基板トレイ、基板の載置構造及び基板処理装置
【課題】基板の位置決め精度を向上させること無く、プロセスへの影響を低減できる基板トレイ、基板の載置構造及び基板処理装置を提供する。
【解決手段】複数の基板を載置して、複数の基板と共に搬送される基板トレイ２０において、載置する基板の数に対応して、基板の外径より大きい貫通孔２１を複数設け、貫通孔２１に、当該貫通孔２１の内側を横断する梁２２を少なくとも２本設け、梁２２の上であって、貫通孔２１の内側に基板を各々載置する。
【解決手段】複数の基板を載置して、複数の基板と共に搬送される基板トレイ２０において、載置する基板の数に対応して、基板の外径より大きい貫通孔２１を複数設け、貫通孔２１に、当該貫通孔２１の内側を横断する梁２２を少なくとも２本設け、梁２２の上であって、貫通孔２１の内側に基板を各々載置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の基板を載置して、搬送される基板トレイ、当該基板トレイを用いた基板の載置構造及び当該基板の載置構造を備えた基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
小径の基板を基板トレイの複数の収容孔に各々収容し、その状態で、基板トレイをプラズマ処理装置内の基板サセプタ上に搬送し、基板を基板サセプタの基板載置部に静電吸着させて、所望のプロセスを行うことが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３６１０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１等に開示された基板の載置構造においては、基板トレイを基板サセプタ上に搬送する際、基板の機械的位置決めのために、基板トレイ外周部と基板サセプタとのガイド（例えば、特許文献１の図１７、１８Ａ、１８Ｂ等参照）や基板トレイの収容孔内径と基板サセプタの基板載置部外径とのガイド（例えば、特許文献１の図５Ａ、図５Ｂ等参照）、基板外径と基板トレイの収容孔内径とのガイド等のように、複数のガイド機構を設けており、これらを用いて、基板トレイと基板サセプタとの機械的位置決めを行うと共に、基板と基板載置部との機械的位置決めを行っている。
【０００５】
上述したガイド機構は、各ガイド機構に機械的な隙間（例えば、特許文献１の図５Ｂ中のδ１、δ３等参照）が必要であるため、基板自体の位置決め精度の向上に限界があった。又、基板載置部外径を基板外径より小さくしており（例えば、特許文献１の図５Ａ、図５Ｂ等参照）、そのため、基板裏面の外周部が基板載置部と接触しておらず、成膜等のプロセスにおいて温度等の影響を与えてしまい、最悪の場合、基板の反り変形をもたらすおそれがあった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、基板の位置決め精度を向上させること無く、プロセスへの影響を低減できる基板トレイ、基板の載置構造及び基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する第１の発明に係る基板トレイは、
複数の基板を載置して、前記複数の基板と共に搬送される基板トレイにおいて、
載置する基板の数に対応して、前記基板の外径より大きい貫通孔を複数設け、
前記貫通孔に、当該貫通孔の内側を横断する梁を少なくとも２本設け、
前記梁の上であって、前記貫通孔の内側に前記基板を各々載置することを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決する第２の発明に係る基板トレイは、
複数の基板を載置して、前記複数の基板と共に搬送される基板トレイにおいて、
当該基板トレイの外枠となる部分を除いた大きさの貫通孔を１つ設け、
前記貫通孔の内側を横断する梁を複数設け、
前記複数の梁の上に前記複数の基板を載置することを特徴とする。
なお、複数の梁同士の間隔は、基板の直径より短くしている。又、複数の梁同士を、互いに平行に配置したり、互いに交差して配置したりしてもよい。
【０００９】
上記課題を解決する第３の発明に係る基板の載置構造は、
上記第１の発明に記載の基板トレイを用いた基板の載置構造であって、
前記基板トレイを載置する載置部を備え、
前記載置部に、前記貫通孔に対応して、前記貫通孔を貫通する載置台を複数突設し、
前記載置台に、前記梁に対応して、前記梁を収容する溝を少なくとも２本設け、
前記基板トレイを前記載置部に載置した際に、前記基板を前記載置台に各々載置させることを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決する第４の発明に係る基板の載置構造は、
上記第２の発明に記載の基板トレイを用いた基板の載置構造であって、
前記基板トレイを載置する載置部を備え、
前記載置部に、前記貫通孔に対応して、前記貫通孔を貫通する載置台を１つ突設し、
前記載置台に、前記梁に対応して、前記梁を収容する溝を複数設け、
前記基板トレイを前記載置部に載置した際に、前記複数の基板を前記載置台に載置させることを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する第５の発明に係る基板処理装置は、
上記第３又は第４の発明に記載の載置構造を備え、
前記載置台を介して、前記複数の基板の温度制御を行うと共に、前記複数の基板に所望の処理を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、基板トレイに複数の梁を有する貫通孔を設け、当該基板トレイを用い、複数の梁の上に基板を載置して、搬送するので、基板の位置決め精度の許容値が大きくなる独自の搬送を実現できる。その結果、基板トレイを搬送する搬送ロボットの動作精度の仕様を緩和でき、低コスト化を図ることができる。又、基板を載置する載置部の載置台が基板より大きいので、基板の裏面のほぼ全面を載置台表面に接触させることができ、基板のほぼ全面の温度制御が可能となるので、基板温度に起因するプロセスへの影響を低減でき、基板処理装置の性能向上を図ることができる。例えば、基板処理装置がプラズマＣＶＤ装置であれば、成膜時の膜質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る基板の載置構造の実施形態（実施例１）を示す図であり、（ａ）は、その上面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図２】図１に示した載置構造の載置板を示す上面図である。
【図３】図１に示した載置構造の基板トレイを示す上面図である。
【図４】図３に示した基板トレイを搬送するロボットアームを示す図であり、（ａ）は、その上面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図５】図１に示した載置構造の一部を拡大した上面図である。
【図６】基板載置直前における図５のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図７】基板載置後における図５のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図８】本発明に係る基板の載置構造の他の実施形態（実施例２）を示す図であり、（ａ）は、その上面図、（ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄ線矢視断面図である。
【図９】図８に示した載置構造の載置板を示す上面図である。
【図１０】図８に示した載置構造の基板トレイを示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る基板トレイ、基板の載置構造及び基板処理装置の実施形態について、図１〜図１０を参照して説明を行う。
【００１５】
本発明に係る基板トレイは、基板トレイを載置する載置板（載置部）と共に、本発明に係る基板の載置構造を構成する。図示及び詳細な説明は省略するが、本発明に係る基板の載置構造は、例えば、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置を含む半導体製造装置やＬＥＤ（Light Emitting Diode）製造用のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）製造装置等の基板処理装置に適用可能である。又、本発明に係る基板の載置構造は、使用する基板の大きさに応じて、載置板及び基板トレイを交換することにより、既存の基板処理装置にも装着可能である。従って、本発明に係る基板トレイ及び基板の載置構造について、その載置構造を構成する載置板と共に図示して説明を行う。
【００１６】
（実施例１）
本実施例の基板の載置構造及び当該載置構造を構成する載置板及び基板トレイについて、図１〜図７を参照して説明する。
【００１７】
ここで、図１（ａ）は、本実施例の基板の載置構造を示す上面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図であり、図２は、図１に示した載置構造の載置板を示す上面図であり、図３は、図１に示した載置構造の基板トレイを示す上面図である。又、図４（ａ）は、図３に示した基板トレイを搬送するロボットアームを示す上面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。又、図５は、図１に示した載置構造の一部を拡大した上面図であり、図６は、基板載置直前における図５のＣ−Ｃ線矢視断面図であり、図７は、基板載置後における図５のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【００１８】
本実施例の基板の載置構造は、共に円板状の載置板１０と基板トレイ２０とを有している。載置板１０の上面１０ａには、全体の形状（後述する複数の分割載置台１１ａの全体の形状）が略円柱状となる基板載置台１１が複数（本実施例では５つ）突設されている。基板載置台１１は、後述する基板トレイ２０の貫通孔２１の数、位置、形状、大きさ等に対応して形成されており、基板載置台１１、貫通孔２１の数は、載置板１０、基板トレイ２０の大きさ及び載置する基板Ｗの大きさに応じて、適宜に設定される。基板載置台１１の直径は、基板Ｗの直径より大きくしている。載置する基板Ｗは、載置板１０より小さい直径（載置板１０の半径未満の直径）であり、ここでは、円形状のものを例示するが、他の形状のものでもよい。
【００１９】
基板載置台１１には、基板載置台１１を直線状に横断する溝１２が複数（本実施例では２つ）形成されており、溝１２の底部は、載置板１０の上面１０ａと同じ高さ位置となるように形成されている。この溝１２は、基板トレイ２０を載置台１０に載置したとき、後述する基板トレイ２０の梁２２を収容するものである。このように、基板載置台１１は、溝１２により複数（本実施例では３つ）に分割されているが、分割された３つの分割載置台１１ａ同士の上面は、互いに連続する平面となるように形成されており、これらの上面が基板Ｗを載置する平坦な載置面１１ｂとなっている。従って、３つの載置面１１ｂからなる平面の直径が、基板Ｗの直径より大きくなっている。
【００２０】
溝１２は、梁２２の数、位置、形状等に対応して形成すればよく、基板Ｗを保持するため、梁２２が少なくとも２つ必要であることから、少なくとも２つ形成すればよい。又、本実施例では、溝１２同士及び梁２２同士を互いに平行な直線状の形状としているが、例えば、互いに交差する十字状や格子状の形状としてもよい。
【００２１】
又、溝１２の幅は、梁２２を収容できる幅があれば十分である。例えば、梁２２の幅に、搬送ロボットの搬送精度（例えば、±０．３ｍｍ）を加算した幅か、それより大きい幅があればよい。つまり、溝１２には、前述したガイド機構のような機械的位置決めの機能は不要である。但し、後述するように、基板Ｗは、その温度制御が行われているので、溝１２の幅は、基板Ｗの温度制御に影響が無い範囲で設定することが望ましい。
【００２２】
又、載置板１０の外周部分であり、かつ、基板載置台１１を避けた部分に、ピン孔１４が複数（本実施例では３つ）形成されており、このピン孔１４に、基板トレイ２０を昇降させるリフトピン１５が挿通されている。ピン孔１４は、リフトピン１５の数、位置、形状等に対応して形成すればよく、リフトピン１５が少なくとも３つ必要であることから、少なくとも３つ形成すればよい。
【００２３】
又、図示は省略しているが、各基板載置台１１の内部には、基板Ｗを静電吸着するための電極が各々埋め込まれており、これらの電極に電圧を印加することにより、基板Ｗが載置面１１ｂと密接するように静電吸着を行っている。このように、載置板１０は、基板Ｗの静電吸着を行っているため、セラミクス（例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ））等からなる誘電体から形成されている。
【００２４】
上述した構成の載置板１０は、例えば、プラズマＣＶＤ装置等の処理容器の内部に配置された支持台１６の上面に取り付けられる。そして、基板Ｗと共に基板トレイ２０を載置板１０上に搬送し、基板載置台１１の載置面１１ｂに基板Ｗを載置し、静電吸着した後、所望のプロセス、例えば、成膜処理を行うことになる。基板Ｗの温度制御のため、支持台１６の内部には、温度制御機構、例えば、ヒータや冷媒が流れる流路等が設けられており、支持台１６の内部の温度制御機構の温度制御を行うと共に、静電吸着により基板Ｗを載置面１１ｂに密接させることにより、基板Ｗを所望の温度に制御することできる。
【００２５】
又、載置板１０が支持台１６の上面に取り付け可能な構造であることから、既存の基板処理装置へも適用可能であり、大きさの異なる基板にも対応可能となる。例えば、既存の基板処理装置が、大径の基板（例えば、１２インチの基板）に対応したものであれば、その載置板を、小径の基板に対応した複数の基板載置台１１を有する載置板１０に交換すれば、容易に対応可能となる。小径の基板としては、Ｓｉに限らず、ＧａＡｓ等の化合物半導体、サファイヤ、石英等があり、例えば、２インチや３インチ等の大きさとなる。
【００２６】
基板トレイ２０には、基板トレイ２０を貫通して、全体の形状が円形状の貫通孔２１が複数（本実施例では５つ）形成されている。貫通孔２１には、貫通孔２１の内側を直線状に横断する梁２２が複数（本実施例では２つ）形成されている。この梁２２は、基板トレイ２０を載置台１０に載置したとき、基板載置台１１の溝１２の内側に収容されることになる。
【００２７】
このように、貫通孔２１は、梁２２により複数（本実施例では３つ）に分割されており、実質的には、分割された３つの分割貫通孔２１ａから構成されることになる。従って、基板トレイ２０を載置板１０に載置した際には、各々の貫通孔２１の各分割貫通孔２１ａの内側に、対応する基板載置台１１の各分割載置台１１ａが貫通し、各分割貫通孔２１ａの内側に各分割載置台１１ａが配置されることになる。
【００２８】
梁２２は、基板Ｗの保持のために少なくとも２つ必要であることから、少なくとも２つ形成すればよい。この場合、基板トレイ２０の貫通孔２１の内側に基板Ｗを載置すると、２つの梁２２上に基板が載置されることになる。又、梁２２の形状については、前述した溝１２と同様に、梁２２同士を互いに平行な直線状の形状としてもよいし、互いに交差する十字状や格子状の形状としてもよい。但し、梁２２の幅については、基板トレイ２０が、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミクス材で形成されていることから、基板Ｗを支持可能な強度を確保できる幅とすることが望ましい。又、梁２２は、基板トレイ２０と同一平面となるように形成しているが、基板Ｗを支持可能な強度を確保できれば、その厚みを薄くして、基板Ｗを貫通孔２１の内側に配置し易い形状としてもよい。
【００２９】
又、基板トレイ２０の外周には、その１箇所を切り欠くように形成したノッチ２３が設けられており、後述するように、このノッチ２３を用いて、基板トレイ２０の方向決めが行われる。
【００３０】
上述した構成の基板トレイ２０は、既存の基板処理装置に備えられているアライメント機構を用いて、基板トレイ２０の外周及びノッチ２３を検出することにより、基板トレイ２０のセンタリング及び方向決め、即ち、位置決めを行うことが可能である。従って、基板トレイ２０は、アライメント機構を用いて位置決めされ、搬送ロボットにより所定の誤差範囲内で載置板１０に載置されることになる。そのため、各々の基板Ｗは、基板トレイ２０の貫通孔２１の内側に載置すればよい。
【００３１】
そして、基板トレイ２０が載置板１０上に載置されるときには、載置板１０の基板載置台１１の直径が基板Ｗより大きいので、基板トレイ２０を誤差範囲内で搬送できれば、基板トレイ２０に載置した基板Ｗは、自然と載置面１１ｂの面内に載置されることになる。つまり、基板トレイ２０は、少なくとも基板Ｗの搬送機能を果たせばよい。
【００３２】
ここで、基板トレイ２０を用いて、基板Ｗを載置する際の一連の動作について、図４〜図７を参照して説明する。なお、ここでは、基板処理装置をプラズマＣＶＤ装置として説明を行う。
【００３３】
最初に、基板トレイ２０に基板Ｗを載置する。このとき、基板Ｗは、貫通孔２１の内側に配置できればいいので、例えば、作業者が基板用ピンセットを用いて基板Ｗを配置してもよい。
【００３４】
次に、基板Ｗを配置した基板トレイ２０を、基板用カセットのスロットに挿入する。基板トレイ２０の大きさが１２インチ径であれば、１２インチ用の基板カセットを流用することができる。
【００３５】
次に、プラズマＣＶＤ装置のロードロック室に基板カセットをセットする。ロードロック室が真空引きされて、真空下において、基板トレイ２０の搬送が可能となる。
【００３６】
次に、図４に示すように、Ｕ字形状のハンド部３１とハンド部３１を支持するアーム部３２を有するロボットアーム３０を用いて、基板用カセットのスロットから基板トレイ２０を引き出す。このとき、ハンド部３１の上面に基板トレイ２０が載置されて、搬送が行われる。その後、アライメント機構を用いて、基板トレイ２０の位置決め（センタリング及び方向決め）を行う。
【００３７】
次に、プラズマＣＶＤ装置の処理容器内の支持台１６に取り付けた載置板１０の上方へ基板トレイ２０を搬送する。そして、リフトピン１５を上昇させると、搬送された基板トレイ２０がリフトピン１５に持ち上げられて、リフトピン１５上に載置されることになる。その後、リフトピン１５に持ち上げられた基板トレイ２０の下方から、ロボットアーム３０を引き抜く。このとき、載置板１０と基板トレイ２０の位置関係は、図６に示すように、基板載置台１１の上方に貫通孔２１が位置し、溝１２の上方に梁２２が位置し、載置面１１ｂの上方に基板Ｗが位置することになる。
【００３８】
次に、リフトピン１５を載置板１０の表面より低い位置に下げると、基板トレイ２０が載置板１０上に載置されることになるが、上述したアライメント機構により、所定の誤差範囲内で載置板１０に載置されることになる。つまり、図７に示すように、基板載置台１１の各分割載置台１１ａが貫通孔２１の各分割貫通孔２１ａに挿入され、梁２２が溝１２に挿入され、基板Ｗが載置面１１ｂに配置されることになる。
【００３９】
基板トレイ２０については、その貫通孔２１の各分割貫通孔２１ａの内側に基板載置台１１の各分割載置台１１ａが配置され、かつ、その梁２２が基板載置台１１の溝１２に配置されれば十分であるので、基板トレイ２０自体の位置精度は高くなくてもよい。つまり、基板トレイ２０を搬送するロボットアーム３０の搬送ロボットやアライメント機構の位置決め精度としては、比較的低い精度のもの（例えば、±０．３ｍｍ程度）を許容することができる。
【００４０】
従来は、高精度の搬送ロボット等を使用しないと、基板トレイが載置板の基板戴置台上に乗り上げてしまう等の装置安定動作上の問題が起こるおそれがあった。これに対して、本実施例の基板の載置構造では、基板トレイ２０自体の位置決め精度が高精度でなくても、その精度の許容量が大きいので、基板トレイ２０が載置板１０の基板戴置台１１上に乗り上げてしまう等の装置安定動作上の問題を低減することができる。又、載置板１０や基板トレイ２０の製造精度に高精度な寸法を要求する必要もない。
【００４１】
基板トレイ２０が載置板１０上に載置されるときに、基板Ｗが基板載置台１１に載置されることになるが、３つの載置面１１ｂからなる平面の直径が、基板Ｗの直径より大きくなっているので、基板Ｗの裏面全体が基板載置台１１の載置面１１ｂと接触する位置となるように、基板Ｗが載置されることになる。この状態において、基板Ｗを基板載置台１１の載置面１１ｂに静電吸着するので、基板Ｗの裏面のほぼ全面（溝１２に対応する部分を除く裏面全面）が載置面１１ｂと密接することになる。
【００４２】
そして、プラズマＣＶＤ装置の処理容器において、プラズマによる成膜処理が行われ、基板表面に所望の膜を成膜することになる。このとき、基板Ｗの裏面のほぼ全面が、基板載置台１１の載置面１１ｂに静電吸着されて、載置面１１ｂと密接しているので、基板Ｗの面内の温度分布を均一にすると共に、機械的な変形を抑制することができる。
【００４３】
成膜処理が終了すると、静電吸着を解除し、その後、リフトピン１５が、載置板１０の表面より高い位置に上昇させられて、ロボットアーム３０により基板トレイ２０が処理容器から搬送される。以降は、基板トレイ２０毎に上述した手順が繰り返し行われることになる。
【００４４】
このように、本実施例の基板の載置構造では、基板載置台１１及び載置面１１ｂの外径を基板Ｗの外径より大きくしている。このような構造を用いることにより、基板トレイ２０の位置決めの精度に左右されることなく、基板Ｗを基板載置台１１の載置面１１ｂに載置することができる。
【００４５】
そして、上述したように、基板Ｗの面内の温度分布を均一にすると共に、機械的な変形を抑制することができるので、プロセスへの悪い影響を低減することができ、基板処理装置の性能向上を図ることができる。又、基板トレイ２０自体の位置決め精度の許容量が大きいので、搬送ロボットの動作精度の仕様を緩和することができ、基板処理装置の低コスト化を図ることができる。
【００４６】
（実施例２）
本実施例の基板の載置構造及び当該載置構造を構成する載置板及び基板トレイについて、図８〜図１０を参照して説明する。
【００４７】
ここで、図８（ａ）は、本実施例の基板の載置構造を示す上面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＤ−Ｄ線矢視断面図であり、図９は、図８に示した載置構造の載置板を示す上面図であり、図１０は、図８に示した載置構造の基板トレイを示す上面図である。
【００４８】
本実施例の基板の載置構造も、共に円板状の載置板４０と基板トレイ５０とを有している。載置板４０の上面４０ａには、全体の形状（後述する複数の分割載置台４１ａの全体の形状）が略円柱状となる基板載置台４１が１つ突設されており、載置板４０の外周部分４３を除いた領域に設けられている。基板載置台４１には、基板載置台４１を直線状に横断する溝４２が複数（本実施例では８つ）形成されており、溝４２の底部は、載置板４０の上面４０ａと同じ高さ位置となるように形成されている。この溝４２は、基板トレイ５０を載置台４０に載置したとき、後述する基板トレイ５０の梁５２を収容するものである。載置する基板Ｗは、載置板４０より小さい直径（載置板４０の半径未満の直径）であり、ここでは、円形状のものを例示するが、他の形状のものでもよい。
【００４９】
基板載置台４１は、溝４２により複数（本実施例では９つ）に分割されているが、分割された９つの分割載置台４１ａ同士の上面は、互いに連続する平面となるように形成されており、これらの９つの上面により、基板Ｗを載置する平坦な１つの大きな載置面４１ｂを形成している。この載置面４１ｂが形成する平面の直径は、当然、基板Ｗの直径より大きいので、外周部分４３の内側においては、どこに基板Ｗを載置しても、基板Ｗの裏面のほぼ全面（溝４２に対応する部分を除く裏面全面）が載置面４１ｂに接することになる。
【００５０】
溝４２は、梁５２の数、位置、形状等に対応して形成すればよい。又、本実施例では、溝４２同士を互いに平行な直線状の形状としているが、例えば、互いに交差する十字状や格子状の形状としてもよい。
【００５１】
又、溝４２の幅は、梁５２を収容できる幅があれば十分である。例えば、梁５２の幅に、搬送ロボットの搬送精度（例えば、±０．３ｍｍ）を加算した幅か、それより大きい幅があればよい。つまり、溝４２には、前述したガイド機構のような機械的位置決めの機能は不要である。但し、基板Ｗは、その温度制御が行われているので、溝４２の幅は、基板Ｗの温度制御に影響が無い範囲で設定することが望ましい。
【００５２】
又、載置板４０の外周部分４３には、ピン孔４４が複数（本実施例では３つ）形成されており、このピン孔４４に、基板トレイ５０を昇降させるリフトピン４５が挿通されている。ピン孔４４は、リフトピン４５の数、位置、形状等に対応して形成すればよく、リフトピン４５が少なくとも３つ必要であることから、少なくとも３つ形成すればよい。
【００５３】
又、図示は省略しているが、基板載置台４１の内部には、基板Ｗを静電吸着するための電極が埋め込まれており、これらの電極に電圧を印加することにより、基板Ｗが載置面４１ｂと密接するように静電吸着を行っている。このように、載置板４０は、基板Ｗの静電吸着を行っているため、セラミクス（例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ））等からなる誘電体から形成されている。
【００５４】
上述した構成の載置板４０は、例えば、実施例１で説明した支持台１６の上面に取り付けられる。そして、基板Ｗと共に基板トレイ５０を載置板４０上に搬送し、基板載置台４１の載置面４１ｂに基板Ｗを載置し、その後、静電吸着により基板Ｗを載置面４１ｂに密接させると共に、支持台１６の内部の温度制御機構の温度制御を行うことにより、基板Ｗを所望の温度に制御して、所望のプロセス、例えば、成膜処理を行うことになる。
【００５５】
又、載置板４０が支持台１６の上面に取り付け可能な構造であることから、既存の基板処理装置へも適用可能である。例えば、既存の基板処理装置が、大径の基板（例えば、１２インチの基板）に対応したものであれば、その載置板を、本実施例の載置板４０に交換すれば、容易に対応可能となる。載置板４０に載置する小径の基板としては、Ｓｉに限らず、ＧａＡｓ等の化合物半導体、サファイヤ、石英等があり、例えば、２インチや３インチ等の大きさとなる。
【００５６】
基板トレイ５０には、全体の形状（後述する複数の分割貫通孔５１ａの全体の形状）が円形状となっている貫通孔５１が、基板トレイ５０を貫通して、１つ形成されており、基板トレイ５０の外枠部分５３を除いた領域に形成されている。貫通孔５１には、貫通孔５１を直線状に横断する梁５２が複数（本実施例では８つ）形成されている。この梁５２は、基板トレイ５０を載置台４０に載置したとき、基板載置台４１の溝４２の内側に収容されることになる。
【００５７】
このように、貫通孔５１は、梁５２により複数（本実施例では９つ）に分割されており、実質的には、分割された９つの分割貫通孔５１ａから構成されることになる。従って、基板トレイ５０を載置板４０に載置した際には、貫通孔５１の各分割貫通孔５１ａの内側に、基板載置台４１の各分割載置台４１ａが貫通し、各分割貫通孔５１ａの内側に各分割載置台４１ａが配置されることになる。
【００５８】
梁５２は、基板Ｗを支持するために、基板Ｗの直径の範囲内に少なくとも２つの梁５２が存在するように、つまり、梁２２同士の間隔が基板Ｗの直径より短くなるように配置されている。又、梁５２の幅については、基板トレイ５０が、実施例１と同様のセラミクス材で形成されていることから、基板Ｗを支持可能な強度を確保できる幅とすることが望ましい。又、梁５２は、基板トレイ５０と同一平面となるように形成しているが、基板Ｗを支持可能な強度を確保できれば、その厚みを薄くして、基板Ｗを外枠部分５３の内側に配置し易い形状としてもよい。なお、梁５２の形状については、前述した溝４２と同様に、梁５２同士を互いに平行な直線状の形状としてもよいし、互いに交差する十字状や格子状の形状としてもよい。
【００５９】
又、基板トレイ５０の外周には、その１箇所を切り欠くように形成したノッチ５４が設けられており、後述するように、このノッチ５４を用いて、基板トレイ５０の方向決めが行われる。
【００６０】
上述した構成の基板トレイ５０は、前述したアライメント機構を用いて、基板トレイ５０の外周及びノッチ５４を検出することにより、基板トレイ５０のセンタリング及び方向決め、即ち、位置決めを行うことが可能である。従って、基板トレイ５０は、アライメント機構を用いて位置決めされ、搬送ロボットにより所定の誤差範囲内で載置板４０に載置されることになる。そのため、基板Ｗは、基板トレイ５０の外枠部分５３の内側に載置すればよい。
【００６１】
特に、本実施例の場合は、基板トレイ５０の外枠部分５３の内側であれば、作業者が基板用ピンセットを用いて、基板Ｗをどこに置いてもよいし、異なる大きさ、異なる形状の基板を混在してもよい。つまり、基板の配置位置、大きさ、形状については自由度が大きい。
【００６２】
そして、基板トレイ５０が載置板４０上に載置されるときには、載置板４０の基板載置台４１の直径が基板Ｗより大きいので、基板トレイ５０を誤差範囲内で搬送できれば、基板トレイ５０に載置した基板Ｗは、自然と載置面４１ｂの面内に載置されることになる。つまり、基板トレイ５０は、少なくとも基板Ｗの搬送機能を果たせばよい。
【００６３】
これにより、基板Ｗの裏面全体が、基板載置台４１の載置面４１ｂと接触する位置に載置されることになる。この状態において、基板Ｗを基板載置台４１の載置面４１ｂに静電吸着するので、基板Ｗの裏面のほぼ全面が載置面４１ｂと密接することになり、基板Ｗの面内の温度分布を均一にすると共に、機械的な変形を抑制することができる。
【００６４】
基板トレイ５０については、その貫通孔５１の各分割貫通孔５１ａの内側に基板載置台４１の各分割載置台４１ａが配置され、かつ、その梁５２が基板載置台４１の溝４２に配置されれば十分であるので、基板トレイ５０自体の位置精度は高くなくてもよい。つまり、基板トレイ５０を搬送するロボットアーム３０の搬送ロボットやアライメント機構の位置決め精度としては、比較的低い精度のもの（例えば、±０．３ｍｍ程度）を許容することができる。
【００６５】
従って、本実施例の基板の載置構造では、基板トレイ５０自体の位置決め精度が高精度でなくても、その精度の許容量が大きいので、基板トレイ５０が載置板４０の基板戴置台４１上に乗り上げてしまう等の装置安定動作上の問題を低減することができる。又、載置板４０や基板トレイ５０の製造精度に高精度な寸法を要求する必要もない。
【００６６】
このように、本実施例の基板の載置構造では、基板載置台４１及び載置面４１ｂの外径を基板Ｗの外径より大きくしている。このような構造を用いることにより、基板トレイ５０の位置決め精度に左右されることなく、基板Ｗを基板載置台４１の載置面４１ｂに載置することができる。
【００６７】
そして、上述したように、基板Ｗの面内の温度分布を均一にすると共に、機械的な変形を抑制することができるので、プロセスへの悪い影響を低減することができ、基板処理装置の性能向上を図ることができる。又、基板トレイ５０自体の位置決め精度の許容量が大きいので、搬送ロボットの動作精度の仕様を緩和することができ、基板処理装置の低コスト化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、プラズマＣＶＤ装置を含む半導体製造装置及びＭＥＭＳ製造装置等の基板処理装置に適用可能であり、これらの装置において、基板トレイを用いた基板の搬送システム全般に使用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１０、４０ 載置板（載置部）
１１、４１ 基板載置台
１２、４２ 溝
１６ 支持台
２０、５０ 基板トレイ
２１、５１ 貫通孔
２２、５２ 梁
３０ ロボットアーム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の基板を載置して、搬送される基板トレイ、当該基板トレイを用いた基板の載置構造及び当該基板の載置構造を備えた基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
小径の基板を基板トレイの複数の収容孔に各々収容し、その状態で、基板トレイをプラズマ処理装置内の基板サセプタ上に搬送し、基板を基板サセプタの基板載置部に静電吸着させて、所望のプロセスを行うことが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３６１０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１等に開示された基板の載置構造においては、基板トレイを基板サセプタ上に搬送する際、基板の機械的位置決めのために、基板トレイ外周部と基板サセプタとのガイド（例えば、特許文献１の図１７、１８Ａ、１８Ｂ等参照）や基板トレイの収容孔内径と基板サセプタの基板載置部外径とのガイド（例えば、特許文献１の図５Ａ、図５Ｂ等参照）、基板外径と基板トレイの収容孔内径とのガイド等のように、複数のガイド機構を設けており、これらを用いて、基板トレイと基板サセプタとの機械的位置決めを行うと共に、基板と基板載置部との機械的位置決めを行っている。
【０００５】
上述したガイド機構は、各ガイド機構に機械的な隙間（例えば、特許文献１の図５Ｂ中のδ１、δ３等参照）が必要であるため、基板自体の位置決め精度の向上に限界があった。又、基板載置部外径を基板外径より小さくしており（例えば、特許文献１の図５Ａ、図５Ｂ等参照）、そのため、基板裏面の外周部が基板載置部と接触しておらず、成膜等のプロセスにおいて温度等の影響を与えてしまい、最悪の場合、基板の反り変形をもたらすおそれがあった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、基板の位置決め精度を向上させること無く、プロセスへの影響を低減できる基板トレイ、基板の載置構造及び基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する第１の発明に係る基板トレイは、
複数の基板を載置して、前記複数の基板と共に搬送される基板トレイにおいて、
載置する基板の数に対応して、前記基板の外径より大きい貫通孔を複数設け、
前記貫通孔に、当該貫通孔の内側を横断する梁を少なくとも２本設け、
前記梁の上であって、前記貫通孔の内側に前記基板を各々載置することを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決する第２の発明に係る基板トレイは、
複数の基板を載置して、前記複数の基板と共に搬送される基板トレイにおいて、
当該基板トレイの外枠となる部分を除いた大きさの貫通孔を１つ設け、
前記貫通孔の内側を横断する梁を複数設け、
前記複数の梁の上に前記複数の基板を載置することを特徴とする。
なお、複数の梁同士の間隔は、基板の直径より短くしている。又、複数の梁同士を、互いに平行に配置したり、互いに交差して配置したりしてもよい。
【０００９】
上記課題を解決する第３の発明に係る基板の載置構造は、
上記第１の発明に記載の基板トレイを用いた基板の載置構造であって、
前記基板トレイを載置する載置部を備え、
前記載置部に、前記貫通孔に対応して、前記貫通孔を貫通する載置台を複数突設し、
前記載置台に、前記梁に対応して、前記梁を収容する溝を少なくとも２本設け、
前記基板トレイを前記載置部に載置した際に、前記基板を前記載置台に各々載置させることを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決する第４の発明に係る基板の載置構造は、
上記第２の発明に記載の基板トレイを用いた基板の載置構造であって、
前記基板トレイを載置する載置部を備え、
前記載置部に、前記貫通孔に対応して、前記貫通孔を貫通する載置台を１つ突設し、
前記載置台に、前記梁に対応して、前記梁を収容する溝を複数設け、
前記基板トレイを前記載置部に載置した際に、前記複数の基板を前記載置台に載置させることを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する第５の発明に係る基板処理装置は、
上記第３又は第４の発明に記載の載置構造を備え、
前記載置台を介して、前記複数の基板の温度制御を行うと共に、前記複数の基板に所望の処理を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、基板トレイに複数の梁を有する貫通孔を設け、当該基板トレイを用い、複数の梁の上に基板を載置して、搬送するので、基板の位置決め精度の許容値が大きくなる独自の搬送を実現できる。その結果、基板トレイを搬送する搬送ロボットの動作精度の仕様を緩和でき、低コスト化を図ることができる。又、基板を載置する載置部の載置台が基板より大きいので、基板の裏面のほぼ全面を載置台表面に接触させることができ、基板のほぼ全面の温度制御が可能となるので、基板温度に起因するプロセスへの影響を低減でき、基板処理装置の性能向上を図ることができる。例えば、基板処理装置がプラズマＣＶＤ装置であれば、成膜時の膜質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る基板の載置構造の実施形態（実施例１）を示す図であり、（ａ）は、その上面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図２】図１に示した載置構造の載置板を示す上面図である。
【図３】図１に示した載置構造の基板トレイを示す上面図である。
【図４】図３に示した基板トレイを搬送するロボットアームを示す図であり、（ａ）は、その上面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図５】図１に示した載置構造の一部を拡大した上面図である。
【図６】基板載置直前における図５のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図７】基板載置後における図５のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図８】本発明に係る基板の載置構造の他の実施形態（実施例２）を示す図であり、（ａ）は、その上面図、（ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄ線矢視断面図である。
【図９】図８に示した載置構造の載置板を示す上面図である。
【図１０】図８に示した載置構造の基板トレイを示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る基板トレイ、基板の載置構造及び基板処理装置の実施形態について、図１〜図１０を参照して説明を行う。
【００１５】
本発明に係る基板トレイは、基板トレイを載置する載置板（載置部）と共に、本発明に係る基板の載置構造を構成する。図示及び詳細な説明は省略するが、本発明に係る基板の載置構造は、例えば、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置を含む半導体製造装置やＬＥＤ（Light Emitting Diode）製造用のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）製造装置等の基板処理装置に適用可能である。又、本発明に係る基板の載置構造は、使用する基板の大きさに応じて、載置板及び基板トレイを交換することにより、既存の基板処理装置にも装着可能である。従って、本発明に係る基板トレイ及び基板の載置構造について、その載置構造を構成する載置板と共に図示して説明を行う。
【００１６】
（実施例１）
本実施例の基板の載置構造及び当該載置構造を構成する載置板及び基板トレイについて、図１〜図７を参照して説明する。
【００１７】
ここで、図１（ａ）は、本実施例の基板の載置構造を示す上面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図であり、図２は、図１に示した載置構造の載置板を示す上面図であり、図３は、図１に示した載置構造の基板トレイを示す上面図である。又、図４（ａ）は、図３に示した基板トレイを搬送するロボットアームを示す上面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。又、図５は、図１に示した載置構造の一部を拡大した上面図であり、図６は、基板載置直前における図５のＣ−Ｃ線矢視断面図であり、図７は、基板載置後における図５のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【００１８】
本実施例の基板の載置構造は、共に円板状の載置板１０と基板トレイ２０とを有している。載置板１０の上面１０ａには、全体の形状（後述する複数の分割載置台１１ａの全体の形状）が略円柱状となる基板載置台１１が複数（本実施例では５つ）突設されている。基板載置台１１は、後述する基板トレイ２０の貫通孔２１の数、位置、形状、大きさ等に対応して形成されており、基板載置台１１、貫通孔２１の数は、載置板１０、基板トレイ２０の大きさ及び載置する基板Ｗの大きさに応じて、適宜に設定される。基板載置台１１の直径は、基板Ｗの直径より大きくしている。載置する基板Ｗは、載置板１０より小さい直径（載置板１０の半径未満の直径）であり、ここでは、円形状のものを例示するが、他の形状のものでもよい。
【００１９】
基板載置台１１には、基板載置台１１を直線状に横断する溝１２が複数（本実施例では２つ）形成されており、溝１２の底部は、載置板１０の上面１０ａと同じ高さ位置となるように形成されている。この溝１２は、基板トレイ２０を載置台１０に載置したとき、後述する基板トレイ２０の梁２２を収容するものである。このように、基板載置台１１は、溝１２により複数（本実施例では３つ）に分割されているが、分割された３つの分割載置台１１ａ同士の上面は、互いに連続する平面となるように形成されており、これらの上面が基板Ｗを載置する平坦な載置面１１ｂとなっている。従って、３つの載置面１１ｂからなる平面の直径が、基板Ｗの直径より大きくなっている。
【００２０】
溝１２は、梁２２の数、位置、形状等に対応して形成すればよく、基板Ｗを保持するため、梁２２が少なくとも２つ必要であることから、少なくとも２つ形成すればよい。又、本実施例では、溝１２同士及び梁２２同士を互いに平行な直線状の形状としているが、例えば、互いに交差する十字状や格子状の形状としてもよい。
【００２１】
又、溝１２の幅は、梁２２を収容できる幅があれば十分である。例えば、梁２２の幅に、搬送ロボットの搬送精度（例えば、±０．３ｍｍ）を加算した幅か、それより大きい幅があればよい。つまり、溝１２には、前述したガイド機構のような機械的位置決めの機能は不要である。但し、後述するように、基板Ｗは、その温度制御が行われているので、溝１２の幅は、基板Ｗの温度制御に影響が無い範囲で設定することが望ましい。
【００２２】
又、載置板１０の外周部分であり、かつ、基板載置台１１を避けた部分に、ピン孔１４が複数（本実施例では３つ）形成されており、このピン孔１４に、基板トレイ２０を昇降させるリフトピン１５が挿通されている。ピン孔１４は、リフトピン１５の数、位置、形状等に対応して形成すればよく、リフトピン１５が少なくとも３つ必要であることから、少なくとも３つ形成すればよい。
【００２３】
又、図示は省略しているが、各基板載置台１１の内部には、基板Ｗを静電吸着するための電極が各々埋め込まれており、これらの電極に電圧を印加することにより、基板Ｗが載置面１１ｂと密接するように静電吸着を行っている。このように、載置板１０は、基板Ｗの静電吸着を行っているため、セラミクス（例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ））等からなる誘電体から形成されている。
【００２４】
上述した構成の載置板１０は、例えば、プラズマＣＶＤ装置等の処理容器の内部に配置された支持台１６の上面に取り付けられる。そして、基板Ｗと共に基板トレイ２０を載置板１０上に搬送し、基板載置台１１の載置面１１ｂに基板Ｗを載置し、静電吸着した後、所望のプロセス、例えば、成膜処理を行うことになる。基板Ｗの温度制御のため、支持台１６の内部には、温度制御機構、例えば、ヒータや冷媒が流れる流路等が設けられており、支持台１６の内部の温度制御機構の温度制御を行うと共に、静電吸着により基板Ｗを載置面１１ｂに密接させることにより、基板Ｗを所望の温度に制御することできる。
【００２５】
又、載置板１０が支持台１６の上面に取り付け可能な構造であることから、既存の基板処理装置へも適用可能であり、大きさの異なる基板にも対応可能となる。例えば、既存の基板処理装置が、大径の基板（例えば、１２インチの基板）に対応したものであれば、その載置板を、小径の基板に対応した複数の基板載置台１１を有する載置板１０に交換すれば、容易に対応可能となる。小径の基板としては、Ｓｉに限らず、ＧａＡｓ等の化合物半導体、サファイヤ、石英等があり、例えば、２インチや３インチ等の大きさとなる。
【００２６】
基板トレイ２０には、基板トレイ２０を貫通して、全体の形状が円形状の貫通孔２１が複数（本実施例では５つ）形成されている。貫通孔２１には、貫通孔２１の内側を直線状に横断する梁２２が複数（本実施例では２つ）形成されている。この梁２２は、基板トレイ２０を載置台１０に載置したとき、基板載置台１１の溝１２の内側に収容されることになる。
【００２７】
このように、貫通孔２１は、梁２２により複数（本実施例では３つ）に分割されており、実質的には、分割された３つの分割貫通孔２１ａから構成されることになる。従って、基板トレイ２０を載置板１０に載置した際には、各々の貫通孔２１の各分割貫通孔２１ａの内側に、対応する基板載置台１１の各分割載置台１１ａが貫通し、各分割貫通孔２１ａの内側に各分割載置台１１ａが配置されることになる。
【００２８】
梁２２は、基板Ｗの保持のために少なくとも２つ必要であることから、少なくとも２つ形成すればよい。この場合、基板トレイ２０の貫通孔２１の内側に基板Ｗを載置すると、２つの梁２２上に基板が載置されることになる。又、梁２２の形状については、前述した溝１２と同様に、梁２２同士を互いに平行な直線状の形状としてもよいし、互いに交差する十字状や格子状の形状としてもよい。但し、梁２２の幅については、基板トレイ２０が、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミクス材で形成されていることから、基板Ｗを支持可能な強度を確保できる幅とすることが望ましい。又、梁２２は、基板トレイ２０と同一平面となるように形成しているが、基板Ｗを支持可能な強度を確保できれば、その厚みを薄くして、基板Ｗを貫通孔２１の内側に配置し易い形状としてもよい。
【００２９】
又、基板トレイ２０の外周には、その１箇所を切り欠くように形成したノッチ２３が設けられており、後述するように、このノッチ２３を用いて、基板トレイ２０の方向決めが行われる。
【００３０】
上述した構成の基板トレイ２０は、既存の基板処理装置に備えられているアライメント機構を用いて、基板トレイ２０の外周及びノッチ２３を検出することにより、基板トレイ２０のセンタリング及び方向決め、即ち、位置決めを行うことが可能である。従って、基板トレイ２０は、アライメント機構を用いて位置決めされ、搬送ロボットにより所定の誤差範囲内で載置板１０に載置されることになる。そのため、各々の基板Ｗは、基板トレイ２０の貫通孔２１の内側に載置すればよい。
【００３１】
そして、基板トレイ２０が載置板１０上に載置されるときには、載置板１０の基板載置台１１の直径が基板Ｗより大きいので、基板トレイ２０を誤差範囲内で搬送できれば、基板トレイ２０に載置した基板Ｗは、自然と載置面１１ｂの面内に載置されることになる。つまり、基板トレイ２０は、少なくとも基板Ｗの搬送機能を果たせばよい。
【００３２】
ここで、基板トレイ２０を用いて、基板Ｗを載置する際の一連の動作について、図４〜図７を参照して説明する。なお、ここでは、基板処理装置をプラズマＣＶＤ装置として説明を行う。
【００３３】
最初に、基板トレイ２０に基板Ｗを載置する。このとき、基板Ｗは、貫通孔２１の内側に配置できればいいので、例えば、作業者が基板用ピンセットを用いて基板Ｗを配置してもよい。
【００３４】
次に、基板Ｗを配置した基板トレイ２０を、基板用カセットのスロットに挿入する。基板トレイ２０の大きさが１２インチ径であれば、１２インチ用の基板カセットを流用することができる。
【００３５】
次に、プラズマＣＶＤ装置のロードロック室に基板カセットをセットする。ロードロック室が真空引きされて、真空下において、基板トレイ２０の搬送が可能となる。
【００３６】
次に、図４に示すように、Ｕ字形状のハンド部３１とハンド部３１を支持するアーム部３２を有するロボットアーム３０を用いて、基板用カセットのスロットから基板トレイ２０を引き出す。このとき、ハンド部３１の上面に基板トレイ２０が載置されて、搬送が行われる。その後、アライメント機構を用いて、基板トレイ２０の位置決め（センタリング及び方向決め）を行う。
【００３７】
次に、プラズマＣＶＤ装置の処理容器内の支持台１６に取り付けた載置板１０の上方へ基板トレイ２０を搬送する。そして、リフトピン１５を上昇させると、搬送された基板トレイ２０がリフトピン１５に持ち上げられて、リフトピン１５上に載置されることになる。その後、リフトピン１５に持ち上げられた基板トレイ２０の下方から、ロボットアーム３０を引き抜く。このとき、載置板１０と基板トレイ２０の位置関係は、図６に示すように、基板載置台１１の上方に貫通孔２１が位置し、溝１２の上方に梁２２が位置し、載置面１１ｂの上方に基板Ｗが位置することになる。
【００３８】
次に、リフトピン１５を載置板１０の表面より低い位置に下げると、基板トレイ２０が載置板１０上に載置されることになるが、上述したアライメント機構により、所定の誤差範囲内で載置板１０に載置されることになる。つまり、図７に示すように、基板載置台１１の各分割載置台１１ａが貫通孔２１の各分割貫通孔２１ａに挿入され、梁２２が溝１２に挿入され、基板Ｗが載置面１１ｂに配置されることになる。
【００３９】
基板トレイ２０については、その貫通孔２１の各分割貫通孔２１ａの内側に基板載置台１１の各分割載置台１１ａが配置され、かつ、その梁２２が基板載置台１１の溝１２に配置されれば十分であるので、基板トレイ２０自体の位置精度は高くなくてもよい。つまり、基板トレイ２０を搬送するロボットアーム３０の搬送ロボットやアライメント機構の位置決め精度としては、比較的低い精度のもの（例えば、±０．３ｍｍ程度）を許容することができる。
【００４０】
従来は、高精度の搬送ロボット等を使用しないと、基板トレイが載置板の基板戴置台上に乗り上げてしまう等の装置安定動作上の問題が起こるおそれがあった。これに対して、本実施例の基板の載置構造では、基板トレイ２０自体の位置決め精度が高精度でなくても、その精度の許容量が大きいので、基板トレイ２０が載置板１０の基板戴置台１１上に乗り上げてしまう等の装置安定動作上の問題を低減することができる。又、載置板１０や基板トレイ２０の製造精度に高精度な寸法を要求する必要もない。
【００４１】
基板トレイ２０が載置板１０上に載置されるときに、基板Ｗが基板載置台１１に載置されることになるが、３つの載置面１１ｂからなる平面の直径が、基板Ｗの直径より大きくなっているので、基板Ｗの裏面全体が基板載置台１１の載置面１１ｂと接触する位置となるように、基板Ｗが載置されることになる。この状態において、基板Ｗを基板載置台１１の載置面１１ｂに静電吸着するので、基板Ｗの裏面のほぼ全面（溝１２に対応する部分を除く裏面全面）が載置面１１ｂと密接することになる。
【００４２】
そして、プラズマＣＶＤ装置の処理容器において、プラズマによる成膜処理が行われ、基板表面に所望の膜を成膜することになる。このとき、基板Ｗの裏面のほぼ全面が、基板載置台１１の載置面１１ｂに静電吸着されて、載置面１１ｂと密接しているので、基板Ｗの面内の温度分布を均一にすると共に、機械的な変形を抑制することができる。
【００４３】
成膜処理が終了すると、静電吸着を解除し、その後、リフトピン１５が、載置板１０の表面より高い位置に上昇させられて、ロボットアーム３０により基板トレイ２０が処理容器から搬送される。以降は、基板トレイ２０毎に上述した手順が繰り返し行われることになる。
【００４４】
このように、本実施例の基板の載置構造では、基板載置台１１及び載置面１１ｂの外径を基板Ｗの外径より大きくしている。このような構造を用いることにより、基板トレイ２０の位置決めの精度に左右されることなく、基板Ｗを基板載置台１１の載置面１１ｂに載置することができる。
【００４５】
そして、上述したように、基板Ｗの面内の温度分布を均一にすると共に、機械的な変形を抑制することができるので、プロセスへの悪い影響を低減することができ、基板処理装置の性能向上を図ることができる。又、基板トレイ２０自体の位置決め精度の許容量が大きいので、搬送ロボットの動作精度の仕様を緩和することができ、基板処理装置の低コスト化を図ることができる。
【００４６】
（実施例２）
本実施例の基板の載置構造及び当該載置構造を構成する載置板及び基板トレイについて、図８〜図１０を参照して説明する。
【００４７】
ここで、図８（ａ）は、本実施例の基板の載置構造を示す上面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＤ−Ｄ線矢視断面図であり、図９は、図８に示した載置構造の載置板を示す上面図であり、図１０は、図８に示した載置構造の基板トレイを示す上面図である。
【００４８】
本実施例の基板の載置構造も、共に円板状の載置板４０と基板トレイ５０とを有している。載置板４０の上面４０ａには、全体の形状（後述する複数の分割載置台４１ａの全体の形状）が略円柱状となる基板載置台４１が１つ突設されており、載置板４０の外周部分４３を除いた領域に設けられている。基板載置台４１には、基板載置台４１を直線状に横断する溝４２が複数（本実施例では８つ）形成されており、溝４２の底部は、載置板４０の上面４０ａと同じ高さ位置となるように形成されている。この溝４２は、基板トレイ５０を載置台４０に載置したとき、後述する基板トレイ５０の梁５２を収容するものである。載置する基板Ｗは、載置板４０より小さい直径（載置板４０の半径未満の直径）であり、ここでは、円形状のものを例示するが、他の形状のものでもよい。
【００４９】
基板載置台４１は、溝４２により複数（本実施例では９つ）に分割されているが、分割された９つの分割載置台４１ａ同士の上面は、互いに連続する平面となるように形成されており、これらの９つの上面により、基板Ｗを載置する平坦な１つの大きな載置面４１ｂを形成している。この載置面４１ｂが形成する平面の直径は、当然、基板Ｗの直径より大きいので、外周部分４３の内側においては、どこに基板Ｗを載置しても、基板Ｗの裏面のほぼ全面（溝４２に対応する部分を除く裏面全面）が載置面４１ｂに接することになる。
【００５０】
溝４２は、梁５２の数、位置、形状等に対応して形成すればよい。又、本実施例では、溝４２同士を互いに平行な直線状の形状としているが、例えば、互いに交差する十字状や格子状の形状としてもよい。
【００５１】
又、溝４２の幅は、梁５２を収容できる幅があれば十分である。例えば、梁５２の幅に、搬送ロボットの搬送精度（例えば、±０．３ｍｍ）を加算した幅か、それより大きい幅があればよい。つまり、溝４２には、前述したガイド機構のような機械的位置決めの機能は不要である。但し、基板Ｗは、その温度制御が行われているので、溝４２の幅は、基板Ｗの温度制御に影響が無い範囲で設定することが望ましい。
【００５２】
又、載置板４０の外周部分４３には、ピン孔４４が複数（本実施例では３つ）形成されており、このピン孔４４に、基板トレイ５０を昇降させるリフトピン４５が挿通されている。ピン孔４４は、リフトピン４５の数、位置、形状等に対応して形成すればよく、リフトピン４５が少なくとも３つ必要であることから、少なくとも３つ形成すればよい。
【００５３】
又、図示は省略しているが、基板載置台４１の内部には、基板Ｗを静電吸着するための電極が埋め込まれており、これらの電極に電圧を印加することにより、基板Ｗが載置面４１ｂと密接するように静電吸着を行っている。このように、載置板４０は、基板Ｗの静電吸着を行っているため、セラミクス（例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ））等からなる誘電体から形成されている。
【００５４】
上述した構成の載置板４０は、例えば、実施例１で説明した支持台１６の上面に取り付けられる。そして、基板Ｗと共に基板トレイ５０を載置板４０上に搬送し、基板載置台４１の載置面４１ｂに基板Ｗを載置し、その後、静電吸着により基板Ｗを載置面４１ｂに密接させると共に、支持台１６の内部の温度制御機構の温度制御を行うことにより、基板Ｗを所望の温度に制御して、所望のプロセス、例えば、成膜処理を行うことになる。
【００５５】
又、載置板４０が支持台１６の上面に取り付け可能な構造であることから、既存の基板処理装置へも適用可能である。例えば、既存の基板処理装置が、大径の基板（例えば、１２インチの基板）に対応したものであれば、その載置板を、本実施例の載置板４０に交換すれば、容易に対応可能となる。載置板４０に載置する小径の基板としては、Ｓｉに限らず、ＧａＡｓ等の化合物半導体、サファイヤ、石英等があり、例えば、２インチや３インチ等の大きさとなる。
【００５６】
基板トレイ５０には、全体の形状（後述する複数の分割貫通孔５１ａの全体の形状）が円形状となっている貫通孔５１が、基板トレイ５０を貫通して、１つ形成されており、基板トレイ５０の外枠部分５３を除いた領域に形成されている。貫通孔５１には、貫通孔５１を直線状に横断する梁５２が複数（本実施例では８つ）形成されている。この梁５２は、基板トレイ５０を載置台４０に載置したとき、基板載置台４１の溝４２の内側に収容されることになる。
【００５７】
このように、貫通孔５１は、梁５２により複数（本実施例では９つ）に分割されており、実質的には、分割された９つの分割貫通孔５１ａから構成されることになる。従って、基板トレイ５０を載置板４０に載置した際には、貫通孔５１の各分割貫通孔５１ａの内側に、基板載置台４１の各分割載置台４１ａが貫通し、各分割貫通孔５１ａの内側に各分割載置台４１ａが配置されることになる。
【００５８】
梁５２は、基板Ｗを支持するために、基板Ｗの直径の範囲内に少なくとも２つの梁５２が存在するように、つまり、梁２２同士の間隔が基板Ｗの直径より短くなるように配置されている。又、梁５２の幅については、基板トレイ５０が、実施例１と同様のセラミクス材で形成されていることから、基板Ｗを支持可能な強度を確保できる幅とすることが望ましい。又、梁５２は、基板トレイ５０と同一平面となるように形成しているが、基板Ｗを支持可能な強度を確保できれば、その厚みを薄くして、基板Ｗを外枠部分５３の内側に配置し易い形状としてもよい。なお、梁５２の形状については、前述した溝４２と同様に、梁５２同士を互いに平行な直線状の形状としてもよいし、互いに交差する十字状や格子状の形状としてもよい。
【００５９】
又、基板トレイ５０の外周には、その１箇所を切り欠くように形成したノッチ５４が設けられており、後述するように、このノッチ５４を用いて、基板トレイ５０の方向決めが行われる。
【００６０】
上述した構成の基板トレイ５０は、前述したアライメント機構を用いて、基板トレイ５０の外周及びノッチ５４を検出することにより、基板トレイ５０のセンタリング及び方向決め、即ち、位置決めを行うことが可能である。従って、基板トレイ５０は、アライメント機構を用いて位置決めされ、搬送ロボットにより所定の誤差範囲内で載置板４０に載置されることになる。そのため、基板Ｗは、基板トレイ５０の外枠部分５３の内側に載置すればよい。
【００６１】
特に、本実施例の場合は、基板トレイ５０の外枠部分５３の内側であれば、作業者が基板用ピンセットを用いて、基板Ｗをどこに置いてもよいし、異なる大きさ、異なる形状の基板を混在してもよい。つまり、基板の配置位置、大きさ、形状については自由度が大きい。
【００６２】
そして、基板トレイ５０が載置板４０上に載置されるときには、載置板４０の基板載置台４１の直径が基板Ｗより大きいので、基板トレイ５０を誤差範囲内で搬送できれば、基板トレイ５０に載置した基板Ｗは、自然と載置面４１ｂの面内に載置されることになる。つまり、基板トレイ５０は、少なくとも基板Ｗの搬送機能を果たせばよい。
【００６３】
これにより、基板Ｗの裏面全体が、基板載置台４１の載置面４１ｂと接触する位置に載置されることになる。この状態において、基板Ｗを基板載置台４１の載置面４１ｂに静電吸着するので、基板Ｗの裏面のほぼ全面が載置面４１ｂと密接することになり、基板Ｗの面内の温度分布を均一にすると共に、機械的な変形を抑制することができる。
【００６４】
基板トレイ５０については、その貫通孔５１の各分割貫通孔５１ａの内側に基板載置台４１の各分割載置台４１ａが配置され、かつ、その梁５２が基板載置台４１の溝４２に配置されれば十分であるので、基板トレイ５０自体の位置精度は高くなくてもよい。つまり、基板トレイ５０を搬送するロボットアーム３０の搬送ロボットやアライメント機構の位置決め精度としては、比較的低い精度のもの（例えば、±０．３ｍｍ程度）を許容することができる。
【００６５】
従って、本実施例の基板の載置構造では、基板トレイ５０自体の位置決め精度が高精度でなくても、その精度の許容量が大きいので、基板トレイ５０が載置板４０の基板戴置台４１上に乗り上げてしまう等の装置安定動作上の問題を低減することができる。又、載置板４０や基板トレイ５０の製造精度に高精度な寸法を要求する必要もない。
【００６６】
このように、本実施例の基板の載置構造では、基板載置台４１及び載置面４１ｂの外径を基板Ｗの外径より大きくしている。このような構造を用いることにより、基板トレイ５０の位置決め精度に左右されることなく、基板Ｗを基板載置台４１の載置面４１ｂに載置することができる。
【００６７】
そして、上述したように、基板Ｗの面内の温度分布を均一にすると共に、機械的な変形を抑制することができるので、プロセスへの悪い影響を低減することができ、基板処理装置の性能向上を図ることができる。又、基板トレイ５０自体の位置決め精度の許容量が大きいので、搬送ロボットの動作精度の仕様を緩和することができ、基板処理装置の低コスト化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、プラズマＣＶＤ装置を含む半導体製造装置及びＭＥＭＳ製造装置等の基板処理装置に適用可能であり、これらの装置において、基板トレイを用いた基板の搬送システム全般に使用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１０、４０ 載置板（載置部）
１１、４１ 基板載置台
１２、４２ 溝
１６ 支持台
２０、５０ 基板トレイ
２１、５１ 貫通孔
２２、５２ 梁
３０ ロボットアーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板を載置して、前記複数の基板と共に搬送される基板トレイにおいて、
載置する基板の数に対応して、前記基板の外径より大きい貫通孔を複数設け、
前記貫通孔に、当該貫通孔の内側を横断する梁を少なくとも２本設け、
前記梁の上であって、前記貫通孔の内側に前記基板を各々載置することを特徴とする基板トレイ。
【請求項２】
複数の基板を載置して、前記複数の基板と共に搬送される基板トレイにおいて、
当該基板トレイの外枠となる部分を除いた大きさの貫通孔を１つ設け、
前記貫通孔の内側を横断する梁を複数設け、
前記複数の梁の上に前記複数の基板を載置することを特徴とする基板トレイ。
【請求項３】
請求項１に記載の基板トレイを用いた基板の載置構造であって、
前記基板トレイを載置する載置部を備え、
前記載置部に、前記貫通孔に対応して、前記基板の外径より大きく、かつ、前記貫通孔を貫通する載置台を複数突設し、
前記載置台に、前記梁に対応して、前記梁を収容する溝を少なくとも２本設け、
前記基板トレイを前記載置部に載置した際に、前記基板を前記載置台に各々載置させることを特徴とする基板の載置構造。
【請求項４】
請求項２に記載の基板トレイを用いた基板の載置構造であって、
前記基板トレイを載置する載置部を備え、
前記載置部に、前記貫通孔に対応して、前記貫通孔を貫通する載置台を１つ突設し、
前記載置台に、前記梁に対応して、前記梁を収容する溝を複数設け、
前記基板トレイを前記載置部に載置した際に、前記複数の基板を前記載置台に載置させることを特徴とする基板の載置構造。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の基板の載置構造を備え、
前記載置台を介して、前記複数の基板の温度制御を行うと共に、前記複数の基板に所望の処理を行うことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１】
複数の基板を載置して、前記複数の基板と共に搬送される基板トレイにおいて、
載置する基板の数に対応して、前記基板の外径より大きい貫通孔を複数設け、
前記貫通孔に、当該貫通孔の内側を横断する梁を少なくとも２本設け、
前記梁の上であって、前記貫通孔の内側に前記基板を各々載置することを特徴とする基板トレイ。
【請求項２】
複数の基板を載置して、前記複数の基板と共に搬送される基板トレイにおいて、
当該基板トレイの外枠となる部分を除いた大きさの貫通孔を１つ設け、
前記貫通孔の内側を横断する梁を複数設け、
前記複数の梁の上に前記複数の基板を載置することを特徴とする基板トレイ。
【請求項３】
請求項１に記載の基板トレイを用いた基板の載置構造であって、
前記基板トレイを載置する載置部を備え、
前記載置部に、前記貫通孔に対応して、前記基板の外径より大きく、かつ、前記貫通孔を貫通する載置台を複数突設し、
前記載置台に、前記梁に対応して、前記梁を収容する溝を少なくとも２本設け、
前記基板トレイを前記載置部に載置した際に、前記基板を前記載置台に各々載置させることを特徴とする基板の載置構造。
【請求項４】
請求項２に記載の基板トレイを用いた基板の載置構造であって、
前記基板トレイを載置する載置部を備え、
前記載置部に、前記貫通孔に対応して、前記貫通孔を貫通する載置台を１つ突設し、
前記載置台に、前記梁に対応して、前記梁を収容する溝を複数設け、
前記基板トレイを前記載置部に載置した際に、前記複数の基板を前記載置台に載置させることを特徴とする基板の載置構造。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の基板の載置構造を備え、
前記載置台を介して、前記複数の基板の温度制御を行うと共に、前記複数の基板に所望の処理を行うことを特徴とする基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−８４７７３（Ｐ２０１３−８４７７３Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２３７４３（Ｐ２０１１−２２３７４３）
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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