(57)【要約】【課題】チャンバ内の反応エリアと搬送エリアとの間を気密に仕切ることができる半導体処理装置を提供する。【解決手段】チャンバ内に、サセプター１９に着脱可能で半導体ウエハー２３を載置できる載置ブロック２０と、所定位置で載置ブロックを支持できる支持機構２１とを設ける。また、サセプターと分離板との間にシール機構２２を設ける。載置ブロックは、支持機構により支持された状態でサセプターを移動させることにより、サセプターに対して着脱できる。サセプターから載置ブロックを分離させた状態で、半導体ウエハーを導入、搬出することで、シフトピンを不要とでき、その結果、シール機構によって反応エリアと搬送エリアとを気密に仕切ることができる。【選択図】図１
2005051010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に沿って位置する反応エリアと搬送エリアとを規定するチャンバと、半導体ウエハーを載置するために前記チャンバ内に設けられるサセプターと、該サセプターを前記所定方向に沿って移動させるための昇降手段と、前記反応エリアと前記搬送エリアとの境界に配置され、前記サセプターの移動により塞がれる中央開口を有する環状の分離板と、を有する半導体処理装置において、
前記サセプターに着脱可能な前記半導体ウエハーを載置するための載置ブロックと、
該載置ブロックを所定位置で支持／解放し、当該載置ブロックの前記サセプターへの着脱を行うための支持手段と、
前記分離板の前記サセプターに対向する面に設けられ、前記サセプターが当該分離板に近接したとき前記分離板との間をシールするためのシール部材と、
を備えていることを特徴とする半導体処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体処理装置において、
前記シール手段が、オーリング、ベローズ、またはコイルスプリングを断面Ｃ字型のアルミニウムで被覆したオーリング状のガスケットであることを特徴とする半導体処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体処理装置において、
前記載置ブロックが前記サセプター上部と同一の材料からなることを特徴とする半導体処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体処理装置において、
前記材料が、アルミニウム、表面陽極酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、シリコンカーバイト、グラファイト、または石英であることを特徴とする半導体処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちのいずれか一に記載された半導体処理装置において、
前記支持手段が、前記サセプターの移動空間の外部に設けられ、前記移動空間に対して進退可能な先端部を有する複数の支持アームを備えていることを特徴とする半導体処理装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちのいずれか一に記載された半導体処理装置において、
前記半導体ウエハーと当該半導体ウエハーとは異なる別の半導体ウエハーとを、前記チャンバ内に同時に存在させるため、前記載置ブロック及び前記支持手段から独立して前記別の半導体ウエハーを保持するバッファ機構を備えることを特徴とする半導体処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載された半導体処理装置において、
前記バッファ機構が、前記サセプターの移動空間の外部に設けられ、前記移動空間に対して進退可能な先端部を有する複数の保持アームと、
当該複数のアームを前記所定方向に沿って移動させる移動手段と、
を備えていることを特徴とする半導体処理装置。
【請求項８】
チャンバ内に搬送エリア及び反応エリアを有し、前記搬送エリアに導入された半導体ウエハーをサセプター上に載置して前記反応エリアへ搬送して処理を行うための半導体処理装置に用いられる半導体ウエハーの導入方法において、
前記サセプターをブロック着脱位置に位置させ、前記サセプターに装着された載置ブロックを支持手段により支持させるステップと、
前記サセプターを前記ブロック着脱位置から搬送位置へ移動させ、前記載置ブロックを当該サセプターから分離するステップと、
前記半導体ウエハーを前記搬送エリアに導入し、前記載置ブロック上に載置するステップと、
前記サセプターを前記搬送位置から前記ブロック着脱位置へ移動させ、前記載置ブロックを当該サセプターに装着するステップと、
前記支持手段の支持から前記載置ブロックを解放するステップと、
前記載置ブロックが装着された前記サセプターを反応位置へ移動させ、前記半導体ウエハーを前記反応エリアに位置させるステップと、
を含むことを特徴とする半導体ウエハーの導入方法。
【請求項９】
チャンバ内に搬送エリア及び反応エリアを有し、前記搬送エリアに導入された未処理半導体ウエハーをサセプター上に載置して前記反応エリアへ搬送して処理を行うための半導体処理装置に用いられる半導体ウエハーの導入方法において、
前記反応エリアで処理された処理済半導体ウエハーを載置した載置ブロックが装着された前記サセプターを搬送位置に移動させるステップと、
前記未処理半導体ウエハーを前記搬送エリアに導入し、バッファ機構に保持させるステップと、
前記処理済半導体ウエハーの搬出が可能となるように、前記バッファ機構により前記未処理半導体ウエハーを移動させるステップと、
前記サセプターをブロック着脱位置へ移動させ、前記載置ブロックを支持手段により支持させるステップと、
前記サセプターを搬送位置に移動させることにより、前記載置ブロックを当該サセプターから分離するステップと、
前記載置ブロック上に載置されている前記処理済半導体ウエハーを前記チャンバ外へ搬出するステップと、
前記バッファ機構により前記未処理半導体ウエハーを移動させ前記載置ブロック上に載置するステップと、
前記サセプターをブロック着脱位置へ移動させ、前記載置ブロックを当該サセプターに装着するステップと、
前記支持手段による支持から前記載置ブロックを解放するステップと、
前記載置ブロックが装着された前記サセプターを反応位置へ移動させ、前記未処理半導体ウエハーを前記反応エリアに位置させるステップと、
を含むことを特徴とする半導体ウエハーの導入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体処理装置に関し、特に、サセプターを上下動させて、被処理体を反応エリアと搬送エリアとの間で移動させる半導体処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の高集積化に伴い、ＣＶＤ（化学的気相成長法）よりも薄膜形成制御性のよいＡＬＣＶＤ（原子層ＣＶＤ）が注目されている。
【０００３】
ＡＬＣＶＤは、複数の原料ガスを交互に、あるいは順番にリアクター内に導入して、リアクター内に置かれた被処理体の表面に吸着させて薄膜を形成する薄膜形成方法である。この方法では、吸着層のみを利用して成膜を行うので、数分子厚での成膜制御が可能である。また、この方法は、段差被覆性（ステップカバレッジ）に関しても良好な特性を示す。
【０００４】
ＡＬＣＶＤによって成膜を行うときは、原料ガスを切り換える際に、それまで使用していた原料ガスを完全にリアクター内から排出する必要がある。リアクター内に前の原料ガスが残っていると、次に導入される原料ガスと気相状態でＣＶＤ反応を起こし、分子層レベルでの膜厚制御が困難となるからである。また、気相状態でのＣＶＤ反応により生成された粒子がパーティクルの原因となるからである。
【０００５】
リアクター内から残ガスを完全に無くためのパージ時間が長くなれば生産性は低下する。そこで、従来の半導体処理装置では、チャンバ内を反応エリアと搬送エリアとに仕切り、デッドスペースを減らすとともにパージ時間の短縮を図っている。
【０００６】
従来の半導体処理装置は、例えば、図１０に示すように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
図示の半導体処理装置は、チャンバ１００と駆動部２００とを備えている。チャンバ１００には、被処理体である半導体ウエハー１０１を載置するためのサセプター１０２が、上下動可能に設けられている。駆動部２００は、サセプター１０２を上下に駆動するとともに回転駆動する。
【０００８】
図１０は、サセプター１０２が処理位置（上昇位置）に位置している状態を示している。この状態でサセプター１０２の外周部上面は、分離板（ベースリング）１０３の内周部下面に接触し、これにより、チャンバ１００の内部が反応エリア（リアクター）１０４と搬送エリア１０５とに仕切られる。
【０００９】
サセプター１０２は、複数（通常３本）の支持ピン（リフトピン）１０６を上下動自在に吊下げている。サセプター１０２が下降すると、それに伴い支持ピン１０６も下降する。支持ピン１０６がサセプター１０２とともに下降し、その下端が支持用クレードル１０７に突き当たると、支持ピン１０６はそこで下降を停止する。その後サセプター１０２が搬送位置（下降位置）に向かってさらに下降すると支持ピン１０６は、サセプター１０２に対して相対的に上昇する。その結果、支持ピン１０６は、サセプター１０２上に載置された半導体ウエハー１０１をサセプター１０２上から持ち上げる。
【００１０】
支持ピン１０６によってサセプター１０２上から持ち上げられた半導体ウエハー１０１は、図示しない搬送アーム（マニピュレータ）等を用い、アクセスポート１０８を通してチャンバ１００外に取り出すことができる。
【００１１】
また、上述の動作と逆の動作により、次に処理すべき新たな半導体ウエハーをチャンバ１００内に導入することができる。
【特許文献１】特開平６−３１８６３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来の半導体処理装置では、サセプターをベースリングに物理的に接触させることにより、反応エリアと搬送エリアとを仕切っている。ところが、サセプターとベースリングとを隙間なく密着させることは、例えば、これらの接触面を精度良く互いに平行にするなどしなければならないため非常に困難である。また、従来の半導体処理装置では、サセプターに形成された貫通孔に支持ピンを上下動自在に挿入しているため、これらの間に隙間が存在する。それゆえ、従来の半導体処理装置には、反応エリアと搬送エリアとを気密に仕切ることができないという問題点がある。
【００１３】
反応エリアと搬送エリアとの間が気密でないと、反応ガスが反応エリアから搬送エリアへ流入し、その排出が困難になるのでパージ時間が長くなる。また、次に導入される反応ガスとＣＶＤ反応し、パーティクルの原因となる。さらに、搬送エリア内に薄膜を形成し、メンテナンスサイクルを短くする。
【００１４】
ここで、サセプターとベースリングとの間をオーリング手段を用いてシールすることが既に提案されているが、オーリング手段は、比較的低温（例えば２００℃）のときは有効であるが、比較的高温（例えば３００℃）では使用することができない。また、この方法は、支持ピンと貫通孔との間の隙間に対しては何の効果も無い。
【００１５】
また、支持ピンと貫通孔との隙間を小さくすれば、そこを通過する反応ガスの流れを阻止又は低減できるが、これは摩耗塵の発生を大きくし、パーティクルの原因となる。
【００１６】
また、従来の半導体処理装置には、反応エリア内圧力が搬送エリア内圧力よりも低くなると（例えば、反応ガス排出の際に）、支持ピンとサセプターとの間を通過するガスの影響により半導体ウエハーが浮き上がり、半導体ウエハーが移動し、それによって摩耗塵が発生しパーティクルの原因となるという問題点もある。
【００１７】
そこで本発明は、チャンバ内の反応エリアと搬送エリアとを気密に仕切ることができる半導体処理装置を提供することを目的とする。
【００１８】
また、本発明は、チャンバ内の反応エリアと搬送エリアとを気密に仕切ることを可能にする半導体ウエハーの導入方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明によれば、所定方向に沿って位置する反応エリアと搬送エリアとを規定するチャンバと、半導体ウエハーを載置するために前記チャンバ内に設けられるサセプターと、該サセプターを前記所定方向に沿って移動させるための昇降手段と、前記反応エリアと前記搬送エリアとの境界に配置され、前記サセプターの移動により塞がれる中央開口を有する環状の分離板と、を有する半導体処理装置において、前記サセプターに着脱可能な前記半導体ウエハーが載置される載置ブロックと、該載置ブロックを所定位置で支持／解放し、当該載置ブロックの前記サセプターへの着脱を行うための支持手段と、前記分離板の前記サセプターに対向する面に設けられ、前記サセプターが当該分離板に近接したとき前記分離板との間をシールするためのシール部材と、を備えていることを特徴とする半導体処理装置が得られる。
【００２０】
また、本発明によれば、チャンバ内に搬送エリア及び反応エリアを有し、前記搬送エリアに導入された半導体ウエハーをサセプター上に載置して前記反応エリアへ搬送して処理を行うための半導体処理装置に用いられる半導体ウエハーの導入方法において、前記サセプターをブロック着脱位置に位置させ、前記サセプターに装着された載置ブロックを支持手段により支持させるステップと、前記サセプターを前記ブロック着脱位置から搬送位置へ移動させ、前記載置ブロックを当該サセプターから分離するステップと、前記半導体ウエハーを前記搬送エリアに導入し、前記載置ブロック上に載置するステップと、前記サセプターを前記搬送位置から前記ブロック着脱位置へ移動させ、前記載置ブロックを当該サセプターに装着するステップと、前記支持手段の支持から前記載置ブロックを解放するステップと、前記載置ブロックが装着された前記サセプターを反応位置へ移動させ、前記半導体ウエハーを前記反応エリアに位置させるステップと、を含むことを特徴とする半導体ウエハーの導入方法が得られる。
【００２１】
さらに、本発明によれば、チャンバ内に搬送エリア及び反応エリアを有し、前記搬送エリアに導入された未処理半導体ウエハーをサセプター上に載置して前記反応エリアへ搬送して処理を行うための半導体処理装置に用いられる半導体ウエハーの導入方法において、前記反応エリアで処理された処理済半導体ウエハーを載置した載置ブロックが装着された前記サセプターを搬送位置に移動させるステップと、前記未処理半導体ウエハーを前記搬送エリアに導入し、バッファ機構に保持させるステップと、前記処理済半導体ウエハーの搬出が可能となるように、前記バッファ機構により前記未処理半導体ウエハーを移動させるステップと、前記サセプターをブロック着脱位置へ移動させ、前記載置ブロックを支持手段により支持させるステップと、前記サセプターを搬送位置に移動させることにより、前記載置ブロックを当該サセプターから分離するステップと、前記載置ブロック上に載置されている前記処理済半導体ウエハーを前記チャンバ外へ搬出するステップと、前記バッファ機構により前記未処理半導体ウエハーを移動させ前記載置ブロック上に載置するステップと、前記サセプターをブロック着脱位置へ移動させ、前記載置ブロックを当該サセプターに装着するステップと、前記支持手段による支持から前記載置ブロックを解放するステップと、前記載置ブロックが装着された前記サセプターを反応位置へ移動させ、前記未処理半導体ウエハーを前記反応エリアに位置させるステップと、を含むことを特徴とする半導体ウエハーの導入方法が得られる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の半導体処理装置は、サセプターに着脱可能な載置ブロックに半導体ウエハーを載置するようにしたことで、リフトピンを用いることなく半導体ウエハーの搬送（導入及び搬出）が可能となる。また、分離板とサセプターとの間にシール部材を配したので、これらの間の隙間をなくすことができる。これにより、本発明の半導体処理装置は、チャンバ内の反応エリアと搬送エリアとを気密に仕切ることができる。
【００２３】
また、本発明の半導体ウエハーの導入方法によれば、載置ブロックを用いることにより、あるいは載置ブロックとバッファ手段とを用いることにより、リフトピンを用いることなく半導体ウエハーの搬送が可能となる。これにより、分離板とサセプターとの間をシール部材でシールすれば、反応エリアと搬送エリアとを気密に仕切ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２５】
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体処理装置の概略構成を示す断面図である。また、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＢ線円内を拡大した図である。
【００２６】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、この半導体処理装置は、チャンバ１０と駆動部３０とを有している。
【００２７】
チャンバ１０は、図の上下方向に並んで位置する反応エリア１１と搬送エリア１２とを規定する容器１３と、容器１３の上端に固定された環状の分離板１４と、分離板１４上に形成された環状の排気ダクト１５と、原料ガスを反応エリア１１に導入するためのシャワーヘッド１６と、蓋１７と、ヒーター１８を内蔵し容器１３内に上下動自在に配されたサセプター１９と、サセプター１９に着脱可能に取り付けられた載置ブロック２０と、サセプター１９から分離させた載置ブロック２０を支持する支持機構２１と、分離板１４の内周端近傍の下面に設けられたシール機構２２とを備えている。
【００２８】
また、駆動部３０は、サセプター１９にその上端が固定されたステム３１と、ステム３１の下端が固定されたガイド板３２と、容器１３の下面とガイド板３２との間にステム３１を覆うように設けられたベローズ３３と、容器１３の下面に一端が固定されるとともにガイド板３２に設けらた穴に挿通されるガイド３４とを有している。
【００２９】
駆動部３０は、ステム３１を図の上下方向に駆動するための駆動源等とともに、サセプター１９を図の上下方向に沿って移動させる昇降手段として機能する。サセプター１９は、この昇降手段により、反応位置（上昇位置）から搬送位置（下降位置）まで移動する。なお、反応位置と搬送位置との間には、後述するようにブロック着脱位置が存在する。
【００３０】
サセプター１９は、反応位置に位置する状態で、分離板１４との間に０．２〜４ｍｍの隙間でできるように調整されている。この調整は、分離板１４の厚みにより行われる。なお、分離板１４と排気ダクトとの隙間も０．２〜４ｍｍであって、この隙間も分離板１４の厚みにより調整される。
【００３１】
サセプター１９が反応位置にあるときの分離板１４との隙間は、シール機構２２によりシールされる。シール機構２２は、シール部材２２ａと、それを分離板１４のサセプター対向面に固定する固定部材２２ｂとからなる。シール部材２２ａとしては、サセプター１９の温度（例えば、５０〜５００℃）にもよるが、オーリング、ベローズ、またはコイルスプリングを断面Ｃ字形のアルミニウムで被覆したオーリング状のガスケットなどが使用できる。
【００３２】
図２を参照すると、載置ブロック２０は、サセプター１９の中心に関して対称に配置された一対のブロック部材２０ａ及び２０ｂからなる。これらのブロック部材２０ａ，２０ｂは、図１（ｂ）からも理解されるように、少なくともその一部の上面がサセプター１９の上面と同一面（載置面）となるように、サセプター１９の上端部に装着される。
【００３３】
これらのブロック部材２０ａ，２０ｂは、サセプター１９の上部（上面）と、同一の材料を用いて製造される。その材料としては、例えば、アルミニウム、表面陽極酸化アルミニウム（陽極処理アルミニウム）、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、シリコンカーバイド、グラファイト、あるいは石英等が使用できる。
【００３４】
被処理体である半導体ウエハー２３は、サセプター１９とこのサセプター１９に装着された載置ブロック２０とが形成する載置面上に載置される。ただし、載置ブロック２０は、サセプター１９から分離された状態（支持機構２１により支持された状態）においても半導体ウエハー２３を支持することが可能である。
【００３５】
載置ブロック２０のサセプター１９への着脱は、支持機構２１を用いて行われる。支持機構２１は、図３に示すように、容器１３の上方の段差部の上に、サセプター１９の上下動を妨げないように一対設けられている。
【００３６】
図４参照すると、各支持機構２１は、上下方向に延びる駆動軸２１ａとその先端付近に固定された支持アーム２１ｂとを有している。駆動軸２１ａの後端には、図示しないモータ或いはロータリーアクチュエータ等の駆動源が設けられており、支持アーム２１ｂは水平方向に回動可能である。即ち、支持アーム２１ｂの先端部は、サセプター１９の移動空間に対し進退可能である。
【００３７】
サセプター１９を適切な位置（以下、ブロック着脱位置）に停止させ、支持アーム２１ｂをサセプター１９側（以下、内側方向という。）に回動させれば、その先端部がブロック部材２０ａ（又は２０ｂ、以下同じ。）に形成された窪みに挿入され、ブロック部材２０ａを支持する。このとき、ブロック部材２０ａの重心は支持アーム２１ｂ上に位置するので、ブロック部材２０ａが支持アーム２１ｂから脱落することはない。この状態でサセプター１９を下降させれば、ブロック部材２０ａをサセプター１９から取り外すことができる。その後、再びサセプター１９を上昇させれば、ブロック部材２０ａをサセプター１９に取り付けることができる。この状態で支持アーム２１ｂをサセプター１９から離れる方向（以下、外側方向という。）に回動させれば、ブロック部材２０ａを支持アーム２１ｂによる支持から解放することができる。
【００３８】
なお、ブロック部材２０ａがサセプター１９に装着された状態でアーム２１ｂの回動に伴い移動しないように、ブロック部材２０ａの一部（例えば、下面に形成した突起など）をサセプター１９に形成した収容部（例えば凹所）に収容するようにしてもよい。
【００３９】
以下、図５（ａ）〜（ｄ）を参照して、本実施の形態に係る半導体処置装置の動作について説明する。ここでは、処理を終えた処理済半導体ウエハーの搬出と、次に処理される未処理半導体ウエハーの導入について説明する。
【００４０】
図５（ａ）は、半導体ウエハー２３の処理（薄膜形成）を行う状態を示している。このとき、サセプター１９には、載置ブロック２０が装着され、これらの上に半導体ウエハー２３が載置されている。また、反応エリア１１と搬送エリア１２とは、分離板１４、サセプター１９及びシール機構２２により搬送エリア１２から気密に仕切られている。
【００４１】
この様態で、ヒーター１８により半導体ウエハー２３が加熱（例えば、５０〜５００℃）され、シャワーヘッド１６で加熱（例えば、５０〜５００℃）された原料ガスが反応エリア１１内に供給される。一の原料ガスの導入が終了すると、排気ダクト１５を通じてその原料ガスの排気が行われる。上記のように、反応エリア１１は搬送エリア１２から気密に仕切られているので、その排気は反応エリアに対してのみ行われ、それゆえ、短時間で終了する。
【００４２】
次に、別の原料ガスが反応エリア１１に導入され、半導体ウエハー２３上に薄膜が形成される。そして、その原料ガスの排気が行われる。
【００４３】
以降、必要に応じて上記動作を繰り返し、半導体ウエハー２３上に所定厚の薄膜を形成する。
【００４４】
薄膜形成が終了し、最後の原料ガスの排気が完了すると、図５（ｂ）に示すように、サセプター１９を載置ブロック２０及び半導体ウエハー２３とともにブロック着脱位置にまで降下させる。
【００４５】
次に、支持機構２１の支持アーム２１ｂをサセプター１９（載置ブロック２０）に向かって回動させ、図５（ｃ）に示すように、支持アーム２１ｂで載置ブロック２０を支持させる。
【００４６】
それから、図５（ｄ）に示すように、サセプター１９を搬送位置にまで降下させ、載置ブロック２０をサセプター１９から分離する。上述のように、載置ブロック２０ａ及び２０ｂは、サセプター１９の中心に関して対称な位置、即ち、半導体ウエハー２３の中心に関して対称な位置にあるので、半導体ウエハー２３が載置ブロック２０から脱落することはない。
【００４７】
そして、図示しない搬送アームを用いて半導体ウエハー２３をチャンバ１０の外、例えばチャンバ１０にゲートバルブ（図示せず）を介して連結されたロードロック室（図示せず）に搬送する。
【００４８】
この後、次に処理すべき未処理の半導体ウエハーがロードロック室等からチャンバ１０内に導入され、支持アーム２１ｂに支持されている載置ブロック２０上に載置される。その状態は、図５（ｄ）同じ状態である。そして、ゲートバルブを閉じるなどして、搬送エリアをロードロック室等から分離する。
【００４９】
次に、サセプター１９をブロック着脱位置にまで上昇させ、載置ブロック２０をサセプター１９に装着する（図５（ｃ））。これにより、未処理半導体ウエハーは、サセプター１９上に載置される。
【００５０】
続いて、支持アーム２１ｂを外側方向に回動させる（図５（ｂ））。これにより、載置ブロック２０は、支持アーム２１ｂの支持から解放される。
【００５１】
その後、サセプター１９を反応位置にまで上昇させ、未処理半導体ウエハーを搬送エリア１２から完全に分離された状態の反応エリア１１内に位置させる（図５（ａ））。
【００５２】
以上のように、本実施の形態に係る半導体処置装置では、サセプター１９に着脱可能な載置ブロックを設けたことで、リフトピンを用いることなく半導体ウエハーの導入、搬出を行うことができる。これにより、反応エリアと搬送エリアとの間をシール機構により気密にすることがで、パージ時間の短縮（処理効率の向上）と、差圧による半導体ウエハーの移動防止が実現できる。また、搬送エリアに流入した反応ガスによるパーティクルの発生が防止される。さらに、搬送エリアでの成膜が防止され、メンテナンスサイクルの延長が実現できる。
【００５３】
次に、図６乃至１０を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る半導体処理装置について説明する。
【００５４】
本実施の形態に係る半導体処理装置の基本的構成は、図１の半導体処理装置と同じである。ただし、本実施の形態体に係る半導体処理装置は、図６（ａ）に示すように、支持機構２１と同様、容器１３の段差部上であってサセプターの中心に関して対称となる位置に設けられた一対のバッファ機構６１を有している。
【００５５】
図６（ｂ）に示すように、支持機構２１の駆動軸２１ａの後端には回転駆動源としてロータリーアクチュエータ６２が設けられているのに対し、バッファ機構６１の駆動軸の後端には回転駆動源としてのロータリーアクチュエータ６３のみならず、その駆動軸を上下駆動するためのシリンダー機構６４が設けられている。なお、図６（ｂ）では、支持機構２１とバッファ機構６１の位置が図６（ａ）のものとは異なっている。
【００５６】
バッファ機構６１は、支持機構２１と同じように見えるが、半導体ウエハー２３を直接、即ち載置ブロックから独立して、保持または載置することができる先端部を有する保持アームを備えている。バッファ機構６１の保持アームは、支持機構２１の支持アームと同様に、サセプター１９の移動空間に対して進退可能（水平方向に回動可能）である。例えば、バッファ機構６１は、図７に示すような状態で半導体ウエハーを支持することができる。
【００５７】
以下、この半導体処理装置の動作について説明する。
【００５８】
図８（ａ）は、図５（ａ）と同様、半導体ウエハー２３の処理が行われ、終了した状態を示す図である。この状態で、排気ダクト１５を通じて反応エリア１１内の反応ガスを排気する。
【００５９】
排気が完了すると、図８（ｂ）に示すように、サセプター１９を搬送位置にまで下降させる。そして、図８（ｃ）に示すように、バッファ機構６１の保持アームを内側方向へ回動させる。このとき、バッファ機構６１は（サセプター１９の下降位置とは異なる独自の）下降位置に位置している。なお、図８（ｃ）に示すバッファ機構６１の位置は、図６（ａ）及び（ｂ）のものとは異なっている。
【００６０】
次に、チャンバ１０にゲートバルブ（図示せず）を介して連結されたロードロック室（図示せず）に用意しておいた未処理半導体ウエハー８１を、図示しない搬送アームを用いてチャンバ１０内に導入する。チャンバ１０内に導入された未処理半導体ウエハー８１は、図８（ｄ）（図７参照）に示すように、バッファ機構６１の保持アームにより保持される。
【００６１】
次に、図９（ａ）に示すように、バッファ機構６１の保持アームを（サセプター１９の下降位置とは異なる独自の）上昇位置にまで上昇させる。同時にあるいは続けて、図９（ｂ）に示すようにサセプター１９をブロック着脱位置にまで上昇させる。なお、バッファ機構６１の保持アームは、サセプター１９をブロック着脱位置に位置させたときに、それに載置された処理済の半導体ウエハー２３に接触しない位置でなければならない。
【００６２】
この後、支持機構２１の支持アームを内側方向に回動させて、図９（ｃ）に示すように載置ブロック２０を支持させ、図９（ｄ）に示すように、サセプター１９を搬送位置にまで下降させて、載置ブロック２０をサセプター１９から分離する。
【００６３】
次に、図示しない搬送アームを用いて、サセプター１９から分離された載置ブロック２０に載置されている処理済の半導体ウエハー２３をロードロック室へと搬出し、図１０（ａ）に示す状態とする。それから、図１０（ｂ）に示すように、バッファ機構６１の保持アームを下降位置にまで降下させる。そして、バッファ機構６１の保持アームを外側方向に回動させると、未処理半導体ウエハー８１は、図１０（ｃ）に示すように、支持機構２１に支持されている載置ブロック２０上に載置される。
【００６４】
その後、図１０（ｄ）に示すように、サセプター１９をブロック着脱位置にまで上昇させる。この状態で支持機構２１の支持アームを外側方向へ回動させると載置ブロックは支持機構２１による支持から解放される。
【００６５】
続いて、サセプター１９を反応位置まで上昇させれば、未処理半導体ウエハー８１が、反応エリア１０内に置かれる。サセプター１９が反応位置に位置するとき、分離板１４とサセプター１９との間は、シール機構２２によりシールされるので、反応エリア１１と搬送エリア１２との間は気密に仕切られる。
【００６６】
本実施の形態に係る半導体処理装置においても、リフトピンを用いることなく半導体ウエハーの導入、搬出を行うことができる。これにより、反応エリアと搬送エリアとをシール機構により気密に仕切ることができ、パージ時間の短縮（処理効率の向上）と、差圧による半導体ウエハーの移動防止が実現できる。また、搬送エリアに流入した反応ガスによるパーティクルの発生が防止される。さらに、搬送エリアでの成膜が防止され、メンテナンスサイクルの延長が実現できる。加えて、本実施の形態に係る半導体処理装置では、処理済の半導体ウエハーを搬出する際に、次に処理すべき未処理半導体ウエハーをチャンバ内に導入できるので、より一層の処理効率の向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る半導体処理装置の概略構成を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ線内の拡大図である。
【図２】載置ブロックとサセプターとの関係を説明するための平面図である。
【図３】支持手段の配置を説明するための平面図である。
【図４】支持手段の構成及び動作を説明するための図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、半導体ウエハーをチャンバ外に搬出する動作を説明するための工程図である。
【図６】（ａ）は、バッファ機構の配置を説明するための平面図、（ｂ）は、バッファ機構を回転、上下動させるための駆動機構について説明するための断面図である。
【図７】バッファ機構により半導体ウエハーを支持した状態を示す図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、処理済半導体ウエハーをチャンバ外に搬出し、かつ未処理半導体ウエハーをチャンバ内に導入する動作を説明するための工程図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、処理済半導体ウエハーをチャンバ外に搬出し、かつ未処理半導体ウエハーをチャンバ内に導入する動作を説明するための工程図であって、図７に続く工程を示す工程図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、処理済半導体ウエハーをチャンバ外に搬出し、かつ未処理半導体ウエハーをチャンバ内に導入する動作を説明するための工程図であって、図８に続く工程を示す工程図である。
【図１１】従来の半導体処理装置の一構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０      チャンバ
１１      反応エリア
１２      搬送エリア
１３      容器
１４      分離板
１５      排気ダクト
１６      シャワーヘッド
１７      蓋
１８      ヒーター
１９      サセプター
２０      載置ブロック
２１      支持機構
２２      シール機構
３０      駆動部
３１      ステム
３２      ガイド板
３３      ベローズ
３４      ガイド
６１      バッファ機構
６２      ロータリーアクチュエータ
６３      ロータリーアクチュエータ
６４      シリンダー機構
８１      未処理半導体ウエハー
１００    チャンバ
１０１    半導体ウエハー
１０２    サセプター
１０３    分離板
１０４    反応エリア
１０５    搬送エリア
１０６    支持ピン
１０７    支持用クレードル
１０８    アクセスポート
２００    駆動部
【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】
2005051010.tif 000012
【図１１】
2005051010.tif 000013