TWI750532B - 晶圓傳送裝置、氣相成長裝置、晶圓傳送方法及磊晶矽晶圓的製造方法 - Google Patents

晶圓傳送裝置、氣相成長裝置、晶圓傳送方法及磊晶矽晶圓的製造方法 Download PDF

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Abstract

為了不降低磊晶矽晶圓的品質，提供可以裝載矽晶圓至基座上所希望的位置的晶圓傳送裝置。 晶圓傳送裝置，包括搬送手段以及裝載以搬送手段搬送的矽晶圓在基座3上的裝載手段；裝載手段，包括複數升降頂桿71、72、73以及使複數升降頂桿71、72、73與基座3相對移動的相對移動手段，搬送手段與裝載手段中至少一方的構成，當以複數升降頂桿71、72、73支撐矽晶圓時，構成為特定的升降頂桿71最初接觸矽晶圓的下面。

Description

晶圓傳送裝置、氣相成長裝置、晶圓傳送方法及磊晶矽晶圓的製造方法
本發明係有關於晶圓傳送裝置、氣相成長裝置、晶圓傳送方法及磊晶矽晶圓的製造方法。
氣相成長裝置中，裝載晶圓至基座上之際，首先，搬送以搬送板片支撐下面的晶圓至基座上方時，上升升降頂桿，以其上端支撐晶圓下面的同時，從搬送板片離間晶圓。之後，氣相成長裝置，降下升降頂桿，裝載晶圓至基座上。
基座中，設置升降頂桿插通的貫通孔。此貫通孔的形成，為了順利進行升降頂桿的升降，與升降頂桿之間設置空隙。因此，升降頂桿接觸晶圓時升降頂桿傾斜，在此傾斜狀態下從搬送板片接受晶圓裝載至基座上時，恐怕晶圓的裝載位置偏離所希望的位置。 於是，進行用以抑制這樣的裝載位置偏離的研討(例如，參照專利文獻1)。
專利文獻1的氣相成長裝置，包括支撐環，保持3支升降頂桿的下端側部分，抑制這些升降頂桿的搖晃。支撐環，包括：環部；以及板狀構件，縱向的一端部連接至環部的內周面，另一端部側以環部側激勵；板狀構件與環部之間夾住升降頂桿。 [先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利公開第2017-135147號公報
[發明所欲解決的課題]
但是，如專利文獻1的構成中，例如，隨著溫度升降升降頂桿和支撐環膨脹或收縮時，升降頂桿和支撐環之間恐怕發生摩擦。發生摩擦的話，產生來自升降頂桿和支撐環的灰塵，磊晶矽晶圓上的微粒增加。
本發明的目的在於，為了不降低磊晶矽晶圓的品質，提供可以裝載矽晶圓至基座上所希望的位置的晶圓傳送裝置、氣相成長裝置、晶圓傳送方法及磊晶矽晶圓的製造方法。 [用以解決課題的手段]
本發明的晶圓傳送裝置，對在矽晶圓上形成磊晶膜的氣相成長裝置的基座，傳送上述矽晶圓，上述晶圓傳送裝置包括：搬送手段，保持上述矽晶圓搬送至上述基座上；以及裝載手段，裝載以上述搬送手段搬送的上述矽晶圓至上述基座上；上述裝載手段，包括：複數升降頂桿，可升降插通各個貫通上述基座的複數貫通孔；以及相對移動手段，使上述複數升降頂桿與上述基座相對移動；上述相對移動手段，透過對上述基座上升上述複數升降頂桿，以上述複數升降頂桿支撐上述矽晶圓的下面的同時，解除上述搬送手段保持上述矽晶圓後，透過對上述基座降下上述複數升降頂桿，裝載上述矽晶圓至上述基座，上述搬送手段與上述裝載手段中至少一方的構成，當以上述複數升降頂桿支撐上述矽晶圓時，構成為特定的升降頂桿最初接觸上述矽晶圓的下面。
當以複數升降頂桿支撐矽晶圓時，只是任意的升降頂桿最初接觸的話，由於基座的貫通孔與升降頂桿之間的空隙影響，上述任意的升降頂桿，從基座中央向插通上述任意的升降頂桿的貫通孔的特定方向上，其上端移動傾斜。根據此狀態，使全部複數升降頂桿對基座上升，從搬送手段接受矽晶圓後，透過使全部複數升降頂桿對基座下降，裝載矽晶圓至基座上時，其裝載位置從搬送手段的矽晶圓搬送停止位置的正下方往上述特定方向偏離。 根據本發明，因為複數的升降頂桿中特定的升降頂桿最初接觸矽晶圓，矽晶圓在基座上的裝載位置，從搬送手段的矽晶圓搬送停止位置的正下方往上述特定方向偏離。因此，預先掌握往此特定方向的偏離量，將搬送手段的矽晶圓搬送停止位置，透過先設定至只有上述掌握的偏離量往上述特定方向的相反方向側移動的位置，可以裝載矽晶圓至所希望的位置。又，因為不使用像上述專利文獻1的支撐環的特殊構件，可以抑制灰塵產生，可以抑制磊晶矽晶圓的品質下降。
本發明的晶圓傳送裝置中，上述相對移動手段，理想是在位於上述特定的升降頂桿上端比其它升降頂桿上端高的位置的狀態下，對上述基座上升上述複數升降頂桿。
根據本發明，利用只是調整升降頂桿的高度位置的簡單方法，就可以裝載矽晶圓至所希望的位置。
本發明的晶圓傳送裝置中，上述相對移動手段，理想是在上述特定的升降頂桿上端位於比其它升降頂桿上端只有高0.5mm(毫米)以上5mm以下的位置的狀態下，對上述基座上升上述複數升降頂桿。
升降頂桿的高度差未滿0.5mm時，由於矽晶圓的熱引起的彎曲大小，特定的升降頂桿不能最初接觸矽晶圓，恐怕不能裝載矽晶圓至所希望的位置。又，超過5mm以上時，直到特定的升降頂桿以外的升降頂桿接觸矽晶圓為止的期間，矽晶圓的傾斜變大，搬送手段上矽晶圓的位置偏離大，恐怕不能裝載矽晶圓至所希望的位置。 本發明中，因為使升降頂桿的高度差在0.5mm(毫米)以上5mm以下，可以抑制上述的不良。
本發明的晶圓傳送裝置中，上述複數升降頂桿，具有相同長度；上述相對移動手段，包括升降頂桿支撐構件，具有分別接觸上述複數升降頂桿下端的複數鄰接部，對上述基座相對移動；接觸上述特定的升降頂桿的上述鄰接部上端，理想是設置在比其它上述鄰接部上端高的位置。
根據本發明，利用只是使特定的鄰接部上端比其它鄰接部上端高的簡單方法，就可以裝載矽晶圓至所希望的位置。
本發明的晶圓傳送裝置中，形成上述特定的升降頂桿比其它升降頂桿長，上述相對移動手段，包括升降頂桿支撐構件，具有分別接觸上述複數升降頂桿下端的複數鄰接部，對上述基座相對移動；上述複數鄰接部上端，理想是設置在相同高度的位置。
根據本發明，利用只是使特定的升降頂桿比其它升降頂桿長的簡單方法，就可以裝載矽晶圓至所希望的位置。
本發明的晶圓傳送裝置中，上述搬送手段，在上述基座上，理想是上述矽晶圓中以上述特定的升降頂桿支撐的部分位於比其它部分更下側，搬送上述矽晶圓。
根據本發明，利用只是設定搬送手段搬送的矽晶圓在基座上的姿態的簡單方法，就可以裝載矽晶圓至所希望的位置。
本發明的晶圓傳送裝置中，上述搬送手段，包括縱向形狀的支撐構件，藉由往其縱向移動裝載上述矽晶圓的上述支撐構件，搬送上述矽晶圓至上述基座上，上述支撐構件包括從互相分離的位置往上述支撐構件的縱向延伸的一對延伸部；上述相對移動手段，在上述複數升降頂桿中，理想是使位於上述一對延伸部之間的升降頂桿作為上述特定的升降頂桿，接觸上述矽晶圓的下面。
搬送矽晶圓至基座上時，由於收納基座的腔室內的熱，矽晶圓有可能下面往下側突出彎曲或上面往上側突出彎曲。 根據本發明，即使是彎曲狀態不穩定的矽晶圓，也可以裝載至目標裝載位置。
本發明的氣相成長裝置，在矽晶圓上形成磊晶膜，其特徵在於包括：基座，裝載上述矽晶圓；以及上述晶圓傳送裝置，傳送上述矽晶圓至上述基座。
本發明的晶圓傳送方法，對在矽晶圓上形成磊晶膜的氣相成長裝置的基座，傳送上述矽晶圓，其特徵在於上述晶圓傳送方法包括：搬送步驟，保持上述矽晶圓搬送至上述基座上；以及裝載步驟，裝載以上述搬送步驟搬送的上述矽晶圓至上述基座上；上述裝載步驟，包括相對移動步驟，透過使可升降插通各個貫通上述基座的複數貫通孔之複數升降頂桿對上述基座上升，支撐上述基座上的上述矽晶圓下面的同時，解除上述搬送步驟的保持上述矽晶圓後，透過對上述基座降下複數升降頂桿，裝載上述矽晶圓至上述基座；上述搬送步驟與上述裝載步驟中至少一方的步驟，當以上述複數升降頂桿支撐上述矽晶圓時，使特定的升降頂桿最初接觸上述矽晶圓的下面。
本發明的晶圓傳送方法中，係縱向形狀的支撐構件，使用具有從互相分離的位置往上述支撐構件的縱向延伸的一對延伸部之支撐構件，上述搬送步驟，裝載p-型的上述矽晶圓的上述支撐構件往其縱向移動，藉此搬送上述p-型的矽晶圓至上述基座上，上述相對移步驟，在上述複數升降頂桿中，理想是使位於上述一對延伸部之間的升降頂桿作為上述特定的升降頂桿，接觸上述矽晶圓的下面。
本發明的磊晶矽晶圓的製造方法，在矽晶圓上形成磊晶膜，其特徵在於包括：進行上述晶圓傳送方法的步驟，傳送上述矽晶圓至基座；以及氣相成長步驟，傳送至上述基座的上述矽晶圓上形成磊晶膜。
[實施形態] 以下，說明關於本發明的一實施形態。 [氣相成長裝置的構成] 如第1圖所示，氣相成長裝置1，包括腔室2、基座3、加熱部4以及晶圓傳送裝置5。
腔室2，包括上圓頂21、下圓頂22、以及固定各圓頂21、22的外緣之間的圓頂固定體23，利用這些畫分磊晶膜形成室20。 上圓頂21及下圓頂22，以石英形成。 在下圓頂22的中央，設置筒部221，往下方延伸，插通後述的升降頂桿支撐構件76的主柱761。 圓頂固定體23，包括晶圓搬出入口24，用以將矽晶圓搬出入磊晶膜形成室20。圓頂固定體23，如第2圖所示，包括：氣體供給口25，用以供給氣體至磊晶膜形成室20內；以及氣體排出口26，用以從磊晶膜形成室20排出氣體。
基座3，以碳化矽覆蓋的碳形成圓板狀。 基座3的一主面上，形成收納矽晶圓W的圓形倒角部31。倒角部31的直徑，比矽晶圓W的直徑大。 基座3的另一主面的外緣近旁，也如第3圖所示，設置嵌入後述支撐桿753的3個嵌合溝32。嵌合溝32，在基座3的圓周方向上以120∘間隔設置。 又，基座3中，設置貫通兩主面的第1、第2、第3貫通孔33、34、35。 各貫通孔33、34、35，在倒角部31內，在基座3的圓周方向上以120∘間隔設置。各貫通孔33、34、35，如第4圖所示，包括：圓錐狀的錐形部33A、34A、35A，隨著從裝載矽晶圓W的倒角部31的裝載面31A朝基座3的厚度方向中心內徑變小；以及軸孔部33B、34 B、35B，在基座3的厚度方向中內徑相等。
加熱部4，如第1圖所示，包括設置在腔室2上側的上加熱器41以及設置在下側的下加熱器42。上加熱器41以及下加熱器42，由紅外線燈或鹵素燈構成。
晶圓傳送裝置5，傳送矽晶圓W至基座3。晶圓傳送裝置5，包括搬送手段6以及裝載手段7。
搬送手段6，保持矽晶圓W搬送至基座3。搬送手段6，包括縱向形狀的支撐構件61(參照第6(A)圖)以及搬送機器人62。 支撐構件61，例如，以石英形成細長長方形板狀。支撐構件61，包括細長長方形板狀的本體部61A以及從此本體部61A的前端寬度方向兩端延伸的一對延伸部61B。 搬送機器人62，保持支撐構件61在縱向的一端側。搬送機器人62，藉由往其縱向移動支撐構件61，搬送支撐構件61上裝載的矽晶圓W至腔室2內，基座3的倒角部31上裝載矽晶圓W後，移動支撐構件61至原來的位置。搬送機器人62，根據需要，搬送矽晶圓W至腔室2內前，往與其縱向直交的方向移動支撐構件61，調整基座3中矽晶圓W的裝載位置。
裝載手段7，裝載搬送手段6搬送的矽晶圓W至基座3上。裝載手段7，如第1、2、3、5圖所示，包括第1、第2、第3的升降頂桿71、72、73以及相對移動手段74。
各升降頂桿71、72、73，例如以碳化矽覆蓋的碳形成相同形狀的棒狀。各升降頂桿71、72、73，如第4圖所示，包括截頭圓錐狀的頭部71A、72A、73A以及從上述頭部71A、72A、73A中直徑較小的端部圓柱狀延伸的軸部71B、72B、73B。 各升降頂桿71、72、73的軸部71B、72B、73B插通各貫通孔33、34、35的軸孔部33B、34B、35B，透過以其自重頭部71A、72A、73A與錐形部33A、34A、35A鄰接，利用基座3支撐。頭部71A、72A、73A，當各升降頂桿71、72、73以基座3支撐時，理想是其上端位於比倒角部31的裝載面31A更下方形成。軸部71B、72B、73B配置為其中心軸與各貫通孔33、34、35的軸孔部33B、34B、35B的中心軸一致時，與軸孔部33B、34B、35B之間，形成設置空隙C的粗細。
相對移動手段74，透過相對移動各升降頂桿71、72、73與基座3，裝載搬送手段6搬送的矽晶圓W至基座3上。相對移動手段74，包括基座支撐構件75、升降頂桿支撐構件76以及驅動手段77。
基座支撐構件75，以石英形成。基座支撐構件75，包括圓柱狀的主柱751、從上述主柱751的前端放射狀延伸的3支臂752以及設置在各臂752前端的支撐桿753。 臂752，在主柱751的圓周方向上以120∘間隔往斜上方延伸設置。臂752的縱向中央，設置貫通上述臂752的貫通孔752A。 各支撐桿753以純粹的SiC形成，分別嵌入基座3的嵌合溝32內，藉此支撐上述基座3。
升降頂桿支撐構件76，以石英形成。升降頂桿支撐構件76，包括圓筒狀的主柱761、從上述主柱761的前端放射狀延伸的第1、第2、第3臂762、763、764以及設置在各臂762、763、764前端的第1、第2、第3鄰接部765、766、767。 各臂762、763、764，在主柱761的圓周方向上以120∘間隔往斜上方延伸設置。 各鄰接部765、766、767，以各自的上端面765A、766A、767A從下方支撐升降頂桿71、72、73。形成第1鄰接部765比第2、第3鄰接部766、767高。上端面765A與上端面766A、 767A的高度差ΔH，理想是0.5mm以上5mm以下，更理想是2mm以上3mm以下。
主柱761，在各臂762、763、764位於磊晶膜形成室20的狀態下，插通下圓頂22的筒部221。主柱761的內部，在各臂762、763、764位於基座支撐構件75的各臂752下方的狀態，且以基座3支撐的各升降頂桿71、72、73下端可與各鄰接部765、766、767的上端面765A、766A、767A鄰接的狀態下，插通主柱751。
驅動手段77，又是旋轉基座支撐構件75及升降頂桿支撐構件76，又是升降升降頂桿支撐構件76。
[磊晶矽晶圓的製造方法] 其次，說明關於使用氣相沈積裝置1的磊晶矽晶圓的製造方法。 首先，準備p型或n型矽晶圓W。矽晶圓W是p型時，添加硼，n型時，添加磷、砷、銻。矽晶圓W的直徑，可以是200mm(毫米)、300mm、450mm等任何大小。 其次，未圖示氮空氣的機器人室內配置的搬送手段6的支撐構件61，支撐矽晶圓W，其主面與水平面平行。之後， 機器人室與腔室2之間配置的未圖示的閘閥打門時，搬送手段6的搬送機器人62，維持主面與水平面平行的狀態不變，經由晶圓搬出入口24，搬入以加熱部4加熱矽晶圓W的磊晶膜形成室20內，在基座3的倒角部31上停止。 此時，如第6(A)圖所示，基座3中，為了使第1貫通孔33位於一對延伸部61B間的中心位置且比矽晶圓W的中心WC 更往搬入方向側，第2、第3貫通孔34、35位於本體部61A外側且比中心WC 更往搬出方向側(機器人室側)，調整旋轉方向的位置。
其次，晶圓傳送裝置5的驅動手段77，上升升降頂桿支撐構件76，上升基座3支撐的各升降頂桿71、72、73。此時，因為第1鄰接部765的上端面765A位於比第2、第3鄰接部766、767的上端面766A、767A更上方，各升降頂桿71、72、73，維持第1升降頂桿71的頭部71A比第2、第3降頂桿72、73的頭部72A、73A更上方的狀態不變，上升。因此，第1升降頂桿71最初接觸矽晶圓W的下面，之後，第2、第3降頂桿72、73接觸。
在此，假設，形成升降頂桿支撐構件76的鄰接部765、766、767相同高度時，各升降頂桿71、72、73的頭部71A、72A、73A維持位於相同高度的狀態不變，上升。矽晶圓W，因為在磊晶膜形成室20內以加熱部4加熱，由於上述矽晶圓W的兩主面的溫度差或熱吸收的差產生彎曲。此時，由於矽晶圓W的彎曲狀態，最初接觸矽晶圓W的升降頂桿或是第1升降頂桿71，或是第2升降頂桿72，不穩定。
基座3的各貫通孔33、34、35的軸孔部33B、34 B、35B，與各升降頂桿71、72、73的軸部71B、72B、73B之間，設置空隙C形成。因此，例如，第6(B)圖中二點虛線所示的矽晶圓W中，第1升降頂桿71最初接觸又上升時，矽晶圓W的重量只對第1升降頂桿71作用，且因為第1升降頂桿71的下端未固定至第1鄰接部765，由於空隙C的存在，第1升降頂桿71傾斜。具體而言，第1升降頂桿71傾斜，使頭部71A從基座3中心朝向第1貫通孔33的第1方向側D1 移動。由於此第1升降頂桿71的傾斜，如第6(B)圖中實線所示，矽晶圓W，比搬送手段6的基座3上的停止位置更往第1方向側D1 偏離。
在此狀態下，再上升升降頂桿支撐構件76的話，各升降頂桿71、72、73全部接觸矽晶圓W，從支撐構件61舉起上述矽晶圓W，但此時舉起的矽晶圓W位置，比基座3上的停止位置更往第1方向D1 側偏離。 搬送手段6移動支撐構件61至腔室2外部，關閉閘閥的話，驅動手段77降下升降頂桿支撐構件76，裝載矽晶圓W至基座3的倒角部31內，矽晶圓W的裝載位置，如第6(C)圖所示，維持比基座3上的目標裝載位置P更往第1方向D1 側偏離的狀態。
這樣的矽晶圓W的裝載位置偏離，在第2升降頂桿72、第3升降頂桿73最初接觸矽晶圓W時也同樣發生。其偏離方向，在第2升降頂桿72最初接觸時，如第6(A)圖所示，成為從基座3中心朝向第2貫通孔34的第2方向D2 ，第3升降頂桿73最初接觸時，成為從基座3中心朝向第3貫通孔35的第3方向D3 。 這樣，維持各升降頂桿71、72、73的頭部71A、72A、73A在相同高度的狀態不變，上升這些時，不知道矽晶圓W在基座3上的裝載位置往哪個方向偏離。
相對於此，本實施形態，因為使第1升降頂桿71最初接觸矽晶圓W的下面，各升降頂桿71、72、73全部在接觸矽晶圓W時的矽晶圓W偏離方向只成為第1方向D1 。 搬送手段6搬入的矽晶圓W停止位置，一般為基座3上的矽晶圓W目標裝載位置P正上方，但本實施形態中，明白矽晶圓W的目標裝載位置以高機率從上述停止位置往第1方向D1 偏離。因此，先掌握此偏離量ΔD，從目標裝載位置P正上方往第1方向D1 的相反方向側只回到ΔD的位置，透過先設定搬送手段6的矽晶圓W停止位置，可以裝載矽晶圓W至基座3上的目標裝載位置P上。
又，以支撐構件61支撐矽晶圓W在基座3上的狀態下，由於來自基座3的輻射熱，矽晶圓W下面側的溫度比上面側的溫度高。 矽晶圓W是p++型時，因為矽晶圓W的熱吸收率高，容易產生上述輻射熱的影響引起的矽晶圓W上下面溫度差。因此，將矽晶圓W，搬入基座3上時，短時間內，如第7(A)圖所示，下面往下側突出彎曲。即，矽晶圓W，在支撐構件61的一對延伸部61B之間存在的部分，彎得比存在本體部61A外側的部分低。因此，第7(A)圖中二點虛線所示的一對延伸部61B之間存在的第1升降頂桿71，變得容易最初接觸矽晶圓W。
另一方面，矽晶圓W是p-型時，因為矽晶圓W的熱吸收率比p++型低，不易產生上述輻射熱的影響引起的矽晶圓W上下面溫度差。因此，將矽晶圓W，搬入基座3上時，如第7(A)圖所示，下面往下側突出彎曲，如第7(B)圖所示，上面往上側突出彎曲。即，矽晶圓W，在一對延伸部61B之間存在的部分，彎得比存在本體部61A外側的部分或是低或是高。
矽晶圓W如第7(A)圖所示彎曲時，與p++型的情況相同，第1升降頂桿71變得容易最初接觸矽晶圓W。。 另一方面，矽晶圓W如第7(B)圖所示彎曲的情況下，使各升降頂桿71、72、73的高度位置相同的話，變得容易最初接觸存在本體部61A外側的第2升降頂桿72或第3升降頂桿73，而變得難以預先掌握裝載位置往哪個方向偏離。結果，產生不能裝載矽晶圓W在目標裝載位置P上的情況。但是，本實施形態中，因為第1升降頂桿71的高度位置比第2、第3升降頂桿72、73高，藉由使第1升降頂桿71與第2、第3升降頂桿72、73的高度差比矽晶圓W的彎曲量大，如第7(B)的二點虛線所示，變得容易使第1升降頂桿71最初接觸矽晶圓W，可以預先掌握裝載位置往哪個方向偏離。結果，即使是彎曲狀態不穩定的p-型矽晶圓W，也可以裝載矽晶圓W至目標裝載位置P上。 又，矽晶圓W的彎曲量(矽晶圓W的外緣與中央的差)，也由於矽晶圓W的厚度、磊晶膜形成室20內的溫度，係1mm左右。
裝載矽晶圓W至基座3後，從氣體供給口25連續導入作為載體氣體的氫氣的同時，藉由從氣體排出口26排出，使磊晶膜形成室20內形成氫空氣。之後，上升磊晶膜形成室20內的溫度，與載體氣體一起，導入原料氣體、摻雜氣體至磊晶膜形成室20內的同時，透過驅動手段77旋轉基座支撐構件75及升降頂桿支撐構件76，在矽晶圓W上形成磊晶膜。 又，作為原料氣體，例如使用SiH4 (甲矽烷)、SiH4 Cl2 (二氯矽烷)、SiHCl3 (三氯氫矽)、SiCl4 (四氯化矽)等。作為摻雜氣體，磊晶膜是P型時，使用B2 H6 (乙硼烷)、BCl3 (三氯化硼)等的硼化物，N型時，使用PH3 (磷化氫)、AsH3 (砷化氫)等。
磊晶膜形成後，驅動手段77，上升升降頂桿支撐構件76，以各升降頂桿71、72、73從基座3舉起矽晶圓W。之後，閘閥打開時，搬送機器人62移動支撐構件61至磊晶膜形成室20內部，停止在矽晶圓W下方。於是，裝載手段77降下升降頂桿支撐構件76交接矽晶圓W給支撐構件61時，搬送機器人62將支撐構件61與矽晶圓W一起搬出至磊晶膜形成室20外部，結束1枚磊晶矽晶圓的製造處理。
[實施形態的作用效果] 根據上述實施形態，因為各升降頂桿71、72、73中使第1升降頂桿71最初接觸矽晶圓W，預先掌握往第1方向D1 的矽晶圓W的裝載位置偏離量，透過先設定搬送手段6的矽晶圓W停止位置，可以裝載矽晶圓W至所希望的位置。
因為形成第1鄰接部765比第2、第3鄰接部766、767高，即使使用相同形狀的各升降頂桿71、72、73，也可以裝載矽晶圓W至所希望的位置。
各升降頂桿71、72、73中，使位於一對延伸部61B之間的第1升降頂桿71，作為特定的升降頂桿最初接觸矽晶圓W的下面。因此，即使彎曲狀態不穩定的p-型矽晶圓W，也可以裝載矽晶圓W至目標裝載位置P。
[變形例] 又，本發明不是只限定於上述實施形態，在不脫離本發明的要旨的範圍內，可以作各種改良及設計變更。
例如，第8(A)圖所示，使各鄰接部765、766、767的高度相同，藉由比第2、第3升降頂桿72、73更加長第1升降頂桿71的長度，使第1升降頂桿71最初接觸其主面與水平面平行搬入的矽晶圓W也可以。 如第8(B)圖所示，使各鄰接部765、766、767的高度相同的同時，使各升降頂桿71、72、73的長度相同，由於以搬送手段6的支撐構件61使其主面對水平面傾斜搬入矽晶圓W，使第1升降頂桿71最初接觸矽晶圓W也可以。
上述實施形態或第8(A)、(B)圖所示的變形例中，使第1升降頂桿71最初接觸矽晶圓W，但使第2、第3升降頂桿72、73最初接觸矽晶圓W也可以。第2降頂桿72、第3升降頂桿73最初接觸時，矽晶圓W的裝載位置往第2方向D2 、第3方向D3 偏離，但搬入矽晶圓W至磊晶膜形成室20前，根據偏離方向，透過往與矽晶圓W的搬入方向直交的方向移動支撐構件61，可以裝載矽晶圓W至所希望的位置。
又，使各升降頂桿71、72、73在基座3的圓周方向旋轉180∘狀態下配置也可以。升降頂桿的數量，4支以上也可以。 以各升降頂桿71、72、73全部從搬送手段6接受矽晶圓W後，停止或者降下各升降頂桿71、72、73的同時，上升基座3裝載矽晶圓W至基座3。 [實施例]
其次，根據實施例更詳細說明本發明，但本發明不受這些例任何限定。
[比較例] 首先，準備與上述實施形態相同的氣相成長裝置以及直徑300mm且厚度775μm(微米)p-型矽晶圓W。作為各升降頂桿71、72、73，準備軸部71B、72B、73B與各貫通孔33、34、35的軸孔部33B、34 B、35B的空隙C是0.25mm的升降頂桿。 於是，使各升降頂桿71、72、73的高度位置相同，加熱磊晶膜形成室20至700℃，進行矽晶圓W到基座3的裝載處理。裝載至基座3的矽晶圓W中心與目標裝載位置P中心的偏離，利用測量裝置(Epricrew公司製 Edge Zoom)從基座上方測量。對100枚矽晶圓W進行相同的實驗。
[實施例1] 使第1升降頂桿71的高度位置比第2、第3升降頂桿72、73高1mm以外，進行與比較例1相同的實驗。
[實施例2] 使第1升降頂桿71的高度位置比第2、第3升降頂桿72、73高2mm以外，進行與比較例1相同的實驗。
[評價] 比較例、實施例1、2分別的測量結果，顯示於第9(A)、(B)、(C)圖。又，第9(A)、(B)、(C)圖中，縱軸Y及橫軸X的值，係以第1、2、6(A)〜(C)圖、第7(A)、(B)的XYZ軸為基準的值。即，縱軸Y的正值，表示往矽晶圓W的搬出方向的偏離，負值表示往矽晶圓W的搬入方向 (第1方向D1 ) 的偏離。又，橫軸X的正值，表示往與搬入方向直交的一方向 (第3方向D3 側) 的偏離，負值表示往與搬入方向直交的另一方向 (第2方向D2 側) 的偏離。 又，橫軸及縱軸的位置都是0mm時，表示矽晶圓W的裝載位置未從目標裝載位置P偏離。
比較例中，如第9(A)圖所示，裝載位置從目標裝載位置P往基座3的圓周方向的各位置偏離，偏離位置波動大。 認為這是因為，如上述，由於p-型矽晶圓W的彎曲在第7(A)或7(B)圖中任一狀態下發生，最初接觸矽晶圓W的升降頂桿不是特定的。
相對於此，實施例1中，如第9(B)圖所示，裝載位置從目標裝載位置P往偏離的特定2處集中，相較於比較例偏離位置的波動小。 又，實施例2中，如第9(C)圖所示，裝載位置從目標裝載位置P往偏離的特定1處集中，相較於比較例及實施例1偏離位置的波動小。 認為這是因為，即使彎曲方向不穩定的p-型矽晶圓W，由於使第1升降頂桿71的高度位置比第2、第3升降頂桿72、73高，第1升降頂桿71最初接觸矽晶圓W的機率也變高，高度位置的差越大其機率越高。
又，使第1升降頂桿71的高度位置與第2、第3升降頂桿72、73的高度位置的差比2mm大的話，更可以推斷裝載位置從目標裝載位置P偏離的波動變小。
根據上述，透過使第1升降頂桿71的高度位置比第2、第3升降頂桿72、73高，可以確認可抑制矽晶圓W的裝載位置從目標裝載位置P偏離的波動變小。 尤其，第1升降頂桿71的高度位置與第2、第3升降頂桿72、73的高度位置的差在2mm以上的話，可以集中矽晶圓W的裝載位置至1處，可以確認偏離的波動變小。
根據這樣的結果，預先掌握依照各升降頂桿71、72、73的高度位置設定條件之矽晶圓W的裝載位置偏離量及偏離方向，例如，實施例1的條件中，第10(A)圖所示的位置上，實施例2的條件中，第10(B)圖所示的位置上，為了裝載矽晶圓W，先偏離搬送手段6的矽晶圓W搬送停止位置的話，可以裝載矽晶圓W至所希望的位置。
1:氣相成長裝置 2:腔室 20:磊晶膜形成室 21:上圓頂 22:下圓頂 221:筒部 23:圓頂固定體 24:晶圓搬出入口 25:氣體供給口 26:氣體排出口 3:基座 31:倒角部 31A:裝載面 32:嵌合溝 33、34、35:第1、第2、第3貫通孔 33A、34A、35A:錐形部 33B、34 B、35B:軸孔部 4:加熱部 41:上加熱器 42:下加熱器 5:晶圓傳送裝置 6:搬送手段 61:支撐構件 61A:本體部 61B:延伸部 62:搬送機器人 7:裝載手段 71、72、73:升降頂桿 71A、72A、73A:頭部 71B、72B、73B:軸部 74:相對移動手段 75:基座支撐構件 751:主柱 752:臂 752A:貫通孔 753:支撐桿 76:升降頂桿支撐構件 761:主柱 762、763、764:第1、第2、第3臂 765、766、767:第1、第2、第3鄰接部 765A、766A、767A:上端面 77:驅動手段 C:空隙 ΔD:偏離量 D1:第1方向 D2:第2方向 P:目標裝載位置 W:矽晶圓 WC:中心
[第1圖]係本發明的一實施形態從氣相成長裝置的一方向所見時的模式圖； [第2圖]係與上述氣相成長裝置的上述一方向直交的方向所見時的模式圖； [第3圖]係上述氣相成長裝置的基座及基座支撐構件的立體圖； [第4圖]係上述基座的貫通孔的剖面圖； [第5圖]係顯示上述氣相成長裝置的升降頂桿支撐構件中的升降頂桿支撐狀態模式圖； [第6圖]係利用上述氣相成長裝置的磊晶矽晶圓的製造方法說明圖，(A)係搬送矽晶圓至基座上方時的平面圖，(B)係矽晶圓接觸升降頂桿時的側面圖，(C)係基座上裝載矽晶圓時的平面圖； [第7圖]係上述磊晶矽晶圓的製造方法說明圖，(A)係產生彎曲的p++型或p-型矽晶圓接觸升降頂桿時的側面圖，(B)係產生彎曲的p-型矽晶圓接觸升降頂桿時的側面圖； [第8圖] (A)係本發明變形例的矽晶圓接觸升降頂桿時的側面圖，(B)係其它變形例的矽晶圓接觸升降頂桿時的側面圖； [第9圖] 係顯示本發明實施例中對矽晶圓的目標裝載位置的裝載位置分布，(A)表示比較例的分布，(B) 表示實施例1的分布，(C) 表示實施例2分布；以及 [第10圖]係顯示根據第9圖的結果調整矽晶圓的搬送停止位置時對矽晶圓的目標裝載位置的裝載位置分布，(A)表示實施例1的分布，(B)表示實施例2的分布。
3:基座
33、34、35:第1、第2、第3貫通孔
61:支撐構件
71、72、73:升降頂桿
71A、72A、73A:頭部
71B、72B、73B:軸部
76:升降頂桿支撐構件
761:主柱
762、763、764:第1、第2、第3臂
765、766、767:第1、第2、第3鄰接部
765A、766A、767A:上端面
W:矽晶圓

Claims (13)

  1. 一種晶圓傳送裝置，對在矽晶圓上形成磊晶膜的氣相成長裝置的基座，傳送上述矽晶圓，其特徵在於：上述晶圓傳送裝置包括：搬送手段，保持上述矽晶圓搬送至上述基座上；以及裝載手段，裝載以上述搬送手段搬送的上述矽晶圓至上述基座上；其中，上述裝載手段，包括：複數升降頂桿，可升降插通各個貫通上述基座的複數貫通孔；以及相對移動手段，使上述複數升降頂桿與上述基座相對移動；上述相對移動手段，透過對上述基座上升上述複數升降頂桿，以上述複數升降頂桿支撐上述矽晶圓的下面的同時，解除上述搬送手段保持上述矽晶圓後，透過對上述基座降下上述複數升降頂桿，裝載上述矽晶圓至上述基座；上述搬送手段與上述裝載手段中至少一方的構成，當以上述複數升降頂桿支撐上述矽晶圓時，構成為特定的升降頂桿最初接觸上述矽晶圓的下面，使得晶圓在接觸上述特定的升降頂桿後往水平方向偏離。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的晶圓傳送裝置，其特徵在於：上述相對移動手段，在位於上述特定的升降頂桿上端比其它升降頂桿上端高的位置的狀態下，對上述基座上升上述複數升降頂桿。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的晶圓傳送裝置，其特徵在於：上述相對移動手段，在上述特定的升降頂桿上端位於比其它升降頂桿上端只有高0.5mm(毫米)以上5mm以下的位置的狀態下，對上述基座上升上述複數升降頂桿。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的晶圓傳送裝置，其特徵在於：上述複數升降頂桿，具有相同長度； 上述相對移動手段，包括升降頂桿支撐構件，具有分別接觸上述複數升降頂桿下端的複數鄰接部，對上述基座相對移動；接觸上述特定的升降頂桿的上述鄰接部上端，設置在比其它上述鄰接部上端高的位置。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的晶圓傳送裝置，其特徵在於：上述複數升降頂桿，具有相同長度；上述相對移動手段，包括支撐構件，具有分別接觸上述複數升降頂桿下端的複數鄰接部，對上述基座相對移動；接觸上述特定的升降頂桿的上述鄰接部上端，設置在比其它上述鄰接部上端高的位置。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的晶圓傳送裝置，其特徵在於：形成上述特定的升降頂桿比其它升降頂桿長；上述相對移動手段，包括升降頂桿支撐構件，具有分別接觸上述複數升降頂桿下端的複數鄰接部，對上述基座相對移動；上述複數鄰接部上端，設置在相同高度的位置。
  7. 如申請專利範圍第3項所述的晶圓傳送裝置，其特徵在於：形成上述特定的升降頂桿比其它升降頂桿長；上述相對移動手段，包括升降頂桿支撐構件，具有分別接觸上述複數升降頂桿下端的複數鄰接部，對上述基座相對移動；上述複數鄰接部上端，設置在相同高度的位置。
  8. 如申請專利範圍第1~7項中任一項所述的晶圓傳送裝置，其特徵在於：上述搬送手段，在上述基座上，上述矽晶圓中以上述特定的升降頂桿支撐的部分位於比其它部分更下側，搬送上述矽晶圓。
  9. 如申請專利範圍第1~7項中任一項所述的晶圓傳送裝置，其特徵在於：上述搬送手段，包括縱向形狀的支撐構件，藉由往其縱向移動裝載上述矽晶圓的上述支撐構件，搬送上述矽晶圓至上述基座上；上述支撐構件包括從互相分離的位置往上述支撐構件的縱向延伸的一對延伸部；上述相對移動手段，在上述複數升降頂桿中，使位於上述一對延伸部之間的升降頂桿作為上述特定的升降頂桿，接觸上述矽晶圓的下面。
  10. 一種氣相成長裝置，在矽晶圓上形成磊晶膜，其特徵在於：上述氣相成長裝置包括：基座，裝載上述矽晶圓；以及申請專利範圍第1~9項中任一項所述的晶圓傳送裝置，傳送上述矽晶圓至上述基座。
  11. 一種晶圓傳送方法，對在矽晶圓上形成磊晶膜的氣相成長裝置的基座，傳送上述矽晶圓，其特徵在於：上述晶圓傳送方法包括：搬送步驟，保持上述矽晶圓搬送至上述基座上；以及裝載步驟，裝載以上述搬送步驟搬送的上述矽晶圓至上述基座上；其中，上述裝載步驟，包括相對移動步驟，透過使可升降插通各個貫通上述基座的複數貫通孔之複數升降頂桿對上述基座上升，支撐上述基座上的上述矽晶圓下面的同時，解除上述搬送步驟的保持上述矽晶圓後，透過對上述基座降下複數升降頂桿，裝載上述矽晶圓至上述基座；上述搬送步驟與上述裝載步驟中至少一方的步驟，當以上述複數升降頂桿支撐上述矽晶圓時，使特定的升降頂桿最初接觸上述矽晶圓的下面，使得晶圓 在接觸上述特定的升降頂桿後往水平方向偏離。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的晶圓傳送方法，其特徵在於：係縱向形狀的支撐構件，使用具有從互相分離的位置往上述支撐構件的縱向延伸的一對延伸部之支撐構件；上述搬送步驟，使裝載p-型的上述矽晶圓的上述支撐構件往其縱向移動，藉此搬送上述p-型的矽晶圓至上述基座上；上述相對移動步驟，在上述複數升降頂桿中，使位於上述一對延伸部之間的升降頂桿作為上述特定的升降頂桿，接觸上述矽晶圓的下面。
  13. 一種磊晶矽晶圓的製造方法，在矽晶圓上形成磊晶膜，其特徵在於：上述磊晶矽晶圓的製造方法包括：進行申請專利範圍第11或12項所述的晶圓傳送方法的步驟，傳送上述矽晶圓至基座；以及氣相成長步驟，傳送至上述基座的上述矽晶圓上形成磊晶膜。
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