(57)【要約】    【課題】  ウェーハ搬送時のパーティクルの発生を抑制し、パーティクルによるウェーハの汚染を防止して歩留りの向上、生産性の向上を図る。    【解決手段】  基板２１を処理する処理室１２，１３と、外部との間で基板の授受を行う予備室８，９と、該予備室と前記処理室との間で基板の搬送を行う基板搬送装置１９とを有し、該基板搬送装置は基板を支持する基板支持部材１を有し、該基板支持部材には基板が接触する接触部が形成されると共に該接触部の周囲下方の少なくとも一部には接触部に隣接して少なくとも基板支持部材の進退方向と垂直な方向に延出するパーティクル受部が形成された。    【選択図】          図１
2005260133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室と、外部との間で基板の授受を行う予備室と、該予備室と前記処理室との間で基板の搬送を行う基板搬送装置とを有し、該基板搬送装置は基板を支持する基板支持部材を有し、該基板支持部材には基板が接触する接触部が形成されると共に該接触部の周囲下方の少なくとも一部には接触部に隣接して少なくとも基板支持部材の進退方向と垂直な方向に延出するパーティクル受部が形成された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、ガラス基板等の基板上に薄膜の生成、不純物の拡散、エッチング等所要の処理を行い、基板表面に半導体装置を製造する基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年半導体装置の高集積化、微細化が益々進み、ウェーハ等の基板（以下ウェーハ）へのパーティクルの付着等、基板の汚染管理が益々厳格になってきている。
【０００３】
ウェーハ表面の汚染を低減する方法の１つとしてロードロック室を設け、ロードロック室内を高純度窒素ガスに置換し、ウェーハの搬送等を減圧、高純度窒素ガス雰囲気で行う基板処理装置がある。例えば、減圧ＣＶＤ装置は、基板を処理する処理室、該処理室に連設された予備室であるロードロック室を有し、ウェーハの処理は減圧雰囲気で行われる。ロードロック室と処理室との間は搬送ロボットによって搬送されるが、ロードロック室から処理室迄の間は全て減圧状態とされ、ウェーハは減圧下で搬送される様になっている。
【０００４】
前記搬送ロボットは、ウェーハを板状の基板支持部材（以下ツイーザ）によって支持しており、ツイーザによるウェーハの授受はウェーハの裏面側からすくい上げる様にして、ツイーザ上に支持している。
【０００５】
従来用いられているツイーザについて、図７に於いて説明する。
【０００６】
該ツイーザ１は２股フォーク状をしており、基部２で図示しない搬送ロボットのアームに固定されフォーク部３でウェーハを支持する様になっている。該フォーク部３には股部３ａ，３ｂが形成され、該股部３ａ，３ｂには先端部４、ウェーハに対応する凹部５が形成され、該凹部５の４隅で、該凹部５と前記先端部４との境界にウェーハ接触部６が形成され、該ウェーハ接触部６は前記先端部４より低く前記凹部５に対して所要量高い段差形状となっている。
【０００７】
ウェーハが搬送ロボットにより搬送される場合は、前記ツイーザ１がウェーハの下方に挿入され、所要量上昇されることでウェーハが前記ツイーザ１に支持される。ウェーハがツイーザ１に支持された状態では、前記ウェーハ接触部６がウェーハの裏面に接触しているのみとなっている。
【０００８】
上記した様に、ロードロック室を有する減圧ＣＶＤ装置の場合、ウェーハの処理が減圧状態で行われる為、ロードロック室から処理室迄の搬送経路が減圧雰囲気となっている場合が多い。
【０００９】
減圧雰囲気でウェーハを搬送する場合、前記ウェーハ接触部６とウェーハ裏面間に介在する気体分子が少なくなることから、前記ウェーハ接触部６とウェーハ間の接触抵抗が大きく、搬送中の振動等でウェーハとウェーハ接触部６間で擦れが生じると、ウェーハ表面の剥離によりパーティクルが発生する虞れがある。
【００１０】
ウェーハが複数一括で搬送される場合等では、パーティクルの発生は、下側のウェーハ表面に付着してウェーハを汚染する虞れがあり、ウェーハ処理の歩留りの低下、生産性の低下を招く要因となっていた。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−２８９６６９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、ウェーハ搬送時のパーティクルの発生を抑制し、パーティクルによるウェーハの汚染を防止して歩留りの向上、生産性の向上を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、基板を処理する処理室と、外部との間で基板の授受を行う予備室と、該予備室と前記処理室との間で基板の搬送を行う基板搬送装置とを有し、該基板搬送装置は基板を支持する基板支持部材を有し、該基板支持部材には基板が接触する接触部が形成されると共に該接触部の周囲下方の少なくとも一部には接触部に隣接して少なくとも基板支持部材の進退方向と垂直な方向に延出するパーティクル受部が形成された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、基板を処理する処理室と、外部との間で基板の授受を行う予備室と、該予備室と前記処理室との間で基板の搬送を行う基板搬送装置とを有し、該基板搬送装置は基板を支持する基板支持部材を有し、該基板支持部材には基板が接触する接触部が形成されると共に該接触部の周囲下方の少なくとも一部には接触部に隣接して少なくとも基板支持部材の進退方向と垂直な方向に延出するパーティクル受部が形成されるので、搬送中に基板支持部材と基板間で発生したパーティクルは前記パーティクル受部に溜り、パーティクルの落下、浮遊が防止され、基板のパーティクルによる汚染が防止される等の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】
図１は、本発明が実施される基板処理装置の一例である枚葉式のＣＶＤ装置を示している。
【００１７】
該ＣＶＤ装置について概略を説明する。
【００１８】
気密な搬送室７の周囲に放射状に気密なロードロック室８，９、気密な基板冷却室１０，１１、気密な処理室１２，１３が気密に連設され、前記ロードロック室８，９と前記搬送室７間にはゲートバルブ１４，１５が設けられ、前記処理室１２，１３と前記搬送室７間にはゲートバルブ１６，１７が設けられている。
【００１９】
前記搬送室７内には搬送ロボット１９が設けられており、該搬送ロボット１９のアーム２０が昇降可能且つ垂直軸心を中心に回転可能であり、該アーム２０はツイーザ１を有し、該ツイーザ１は石英製等ウェーハを汚染しない材質であり、前記アーム２０の伸縮により、直線的に進退可能となっている。前記搬送ロボット１９は前記アーム２０の回転、進退、昇降の協働により、ウェーハ２１を大気圧未満の減圧雰囲気下で前記ロードロック室８から前記処理室１２へ、該処理室１２から前記基板冷却室１０へ、該基板冷却室１０から前記ロードロック室８へ搬送可能となっている。
【００２０】
図２により、前記処理室１２，１３について説明する。尚、処理室１２と処理室１３とは同一構造であるので、以下は処理室１２について説明する。
【００２１】
石英製、炭化珪素製、又はアルミナ製の反応容器としての反応管２３は水平方向に扁平な空間を有しており、内部に被処理基板としてのウェーハ２１を収容する。前記反応管２３内部にはウェーハ２１を支持する基板保持手段としてのウェーハ支持台２４が設けられ、前記反応管２３の両端にはマニホールドとしてのガス導入フランジ２５、ガス導入フランジ２６が気密に設けられ、一方のガス導入フランジ２５には前記ゲートバルブ１６を介して前記搬送室７が連設されている。前記ガス導入フランジ２５、ガス導入フランジ２６にはそれぞれ供給管としてのガス導入ライン２７，２８、排気管としての排気ライン２９，３０が連通される。前記ガス導入ライン２７，２８には、前記反応管２３内に導入するガスの流量を制御する流量制御手段３２，３３がそれぞれ設けられている。又、前記排気ライン２９，３０には、前記反応管２３内の圧力を制御する圧力制御手段３４，３５がそれぞれ設けられている。前記反応管２３の上下にはそれぞれ加熱手段としての上ヒータ３６、下ヒータ３７が設けられ、前記上ヒータ３６、前記下ヒータ３７及び前記反応管２３を覆う様に断熱部材３８が設けられている。
【００２２】
前記上ヒータ３６、前記下ヒータ３７には温度制御手段３９が接続され、前記反応管２３内部を均一に若しくは所定の温度勾配を生じさせて加熱する様になっている。該反応管２３内の圧力、反応管２３内に供給するガスの流量は、それぞれ前記圧力制御手段３４，３５、前記流量制御手段３２，３３により、所定圧力、流量となる様制御され、前記温度制御手段３９、前記圧力制御手段３４，３５、前記流量制御手段３２，３３は、主制御部４１により制御される。
【００２３】
次に、半導体装置の製造工程の一工程として、上述した基板処理装置の処理炉を用いて基板を処理する方法について説明する。
【００２４】
前記反応管２３内の温度が前記上ヒータ３６、下ヒータ３７により処理温度に維持された状態で、前記ゲートバルブ１６が開かれ、前記搬送ロボット１９により図中左方より前記反応管２３内に前記ウェーハ２１が搬入され、前記ウェーハ支持台２４に載置される。本例では該ウェーハ支持台２４には２枚のウェーハ２１が載置され、２枚のウェーハ２１が同時に処理される。尚、同時に処理する２枚のウェーハ２１の熱履歴を等しくする為に前記ウェーハ２１は２枚同時に前記反応管２３内に搬送される。ウェーハ２１が前記反応管２３内に搬入されると同時にウェーハ２１の処理温度迄の昇温が開始される。
【００２５】
前記搬送ロボット１９が後退して前記ゲートバルブ１６が閉じられた後、前記反応管２３内の圧力は処理圧力となる様前記圧力制御手段３４，３５により制御され（圧力安定化）、前記反応管２３内の温度はウェーハ温度が処理温度となる様前記温度制御手段３９により制御される（温度安定化）。前記反応管２３内の圧力安定化、ウェーハ２１の温度安定化の際、前記反応管２３内には前記ガス導入ライン２７，２８より不活性ガスが導入されつつ前記排気ライン２９，３０より排気され、前記反応管２３内は、不活性ガス雰囲気とされる。
【００２６】
該反応管２３内の圧力が処理圧力に安定化し、前記ウェーハ２１の温度が処理温度に安定化した後、前記反応管２３内に前記ガス導入ライン２７，２８より処理ガスが導入され、前記排気ライン２９，３０より排気されることにより、前記ウェーハ２１が処理される。
【００２７】
この際、処理の均一性を確保する為、処理ガスは対角に向かって交互に流すのが好ましい。例えば、先ず処理ガスをガス導入ライン２７から排気ライン３０に向かってウェーハ２１の表面に対して略水平な方向に流し、その後、それとは反対向きに、前記ガス導入ライン２８から排気ライン２９に向かってウェーハ２１の表面に対して略水平な方向に流し、所要時間毎に流れの向きを変更するのが好ましい。尚、処理の均一性が処理ガスの流れの向きに依存しない様な場合は、処理ガスは一方向に向かって流れる様にしてもよい。例えば、ガス導入ライン２７から排気ライン３０に向かってウェーハ２１の表面に対して略水平な方向に、或はガス導入ライン２８から排気ライン２９に向かってウェーハ２１の表面に対して略水平な方向に流れる様にしてもよい。
【００２８】
尚、本実施の形態の基板処理装置の処理炉にて基板を処理する際の処理条件としては、例えばシリコン基板にＨＳＧ（Ｈｅｍｉ−ｓｐｈｅｒｉｃａｌ  Ｇｒａｉｎｄ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）膜を成膜する場合、処理温度５７０〜６３０℃、処理圧力０．１〜０．５Ｐａ、ガス種ＳｉＨ4 、供給流量ＳｉＨ4 、１０〜１００ｓｃｃｍが例示される。
【００２９】
前記ウェーハ２１の処理が完了すると、前記反応管２３内の残留ガスを除去する為に、該反応管２３内には、前記ガス導入ライン２７，２８より不活性ガスが導入されつつ、前記排気ライン２９，３０より排気され、前記反応管２３内がパージされる。尚、ウェーハ処理時の処理ガスの供給流量、ウェーハ処理前又は後の不活性ガスの供給流量は前記流量制御手段３２，３３により制御される。
【００３０】
前記反応管２３内のパージ後、該反応管２３内の圧力を前記圧力制御手段３４，３５により、ウェーハ搬送圧力となる様調整する。前記反応管２３内の圧力が搬送圧力となった後、前記ゲートバルブ１６が開かれ、前記ウェーハ２１は、前記搬送ロボット１９により前記反応管２３より前記搬送室７へ搬出される。
【００３１】
尚、上述の圧力制御手段３４，３５による反応管２３内の圧力制御、前記温度制御手段３９による反応管２３内の温度制御、前記流量制御手段３２，３３による反応管２３内へのガス流量制御は、前記主制御部４１が各制御手段を制御することにより行われる。
【００３２】
次に、前記アーム２０が具備するツイーザ１について、図３〜図５に於いて説明する。
【００３３】
図３〜図５はツイーザ１のフォーク部３を示し、図７中で示したものと同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００３４】
股部３ｂの先端部４と凹部５との境界にウェーハ接触部６が形成され、該ウェーハ接触部６に隣接してパーティクル受部４３が形成される。該パーティクル受部４３は前記ウェーハ接触部６の周囲から水平方向に広がる所要の面積を有しており、図示では前記ウェーハ接触部６の平面形状が３角形となっており、頂角を挾む２辺に隣接して前記パーティクル受部４３が形成され、該パーティクル受部４３は前記凹部５が延出した該凹部５の一部となっている。
【００３５】
前記ツイーザ１でウェーハ２１を支持し、搬送する場合、前記ウェーハ接触部６と前記ウェーハ２１が接触し、摩擦によりウェーハ２１自体が剥離し、或はウェーハ２１の成膜過程で生成された膜が剥離する可能性があり、剥離物（パーティクル）は前記ウェーハ接触部６の表面に残置し、或は該ウェーハ接触部６の縁により剥離したパーティクルは前記パーティクル受部４３上に落下する。
【００３６】
従って、ウェーハ２１を複数枚同時に搬送した場合に下側のウェーハ２１にパーティクルが落下、付着することが防止される。又、ウェーハを複数枚保持するウェーハ支持台２４にウェーハを移載する場合に下側に支持されているウェーハ２１にパーティクルが落下することが防止される。
【００３７】
而して、ウェーハ２１を前記ツイーザ１で支持した際に発生する可能性があるパーティクルによりウェーハが汚染されることが防止される。
【００３８】
減圧下では、大気圧下より摩擦抵抗が大きい為、ウェーハ搬送時にウェーハとツイーザが擦れてしまった場合、ウェーハ接触部である裏面の擦れ状態は大きくなってしまい、パーティクルが発生し易くなる。本発明は、この様に、減圧下に於いて、ウェーハを搬送する際に、特に有効となる。
【００３９】
ツイーザ１は定期的、或は所定稼働時間毎に洗浄することで、前記パーティクル受部４３に付着したパーティクルが除去される。
【００４０】
図６は、ツイーザ１の他の例を示している。
【００４１】
該ツイーザ１ではウェーハ接触部６の平面形状が矩形をしており、該ウェーハ接触部６の一辺は先端部４との境界線であり、他の３辺にはパーティクル受部４３が隣接している。
【００４２】
前記ウェーハ接触部６の一辺は前記先端部４との境界線であるので、パーティクルが落下することはなく、他の３辺から落下したパーティクルは前記パーティクル受部４３に落下するので、パーティクルの浮遊、下方のウェーハ２１をパーティクルで汚染することが防止される。
【００４３】
尚、前記ウェーハ接触部６の形状については、上記した形状に限定されることなく種々の形状が考えられ、要はウェーハ接触部６の周囲から直接下方にパーティクルが落下しない様になっていればよく、該ウェーハ接触部６の周囲下方の少なくとも一部、例えばウェーハ接触部６の少なくとも側部下方にパーティクル受部４３が形成され、該パーティクル受部４３はパーティクルが落下しない様少なくとも平面となっていればよい。即ち前記ウェーハ接触部６の周囲が直接フォーク部３の下方に隣接せず、該フォーク部３の外形より内側であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明が実施される基板処理装置の一例を示す概略平面図である。
【図２】該基板処理装置の処理室の概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に於けるツイーザの平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視図である。
【図５】ツイーザの先端部の拡大斜視図である。
【図６】ツイーザの他の例の先端部の拡大斜視図である。
【図７】従来のツイーザの斜視図である。
【符号の説明】
【００４５】
１              ツイーザ
３              フォーク部
４              先端部
５              凹部
６              ウェーハ接触部
７              搬送室
８，９          ロードロック室
１２，１３      処理室
２０            アーム
２１            ウェーハ
４３            パーティクル受部
【図１】
2005260133.tif 000003
【図２】
2005260133.tif 000004
【図３】
2005260133.tif 000005
【図４】
2005260133.tif 000006
【図５】
2005260133.tif 000007
【図６】
2005260133.tif 000008
【図７】
2005260133.tif 000009