JPH02112255A - ウエハローデング機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 縦型ＣＶＤ薄膜形成装置に係り、特に反応炉へ搬入／搬
出可能なウェハボルダの棚状に重層併設されたウェハ載
置台上にウェハを載置するウェハローデング機構に関し
、 縦型ＣＶＤ薄膜形成装置においてウェハの膜厚の均一性
が得られるウェハローデング機構を目的とし、 縦型ＣＶＤ薄膜形成装置の反応炉内に搬出／搬入するた
めの棚状に水平保持された複数のウェハ戴置板からなる
ウェハホルダに対して自動的にウェハを載置／回収する
ウェハローデング機構であって、前記各ウェハ載置板に
複数のウェハ押上用ピンを貫通させるために穿設した複
数の貫通孔と、前記各ウェハ載置板の載置面上に沿って
ウェハを水平に搬送し、所定位置に停止させ、あるいは
初期位置に復帰可能なるウェハハンドリングアームと、
前記各ウェハ載置板の下面に沿って前記ウェハハンドリ
ングアームの移動経路と平行移動し、かつウェハ押上用
ピンを有する押上ピン移動用アームと、前記所定位置に
おいて前記貫通孔を介して前記ウェハ押上用ピンを上昇
／下降させる押上ピン昇降機構とから構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、縦型ＣＶＤ薄膜形成装置に係り、特に反応炉
へ搬入／搬出可能なウェハホルダの棚状に重層併設され
たウェハ載置台上にウェハを載置するウェハローデング
機構に関する。

薄膜の形成方法として半導体工業において一般に広く用
いられているものの一つに化学的気相成長法（ＣＶ　Ｄ
　：　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｕｒ　Ｄｅｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ）がある。ＣＶＤとはガス状物質を化学反応で
固体物質にし、ウェハ等の基板上に薄膜状に堆積するこ
とをいう。ＣＶＤの特徴は、成長しようとする薄膜の融
点よりかなり低い堆積温度で種々の薄膜が得られ、かつ
成長した薄膜の純度が高く、熱酸化膜上に成長した場合
も電気的特性が安定であることから、広く半導体表面の
保護膜用として利用されているが、近年ウェハの大口径
化に伴い減圧ＣＶＤにおいて、ウェハ内の膜質、膜厚の
均一性を得ることは困難になっている。ウェハ内の均一
分布をとるためにウェハより口径の大きい載置板上にウ
ェハを載置するごとは有効であり、平型ＣＶＤ薄膜形成
装置等には適用されているが、ローデング機構からの制
限により縦型ＣＶＤ薄膜形成装置に対する適用が困難で
あり、その実現が望まれている。

〔従来の技術〕

ＣＶＤ薄膜形成装置は被加工物であるウェハの量産化を
図るため、反応炉の形状から大別して平型と縦型あるい
は横型が知られている。

第２図は従来の横型プラズマＣＶＤ薄膜形成装置に適用
されるウェハローデング装置の構成図、第３図は第２図
の電極に配置されたウェハの斜視図であって、複数のウ
ェハ面を垂直に横一列に配置する方式で公開実用新案公
報（昭６０−０７３２３２）にて開示されたものであり
、操作手順の詳細説明は省略する。

プラズマＣＶＤはＣＶＤ法における活性ガスを発生させ
る手段として電極間に高周波電圧を印加するものである
。

第３図に示すように、複数の電極１１は電源供給バー２
３により互い違いに接続されるように一定間隔で垂直に
横一列に重層併設され、各電極１１の両側面にウェハ１
を支持した状態で図示しないプラズマＣＶＤ１ｌ膜形成
装置の反応室内に収容される。

このような電極位置にウェハ１を密着して自動供給する
機構が第２図に示すウェハローデング装置である。

第２図において、電極１１全体を締付金具２２により保
持する台座１２に対して、櫛歯状のアーム１３を固定す
る支柱１４を含むアーム機構１６がエアシリンダ１５の
駆動により水平方向にスライド移動するように構成され
ている。アーム機構１６はアーム１３と、そのアーム１
３を固定する支柱１４と、その支柱１４の一端に固着さ
れたフレーム１８と、そのフレーム１８を固定するスラ
イド部１９とからなり、そのスライド部１９すなわちア
ーム機構１６全体は、エアシリンダ１５の駆動によりス
ライド軸Ｂ方向に移動する。

ウェハ１を載置する櫛歯状のアーム１３はこのスライド
移動により棚状に配置された各電極１１の間隙内に挿入
される。スライド部１９に固定した回転アーム２０はモ
ータ１７の回転により駆動ベルト２１を介して矢印Ａに
示す方向に回転し、台座１２およびアーム機構１６を９
０度回転させてアーム１３上のウェハ１を垂直保持姿勢
で電極１１に移動させる。この移動に際してウェハ１は
電極１１の載置面に設けられた突起２４に係止される。

また、モータ１７の逆回転により復帰に際して電極１１
に保持されたウェハ１をアーム１３上に移動させ、電極
１１に対してウェハ１を自動的に取付け、取外し可能に
したものである。

また、前記ウェハ１を電極１１に移動させた後、同じ方
向に更に９０度回転させた状態で、エアシリンダ１５の
駆動によりアーム機構１６を各電極１１の間隙から引き
抜き、ウェハ１を最初の状態と同じように図示しないカ
セットキャリアから櫛歯状のアーム１３に載置替えし、
前述の手順と同じ動作でスライド移動により棚状に配置
された各電極１１の間隙内に挿入し、モータ１７の逆回
転により９０度回転復帰させることにより電極１１の両
面にウェハｌを取付けることができる。また、この手順
を逆に行うことで電極１１の両面に取付けられたウェハ
１を取外すことができる。

以上述べた手順により電極１１の両面に取付けられたウ
ェハ１は、この状態で締（＝Ｊ金具２２を外し、第３図
に示す状態を保持してプラズマＣＶ　Ｉ）薄膜形成装置
の反応室内に収容するものである。

このウェハローデング装置の電極１１の片面だけに取付
け、取外しする機能は、前述の縦型ＣＶＤ薄膜形成装置
のウェハローデング装置に適用することが可能であり、
これにより電極１１に対応するウェハ載置仮に密着して
ウェハを自動的に載置することができる。

第４図は従来の平型ＣＶＤ薄膜形成装置の部分断面図、
第５図は第４図のウェハローデング機構の要部断面図を
示す。以下第５図を参照しながら第４図の機能説明をす
る。

両図において、反応炉３１の内部に回転駆動可能、また
は自公転可能な円盤状の複数のウェハ載置台３２を設置
すると共に、そのウェハ載置台３２の上に被加工物であ
るウェハｌを供給し、成膜処理の済んだウェハ１を搬出
するウェハ搬送手段３３を設けて構成されている。

図示されていないが、ウェハ載置台３２の下部には加熱
手段が配設されており、ウェハ載置台３２を介して台上
のウェハ１を成膜反応に必要な温度にまで加熱できるよ
うに構成されている。

また、反応炉３１内ヘウエハ１を供給し、あるいは反応
炉３１からウェハ１を搬出するためのゲート部３４が反
応炉３１に突設されている。３５は先割れフオーク型の
ウェハハンドリングアームであって、この先割れした二
本の条片上に差し渡すような態様でウェハ１を載置する
。そして、このウェハハンドリングアーム３５をゲート
部３４から反応炉３１内へ進入させ、ウェハ載置台３２
上にまで送る。

ウェハ１がウェハ載置台３２のほぼ真上にきたところで
ウェハハンドリングアーム３５の前進を止める。その後
、ウェハ載置台３２内に設けた孔を通って出没自在に配
設されているウェハ突上げピン３６がピン昇降機構３７
に駆動されてウェハ載置台３２の載１面上に上昇し、ウ
ェハ１をウェハハンドリングアーム３５から受は取る。

ウェハハンドリングアーム３５はそのまま後退して反応
炉３１外へ退去する。

すると、ウェハ突上げピン３６がピン昇降機構３７に駆
動されて降下し、ウェハ１をウェハ載置台３２上に密着
させて載置する。

第６図は従来の縦型ＣＶＤ薄膜形成装置に適用されるウ
ェハローデング方法の説明図を示す。図において、２は
ウェハボルダであってフレーム２ａに固着された３本の
支柱２ｂと該支柱２ｂに棚状に一定間隅に水平保持され
た複数のウェハ載置板３とから構成されている。ウェハ
載置板３には石英ディスクあるいはカーボンディスクが
用いられる。

各ウェハ載置板３にウェハ１を載置した状態で反応炉４
内に矢印Ｃ方向に収容される。

第７図は第６図のウェハ載置方法を示す図である。図示
するようにウェハ１はスペーサ３ａを介してウェハ載置
板３上に載置されている。このスペーサ３ａを使用せず
密着載置すべ（第４図、第５図に示した平型のウェハロ
ーデング機構を利用しようとすると、ピン昇降機構３７
の存在がウェハ載置板３の間隔寸法を多く要求するため
、実現不可能である。したがって、ピン昇降機構３７を
省略し、スペーサ３ａによりウェハ載置板３の載置面と
ウェハ１との間に間隙を設け、ウェハハンドリングアー
ム３５が挿入できるようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

第２図、第３図にて説明した横型のウェハローデング機
構を縦型のウェハローデング機構に利用する場合は一枚
のウェハ１の周縁に対して必ず複数の突起２４が当接す
るため、この突起２４の存在により膜厚の均一性が損な
われる欠点がある。

また、第４図、第５図にて説明した平型のウェハローデ
ング機構を縦型のウェハローデング機構に利用する場合
は、前述のようにピン昇降機構３７の寸法状の制約によ
り第７図に示すスペーサ３ａを利用する必要があり、こ
の場合もスペーサ３ａに当接している部分のウェハ１の
膜厚の均一性が損なわれ、特に（Ｈｉｇｈ　Ｔｅｍｐｅ
ｒａｔｕｒｅ　０ｘｉｄｅ　；　ＨＴＯ；高温度酸化物
）の場合はウェハ１の周縁はどうしても厚くなってしま
う欠点がある。

本発明は上記従来の欠点に鑑みてなされたもので、縦型
ＣＶＤ薄膜形成装置においてウェハの膜厚の均一性が得
られるウェハローデング機構の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明のウェハローデング機構の構成作用説
明図である。縦型ＣＶ　Ｉ）　ｆｉｔ膜形成装置の反応
炉内に１般出／搬入するための棚状に水平保持された複
数のウェハ載置板３からなるウェハホルダ２に対して自
動的にウェハ１を載置／回収するウェハローデング機構
１０であって、前記各ウェハ載置板３に複数のウェハ押
上ピン５を貫通させるために穿設した複数の貫通孔６と
、前記各ウェハ載置板３の載置面上に沿ってウェハ１を
水平に搬送し、所定位置に停止させ、あるいは初期位置
に復帰可能なるウェハハンドリングアーム７と、前記各
ウェハ載置板３の下面に沿って前記ウェハハンドリング
アーム７の移動経路と平行移動し、かつウェハ押上用ピ
ン５を有する押上ピン移動用アーム８と、前記所定位置
において前記貫通孔６を介して前記ウェハ押上用ピン５
を上昇／下降させる押上ピン昇降機構９とから構成する
。

〔作用〕

第１図ｆａｔ〜ｆｆ１図はウェハローデングの手順を示
したもので、その逆は回収手順を示す。（ａ）図におい
てウェハハンドリングアーム７に載置されたつ■２ エバ１が押上ピン移動用アーム８と共に水平移動してｆ
ｂ１図の位置に停止する。この位置はウェハ押上ピン５
の位置と貫通孔６とが対応する位置である。（８１図で
押上ピン昇降機構９が動作してウェハ押上ピン５を上昇
させ、ウェハ１に当接してこれを支持する。この支持さ
れた状態で（ｄ）図に示ずようにウェハハンドリングア
ーム７は元の位置に復旧移動する。（８１図において押
」−ピン昇降機構９が動作してウェハ押上ピン５を下降
させ、ウェハ１をウェハ載置板３の載置面に密着載置す
る。（ｆ）図において押上ピン移動用アーム８が元の位
置に復旧移動し、ウェハローデングを完了する。この逆
手順によりウェハ載置板３の載置面からウェハ１を回収
することができる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面によって詳述する。

なお、構成、動作の説明を理解し易くするために全国を
通じて同一部分には同一符号を付してその重複説明を省
略する。

第１図は本発明のウェハローデング機構の構成作用説明
図を示す。図において、５はウェハ押上ピンであって第
５図のウェハ突上げピン３６に相当する。６はウェハ押
上ピン５を貫通させるための貫通孔、７はウェハ１を載
置して搬送するためのウェハハンドリングアームで第４
図のウェハハンドリングアーム３５に相当する。あるい
は複数の帯状の板でもよく、ローデング機構１０からウ
ェハ載置板３の！！２置面に沿って水平移動可能に設け
られている。８は押上ピン昇降機構９を有する押」：ピ
ン移動用アームであって、ウェハハントリングアＪ、７
の移動方向と平行にローデング機構１０からウェハ載置
板３の載置面の下面に沿って水平移動可能に設けられて
いる。

ｆａ１図はローデング開始時の状態を示し、ウェハハン
ドリングアーム７は図示しないウェハカセットより直接
ウェハ１を取り出す。又は他の図示しないハンドリング
アームもしくは他の移動手段によりウェハ１がウェハハ
ンドリングアーム７に載置材えされた後、（ｂ）図でウ
ェハハントリングアーム７と押上ピン移動用アーム９は
連動してウェハ押上ピン５の位置と貫通孔６の位置が合
致する位置で両者共に停止する。（Ｃ１図にて押上ピン
昇降機構９が動作してウェハ押上ピン５を押上げ、ウェ
ハ１の底面に当接してウェハ載置板３の表面から持ち上
げて支持する。この状態において（ｄＪ図に示すように
ウェハハンドリングアーム７を元の位置に復旧させる。

次に（ｅ）図で押上ピン昇降機構１］が動作してウェハ
押上ピン５を降下させ、ウェハ１をウェハ載置板３の載
置面に密着載置する。ｆｆ１図にて押上ピン移動用アー
ム８を元の位置に復旧させることによりウェハローデン
グを終了する。

ウェハ載置板３の載置面に密着載置されたウェハｌを回
収する場合は、（ｆ１図−＞（ａ）図の手順にて行うこ
とができる。

上記実施例では、ウェハ載置板３は平面でウェハ１はウ
ェハ載置板３に密着載置されるが、密着による塵埃等の
発生を配慮する場合、またはウェハ載置板３の熱容量の
影響が問題になる場合にば、このウェハ載置板３の表面
にごく低い複数の突起を設げてもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば、縦型Ｃ
ＶＤ薄膜形成装置において、ウェハをウェハ載置板に密
着して配置可能となり、ウェハ面内の膜質、膜厚の分布
を向上できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のウェハローデング機構の構成作用説明
図、 第２図は従来の横型プラズマＣＶＤ薄膜形成装置に適用
されるウェハローデング装置の構成図、第３図は第２図
の電極に配置されたウェハの斜視図、 第４図は従来の平型ＣＶＤ薄膜形成装置の部分断面図、 第５図は第４図のウェハローデング機構の動作説明図、 第６図は従来の縦型ＣＶＤ薄膜形成装置の要部斜視図、 第７図は第６図のウェハ載置方法を示す図である。 第１図において、■はウェハ、２はウェハボルダ、３は
ウェハ載置板、５はウェハ押上ピン、６は貫通孔、７は
ウェハハンドリングアーム、８は押上ピン移動用アーム
、９は押上ピン昇降機構、１０はウェハローデング機構
をそれぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 縦型ＣＶＤ薄膜形成装置の反応炉内に搬出／搬入するた
   めの棚状に水平保持された複数のウェハ載置板（３）か
   らなるウェハホルダ（２）に対して自動的にウェハ（１
   ）を載置／回収するウェハローデング機構（１０）であ
   って、 前記各ウェハ載置板（３）に複数のウェハ押上用ピン（
   ５）を貫通させるために穿設した複数の貫通孔（６）と
   、 前記各ウェハ載置板（３）の載置面上に沿ってウェハ（
   １）を水平に搬送し、所定位置に停止させ、あるいは初
   期位置に復帰可能なるウェハハンドリングアーム（７）
   と、 前記各ウェハ載置板（３）の下面に沿って前記ウェハハ
   ンドリングアーム（７）の移動経路と平行移動し、かつ
   ウェハ押上用ピン（５）を有する押上ピン移動用アーム
   （８）と、 前記所定位置において前記貫通孔（６）を介して前記ウ
   ェハ押上用ピン（５）を上昇／下降させる押上ピン昇降
   機構（９）とから構成されてなることを特徴とするウェ
   ハローデング機構。