16aが閉じられた状態(密閉状態)でポッドステージ18上にセットされる。
On the front side of the
筐体12の正面側で、かつポッドステージ18の背面側には、当該ポッドステージ18と対向するようにしてポッド搬送装置(搬送機構)20が設けられている。ポッド搬送装置20は、ポッドステージ18と筐体12の背面側にある処理炉40との間に設けられ、ポッドステージ18から処理炉40に向けてポッド16を搬送するようになっている。また、ポッド搬送装置20の近傍で、かつ背面側には、複数段(図示では、例えば3段)のポッド収納棚22、ポッドオープナ24および基板枚数検知器26が設けられている。各ポッド収納棚22は、ポッドオープナ24および基板枚数検知器26の上方側に設けられ、ポッド16を複数個搭載(図示では、例えば5個)し、その状態を保持するよう構成されている。
A pod transfer device (transfer mechanism) 20 is provided on the front side of the
そして、ポッド搬送装置20は、ポッドステージ18、各ポッド収納棚22およびポッドオープナ24間で、次々とポッド16を搬送し、ポッドオープナ24は、ポッド16の蓋16aを開けるようになっている。また、ポッドオープナ24に隣接して設けられた基板枚数検知器26は、蓋16aが開けられた状態でポッド16内のウエハ14の枚数を検知するようになっている。
The
筐体12の内部には、その他に、基板移載機28と、基板保持具としてのボート30とが設けられている。基板移載機28は、例えば、6本のアーム(ツイーザ)32を備え、各アーム32は、図示しない駆動手段により昇降可能かつ回転可能な構造となっており、ポッド16から6枚のウエハ14を一度に取り出せるようになっている。そして、各アーム32を正面側から背面側に反転移動させることで、ポッドオープナ24の位置にあるポッド16からボート30に向けて、ウエハ14を6枚ずつ搬送することができる。
In addition, a
ボート30は、例えば、カーボングラファイトやSiC等の耐熱性材料で所定形状に形成され、複数枚のウエハ14を水平姿勢で、かつ互いに中心を揃えた状態で、縦方向に積層保持するよう構成されている。なお、ボート30の下方側には、例えば、石英やSiC等の耐熱性材料により円柱形状に形成された断熱部材としてのボート断熱部34が設けられ、後述する加熱体48からの熱が、処理炉40の下方側に伝達し難くなっている(図2参照)。
The
筐体12内の背面側で、かつ上方側には、処理炉40が設けられている。処理炉40の内部には、複数枚のウエハ14を装填したボート30が搬入され、これにより、複数積層したウエハ14を一度に熱処理(バッチ処理)できるようになっている。
A
<処理炉の構成>
図2は処理炉の内部構造を示す断面図を、図3は処理炉の横方向(水平方向)の断面を示す横断面図を、図4(a),(b)はガス供給ユニットの内部構造を説明する図を、図5は処理炉周辺の構造を示す断面図を、図6は基板処理装置の制御系統を説明するブロック図をそれぞれ示している。次に、これらの図2〜図6を参照して、SiCエピタキシャル膜を成膜する半導体製造装置10の処理炉40について説明する。
<Processing furnace configuration>
2 is a cross-sectional view showing the internal structure of the processing furnace, FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross-section in the horizontal direction (horizontal direction) of the processing furnace, and FIGS. 4 (a) and 4 (b) are the inside of the gas supply unit. FIG. 5 is a sectional view showing the structure around the processing furnace, and FIG. 6 is a block diagram explaining the control system of the substrate processing apparatus. Next, a
処理炉40には、第1ガス供給口68を有する第1ガス供給ノズル60、第2ガス供給口72を有する第2ガス供給ノズル70および各ガス供給ノズル60,70からの反応ガスを外部に排気する第1ガス排気口90が設けられている。また、不活性ガスを供給する第3ガス供給口360(図3参照)および当該不活性ガスを外部に排気する第2ガス排気口390(図3参照)が設けられている。
In the
処理炉40は反応管42を備えている。反応管42は、石英またはSiC等の耐熱性材料により形成されており、上方側が閉塞され下方側が開口した有底筒状に形成されている。反応管42の開口側(下方側)には、反応管42と同心円状にマニホールド36が配設されている。マニホールド36は、例えば、ステンレス材料により形成されており、上方側および下方側が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド36は反応管42を支持し、マニホールド36と反応管42との間には、シール部材としてのOリング(図示せず)が設けられている。これにより、反応管42およびマニホールド36の内部に充填された反応ガスが外部に漏洩するのを防止している。
The
マニホールド36は、その下方側に設けられた保持体(図示せず)に支持されており、これにより反応管42は、地面(図示せず)に対して垂直に据え付けられた状態となっている。ここで、反応管42およびマニホールド36により、反応容器を形成している。
The manifold 36 is supported by a holding body (not shown) provided on the lower side thereof, whereby the
処理炉40は加熱体48を備えている。加熱体48は、上方側が閉塞され下方側が開口された有底筒状に形成されている。加熱体48は反応管42の内部に設けられ、加熱体48の内部には反応室44が形成されている。反応室44には、SiC等で構成されたウエハ14を保持したボート30が収納されるようになっている。
The
処理炉40は、磁場発生部として機能する誘導コイル50を備えている。誘導コイル50は、円筒形状の支持部材51の内周側に螺旋状に固定され、当該誘導コイル50は外部電源(図示せず)により通電されるようになっている。誘導コイル50を通電することにより当該誘導コイル50は磁場を発生し、ひいては加熱体48が誘導加熱される。このように加熱体48を誘導加熱により発熱させることで、反応室44内が加熱されるようになっている。
The
加熱体48の近傍には、反応室44内の温度を検出する温度検出体としての温度センサ(図示せず)が設けられており、当該温度センサおよび誘導コイル50は、コントローラ152の温度制御部52(図6参照)と電気的に接続されている。温度制御部52は、温度センサにより検出された温度情報に基づいて、反応室44内の温度が所望の温度分布となるよう、誘導コイル50への通電具合を所定のタイミングで調節(制御)するようになっている。
In the vicinity of the
反応管42と加熱体48との間には、例えば、誘導加熱され難いカーボンフェルト等で形成された断熱材54が設けられている。断熱材54は、反応管42および加熱体48と同様に、上方側が閉塞され下方側が開口された有底筒状に形成されている。このように、断熱材54を設けることで、加熱体48の熱が反応管42あるいは反応管42の外部に伝達されるのを抑制している。
Between the
また、誘導コイル50の外周側には、反応室44内の熱が外部に伝達されるのを抑制するために、例えば、水冷構造の外側断熱壁55が設けられている。外側断熱壁55は円筒形状に形成され、反応室44(支持部材51)を包囲するよう配置されている。さらに、外側断熱壁55の外周側には、誘導コイル50を通電することで発生する磁場が、外部に漏洩するのを防止するための磁気シール58が設けられている。磁気シール58においても、上方側が閉塞され下方側が開口された有底筒状に形成されている。
In addition, on the outer peripheral side of the
加熱体48の内周側とウエハ14の外周側との間には、第1ガス供給口68を有する第1ガス供給ノズル60が設けられている。また、加熱体48の内周側とウエハ14の外周側との間には、第2ガス供給口72を有する第2ガス供給ノズル70が設けられている。第1ガス供給ノズル60および第2ガス供給ノズル70は、それぞれウエハ14の周方向に沿って所定間隔を持って設けられ、各ガス供給ノズル60,70の各ガス供給口68,72は、ウエハ14に向けられている。また、第1ガス排気口90においても、加熱体48の内周側とウエハ14の外周側との間に開口している。つまり、各ガス供給口68,72および第1ガス排気口90は、それぞれ反応室44と対向している。さらに、反応管42の内周側と断熱材54の外周側との間には、第3ガス供給口360および第2ガス排気口390が設けられている。
A first
ここで、第1ガス供給ノズル60および第2ガス供給ノズル70は、図2に示すように、少なくともそれぞれ1本ずつ設ければ良いが、図3に示すように、2本の第1ガス供給ノズル60と3本の第2ガス供給ノズル70とを設けるようにしても良い。この場合、3本の第2ガス供給ノズル70の間に、ウエハ14の周方向に沿うよう交互に2本の第1ガス供給ノズル60を並べて配置する。これにより、第1ガス供給ノズル60および第2ガス供給ノズル70から異なる種類の反応ガスを供給したときに、反応室44内において効率良く反応ガスを混合させることができる。また、第1ガス供給ノズル60および第2ガス供給ノズル70を合計奇数本とすることで、中央部分に位置するガス供給ノズルを中心として、その両側(図3中上下側)にバランス良く反応ガスを供給することができる。よって、ウエハ14の成膜面に対して反応ガスを均一に供給することができ、成膜精度を向上させることが可能となる。なお、第1ガス供給ノズル60および第2ガス供給ノズル70から供給される反応ガスの種類については後述する。
Here, at least one first
図2に示すように、第1ガス供給ノズル60は、例えば、カーボングラファイト等の耐熱材料にて中空パイプ状に形成され、基端部60aおよび先端部60bを備えている。第1ガス供給ノズル60の基端部60aは、反応管42およびマニホールド36からなる反応容器の開口側、つまりマニホールド36側に設けられ、マニホールド36を貫通して当該マニホールド36に固定されている。第1ガス供給ノズル60は、反応室44内にその長手方向に延在するよう、つまり各ウエハ14の積層方向に延びるよう設けられ、第1ガス供給ノズル60の先端部60bは、反応管42の底側(上方側)に設けられている。
As shown in FIG. 2, the first
第1ガス供給ノズル60の基端部60aと先端部60bとの間で、かつ第1ガス供給ノズル60の長手方向に沿う先端部60b寄り、つまりウエハ14に対応する部位には、基端部60aから先端部60bに向けて複数並んで、ウエハ14に向けて反応ガスを供給するための複数の第1ガス供給口68が設けられている。各第1ガス供給口68はそれぞれ等間隔に、好適には積層されたウエハ間に位置するように設けられ、これにより複数のウエハ14のそれぞれに対して反応ガスを均一に供給できるようにしている。なお、第1ガス供給ノズル60の基端部60aは、第1ガスライン222を介してガス供給ユニット200に接続されている。
The proximal end portion is located between the
第2ガス供給ノズル70は、例えば、カーボングラファイト等の耐熱材料にて中空パイプ状に形成され、基端部70aおよび先端部70bを備えている。第2ガス供給ノズル70の基端部70aは、反応管42およびマニホールド36からなる反応容器の開口側、つまりマニホールド36側に設けられ、マニホールド36を貫通して当該マニホールド36に固定されている。第2ガス供給ノズル70は、反応室44内にその長手方向に延在するよう設けられ、第2ガス供給ノズル70の先端部70bは、反応管42の底側に設けられている。
The second
第2ガス供給ノズル70の基端部70aと先端部70bとの間で、かつ第2ガス供給ノズル70の長手方向に沿う先端部70b寄り、つまりウエハ14に対応する部位には、基端部70aから先端部70bに向けて複数並んで、ウエハ14に向けて反応ガスを供給するための複数の第2ガス供給口72が設けられている。各第2ガス供給口72はそれぞれ等間隔に、好適には積層されたウエハ間に位置するように設けられ、これにより複数のウエハ14のそれぞれに対して反応ガスを均一に供給できるようにしている。なお、第2ガス供給ノズル70の基端部70aは、第2ガスライン260を介してガス供給ユニット200に接続されている。
The proximal end portion is located between the
ここで、図3に示すように、反応室44の内部において、各ガス供給ノズル60,70と第1ガス排気口90との間で、かつ加熱体48とウエハ14との間に、当該空間を埋めるよう反応室44の長手方向に延在する断面円弧形状の構造物300を設けるようにすると良い。例えば、図3に示すように、対向位置に構造物300をそれぞれ設けることで、各ガス供給ノズル60,70から供給される反応ガスが、加熱体48の内壁に沿って流れてウエハ14を迂回してしまうのを防止できる。構造物300としては、耐熱性およびパーティクルの発生を考慮すると、カーボングラファイト等で構成するのが望ましい。
Here, as shown in FIG. 3, in the
図2に示すように、ボート30を挟む各ガス供給口68,72との対向箇所で、かつボート30の下方側には、第1ガス排気口90が設けられ、マニホールド36には、第1ガス排気口90に接続されたガス排気管230が貫通して固定されている。ガス排気管230の下流側には、圧力検出器としての圧力センサ(図示せず)が設けられ、さらには圧力調整器としてのAPC(Auto Pressure Controller)バルブ214を介して真空ポンプ等の真空排気装置220が接続されている。圧力センサおよびAPCバルブ214には、コントローラ152の圧力制御部98(図6参照)が電気的に接続されている。圧力制御部98は、圧力センサにより検出された圧力に基づき、所定のタイミングでAPCバルブ214の開度を調節(制御)し、ひいては処理炉40内の圧力を所定の圧力とするように調整するようになっている。
As shown in FIG. 2, a first
このように、第1ガス排気口90を各ガス供給口68,72の対向箇所に配置することで、各ガス供給口68,72から供給された反応ガスを、ウエハ14の側方から水平方向に流してウエハ14の成膜面に満遍なく行き渡らせた後、第1ガス排気口90から排気することができる。これにより、ウエハ14の成膜面全体を効果的かつ均一となるよう反応ガスに曝して成膜精度を向上させている。
As described above, the first
第3ガス供給口360は、各ガス供給口68,72側で、反応管42と断熱材54との間に配置されている。第3ガス供給口360は、マニホールド36を貫通して当該マニホールド36に固定された第3ガスライン240の一端側に設けられ、第3ガスライン240の他端側はガス供給ユニット200に接続されている。また、第2ガス排気口390は、第1ガス排気口90側で、反応管42と断熱材54との間、つまり断熱材54を挟む第3ガス供給口360との対向箇所に配置されており、当該第2ガス排気口390は、ガス排気管230に接続されている。
The third
第3ガスライン240は、図4に示すように、バルブ212fおよびMFC(Mass Flow Controller)211fを介して、第4ガス供給源210fに接続されている。第4ガス供給源210fからは、例えば不活性ガスとして、希ガスのアルゴン(Ar)ガスが供給され、SiCエピタキシャル膜の成長に寄与する反応ガスが、反応管42と断熱材54との間に進入するのを防止している。これにより、反応管42の内壁や断熱材54の外壁に不要な生成物が付着せず、装置のメンテナンス周期を延ばせるようにしている。なお、反応管42と断熱材54との間に供給された不活性ガス(Arガス等)は、第2ガス排気口390,ガス排気管230およびAPCバルブ214を介して、真空排気装置220から外部に排気される。
As shown in FIG. 4, the
<反応ガス供給系の構成>
次に、図4を参照して第1ガス供給系および第2ガス供給系について説明する。図4(a)は、Si原子含有ガスと炭素(C)原子含有ガスとを異なるガス供給ノズルから供給するセパレート方式を示し、図4(b)は、Si原子含有ガスとC原子含有ガスとを同じガス供給ノズルから供給するプレミックス方式を示している。
<Configuration of reaction gas supply system>
Next, the first gas supply system and the second gas supply system will be described with reference to FIG. FIG. 4 (a) shows a separate method of supplying Si atom-containing gas and carbon (C) atom-containing gas from different gas supply nozzles, and FIG. 4 (b) shows Si atom-containing gas and C atom-containing gas. Shows a premix system for supplying the gas from the same gas supply nozzle.
まず、セパレート方式について説明する。図4(a)に示すように、セパレート方式では、第1ガスライン222は、バルブ212a,212b,212cおよびMFC(流量制御手段)211a,211b,211cを介して、第1ガス供給源210a、第2ガス供給源210b、第3ガス供給源210cに接続されている。第1ガス供給源210aからはテトラクロロシラン(SiCl4)ガスが、第2ガス供給源210bからは塩素(Cl2)ガスが、第3ガス供給源210cからは不活性ガスがそれぞれ供給される。
First, the separation method will be described. As shown in FIG. 4A, in the separate method, the
これにより、SiCl4ガス,HClガス,不活性ガスのそれぞれの供給流量、濃度、分圧、供給タイミングを、反応室44内に対して制御可能となっている。バルブ212a〜212cおよびMFC211a〜211cは、コントローラ152のガス流量制御部78(図6参照)に電気的に接続されている。ガス流量制御部78は、供給すべきそれぞれのガスの流量を所定流量とするよう、所定のタイミングで制御するようになっている。ここで、SiCl4ガス(成膜ガス)、HClガス(エッチングガス)、不活性ガスをそれぞれ供給するガス供給源210a〜210c、バルブ212a〜212c、MFC211a〜211c、第1ガスライン222、第1ガス供給ノズル60および各第1ガス供給口68によって、第1ガス供給系を構成している。
Thus, the supply flow rate, concentration, partial pressure, and supply timing of the SiCl 4 gas, HCl gas, and inert gas can be controlled in the
第2ガスライン260は、バルブ212d,212eおよびMFC211d,211eを介して、第5ガス供給源210d、第6ガス供給源210eに接続されている。第5ガス供給源210dからは、C原子含有ガスとして、例えば炭化水素(C3H8)ガス(成膜ガス)が、第6ガス供給源210eからは、還元ガスとして、例えば水素(H2)ガスがそれぞれ供給される。
The
これにより、C3H8ガス,H2ガスのそれぞれの供給流量、濃度、分圧、供給タイミングを、反応室44内に対して制御可能となっている。バルブ212d,212eおよびMFC211d,211eは、コントローラ152のガス流量制御部78(図6参照)に電気的に接続されている。ガス流量制御部78は、供給すべきそれぞれのガスの流量を所定流量とするよう、所定のタイミングで制御するようになっている。ここで、C3H8ガス、H2ガスをそれぞれ供給するガス供給源210d,210e,バルブ212d,212e,MFC211d,211e、第2ガスライン260、第2ガス供給ノズル70および第2ガス供給口72によって、第2ガス供給系を構成している。
Thus, the supply flow rate, concentration, partial pressure, and supply timing of each of the C 3 H 8 gas and H 2 gas can be controlled with respect to the inside of the
このようにセパレート方式においては、Si原子含有ガスとC原子含有ガスとを異なるガス供給ノズルから供給することにより、ガス供給ノズル内においてSiC膜が成膜されないよう(堆積しないよう)にしている。なお、Si原子含有ガスおよびC原子含有ガスの濃度や流速を調整する場合には、それぞれ適切なキャリアガスを供給すれば良い。 As described above, in the separate method, the SiC atom-containing gas and the C atom-containing gas are supplied from different gas supply nozzles so that the SiC film is not formed (not deposited) in the gas supply nozzle. In addition, what is necessary is just to supply appropriate carrier gas, respectively, when adjusting the density | concentration and flow velocity of Si atom containing gas and C atom containing gas.
また、Si原子含有ガスをより効率的に使用するために、還元ガスとしてH2ガスを用い、当該H2ガスをC原子含有ガスとともに第2ガス供給ノズル70から供給している。この場合、H2ガスをC原子含有ガスのキャリアガスとして用いることができる。なお、Si原子含有ガスのキャリアガスとしては、Arガスのような不活性ガス(特に希ガス)を用いることで、Si膜の堆積を抑制することができる。
Further, in order to more efficiently use the Si atom-containing gas, a H 2 gas as the reduction gas, the H 2 gas with the C atom-containing gas is supplied from the second
さらに、第1ガス供給ノズル60からは、塩素原子含有ガスとしてHClガスを供給するようにしている。これにより、Si原子含有ガスが熱により分解され、第1ガス供給ノズル60内に堆積し得る状態となったとしても、HClガスによりエッチングモードとなり、その結果、第1ガス供給ノズル60内でのSi膜の成膜(堆積)を抑制している。なお、HClガスには堆積してしまったSi膜をエッチングする効果もあるため、第1ガス供給口68が閉塞するのを効果的に抑制することもできる。
Further, HCl gas is supplied from the first
次に、図4(b)に示すプレミックス方式について説明する。プレミックス方式がセパレート方式と異なる点は、C原子含有ガスの第5ガス供給源210dを、MFC211d、バルブ212dを介して第1ガスライン222に接続した点である。これにより、Si原子含有ガスとC原子含有ガスとを、第1ガスライン222内で予め混合しておくことができる。よって、上述したセパレート方式に比して反応ガスの混合効率を高めることができ、ひいては成膜時間の短縮等を図ることが可能となる。
Next, the premix method shown in FIG. 4B will be described. The premix system is different from the separate system in that the fifth
この場合、第2ガスライン260を介して第2ガス供給ノズル70から、H2ガスを単独で供給することができるので、HClガスとH2ガスとの比(Cl/H)を大きくすることができ、ひいては第1ガス供給ノズル60におけるエッチング効果の方を大きくして、Si原子含有ガスの反応を抑制することができる。このように、プレミックス方式であっても、ある程度、第1ガス供給ノズル60におけるSiC膜の成膜(堆積)を抑制することができる。
In this case, since H 2 gas can be supplied independently from the second
なお、上述においては、SiCエピタキシャル膜を成膜する際に使用する塩素原子含有ガス(エッチングガス)として、HClガスを使用しているが、これに限らず、塩素(Cl)ガス等を使用しても良い。 In the above description, HCl gas is used as the chlorine atom-containing gas (etching gas) used when forming the SiC epitaxial film. However, the present invention is not limited to this, and chlorine (Cl) gas or the like is used. May be.
また、上述においては、SiCエピタキシャル膜を成膜する際に、Si原子含有ガスとして、SiCl4ガスを供給しているが、これに限らず、例えば、シラン(SiH4)ガス、トリクロロシラン(SiHCl3)ガス、ジクロロシラン(SiH2Cl2)ガス等を供給しても良い。これらのSi原子とCl原子とを含むガスは、Si原子含有ガス、または、Si原子含有ガスおよびCl原子含有ガスの混合ガスであるとも言える。特に、SiCl4ガスは、熱分解される温度が比較的高温であるため、第1ガス供給ノズル60内でのSi原子の消費を抑制するという観点から優れている。
In the above description, when the SiC epitaxial film is formed, SiCl 4 gas is supplied as the Si atom-containing gas. However, the present invention is not limited to this. For example, silane (SiH 4 ) gas, trichlorosilane (SiHCl) 3 ) Gas, dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) gas or the like may be supplied. It can be said that the gas containing Si atoms and Cl atoms is a Si atom-containing gas or a mixed gas of a Si atom-containing gas and a Cl atom-containing gas. In particular, the SiCl 4 gas is excellent in terms of suppressing the consumption of Si atoms in the first
さらに、上述においては、C原子含有ガスとして、C3H8ガスを使用しているが、これに限らず、エチレン(C2H4)ガス、アセチレン(C2H2)ガス等を使用しても良い。 Furthermore, in the above description, C 3 H 8 gas is used as the C atom-containing gas. However, the present invention is not limited to this, and ethylene (C 2 H 4 ) gas, acetylene (C 2 H 2 ) gas, or the like is used. May be.
また、上述においては、還元ガスとして、H2ガスを使用しているが、これに限らず、他のH原子含有ガスを使用しても良い。さらに、キャリアガスとしては、Arガス、ヘリウム(He)ガス、ネオン(Ne)ガス、クリプトン(Kr)ガス、キセノン(Xe)ガス等の希ガスのうちの少なくとも1つを使用しても良いし、これらの希ガスを任意に組み合わせた混合ガスを使用しても良い。 In the above description, H 2 gas is used as the reducing gas. However, the present invention is not limited to this, and other H atom-containing gas may be used. Further, as the carrier gas, at least one of rare gases such as Ar gas, helium (He) gas, neon (Ne) gas, krypton (Kr) gas, and xenon (Xe) gas may be used. A mixed gas in which these rare gases are arbitrarily combined may be used.
<処理炉の周辺の構成>
次に、図5を参照して、処理炉40およびその周辺の構成について説明する。処理炉40の下方側には、当該処理炉40の開口部分である炉口144を気密に閉塞するシールキャップ(炉口蓋体)102が設けられている。シールキャップ102は、例えば、ステンレス等の金属材料により略円盤状に形成されている。シールキャップ102と後述するロードロック室LRの天板126との間には、両者間をシールするシール部材としてのOリング(図示せず)が設けられ、これにより処理炉40内を気密に保持できるようにしている。
<Configuration around the processing furnace>
Next, the configuration of the
シールキャップ102には回転機構104が設けられ、当該回転機構104の回転軸106は、シールキャップ102を貫通してボート断熱部34に連結されている。そして、回転機構104を回転駆動することにより、回転軸106を介して処理炉40内でボート30が回転し、これに伴いウエハ14も回転するようになっている。
The
シールキャップ102は、処理炉40の外側に設けられた昇降モータ(昇降機構)Mによって垂直方向(上下方向)に昇降されるよう構成され、これによりボート30を処理炉40に対して搬入搬出できるようになっている。回転機構104および昇降モータMには、コントローラ152の駆動制御部108(図6参照)が電気的に接続されている。駆動制御部108は、回転機構104および昇降モータMを、所定の動作をするよう所定のタイミングにて制御するようになっている。
The
処理炉40の下方側には、予備室としてのロードロック室LRが設けられ、当該ロードロック室LRの外側には下基板LPが設けられている。下基板LPには、昇降台114を摺動自在に支持するガイドシャフト116の基端部が固定され、また、昇降台114と螺合するボール螺子118の基端部が回転自在に支持されている。また、ガイドシャフト116の先端部およびボール螺子118の先端部には、上基板UPが装着されている。ボール螺子118は上基板UPに搭載された昇降モータMにより回転駆動され、昇降台114はボール螺子118の回転駆動により昇降するようになっている。
A load lock chamber LR as a spare chamber is provided below the
昇降台114には、中空パイプ状の昇降シャフト124が垂下するよう固定され、昇降台114と昇降シャフト124との連結部分は気密となっている。これにより、昇降シャフト124は、昇降台114とともに昇降するようになっている。昇降シャフト124は、ロードロック室LRの上方側の天板126に設けられた貫通孔126aを、所定の隙間を持って貫通している。つまり、昇降シャフト124が昇降する際に、当該昇降シャフト124は天板126に接触することが無い。
A hollow pipe-shaped
ロードロック室LRと昇降台114との間には、昇降シャフト124の周囲を覆うよう伸縮性を有するベローズ(中空伸縮体)128が設けられ、当該ベローズ128によりロードロック室LRは気密に保持されている。なお、ベローズ128は、昇降台114の昇降量に対応し得る充分な伸縮量を備え、ベローズ128の内径は昇降シャフト124の外径に比べて充分に大きくなっている。これにより、ベローズ128は、その伸縮時において、昇降シャフト124と接触すること無くスムーズに伸縮することができる。
A bellows (hollow stretchable body) 128 having elasticity is provided between the load lock chamber LR and the
昇降シャフト124の下方側には、昇降基板130が水平に固定され、当該昇降基板130の下方側には、Oリング等のシール部材(図示せず)を介して駆動部カバー132が気密に取り付けられている。昇降基板130および駆動部カバー132は、駆動部収納ケース134を構成しており、これにより、駆動部収納ケース134内の雰囲気とロードロック室LR内の雰囲気とを隔離している。
An elevating
駆動部収納ケース134の内部には、ボート30を回転駆動する回転機構104が設けられ、当該回転機構104の周辺は、水冷構造の冷却機構135により冷却されるようになっている。
A
回転機構104には電力ケーブル138が電気的に接続されており、当該電力ケーブル138は、昇降シャフト124の上方側から中空部を通って、回転機構104に導かれている。また、冷却機構135およびシールキャップ102には、冷却水流路140がそれぞれ形成されており、これらの冷却水流路140には、それぞれ冷却水配管142が接続されている。各冷却水配管142は、昇降シャフト124の上方側から中空部を通って、各冷却水流路140に導かれている。
A
コントローラ152の駆動制御部108により昇降モータMを回転駆動させることで、ボール螺子118が回転し、これにより昇降台114および昇降シャフト124が昇降し、ひいては駆動部収納ケース134が昇降する。そして、駆動部収納ケース134を上昇させることで、昇降基板130に気密に設けたシールキャップ102が処理炉40の開口部である炉口144を密閉し、これによりウエハ14を熱処理できる状態となる。また、駆動部収納ケース134を下降させることで、シールキャップ102とともにボート30が降下して、ウエハ14を処理炉40の外部に搬出できる状態となる。
When the elevating motor M is rotationally driven by the
図6に示すように、SiCエピタキシャル膜を成膜する半導体製造装置10を制御するコントローラ152は、温度制御部52、ガス流量制御部78、圧力制御部98および駆動制御部108を備えている。これらの温度制御部52、ガス流量制御部78、圧力制御部98および駆動制御部108は、操作部および入出力部を構成し、半導体製造装置10の全体を制御する主制御部150に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 6, the
<ウエハの積層構造>
次に、ウエハ14のボート30への積層構造について、図面を参照して詳細に説明する。図7はウエハをウエハホルダに保持させた状態を示す断面図を、図8はウエハおよびウエハホルダを示す分解斜視図をそれぞれ示している。
<Laminated wafer structure>
Next, the laminated structure of the
ボート30は、複数のウエハ14を水平状態で支持する3本のボート柱、つまり第1ボート柱31a、第2ボート柱(支持柱)31bおよび第3ボート柱(支持柱)31cを備えている。各ボート柱31a〜31cは、何れもSiC等の耐熱材料により形成され、これらは互いに上板部材および下板部材(何れも図示せず)を介して一体に組み付けられている。
The
各ボート柱31a〜31cは、何れも同じ形状に形成され、ボート30を組み立てた状態のもとで、各ボート柱31a〜31cが対向する側には、切り欠きよりなる複数のホルダ保持部HSが設けられている。各ホルダ保持部HSは、ウエハ14を搭載したウエハホルダ(基板保持治具)100の外周側を取り外し可能に保持するもので、各ボート柱31a〜31cの長手方向に沿って所定間隔で、例えば30段設けられている。つまり、ボート30は、例えば30枚のウエハ14を、それぞれウエハホルダ100を介して水平状態で、かつ互いに中心を揃えた状態のもとで、縦方向に積層保持するよう構成されている。
The
第1ボート柱31aおよび第2ボート柱31bは、ウエハ14の周方向に沿って90度間隔となるよう配置されている。また、第2ボート柱31bおよび第3ボート柱31cは、ウエハ14の周方向に沿って180度間隔となるよう配置されている。つまり、第1ボート柱31aと第2ボート柱31bとの間隔は、第2ボート柱31bと第3ボート柱31cとの間隔よりも狭くなっている。なお、第1ボート柱31aおよび第3ボート柱31cは、第1ボート柱31aおよび第2ボート柱31bの関係と同様に、ウエハ14の周方向に沿って90度間隔となっている。各ボート柱31a〜31cの間隔のうちの最も広く開口した開口部分、つまり第2ボート柱31bと第3ボート柱31cとの間の開口部分は、ウエハ14を保持したウエハホルダ100を移載するための開口部(搬入搬出部)となっている。
The
ウエハ14を搭載するウエハホルダ100は、図8に示すように円盤状に形成され、当該ウエハホルダ100は、円環状のホルダベース(基板ホルダ)110および円盤状のホルダカバー120を備えている。ここで、ホルダベース110およびホルダカバー120においても、何れもSiC等の耐熱材料によりそれぞれ形成されている。
The
ウエハホルダ100を構成するホルダベース110の外径寸法は、ウエハ14の外形寸法よりも大きい外径寸法に設定されている。ホルダベース110の中央部分には、ホルダベース110を軸方向に貫通する貫通穴110aが設けられ、当該貫通穴110aの内周縁には環状段差部111が形成されている。この環状段差部111は、ウエハ14を保持するようになっている。
The outer diameter of the
このように、ホルダベース110の環状段差部111にウエハ14を保持させることで、ホルダベース110の中央部分にウエハ14を精度良く位置決め(搭載)することができ、さらには図7に示すように、各ボート柱31a〜31cとウエハ14とを遠ざけることができる。また、ウエハ14を環状段差部111に保持させることで、ウエハ14の成膜面となる下面14aを反応室44内の雰囲気に曝すことができる。
In this way, by holding the
ウエハホルダ100をボート30に移載した状態で、ホルダベース110の本体部112において、各ボート柱31a〜31cに対応する部分には、本体部112の厚み方向、つまりウエハホルダ100の軸方向に沿うよう貫通した3つの連通穴、つまり第1連通穴112a、第2連通穴112b、第3連通穴112cがそれぞれ設けられている。
In a state where the
また、ウエハホルダ100の本体部112の周方向に沿う第1連通穴112aの近傍には、円弧形状に形成されたノッチ部112eが形成されている。ノッチ部112eは、後述(図12等参照)するブリッジツール(異径基板用アタッチメント)400のホルダ位置決め棒406に突き合わせられるものであり、これにより、ブリッジツール400に対するウエハホルダ100の位置決めを精度良く行えるようにしている。よって、基板移載機28のアーム32(図1参照)を動作させて、ブリッジツール400からボート30にウエハホルダ100(ウエハ14)を移載する際に、各連通穴112a〜112cを各ボート柱31a〜31cに対して位置ズレすること無く確実に対向させることができる。
Further, in the vicinity of the
各連通穴112a〜112cは、いずれも各ボート柱31a〜31cによる反応ガスの消費を考慮して設けている。つまり、ウエハ14に反応ガスを供給する際、ボート30の回転に伴って各ボート柱31a〜31cにも反応ガスが供給されて、各ボート柱31a〜31cも成膜されることになる。したがって、ウエハ14に到達する前に反応ガスが消費されるのを抑制するために、反応ガスを消費しない空間として各連通穴112a〜112cを設けている。これにより、ウエハ14の下面14aに膜厚が均一となるよう成膜することができる。
Each of the
ホルダカバー120は、大径本体部121と小径嵌合部122とを備えており、小径嵌合部122は、ホルダベース110の環状段差部111に入り込んで装着されるようになっている。これにより、ホルダベース110に対するホルダカバー120のがたつきを抑制している。小径嵌合部122は、環状段差部111との間でウエハ14を挟み、ウエハ14の成膜面である下面14aとは反対側の上面(非成膜面)14bと接触している。このように、ホルダカバー120は、ウエハ14の上面14bを覆うことで上面14bが成膜されないようにするとともに、ウエハ14の上方側から落下してくるパーティクル(微細ゴミ)からウエハ14を保護するようになっている。
The
なお、上記の例では、バッチ式縦型成膜処理装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えばパンケーキ型やプラネタリ型の成膜処理装置に適用しても良い。図9はパンケーキ型の成膜処理用の半導体製造装置の説明図、図10はプラネタリ型の成膜処理用の半導体製造装置の説明図、図11は図9および図10の矢印A1の方向から見た図9および図10の成膜処理用の半導体製造装置のサセプタの平面図である。 In the above example, the case where the present invention is applied to a batch type vertical film forming apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention may be applied to a pancake type or planetary type film forming apparatus. good. 9 is an explanatory view of a semiconductor manufacturing apparatus for pancake type film forming processing, FIG. 10 is an explanatory view of a semiconductor manufacturing apparatus for planetary type film forming processing, and FIG. 11 is a direction of an arrow A1 in FIGS. It is the top view of the susceptor of the semiconductor manufacturing apparatus for the film-forming processes of FIG. 9 and FIG. 10 seen from FIG.
図9および図10のいずれの成膜処理用の半導体製造装置(基板処理装置)10La,10Lbにおいても反応管42の内部には、平面円形状のサセプタSSが設置されている。図9の成膜処理用の半導体製造装置10Laでは、ウエハ14がその成膜面を上に向けた状態でサセプタSSの上面に搭載されている。一方、図10の成膜処理用の半導体製造装置10Lbでは、ウエハ14がその成膜面を下に向けた状態でウエハホルダWHによりサセプタSSに保持されている。
In any of the semiconductor manufacturing apparatuses (substrate processing apparatuses) 10La and 10Lb for film formation in FIGS. 9 and 10, a planar circular susceptor SS is installed inside the reaction tube. In the semiconductor manufacturing apparatus 10La for film formation processing in FIG. 9, the
いずれの成膜処理用の半導体製造装置10La,10Lbにおいても、上記した原料ガスやキャリアガス等のようなガスGは、図11の矢印A2に示すように、サセプタSSの中央に配置されたガス供給口GSMからサセプタSSの外周に向かって流れ、さらにガス排気口GDMを通じて排出されるようになっている。 In any of the semiconductor manufacturing apparatuses 10La and 10Lb for film formation processing, the gas G such as the above-described source gas or carrier gas is a gas disposed at the center of the susceptor SS as shown by an arrow A2 in FIG. The gas flows from the supply port GSM toward the outer periphery of the susceptor SS, and is further discharged through the gas exhaust port GDM.
また、図10の半導体製造装置10Lbでは、サセプタSSおよびウエハ14が、ガスGの濃度分布に起因する膜厚の変動を抑制または防止するために、図11の矢印A3,A4に示すように、各々の面内に沿って回転可能な状態で支持されている。
Further, in the semiconductor manufacturing apparatus 10Lb of FIG. 10, in order for the susceptor SS and the
<ポッドおよびブリッジツールの構造>
次に、ポッド16および当該ポッド16に用いられるブリッジツール400の構造について、図面を参照して詳細に説明する。図12は本発明の本実施の形態1に係るポッドを上面側から見た平面図、図13は図12のI−I線の断面図、図14は図13の破線で囲んだ領域B1の拡大断面図である。なお、図13では、図面を見易くするためウエハホルダ100における上記した第1連通穴112a、第2連通穴112b、第3連通穴112cを省略している。
<Pod and bridge tool structure>
Next, the structure of the
基板収容器としてのポッド16は、例えば、8インチ(約20cm)ウエハ(第1の径の基板)14W(図12参照)を格納し得る8インチウエハ専用のポッドである。このポッド16は、例えばパーティクルを発生しないプラスチック材料等によって、側部16bが開口した中空形状に形成されている。ポッド16の側部16bには、図12に示すように開口段差部16cが設けられ、この開口段差部16cには、蓋16aに設けた嵌合凸部16dが嵌合するようになっている。これにより、側部16bは蓋16aにより開閉自在となっている。なお、開口段差部16cと嵌合凸部16dとの間には、Oリング等のシール部材(図示せず)が設けられ、これによりポッド16の内部を真空状態等に密閉できるようにしている。
The
図13に示すように、ポッド16の内部の互いに対向する内壁面部には、開口側(紙面手前側)から底側(紙面奥側)に向かって延在する複数の第1の支持溝16eが設けられている。各第1の支持溝16eは、8インチウエハの外周部分を支持し得るもので、水平方向(図中前後方向)に延在し、垂直方向(図中上下方向)に等間隔で、例えば7つ設けられている。
As shown in FIG. 13, a plurality of
ポッド16の内部には、図12および図13に示すようなブリッジツール400が格納されるようになっている。このブリッジツール400は、8インチウエハ専用のポッド16に、例えば、それよりも小さい2インチ(約5cm)ウエハ(第2の径の基板)14を格納可能とするアタッチメントであり、本実施の形態においては、ウエハ14が2インチウエハを用いて説明する。
A
ブリッジツール400は、図13に示すように、円盤状に形成された上部板401と下部板402とを備えており、これらの上部板401および下部板402は、何れもポッド16と同じプラスチック材料等により形成されている。上部板401および下部板402は、何れも8インチサイズ(第1のサイズ、第1の寸法)となっており、ポッド16の各第1の支持溝16eに支持されるようになっている。ここで、上部板401および下部板402は、何れも本発明における板状部材を構成している。
As shown in FIG. 13, the
上部板401と下部板402との間には、保持部材としての一対の側板403a,403bが設けられている。側板403a,403bは、何れもポッド16と同じプラスチック材料等により板状に形成され、上端部が上部板401に、下端部が下部板402に、ネジ等の締結手段(図示せず)によりそれぞれ固定されている。各側板403a,403bの長さ寸法(図13の上下方向の長さ寸法)は、上部板401が各第1の支持溝16eのうちの最上段に、下部板402が各第1の支持溝16eのうちの最下段にそれぞれ支持される長さ寸法に設定されている。
Between the
各側板403a,403bにおいて互いに向き合う壁面には、複数の第2の支持溝404が形成されている。各第2の支持溝404は、各側板403a,403bの長手方向(図13の手前側から奥側に向かう方向)に沿って延在し、かつ、垂直方向(図13の上下方向)に等間隔に、例えば6つ設けられている。各第2の支持溝404は、第2のサイズ(第2の寸法)のウエハ14を搭載したウエハホルダ100(図7,8参照)を支持するようになっている。すなわち、ブリッジツール400は、例えば6枚のウエハ14を格納可能となっている。
A plurality of
また、各側板403a,403bは、上部板401および下部板402の径方向に沿う各第1の支持溝16eの内側に設けられている。このように、第1のサイズの上部板401および下部板402に、第1のサイズより小さい第2のサイズのウエハ14(若しくはウエハホルダ100)を格納可能なように各側板403a,403bを設けることにより、ポッド16の各第1の支持溝16eの間隔に依らず、ブリッジツール400において保持可能なウエハ14の枚数を設定できる。
The
また、ブリッジツール400は、図12および図13に示すように、ホルダ位置決め棒406を備えている。ホルダ位置決め棒406は、その上下端が、ネジ等の締結手段(図示せず)によって、上部板401および下部板402(図13参照)に固定されている。ホルダ位置決め棒406は、ウエハ14を搭載したウエハホルダ100の移載方向(図12の矢印A5参照)に沿うポッド16の底側に設けられている。このようにホルダ位置決め棒406を有することにより、図8に示した回転位置を定める必要があるウエハホルダ100を用いても、ポッド16内で正確に回転位置を決めることができる。
The
ホルダ位置決め棒406は、ポッド16内に格納される各ウエハホルダ100の回転方向に対する位置を位置決めするもので、図12に示すように、ホルダ位置決め棒406には、ウエハホルダ100のホルダベース110に設けたノッチ部112eが突き合わされるようになっている。これにより、各ウエハホルダ100を、ポッド16内にセットしたブリッジツール400に対して、それぞれ精度良く位置決めすることができる。
The
図12〜図14に示すように、ブリッジツール400を形成する上部板401および下部板402には、両者を貫通するよう固定部材としての一対の伸縮自在な棒状部材407が設けられている。各棒状部材407はポッド16の側部16b側に配置され、ブリッジツール400をポッド16内の所定位置にセットして固定するようになっている。つまり、各棒状部材407は、上部板401および下部板402を、ポッド16の第1の支持溝16eにそれぞれ固定するようになっている。図14において符号407a,407b,407cは、それぞれ棒状部材407を構成する本体部、移動部およびコイルばねである。
As shown in FIGS. 12 to 14, the
なお、固定部材としての棒状部材は、上述のような形態に限らず、例えば、端部に雌ねじ部を有する本体部と、端部に雄ねじ部を有する移動部とから構成して、両者をネジ結合させることで伸縮させるようにした棒状部材であっても良い。また、ポッド16側に各棒状部材407が嵌合する嵌合穴(図示せず)を設けることにより、ブリッジツール400をポッド16内でより強固に固定できる。
Note that the rod-shaped member as the fixing member is not limited to the above-described form, and includes, for example, a main body portion having an internal thread portion at an end portion and a moving portion having an external thread portion at an end portion, and both of them are screwed. It may be a rod-shaped member that is expanded and contracted by being combined. Further, by providing a fitting hole (not shown) in which each rod-
また、ブリッジツール400を固定する構造は、上記した構造に限定されるものではなく種々変更可能である。例えば、ブリッジツール400の上部板401と下部板402の各々の厚さを、ポッド16内のそれぞれ天井面と底面とに当たる程度に厚くし、第1の支持溝16eと嵌合させることでブリッジツール400を固定しても良い。これにより、ブリッジツール400を固定する構造を簡単化することができるので、ポッド16のコストを低減できる。また、ポッド16を何度も移動させることに因る振動によって、ブリッジツール400が振動することを防ぎ、ポッド16内でのパーティクル等の発生を防止することができる。
Further, the structure for fixing the
このようなブリッジツール400は、ポッド16の蓋16a側に寄せられた状態(偏心された状態)で格納されるようになっている。すなわち、小径のウエハ14の中心を大径のウエハ14Wの中心よりも蓋16a側に位置させ、蓋16aの位置で小径のウエハ14を搭載するウエハホルダ100の外周を大径のウエハ14Wの外周に一致させるようにしている。これにより、小径のウエハ14を搭載するウエハホルダ100と大径のウエハ14Wとを押さえるリテーナ408を共有化することができる。このため、ウエハホルダ100と大径のウエハ14Wとを押さえるリテーナを別々に設ける場合に比べてリテーナ408の構造を簡単にすることができる。したがって、ポッド16を軽量化することができる上、ポッド16のコストを低減することができる。
Such a
このリテーナ408は、パーティクルを発生しない硬質プラスチック等の弾性材料によって、複数回屈曲された段付き板状に形成されて板ばねとしての機能を有するように構成されている。リテーナ408の一部は、ネジ等の締結手段(図示せず)を介して蓋16aの嵌合凸部16dの略中央部分に固定されている。また、リテーナ408の先端は、ウエハホルダ100またはウエハ14Wを押さえ付けるようになっている。
The
これにより、蓋16aを閉じた状態においては、リテーナ408の先端部がウエハホルダ100またはウエハ14Wに当接してウエハホルダ100またはウエハ14Wを押さえ付ける。リテーナ408によりウエハホルダ100が押さえられると、ウエハホルダ100のノッチ部112eがホルダ位置決め棒406に突き合わされる。これにより、ポッド16の内部でウエハ14を安定的に保持でき、さらにはウエハホルダ100のポッド16に対する回転方向への位置決め精度を向上させることができる。
As a result, when the
一方、蓋16aを開けた状態においては、リテーナ408の先端部がウエハホルダ100から離間してウエハホルダ100がリテーナ408の押圧力から解放さるので、ウエハ14を保持したウエハホルダ100を、図12の矢印A5に示すように、ブリッジツール400に対して出し入れ可能、つまりウエハ14をポッド16に対して出し入れすることが可能な状態となる。
On the other hand, when the
次に、図15はポッドの一部を破断して内部を示した要部斜視図、図16は図15の破線で囲んだ領域B2の拡大斜視図、図17は図16の破線で囲んだ領域B3の拡大平面図、図18は図17のII−II線の断面図である。なお、図15および図16では図面を見易くするために第1の支持溝16eおよび第1連通穴112a、第2連通穴112b、第3連通穴112cを省略している。
Next, FIG. 15 is a fragmentary perspective view showing the inside of the pod with a part broken away, FIG. 16 is an enlarged perspective view of a region B2 surrounded by a broken line in FIG. 15, and FIG. 17 is surrounded by a broken line in FIG. FIG. 18 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. In FIGS. 15 and 16, the
本実施の形態においては、ブリッジツール400を構成する側板403a,403bの第2の支持溝404においてウエハホルダ100を支える支持部の上面に突起部409Aが側板403aと一体的に形成されている。
In the present embodiment, a
なお、図16および図17においては、側板403aの突起部409Aのみを示しているが、この側板403aの向かい側の側板403bの第2の支持溝404にも突起部409Aが側板403bと一体的に形成されている。ポッド16を正面から見た場合(図13参照)に、側板403bの突起部409Aは、側板403aの突起部409Aと対称になるように配置されている。
16 and 17, only the
この突起部409Aは、ブリッジツール400でのウエハホルダ100の位置を決める部分である。突起部409Aは、側板403a,403bに交差する方向、すなわち、ウエハホルダ100の径方向内側に向かって突出されているとともに、第2の支持溝404のウエハホルダ100を支える支持部の上面に交差する方向に向かって突出している。
The
一方、ウエハホルダ100(ホルダベース110)の外周には、突起部409Aに係止される窪み部(切欠き部)110dが形成されている。窪み部110dは、ウエハホルダ100の径方向内側に窪むようにウエハホルダ100の外周一部を切り欠くことで形成されている。そして、ウエハホルダ100は、その外周の窪み部110dが、側板403a,403bの第2の支持溝404の突起部409Aに係止されることで位置決めされるようになっている。これにより、ブリッジツール400においてウエハホルダ100をしっかりと位置決め固定することができるので、ウエハホルダ100の位置ずれを抑制または防止することができる。
On the other hand, on the outer periphery of the wafer holder 100 (holder base 110), a recess (notch) 110d that is locked to the
ウエハホルダ100の径が成膜処理により大径になると、ウエハホルダ100がポッド16の蓋16aの方向にずれてしまい蓋16aを閉めた場合にウエハホルダ100にかかった応力でウエハホルダ100が破損してしまう問題がある。これに対して本実施の形態においては、ウエハホルダ100をしっかりと位置決め固定することができるので、ポッド16の蓋16aを閉じた場合にウエハホルダ100が破損してしまう問題を回避することができる。
When the diameter of the
また、ブリッジツール400においてウエハホルダ100を高い精度で位置決めすることができるので、累積膜に因るウエハホルダ100の位置ずれに起因するウエハホルダ100の搬送ミスを抑制または防止することができる。
In addition, since the
また、ウエハホルダ100の窪み部110dは、ウエハホルダ100がボート30に支持されたときに、ウエハホルダ100を支持する第2ボート柱31bおよび第3ボート柱31c(図8参照)に向き合う位置に設けられている。ウエハホルダ100において第2ボート柱31bおよび第3ボート柱31cに向き合う位置は、成膜処理時に第2ボート柱31bおよび第3ボート柱31cの影になり成膜ガス供給によるウエハホルダ100への成膜の影響を最小限に留めることができる。このため、ウエハホルダ100において第2ボート柱31bおよび第3ボート柱31cに向き合う位置に窪み部110dを設けることにより、窪み部110dに累積する膜厚を薄くすることができる。したがって、窪み部110dをウエハホルダ100の外周の他の位置に設けた場合に比べて、ウエハホルダ100の位置合わせを容易にすることができる。また、ウエハホルダ100の高精度な位置合わせを長期化させることができる。なお、図8に示したように、ウエハホルダ100の外周のノッチ部112eを反応室44の第1ボート柱31aに位置合わせすると、ウエハホルダ100の外周の2つの窪み部110dが第2ボート柱31bおよび第3ボート柱31cに向かい合うようになっている。
The recessed
また、図18に示すように、突起部409Aの厚さd1は、ウエハホルダ100(ホルダベース110)の厚さd2の少なくとも半分以上の高さに設定されている。突起部409Aの厚さd1がウエハホルダ100の厚さd2の半分より小さいと、振動等でウエハホルダ100の位置がずれてしまう虞がある。これに対して、本実施の形態によれば、突起部409Aの厚さd1をウエハホルダ100の厚さd2の少なくとも半分以上の高さとしたことにより、ウエハホルダ100をしっかりと位置決め固定することができる。
As shown in FIG. 18, the thickness d1 of the
次に、図19は突起部の変形例であって図17のII−II線に相当する箇所の断面図、図20は突起部の変形例であって図16の破線で囲んだ領域B3の拡大平面図、図21は図20のII−II線の断面図である。 19 is a cross-sectional view of a portion corresponding to the II-II line in FIG. 17 as a modification of the protrusion, and FIG. 20 is a modification of the protrusion in the region B3 surrounded by the broken line in FIG. FIG. 21 is an enlarged plan view, and FIG. 21 is a sectional view taken along line II-II in FIG.
図19においては、突起部409Aの先端面にテーパ部409tが形成されている。すなわち、突起部409Aにおいてウエハホルダ100に対向する先端面には、ウエハホルダ100の径方向内側に向かって次第に低くなるような傾斜が形成されている。これにより、突起部409Aにおいてウエハホルダ100が接触する側の角部が鈍角になるので、ウエハホルダ100と突起部409Aとの接触に起因する異物発生のリスクを低減することができる。また、成膜処理に起因してウエハホルダ100の窪み部110dに膜が累積され径が若干増えたとしてもテーパ部409tにより、ウエハホルダ100の径の増大に対応できる。このため、ウエハホルダ100の高精度な位置合わせを長期化させることができる。なお、ここでは、直線状に傾斜するテーパ部409tを例示したが、これに限定されるものではなく、曲線状に傾斜する(湾曲部を有する形状の)テーパ部409tとしても良い。この場合も上記と同様の効果を得ることができる。
In FIG. 19, a tapered
また、図20および図21においては、突起部409Aの平面形状が円形状の場合を例示している。この場合、突起部409Aの外周の角部を減らすことができる。また、突起部409Aを平面矩形状にした場合に比べて、突起部409Aとウエハホルダ100との接触面積を低減できる。これらにより、ウエハホルダ100と突起部409Aとの接触に起因する異物発生のリスクを低減することができる。なお、この図20および図21の場合も、図19で示したように平面円形状の突起部409Aの全外周部にテーパ部409tを形成しても良い。
20 and 21 illustrate the case where the planar shape of the
<SiCエピタキシャル膜の成膜方法>
次に、上述した半導体製造装置10を用い、半導体デバイスの製造工程の一工程として、SiC等で構成されるウエハ14等の基板上に、例えば、SiCエピタキシャル膜を成膜する基板の製造方法(処理方法)について説明する。なお、以下の説明における半導体製造装置10を構成する各部分の動作は、コントローラ152によって制御される。
<Method for Forming SiC Epitaxial Film>
Next, using the
まず、図12および図13に示したポッド16およびブリッジツール400を準備する。続いて、ポッド16の側部16bからその内部に、ブリッジツール400を格納し固定する(アタッチメント固定工程)。このとき、上部板401を各第1の支持溝16eのうちの最上段に、下部板402を各第1の支持溝16eのうちの最下段にそれぞれ支持されるように格納する。なお、アタッチメント固定工程は、図示しない自動装置(ロボット等)により行っても良いし、作業者の手作業により行っても良い。
First, the
次いで、ポッド16内に固定されたブリッジツール400に、ウエハ14を搭載したウエハホルダ100を順次移載していく。このとき、ウエハホルダ100の外周のノッチ部112eを、ブリッジツール400のホルダ位置決め棒406に突き合わせるとともに、ウエハホルダ100の外周2箇所の窪み部110dをブリッジツール400の側板403a,403bの各々の第2の支持溝404の突起部409Aに合わせる。これにより、ウエハ14を搭載したウエハホルダ100のブリッジツール400に対する回転位置、挿脱方向の位置および挿脱方向に交差する方向の位置が位置決めされる。本実施の形態においては、ブリッジツール400においてウエハホルダ100をしっかりと位置決め固定することができるので、ウエハホルダ100の位置ずれを抑制または防止することができる。
Next, the
続いて、図12に示すように、ポッド16の側部16bに向けて蓋16aを臨ませると、嵌合凸部16dが開口段差部16cに嵌合されていく。これに伴い、嵌合凸部16dに設置されたリテーナ408がウエハホルダ100を押さえる。
Subsequently, as shown in FIG. 12, when the
上記のようにウエハホルダ100の径が成膜処理により大径になると、ウエハホルダ100がポッド16の蓋16aの方向にずれてしまい蓋16aを閉めた場合にウエハホルダ100が破損してしまう問題がある。これに対して、本実施の形態においては、ウエハホルダ100をしっかりと位置決め固定することができるので、ポッド16の蓋16aを閉じた場合にウエハホルダ100が破損してしまう問題を回避することができる。
As described above, when the diameter of the
このように蓋16aでポッド16の側部16bを閉じることで、ポッド16内が密閉され、かつウエハホルダ100が安定的に支持される。これにより、ポッド16へのウエハ14およびウエハホルダ100の格納(セット)が完了する(基板セット工程)。なお、ポッド16の密閉時には、例えば、図示しない真空ポンプ等によりポッド16内を真空とし、かつポッド16内にパーティクルが無い状態としている。また、当該基板セット工程においても、図示しない自動装置(ロボット等)により行っても良いし、作業者の手作業により行っても良い。
In this way, by closing the
次いで、基板セット工程を経た複数のポッド16を、図1に示すように、作業者により牽引される台車CTに搭載し、各ポッド16を半導体製造装置10のポッドステージ18に搬送する。その後、作業者により各ポッド16をそれぞれポッドステージ18上にセットし、これにより第1基板搬送工程が完了する。なお、当該第1基板搬送工程においては、例えば、自走式の台車(自動搬送装置)に複数のポッド16を搭載し、かつ自動的にポッドステージ18上にセットされるようにしても良い。
Next, as shown in FIG. 1, the plurality of
次いで、第1基板搬送工程が完了すると、ポッド搬送装置20が動作し、ポッド16がポッドステージ18からポッド収納棚22へ搬送されてストックされる。続いて、ポッド搬送装置20により、ポッド収納棚22にストックされたポッド16をポッドオープナ24に搬送してセットし、当該ポッドオープナ24によりポッド16の蓋16aが開かれて、基板枚数検知器26によりポッド16に収納されているウエハ14(ウエハホルダ100)の枚数を検知する。その後、基板移載機28の動作により、ポッドオープナ24の位置にあるポッド16からウエハ14を搭載したウエハホルダ100を取り出し、次々とボート30に移載していく(第2基板搬送工程)。この際、本実施の形態においては、ブリッジツール400においてウエハホルダ100を高い精度で位置決め固定することができるので、累積膜に因るウエハホルダ100の位置ずれに起因するウエハホルダ100の搬送ミスを抑制または防止することができる。
Next, when the first substrate transfer process is completed, the
複数枚のウエハ14がボート30に装填されて積層されると、各ウエハ14を保持したボート30は、昇降モータMの回転駆動による昇降台114および昇降シャフト124の昇降動作により反応室(処理室)44内に搬送、つまりボートローディングされる。ボート30が反応室44内に完全に搬送されると、シールキャップ102は反応室44をシールした状態となり、これにより反応室44の気密が保持されて第3基板搬送工程(ボートローディング工程)が完了する。
When a plurality of
ボート30を反応室44に搬入した後、ウエハ14の温度および反応室44の内部温度を所定の温度とするよう、誘導コイル50が通電され、これにより加熱体48が加熱される。その後、MFC211a,211bおよびバルブ212a,212bを制御し、これにより、SiCエピタキシャル膜の成膜に寄与するSi原子含有ガス(成膜ガス)およびCl原子含有ガス(エッチングガス)を、各ガス供給源210a,210bから供給する。すると、第1ガス供給ノズル60の各第1ガス供給口68から、反応室44内の各ウエハ14に向けて反応ガスが噴射される。
After carrying the
また、C原子含有ガスおよび還元ガスであるH2ガスを、所定の流量となるよう対応するMFC211d,211eの開度を制御した後、バルブ212d,212eを制御する。すると、それぞれの反応ガスが第2ガスライン260を流通するようになる。これにより、第2ガス供給ノズル70の各第2ガス供給口72から、反応室44内の各ウエハ14に向けて反応ガスが噴射される。
Further, the
各第1ガス供給口68および各第2ガス供給口72から噴射された反応ガスは、反応室44内の加熱体48の内周側を流れて、第1ガス排気口90からガス排気管230を介して外部に排気される。各第1ガス供給口68および第2ガス供給口72より供給された反応ガスは、それぞれ噴射直後に混合され、反応室44内を通過する際にSiC等で構成される各ウエハ14と接触し、これにより各ウエハ14の表面上に、SiCエピタキシャル膜が成膜される。
The reaction gas injected from each first
ここまでの一連の工程、つまり反応ガスの供給により各ウエハ14の表面上にSiCエピタキシャル膜を成膜する工程が、基板処理工程を構成している。
A series of steps so far, that is, a step of forming a SiC epitaxial film on the surface of each
基板上のSiCエピタキシャル膜が所定の膜厚に成膜された後、昇降モータMの回転駆動によりシールキャップ102が下降し、処理炉40の炉口144が開口される。これに伴い、熱処理済み(成膜処理済み)の各ウエハ14が、ウエハホルダ100を介してボート30に保持された状態でマニホールド36の下方側から反応管42の外部に搬出、つまりボートアンローディングされる。ボート30に保持された各ウエハ14は、冷えるまでロードロック室LRの内部で待機状態となる。
After the SiC epitaxial film on the substrate is formed to a predetermined film thickness, the
その後、各ウエハ14が所定の温度にまで冷却されると、基板移載機28の動作により、各ウエハ14を搭載した各ウエハホルダ100がボート30から取り出される。続いて、ポッドオープナ24にセットされている空のポッド16内にあるブリッジツール400に搬送されて移載される。その後、ポッド搬送装置20の動作により、各ウエハ14を格納したポッド16が、ポッド収納棚22またはポッドステージ18に搬送される。このようにして、半導体製造装置10の一連の動作が完了する。
Thereafter, when each
<第1実施の形態の代表的効果>
第1実施の形態で説明した技術的思想によれば、少なくとも、以下に記載する複数の効果のうち、1つ以上の効果を奏する。
<Typical effects of the first embodiment>
According to the technical idea described in the first embodiment, at least one of the plurality of effects described below is produced.
(1)ポッド16内のブリッジツール400を構成する側板403a,403bの第2の支持溝404に突起部409Aを設けたことにより、ウエハ14を搭載するウエハホルダ100をしっかりと位置決め固定することができるので、ウエハホルダ100の位置ずれを抑制または防止することができる。
(1) By providing the
(2)上記(1)により、ポッド16の蓋16aを閉じた場合にウエハホルダ100が破損してしまう問題を回避することができる。
(2) By the above (1), the problem that the
(3)上記(1)により、ブリッジツール400においてウエハホルダ100を高い精度で位置決め固定することができるので、累積膜に因るウエハホルダ100の位置ずれに起因するウエハホルダ100の搬送ミスを抑制または防止することができる。
(3) According to the above (1), the
(4)第1実施の形態で説明したブリッジツール400を有する半導体製造装置10を、半導体装置の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、半導体装置の製造方法において、上述した複数の効果のうち、1つ以上の効果を奏する。
(4) By using the
(5)第1実施の形態で説明したブリッジツール400を有する半導体製造装置10を、SiCエピタキシャル膜を形成する基板の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、SiCエピタキシャル膜を形成する基板の製造方法において、上述した複数の効果のうち、1つ以上の効果を奏する。
(5) By using the
(実施の形態2)
図22は本発明の本実施の形態2に係るポッドにおいて図16の破線で囲んだ領域B3の拡大平面図、図23は図22のII−II線の断面図である。
(Embodiment 2)
22 is an enlarged plan view of a region B3 surrounded by a broken line in FIG. 16 in the pod according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 23 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
本実施の形態2においては、突起部409Bが、例えば樹脂製のボルトによって形成されており、側板403a,403bに形成された、ねじ穴403h1に螺合されている。すなわち、突起部409Bは、ウエハホルダ100(ウエハ14)の径方向R1に移動自在の状態で、また、着脱自在の状態で側板403a,403bの第2の支持溝404に設置されている。
In the second embodiment, the
側板403a,403bと位置決め用の突起部とが一体の場合、ウエハホルダ100の外形や寸法が変更されたり、ウエハホルダ100の径が累積膜の影響で大きくなったりした場合、ブリッジツール400全体を交換しなければならない。これに対して、本実施の形態2においては、ウエハホルダ100の外形や寸法が変わったり、ウエハホルダ100の径が累積膜により大きくなったりしても、第2の支持溝404側への突起部409Bの突出長さを変えたり、突起部409B自体を変えたりすることで柔軟に対応することができる。したがって、ブリッジツール400の全体を変更しなくても済むので、ポッド16のコストを低減できる。このため、半導体製造装置10や半導体製造装置10により製造される半導体装置のコストを低減することができる。
When the
また、図23に示すように、突起部409Bにおいて、ねじ穴403h1に対応する部分には雄ねじが形成されているが、突起部409Bの突出表面(側板403a,403bから露出する表面)には雄ねじが形成されていない。すなわち、ウエハホルダ100が突起部409Bの雄ねじに触れないようになっている。これにより、ウエハホルダ100が突起部409Bのねじ山に接触することに起因する異物発生のリスクを無くすことができる。
Further, as shown in FIG. 23, in the
これ以外の構成および効果は前記実施の形態1と同じなので説明を省略する。 Since other configurations and effects are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
(実施の形態3)
図24は本発明の本実施の形態3に係るポッドにおいて図16の破線で囲んだ領域B3の拡大平面図、図25は図24のIII−III線の断面図である。なお、図25においては図面を見易くするためウエハホルダを省略している。
(Embodiment 3)
24 is an enlarged plan view of a region B3 surrounded by a broken line in FIG. 16 in the pod according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 25 is a sectional view taken along line III-III in FIG. In FIG. 25, the wafer holder is omitted for easy viewing of the drawing.
本実施の形態3においては、突起部409Cが、ウエハホルダ100(ウエハ14)の厚さ方向Zに移動自在の状態で側板403a,403bの第2の支持溝404に設置されている。すなわち、突起部409Cは、側板403a,403bにおいてウエハホルダ100を支持する支持部の上下面を貫通する穴403h2に挿入され、その支持部の下面側で板ばね部410の一端に接続されている。この板ばね部410の他端は、側板403a,403bの支持部の下面においてボルト(固定部材)411によって接続されている。なお、突起部409C、板ばね部410およびボルト411は、例えばポッド16と同一の樹脂により形成されている。
In the third embodiment, the
本実施の形態3において突起部409Cは、上方から力が加わらない場合(自然状態)、第2の支持溝404の支持部の上面から突出している。したがって、上記したようにウエハホルダ100をしっかりと位置決め固定することができる。
In the third embodiment, the
一方、突起部409Cは、上方から力が加わると板ばね部410が撓むことで下降するようになっている。側板403a,403bの第2の支持溝404に突起部が設けられている場合、ウエハホルダ100が突起部に乗り上げてしまい、ウエハホルダ100の姿勢が傾斜する結果、その乗り上げに起因してウエハホルダ100を搬送する際に搬送ミスが生じる場合がある。これに対して、本実施の形態においては、ウエハホルダ100が突起部409C上に乗り上げてしまっても、突起部409Cが下降することで、ウエハホルダ100の姿勢を正常な状態に保つことができるので、その乗り上げに起因するウエハホルダ100の搬送ミスの発生を低減または防止することができる。
On the other hand, the
これ以外の構成および効果は前記実施の形態1,2と同じなので説明を省略する。 Since other configurations and effects are the same as those of the first and second embodiments, description thereof will be omitted.
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
例えば、上記各実施の形態においては、本発明に係るブリッジツールを、SiCエピタキシャル膜を成膜する成膜装置(基板処理装置)に適用したものを例示したが、ポッドが格納できる径に対してその径が小さいウエハを処理する他の形式の基板処理装置にも本発明における技術的思想を適用することができる。 For example, in each of the above embodiments, the bridge tool according to the present invention is applied to a film forming apparatus (substrate processing apparatus) for forming an SiC epitaxial film. The technical idea of the present invention can also be applied to other types of substrate processing apparatuses that process a wafer having a small diameter.
また、上記各実施の形態においては、小径のウエハの中心を大径のウエハの中心よりもポッドの蓋側に位置させ、蓋の位置でウエハホルダの外周を大径のウエハの外周に一致させた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、小径ウエハの中心と大径ウエハの中心とが一致するように配置する構造にしても良い。 In each of the above embodiments, the center of the small-diameter wafer is positioned closer to the pod lid than the center of the large-diameter wafer, and the outer periphery of the wafer holder is aligned with the outer periphery of the large-diameter wafer at the position of the lid. Although the case has been described, the present invention is not limited to this, and a structure in which the center of the small-diameter wafer and the center of the large-diameter wafer are aligned may be employed.
また、上記各実施の形態においては、ブリッジツールの上部板および下部板が円盤状とした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば四角形状でも良い。また、ブリッジツールの上部板および下部板を、収容し易くするために、上部板および下部板の端部(外周部)に嵌合を案内するテーパを設けても良い。 In each of the above embodiments, the case where the upper plate and the lower plate of the bridge tool are disk-shaped has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be, for example, a quadrangular shape. Further, in order to easily accommodate the upper plate and the lower plate of the bridge tool, a taper that guides the fitting may be provided at the end portions (outer peripheral portions) of the upper plate and the lower plate.
また、上記実施の形態3においては、ウエハホルダが突起部に乗り上げることによる搬送ミスを防ぐために突起部が下降する構造になっている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ポッドの内部に、ウエハホルダが突起部に乗り上げたことを検出するセンサを設けても良い。ウエハホルダの搬送時には、ウエハホルダが突起部に乗り上げていることを見越してウエハホルダを搬送するように搬送アームの動作を制御する。これにより、ウエハホルダが突起部に乗り上げたことに起因する搬送ミスを防止することができる。 Further, in the above-described third embodiment, the case has been described in which the protrusion is configured to descend in order to prevent a conveyance error due to the wafer holder riding on the protrusion, but the present invention is not limited to this, for example, A sensor that detects that the wafer holder has run on the protrusion may be provided inside the pod. When the wafer holder is transferred, the operation of the transfer arm is controlled so that the wafer holder is transferred in anticipation of the wafer holder riding on the protrusion. Thereby, the conveyance mistake resulting from the wafer holder riding on the projection part can be prevented.
本発明は少なくとも以下の実施の形態を含む。 The present invention includes at least the following embodiments.
〔付記1〕
第1のサイズの基板を支持し得る第1の支持溝に支持される板状部材と、
前記板状部材に設けられ、前記第1のサイズよりも小さい第2のサイズの基板を支持し得る第2の支持溝を有する保持部材と、
前記第2の支持溝に設けられ、前記第2のサイズの基板の位置を決める突起部と、
を有する、基板収容器。
[Appendix 1]
A plate-like member supported by a first support groove capable of supporting a first size substrate;
A holding member having a second support groove provided on the plate-like member and capable of supporting a substrate having a second size smaller than the first size;
A protrusion provided in the second support groove for determining the position of the second size substrate;
A substrate container.
〔付記2〕
付記1に記載されている前記基板収容器の前記突起部は、前記第2のサイズの基板の厚さの少なくとも半分以上の高さを有する。
[Appendix 2]
The protrusion of the substrate container described in
〔付記3〕
付記1または2に記載されている前記基板収容器は、前記保持部材の前記第2の支持溝によって前記第2のサイズの基板を保持する基板保持治具が支持され、前記突起部は前記基板保持治具の径方向内側に向かってテーパを有する。
[Appendix 3]
In the substrate container described in
〔付記4〕
付記3に記載されている前記基板保持治具は、前記突起部に係止される切欠部を有する。
[Appendix 4]
The substrate holding jig described in appendix 3 has a notch that is locked to the protrusion.
〔付記5〕
第1の径を有する基板を支持し得る第1の支持溝に支持される板状部材、前記板状部材に設けられて前記第1の径よりも小さい第2の径を有する基板を支持し得る第2の支持溝を有する保持部材および前記第2の支持溝に設けられ、前記第2の径を有する基板の位置を決める突起部を有する基板収容器と、
前記基板収容器を収容する収容室と、
前記基板収容器から搬送された基板を処理する処理室と、
を有する、基板処理装置。
[Appendix 5]
A plate-like member supported by a first support groove capable of supporting a substrate having a first diameter, and a substrate provided in the plate-like member and having a second diameter smaller than the first diameter. A holding member having a second support groove to be obtained, and a substrate container having a protrusion provided in the second support groove and determining the position of the substrate having the second diameter;
A storage chamber for storing the substrate container;
A processing chamber for processing a substrate transported from the substrate container;
A substrate processing apparatus.
〔付記6〕
付記1〜5のいずれかに記載されている前記突起部は、前記第2のサイズの基板の径方向に移動自在の状態で設置されている。
[Appendix 6]
The protrusion described in any one of
〔付記7〕
付記1〜5のいずれかに記載されている前記突起部は、着脱自在の状態で設置されている。
[Appendix 7]
The protrusion described in any one of
〔付記8〕
付記6または7に記載されている前記突起部は、ボルトにより形成されている。
[Appendix 8]
The protrusion described in appendix 6 or 7 is formed of a bolt.
〔付記9〕
付記1〜5のいずれかに記載されている前記突起部は、前記第2のサイズの基板の厚さ方向に移動自在の状態で設置されている。
[Appendix 9]
The protrusion described in any one of
〔付記10〕
付記9に記載されている前記突起部は、板ばねを介して前記保持部材に支持されている。
[Appendix 10]
The protrusion described in appendix 9 is supported by the holding member via a leaf spring.
〔付記11〕
付記3に記載されている前記基板保持治具は、前記突起部に係止される窪み部を有する。
[Appendix 11]
The substrate holding jig described in appendix 3 has a hollow portion that is locked to the protrusion.
〔付記12〕
付記11に記載されている前記窪み部は、前記基板に対して処理を施す処理室内において前記基板保持治具を支持する支持柱に向き合う位置に設けられている。
[Appendix 12]
The indented portion described in appendix 11 is provided at a position facing a support column that supports the substrate holding jig in a processing chamber that performs processing on the substrate.
10…半導体製造装置(基板処理装置)、14…ウエハ(第2の径の基板)、14a…下面、14b…上面、14W…ウエハ(第1の径の基板)、16…ポッド(基板収容器)、16a…蓋、16b…側部、16c…開口段差部、16d…嵌合凸部、16e…第1の支持溝、36…マニホールド(反応容器)、40…処理炉、42…反応管(反応容器)、44…反応室、100…ウエハホルダ(基板保持治具)、110…ホルダベース、110a…貫通穴、110d…窪み部、111…環状段差部、112…本体部、112e…ノッチ部、120…ホルダカバー、121…大径本体部、122…小径嵌合部、400…ブリッジツール、401…上部板(板状部材)、402…下部板(板状部材)、403a…側板(保持部材)、403b…側板(保持部材)、404…第2の支持溝、406…ホルダ位置決め棒、408…リテーナ、409A,409B,409C…突起部、409t…テーパ部、410…板ばね部、411…ボルト
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記板状部材に設けられ、前記第1の径よりも小さい第2の径を有する基板を支持し得る第2の支持溝を有する保持部材と、
前記第2の支持溝に設けられ、前記第2の径を有する基板の位置を決める突起部と、
を有する、基板収容器。 A plate-like member supported by a first support groove capable of supporting a substrate having a first diameter;
A holding member having a second support groove provided on the plate-like member and capable of supporting a substrate having a second diameter smaller than the first diameter;
A protrusion that is provided in the second support groove and determines a position of the substrate having the second diameter;
A substrate container.
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