JP7387129B2 - Film-forming jig and atmospheric vapor phase growth equipment - Google Patents

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Description

本発明は、例えば半導体基板等のウェハに膜を形成するための成膜用冶具及び常圧気相成長装置に関する。 The present invention relates to a film forming jig and an atmospheric vapor phase growth apparatus for forming a film on a wafer such as a semiconductor substrate.

従来、常圧気相成長装置には、ウェハに連続的に成膜を行う装置がある。この装置は、搬送手段、加熱手段、及びガス供給手段を備えている。ウェハは、成膜用冶具としてのウェハトレーに搭載される。このウェハトレーは、上側面にウェハを保持する保持用凹部が形成されている。 Conventionally, atmospheric pressure vapor phase growth apparatuses include apparatuses that continuously form films on wafers. This device includes a conveying means, a heating means, and a gas supply means. The wafer is mounted on a wafer tray that serves as a film forming jig. This wafer tray has a holding recess for holding a wafer formed on its upper side.

ウェハを保持したウェハトレーは、上記搬送手段によって搬送され、上記加熱手段によって数百度に加熱される。そして、ウェハトレーが所望の温度になってからウェハが上記ガス供給手段から供給された反応ガスに晒され、ウェハ上面側に薄い膜が形成される。 The wafer tray holding the wafers is transported by the transport means and heated to several hundred degrees by the heating means. Then, after the wafer tray reaches a desired temperature, the wafer is exposed to the reaction gas supplied from the gas supply means, and a thin film is formed on the upper surface of the wafer.

ところで、従来のウェハトレーには、例えば特許文献１に記載されたものがある。図９及び図１０に示すように、このウェハトレー１は、上側面にウェハ２を保持する保持用凹部１ａが形成されている。この保持用凹部１ａの底面の中央部には、図９に示す３本のウェハリフトピン３を挿通させるためのリフトピン挿通孔１ｂが３つ貫通して形成されている。これらのリフトピン挿通孔１ｂは、保持用凹部１ａの底面とウェハトレー１の下側面とを連通させている。 By the way, as a conventional wafer tray, there is one described in Patent Document 1, for example. As shown in FIGS. 9 and 10, this wafer tray 1 has a holding recess 1a for holding a wafer 2 formed on its upper surface. Three lift pin insertion holes 1b for inserting the three wafer lift pins 3 shown in FIG. 9 are formed in the center of the bottom surface of the holding recess 1a. These lift pin insertion holes 1b communicate the bottom surface of the holding recess 1a and the lower surface of the wafer tray 1.

図９に示す３本のウェハリフトピン３は、シリンダ４を駆動することで、シリンダロッド４ａ、ピン固定部５を介して上下方向に移動可能に構成されている。これら３本のウェハリフトピン３、シリンダ４、シリンダロッド４ａ、及びピン固定部５は、リフトアップ部６を構成している。 The three wafer lift pins 3 shown in FIG. 9 are configured to be movable in the vertical direction via the cylinder rod 4a and the pin fixing part 5 by driving the cylinder 4. These three wafer lift pins 3, cylinder 4, cylinder rod 4a, and pin fixing part 5 constitute a lift-up part 6.

３本のウェハリフトピン３は、上昇時に成膜されたウェハ２を上昇させて図示しない移載ロボットによりウェハ２を回収する一方、成膜されていないウェハ２を載置する。したがって、３本のウェハリフトピン３は、ウェハ１の受け渡しのため用いられている。 The three wafer lift pins 3 lift the wafer 2 on which a film has been formed when lifted, and are recovered by a transfer robot (not shown), while placing the wafer 2 on which no film has been formed. Therefore, the three wafer lift pins 3 are used for transferring the wafer 1.

特開２０００－３１５７２０号公報Japanese Patent Application Publication No. 2000-315720

しかしながら、特許文献１に記載されたウェハトレー１は、リフトピン挿通孔１ｂが３つ貫通して形成されているので、ウェハ２を保持していない場合、３つのリフトピン挿通孔１ｂを通して保持用凹部１ａの底面と下側面とが連通状態となる。 However, since the wafer tray 1 described in Patent Document 1 is formed with three lift pin insertion holes 1b penetrating therethrough, when the wafer 2 is not held, the wafer tray 1 described in Patent Document 1 is formed with three lift pin insertion holes 1b passing through the holding recess 1a. The bottom surface and the lower surface are in communication.

このように連通状態になったウェハトレー１が上記搬送手段によって上記ガス供給手段に搬送されると、そのガス供給手段から供給された反応ガスがリフトピン挿通孔１ｂを通して下側面に達し、その反応生成物が付着することになる。その結果、ウェハトレー１の下側面にウェハ２の汚染の原因となるパーティクルが発生するという不具合がある。 When the wafer tray 1 thus communicated is transported by the transport means to the gas supply means, the reaction gas supplied from the gas supply means reaches the lower surface through the lift pin insertion holes 1b, and the reaction products are will be attached. As a result, there is a problem in that particles that cause contamination of the wafers 2 are generated on the lower surface of the wafer tray 1.

また、上記反応ガスがリフトピン挿通孔１ｂを通して搬送手段や加熱手段に入り込むと、全体の気流の乱れが発生し、図１１に示すようにウェハトレー１の搬送方向に対して先頭（最も上流側のウェハ番号１）及び最後（最も下流側のウェハ番号２５）のウェハ２の膜厚分布が中間のウェハ２に比べて不均一になるという問題がある。 Furthermore, when the reaction gas enters the conveying means or heating means through the lift pin insertion hole 1b, turbulence occurs in the overall airflow, and as shown in FIG. There is a problem that the film thickness distribution of the wafer 2 (number 1) and the last (wafer number 25 on the most downstream side) becomes non-uniform compared to the wafer 2 in the middle.

さらに、上記反応ガスが加熱手段に入り込むと、加熱手段に反応生成物が付着し、さらには堆積することから、伝熱性能が著しく低下する。そして、上記加熱手段に部分的に反応生成物が堆積した場合には、加熱手段の温度分布が不均一になる。これにより、ウェハ２の膜厚分布が不均一になるという問題がある。 Furthermore, when the reaction gas enters the heating means, reaction products adhere to and even accumulate on the heating means, resulting in a significant reduction in heat transfer performance. If the reaction product is partially deposited on the heating means, the temperature distribution of the heating means becomes non-uniform. This poses a problem in that the film thickness distribution on the wafer 2 becomes non-uniform.

そこで、本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、パーティクルの発生を未然に防止するとともに、複数のウェハの膜厚分布を均一に形成可能な成膜用冶具及び常圧気相成長装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and provides a film forming jig and atmospheric vapor phase growth apparatus that can prevent the generation of particles and form a uniform film thickness distribution on multiple wafers. The purpose is to provide

かかる目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ウェハが移載ロボットによって水平方向から受け渡されて載置され、搬送手段で搬送されて前記載置したウェハに反応ガスを吹き付けて成膜する成膜用冶具であって、上面から下面にかけて貫通する開口部が形成された基材と、前記基材の開口部を閉止可能に設置するとともに、少なくとも受け渡し時に上面に前記ウェハが載置され、搬送時に前記開口部を閉止する閉止部材と、前記閉止部材を上下動させる３本のウェハリフトピンを有し、これら３本のウェハリフトピンで前記基材の上面に対して前記閉止部材の上面が所定の高さとなるように前記閉止部材を上昇させ、この上昇状態で、前記閉止部材の上面に対して、前記移載ロボットを水平方向に移動させて前記ウェハを載置又は回収する一方、前記閉止部材を前記３本のウェハリフトピンで下降させた時に前記基材の開口部を前記閉止部材で閉止するリフトアップ部と、を備え、前記３本のウェハリフトピンは、それぞれピン固定部の上面に突出して設けられたピン土台と、該ピン土台に取り付けられて該ピン土台よりも小径のピン本体とを有し、前記閉止部材の下面に前記３本のウェハリフトピンのそれぞれの前記ピン本体上端が嵌り込む嵌合用凹部が３つ形成され、前記ウェハの前記閉止部材への水平方向からの受け渡し時、前記３つの嵌合用凹部に前記３本のウェハリフトピンのそれぞれの前記ピン本体上端が嵌り込んで、前記閉止部材が前記３本のウェハリフトピンで保持されていることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the invention according to claim 1 provides a method in which a wafer is transferred and placed in a horizontal direction by a transfer robot, and a reactive gas is sprayed onto the placed wafer while being transferred by a transfer means. This is a film forming jig for forming a film using a base material having an opening formed therethrough from the upper surface to the lower surface, and the opening of the base material is installed so as to be able to be closed, and the wafer is placed on the upper surface at least during delivery. It has a closing member that is placed and closes the opening during transportation, and three wafer lift pins that move the closing member up and down, and these three wafer lift pins close the closing member against the upper surface of the base material. The closing member is raised so that the upper surface thereof reaches a predetermined height, and in this raised state, the transfer robot is moved in a horizontal direction with respect to the upper surface of the closing member to place or collect the wafer. and a lift-up portion that closes the opening of the base material with the closing member when the closing member is lowered by the three wafer lift pins, and each of the three wafer lift pins has a pin fixing portion. It has a pin base provided protruding from the upper surface, and a pin body attached to the pin base and having a smaller diameter than the pin base, and the pins of each of the three wafer lift pins are provided on the lower surface of the closing member . Three fitting recesses into which the upper ends of the main bodies fit are formed, and when the wafer is transferred to the closing member from the horizontal direction, the upper ends of the pin bodies of the three wafer lift pins fit into the three fitting recesses. The three wafer lift pins fit into the closure member and are held by the three wafer lift pins.

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記基材の開口部の周囲上面側に前記ウェハを保持する保持用凹部が形成されていることを特徴する。 Further, the invention according to claim 2 is characterized in that, in addition to the structure according to claim 1 , a holding recess for holding the wafer is formed on the upper surface side around the opening of the base material.

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の構成に加え、前記基材の開口部は、前記保持用凹部に連続して前記上面に拡がるように傾斜する傾斜面が形成される一方、前記閉止部材の外周面にテーパが形成されていることを特徴とする。 Further, in the invention according to claim 3 , in addition to the configuration according to claim 2 , the opening of the base material is formed with an inclined surface that is continuous with the holding recess and extends to the upper surface. On the other hand, the closure member is characterized in that a taper is formed on the outer circumferential surface of the closure member.

また、請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の構成に加え、前記基材の開口部は、前記保持用凹部に連続して段付部が形成される一方、前記閉止部材の外周面に前記段付部と同形状の段部が形成されていることを特徴とする。 Further, in addition to the configuration described in claim 2 , the invention according to claim 4 is characterized in that the opening of the base material is formed with a stepped part continuous to the holding recess, while the opening of the base material It is characterized in that a stepped portion having the same shape as the stepped portion is formed on the outer peripheral surface.

また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の成膜用冶具が複数設置され、これらの成膜用冶具にそれぞれウェハを載置して水平方向に順次搬送する搬送装置と、前記搬送装置によって順次搬送される前記ウェハに反応ガスを吹き付けて成膜するガスヘッドと、を備えることを特徴とする。 Further, the invention according to claim 5 provides a method in which a plurality of film-forming jigs according to any one of claims 1 to 4 are installed, and a wafer is placed on each of these film-forming jigs in a horizontal direction. The method is characterized by comprising a transport device that sequentially transports the wafers, and a gas head that sprays a reaction gas onto the wafers that are sequentially transported by the transport device to form a film.

請求項１に記載の発明によれば、基材の上面から底面にかけて貫通する開口部が形成され、この開口部に閉止可能に閉止部材が設置され、この閉止部材に少なくとも受け渡し時に上面にウェハが載置され、搬送時に開口部を閉止することにより、ウェハが載置されずに搬送手段によってガス供給部に搬送された場合でも、基材の開口部が閉止部材によって閉止されている。 According to the invention described in claim 1, an opening is formed that penetrates from the top surface to the bottom of the base material, and a closing member is installed in this opening so that it can be closed, and the wafer is placed on the top surface of the closing member at least during delivery. By closing the opening when the wafer is placed and transported, the opening of the base material is closed by the closing member even when the wafer is not placed and is transported to the gas supply section by the transport means.

そのため、ガス供給部から供給された反応ガスが下側面に達することがなくなるので、下側面にパーティクルが発生するのを未然に防止することができる。また、反応ガスが搬送手段等に入り込んで全体の気流が乱れるのを防止することができる。そのため、複数のウェハの膜厚分布を均一に形成することが可能になる。 Therefore, the reaction gas supplied from the gas supply section does not reach the lower surface, so it is possible to prevent particles from being generated on the lower surface. Further, it is possible to prevent the reaction gas from entering the conveying means and the like and disturbing the overall airflow. Therefore, it becomes possible to form a uniform film thickness distribution on a plurality of wafers.

また、請求項２に記載の発明によれば、基材の開口部の周囲上面側にウェハを保持する保持用凹部が形成されているので、ウェハを確実に保持することができる。 Furthermore, according to the second aspect of the invention, since the holding recess for holding the wafer is formed on the upper surface side around the opening of the base material, the wafer can be held securely.

また、請求項３に記載の発明によれば、基材の開口部に上面側に拡がるように傾斜する傾斜面が形成される一方、閉止部材の外周面にテーパが形成されているので、基材の開口部に閉止部材が嵌り込み、開口部を確実に閉止することができる。 Further, according to the third aspect of the invention, the opening of the base member is formed with an inclined surface that extends upwardly, while the outer circumferential surface of the closing member is tapered. The closing member fits into the opening of the material, and the opening can be reliably closed.

また、請求項４に記載の発明によれば、基材の開口部に段付部が形成される一方、閉止部材の外周面にその段付部と同形状の段部が形成されているので、基材の開口部に閉止部材が嵌り込み、開口部を確実に閉止することができる。 Further, according to the invention as set forth in claim 4 , while the stepped portion is formed at the opening of the base material, the stepped portion having the same shape as the stepped portion is formed on the outer peripheral surface of the closing member. The closing member fits into the opening of the base material, and the opening can be reliably closed.

また、請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の成膜用冶具が複数設置され、これらの成膜用冶具にそれぞれウェハを載置して搬送装置により水平方向に順次搬送し、これら搬送されるウェハにガス供給部から反応ガスを吹き付けて成膜することにより、パーティクルの発生を未然に防止するとともに、複数のウェハの膜厚分布を均一に形成することが可能になる。 Further, according to the invention described in claim 5 , a plurality of film forming jigs according to any one of claims 1 to 4 are installed, and a wafer is placed on each of these film forming jigs and transported. By sequentially transporting the wafers in the horizontal direction using a device and spraying reactive gas from the gas supply unit onto the wafers to form a film, particle generation can be prevented and the film thickness distribution on multiple wafers can be made uniform. It becomes possible to form.

本発明の第１実施形態の成膜用冶具を適用した常圧気相成長装置を示すシステム構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a system configuration diagram showing an atmospheric pressure vapor phase growth apparatus to which a film forming jig according to a first embodiment of the present invention is applied. 図１のリフトアップ部の概略構成を示す部分断面構成図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional configuration diagram showing a schematic configuration of the lift-up section of FIG. 1. FIG. 図１のリフトアップ部へのウェハの受け渡しを示す概略説明図である。FIG. 2 is a schematic explanatory diagram showing the delivery of a wafer to the lift-up section of FIG. 1; 図２の成膜用冶具の閉止部材が閉止した状態を示す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the closing member of the film-forming jig shown in FIG. 2 is closed. 第１実施形態の成膜用冶具の具体的な構成を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a specific configuration of a film forming jig according to the first embodiment. 図５の成膜用冶具の閉止部材でウェハをリフトアップした状態を示す部分断面構成図である。FIG. 6 is a partial cross-sectional configuration diagram showing a state in which the wafer is lifted up by the closing member of the film-forming jig shown in FIG. 5; 本発明の第２実施形態の成膜用冶具を適用したリフトアップ部の概略構成を示す部分断面構成図である。FIG. 7 is a partial cross-sectional configuration diagram showing a schematic configuration of a lift-up section to which a film-forming jig according to a second embodiment of the present invention is applied. 図７の成膜用冶具の閉止部材が閉止した状態を示す概略断面図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the closing member of the film-forming jig shown in FIG. 7 is closed. 従来の成膜用冶具を適用したリフトアップ部の概略構成を示す部分断面構成図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional configuration diagram showing a schematic configuration of a lift-up section to which a conventional film-forming jig is applied. 図９の成膜用冶具を示す概略断面図である。10 is a schematic cross-sectional view showing the film-forming jig of FIG. 9. FIG. 従来の成膜用冶具を用いて順次成膜したウェハ番号と、膜厚分布及び膜厚との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the wafer number, film thickness distribution, and film thickness which were sequentially formed into a film using the conventional film-forming jig.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

［第１実施形態］
図１～図６には、本発明の第１実施形態を示す。図１は、本発明の第１実施形態の成膜用冶具を適用した常圧気相成長装置を示すシステム構成図である。図２は、図１のリフトアップ部の概略構成を示す部分断面構成図である。図３は、図１のリフトアップ部へのウェハの受け渡しを示す概略説明図である。図４は、図２の成膜用冶具の閉止部材が閉止した状態を示す概略断面図である。図５は、第１実施形態の成膜用冶具の具体的な構成を示す平面図である。図６は、図５の成膜用冶具の閉止部材でウェハをリフトアップした状態を示す部分断面構成図である。 [First embodiment]
1 to 6 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a system configuration diagram showing a normal pressure vapor phase growth apparatus to which a film forming jig according to a first embodiment of the present invention is applied. FIG. 2 is a partial cross-sectional configuration diagram showing a schematic configuration of the lift-up section of FIG. 1. FIG. FIG. 3 is a schematic explanatory diagram showing the delivery of a wafer to the lift-up section of FIG. 1. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the closing member of the film-forming jig shown in FIG. 2 is closed. FIG. 5 is a plan view showing a specific configuration of the film forming jig of the first embodiment. FIG. 6 is a partial cross-sectional configuration diagram showing a state in which the wafer is lifted up by the closing member of the film-forming jig shown in FIG.

なお、以下の実施形態では、従来の構成と同一の部分には、同一の符号を用いて説明する。 In addition, in the following embodiment, the same code|symbol is used and demonstrated for the same part as a conventional structure.

本実施形態の常圧気相成長装置１０は、図１に示すように搬送手段としての複数の搬送ローラ１１と、加熱手段としてのヒータ１２と、ガス供給部１３と、を備える。 As shown in FIG. 1, the atmospheric vapor phase growth apparatus 10 of this embodiment includes a plurality of conveyance rollers 11 as conveyance means, a heater 12 as heating means, and a gas supply section 13.

複数の搬送ローラ１１には、例えばセラミックスローラが用いられる。これらの搬送ローラ１１上には、成膜用冶具を構成するウェハトレー２０が載置されて順次搬送される。本実施形態では、搬送ローラ１１上に１２枚のウェハトレー２０が載置されて順次搬送される。 For example, ceramic rollers are used for the plurality of conveyance rollers 11. Wafer trays 20 constituting a film forming jig are placed on these transport rollers 11 and sequentially transported. In this embodiment, twelve wafer trays 20 are placed on the transport roller 11 and transported in sequence.

なお、本実施形態では、搬送手段としての複数の搬送ローラ１１を用いたが、これ以外に、例えば離間して配置された一対のプーリに無端状のコンベアを回転可能に巻き掛けて構成したものでもよい。 In this embodiment, a plurality of conveyance rollers 11 are used as the conveyance means, but in addition to this, for example, an endless conveyor rotatably wound around a pair of pulleys arranged apart may be used. But that's fine.

ヒータ１２は、複数の搬送ローラ１１の下方に配置されている。ヒータ１２の加熱温度は、例えばウェハトレー２０が４３０℃程度になるように５００～６００℃程度に設定されている。したがって、ヒータ１２は、ウェハトレー２０上のウェハ２を均一に目的温度まで上昇させる。 The heater 12 is arranged below the plurality of conveyance rollers 11 . The heating temperature of the heater 12 is set, for example, to about 500 to 600°C so that the temperature of the wafer tray 20 is about 430°C. Therefore, the heater 12 uniformly raises the temperature of the wafers 2 on the wafer tray 20 to the target temperature.

ガス供給部１３は、複数の搬送ローラ１１により搬送され、ヒータ１２により加熱されたウェハ２に反応ガスを吹き付けて成膜する。具体的には、ガス供給部１３は、３つのディスパージョンヘッド１４と、これら３つのディスパージョンヘッド１４にそれぞれ連結された排出管１５と、これらの排出管１５が接続されたマニホールド１６と、このマニホールド１６から排出されるガスの圧力を自動的に調整する自動圧力調整装置１７と、を備える。 The gas supply unit 13 sprays a reactive gas onto the wafer 2 that is transported by the plurality of transport rollers 11 and heated by the heater 12 to form a film. Specifically, the gas supply unit 13 includes three dispersion heads 14, discharge pipes 15 connected to these three dispersion heads 14, a manifold 16 to which these discharge pipes 15 are connected, and a manifold 16 connected to these discharge pipes 15. An automatic pressure adjustment device 17 that automatically adjusts the pressure of gas discharged from the manifold 16 is provided.

３つのディスパージョンヘッド１４は、複数の搬送ローラ１１により搬送され、ヒータ１２により加熱されたウェハトレー２０上に載置されたウェハ２に反応ガスを吹き付けて成膜するものである。具体的には、ディスパージョンヘッド１４は、例えばキャリアガス（Ｎ２）、原料ガス（反応ガス）であるＳｉＨ４、ドーピング用のガスであるＰＨ３、及びＢ２Ｈ６の混合ガスを供給する第１のガス供給パイプと、キャリアガスＮ２と、酸化ガスである酸素ガス（Ｏ２）と、オゾンガス（Ｏ３）との混合ガスを供給する第２のガス供給パイプと、キャリアガス（Ｎ２）のみを供給する第３のガス供給パイプと、使用済のガスを排出する排出口が両側に設けられ、さらに、Ｎ２ガスをウェハ２に吹き付けて遮断するガスセパレータ部が、同じく上記排出口の外側に配置されている。 The three dispersion heads 14 spray reactive gas onto the wafer 2 placed on a wafer tray 20 that is transported by a plurality of transport rollers 11 and heated by a heater 12 to form a film. Specifically, the dispersion head 14 supplies a mixed gas of, for example, carrier gas (N 2 ), SiH 4 as a raw material gas (reactive gas), PH 3 as a doping gas, and B 2 H 6. A first gas supply pipe, a second gas supply pipe that supplies a mixed gas of carrier gas N2 , oxygen gas ( O2 ) which is an oxidizing gas, and ozone gas ( O3 ), and a carrier gas (N2); A third gas supply pipe for supplying only 2 ) and an exhaust port for discharging used gas are provided on both sides, and a gas separator section for spraying and shutting off N2 gas to the wafer 2 is also provided on both sides. located outside the exit.

ウェハトレー２０を構成する基材２１は、珪化物セラミックス又は炭化物セラミックスからなり、本実施形態では、このようなセラミックスとして、高密度、高熱伝導率の緻密質からなるＳｉＣを用いている。なお、このＳｉＣは、不純物濃度が低いものが望ましい。 The base material 21 constituting the wafer tray 20 is made of silicide ceramics or carbide ceramics, and in this embodiment, SiC, which is a dense material with high density and high thermal conductivity, is used as such ceramic. Note that this SiC preferably has a low impurity concentration.

ウェハトレー２０は、図２乃至図６に示すように矩形板状に形成され、角部が面取りされている。ウェハトレー２０の基材２１の上面中央には、ウェハ２を保持するための円形の保持用凹部２２が形成されている。この保持用凹部２２内には、基材２１の上面から底面にかけて貫通する円形の開口部２３が形成されている。この開口部２３は、保持用凹部２２に連続して基材２１の上面側に拡がるように傾斜する傾斜面２３ａが形成されている。この開口部２３には、閉止部材２４が閉止可能に設置される。 The wafer tray 20 is formed into a rectangular plate shape, as shown in FIGS. 2 to 6, and has chamfered corners. A circular holding recess 22 for holding the wafer 2 is formed in the center of the upper surface of the base material 21 of the wafer tray 20 . A circular opening 23 is formed in this holding recess 22 and extends through the base material 21 from the top surface to the bottom surface. This opening 23 is formed with an inclined surface 23 a that is continuous with the holding recess 22 and extends toward the upper surface of the base material 21 . A closing member 24 is installed in this opening 23 so that it can be closed.

閉止部材２４は、外周面にテーパ部２４ａが形成されている。閉止部材２４が基材２１の開口部２３を閉止したときは、閉止部材２４のテーパ部２４ａが開口部２３の傾斜面２３ａに嵌り込み、開口部２３を閉止する。閉止部材２４は、底面に図２に示す３本のリフトピン３の上端がそれぞれ嵌り込む嵌合用凹部２４ｂが３つ形成されている。 The closing member 24 has a tapered portion 24a formed on its outer peripheral surface. When the closing member 24 closes the opening 23 of the base material 21, the tapered portion 24a of the closing member 24 fits into the inclined surface 23a of the opening 23, thereby closing the opening 23. The closing member 24 has three fitting recesses 24b formed on the bottom surface thereof, into which the upper ends of the three lift pins 3 shown in FIG. 2 fit, respectively.

閉止部材２４は、嵌合用凹部２４ｂにリフトピン３の上端が嵌り込んだ状態で、リフトピン３の上下動に伴って上下動可能に構成されている。閉止部材２４は、ウェハ２の受け渡し時に３本のリフトピン３が上昇して上面にウェハ２を載置する。閉止部材２４の上面にウェハ２を載置してリフトピン３が下降して閉止部材２４が開口部２３を閉止すると、ウェハトレー２０の保持用凹部２２でウェハ２を保持する。 The closing member 24 is configured to be able to move up and down as the lift pin 3 moves up and down with the upper end of the lift pin 3 being fitted into the fitting recess 24b. When the wafer 2 is transferred, the three lift pins 3 of the closing member 24 are raised to place the wafer 2 on the upper surface thereof. When the wafer 2 is placed on the upper surface of the closing member 24 and the lift pin 3 is lowered so that the closing member 24 closes the opening 23, the wafer 2 is held in the holding recess 22 of the wafer tray 20.

３本のウェハリフトピン３は、シリンダ４を駆動することで、シリンダロッド４ａ、ピン固定部５を介して上下方向に移動可能に構成されている。これら３本のウェハリフトピン３、シリンダ４、シリンダロッド４ａ、及びピン固定部５は、リフトアップ部６を構成している。このリフトアップ部６は、ウェハトレー２０とともに、本実施形態の成膜用冶具を構成する。なお、ピン固定部５は、図５に示すように略三角形状に形成されている。また、各部材の形状及び大小関係は、概ね図５及び図６に示す通りである。 The three wafer lift pins 3 are configured to be movable in the vertical direction via the cylinder rod 4a and the pin fixing part 5 by driving the cylinder 4. These three wafer lift pins 3, cylinder 4, cylinder rod 4a, and pin fixing part 5 constitute a lift-up part 6. This lift-up section 6 and the wafer tray 20 constitute the film-forming jig of this embodiment. Note that the pin fixing portion 5 is formed in a substantially triangular shape as shown in FIG. Further, the shapes and size relationships of each member are generally as shown in FIGS. 5 and 6.

３本のウェハリフトピン３は、上昇時に成膜されたウェハ２を、閉止部材２４を介して上昇させて移載ロボット２６によりウェハ２を回収する一方、成膜されていないウェハ２をウェハカセット２７から取り出して載置する。 The three wafer lift pins 3 lift the wafer 2 on which a film has been formed during the upward movement via the closing member 24, and collect the wafer 2 by a transfer robot 26, while transporting the wafer 2 on which no film has been formed into the wafer cassette 27. Take it out and place it.

次に、本実施形態の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be explained.

本実施形態の常圧気相成長装置１０では、ウェハトレー２０は、閉止部材２４が開口部２３を閉止した状態で、図１に示すように複数の搬送ローラ１１上に順次移載される。これらの搬送ローラ１１上には、ウェハトレー２０が載置されて順次搬送される。ウェハトレー２０は、ヒータ１２上を搬送することで、ウェハ２が目的温度まで加熱された後、ガス供給部１３まで搬送される。このガス供給部１３に搬送されたウェハ２は、ガス供給部１３から反応ガスが吹き付けられて成膜する。 In the atmospheric vapor phase growth apparatus 10 of this embodiment, the wafer trays 20 are sequentially transferred onto the plurality of transport rollers 11 as shown in FIG. 1, with the openings 23 closed by the closing members 24. Wafer trays 20 are placed on these transport rollers 11 and are sequentially transported. The wafer tray 20 is transported over the heater 12 to heat the wafer 2 to a target temperature, and then transported to the gas supply section 13 . The wafer 2 transferred to the gas supply section 13 is blown with a reaction gas from the gas supply section 13 to form a film thereon.

そして、排気されたガスは、排出管１５、マニホールド１６、及び自動圧力調整装置１７を経て排気されるとともに、ヒータ１２の周囲を経て排気される。 The exhausted gas is then exhausted through the exhaust pipe 15 , manifold 16, and automatic pressure regulator 17, and is also exhausted through the vicinity of the heater 12.

次に、ガス供給部１３によって成膜されたウェハ２を保持したウェハトレー２０は、図示しないダウンリフトによって垂直下方に移動された後、ウェハトレー２０がトレー返送部により図示しないアップリフトまで搬送される。このアップリフトで上方の定位置へと搬送される。 Next, the wafer tray 20 holding the wafer 2 on which the film has been formed by the gas supply section 13 is moved vertically downward by a downlift (not shown), and then the wafer tray 20 is transported to an uplift (not shown) by a tray return section. This uplift transports it to a fixed position above.

そして、上方の定位置では、シリンダ４が駆動することで、シリンダロッド４ａ、ピン固定部５を介して図１及び図２に示すリフトピン３が上昇する。すると、リフトピン３の上端が閉止部材２４の嵌合用凹部２４ｂに嵌り込む。この状態で、リフトピン３がさらに上昇すると、閉止部材２４が上昇してウェハ２がリフトアップされる。リフトアップされたウェハ２は、移載ロボット２６により回収され、加熱されたウェハ２が図示しない冷却部に移載されて冷却される。 In the upper fixed position, the cylinder 4 is driven, so that the lift pin 3 shown in FIGS. 1 and 2 is raised via the cylinder rod 4a and the pin fixing part 5. Then, the upper end of the lift pin 3 fits into the fitting recess 24b of the closing member 24. In this state, when the lift pins 3 further rise, the closing member 24 rises and the wafer 2 is lifted up. The lifted wafer 2 is collected by the transfer robot 26, and the heated wafer 2 is transferred to a cooling section (not shown) and cooled.

その後、移載ロボット２６は、ウェハカセット２７から成膜されていないウェハ２を取り出してウェハトレー２０の閉止部材２４の上面に載置する。その後、リフトピン３が下降して閉止部材２４が開口部２３を閉止すると、ウェハトレー２０の保持用凹部２２でウェハ２を保持する。このウェハ２を載置したウェハトレー２０は、複数の搬送ローラ１１に順次移載される。 Thereafter, the transfer robot 26 takes out the wafer 2 on which no film has been formed from the wafer cassette 27 and places it on the upper surface of the closing member 24 of the wafer tray 20 . Thereafter, when the lift pin 3 is lowered and the closing member 24 closes the opening 23, the wafer 2 is held in the holding recess 22 of the wafer tray 20. The wafer tray 20 on which the wafers 2 are placed is sequentially transferred to a plurality of transport rollers 11.

このように本実施形態によれば、基材２１の上面から底面にかけて貫通する開口部２３が形成され、この開口部２３に閉止可能に閉止部材２４が設置され、この閉止部材２４に少なくとも受け渡し時に上面にウェハ２が載置され、搬送時に開口部２３を閉止することにより、ウェハ２が載置されずに搬送ローラ１１によってガス供給部１３に搬送された場合でも、基材２１の開口部２３が閉止部材２４によって閉止されている。 As described above, according to the present embodiment, an opening 23 that penetrates from the top surface to the bottom surface of the base material 21 is formed, and a closing member 24 is installed in this opening 23 so as to be able to close the same, and the closing member 24 is provided with the opening 23 at least during delivery. By placing the wafer 2 on the upper surface and closing the opening 23 during transport, even if the wafer 2 is not placed and is transported to the gas supply section 13 by the transport roller 11, the opening 23 of the base material 21 can be closed. is closed by a closing member 24.

そのため、ガス供給部１３から吹き付けられた反応ガスがウェハトレー２０の下側面に達することがなくなるので、その下側面にウェハ２の汚染の原因となるパーティクルが発生するのを未然に防止することができる。また、反応ガスが搬送ローラ１１等に入り込んで全体の気流が乱れるのを防止することができる。そのため、複数のウェハ２の膜厚分布を均一に形成することが可能になる。 Therefore, the reaction gas blown from the gas supply unit 13 does not reach the lower surface of the wafer tray 20, and it is possible to prevent particles that may cause contamination of the wafers 2 from being generated on the lower surface. . Further, it is possible to prevent the reaction gas from entering the conveyance roller 11 and the like and disturbing the overall airflow. Therefore, it becomes possible to form a uniform film thickness distribution on the plurality of wafers 2.

さらに、本実施形態によれば、反応ガスがヒータ１２に入り込むことがなくなるので、ヒータ１２に反応生成物が付着し、さらには堆積することがなくなる。そのため、伝熱性能を低下させることなく、ヒータ１２の温度分布が不均一になるのを未然に防止することができる。 Furthermore, according to the present embodiment, since the reaction gas does not enter the heater 12, reaction products do not adhere to or even accumulate on the heater 12. Therefore, it is possible to prevent the temperature distribution of the heater 12 from becoming uneven without deteriorating the heat transfer performance.

また、本実施形態によれば、閉止部材２４が上下動可能に構成され、下降時に基材２１の開口部２３を閉止することにより、閉止部材２４の構造を簡素化することができる。 Furthermore, according to the present embodiment, the closing member 24 is configured to be movable up and down and closes the opening 23 of the base material 21 when descending, thereby simplifying the structure of the closing member 24.

さらに、本実施形態によれば、基材２１の開口部２３の周囲上面側にウェハ２を保持する保持用凹部２２が形成されているので、ウェハ２を確実に保持することができる。 Furthermore, according to the present embodiment, the holding recess 22 for holding the wafer 2 is formed on the upper surface side around the opening 23 of the base material 21, so the wafer 2 can be held securely.

そして、本実施形態によれば、基材２１の開口部２３に上面側に拡がるように傾斜する傾斜面２３ａが形成される一方、閉止部材２４の外周面にテーパ部２４ａが形成されているので、基材２１の開口部２３に閉止部材２４が嵌り込み、開口部２３を確実に閉止することができる。 According to the present embodiment, the opening 23 of the base material 21 is formed with an inclined surface 23a that extends upward, and the outer peripheral surface of the closing member 24 is formed with a tapered portion 24a. The closing member 24 fits into the opening 23 of the base material 21, and the opening 23 can be reliably closed.

本実施形態の常圧気相成長装置１０によれば、上記の構成のウェハトレー２０が複数設置され、これらのウェハトレー２０にそれぞれウェハ２を載置して搬送ローラ１１により水平方向に順次搬送し、これら搬送されるウェハ２にガス供給部１３から反応ガスを吹き付けて成膜することにより、パーティクルの発生を未然に防止するとともに、複数のウェハ２の膜厚分布を均一に形成することが可能になる。 According to the normal pressure vapor phase growth apparatus 10 of this embodiment, a plurality of wafer trays 20 having the above configuration are installed, and the wafers 2 are placed on each of these wafer trays 20 and sequentially transported in the horizontal direction by the transport rollers 11. By spraying reactive gas from the gas supply unit 13 onto the wafers 2 being transported to form a film, it is possible to prevent the generation of particles and to form a uniform film thickness distribution on a plurality of wafers 2. .

［第２実施形態］
図７は、本発明の第２実施形態の成膜用冶具を適用したリフトアップ部の概略構成を示す部分断面構成図である。図８は、図７の成膜用冶具の閉止部材が閉止した状態を示す概略断面図である。 [Second embodiment]
FIG. 7 is a partial cross-sectional configuration diagram showing a schematic configuration of a lift-up section to which the film-forming jig of the second embodiment of the present invention is applied. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the closing member of the film-forming jig shown in FIG. 7 is closed.

なお、前記第１実施形態と同一の部分には、同一の符号を付して重複する説明を省略し、異なる構成及び作用について説明する。 Note that the same parts as in the first embodiment are given the same reference numerals, redundant explanations are omitted, and different configurations and operations will be explained.

本実施形態では、主として基材２１の開口部２３の形状と、閉止部材２４の外周面の形状が前記第１実施形態と異なる。具体的には、本実施形態の基材２１の開口部２３は、図７及び図８に示すように保持用凹部２２に連続して段付部３０が形成されている。また、閉止部材２４の外周面には、段付部３０と同形状の段部３１が形成されている。 This embodiment differs from the first embodiment mainly in the shape of the opening 23 of the base material 21 and the shape of the outer peripheral surface of the closing member 24. Specifically, as shown in FIGS. 7 and 8, the opening 23 of the base material 21 of this embodiment has a stepped portion 30 formed continuously to the holding recess 22. Furthermore, a stepped portion 31 having the same shape as the stepped portion 30 is formed on the outer peripheral surface of the closing member 24 .

したがって、本実施形態では、基材２１の開口部２３に段付部３０が形成される一方、閉止部材２４の外周面にその段付部３０と同形状の段部３１が形成されているので、基材２１の開口部３０に閉止部材２４が嵌り込み、開口部２３を確実に閉止することができる。その他の構成及び作用は、前記第１実施形態と同様であるので、その説明を省略する。 Therefore, in this embodiment, while the stepped portion 30 is formed in the opening 23 of the base material 21, the stepped portion 31 having the same shape as the stepped portion 30 is formed on the outer peripheral surface of the closing member 24. The closing member 24 fits into the opening 30 of the base material 21, and the opening 23 can be reliably closed. The other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, so their explanation will be omitted.

なお、本実施形態では、保持用凹部２２と段付部３０とで合わせて２段形成した例について説明したが、これに限らずより多く段数を形成してもよい。 In this embodiment, an example has been described in which two stages are formed by the holding recess 22 and the stepped part 30, but the present invention is not limited to this, and a larger number of stages may be formed.

[他の実施形態]
本発明の各実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 [Other embodiments]
Although embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, changes, and combinations can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included within the scope and gist of the invention as well as within the scope of the invention described in the claims and its equivalents.

例えば、上述した各実施形態では、図示しないが、基材２１の開口部２３と閉止部材２４との間に、Ｏリングやパッキン等の封止部材を設置することで、基材２１の開口部２３を密封することが可能になる。そのため、ウェハトレー２０の下側面に反応ガスが達することがなくなることから、パーティクルの発生と、全体の気流の乱れをさらに一段と未然に防止することができる。 For example, in each of the embodiments described above, although not shown, a sealing member such as an O-ring or packing is installed between the opening 23 of the base 21 and the closing member 24, so that the opening of the base 21 can be closed. 23 can be sealed. Therefore, since the reactive gas does not reach the lower surface of the wafer tray 20, it is possible to further prevent the generation of particles and disturbance of the overall airflow.

また、上記各実施形態では、常圧気相成長装置１０用の成膜用冶具について説明したが、これに限らず、それ以外の半導体製造装置のための冶具、例えばＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）装置用冶具、イオンプレーティング用冶具、エピタキシャル成長用冶具にも適用することができる。 Further, in each of the above embodiments, a film forming jig for the atmospheric vapor deposition apparatus 10 has been described, but the present invention is not limited to this, and jigs for other semiconductor manufacturing apparatuses, such as PVD (Physical Vapor Deposition) apparatuses, are not limited to this. It can also be applied to jigs, ion plating jigs, and epitaxial growth jigs.

さらに、上記各実施形態では、閉止部材２４をブロック状に形成した例について説明したが、これに限らず基材２１の開口部２３を閉止する閉止板に形成したものでもよい。このように閉止部材２４を板状に形成した場合には、閉止部材２４を極めて容易に製造することが可能になる。 Further, in each of the above embodiments, an example in which the closing member 24 is formed in a block shape has been described, but the present invention is not limited to this, and the closing member 24 may be formed in a closing plate that closes the opening 23 of the base material 21. When the closing member 24 is formed into a plate shape in this manner, it becomes possible to manufacture the closing member 24 extremely easily.

１ ウェハトレー
１ａ 保持用凹部
１ｂ リフトピン挿通孔
２ ウェハ
３ ウェハリフトピン
４ シリンダ
４ａ シリンダロッド
５ ピン固定部
６ リフトアップ部
１０ 常圧気相成長装置
１１ 搬送ローラ（搬送手段）
１２ ヒータ（加熱手段）
１３ ガス供給部
１４ ディスパージョンヘッド
１５ 排出管
１６ マニホールド
１７ 自動圧力調整装置
２０ ウェハトレー（成膜用冶具）
２１ 基材
２２ 保持用凹部
２３ 開口部
２３ａ 傾斜面
２４ 閉止部材
２４ａ テーパ部
２４ｂ 嵌合用凹部
２６ 移載ロボット
２７ ウェハカセット
３０ 段付部
３１ 段部 1 Wafer tray 1a Holding recess 1b Lift pin insertion hole 2 Wafer 3 Wafer lift pin 4 Cylinder 4a Cylinder rod 5 Pin fixing part 6 Lift up part 10 Atmospheric pressure vapor phase growth apparatus 11 Transport roller (transport means)
12 Heater (heating means)
13 Gas supply unit 14 Dispersion head 15 Discharge pipe 16 Manifold 17 Automatic pressure regulator 20 Wafer tray (film forming jig)
21 Base material 22 Holding recess 23 Opening 23a Inclined surface 24 Closing member 24a Tapered part 24b Fitting recess 26 Transfer robot 27 Wafer cassette 30 Stepped part 31 Stepped part

Claims (5)

ウェハが移載ロボットによって水平方向から受け渡されて載置され、搬送手段で搬送されて前記載置したウェハに反応ガスを吹き付けて成膜する成膜用冶具であって、
上面から下面にかけて貫通する開口部が形成された基材と、
前記基材の開口部を閉止可能に設置するとともに、少なくとも受け渡し時に上面に前記ウェハが載置され、搬送時に前記開口部を閉止する閉止部材と、
前記閉止部材を上下動させる３本のウェハリフトピンを有し、これら３本のウェハリフトピンで前記基材の上面に対して前記閉止部材の上面が所定の高さとなるように前記閉止部材を上昇させ、この上昇状態で、前記閉止部材の上面に対して、前記移載ロボットを水平方向に移動させて前記ウェハを載置又は回収する一方、前記閉止部材を前記３本のウェハリフトピンで下降させた時に前記基材の開口部を前記閉止部材で閉止するリフトアップ部と、を備え、
前記３本のウェハリフトピンは、それぞれピン固定部の上面に突出して設けられたピン土台と、該ピン土台に取り付けられて該ピン土台よりも小径のピン本体とを有し、
前記閉止部材の下面に前記３本のウェハリフトピンのそれぞれの前記ピン本体上端が嵌り込む嵌合用凹部が３つ形成され、
前記ウェハの前記閉止部材への水平方向からの受け渡し時、前記３つの嵌合用凹部に前記３本のウェハリフトピンのそれぞれの前記ピン本体上端が嵌り込んで、前記閉止部材が前記３本のウェハリフトピンで保持されていることを特徴とする成膜用冶具。 A film forming jig in which a wafer is transferred and placed in a horizontal direction by a transfer robot, and is transported by a transport means to spray a reaction gas onto the placed wafer to form a film,
a base material in which an opening is formed to penetrate from the top surface to the bottom surface;
a closing member that is installed to be able to close the opening of the base material, has the wafer placed on its upper surface at least during delivery, and closes the opening during transportation;
It has three wafer lift pins that move the closing member up and down, and these three wafer lift pins lift the closing member so that the upper surface of the closing member is at a predetermined height with respect to the upper surface of the base material. In this raised state, the transfer robot was moved horizontally with respect to the upper surface of the closing member to place or retrieve the wafer, while the closing member was lowered by the three wafer lift pins. a lift-up part that sometimes closes the opening of the base material with the closing member,
Each of the three wafer lift pins has a pin base protruding from the upper surface of the pin fixing part, and a pin body attached to the pin base and having a smaller diameter than the pin base,
Three fitting recesses into which the upper ends of the pin bodies of the three wafer lift pins fit are formed on the lower surface of the closing member,
When the wafer is delivered to the closing member in the horizontal direction, the upper ends of the pin bodies of the three wafer lift pins fit into the three fitting recesses, and the closing member closes the three wafer lift pins. A film forming jig characterized by being held by. 前記基材の開口部の周囲上面側に前記ウェハを保持する保持用凹部が形成されていることを特徴する請求項１に記載の成膜用冶具。 2. The film forming jig according to claim 1, wherein a holding recess for holding the wafer is formed on the upper surface side around the opening of the base material. 前記基材の開口部は、前記保持用凹部に連続して前記上面に拡がるように傾斜する傾斜面が形成される一方、前記閉止部材の外周面にテーパが形成されていることを特徴とする請求項２に記載の成膜用冶具。 The opening of the base material is characterized in that an inclined surface is formed that is continuous with the holding recess and extends to the upper surface, while a taper is formed on the outer circumferential surface of the closing member. The film-forming jig according to claim 2. 前記基材の開口部は、前記保持用凹部に連続して段付部が形成される一方、前記閉止部材の外周面に前記段付部と同形状の段部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の成膜用冶具。 The opening of the base material is characterized in that a stepped part is formed continuously to the holding recess, and a stepped part having the same shape as the stepped part is formed on the outer peripheral surface of the closing member. The film forming jig according to claim 2. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の成膜用冶具が複数設置され、これらの成膜用冶具にそれぞれウェハを載置して水平方向に順次搬送する搬送装置と、
前記搬送装置によって順次搬送される前記ウェハに反応ガスを吹き付けて成膜するガスヘッドと、
を備えることを特徴とする常圧気相成長装置。 A transport device in which a plurality of film-forming jigs according to any one of claims 1 to 4 are installed, and a wafer is placed on each of these film-forming jigs and sequentially transported in a horizontal direction;
a gas head that sprays a reactive gas onto the wafers sequentially transported by the transport device to form a film;
An atmospheric vapor phase growth apparatus characterized by comprising:
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