KR20230051316A - 기상 성장 장치 - Google Patents

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KR20230051316A
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나오유키 와다
유 미나미데
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가부시키가이샤 사무코
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Abstract

캐리어를 사용할 수 없어도 처리를 실행할 수 있는 기상 성장 장치를 제공한다. 제1 로봇(121)의 핸드의 선단에 장착된 제1 블레이드(123)는, 캐리어(C)를 지지하는 제1 오목부(124)와, 웨이퍼(WF)를 지지 가능한 제2 오목부(125)를 갖고, 로드록실(13)에는, 캐리어(C)를 지지함과 함께 웨이퍼(WF)를 지지 가능한 홀더(17)가 설치되어 있다.

Description

기상 성장 장치 {VAPOR PHASE GROWTH DEVICE}
본 발명은, 에피택셜 웨이퍼(Epitaxial Wafer)의 제조 등에 이용되는 기상 성장 장치에 관한 것이다.
에피택셜 웨이퍼의 제조 등에 이용되는 기상 성장 장치에 있어서, 실리콘 웨이퍼 이면으로의 손상을 최소한으로 하기 위해, 실리콘 웨이퍼를 링 형상의 캐리어에 탑재한 상태에서, 로드록실(load lock chambers)에서 반응실까지의 공정을 반송하는 것이 제안되어 있다(특허문헌 1).
이러한 종류의 기상 성장 장치에서는, 로드록실에 있어서 대기한 링 형상의 캐리어에 처리 전의 웨이퍼를 탑재하는 한편, 처리 후의 웨이퍼는, 링 형상의 캐리어에 탑재된 채 반응실로부터 로드록실에 반송된다.
미국특허출원공개 2017/0110352호 공보
상기 링 형상의 캐리어를 이용하여 웨이퍼를 반송하는 종래의 기상 성장 장치에서는, 캐리어가 파손 또는 고장나거나 하여 사용할 수 없는 상황이 되면, 기상 성장 장치도 사용할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 캐리어를 사용하지 않아도 CVD 처리를 실행할 수 있는 기상 성장 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 웨이퍼의 외연을 지지하는 링 형상의 캐리어를 구비하고, 복수의 당해 캐리어를 이용하여,
복수의 처리 전의 웨이퍼를, 웨이퍼 수납 용기로부터, 팩토리 인터페이스, 로드록실 및 웨이퍼 이재실(移載室)을 통하여 반응실로 순차적으로 반송함과 함께,
복수의 처리 후의 웨이퍼를, 상기 반응실로부터, 상기 웨이퍼 이재실, 상기 로드록실 및 상기 팩토리 인터페이스를 통하여 상기 웨이퍼 수납 용기로 순차적으로 반송하는 기상 성장 장치로서,
상기 로드록실은, 제1 도어를 통하여 상기 팩토리 인터페이스와 연통함과 함께, 제2 도어를 통하여 상기 웨이퍼 이재실과 연통하고,
상기 웨이퍼 이재실은, 게이트 밸브를 통하여, 상기 웨이퍼에 CVD막을 형성하는 상기 반응실과 연통하고,
상기 웨이퍼 이재실에는, 상기 로드록실에 반송되어 온 처리 전의 웨이퍼를 캐리어에 탑재된 상태에서 상기 반응실에 투입함과 함께, 상기 반응실에 있어서 처리를 끝낸 처리 후의 웨이퍼를 캐리어에 탑재된 상태에서 상기 반응실로부터 취출하여 상기 로드록실에 반송하는 제1 로봇이 설치되고,
상기 팩토리 인터페이스에는, 처리 전의 웨이퍼를 웨이퍼 수납 용기로부터 취출하여, 상기 로드록실에서 대기하는 캐리어에 탑재함과 함께, 상기 로드록실에 반송되어 온, 캐리어에 탑재된 처리 후의 웨이퍼를, 웨이퍼 수납 용기에 수납하는 제2 로봇이 설치되고,
상기 로드록실에는, 캐리어를 지지하는 홀더가 설치된 기상 성장 장치에 있어서,
상기 제1 로봇의 핸드의 선단에 장착된 제1 블레이드는, 상기 캐리어를 지지하는 제1 오목부와, 당해 제1 오목부의 저면에 상기 웨이퍼를 지지하는 제2 오목부를 갖는 기상 성장 장치이다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 오목부는, 상기 캐리어의 외주측 벽면의 일부에 대응한 오목부이고, 상기 제2 오목부는, 상기 웨이퍼의 외형의 일부에 대응한 오목부인 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 오목부와 상기 제2 오목부가 동심원 형상으로 형성되어 있는 것이 보다 바람직하다.
본 발명은, 웨이퍼의 외연을 지지하는 링 형상의 캐리어를 구비하고, 복수의 당해 캐리어를 이용하여,
복수의 처리 전의 웨이퍼를, 웨이퍼 수납 용기로부터, 팩토리 인터페이스, 로드록실 및 웨이퍼 이재실을 통하여 반응실로 순차적으로 반송함과 함께,
복수의 처리 후의 웨이퍼를, 상기 반응실로부터, 상기 웨이퍼 이재실, 상기 로드록실 및 상기 팩토리 인터페이스를 통하여 상기 웨이퍼 수납 용기로 순차적으로 반송하는 기상 성장 장치로서,
상기 로드록실은, 제1 도어를 통하여 상기 팩토리 인터페이스와 연통함과 함께, 제2 도어를 통하여 상기 웨이퍼 이재실과 연통하고,
상기 웨이퍼 이재실은, 게이트 밸브를 통하여, 상기 웨이퍼에 CVD막을 형성하는 상기 반응실과 연통하고,
상기 웨이퍼 이재실에는, 상기 로드록실에 반송되어 온 처리 전의 웨이퍼를 캐리어에 탑재된 상태에서 상기 반응실에 투입함과 함께, 상기 반응실에 있어서 처리를 끝낸 처리 후의 웨이퍼를 캐리어에 탑재된 상태에서 상기 반응실로부터 취출하여 상기 로드록실에 반송하는 제1 로봇이 설치되고,
상기 팩토리 인터페이스에는, 처리 전의 웨이퍼를 웨이퍼 수납 용기로부터 취출하여, 상기 로드록실에서 대기하는 캐리어에 탑재함과 함께, 상기 로드록실에 반송되어 온, 캐리어에 탑재된 처리 후의 웨이퍼를, 웨이퍼 수납 용기에 수납하는 제2 로봇이 설치된 기상 성장 장치에 있어서,
상기 로드록실에는, 상기 캐리어 또는 상기 웨이퍼를 지지하는 홀더가 설치되어 있는 기상 성장 장치이다.
본 발명에 있어서, 상기 홀더는, 상기 캐리어를 지지하는 캐리어용 홀더와 상기 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼용 홀더를 구비하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 캐리어용 홀더는, 상기 캐리어를 좌우 각각 적어도 2점에서 지지하고, 상기 웨이퍼용 홀더는, 상기 웨이퍼를 좌우 각각 적어도 2점에서 지지하고, 상기 웨이퍼용 홀더에서 상기 웨이퍼의 좌우 각각을 지지하는 점은, 상기 캐리어용 홀더에서 상기 캐리어의 좌우 각각을 지지하는 점보다도 외측으로 설정되어 있는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 로봇의 핸드의 선단에 장착된 제1 블레이드는, 상기 캐리어를 지지하는 제1 오목부와, 상기 제1 오목부의 저면에 형성된, 상기 웨이퍼를 지지 가능한 제2 오목부를 갖는 것이 보다 바람직하다.
본 발명은, 웨이퍼의 외연을 지지하는 링 형상의 캐리어를 구비하고, 복수의 당해 캐리어를 이용하여,
복수의 처리 전의 웨이퍼를, 웨이퍼 수납 용기로부터, 팩토리 인터페이스, 로드록실 및 웨이퍼 이재실을 통하여 반응실로 순차적으로 반송함과 함께,
복수의 처리 후의 웨이퍼를, 상기 반응실로부터, 상기 웨이퍼 이재실, 상기 로드록실 및 상기 팩토리 인터페이스를 통하여 상기 웨이퍼 수납 용기로 순차적으로 반송하는 기상 성장 장치로서,
상기 로드록실은, 제1 도어를 통하여 상기 팩토리 인터페이스와 연통함과 함께, 제2 도어를 통하여 상기 웨이퍼 이재실과 연통하고,
상기 웨이퍼 이재실은, 게이트 밸브를 통하여, 상기 웨이퍼에 CVD막을 형성하는 상기 반응실과 연통하고,
상기 웨이퍼 이재실에는, 상기 로드록실에 반송되어 온 처리 전의 웨이퍼를 캐리어에 탑재된 상태에서 상기 반응실에 투입함과 함께, 상기 반응실에 있어서 처리를 끝낸 처리 후의 웨이퍼를 캐리어에 탑재된 상태에서 상기 반응실로부터 취출하여 상기 로드록실에 반송하는 제1 로봇이 설치되고,
상기 팩토리 인터페이스에는, 처리 전의 웨이퍼를 웨이퍼 수납 용기로부터 취출하여, 상기 로드록실에서 대기하는 캐리어에 탑재함과 함께, 상기 로드록실에 반송되어 온, 캐리어에 탑재된 처리 후의 웨이퍼를, 웨이퍼 수납 용기에 수납하는 제2 로봇이 설치되고,
상기 로드록실에는, 캐리어를 지지하는 홀더가 설치된 기상 성장 장치에 있어서,
상기 반응실에는, 서셉터를 지지하여 회전 구동부에 의해 회전하는 서포트 샤프트와, 상기 서포트 샤프트에 대하여 승강 구동부에 의해 승강하는 리프트 샤프트가 설치되고,
상기 리프트 샤프트에는, 캐리어 리프트 핀이 장착 가능한 제1 장착부와, 웨이퍼 리프트 핀이 장착 가능한 제2 장착부가 형성되고,
상기 서포트 샤프트에는, 상기 제1 장착부에 장착된 캐리어 리프트 핀이 관통 가능한 제1 관통공과, 상기 제2 장착부에 장착된 웨이퍼 리프트 핀이 관통 가능한 제2 관통공이 형성되어 있는 기상 성장 장치이다.
본 발명에 있어서, 상기 서포트 샤프트의 축부는, 상기 리프트 샤프트의 축부에 삽입되어 있고, 상기 리프트 샤프트는, 상기 서포트 샤프트와 함께 회전함과 함께 승강하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 로봇의 핸드의 선단에 장착된 제1 블레이드는, 상기 캐리어를 지지하는 제1 오목부와, 상기 제1 오목부의 저면에 형성된, 상기 웨이퍼를 지지 가능한 제2 오목부를 갖는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 로드록실에는, 상기 캐리어를 지지함과 함께 상기 웨이퍼를 지지 가능한 홀더가 설치되어 있는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 의하면, 제1 로봇의 핸드의 선단에 장착된 제1 블레이드는, 웨이퍼를 지지하는 제2 오목부를 갖거나, 로드록실에는, 웨이퍼를 지지하는 홀더가 설치되어 있거나, 또는 서포트 샤프트에는, 웨이퍼 리프트 핀이 관통 가능한 제2 관통공이 형성되어 있기 때문에, 웨이퍼만을 반송하여 CVD 처리할 수 있다. 그 결과, 캐리어를 사용하지 않아도 기상 성장 처리를 실행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 기상 성장 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2a는 본 발명의 실시 형태에 따른 캐리어를 나타내는 평면도이다.
도 2b는 웨이퍼 및 반응로의 서셉터를 포함한 캐리어의 단면도이다.
도 3a는 로드록실에 설치된 홀더를 나타내는 평면도이다.
도 3b는 도 3a의 웨이퍼 및 캐리어를 포함한 홀더의 단면도이다.
도 3c는 로드록실에 설치된 홀더의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 3d는 도 3c의 웨이퍼 및 캐리어를 포함한 홀더의 단면도이다.
도 4는 로드록실에 있어서의 웨이퍼 및 캐리어의 이재 순서를 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 5는 반응실 내에 있어서의 웨이퍼 및 캐리어의 이재 순서를 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 6(A)는, 제2 로봇의 핸드의 선단에 장착된 제2 블레이드의 일 예를 나타내는 평면도, 도 6(B)는, 캐리어 및 웨이퍼를 포함한 제2 블레이드의 단면도이다.
도 7(A)는, 제1 로봇의 핸드의 선단에 장착된 제1 블레이드의 일 예를 나타내는 평면도, 도 7(B)는, 캐리어 및 웨이퍼를 포함한 제1 블레이드의 단면도이다.
도 8a는 캐리어를 이용하여 웨이퍼를 반송하는 경우의 서셉터를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 8b는 캐리어를 이용하지 않고 웨이퍼를 반송하는 경우의 서셉터를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 9는 본 실시 형태의 기상 성장 장치에 있어서의 웨이퍼 및 캐리어의 처리 순서를 나타내는 도면(그의 1)이다.
도 10은 본 실시 형태의 기상 성장 장치에 있어서의 웨이퍼 및 캐리어의 처리 순서를 나타내는 도면(그의 2)이다.
도 11은 본 실시 형태의 기상 성장 장치에 있어서의 웨이퍼 및 캐리어의 처리 순서를 나타내는 도면(그의 3)이다.
도 12는 본 실시 형태의 기상 성장 장치에 있어서의 웨이퍼 및 캐리어의 처리 순서를 나타내는 도면(그의 4)이다.
도 13은 본 실시 형태의 기상 성장 장치에 있어서의 캐리어를 이용하지 않는 웨이퍼의 처리 순서를 나타내는 도면(그의 1)이다.
도 14는 본 실시 형태의 기상 성장 장치에 있어서의 캐리어를 이용하지 않는 웨이퍼의 처리 순서를 나타내는 도면(그의 2)이다.
도 15는 본 실시 형태의 기상 성장 장치에 있어서의 캐리어를 이용하지 않는 웨이퍼의 처리 순서를 나타내는 도면(그의 3)이다.
도 16은 본 실시 형태의 기상 성장 장치에 있어서의 캐리어를 이용하지 않는 웨이퍼의 처리 순서를 나타내는 도면(그의 4)이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 기상 성장 장치(1)를 나타내는 블록도로서, 중앙에 나타내는 기상 성장 장치(1)의 본체는, 평면도에 의해 나타낸 것이다. 본 실시 형태의 기상 성장 장치(1)는, 소위 CVD 장치로서, 한 쌍의 반응로(11, 11)와, 단결정 실리콘 웨이퍼 등의 웨이퍼(WF)를 핸들링하는 제1 로봇(121)이 설치된 웨이퍼 이재실(12)과, 한 쌍의 로드록실(13)과, 웨이퍼(WF)를 핸들링하는 제2 로봇(141)이 설치된 팩토리 인터페이스(14)와, 복수매의 웨이퍼(WF)를 수납한 웨이퍼 수납 용기(15)(카세트 케이스)를 설치하는 로드 포트를 구비한다.
팩토리 인터페이스(14)는, 웨이퍼 수납 용기(15)가 올려 놓여지는 클린 룸과 동일한 대기 분위기로 된 영역이다. 이 팩토리 인터페이스(14)에는, 웨이퍼 수납 용기(15)에 수납된 처리 전의 웨이퍼(WF)를 취출하여 로드록실(13)로 투입하는 한편, 로드록실(13)로 반송되어 온 처리 후의 웨이퍼(WF)를 웨이퍼 수납 용기(15)로 수납하는 제2 로봇(141)이 설치되어 있다. 제2 로봇(141)은, 제2 로봇 컨트롤러(142)에 의해 제어되고, 로봇 핸드의 선단에 장착된 제2 블레이드(143)가, 미리 티칭된 소정의 궤적을 따라 이동한다.
로드록실(13)과 팩토리 인터페이스(14)의 사이에는, 기밀성을 갖는 개폐 가능한 제1 도어(131)가 설치되고, 로드록실(13)과 웨이퍼 이재실(12)의 사이에는, 동일하게 기밀성을 갖는 개폐 가능한 제2 도어(132)가 설치되어 있다. 그리고, 로드록실(13)은, 불활성 가스 분위기로 된 웨이퍼 이재실(12)과, 대기 분위기로 된 팩토리 인터페이스(14)의 사이에서, 분위기 가스를 치환하는 스페이스로서 기능한다. 그 때문에, 로드록실(13)의 내부를 진공 배기하는 배기 장치와, 로드록실(13)에 불활성 가스를 공급하는 공급 장치가 설치되어 있다.
예를 들면, 웨이퍼 수납 용기(15)로부터 처리 전의 웨이퍼(WF)를 웨이퍼 이재실(12)에 반송하는 경우에는, 팩토리 인터페이스(14)측의 제1 도어(131)를 닫고, 웨이퍼 이재실(12)측의 제2 도어(132)를 닫아, 로드록실(13)을 불활성 가스 분위기로 한 상태에서, 제2 로봇(141)을 이용하여, 웨이퍼 수납 용기(15)의 웨이퍼(WF)를 취출하고, 팩토리 인터페이스(14)측의 제1 도어(131)를 열어, 웨이퍼(WF)를 로드록실(13)에 반송한다. 이어서, 팩토리 인터페이스(14)측의 제1 도어(131)를 닫아 당해 로드록실(13)을 재차 불활성 가스 분위기로 한 후, 웨이퍼 이재실(12)측의 제2 도어(132)를 열고, 제1 로봇(121)을 이용하여, 당해 웨이퍼(WF)를 웨이퍼 이재실(12)에 반송한다.
반대로, 웨이퍼 이재실(12)로부터 처리 후의 웨이퍼(WF)를 웨이퍼 수납 용기(15)로 반송하는 경우에는, 팩토리 인터페이스(14)측의 제1 도어(131)를 닫고, 웨이퍼 이재실(12)측의 제2 도어(132)를 닫아, 로드록실(13)을 불활성 가스 분위기로 한 상태에서, 웨이퍼 이재실(12)측의 제2 도어(132)를 열고, 제1 로봇(121)을 이용하여, 웨이퍼 이재실(12)의 웨이퍼(WF)를 로드록실(13)에 반송한다. 이어서, 웨이퍼 이재실(12)측의 제2 도어(132)를 닫아 당해 로드록실(13)을 재차 불활성 가스 분위기로 한 후, 팩토리 인터페이스(14)측의 제1 도어(131)를 열고, 제2 로봇(141)을 이용하여, 당해 웨이퍼(WF)를 웨이퍼 수납 용기(15)에 반송한다.
웨이퍼 이재실(12)은, 밀폐된 챔버로 이루어지고, 한쪽이 로드록실(13)과 개폐 가능한 기밀성을 갖는 제2 도어(132)를 통하여 접속되고, 다른 한쪽이 기밀성을 갖는 개폐 가능한 게이트 밸브(114)를 통하여 접속되어 있다. 웨이퍼 이재실(12)에는, 처리 전의 웨이퍼(WF)를 로드록실(13)로부터 반응실(111)로 반송함과 함께, 처리 후의 웨이퍼(WF)를 반응실(111)로부터 로드록실(13)로 반송하는 제1 로봇(121)이 설치되어 있다. 제1 로봇(121)은, 제1 로봇 컨트롤러(122)에 의해 제어되고, 로봇 핸드의 선단에 장착된 제1 블레이드(123)가, 미리 티칭된 동작 궤적을 따라 이동한다.
기상 성장 장치(1)의 전체의 제어를 통괄하는 통괄 컨트롤러(16)와, 제1 로봇 컨트롤러(122)와, 제2 로봇 컨트롤러(142)는, 상호 제어 신호를 송수신한다. 그리고, 통괄 컨트롤러(16)로부터의 동작 지령 신호가 제1 로봇 컨트롤러(122)에 송신되면, 제1 로봇 컨트롤러(122)는, 제1 로봇(121)의 동작을 제어하고, 당해 제1 로봇(121)의 동작 결과가 제1 로봇 컨트롤러(122)로부터 통괄 컨트롤러(16)로 송신된다. 이에 따라, 통괄 컨트롤러(16)는, 제1 로봇(121)의 동작 상태를 인식한다. 마찬가지로, 통괄 컨트롤러(16)로부터의 동작 지령 신호가 제2 로봇 컨트롤러(142)에 송신되면, 제2 로봇 컨트롤러(142)는 제2 로봇(141)의 동작을 제어하고, 당해 제2 로봇(141)의 동작 결과가 제2 로봇 컨트롤러(142)로부터 통괄 컨트롤러(16)로 송신된다. 이에 따라, 통괄 컨트롤러(16)는, 제2 로봇(141)의 동작 상태를 인식한다.
웨이퍼 이재실(12)에는, 도시하지 않는 불활성 가스 공급 장치로부터 불활성 가스가 공급되고, 배기구에 접속된 스크러버(세정 집진 장치)에 의해 웨이퍼 이재실(12)의 가스가 정화된 후, 계 외로 방출된다. 이런 종류의 스크러버는, 상세한 도시는 생략하지만, 예를 들면 종래 공지의 가압수식 스크러버를 이용할 수 있다.
반응로(11)는, CVD법에 의해 웨이퍼(WF)의 표면에 에피택셜막을 생성하기 위한 장치로서, 반응실(111)을 구비하고, 당해 반응실(111) 내에 웨이퍼(WF)를 올려 놓아 회전하는 서셉터(112)가 설치되고, 또한 반응실(111)에 수소 가스 및 CVD막을 생성하기 위한 원료 가스(CVD막이 실리콘 에피택셜막인 경우는, 예를 들면 4염화 규소 SiCl4나 트리클로로실란 SiHCl3 등)를 공급하는 가스 공급 장치(113)가 설치되어 있다. 또한 도시는 생략하지만, 반응실(111)의 주위에는, 웨이퍼(WF)를 소정 온도로 승온하기 위한 가열 램프가 설치되어 있다. 추가로, 반응실(111)과 웨이퍼 이재실(12)의 사이에는, 게이트 밸브(114)가 설치되고, 게이트 밸브(114)를 폐색함으로써 반응실(111)의 웨이퍼 이재실(12)과의 기밀성이 확보된다. 이들 반응로(11)의 서셉터(112)의 구동, 가스 공급 장치(113)에 의한 가스의 공급·정지, 가열 램프의 ON/OFF, 게이트 밸브(114)의 개폐 동작의 각 제어는, 통괄 컨트롤러(16)로부터의 지령 신호에 의해 제어된다. 또한, 도 1에 나타내는 기상 성장 장치(1)는, 한 쌍의 반응로(11, 11)를 설치한 예를 나타냈지만, 1개의 반응로(11)라도 좋고, 3개 이상의 반응로라도 좋다.
반응로(11)에도, 웨이퍼 이재실(12)과 마찬가지의 구성을 갖는 스크러버(세정 집진 장치)가 설치되어 있다. 즉, 가스 공급 장치(113)로부터 공급된 수소 가스 또는 원료 가스는, 반응실(111)에 설치된 배기구에 접속된 스크러버에 의해 정화된 후, 계 외로 방출된다. 이 스크러버에 대해서도, 예를 들면 종래 공지의 가압수식 스크러버를 이용할 수 있다.
본 실시 형태의 기상 성장 장치(1)에서는, 웨이퍼(WF)를, 당해 웨이퍼(WF)의 전체 둘레 외연을 지지하는 링 형상의 캐리어(C)를 이용하여, 로드록실(13)과 반응실(111)의 사이를 반송한다. 도 2a는, 캐리어(C)를 나타내는 평면도, 도 2b는, 웨이퍼(WF) 및 반응로(11)의 서셉터(112)를 포함한 캐리어(C)의 단면도, 도 5는, 반응실(111) 내에 있어서의 웨이퍼(WF) 및 캐리어(C)의 이재 순서를 나타내는 평면도 및 단면도이다.
본 실시 형태의 캐리어(C)는, 예를 들면 SiC 등의 재료로 이루어지고, 무단(無端)의 링 형상으로 형성되고, 도 2b에 나타내는 서셉터(112)의 상면에 올려 놓여지는 저면(C11)과, 웨이퍼(WF)의 이면의 외연 전체 둘레에 접촉하여 지지하는 상면(C12)과, 외주측 벽면(C13)과, 내주측 벽면(C14)을 갖는다. 그리고, 캐리어(C)에 지지된 웨이퍼(WF)가, 반응실(111) 내에 반입되는 경우에는, 도 5(A)의 평면도에 나타내는 바와 같이, 제1 로봇(121)의 제1 블레이드(123)에 캐리어(C)를 올려 놓은 상태에서, 동 도(B)에 나타내는 바와 같이 서셉터(112)의 상부까지 반송하고, 동 도(C)에 나타내는 바와 같이 서셉터(112)에 대하여 상하 이동 가능하게 설치된 3개 이상의 캐리어 리프트 핀(115)에 의해, 일단 캐리어(C)를 들어 올리고, 동 도(D)에 나타내는 바와 같이 제1 블레이드(123)를 후퇴시킨 후, 동 도(E)에 나타내는 바와 같이 서셉터(112)를 상승시킴으로써, 서셉터(112)의 상면에 캐리어(C)를 올려 놓는다.
반대로, 반응실(111)에 있어서 처리를 종료한 웨이퍼(WF)를 캐리어(C)에 탑재한 상태에서 취출하는 경우는, 도 5(E)에 나타내는 상태로부터, 동 도(D)에 나타내는 바와 같이 서셉터(112)를 하강시켜 캐리어 리프트 핀(115)만에 의해 캐리어(C)를 지지하고, 동 도(C)에 나타내는 바와 같이, 캐리어(C)와 서셉터(112)의 사이에 제1 블레이드(123)를 전진시킨 후, 동 도(B)에 나타내는 바와 같이 3개의 캐리어 리프트 핀(115)을 하강시켜 제1 블레이드(123)에 캐리어(C)를 올려 놓고, 제1 로봇(121)의 핸드를 동작시킨다. 이에 따라, 처리를 종료한 웨이퍼(WF)를 캐리어(C)에 탑재한 상태에서 취출할 수 있다.
또한 본 실시 형태의 기상 성장 장치(1)에서는, 캐리어(C)를, 로드록실(13)에서 반응실(111)까지의 공정간을 반송하기 때문에, 로드록실(13)에 있어서, 처리 전의 웨이퍼(WF)를 캐리어(C)에 올려 놓고, 처리 후의 웨이퍼(WF)를 캐리어(C)로부터 취출한다. 그 때문에, 로드록실(13)에는, 캐리어(C)를 상하 2단으로 지지하는 홀더(17)가 설치되어 있다. 도 3a는, 로드록실(13)에 설치된 홀더(17)의 일 예를 나타내는 평면도, 도 3b는, 도 3a의 웨이퍼(WF)를 포함한 홀더(17)의 단면도이다. 본 실시 형태의 홀더(17)는, 고정된 홀더 베이스(171)와, 당해 홀더 베이스(171)에 대하여 상하로 승강 가능하게 설치된, 2개의 캐리어(C)를 상하 2단으로 지지하는 제1 홀더(172) 및 제2 홀더(173)와, 홀더 베이스(171)에 대하여 상하로 승강 가능하게 설치된 3개의 웨이퍼 리프트 핀(174)이 설치되어 있다.
제1 홀더(172) 및 제2 홀더(173)(도 3a의 평면도에서는, 제2 홀더(173)가 제1 홀더(172)에 의해 숨겨져 있기 때문에, 제1 홀더(172)만을 도시함)는, 캐리어(C)를 4점에서 지지하기 위한 돌기를 갖고, 제1 홀더(172)에는 1개의 캐리어(C)가 올려 놓여지고, 제2 홀더(173)에도 1개의 캐리어(C)가 올려 놓여진다. 또한, 제2 홀더(173)에 올려 놓여지는 캐리어(C)는, 제1 홀더(172)와 제2 홀더(173)의 사이의 간극에 삽입된다. 특히 본 실시 형태의 제1 홀더(172) 및 제2 홀더(173)는, 도 3b에 나타내는 바와 같이, 캐리어(C)를 지지할 뿐만 아니라, 웨이퍼(WF)도 지지 가능한 바와 같이, 각각 대향하는 제1 홀더(172)의 선단 및 제2 홀더(173)의 선단의 간격(L)이, 웨이퍼(WF)의 직경보다 작게 형성되어 있다. 이에 따라, 캐리어를 이용하지 않아도, 로드록실(13)의 홀더(17)에서 웨이퍼(WF)의 처리가 가능해져, 호환성이 높아진다.
도 3c는, 로드록실(13)에 설치된 홀더(17)의 다른 예를 나타내는 평면도, 도 3d는, 도 3c의 웨이퍼(WF)를 포함한 홀더(17)의 단면도이다. 본 실시 형태의 홀더(17)는, 고정된 홀더 베이스(171)와, 당해 홀더 베이스(171)에 대하여 상하로 승강 가능하게 설치된, 2개의 캐리어(C)를 상하 2단으로 지지하는 캐리어용 홀더인 제1 홀더(172) 및 제2 홀더(173)와, 홀더 베이스(171)에 대하여 상하로 승강 가능한 3개의 웨이퍼 리프트 핀(174)을 구비하고, 캐리어용 홀더인 제1 홀더(172) 및 제2 홀더(173)는, 2개의 웨이퍼(WF)를 상하 2단으로 지지하는 웨이퍼용 홀더인 제1 웨이퍼 홀더(172a) 및 제2 웨이퍼 홀더(173a)를 구비한다.
캐리어용 홀더인 제1 홀더(172)는, 캐리어(C)만을 4점에서 지지하고, 제1 홀더(172)에는 1개의 캐리어(C)가 올려 놓여진다. 또한 캐리어용 홀더인 제2 홀더(173)도, 캐리어(C)만을 4점에서 지지하고, 제2 홀더(173)에는 1개의 캐리어(C)가 올려 놓여진다. 또한, 도 3c에서는 제1 홀더(172) 및 제2 홀더(173)가 캐리어(C)를 4점에서 지지하지만, 제1 홀더(172) 및 제2 홀더(173)가 캐리어(C)를 지지하는 점은 4점 이상이라도 좋다.
이에 대하여, 웨이퍼용 홀더인 제1 웨이퍼 홀더(172a)는, 웨이퍼(WF)만을 4점에서 지지하고, 제1 웨이퍼 홀더(172a)에는 1매의 웨이퍼(WF)가 올려 놓여진다. 또한 웨이퍼용 홀더인 제2 웨이퍼 홀더(173a)도, 웨이퍼(WF)만을 4점에서 지지하고, 제2 웨이퍼 홀더(173a)에는 1매의 웨이퍼(WF)가 올려 놓여진다. 또한, 도 3c에서는 제1 웨이퍼 홀더(172a) 및 제2 웨이퍼 홀더(173a)가 웨이퍼(WF)를 4점에서 지지하지만, 제1 웨이퍼 홀더(172a) 및 제2 웨이퍼 홀더(173a)가 웨이퍼(WF)를 지지하는 점은 4점 이상이라도 좋다.
도 3c에 나타내는 바와 같이, 제1 홀더(172) 및 제2 홀더(173)는 캐리어(C)를 좌우 각각 적어도 2점에서 지지해도 좋고, 제1 웨이퍼 홀더(172a) 및 제2 웨이퍼 홀더(173a)는 웨이퍼(WF)를 좌우 각각 적어도 2점에서 지지해도 좋다. 또한, 제1 웨이퍼 홀더(172a) 및 제2 웨이퍼 홀더(173a)가 웨이퍼(WF)를 좌우 각각에서 지지하는 점은, 제1 홀더(172) 및 제2 홀더(173)가 캐리어(C)를 좌우 각각에서 지지하는 점보다도 외측으로 설정되어 있어도 좋다. 웨이퍼용 홀더가 웨이퍼(WF)를 지지하는 점을 보다 외측, 즉 좌우 각각의 2점의 피치를 폭넓게 설치함으로써, 웨이퍼(WF)를 지지하는 점이 등배(等配)하게 근접하여, 웨이퍼(WF)의 지지가 안정된다.
도 4는, 로드록실(13)에 있어서의 웨이퍼(WF) 및 캐리어(C)의 이재 순서를 나타내는 평면도 및 단면도로서, 동 도(B)에 나타내는 바와 같이 제1 홀더(172)에 캐리어(C)가 지지되어 있는 상태에서, 당해 캐리어(C)에 처리 전의 웨이퍼(WF)를 탑재하는 순서를 나타낸다. 즉, 팩토리 인터페이스(14)에 설치된 제2 로봇(141)은, 웨이퍼 수납 용기(15)에 수납된 1매의 웨이퍼(WF)를 제2 블레이드(143)에 싣고, 로드록실(13)의 제1 도어(131)를 통하여, 동 도(B)에 나타내는 바와 같이 홀더(17)의 상부까지 반송한다. 이어서, 동 도(C)에 나타내는 바와 같이, 홀더 베이스(171)에 대하여 3개의 웨이퍼 리프트 핀(174)을 상승시켜, 웨이퍼(WF)를 일단 들어 올리고, 동 도(D)에 나타내는 바와 같이 제2 블레이드(143)를 후퇴시킨다. 또한, 3개의 웨이퍼 리프트 핀(174)은, 동 도(A)의 평면도에 나타내는 바와 같이, 제2 블레이드(143)와 간섭하지 않는 위치에 설치되어 있다. 이어서, 동 도(D) 및 (E)에 나타내는 바와 같이, 3개의 웨이퍼 리프트 핀(174)을 하강시킴과 함께 제1 홀더(172) 및 제2 홀더(173)를 상승시킴으로써, 캐리어(C)에 웨이퍼(WF)를 탑재한다.
반대로, 캐리어(C)에 올려 놓여진 상태에서 로드록실(13)에 반송되어 온 처리 후의 웨이퍼(WF)를, 웨이퍼 수납 용기(15)로 반송하는 경우에는, 도 4(E)에 나타내는 상태로부터, 동 도(D)에 나타내는 바와 같이 3개의 웨이퍼 리프트 핀(174)을 상승시킴과 함께 제1 홀더(172) 및 제2 홀더(173)를 하강시켜, 웨이퍼 리프트 핀(174)만에 의해 웨이퍼(WF)를 지지하고, 동 도(C)에 나타내는 바와 같이 캐리어(C)와 웨이퍼(WF)의 사이에 제2 블레이드(143)를 전진시킨 후, 동 도(B)에 나타내는 바와 같이 3개의 웨이퍼 리프트 핀(174)을 하강시켜 제2 블레이드(143)에 웨이퍼(WF)를 싣고, 제2 로봇(141)의 핸드를 동작시킨다. 이에 따라, 처리를 종료한 웨이퍼(WF)를 캐리어(C)로부터 웨이퍼 수납 용기(15)로 취출할 수 있다. 또한, 도 4(E)에 나타내는 상태는, 처리를 종료한 웨이퍼(WF)가 캐리어(C)의 탑재된 상태에서 제1 홀더(172)에 반송되어 있지만, 제2 홀더(173)에 반송된 경우도 마찬가지의 순서로, 웨이퍼(WF)를 캐리어(C)로부터 웨이퍼 수납 용기(15)로 취출할 수 있다.
도 6(A)는, 제2 로봇(141)의 핸드의 선단에 장착된 제2 블레이드(143)의 일 예를 나타내는 평면도, 도 6(B)는, 웨이퍼(WF)를 포함한 제2 블레이드(143)의 단면도이다. 본 실시 형태의 제2 블레이드(143)는, 직사각 판 형상의 본체의 일면에, 웨이퍼(WF)에 대응한 지름의 제1 오목부(144)가 형성되어 있다. 제1 오목부(144)의 지름은, 웨이퍼(WF)의 지름보다 약간 크게 형성되어 있다. 그리고, 제2 로봇(141)은, 웨이퍼 수납 용기(15)로부터 웨이퍼(WF)를 취출하는 경우 및 웨이퍼 수납 용기(15)에 웨이퍼(WF)를 수납하는 경우에는, 웨이퍼(WF)를 제1 오목부(144)에 올려 놓는다.
도 7(A)는, 제1 로봇(121)의 핸드의 선단에 장착된 제1 블레이드(123)의 일 예를 나타내는 평면도, 도 7(B)는, 캐리어(C) 및 웨이퍼(WF)를 포함한 제1 블레이드(123)의 단면도이다. 본 실시 형태의 제1 블레이드(123)는, 직사각 판 형상의 본체의 일면에, 캐리어(C)의 외주측 벽면(C13)에 대응한 지름의 제1 오목부(124)와, 이 제1 오목부(124)의 저면에, 웨이퍼(WF)의 외형에 대응한 지름의 제2 오목부(125)가, 동심원 형상으로 형성되어 있다. 제1 오목부(124)의 지름은, 캐리어(C)의 외주측 벽면(C13)의 지름보다 약간 크게 형성되고, 제2 오목부(125)의 지름은, 웨이퍼(WF)의 외형보다 약간 크게 형성되어 있다.
그리고, 제1 로봇(121)은, 웨이퍼(WF)를 실은 캐리어(C)를 반송하는 경우에는, 캐리어(C)를 제1 오목부(124)에 싣지만, 캐리어(C)를 이용하지 않고 웨이퍼(WF)만을 반송하는 경우에는, 웨이퍼(WF)를 제2 오목부(125)에 올려 놓을 수 있게 되어 있다. 이와 같이, 1개의 제1 블레이드(123)에 의해, 캐리어(C) 및 웨이퍼(WF)를 확실히 지지할 수 있기 때문에, 캐리어(C)를 이용하여 처리를 실행하는 경우와, 캐리어(C)를 이용하지 않고 처리를 실행하는 경우를 전환할 때에, 제1 블레이드(123)를 교환하거나, 제1 로봇(121)에 2개의 핸드를 설치하거나 할 필요가 없어져, 호환성이 높아진다.
본 실시 형태의 기상 성장 장치(1)는, 반응실(111)의 서셉터(112)에 설치된 웨이퍼 리프트 핀이 웨이퍼(WF)의 이면에 접촉함으로써 발생하는 손상이나 요철을 억제하기 위해 캐리어(C)를 이용하여 웨이퍼(WF)를 반송하지만, 어떠한 원인으로 캐리어(C)가 부족한 경우나, 수주 변동에 대응하는 경우 등에는, 캐리어(C)를 이용하지 않고 웨이퍼(WF)를 반송하고 싶은 경우가 있다. 그 때문에, 전술한 바와 같이, 로드록실(13)의 홀더(17)에 대해서는, 캐리어(C)뿐만 아니라 웨이퍼(WF)도 지지 가능한 구성으로 되고, 또한 제1 블레이드(123)에 대해서도, 캐리어(C)뿐만 아니라 웨이퍼(WF)도 지지 가능한 구성으로 되어 있다. 추가로 이들에 더하여, 반응로(11)의 서셉터(112)에 대해서도, 캐리어(C)를 이용하여 처리를 실행하는 경우와, 캐리어(C)를 이용하지 않고 처리를 실행하는 경우를 용이하게 전환할 수 있는 구성으로 되어 있다.
도 8a는, 캐리어(C)를 이용하여 웨이퍼(WF)를 반송하는 경우의 서셉터(112)의 주변 구조를 나타내는 주요부 단면도이다. 서셉터(112)는, 회전 구동부(119a)에 의해 회전하는 서포트 샤프트(116)의 상단에 고정되어 지지되어 있다. 또한, 서포트 샤프트(116)의 축부는 리프트 샤프트(117)의 축부에 삽입되고, 이 리프트 샤프트(117)의 상단에는, 캐리어(C)를 승강시키는 캐리어 리프트 핀(115)이 장착되는 제1 장착부(1171)가 형성되어 있다. 리프트 샤프트(117)는, 서포트 샤프트(116)와 함께 회전함과 함께, 승강 구동부(119b)에 의해 상승 위치와 하강 위치의 사이를 승강한다. 추가로, 리프트 샤프트(117)의 제1 장착부(1171)에 캐리어 리프트 핀(115)을 장착한 경우에, 서포트 샤프트(116)를 관통하는 위치에 제1 관통공(1161)이 형성되어 있다.
그리고, 반응실(111)에 있어서 CVD막을 형성하는 경우에는, 도 8a에 나타내는 바와 같이, 승강 구동부(119b)에 의해 캐리어 리프트 핀(115)을 하강 위치에 하강시킨 상태에서, 회전 구동부(119a)에 의해 서포트 샤프트(116)를 회전시킨다. 한편, 웨이퍼(WF)가 탑재된 캐리어(C)를 서셉터(112)에 올려 놓는 경우나, 서셉터(112)에 올려 놓여진 캐리어(C)를 반출하는 경우에는, 승강 구동부(119b)에 의해 리프트 샤프트(117)를 반송 위치에 이동시키고, 캐리어 리프트 핀(115)에 의해 캐리어(C)를 수취하거나 들어 올리거나 한다.
특히 본 실시 형태의 리프트 샤프트(117)에는, 캐리어(C)를 이용하지 않고 웨이퍼(WF)를 반송시키는 경우를 상정하여, 웨이퍼(WF)를 승강시키는 웨이퍼 리프트 핀(118)이 장착 가능한 제2 장착부(1172)가 형성되어 있다. 추가로 리프트 샤프트(117)의 제2 장착부(1172)에 웨이퍼 리프트 핀(118)을 장착한 경우에, 서포트 샤프트(116)를 관통하는 위치에 제2 관통공(1162)이 형성되어 있다. 도 8b는, 캐리어(C)를 이용하지 않고 웨이퍼(WF)를 반송하는 경우의 서셉터(112)의 주변 구조를 나타내는 주요부 단면도이다. 캐리어(C)를 이용하지 않고 웨이퍼(WF)를 반송하는 경우에는, 서셉터(112)는 전용 부품으로 교환하고, 캐리어 리프트 핀(115)을 떼어내고 웨이퍼 리프트 핀(118)을 제2 장착부(1172)에 장착한다. 이 때, 서포트 샤프트(116)에는, 제2 관통공(1162)이 미리 형성되고, 리프트 샤프트(117)에는, 제2 장착부(1172)가 미리 형성되어 있기 때문에, 이들 서포트 샤프트(116) 및 리프트 샤프트(117)는 공용할 수 있다.
그리고, 반응실(111)에 있어서 CVD막을 형성하는 경우에는, 도 8b에 나타내는 바와 같이, 승강 구동부(119b)에 의해 웨이퍼 리프트 핀(118)을 하강 위치에 하강시킨 상태에서, 회전 구동부(119a)에 의해 서포트 샤프트(116)를 회전시킨다. 한편, 웨이퍼(WF)를 서셉터(112)에 올려 놓는 경우나, 서셉터(112)에 올려 놓여진 웨이퍼(WF)를 반출하는 경우에는, 승강 구동부(119b)에 의해 반송 위치까지 서셉터(112)를 이동시키고, 웨이퍼 리프트 핀(118)에 의해 웨이퍼(WF)를 수취한다.
다음으로, 본 실시 형태의 기상 성장 장치(1)에 있어서의, 에피택셜막의 생성 전(이하, 간단히 처리 전이라고도 함) 및 에피택셜막의 생성 후(이하, 간단히 처리 후라고도 함)의 웨이퍼(WF)와, 캐리어(C)를, 처리하는 순서를 설명한다. 도 9∼도 12는, 본 실시 형태의 기상 성장 장치(1)에 있어서의 웨이퍼(WF) 및 캐리어(C)의 처리 순서를 나타내는 개략도로서, 도 1의 한쪽측의 웨이퍼 수납 용기(15), 로드록실(13) 및 반응로(11)에 대응하고, 웨이퍼 수납 용기(15)에는, 복수매의 웨이퍼(W1, W2, W3…)(예를 들면 합계 25매)가 수납되고, 이 순서로 처리를 개시하는 것으로 한다. 도 9∼도 12는, 캐리어(C)를 이용하여 웨이퍼(WF)를 반송하는 케이스를 나타낸다.
도 9의 공정 S0은, 지금부터 기상 성장 장치(1)를 이용하여 처리를 개시하는 스탠바이 상태를 나타내고, 웨이퍼 수납 용기(15)에는, 복수매의 웨이퍼(W1, W2, W3…)(예를 들면 합계 25매)가 수납되고, 로드록실(13)의 제1 홀더(172)에는 빈 캐리어(C1)가 지지되고, 제2 홀더(173)에는 빈 캐리어(C2)가 지지되고, 로드록실(13)은 불활성 가스 분위기로 되어 있는 것으로 한다.
다음의 공정 S1에 있어서, 제2 로봇(141)은, 웨이퍼 수납 용기(15)에 수납된 웨이퍼(W1)를 제2 블레이드(143)에 싣고, 로드록실(13)의 제1 도어(131)를 통하여 제1 홀더(172)에 지지된 캐리어(C1)에 이재한다. 이 이재의 순서는, 도 4를 참조하여 설명한 바와 같다.
다음의 공정 S2에 있어서, 로드록실(13)의 제1 도어(131)를 닫고, 제2 도어(132)도 닫은 상태에서, 로드록실(13)의 내부를 불활성 가스 분위기로 치환한다. 그리고, 제2 도어(132)를 열고, 제1 로봇(121)의 제1 블레이드(123)에 캐리어(C1)를 싣고, 반응로(11)의 게이트 밸브(114)를 열어, 당해 게이트 밸브(114)를 통하여 웨이퍼(W1)가 탑재된 캐리어(C1)를 서셉터(112)에 이재한다. 이 이재의 순서는, 도 5를 참조하여 설명한 바와 같다. 공정 S2∼S4에 있어서, 반응로(11)에서는, 웨이퍼(W1)에 대한 CVD막의 생성 처리가 행해진다.
즉, 처리 전의 웨이퍼(W1)가 탑재된 캐리어(C1)를 반응실(111)의 서셉터(112)에 이재하여 게이트 밸브(114)를 닫고, 소정 시간만큼 대기한 후, 가스 공급 장치(113)에 의해 반응실(111)에 수소 가스를 공급하여 반응실(111)을 수소 가스 분위기로 한다. 이어서 가열 램프로 반응실(111)의 웨이퍼(W1)를 소정 온도로 승온하고, 필요에 따라서 에칭이나 열처리 등의 전 처리를 실시한 후, 가스 공급 장치(113)에 의해 원료 가스를 유량 및/또는 공급 시간을 제어하면서 공급한다. 이에 따라, 웨이퍼(W1)의 표면에 CVD막이 생성된다. CVD막이 형성되면, 가스 공급 장치(113)에 의해 반응실(111)에 재차 수소 가스를 공급하여 반응실(111)을 수소 가스 분위기로 치환한 후, 소정 시간만큼 대기한다.
이와 같이 공정 S2∼S4에 있어서, 반응로(11)에 의해 웨이퍼(W1)에 처리를 행하고 있는 동안, 제2 로봇(141)은, 웨이퍼 수납 용기(15)로부터 다음의 웨이퍼(W2)를 취출하여, 다음의 처리의 준비를 한다. 그 전에, 본 실시 형태에서는, 공정 S3에 있어서, 로드록실(13)의 제2 도어(132)를 닫고, 제1 도어(131)도 닫은 상태에서, 로드록실(13)의 내부를 불활성 가스 분위기로 치환한다. 그리고, 제2 도어(132)를 열고, 제1 로봇(121)에 의해, 제2 홀더(173)에 지지되어 있는 캐리어(C2)를 제1 홀더(172)에 이재한다. 이에 연속하여, 공정 S4에 있어서, 제2 로봇(141)은, 웨이퍼 수납 용기(15)에 수납된 웨이퍼(W2)를 제2 블레이드(143)에 싣고, 제1 도어(131)를 열어, 로드록실(13)의 제1 홀더(172)에 지지된 캐리어(C2)에 이재한다.
이와 같이 본 실시 형태에서는, 공정 S3을 추가하고, 웨이퍼 수납 용기(15)에 수납된 처리 전의 웨이퍼(WF)는, 로드록실(13)의 홀더(17)의 최상단의 홀더인 제1 홀더(172)에 탑재한다. 이것은 이하의 이유에 의한다. 즉, 공정 S2에 나타내는 바와 같이, 다음의 웨이퍼(W2)를 탑재하는 빈 캐리어(C2)가 제2 홀더(173)에 지지되어 있는 경우, 이에 웨이퍼(W2)를 탑재하면, 처리 후의 웨이퍼(W1)가 제1 홀더(172)에 이재될 가능성이 있다. 본 실시 형태의 기상 성장 장치(1)의 캐리어(C)는, 반응실(111)에까지 반송되기 때문에, 캐리어(C)가 파티클의 발생 요인이 되고, 처리 전의 웨이퍼(W2)의 상부에 캐리어(C1)가 지지되면, 처리 전의 웨이퍼(W2)에 먼지가 낙하할 우려가 있다. 그 때문에, 처리 전의 웨이퍼(WF)는, 로드록실(13)의 홀더(17)의 최상단의 홀더(제1 홀더(172))에 탑재하도록, 공정 S3을 추가하고, 빈 캐리어(C2)를 제1 홀더(172)에 이재한다.
공정 S5에 있어서, 로드록실(13)의 제1 도어(131)를 닫고, 제2 도어(132)도 닫은 상태에서, 로드록실(13)의 내부를 불활성 가스 분위기로 치환한다. 그리고, 반응로(11)의 게이트 밸브(114)를 열어, 제1 로봇(121)의 제1 블레이드(123)를 반응실(111)에 삽입하고, 처리 후의 웨이퍼(W1)를 탑재한 캐리어(C1)를 싣고, 반응실(111)로부터 취출하여, 게이트 밸브(114)를 닫은 후, 제2 도어(132)를 열어, 로드록실(13)의 제2 홀더(173)에 이재한다. 이에 연속하여, 제1 로봇(121)의 제1 블레이드(123)에, 제1 홀더(172)에 지지된 캐리어(C2)를 싣고, 이 처리 전의 웨이퍼(W2)를 탑재한 캐리어(C2)를, 공정 S6에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 이재실(12)을 통하여, 게이트 밸브(114)를 열어 반응로(11)의 서셉터(112)에 이재한다.
공정 S6∼S9에 있어서, 반응로(11)에서는, 웨이퍼(W2)에 대한 CVD막의 생성 처리가 행해진다. 즉, 처리 전의 웨이퍼(W2)가 탑재된 캐리어(C2)를 반응실(111)의 서셉터(112)에 이재하여 게이트 밸브(114)를 닫고, 소정 시간만큼 대기한 후, 가스 공급 장치(113)에 의해 반응실(111)에 수소 가스를 공급하여 반응실(111)을 수소 가스 분위기로 한다. 이어서 가열 램프로 반응실(111)의 웨이퍼(W2)를 소정 온도로 승온하고, 필요에 따라서 에칭이나 열처리 등의 전 처리를 실시한 후, 가스 공급 장치(113)에 의해 원료 가스를 유량 및/또는 공급 시간을 제어하면서 공급한다. 이에 따라, 웨이퍼(W2)의 표면에 CVD막이 생성된다. CVD막이 형성되면, 가스 공급 장치(113)에 의해 반응실(111)에 재차 수소 가스를 공급하여 반응실(111)을 수소 가스 분위기로 치환한 후, 소정 시간만큼 대기한다.
이와 같이 공정 S6∼S9에 있어서, 반응로(11)에 의해 웨이퍼(W2)에 처리를 행하고 있는 동안, 제2 로봇(141)은, 처리 후의 웨이퍼(W1)를 웨이퍼 수납 용기(15)에 수납함과 함께, 웨이퍼 수납 용기(15)로부터 다음의 웨이퍼(W3)를 취출하여, 다음의 처리의 준비를 한다. 즉, 공정 S7에 있어서, 로드록실(13)의 제2 도어(132)를 닫고, 제1 도어(131)도 닫은 상태에서, 로드록실(13)의 내부를 불활성 가스 분위기로 치환한다. 그리고, 제1 도어(131)를 열고, 제2 로봇(141)에 의해, 제2 홀더(173)에 지지되어 있는 캐리어(C1)로부터 처리 후의 웨이퍼(W1)를 제2 블레이드(143)에 싣고, 공정 S8에 나타내는 바와 같이 당해 처리 후의 웨이퍼(W1)를 웨이퍼 수납 용기(15)에 수납한다. 이에 연속하여, 전술한 공정 S3과 마찬가지로, 공정 S7에 있어서, 제1 로봇(121)에 의해, 제2 홀더(173)에 지지되어 있는 캐리어(C1)를 제1 홀더(172)에 이재한다.
이에 연속하여, 공정 S8에 있어서, 제2 로봇(141)에 의해, 웨이퍼 수납 용기(15)에 수납된 웨이퍼(W3)를 제2 블레이드(143)에 싣고, 공정 S9에 나타내는 바와 같이, 제1 도어(131)를 열어, 로드록실(13)의 제1 홀더(172)에 지지된 캐리어(C1)에 이재한다.
공정 S10에 있어서는, 전술한 공정 S5와 마찬가지로, 로드록실(13)의 제1 도어(131)를 닫고, 제2 도어(132)도 닫은 상태에서, 로드록실(13)의 내부를 불활성 가스 분위기로 치환한다. 그리고, 반응로(11)의 게이트 밸브(114)를 열어, 제1 로봇(121)의 제1 블레이드(123)를 반응실(111)에 삽입하고, 처리 후의 웨이퍼(W2)를 탑재한 캐리어(C2)를 싣고, 게이트 밸브(114)를 닫은 후, 제2 도어(132)를 열어, 반응실(111)로부터 로드록실(13)의 제2 홀더(173)에 이재한다. 이에 연속하여, 제1 로봇(121)의 제1 블레이드(123)에, 제1 홀더(172)에 지지된 캐리어(C1)를 싣고, 이 처리 전의 웨이퍼(W3)를 탑재한 캐리어(C1)를, 공정 S11에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 이재실(12)을 통하여, 반응로(11)의 서셉터(112)에 이재한다.
공정 S10에 있어서, 전술한 공정 S7과 마찬가지로, 로드록실(13)의 제2 도어(132)를 닫고, 제1 도어(131)도 닫은 상태에서, 로드록실(13)의 내부를 불활성 가스 분위기로 치환한다. 그리고, 제1 도어(131)를 열고, 제2 로봇(141)에 의해, 제2 홀더(173)에 지지되어 있는 캐리어(C2)로부터 처리 후의 웨이퍼(W2)를 제2 블레이드(143)에 싣고, 공정 S11에 나타내는 바와 같이 당해 처리 후의 웨이퍼(W2)를 웨이퍼 수납 용기(15)에 수납한다. 이하, 웨이퍼 수납 용기(15)에 수납된 모든 처리 전의 웨이퍼(WF)의 처리가 종료할 때까지, 이상의 공정을 반복한다.
이상과 같이, 본 실시 형태의 기상 성장 장치(1)에 있어서는, 반응로(11)에서 처리를 행하고 있는 동안에, 다음의 처리 전의 웨이퍼(WF)를 웨이퍼 수납 용기(15)로부터 취출하여 준비하거나, 처리 후의 웨이퍼(WF)를 웨이퍼 수납 용기(15)에 수납하거나 함으로써, 반송에만 소비되는 시간을 최대한 적게 한다. 이 경우, 본 실시 형태의 홀더(17)와 같이, 로드록실(13)에 있어서의 캐리어(C)의 대기수를 2개 이상으로 설정하면, 반송에만 소비되는 시간의 단축 자유도가 보다 한층 높아진다. 그리고, 로드록실(13)의 전유(專有) 스페이스를 고려하면, 복수의 캐리어(C)를 좌우로 나열하는 것보다 상하로 다단으로 나열하는 쪽이, 기상 성장 장치(1)의 전체의 전유 스페이스가 작아진다. 단, 복수의 캐리어(C)를 상하로 다단으로 나열하면, 처리 전의 웨이퍼(WF)의 상부에 캐리어(C)가 지지되는 경우가 있어, 처리 전의 웨이퍼(WF)에 먼지가 낙하할 우려가 있다. 그러나, 본 실시 형태의 기상 성장 장치(1)에서는, 처리 전의 웨이퍼(WF)는, 로드록실(13)의 홀더(17)의 최상단의 홀더(제1 홀더(172))에 탑재하도록, 공정 S3, S8을 추가하고, 빈 캐리어(C2)를 제1 홀더(172)에 이재하기 때문에, 처리 전의 웨이퍼(WF)는 최상단의 캐리어(C)에 탑재된다. 이 결과, 캐리어(C)에 기인하는 파티클이 웨이퍼(WF)에 부착되는 것을 억제할 수 있어, LPD 품질을 높일 수 있다.
이에 더하여, 본 실시 형태의 기상 성장 장치(1)에 있어서는, 캐리어(C)를 이용하지 않고 웨이퍼(WF)를 반송할 수도 있다. 도 13∼도 16은, 본 실시 형태의 기상 성장 장치(1)에 있어서의 웨이퍼(WF)의 처리 순서를 나타내는 개략도로서, 도 1의 한쪽측의 웨이퍼 수납 용기(15), 로드록실(13) 및 반응로(11)에 대응하고, 웨이퍼 수납 용기(15)에는, 복수매의 웨이퍼(W1, W2, W3…)(예를 들면 합계 25매)가 수납되고, 이 순서로 처리를 개시하는 것으로 한다. 도 13∼도 16은, 캐리어(C)를 이용하지 않고 웨이퍼(WF)를 반송하는 케이스를 나타낸다.
도 13의 공정 S20은, 이로부터 기상 성장 장치(1)를 이용하여 처리를 개시하는 스탠바이 상태를 나타내고, 웨이퍼 수납 용기(15)에는, 복수매의 웨이퍼(W1, W2, W3…)(예를 들면 합계 25매)가 수납되고, 로드록실(13)의 제1 홀더(172) 및 제2 홀더(173)는 빈 상태로 되고, 로드록실(13)은 불활성 가스 분위기로 되어 있는 것으로 한다. 전술한 바와 같이, 제1 홀더(172) 및 제2 홀더(173)는 함께, 웨이퍼(WF)도 지지 가능한 구조로 되어 있다.
다음의 공정 S21에 있어서, 제2 로봇(141)은, 웨이퍼 수납 용기(15)에 수납된 웨이퍼(W1)를 제2 블레이드(143)의 제1 오목부(144)에 싣고, 로드록실(13)의 제1 도어(131)를 통하여 제1 홀더(172)에 이재한다.
다음의 공정 S22에 있어서, 로드록실(13)의 제1 도어(131)를 닫고, 제2 도어(132)도 닫은 상태에서, 로드록실(13)의 내부를 불활성 가스 분위기로 치환한다. 그리고, 제2 도어(132)를 열고, 제1 로봇(121)의 제1 블레이드(123)의 제2 오목부(125)에 웨이퍼(W1)를 싣고, 반응로(11)의 게이트 밸브(114)를 열어, 당해 게이트 밸브(114)를 통하여 웨이퍼(W1)를 서셉터(112)에 이재한다. 또한, 이 경우의 서셉터(112)의 주변 구조는, 도 8b에 나타내는 바와 같이 교환되어 있다.
즉, 처리 전의 웨이퍼(W1)를 반응실(111)의 서셉터(112)에 이재하여 게이트 밸브(114)를 닫고, 소정 시간만큼 대기한 후, 가스 공급 장치(113)에 의해 반응실(111)에 수소 가스를 공급하여 반응실(111)을 수소 가스 분위기로 한다. 이어서 가열 램프로 반응실(111)의 웨이퍼(W1)를 소정 온도로 승온하고, 필요에 따라서 에칭이나 열처리 등의 전 처리를 실시한 후, 가스 공급 장치(113)에 의해 원료 가스를 유량 및/또는 공급 시간을 제어하면서 공급한다. 이에 따라, 웨이퍼(W1)의 표면에 CVD막이 생성된다. CVD막이 형성되면, 가스 공급 장치(113)에 의해 반응실(111)에 재차 수소 가스를 공급하여 반응실(111)을 수소 가스 분위기로 치환한 후, 소정 시간만큼 대기한다.
이와 같이 공정 S22∼S23에 있어서, 반응로(11)에 의해 웨이퍼(W1)에 처리를 행하고 있는 동안, 제2 로봇(141)은, 웨이퍼 수납 용기(15)로부터 다음의 웨이퍼(W2)를 취출하여, 다음의 처리의 준비를 한다. 즉, 공정 S23에 있어서, 로드록실(13)의 제2 도어(132)를 닫고, 제1 도어(131)도 닫은 상태에서, 로드록실(13)의 내부를 불활성 가스 분위기로 치환한다. 그리고, 제2 로봇(141)은, 웨이퍼 수납 용기(15)에 수납된 웨이퍼(W2)를 제2 블레이드(143)의 제1 오목부(144)에 싣고, 제1 도어(131)를 열어, 로드록실(13)의 제1 홀더(172)에 이재한다.
공정 S24에 있어서, 로드록실(13)의 제1 도어(131)를 닫고, 제2 도어(132)도 닫은 상태에서, 로드록실(13)의 내부를 불활성 가스 분위기로 치환한다. 그리고, 반응로(11)의 게이트 밸브(114)를 열어, 제1 로봇(121)의 제1 블레이드(123)를 반응실(111)에 삽입하고, 처리 후의 웨이퍼(W1)를 제2 오목부(125)에 싣고, 반응실(111)로부터 취출하여, 게이트 밸브(114)를 닫은 후, 제2 도어(132)를 열어, 로드록실(13)의 제2 홀더(173)에 이재한다. 이에 연속하여, 제1 로봇(121)의 제1 블레이드(123)의 제2 오목부(125)에, 제1 홀더(172)에 지지된 웨이퍼(W2)를 싣고, 이 처리 전의 웨이퍼(W2)를, 공정 S24∼S25에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 이재실(12)을 통하여, 반응로(11)의 서셉터(112)에 이재한다.
공정 S25∼S27에 있어서, 반응로(11)에서는, 웨이퍼(W2)에 대한 CVD막의 생성 처리가 행해진다. 즉, 처리 전의 웨이퍼(W2)를 반응실(111)의 서셉터(112)에 이재하여 게이트 밸브(114)를 닫고, 소정 시간만큼 대기한 후, 가스 공급 장치(113)에 의해 반응실(111)에 수소 가스를 공급하여 반응실(111)을 수소 가스 분위기로 한다. 이어서 가열 램프로 반응실(111)의 웨이퍼(W2)를 소정 온도로 승온하고, 필요에 따라서 에칭이나 열처리 등의 전 처리를 실시한 후, 가스 공급 장치(113)에 의해 원료 가스를 유량 및/또는 공급 시간을 제어하면서 공급한다. 이에 따라, 웨이퍼(W2)의 표면에 CVD막이 생성된다. CVD막이 형성되면, 가스 공급 장치(113)에 의해 반응실(111)에 재차 수소 가스를 공급하여 반응실(111)을 수소 가스 분위기로 치환한 후, 소정 시간만큼 대기한다.
이와 같이 공정 S25∼S27에 있어서, 반응로(11)에 의해 웨이퍼(W2)에 처리를 행하고 있는 동안, 제2 로봇(141)은, 처리 후의 웨이퍼(W1)를 웨이퍼 수납 용기(15)에 수납함과 함께, 웨이퍼 수납 용기(15)로부터 다음의 웨이퍼(W3)를 취출하여, 다음의 처리의 준비를 한다. 즉, 공정 S26에 있어서, 로드록실(13)의 제2 도어(132)를 닫고, 제1 도어(131)도 닫은 상태에서, 로드록실(13)의 내부를 불활성 가스 분위기로 치환한다. 그리고, 제1 도어(131)를 열고, 제2 로봇(141)에 의해, 제2 홀더(173)에 지지되어 있는 처리 후의 웨이퍼(W1)를 제2 블레이드(143)의 제1 오목부(144)에 싣고, 공정 S27에 나타내는 바와 같이 당해 처리 후의 웨이퍼(W1)를 웨이퍼 수납 용기(15)에 수납한다. 이에 연속하여, 공정 S27에 있어서, 제2 로봇(141)에 의해, 웨이퍼 수납 용기(15)에 수납된 웨이퍼(W3)를 제2 블레이드(143)의 제1 오목부(144)에 싣고, 열린 제1 도어(131)를 통하여, 로드록실(13)의 제1 홀더(172)에 이재한다.
공정 S28에 있어서는, 로드록실(13)의 제1 도어(131)를 닫고, 제2 도어(132)도 닫은 상태에서, 로드록실(13)의 내부를 불활성 가스 분위기로 치환한다. 그리고, 반응로(11)의 게이트 밸브(114)를 열어, 제1 로봇(121)의 제1 블레이드(123)를 반응실(111)에 삽입하고, 처리 후의 웨이퍼(W2)를 제2 오목부(125)에 싣고, 반응실(111)로부터 로드록실(13)의 제2 홀더(173)에 이재한다. 이에 연속하여, 제1 로봇(121)의 제1 블레이드(123)의 제2 오목부(125)에, 제1 홀더(172)에 지지된 웨이퍼(W3)를 싣고, 이 처리 전의 웨이퍼(W3)를, 공정 S28∼S29에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 이재실(12)을 통하여, 반응로(11)의 서셉터(112)에 이재한다.
공정 S29에 있어서, 로드록실(13)의 제2 도어(132)를 닫고, 제1 도어(131)도 닫은 상태에서, 로드록실(13)의 내부를 불활성 가스 분위기로 치환한다. 그리고, 제1 도어(131)를 열고, 제2 로봇(141)에 의해, 제2 홀더(173)에 지지되어 있는 처리 후의 웨이퍼(W2)를 제2 블레이드(143)의 제1 오목부(144)에 싣고, 당해 처리 후의 웨이퍼(W2)를 웨이퍼 수납 용기(15)에 수납한다. 이하, 웨이퍼 수납 용기(15)에 수납된 모든 처리 전의 웨이퍼(WF)의 처리가 종료할 때까지, 이상의 공정을 반복한다.
이상과 같이, 본 실시 형태의 기상 성장 장치(1)에서는, 필요에 따라서, 캐리어(C)를 이용하여 웨이퍼(WF)를 반송하는 경우와, 캐리어(C)를 이용하지 않고 웨이퍼(WF)를 반송하는 경우를, 최소한의 절차를 행함으로써 용이하게 전환할 수 있다.
1 : 기상 성장 장치
11 : 반응로
111 : 반응실
112 : 서셉터
113 : 가스 공급 장치
114 : 게이트 밸브
115 : 캐리어 리프트 핀
116 : 서포트 샤프트
1161 : 제1 관통공
1162 : 제2 관통공
117 : 리프트 샤프트
1171 : 제1 장착부
1172 : 제2 장착부
118 : 웨이퍼 리프트 핀
119a : 회전 구동부
119b : 승강 구동부
12 : 웨이퍼 이재실
121 : 제1 로봇
122 : 제1 로봇 컨트롤러
123 : 제1 블레이드
124 : 제1 오목부
125 : 제2 오목부
13 : 로드록실
131 : 제1 도어
132 : 제2 도어
14 : 팩토리 인터페이스
141 : 제2 로봇
142 : 제2 로봇 컨트롤러
143 : 제2 블레이드
144 : 제1 오목부
15 : 웨이퍼 수납 용기
16 : 통괄 컨트롤러
17 : 홀더
171 : 홀더 베이스
172 : 제1 홀더
172a : 제1 웨이퍼 홀더
173 : 제2 홀더
173a : 제2 웨이퍼 홀더
174 : 웨이퍼 리프트 핀
C : 캐리어
C11 : 저면
C12 : 상면
C13 : 외주측 벽면
C14 : 내주측 벽면
WF : 웨이퍼

Claims (5)

  1. 웨이퍼의 외연을 지지하는 링 형상의 캐리어를 구비하고, 복수의 당해 캐리어를 이용하여,
    복수의 처리 전의 웨이퍼를, 웨이퍼 수납 용기로부터, 팩토리 인터페이스, 로드록실 및 웨이퍼 이재실을 통하여 반응실로 순차적으로 반송함과 함께,
    복수의 처리 후의 웨이퍼를, 상기 반응실로부터, 상기 웨이퍼 이재실, 상기 로드록실 및 상기 팩토리 인터페이스를 통하여 상기 웨이퍼 수납 용기로 순차적으로 반송하는 기상 성장 장치로서,
    상기 로드록실은, 제1 도어를 통하여 상기 팩토리 인터페이스와 연통함과 함께, 제2 도어를 통하여 상기 웨이퍼 이재실과 연통하고,
    상기 웨이퍼 이재실은, 게이트 밸브를 통하여, 상기 웨이퍼에 CVD막을 형성하는 상기 반응실과 연통하고,
    상기 웨이퍼 이재실에는, 상기 로드록실에 반송되어 온 처리 전의 웨이퍼를 캐리어에 탑재된 상태에서 상기 반응실에 투입함과 함께, 상기 반응실에 있어서 처리를 끝낸 처리 후의 웨이퍼를 캐리어에 탑재된 상태에서 상기 반응실로부터 취출하여 상기 로드록실에 반송하는 제1 로봇이 설치되고,
    상기 팩토리 인터페이스에는, 처리 전의 웨이퍼를 웨이퍼 수납 용기로부터 취출하여, 상기 로드록실에서 대기하는 캐리어에 탑재함과 함께, 상기 로드록실에 반송되어 온, 캐리어에 탑재된 처리 후의 웨이퍼를, 웨이퍼 수납 용기에 수납하는 제2 로봇이 설치되고,
    상기 로드록실에는, 캐리어를 지지하는 홀더가 설치된 기상 성장 장치에 있어서,
    상기 반응실에는, 서셉터를 지지하여 회전 구동부에 의해 회전하는 서포트 샤프트와, 상기 서포트 샤프트에 대하여 승강 구동부에 의해 승강하는 리프트 샤프트가 설치되고,
    상기 리프트 샤프트에는, 캐리어 리프트 핀이 장착 가능한 제1 장착부와, 웨이퍼 리프트 핀이 장착 가능한 제2 장착부가 형성되고,
    상기 서포트 샤프트에는, 상기 제1 장착부에 장착된 캐리어 리프트 핀이 관통 가능한 제1 관통공과, 상기 제2 장착부에 장착된 웨이퍼 리프트 핀이 관통 가능한 제2 관통공이 형성되어 있는 기상 성장 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서포트 샤프트의 축부는, 상기 리프트 샤프트의 축부에 삽입되어 있고, 상기 리프트 샤프트는, 상기 서포트 샤프트와 함께 회전함과 함께 승강하는 기상 성장 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 로봇의 핸드의 선단에 장착된 제1 블레이드는,
    상기 캐리어를 지지하는 제1 오목부와,
    상기 제1 오목부의 저면에 형성된, 상기 웨이퍼를 지지 가능한 제2 오목부를 갖는 기상 성장 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 로드록실에는, 상기 캐리어를 지지함과 함께 상기 웨이퍼를 지지 가능한 홀더가 설치되어 있는 기상 성장 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 로드록실에는, 상기 캐리어를 지지함과 함께 상기 웨이퍼를 지지 가능한 홀더가 설치되어 있는 기상 성장 장치.

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