JPS61170569A

JPS61170569A - 試料移動方式

Info

Publication number: JPS61170569A
Application number: JP1085185A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Tajima; 但馬　武; Shigeo Kubota; 重雄窪田; Akihiko Matsuo; 松尾　陽彦; Mitsunori Ketsusako; 光紀蕨迫; Toru Habu; 徹土生; Masanobu Miyao; 正信宮尾; Masahiro Shigeniwa; 昌弘茂庭; Sakae Saito; 栄斉藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-01-25
Filing date: 1985-01-25
Publication date: 1986-08-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、半導体製造装置における、真空中の試料移動
方式に関するものである。

〔発明の背景〕

高機能半導体素子製造装置の代表である分子線エピタキ
シャル装置（以下ＭＢＥと称す）は、極薄膜の作成が可
能であること、成長速度がコントロールしやすいこと等
の特徴を生かし、高機能半導体素子のエピタキシャル装
置として用いられるが、そのプロセ゛スは第１図のよう
になっている（参照二表面科学第３巻第３号（１９８２
）Ｉ）、　１２５−１２７）。予備排気装置Ｉｔ−もつ
試料交換室２から入れられた試料は、マニピュレータ３
ｔ−用いて、搬送トロッコ４にのせられて、イオンスパ
ッタ室５、予備加熱室６（両室をまとめて準備室という
）を通シ、各マニピュレータ３によシイオンスバッタス
テージ７、加熱ステージ８に移され、表面のクリーニン
グ、加熱活性化処理が施された後、また搬送トロッコに
のせられ、成長室９に入シ、マニピュレータでデボステ
ージ１０に移されて、所定の分子線成長がなされる。終
了後は、再びマニピュレータによシ搬送トロッコにのせ
られて、試料交換室に戻シ、一連の処理が完了するわけ
である。装置によっては、これらの他に、成長薄膜の分
析を行う装置が併設される場合も多いが、これら一連の
移動、受渡しは、高純度を保つため、圧力１０　”Ｔ、
ｏｒｒ台という超高真空中で行なわれることが必須であ
る。そのため、それに合った機構構成、材質構成が重要
となる。

従来はこれら一連の試料の移動、受渡しは、第２図に示
すカセット等と呼ばれる金属性の受け板に、何らかの方
法で試料を固定し、それ毎行っていた。搬送ラインから
、試料交換室、各ステージへの受け渡しもそのカセット
に何らかの工夫を施し、マニピュレータを利用し、真空
外から行っていた。第２図について説明すると、カセッ
トは受け皿１１とフタ１２で構成され、試料１３は受け
皿に何らかの方法で固定され、上からフタがかぶせられ
るようになっている。受け皿の一部に、マニピュレータ
のすくい上げピン１４が入る孔がおいている。マニピュ
レータは、真空外からりまみ１５を操作することによシ
、ベローズ１６をのばし、軸１７を移動させるとともに
、支点１８を中心とする上下運動によシ、覗き窓から見
ながら、　□ピンをカセットの孔に挿入し、操作するわ
けでおる。そのために、１２００Ｃのような高温に加熱
する場合を含め、そのカセットを構成する物質の一部蒸
発物質、接触摩耗粉等が試料にごく微量ながら混入する
恐れがあった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記のような欠点のない試料移動方式
を提供することにある。

〔発明の概要〕

そのために、本発明では、試料に受け皿等をつけること
なしに、単体で移動、受け渡しするようにし、それでい
て確実な試料ホールドができるマニピュレータや、搬送
トロッコ上の試料ホールド法を実現した。しか”も他金
属に接触する部分は全て試料と同材質で作るようにした
。また加熱ステ゛　−ジに対しては、加熱時にはほぼ全
周で試料をホールドできるように、上下ステージを併設
するようにした。

〔発明の実施例〕

以下、シリコン用のＭＢＥ装置に実施した例について説
明する。試料搬送トロッコは、第３図のような受け板を
トロッコ側２１に設け、それに試料２・２が落とし込ま
れるようにした。受け板は、上板２３、下板２４から構
成され、いずれも円の一部を残した形状とした。従って
、試料はその残つている部分だけで受け板と接触するこ
とになる。

一部とはいえ、試料は下板に直接触れるため、その部分
は試料と同材質（シリコン）を用いた。

また試料交換ステージ、イオンスパッタステージ、加熱
ステージ、デボステージに対する搬送トロッコからの受
け渡しは第４図のようなマニピュレータを用いて行った
。第３図の寸法Ａよシもせまい幅Ｂ−３１をもつ受け板
３２の上に、円周上に４個の段付ピン３３を設け（本質
的には、３個以上の段付ビンでよい）、その小径の内接
円の部分□に試料３４′ｆｔ載せるようにした。このよ
うにすることによシ、搬送トロッコ受け板の考え方と同
様に試料と他物質が触れる面積を減らしつつ、試料を保
持することが可能となる。この受け板が、真空フランジ
３５の外に取付いた駆動機構３６によ、９Ｃ，Ｄ方向に
４動される。すなわち、第３図の搬送トロッコに対して
、移動方向Ｅと直角にＦ方向カラ、マニピュレータがさ
しこまれる。その際、マニピュレータの受け板は中立状
態から上がった状態で幅Ａｔ通って入シ込み、受け板を
数■下げることによシ、試料は第４図に示す搬送トロッ
コの下板上面に載せられ、更に下げることによシ、試料
はマニピュレータからトロッコに移し替えられる。その
後マニピュレータをＣ方向に後退されれば、トロッコは
試料を載せて、次のステーションに移動することが可能
となる。搬送トロッコから試料を取シ除く時は、上記の
逆を行えばよい。

ｔａマニピュレータと各ステージ間の試料の受ケ渡しも
、上記のような、試料と搬送トロッコとの受け渡しと全
く同じ方法で可能となった。

イオンスパッタステージ、デポジションステージには回
転機能が付いているが、その際も試料はいわゆる落とし
込みになっているので、試料が振シ落とされるような問
題はない。その他に各ステージにかかる機械的外力は働
かないので、接触部の少ない上記のような試料保持方法
で問題はない。

但し、加熱ステージには、加熱による試料のたわみとい
う問題がある。シリコンの場合、１２００度程度１で加
熱すると、かなシのたわみが予想される。ところが、前
記の試料ステージで受け九まま−加熱すると、受けてい
る点が４箇所だけなので、それ以外の部分がたわむ恐れ
がある。前記のような方法で搬送トロッコから受け渡し
するためには、全周で受けるのは不可能でるシ、加熱の
際にはできるだけ全周に近い部分で受けたいという事と
矛盾が出てくる。そこで、受け渡しは上記と同様に行い
、加熱するために、タンタルヒータの近くに持っていく
ために上下ステージを設けた。

すなわち、第５図に示すように、前記と同様に試料４０
は一旦受け渡しステージ４１に受け渡されるが、その後
つまみ４２を回すことによシ上下ステージ４３が上昇し
、試料をすくいあげ更に上昇しヒータ４４の近くに持ち
上げられるわけである。受け渡しステージの試料受けは
、上記搬送トロッコの試料受けと似た２本のカタカナコ
字形で、接触点は４箇所であるが、上下できる上下ステ
ージの試料受けは、受け渡しホルダの試料受け部の４箇
所を除くほぼ全周となっている。受け渡しステージ試料
受けのコ字の間にも試料受けの一部が来るようにしであ
る。

〔発明の効果〕

以上のような構造としたため、本発明では、次の効果が
得られた。

（１）試料を車体で移動、受け渡しするため、不純物混
入の確率が非常に少なくなった。

Φ）試料が他物質と接触せざるを得ない箇所も極力面積
を小さく、試料と同材質を使用したため上記（１）と同
様の効果が得られた。

（３）加熱ステージ部に受け渡しステージと上下ステー
ジの２段構成にしたことによシ、加熱時には、試料をほ
ぼ全周のリングで受けることができるため、加熱時のた
わみを減らすことができた。

【図面の簡単な説明】

第１図はＭＢＥ装置の概念図、第２図は従来の移動費は
渡し方式のカセット及びマニピュレータを示す断面図、
第３図は本発明における搬送トロッコの試料受け部を示
す見取図、第４図は本発明におけるマニピュレータの見
取図、第５図は本発明における加熱ステージを示す見取
図である。２２・・・試料、２３・・・上板、２４・・・下板、２
７・・・搬送トロッコ、３２・・・受け板、３３・・・
段付ビン、３４・・・試料、３６・・・駆動機構、４０
・・・試料、４１・・・受け渡しステージ、４３・・・
上下ステージ、４４茅１回

Claims

【特許請求の範囲】

１、真空中における処理用試料の試料交換室及び処理室
を含む２室以上に至る搬送および搬送ラインから各ステ
ージに対する前記試料の受け渡し等を、処理面を下向き
とし、前記試料に余分な受け皿等をもつことなしに、前
記試料単体で行なう如く構成したことを特徴とする試料
移動方式。