(57)【要約】  本開示の試料搬送部材は、セラミックスからなる基体と、試料の支持面の少なくとも一部に導電性部材を含む支持部と、前記基体の内部に位置し、前記導電性部材から前記基体外の接地部に繋がる導電層とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックスからなる基体と、
試料の支持面の少なくとも一部に導電性部材を含む支持部と、
前記基体の内部に位置し、前記導電性部材から前記基体外の接地部に繋がる導電層とを備える試料搬送部材。
【請求項２】
前記導電性部材が導電性樹脂からなる請求項１に記載の試料搬送部材。
【請求項３】
前記導電性部材の体積抵抗率は、１Ω・ｃｍ以上１０９Ω・ｃｍ以下である請求項１または請求項２に記載の試料搬送部材。
【請求項４】
前記支持部がセラミックスからなり、
前記導電性部材は、前記支持面を構成する部分のみが、前記試料と対向している請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の試料搬送部材。
【請求項５】
前記導電層がセラミック粒子を含有している請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の試料搬送部材。
【請求項６】
前記導電性部材は、前記支持面に対して交わる方向に沿って位置する複数の第１導体と、前記支持面に沿っており、複数の前記第１導体を繋ぐ複数の第２導体とを備える請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の試料搬送部材。
【請求項７】
前記基体および前記支持部の少なくともいずれかは、複数の板状体の積層体からなり、隣り合う前記板状体の間に前記第１導体が位置している請求項６に記載の試料搬送部材。
【請求項８】
前記第２導体は、前記第１導体よりも前記支持面側に位置する部分を第１部位、前記第１導体よりも前記導電層側に位置する部分を第２部位としたとき、前記第１部位および前記第２部位のそれぞれの外径の鉛直線が部分的に重なっている請求項６または請求項７に記載の試料搬送部材。
【請求項９】
前記基体は、内部に流路を有し、
前記支持部は、前記流路に繋がるとともに、前記支持面に開口する吸気口を有している請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の試料搬送部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、試料搬送部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒоｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：中央処理装置）やＭＰＵ（Ｍｉｃｒо Ｐｒоｃｅｓｓоｒ Ｕｎｉｔ：超小型演算処理装置）のフラッシュメモリ等に用いられる半導体ウエハの１種であるシリコンエピタキシャルウエハは、シリコン単結晶基板の表面にシリコンエピタキシャル層を気相成長させたものである。このような気相成長は、例えば、枚葉式の気相成長装置を用いて行なわれる。この枚葉式の気相成長装置は、シリコン単結晶基板を１枚ずつ処理する装置である。そして、枚葉式の気相成長装置は、シリコン単結晶基板を載置するサセプタと、周囲にハロゲンランプ等の加熱手段を配した反応室と、シリコン単結晶基板をサセプタ上に搬入したり、気相成長処理が終わった後のシリコンエピタキシャルウエハ（以下、シリコン単結晶基板およびシリコンエピタキシャルウエハを、総じて試料と記載する場合がある。）を反応室から外部へ搬出したりするための試料搬送部材と、を内部に備えている。【０００３】
ここで、試料の搬入時や搬出時における接触によって静電気が発生し、この静電気により試料が帯電すると、浮遊粒子（パーティクル）が引き寄せられ、試料にパーティクルが付着し、汚染される場合がある。【０００４】
そこで、試料搬送部材を介して静電気の除電ができるように、例えば、特許文献１には、基板と接触し基板を保持する、絶縁体からなる保持部と、接地されており、導電体からなる接地部と、基板および接地部と接触する、導電体からなる導電部とを備える搬送アームが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２１２９２０号公報
【発明の概要】
【０００６】
本開示の試料搬送部材は、セラミックスからなる基体と、試料の支持面の少なくとも一部に導電性部材を含む支持部と、前記基体の内部に位置し、前記導電性部材から前記基体外の接地部に繋がる導電層とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示の試料搬送部材の一例を示す平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ’線での断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ’線での断面図である。
【図４】図１におけるＢ−Ｂ’線での断面図の他の例である。
【図５】図４に示すＳ部における拡大図である。
【図６】本開示の試料搬送部材の他の例を示す平面図である。
【図７】図６におけるＣ−Ｃ’線での断面図である。
【図８】図６におけるＤ−Ｄ’線での断面図である。
【図９】本開示の試料搬送部材を備えた試料処理装置の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
近年、ＣＰＵやＭＰＵのフラッシュメモリ等の高性能化に向けて、シリコンエピタキシャルウエハに形成される配線が微細化の傾向にある。このように、配線の微細化に伴い、パーティクルが少しでも付着すると、配線の断線や欠落等の問題が発生するおそれが高まる。そのため、処理前のシリコン単結晶基板および処理後のシリコンエピタキシャルウエハ（以下、これらを総じて単に試料と記載する場合がある。）にパーティクルの付着が少ないことが求められる。そのため、試料搬送部材には、試料搬送部材自身がパーティクルを発生させにくいものであるだけでなく、試料の搬入時や搬出時における接触によって発生する静電気を除電できることが求められている。
【０００９】
本開示の試料搬送部材は、試料搬送部材自身がパーティクルを発生させにくいものであるだけでなく、静電気を除電することができる。以下に、本開示の試料搬送部材について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
本開示の試料搬送部材１０は、図１および図２に示すように、基体１と、試料の支持面２の少なくとも一部に導電性部材３を含む支持部４と、基体１の内部に位置し、導電性部材３から基体１外の接地部に繋がる導電層５とを備えている。ここで、試料の支持面２とは、試料と接触する、または１０μｍ以下の距離において試料と対向する面のことである。
【００１１】
そして、本開示の試料搬送部材１０における基体１は、セラミックスからなる。セラミックスは、高い耐久性および耐食性を兼ね備えており、腐食性の高いガス雰囲気下や、高温・高圧下で使用しても、パーティクルが発生しにくい。さらに、本開示の試料搬送部材１０は、試料と支持面２とを接触させた際に発生する静電気を、支持面２における導電性部材３から導電層５を通って接地部へ逃がすことで、静電気を除電することができる。このように、本開示の試料搬送部材１０は、試料搬送部材自身がパーティクルを発生させにくいものであるだけでなく、静電気を除電することができるものである。
【００１２】
なお、図１においては、試料搬送装置（図示しない）の金属製のシャフトにボルトで連結するための連結孔８を４箇所備えている例を示している。そして、このボルトを介して、導電層３と試料搬送装置とが繋がる構造となっており、このシャフトが接地部となっている。また、図１においては、平面視した際に、基体１がＹ字状である試料搬送部材１０の例を示しているが、基体１はＹ字状に限定されるものではなく、長方形、円形、台形等の形状であってもよい。
【００１３】
また、基体１を構成するセラミックスには、酸化アルミニウム質セラミックス、酸化ジルコニウム質セラミックス、窒化珪素質セラミックス、窒化アルミニウム質セラミックス、炭化珪素質セラミックスまたはムライト質セラミックス等を用いることができる。ここで、酸化アルミニウム質セラミックスとは、セラミックスを構成する全成分１００質量％のうち、酸化アルミニウムを７０質量％以上含有するものである。なお、他のセラミックスについても同様である。
【００１４】
ここで、基体１の材質は、以下の方法により確認することができる。まず、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）を用いて測定し、得られた２θ（２θは、回折角度である。）の値より、ＪＣＰＤＳカードと照合する。ここでは、ＸＲＤにより基体１に酸化アルミニウムの存在が確認された場合を例に挙げて説明する。次に、ＩＣＰ発光分光分析装置（ＩＣＰ）または蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）を用いて、アルミニウム（Ａｌ）の定量分析を行なう。そして、ＩＣＰまたはＸＲＦで測定したＡｌの含有量から酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）に換算した含有量が７０質量％以上であれば、基体１は酸化アルミニウム質セラミックスで構成されている。
【００１５】
また、本開示の試料搬送部材１０における導電性部材３は、導電性を有する部材であればどのような材料で構成されていてもよい。例えば、導電性部材３が、導電性部材３を構成する全成分１００質量％のうち、白金を９０質量％以上含有していれば、白金は耐食性や耐酸化性に優れているため、試料搬送部材１０が腐食性ガス中や酸化雰囲気で使用された場合でも、長期間に亘って、静電気を良好に除電することができる。
【００１６】
また、導電性部材３が、導電性樹脂からなれば、試料との接触を繰り返しても、試料に傷を付けにくいことから、試料からパーティクルが発生することを抑制することができる。ここで、導電性樹脂としては、金属や炭素繊維等の導電性物質を有する、シリコーン、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン等の樹脂であればよい。
【００１７】
なお、導電性部材３は、支持面２の少なくとも一部を構成するものであるが、支持面２全てが導電性部材３であってもよく、支持部４が導電性部材３であってもよい。
【００１８】
また、本開示の試料搬送部材１０における導電性部材３の体積抵抗率は、１Ω・ｃｍ以上１０９Ω・ｃｍ以下であってもよい。このような構成を満足するならば、静電気が一気に移動することによる放電現象が発生することが無く、試料が帯びた静電気を除電することができる。
【００１９】
ここで、導電性部材３の体積抵抗率は、以下の方法で測定することができる。市販の電気抵抗測定器（例えば、三菱化学アナリテック製のハイレスタ−  ＵＸＭＣＰ−ＨＴ８００）を用いて、電気抵抗測定器の２本の針を、支持面２において露出している導電性部材３に接触させることで、導電性部材３の体積抵抗率を測定すればよい。なお、支持面２において露出している導電性部材３の面積が小さく、電気抵抗測定器の針を接触させることができない場合には、導電性部材３が露出するように試料搬送部材１０を切断し、露出させた導電性部材３の体積抵抗率を測定すればよい。
【００２０】
また、本開示の試料搬送部材１０は、支持部４がセラミックスからなり、導電性部材３は、支持面２を構成する部分のみが、試料と対向していてもよい。このような構成を満足するならば、支持面２上に試料を載置した際に、導電性部材３が露出せず、試料搬送部材１０における露出箇所が全てセラミックスとなることから、本開示の試料搬送部材１０はパーティクルをさらに発生させにくいものとなる。
【００２１】
なお、支持部４は、基体１と異なるセラミックスで構成されていてもよいが、基体１と同じセラミックスで構成されているならば、支持部４と基体１との熱膨張係数が同じとなり、熱膨張係数の差に起因するクラックが発生しないことから、温度変化が激しい環境下でも使用することができる。ここで、支持部４が基体１と同じセラミックスで構成されるとは、例えば、基体１が酸化アルミニウム質セラミックスで構成されている場合、支持部４も酸化アルミニウム質セラミックスで構成されるということである。
【００２２】
また、支持部４は、図３の断面図に示すように、支持面２から基体１側に近づくにつれ、幅寸法が大きくなる形状であってもよい。このような形状であるならば、試料と接触する支持面２の面積が小さいため、試料にパーティクルを付けるおそれを少なくすることができる。また、基体１と接触する面積が大きいため、支持部４に加わる試料による荷重を基体１で安定して支持することができる。
【００２３】
また、支持部４の個数は、試料を安定して支持できる数であればよいが、図１に示すように３個であれば、最小限の接触面積で試料を安定して支持することができる。支持部４の３個の配置例としては、各支持部４同士を線で結んだ際に正三角形の配置または二等辺三角形の配置が挙げられる。
【００２４】
また、本開示の試料搬送部材１０における導電層５は、導電性を有する部材であればどのような材料で構成されていてもよい。例えば、導電層５が金属を含有するものであれば、導電性部材３から受け取った静電気を、速やかに接地部へ逃がすことができる。なお、導電層５が含有する金属としては、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）等であればよい。特に、導電層５が、導電層５を構成する全成分１００質量％のうち、白金を９０質量％以上含有していれば、導電層５の電気抵抗は小さくなり、静電気を短時間で除去することができる。
【００２５】
また、本開示の試料搬送部材１０における導電層５は、セラミック粒子を含有していてもよい。このような構成を満足するならば、導電層５の剛性が向上し、搬送する際に、試料搬送部材１０を振動しにくくすることができる。なお、上記セラミック粒子と基体１を構成するセラミックスとは同じ材質、例えば、基体１を構成するセラミックスが酸化アルミニウム質セラミックスである場合、セラミック粒子は酸化アルミニウム（アルミナ）であるのがよい。
【００２６】
また、本開示の試料搬送部材１０における導電性部材３は、図４に示すように、支持面２に対して交わる方向に沿って位置する複数の第１導体３ａと、支持面２に沿っており、複数の第１導体３ａを繋ぐ複数の第２導体３ｂとを備えていてもよい。このような構造を満足するならば、搬送に伴い試料搬送部材１０が振動しても、振動により導電性部材３に加わる応力を、各第２導体３ｂで分散させることができることから、図３に示すような、導電性部材３が単一の柱状である場合に比べて、応力による断線が発生しにくく、長期間に亘って、試料の静電気を除電することができる。さらに、仮に、複数の第２導体３ｂのうち一つの第２導体３ｂが断線したとしても、断線していない残りの第２導体３ｂにより第１導体３ａとの導通を維持することができる。
【００２７】
ここで、第１導体３ａおよび第２導体３ｂは、第１導体３ａに複数の第２導体３ｂが繋がることが可能であれば、どのような形状であっても構わない。例えば、第１導体３ａは、厚みが２μｍ以上５０μｍ以下であり、直径が０．５ｃｍ以上２ｃｍ以下の円板状である。また、例えば、第２導体３ｂは高さが０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、直径が５０μｍ以上７００μｍ以下の円柱状である。なお、導電性部材３を、図３に示すような単一の柱状とするならば、直径が５０μｍ以上７００μｍ以下の円柱状とすればよい。
【００２８】
また、隣り合う第１導体３ａ同士を繋ぐ第２導体３ｂの個数は、少なくとも２個以上であればよい。また、導電性部材３のうち第２導体３ｂが、支持面２を構成する部分であれば、第１導体３ａが支持面２を構成する場合に比べて、支持面２に露出する導電性部材３の面積を少なくすることができることから、パーティクルの発生を低減することができる。
【００２９】
また、本開示の試料搬送部材１０における基体１および支持部４の少なくともいずれかは、複数の板状体の積層体からなり、隣り合う板状体の間に第１導体３ａが位置していてもよい。このように、基体１や支持体４が、複数の板状体の積層体からなるならば、各板状体の大きさを適宜変更することで複雑な形状であっても、容易に作製することができる。そして、隣り合う板状体の間に第１導体３ａが位置しているならば、搬送に伴い試料搬送部材１０が振動した際、効果的に応力を逃がすことができ、応力による断線をより発生しにくくすることができる。なお、基体１および支持体４の両方が、複数の板状体の積層体からなってもよい。
【００３０】
また、本開示の試料搬送部材１０において、第２導体３ｂは、図５に示すように、第１導体３ａよりも支持面２側に位置する部分を第１部位２１、第１導体３ａよりも導電層５側に位置する部分を第２部位２２としたとき、第１部位２１および第２部材２２のそれぞれの外径の鉛直線が部分的に重なっていてもよい。ここで、第２導体３ｂの第１部位２１とは、第１導体３ａから支持面２側にかけて第２導体３ｂの全長の１／２までにあたる部分のことであり、図５においては、第１導体３ａの上にある部分のことである。一方、第２導体３ｂの第２部位２２とは、第１導体３ａから導電層５側にかけて第２導体３ｂの全長の１／２までにあたる部分のことであり、図５においては、第１導体３ａの下にある部分のことである。そして、第１部位２１および第２部材２２のそれぞれの外径の鉛直線が部分的に重なっているとは、図５に示すように、第１部位２１の外径の鉛直線と、第２部位２２の外径の鉛直線とが重なり合う幅Ａが存在することである。このような構成を満足するならば、振動により導電性部材３に加わる応力を、第２導体３ｂにより効果的に分散できる。
【００３１】
次に、図６に示す例の本開示の試料搬送部材１０’の基体１’は、内部に流路６を有し、支持部４は、流路６に繋がるとともに、支持面２に開口する吸気口７を有している。ここで、流路６は、図７に示すように、吸気孔７以外にも基体１の表面に開口部分を有する排気孔９と繋がっている。そして、排気孔９の開口部分に接続された吸引機構（図示せず）を作動させ、このときに発生する吸着力によって試料を吸着することができる。このような構成であることで、試料をより安定して支持することができる。
【００３２】
なお、本開示の試料搬送部材１０’において、流路６はどのように設けられていても構わないが、導電性部材３および導電層５は、流路６の内面に露出していなくてもよい。このような構成を満足するならば、流路６の内面からパーティクルが発生し、このパーティクルが流路６内を通って、吸気孔７から排出されるおそれが少なくなる。よって、本開示の試料搬送部材１０はパーティクルをより発生させにくいものとなる。なお、流路６の形状は、図８においては、平面視した際に、Ｙ字状である例を示しているが、これに限定されるものではなく、どのような形状であってもよい。
【００３３】
次に、本開示の試料搬送部材１０、１０’を備えた装置の一例として、図９に示す試料処理装置３０を説明する。なお、図９および以下の説明においては、試料搬送部材には「１０」の符号を付す。
【００３４】
図９に示す試料処理装置３０は、ウエハ１８を１枚ごとに連続的に処理するマルチチャンバ方式の試料処理装置３０である。この試料処理装置３０においては、搬送室１９のほぼ中央に試料搬送装置２０が位置する。また、搬送室１９の周囲にゲートバルブ１６を介して複数の処理室１４ａ〜１４ｄおよび処理前後のウエハ１８を収納する試料カセット１７を備えた２個の試料カセット室１５が位置する。
【００３５】
ここで、各処理室１４ａ〜１４ｄでは、例えば以下のような処理が行なわれる。処理室１４ａでは、ウエハ１８に対して酸化処理が施され、その表面に酸化膜が形成される。また、処理室１４ｂでは、プラズマドライエッチング装置を用いて、ウエハ１８に形成された酸化膜が除去される。また、処理室１４ｃでは、エピタキシャル層を形成するためのエピタキシャル処理が行なわれる。また、処理室１４ｄでは、例えば、アルミニウム、チタン、窒化チタン等からなる層がスパッタリング法によりウエハ１８上に形成される。
【００３６】
そして、試料搬送装置２０は、軸方向に回転するシャフト１１と、シャフト１１に対して回転可能に取り付けられた第１のアーム１２と、第１のアーム１２の先端に同じく回転可能に取り付けられた第２のアーム１３と、第２のアーム１３の先端に固定された本開示の試料搬送部材１０とを備える。
【００３７】
また、この試料搬送装置２０は、各処理室１４ａ〜１４ｄまたは試料カセット室１５のゲートバルブ１６が開いた後、第２のアーム１３を伸長させ、各処理室１４ａ〜１４ｄまたは試料カセット室１５に試料搬送部材１０を進入させてウエハ１８の搬入および搬出を行なうものである。このような試料処理装置３０において、本開示の試料搬送部材１０を備えていることにより、各種処理の過程においてウエハ１８にパーティクルを付けるおそれを少なくすることができる。
【００３８】
なお、本開示の試料搬送部材１０は、上述した試料処理装置３０のような、試料を搬送するアームの一部としての用途に限らず、露光装置や研削装置等で、試料に露光や研削等の処理を施す際に、試料を載置する部材として用いてもよい。
【００３９】
以下、本開示の試料搬送部材１０の製造方法の一例について説明する。
【００４０】
まず、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化珪素、窒化アルミニウム、炭化珪素、ムライト等の原料粉末に、焼結助剤、バインダ、溶媒および分散剤等を所定量添加し、混合することでスラリーを作製する。
【００４１】
次に、このスラリーを用いてドクターブレード法によりグリーンシートを形成する。または、スラリーを噴霧造粒法（スプレードライ法）により噴霧乾燥して造粒し、ロールコンパクション法によりグリーンシートを形成する。
【００４２】
そして、得られたグリーンシートに対し、所望の形状になるようにレーザおよび金型等の公知の方法を用いて加工を行なう。このとき、グリーンシートに貫通孔を形成することによって、後述する積層工法によって、この貫通孔を流路６や連結孔８とすることができる。
【００４３】
次に、モリブデン、タングステン、白金等を主成分とした導電性ペーストを準備し、グリーンシートの導電層５を形成する箇所に、導電性ペーストの印刷を行なう。このとき、導電性ペーストにセラミック粒子を添加することによって、導電層５がセラミック粒子を含有するものとなる。
【００４４】
次に、積層工法によってグリーンシート同士を積層し、成形体を作製する。なお、グリーンシートを積層するときに用いる接合剤としては、上述したスラリーを用いればよい。
【００４５】
そして、得られた成形体を各原料粉末の焼成条件に合わせて焼成することによって、導電層５を内部に備えた基体１を得ることができる。なお、原料粉末が酸化物である場合には大気雰囲気で焼成するため、酸化しにくい白金を主成分とした導電性ペーストを用いるのがよい。また、原料粉末が非酸化物である場合には還元雰囲気または真空雰囲気で焼成するため、タングステンまたはモリブデンを主成分とした導電性ペーストを用いるのがよい。
【００４６】
次に、シリコーン、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン等の樹脂に金属や炭素繊維等の導電性物質を練り込んだ導電性樹脂からなる導電性部材３を準備する。
【００４７】
そして、この導電性部材３を、支持面２の少なくとも一部を構成するとともに、導電層５に接触するように配置することによって、本開示の試料搬送部材１０を得る。なお、導電性部材３は、接着剤を介して支持部４や基体１と接合してもよいし、導電性部材３をねじ形状にすることで、支持部４や基体１とねじ接合してもよい。
【００４８】
なお、導電性部材３を、支持面２に対して交わる方向に沿って位置する複数の第１導体３ａと、支持面２に沿っており、複数の第１導体３ａを繋ぐ複数の第２導体３ｂとで構成するには、以下の方法で基体１や支持部４を作製すればよい。
【００４９】
まず、グリーンシートに円柱状等の任意形状の貫通孔を複数個形成した後、この貫通孔内に上記導電性ペーストを充填したものを複数枚準備する。ここで、グリーンシートの貫通孔内に充填された導電性ペーストが、焼成後に第２導体３ｂとなる。次に、各グリーンシートを積層していくが、この時、隣り合うグリーンシートの両方の第２導体３ｂとなる導電性ペーストを覆うように、上記導電性ペーストを円板状等の任意形状にグリーンシート上に塗布する。ここで塗布した導電性ペーストが、焼成後に第１導体３ａとなる。その後、焼成することで、基体１や支持部４を作製すればよい。
【符号の説明】
【００５０】
１、１’：基体
２：支持面
３：導電性部材
３ａ：第１導体
３ｂ：第２導体
４：支持部
５：導電層
６：流路
７：吸気孔
１０、１０’：試料搬送部材
【図１】
2017188377.tif 000003
【図２】
2017188377.tif 000004
【図３】
2017188377.tif 000005
【図４】
2017188377.tif 000006
【図５】
2017188377.tif 000007
【図６】
2017188377.tif 000008
【図７】
2017188377.tif 000009
【図８】
2017188377.tif 000010
【図９】
2017188377.tif 000011
【国際調査報告】
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2017188377.tif 000013
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