JPH10223737A - 半導体製造装置用のサセプタ及びこのサセプタを使用するウエーハ着脱方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエーハの自動着脱に適した構造を備え、且
つその表面に大きな溝を設けずに済むサセプタの構造を
提供する。 【解決手段】 本発明のサセプタ２は、ウエーハ１の外
周部に沿って、表面の少なくとも三箇所に凹部３を備え
る。これらの凹部３の中には、それぞれ突き上げピン４
が配置されている。突き上げピン４は、中間に支点５を
有し、先端部４ａがウエーハ１の周縁部の下側に位置
し、後端部４ｂがウエーハ１の外周の外側に位置し、支
点５の回りで上下方向の傾動が可能である。突き上げピ
ン４の後端部４ｂを、ウエーハ搬送装置側に設けられた
ピン１８で押し下げることによって、突き上げピン４の
先端部４ａを押し上げ、これによってウエーハ１をサセ
プタ２の表面から持ち上げた状態で、ウエーハ１の移載
を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＶＤ装置などの
半導体製造装置において半導体のウエーハを保持するた
めに使用されるサセプタの構造に係り、特に、半導体の
ウエーハをサセプタに対して自動着脱する際に好適な構
造、及び自動搬送装置を用いて当該サセプタに対してウ
エーハを着脱する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＶＤ装置などの半導体製造装置
において、搬送用ロボットなどの自動搬送装置を使用し
てサセプタ上にウエーハを降ろし、あるいはサセプタ上
からウエーハを取り出すために、図５に示す様に、ウエ
ーハ１の外周部の下側に当るサセプタ２の表面に溝９を
設け、自動搬送装置のチャック１６の爪１７が、この溝
９を介して、ウエーハ１の周縁部の下側に挿入される様
にしている。

【０００３】（従来技術の問題点）ウエーハ１はサセプ
タ２から、直接、チャックの爪１７によって持ち上げら
れて搬送されるため、サセプタ２に形成されるチャック
の爪１７用の溝９として、かなり大きな溝を設ける必要
がある。

【０００４】この様な大きな溝がサセプタの表面に形成
されているので、ＣＶＤプロセスの間に反応ガスがウエ
ーハ１の裏面側に回り込み、回り込んだ反応ガスによっ
てウエーハ１の温度が局部的に低下するために、ウエー
ハの温度の均一性が損なわれ、これによって、形成され
る気相成長層の膜厚の均一性が低下するという問題があ
った。

【０００５】また、回り込んだ反応ガスによってウエー
ハ１の裏面側にも気相成長層が形成されると、製造され
るエピタキシャル・ウエーハの商品価値が損われるとい
う問題もあった。更に、ウエーハ１がサセプタ２上に置
かれたとき、サセプタ２の余熱によって、ウエーハ１が
裏面側から暖められ、表面と裏面との間の温度差によっ
て反りを生ずることがあり、この反りによってウエーハ
１の位置が動いてしまう問題もあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の様な
問題を解決すべくなされたもので、本発明の目的は、ウ
エーハの自動着脱に適した構造を備え、且つその表面に
大きな溝を設けずに済むサセプタの構造を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のサセプタは、半
導体製造装置において半導体のウエーハが搭載されるサ
セプタであって、ウエーハの外周部に沿って、表面の少
なくとも三箇所に凹部を備え、この凹部の中に、中間に
支点を有し、先端部がウエーハの周縁部の下側に位置
し、後端部がウエーハの外周の外側に位置し、前記支点
の回りで上下方向の傾動が可能な突き上げピンが配置さ
れていることを特徴とする。

【０００８】なお、望ましくは、前記突き上げピンは、
その上面の、ウエーハの外周部に隣接する部分にウエー
ハの面方向の移動を拘束するための突起部を備える。本
発明のサセプタに対するウエーハの着脱は、ウエーハ搬
送装置を用いて、以下の様に行われる。

【０００９】即ち、サセプタ上にウエーハを置くとき
は、前記突き上げピンの後端部を押し下げることによっ
て前記突き上げピンの先端部を押し上げ、この状態でウ
エーハ搬送装置のチャックの爪の上から前記突き上げピ
ンの先端部にウエーハを移載し、次いで前記突き上げピ
ンの先端部を下げてウエーハをサセプタ上に降ろす。一
方、サセプタ上からウエーハを取り出すときは、前記突
き上げピンの後端部を押し下げることによって前記突き
上げピンの先端部を押し上げ、これによりウエーハをサ
セプタ表面から持ち上げた状態で、前記突き上げピンの
先端部からウエーハ搬送装置のチャックの爪の上にウエ
ーハを移載する。

【００１０】本発明のサセプタによれば、ウエーハの周
縁部の下側に当たるサセプタの表面部分には、前記突き
上げピンの先端部分を収容するための小さな溝を設ける
だけで、サセプタに対するウエーハの着脱が可能になる
ので、従来の構造によるサセプタと比較して、ウエーハ
の裏面側への反応ガスの回り込みを大幅に減少させるこ
とができる。この結果、ＣＶＤプロセスの間におけるウ
エーハの温度の均一性が改善されるので、ウエーハ表面
に形成される気相成長層の膜厚分布の均一性を向上さ
せ、また、ウエーハの裏面側における気相成長層の形成
を防止することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１及び図２に、本発明のサセプ
タの構造の一例を示す。なお、図２は図１のＡ−Ａ部の
部分拡大断面図を表す。図中、１はウエーハ、２はサセ
プタ、３は凹部、４は突き上げピン、５は支点、６はス
トッパ（突起部）を表す。

【００１２】サセプタ２の表面には、ウエーハ１の外周
部に沿った位置の４箇所に、凹部３が形成されている。
これらの各凹部３の中には、それぞれ突き上げピン４が
配置されている。突き上げピン４は、中間に支点５を有
し、その先端部４ａがウエーハ１の周縁部の下側に位置
し、後端部４ｂがウエーハ１の外周の外側に位置し、こ
の支点５の回りで上下方向の傾動が可能である。なお、
この他に、突き上げピン４の上面には、ウエーハ１の外
周部の外側の近傍に当たる部分に突起状のストッパ６が
設けられており、ウエーハ１の面方向の位置ずれを拘束
する機能を備えている。

【００１３】図３に、この突き上げピン４を用いて、ウ
エーハ１をサセプタ２の表面から上方に持ち上げた状態
を示す。この突き上げピン４は、てこの原理を利用した
もので、図３に示す様に、突き上げピン４の後端部４ｂ
をウエーハの搬送装置等に設けられたアーム１８を用い
て押し下げることによって、支点５の回りで突き上げピ
ン４を傾動させて、突き上げピン４の先端部４ａを押し
上げ、これによって、ウエーハ１をサセプタ２の表面か
ら上方に持ち上げることができる。また、突き上げピン
４の先端が下げられた状態では、突き上げピンの先端部
４ａがサセプタ２の表面より上方へ出ないように、突き
上げピン４を収容する凹部３の深さが設定されている。

【００１４】図４に、上記のサセプタ２を使用するウエ
ーハ１の自動搬送装置の概要を示す。搬送ヘッド１１
は、ロボット式あるいはガイドレール式などの移動装置
により、サセプタ２上でのウエーハのセット位置と、カ
セット（図示せず）等のウエーハ収納位置との間を移動
するようになっている。

【００１５】搬送ヘッド１１の前面には昇降ガイド１２
を介して昇降体１３が取り付けられ、昇降体１３の前面
には水平ガイド１４を介して一対のスライダ１５が取り
付けられ、各スライダ１５の前方にはそれぞれチャック
１６が取り付けられている。

【００１６】また、昇降体１３には、前記の突き上げピ
ン４を操作するためのアーム１８が取り付けられてい
る。昇降体１３は、サセプタ２上のウエーハ１のセット
位置の上方において、昇降ガイド１２に沿って昇降され
る。突き上げピン４によってウエーハ１がサセプタ２か
ら持ち上げられている状態で、一対のスライダ１５を水
平ガイド１４に沿って対称方向に移動させて、チャック
１６を開閉することにより、チャックのツメ１７がウエ
ーハ１の下方で出し入れされる。

【００１７】次に、この自動搬送装置を用いて、サセプ
タ２に対してウエーハ１を着脱する際の動作について説
明する。先ず、処理対象のウエーハはカセット（図示せ
ず）に収容された状態でＣＶＤ装置に搬送され、ＣＶＤ
装置にセットされる。次に、ウエーハはロボットアーム
によってカセットから抜き取られ、搬送台（図示せず）
の上に運ばれる。搬送台の上に水平に載せられたウエー
ハは、搬送ヘッド１１のチャック１６で持ち上げられ、
ＣＶＤ装置内の指示されたサセプタの上方まで、そのま
ま平行に搬送される。

【００１８】一方、サセプタ２には、先に図１及び図２
に示した様に、ウエーハ１の外周に沿った４箇所に突き
上げピン４が組み込まれている。但し、これらの突き上
げピン４とチャックの爪１７とは互いに干渉しないよう
に、その配置は円周方向にずらされている。

【００１９】ウエーハ１がサセプタ２上に平行に搬送さ
れた後、昇降体１３を降下させ、それによってアーム１
８で突き上げピン４を操作して、突き上げピン４の先端
部を押し上げる、これによりチャックの爪１７によって
支えられていたウエーハ１が、突き上げピン４の先端部
の上に移される（図３参照）。ここで、チャック１６を
開いて、昇降体１３を上昇させ、更に搬送ヘッド１１を
移動させて、次のウエーハを取りに戻る。一方、昇降体
１３の上昇に伴い、突き上げピン４の先端部が下がり、
ウエーハ１はサセプタ２の上面にセットされる（図２参
照）。

【００２０】なお、サセプタ２の上に置かれたウエーハ
１に熱による反りが生じても、突き上げピン４の上面に
設けられたストッパ６（図２参照）によって、ウエーハ
１は定位置を維持することができる。

【００２１】ウエーハ１の反りがなくなった状態では、
サセプタ２の上面とウエーハ１の下面とは密着している
が、突き上げピン４の先端部が収容されている凹部３の
部分には小さな隙間ができる。しかし、従来の、チャッ
クの爪が挿入されるための溝９（図５）と比較すると遥
かに小さな隙間であり、その影響は僅かである。

【００２２】この様にして、サセプタ２の上に規定枚数
のウエーハのセットが完了した後、気相成長のプロセス
が開始される。本発明に基づくサセプタを使用した場
合、サセプタの表面のウエーハ１の周縁部の下側に当た
る部分には、突き上げピン４の先端部を収容するための
極く小さな凹部が設けられているのみなので、従来の構
造によるサセプタ（図５）の場合と比較して、ウエーハ
の裏面側に回り込む反応ガスの量を大幅に減少させるこ
とができる。この結果、ウエーハの温度の均一性が改善
され、気相成長により形成される膜厚分布の均一性が向
上する。また、同時に、ウエーハの裏面側での気相成長
層の形成を防止することができる。

【００２３】気相成長のプロセスが終了した後、再び、
搬送ヘッド１１をウエーハ１の上方へ移動し、昇降体１
３を下降させ、アーム１８で突き上げピン４の後端部を
押し下げて突き上げピン４の先端部を押し上げ、これに
よりウエーハ１をサセプタ２の表面から持ち上げる。こ
の状態で、チャック１６を閉じて昇降体１３を上昇させ
る。これにより、ウエーハ１は突き上げピン４の先端部
からチャックの爪１７の上に移載される。次いで、搬送
ヘッド１１を移動して、ウエーハ１を搬送台まで送る。
搬送台に乗せられたウエーハはロボットアームによって
カセットの中に戻される。

【００２４】

【発明の効果】ＣＶＤ装置を用いて気相成長層の形成を
行う際に、本発明に基づくサセプタを使用すれば、気相
成長のプロセスの間でのウエーハの温度の均一性を改善
し、気相成長層の膜厚分布の均一性を向上させることが
できる。また、本発明に基づくサセプタを使用すれば、
ウエーハの裏面側での気相成長層の形成を防止すること
ができるので、エピタキシャル・ウエーハを製品として
製造する場合、その外観を清浄に保ち、商品価値を高め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく半導体製造装置用のサセプタの
一例の概要を示す図。

【図２】本発明に基づくサセプタにおいて、突き上げピ
ンの取り付け部分の詳細を示す拡大断面図。

【図３】本発明に基づくサセプタにおいて、突き上げピ
ンの動きを示す拡大断面図。

【図４】本発明に基づくサセプタを使用する、ウエーハ
の自動移載装置の構成の一例を示す図。

【図５】従来のサセプタの構造、及び従来のサセプタに
対してウエーハを着脱する方法を示す図。

【符号の説明】

１・・・ウエーハ、２・・・サセプタ、３・・・凹部、
４・・・突き上げピン、５・・・支点、６・・・ストッ
パ（突起部）、９・・・溝部、１１・・・搬送ヘッド、
１２・・・昇降ガイド、１３・・・昇降体、１４・・・
水平ガイド、１５・・・スライダ、１６・・・チャッ
ク、１７・・・チャックの爪、１８・・・アーム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯村 住夫 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式 会社沼津事業所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体製造装置において半導体のウエー
   ハが搭載されるサセプタであって、 ウエーハの外周部に沿って、表面の少なくとも三箇所に
   凹部を備え、 この凹部の中に、中間に支点を有し、先端部がウエーハ
   の周縁部の下側に位置し、後端部がウエーハの外周の外
   側に位置し、前記支点の回りで上下方向の傾動が可能な
   突き上げピンが配置されていることを特徴とする半導体
   製造装置用のサセプタ。
2. 【請求項２】 前記突き上げピンは、その上面の、ウエ
   ーハの外周部に隣接する部分にウエーハの面方向の移動
   を拘束するための突起部を備えたことを特徴とする請求
   項１に記載の半導体製造装置用のサセプタ。
3. 【請求項３】 半導体製造装置において、ウエーハ搬送
   装置を用いてサセプタに対してウエーハを着脱する方法
   であって、 ウエーハの外周部に沿って、サセプタの表面の少なくと
   も三箇所に凹部を設けるとともに、この凹部に、中間に
   支点を有し、先端部がウエーハの周縁部の下側に位置
   し、後端部がウエーハの外周の外側に位置し、前記支点
   の回りで上下方向の傾動が可能な突き上げピンを配置
   し、 サセプタ上にウエーハを置くときは、前記突き上げピン
   の後端部を押し下げることによって前記突き上げピンの
   先端部を押し上げ、この状態でウエーハ搬送装置のチャ
   ックの爪の上から前記突き上げピンの先端部にウエーハ
   を移載し、次いで前記突き上げピンの先端部を下げてウ
   エーハをサセプタ上に降ろし、 一方、サセプタ上からウエーハを取り出すときは、前記
   突き上げピンの後端部を押し下げることによって前記突
   き上げピンの先端部を押し上げ、これによりウエーハを
   サセプタの表面から持ち上げた状態で、前記突き上げピ
   ンの先端部からウエーハ搬送装置のチャックの爪の上に
   ウエーハを移載することを特徴とする半導体製造装置に
   おけるウエーハ着脱方法。