TWI455232B - 半導體基板的回轉保持裝置及搬送裝置 - Google Patents

Description

半導體基板的回轉保持裝置及搬送裝置

本發明係有關一種半導體基板的回轉保持裝置及半導體基板的回轉保持裝置的搬送裝置，特別是有關於為了可利用有機金屬氣相沉積法，在半導體基板上於氣相狀態下形成薄膜時，所使用的一種半導體基板的回轉保持裝置及半導體基板的回轉保持裝置的搬送裝置。

以往，在半導體的表面上形成薄膜的情形下，是使用化學氣相沉積法(CVD)來進行。化學氣相沉積法，係將複數種類的氣相物質於反應爐內供給至半導體元件，並於高溫下使其產生反應，藉以形成薄膜的方法。

利用這種有機金屬氣相沉積法，於反應爐內，在半導體基板的表面上於氣相狀態下形成薄膜時，反應爐內係配置有半導體基板的回轉保持裝置以供使用。

如第22圖及第23圖所示，這種習知的半導體基板的回轉保持裝置60，係包含一基座61與一基板托座63，其中，基座61係形成為圓盤狀，進行回轉動。基板托座63係形成為圓盤狀，並以可裝著脫離的方式，配置在開設在該基座61上的複數個開口部62內，且形 成為依據該基座61的回轉而於該些開口部62內進行回轉，該些基板托座63的一上面部可載置半導體基板。

該基座61形成為薄型圓盤狀，配置在與環狀框架部64的開口部65內同一平面的平面上。該基座61，係固定在中心部背面側的回轉軸部66上，可依據該回轉軸部66的回轉動於該開口部65內進行回轉動。該環狀框架部64的開口部65的內周面部，構成朝向開口部65內部突設的齒部67，係沿厚度方向上橫跨全周所形成，並具平齒輪68的結構。

另一方面，如第22圖所示，該基座61中沿著全周緣方向上，開設有11個開口部62，並且於該開口部62內，構成基板托座63可各別回轉動，且各自配置成可裝著脫離的方式。於該基板托座63的周緣上，與該齒部67可相嚙合的齒部71，係沿著基板托座63的厚度方向上，朝向外部突設，並如上述同樣地具平齒輪69的結構。

結果，依據該回轉軸部66的回轉動，基座61進行回轉的情形下，該基板托座63，可藉由與齒部71的環狀框架部64的齒部67的嚙合而於該開口部62內進行回轉，基座61與基板托座632，即形成所謂的行星機構。

接著，該基板托座63上，係可載置半導體基板，於反應爐中預設的環境條件下，將複數種類的氣相物質供給至半導體元件，並於高溫下使其產生反應，藉此可於半導體基板上形成薄膜。

然而，在半導體基板的表面上於氣相狀態下形成薄膜的情形，要將上述各基板托座63上載置著半導體基板的基座61，例如，假設使用機器手臂進行搬送的情形下，為了在將基座61朝向該環狀框 架部64的上方搬送，以配置在該環狀框架部64的開口部65內，相對於該環狀框架部64的內周面部，沿著厚度方向上設置的齒部67，必須使全部的基板托座63的齒部69得以在上下方向上相互嚙合。

結果，因朝向該環狀框架部64的齒部67，要將基板托座63的齒部67以適宜且平滑地進行嚙合很困難，因而使用具有機器手臂的搬送裝置，將基座1搬送至反應爐很困難。

所以，以往當反應爐內完成對半導體基板的薄膜形成作業的時候，要與下一個新的半導體基板進行交換時，每逢須要進行交換時，就必須要將反應爐打開，透過人工操作將完成薄膜形成的半導體基板取出，並將新的半導體基板配置基板托座上。

結果，存在形成薄膜的半導體基板的交換作業非常繁複，生產效率較為不佳等缺點。

此外，上述反應爐內係成為具氮氣的密閉空間，原本有需要將水分或氧氣等排出，但如上述般，每逢半導體基板進行交換時，須將反應爐打開進行作業的情形下，每次的作業都會造成外部氣體的混入，因此，需要使用氮氣密閉空間進行形成修正，因而存在有作業效率低的問題。

再者，當利用使用如習知技術一樣的平齒輪的行星機構，於半導體基板的回轉保持裝置60中，相對環狀框架部64的平齒輪68，存在有須可適宜地與基板托座63的平齒輪69相嚙合的必要性，因此，基板托座63的大小須要形成與一預設直徑的大小相等，因此，基座61的直徑也須設定成一預設規模的大小。

結果，配置在徑方向上的各基板托座63間，間隔較大，導致基座61的中央部，形成一大空隙S，因而反應爐內供給複數種類的氣相物質的情形下，滯留於該空隙S中的氣相物質並無法有效對基板的薄膜形成產生作用，所以造成氣相物質的供給效率不佳的缺點存在。

另外，以往將氣體供給至形成在該基板托座的背面側的溝部，將基板托座維持成自基座上浮的狀態並使其回轉，此時基座也隨著一起回轉動，即所謂的「燃氣輪法」也被提出。

然而，這種「燃氣輪法」中，係構成一邊供給氣體一邊將基板托座維持成自基座上浮的狀態並使其回轉的結構，因此，供給著與為了在半導體基板上形成薄膜所需氣相物質相異的氣體，進而對供給至基板托座近邊的形成薄膜所需氣相物質的流動造成阻礙，而會有薄膜的形成不完全的情形發生的問題存在。

本發明之課題，就是提供一種半導體基板的保持裝置及半導體基板的保持裝置的搬送裝置，利用有機金屬氣相沉積法，於反應爐內，在半導體基板上於氣相狀態下形成薄膜時，無須使用燃氣輪法，即可在半導體基板上形成高品質薄膜，且不用以人工操作打開供給有氣相物質的反應爐，進行基板的搬出放入作業，而可提高生產效率，同時可提高氣相物質供給至反應爐的供給效率。

為解決上述課題，於申請專利範圍第1項所界定的發明中，半導 體基板的回轉保持裝置是使用於，利用有機金屬氣相沉積法，在半導體基板上於氣相狀態下形成薄膜的反應爐內，其包含，一基座、複數個基板托座以及一回轉驅動軸。基座，係形成為圓盤狀，可以進行回轉動。複數個基板托座，係形成為圓盤狀，並以可裝著脫離的方式，配置在開設在該基座上的複數個開口部內，且形成為可依據該基座的回轉而於該些開口部內進行回轉，上面部則用以載置半導體基板。回轉驅動軸，設於該基座的下方，以使該基座回轉。其中，該基座，係以可裝著脫離的方式固定在相對該回轉驅動軸的上下方向上，且該些開口部係貫通於該基座的厚度方向上所形成。於該基座的下方，該些基板托座係以可解除的方式卡合在上下方向上，並設有一卡合部，此卡合部係可依據該基座的回轉以使該些基板托座回轉。

從而，於申請專利範圍第1項所界定的半導體基板的回轉保持裝置中，該基座，係以可裝著脫離的方式固定在相對該回轉驅動軸的上下方向上，同時該些開口部係貫通於該基座的厚度方向上所形成。於該基座的下方，該些基板托座係以可解除的方式卡合在上下方向上，並設有一卡合部，此卡合部係可依據該基座的回轉而使該些基板托座得以回轉。因為基座、基板托座以及卡合部形成所謂的行星機構，所以在基座保持著基板托座的保持狀態下，相對回轉驅動軸於上下方向是可以裝著脫離的。

結果，可以藉由配備搬送裝置，而得以搬送該基座，並自回轉驅動軸將其卸除後進行搬送，同時也可以搬送該基座，並裝著至回轉驅動軸。

於申請専利範圍第2項所界定的發明中，該卡合部係形成為全體 環狀，此卡合部係包含複數個第一卡合突起以及複數個第二卡合突起。其中，複數個第一卡合突起，係沿圓周方向上相互間隔一預設間隔，呈放射線狀地配設於上面部。同時，複數個第二卡合突起，係與該些第一卡合突起進行卡合，沿周緣部呈放射線狀地配設於該些基板托座的一下面部，當將該基板托座配置至該些開口部內的情形中，該些第二卡合突起可與突出配置在該些開口部下方的該些第一卡合突起相互卡合。

從而，於申請專利範圍第2項所界定的發明中，該些第一卡合突起係相對於該些第二卡合突起可於上下方向上，相互卡合，同時也可以將上下方向的卡合加以解除。

於申請専利範圍第3項所界定的發明中，該些第一卡合突起，係由沿該卡合部的厚度方向上，朝向上方突出的複數個細長方體所形成，同時該些第二卡合突起，係由沿該些基板托座的厚度方向上，朝向下方突出的複數個細長方體所形成。

從而，於申請專利範圍第3項所界定的發明中，形成為細長方體狀的第一卡合突起與形成為細長方體狀的第二卡合突起相互可於上下方向上進行卡合。

於申請専利範圍第4項所界定的發明中，該些相互鄰接的第一卡合突起的間隔尺寸，係形成較該些第二的寬度尺寸為大的間隔尺寸，同時該些相互鄰接的第二卡合突起的間隔尺寸，係形成較該些第一卡合突起的寬度尺寸為大的間隔尺寸，該些第一卡合突起與該些第二卡合突起間，相互間隔著一間隙進行卡合。

從而，於申請專利範圍第4項所界定的發明中，具有基板托座的 基座可固定於該回轉驅動軸。卡合突起部則形成在基板托座的下面部，此卡合突起部配置至該卡合部的卡合突起間，於此種情形下，該些第一卡合突起與該些第二卡合突起，相互間隔著一空隙而卡合。

於申請専利範圍第5項所界定的發明中，該些開口部，其直徑尺寸係形成略與該基座的半徑尺寸相等，相互等間隔地開設有三個開口部，該些開口部中係分別配置該些基板托座。

從而，於申請專利範圍第5項所界定的發明中，上述任一基板托座，皆為相互接近地配置著。

於申請専利範圍第6項所界定的發明中，更包含，複數個突起部以及複數個凹部。該些突起部，設於該回轉驅動軸的上端部。該些凹部，係形成於該基座的中心部，該些突起部以可解除的方式，插入卡合在上下方向上。

從而，於申請専利範圍第6項所界定的發明中，基座由於可使上述複數個凹部與形成在該回轉驅動軸的上端部的複數個突起部卡合，藉而使基座接合至該回轉驅動軸，同時可將基座自該回轉驅動軸卸除。

於申請専利範圍第7項所界定的發明係使用於，利用有機金屬氣相沉積法，在半導體基板上於氣相狀態下形成薄膜時的半導體基板的回轉保持裝置的搬送裝置。該搬送裝置中，係用以將具有複數個基板托座的一基座，以可裝著脫離的方式，裝著至一回轉驅動軸或者是自該回轉驅動軸搬出，其中，該基座，係形成為圓盤狀，與配設於下方的該回轉驅動軸係以可裝著脫離的方式相卡合 ，同時於一上面部上載置半導體基板，以可回轉的方式配設在複數個開口部內。於該搬送裝置中具備有該搬送臂部，該搬送臂部係用以保持該基座。

從而，於申請専利範圍第7項所界定的發明中，使用該搬送臂部，將該基座進行搬送後可以安裝至該回轉驅動軸，並且也可以自該回轉驅動軸卸除。

於申請専利範圍第8項所界定的發明中，該搬送臂部係構成可以保持該基座的周緣部的結構。從而，於申請専利範圍第8項所界定的發明中，係可於保持該基座的周緣部的狀態下進行基座的搬送。

根據申請專利範圍第1項及第2項所界定的發明，該基座，係以可裝著脫離的方式固定在相對該回轉驅動軸的上下方向上，同時該些開口部係貫通於該基座的厚度方向上所形成，且於該基座的下方，該些基板托座係以可解除的方式卡合在上下方向上，並設有一卡合部，此卡合部係依據該基座的回轉而使該些基板托座得以回轉，因此，當如同習知技術一樣，利用有機金屬氣相沉積法，於反應爐內，在半導體基板上於氣相狀態下形成薄膜時，無須使用燃氣輪法，即可在半導體基板上形成高品質薄膜。

此外，基座，係以可裝著脫離的方式固定在相對該回轉驅動軸的上下方向上，同時並無須使用如習知技術所揭露的使用著平齒輪的行星機構，即可將基板托座與該卡合部構成可在上下方向上相互卡合的行星機構，因而可在該基板的相對該回轉驅動軸於上下 方向上，進行卸除及安裝。於反應爐內，藉由供給氣相物質而形成薄膜的半導體基板，無須將反應爐打開透過人工操作將其取出，同時也無須將欲處理的新的半導體基板裝著至基板托座。於基板托座上，載置著半導體基板的狀態下，可使用搬送裝置將基座自反應爐取出。

此外，將載置著進行薄膜形成處理的半導體基板的基板托座，配置至基座的狀態下，可設置成使用搬送裝置將其搬送至反應爐內的構成，因此，對反應爐而言可提高半導體基板的搬入及搬出效率，因而，得以提高關於半導體基板的薄膜形成的處理效率。

再者，為了可將完成薄膜形成的半導體基板自反應爐取出，每逢這種情形，並無須打開反應爐，所以不會浪費供給至反應爐內的氣相物質，進而可提高氣相物質的供給效率。

根據申請專利範圍第3項所界定的發明，開口部內配置有基板托座的基座，朝向回轉驅動軸的上下方向上進行接合的情形及進行卸除的情形下，第一卡合突起與第二卡合突起間可簡易地相互卡合，同時該些第一卡合突起與第二卡合突間的卡合可以簡易地加以解除。

根據申請專利範圍第4項所界定的發明，具有基板托座的基座可固定至回轉驅動軸，同時形成在基板托座的下面部的卡合突起部，則可配置至上述卡合部的卡合突起間，在這種情形下，該些第一卡合突起與該些第二卡合突起，配置成相互間隔著一間隙的狀態的結構，因此，該基座與該基板托座的徑長尺寸相異、曲率不同、該些第二卡合突起和該些第一卡合突起的配置角度也不同， 因而假設裝著至基座的回轉驅動軸時，即使第二卡合突起並非配置在相鄰接的第一卡合突起間，而是配置在第一卡合突起上的情形，藉由基座的回轉，其所產生的振動或慣性力而移動第一卡合突起的位置，而可配置在成對的第一卡合突起間，第二卡合突起而可確實地卡合至第一卡合突起。

根據申請專利範圍第5項所界定的發明，該些基板托座，係沿著該基座的圓周方向上相互等間隔地設有三座，該些基板托座的直徑尺寸係形成略與該基座的半徑尺寸相等，因此，基板托座占據了基座的大部分，如同習知技術一樣藉由平齒輪而構成行星機構的情形相異，各基板托座間並不會於基座的中心部形成大空隙部。

結果，於反應爐內，供給有複數種類的氣相物質的情形中，可以防止該些氣相物質滯留於空隙部中而無法有效對基板的薄膜形成產生作用的情事，因而，氣相物質將不會被浪費，進而可提高氣相物質的供給效率。

根據申請專利範圍第6項所界定的發明，基座由於可將上述複數個凹部與形成在該回轉驅動軸的上端部的複數個突起部卡合，藉而可將基座接合至該回轉驅動軸，同時也可將基座自該回轉驅動軸卸除，因此，可容易地將基座安裝至回轉驅動軸，且也可容易地將基座自該回轉驅動軸卸除。

根據申請專利範圍第7項及第8項所界定的發明，可使用搬送臂部對該基座進行搬送，安裝至該回轉驅動軸，同時也可自該回轉驅動軸卸除，藉由此種構成，於反應爐內，供給複數種類的氣相物 質後所形成薄膜的半導體基板，無須將反應爐打開，透過人工操作將於反應爐內供給複數種類的氣相物質後，所形成薄膜的半導體基板取出，也無須透過人工操作將新的欲處理的半導體基板裝著至基板托座，而配設至基座，即可將基板托座上載置有半導體基板狀態下的基座，使用搬送裝置將完成薄膜形成處理的半導體基板自反應爐取出，並且進行薄膜形成處理的半導體基板可設置至反應爐，所以可以提高搬入至反應爐的搬入及自反應爐搬出的搬出效率，結果，得以提高關於半導體基板薄膜形成的處理效率。

10‧‧‧半導體基板的回轉保持裝置

12‧‧‧基座

13‧‧‧開口部

14‧‧‧基板托座

15‧‧‧回轉驅動軸

16‧‧‧卡合部

17‧‧‧基座本體

18‧‧‧基座環

19‧‧‧基板托座滑環

20‧‧‧階段部

21‧‧‧接合部

22‧‧‧周緣突部

23‧‧‧膨出部

24‧‧‧凹部

25‧‧‧階段部

26‧‧‧接合承受部

27‧‧‧回轉驅動軸本體部

28‧‧‧接合上端面部

29‧‧‧圓環狀支承部

30‧‧‧突起部

31‧‧‧加熱器

32‧‧‧基座載置部

33‧‧‧第一卡合突起

34‧‧‧基座滑環

35‧‧‧上面部

36‧‧‧基板托座本體部

37‧‧‧基板載置部

38‧‧‧第二卡合突起

39‧‧‧凹部

40‧‧‧周緣下部

41‧‧‧基座搬送裝置

42‧‧‧搬送臂部

43‧‧‧支持部

44‧‧‧表面

45‧‧‧背面

60‧‧‧半導體基板的回轉保持裝置

61‧‧‧基座

62‧‧‧開口部

63‧‧‧基板托座

64‧‧‧環狀框架部

65‧‧‧開口部

66‧‧‧回轉軸部

67‧‧‧齒部

68‧‧‧平齒輪

69‧‧‧平齒輪

71‧‧‧齒部

第1圖 係為以平面表示本發明所述之半導體基板的回轉保持裝置之一實施形態的概念圖；第2圖 係表示本發明所述之半導體基板的回轉保持裝置之一實施形態，係與第1圖中2-2線段相當的截面圖；第3圖 係表示本發明所述之半導體基板的回轉保持裝置之一實施形態，用以表示基板托座滑環的橫截面；第4圖 係表示本發明所述之半導體基板的回轉保持裝置之一實施形態，用以表示基座本體的俯視圖；第5圖 係表示本發明所述之半導體基板的回轉保持裝置之一實施形態，係與第4圖中5-5線段相當的截面圖；第6圖 係表示本發明所述之半導體基板的回轉保持裝置之一實施形態，用以表示基座本體的仰視圖；第7圖 係表示本發明所述之半導體基板的回轉保持裝置之一實施形態，係與第1圖中2-2線段相當的截面圖，並為加熱器的配置 狀態的示意圖；第8圖 係表示本發明所述之半導體基板的回轉保持裝置之一實施形態，用以表示卡合部的俯視圖；第9圖 係表示本發明所述之半導體基板的回轉保持裝置之一實施形態，係與第8圖中9-9線段相當的截面圖；第10圖 係表示本發明所述之半導體基板的回轉保持裝置之一實施形態，用以表示基座滑環的橫截面；第11圖 係表示本發明所述之半導體基板的回轉保持裝置之一實施形態，用以表示基板托座的俯視圖；第12圖 係表示本發明所述之半導體基板的回轉保持裝置之一實施形態，係與第11圖中C-C線段相當的截面圖；第13圖 係表示本發明所述之半導體基板的回轉保持裝置之一實施形態，用以表示基板托座的仰視圖；第14圖 係表示本發明所述之半導體基板的回轉保持裝置及搬送裝置之一實施形態，用以表示使用搬送裝置以搬送基座，當裝設在回轉驅動軸上時，與2-2線段相當的概念截面圖；第15圖 係表示本發明所述之半導體基板的回轉保持裝置及搬送裝置之一實施形態，用以表示使用搬送裝置以搬送基座，當裝設在回轉驅動軸上時，卡合突起卻無法完全卡合，使得基座處於稍微傾斜狀態時的概念截面圖；第16圖 係表示本發明所述之半導體基板的回轉保持裝置及搬送裝置之一實施形態，用以表示使用搬送裝置以搬送基座，並裝設在回轉驅動軸上時，卡合突起卻無法完全卡合，使得基座處於傾斜狀態下，進行回轉狀態時的概念截面圖；第17圖 係表示本發明所述之半導體基板的回轉保持裝置及搬送 裝置之一實施形態，用以表示使用搬送裝置以搬送基座，並裝設在回轉驅動軸上時，卡合突起順利卡合，使得基座處於水平狀態下，進行回轉狀態時的概念截面圖；第18圖 係表示本發明所述之半導體基板的回轉保持裝置及搬送裝置之一實施形態，係與2-2線段相當的截面圖；第19圖 係表示本發明所述之半導體基板的回轉保持裝置及搬送裝置之一實施形態，用以表示使用搬送裝置以搬送基座，並進行半導體基板交換時的概念截面圖，係為利用搬送臂部抬起基座時的抬起狀態示意圖；第20圖 係表示本發明所述之半導體基板的回轉保持裝置及搬送裝置之一實施形態，用以表示使用搬送裝置以搬送基座，並進行半導體基板交換時的概念截面圖，係為利用搬送臂部抬起基座後的抬起狀態示意圖；第21圖 係表示本發明所述之半導體基板的回轉保持裝置及搬送裝置之一實施形態，用以表示使用搬送裝置以搬送基座，並進行半導體基板交換時的概念截面圖，係為完成基座拆卸的完成狀態示意圖；第22圖 係表示習知技術之半導體基板的回轉保持裝置及搬送裝置之一實施形態的俯視圖；以及第23圖 係表示習知技術之半導體基板的回轉保持裝置及搬送裝置之一實施形態，係與第22圖中D-D線段相當的截面圖。

以下，依據添附圖式所示的實施形態以詳細說明本發明。

〈全體構成〉

如第1圖及第2圖所示，本實施形態所述之半導體基板的回轉保持裝置10係使用於，為了利用有機金屬氣相沉積法，在半導體基板上於氣相狀態下形成薄膜，於反應爐內，具有基座12、複數個基板托座14以及回轉驅動軸15。基座12形成為圓盤狀，可以進行回轉動。複數個基板托座14形成為圓盤狀，並以可裝著脫離的方式，配置在開設在該基座12的三個開口部13內，且形成為依據該基座12的回轉而於該些開口部13內進行回轉，上面部則可用以載置半導體基板。回轉驅動軸15，設於該基座12的下方，以使該基座12回轉。

該基座12，係以可裝著脫離的方式固定在相對該回轉驅動軸15的上下方向上，且該些開口部13係貫通於該基座11的厚度方向上所形成，於該基座12的下方，該些基板托座14係以可解除的方式卡合在上下方向上，並設有一卡合部16，此卡合部16可依據該基座12的回轉而該些基板托座14得以回轉。

〈基座〉

如第1圖及第2圖所示，該基座12，係由薄型圓盤狀的基座本體17以及基座環18所構成。基座環18係橫跨全周固定在該基座本體17的周緣上緣部。

於本實施形態中，如第4圖及第5圖所示，基座12所形成直徑為145mm、該些開口部13的直徑尺寸則為55.2mm、中心與中心間的半徑L則為37mm，相互等間隔地開設三個，於該些開口部13中分別配置該基板托座14。於本實施形態中，該些開口部13是配置在相互夾120度的角度位置。

如第5圖所示，該些開口部13是沿基座本體17的厚度方向，貫通開設而成，截面形狀可形成朝向基座背面方向收縮的錐狀。

該些開口部13中，可如第3圖所示配設基板托座滑環19。該基板托座滑環19可以玻璃狀碳所製，形成為平面略環狀，內部則構成可收納基板托座14進行回轉的結構。

如第3圖所示，該基板托座滑環19，係可與該些開口部13的截面形狀具有同樣的外表截面輪廓形狀，內周部則形成有階段部20。

〈基座/接合部〉

如第4圖~第6圖所示，該基座本體17具備有接合部21與周緣突部22。接合部21係用以與突設在背面側中心部的該回轉驅動軸15相接合。周緣突部22係形成於周緣下部。

該接合部21係由形成在基座12下方的短圓筒狀的膨出部23、以及形成於該膨出部23內，向裡面方向開口的二個凹部24所構成。上述成對的凹部24是成對形成在直徑方向上。此外，表面部的周緣，如第2圖所示，形成有固定著該基座環18的階段部25。

(基座/回轉軸部〉

如第2圖所示，該回轉驅動軸15係形成為全體細長圓柱狀，於反應爐中，接合至適當的回轉驅動部一樣地配設著。

上端部，形成有基座12的接合承受部26。如第14圖及第21圖所示，該接合承受部26，係形成較回轉驅動軸本體部27更為粗徑，自接合上端面部28的周緣部朝上方突設，是由將該膨出部自外部保持著的圓環狀支承部29、以及於圓環狀支承部29內部，朝向上方突設，並卡合配置在上述二個凹部24內的二個突起部30所構成。

從而，基座12接合在該回轉驅動軸15的情形下，藉由上述二個突起部30卡合配置至上述二個凹部，因而回轉驅動軸15的回轉驅動力可傳達至基座12，使基座12進行回轉。

此外，如第7圖所示，於該回轉驅動軸15的周圍，對該基座12自下方進行加熱的複數個加熱器31，該些加熱器31係配設在橫跨基座12的徑方向約略全區域中。

〈卡合部〉

如第2圖、第7圖、第14圖、第20圖或第21圖所示，於該基座12的周緣部下方，基座12接合至該回轉驅動軸15的情形下，配設有卡合部16，此卡合部16與基板托座14相卡合，得以使基板托座14進行回轉。

如第8圖及第9圖所示，該卡合部16全體呈略環狀，所形成外徑為132.6mm、所形成內徑則為117mm。卡合部16係由形成為側方截面倒L字狀的基座載置部32、該基座載置部32的上面部，呈放射線狀所形成複數個的第一卡合突起33以及於該些第一卡合突起33的長度方向中，配設在該基座載置部32上，如第10圖所示，呈圓環狀的基座滑環34所構成。

該些第一卡合突起33係為沿該卡合部16的厚度方向，朝向上方突出的複數個細長方體，其所形成的長度尺寸為3.5mm、寬度尺寸則為1mm、高度尺寸則為1.3mm，於本實施形態中，就全體而言，總共形成60個。

該些第一卡合突起33，係形成在該卡合部16的上面部35的寬度方向內側半部，而於此寬度方向外側半部，基座載置部32上，如第 10圖所示，固定著基座滑環34。

配設有形成為平面環狀的該基座滑環34的情形下，可將其構成抵接在該基座本體17的周緣下面部，使基座12可圓滑地進行回轉的結構。

〈基板托座〉

如第11圖~第13圖所示，配置於該開口部13的基板托座14，係形成為小型且薄型的圓盤狀，係由基板托座本體部36、以及形成為較該基板托座本體部36的上部更為大徑的基板載置部37所構成。

於該基板托座本體部36的下面部的周緣，與形成在該基板載置部37上的第一卡合突起33相互卡合的第二卡合突起38，呈放射線狀地形成有複數個。此外，用以載置基板的凹部39係形成在橫跨該基板載置部37的上面部的約略全區域中。

該基板載置部37的厚度尺寸，係形成如同第3圖所示的該基板托座滑環19的階段部20的表面與基板托座滑環19的表面44間的間隔尺寸一樣的大小，該基板托座本體部36的厚度尺寸，則形成如同該階段部表面與基板托座滑環19的背面45間的間隔尺寸一樣的大小。

從而，將基板托座14收納至固定在該基座12的開口部13的基板托座滑環19內的情形下，該基板載置部37的表面部，係配置在與基板托座滑環19的表面44相等的平面上，同時該些第二卡合突起38係突出配置在基盤托座滑環19的背面45的下方，構成得以與該些第一卡合突起33卡合的結構。

該些第二卡合突起38，係與該些第一卡合突起33同樣地，其所形 成的長度尺寸為3.5mm、寬度尺寸則為1mm、高度尺寸則為1.3mm，於本實施形態中，就全體而言，總共呈放射線狀地配設24個。

於本實施形態中，基板托座14為SiC(碳化矽)製，該凹部39係形成為可嵌入二吋基板一片的大小。

如第1圖所示，該些基板托座12，係沿著該基座12的圓周方向上相互等間隔地配設三座，該些基板托座14的直徑尺寸，係形成略與該基座12的周緣突部22與接合部21間的間隔尺寸相等。

該些相互鄰接的第一卡合突起33的間隔尺寸，係形成較該些第二卡合突起38的寬度尺寸為大的間隔尺寸，同時該些相互鄰接的第二卡合突起38的間隔尺寸，係形成較該些第一卡合突起33的寬度尺寸為大的間隔尺寸。

結果，該些第一卡合突起33與該些第二卡合突起38間，可構成相互間隔著一間隙進行卡合的結構。

〈搬送裝置〉

此外，如第14圖及第15圖所示，基座搬送裝置41，係具有用以保持該基座12的成對的搬送臂部42。該搬送臂部42，係可構成用以保持該基座12的周緣突起22的結構，可將周緣突起22自下方支持而設有內側截面略L字形狀的支持部43。

於本實施形態中，該搬送臂部42，於搬送基座12時，係構成在基座12的直徑方向上成對配置的結構。

該基座搬送裝置41，係具有未圖示的具適當構成的致動器、藉由該致動器而被驅動的搬送臂部42、以及具適當構成的感測器。為 使搬送臂部42可把持住基座的周緣突部22進行移動控制，該感測器係用以將檢測訊號傳送至該致動器中。可將置於反應爐外部的基座12，把持著搬送至反應爐內，使其與回轉驅動軸15接合，同時與卡合部16卡合，並且構成可將基座12自回轉驅動軸15卸除，也可將其搬送至反應爐外部的結構。

〈作用〉

以下，使用本實施形態所述之半導體基板的回轉保持裝置，對於在半導體基板上利用有機金屬氣相沉積法，在半導體基板上於氣相狀態下形成薄膜時的情形進行說明。

首先，於基座12的3個開口部13中，分別如第3圖所示嵌入基板托座滑環19。之後，如第1圖及第2圖所示，將各別的開口部13中個別的基板托座14，固定至該基板托座滑環19上。

於此種情形下，該基板托座14的基板載置部37的周緣下部40，係卡合至該基板托座滑環19的階段部20，並以可回轉狀態配置著。此外，二吋的半導體基板，係形成在該基板托座14的上部，以卡合至基板載置部37的凹部39內的已卡合狀態固定著。

之後，使用基座搬送裝置41，將基座12搬送至反應爐內。如第14圖所示，基座搬送裝置41，係藉由未圖示的致動器使搬送臂部42驅動後，藉由搬送臂部42來保持基座12的周緣突部22，此時形成在基座12的裡面側的接合部21，係可搬送到配設在反應爐內的回轉驅動軸15的正上方的位置為止，其後，再藉由致動器使搬送臂部42下降後，接合承受部26的圓環狀支承部29而可保持住接合部21的膨出部23，同時該接合部21的成對的凹部24內插入配置著該 回轉驅動軸15的成對的突起部30。因此，基座12可以透過該接合部21及接合承受部26而接合至回轉驅動軸15，而得以將回轉驅動軸15的回轉驅動力傳達至基座12。

此外，該基座本體部17，係透過基座滑環34而可載置在卡合部16上，同時該基板托座14的第二卡合突起38，係分別配置在形成在卡合部16上的第一卡合突起33之間。

在此種狀態下，回轉驅動軸15可藉由自回轉驅動部的回轉驅動力，例如以每分鐘二次回轉來開始進行回轉，則基座12在卡合部16的基座滑環34上也隨之以每分鐘二次回轉來開始回轉。在此種情形下，三座基板托座17的第二卡合突起38係可與卡合部16的第一卡合突起33相卡合，因此，伴隨著基座12的回轉，上述三座基板托座17也在開口部13內開始回轉。

而且，基座12的接合部21接合至接合承受部26時，也會有上述三座基板托座17中任一座基板托座17的第二卡合突起38重疊配置在該些第一卡合突起33上的情形發生。

在這種第二卡合突起38重疊配置在該些第一卡合突起33上的情形下，如第15圖所示，基座12的重疊配置側的端部A在卡合部16上係成為稍高的狀況，而第二卡合突起38配置在該些第一卡合突起33間的端部B則較低，造成沿著徑方向上僅呈稍微傾斜狀態地配置在卡合部16上。於本實施形態中，端部A傾斜上抬的高度為1.1mm。

在此種狀態下，回轉驅動軸15可藉由自回轉驅動部的回轉驅動力，例如以每分鐘二次回轉來開始進行回轉，則基座12在卡合部16 的基座滑環34上也隨之以每分鐘二次回轉來開始回轉。在此種情形下，三座基板托座17的任何一個第二卡合突起38係可與卡合部16的第一卡合突起33卡合，因此，假設即便第二卡合突起38重疊配置在該些第一卡合突起33狀態的情形下，藉由基座21的回轉，其所產生的慣性或振動而可如第17圖所示，配置在第二卡合突起38上的第一卡合突起33，可自第二卡合突起38上朝下落下，而得與第二卡合突起38卡合。

於本實施形態中，該些相互鄰接的第一卡合突起33的間隔尺寸，係形成較該些第二卡合突起38的寬度尺寸為大的間隔尺寸，同時該些相互鄰接的第二卡合突起38的間隔尺寸，係形成較該些第一卡合突起33的寬度尺寸為大的間隔尺寸，第一卡合突起33與第二卡合突起38間，係以間隙配合狀態進行卡合，所以如上所述，即便任何一個第一卡合突起38載置在第二卡合突起33上的情形下，藉由基座12的回轉，可以容易地確保卡合狀態。

之後，將回轉驅動軸15的回轉速率上升至每分鐘10次回轉，藉此各基板托座14可以每分鐘10次回轉，在基座12上一邊進行圓周運動，同時以每分鐘25次回轉於開口部13內進行回轉。

接著，依據有機金屬氣相沉積法，例如氫氣、氨氣及三甲基鎵(TMG)的混合氣體，供給至密閉的反應爐內，1100℃的溫度條件下，配置在三座基板托座14上的半導體基板上，成長氮化鎵的結晶。

如此一來，半導體基板上氮化鎵的結晶，形成薄膜狀的情形下，如第18圖~第21圖所示，使回轉驅動軸15的回轉停止後，藉由與 上述相反的程序，而可藉由基板搬送裝置41使搬送臂部42驅動，使得搬送臂部42自基座12的周緣突部22的下方接近，並可藉由搬送臂部42的支持部43，自周緣突部22的下方支持後，再將基座12朝上方上舉，而可往反應爐外搬出。

〈實施例的效果〉

從而，於本實施形態中可如上述，基座12，係以可裝著脫離的方式固定在相對回轉驅動軸15的上下方向上，同時並無須使用如同習知技術所揭露的使用平齒輪的行星機構，即可將形成在基板托座14的下面部的第二卡合突起38與形成在該卡合部16的上面的第一卡合突起33，構成可在上下方向上相互卡合的行星機構，因此，該基座12相對該回轉驅動軸15於上下方向中的卸除及安裝作業將容易進行。

結果，與習知技術相同，於反應爐內，藉由供給氣相物質而形成薄膜的半導體基板，無須透過人工操作打開反應爐將其取出，同時也無須將欲處理的新的半導體基板裝著至基座12上的基板托座12。於基板托座12上，載置著半導體基板的狀態下，使用基板搬送裝置41而可將基座12自反應爐取出，此外，也可將載置著進行新的薄膜形成處理的半導體基板11的基板托座14，配置在基座12的狀態下，設置成使用基板搬送裝置41而可搬送至反應爐內的構成。

此外，當半導體基板載置在該基板托座14上的狀態下，藉由行星機構，因為可一邊在基板托座14上進行回轉，更可在基座12上進行圓周運動，所以於反應爐中，可使作用在各半導體基板上的溫度分布均勻，並且所形成的薄膜的膜壓分布也得以均勻化。

此外，於本實施形態中，與利用如同習知技術的平齒輪所構成的行星機構相異，是於基座12的厚度方向上，藉由卡合突起33與卡合突起38彼此的卡合，可構成行星機構，因此，與利用藉由習知的平齒輪所成的行星機構的半導體基板的回轉保持裝置相異，可縮小基座12的徑長。

結果，配置著該基板托座14的開口部13，其直徑尺寸係形成略與該基座12的半徑尺寸相等，相互等間隔地開設有三個開口部，該些開口部13中係分別配置該些基板托座14，所以與藉由習知的平齒輪所成的行星機構來構成的情形相異，在基座的中心部的各基板托座間不會形成大空隙部。

因此，於反應爐內，供給有複數種類的氣相物質的情形中，可以防止該些氣相物質滯留於空隙部中而無法有效對基板的薄膜形成產生作用的情事，結果，氣相物質將不會被浪費，進而可提高氣相物質的供給效率。

本發明可廣泛適用在化學氣相沉積法中於半導體基板上形成薄膜的半導體製造裝置，並且也可廣泛適用在半導體基板的回轉保持裝置的搬送裝置上。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

10‧‧‧半導體基板的回轉保持裝置

12‧‧‧基座

13‧‧‧開口部

14‧‧‧基板托座

15‧‧‧回轉驅動軸

26‧‧‧接合承受部

33‧‧‧第一卡合突起

38‧‧‧第二卡合突起

Claims (10)

1. 一種半導體基板的回轉保持裝置，該半導體基板的回轉保持裝置係使用於，利用有機金屬氣相沉積法，在半導體基板上於氣相狀態下形成薄膜的反應爐內，其包含：一基座，係形成為圓盤狀，進行回轉動；複數個基板托座，係形成為圓盤狀，並以可裝著脫離的方式，配置在開設在該基座上的複數個開口部內，且形成為依據該基座的回轉而於該些開口部內進行回轉，該些基板托座的一上面部係載置半導體基板；以及一回轉驅動軸，設於該基座的下方，以使該基座回轉，其中，該基座，係以可裝著脫離的方式固定在相對該回轉驅動軸的上下方向上，且該些開口部係貫通於該基座的厚度方向上所形成，其中，於該基座的下方，該些基板托座係以可解除的方式卡合在上下方向上，並設有一卡合部，係依據該基座的回轉而使該些基板托座於該些開口部內回轉其中，該卡合部係形成為全體環狀，該卡合部係包含：複數個第一卡合突起，沿圓周方向上相互間隔一預設間隔，呈放射線狀地配設於該上面部上；以及複數個第二卡合突起，係與該些第一卡合突起卡合，沿周緣部呈放射線狀地配設於該些基板托座的一下面部上，其中，當該些基板托座配置於該些開口部內時，該些第二卡合突 起係與突出配置於該些開口部下方的該些第一卡合突起卡合，其中，該些第一卡合突起，係由沿該卡合部的厚度方向上，朝向上方突出的複數個細長方體所形成，且該些第二卡合突起，係由沿該些基板托座的厚度方向上，朝向下方突出的複數個細長方體所形成，其中，該些相互鄰接的第一卡合突起的間隔尺寸，係形成較該些第二卡合突起的寬度尺寸為大的間隔尺寸，且該些相互鄰接的第二卡合突起的間隔尺寸，係形成較該些第一卡合突起的寬度尺寸為大的間隔尺寸，該些第一卡合突起與該些第二卡合突起間，相互間隔一間隙卡合。
2. 如申請専利範圍第1項所述之半導體基板的回轉保持裝置，其中，該些開口部的直徑尺寸係形成略與該基座的半徑尺寸相等，相互等間隔地開設有三個，該些開口部內係分別配置該些基板托座。
3. 如申請専利範圍第2項所述之半導體基板的回轉保持裝置，其中，更包含：複數個突起部，設於該回轉驅動軸的上端部；以及複數個凹部，係形成於該基座的中心部，使該些突起部以可解除的方式，插入卡合在上下方向上。
4. 一種半導體基板的回轉保持裝置，該半導體基板的回轉保持裝置係使用於，利用有機金屬氣相沉積法，在半導體基板上於氣相狀態下形成薄膜的反應爐內，其包含：一基座，係形成為圓盤狀，進行回轉動；複數個基板托座，係形成為圓盤狀，並以可裝著脫離的方式，配置在開設在該基座上的複數個開口部內，且形成為依據該基座的回轉而於該些開口部內進行回轉，該些基板托座的一上面部係載 置半導體基板；以及一回轉驅動軸，設於該基座的下方，以使該基座回轉，其中，該基座，係以可裝著脫離的方式固定在相對該回轉驅動軸的上下方向上，且該些開口部係貫通於該基座的厚度方向上所形成，其中，於該基座的下方，該些基板托座係以可解除的方式卡合在上下方向上，並設有一卡合部，係依據該基座的回轉而使該些基板托座於該些開口部內回轉，其中，該半導體基板的回轉保持裝置更包含：複數個突起部，設於該回轉驅動軸的上端部；以及複數個凹部，係形成於該基座的中心部，使該些突起部以可解除的方式，插入卡合在上下方向上。
5. 如申請専利範圍第4項所述之半導體基板的回轉保持裝置，其中，該卡合部係形成為全體環狀，該卡合部係包含：複數個第一卡合突起，沿圓周方向上相互間隔一預設間隔，呈放射線狀地配設於該上面部上；以及複數個第二卡合突起，係與該些第一卡合突起卡合，沿周緣部呈放射線狀地配設於該些基板托座的一下面部上，其中，當該些基板托座配置於該些開口部內時，該些第二卡合突起係與突出配置於該些開口部下方的該些第一卡合突起卡合。
6. 如申請専利範圍第5項所述之半導體基板的回轉保持裝置，其中，該些第一卡合突起，係由沿該卡合部的厚度方向上，朝向上方突出的複數個細長方體所形成，且該些第二卡合突起，係由沿該些基板托座的厚度方向上，朝向下方突出的複數個細長方體所形成。
7. 如申請専利範圍第6項所述之半導體基板的回轉保持裝置，其中，該些相互鄰接的第一卡合突起的間隔尺寸，係形成較該些第二卡合突起的寬度尺寸為大的間隔尺寸，且該些相互鄰接的第二卡合突起的間隔尺寸，係形成較該些第一卡合突起的寬度尺寸為大的間隔尺寸，該些第一卡合突起與該些第二卡合突起間，相互間隔一間隙卡合。
8. 如申請専利範圍第5項所述之半導體基板的回轉保持裝置，其中，該些開口部的直徑尺寸係形成略與該基座的半徑尺寸相等，相互等間隔地開設有三個，該些開口部內係分別配置該些基板托座。
9. 一種半導體基板的回轉保持裝置的搬送裝置，該半導體基板的回轉保持裝置的搬送裝置係使用於，利用有機金屬氣相沉積法，在半導體基板上於氣相狀態下形成薄膜時，係將具有複數個基板托座的一基座，以可裝著脫離的方式，裝著至一回轉驅動軸或者是自該回轉驅動軸搬出，該基座，係形成為圓盤狀，與配設於下方的該回轉驅動軸係以可裝著脫離的方式卡合，同時於一上面部上載置半導體基板，以可回轉的方式配設在複數個開口部內，其包含：一搬送臂部，以保持該基座，其中，該半導體基板的回轉保持裝置更包含：複數個突起部，設於該回轉驅動軸的上端部；以及複數個凹部，係形成於該基座的中心部，使該些突起部以可解除的方式，插入卡合在上下方向上。
10. 如申請専利範圍第9項所述之半導體基板的回轉保持裝置的搬送裝置，其中，該搬送臂部係構成保持該基座的周緣部。