JPH081922B2 - ウェハ−保持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置の製造工
程においてウェハ−をサセプタ−へ自動的に装着又は離
脱する場合に使用して好適なウェハ−保持装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に半導体を製造する処理工程の中
で、ウェハ−の表面に薄膜を形成するエピタキシャル工
程がある。このエピタキシャル工程は、先ずカ−ボン製
のサセプタ−に形成されたウェハ−支持溝へウェハ−を
装着し、反応炉中で加熱して所定のガスを供給して所望
の薄膜を形成させる。この場合、サセプタ−へのウェハ
−の着脱は、ウェハ−保持装置を用いて行なわれる。

【０００３】この種のウェハ−保持装置は、従来、図７
に示すように構成され、動作時には移送ア−ム６の先端
に固定されたチャック本体５は、ウェハ−７を待機させ
てある待機ステ−ション９とサセプタ−２との間を移動
し、ウェハ−７を移送する。ウェハ−７の保持は、チャ
ック本体５にエア−シリンダ−４を介して取付けられた
チャック爪３により行ない、サセプタ−２のウェハ−支
持溝８へのウェハ−７の着脱は、チャック爪３をエア−
シリンダ−４により開閉することにより行なう。チャッ
ク爪３のウェハ−保持位置とサセプタ−２のウェハ−支
持溝８内のウェハ−７載置位置とは、予め移送ア−ム６
の停止位置をサセプタ−２側に合わせて設定してあり、
固定された位置である。

【０００４】尚、図７中の符号１は、例えば６角形に配
置された６個のサセプタ−２を支持する支持プレ−トで
ある。

【０００５】上記のような従来のウェハ−保持装置で
は、移送ア−ム６の先端にチャック本体５を固定して、
サセプタ−２のウェハ−支持溝８へのウェハ−７の着脱
を行なうように構成されている。この場合、サセプタ−
２側でのチャック爪３に保持されたウェハ−７の位置は
常に一定である。

【０００６】ところが、サセプタ−２は６角形の支持プ
レ−ト１の外周を囲むように吊り下げられて配置され、
ウェハ−７の着脱は支持プレ−ト１を回転させて順次６
個のサセプタ−２に対して行なう。サセプタ−２と支持
プレ−ト１は、その製造過程において僅かづつではある
が、加工誤差を生じる。このため、サセプタ−２側での
チャック爪３に保持されたウェハ−７の位置に対して、
サセプタ−２のウェハ−支持溝８は前述の理由により常
に一定ではなく、個々のサセプタ−２により若干の位置
ずれを生じる。

【０００７】この位置ずれにより、装着時にはウェハ−
７がウェハ−支持溝８の規定位置へ装着されない。この
結果、サセプタ−２とウェハ−７が密着しないで空間が
生じ、ウェハ−７がウェハ−支持溝８から外れて落下
し、破損することがある。又、離脱時にはチャック爪３
にウェハ−７が保持出来ず、この場合もウェハ−７が落
下し破損する。

【０００８】通常、ウェハ−７とサセプタ−２面とは密
着した状態で薄膜形成の処理を行なうことが望ましく、
空間を生じるとウェハ−７上に形成された薄膜に異常を
来たし不良となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記事情
に鑑みなされたもので、サセプタ−の位置に若干のずれ
が生じても、ウェハ−支持溝内へのウェハ−の着脱を安
定且つ確実に行ない得るようにしたウェハ−保持装置を
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、ウェハ−が
着脱自在に固定されるウェハ−支持溝を有するサセプタ
−と、チャック本体にエア−シリンダ−を介して移動自
在に設けられ上記ウェハ−の外縁部を保持する複数のチ
ャック爪と、上記チャック本体を所定位置に移送する移
送ア−ムと、上記ウェハ−支持溝に対する上記チャック
爪の位置を自動的に補正する自動位置補正手段とを具備
することを特徴とするウェハ−保持装置である。

【００１１】そして、自動位置補正手段は、上記移送ア
−ムと上記チャック本体との間に介在され移送ア−ムに
対してチャック本体が自在に動く自在支持機構と、上記
チャック本体に取付けられ上記チャック爪と上記ウェハ
−支持溝との間隔を検出する検出手段と、この検出手段
により検出された検出信号を演算処理して上記移送ア−
ムに上記ウェハ−支持溝に対する上記チャック爪の傾き
と奥行きの補正信号を与える演算処理回路とからなって
いる。

【００１２】

【作用】この発明によれば、自動位置補正手段を有して
いるので、サセプタ−の位置に若干のずれが生じても、
ウェハ−を破損させることなく、ウェハ−支持溝内への
ウェハ−の着脱を安定且つ確実に行なうことが出来る。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の一実施例
を詳細に説明する。

【００１４】この発明によるウェハ−保持装置は図１乃
至図３に示すように構成され、図１はウェハ−保持装置
の全体を示す断面図、図２は自在支持機構付近を示す平
面図、図３は組立て式のサセプタ−を示す斜視図であ
る。

【００１５】先ず、サセプタ−から説明すると、このサ
セプタ−は図３に示すように構成され、ハンガ−棒１１
の一端には、多角形例えば６角形にして側面にフック１
２が一体に突設された支持プレ−ト１３が固定されてい
る。この支持プレ−ト１３の側面を囲むように略矩形状
のサセプタ−１４がフック１２に係止され、吊り下げら
れて配置されている。各サセプタ−１４には、それぞれ
４個の凸部１５を有する円形のウェハ−支持溝１６が複
数例えば３個形成されており、図１から明らかなように
凸部１５は後述のチャック爪に対応してウェハ−支持溝
１６の主要部より深く形成されている。

【００１６】尚、図示していないが、この実施例でも従
来例と同様にウェハ−の待機ステ−ション（図７の符号
９参照）が存在している。

【００１７】さて図１に示すように、上記のサセプタ−
１４と待機ステ−ションとの間でウェハ−１７を移送さ
せるために、移送ア−ム１８が回動自在に配設されてい
る。この移送ア−ム１８の先端には、自在支持機構１９
を介してチャック本体２０が取付けられている。このチ
ャック本体２０には、図２からも明らかなように対角線
上に４個のエア−シリンダ−２１が組み込まれており、
この各エア−シリンダ−２１にはそれぞれチャック爪２
２が取付けられ、エア−シリンダ−２１を動作させるこ
とによりチャック爪２１のＶ溝部にウェハ−１７を保持
している。

【００１８】更に、このチャック本体２０には、チャッ
ク爪２２とサセプタ−１４との間隔を検出する検出手段
が設けられている。この検出手段は、４個のエア−シリ
ンダ−２１の間に位置して突出するようにチャック本体
２０に取付けられたギャップセンサ−支持片２３と、こ
のギャップセンサ−支持片２３に支持されたギャップセ
ンサ−２４とその先端のセンシングピン２５からなって
いる。

【００１９】次に、自在支持機構１９について説明する
と、移送ア−ム１８の先端には移送ア−ム固定板２６が
固定されている。この移送ア−ム固定板２６には、支持
ピン２７を介して支持板２８が所定方向に回動自在に支
持され、復帰スプリング２９により元の位置に復帰する
ように構成されている。この場合、移送ア−ム固定板２
６の側壁にはベアリング３０が埋設されており、このベ
アリング３０に支持板２８に突設された支持ピン２７が
固定されている。従って、この支持ピン２７を支点に、
支持板２８は所定方向に回動自在になっている。更に、
支持板２８には上記のチャック本体２０に取付けられた
支持杆３１が所定方向に回動自在に支持され、支持板２
８とチャック本体２０との間には復帰スプリング３２が
設けられ、チャック本体２０が元の位置に復帰するよう
に構成されている。この結果、チャック本体２０は４個
の支持ピン２７を結ぶ交点３３（図２参照）を中心とし
て円周のどの方向に対しても、傾き得るようになってお
り、サセプタ−１４に対して常に平行に摺動することが
出来る。

【００２０】半導体製造のエピタキシャル工程におい
て、この発明のウェハ−保持装置を使用してサセプタ−
１４に形成されたウェハ−支持溝１６へウェハ−１７を
装着するには、図示しない待機ステ−ションにあるウェ
ハ−１７をチャック爪２２で保持し、移送ア−ム１８を
操作してサセプタ−１４のウェハ−支持溝１６へ移送す
る。この時、センシングピン２５をサセプタ−１４の表
面に接触されることにより、サセプタ−１４の位置が検
出され、この検出信号を演算処理回路で演算処理して、
移送ア−ム１８にウェハ−支持溝１６に対するチャック
爪２２の傾きと奥行きの補正信号を与え、自在支持機構
１９を介してサセプタ−１４とチャック爪２２の間隔を
常に一定に保つことが出来る。自在支持機構１９は上述
のように構成されているため、サセプタ−１４のウェハ
−支持溝１６に対するウェハ−１７の傾きと奥行きの位
置を自動的に補正することが出来る。

【００２１】（他の実施例）上記実施例では、ウェハ−
支持溝１６に対するチャック爪２２の位置の傾きと奥行
きを自動的に補正していたが、この他の実施例では、傾
き・奥行きに加え上下左右方向の補正を行なっている。

【００２２】即ち、この他の実施例は図４乃至図６に示
すように構成され、上記実施例と同一箇所は同一符号を
付すことにして、上記実施例と異なる点についてのみ説
明する。先ず、図６に示すようにサセプタ−１４には、
上部つまり支持プレ−ト１３の近くにフック３４が一体
に突設されると共に、各ウェハ−支持溝１６の近くにそ
れぞれ位置検出孔３５が穿設されている。

【００２３】更に、この位置検出孔３５に対応して、図
４及び図５に示すように移送ア−ム１８には、支持腕３
６を介して位置検出孔３５を検出する手段例えばＣＣＤ
カメラ３７が支点３８を中心に回動自在に取付けられ、
このＣＣＤカメラ３７は演算処理回路（図示せず）に接
続されている。

【００２４】尚、この他の実施例でも、上記実施例にお
けるチャック爪２２とサセプタ−１４との間隔を検出す
る検出手段を使用しているが、図４では便宜上図示を省
略しており、図５にギャップセンサ−支持片２３、ギャ
ップセンサ−２４を示している。

【００２５】上記以外は上記実施例（図１及び図２）と
同様構成ゆえ、詳細な説明を省略する。

【００２６】さて、この他の実施例では、動作時に初め
に移送ア−ム１８を基準設定位置（ティ−チングポイン
ト）に移動して、カメラ３７で位置検出孔３５の画像を
演算処理回路に入力し、画像処理をして位置補正を行な
う。この場合、処理内容として先ず画像の２値化変換に
てＸ、Ｙ座標値及び面積を算出して、基準面積との比較
を行なって画像入力状態の良否を確かめ、良いデ−タと
判定された場合、その座標より重心座標を求め、基準座
標点とのＸ、Ｙ、θずれ量を移送ア−ム１８に補正し
て、ウェハ−支持溝１６に対して常にチャック爪２２の
位置を中心に自動的に移動させることが出来る。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
サセプタ−の位置に若干のずれが生じても、ウェハ−を
破損させることなく、ウェハ−支持溝内へのウェハ−の
着脱を安定且つ確実に行なうことが出来る。

【００２８】又、サセプタ−面とウェハ−裏面とが常に
密着した状態で装着出来る効果があることは言うまでも
ない。

【００２９】更に、従来のウェハ−保持装置では、サセ
プタ−の位置ずれを少なくするために、支持プレ−トと
外周の個々のサセプタ−全てを一体にした構造のサセプ
タ−を使用しなければならなかったが、組立て式のサセ
プタ−に比べ、高価であることと、一部のウェハ−支持
溝に不具合が生じても全体を取り替えなければならない
という欠点がある。これに対し、この発明のウェハ−保
持装置を使用すれば、若干のサセプタ−の位置ずれは許
容出来るため、支持プレ−トと外周の個々のサセプタ−
が分離された組立て式のサセプタ−を使用出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るウェハ−保持装置を
示す断面図。

【図２】この発明のウェハ−保持装置の自在支持機構付
近を示す平面図。

【図３】組立て式のサセプタ−の一実施例を示す斜視
図。

【図４】この発明の他の実施例に係るウェハ−保持装置
を示す断面図。

【図５】この発明の他の実施例に係るウェハ−保持装置
の自在支持機構付近を示す平面図。

【図６】この発明の他の実施例における組立て式のサセ
プタ−を示す斜視図。

【図７】従来のウェハ−保持装置を示す断面図。

【符号の説明】

１３…支持プレ−ト、１４…サセプタ−、１６…ウェハ
−支持溝、１７…ウェハ−、１８…移送ア−ム、１９…
自在支持機構、２０…チャック本体、２１…エア−シリ
ンダ−、２２…チャック爪、２４…ギャップセンサ−、
２５…センシングピン、２６…移送ア−ム固定板、２７
…支持ピン、２８…支持板、２９、３２…復帰スプリン
グ、３１…チャック本体支持杆、３５…位置検出孔、３
７…ＣＣＤカメラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/205

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェハーが着脱自在に固定されるウェハ
   ー支持溝を有するサセプターと、 チャック本体にエアーシリンダーを介して移動自在に設
   けられ上記ウェハーの外縁部を保持する複数のチャック
   爪と、 上記チャック本体を所定位置に移送する移送アームと、 上記ウェハー支持溝に対する上記チャック爪の位置を自
   動的に補正すべく、上記移送アームと上記チャック本体
   との間に介在され移送アームに対してチャック本体が自
   在に動く自在支持機構と、上記チャック本体に取付けら
   れ上記チャック爪と上記ウェハー支持溝との間隔を検出
   する検出手段と、この検出手段により検出された検出信
   号を演算処理して上記移送アームに上記ウェハー支持溝
   に対する上記チャック爪の傾きと奥行きの補正信号を与
   える演算処理回路とからなる自動位置補正手段とを具備
   することを特徴とするウェハー保持装置。
2. 【請求項２】 上記サセプターの上記ウェハー支持溝の
   近くに設けられた位置検出孔と、 この位置検出孔に対応して設けられたカメラとをさらに
   具備し、 このカメラにより位置検出孔を検出して得られた検出信
   号を上記演算処理回路にて演算処理し、上記移送アーム
   に上記ウェハー支持溝に対する上記チャック爪の上下左
   右方向の補正信号を与えることを特徴とする請求項１記
   載のウェハー保持装置。
3. 【請求項３】 上記自在支持機構は、上記移送アームの
   先端に固定された移送アーム固定板と、 この移送アーム固定板に所定方向に回動自在にして且つ
   元の位置に復帰するように支持された支持板と、 この支持板に所定方向に回動自在にして且つ元の位置に
   復帰するように支持され上記チャック本体に固定された
   チャック本体支持杆とを具備することを特徴とする請求
   項１記載のウェハー保持装置。