(57)【要約】    【課題】  基板支持固定機構を改善し、小型で簡潔な構造の基板処理装置を提供する。    【解決手段】  回転により基板２の周縁部を保持可能な基板支持支柱４２と、該基板支持支柱を回転可能に支持する支柱支持部３８と、該支柱支持部に設けられた直進動手段４６，５１，５３と、該直進動手段と前記基板支持支柱とを連結し、前記直進動手段の直進動を回転動に変換して前記基板支持支柱に伝達する連結手段５６，４３とを具備する。    【選択図】          図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転により基板の周縁部を保持可能な基板支持支柱と、該基板支持支柱を回転可能に支持する支柱支持部と、該支柱支持部に設けられた直進動手段と、該直進動手段と前記基板支持支柱とを連結し、前記直進動手段の直進動を回転動に変換して前記基板支持支柱に伝達する連結手段とを具備することを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェーハ等の基板に酸化膜等の薄膜の生成、不純物の拡散、エッチング、アニール処理、洗浄等の処理を行う基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
枚葉式ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置、スピンコータ、枚葉式洗浄装置等基板処理装置に於いて、ウェーハ等被処理基板は通常水平姿勢に保たれた状態で各種処理が施される。従って、基板処理装置は被処理基板を水平姿勢で支持固定する為の基板支持固定機構を具備している。従来の基板支持固定機構として、特許文献１に示されるものがある。図９、図１０により従来の基板支持固定機構について説明する。
【０００３】
基板支持固定装置は基板処理室に設けられており、所要数の基板支持支柱１がウェーハ２の円周を等分する位置に鉛直に設けられ、前記各基板支持支柱１は回転可能に支持されている。
【０００４】
該基板支持支柱１は上端面が扇形状の基板挾持部３を残置して切除され、切除部分には水平な基板載置面４が形成されている。前記基板挾持部３の下端部には前記基板支持支柱１の軸心を中心に円弧状に基板挾持溝５が刻設され、該基板挾持溝５の下面は前記基板載置面４と同一面を形成している。
【０００５】
ウェーハ２は前記基板載置面４に載置され、前記基板支持支柱１が回転されることで、前記基板挾持溝５にウェーハ２の周縁が挾持される様になっている。
【０００６】
複数の前記基板支持支柱１は駆動部により、同期して回転される様になっており、以下該駆動部について概略を説明する。
【０００７】
前記基板支持支柱１の中途部にはフランジ６が前記基板支持支柱１と一体に形成され、前記基板支持支柱１の下端部には支持ピン支持部７が回転自在に設けられ、該支持ピン支持部７と前記フランジ６とは捩りコイルバネ８によって連結されている。前記支持ピン支持部７は係合溝９が半径方向に刻設され、該係合溝９には後述する係合ピン１１が摺動自在に嵌合する様になっている。
【０００８】
ウェーハ２の支持中心と同心の円盤１２が回転可能に設けられ、該円盤１２の周縁に前記係合ピン１１が立設されている。前記円盤１２は所要の駆動手段（図示せず）、例えばモータ、エアシリンダ等によって回転され、前記駆動手段により前記円盤１２が回転されることで、前記係合ピン１１、前記支持ピン支持部７、前記捩りコイルバネ８、前記フランジ６を介して複数の前記基板支持支柱１が同期して回転される。前記基板挾持溝５がウェーハ２の周縁に嵌合することで、該ウェーハ２が前記基板支持支柱１に支持される。
【０００９】
該基板支持支柱１は前記基板挾持溝５が前記ウェーハ２に完全に嵌合した後も所要角度回転される様になっており、前記フランジ６と支持ピン支持部７とは所要角度だけ相対回転し、相対回転分だけ前記捩りコイルバネ８が回転し、該捩りコイルバネ８の撓みによる挾持力が発生する様になっている。従って、前記ウェーハ２は外形寸法の誤差に拘らず適正な挾持力で支持固定される。
【００１０】
スピンコータ、枚葉式洗浄装置等の基板処理装置では、ウェーハ２を１００ｒｐｍ〜で回転させるが、斯かる装置では前記基板支持支柱１を回転させる円盤１２等の回転機構と前記ウェーハ２を回転させる為の回転機構とが別々に必要であり、装置が大掛りとなると共に回転機構部の構造が複雑になるという問題があった。
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−１００９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は斯かる実情に鑑み、基板支持固定機構を改善し、小型で簡潔な構造の基板処理装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、回転により基板の周縁部を保持可能な基板支持支柱と、該基板支持支柱を回転可能に支持する支柱支持部と、該支柱支持部に設けられた直進動手段と、該直進動手段と前記基板支持支柱とを連結し、前記直進動手段の直進動を回転動に変換して前記基板支持支柱に伝達する連結手段とを具備する基板処理装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、回転により基板の周縁部を保持可能な基板支持支柱と、該基板支持支柱を回転可能に支持する支柱支持部と、該支柱支持部に設けられた直進動手段と、該直進動手段と前記基板支持支柱とを連結し、前記直進動手段の直進動を回転動に変換して前記基板支持支柱に伝達する連結手段とを具備するので、基板の基板支持固定機構が簡潔となるという優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。
【００１６】
先ず、図１、図２に於いて本発明に係る基板処理装置の概略を説明する。
【００１７】
図１、図２中、１４は搬送室であり、該搬送室１４の周囲に放射状に第１ロードロック室１５、第１冷却室１６、第１処理室１７、第２処理室１８、第２冷却室１９、第２ロードロック室２０が設けられ、前記搬送室１４と前記第１ロードロック室１５、前記第１処理室１７、前記第２処理室１８、前記第２ロードロック室２０間にはそれぞれゲートバルブ２２，２３，２４，２５が設けられ、前記第１ロードロック室１５、第２ロードロック室２０には外部からウェーハカセット２６を搬入、搬出する為のゲートバルブ２７，２８が設けられ、前記各室１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０は気密構造となっている。
【００１８】
図２に示す様に前記第１ロードロック室１５にはカセットエレベータ３１が設けられ、該カセットエレベータ３１の昇降台３２には前記ウェーハカセット２６が載置される様になっている。前記搬送室１４にはウェーハ搬送ロボット３３が設けられ、該ウェーハ搬送ロボット３３は搬送アーム３４を具備し、該搬送アーム３４の先端に２股状のツィーザ３５が設けられている。前記第１冷却室１６、前記第２冷却室１９には特に図示しないがウェーハ２が載置される載置台が設けられている。又、前記第１処理室１７、前記第２処理室１８には、それぞれ基板支持固定機構３６が設けられている。
【００１９】
図３〜図６により、該基板支持固定機構３６について説明する。
【００２０】
垂直なテーブル回転軸３７の上端に回転テーブル３８が固着され、該回転テーブル３８の周縁部裏面側に円周所要間隔で所要箇所（３〜６箇所）に矩形形状の凹部３９が形成され、該凹部３９の位置にホルダ４１が回転自在に設けられ、該ホルダ４１に基板支持支柱４２が固着支持されている。該基板支持支柱４２は前記ホルダ４１を貫通し、下半部が前記凹部３９に突出しており、前記基板支持支柱４２の下端部に円形のカム４３が固着されている。該カム４３には半径方向に延びる長孔４４が設けられている。又、前記カム４３の重心位置は、好ましくは前記基板支持支柱４２の中心と一致させ、前記回転テーブル３８が回転した場合にも、前記基板支持支柱４２に遠心力による回転力が作用しない様にする。
【００２１】
前記ホルダ４１と前記回転テーブル３８間には捩りコイルスプリング４５が設けられ、前記カム４３を図３中時計方向に付勢している。
【００２２】
前記回転テーブル３８の内部に筒孔４６が放射状（本実施の形態では半径方向）に設けられ、該筒孔４６は前記凹部３９に外端を開放すると共に内端は分配流路４７を介して後述する圧力体流路４８に連通している。前記筒孔４６の外端はキャップ４９によって気密に閉塞されている。
【００２３】
前記筒孔４６内にはピストン５１が摺動自在に嵌合されており、該ピストン５１と前記筒孔４６との間はシールリング５２によって気密となっている。前記ピストン５１から外方に向って延出するピストンロッド５３は、前記キャップ４９を気密に且つ摺動自在に貫通し、前記ピストンロッド５３の先端部には矩形形状の駒５４が固着されている。前記ピストンロッド５３と前記キャップ４９間には圧縮スプリング５５が嵌装されており、前記ピストンロッド５３を図４中左方（中心方向）に付勢している。
【００２４】
前記駒５４には連結ピン５６が設けられ、該連結ピン５６は前記長孔４４に嵌合し、該長孔４４と前記連結ピン５６間には遊び５７が設けられている。該遊び５７は、前記ピストンロッド５３が前記圧縮スプリング５５の力により引込んだ状態で生じる様になっており、この状態で前記基板支持支柱４２の回転位置はウェーハ２の保持位置より更に所要角度回転している。
【００２５】
前記テーブル回転軸３７及び前記回転テーブル３８には軸心に沿って前記圧力体流路４８が設けられ、該圧力体流路４８の一端は前記分配流路４７に連通し、他端は図示しない圧力流体供給源（図示せず）に連通され、該圧力流体供給源は圧縮空気、或は圧縮窒素ガス等の圧力流体を供給する。又、圧力流体供給源と前記圧力体流路４８との間には電磁切替弁（図示せず）が設けられ、図示しない制御部により前記電磁切替弁の駆動が制御される様になっている。
【００２６】
尚、前記基板支持支柱４２の上端には、ウェーハ２が載置可能であり、前記基板支持支柱４２の回転で、前記ウェーハ２の周縁部を保持、開放可能となっており、前記基板支持支柱４２の上端の構造は、例えば図９で示したと同様な構造を有している。
【００２７】
而して、前記圧力体流路４８、前記分配流路４７を介して前記筒孔４６に圧縮気体を給排することで、前記ピストンロッド５３が半径方向に直線運動をし、前記連結ピン５６、カム４３を介して前記基板支持支柱４２を回転させ、該基板支持支柱４２がウェーハ２の保持、開放を行う様になっている。
【００２８】
前記筒孔４６、ピストン５１、ピストンロッド５３、圧力流体等は直進動手段を構成し、前記連結ピン５６、前記カム４３は前記直進動手段と前記基板支持支柱４２とを連結する連結手段を構成している。
【００２９】
以下、作動について説明する。
【００３０】
前記ウェーハカセット２６を前記ゲートバルブ２７を介して前記第１ロードロック室１５内に搬入し前記昇降台３２に載置する。前記ウェーハ搬送ロボット３３の前記ツィーザ３５を前記ゲートバルブ２２を介して前記第１ロードロック室１５内に挿入し、前記ウェーハカセット２６からウェーハ２を前記ツィーザ３５に移載する。前記ウェーハ２を載置した状態の前記ツィーザ３５を前記搬送室１４内に戻した後、前記ゲートバルブ２３を介して前記第１処理室１７内に挿入する。
【００３１】
前記ウェーハ搬送ロボット３３が前記ウェーハ２を移載すると並行して、前記圧力体流路４８、前記分配流路４７を介して圧縮気体を前記筒孔４６に供給し、前記ピストンロッド５３を突出させる。前記連結ピン５６、前記長孔４４を介して前記カム４３が回転され、更に前記基板支持支柱４２が回転する。前記ピストンロッド５３が突出した状態は、図７、図８に示されており、基板挾持部３が外方に後退した状態となり、基板載置面４にウェーハ２が載置可能である。
【００３２】
又、前記圧力体流路４８を介して複数の前記分配流路４７に同時に圧縮気体が供給されるので、複数の基板支持固定機構３６は同期して作動する。
【００３３】
前記ウェーハ搬送ロボット３３により前記ツィーザ３５から、前記基板支持固定機構３６に前記ウェーハ２を移載する。
【００３４】
該ウェーハ２の周縁部を前記各基板支持支柱４２の前記基板載置面４に載置させた後、前記筒孔４６から圧縮気体を排気する。
【００３５】
前記ピストンロッド５３は前記圧縮スプリング５５の反発力で中心に向って引込み、前記基板支持支柱４２は前記捩りコイルスプリング４５の反発力で、図８中時計方向に回転する。前記基板支持支柱４２の回転により、前記ウェーハ２の周縁部が、前記基板支持支柱４２の基板挾持溝５に嵌合し、前記ウェーハ２が前記基板支持支柱４２に保持される（図９参照）。
【００３６】
該基板支持支柱４２は、前記ウェーハ２を保持した状態では、所要角度回転されているので、該ウェーハ２の保持力は、前記捩りコイルスプリング４５の反発力となっている。又、前記ウェーハ２に外径の誤差があっても、前記連結ピン５６と前記長孔４４間で遊び５７があるので、この遊びによって誤差が吸収される。
【００３７】
前記ツィーザ３５を前記第１処理室１７より前記搬送室１４に退避させる。前記ゲートバルブ２３を閉じ、図示しない排気管により排気し、前記第１処理室１７内を所望の圧力に保持しつつ、図示しない加熱手段により前記第１処理室１７内を所望の温度にする。次に図示しないガス供給手段により前記第１処理室１７内にガスを供給し、ウェーハ２を処理する。前記第１処理室１７内での前記ウェーハ２の処理が完了すると、前記筒孔４６に圧縮気体を供給して、前記ピストンロッド５３を突出させ、前記基板支持支柱４２による前記ウェーハ２の保持を開放する。
【００３８】
前記ウェーハ搬送ロボット３３により前記ツィーザ３５を前記ゲートバルブ２３を介して前記第１処理室１７内に挿入し、処理済みの前記ウェーハ２を前記ツィーザ３５に乗載する。前記第１処理室１７から前記ウェーハ２を搬出させ前記ゲートバルブ２２を介して前記第１ロードロック室１５内の前記ウェーハカセット２６に前記ウェーハ２を戻し、前記ウェーハカセット２６を外部へ搬出する。
【００３９】
又、前記ウェーハ２の処理で該ウェーハ２が高温になる場合は前記第１ロードロック室１５に戻す前に前記第１冷却室１６で一旦冷却し冷却後、前記第１ロードロック室１５に戻す。
【００４０】
前記第２ロードロック室２０に搬入された前記ウェーハカセット２６の前記ウェーハ２も前述したのと同様の手順で所要の処理が施された後、外部へ搬出される。
【００４１】
尚、上記実施の形態では直進動手段として、単動シリンダを用いたが、前記圧縮スプリング５５を省略し、圧縮気体をピストンロッド５３側にも供給する様にして、複動シリンダとしてもよい。その他、直進動手段として、ソレノイド、リニアモータ等を用いてもよい。
【００４２】
又、上記基板支持固定機構３６は、回転可能な回転テーブル３８に設けた場合を説明したが、処理中ウェーハ２を回転する必要がない処理室では、前記基板支持固定機構３６は固定されたベース等の支柱支持部に回転可能に設けられればよい。
【００４３】
更に又、上記実施の形態では、直進動手段と前記基板支持支柱４２とを連結する手段が、直進動をカム機構で回転動に変換したが、ラック、ピニオン形式で変換してもよい。
【００４４】
（付記）
尚、本発明は下記の実施の態様を含む。
【００４５】
（付記１）前記基板を複数の基板支持支柱の上端に保持しつつ回転させる回転手段と、該回転手段に接続され、前記複数の基板支持支柱が周縁に配置される回転テーブルと、該回転テーブル内に、一端を回転テーブルの回転軸側に接続し、他の一端を支柱支持部に接続し直進運動により該支柱支持部を回転させるエアシリンダと、回転により基板の周縁部を保持可能な前記複数の基板支持支柱と、回転可能に設けられ該基板支持支柱を回転自在に保持する前記支柱支持部と、該支柱支持部と前記基板支持支柱との間に設けられ該基板支持支柱を保持方向に付勢する付勢手段とを具備することを特徴とする基板処理装置。
【００４６】
（付記２）基板を処理する処理室内に配置され、回転により基板の周縁部を保持可能な複数の基板支持支柱と、回転可能に設けられ該基板支持支柱を回転自在に保持する支柱支持部と、該支柱支持部と前記基板支持支柱との間に設けられ該基板支持支柱を保持方向に付勢する付勢手段と、前記支柱支持部を回転させる直進動手段とを備える基板処理装置を用いる半導体の製造方法に於いて、前記直進動手段により前記支柱支持部を回転させる工程と、前記基板の周縁部を回転により前記基板支持支柱にて保持する工程と、前記付勢手段により前記基板支持支柱を保持方向に付勢する工程と、前記処理室内にて前記基板支持支柱により保持された基板を処理する工程とを有することを特徴とする半導体の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態に係る基板処理装置の概略を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る基板処理装置の概略を示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る基板処理装置の基板支持固定機構を示す平面図である。
【図４】基板支持固定機構を示し、図３のＡ−Ａ矢視図である。
【図５】基板支持固定機構を示し、図３のＢ部拡大図である。
【図６】基板支持固定機構を示し、図５のＣ矢視図である。
【図７】基板支持固定機構によるウェーハ開放状態を示す説明図である。
【図８】基板支持固定機構によるウェーハ開放状態を示す説明図である。
【図９】従来の基板支持固定機構を示す斜視図である。
【図１０】該基板支持固定機構の基板支持支柱の基板保持部を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
２              ウェーハ
１４            搬送室
１７            第１処理室
１８            第２処理室
３３            ウェーハ搬送ロボット
３５            ツィーザ
３６            基板支持固定機構
３７            テーブル回転軸
３８            回転テーブル
４２            基板支持支柱
４３            カム
４４            長孔
４５            捩りコイルスプリング
４６            筒孔
４７            分配流路
４８            圧力体流路
５１            ピストン
５３            ピストンロッド
５４            駒
５５            圧縮スプリング
５６            連結ピン
５７            遊び
【図１】
2005285927.tif 000003
【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】
2005285927.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005285927.tif 000011
【図１０】
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