JPH0237744A - 搬送装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、搬送装置に関する。

（従来の技術） 一般に、半導体集積回路に金属薄膜を堆積させて配線等
を行なう技術として、長年の間、蒸着やスパッタリング
等の物理的気相成長方法ＣＰ　Ｖ　Ｄ）が使用されてき
た。

しかし、超ＬＳＩ等集積回路の高集積化・高速化・高密
度化および高性能化にともない、多結晶Ｓｉに比べ、抵
抗が１桁以上低い高融点金属の金属２膜を均一に、密着
させて堆積させる技術が重要となってきている。

上記のような金属薄膜を形成する手段としては、膜成長
用ガスを半導体ウェハの被処理面上に成長させるメタル
ＣＶＤ装置で金属薄膜を形成している。このような金属
薄膜の形成は１反応チャンバ内の設置台に上記ウェハを
支持し、このウェハを高温例えば６５０℃以上に加熱し
た状態で、処理ガス例えばＷＦ、　（六弗化タングステ
ン）やＳｉＨ，（４，（ジグロロシラン）を上記処理室
内に供給することで上記ウェハ表面にＷＳｉｘ　（タン
グステンシリサイド）を形成する。

このように金属薄膜を形成させる際には、搬送装置例え
ばハンドアームにより、上記ウェハを上記反応チャンバ
及び上記ウェハを収納する収納容器間で搬送している。

上記ハンドアームは、精度の良い搬送を可能とするため
に、軽い材質で構成する必要があり、通常ＡＱ（アルミ
ニウム）により構成されていた。

（発明が解決しようとする課Ｉり しかしながら上記従来の技術では、反応チャンバにおい
て上記６５０℃以上に加熱処理されたウェハを搬送機構
により搬送する際、この搬送機構が上記ウェハの熱によ
り加熱されてしまう。この場合、上記搬送機構が軽量化
の目的でＡＱにより構成されているため、このｉの融点
が６６０℃であることから、上記ウェハにより加熱され
たＡ℃製製送送機構温度、上記融点付近酸いは融点以上
となると、上記搬送機構の高温部表面のＡＱの蒸発が発
生してしまう。このＡＱの蒸発により、搬送中のウェハ
に被着白濁し、ウェハ表面に形成されたパターンをショ
ートさせてしまう等の悪影響を与えていた６本発明は上
記点に対処してなされたもので、被搬送体に悪影響を与
えることなく、信頼性の高い搬送を可能とした搬送装置
を提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、少なくとも被搬送体接触面を、被搬送体搬送
時の温度より高い融点を有する材質で形成することを特
徴とする。

（作用効果） 本発明は、被搬送体接触面を、被搬送体温度より高い融
点を有する材質で形成することにより、高温の被搬送体
を上記搬送装置により搬送する際、この搬送装置の被搬
送体接触面が上記被搬送体の熱により加熱されても、上
記被搬送体接触面が融点に到達することはなく、その結
果上記搬送装置、特にこの搬送装置の被搬送体接触面材
質が蒸発し、上記被搬送体に被着することはない、その
ため、上記被搬送体の欠陥の発生及び汚染を防止でき、
歩留まりの低下を抑止することが可能となる。

（実施例） 以下、本発明装置を半導体製造工程の化学的気相成長に
よる薄膜形成工程で、枚葉処理による高融点金属の薄膜
形成装置に適用した一実施例につき図面を参照して説明
する。

まず、薄膜形成装置の構成を説明する。

冷却水等で壁面を冷却可能で気密な円筒状ＡＱ（アルミ
ニウム）製処理室即ち反応チャンバ田上方に、被搬送体
例えば半導体ウェハ■を、被処理面が下向きになる如く
設置可能な設置台■が設けられている。そして、この設
置台■近傍には、例えば半導体ウェハ■の外縁を用いて
設置台■に半導体ウェハ■を固定する如く、例えばエア
シリンダ等の昇降機構（イ）を備えた支持体■が設けら
れている。また、後に説明する化学反応を促進するため
に、設置台■を加熱する加熱機構として例えば設置台■
の上方に石英ガラス製の窓■を通して設置台（３）を、
例えば３００〜１ｏｏｏ℃ニ加熱可能なＩＲランプ（ｉ
ｎｆｒａｒｅｄ　ｒａｙ　ｌａｍｐ）■が設けられてい
る。

そして、設置台■近辺の反応チャンバ（υ上壁には。

例えば２カ所の排気口■が設けられ、この排気口（ハ）
には０反応チャンバ■内を所望の圧力に減圧及び反応ガ
ス等を排出可能な真空ポンプ■例えばターボ分子ポンプ
等が接続されている。

それから、反応チャンバ（ト）下方に上記設置台■と対
向するように酸化系のガスである膜成長用ガス例えばＶ
Ｆ、　（六弗化タングステン）等と、キャリアガスであ
るＡｒ（アルゴン）との混合気体を流出する。多・数の
直径例えばｌｌ１１１以下の微小な流出口をもつ円環状
の酸化系ガス導入口（１０）が設けられている。又、同
様に、還元系のガスである膜成長用ガス例えば５ｉ８２
Ｃ４，（ジクロロシラン）等とキャリアガスであるＡｒ
との混合気体を流出する、多数の直径例えば１ｍ以下の
微小な流出口をもつ円環状の還元系ガス導入口（１１）
が、上記酸化系ガス導入口（１０）と同軸状に、やや直
径を小さくし、相方のガス導入口（１０）（１１）から
ガスが垂直方向に流出される如く設けられている。これ
らガス導入口（１ｏ）（１１）は流量制御機構（１２）
例えばマス・フロー・コントローラ等を介してガス供給
源に接続されている。また、設置台■とガス導入口（１
０）（ｕ）の間には、ガスの流れを制御するための例え
ばステッピングモータ等の直線移動による移動機構（１
３）を備えた円板状制御板（１４）が設けられている。

そして１反応チャンバ（υの１側面に例えば昇降により
開閉可能なゲートバルブ（１５）を介して、ウェハ■を
反応チャンバ（ト）内に搬入及び搬出するため、伸縮回
転自在にウェハ■を保持搬送する搬送装置例えばハンド
アーム（１６）と、ウェハ■を板厚方向に所定の間隔を
設けて例えば２５枚程度収納した収納容器例えばカセッ
ト（１７）を載置して昇降可能な載置台（１８）を内蔵
した気密な搬送予備室（１９）が配設しである。上記ハ
ンドアーム（１６）は、第２図に示すように、上記ウェ
ハ■を保持する保持板（１６ａ）を有し、この保持板（
１６ａ）上面に上記ウェハ■を設置可能となっている。

この保持板（１６ａ）は、上記ウェハ■より多少小さく
形成されており、この保持板（１６ａ）周縁の上記支持
体■と対応する位置には、この支持体■と接触しないよ
うに切欠き（２０）が設けられている。このようなハン
ドアーム（１６）の少なくとも上記保持板（１６ａ）表
面即ち上記ウェハ■との接触面は、ウェハ■搬送時の温
度より高い融点を有する材質例えばこのウェハ■に薄膜
を形成する際に加熱する温度例えば１０００℃以上の融
点を有する材質例えばＮｉにッケルＬ　Ｍｏ　（モリブ
デン）、セラミック、モネルメタル等により形成する。

この材質で上記ハンドアーム（１６）全体を形成しても
よいが、上記ハンドアーム（１６）が重くなり、所望す
る位置へ精度良く搬送することが困難となるため、上記
保持板（１６ａ）表面のみに被着させることが好ましい
。

また、上記構成の薄膜形成装置は、制御部（２１）で動
作制御及び設定制御可能となっている。

次に、上述した薄膜形成装置の動作作用を説明する。

予備室（１９）の図示しない開閉口よりロボットハンド
又は人手により１例えば被処理半導体ウェハ■が２５枚
程度収納されたカセット（１７）を、昇降可能な載置台
（１８）上に載置する。この時、ゲートバルブ（１５）
は閉じた状態で、反応チャンバの内は既に、真空ポンプ
０の働きで所望の低圧状態となる様に減圧されている。

そして、カセット（１７）をセットした後、搬送予備室
（１９）の図示しない開閉口は気密となる如く閉じられ
、図示しない真空ポンプで反応チャンバ■と同程度に減
圧する。

次に、ゲートバルブ（１５）が開かれ、所望の低圧状態
を保ち、載置台（１８）の高さを調整することにより、
半導体ウェハ■を伸縮自在なハンドアーム（１６）で、
カセット（１７）から所望の１枚を取り出し、反応チャ
ンバ■内に搬入する。この時、支持体■が昇降機構（イ
）により下降していて、ウェハ■を被処理面を下向きに
支持体（ハ）上に載置する。そして、昇降機構に）で支
持体■を上昇し、ウェハ■を設置台■と支持体０で挟持
し設置する。この時、上記支持体０は、上記ハンドアー
ム（１６）の保持板（１６ａ）周縁に切欠き（２０）が
設けられていることにより、上記保持板（１６ａ）と接
触することはなく、塵の発生や破損等のトラブルを防止
でき、且つ容易に上記ウェハ■を受は渡すことができる
。この特製に、ＩＲランプ■で設置台■は例えば７００
℃に加熱されている。そこで、支持体■のウェハ■当接
面は熱伝導率の低いセラミック等で構成すると、ウェハ
■の熱分布が一様となり、処理ムラが防止できる。また
、半導体ウェハ■の設置台■への設置が終了すると、ハ
ンドアーム（１６）を搬送予備室（１９）内に収納し、
ゲートバルブ（１５）を閉じる。この時点で反応チャン
バ（υ内は例えば２５ｍｍＴｏｒｒに減圧されている。

次に、半導体ウェハ■被処理面への処理を開始する。

まず、反応チャンバω内を所望の低圧状態例えば１００
〜２００＋ｎｍＴｏｒｒに保つ如く真空ポンプ■）で排
気制御しながら、半導体ウェハ■の被処理面の温度をＩ
Ｒランプ■でＳｉＨ，（Ｑ□が分解可能な温度例えば７
００℃程度となる如くウェハ■から放射される赤外線を
パイロメーターを用いて制御するか、高感度熱電対を用
いてウェハ■の温度を直接検知して制御する。そして各
ガス導入口（１０）（１１）を開いて、流量制御機構（
１２）で反応ガスを構成する膜成長用ガス例えばＩＩＦ
、とキャリアガスであるＡｒの混合気体を酸化系ガス導
入口（１０）から、ウェハ■の被処理面に対して垂直に
供給し、又、還元系の膜成長用ガス例えばＳｉＨ，Ｃ１
２２とキャリアガスであるＡｒの混合気体を還元系ガス
導入口（１１）から、半導体ウェハ■の被処理面に対し
て垂直に供給する。

すると、次式■に示すような式により、半導体ウェハ■
の被処理面上にＷＳｉｘが堆積する。

５ｉＨ２ＣＩ２□＋ＷＦ、　＋１１Ｓｉｘ＋ＨＦ＋ＨＣ
ｇ＋ＷＦｙ＋５ｉＦ２−■尚、■式に示す反応ガスの化
学的な気相成長により金属の膜を形成する場合、被処理
基板の被処理面は稀釈１（Ｆ液で洗浄後、気相成長処理
を行なっている。この前処理を行なうと、より良好な膜
を形成することが可能となる。

この稀釈ＨＦ液で洗浄後に、良好な膜を形成する為に被
処理面表面の酸化膜除去のＡｒプラズマ処理を、反応チ
ャンバ■内で行なってもよい。

また、設置台■とガス導入口（１０）（１１）間に設け
た円板状制御板（１４）の位置を移動機構（１３）で調
整することで、設置された半導体ウェハ■の被処理面に
、より均一に反応ガスが接する如く、反応ガスの流れを
制御することができる。

そして、所望の膜形成が終了すると１反応ガスの流出が
止められ、昇降機構に）で支持体■がウェハ■を支持し
た状態で降下し、ゲートバルブ（１５）が開かれ、伸縮
回転自在なハンドアーム（１６）によす半導体ウェハ■
を反応チャンバ■より搬出するとともにゲートバルブ（
１５）を閉じて処理が完了する。このように処理が完了
したウェハ■を上記ハンドアーム（１６）により受は取
るが、上記ウェハ■は加熱処理の直後であるため、上記
処理温度である７００℃付近の温度となっている。しか
し、上記ハンドアーム（１６）の少なくとも上記ウェハ
■との接触面即ち上記保持板（１６ａ）表面が、上記ウ
ェハ■の加熱温度より高い融点を有する材質例えば融点
が１４５０℃であるＮｉが被着されているため、上記ウ
ェハ■の熱による上記ハンドアーム（１６）への悪影響
はなく、安定して上記ウェハ■を搬送することができる
。上記した高融点材質が形成されずにＡｆｆｉのままで
上記高温のウェハ■を搬送すると、このＡｌ１の融点が
６６０．４℃であることから、ハンドアーム（１６）の
上記ウェハ■との接触面即ち保持板（１６ａ）表面が融
解及び蒸発し、この保持板（１６ａ）材質のＡＱが上記
ウェハ■に被着してしまう、すると、ウェハ■表面に、
上記保持板（１６ａ）の形状に上記ＡＩ２が被着し、こ
の被着部が白濁し、ウェハ■表面の光反射率が変化する
他、ウェハ■に形成されているパターンをショートさせ
てしまう等により、歩留まりが低下してしまう。そのた
め、上記したようにハンドアーム（１６）の少なくとも
ウェハ■との接触部に高融点材質を形成することで上記
問題を取除き、信頼性の高いウェハ■の搬送が可能とな
る。

上記実施例では、ウェハに薄膜を形成する工程に適用し
た例について説明したが、被搬送体に加熱を伴う処理を
施すものであればこれに限定するものではなく、例えば
エツチング処理、アッシング処理、酸化処理、拡散処理
、イオン注入処理。

アニーリング処理、ベーキング処理及び検査工程等に適
用できることは言うまでもない。

また、上記実施例では被搬送体を半導体ウェハとして説
明したが、これに限定するものではなく、例えば液晶Ｔ
Ｖなどの画面表示装置に用いられるＬＣＤ基板でも同様
な効果を得ることができる。

以上述べたようにこの実施例によれば、少なくとも上記
被搬送体接触面を、被搬送体搬送時の温度より高い融点
を有する材質で形成することにより、高温の被搬送体を
上記搬送装置により搬送する際、この搬送装置の被搬送
体接触面材質が蒸発し、上記被搬送体に被着することは
ない。そのため、上記被搬送体の欠陥の発生及び汚染を
防止でき、歩留まりの低下を抑止することが可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を説明するための薄膜形
成装置の構成図、第２図は第１図のハンドアーム説明図
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも被搬送体接触面を、被搬送体搬送時の温度よ
   り高い融点を有する材質で形成することを特徴とする搬
   送装置。