(57)【要約】【課題】  一軸式の機構でサセプタからウェーハを持ち上げることができ、ウェーハ移送手段のチャック方式としてベルヌーイ方式でないものを採用することができるウェーハの処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】  少なくとも、チャンバと、サセプタと、該サセプタを回転上下動自在に支持するサセプタ支持手段とを具備し、前記サセプタには貫通孔が形成されており、該貫通孔を閉塞する蓋体を有し、該サセプタ支持手段が前記サセプタを解放したときに前記サセプタを保持する台座を有し、前記ウェーハを処理する場合は、前記ウェーハを載置したサセプタを前記サセプタ支持手段で保持し、前記ウェーハを前記チャンバ内に出し入れする場合は前記台座に前記サセプタを保持し、前記サセプタ支持手段が前記貫通孔を介して下から前記蓋体を押し上げることで前記ウェーハを前記サセプタから持ち上げることができるものであるウェーハの処理装置。【選択図】  図１
2007266359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハの処理装置であって、少なくとも、チャンバと、該チャンバ内に配置され、上面に処理されるウェーハが載置されるサセプタと、該サセプタを回転上下動自在に支持するサセプタ支持手段とを具備し、
前記サセプタには上下に貫通する少なくとも３個の貫通孔が形成されており、該貫通孔を閉塞するように配置されている蓋体を有し、前記サセプタ支持手段は、前記サセプタを解放可能に支持し、該サセプタ支持手段が前記サセプタを解放したときに前記サセプタを保持する台座を有し、前記ウェーハを処理する場合は、前記ウェーハを載置したサセプタを前記サセプタ支持手段で保持し、前記ウェーハを前記チャンバ内に出し入れする場合は前記台座に前記サセプタを保持することで該サセプタを前記サセプタ支持手段から解放し、前記サセプタ支持手段が前記台座に保持されたサセプタの前記貫通孔を介して下から前記蓋体を押し上げることで前記ウェーハを前記サセプタから持ち上げることができるものであることを特徴とするウェーハの処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のウェーハの処理装置であって、前記ウェーハを下面から支持するフォークを有するウェーハ移送手段を具備し、該ウェーハ移送手段は、前記サセプタから押し上げられた前記蓋体上の前記ウェーハを前記フォークで支持して前記チャンバ外に移送するものであり、および前記ウェーハを前記フォークで支持して前記チャンバ内の前記サセプタから押し上げられた前記蓋体上に載置するものであることを特徴とするウェーハの処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のウェーハの処理装置であって、前記蓋体はキャップ状の形状であり、前記サセプタの貫通孔の周りに前記キャップ状の蓋体を嵌合できるように座ぐりが形成され、前記蓋体の下面は前記サセプタ支持手段と嵌合できるように形成されているものであることを特徴とするウェーハの処理装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載のウェーハの処理装置であって、前記蓋体は上部が下部に比較して太いピン状の形状であり、前記サセプタの貫通孔の周りに前記ピン状の蓋体の上部を嵌合できるように座ぐりが形成され、前記ピン状の蓋体の下端は前記サセプタ支持手段と嵌合できるように形成されているものであることを特徴とするウェーハの処理装置。
【請求項５】
前記ウェーハの処理装置は、単結晶ウェーハ上にエピタキシャル成長処理するものであるか、または前記ウェーハを熱処理するものであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のウェーハの処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エピタキシャル成長や熱処理等を行うウェーハの処理装置に関し、特には、ウェーハをサセプタから持ち上げることができるウェーハの処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハ（以下、単にウェーハともいう。）に対し、例えば熱処理やエピタキシャル成長等の処理を施す装置としては、ウェーハをチャンバ内に搬入して該チャンバ内のサセプタ上に載置した状態で、該ウェーハに対し処理を施し、該処理後は、サセプタ上のウェーハをチャンバ外に搬出する構成のものがある。この処理の前後に、ウェーハをサセプタ上に載置したりサセプタ上から移送する方式は多種多様であるが、その一つとして、図６に示したように、チャンバ５１中において、サセプタ支持手段５３に支持されたサセプタ５２上面より貫通孔５６を通して上方に突出動作可能に設けられた少なくとも３個以上のリフトピン５４を、リフトピン昇降手段５５によって、互いに略等量だけ突出動作させ、該突出動作後のリフトピン上にウェーハＷを搬送して該３つ以上のリフトピン５４により略水平状態に支持させた後、これらリフトピン５４を互いに同期状態で下降させることにより、ウェーハをサセプタ上に載置する一方、該載置状態のウェーハを、リフトピンの突出動作によりサセプタ上方に上昇させてから、搬送装置によりチャンバ外に搬出する方式（リフトピン方式）が知られている（特許文献１参照）。しかし、この方式では二重管式サセプタ移動機構が必要であり（特許文献２参照）、ウェーハをサセプタから持ち上げる機構が複雑になるという問題があった。
【０００３】
また、図７に示したように、二重管式に比べて構造が簡単な一軸式のサセプタ支持手段を有するウェーハの処理装置で用いられるウェーハ移送手段としては、ウェーハにガスを吹き付けるベルヌーイ方式によるものがある（例えば特許文献３、４参照）。この方法では、チャンバ６１内に一軸式のサセプタ支持装置６３によって支持されたサセプタ６２上にウェーハＷを載置する手段としてベルヌーイ方式のウェーハ移送手段６９が用いられる。しかし、この方式のウェーハ移送手段は、ウェーハを浮上させる為にガスを吹き付けるため、周辺の塵が舞い上がり、パーティクルによる膜厚不良や抵抗不良が発生するという問題点があった。また、ベルヌーイ方式によるウェーハ移送手段はウェーハを吸着したりサセプタに載置するためにウェーハとの距離が必要であり、ウェーハを吸着あるいは解放するときに移送手段との接触やサセプタへの落下による傷が発生するという問題もあった。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２０５１３０号公報
【特許文献２】米国特許第５４２１８９３号明細書
【特許文献３】国際公開第ＷＯ２００２／０９７８７２号パンフレット
【特許文献４】特開２００５−３４０５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、より簡単な機構でサセプタからウェーハを持ち上げることができ、サセプタにウェーハを載置したり、サセプタからウェーハを回収したりするウェーハ移送手段のチャック方式としてベルヌーイ方式でないものを採用することができるウェーハの処理装置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】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ウェーハの処理装置であって、少なくとも、チャンバと、該チャンバ内に配置され、上面に処理されるウェーハが載置されるサセプタと、該サセプタを回転上下動自在に支持するサセプタ支持手段とを具備し、前記サセプタには上下に貫通する少なくとも３個の貫通孔が形成されており、該貫通孔を閉塞するように配置されている蓋体を有し、前記サセプタ支持手段は、前記サセプタを解放可能に支持し、該サセプタ支持手段が前記サセプタを解放したときに前記サセプタを保持する台座を有し、前記ウェーハを処理する場合は、前記ウェーハを載置したサセプタを前記サセプタ支持手段で保持し、前記ウェーハを前記チャンバ内に出し入れする場合は前記台座に前記サセプタを保持することで該サセプタを前記サセプタ支持手段から解放し、前記サセプタ支持手段が前記台座に保持されたサセプタの前記貫通孔を介して下から前記蓋体を押し上げることで前記ウェーハを前記サセプタから持ち上げることができるものであることを特徴とするウェーハの処理装置を提供する（請求項１）。
【０００７】
このような装置であれば、ウェーハを処理する場合は、ウェーハを載置したサセプタをサセプタ支持手段で保持し、ウェーハをチャンバ内に出し入れする場合は台座にサセプタを保持することでサセプタをサセプタ支持手段から解放し、サセプタ支持手段が台座に保持されたサセプタの貫通孔を介して下から蓋体を押し上げることでウェーハをサセプタから持ち上げることができるものであるので、構造が簡単な一軸式のサセプタ支持手段でありながら、サセプタを支持すること及びウェーハをサセプタから持ち上げることの両方を行うことができ、構造が簡単な一軸式でありながら、ウェーハをサセプタから持ち上げることのできるウェーハの処理装置とすることができる。
【０００８】
この場合、前記ウェーハを下面から支持するフォークを有するウェーハ移送手段を具備し、該ウェーハ移送手段は、前記サセプタから押し上げられた前記蓋体上の前記ウェーハを前記フォークで支持して前記チャンバ外に移送するものであり、および前記ウェーハを前記フォークで支持して前記チャンバ内の前記サセプタから押し上げられた前記蓋体上に載置するものであることが好ましい（請求項２）。
【０００９】
このように、ウェーハを下面から支持するフォークを有するウェーハ移送手段を具備し、該ウェーハ移送手段は、サセプタから押し上げられた蓋体上のウェーハをフォークで支持してチャンバ外に移送するものであり、およびウェーハをフォークで支持してチャンバ内のサセプタから押し上げられた蓋体上に載置するものであれば、ウェーハを移送する際に発塵が起きにくいとともに、ウェーハに傷を付けにくいウェーハの処理装置とすることができる。
【００１０】
また、前記蓋体はキャップ状の形状であり、前記サセプタの貫通孔の周りに前記キャップ状の蓋体を嵌合できるように座ぐりが形成され、前記蓋体の下面は前記サセプタ支持手段と嵌合できるように形成されているものであることが好ましい（請求項３）。
また、前記蓋体は上部が下部に比較して太いピン状の形状であり、前記サセプタの貫通孔の周りに前記ピン状の蓋体の上部を嵌合できるように座ぐりが形成され、前記ピン状の蓋体の下端は前記サセプタ支持手段と嵌合できるように形成されているものであることが好ましい（請求項４）。
【００１１】
このように、蓋体がサセプタの貫通孔に嵌合できるように形成され、蓋体の下部がサセプタ支持手段と嵌合できるように形成されているウェーハの処理装置であれば、ウェーハを処理するときは、サセプタの貫通孔と蓋体が確実に嵌合され、サセプタと蓋体の上面をほぼ面一とすることができるため、ウェーハの全面を均一な環境で処理することができる。また、ウェーハをサセプタから持ち上げるときは、サセプタ支持手段と蓋体が確実に嵌合されるので、確実にウェーハを持ち上げることができる。
【００１２】
また、前記ウェーハの処理装置は、単結晶ウェーハ上にエピタキシャル成長処理するものであるか、または前記ウェーハを熱処理するものとすることできる（請求項５）。
【００１３】
このように、ウェーハの処理装置を、単結晶ウェーハ上にエピタキシャル成長処理するものであるか、または前記ウェーハを熱処理するものとすれば、構造が簡単な一軸式のサセプタ支持手段でありながら、サセプタを支持すること及びウェーハをサセプタから持ち上げることの両方を行うことができ、低コストでエピタキシャル成長またはウェーハの熱処理させることができるとともに、処理されるウェーハにパーティクルや傷が付きにくいウェーハの処理装置とすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に従うウェーハの処理装置であれば、構造が簡単な一軸式でありながら、ウェーハ移送手段としてフォーク式を用いることができるリフトピン式のウェーハの処理装置とすることができる。このため、ウェーハ移送手段にベルヌーイ方式のウェーハチャックを用いる必要がなく、構造が簡単な一軸式でありながら、発塵や傷を抑えてウェーハを移送して所望の処理をすることができる安価で高品質のウェーハの処理装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下では、本発明の実施の形態について図面を参照して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１〜３は、本発明に係るウェーハの処理装置の一例を示す概略図である。図１は、ウェーハの処理中の様子を示す。また、図２は、サセプタを台座に保持させ、サセプタ支持手段がサセプタから解放されているときの様子を示す。また、図３は、サセプタ支持手段で蓋体を押し上げ、ウェーハを持ち上げたときの様子を示す。
【００１６】
このウェーハの処理装置１００は、少なくとも、チャンバ１１と、チャンバ１１内に配置され、上面に処理されるウェーハＷが載置されるサセプタ１２と、サセプタ１２を上下に貫通する少なくとも３個の貫通孔１３と、貫通孔１３を閉塞するように配置されている蓋体１４と、サセプタ１２を回転上下動自在に支持するサセプタ支持手段１６と、該サセプタ支持手段１６がサセプタ１２を解放するときにサセプタ支持手段１６の代わりにサセプタ１２を保持することができる台座１７とを具備している。
【００１７】
この場合、サセプタ支持手段１６の形状は特に限定されないが、例えば、貫通孔１３と同数のアームが中心軸から延びている形状であり、そのアームの先端が貫通孔の位置と対応するような角度で配置されるようにすることができる。また、貫通孔及びアームの数はそれぞれ３個であり、それぞれ等角度で配置されていれば、単純な構造とすることができるので好ましい。もちろん、貫通孔及びアームの数は４個あるいはそれ以上とすることも可能である。
【００１８】
また、蓋体１４は、貫通孔１３の周りに形成された座ぐりによって係止されることが好ましい。このとき、蓋体１４は図４に示すように、キャップ状の形状であり、サセプタ１２の貫通孔１３の周りに嵌合できるように座ぐり１５が形成されており、下面はサセプタ支持手段１６と嵌合できるように形成されている。このような蓋体を設けることで、サセプタに貫通孔が形成されていても、ウェーハ処理時に温度分布等のバラツキが発生することを防止できる。そしてこの蓋体１４を貫通孔１３を介して下からサセプタ支持手段１６により押し上げることで、ウェーハをサセプタから持ち上げることができる。
蓋体１４としては、図５に示すように、上部が下部に比較して太いピン状のような形態とすることもできる。この場合は、サセプタ支持手段１６のアームの先端が凹状となり、ピン状の蓋体と嵌合する。すなわち、図４のように、アーム先端が凸状となるのと反対の関係となる。
【００１９】
サセプタ支持手段１６は、回転上下動自在にサセプタを支持することができるとともに、サセプタ１２を解放可能に支持することができる。サセプタ支持手段１６がサセプタ１２を解放したときは、図２に示されるように台座１７がサセプタ１２を保持する構成とする。また、アームを回転させて貫通孔直下に配置することによって、図３に示されるように、サセプタ支持手段１６がサセプタ１２の貫通孔１３に配置されている蓋体１４を押し上げることができる。
また、サセプタ支持手段１６がサセプタ１２を保持する箇所は特に限定されないが、図１のようにアームの先端部分が貫通孔の間の中間点を支持するような角度に配置するのが好ましい。また、その際、サセプタ１２とサセプタ支持手段１６が滑らないように、嵌合部分１８を設けることが好ましい。これによりサセプタ支持手段がサセプタを支持する際に位置決めする上でも都合がよいし、落下させてしまうようなこともない。
【００２０】
本発明にかかるウェーハの処理装置を用いてウェーハの処理を行うには、以下のような順序による。
まず、図１のようにサセプタ支持手段１６でウェーハＷを載置したサセプタ１２を支持してエピタキシャル成長あるいは熱処理等の所望の処理を行う。処理が終了したら、図２のように、サセプタを下降させ台座１７によってサセプタを保持し、サセプタ支持手段１６をサセプタから解放する。そして、図３に示すように、サセプタ支持手段１６を回転し、サセプタ支持手段１６の例えばアームの先端部分をサセプタ１２の貫通孔１３の直下に合わせ、サセプタ１２の貫通孔１３から蓋体１４を押し上げて保持する。これによって、ウェーハＷがサセプタから持ち上げられる。
次いで、搬送口２３からフォーク式のウェーハ移送手段２０を用いてウェーハＷを下面で支持してチャンバ１１外に搬出し、次に処理するウェーハＷをサセプタ支持手段１６によって押し上げられた蓋体１４の上に載置する。
このように、本発明では、ウェーハをサセプタから持ち上げることで、ウェーハのチャンバ内への出し入れをできるので、パーティクルの発生や、ウェーハを傷付けることを防止できる。
【００２１】
次に、図２のように、サセプタ１２を台座１７に保持したままサセプタ支持手段１６を下降させる。これによって蓋体１４はサセプタ１２に嵌合され、ウェーハ１２はサセプタ１２上に載置される。
【００２２】
次に、図１のように、サセプタ支持手段１６を回転させ、サセプタ１２の例えば嵌合加工部１８を支持して持ち上げる。
この状態でサセプタ支持手段１６を回転させることでサセプタ１２を回転させながらガス供給口２１及びガス排出口２２を用いてガスをチャンバ１１内に供給し、エピタキシャル成長処理や熱処理などのウェーハの処理を再度行うことができる。
【００２３】
ウェーハの処理を行った後は、再び図２のようにサセプタ支持手段１６を下降させ、サセプタ１２を台座１７に保持するとともにサセプタ支持手段１６をサセプタ１２から解放する。次いで、サセプタ支持手段１６を回転させ、アームの先端部分をサセプタ１２の貫通孔１３の直下に合わせる。
【００２４】
そして、再び図３のようにサセプタ支持手段１６を上昇させ、貫通孔１３に嵌合された蓋体１４を押し上げることによってウェーハＷをサセプタ１４から持ち上げる。次いで、搬送口２３からフォーク式のウェーハ移送手段２０を挿入し、ウェーハＷとサセプタ１２の間に横から入って、ウェーハＷを下から支持し、チャンバ１１外へと移送する。
【００２５】
このように、本発明に係るウェーハの処理装置を用いてウェーハの処理を行えば、構造が簡単な一軸式でありながら、ウェーハ移送手段としてフォーク式を用いることができるリフトピン式のウェーハの処理装置とすることができる。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例及び比較例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例）
図１〜３に示した、一軸式のサセプタ支持手段を有し、ウェーハをサセプタから持ち上げ、フォーク式のウェーハ移送手段を用いてウェーハの移送を行う本発明のウェーハの処理装置を使用して、直径２００ｍｍ、厚さ７２５μｍのシリコンウェーハ２０００枚にエピタキシャル成長を行った。
その結果、パーティクルによる不良率は１．５％であり、パーティクルによる不良率を低い水準に抑えることができた。また、ウェーハの傷による不良率は０．７％であり、これも良好な値であった。
【００２７】
（比較例）
図７に示した、ベルヌーイ方式のウェーハ移送手段を用いてウェーハの移送を行うウェーハの処理装置を使用して、実施例１と同様の条件でシリコンウェーハ２０００枚にエピタキシャル成長を行った。
その結果、パーティクルによる不良率は２．５％となり、実施例１と比べてパーティクルによる不良率が高いものであった。また、ウェーハの傷による不良率は４．２％であり、傷による不良が多発した。
【００２８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るウェーハの処理装置の一例を示す概略断面図であり、ウェーハの処理中の一例を示す概略図である。
【図２】本発明に係るウェーハの処理装置の一例を示す概略断面図であり、サセプタを台座に保持させ、サセプタ支持手段がサセプタから解放されているときの概略図である。
【図３】本発明に係るウェーハの処理装置の一例を示す概略断面図であり、サセプタ支持手段で蓋体を押し上げ、ウェーハを持ち上げたときの一例を示す概略断面図である。
【図４】本発明に係るウェーハ処理装置の蓋体がキャップ状である場合を示す概略図であり、（ａ）はサセプタ支持手段によって蓋体が押し上げられている場合を示す概略図であり、（ｂ）はサセプタ支持手段が蓋体から離れている場合を示す概略図である。
【図５】本発明に係るウェーハ処理装置の蓋体がピン状である場合を示す概略図であり、（ａ）はサセプタ支持手段によって蓋体が押し上げられている場合を示す概略図であり、（ｂ）はサセプタ支持手段が蓋体から離れている場合を示す概略図である。
【図６】従来の二重管式サセプタ移動機構を有するウェーハの処理装置を示す概略図であり、（ａ）はウェーハの処理中の様子を示した概略図であり、（ｂ）はウェーハを移送する際の概略図である。
【図７】従来のベルヌーイ方式のウェーハ移送手段を有するウェーハの処理装置を示す概略図であり、（ａ）はウェーハの処理中の様子を示した概略図であり、（ｂ）はウェーハを移送する際の概略図である。
【符号の説明】
【００３０】
１１…チャンバ、  １２…サセプタ、  １３…貫通孔、  １４…蓋体、  
１５…座ぐり、  １６…サセプタ支持手段、  １７…台座、  １８…嵌合加工部、  
２０…ウェーハ移送手段、  ２１…供給口、  ２２…排出口、  ２３…搬送口、
５１…チャンバ、  ５２…サセプタ、  ５３…サセプタ支持手段、  
５４…リフトピン、  ５５…リフトピン昇降手段、  ５６…貫通孔、  
６１…チャンバ、  ６２…サセプタ、  ６３…サセプタ支持手段、  
６９…ウェーハ移送手段、  １００…ウェーハの処理装置、  Ｗ…ウェーハ。
【図１】
2007266359.tif 000003
【図２】
2007266359.tif 000004
【図３】
2007266359.tif 000005
【図４】
2007266359.tif 000006
【図５】
2007266359.tif 000007
【図６】
2007266359.tif 000008
【図７】
2007266359.tif 000009