JPH0719149Y2 - 二重フオーク横型搬送装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （ア）技術分野 この考案は、サセプタの上にウエハを水平に置き、気相
成長、エツチング、スパツタリング、蒸着などを行なう
装置における、ウエハの搬送装置に関する。

（イ）従来技術 第４図により、気相成長装置とその搬送装置とを説明す
る。

成長室１の中には、サセプタ４に戴置されたウエハ６が
ある。成長室１の下方は、試料交換室７となつている。
試料交換室７の側方にロードロツク室３があり、両者の
間にはゲートバルブ２が開閉自在に設けられる。

成長室１の周囲には、サセプタ４、ウエハ６を加熱する
ための高周波コイル８が設置される。

原料ガスは、成長室１の上頂部の原料ガス導入口９から
導入される。これが加熱されたウエハ６の近傍で気相反
応を起こす。そして、ウエハ６の上に薄膜が形成されて
ゆく。

原料ガスは、薄膜形成に直接使われるガスと、キヤリヤ
ガスとよりなる。

排ガスはガス排出口10から排出される。ガス排出口10の
先には真空排気装置21があり、ガスを吸引している。

サセプタ４は、鉛直の回転軸20によつて、回転、昇降自
在に支持されている。

気相成長時に、サセプタ４は上方にあり、ゲートバルブ
２は閉じている。

気相成長が終了すると、ウエハを交換しなければならな
い。成長室１を開いてしまうと、成長室１の内部が大気
にさらされ汚染の原因になるし、再び真空に引くのに時
間がかかる。

そこで、成長室１の下方を試料交換室７とし、ゲートバ
ルブ２を介してロードロツク室３と連結しているのであ
る。

ロードロツク室３も真空排気装置22によつて真空に引く
ことができる。

ロードロツク室３の方から、試料交換室７へ進入できる
ように、フオーク搬送装置５が水平に設けられる。フオ
ーク搬送装置は横方向に動くので横型という。

従来例にかかるフオーク搬送装置５の斜視図を第５図に
示す。

これは、水平方向に長い支持棒11と、支持棒11の前端に
固着された結合板14と、結合板14のさらに前方に形成さ
れた受け台12とよりなつている。

受け台12には、中央にサセプタ４を通すためのサセプタ
通し穴13が開口している。サセプタ通し穴13の前方も切
り欠かれているが、ウエハが落ちないように開口部17が
より狭くなつている。狭くなつた抜け止め15のためウエ
ハが前方に落ちない。

前方の開口部はサセプタ下方の回転軸を通すものである
から、開口部の間隔は、回転軸の直径より広い。

受け台12の上面には、ウエハ段部16が形成され、ウエハ
の側周がウエハ段部16によつて支持されるようになつて
いる。

ウエハ交換の手順を説明する。

（ｉ）ロードロツク室を真空に引いておき、フオーク搬
送装置の受け台12を空にして待機させる。

（ii）回転軸20を下降させる。ゲートバルブ２を開く。

（iii）フオーク搬送装置の支持棒11を前進させる。開
口部17が回転軸20を通り、サセプタ通し穴とサセプタと
が上下で一致するようにする。

（iv）回転軸をさらに下降させる。サセプタが下降し、
ウエハが受け台12に戴る。これが第６図に示した状態で
ある。

（Ｖ）フオーク搬送装置を後退させて、ロードロツク室
へ戻す。ゲートバルブ２を閉じる。

（VI）ロードロツク室を開く。処理済みウエハを受け台
12から取り出す。

以上がウエハの取出し過程である。次に未処理ウエハを
サセプタに戴置する装入過程がある。

（vii）未処理ウエハを受け台12に置く。

ロードロツク室３を閉じる。ここを真空に引く。

（viii）ゲートバルブ２を開く。フオーク搬送装置５を
試料交換室７の中へ前進させる。第６図のような位置に
静止させる。

（ix）回転軸20を上昇させる。サセプタ４の上に、未処
理ウエハが戴る。さらに回転軸20を上げてゆき、サセプ
タ４が受け台12より上にあるようにする。受け台12を回
転軸20から抜き取る。フオーク搬送装置５を後退させ
る。

（ｘ）ゲートバルブを閉じ、ロードロツク室３を真空に
引く。

これでウエハの装入ができる。

このように、従来の装置では、処理済みウエハを取出す
のと、未処理ウエハを装着するのとで、２回の操作が必
要である。

フオーク搬送装置は、２度往復しなければならない。ロ
ードロツク室も２度真空引きをしなければならない。

これでは時間がかかりすぎて、能率が悪い。

（ウ）特開昭60-186033 特開昭60-186033号（S60.9.21公開）は、受け台を上下
２段にしたウエハ搬送装置を提案している。

２段の受け台は上下方向に離れているが、上下方向に重
なつた位置にある。つまり、同一の鉛直線上にある。さ
らにフオーク搬送装置と反対側の壁に、ウエハ交換機構
を伸縮自在に設ける。

ウエハの搬入搬出過程を説明する。

（ｉ）下の受け台は空にし、上の受け台に未処理ウエハ
を戴せ、フオーク搬送装置を試料交換室に入れる。

（ii）下の受け台を、サセプタ面と同じ高さになるよう
に、サセプタの横にならべる。

（iii）ウエハ移送機構により、サセプタ上の処理済み
ウエハを蹴つて、下の受け台へ移す（第７図）。

（iv）サセプタを少し上げ、上の受け台と、サセプタと
が同じ高さになるように並べる。

ウエハ移送機構の爪で未処理ウエハの端を引掛けて側方
へ引きずる。そして、未処理ウエハをサセプタの上へ移
す（第８図）。

このような装置によれば、ウエハの搬出と搬入とがひき
つづいて行なえる。フオーク搬送装置は１回往復するだ
けである。ロードロツク室の真空引きも１回だけでよ
い。交換に要する時間も短い。

（エ）考案が解決しようとする問題点 特開昭60-186033号は搬送に要する時間を短くすること
ができるが、次の難点がある。

（ｉ）サセプタと受け台の上を、ウエハが横に滑つてい
る。これは避けなければならないことである。ウエハは
柔らかく、脆い。下面が擦られると、一部が砕け、粉体
が生ずる。これがウエハ面を汚すことがある。また、ウ
エハを蹴るので、ウエハが破損する可能性もある。

（ii）サセプタの丁度真中にウエハが停止するとは限ら
ない。正しい位置決めが難しい。

（iii）搬送装置の他に、爪を有する複雑な運動をする
ためのウエハ移送機構が必要である。

（iv）円形ウエハを横に押すのであるから、正確に案内
するのは難しい。途中で横へずれて落ちる可能性があ
る。動作の信頼性が低い。

（オ）構成 本考案のフオーク搬送装置は、上下２つの受け台を有す
るが、同一鉛直線上にはない。上受け台の方が長く、下
受け台が短い。

ウエハを戴置する位置が上下方向にくいちがつている。
上受け台のウエハ戴置部はより前方にあり、下受け台の
ウエハ戴置部はより後方にある。

そして、搬送装置の他に、ウエハを交換するための機構
を必要としない。また、ウエハを滑らせるという動作が
全くないようにしている。

図面によつて説明する。

第１図は本考案のフオーク搬送装置の先端部のみの斜視
図である。第２図は底面図である。第３図はウエハ交換
の手順を示す断面図である。

水平方向に延びる支持棒11の先端に堅方向の結合板14が
固着されている。この結合板14の前に、上下２つの受け
台Ａ、Ｂが２段に設けられている。上下２段あるところ
が、第５図、第６図に示すものと異なる。

また、上下の受け台Ａ、Ｂの長さが異なる。上受け台Ａ
がより長い。

それは、ウエハを戴置すべき部分が、上下の受け台Ａ、
Ｂで異なつているからである。

上受け台Ａ、Ｂは、中間部まで盲板であつて、先端にウ
エハ戴置部Ｘが形成される。

ウエハ戴置部Ｘの形状は任意である。ウエハ戴置部Ｘの
中央には、サセプタが上下に通りうるサセプタ通し穴13
が穿つてある。

サセプタ通し穴13の前方も開口部17になつているが、よ
り狭い開口になつている。両端から内側へ延びる抜け止
め15は、ウエハが前方へ落ちるのを防ぐ。

左右抜け止め15の間の開口部17は、サセプタの回転軸が
通るだけの広さを持つ。

また、サセプタ通し穴13の周縁に、ウエハが嵌りこむウ
エハ段部16が形成されている。ウエハ段部16にウエハが
ぴつたりと嵌まりこむと、ウエハは左右前後に動かな
い。

このように、ウエハ戴置部Ｘの構造は任意であつて、第
５図に示すものと同様のものとしてもよい。

下受け台Ｂはより短い。上受け台Ａのウエハ戴置部Ｘに
重ならない。より内側の部分にウエハ戴置部Ｙがある。

下方のウエハ戴置部Ｙは、上受け台Ａの盲板の部分の直
下である。これは第２図の底面図に明確に示されてい
る。

下方のウエハ戴置部Ｙも同じ構造を持つ。中央にサセプ
タ通し穴13があり、その前方により狭い開口部17があ
る。サセプタ通し穴13の上方周縁に、ウエハ段部16が形
成されている。

ウエハ戴置部Ｘ、Ｙの構造は同じである。寸法の関係を
次に述べる。

サセプタの直径をＳ、サセプタ回転軸20の直径をＴ、サ
セプタ通し穴13の直径をＵ、開口部17の間隔をＷとす
る。

Ｓ＜Ｕ （１） Ｔ＜Ｗ （２） という条件が必要である。

ウエハ戴置部Ｘ、Ｙが上下にふたつあり、上のウエハ戴
置部Ｘの方が結合板14、支持棒11からより遠く、ウエハ
戴置部Ｘ、Ｙが上下で重なつていない、という事が重要
である。

また、上下受け台Ａ、Ｂの間隔をＨ、サセプタ高さとウ
エハ１枚分の厚みとの合計をＫとすると、 Ｈ＞Ｋ （３） でなければならない。これは、ウエハを戴置したサセプ
タが、上下受け台Ａ、Ｂの間に入りうるためである。

ここでは、上受け台Ａ、下受け台Ｂを、長方形状のもの
として図示している。しかし、これらは円形であつても
よいし、六角形状であつてもよい。ウエハ段部16とサセ
プタ通し穴とがウエハ形状、サセプタ形状に合致した形
状であればよい。外形はどうでもよいのである。

（カ）作用 （ｉ）第４図のロードロツク室３にフオーク搬送装置５
がある。ゲートバルブ２が閉じてある。上受け台Ａのウ
エハ戴置部Ｘに、未処理ウエハＭを置く。

ロードロツク室を閉じ、真空排気する。

（ii）気相成長室１では、サセプタ４の上のウエハ６が
気相成長処理を受ける。処理済みウエハと未処理ウエハ
が存在するので、区別するため処理済みウエハをＮとす
る。

サセプタ４を下げて、ウエハＮが試料交換室７に来るよ
うにする。

（iii）ゲートバルブ２を開く。フオーク搬送装置５を
試料交換室７の中へ前進させる。このとき、サセプタの
高さは、上下受け台Ａ、ＢにはさまれるＨ部にＫ部が入
るような位置にする。

下受け台Ｂのウエハ戴置部Ｙの開口部17の間へ回転軸20
が通つてゆく。回転軸の中心線と、ウエハ段部16、サセ
プタ通し穴13の中心線とを合致させる。

（iv）回転軸20を下降させる。これが第３図（ａ）に示
した状態である。処理済みウエハＮが、下ウエハ戴置部
Ｙのウエハ段部16に正しく嵌まり込む。

（Ｖ）さらに回転軸20を下げる。これが第３図（ｂ）に
示した状態である。サセプタ４の上面から、処理済みウ
エハＮが除かれる。

（vi）フオーク搬送装置を後退させる。回転軸20の直上
に、上受け台Ａのウエハ戴置部Ｘが来るようにする。こ
れが第３図（ｃ）に示す状態である。

（vii）回転軸20を上昇させる。サセプタ４の上に、上
ウエハ戴置部Ｘにあつた未処理ウエハＭが戴ることにな
る。さらに回転軸20を上げ、フオーク搬送装置を後退さ
せる。ウエハ戴置部Ｘの開口部17が回転軸20より広いか
ら、上受け台を抜きとる事ができる。

これが第３図（ｄ）に示す状態である。

（viii）フオーク搬送装置５をロードロツク室３の中へ
引込めてしまう。ゲートバルブ２を閉じる。

（ix）回転軸20を上げ、成長室１へサセプタ４と未処理
ウエハＭを持ち上げる。原料ガスを導入し、ウエハＭ上
へ気相成長を行なわせる。

以上が、ウエハ交換の１回の動作である。

この例では、上ウエハ戴置部Ｘに未処理ウエハＭ、下ウ
エハ戴置部Ｙに処理済みウエハＮを置くようにしてい
る。しかし、これは反対にしてもよい。この場合は、第
３図の過程をｄ→ｃ→ｂ→ａというように進むようにす
る。

（キ）効果 （ｉ）ウエハの交換が、搬出過程、搬入過程というよう
にふたつの分離された過程とはならない。受け板が上下
ふたつあるので、ウエハの搬出搬入が１回の往復動作に
よつて一挙になされる。

ロードロツク室をたびたび大気にさらし、真空に引くと
いう必要が少なくなる。

（ii）交換に要する時間が短い。

（iii）上下受け板を有する特開昭60-186033に比べて、
ウエハを滑らせるという過程がないので、ウエハを磨損
する惧れがない。ウエハにとつて損壊する危険性が減
る。ウエハを滑らせないのでダスト発生の惧れが少な
い。気相成長装置等においては発生ダストが膜成長過程
に悪影響を及ぼす。しかし、本考案の適用によりその惧
れは減少する。

（iv）また、フオーク搬送装置５の支持棒11を水平に支
持し、真空を保ちながらこれを水平方向に動かす直線導
入機（図示せず）の寿命が長くなる。

（ｖ）交換動作は、ウエハを、サセプタの上に戴せた
り、ウエハ段部に戴せたりというように、上から下へゆ
つくりと置くだけのものである。このため確実にウエハ
交換を行なうことができる。

（vi）ここでは、気相成長装置を例にしたが、本考案
は、ウエハを水平にしてサセプタの上に戴置する形式の
装置に対して全て適用可能である。

エツチング装置、スパツタリング装置、蒸着装置などに
対して適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のフオーク搬送装置の先端部のみの斜視
図。 第２図は同じものの底面図。 第３図は本考案のフオーク搬送装置においてウエハ交換
を行なう動作を示す断面図。 （ａ）は下ウエハ戴置部にサセプタを通した状態示す。
（ｂ）は下ウエハ戴置部に処理済みウエハＮを置いた状
態を示す。（ｃ）はサセプタを上ウエハ戴置部の未処理
ウエハＭの直下に位置させた状態を示す。（ｄ）はサセ
プタ上に未処理ウエハＭを戴せ、フオーク搬送装置を後
退させている状態を示す。 第４図は縦型気相成長装置の概略構成図。 第５図は従来例に係る１枚フオークの搬送装置の先端部
斜視図。 第６図は第５図の受け板にウエハを載せた状態を示す断
面図。 第７図は特開昭60-186033の、ウエハをサセプタから受
け台へ移す動作を示す断面図。 第８図は特開昭60-186033のウエハを受け台からサセプ
タへ移す動作を示す断面図。 １……成長室 ２……ゲートバルブ ３……ロードロツク室 ４……サセプタ ５……フオーク搬送装置 ６……ウエハ ７……試料交換室 ８……高周波コイル ９……原料ガス導入口 10……ガス排出口 11……支持棒 12……受け台 13……サセプタ通し穴 14……結合板 15……抜け止め 16……ウエハ段部 17……開口部 Ａ……上受け台 Ｂ……下受け台 Ｘ……ウエハ戴置部 Ｙ……ウエハ戴置部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/306 Ｈ０５Ｋ 5/04 7362−4Ｅ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】昇降自在の回転軸20の上に固着されたサセ
   プタ４の上にウエハ６を置き反応室内でウエハ６に対し
   て処理を行ない、サセプタ４を試料交換室へ下降させて
   ウエハを交換するようにした装置のウエハを搬送するた
   めのフオーク搬送装置であつて、試料交換室７とゲート
   バルブ２を介してつながるロードロツク室３との間を往
   復する事ができる支持棒11と、この先端に於て上下に設
   けられウエハ戴置部Ｘ、Ｙを有する上受け台Ａと下受け
   台Ｂとよりなり、ウエハ戴置部Ｘ、Ｙはサセプタ通し穴
   13と、この周縁に形成されたウエハを嵌めこむべきウエ
   ハ段部16と、サセプタ回転軸20を通しうる開口部17とを
   有し、上下のウエハ戴置部Ｘ、Ｙは上下方向に重なつて
   おらず、上受け台Ａのウエハ戴置部Ｘの方が下受け台Ｂ
   のウエハ戴置部Ｙより支持棒11から遠い位置にある事を
   特徴とする二重フオーク横型搬送装置。