WO2012043495A1 - 搬送装置及び処理システム - Google Patents

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WO2012043495A1
WO2012043495A1 PCT/JP2011/071925 JP2011071925W WO2012043495A1 WO 2012043495 A1 WO2012043495 A1 WO 2012043495A1 JP 2011071925 W JP2011071925 W JP 2011071925W WO 2012043495 A1 WO2012043495 A1 WO 2012043495A1
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WO
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wafer
pick
center
outer edge
plate material
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/071925
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English (en)
French (fr)
Inventor
佐々木　義明
山口　博史
雅仁 小沢
Original Assignee
東京エレクトロン株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68707—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a robot blade, or gripped by a gripper for conveyance
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67742—Mechanical parts of transfer devices

Definitions

  • the present invention relates to a transfer apparatus that carries a board material such as a semiconductor wafer into and out of a processing apparatus, and a processing system that includes the transfer apparatus and a plurality of processing apparatuses.
  • various film forming processes, reforming processes, oxidation diffusion processes, annealing processes, etching processes, and the like are sequentially and repeatedly performed on a semiconductor wafer.
  • a plurality of layers may be formed on a semiconductor wafer.
  • a processing system such as Patent Document 1
  • a plurality of processing chambers are connected to one common transfer chamber, and semiconductor wafers are sequentially transferred to each processing chamber using a pick, and each processing chamber performs a necessary process each time. It is comprised so that it may carry out continuously and efficiently.
  • the semiconductor wafer is provided with a specific processing chamber for performing processing that is likely to cause contamination, and there are two picks. The pick is used to carry the semiconductor wafer into the specific processing chamber and to carry the semiconductor wafer thereafter, and the other pick is used to suppress the contamination of the semiconductor wafer.
  • Patent Document 2 in a processing system similar to the above, a Peltier element is attached to the pick, and the pick is allowed to enter the heat treatment chamber to carry in and out the semiconductor wafer.
  • An invention of a substrate processing apparatus configured to sometimes cool is disclosed. In the present invention, heat is not stored in the pick, and the thermal influence on the semiconductor wafer and the thermal influence on the atmosphere in the processing chamber are suppressed.
  • Patent Document 3 discloses an invention of a hot wall heat treatment apparatus (batch type vertical hot wall heat treatment apparatus) for performing heat treatment on a semiconductor wafer.
  • the apparatus includes a circular ring-shaped first holder made of silicon carbide and a circular ring-shaped second holder made of quartz, and a semiconductor wafer is placed on the second holder placed on the first holder. The process is performed.
  • the second holder is supported by the first holder, the second holder is not deformed even at a high temperature, and the warpage of the semiconductor wafer is suppressed.
  • the pick used in the processing system described in Patent Document 1 described above has a substantially U-shape. Further, support portions for supporting a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) are projected from both surfaces of the two tip portions of the pick and the U-shaped curve side portion.
  • a wafer semiconductor wafer
  • the substrate of the wafer is made of Si, for example, Si is more likely to thermally expand than the material deposited on the substrate.
  • Si is more likely to thermally expand than the material deposited on the substrate.
  • the semiconductor wafer is unloaded from one processing chamber to the common transfer chamber using the pick, the wafer is in a heated state. The portion corresponding to the upper side of the pick of the wafer is cooled, and the central portion where the pick is not present is not cooled, so that the high temperature state is maintained. Therefore, there is a problem that the central portion of the substrate of the wafer, where heat is not easily taken away during conveyance by the pick, is thermally expanded, and the wafer may be warped. When the wafer is warped, it becomes impossible to perform processing uniformly in the processing chamber.
  • the wafer is left for 100 seconds before being transferred from one processing chamber to the next processing chamber, or cooled in a load lock chamber provided in the processing system for loading and unloading wafers. It was made to do. However, in either case, there is a problem that the throughput decreases. And since the pick of the above-mentioned patent document 2 is comprised so that pick itself may be cooled, the above-mentioned problem becomes more remarkable.
  • the above-described substrate processing apparatus of Patent Document 3 has a structure in which warpage of the wafer is suppressed, but is not an apparatus of a type that delivers a wafer between the processing chamber and the common transfer chamber, but the structure described above. Cannot be applied to solve the problem.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and by controlling the temperature distribution of the plate material, it is possible to suppress the warpage of the plate material without decreasing the throughput, and to continuously and uniformly form the plate material. It is an object of the present invention to provide a transport apparatus capable of performing processing and a processing system including the transport apparatus.
  • the conveying device is a conveying device having a plurality of holding members that hold and convey a plate material. At least one holding member protrudes from a frame part that is partially opened and an inner edge part of the frame part. A plurality of outer edge support portions that support the outer edge portion of the plate material, a center facing portion that faces the center portion of the plate material, and a connecting portion that connects the center facing portion and the frame portion. To do.
  • the conveying device is characterized in that the center facing portion has a plate shape and is configured to contact the center portion of the plate material.
  • the center facing portion comes into contact with the center portion of the plate material and is less than a predetermined warpage amount, It is comprised so that it may separate from the said board
  • the transport device according to the present invention is characterized in that the center facing portion is formed in a plate shape and is separated from the center portion of the plate material.
  • the transport device is characterized in that the center facing portion has a plate shape, and a plurality of support portions for supporting the center portion of the plate material are provided on the surface.
  • the conveying device is a conveying device having a plurality of holding members that hold and convey a plate material.
  • At least one holding member includes a plate part provided with a notch in a part thereof, and a surface of the plate part.
  • a plurality of support portions that protrude and support the plate material, and a heating means that heats the outer edge portion of the plate portion at a temperature higher than the central portion of the plate portion.
  • the conveying apparatus is a conveying apparatus having a plurality of holding bodies that hold and convey a plate material, wherein at least one holding body is provided on a frame part that is partially open, and an upper surface of the frame part, It has a plurality of outer edge support portions that support the outer edge portion of the plate material, and a center facing portion that faces the center side portion of the plate material with respect to the outer edge portion.
  • a processing system includes any one of the above-described transport devices and a plurality of processing devices that process the plate material.
  • the plate material is continuously and uniformly processed in a state where warpage of the plate material is suppressed without reducing the throughput. Can be done.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a configuration example of a pick according to a fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a plan view showing a pick according to a fourth embodiment. It is the graph of the simulation result which showed the temperature change in each part of the wafer hold
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a processing system 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the processing system 1 includes a vacuum processing apparatus 11 in which, for example, four processing chambers (processing apparatuses) 4A to 4D are connected through a gate valve 6 around a hexagonal common transfer chamber (transfer apparatus) 2, respectively. ing.
  • Each of the processing chambers 4A to 4D includes susceptors 3A to 3D on which a semiconductor wafer W (hereinafter referred to as a wafer W) is placed, and is configured to perform predetermined processing on the wafer W, respectively.
  • a wafer W semiconductor wafer W
  • the common transfer chamber 2 is connected to a rectangular carry-in transfer chamber 10 via two load lock chambers 8A and 8B.
  • Gate valves 6 are interposed in the connecting portion between the load lock chambers 8A and 8B and the common transfer chamber 2, and the connecting portion between the load lock chambers 8A and 8B and the carry-in transfer chamber 10, respectively.
  • the loading-side transfer chamber 10 for example, three introduction ports 12 on which a cassette capable of holding a plurality of wafers W is placed, and an orienter 14 that rotates and rotates the wafer W to optically determine the amount of eccentricity and align it. are connected.
  • the carry-in transfer chamber 10 includes two picks 15 and 15 that hold the wafer W, and arms 16 and 16, and is provided with a carry-in transfer mechanism 17 configured to bend, stretch, turn, move up and down, and move linearly.
  • FIG. 2 is a plan view showing the pick 15.
  • the pick 15 is substantially U-shaped, and the inner edge of the U-shaped curve side portion is substantially V-shaped. Support portions 151 for supporting the wafer W are projected from both tip portions of the pick 15 and the three surfaces of the curved side portion.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view showing the wafer support mechanism 9.
  • the wafer support mechanism includes a disk-shaped plate portion 91, an elevating rod 92 for moving the plate portion 91 up and down, and three support pins 93 protruding from the plate portion 91 so as to support the wafer W. I have. Note that the support pin 93 may be moved up and down without moving the plate portion 91 up and down.
  • the pick 15 When the wafer W indicated by the broken line is placed on the wafer support mechanism 9, the pick 15 is inserted between the support pins 93 and 93 aligned in the horizontal direction in FIG. Then, after the wafer W is supported by the three support portions 151 of the pick 15, the plate portion 91 is lowered by the lifting rod 92, and the wafer W is delivered to the pick 15.
  • the pick 15 holds the wafer W and stands by on the wafer support mechanism 9, and the plate portion 91 is raised by the lifting rod 92 and the wafer is supported by the support pins 93. After the W is supported, the pick 15 is extracted.
  • the common transfer chamber 2 includes a transfer mechanism 20 having two picks 18 and 18 for holding the wafer W and arms 19 and 19 and capable of bending and extending and turning.
  • the pick 18 made of ceramics such as Al 2 O 3 and SiC has an annular frame portion 181 with a part opened and a central portion of the frame portion 181 at equal intervals in the circumferential direction of the inner edge portion of the frame portion 181. And three outer edge support portions 182 that support the outer edge portion of the wafer W, and a center facing portion 183 that has a disk shape and faces the center portion of the wafer W.
  • the center facing portion 183 is more preferably composed of SiC ceramics.
  • the center facing portion 183 is connected to the central portion in the circumferential direction of the frame portion 181 by a connecting portion 184 having a substantially L shape in a side view. Further, on the surface of the center facing portion 183, three support portions 185 that support the central portion of the wafer W are provided at equal intervals in the circumferential direction. Since the center facing portion 183 supports the wafer W by the support portion 185, it is possible to prevent dirt on the back surface of the wafer W from adhering to the center facing portion 183 as in the case of direct contact with the wafer W.
  • the pick 18 is configured as described above, when the wafer W in a heated state is held, the center facing portion 183 of the pick 18 faces the center of the wafer W, so that the center is cooled. .
  • the outer edge portion of the wafer W is cooled at the portion facing the inner edge of the frame portion 181 of the pick 18. Therefore, it is suppressed that the center part of the wafer W thermally expands and the wafer W warps.
  • the shape and size of the center facing portion 183 and the distance from the wafer W are set as appropriate, and the heat distribution of the wafer W is controlled.
  • the shape of the center facing portion 183 is a disk.
  • the diameter of the wafer W is 300 mm
  • the diameter of the center facing portion 183 may be 100 mm
  • the diameter of the center facing portion 183 may be 150 mm.
  • the transfer path of the wafer W at the introduction port 12 is as indicated by the arrow in FIG. Become.
  • the wafer W at the central introduction port 12 is held by the pick 15 of the carry-in side transfer mechanism 17 and is carried to the orienter 14, where it is aligned, further held by the pick 15 and transferred into the load lock chamber 8A.
  • the wafer W in the load lock chamber 8A is supported by the wafer support mechanism 9, transferred to the pick 18 of the transfer mechanism 20 in the common transfer chamber 2, and transferred to the processing chamber 4A.
  • the wafer W is received by the susceptor 3A, and after necessary processing is performed, the wafer W is transferred to the processing chamber 4B using the pick 18.
  • the wafer W is transferred from the processing chamber 4B to the processing chamber 4C using the pick 18 as described above.
  • the wafer W is transferred from the processing chamber 4C to the processing chamber 4D using the pick 18.
  • the wafer W for which all the processes have been completed is transferred to the load lock chamber 8B using the pick 18, and further transferred from the load lock chamber 8B into the transfer-side transfer chamber 10, and then returned to the original introduction port 12. It is.
  • the semiconductor wafer when a semiconductor wafer is unloaded from any of the process chambers 4A to 4C to the common transfer chamber 2, the semiconductor wafer is in a heated state, but is unloaded using the pick 18.
  • the central portion of the wafer W is cooled, and the wafer W is loaded into the next processing chamber in a state where the central portion of the wafer W does not warp due to thermal expansion. Therefore, the processing can be performed uniformly in the processing chamber.
  • the common transfer chamber 2 there is no need to wait for a predetermined time while holding the wafer W in the pick 18, or once the wafer W is put into the load lock chamber 8A and cooled, so that the throughput is not lowered. It is possible to perform a continuous process easily and inexpensively.
  • FIG. 7 is a graph showing a warp occurrence region when a pick that does not have the center facing portion 183 is used.
  • the horizontal axis represents the temperature difference between the central portion and the outer edge portion of the stage in the processing chamber (A chamber) for forming the A film
  • the vertical axis represents the central portion and outer edge of the stage in the processing chamber (B chamber) for forming the B film.
  • the temperature difference from the part is shown. “0” indicates no temperature difference
  • “10” indicates that the central portion is 10 ° C. lower than the outer edge portion
  • “ ⁇ 10” indicates that the central portion is 10 ° C. higher than the outer edge portion.
  • the warpage is large in the order of the areas e, d, c, b, and a.
  • a and b are less than 1 mm even if they are warped, and c and d are in a state where there is a warp of about 1 to 2 mm, and e is a state in which there is a warp of about 2 mm or more.
  • the temperature of the susceptor stage of the B chamber is controlled to be equal between the central portion and the outer edge portion, it can be seen that it is not warped because it is within the region a. There is no temperature difference on the stage, and the wafer W does not warp on the stage, but it can be seen that the wafer W is not warped during picking.
  • the horizontal axis is “0” and the vertical axis is “ ⁇ 10”, that is, the temperature of the susceptor stage of the A chamber is controlled to be equal between the central portion and the outer edge portion.
  • it is controlled to be higher by 10 ° C. it is slightly warped because it is in the b region. It is considered that this warp was caused not by the picking but also by the temperature difference of the stage.
  • FIG. 8 is a graph showing a warp occurrence region when a conventional pick is used.
  • the horizontal axis “0” and the vertical axis “0” that is, the temperature of the susceptor stage of the A chamber is changed between the central portion and the outer edge portion.
  • the temperature of the susceptor stage of the B chamber is controlled to be equal between the central portion and the outer edge portion, it is slightly warped because it is in the region b. Since the influence of the stage is zero, warping has occurred during conveyance with the pick.
  • the temperature of the susceptor stage of the A chamber is controlled to be equal between the central portion and the outer edge portion, and the susceptor stage temperature of the B chamber is controlled by the central portion.
  • it is controlled to be 10 ° C. higher than the outer edge portion, it is warped by about 2 mm or more because it is in the region e. This corresponds to the sum of the warp during conveyance by the pick and the warp caused by the temperature difference of the stage.
  • FIG. 9 is a side view showing the configuration of another pick. 9, the same parts as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the center facing portion 186 is in contact with the back surface of the wafer W. Therefore, the cooling effect of the wafer W by the center facing portion 186 is further increased.
  • FIG. 10 is a side view showing the configuration of another pick. 10, the same parts as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the center facing portion 187 does not support the wafer W via the support portion 185 as in the pick 18 in FIG. 6, or does not directly contact the back surface of the wafer W as in the pick in FIG.
  • the wafer W faces the back surface of the wafer W at a predetermined interval. Although the back surface of the wafer W is easily contaminated, in this pick, since it does not contact the back surface of the wafer W, the center facing portion 187 is prevented from being contaminated and adversely affecting the next processing.
  • the connecting portion 184 is configured to extend from the central portion in the circumferential direction of the frame portion 181 toward the center facing portion 183 is described, but the present invention is not limited to this. Instead, the connecting portion 184 may be provided in another portion of the frame portion 181 in the circumferential direction. However, it is necessary to provide it so as not to be brought into contact with the support pins 93 of the wafer support mechanism 9 such as the processing chamber 4A to prevent the pick-in from being disturbed.
  • the transport mechanism 20 may include a pick 21 shown in FIG.
  • the pick 21 is substantially U-shaped like the pick 15, and the inner edge of the U-shaped curve side portion is substantially V-shaped.
  • Support portions 211 for supporting the wafer W are projected from both ends of the pick 21 and the three surfaces of the curve side portion.
  • the pick 21 can be used. Further, when the opening of the load lock chambers 8A and 8B is narrow, the pick 21 having a small vertical and horizontal size can be used, and the pick 18 and the pick 21 can be selectively used. Thereby, the versatility of the processing system 1 is improved.
  • FIG. 12 is a plan view showing the pick 22.
  • the pick 22 has a substantially disk shape in which a base portion 221 made of, for example, ceramics connected to the arm 19 and a notch 223 is provided at a tip portion, and a plate portion 222 made of, for example, metal, And three support portions 224 that protrude from the surface and support the wafer W.
  • the plate portion 221 has a shape without the arcuate portions on both sides in the direction intersecting with the longitudinal direction of the arm 19.
  • the support pins 93, 93 arranged in the horizontal direction before the wafer support mechanism 9 are arranged.
  • the tip end portion of the pick 22 can be inserted into the rear end without being brought into contact with the support pin 93 on the back side, and can be made to go straight to the back.
  • a heater 225 is provided in the plate portion 221. The heater 225 is provided so that the heating wire is denser in the outer edge portion of the plate portion 221 than in the center portion, and the wafer W supported by the support portion 224 is heated at a temperature higher in the outer edge portion than in the center portion. It is configured to be.
  • the temperature of the central portion of the wafer W is higher than that of the outer edge portion.
  • the pick 22 is used for unloading, the outer edge portion of the wafer W is heated at a higher temperature than the center portion during transfer, and the temperature distribution of the wafer W becomes substantially uniform. Accordingly, the wafer W is loaded into the next processing chamber in a state in which the center portion of the wafer W does not warp due to thermal expansion at a higher temperature than the other portions.
  • the support pins 93 of the wafer support mechanism 9 are provided on the outer side as in the processing chambers 4A to 4D, as described above, when the wafer W is received from the wafer support mechanism 9 holding the wafer W, the support pins 93 The pick 22 can be smoothly inserted without abutting against. However, in the wafer support mechanism 9 of the load lock chambers 8A and 8B, when the three support pins 93 are provided on the inner side, the pick 22 cannot be inserted between the support pins 93.
  • the above-described substantially U-shaped pick 21 is provided, and the pick 22 is used for the transfer of the wafer W to and from the load lock chambers 8A and 8B.
  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention can be applied to plate materials other than semiconductor wafers.
  • FIG. 13 is a perspective view showing one configuration example of the pick 23 according to the third embodiment
  • FIG. 14 is a plan view showing the pick 23 according to the third embodiment
  • FIG. 15 is a pick according to the third embodiment.
  • FIG. 23 is a side view showing a state in which a wafer W is supported by 23.
  • the pick 23 according to the third embodiment is made of ceramics such as Al 2 O 3 and SiC, for example, and has a substantially C-shaped frame portion 231 formed so that the inner peripheral surface thereof follows the outer peripheral surface of the wafer W; And an arm attachment portion 236 for attaching the frame portion 231 to the arm 19 (see FIG. 1).
  • the arm attachment portion 236 is provided on the opposite side portion of the frame portion 231 in the opening direction. That is, the frame portion 231 is provided on the arm attachment portion 236 so that the portion farthest from the arm attachment portion 236 opens.
  • Three outer edge support portions 232 that support the outer edge portion of the wafer W from below are formed on the inner edge portion of the frame portion 231.
  • the three outer edge support portions 232 are formed so as to be arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction. Specifically, two outer edge support portions 232 are formed at the distal end portion of the C-shaped frame portion 231, and one outer edge support portion 232 is formed on the arm attachment portion 236 side. The upper surface of the outer edge support part 232 is flat. A reinforcing plate portion 231 a that reinforces the frame portion 231 is formed on the inner edge portion of the frame portion 231, particularly on the inner edge portion of the distal end portion of the frame portion 231 that is separated from the arm attachment portion 236.
  • the upper surface of the reinforcing plate portion 231a is positioned below the upper surface of the outer edge support portion 232, and even if the pick 23 supports the wafer W, the wafer W and the reinforcing plate portion 231a do not come into contact with each other.
  • the outer edge portion of W is configured not to be cooled as much as possible.
  • a curved concave cutout 231b is formed in a part of the reinforcing plate 231a so that the lift pins do not interfere with the reinforcing plate 231a.
  • the pick 23 includes a disk-shaped center facing portion 233 that faces the center portion of the wafer W, and a plate-shaped connecting portion 234 that connects the center facing portion 233 and the frame portion 231.
  • the center facing portion 233 is more preferably composed of SiC ceramics as described in the first embodiment.
  • the connecting portion 234 has a substantially trapezoidal frame shape in plan view with the lower bottom open, a connecting base portion 234a provided in the vicinity of the arm mounting portion 236 on the inner edge of the frame portion 231, and a substantially central portion of the upper base portion of the connecting base portion 234a. And a projecting plate 234b projecting from the frame portion 231 to the center of the frame portion 231.
  • the center facing portion 233 is provided on the upper surface of the protruding plate 234b.
  • the upper surfaces of the connecting portion 234 and the center facing portion 233 are both located below the upper surface of the outer edge support portion 232, and even if the pick 23 supports the wafer W, the wafer W, the connecting portion 234, and the center It is comprised so that the opposing part 233 may not contact.
  • the distance between the upper surface of the center facing portion 233 and the upper surface of the outer edge support portion 232 in the vertical direction has a predetermined warpage amount, that is, a warpage amount that hinders temperature control of the wafer W or substrate processing in the processing apparatus at the transfer destination.
  • the center portion of the wafer W and the center facing portion 233 come into contact with each other, and when the wafer W falls below the warp amount, the center portion of the wafer W and the center facing portion 233 are separated from each other. Dimensions.
  • FIG. 16 is a graph of simulation results showing the temperature change in each part of the wafer W held on the pick 23, and FIGS. 17A to 17D are contour diagrams showing the temperature change of the wafer W held on the pick 23.
  • FIG. The horizontal axis of the graph shown in FIG. 16 is time, and the vertical axis is temperature.
  • a thick line curve indicates a temperature change of the center point W1 on the wafer W until 1 to 120 seconds elapse after the wafer W is held by the pick 23.
  • the initial temperatures of the wafer W and the pick 23 are 700 ° C. and 25 ° C., respectively. As shown in FIGS.
  • the broken line and the thin line curve indicate the temperature change of the points W2 and W3 on the wafer W located outside the center point W1.
  • the vertical line indicates the time point 15 seconds after the wafer W is held by the pick 23.
  • the elapsed time of 15 seconds is a critical point at which the throughput of processing for the wafer W does not decrease in a specific processing system, and the throughput decreases after 15 seconds. Accordingly, it is necessary to design the size of the center facing portion 233 so that the warp of the wafer W can be eliminated by cooling the center portion of the wafer W within 15 seconds after the wafer W is held by the pick 23. Note that 15 seconds is an example.
  • FIGS. 17A to 17D show results of simulating the temperature distribution of the wafer W when 1 second, 5 seconds, 10 seconds, and 15 seconds have elapsed after the wafer W is held by the pick 23, respectively.
  • radiant heat is not taken into account, and the outer edge support portion 232 and the center facing portion 233 come into contact with the wafer W in a state where the wafer W is held by the pick 23, and heat conduction is performed. Shows how the wafer W is cooled.
  • the annular isotherm shown in the portions corresponding to the outer edge support portion 232 and the center facing portion 233 indicates that the temperature is lower toward the inner side.
  • the graph of temperature change shown in FIG. 16 is also the result of simulation under the same conditions as in FIGS. 17A to 17D.
  • the outer edge portion of the wafer W comes into contact with the outer edge support portion 232 of the pick 23, and this contact portion is cooled.
  • the center facing portion 233, the connecting portion 234, etc. do not contact the wafer W, and the wafer W can be stably supported because the three outer edge support portions 232 support the wafer W at three points.
  • the outer edge portion of the wafer W becomes lower in temperature than the center portion, the outer edge portion of the wafer W contracts compared to the center portion, so that the wafer W warps in a bowl shape so that the lower portion is convex.
  • the central portion of the wafer W in contact with the susceptor is heated compared to the outer edge portion. Further, the warpage of the wafer W becomes large, and the temperature control of the wafer W becomes impossible.
  • the center portion of the wafer W and the center facing portion 233 are opposed to each other, the temperature of the center portion of the wafer W is reduced by thermal radiation, and the outer edge portion of the wafer W The temperature difference from the central portion of the wafer W is reduced, and the warpage of the wafer W is reduced.
  • the warpage of the wafer W is increased, the central portion of the wafer W and the central facing portion 233 are in contact, and the temperature of the central portion of the wafer W is larger. descend.
  • the warp of the wafer W is eliminated by the temperature of the center portion of the wafer W being lowered, the center portion of the wafer W and the center facing portion 233 are separated from each other.
  • warpage of the wafer W can be suppressed.
  • the contact time between the wafer W held by the pick 23 and the center facing portion 233 can be shortened, and contamination of the back surface of the wafer W can be minimized.
  • FIG. 18 is a perspective view showing a configuration example of the pick 24 according to the fourth embodiment
  • FIG. 19 is a plan view showing the pick 24 according to the fourth embodiment.
  • the pick 24 according to the fourth embodiment is made of ceramics such as Al 2 O 3 and SiC, for example, and has a substantially U-shaped frame portion 241 and a frame portion 241 for attaching the frame portion 241 to the arm 19 (see FIG. 1).
  • Arm attachment portion 246 is provided on the opposite side portion of the frame portion 241 in the opening direction.
  • the frame portion 241 is provided on the arm attachment portion 246 so that the portion farthest from the arm attachment portion 246 opens.
  • Four outer edge support portions 242 a and 242 b that support the outer edge portion of the wafer W from below are formed on the upper surface portion of the frame portion 241.
  • the two outer edge support portions 242a are provided at the tip of the U-shaped frame portion 241 and the two outer edge support portions 242b are provided on the arm attachment portion 246 side.
  • the outer edge support portions 242a and 242b have an upwardly convex conical shape.
  • the pick 24 includes a center facing portion 243 that is opposed to the center side portion of the outer edge portion of the wafer W supported by the outer edge support portions 242a and 242b, and a plurality of support portions 245 formed on the upper surface of the center facing portion 243.
  • a plate-like connecting portion 244 that connects the center facing portion 243 and the frame portion 241.
  • the center facing portion 243 is more preferably made of SiC ceramics as described in the first embodiment.
  • the center facing portion 243 has an arc shape whose diameter is about two-thirds of the diameter of the wafer W, and has two arc plate portions that are integrally connected to the respective tip portions of the frame portion 241. .
  • the connecting portion 244 is composed of two support plates that project from the arm mounting portion 246 side portion of the frame portion 241 to the end portions of the arc plate portions and support the arc plate portions.
  • Three support portions 245 are provided on the upper surface of each circular arc plate portion constituting the center facing portion 243, at equal intervals in the circumferential direction, and support the wafer W.
  • the arc portion has an inner diameter dimension such that the lift pin does not interfere with the reinforcing plate portion.
  • the upper surfaces of the connecting portion 244 and the center facing portion 243 are both located below the upper surfaces of the outer edge support portions 242a and 242b. Even if the pick 24 supports the wafer W, the wafer W and the connecting portion 244 And it is comprised so that the center opposing part 243 may not contact.
  • FIG. 20 is a graph of simulation results showing the temperature change in each part of the wafer W held on the pick 24, and FIGS. 21A to 21D are contour diagrams showing the temperature change of the wafer W held on the pick 24.
  • FIG. The horizontal axis of the graph shown in FIG. 20 is time, and the vertical axis is temperature.
  • a thick line curve indicates a temperature change at a point W1 in contact with the support portion 245 on the wafer W until 1 to 120 seconds elapse after the wafer W is held by the pick 24.
  • the initial temperatures of the wafer W and the pick 24 are 700 ° C. and 25 ° C., respectively.
  • the broken line and the thin line curve indicate the temperature change of the center point W2 of the wafer W and the point W3 outside the wafer W, respectively.
  • the point W4 is a portion that does not contact any of the outer edge support portions 242a and 242b and the support portion 245 and has a small temperature change, and has a temperature of about 700 ° C.
  • the vertical line indicates the time point 15 seconds after the wafer W is held by the pick 24. The technical meaning at the time when 15 seconds have elapsed is the same as in the third embodiment.
  • FIGS. 21D show results of simulating the temperature distribution of the wafer W when 1 second, 5 seconds, 10 seconds, and 15 seconds have elapsed after the wafer W is held by the pick 24, respectively.
  • radiant heat is not considered, and the outer edge support portions 242a and 242b and the support portion 245 come into contact with the wafer W in a state where the wafer W is held by the pick 24.
  • a state in which the wafer W is cooled by conduction is shown.
  • An annular isotherm shown in the portions corresponding to the outer edge support portions 242a and 242b and the support portion 245 indicates that the temperature is lower toward the inner side.
  • the temperature change graph shown in FIG. 20 is also the result of simulation under the same conditions as in FIGS. 17A to 17D.
  • the warp of the wafer W held by the pick 24 can be suppressed in a shape that is relatively close to that of the conventional pick as in the third embodiment. it can.
  • the example in which the support portion 245 contacts the wafer W when the wafer W is held by the pick 24 has been described.
  • the wafer W is not warped.
  • the support portion 245 may be configured not to contact the wafer W.
  • the distance between the upper surface of the support portion 245 and the upper surfaces of the outer edge support portions 242a and 242b in the vertical direction is such that the wafer W having a warp amount that hinders temperature control of the wafer W or substrate processing in the processing apparatus at the transfer destination 24 is picked.
  • the center portion of the wafer W and the support portion 245 come into contact with each other, and when the amount is less than the warp amount, the center portion of the wafer W and the support portion 245 are separated from each other. Further, the support portion 245 is not provided, and the center facing portion 243 is separated from the wafer W so as to face or contact the wafer W, thereby cooling the center portion of the wafer W and eliminating the warpage of the wafer. good.

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Abstract

板材の温度分布を制御することにより、スループットが低下することなく、板材に反りが発生するのを抑制し、連続的に均一に板材に処理を行うことが可能である搬送装置、及び該搬送装置を備える処理システムを提供する。処理システムの共通搬送室に備えられるピック（１８）は、一部が開口した円環状の枠部（１８１）と、該枠部（１８１）の内縁部の周方向に等間隔に、枠部（１８１）の中心部に向かう方向に突設され、ウエハ（Ｗ）の外縁部分を支持する３つの外縁支持部（１８２）と、円板状をなし、ウエハ（Ｗ）の中心部分に対向する中心対向部（１８３）とを有している。中心対向部（１８３）は、側面視が略Ｌ字状をなす連結部（１８４）によって枠部（１８１）の周方向の中央部と連結されている。また、中心対向部（１８３）の表面には、周方向に等間隔に、ウエハ（Ｗ）の中心部分を支持する３つの支持部（１８５）が設けられている。

Description

搬送装置及び処理システム
　本発明は、半導体ウエハ等の板材の処理装置への搬入及び該処理装置からの搬出を行う搬送装置、並びに該搬送装置と複数の処理装置とを備える処理システムに関する。
　一般に、半導体装置の製造工程においては、半導体ウエハに対して種々の成膜処理、改質処理、酸化拡散処理、アニール処理、及びエッチング処理等の処理が順次繰り返して行われる。この処理として、例えば半導体ウエハ上に複数層、成膜される場合等がある。
　例えば特許文献１等の処理システムの場合、複数の処理室を１つの共通の搬送室に連結し、半導体ウエハをピックを用いて各処理室に順次搬送してその都度必要な処理を各処理室にて連続的に、且つ効率的に行うように構成されている。この処理システムの場合、半導体ウエハに対して汚染が生じやすい処理を行う特定処理室を備え、ピックは２つ有しており、該特定処理室へ半導体ウエハを搬入する直前までの搬送は一方のピックを用いて行い、該特定処理室への半導体ウエハの搬入及びそれ以降の搬送は他方のピックを用い、半導体ウエハが汚染されるのを抑制している。
　また、特許文献２には、上記と同様の処理システムにおいて、ピックにぺルチェ素子を付設しておき、ピックを加熱処理室に進入させて半導体ウエハの搬入及び搬出を行い、ピックが温められたときに冷却するように構成された基板処理装置の発明が開示されている。この発明においては、ピックに熱が蓄えられることがなく、半導体ウエハへの熱的影響、及び処理室内の雰囲気に熱的影響を与えることが抑制されている。
　特許文献３には、半導体ウエハに熱処理を実施するホットウォール形熱処理装置（バッチ式縦形ホットウォール形熱処理装置）の発明が開示されている。この装置は、炭化シリコンからなる円形リング状の第１ホルダと石英からなる円形リング状の第２ホルダとを備え、第１ホルダ上に載置された第２ホルダ上に半導体ウエハが載置されて、処理が行われる。この装置においては、第２ホルダが第１ホルダに支持されているので、高温下でも第２ホルダは変形せず、半導体ウエハの反り等が抑制されている。
特開２００４－１１９６３５号公報 特開平１０－２８９９４０号公報 特開２００３－３１６４７号公報
　上述の特許文献１等の処理システムで用いられるピックは略Ｕ字状をなしている。そして、ピックの両先端部、及びＵ字の曲線側部分の３箇所の表面には半導体ウエハ（以下、ウエハという）を支持する支持部が突設されている。
　ウエハの基板が例えばＳｉからなる場合、Ｓｉは基板上に成膜される材料より熱膨張しやすい。前記ピックを用いて一の処理室から共通搬送室へ半導体ウエハを搬出するとき、ウエハは加温状態にある。
　そして、ウエハのピックの上側に相当する部分は冷却され、ピックが存在しない中心部は冷却されないので温度が高い状態が保持される。従って、ピックによる搬送時に熱が奪われにくいウエハの基板の中心部分が熱膨張し、ウエハに反りが発生することがあるという問題があった。ウエハに反りが生じた場合、処理室で均一に処理を行うことができなくなる。
　この問題の発生を防止するために、一の処理室から次に処理室へ搬送する前に、例えば１００秒放置したり、ウエハを出し入れするために処理システムに備えられているロードロック室で冷却したりすることがなされていた。
　しかし、いずれの場合もスループットが低下するという問題があった。
　そして、上述の特許文献２のピックはピック自体が冷却されるように構成されているので、上述の問題がより顕著になる。上述の特許文献３の基板処理装置は、ウエハの反りが抑制される構造を有しているが、処理室と共通搬送室との間でウエハを受け渡すタイプの装置ではなく、前記構造を上述の問題を解決するために適用することはできない。
　本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、板材の温度分布を制御することにより、スループットが低下することなく、板材に反りが発生するのを抑制し、連続的に均一に板材に処理を行うことが可能である搬送装置、及び該搬送装置を備える処理システムを提供することを目的とする。
　本発明に係る搬送装置は、板材を保持して搬送する保持体を複数有する搬送装置において、少なくとも１つの保持体は、一部が開口した枠部と、該枠部の内縁部に突設され、前記板材の外縁部分を支持する複数の外縁支持部と、前記板材の中心部分に対向する中心対向部と、該中心対向部と前記枠部とを連結する連結部とを有することを特徴とする。
　本発明に係る搬送装置は、前記中心対向部は板状をなし、前記板材の中心部に接触するように構成されていることを特徴とする。
　本発明に係る搬送装置は、前記中心対向部は、前記板材の反り量が、所定の反り量以上になった場合、前記板材の中心部に接触し、所定の反り量未満になった場合、前記板材から離隔するように構成されていることを特徴とする。
　本発明に係る搬送装置は、前記中心対向部は板状をなし、前記板材の中心部から離隔するように構成されていることを特徴とする。
　本発明に係る搬送装置は、前記中心対向部は板状をなし、表面に、前記板材の中心部を支持する複数の支持部が突設されていることを特徴とする。
　本発明に係る搬送装置は、板材を保持して搬送する保持体を複数有する搬送装置において、少なくとも１つの保持体は、一部に切り欠きが設けられた板部と、該板部の表面に突設され、前記板材を支持する複数の支持部と、前記板部の外縁部分を前記板部の中心部分より高い温度で加熱する加熱手段とを備えることを特徴とする。
　本発明に係る搬送装置は、板材を保持して搬送する保持体を複数有する搬送装置において、少なくとも１つの保持体は、一部が開口した枠部と、該枠部の上面に設けられ、前記板材の外縁部分を支持する複数の外縁支持部と、該外縁部分よりも前記板材の中心側部分に対向する中心対向部とを有することを特徴とする。
　本発明に係る処理システムは、前述のいずれかの搬送装置と、前記板材を処理する複数の処理装置とを備えることを特徴とする。
　本発明によれば、板材の温度分布を制御するように構成されているので、スループットを低下させることなく、板材に反りが発生するのを抑制した状態で、連続的に、均一に板材に処理を行うことが可能である。
本発明の実施の形態１に係る処理システムを示す概略構成図である。 本発明の実施の形態１に係るピックを示す平面図である。 ウエハ支持機構を示す概略斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るピックを示す平面図である。 前記ピックによりウエハを支持した状態を示す平面図である。 前記ピックによりウエハを支持した状態を示す側面図である。 前記ピックにおいて中心対向部を有しない場合の反りの発生領域を示すグラフである。 従来のピックを用いた場合の反りの発生領域を示すグラフである。 他のピックを示す側面図である。 他のピックを示す側面図である。 他のピックを示す側面図である。 本発明の実施の形態２に係るピックを示す平面図である。 実施の形態３に係るピックの一構成例を示した斜視図である。 実施の形態３に係るピックを示す平面図である。 実施の形態３に係るピックによりウエハを支持した状態を示す側面図である。 ピックに保持されたウエハの各部における温度変化を示したシミュレーション結果のグラフである。 ピックに保持されたウエハの温度変化示すコンター図である。 ピックに保持されたウエハの温度変化示すコンター図である。 ピックに保持されたウエハの温度変化示すコンター図である。 ピックに保持されたウエハの温度変化示すコンター図である。 実施の形態４に係るピックの一構成例を示した斜視図である。 実施の形態４に係るピックを示す平面図である。 ピックに保持されたウエハの各部における温度変化を示したシミュレーション結果のグラフである。 ピックに保持されたウエハの温度変化示すコンター図である。 ピックに保持されたウエハの温度変化示すコンター図である。 ピックに保持されたウエハの温度変化示すコンター図である。 ピックに保持されたウエハの温度変化示すコンター図である。
　以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係る処理システム１を示す概略構成図である。
　この処理システム１は、例えば六角形状の共通搬送室（搬送装置）２の周囲に４つの処理室（処理装置）４Ａ～４Ｄをそれぞれゲートバルブ６を介して連結してなる真空処理装置１１を備えている。各処理室４Ａ～４Ｄは半導体ウエハＷ（以下、ウエハＷという）を載置するサセプタ３Ａ～３Ｄを備え、それぞれウエハＷに対して所定の処理を行うように構成されている。そして、この共通搬送室２には、２つのロードロック室８Ａ，８Ｂを介して長方形状の搬入側搬送室１０が連結されている。
　ロードロック室８Ａ，８Ｂと共通搬送室２との連結部、ロードロック室８Ａ，８Ｂと搬入側搬送室１０との連結部にはそれぞれゲートバルブ６が介在されている。そして、搬入側搬送室１０には、ウエハＷを複数枚収容できるカセットを載置した例えば３つの導入ポート１２及びウエハＷを回転してその偏心量を光学的に求めて位置合わせを行うオリエンタ１４が連結されている。
　搬入側搬送室１０は、ウエハＷを保持する２つのピック１５，１５、及びアーム１６，１６を有し、屈伸、旋回、昇降及び直線移動可能に構成された搬入側搬送機構１７を備えている。
　図２は、ピック１５を示す平面図である。
　ピック１５は略Ｕ字状をなし、Ｕ字の曲線側部分の内縁は略Ｖ字状をなしている。ピック１５の両先端部、及び前記曲線側部分の３箇所の表面にはウエハＷを支持する支持部１５１が突設されている。
　ロードロック室８Ａ，８Ｂ、オリエンタ１４、及びサセプタ３Ａ～３Ｄは、ピック１５及び後述するピック１８により受け渡されたウエハＷを支持し、またピック１５及びピック１８へウエハＷを受け渡すためのウエハ支持機構９を備えている。
　図３は、ウエハ支持機構９を示す概略斜視図である。
　ウエハ支持機構は、円板状の板部９１と、板部９１を上下動するための昇降ロッド９２と、ウエハＷを支持するように板部９１に突設された３つの支持ピン９３とを備えている。なお、板部９１を昇降させず、支持ピン９３を上下動させる構成であってもよい。
　このウエハ支持機構９に破線で示すウエハＷが載置された場合、ピック１５は、図３において水平方向に並んでいる支持ピン９３，９３間に挿入され、奥まで進入される。そして、ピック１５の３つの支持部１５１にウエハＷが支持されるようになった後、昇降ロッド９２により板部９１が下降し、ウエハＷがピック１５に受け渡される。ピック１５からウエハ支持機構９にウエハＷを受け渡す場合は、ピック１５がウエハＷを保持してウエハ支持機構９上に待機し、昇降ロッド９２により板部９１が上昇して支持ピン９３によりウエハＷが支持されるようになった後、ピック１５が抜き出されるように構成されている。
　また、前記共通搬送室２は、ウエハＷを保持する２つのピック１８，１８、及びアーム１９，１９を有して屈伸及び旋回可能に構成された搬送機構２０を備えている。
　図４はピック１８を示す平面図、図５はピック１８によりウエハＷを支持した状態を示す平面図、図６はピック１８によりウエハＷを支持した状態を示す側面図である。
　例えばＡｌ2 Ｏ3 、ＳｉＣ等のセラミックス製のピック１８は、一部が開口した円環状の枠部１８１と、該枠部１８１の内縁部の周方向に等間隔に、枠部１８１の中心部に向かう方向に突設され、ウエハＷの外縁部分を支持する３つの外縁支持部１８２と、円板状をなし、ウエハＷの中心部分に対向する中心対向部１８３とを備えている。ＳｉＣセラミックスは、Ａｌ2 Ｏ3と比較して、高剛性であり、熱伝導率も良いため、少なくとも中心対向部１８３は、ＳｉＣセラミックスで構成するのがより好ましい。
中心対向部１８３は、側面視が略Ｌ字状をなす連結部１８４によって枠部１８１の周方向の中央部と連結されている。また、中心対向部１８３の表面には、周方向に等間隔に、ウエハＷの中心部分を支持する３つの支持部１８５が設けられている。中心対向部１８３は支持部１８５によってウエハＷを支持するので、ウエハＷと直接接触する場合のように、ウエハＷの裏面の汚れが中心対向部１８３に付着することが抑制されている。
　ピック１８は以上のように構成されているので、加温状態にあるウエハＷを保持した場合、ウエハＷの中心部にはピック１８の中心対向部１８３が対向するので該中心部が冷却される。ウエハＷの外縁部分は、ピック１８の枠部１８１の内縁と対向する部分が冷却される。従って、ウエハＷの中心部分が熱膨張してウエハＷが反るのが抑制されている。
　処理の内容等によって要求される反りの抑制量の度合、ウエハＷの中心部分の温度が低下し過ぎることによるスループットの低下を抑制すること、並びにウエハＷの形状及び大きさ等を考慮して、中心対向部１８３の形状、大きさ、ウエハＷとの距離を適宜に設定し、ウエハＷの熱分布を制御する。
　本実施の形態の場合、ウエハＷが円板状をなすので、中心対向部１８３の形状を円板にしている。例えばウエハＷの直径が３００ｍｍである場合、中心対向部１８３の直径を１００ｍｍにし、ウエハＷの直径が４５０ｍｍである場合、中心対向部１８３の直径を１５０ｍｍにすることが考えられる。
　以上のように構成された処理システム１において、ウエハＷに対して、各処理室４Ａ～４Ｄで、この順に処理を行う場合、導入ポート１２におけるウエハＷの搬送経路は図１の矢印の通りになる。例えば中央の導入ポート１２のウエハＷは、搬入側搬送機構１７のピック１５に保持されてオリエンタ１４に運ばれ、ここで位置合わせされ、さらにピック１５に保持されてロードロック室８Ａ内に搬送される。
　ロードロック室８Ａ内のウエハＷは前記ウエハ支持機構９により支持され、共通搬送室２内の搬送機構２０のピック１８に受け渡され、処理室４Ａへ搬送される。処理室４Ａにおいて、サセプタ３ＡにウエハＷは受容され、必要な処理が施された後、ピック１８を用いてウエハＷが処理室４Ｂへ搬送される。処理室４Ｂで所定の処理をした後、上記と同様にピック１８を用いてウエハＷが処理室４Ｂから処理室４Ｃへ搬送される。同様に処理室４Ｃにおいて必要な処理が施された後、ピック１８を用いてウエハＷが処理室４Ｃから処理室４Ｄへ搬送される。そして、全ての処理が完了したウエハＷは、ピック１８を用いてロードロック室８Ｂへ搬送され、さらにロードロック室８Ｂから搬入側搬送室１０内へ搬送され、その後、元の導入ポート１２へ戻される。
　本実施の形態においては、処理室４Ａから４Ｃまでのいずれかの処理室から共通搬送室２へ半導体ウエハを搬出するとき、半導体ウエハは加温状態にあるが、ピック１８を用いて搬出するので、ウエハＷの中心部分が冷却され、ウエハＷの中心部が熱膨張して反ることがない状態でウエハＷは次の処理室へ搬入される。従って、該処理室で均一に処理が行われ得る。すなわち、共通搬送室２において、ピック１８にウエハＷを保持した状態で所定時間待機したり、一度ウエハＷをロードロック室８Ａに入れて冷却したりする必要がないので、スループットを低下させずに、容易に安価に連続プロセスを行うことが可能である。
　図７は、ピック１８において中心対向部１８３を有しないピックを用いた場合の反りの発生領域を示すグラフである。
　横軸はＡ膜を成膜する処理室（Ａチャンバ）におけるステージの中心部分と外縁部分との温度差、縦軸はＢ膜を成膜する処理室（Ｂチャンバ）におけるステージの中心部分と外縁部分との温度差を示す。「０」は温度差がない、「１０」は中心部分が外縁部分より１０℃低く、「－１０」は中心部分が外縁部分より１０℃高いことを示す。
　図７のグラフにおいて、ｅ、ｄ、ｃ、ｂ、ａの領域の順に反りが大きいことを示す。ここで、ａ、ｂは反りはあっても１ｍｍ未満であり、ほぼないといえる状態、ｃ、ｄは１～２ｍｍ程度の反りがある状態、ｅは略２ｍｍ以上の反りがある状態を示す。
　Ａチャンバから前記ピックを用いてＢチャンバへウエハＷを搬送した場合で、横軸「０」で縦軸「０」のとき、すなわちＡチャンバのサセプタのステージの温度を中心部分と外縁部分とで等しくなるように制御し、Ｂチャンバのサセプタのステージの温度を中心部分と外縁部分とで等しくなるように制御した場合、ａ領域内にあるので反っていないことが分かる。前記ステージで温度差はなく、ステージ上でウエハＷが反ることはないが、ピックによる搬送時にもウエハＷが反っていないことが分かる。
　横軸「０」で縦軸「－１０」、すなわちＡチャンバのサセプタのステージの温度を中心部分と外縁部分とで等しくなるように制御し、Ｂチャンバのサセプタのステージ温度を中心部分が外縁部分より１０℃高くなるように制御した場合、ｂ領域内にあるので僅かに反っている。この反りは、ピックによる搬送時ではなく、ステージの温度差によって生じたと考えられる。
　図８は、従来のピックを用いた場合の反りの発生領域を示すグラフである。
　Ａチャンバから前記ピックを用いてＢチャンバへウエハＷを搬送した場合で、横軸「０」で縦軸「０」のとき、すなわちＡチャンバのサセプタのステージの温度を中心部分と外縁部分とで等しくなるように制御し、Ｂチャンバのサセプタのステージの温度を中心部分と外縁部分とで等しくなるように制御した場合、領域ｂ内にあるので若干反っている。前記ステージの影響はゼロであるので、ピックでの搬送中に反りが生じたことになる。
　横軸「０」で縦軸「－１０」のとき、すなわちＡチャンバのサセプタのステージの温度を中心部分と外縁部分とで等しくなるように制御し、Ｂチャンバのサセプタのステージ温度を中心部分が外縁部分より１０℃高くなるように制御した場合、領域ｅ内にあるので略２ｍｍ以上反っている。これは、ピックによる搬送時の反りとステージの温度差により生じる反りとの和に相当する。また、横軸「０」で縦軸「１０」～「１５」のようにステージの中心部分の温度が外縁部分より低い場合においても、ピックの搬送時に生じた反りが解消されていないことが分かる。
　以上より、枠部１８１を有するピックを用いることにより、搬送時のウエハＷの反りが抑制されることが確認された。本実施の形態のようにピック１８に中心対向部１８３を備えることにより、搬送時の反り量がさらに抑制されることが推察される。
　なお、本実施の形態においては、ウエハＷの中心部を中心対向部１８３の支持部１８５により支持する場合につき説明しているがこれに限定されるものではない。上述したように、中心対向部１８３の形状、大きさ、ウエハＷとの距離を適宜に設定し、ウエハＷの熱分布を制御することができる。
　図９は、他のピックの構成を示す側面図である。図９中、図６と同一部分は同一符号を付して詳細な説明は省略する。
　このピックにおいて、中心対向部１８６はウエハＷの裏面に接触している。従って、中心対向部１８６によるウエハＷの冷却効果がより高くなる。
　図１０は、他のピックの構成を示す側面図である。図１０中、図６と同一部分は同一符号を付して詳細な説明は省略する。
　このピックにおいては、中心対向部１８７が、図６のピック１８のように支持部１８５を介してウエハＷを支持したり、図９のピックのように直接ウエハＷの裏面に接触したりせず、ウエハＷの裏面から所定の間隔を隔てて対向している。ウエハＷの裏面は汚染されやすいが、このピックの場合、ウエハＷの裏面に接触しないので、中心対向部１８７が汚染されて次の処理に悪影響を及ぼすのが抑制されている。
　また、本実施の形態においては、連結部１８４が枠部１８１の周方向の中央部から中心対向部１８３に向かって延びるように構成された場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、連結部１８４は枠部１８１の周方向の他の部分に設けることにしてもよい。但し、処理室４Ａ等のウエハ支持機構９の支持ピン９３に当接してピックの搬入が妨げられることがないように設ける必要がある。
　さらに、本実施の形態においては、共通搬送室２に２つのピック１８，１８を備える場合につき説明しているがこれに限定されるものではない。ピックの数も２つには限定されない。
　また、搬送機構２０がピック１８の他に、図１１に示すピック２１を備えることにしてもよい。
　ピック２１は、ピック１５と同様に略Ｕ字状をなし、Ｕ字の曲線側部分の内縁は略Ｖ字状をなしている。ピック２１の両端部、及び前記曲線側部分の３箇所の表面にはウエハＷを支持する支持部２１１が突設されている。
　ロードロック室８Ａから処理室４ＡへウエハＷを搬送する場合は、ウエハＷは常温であるので、冷却構造を有するピック１８を用いる必要はない。処理室４Ｄからロードロック室８Ｂへ搬送する場合も、ウエハＷは加温状態にあるが、次の処理はないので、ピック１８を用いる必要がない。従って、前記ピック２１を用いることができる。また、ロードロック室８Ａ，８Ｂの開口が狭い場合等に、縦横のサイズが小さいピック２１を用い、ピック１８とピック２１とを使い分けることができる。これにより、処理システム１の汎用性が向上する。
　さらに、本実施の形態においては、ピック１８の外縁支持部１８２，支持部１８５、及びウエハ支持機構９の支持ピン９３が各３個である場合につき説明しているがこれに限定されるものではない。
実施の形態２．
　本発明の実施の形態２に係る処理システムは、実施の形態１に係る処理システム１と同様の構成を有し、ピック２２の構成がピック１８の構成と異なる。
　図１２は、ピック２２を示す平面図である。
　ピック２２は、アーム１９に連設された例えばセラミックス製の基部２２１と、先端部に切り欠き２２３が設けられた略円板状をなし、例えば金属製の板部２２２と、該板部２２２の表面に突設され、ウエハＷを支持する３つの支持部２２４とを備えている。
　板部２２１は、アーム１９の長手方向に交叉する方向の両側の弓形部分がない形状をなしている。以上のように構成されているので、ウエハＷを保持したウエハ支持機構９からウエハＷをピック２２を用いて受け取る場合、ウエハ支持機構９の手前の水平方向に並んでいる支持ピン９３，９３間にピック２２の先端部を挿入し、奥側の支持ピン９３に当接することなく、真っ直ぐ奥まで進入させることができる。
　板部２２１にはヒータ２２５が内設されている。ヒータ２２５は、板部２２１の外縁部分の方が中心部分より電熱線が密になるように設けられており、支持部２２４により支持されるウエハＷが外縁部分が中心部分より高い温度で加温されるように構成されている。
　処理室４Ａから４Ｃまでのいずれかの処理室から共通搬送室へウエハＷを搬出するとき、ウエハＷの中心部分の温度が外縁部分より高くなっているが、本実施の形態の処理システムにおいては、ピック２２を用いて搬出するので、搬送時にウエハＷの外縁部分が中心部分より高い温度で加温され、ウエハＷの温度分布が略均一になる。従って、ウエハＷの中心部が他部より高温で熱膨張して反ることがない状態で、ウエハＷは次の処理室へ搬入される。
　処理室４Ａ～４Ｄのようにウエハ支持機構９の支持ピン９３が外側寄りに設けられている場合、上述したように、ウエハＷを保持したウエハ支持機構９からウエハＷを受け取る場合、支持ピン９３に当接することなく、スムーズにピック２２を挿入させることができる。しかし、ロードロック室８Ａ，８Ｂのウエハ支持機構９において、３つの支持ピン９３が内側寄りに設けられている場合、ピック２２を支持ピン９３間に挿入させることができないので、搬送機構２０に、上述の略Ｕ字型のピック２１を備え、ロードロック室８Ａ，８ＢとのウエハＷの受け渡しはピック２２を用いることにし、ピックを使い分ける必要がある。ロードロック室８Ａから処理室４ＡへウエハＷを搬送する場合は、ウエハＷは常温であるので、加温構造を有するピック２２を用いる必要はない。処理室４Ｄからロードロック室８Ｂへ搬送する場合も、次の処理はないので、ピック２２を用いてウエハＷの温度分布を略均一にする必要がない。
　以上のように構成されているので、本実施の形態の処理システムにおいては、処理室間の搬送時にウエハＷに反りが発生するのが抑制され、処理室で均一に処理が行われ得る。すなわち、共通搬送室２において、ピック２２にウエハＷを保持した状態で所定時間待機したり、一度ウエハＷをロードロック室８Ａに入れて冷却したりする必要がないので、スループットが低下させずに、容易に安価に連続プロセスを行うことが可能になる。
　なお、本実施の形態においては、ピック２２の板部２２１にヒータ２２５が内設されている場合につき説明しているが、ヒータ２２５を備えないことにしてもよい。但し、板部２２１がヒータ２２５を備える方が、ウエハＷの温度分布がより均一になる。
　そして、前記実施の形態１及び２においては、共通搬送室２によりウエハＷを搬送する場合につき説明しているがこれに限定されるものではない。半導体ウエハ以外の板材に本発明を適用することが可能である。
実施の形態３．
　実施の形態３に係る搬送装置は、ピックの構成のみが実施の形態１と異なるため、以下では主に上記相異点について説明する。
　図１３は、実施の形態３に係るピック２３の一構成例を示した斜視図、図１４は、実施の形態３に係るピック２３を示す平面図、図１５は、実施の形態３に係るピック２３によりウエハＷを支持した状態を示す側面図である。
　実施の形態３に係るピック２３は、例えばＡｌ2 Ｏ3 、ＳｉＣ等のセラミックス製であり、内周面がウエハＷの外周面に倣うように形成された略Ｃ字状の枠部２３１と、該枠部２３１をアーム１９（図１参照）に取り付けるためのアーム取付部２３６とを備える。アーム取付部２３６は、枠部２３１の開口方向の反対側部分に設けられている。つまり、アーム取付部２３６から最も離れた部分が開口するように枠部２３１がアーム取付部２３６に設けられている。枠部２３１の内縁部には、ウエハＷの外縁部分を下方から支持する３つの外縁支持部２３２が形成されている。３つの外縁支持部２３２は、周方向に略等間隔で並ぶように形成されている。具体的には、Ｃ字状をなす枠部２３１の先端部に２つの外縁支持部２３２が形成され、アーム取付部２３６側に１つの外縁支持部２３２が形成されている。外縁支持部２３２の上面は平坦である。
　枠部２３１の内縁部、特に、アーム取付部２３６から離れている枠部２３１の先端部分の内縁部には、枠部２３１を補強する補強板部２３１ａが形成されている。補強板部２３１ａの上面は、外縁支持部２３２の上面よりも下側に位置しており、ピック２３がウエハＷを支持しても、ウエハＷと、補強板部２３１ａとが接触せず、ウエハWの外縁部分が極力冷却されないように構成されている。なお、リフトピンが補強板部２３１ａに干渉しないよう、補強板部２３１ａの一部に湾曲凹状の切り欠き部２３１ｂが形成されている。
　ピック２３は、ウエハＷの中心部分に対向する円板状の中心対向部２３３と、中心対向部２３３及び枠部２３１を連結する板状の連結部２３４とを備える。中心対向部２３３は、実施の形態１で説明したように、ＳｉＣセラミックスで構成するのがより好ましい。連結部２３４は、下底が開放した平面視略台形枠状をなし、枠部２３１の内縁部のアーム取付部２３６近傍に設けられた連結基部２３４ａと、連結基部２３４ａの上底部分略中央部から枠部２３１の中心部へ突出した突出板２３４ｂとを有する。中心対向部２３３は、突出板２３４ｂの上面に設けられている。連結部２３４及び中心対向部２３３の上面は、いずれも外縁支持部２３２の上面よりも下側に位置しており、ピック２３がウエハＷを支持しても、ウエハＷと、連結部２３４及び中心対向部２３３とが接触しないように構成されている。上下方向における中心対向部２３３の上面と、外縁支持部２３２の上面との距離は、所定の反り量、即ち搬送先の処理装置でウエハＷの温度制御又は基板処理に支障が出る反り量を有するウエハＷをピック２３が保持した場合、ウエハＷの中央部と、中心対向部２３３とが接触し、前記反り量を下回った場合、ウエハＷの中央部と、中心対向部２３３とが離隔するような寸法である。
　図１６は、ピック２３に保持されたウエハＷの各部における温度変化を示したシミュレーション結果のグラフ、図１７Ａ乃至図１７Ｄは、ピック２３に保持されたウエハＷの温度変化示すコンター図である。図１６に示したグラフの横軸は時間、縦軸は温度である。太線の曲線は、ウエハＷがピック２３に保持された後１秒～１２０秒が経過するまでの間におけるウエハＷ上の中心点Ｗ１の温度変化を示している。ウエハＷ及びピック２３の初期温度はそれぞれ７００℃、２５℃である。破線及び細線の曲線は、図１７Ａ乃至図１７Ｄに示すように、中心点Ｗ１の外側に位置するウエハＷ上の点Ｗ２，Ｗ３の温度変化を示している。図１６中、縦線はウエハＷがピック２３に保持された後１５秒の時点を示している。１５秒の経過時点は、特定のある処理システムにおいてウエハＷに対する処理のスループットが低下しない臨界点であり、１５秒を経過するとスループットが低下する。従って、ウエハＷがピック２３に保持された後１５秒以内にウエハＷの中心部分を冷却してウエハＷの反りを解消できるように、中心対向部２３３の大きさなどを設計する必要がある。なお、１５秒は一例である。
　図１７Ａ乃至図１７Ｄは、ウエハＷがピック２３に保持された後、それぞれ１秒経過、５秒経過、１０秒経過、１５秒経過したときのウエハＷの温度分布をシミュレーションした結果である。図１７Ａ～１７Ｄに示したシミュレーション結果においては、輻射熱は考慮されておらず、ウエハＷがピック２３に保持された状態で、外縁支持部２３２及び中心対向部２３３がウエハＷに接触し、熱伝導によってウエハＷが冷却される様子が示されている。外縁支持部２３２及び中心対向部２３３に対応する部分に示される環状の等温線は、内側ほど低温であることを示している。図１６に示した温度変化のグラフも、図１７Ａ～図１７Ｄと同様の条件でシミュレーションを行った結果である。
　実施の形態３に係るピック２３の作用効果を説明する。加温状態にあるウエハＷをピック２３で保持した場合、ウエハＷの外縁部分がピック２３の外縁支持部２３２に接触し、この接触部分が冷却される。中心対向部２３３、連結部２３４などはウエハＷに接触せず、３つの外縁支持部２３２によってウエハＷが３点支持されているため、ウエハＷを安定的に支持することができる。
　ところが、ウエハＷの外縁部分が中心部分に比べて低温になると、ウエハＷの外縁部が中心部に比べて収縮するため、ウエハＷは下方が凸になるように椀状に反ってしまう。ウエハＷの中心部が下方へ反ったまま、次工程におけるサセプタに載置され、ウエハＷが加熱された場合、サセプタに接触しているウエハＷの中心部分が外縁部分に比べて加熱されるため、更にウエハＷの反りが大きくなり、ウエハＷの温度制御が不能になる。
　本実施の形態３にあっては、ウエハＷの中心部分と、中心対向部２３３とが対向しているため、熱放射によって、ウエハＷの中心部分の温度が低下し、ウエハＷの外縁部分と、ウエハＷの中心部分との温度差が小さくなり、ウエハＷの反りが低減される。
　熱放射によるウエハＷの中心部分の冷却が十分で無い場合、ウエハＷの反りが大きくなり、ウエハＷの中心部分と、中心対向部２３３とが接触し、ウエハＷの中心部分の温度がより大きく低下する。ウエハＷの中心部分の温度が低下することによって、ウエハＷの反りが解消すると、ウエハＷの中心部分と、中心対向部２３３とが離隔する。
　このように、本実施の形態３に係るピック２３を備えた搬送装置によれば、ウエハＷの反りを抑制することができる。また、ピック２３に保持されたウエハＷと、中心対向部２３３との接触時間を短くして、ウエハＷの裏面の汚染を最小限に止めることができる。
実施の形態４．
　実施の形態４に係る搬送装置は、ピックの構成のみが実施の形態１と異なるため、以下では主に上記相異点について説明する。
　図１８は、実施の形態４に係るピック２４の一構成例を示した斜視図、図１９は、実施の形態４に係るピック２４を示す平面図である。
　実施の形態４に係るピック２４は、例えばＡｌ2 Ｏ3 、ＳｉＣ等のセラミックス製であり、略Ｕ字状の枠部２４１と、該枠部２４１をアーム１９（図１参照）に取り付けるためのアーム取付部２４６とを備える。アーム取付部２４６は、枠部２４１の開口方向の反対側部分に設けられている。つまり、アーム取付部２４６から最も離れた部分が開口するように枠部２４１がアーム取付部２４６に設けられている。枠部２４１の上面部には、ウエハＷの外縁部分を下方から支持する４つの外縁支持部２４２ａ，２４２ｂが形成されている。４つの外縁支持部２４２ａ，２４２ｂの内、２つの外縁支持部２４２ａはＵ字状をなす枠部２４１の先端部に、２つの外縁支持部２４２ｂはアーム取付部２４６側に設けられている。外縁支持部２４２ａ，２４２ｂは上方に凸の円錐状をなしている。
　ピック２４は、外縁支持部２４２ａ，２４２ｂに支持されるウエハＷの外縁部分よりも中心側部分に対向する中心対向部２４３と、中心対向部２４３の上面に形成された複数の支持部２４５と、中心対向部２４３及び枠部２４１を連結する板状の連結部２４４とを備える。中心対向部２４３は、実施の形態１で説明したように、ＳｉＣセラミックスで構成するのがより好ましい。中心対向部２４３は、直径がウエハＷの直径の約３分の２の円弧状をなし、一部が枠部２４１の各先端部それぞれに一体的に接続された２個の円弧板部を有する。連結部２４４は、枠部２４１のアーム取付部２４６側部分から各円弧板部の端部へ突出して該円弧板部を支持する２本の支持板で構成されている。支持部２４５は、中心対向部２４３を構成する各円弧板部の上面にそれぞれ３つ、周方向に等間隔で設けられ、ウエハＷを支持する。なお、円弧部分はリフトピンが補強板部に干渉しないような内径寸法を有する。連結部２４４及び中心対向部２４３の上面は、いずれも外縁支持部２４２ａ，２４２ｂの上面よりも下側に位置しており、ピック２４がウエハＷを支持しても、ウエハＷと、連結部２４４及び中心対向部２４３とが接触しないように構成されている。
　図２０は、ピック２４に保持されたウエハＷの各部における温度変化を示したシミュレーション結果のグラフ、図２１Ａ乃至図２１Ｄは、ピック２４に保持されたウエハＷの温度変化示すコンター図である。図２０に示したグラフの横軸は時間、縦軸は温度である。太線の曲線は、ウエハＷがピック２４に保持された後１秒～１２０秒が経過するまでの間におけるウエハＷ上の支持部２４５と接触する点Ｗ１の温度変化を示している。ウエハＷ及びピック２４の初期温度はそれぞれ７００℃、２５℃である。破線及び細線の曲線は、図２１Ａ乃至図２１Ｄに示すように、ウエハＷの中心点Ｗ２、ウエハＷの外側の点Ｗ３の温度変化を示している。点Ｗ４は、外縁支持部２４２ａ，２４２ｂ及び支持部２４５のいずれにも接触せず、温度変化が小さい部分であり、約７００℃の温度を有している。
　図２０中、縦線はウエハＷがピック２４に保持された後１５秒の時点を示している。１５秒経過時点の技術的意味は実施の形態３と同様である。
　図２１Ａ乃至図２１Ｄは、ウエハＷがピック２４に保持された後、それぞれ１秒経過、５秒経過、１０秒経過、１５秒経過したときのウエハＷの温度分布をシミュレーションした結果である。図２１Ａ～２１Ｄに示したシミュレーション結果においては、輻射熱は考慮されておらず、ウエハＷがピック２４に保持された状態で、外縁支持部２４２ａ，２４２ｂ及び支持部２４５がウエハＷに接触し、熱伝導によってウエハＷが冷却される様子が示されている。外縁支持部２４２ａ，２４２ｂ及び支持部２４５に対応する部分に示される環状の等温線は、内側ほど低温であることを示している。図２０に示した温度変化のグラフも、図１７Ａ～図１７Ｄと同様の条件でシミュレーションを行った結果である。
　このように構成された実施の形態４に係る搬送装置によれば、従来のピックに比較的近い形状で、実施の形態３と同様、ピック２４で保持されるウエハＷの反りを抑制することができる。
　なお、実施の形態４においては、ウエハＷがピック２４に保持された場合に支持部２４５がウエハＷに接触する例を説明したが、実施の形態３と同様、ウエハＷが反っていない状態においては支持部２４５がウエハＷに接触しないように構成しても良い。上下方向における支持部２４５の上面と、外縁支持部２４２ａ，２４２ｂの上面との距離は、搬送先の処理装置でウエハＷの温度制御又は基板処理に支障が出る反り量を有するウエハＷをピック２４が保持した場合、ウエハＷの中央部と、支持部２４５とが接触し、前記反り量を下回った場合、ウエハＷの中央部と、支持部２４５とが離隔するような寸法である。
　また、支持部２４５を設けず、ウエハＷに中心対向部２４３を離隔して対向させ、又は接触させることによって、ウエハＷの中心部を冷却し、ウエハの反りを解消するように構成しても良い。
　１　処理システム
　２　共通搬送室
　３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ　サセプタ
　４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ　処理室
　６　ゲートバルブ
　８Ａ、８Ｂ　ロードロック室
　９　ウエハ支持機構
　１０　搬入側搬送室
　１１　真空処理装置
　１２　導入ポート
　１４　オリエンタ
　１５、１８、２１、２２、２３、２４　ピック
　１６、１９　アーム
　１７　搬入側搬送機構
　２０　搬送機構
　１８１、２３１　枠部
　１８２、２３２、２４２ａ、２４２ｂ　外縁支持部
　１８３、１８６、１８７、２３３、２４３　中心対向部
　１８４、２３４、２４４　連結部
　１８５、２４５　支持部
　２２１　板部
　２２３　切り欠き
　１５１、２１１、２２４　支持部
　２２５　ヒータ

Claims (8)

  1. 　板材を保持して搬送する保持体を複数有する搬送装置において、
    　少なくとも１つの保持体は、
    　一部が開口した枠部と、
    　該枠部の内縁部に突設され、前記板材の外縁部分を支持する複数の外縁支持部と、
    　前記板材の中心部分に対向する中心対向部と、
    　該中心対向部と前記枠部とを連結する連結部と
    　を有することを特徴とする搬送装置。
  2. 　前記中心対向部は板状をなし、前記板材の中心部に接触するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
  3. 　前記中心対向部は、
    　前記板材の反り量が、所定の反り量以上になった場合、前記板材の中心部に接触し、所定の反り量未満になった場合、前記板材から離隔するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の搬送装置。
  4. 　前記中心対向部は板状をなし、前記板材の中心部から離隔するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
  5. 　前記中心対向部は板状をなし、表面に、前記板材の中心部を支持する複数の支持部が突設されていることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
  6. 　板材を保持して搬送する保持体を複数有する搬送装置において、
    　少なくとも１つの保持体は、
    　一部に切り欠きが設けられた板部と、
    　該板部の表面に突設され、前記板材を支持する複数の支持部と、
    　前記板部の外縁部分を前記板部の中心部分より高い温度で加熱する加熱手段と
    　を備えることを特徴とする搬送装置。
  7. 　板材を保持して搬送する保持体を複数有する搬送装置において、
    　少なくとも１つの保持体は、
    　一部が開口した枠部と、
    　該枠部の上面に設けられ、前記板材の外縁部分を支持する複数の外縁支持部と、
    　該外縁部分よりも前記板材の中心側部分に対向する中心対向部と
    　を有することを特徴とする搬送装置。
  8. 　請求項１乃至７のいずれか１つに記載の搬送装置と、
    　前記板材を処理する複数の処理装置と
    　を備えることを特徴とする処理システム。
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