(57)【要約】  【課題】ウエハを移載する際の異物の発生を防止する。  【解決手段】基板５４を移載する移載機のアーム部３２に座ぐり７１を形成し、座ぐり７１の周縁部に基板５４と接触する３つの支持部７２、７２、７３を設ける。３つの支持部７２、７２、７３はそれぞれ正三角形の頂点の位置に配置し、基板５４のエッジから３ｍｍ以内の部分を支えるように設定する。アーム部３２は基板５４を３つの支持部７２、７２、７３の３点で常に支持するため、基板５４のガタツキによる異物の発生を防止できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内で前記基板を支持する支持具と、
前記支持具に対して前記基板を移載する移載機と、を有し、
前記移載機には前記基板を支持するアーム部が設けられ、該アーム部には前記基板と接触する３つの支持部が設けられ、該支持部はそれぞれ正三角形の頂点の位置に配置され、前記基板のエッジから３ｍｍ以内の部分を支えるように構成され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、基板処理装置に関する。
例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）の製造方法において、半導体素子を含む集積回路が作り込まれる半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に熱処理を施すのに利用して有効なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣの製造方法においてウエハに熱処理を施す基板処理装置としては、ウエハを処理する処理室と、処理室内でウエハを支持する支持具（ボート）と、支持具に対してウエハを移載する移載機とを有し、移載機にはウエハを支持するアーム部が設けられているものがある。
【０００３】
従来の基板処理装置においては、ウエハを水平に支持するために、移載機のアーム部はウエハとの接触箇所が４箇所設けられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ウエハとの接触箇所が４箇所設けられたアーム部においては、ウエハに少しでも変形等があると、ウエハは３箇所で支持される状態になって１箇所が接触したりしなかったりと不安定な状態になり、不安定な状態となった支持箇所において、多量の異物が発生することが、本発明者によって明らかにされた。
【０００５】
本発明の目的は、基板を移載する際の異物の発生を防止することができる基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
（１）基板を処理する処理室と、
前記処理室内で前記基板を支持する支持具と、
前記支持具に対して前記基板を移載する移載機と、を有し、
前記移載機には前記基板を支持するアーム部が設けられ、該アーム部には前記基板と接触する３つの支持部が設けられ、該支持部はそれぞれ正三角形の頂点の位置に配置され、前記基板のエッジから３ｍｍ以内の部分を支えるように構成されることを特徴とする基板処理装置。
（２）前記（１）において、前記アーム部の前記基板と対向する面には座ぐり（spot facing ）が設けられることを特徴とする基板処理装置。
（３）前記（１）において、前記アーム部には、前記アーム部で前記基板を支持した状態で上から見て前記基板と重なる部分があり、少なくともその部分には座ぐりが設けられることを特徴とする基板処理装置。
（４）前記（２）（３）において、前記座ぐりは、前記アーム部で前記基板を支持した状態で前記基板が撓んだ状態において、前記アーム部の前記支持部以外の部分が前記基板と接触しない程度の深さであることを特徴とする基板処理装置。
【発明の効果】
【０００７】
前記手段によれば、基板を移載する際の異物の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
【０００９】
図１に、本発明の実施の形態に係る基板処理装置１０の一例を示す。
この基板処理装置１０はバッチ式縦型熱処理装置であり、主要部が配置される筺体１２を有する。この筺体１２の正面側にはポッドステージ１４が接続されており、このポッドステージ１４にポッド１６が搬送される。
ポッド１６には、例えば２５枚の被処理基板としてのウエハが収納され、図示しない蓋が閉じられた状態でポッドステージ１４にセットされる。
【００１０】
筺体１２内の正面側であって、ポッドステージ１４に対向する位置には、ポッド搬送装置１８が配置されている。
ポッド搬送装置１８の近傍には、ポッド棚２０、ポッドオープナ２２及び基板枚数検知器２４が配置されている。ポッド棚２０はポッドオープナ２２の上方に配置され、基板枚数検知器２４はポッドオープナ２２に隣接して配置される。
ポッド搬送装置１８は、ポッドステージ１４とポッド棚２０とポッドオープナ２２との間でポッド１６を搬送する。ポッドオープナ２２はポッド１６の蓋を開けるものであり、蓋が開けられたポッド１６内の基板の枚数が基板枚数検知器２４により検知される。
【００１１】
筺体１２内には、基板移載機２６、ノッチアライナ２８及び支持具（ボート）３０が配置されている。
基板移載機２６は、例えば５枚の基板を取り出すことができる基板搬送プレート（アーム部）３２を有し、アーム部３２を動かすことにより、ポッドオープナ２２の位置に置かれたポッド１６、ノッチアライナ２８及び支持具３０間で基板を搬送する。
ノッチアライナ２８は、基板に形成されたノッチまたはオリフラを検出して基板のノッチまたはオリフラを一定の位置に揃えるものである。
支持具３０は複数枚の基板を水平姿勢で間隔をあけて多段に支持する。
【００１２】
筺体１２内の背面側上部には反応炉４０が配置されている。反応炉４０内に複数枚の基板を装填した支持具３０が搬入され、熱処理が行われる。
【００１３】
図２に反応炉４０の一例を示す。
反応炉４０は炭化珪素（ＳｉＣ）製の反応管４２を有する。反応管４２は上端部が閉塞され下端部が開放された円筒形状をしており、開放された下端部はフランジ状に形成されている。
反応管４２の下方には反応管４２を支持するよう石英製のアダプタ４４が配置される。アダプタ４４は上端部と下端部が開放された円筒形状をしており、開放された上端部と下端部はフランジ状に形成されている。アダプタ４４の上端部フランジの上面に反応管４２の下端部フランジの下面が当接している。
反応管４２とアダプタ４４とにより反応容器４３が形成されており、反応容器４３（反応管４２）内に複数枚の基板を処理する処理室４５が設けられている。
反応容器４３のうちアダプタ４４を除いた反応管４２の周囲には、処理室４５内を加熱するヒータ４６が配置されている。
【００１４】
反応管４２とアダプタ４４とにより形成される反応容器４３の下部は、支持具３０を挿入するために開放され、この開放部分（炉口部）は炉口シールキャップ４８がＯリングを挟んでアダプタ４４の下端部フランジの下面に当接することにより密閉される。
炉口シールキャップ４８は支持具３０を支持し、支持具３０と共に昇降可能に設けられている。炉口シールキャップ４８と支持具３０との間には、石英製の第１の断熱部材５２と、この第１の断熱部材５２の上部に配置された炭化珪素（ＳｉＣ）製の第２の断熱部材５０とが設けられている。
支持具３０は、多数枚、例えば２５〜１００枚の基板５４を略水平状態で隙間をもって多段に支持し、反応管４２（処理室４５）内に装填される。
【００１５】
１２００℃以上の高温での処理を可能とするため、反応管４２は炭化珪素（ＳｉＣ）製としてある。このＳｉＣ製の反応管４２を炉口部まで延ばし、この炉口部をＯリングを介して炉口シールキャップ４８でシールする構造とすると、ＳｉＣ製の反応管４２を介して伝達された熱によりシール部まで高温となり、シール材料であるＯリングを溶かしてしまうおそれがある。
Ｏリングを溶かさないようＳｉＣ製の反応管４２のシール部を冷却すると、ＳｉＣ製の反応管４２が温度差による熱膨張差により破損してしまう。
そこで、反応容器４３のうちヒータ４６による加熱領域をＳｉＣ製の反応管４２で構成し、ヒータ４６による加熱領域から外れた部分を石英製のアダプタ４４で構成することで、ＳｉＣ製の反応管４２からの熱の伝達を和らげ、Ｏリングを溶かすことなく、また反応管４２を破損することなく炉口部をシールすることが可能となる。
また、ＳｉＣ製の反応管４２と石英製のアダプタ４４とのシールは、双方の面精度を良くすれば、ＳｉＣ製の反応管４２はヒータ４６の加熱領域に配置されているため、温度差が発生せず、等方的に熱膨張する。よって、ＳｉＣ製の反応管４２下端部のフランジ部分は平面を保つことができ、アダプタ４４との間に隙間ができないので、ＳｉＣ製の反応管４２を石英製のアダプタ４４に載せるだけでシール性を確保することができる。
【００１６】
アダプタ４４には、アダプタ４４と一体にガス供給口５６とガス排気口５９とが設けられている。ガス供給口５６にはガス導入管６０が、ガス排気口５９には排気管６２がそれぞれ接続されている。
【００１７】
アダプタ４４の内壁は反応管４２の内壁よりも内側にあり（突出しており）、アダプタ４４の側壁部（肉厚部）には、ガス供給口５６と連通して垂直方向に向かうガス導入経路６４が設けられ、その上部にはノズル取付孔が上方に開口するように設けられている。このノズル取付孔は、反応管４２の内部におけるアダプタ４４の上端部フランジ側の上面に開口しており、ガス供給口５６およびガス導入経路６４と連通している。
このノズル取付孔にはノズル６６が挿入され固定されている。すなわち、反応管４２内部におけるアダプタ４４の反応管４２の内壁よりも内側に突出した部分の上面には、ノズル６６が接続され、アダプタ４４の上面によりノズル６６が支持されることとなる。
この構成により、ノズル接続部は熱で変形しにくく、また破損しにくい。また、ノズル６６とアダプタ４４の組立て、解体が容易になるというメリットもある。
ガス導入管６０からガス供給口５６に導入された処理ガスは、アダプタ４４の側壁部に設けられたガス導入経路６４、ノズル６６を介して反応管４２内に供給される。
なお、ノズル６６は反応管４２の内壁に沿って基板配列領域の上端よりも上方、すなわち支持具３０の上端よりも上方まで延びるように構成される。
【００１８】
次に、上述したように構成された基板処理装置１０の作用、すなわち基板処理装置１０を用いて半導体装置（デバイス）の製造工程や基板の製造工程の一工程として行う基板処理工程について説明する。
なお、以下の説明において、基板処理装置１０を構成する各部の動作は、コントローラ７０により制御される。
【００１９】
まず、ポッドステージ１４に複数枚の基板５４を収容したポッド１６がセットされると、ポッド搬送装置１８によりポッド１６をポッドステージ１４からポッド棚２０へ搬送し、ポッド棚２０にストックする。
次に、ポッド搬送装置１８により、ポッド棚２０にストックされたポッド１６をポッドオープナ２２に搬送してセットし、ポッドオープナ２２によりポッド１６の蓋を開き、基板枚数検知器２４によりポッド１６に収容されている基板５４の枚数を検知する。
【００２０】
次に、ポッドオープナ２２の位置にあるポッド１６から基板５４を基板移載機２６により取り出し、ノッチアライナ２８に移載する。
ノッチアライナ２８においては、基板５４を回転させながら、ノッチを検出し、検出した情報に基づいて複数枚の基板５４のノッチを同じ位置に整列させる。
次に、ノッチアライナ２８から基板５４を基板移載機２６により取り出し、支持具３０に移載する。すなわち、支持具３０に複数の基板を１枚ずつ水平姿勢で間隔をあけて多段に支持する（基板支持工程）。
【００２１】
このようにして、１バッチ分の基板５４を支持具３０に移載すると、例えば６００℃程度の温度に設定された反応炉４０（処理室４５）内に複数枚の基板５４を支持した支持具３０を装入（搬入）し、炉口シールキャップ４８により反応炉４０内を密閉する（基板搬入工程）。
次に、炉内温度を熱処理温度まで昇温させて、ガス導入管６０からガス導入口５６、アダプタ４４側壁部に設けられたガス導入経路６４、及びノズル６６を介して反応管４２内に処理ガスを導入する。
処理ガスには、窒素（Ｎ2 ）、アルゴン（Ａｒ）、水素（Ｈ2 ）、酸素（Ｏ2 ）等が含まれる。
基板５４を処理室４５内で熱処理する際、基板５４は例えば１２００℃程度以上の温度に加熱される（熱処理工程）。
【００２２】
基板５４の熱処理が終了すると、例えば炉内温度を６００℃程度の温度に降温した後、熱処理後の基板５４を支持した支持具３０を反応炉４０（処理室４５）からアンロード（搬出）し（基板搬出工程）、支持具３０に支持された全ての基板５４が冷えるまで、支持具３０を所定位置で待機させる。
次に、待機させた支持具３０の基板５４が所定温度まで冷却されると、基板移載機２６により、支持具３０から基板５４を取り出し、ポッドオープナ２２にセットされている空のポッド１６に搬送して収容する。
次に、ポッド搬送装置１８により、基板５４が収容されたポッド１６をポッド棚２０、またはポッドステージ１４に搬送して一連の処理が完了する。
【００２３】
図３は基板移載機２６のアーム部３２を示している。
図３に示されているように、アーム部３２は基板５４を掬い取って下から支持し得る二股のフォーク形のプレート（板体）形状に形成されている。
アーム部３２の上面には基板５４の位置ずれ防止のための座ぐり７１が円形の穴形状に没設されており、座ぐり７１の立ち上がり面が構成する円弧面の直径Ｄａは、基板５４の直径Ｄｗよりも若干大きめに設定されている。
すなわち、アーム部３２には、アーム部３２で基板５４を支持した状態で上から見て基板５４と重なる部分があり、少なくともその部分には座ぐり７１が設けられている。
【００２４】
座ぐり７１の周縁部であって、アーム部３２の基端部側の中心線上には、基端側支持部７３が突設されている。
座ぐり７１の周縁部であってアーム部３２の一対の先端部のそれぞれには、一対となるように２つの先端側支持部７２、７２が突設されている。
基端側支持部７３の上面と両先端側支持部７２、７２の上面とは、基板５４をガタツキなく載置するように同一の平面を構成している（同一平面上にある）。基端側支持部７３の上面と両先端側支持部７２、７２の上面とは、座ぐり７１の底面から基板５４を浮かせて支持することにより、基板５４との接触面積を減少させて基板５４への異物の付着を防止している。
すなわち、座ぐり７１は、アーム部３２で基板５４を支持した状態で基板５４が撓んだ状態において、アーム部３２の３つの支持部７２、７２、７３以外の部分が基板５４と接触しない程度の深さに形成されている。
基端側支持部７３と先端側支持部７２と７２との３つの支持部は、それぞれ正三角形の頂点の位置に配置されており、基板５４のエッジから３ｍｍ以内の部分を支えるように構成されている。
【００２５】
ところで、図４（ａ）に示されているように、従来のアーム部３２’においては支持部が４箇所に設けられている。すなわち、基端側支持部７３が一対、中心線に左右対称形の２箇所に設けられている。このように支持部が４箇所に設けられている場合には、４点によって水平面が決定されるので、基板５４を水平に支持することができる。
ところが、基板との接触箇所が４箇所に設けられたアーム部においては、基板５４に少しでも変形等があると、基板５４は３箇所で支持される状態になって１箇所が接触したりしなかったりと不安定な状態になるために、図４（ｂ）に示されているように、不安定な状態となった１箇所の支持部において、多量の異物７４が発生することが、本発明者によって明らかにされた。
【００２６】
しかし、本実施の形態においては、基板５４に反り等の変形がある場合であっても、基端側支持部７３と先端側支持部７２と７２との３つの３点が、常に接触することにより、アーム部３２は変形した基板５４をガタツキなく支持することができるために、基板５４と支持部との複数回接触をなくすことができ、異物の発生を防止することができる。
しかも、基端側支持部７３と先端側支持部７２と７２とは、正三角形の頂点の位置であって基板５４のエッジから３ｍｍ以内の位置すなわち非デバイス作製領域に配置されているので、基板５４のデバイス作製領域に対応する領域に接触することなく、基板５４の荷重を全面において均等にバランス良く支持することができる。
これにより、アーム部３２が基板５４を搬送する際に、遠心力や慣性力が基板５４に加わった場合であっても、基板５４がアーム部３２に対して遊動するのを防止することができる。
【００２７】
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。
【００２８】
1)  基板に反り等の変形がある場合であっても、常に、３点支持することができるので、アーム部の基板搬送時の異物の発生を防止することができる。
【００２９】
2)  基板の荷重を全面において均等にバランス良く支持することができるので、アーム部が基板を搬送する際に、基板がアーム部に対して遊動するのを防止することができる。
【００３０】
3)  ＩＣの高集積化や使用材料の革新等に伴って、基板が受けるストレスは年々大きくなって来ており、基板の変形（warp, bow)が増加しているが、変形した基板であっても適正に移載および搬送することができるので、基板処理装置の性能や価値および信頼性を向上させることができる。
【００３１】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
【００３２】
例えば、３つの支持部は水平面に形成するに限らず、基板を線接触にて支持するように、傾斜面に形成してもよい（図３（ｅ）参照）。
【００３３】
アーム部の形状は二股のフォーク形プレート形状に形成するに限らず、例えば、正三角形や正方形等のプレート形状に形成してもよい。
【００３４】
本発明は、ＣＶＤ装置、酸化装置、拡散装置および熱処理装置等の基板処理装置全般に適用することができる。
また、本発明は、ウエハ、液晶パネル、磁気ディスク、光ディスク等の基板全般について適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施の形態である基板処理装置を示す一部省略斜視図である。
【図２】その反応炉を示す縦断面図である。
【図３】そのアーム部を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線に沿う断面図、（ｄ）は（ａ）のｄ−ｄ線に沿う断面図である。（ｅ）は支持部の変形例を示す断面図である。
【図４】（ａ）は比較例のアーム部を示す平面図、（ｂ）は異物の発生を示す基板の平面図である。
【符号の説明】
【００３６】
３２  アーム部
７１  座ぐり
７２  先端側支持部
７３  基端側支持部
７４  異物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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