(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の被処理体を保持するための保持体構造において、
前記被処理体の荷重を受けるための保持体本体と、
前記保持体本体の上面に形成された複数の凹部状の支持体収容部と、
前記各支持体収容部内に収容されると共に上端が前記保持体本体の上面よりも上方へ突出して前記上端で前記被処理体の下面と当接して支持しつつ前記支持体収容部内で転動可能になされた球形状の支持体とを備え、
前記支持体収容部の底面は、前記被処理体を前記支持体から離間させた時に前記支持体を元の位置に戻らせるように中央部が最も低い曲面形状になされていると共に、前記支持体収容部の底面の周辺部には前記支持体収容部内に侵入するパーティクルを止めるための水平止め面が形成されていることを特徴とする保持体構造。
【請求項２】
前記曲面形状は、球形状、円錐形状及び楕円弧形状の内のいずれか１つであることを特徴とする請求項１記載の保持体構造。
【請求項３】
前記支持体収容部の上方には、前記支持体が飛び出ることを防止するための飛び出し防止カバー部材が設けられていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか一項に記載の保持体構造。
【請求項４】
前記保持体本体は、
アクチュエータにより昇降可能になされた昇降板と、
前記昇降板の上面側に設けられる複数の昇降ピンとよりなり、
前記支持体収容部は、前記各昇降ピンの上端部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の保持体構造。
【請求項５】
前記保持体本体は、
前記被処理体を複数枚同時に載置できるようになされていると共に回転可能になされていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の保持体構造。
【請求項６】
真空室と大気室との間にゲートバルブを介して連結されると共に真空雰囲気と大気圧雰囲気とを選択的に実現することができるロードロック装置において、
真空引き及び大気圧復帰が可能になされたロードロック用容器と、
前記ロードロック用容器内に設けられた請求項１乃至３のいずれか一項に記載の保持体構造と、
前記被処理体を加熱及び／又は冷却する熱源部と、
前記被処理体を保持体本体上に降下及び保持体本体上から離間させるリフタ機構と、
前記ロードロック用容器内の雰囲気を真空引きする排気手段と、
を備えたことを特徴とするロードロック装置。
【請求項７】
真空室と大気室との間にゲートバルブを介して連結されると共に真空雰囲気と大気圧雰囲気とを選択的に実現することができるロードロック装置において、
ロードロック用容器と、
前記ロードロック用容器内に設けられて複数枚の被処理体を複数段に亘って支持するために請求項１乃至３のいずれか一項に記載の保持体構造を複数個有する支持手段と、
大気圧復帰用のガスを冷却ガスとして噴射するために前記保持体構造に対応させて設けられたガス噴射孔を有するガス導入手段と、
前記ロードロック用容器内の雰囲気を真空引きする排気手段と、
を備えたことを特徴とするロードロック装置。
【請求項８】
前記支持手段は、起立した複数本の支柱を有しており、前記支柱に前記保持体構造が所定のピッチで設けられていることを特徴とする請求項７記載のロードロック装置。
【請求項９】
前記ガス導入手段は、前記支持手段に形成されたガス導入路を有することを特徴とする請求項７又は８記載のロードロック装置。
【請求項１０】
前記支持手段は、昇降可能になされた昇降台上に設置されていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載のロードロック装置。
【請求項１１】
前記リフタ機構は、請求項４記載の保持体構造よりなることを特徴とする請求項６記載のロードロック装置。
【請求項１２】
被処理体に所定の処理を施すための処理装置において、
前記被処理体を収容する処理容器と、
前記処理容器内に設けられた請求項１乃至３及び５のいずれか一項に記載の保持体構造と、
前記被処理体を加熱する加熱手段と、
前記被処理体を保持体本体上に降下及び保持体本体上から離間させるリフタ機構と、
前記処理容器内へ必要なガスを供給するガス供給手段と、
前記処理容器内の雰囲気を排気する排気手段と、
を備えたことを特徴とする処理装置。
【請求項１３】
前記リフタ機構は、請求項４記載の保持体構造よりなることを特徴とする請求項１２記載の処理装置。
【請求項１４】
被処理体を搬送するための搬送機構において、
屈伸及び旋回可能になされたアーム部と、
前記アーム部の先端に設けられた請求項１乃至３のいずれか一項に記載の保持体構造と、
を備えたことを特徴とする搬送機構。
【請求項１５】
前記アーム部は、前記被処理体の周縁部を把持する把持部品を有し、前記把持部品が移動して、前記被処理体を把持させることを特徴とする請求項１４記載の搬送機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状の半導体ウエハ等の被処理体を保持する保持体構造、及びこれを用いたロードロック装置、処理装置及び搬送機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体デバイス等を製造するためには、板状の半導体ウエハやガラス基板等の被処理体に対して、成膜処理、エッチング処理、酸化拡散処理、改質処理等の各種の処理を繰り返し施す必要がある。例えば枚葉式の真空処理装置で半導体ウエハに対して上記処理を施す場合には、真空処理装置の前段側に、小容量で真空及び大気圧復帰を迅速に行うことができるようになされたロードロック装置を設けている。そして、半導体ウエハを上記真空処理装置に対して搬入、或いは搬出する際には、上記ロードロック装置を介して操作を行うことで、真空処理装置内の真空を破ることなく上記搬入、搬出操作を行うことができるようになっている（特許文献１等）。
【０００３】
ところで、上記半導体ウエハは、真空処理装置内での処理により例えば３００〜７００℃程度の高温状態になっている場合が多く、このような高温状態の半導体ウエハを、上記ロードロック装置を介して搬出する場合には、スループット向上のためにロードロック装置内にて半導体ウエハに熱伸縮によるスクラッチ等を生ぜしめることなく迅速に安全温度、例えば１００℃前後まで冷却して、後段側へ搬出するようになっている。ここで従来のロードロック装置の構成について説明する。図３１は、従来のロードロック装置の内部の一例を示す概略構成図である。
【０００４】
図示するように、ロードロック装置内には、保持体構造１が設けられている。この保持体構造１は、半導体ウエハＷの荷重を受ける保持体本体２を有しており、この保持体本体２が支柱４で支持されている。上記半導体ウエハＷは、この保持体本体２にこの上方へ出没可能に設けられた複数本、例えば３本の昇降ピン５に受け渡すことで保持体本体２上に載置される。
【０００５】
この保持体本体２には、半導体ウエハＷの温度を冷却する冷却ジャケット６が設けられており、これに冷媒を流すことにより高温状態の半導体ウエハＷを安全温度まで冷却するようになっている。また、上記保持体本体２上には、非常に短い複数本、例えば９本程度の支持ピン８が固定的に設けられており、この支持ピン８の上端で半導体ウエハＷの裏面を当接させてこれを支持するようになっている。
【０００６】
このように、半導体ウエハＷの裏面（下面）を支持ピン８で支持することにより、半導体ウエハＷの裏面と保持体本体２の平坦な上面との間に１ｍｍ以下の僅かな隙間を形成している。この目的は、半導体ウエハＷに割れ等が生ずる恐れのある急激な冷却を生ぜしめることなく、半導体ウエハＷを迅速に冷却するためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２６０６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、保持体本体２の上面に設けた短い支持ピン８で半導体ウエハＷを支持することにより、半導体ウエハＷに割れ等を生ぜしめることなくこの温度を迅速に冷却することができるようになっている。
【０００９】
ところで、上記保持体本体２上に支持される半導体ウエハＷは前述したように施された処理の態様によっては３００〜７００℃程度の高温状態になっている場合がある。この場合、半導体ウエハＷの温度やサイズにもよるが、冷却に伴って半導体ウエハ自体に０．１〜０．４ｍｍ程度の熱伸縮が生ずることは避けられない。この結果、半導体ウエハＷの裏面とこれに当接する支持ピン８の上端との間に生ずる摩擦により半導体ウエハ裏面にスクラッチや傷等が生じ、この傷によりパーティクルが発生したり、後工程においてこの傷の部分を核として集中的に厚く形成される不要な膜に起因して露光工程時にフォーカスズレ等が生ずる、といった問題があった。
【００１０】
また半導体デバイスの製造装置の関連技術として、特開昭６２−１９３１３９号公報に開示されているようなボール接触型半導体ウエハチャックも知られてはいるが、これは半導体ウエハをチャック本体の鋼球上に真空吸着で固定すると共に、必要に応じて所定の形状に変形させるものであり、上記問題点を解決するものではない。
【００１１】
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明は、半導体ウエハ等の被処理体を支持する際に、この裏面（下面）にスクラッチや傷等が付くことを防止することが可能な保持体機構、ロードロック装置、処理装置及び搬送機構である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に係る発明は、板状の被処理体を保持するための保持体構造において、前記被処理体の荷重を受けるための保持体本体と、前記保持体本体の上面に形成された複数の凹部状の支持体収容部と、前記各支持体収容部内に収容されると共に上端が前記保持体本体の上面よりも上方へ突出して前記上端で前記被処理体の下面と当接して支持しつつ前記支持体収容部内で転動可能になされた球形状の支持体とを備え、前記支持体収容部の底面は、前記被処理体を前記支持体から離間させた時に前記支持体を元の位置に戻らせるように中央部が最も低い曲面形状になされていると共に、前記支持体収容部の底面の周辺部には前記支持体収容部内に侵入するパーティクルを止めるための水平止め面が形成されていることを特徴とする保持体構造である。
【００１３】
このように、板状の被処理体を保持するための保持体構造において、被処理体の荷重を受けるための保持体本体の上面に複数の凹部状の支持体収容部を形成し、各支持体収容部内に収容されると共に上端が保持体本体の上面よりも上方へ突出して上端で被処理体の下面と当接して支持しつつ支持体収容部内で転動可能になされた支持体を設けるようにしたので、半導体ウエハ等の被処理体を支持する際に、例えば冷却や加熱により被処理体に熱伸縮が生じてもこの被処理体の裏面（下面）にスクラッチや傷等が付くことを防止することができる。
また支持体収容部の底面の周辺部に水平止め面を形成するようにしたので、支持体収容部内にパーティクルが侵入した場合に、このパーティクルを水平止め面上に止めて中央部にパーティクルが集中することを防止することができる。
【００１４】
本発明の関連技術は、板状の被処理体を保持するための保持体構造において、前記被処理体の荷重を受けるための保持体本体と、前記保持体本体の上面に形成された複数の凹部状の支持体収容部と、前記各支持体収容部内に収容されると共に上端が前記保持体本体の上面よりも上方へ突出して前記上端で前記被処理体の下面と当接して支持しつつ前記支持体収容部内で揺動可能になされた支持体と、を備えたことを特徴とする保持体構造である。
【００１５】
このように、板状の被処理体を保持するための保持体構造において、被処理体の荷重を受けるための保持体本体の上面に複数の凹部状の支持体収容部を形成し、各支持体収容部内に収容されると共に上端が保持体本体の上面よりも上方へ突出して上端で被処理体の下面と当接して支持しつつ支持体収容部内で揺動可能になされた支持体を設けるようにしているので、半導体ウエハ等の被処理体を支持する際に、例えば冷却や加熱により被処理体に熱伸縮が生じてもこの被処理体の裏面（下面）にスクラッチや傷等が付くことを防止することができる。
【００１６】
本発明の他の関連技術は、板状の被処理体を保持するための保持体構造において、前記被処理体の荷重を受けるための保持体本体と、前記保持体本体の上面に形成された複数の凹部状の支持体収容部と、前記各支持体収容部内に収容されると共に上端が前記保持体本体の上面よりも上方へ突出して前記上端で前記被処理体の下面と当接して支持しつつ前記支持体収容部内で回転可能に支持された支持体と、を備えたことを特徴とする保持体構造である。
【００１７】
このように、板状の被処理体を保持するための保持体構造において、被処理体の荷重を受けるための保持体本体の上面に複数の凹部状の支持体収容部を形成し、各支持体収容部内に収容されると共に上端が保持体本体の上面よりも上方へ突出して上端で被処理体の下面と当接して支持しつつ支持体収容部内で回転可能に支持された支持体を設けるようにしているので、半導体ウエハ等の被処理体を支持する際に、例えば冷却や加熱により被処理体に熱伸縮が生じてもこの被処理体の裏面（下面）にスクラッチや傷等が付くことを防止することができる。
【００１８】
請求項６に係る発明は、真空室と大気室との間にゲートバルブを介して連結されると共に真空雰囲気と大気圧雰囲気とを選択的に実現することができるロードロック装置において、真空引き及び大気圧復帰が可能になされたロードロック用容器と、前記ロードロック用容器内に設けられた請求項１乃至３のいずれか一項に記載の保持体構造と、前記被処理体を加熱及び／又は冷却する熱源部と、前記被処理体を保持体本体上に降下及び保持体本体上から離間させるリフタ機構と、前記ロードロック用容器内の雰囲気を真空引きする排気手段と、を備えたことを特徴とするロードロック装置である。
【００１９】
請求項７に係る発明は、真空室と大気室との間にゲートバルブを介して連結されると共に真空雰囲気と大気圧雰囲気とを選択的に実現することができるロードロック装置において、ロードロック用容器と、前記ロードロック用容器内に設けられて複数枚の被処理体を複数段に亘って支持するために請求項１乃至３のいずれか一項に記載の保持体構造を複数個有する支持手段と、大気圧復帰用のガスを冷却ガスとして噴射するために前記保持体構造に対応させて設けられたガス噴射孔を有するガス導入手段と、前記ロードロック用容器内の雰囲気を真空引きする排気手段と、を備えたことを特徴とするロードロック装置である。
【００２０】
請求項１２に係る発明は、被処理体に所定の処理を施すための処理装置において、前記被処理体を収容する処理容器と、前記処理容器内に設けられた請求項１乃至３及び５のいずれか一項に記載の保持体構造と、前記被処理体を加熱する加熱手段と、前記被処理体を保持体本体上に降下及び保持体本体上から離間させるリフタ機構と、前記処理容器内へ必要なガスを供給するガス供給手段と、前記処理容器内の雰囲気を排気する排気手段と、を備えたことを特徴とする処理装置である。
【００２１】
請求項１４に係る発明は、被処理体を搬送するための搬送機構において、屈伸及び旋回可能になされたアーム部と、前記アーム部の先端に設けられた請求項１乃至３のいずれか一項に記載の保持体構造と、を備えたことを特徴とする搬送機構である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る保持体機構、ロードロック装置、処理装置及び搬送機構によれば、次のような優れた作用効果を発明することができる。
請求項１及びこれを引用する請求項の発明によれば、板状の被処理体を保持するための保持体構造において、被処理体の荷重を受けるための保持体本体の上面に複数の凹部状の支持体収容部を形成し、各支持体収容部内に収容されると共に上端が保持体本体の上面よりも上方へ突出して上端で被処理体の下面と当接して支持しつつ支持体収容部内で転動可能になされた支持体を設けるようにしたので、半導体ウエハ等の被処理体を支持する際に、例えば冷却や加熱により被処理体に熱伸縮が生じてもこの被処理体の裏面（下面）にスクラッチや傷等が付くことを防止することができる。
また支持体収容部の底面の周辺部に水平止め面を形成するようにしたので、支持体収容部内にパーティクルが侵入した場合に、このパーティクルを水平止め面上に止めて中央部にパーティクルが集中することを防止することができる。
【００２３】
本発明の関連技術によれば、板状の被処理体を保持するための保持体構造において、被処理体の荷重を受けるための保持体本体の上面に複数の凹部状の支持体収容部を形成し、各支持体収容部内に収容されると共に上端が保持体本体の上面よりも上方へ突出して上端で被処理体の下面と当接して支持しつつ支持体収容部内で揺動可能になされた支持体を設けるようにしているので、半導体ウエハ等の被処理体を支持する際に、例えば冷却や加熱により被処理体に熱伸縮が生じてもこの被処理体の裏面（下面）にスクラッチや傷等が付くことを防止することができる。
【００２４】
本発明の他の関連技術によれば、板状の被処理体を保持するための保持体構造において、被処理体の荷重を受けるための保持体本体の上面に複数の凹部状の支持体収容部を形成し、各支持体収容部内に収容されると共に上端が保持体本体の上面よりも上方へ突出して上端で被処理体の下面と当接して支持しつつ支持体収容部内で回転可能に支持された支持体を設けるようにしているので、半導体ウエハ等の被処理体を支持する際に、例えば冷却や加熱により被処理体に熱伸縮が生じてもこの被処理体の裏面（下面）にスクラッチや傷等が付くことを防止することができる。
【００２５】
請求項６〜１５の発明によれば、半導体ウエハ等の被処理体を支持する際に、例えば冷却や加熱により被処理体に熱伸縮が生じてもこの被処理体の裏面（下面）にスクラッチや傷等が付くことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る保持体構造を有するロードロック装置を備えた一般的な処理システムの一例を示す概略平面図である。
【図２】図１に示す処理システムを示す概略断面図である。
【図３】ロードロック装置内に設けた本発明に係る保持体構造を示す断面図である。
【図４】保持体構造の保持体本体を示す平面図である。
【図５】保持体本体の表面に形成される１つの支持体ユニットを示す拡大図である。
【図６】保持体構造の第１変形実施例に示す図である。
【図７】本発明の保持体構造の第２変形実施例を示す図である。
【図８】本発明の保持体構造の第３変形実施例の支持体ユニットの部分を示す拡大断面図である。
【図９】本発明の保持体構造の第４変形実施例の支持体ユニットの部分を示す拡大断面図である。
【図１０】本発明の保持体構造の第５変形実施例の支持体ユニットの部分を示す拡大断面図である。
【図１１】本発明の保持体構造の第６変形実施例の支持体ユニットを示す図である。
【図１２】本発明の保持体構造の第７変形実施例の支持体ユニットを示す図である。
【図１３】本発明の保持体構造の第８変形実施例の支持体ユニットを示す図である。
【図１４】本発明の保持体構造の第９変形実施例の支持体ユニットを示す図である。
【図１５】本発明の保持体構造の第１０変形実施例の支持体ユニットを示す図である。
【図１６】本発明の保持体構造の第１１変形実施例の支持体ユニットを示す図である。
【図１７】測定されたパーティクル数の値を示す図である。
【図１８】支持体と接触した半導体ウエハ裏面の状態の一例を示す電子顕微鏡写真である。
【図１９】保持体構造の保持体本体の変形例を示す斜視図である。
【図２０】本発明の保持体構造をトランスファチャンバ内に設けられた第１の搬送機構に適用した時の状態を示す概略平面図である。
【図２１】ピック形状の第１変形例を示す図である。
【図２２】ピック形状の第２変形例を示す図である。
【図２３】本発明の保持体構造を適用した複数枚用のロードロック装置を示す縦断面図である。
【図２４】被処理体を支持する支持手段の一部を示す拡大部分断面図である。
【図２５】支持手段の支持部の一例を示す平面図である。
【図２６】ロードロック装置の変形実施例の支持手段の断面を示す拡大図である。
【図２７】本発明の保持体構造が適用されたリフタ機構の一例を示す図である。
【図２８】図２７に示すリフタ機構の動作を説明するための動作説明図である。
【図２９】本発明の保持体構造が適用されたセミバッチ式の処理装置の載置台を示す斜視図である。
【図３０】図２９に示す処理装置の載置台の一部を示す部分拡大断面図である。
【図３１】従来のロードロック装置の内部の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明に係る保持体機構、ロードロック装置、処理装置及び搬送機構の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る保持体構造を有するロードロック装置を備えた一般的な処理システムの一例を示す概略平面図、図２は図１に示す処理システムを示す概略断面図、図３はロードロック装置内に設けた本発明に係る保持体構造を示す断面図、図４は保持体構造の保持体本体を示す平面図、図５は保持体本体の表面に形成される１つの支持体ユニットを示す拡大図であり、図５（Ａ）は断面図を示し、図５（Ｂ）は平面図を示す。
【００２８】
まず、本発明に係る保持体構造を有するロードロック装置と処理装置とを備えた処理システムの一例について説明する。図１及び図２に示すように、この処理システム１２は、真空引き可能になされた４つの処理装置１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄを有している。これらの処理装置１４Ａ〜１４Ｄとしては、成膜処理やエッチング処理等の真空雰囲気下で行われる全ての処理装置が適用される。これらの処理装置１４Ａ〜１４Ｄは、真空引き可能になされた六角形状のトランスファチャンバ１６の周囲にそれぞれゲートバルブＧを介して接続されている。また、この処理システム１２は、上記トランスファチャンバ１６内に対して、この真空を破ることなく被処理体としての半導体ウエハＷを搬送するためのロードロック装置２０Ａ、２０Ｂを有しており、両ロードロック装置２０Ａ、２０Ｂは上記トランスファチャンバ１６にそれぞれゲートバルブＧを介して接続されている。
【００２９】
そして、上記各処理装置１４Ａ〜１４Ｄ内には、半導体ウエハＷを載置するための載置台２２Ａ〜２２Ｄがそれぞれ設けられている。また、上記トランスファチャンバ１６内には、半導体ウエハＷを搬送するために屈伸及び旋回可能になされた第１の搬送機構２４が設けられ、各処理装置１４Ａ〜１４Ｄ間及びこれらと各ロードロック装置２０Ａ、２０Ｂとの間で半導体ウエハＷを移載できるようになっている。具体的には、この第１の搬送機構２４は、上述のように屈伸及び旋回可能になされたアーム部２５と、このアーム部２５の先端に設けられた２つのピック２５Ａ、２５Ｂとにより主に構成されており、これらのピック２５Ａ、２５Ｂ上に半導体ウエハＷを直接的に載置保持して、上述のように搬送できるようになっている。
【００３０】
また各ロードロック装置２０Ａ、２０Ｂ内には、半導体ウエハＷを一時的に保持するために本発明に係る保持体構造２６Ａ、２６Ｂがそれぞれ設けられている。この保持体構造２６Ａ、２６Ｂについては後述する。また上記ロードロック装置２０Ａ、２０Ｂの反対側には、それぞれゲートバルブＧを介して横長のロードモジュール３０が取り付けられ、このロードモジュール３０の一側には、複数枚の半導体ウエハを収容できるカセット（図示せず）を載置するＩ／Ｏポート３２が設けられている。そして、このロードモジュール３０内には、屈伸及び旋回可能になされた第２の搬送機構３４が設けられている。
【００３１】
具体的には、この第２の搬送機構３４は、上述のように屈伸及び旋回可能になされたアーム部３５と、このアーム部３５の先端に設けられた２つのピック３５Ａ、３５Ｂとにより主に構成されており、これらのピック３５Ａ、３５Ｂ上に半導体ウエハＷを直接的に載置保持して搬送できるようになっている。また、この第２の搬送機構３４は案内レール３６に沿ってその長手方向へ移動可能になされている。そして、このロードモジュール３０の一端には、半導体ウエハＷの位置合わせ及び方向付けを行うオリエンタ３７が設けられており、処理装置１４Ａ〜１４Ｄに半導体ウエハＷを搬入する前に、ここで半導体ウエハＷの位置合わせ及び方向付けを行うようになっている。
【００３２】
＜処理装置＞
ここで図２を参照して各処理装置について説明する。尚、図２中において、４つの処理装置１４Ａ〜１４Ｄを代表して処理装置１４Ａを示しており、この中に載置台２２Ａが設けられている。また２つのロードロック装置２０Ａ、２０Ｂを代表してロードロック装置２０Ａを示している。
【００３３】
この処理装置１４Ａは、例えばアルミニウム合金等により箱状に成形された処理容器４０を有している。この処理容器４０内に設けられる上記載置台２２Ａは、容器底部より起立された支柱４２の上端に取り付けられている。この載置台２２Ａ内には、例えば抵抗加熱ヒータよりなる加熱手段４４が埋め込むようにして設けられており、載置台２２Ａ上に載置した半導体ウエハＷを所定の温度に加熱し得るようになっている。また、この載置台２２Ａ上には、半導体ウエハＷの搬出入時にこの半導体ウエハＷを押し上げ、押し下げるリフタ機構４６が設けられる。
【００３４】
具体的には、このリフタ機構４６は、３本（図示例では２本のみ記す）の昇降ピン４８を有しており、各昇降ピン４８の下端部は円弧状になされた昇降板５０により共通に支持されている。そして、この昇降板５０は、容器底部を貫通させて設けた昇降ロッド５１の上端で支持されると共に、この昇降ロッド５１は、アクチュエータ５２により昇降可能になされている。また上記昇降ロッド５１の貫通部には、上記処理容器４０内の気密性を維持しつつこの昇降ロッド５１の昇降を許容するために伸縮可能になされた金属性のベローズ５４が設けられる。
【００３５】
そして、上記載置台２２Ａには、上記昇降ピン４８を挿通させるためのピン挿通孔５６が設けられており、半導体ウエハＷの搬出入時に上記昇降ピン４８を昇降させて、このピン挿通孔５６より上方へ出没させることができるようになっている。また処理容器４０の天井部には、例えばシャワーヘッドよりなるガス供給手段５８が設けられており、処理容器４０内に必要なガスを供給するようになっている。このガス供給手段５８は、シャワーヘッドに限定されているのは勿論である。
【００３６】
また容器底部には排気口６０が設けられており、この排気口６０には、処理容器４０内の雰囲気を排気するための排気手段６２が設けられる。具体的には、上記排気手段６２は、上記排気口６０に連結されたガス通路６４を有している。そして、このガス通路６４には、容器内の圧力を調整する圧力調整弁６６及び真空ポンプ６８が順次介設されており、処理容器４０内の雰囲気を真空引きしつつ圧力調整できるようになっている。このように形成された処理装置１４Ａ内で、例えば成膜処理を行うようになっている。
【００３７】
また、他の処理装置１４Ｂ〜１４Ｄとしては、必要に応じて半導体ウエハＷに対して施すべき種々の処理に対応した処理装置が用いられ、またプラズマ処理装置も用いることができる。また、上記各処理装置１４Ａ〜１４Ｄに連結されるトランスファチャンバ１６は、例えばＮ２ ガス等の不活性ガスが供給可能になされると共に、この内部雰囲気も真空引き可能になされているが、動作時には真空雰囲気に常時維持されている。
【００３８】
＜ロードロック装置＞
次にロードロック装置について説明する。上記２つのロードロック装置２０Ａ、２０Ｂは全く同様に構成されているで、ここでは一方のロードロック装置２０Ａの構成について説明する。
【００３９】
まず、このロードロック装置２０Ａは、例えばアルミニウム合金等により箱状に成形されたロードロック用容器７０を有している。このロードロック用容器７０内に設けられる上記本発明に係る保持体構造２６Ａは、図３にも示すように容器底部より起立された支柱７２の上端に取り付けられている。ここでは上記保持体構造２６Ａは、半導体ウエハＷのサイズよりも少し大きな厚肉の円板状に形成されている。また、この保持体構造２６Ａ上には、半導体ウエハＷの搬出入時にこの半導体ウエハＷを押し上げ、押し下げるリフタ機構７４が設けられる。
【００４０】
具体的には、このリフタ機構７４は、３本（図示例では２本のみ記す）の昇降ピン７６を有しており、各昇降ピン７６の下端部は円弧状になされた昇降板７８により共通に支持されている。そして、この昇降板７８は、容器底部を貫通させて設けた昇降ロッド８０の上端で支持されると共に、この昇降ロッド８０は、アクチュエータ８２により昇降可能になされている。また上記昇降ロッド８０の貫通部には、上記ロードロック用容器７０内の気密性を維持しつつこの昇降ロッド８０の昇降を許容するために伸縮可能になされた金属性のベローズ８４が設けられる。
【００４１】
そして、上記保持体構造２６Ａには、上記昇降ピン７６を挿通させるためのピン挿通孔８６が設けられており、半導体ウエハＷの搬出入時に上記昇降ピン７６を昇降させて、このピン挿通孔８６より上方へ出没させることができるようになっている。またロードロック用容器７０の底部には、ガス導入口８８が設けられている。このガス導入口８８には、途中に開閉弁９０が介設されたガス導入通路９２が接続されており、必要に応じて不活性ガスとして例えばＮ２ ガスを供給できるようになっている。
【００４２】
また容器底部には排気口９４が設けられており、この排気口９４には、ロードロック用容器７０内の雰囲気を排気するための排気手段９６が設けられる。具体的には、上記排気手段９６は、上記排気口９４に連結されたガス通路９８を有している。そして、このガス通路９８には、開閉弁１００及び真空ポンプ１０２が順次介設されており、ロードロック用容器７０内の雰囲気を真空引きできるようになっている。
【００４３】
上記保持体構造２６Ａは、図３乃至図５にも示すように、上記半導体ウエハＷの荷重を受けるための保持体本体１０４と、この上面に形成された複数の支持体収容部１０６と、この支持体収容部１０６内に収容されて上端で上記半導体ウエハＷを当接して支持しつつ転動可能になされた支持体１０８とを主に有している。
【００４４】
具体的には、上記保持体本体１０４は、上記半導体ウエハＷの直径よりも僅かに大きな肉厚な円板状に成形されており、その上面は平坦面になされている。この保持体本体１０４は、例えばアルミニウム合金やニッケル合金、或いは窒化アルミニウムやアルミナ等のセラミック材により構成されている。この保持体本体１０４内には、半導体ウエハＷを加熱及び／又は冷却する熱源部１１０が設けられている。ここでは上記熱源部１１０としては、冷媒を流す冷却ジャケット１１２が上記保持体本体１０４の略全面に亘って埋め込むようにして設けられており、この上面側に支持される半導体ウエハＷに冷熱を与えてこれを冷却するようになっている。
【００４５】
ここで処理されるべき半導体ウエハＷを予熱する場合には、上記熱源部１１０として上記冷却ジャケット１１２に替えて抵抗加熱ヒータ等を設けて半導体ウエハＷに温熱を与えるようにすればよい。また、半導体ウエハＷの冷却と加熱とを選択的にできるようにする場合には、上記熱源部１１０としてペルチェ素子のような熱電変換素子を設けて、これに流れる電流の方向を必要に応じて切り替えることによって加熱と冷却とを選択的に行うことができるようにすればよい。
【００４６】
そして、上記保持体本体１０４の平坦な上面に、上記支持体収容部１０６が凹部状に複数個形成されている。ここでは、支持体収容部１０６は、上記保持体本体１０４の中周部分に１２０度間隔で３個設けられ、外周部分に６０度間隔で６個設けられ、全体で９個設けられている。尚、これらの個数は特に限定されるものではない。そして、上記各支持体収容部１０６内にそれぞれ１個の上記支持体１０８が収容されている。すなわち、上記１つの支持体収容部１０６とこれに収容される１つの支持体１０８とで１つの支持体ユニット１１４が形成され、ここでは全体で９つの支持体ユニット１１４が設けられることになる。
【００４７】
具体的には、上記支持体１０８は、図５にも示すように、ここでは直径が数ｍｍ、例えば３〜７ｍｍの範囲内の球形状に形成されており、転動するようになっている。尚、支持体１０８の直径は上記値に限定されない。この球形の支持体１０８の材料としては、耐熱性の材料、例えば石英、窒化アルミニウム等のセラミック材料を用いることができ、更には金属汚染の恐れが少ない場合には、ニッケルやチタン等の金属も用いることができる。そして、前述したように、上記支持体１０８の上端に半導体ウエハＷの下面を当接させてこれを支持するようになっている。従って、半導体ウエハＷが熱伸縮しても、上記球形状の支持体１０８が転がることで半導体ウエハＷの熱伸縮量を吸収できるようになっている。
【００４８】
また上記支持体収容部１０６の底面１１６は、曲面形状に成形されており、上記半導体ウエハＷを支持体１０８から離間させた時にこの支持体１０８を元の位置、すなわち原点位置に自重で戻らせるようになっている。具体的には、この支持体収容部１０６の底面１１６は、その中央部が最も低い曲面形状に成形されており、この中央部が支持体１０８の元の位置（原点位置）となっている。上記したような支持体収容部１０６の底面１１６の曲面は、例えば上記支持体１０８よりも半径の大きな球の外殻の一部のように形成され、断面が円弧形状になされている。
【００４９】
この場合、上記支持体１０８が支持体収容部１０６の中央部である原点位置に位置する時に、上記保持体本体１０４の上面の水平レベルより上記支持体１０８が上方へ突出する長さＬ１は、数ｍｍ程度、例えば０．３〜２．０ｍｍ程度の範囲内に設定されている。この場合、上記断面円弧状の上記支持体収容部１０６の半径は、例えば３〜１０ｍｍ程度に設定されている。
【００５０】
ここで、上記半導体ウエハＷが熱伸縮する量は、先に説明したように０．１〜０．４ｍｍ程度の長さなので、この長さに対応する上記支持体１０８の回転角度は非常に僅かであり、支持体１０８が支持体収容部１０６の外へ転がり出ることはない。
【００５１】
＜第１変形実施例＞
尚、上記支持体収容部１０６の底面１１６の曲面形状は、上述のように断面円弧形状に限定される必要はなく、例えば図６に示す保持体構造の第１変形実施例に示すように、支持体収容部１０６の底面１１６を断面楕円弧状に形成してもよく、更には、支持体収容部１０６の中央部が最も低く（深く）形成されている曲面形状であって、半導体ウエハＷを支持体１０８から離間させた時にこの支持体１０８が自重で元の位置に戻るような形状ならばどのような曲面形状でもよく、上述したような曲面形状に限定されない。
【００５２】
次に、以上のように、構成された処理システム１２における概略的な動作の一部について説明する。まず、Ｉ／Ｏポート３２に設置されたカセット容器（図示せず）からは、未処理の半導体ウエハＷが第２の搬送機構３４によりロードモジュール３０内に取り込まれ、この取り込まれた半導体ウエハＷはロードモジュール３０の一端に設けたオリエンタ３７へ搬送されて、ここで位置決め及び方向付けがなされる。上記半導体ウエハＷは例えば板状のシリコン基板よりなる。
【００５３】
位置決め等がなされた半導体ウエハＷは、上記第２の搬送機構３４により再度搬送され、２つのロードロック装置２０Ａ、２０Ｂの内のいずれか一方のロードロック装置内へ搬入される。このロードロック装置内が真空引きされた後に、予め真空引きされたトランスファチャンバ１６内の第１の搬送機構２４を用いて、上記ロードロック装置内の半導体ウエハＷがトランスファチャンバ１６内に取り込まれる。
【００５４】
そして、このトランスファチャンバ１６内へ取り込まれた未処理の半導体ウエハは、第１の搬送機構２４によって各処理装置１４Ａ〜１４Ｄへ必要に応じて順次搬送され、各処理装置１４Ａ〜１４Ｄ内においてそれぞれ所定の処理が施されることになる。例えば半導体ウエハＷに対して、成膜処理やエッチング処理や酸化拡散処理等が施されることになる。ここで施された処理の態様によっては半導体ウエハＷは例えば３００〜７００℃程度の高温状態になっている。
【００５５】
このようにして施すべき各種の処理が全て施されて処理済みとなった高温状態の半導体ウエハＷは、第１の搬送機構２４により２つのロードロック装置２０Ａ、２０Ｂの内のいずれか一方のロードロック装置内へ搬入され、ここで安全温度である１００℃前後まで冷却されることになる。この時に処理済みの半導体ウエハＷを収容している真空状態のロードロック装置内は半導体ウエハの冷却と同時に大気圧復帰されている。そして、大気圧復帰後に、このロードロック装置内の半導体ウエハＷは第２の搬送機構３４を用いてロードモジュール３０内へ取り込まれ、更に、Ｉ／Ｏポート３２の処理済み半導体ウエハ用のカセット容器（図示せず）内へ収容されることになる。
【００５６】
ここで上記ロードロック装置内で行われる半導体ウエハＷの冷却時の動作について、一方のロードロック装置２０Ａを例にとって説明する。尚、他方のロードロック装置２０Ｂでも同様に冷却されるのは勿論である。まず、図２及び図３にも示すように、高温状態の処理済みの半導体ウエハＷを冷却する時には、ロードロック装置２０Ａの保持体構造２６Ａに設けた冷却ジャケット１１２には冷媒が流されている。そして、リフタ機構７４の昇降ピン７６を昇降させることによって高温状態の半導体ウエハＷを保持体本体１０４の上面に載置する。この時、半導体ウエハＷの下面は、保持体本体１０４に９個設けた各支持体収容部１０６内に設置されている球形状の各支持体１０８の上端に当接し、これによって支持される。
【００５７】
そして、両側のゲートバルブＧが閉じられた状態でこのロードロック用容器７０内にＮ２ ガスを導入すると同時に、上記高温状態の半導体ウエハＷは保持体本体１０４側より供給される冷熱によって徐々に冷却されることになる。すなわち、半導体ウエハＷの温熱が輻射や熱伝導によって冷却状態の保持体本体１０４側へ供給されて半導体ウエハＷが冷却されることになる。
【００５８】
この冷却によって半導体ウエハＷは、熱収縮し、この熱収縮の方向は主として半導体ウエハＷの中心方向へ向くことになり、図５（Ａ）中では例えば矢印１２０の方向へ熱伸縮するものと仮定する。この熱伸縮の長さは、前述したように、半導体ウエハＷの温度にもよるが、例えば０．１〜０．４ｍｍ程度である。この場合、図３１に示すような従来の保持体構造の場合には、熱収縮時に半導体ウエハＷの裏面と支持ピン８０の上端とが擦れ合って半導体ウエハＷの裏面にスクラッチや傷が発生したが、本発明の場合には、球形状の支持体１０８が図５（Ａ）中の矢印１２２の方向へ僅かに転がることで上記半導体ウエハＷの熱収縮を吸収することができる。この結果、半導体ウエハＷの裏面と支持体１０８の表面とが擦れ合うことがなくなり、半導体ウエハＷの裏面にスクラッチや傷等が付くことを抑制することができる。
【００５９】
そして、冷却が完了して、半導体ウエハＷを搬出するために、この半導体ウエハＷを昇降ピン７６で持ち上げることによって半導体ウエハＷを支持体１０８から離間させると、球形状の支持体１０８は、断面円弧形状に成形された支持体収容部１０６の底面１１６に沿って自重で転がって、元の位置、すなわち中央部の原点位置に戻ることになる。従って、半導体ウエハＷを連続的に冷却して搬出しても、常に球形状の支持体１０８は元の位置に戻ることになり、上記した操作を連続的に行うことができる。
【００６０】
また、実際には、半導体ウエハＷは、その中心方向に熱収縮するだけではなく、半導体ウエハＷの温度分布によってはあらゆる方向へ熱収縮するが、この場合にもその熱収縮する方向へ球状の支持体１０８が転がることで熱収縮を吸収することができる。従って、この場合にも半導体ウエハＷの裏面にスクラッチや傷等が付くことを防止することができる。
【００６１】
また、上記説明では、処理済みの高温状態の半導体ウエハＷを冷却する場合について説明したが、前述したように、スループットを上げるためにロードロック装置の保持体構造に加熱手段を設けておき、処理前の室温の半導体ウエハＷをこの加熱手段である程度の温度まで予備加熱する場合がある。そして、上記した予備加熱を行う場合にも、上記実施例で説明した保持体構造を採用することで（この場合には熱源部１１０としてヒータ等の加熱手段を用いる）、半導体ウエハＷが熱伸長しても、上述したような原理でこの半導体ウエハＷの裏面にスクラッチや傷等が付くことを防止することができる。
【００６２】
このように、本発明によれば、板状の被処理体である例えば半導体ウエハＷを保持するための保持体構造において、被処理体の荷重を受けるための保持体本体１０４の上面に複数の凹部状の支持体収容部１０６を形成し、各支持体収容部内に収容されると共に上端が保持体本体の上面よりも上方へ突出して上端で被処理体の下面と当接して支持しつつ支持体収容部内で転動可能になされた支持体１０８を設けるようにしたので、半導体ウエハ等の被処理体を支持する際に、例えば冷却や加熱により被処理体に熱伸縮が生じてもこの被処理体の裏面（下面）にスクラッチや傷等が付くことを防止することができる。
【００６３】
＜第２変形実施例＞
次に、本発明の保持体構造の第２変形実施例について説明する。先の実施例においては、球形状の支持体１０８が、半導体ウエハＷに帯電している静電気や僅かな衝撃等によって支持体収容部１０６の外側へ飛び出る恐れがあるが、これを防止するために飛び出し防止カバー部材を設けるようにしてもよい。図７はこのような本発明の保持体構造の第２変形実施例を示す図であり、図７（Ａ）は支持体ユニットの部分を示す拡大断面図、図７（Ｂ）は平面図である。尚、図７中において、先の図１〜図６に示す構成部分と同一構成部分については同一参照符号を付してその説明を省略する。
【００６４】
図示するように、ここでは支持体収容部１０６の開口部には、これより水平方向中心に向けて延在させたリング状の飛び出し防止カバー部材１２４がネジ１２６等により取り付け固定されている。この飛び出し防止カバー部材１２４の開口の直径は、上記球形状の支持体１０８の直径よりも僅かに小さく設定されており、上記半導体ウエハＷの熱伸縮時に支持体１０８の転動を規制しないような位置まで支持体１０８に接近させて設けている。具体的には、支持体１０８の直径が５ｍｍと仮定すると、上記飛び出しカバー部材１２４の開口の直径は４．５ｍｍ程度である。ここでは支持体ユニット１１４は支持体収容部１０６及び支持体１０８に飛び出し防止カバー部材１２１を加えて構成されている。
【００６５】
尚、後述する各実施例における飛び出しカバー部材１２４の開口と球形状の支持体１０８の直径との関係は、全て上述のようになって支持体１０８の飛び出しを防止している。これによれば、球形状の支持体１０８が支持体収容部１０６より外側へ飛び出そうとしても、上記飛び出し防止カバー部材１２４により阻止されて支持体１０８が外側へ飛び出ることを防止することができる。
【００６６】
＜第３変形実施例＞
次に、本発明の保持体構造の第３変形実施例について説明する。先の実施例においては、支持体収容部１０６内へごみ等のパーティクルが入った場合、このパーティクルが底部１１６の最も低い（深い）部分に集中して貯って支持体１０８の転動を阻害する恐れがあるが、これを防止するために水平止め面を設けるようにしてもよい。図８はこのような本発明の保持体構造の第３変形実施例の支持体ユニットの部分を示す拡大断面図である。尚、図８中において、先の図１〜図７に示す構成部分と同一構成部分については同一参照符号を付してその説明を省略する。
【００６７】
図示するように、ここでは支持体収容部１０６の底面１１６の周辺部に水平状態になされた水平止め面１１６Ａを形成しており、この支持体収容部１０６に侵入したパーティクルを上記水平止め面１１６Ａに止めるようにしている。そして、この水平止め面１１６Ａの更に外周側に上記飛び出し防止カバー部材１２４をネジ１２６で止めるようになっている。これによれば、支持体収容部１０６内にパーティクルが侵入した場合に、このパーティクルを水平止め面１１６Ａ上に止めて中央部にパーティクルが集中することを防止することができる。尚、この水平止め面１１６Ａは、上記飛び出し防止カバー部材１２４を設けていない先の実施例にも適用することができるのは勿論である。
【００６８】
＜第４変形実施例＞
上記第２及び第３変形実施例では、飛び出し防止カバー部材１２４をネジ１２６により保持体本体１０４側へ固定するようにしたが、これに限定されない。すなわち、図９に本発明の保持体構造の第４変形実施例の支持体ユニットの部分を示す拡大断面図のように、保持体本体１０４の上面と側面とを一体的に覆う薄い表面カバー体１２８を設け、この表面カバー体１２８に、上記支持体収容部１０６に対応させて支持体１０８の上端部が表面より上方へ突出して露出するように開口１３０を設けるようにし、この表面カバー体１２８に上記飛び出し防止カバー部材１２４の機能を持たせるようにしてもよい。この表面カバー体１２８の材料としては、例えばアルミニウム、ステンレススチール、ニッケル、チタンなどの金属や石英ガラスなどのガラス材料や窒化アルミニウムなどのセラミックを用いるができる。
【００６９】
＜第５変形実施例＞
次に、本発明の保持体構造の第５変形実施例について説明する。先の第２及び第３変形実施例では飛び出し防止カバー部材１２４をネジ１２６により保持体本体１０４側へ固定すると共に、支持体収容部１０６を保持体本体１０４に直接的に形成していたが、これに限定されず、これらを支持体１０８と共に、保持体本体１０４へ着脱自在に設けるようにしてもよい。図１０はこのような本発明の保持体構造の第５変形実施例の支持体ユニット１１４の部分を示す拡大断面図である。
【００７０】
図１０（Ａ）に示す場合には、上記飛び出し防止カバー部材１２４を、下端が開口された円筒体状に成形し、この円筒体状の飛び出し防止カバー部材１２４内に、上端に上記支持体収容部１０６が形成された挿入片１３２をねじ込むようにして挿入し、この支持体収容部１０６内に上記球形状の支持体１０８を収容するようにして支持体ユニット１１４を形成している。そして、保持体本体１０４には、上記筒体状の飛び出し防止カバー部材１２４を挿入できる大きさの収容穴１３４を形成し、この収容穴１３４内に上記支持体ユニット１１４を挿入するようになっている。また、図１０（Ｂ）に示す場合には、上記飛び出し防止カバー部材１２４を収容穴１３４の上端の開口部に対応させて上記保持体本体１０４側に設ける。そして、挿入片１３２の外側表面に雄ネジを形成し、上記収容穴１３４の内側表面に雌ネジを形成する。この収容穴１３４は下方へ貫通されており、挿入片１３２の上端に上記支持体１０８を支持させた状態で収容穴１３４の下方より上記収容穴１３４内にねじ込むようにしてもよい。この図１０に示す場合にも、上記した飛び出し防止カバー部材１２４の機能を発揮することができる。
【００７１】
＜第６及び第７変形実施例＞
次に本発明の保持体構造の第６及び第７変形実施例について説明する。先の各実施例では、支持体収容部１０６の底部１１６の形状を例えば断面円弧形状や断面楕円弧形状の曲面形状としたが、これに限定されず、熱伸縮方向に対して傾斜した傾斜面としたり、円錐形状としてもよい。図１１はこのような本発明の保持体構造の第６変形実施例の支持体ユニットを示す図であり、図１１（Ａ）は拡大断面図、図１１（Ｂ）は平面図である。図１２はこのような本発明の保持体構造の第７変形実施例の支持体ユニットを示す図であり、図１２（Ａ）は拡大断面図、図１２（Ｂ）は平面図である。尚、先に説明した実施例と同一構成部分については同一参照符号を付してその説明を省略する。
【００７２】
図１１に示す第６変形実施例では、支持体収容部１０６の底面１１６は熱伸縮方向に対して傾斜している。ここでは、例えば水平方向に対して１〜１０度程度傾斜した傾斜面１３６となっており、この傾斜面１３６の下端側が球形状の支持体１０８が転動して戻る元の位置（原点位置）となっている。従って、傾斜面１３６の上端側が保持体本体１０４の中心方向となっており、この中心方向に向けて上向き傾斜している。この実施例では、半導体ウエハＷが矢印１３８に示す方向へ熱収縮すると、球形状の支持体１０８は上記傾斜面１３６を登るように転動して熱収縮量を吸収し、そして、半導体ウエハＷが支持体１０８から離れると、この傾斜面１３６を下る方向へ転動して自重で元の位置に戻ることになる。
【００７３】
従って、この場合にも半導体ウエハＷの裏面にスクラッチや傷等が付くことを防止することができる。尚、半導体ウエハＷを予備加熱する場合には、半導体ウエハＷの加熱により半導体ウエハＷは伸長するので上記保持体本体１０４の底面１１６である傾斜面１３６の傾斜方向は上記の場合とは逆方向になり、保持体本体１０４の中心部側が下端部となり、周辺部側が上端部となる。この場合にも上述したと同様に半導体ウエハＷの裏面にスクラッチや傷等が付くことを防止することができる。
【００７４】
また図１２に示す第７変形実施例の場合には、支持体収容部１０６の底面１１６は傾斜している。ここでは、例えば水平方向に対して１〜１０度程度傾斜した円錐面１４０となっており、この円錐面１４０の中心部は球形状の支持体１０８が転動して戻る元の位置（原点位置）となっている。従って、支持体１０８は円錐面１４０の中心部よりどの方向に向けても転動できるようになっている。この実施例では、半導体ウエハＷが、仮に矢印１３８に示す方向へ熱収縮すると、球形状の支持体１０８は、中心部の原点位置より上記円錐面１４０を登るように転動して熱収縮量を吸収し、そして、半導体ウエハＷが支持体１０８から離れると、この円錐面１４０を中心部の原点位置に向けて下る方向へ転動して自重で元の位置に戻ることになる。この場合、円錐面１４０は断面三角形状なので、球形状の支持体１０８は上述のように支持体収容１０６の中心部に位置しており、従って、球形状の支持体１０８は水平面内のすべての方向に対して転動して熱伸縮を吸収することができる。
【００７５】
＜第８変形実施例＞
次に本発明の保持体構造の第８変形実施例について説明する。先の各実施例では、支持体１０８の形状を球形状としたが、これに限定されず、これを円柱状に成形してもよい。図１３はこのような本発明の保持体構造の第８変形実施例の支持体ユニットを示す図であり、図１３（Ａ）は拡大断面図、図１３（Ｂ）は平面図である。尚、先に説明した実施例と同一構成部分については同一参照符号を付してその説明を省略する。
【００７６】
図１３に示す第８変形実施例では、支持体１０８は先の球形状の支持体と同じ直径の円柱状となっている。そして、支持体収容部１０６の底面１１６は熱伸縮方向に対して傾斜している。ここでは、図１１に示す場合と同様に、例えば水平方向に対して１〜１０度程度傾斜した傾斜面１３６となっており、この傾斜面１３６の下端側が円柱状の支持体１０８が転動して戻る元の位置（原点位置）となっている。従って、傾斜面１３６の上端側が保持体本体１０４の中心方向となっており、この中心方向に向けて上向き傾斜している。この実施例では、半導体ウエハＷが矢印１３８に示す方向へ熱収縮すると、円柱状の支持体１０８は上記傾斜面１３６を登るように転動して熱収縮量を吸収し、そして、半導体ウエハＷが支持体１０８から離れると、この傾斜面１３６を下る方向へ転動して自重で元の位置に戻ることになる。
【００７７】
従って、この場合にも半導体ウエハＷの裏面にスクラッチや傷等が付くことを防止することができる。尚、半導体ウエハＷを予備加熱する場合には、半導体ウエハＷの加熱により半導体ウエハＷは伸長するので上記保持体本体１０４の底面１１６である傾斜面１３６の傾斜方向は上記の場合とは逆方向になり、保持体本体１０４の中心部側が下端部となり、周辺部側が上端部となる。この場合にも上述したと同様に半導体ウエハＷの裏面にスクラッチや傷等が付くことを防止することができる。
【００７８】
＜第９変形実施例＞
次に本発明の保持体構造の第９変形実施例について説明する。先の各実施例では、支持体１０８の形状を球形状、或いは円柱状としたが、これに限定されず、支持体収容部の底面を平面として、半導体ウエハを支持体から離間させた時に自重で元の位置に復帰可能となるような形状にしてもよい。図１４はこのような本発明の保持体構造の第９変形実施例の支持体ユニットを示す図であり、図１４（Ａ）は拡大断面図、図１４（Ｂ）は平面図である。尚、先に説明した実施例と同一構成部分については同一参照符号を付してその説明を省略する。
【００７９】
図１４に示す第９変形実施例では、支持体収容部１０６の底面１１６は、水平な平坦な面、すなわち平面１４２として形成されている。そして、支持体１０８の平面形状が円形になされると共に断面が略楕円形状になされており、外力によりいずれか一方に傾いても、外力が解除されると自重で元の水平状態に復元するように揺動可能な状態となっている。このような形状は、例えば凸レンズと同じ形状である。
【００８０】
この実施例では、半導体ウエハＷが矢印１３８に示す方向へ熱収縮すると、断面が略楕円形状の支持体１０８は上記平面１４２上で揺動（傾斜）して熱収縮量を吸収し、そして、半導体ウエハＷが支持体１０８から離れると、自重で元の位置、すなわち元の水平状態へ揺動して戻ることになる。
【００８１】
従って、この場合にも半導体ウエハＷの裏面にスクラッチや傷等が付くことを防止することができる。尚、この実施例の場合には、半導体ウエハＷを予備加熱する場合にも同じ構造で対応することができ、しかも、水平面内のあらゆる方向に対する熱伸縮を吸収することができる。この場合にも上述したと同様に半導体ウエハＷの裏面にスクラッチや傷等が付くことを防止することができる。また、先の図７に示す第２変形実施例から図１０に示す第５変形実施例で説明した各実施形態を、上記図１１に示す第６変形実施例から図１４に示す第９変形実施例にも適用できるのは勿論である。
【００８２】
＜第１０及び第１１変形実施例＞
次に本発明の保持体構造の第１０及び第１１変形実施例について説明する。先の各実施例では、支持体収容部１０６内で支持体１０８は転動、或いは揺動可能となるように設けられていたが、これに限定されず、支持体１０８を回転軸で回転可能となるように支持するようにしてもよい。図１５はこのような本発明の保持体構造の第１０変形実施例の支持体ユニットを示す図であり、図１５（Ａ）は拡大断面図、図１５（Ｂ）は平面図である。図１６はこのような本発明の保持体構造の第１１変形実施例の支持体ユニットを示す図であり、図１６（Ａ）は拡大断面図、図１６（Ｂ）は平面図である。尚、先に説明した実施例と同一構成部分については同一参照符号を付してその説明を省略する。
【００８３】
図１５に示す第１０変形実施例では、支持体１０８は球形状に成形されており、図１６に示す第１１変形実施例では支持体１０８は円筒状に成形されている。これらの支持体１０８は、共に支持体収容部１０６内に、その上端を保持体本体１０４の上面の水平レベルより僅かに上方に突出させた状態になっており、その直径方向の両端より水平方向へ回転軸１５０が延びている。そして、この回転軸１５０の両端が保持体本体１０４に回転自在に支持されている。この場合、上記支持体１０８は、半導体ウエハＷの熱伸縮方向（保持体本体１０４の中心方向、或いは支持される半導体ウエハＷの中心方向）である矢印１５２に対して直交する方向で支持されている。
【００８４】
これらの実施例では、半導体ウエハＷが矢印１５２に示す方向に熱伸縮すると、この球形状、或いは円柱状の支持体１０８が回転軸１５０の両端を支点として回転することで熱収縮量を吸収することができる。尚、上記説明では、球形状、或いは円柱状の支持体１０８を回転軸１５０に固定していたが、この回転軸１５０に替えて、両端が上記保持体本体１０４側に固定された固定軸を設け、この固定軸に上記支持体１０８を回転自在となるように取り付けるようにしてもよい。この場合にも、上述したと同様な作用効果を発揮することができる。
【００８５】
従って、この場合にも半導体ウエハＷの裏面にスクラッチや傷等が付くことを防止することができる。尚、半導体ウエハＷを予備加熱する場合には、半導体ウエハＷの加熱により半導体ウエハＷは伸長するので支持体１０８の回転方向は上記した方向とは逆方向になる。この場合にも上述したと同様に半導体ウエハＷの裏面にスクラッチや傷等が付くことを防止することができる。
【００８６】
＜本発明の保持体構造の検証実験＞
次に、上述したような本発明の保持体構造の検証実験を行ったので、その評価結果について説明する。ここでの検証実験では、図７に示した第２変形実施例に示す保持体構造をロードロック装置に用いて行った。
【００８７】
この時の球形状の支持体１０８の直径は５ｍｍ、飛び出し防止カバー部材１２４の開口の直径は４．５ｍｍ、底面１１６の曲面の半径は１０ｍｍである。半導体ウエハＷのサイズとしては直径が３００ｍｍのものを用い、内側３個、外側６個の合計９個の支持体ユニット１１４を設けてそれぞれ球形状の支持体１０８で支持させて、各支持体１０８との接触点を中心として４ｍｍ２ の領域のパーティクルや傷を走査型顕微鏡（ＳＥＭ）で調べた。用いた半導体ウエハは何も処理をしていないシリコン基板、すなわちベア（Ｂａｒｅ）シリコン基板と裏面側に僅かにＴＥＯＳ膜（ＳｉＯ２ 膜）が付着したものを用いた。この時に測定されたパーティクル数の値を図１７に示す。
【００８８】
尚、パーティクルは直径８０ｎｍ以上をカウントしている。図１８は支持体と接触した半導体ウエハ裏面の状態の一例を示す電子顕微鏡写真である。尚、比較のために比較例として従来の支持ピン（図３１参照）を用いた保持体構造についても検証を行った。
【００８９】
図１７において測定１〜３は、内側３個の支持体の接触点の結果を示し、測定４〜８は、外側５個の支持体の接触点の結果を示す。尚、外側の支持体の１つについては、測定時に誤ってピンセットで上記支持体の接触点を挟み込んだため、測定が無効になってしまった。また、本発明の保持体構造では、６３００枚搬送した後についても検討を行っている。図１７に示すように、比較例の場合には各測定１〜８の全てにおいて数十個のパーティクルがカウントされて、多くのパーティクルが発生しているのが判る。
【００９０】
これに対して、本発明では、ベアシリコン基板の場合でも、裏面に軟らかくて傷付き易いＴＥＯＳ膜が付着している場合にもパーティクルのカウント数は共にゼロであった。また、６３００枚の半導体ウエハ搬送後においても、パーティクル数はゼロであり、半導体ウエハの裏面にパーティクルや傷がほとんど付かないことを確認することができた。
【００９１】
このような結果は、図１８に示す電子顕微鏡写真からも明らかであり、比較例の場合には半導体ウエハの裏面に多数の黒点状の傷が付着しており（２００μｍのスケール）、これを拡大すると明らかに傷が付いているのが判った（２０μｍのスケール）。これに対して、本発明の場合には、半導体ウエハの裏面に全く傷が付いておらず（均一に黒色に見える）、本発明の保持体構造の有効性を確認することができた。
【００９２】
＜ロードロック装置の保持体構造の保持体本体の変形例＞
先のロードロック装置の保持体構造で用いた保持体本体は、単一の円板状のものを用いた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、図１９に示すように構成してもよい。図１９は保持体構造の保持体本体の変形例を示す斜視図である。先に説明した実施例と同一構成部分については同一参照符号を付してその説明を省略する。
【００９３】
このロードロック装置の保持体構造に用いる保持体本体１０４は、水平方向に離間させて２つに分割された板状の保持体本体片１０４Ａよりなり、これらの２つの保持体本体片１０４Ａの上面側で半導体ウエハＷの周縁部の下面を支持するようになっている。すなわち、２つの保持体本体片１０４Ａの上面側に半導体ウエハＷを掛け渡して保持するようになっている。上記各保持体本体片１０４Ａは、同期して昇降される昇降ロッド８０に取り付けられており、同時に昇降できるようになっている。尚、上記２つの昇降ロッド８０を途中で連結して１つのアクチュエータで昇降させるようにしてもよい。
【００９４】
そして、上記各保持体本体片１０４Ａの上面側に、それぞれ複数、図示例ではそれぞれ２つの支持体ユニット１１４を設け、この各支持体ユニット１１４の支持体１０８で半導体ウエハＷの裏面を支持するようになっている。上記支持体ユニット１１４としては、先に図１乃至図１６において説明した全ての支持体ユニットを適用することができる。この場合にも、先に説明したと同様に半導体ウエハＷの裏面にスクラッチや傷等が付くことを防止することができる。
【００９５】
＜処理装置への適用＞
先の図１乃至図１６に示す各実施例では、本発明の保持体構造を、半導体ウエハＷを１枚ずつ搬送させる枚葉式のロードロック装置に適用する場合を例にとって説明したが、これに限定されず、この保持体構造を処理装置１４Ａ〜１４Ｄに適用するようにしてもよい。この場合には、載置台２２Ａ〜２２Ｄとして前述したような保持体構造が用いられることになる。また、保持体本体１０４には、必要に応じて熱源部１１０として加熱手段４４が設けられる。この場合にも、半導体ウエハＷの冷却時に、半導体ウエハＷに熱伸縮が生じても、半導体ウエハＷの裏面にスクラッチや傷等が付くことを防止することができる。
【００９６】
＜搬送機構への適用＞
先の図１乃至図１６に示す各実施例では、本発明の保持体構造を、半導体ウエハＷを１枚ずつ搬送させる枚葉式のロードロック装置に適用する場合を例にとって説明したが、これに限定されず、この保持体構造を搬送機構２４、３４に適用するようにしてもよい。
【００９７】
図２０は、本発明の保持体構造をトランスファチャンバ１６（図１参照）内に設けられた第１の搬送機構２４に適用した時の状態を示す概略平面図である。この場合には、アーム部２５の先端に取り付けた両ピック２５Ａ、２５Ｂとして前述したような保持体構造がそれぞれ用いられることになる。すなわち、保持体構造の保持体本体１０４が薄い二股形状の上記ピック形状に成形されており、この表面に前述した支持体１０８等を有する支持体ユニット１１４が設けられる。
【００９８】
ここでは支持体ユニット１１４は、ピックの付け根部分と両先端部とに合計３個設けられ、この３個の支持体ユニット１１４で半導体ウエハＷを支持することになる。この個数は特に限定されず、更に多くの支持体ユニット１１４を設けるようにしてもよい。
【００９９】
また、ここでは第１の搬送機構２４を例にとって説明しているが、本発明の保持体構造を第２の搬送機構３４にも同様に適用することができるのは勿論である。この実施例の場合には、熱伸縮に関係なく、半導体ウエハＷの裏面にスクラッチ等の傷が付くことを防止することができる。
【０１００】
また上記説明では、上記ピック２５Ａ、２５Ｂとして、いわゆる２股形状のピックを例にとって説明したが、これに限定されず、どのような形状のピックについても適用することができる。例えば図２１はピック形状の第１変形例を示す図である。図２１には断面図と平面図を併記してある。上記保持体本体１０４となるこのピック２５Ａ（１０４）は、板状のベース板２０２を有しており、このベース板２０２上に、半導体ウエハＷの直径以上の距離が隔てられた一対の円弧状になされた基板保持部品２０４が設けられている。この基板保持部品２０４は、上記ベース板２０２上に互いに接近及び離間可能に支持されている。
【０１０１】
図２１（Ａ）の場合には、一方（左側）の基板保持部品２０４が、ベース板２０２の長さ方向に沿ってスライド移動できるようになっている。そして、これらの一対の基板保持部品２０４は、段部２０４Ａを形成するように断面Ｌ字状に成形されており、上記段部２０４Ａが互いに対向するように配置されている。そして、上記段部２０４Ａ上に、上記半導体ウエハＷの周辺部の下面を当接させて、これを支持するようになっている。
【０１０２】
そして、上記段部２０４Ａの両端側の上面に前述した支持体１０８等を有する支持体ユニット１１４が設けられる。従って、ここでは合計４つの支持体ユニット１１４が設けられることになるが、この数は特に限定されない。図２１（Ａ）は、半導体ウエハＷを挟持する前の状態を示し、図２１（Ｂ）は半導体ウエハＷを基板保持部品で挟持している状態を示している。
【０１０３】
上記支持体ユニット１０４を設けていない従来のピック形状の場合には、半導体ウエハＷを挟持する際に、半導体ウエハＷの裏面と基板保持部品２０４の段部２０４Ａの上面との間で摩擦が生じて半導体ウエハの裏面にスクラッチや傷等が生ずる恐れがあった。しかし、上述のように支持体ユニット１０４を設けることによって挟み込み時に支持体ユニット１０４の支持体１０８が転動、或いは揺動することになり、結果的に半導体ウエハＷの裏面にスクラッチや傷等が付くことを防止することができる。
【０１０４】
また図２２はピック形状の第２変形例を示す図である。図２２（Ａ）は半導体ウエハＷを挟持する前の状態を示し、図２２（Ｂ）は半導体ウエハＷを基板保持部品で挟持している状態を示している。ここでは、上記一対の基板保持部品２０４は、先の段部２０４Ａを設けておらず、単なる円弧形状の枠組みとして形成されている。そして、前述した支持体１０８等を有する支持体ユニット１１４は、上記ベース板２０２の上面であって上記一対の支持体ユニット１１４間に直接的に設けられる。図２２に示す場合にも一方（左側）の基板保持部品２０４がベース板２０２の長さ方向に沿ってスライド移動できるようになっている。
【０１０５】
この第２変形例のピックの場合も、上記第１変形例のピックと同様な作用効果を発揮することができる。尚、図２１及び図２２において、他方（右側）の基板保持部品２０４がスライド移動できるようにしてもよいし、或いは両方の基板保持部品２０４が互いに接近、或いは離間するようにスライド移動可能に設けるようにしてもよい。また、図２１及び図２２において、他方のピック２５Ｂも上記ピック２５Ａと同様に構成されているのは勿論である。更に上記支持体ユニット１１４としては、先に説明した全ての支持体ユニット１１４を適用できるのは勿論である。
【０１０６】
＜複数枚用のロードロック装置への適用＞
先の図１乃至図１６に示す各実施例では、本発明の保持体構造を、半導体ウエハＷを１枚ずつ搬送させる枚葉式のロードロック装置に適用する場合を例にとって説明したが、これに限定されず、この保持体構造を一度に複数枚の半導体ウエハを冷却できるロードロック装置に適用するようにしてもよい。このような複数枚用のロードロック装置は、処理装置として一度に複数枚の半導体ウエハを同時に処理できる処理装置を用いた場合に有効である。
【０１０７】
図２３は本発明の保持体構造を適用した複数枚用のロードロック装置を示す縦断面図、図２４は被処理体を支持する支持手段の一部を示す拡大部分断面図、図２５は支持手段の支持部の一例を示す平面図である。尚、図１乃至図１６に示す構成部分と同一構成部分については同一参照符号を付してある。
【０１０８】
図示するように、このロードロック装置１６０は、縦長に成形されたロードロック用容器７０を有している。このロードロック用容器７０は、例えばアルミニウム合金やステンレススチール等の金属により箱状に形成されている。このロードロック用容器７０の一側の中段には半導体ウエハＷを搬出入するための真空側搬出入口１６２が設けられており、この真空側搬出入口１６２には、ゲートバルブＧを介して上記トランスファチャンバ１６が連結されている。また、上記ロードロック用容器７０の他側の中段には上記真空側搬出入口１６２に対向する位置に半導体ウエハＷを搬出入するための大気側搬出入口１６４が設けられており、この大気側搬出入口１６４には、ゲートバルブＧを介して上記ロードモジュール３０が連結されている。
【０１０９】
そして、このロードロック用容器７０の底部７０Ａには排気口９４が設けられており、この排気口９４にはこのロードロック用容器７０内の雰囲気を真空引きする排気手段９６が設けられる。具体的には、この排気手段９６は、上記排気口９４に接続されたガス通路９８を有しており、このガス通路９８には、開閉弁１００及び真空ポンプ１０２が順次介設されている。
【０１１０】
そして、このロードロック用容器７０内には、複数枚の被処理体である半導体ウエハＷを複数段に亘って支持する支持部１６６を有する支持手段１６８が設けられている。そして、この支持部１６６として先に説明した保持体構造が適用されることになる。上記支持手段１６８は、図２５にも示すように起立した複数本、ここでは四角形状に配置された４本の支柱１７０Ａ、１７０Ｂ、１７０Ｃ、１７０Ｄを有している。そして、これらの４本の支柱１７０Ａ〜１７０Ｄの上端部は天板１７２に一体的に連結されており、また下端部は底板１７４に一体的に連結されている。そして、この支柱１７０Ａ〜１７０Ｄは、支柱１７０Ａ、１７０Ｂと支柱１７０Ｃ、１７０Ｄとの２つのグループに分かれており、上記２つのグループの支柱１７０Ａ、１７０Ｂと支柱１７０Ｃ、１７０Ｄとの間の距離は、この間に半導体ウエハＷを挿入できるように半導体ウエハＷの直径よりも僅かに大きな距離に設定されている。
【０１１１】
そして、上記支柱１７０Ａ〜１７０Ｄに、その長手方向に沿って本発明の保持体構造を用いた上記支持部１６６が所定のピッチで複数段、すなわち４段に亘って取り付けられており、ここに４枚の半導体ウエハを保持できるようになっている。ここで、上記支持部１６６は、対向されて配置された一対の棚部材１７６Ａ、１７６Ｂよりなり、この一対の棚部材１７６Ａ、１７６Ｂの内の一方の棚部材１７６Ａを上記一方の２本の支柱１７０Ａ、１７０Ｂに掛け渡すようにして水平に取り付け固定し、他方の棚部材１７６Ｂを他方の２本の支柱１７０Ｃ、１７０Ｄに掛け渡すようにして水平の取り付け固定している。ここで上記一対の棚部材１７６Ａ、１７６Ｂにより、本発明の保持体構造の保持体本体１０４を構成することになる。
【０１１２】
そして、この棚部材１７６Ａ、１７６Ｂの対向面側は半導体ウエハＷの周囲に沿った円弧形状に形成されており、この棚部材１７６Ａ、１７６Ｂの上面側に、上記半導体ウエハＷを載置することにより、半導体ウエハＷを支持し得るようになっている。具体的には、保持体本体１０４を構成する一対の棚部材１７６Ａ、１７６Ｂの両端側に、それぞれ支持体１０８等を有する先の支持体ユニット１１４を設けるようにし、合計４つの支持体ユニット１１４を設置している。従って、これらの合計４つの支持体ユニット１１４の支持体１０８の上端部で半導体ウエハＷの裏面を当接させて、これを支持するようになっている。
【０１１３】
尚、設ける支持体ユニット１１４の個数はこれに限定されず、更に増加させるようにしてもよい。上記支持部１６６が設けられる所定のピッチは、半導体ウエハＷを保持した各搬送機構２４、３４の各ピック２５Ａ、２５Ｂ及び各ピック３５Ａ、３５Ｂが侵入できるように、例えば１０〜３０ｍｍの範囲内に設定されている。
【０１１４】
この場合、図２５においては、支柱１７０Ａ、１７０Ｂと支柱１７０Ｃ、１７０Ｄとの間に、上記各ピック２５Ａ、２５Ｂ、３５Ａ、３５Ｂが侵入することになり、矢印１７８に示す方向が搬出入方向となる。ここで上記支持手段１６８は、セラミック材、石英、金属及び耐熱性樹脂よりなる群より選択される１以上の材料により形成される。具体的には、上記支柱１７０Ａ〜１７０Ｂ、天板１７２、底板１７４は、アルミニウム合金等の金属で作るのが好ましく、半導体ウエハＷの荷重を支持する支持部１６６は石英やセラミック材等の耐熱部材で作るのが好ましい。
【０１１５】
そして、上記支持手段１６８に、大気圧復帰用のガスを冷却ガスとして噴射するために上記支持部１６６に対応させて設けられたガス噴射孔１８０を有するガス導入手段１８２が設けられる。具体的には、上記ガス導入手段１８２は、上記支持手段１６８に形成されたガス導入通路１８４を有している。ここでは上記４本の各支柱１７０Ａ〜１７０Ｄ内にその長手方向に沿ってガス導入通路１８４がそれぞれ形成されており、各ガス導入通路１８４からは上記支持部１６６である各棚部材１７６Ａ、１７６Ｂ内を貫通するようにガスノズル１８６が水平方向に向けて形成されている。
【０１１６】
従って、このガスノズル１８６の先端が上記ガス噴射孔１８０となっている。これにより、各支持部１６６に対応させて冷却ガスを水平方向に向けて噴射できるようになっている。従って、ここでは１枚の半導体ウエハＷに対して４つのガス噴射孔１８０から噴射した冷却ガスで冷却するようになっている。尚、この１枚の半導体ウエハＷに対するガス噴射孔１８０の数は４個に限定されず、それよりも少なくしてもよいし、或いは多くしてもよい。
【０１１７】
また上記底板１７４には、２本の上記ガス導入通路１８４が通っており、４本のガス導入通路１８４は１本にまとめられてロードロック用容器７０の底部７０Ａを気密に貫通して外部へ引き出されている。またロードロック用容器７０内に位置するガス導入通路１８４の一部には伸縮可能になされた蛇腹部１８４Ａが設けられており、上記支持手段１６８の昇降に応じて蛇腹部１８４Ａが追従して伸縮できるようになっている。
【０１１８】
また、このガス導入通路１８４の途中には、開閉弁９０が介設されており、大気圧復帰用のガスを冷却ガスとして必要に応じて供給できるようになっている。この大気圧復帰用のガス（冷却ガス）としては、Ｈｅガス、Ａｒガス等の希ガスやＮ２ ガス等の不活性ガスを用いることができ、ここではＮ２ ガスを用いている。この場合、冷却ガスの温度が過度に低いと高温状態の半導体ウエハが急激に冷却されて破損等する恐れがあるので、冷却ガスの温度は冷却すべき半導体ウエハ温度に応じて設定し、例えば冷却ガスの温度は室温程度で十分である。
【０１１９】
そして、上述のように形成された上記支持手段１６８の底板１７４は、昇降台１８８上に設置されており、この支持手段１６８を上下方向へ昇降できるようになっている。具体的には、上記昇降台１８８は、ロードロック用容器７０の底部７０Ａに形成した貫通孔１９０に挿通された昇降ロッド１９２の上端部に取り付けられている。この昇降ロッド１９２の下端部にはアクチュエータ１９４が取り付けられており、この昇降ロッド１９２を上下方向へ昇降できるようになっている。
【０１２０】
この場合、このアクチュエータ１９４は、上記昇降台１８８を上下方向の任意の位置の上記支持部１６６が搬送機構のピックの水平レベルの位置に対応させて多段階に停止することができるようになっている。また昇降ロッド１９２の貫通孔１９０の部分には、伸縮可能になされた金属製のベローズ１９６が取り付けられており、ロードロック用容器７０内の気密性を維持しつつ昇降ロッド１９２を上下動できるようになっている。
【０１２１】
このようなロードロック装置１６０の動作は次のようになる。まず、ピックに保持された半導体ウエハＷを支持手段１６８の支持部１６６上に移載させるには、半導体ウエハＷを保持しているピックを、支持させる対象の支持部１６６の上方に挿入し、この状態でアクチュエータ１９４を駆動することにより、支持手段１６８の全体を所定の距離だけ上昇させ、これによりピックに保持されていた半導体ウエハＷは支持部１６６上に受け渡されて支持される。そして、ピックを抜き出すことにより移載が完了する。
【０１２２】
上記とは逆に、支持部１６６上に支持されてた半導体ウエハＷをピックに移載させるには、空のピックを移載の対象となっている半導体ウエハＷを支持している支持部１６６の下方に挿入し、この状態でアクチュエータ１９４を駆動することにより支持手段１６８の全体を所定の距離だけ降下させる。これにより支持部１６６に支持されていた半導体ウエハＷはピック上に受け渡されて保持される。そして、半導体ウエハＷが保持されているピックを抜き出すことにより移載が完了する。
【０１２３】
具体的には、まず処理済みの高温状態の半導体ウエハＷは、予め真空状態になされたロードロック用容器７０内の支持手段１６８の各支持部１６６にトランスファチャンバ１６側の第１の搬送機構２４を用いて前述のように多段に支持される。この際、半導体ウエハＷの裏面は支持部１６６を構成する保持体構造の各支持体１０８に当接し、これによって支持される。
【０１２４】
そして、トランスファチャンバ１６側のゲートバルブＧを閉じることにより、このロードロック用容器７０内を密閉する。次に、ガス導入手段１８２の開閉弁９０を開いて大気圧復帰ガスと冷却ガスとを兼用するＮ２ ガスを所定の流量で導入する。この導入されたＮ２ ガスは、支持手段１６８の各支柱１７０Ａ〜１７０Ｄに形成した各ガス導入通路１８４内を流れ、更にこのガス導入通路１８４に連通された各ノズル１８６の先端である各ガス噴射孔１８０から水平方向に向けて噴射されて半導体ウエハＷの裏面に当たることになる。
【０１２５】
この結果、このガス噴射孔１８０は、各支持部１６６に対応させて設けてあることから、この各支持部１６６に支持されている４枚の半導体ウエハＷは噴射されたＮ２ ガスにより略同時に冷却されることになる。この場合、一枚の半導体ウエハＷについて４つのガス噴射孔１８０から噴射されるＮ２ ガスにより冷却されるので、半導体ウエハＷを効率的に冷却することができる。
【０１２６】
この場合にも、半導体ウエハＷは支持部１６６を構成する保持体構造の支持体１０８上に当接して支持されているので、半導体ウエハＷの冷却時に、半導体ウエハＷの熱伸縮が生じても、半導体ウエハＷの裏面にスクラッチや傷等が付くことを防止することができる。
【０１２７】
尚、上記図２３乃至図２５に示す実施例にあっては、半導体ウエハＷを支持する支持部１６６として棚部材１７６Ａ、１７６Ｂを２本の支柱１７０Ａ、１７０Ｂ間、或いは支柱１７０Ｃ、１７０Ｄ間に掛け渡すようにそれぞれ設けたが、これに限定されず、各支柱１７０Ａ〜１７０Ｄに対して個別にピン部材を設けるようにしてもよい。図２６はこのようなロードロック装置の変形実施例の支持手段の断面を示す拡大図である。尚、図２６において、図２３乃至図２５にて説明した構成部分と同一構成部分については同一参照符号を付してある。
【０１２８】
上述したように、ここでは支持手段１６８の各支柱１７０Ａ〜１７０Ｄに対して、支持部１６６として個別にピン部材２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄを水平方向に向けて設けている。この４つのピン部材２００Ａ〜２００Ｄで、１つの保持体本体１０４を構成することになり、各ピン部材２００Ａ〜２００Ｄにそれぞれ支持体１０８等を有する支持体ユニット１１４が設けられる。
【０１２９】
そして、このピン部材２００Ａ〜２００Ｄに設けた支持体１０８上に半導体ウエハＷの裏面を当接させて、これを支持するようになっている。この場合、上記ピン部材２００Ａ〜２００Ｄの材料として上記棚部材１７６Ａ、１７６Ｂと同じ材料を用いることができる。そして、このピン部材２００Ａ〜２００Ｄに、上記ガス導入通路１８４に連通させて図２５において示したものと同じ構造のノズル１８６及びガス噴射孔１８０をそれぞれ形成して大気圧復帰用ガスと冷却ガスとを兼用する不活性ガスとして、例えばＮ２ ガスを噴射するようになっている。この変形実施例の場合にも、先の実施例と同様な作用効果を発揮することができる。
【０１３０】
＜保持体構造のリフタ機構への適用＞
次に、前述のように形成された保持体構造をリフタ機構へ適用した場合について説明する。上記保持体構造は図２に示すロードロック装置２０Ａ（２０Ｂ）のリフタ機構７４や処理装置１４Ａ（１４Ｂ〜１４Ｄ）のリフタ機構４６等へ適用することができる。図２７は本発明の保持体構造が適用されたリフタ機構の一例を示す図、図２８は図２７に示すリフタ機構の動作を説明するための動作説明図である。図２７（Ａ）はリフタ機構の斜視図、図２７（Ｂ）はリフタ機構の昇降ピンの拡大断面図である。
【０１３１】
一般に、リフタ機構にあっては、半導体ウエハの裏面を３本の昇降ピンで支持して持ち上げたり、持ち下げたりするが、半導体ウエハの荷重等により全体が撓んで３本の昇降ピンの先端が同一水平レベル上に位置せずに、高さ方向に高低差が生ずる場合がある。このような場合、半導体ウエハを載置する載置台２２Ａや保持体本体１０（図２参照）に対して半導体ウエハを移載する際に、半導体ウエハの裏面に対して３本の昇降ピンの先端が当接するタイミングが僅かにズレて半導体ウエハが一時的に傾斜するので、昇降ピンの先端が半導体ウエハの裏面に対して僅かにスリップする現象が生ずる場合がある。このスリップは、前述したようにパーティクル等の発生の原因となるので好ましくない。
【０１３２】
そこで、本発明では先に説明した保持体構造をリフタ機構に適用している。上記保持体構造は全ての処理装置のリフタ機構に適用できるが、ここでは、一例として本発明の保持体構造を処理装置１４Ａのリフタ機構４６へ適用した場合を例にとって説明する。図２７に示すように、リフタ機構４６（図２参照）は円弧状に形成された昇降板５０の上面側に３本の昇降ピン４８を設け、この全体をアクチュエータに連結される昇降ロッド５１で昇降させるようにしている。そして、このリフタ機構４６へ本発明の保持体構造２６Ｃとして適用する場合には、上記昇降板５０と、この上面に設けられる３本の昇降ピン４８とで保持体本体１０４を構成して半導体ウエハＷの荷重を受けるようになっている。
【０１３３】
そして、図２７（Ｂ）に示すように、各昇降ピン４８の上端部に、支持体収容部１０６、球形状の支持体１０８及び飛び出し防止カバー部材１２４を有する支持体ユニット１１４を設けるようにする。この支持体ユニット１１４は、特に図１０において説明したし自体ユニットに類似している。
【０１３４】
このように構成することにより、リフタ機構４６に適用された保持体構造２６Ｃを動作させて例えば載置台２２Ａ（図２参照）に対して半導体ウエハＷを移載する場合、図２８に示すように半導体ウエハＷ自体の荷重等に起因して昇降板５０等が撓んで各昇降ピン４８の上端が同一水平レベル上に位置しなくなる場合が生じ、昇降ピン４８の先端が半導体ウエハＷの裏面に対してスリップが生ずる危惧が発生する。
【０１３５】
しかし、本発明においては、各昇降ピン４８の先端部に支持体ユニット１１４を設けてあるので、この支持体ユニット１１４の球形状の支持体１０８が回転することで上記スリップの発生を未然に防止することができる。この支持体１０８が転動する距離は僅か数十μｍ程度であるが、この場合にも、先に説明したと同様に半導体ウエハＷの裏面にスクラッチや傷等が付くことを防止することができる。
【０１３６】
＜保持体構造のセミバッチ型の処理装置の載置台への適用＞
次に、前述のように形成された保持体構造を処理装置内の載置台に適用した場合について説明する。ここでは処理装置としては、半導体ウエハを１枚ずつ処理する、いわゆる枚葉式の処理装置ではなく、一度に２〜１０枚程度の半導体ウエハを処理する、いわゆるセミバッチ式の処理装置に適用される。
【０１３７】
このバッチ式の処理装置の基本構造は、図２に示すような処理装置１４Ａとほぼ同じであり、処理容器４０の他にガス供給手段５８、排気手段６２、リフタ機構４６及び加熱手段４４を有しており、異なる点は、半導体ウエハを１枚載置する大きさの載置台２２Ａではなく、複数枚の半導体ウエハを載置できるような大きさの載置台を用いており、これを回転しながら半導体ウエハに対して処理を施すようになっている。
【０１３８】
図２９は、上述したように本発明の保持体構造が適用されたセミバッチ式の処理装置の載置台を示す斜視図、図３０は図２９に示す処理装置の載置台の一部を示す部分拡大断面図である。図示するように、上記セミバッチ式の処理装置の載置台２１０は、半導体ウエハＷを複数枚、図示例では４枚載置できる大きさで円板状に成形されている。この載置台２１０は、図示しない回転モータに連結された回転軸２１２により所定の速度で回転できるようになっている。この載置台２１０の上面に、その周辺部に沿って等間隔で載置スペース２１４が確保されており、この各載置スペース２１４に上記半導体ウエハＷを載置できるようになっている。
【０１３９】
そして、各載置スペース２１４の外周側には、図３０（Ａ）に示すように、半導体ウエハＷが遠心力で外方へ飛び出さないようにするための半導体ウエハ止め２１６が設けられている。この場合、図３０（Ｂ）に示すように、上記載置スペース２１４を半導体ウエハＷの大きさよりも少し大きな凹部２１８として形成し、この凹部２１８の段部を半導体ウエハ止め２１６として形成するようにした載置台もある。
【０１４０】
そして、このように構成された載置台２１０に対して本発明の保持体構造２６Ｄを適用する場合には、上記載置台２１０が保持体本体１０４として構成されることになる。そして、保持体本体１０４として構成された上記載置台２１０の各載置スペース２１４の上面に、図３０に示すように複数の支持体ユニット１１４を設け、この上に半導体ウエハＷを載置する。この場合、各載置スペース２１４上の支持体ユニット１１４の数は、例えば先に説明したように９個設ける。この支持体ユニット１１４としては、先に図３乃至図１３を参照して説明した全ての支持体ユニット１１４を適用することができ、例えばこの支持体ユニット１１４を支持体収容部１０６と支持体１０８とで構成するようにしてもよいし、これに飛び出し防止カバー部材１２４を加えて構成するようにしてもよい。
【０１４１】
このような構成において、載置台２１０が回転することによって、載置台スペース２１４上に載置されていた半導体ウエハＷが遠心力によって半径方向外方へ僅かに横滑りすることになり、この半導体ウエハＷは半導体ウエハ止め２１６により受け止められることになる。
【０１４２】
この半導体ウエハＷの横滑りの際、前述したように従来の載置台にあっては、半導体ウエハＷの下面にスリップや傷等が付く危惧があったが、本発明の場合には、支持体ユニット１１４を設けてあるので、この支持体ユニット１１４の球形状の支持体１０８が回転することで上記スリップの発生を未然に防止することができる。この場合にも、先に説明したと同様に半導体ウエハＷの裏面にスクラッチや傷等が付くことを防止することができる。
【０１４３】
尚、上記各実施例では被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定されず、ガラス基板、ＬＣＤ基板、セラミック基板等にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０１４４】
１２  処理システム
１４Ａ〜１４Ｄ  処理装置
１６  トランスファチャンバ
２０Ａ，２０Ｂ  ロードロック装置
２２Ａ〜２２Ｄ  載置台（保持体構造）
２４  第１の搬送機構
２５Ａ，２５Ｂ  ピック
２６Ａ，２６Ｂ  保持体構造
３０  ロードモジュール
３４  第２の搬送機構
３５Ａ，３５Ｂ  ピック
４０  処理容器
４４  加熱手段
４６  リフタ機構
５８  ガス供給手段
６２  排気手段
７０  ロードロック用容器
７４  リフタ機構
９２  ガス導入通路
９６  排気手段
１０４  保持体本体
１０６  支持体収容部
１０８  支持体
１１０  熱源部
１１２  冷却ジャケット
１１４  支持体ユニット
１１６Ａ  水平止め面
１２４  飛び出し防止カバー部材
１６６  支持部（保持体構造）
１６８  支持手段
１７０Ａ〜１７０Ｄ  支柱
１８２  ガス導入手段
１８４  ガス導入通路
Ｗ  半導体ウエハ（被処理体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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