CN114586137A - 气相成长装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种气相成长装置(1)，前述气相成长装置(1)能够在俯视观察气相成长装置(1)的情况下修正载具(C)相对于晶圆(WF)旋转方向的位置的偏离。气相成长装置(1)具备装载锁定室(13)，前述装载锁定室(13)设置有支承载具(C)的架(17)，在载具(C)和架(17)处设置修正机构，前述修正机构修正俯视观察气相成长装置(1)的情况下载具(C)的旋转方向的位置。

Description

气相成长装置
技术领域
本发明涉及用于外延晶圆的制造等的气相成长装置及气相成长方法。
背景技术
已知用于在基板上沉积膜的多腔处理系统的装载锁定腔中，使用对准环及对准销等的定位机构，相对于用于移送基板的载具对准基板的位置(专利文献1)。
专利文献1 : 美国专利第9，929，029号说明书。
上述定位机构在俯视观察气相成长装置的情况下，将载具相对于基板(晶圆)的上下及左右方向的位置对准至作为基准的位置，但晶圆的旋转方向的位置不修正。为了在晶圆处沉积均匀的膜而载具具有在晶圆的旋转方向上周期性地变化的形状的情况下，若载具相对于晶圆的旋转方向的位置未对准，则对处理后的晶圆的品质造成不良影响。然而，上述现有技术中，关于俯视观察气相成长装置的情况下修正载具相对于晶圆的旋转方向的位置没有任何公开。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种气相成长装置，前述气相成长装置能够在俯视观察气相成长装置的情况下修正载具相对于晶圆的旋转方向的位置的偏离。
本发明是一种气相成长装置，使用支承晶圆的环状的载具，在前述晶圆处形成CVD膜，其特征在于，具备装载锁定室，前述装载锁定室设置有支承前述载具的架，在前述载具和前述架处设置有修正机构，前述修正机构修正沿着前述晶圆的周向的前述载具的旋转方向的位置。
在本发明中，更优选为，前述修正机构包括限制前述载具的顺时针的旋转及逆时针的旋转的一对修正机构。
在本发明中，更优选为，前述修正机构包括俯视观察装置的情况下修正前述载具的上下方向及左右方向的位置的修正机构。
在本发明中，更优选为，前述修正机构包括设置于前述载具的第1卡合部和设置于前述架的第2卡合部。
在本发明中，更优选为，前述第2卡合部具备与前述第1卡合部卡合的卡合面、使前述载具相对于前述架相对地旋转的旋转面、确定前述载具相对于前述架的修正位置的定位面。
在本发明中，更优选为，前述第1卡合部具备与前述第2卡合部卡合的卡合面、使前述载具相对于前述架相对地旋转的旋转面、确定前述载具相对于前述架的修正位置的定位面。
在本发明中，更优选为，前述卡合面和前述旋转面是同一面。
在本发明中，更优选为，前述架是将至少两个前述载具上下地支承的架，在最上层的架处不设置前述修正机构。
在本发明中，更优选为，前述CVD膜是硅外延膜。
在本发明中，更优选为，将多个处理前的前述晶圆从晶圆收纳容器经由工厂接口、前述装载锁定室及晶圆移载室向在前述晶圆处形成前述CVD膜的前述反应室顺次搬运，并且将多个处理后的前述晶圆从前述反应室经由前述晶圆移载室、前述装载锁定室及前述工厂接口向前述晶圆收纳容器顺次搬运，前述装载锁定室经由第1门与前述工厂接口连通，并且经由第2门与前述晶圆移载室连通，前述晶圆移载室经由闸门阀与前述反应室连通，在前述晶圆移载室处设置有第1机器人，前述第1机器人将被搬运至前述装载锁定室的处理前的前述晶圆以支承于载具的状态投入前述反应室，并且，将在前述反应室处结束处理的处理后的前述晶圆以支承于载具的状态从前述反应室取出来搬运至前述装载锁定室，在前述工厂接口处设置有第2机器人，前述第2机器人将处理前的前述晶圆从前述晶圆收纳容器取出，借助在前述装载锁定室待机的载具支承，并且将被搬运至前述装载锁定室的支承于载具的处理后的前述晶圆收纳至晶圆收纳容器，在前述装载锁定室处设置有支承载具的架。
发明效果
根据本发明，在俯视观察气相成长装置的情况下，在支承载具的架处，沿着晶圆的周向的载具的旋转方向的位置被修正。由此，能够修正载具相对于晶圆的旋转方向的位置的偏离。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的气相成长装置的框图。
图2A是表示本发明的实施方式的载具及设置于载具的第1卡合部的一例的俯视图。
图2B是图1的气相成长装置的包括晶圆及反应炉的基座的图2A的载具的纵剖视图。
图3A是表示本发明的实施方式的载具及设置于载具的第1卡合部的另外的例子的俯视图。
图3B是图1的气相成长装置的包括晶圆及反应炉的基座的图3A的载具的纵剖视图。
图4是表示图1的气相成长装置的反应室内的晶圆及载具的移载流程的俯视图及纵剖视图。
图5A是表示图1的气相成长装置的装载锁定室处设置的架的一例的俯视图。
图5B是图1的气相成长装置的包括晶圆及载具的图5A的架的纵剖视图。
图5C的(A)是表示在图5A的载具处设置的第2卡合部的俯视图，图5C的(B)是纵剖视图。
图6A是表示图1的气相成长装置的装载锁定室处设置的架的另外的例子的俯视图。
图6B是图1的气相成长装置的包括晶圆及载具的图6A的架的纵剖视图。
图7是表示图1的气相成长装置的装载锁定室处的晶圆及载具的移载流程的俯视图及纵剖视图。
图8的(A)是表示在图1的气相成长装置的第1机器人的手的末端装配的第1叶片的一例的俯视图，图8的(B)是图1的气相成长装置的包括载具及晶圆的第1叶片的纵剖视图。
图9A是将支承着晶圆的图2A的载具载置于图5A的架时的载具及架的俯视图。
图9B是将支承着晶圆的图3A的载具载置于图6A的架时的载具及架的俯视图。
图10是表示图1的气相成长装置的装载锁定室的架处设置的第2卡合部的另外的例子的俯视图(图10的(A))和纵剖视图(图10的(B))。
图11是表示使用图2A所示的载具的第1卡合部、图10的第2卡合部的载具的旋转方向的位置修正的一例的俯视图(图11的(A))及纵剖视图(图11的(B))(其1)。
图12是表示使用图2A所示的载具的第1卡合部、图10的第2卡合部的载具的旋转方向的位置修正的一例的俯视图(图12的(A))及纵剖视图(图12的(B))(其2)。
图13是表示使用图2A所示的载具的第1卡合部、图10的第2卡合部的载具的旋转方向的位置修正的一例的俯视图(图13的(A))及纵剖视图(图13的(B))(其3)。
图14是表示在本发明的实施方式的载具处设置的第1卡合部的又一另外的例子的俯视图。
图15是表示使用图14所示的载具的第1卡合部、与该第1卡合部对应的第2卡合部的载具的旋转方向的位置修正的另外的例子的俯视图(图15的(A))及纵剖视图(图15的(B))(其1)。
图16是表示使用图14所示的载具的第1卡合部、与该第1卡合部对应的第2卡合部的载具的旋转方向的位置修正的另外的例子的俯视图(图16的(A))及纵剖视图(图16的(B))(其2)。
图17是表示使用图14所示的载具的第1卡合部、与该第1卡合部对应的第2卡合部的载具的旋转方向的位置修正的另外的例子的俯视图(图17的(A))及纵剖视图(图17的(B))(其3)。
图18A是表示图1的气相成长装置的晶圆及载具的处置流程的图(其1)。
图18B是表示图1的气相成长装置的晶圆及载具的处置流程的图(其2)。
图18C是表示图1的气相成长装置的晶圆及载具的处置流程的图(其3)。
图18D是表示图1的气相成长装置的晶圆及载具的处置流程的图(其4)。
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的实施方式。
气相成长装置1为，将由构成薄膜材料的元素构成的一种以上的化合物气体、单质气体供给至晶圆WF上，用于通过气相或晶圆WF的表面处的化学反应形成所希望的薄膜的装置(即，CVD装置)。图1是将作为本发明的一的实施方式的气相成长装置1借助俯视图表示的框图。本实施方式的气相成长装置1具备一对反应炉11、11、晶圆移载室12、一对装载锁定室13、工厂接口14、设置收纳有多个晶圆WF的晶圆收纳容器15(卡式盒)的装载端口、总管气相成长装置1的整体的控制的总管控制器16。
反应炉11是用于通过CVD法在单晶体硅晶圆等的晶圆WF的表面形成CVD膜(例如硅外延膜)的装置。反应炉11具备进行用于形成CVD膜的化学反应的反应室111、将晶圆WF载置于反应室111内来旋转的基座112、将氢气及用于形成CVD膜的原料气体供给至反应室111的气体供给装置113、用于确保反应室111的气密性的闸门阀114。此外，虽省略图示，但在反应室111的周围设置有用于使晶圆WF升温至既定温度的加热灯。加热灯的工作和停止被来自总管控制器16的指令信号控制。另外，图1中表示具备一对反应炉11、11的气相成长装置1，但反应炉的数量没有特别限定，可以是一个也可以是三个以上。
反应室111是在进行形成CVD膜的化学反应时为了切断外气而保持氛围所设置的腔。反应室111的腔不被特别限定。
基座112是用于将晶圆WF搭载来加热的晶圆WF的支承体。在本实施方式的气相成长装置1处，基座112设置于反应室111内，将晶圆WF载置来旋转。基座112旋转，由此，能够抑制不均匀的CVD膜形成于晶圆WF的表面。基座的材料没有特别限定，但例如是涂覆有碳化硅(SiC)的碳(C)、SiC、SiO2那样的陶瓷、玻璃状碳等。包括旋转和停止的基座112的驱动被来自总管控制器16的指令信号控制。
气体供给装置113是用于将氢气或原料气体那样的形成CVD膜的化学反应所必要的气体供给至反应室111的装置。CVD膜为硅外延膜的情况下例如供给二氯硅烷(SiH2Cl2)、三氯硅烷(SiHCl3)等的气体。关于气体的供给方法没有特别限定，能够使用公知的供给系统。被从气体供给装置113供给至反应室111的气体在CVD膜形成的反应后，被由气体供给装置113供给的氢气置换。被置换的反应后的气体被与设置于反应室111的排气口连接的洗涤器(洗涤集尘装置)净化后，被向系统外放出。这种洗涤器虽省略详细的图示，但例如能够使用以往公知的加压水式洗涤器。气体供给装置113进行的气体的供给和停止、洗涤器的工作等被来自总管控制器16的指令信号控制。
闸门阀114是用于将气相成长装置1的反应室111、晶圆移载室12及装载锁定室13间隔的阀。闸门阀114被设置于反应室111和晶圆移载室12之间。通过关闭闸门阀114，确保反应室111和晶圆移载室12之间的气密性。闸门阀114的开闭动作被来自总管控制器16的指令信号控制。
晶圆移载室12是用于将晶圆WF从装载锁定室13搬运至反应炉11的反应室111的密闭的腔。关于晶圆移载室12的腔没有特别限定，能够使用公知的腔。晶圆移载室12位于反应炉11的反应室111和装载锁定室13之间的位置。反应炉11的反应室111和装载锁定室13经由晶圆移载室12连通。晶圆移载室12的一方经由能够开闭的具有气密性的第2门132与装载锁定室13连接。与此相对，晶圆移载室12的另一方经由具有气密性的能够开闭的闸门阀114与反应室111连接。
晶圆移载室12具备应对晶圆WF的第1机器人121。第1机器人121将处理前的晶圆WF从装载锁定室13向反应室111搬运，并且将处理后的晶圆WF从反应室111向装载锁定室13搬运。第1机器人121被第1机器人控制器122控制，被在机器人手的末端装配的第1叶片123沿预先学习的动作轨迹移动。
晶圆移载室12具备图中未示出的非活性气体供给装置。从非活性气体供给装置供给非活性气体，晶圆移载室12内的气体被置换。被非活性气体置换的气体被与排气口连接的洗涤器(洗涤集尘装置)净化后被向系统外放出。这种洗涤器虽省略详细的图示，但例如能够使用以往公知的加压水式洗涤器。非活性气体供给装置进行的非活性气体的供给和停止、洗涤器的工作等被来自总管控制器16的指令信号控制。
装载锁定室13在为非活性气体氛围的晶圆移载室12和为大气氛围的工厂接口14之间，为用于置换氛围气体的空间。装载锁定室13在与工厂接口14之间具备具有气密性的能够开闭的第1门131。另一方面，装载锁定室13在与晶圆移载室12之间具备同样具有气密性的能够开闭的第2门132。即，工厂接口14和晶圆移载室12经由装载锁定室13连通。使第1门131开放时，装载锁定室13为大气氛围。该情况下，关闭第1门131及第2门132，用非活性气体置换装载锁定室13的大气气体，使装载锁定室13为非活性气体氛围。为了置换非活性气体，装载锁定室13具备将装载锁定室13的内部真空排气的排气装置和将非活性气体供给至装载锁定室13的供给装置。
工厂接口14是用于将晶圆WF在装载锁定室13和晶圆收纳容器15之间搬运的区域，为与清洁室相同的大气氛围。工厂接口14具备应对晶圆WF的第2机器人141。第2机器人141将收纳于晶圆收纳容器15的处理前的晶圆WF取出，向装载锁定室13投入，另一方面，将向装载锁定室13搬运来的处理后的晶圆WF向晶圆收纳容器15收纳。第2机器人141被第2机器人控制器142控制，被在机器人手的末端装配的第2叶片143沿预先学习的既定的轨迹移动。本实施方式的第2叶片143没有特别限定，能够使用能够搬运晶圆WF的公知的叶片。
晶圆收纳容器15(卡式盒)是用于收纳晶圆WF而在装置间搬运的容器，被载置于与清洁室相同的大气氛围。载置晶圆收纳容器15的装载端口是在气相成长装置1中用于将晶圆收纳容器15(卡式盒)投入・取出而进行外部设备和晶圆收纳容器15的交接的装置部分。晶圆收纳容器15及装载端口不被特别限定。
总管控制器16总管气相成长装置1的整体的控制。总管控制器16与第1机器人控制器122及第2机器人控制器142相互接受发送控制信号。来自总管控制器16的动作指令信号被向第1机器人控制器122传送时，第1机器人控制器122控制第1机器人121的动作。第1机器人121的动作结果被从第1机器人控制器122向总管控制器16传送。由此，总管控制器16识别第1机器人121的动作状态。同样地，来自总管控制器16的动作指令信号被向第2机器人控制器142传送时，第2机器人控制器142控制第2机器人141的动作。第2机器人141的动作结果被从第2机器人控制器142向总管控制器16传送。由此，总管控制器16识别第2机器人141的动作状态。
本实施方式的气相成长装置1借助总管控制器16，控制将反应炉11的反应室111和晶圆移载室间隔的闸门阀114、将装载锁定室13和工厂接口14间隔的第1门131、将晶圆移载室12和装载锁定室13间隔的第2门132、在晶圆移载室12处应对晶圆WF的第1机器人121及在工厂接口14处应对晶圆WF的第2机器人141的各动作，由此，在气相成长装置1内顺次搬运晶圆WF，进行CVD膜形成的处理。
例如，在本实施方式的气相成长装置1中，将处理前的晶圆WF从晶圆收纳容器15搬运至反应炉11的反应室111的情况下，首先，关闭第1门131和第2门132，使装载锁定室13为非活性气体氛围的状态。接着，利用第2机器人141，取出晶圆收纳容器15的晶圆WF，打开第1门131，将晶圆WF搬运至装载锁定室13。然后，关闭第1门131而使装载锁定室13再次为非活性气体氛围后，打开第2门132，利用第1机器人121将晶圆WF搬运至晶圆移载室12。最后，关闭第2门132，打开闸门阀114，利用第1机器人121，将已被搬运至晶圆移载室12的晶圆WF搬运至反应炉11的反应室111。
与此相反，在本实施方式的气相成长装置1中，将处理后的晶圆WF从反应炉11的反应室111搬运至晶圆收纳容器15的情况下，首先，打开闸门阀114，利用第1机器人121从反应炉11的反应室111取出已形成CVD膜的处理后的晶圆WF，关闭闸门阀114。接着，打开第2门132，利用第1机器人121将晶圆移载室12的晶圆WF搬运至装载锁定室13。最后，关闭第2门132而使装载锁定室13再次为非活性气体氛围后，打开第1门131，利用第2机器人141将晶圆WF收纳至晶圆收纳容器15。
在本实施方式的气相成长装置1中，在反应炉11的反应室111和装载锁定室13之间搬运晶圆WF时，利用支承晶圆WF的环状的载具C。图2A是表示本实施方式的载具C的一例的俯视图，图2B是包括晶圆WF及反应炉11的基座112的正面观察图2A的载具C的情况的纵剖视图。
本实施方式的载具C例如由涂覆有碳化硅的碳、SiC、SiO2那样的陶瓷、玻璃状碳等的材料构成，被环状地形成。本实施方式的载具C例如具有被在图2B所示的基座112的上表面载置的底面C11、与晶圆WF的背面的外周部接触来支承的上表面C12、外周侧壁面C13、内周侧壁面C14。
进而，本实施方式的载具C在俯视观察本实施方式的气相成长装置1的情况下，至少具备一个用于修正沿着晶圆WF的周向的载具C的旋转方向的位置的修正机构。图2A的第1卡合部C15是本实施方式的修正机构的一例。图2A的第1卡合部C15是设置于外周侧壁面C13的半椭圆形的突起。本实施方式的修正机构的形状不限于图2A所示那样的半椭圆形的突起，例如也可以是圆形的突起、矩形的突起或凸形状。本实施方式的载具C处设置修正机构的位置不限于图2A所示那样的外周侧壁面C13，例如也可以是底面C11或内周侧壁面C14。
此外，图3A是表示本实施方式的载具C的另外的例子的俯视图，图3B是包括晶圆WF及反应炉11的基座112的正面观察图3A的载具C的情况的纵剖视图。图3A的第1卡合部C15’是本实施方式的修正机构的另外的例子，是设置于外周侧壁面C13的圆形的切口。本实施方式的修正机构的形状不限于图3A所示那样的圆形的切口，例如也可以是椭圆形的切口、矩形的切口、凹形状或槽形状。本实施方式的载具C处设置修正机构的位置不限于图3A所示那样的外周侧壁面C13，例如也可以是底面C11或内周侧壁面C14。
图4的(A)~图4的(E)是表示反应室111内的晶圆WF及载具C的移载流程的俯视图及铅垂方向的纵剖视图。将支承着晶圆WF的载具C搬入反应炉11的反应室111的情况下，如图4的(A)的俯视图所示，在将载具C载置于第1机器人121的第1叶片123的状态下，如图4的(B)所示搬运至基座112的上方。接着，如图4的(C)所示，借助能够相对于基座112相对地上下移动地设置的三个以上的载具升降销115，暂时抬起载具C，如图4的(D)所示，使第1叶片123后退。并且，如图4的(E)所示，使基座112上升，由此，将载具C载置于基座112的上表面。
反之，将在反应炉11的反应室111处结束CVD膜形成的处理的晶圆WF以搭载于载具C的状态取出的情况下，首先，从图4的(E)所示的状态开始如图4的(D)所示地使基座112下降，仅借助载具升降销115支承载具C。接着，如图4的(C)所示，使第1叶片123前进至载具C和基座112之间，如图4的(B)所示，使三个载具升降销115下降而将载具C载置于第1叶片123，使第1机器人121的手动作。由此，能够将已结束CVD膜形成的处理的晶圆WF以搭载于载具C的状态取出。
本实施方式的气相成长装置1中，晶圆WF在装载锁定室13和反应室111之间被以支承于载具C的状态搬运。在气相成长装置1中，为了相对于晶圆WF顺次进行CVD膜形成的处理，需要从载具C取出处理后的晶圆WF来将处理前的晶圆WF载置于该载具C。因此，在装载锁定室13处设置有架17。
架17是在装载锁定室13处用于将载具C上下两层地支承的支承体。可以在架17支承着的载具C处载置有晶圆WF，也可以不载置晶圆WF。本实施方式的气相成长装置1中，晶圆WF在被载置于载具C的状态下被在装载锁定室13和反应室111之间搬运。因此，处理前的晶圆WF在装载锁定室13处被载置于被在架17处支承的载具C。此外，处理后的晶圆WF在装载锁定室13处被从支承于架17的载具C取出。
图5A是表示在装载锁定室13处设置的本实施方式的架17的一例的俯视图，图5B是正面观察包括晶圆WF及载具C的图5A的架17的情况的纵剖视图。本实施方式的架17具备架基座171、第1架172、第2架173、晶圆升降销174。
架基座171是用于支承架17的基部。架基座171被相对于装载锁定室13固定。
第1架172及第2架173是用于支承载具C的支承体。第1架172及第2架173将两个载具C上下两层地支承，能够相对于架基座171上下升降。第1架172及第2架173(图5A的俯视图中第2架173由于第1架172而隐藏，所以仅图示第1架172。)具有用于将载具C以4点支承的突起。第1架172及第2架173支承载具C的点的数量没有特别限定，也可以是4点以上。在第1架172载置一个载具C，在第2架173也载置一个载具C。载置于第2架173的载具C被插入第1架172和第2架173之间的间隙。
晶圆升降销174是用于支承晶圆WF的支承体。晶圆升降销174能够相对于架基座171上下升降，正面观察架17的情况下，使支承于载具C的晶圆WF相对于载具C上下移动。图5A所示的架17具备三个晶圆升降销174，但晶圆升降销174的数量没有特别限定，也可以是四个以上。晶圆升降销174的形状没有特别限定，可以比图5B所示的销粗，也可以比图5B所示的销细。晶圆升降销174的与晶圆WF接触的末端部的形状可以比图5B所示的销的末端部圆，也可以比图5B所示的销的末端部尖。
进而，本实施方式的架17至少具备一个修正机构，前述修整机构用于在俯视观察本实施方式的气相成长装置1的情况下修正沿着前述晶圆的周向的载具C的旋转方向的位置。图5A的第2卡合部177是本实施方式的修正机构的一例。第2卡合部177如图5A所示，是设置于第1架支承体175的突起。将图5A的第2卡合部177的俯视图在图5C的(A)中表示，将纵剖视图在图5C的(B)中表示。如图5C的(A)及(B)所示，第2卡合部177具备基部177a及突起177b。基部177a为圆柱形，突起177b是比基部177a细而末端较圆的圆柱形。基部177a及突起177b的形状不限于图5C的(A)及(B)所示的形状，例如也可以是椭圆形或矩形。此外，突起177b也可以是与基部177a一体的。
此外，本实施方式的修正机构的形状不限于图5C的(A)及(B)所示那样的突起，例如也可以是凸形状、凹形状或槽形状。第2卡合部177那样的本实施方式的修正机构的数量及配置只要能够确定俯视观察载具C的情况的旋转方向的位置则不被特别限定。例如，图6A是表示本实施方式的架17的另外的例子的俯视图，图6B是正面观察包括晶圆WF及载具C的图6A的架17的情况的纵剖视图。图6A的架17的第2卡合部177’的形状与图5C的(A)及(B)所示的形状相同，但该配置为，与图5A俯视的情况下构成大致梯形的配置相对，图6A为构成大致等边三角形的配置。
此外，图5A中，第2卡合部177设置于第1架支承体175，但也可以设置于第1架支承体175及第2架支承体176的两方，也可以仅设置于第2架支承体176。第2卡合部177那样的本实施方式的修正机构仅设置于第2架支承体176的情况下，在架的下层即第2架173载置有载具C时，进行俯视的情况的旋转方向的定位。这里，第1架支承体175及第2架支承体176分别为用于支承第1架172及第2架173的支承体，与第1架172及第2架173一同相对于架基座171上下地升降。
第1卡合部C15、C15’及第2卡合部177、177’这样的本实施方式的修正机构的数量没有特别限定，但为了利用一对修正机构限制沿着前述晶圆的周向的载具C的顺时针的旋转及逆时针的旋转，优选为至少设置两个。此外，本实施方式的修正机构在俯视观察气相成长装置1的情况下，优选为也修正载具C的上下方向及左右方向的位置。这是因为，只要能借助一个修正机构修正上下、左右及旋转方向的位置，则能够抑制载具C的位置的修正所必要的修正机构的数量。
图7是表示装载锁定室13的晶圆WF及载具C的移载流程的俯视图及纵剖视图，表示如图7的(B)所示地载具C被支承于第1架172的状态下将处理前的晶圆WF搭载于载具C的流程。即，设置于工厂接口14的第2机器人141将收纳于晶圆收纳容器15的一张晶圆WF载置于第2叶片143，经由装载锁定室13的第1门131，如图7的(B)所示地搬运至架17的上部。接着，如图7的(C)所示，使三个晶圆升降销174相对于架基座171上升，暂时抬起晶圆WF，如图7的(D)所示，使第2叶片143后退。另外，三个晶圆升降销174如图7的(A)的俯视图所示，设置于不与第2叶片143干涉的位置。接着，如图7的(D)及图7的(E)所示，使三个晶圆升降销174下降且使第1架172及第2架173上升，由此，将晶圆WF搭载于载具C。
反之，将载置于载具C的状态下向装载锁定室13搬运来的处理后的晶圆WF向晶圆收纳容器15搬运的情况下，从图7的(E)所示的状态，如图7的(D)所示地使三个晶圆升降销174上升且使第1架172及第2架173下降，仅借助晶圆升降销174支承晶圆WF，如图7的(C)所示地使第2叶片143向载具C和晶圆WF之间前进后，如图7的(B)所示地使三个晶圆升降销174下降，将晶圆WF载置于第2叶片143，使第2机器人141的手动作。由此，能够将结束处理的晶圆WF从载具C向晶圆收纳容器15取出。另外，图7的(E)所示的状态下结束处理的晶圆WF在搭载于载具C的搭载的状态下被向第1架172搬运，但被向第2架173搬运的情况也能够以同样的流程，将晶圆WF从载具C向晶圆收纳容器15取出。
在本实施方式的气相成长装置1处，在第1机器人121的手的末端装配第1叶片123。在第1叶片123处，形成有用于搬运载置有晶圆WF的或空的载具C的第1凹部124。在本实施方式的气相成长装置1中，第1叶片123及第1凹部124具有与第1卡合部C15、C15’及第2卡合部177、177’那样的修正机构的形状及其配置对应的形状。
例如，图8的(A)是表示第1叶片123的一例的俯视图，如图4的(A)所示，是表示用于搬运图2A所示的载具C的第1叶片123的一例的俯视图。图8的(B)是包括图2A所示的载具C及晶圆WF的从第1叶片123的侧面方向观察的纵剖视图。本实施方式的第1叶片123在短边板状的主体的一面形成有与载具C的外周侧壁面C13及第1卡合部C15对应的形状的第1凹部124。第1凹部124的形状以载具C嵌合于第1叶片123的第1凹部124的方式形成为，比俯视观察载具C的外周侧壁面C13及第1卡合部C15的情况的外周部稍大。并且，第1机器人121在搬运载置有晶圆WF的或空的载具C的情况下，将载具C载置于第1凹部124。
本实施方式的第1卡合部C15和第2卡合部177在载具C被载置于架17时彼此卡合，由此，修正沿着晶圆WF的周向的载具C旋转方向的位置。例如，图2A所示的载具C的第1卡合部C15与图5A所示的架17的第2卡合部177卡合，由此，修正载具C旋转方向的位置。图9A为，在图5A所示的架17处载置图2A所示的载具C、第1卡合部C15与第2卡合部177卡合而修正载具C旋转方向的位置时的载具C和架17的俯视图。此外，例如，图3A所示的载具C的第1卡合部C15’在载具C载置于架17时，与图6A所示的架17的第2卡合部177’卡合，由此，修正沿着晶圆WF的周向的载具C旋转方向的位置。图9B为，在图6A所示的架17处载置图3A所示的载具C、第1卡合部C15’与第2卡合部177’卡合而修正载具C旋转方向的位置时的载具C和架17的俯视图。
进而，本实施方式的第2卡合部177优选为，在载具C的第1卡合部C15和架17的第2卡合部177卡合来修正载具C旋转方向的位置的情况下，具备用于与第1卡合部C15卡合的卡合面Fa、用于使载具C相对于架17相对地旋转的旋转面Fb、确定载具C相对于架17的修正位置的定位面Fc。通过设置卡合面Fa及旋转面Fb，只要第1卡合部C15和第2卡合部177松动嵌合，则能够将载具C引导至定位面Fc，能够进一步抑制载具C从既定的位置偏离。
图10的(A)是表示本实施方式的第2卡合部177的俯视图，图10的(B)是纵剖视图。例如，如图10的(B)所示，第2卡合部177能够在突起177b处具备能够将卡合面Fa及旋转面Fb，在基部177a的上表面具备定位面Fc。本实施方式的旋转面Fb优选为，载具C相对于架17充分地相对旋转，为能够修正俯视观察气相成长装置1的情况的旋转方向的位置的大小。此外，侧面观察本实施方式的第2卡合部177的情况下，旋转面Fb的斜度优选为，具有载具C能够相对于架17相对旋转的角度。本实施方式的卡合面Fa和旋转面Fb形成的倾度α例如可以是105°~165°、120°~150°、或130°~140°。
图11~图13表示载具C载置于架17时图2A所示的载具C的第1卡合部C15和图10的(A)及(B)所示的第2卡合部177卡合而修正载具C旋转方向的位置时的、第1卡合部C15和第2卡合部177的位置关系。图11的(A)、图12的(A)及图13的(A)是表示图2A所示的载具C和图10的(A)及(B)所示的第2卡合部177的俯视图，图11的(B)、图12的(B)及图13的(B)是正面观察架17的情况的纵剖视图。
载具C借助装配有第1叶片123的第1机器人121载置于架17。如图5的(B)所示，载具C在被载置于架17时相对于架17从上方接近。因此，第1卡合部C15例如如图11的(B)所示，最先与第2卡合部177的卡合面Fa卡合。图11的(B)中，第1卡合部C15与第2卡合部177松动嵌合，即使是与第2卡合部177的卡合面Fa卡合的状态，载具C也能够沿上下方向移动。此外，即使第1卡合部C15与第2卡合部177的卡合面Fa接触，第1卡合部C15也在卡合面Fa上滑动，由此，载具C能够沿上下方向移动。
载具C的位置下降时，第1卡合部C15越过第2卡合部177的卡合面Fa，例如如图12的(B)所示，与第2卡合部177的旋转面Fb卡合。图12的(B)中，第1卡合部C15的左侧端部与配置于左侧的第2卡合部177的旋转面Fb接触。在旋转面Fb上带有倾斜，沿着该倾斜，第1卡合部C15的左侧端部在旋转面Fb上滑动，且载具C向下方移动。此时，载具C在图12的(A)中沿箭头A的方向(顺时针的方向)旋转。借助该旋转面Fb的倾斜引起的载具C的旋转，本实施方式的载具C能够修正旋转方向的位置。
第1卡合部C15的左侧端部与配置于左侧的第2卡合部177卡合，且在旋转面Fb上滑动的同时沿旋转面Fb移动。由此，载具C在图13的(A)中沿箭头A的方向旋转且向既定的位置移动。并且，第1卡合部C15越过第2卡合部177的旋转面Fb而载具C载置于架17时，本实施方式的载具C例如如图13的(A)及(B)所示，载置于作为载具C的既定的位置的定位面Fc。
如图10所示，可以在第2卡合部177设置卡合面Fa、旋转面Fb及定位面Fc，但也可以在第1卡合部C15设置与这些面相同的面。例如，图14的(A)是本实施方式的载具C的又另外的一例的仰视图，图14的(B)是纵剖视图。图14的(A)所示的载具C设置有第1卡合部C15’。第1卡合部C15’具有使卡合面Fa和旋转面Fb为同一平面的卡合旋转面Fa’、定位面Fc’。这样，在本实施方式的修正机构中，也可以使卡合面Fa和旋转面Fb为相同的面。由此，能够抑制修正机构的大小相对于载具C相对地变大。
本实施方式的卡合旋转面Fa’优选为，载具C相对于架17充分地相对地旋转，为能够修正俯视观察气相成长装置1的情况的旋转方向的位置的大小。此外，侧面观察本实施方式的载具C的情况下，卡合旋转面Fa’的斜度优选为，具有载具C能够相对于架17相对旋转的角度。本实施方式的卡合旋转面Fa’和定位面Fc’形成的倾度α’例如可以是105°~165°、120°~150°、或130°~140°。
图15~图17表示载具C载置于架17时图14所示的载具C的第1卡合部C15’和与第1卡合部C15’对应的形状的第2卡合部177”卡合而修正载具C旋转方向的位置时的、第1卡合部C15’和第2卡合部177”的位置关系。图15的(A)、图16的(A)及图17的(A)是表示图14所示的载具C和第2卡合部177”的仰视图，图15的(B)、图16的(B)及图17的(B)是主视图。
载具C借助装配有第1叶片123的第1机器人121载置于架17。如图5的(B)所示，载具C被载置于架17时，相对于架17从上方接近。因此，第2卡合部177”例如如图15的(A)及(B)所示，最先与第1卡合部C15’左侧的卡合旋转面Fa’卡合。图15的(B)中，第2卡合部177”与第1卡合部C15’松动嵌合，即使是与第1卡合部C15’的卡合旋转面Fa’卡合的状态下，载具C也能够沿上下方向移动。此外，即使第2卡合部177”与第1卡合部C15’的卡合旋转面Fa’接触，第2卡合部177”也在卡合旋转面Fa’上滑动，由此载具C能够沿上下方向移动。
此外，在本实施方式的载具C的第1卡合部C15’处，卡合面Fa和旋转面Fb形成为同一卡合旋转面Fa’，所以在第1卡合部C15’与第2卡合部177”卡合的阶段，载具C开始旋转。例如，载具C在图15的(A)中朝向架向下方移动，由此，如图15的(B)所示，第2卡合部177”在第1卡合部C15’左侧的卡合旋转面Fa’上滑动。通过该卡合旋转面Fa’上的第2卡合部177”的滑动，载具C在图15的(A)中在箭头A’的方向上开始旋转。
载具C的位置下降时，例如图16的(A)所示，第2卡合部177”与载具C的外周侧壁面C13接触，由此，朝向箭头A’方向的载具C的旋转停止。如图16的(A)所示，箭头A’方向的旋转停止的载具C例如如图16的(B)所示，第2卡合部177”在卡合旋转面Fa’上滑动，由此向下方移动。并且，第2卡合部177”越过卡合旋转面Fa’时，例如如图17的(A)及(B)所示，与定位面Fc’嵌合。第2卡合部177”嵌合于定位面Fc’，由此，载具C被载置于架17的既定的位置。
接着，说明将本实施方式的气相成长装置1的、将外延膜的生成前(以下也仅称作处理前)及外延膜的生成后(以下也仅称作处理后)的晶圆WF、载具C处置的流程。图18A~图18D是表示本实施方式的气相成长装置的晶圆及载具C的处置流程的示意图，与图1的一侧的晶圆收纳容器15、装载锁定室13及反应炉11对应，在晶圆收纳容器15收纳多张晶圆W1，W2，W3…(例如合计25张)，以该顺序开始处理。
图18A的工序S0表示从此用气相成长装置1开始处理的等待状态，在晶圆收纳容器15收纳多张晶圆W1，W2，W3…(例如合计25张)，在装载锁定室13的第1架172支承空的载具C1，在第2架173支承空的载具C2，装载锁定室13呈非活性气体氛围。
下一工序S1中，第2机器人141将收纳于晶圆收纳容器15的晶圆W1载置于第2叶片143，打开装载锁定室13的第1门131向支承于第1架172的载具C1移载。该移载的流程如参照图7所作说明。
下一工序S2中，关闭装载锁定室13的第1门131也关闭第2门132的状态下，将装载锁定室13的内部再次置换成非活性气体氛围。然后，打开第2门132，在第1机器人121的第1叶片123载置载具C1，打开反应炉11的闸门阀114，经由该闸门阀114将搭载有晶圆W1的载具C1向基座112移载。该移载的流程如参照图4所作说明。工序S2~S4中，反应炉11中进行相对于晶圆W1的CVD膜的生成处理。
即，将搭载着处理前的晶圆W1的载具C1向反应室111的基座112移载，关闭闸门阀114，待机既定时间后，借助气体供给装置113向反应室111供给氢气，使反应室111为氢气氛围。接着，借助加热灯使反应室111的晶圆W1升温至既定温度，根据需要实施蚀刻、热处理等的前处理后，借助气体供给装置113控制原料气体、掺杂剂气体的流量及/或供给时间的同时供给。由此，在晶圆W1的表面生成CVD膜。形成CVD膜后，借助气体供给装置113向反应室111再次供给氢气来将反应室111置换成氢气氛围后，待机既定时间。
这样在工序S2~S4中，借助反应炉11对晶圆W1进行处理的期间，第2机器人141从晶圆收纳容器15取出下一晶圆W2，准备下一处理。在此之前，在本实施方式中，工序S3中，关闭装载锁定室13的第2门132也关闭第1门131的状态下，将装载锁定室13的内部置换成非活性气体氛围。然后，打开第2门132，借助第1机器人121，将支承于第2架173的载具C2移载至第1架172，关闭第2门132。接着，在工序S4中，第2机器人141将收纳于晶圆收纳容器15的晶圆W2载置于第2叶片143，打开第1门131，向支承于装载锁定室13的第1架172的载具C2移载。
这样在本实施方式中，追加工序S3，收纳于晶圆收纳容器15的处理前的晶圆WF搭载于作为装载锁定室13的架17的最上层的架的第1架172。这是由于以下的理由。即，如工序S2所示，搭载下一晶圆W2的空的载具C2支承于第2架173的情况下，在其上搭载晶圆W2时，有搭载有处理后的晶圆W1的载具C1被向第1架172移载的可能性。本实施方式的气相成长装置1的载具C被搬运至反应室111，所以载具C成为颗粒的发生要因，在处理前的晶圆W2的上部支承载具C1时，有尘埃落下至处理前的晶圆W2的可能。因此，追加工序S3，将空的载具C2向第1架172移载，使得处理前的晶圆WF搭载于装载锁定室13的架17的最上层的架(第1架172)。在作为架17的上层的架的第1架172设置有本实施方式的修正机构的情况下，在工序S3中将载具C从第2架173移载至第1架172时，载具C的旋转方向的位置被修正。
工序S5中，关闭装载锁定室13的第1门131也关闭第2门132的状态下，将装载锁定室13的内部置换成非活性气体氛围。然后，打开反应炉11的闸门阀114，将第1机器人121的第1叶片123插入反应室111，移载搭载有处理后的晶圆W1的载具C1，从反应室111取出，关闭闸门阀114后，打开第2门132，向装载锁定室13的第2架173移载。在作为架17的下层的架的第2架173设置有本实施方式的修正机构的情况下，在工序S5中将载具C从反应室111移载至第2架173时，载具C的旋转方向的位置被修正。然后，向第1机器人121的第1叶片123载置支承于第1架172的载具C2，将搭载有该处理前的晶圆W2的载具C2如工序S6所示，经由晶圆移载室12，打开闸门阀114来向反应炉11的基座112移载。
工序S6~S9中，在反应炉11，进行相对于晶圆W2的CVD膜的生成处理。即，将搭载有处理前的晶圆W2的载具C2向反应室111的基座112移载，关闭闸门阀114，待机既定时间后，借助气体供给装置113向反应室111供给氢气，使反应室111为氢气氛围。接着，借助加热灯使反应室111的晶圆W2升温至既定温度，根据需要实施蚀刻、热处理等的前处理后，借助气体供给装置113控制原料气体、掺杂剂气体的流量及/或供给时间的同时供给。由此，在晶圆W2的表面生成CVD膜。形成CVD膜后，借助气体供给装置113再次向反应室111供给氢气，将反应室111置换成氢气氛围后，待机既定时间。
这样工序S6~S9中，借助反应炉11对晶圆W2进行处理的期间，第2机器人141将处理后的晶圆W1收纳于晶圆收纳容器15，并且从晶圆收纳容器15取出下一晶圆W3，准备下一处理。即，工序S7中，关闭装载锁定室13的第2门132也关闭第1门131的状态下，将装载锁定室13的内部置换成非活性气体氛围。然后，打开第1门131，借助第2机器人141，将处理后的晶圆W1从支承于第2架173的载具C1载置于第2叶片143，如工序S8所示地将该处理后的晶圆W1收纳于晶圆收纳容器15。接着，与上述的工序S3同样地，在工序S8中，在关闭装载锁定室13的第1门131也关闭第2门132的状态下，将装载锁定室13的内部置换成非活性气体氛围。然后，打开第2门132，借助第1机器人121，将支承于第2架173的载具C1向第1架172移载。在作为架17的上层的架的第1架172设置有本实施方式的修正机构的情况下，在工序S8中将载具C移载至第1架172时，载具C的旋转方向的位置被修正。
接着，在工序S9中，在关闭装载锁定室13的第2门132也关闭第1门131的状态下，将装载锁定室13的内部置换成非活性气体氛围。然后，借助第2机器人141，将收纳于晶圆收纳容器15的晶圆W3载置于第2叶片143，如工序S9所示，打开第1门131，向在装载锁定室13的第1架172支承的载具C1移载。
工序S10中，与上述的工序S5同样地，关闭装载锁定室13的第1门131也关闭第2门132的状态下，将装载锁定室13的内部置换成非活性气体氛围。然后，打开反应炉11的闸门阀114，将第1机器人121的第1叶片123插入反应室111，载置搭载有处理后的晶圆W2的载具C2，关闭闸门阀114后，打开第2门132，从反应室111向装载锁定室13的第2架173移载。接着，在第1机器人121的第1叶片123载置支承于第1架172的载具C1，将搭载有该处理前的晶圆W3的载具C1如工序S11所示，经由晶圆移载室12向反应炉11的基座112移载。
工序S10中，与上述的工序S7同样地，关闭装载锁定室13的第2门132也关闭第1门131的状态下，将装载锁定室13的内部置换成非活性气体氛围。然后，打开第1门131，借助第2机器人141，将处理后的晶圆W2从支承于第2架173的载具C2向第2叶片143移载，如工序S11所示地将该处理后的晶圆W2收纳于晶圆收纳容器15。以下，重复以上的工序，直至收纳于晶圆收纳容器15的所有处理前的晶圆WF的处理结束。
如上所述，在本实施方式的气相成长装置1中，通过将沿着晶圆WF的周向的载具C的旋转方向的位置修正的修正机构设置于载具C和架17，能够修正载具相对于晶圆的旋转方向的位置的偏离。该情况下，设置限制载具C的顺时针的旋转及逆时针的旋转的一对修正机构，由此，能够进一步修正载具C的旋转方向的位置偏离。此外，本实施方式的修正机构在俯视观察气相成长装置1的情况下也修正载具C的上下方向及左右方向的位置，由此，能够抑制载具C的位置的修正所必要的修正机构的数量。进而，架17在最上层的架不设置修正机构而在从上数第二层以下的层中的至少一层设置修正机构，由此，关于已经借助修正机构修正旋转方向的位置的载具C，能够避免再次在最上层的架进行位置修正。
此外，本实施方式的修正机构包括设置于载具C的第1卡合部C15、C15’、设置于架17的第2卡合部177、177’、177”，由此，能够进一步修正载具C的旋转方向的位置偏离。进而，第2卡合部177具备与第1卡合部C15卡合的卡合面Fa、使载具C相对于架17相对地旋转的旋转面Fb及确定载具C相对于架17的修正位置的定位面Fc，由此，只要第1卡合部C15和第2卡合部177松动嵌合，则能够将载具C引导至定位面Fc，能够进一步修正载具C从既定的位置偏离。进而，第1卡合部C15’具备与第2卡合部177”卡合而使载具C相对于架17相对地旋转的卡合旋转面Fa’及确定载具C相对于架17的修正位置的定位面Fc’，由此，只要第1卡合部C15’和第2卡合部177”松动嵌合，则能够将载具C引导至定位面Fc’，能够进一步修正载具C从既定的位置偏离。该情况下，通过设为卡合面Fa和旋转面Fb为同一面的卡合旋转面Fa’，能够抑制本实施方式的修正机构相对于载具C变大而对于载具C的温度、形成的CVD膜的品质施加的影响。
附图标记说明
1…气相成长装置
11…反应炉
111…反应室
112…基座
113…气体供给装置
114…闸门阀
115…载具升降销
12…晶圆移载室
121…第1机器人
122…第1机器人控制器
123…第1叶片
124…第1凹部
13…装载锁定室
131…第1门
132…第2门
14…工厂接口
141…第2机器人
142…第2机器人控制器
143…第2叶片
15…晶圆收纳容器
16…总管控制器
17…架
171…架基座
172…第1架
173…第2架
174…晶圆升降销
175…第1架支承体
176…第2架支承体
177、177’、177”…第2卡合部
177a…基部
177b…突起
Fa…卡合面
Fb…旋转面
Fc…定位面
α…斜度
C…载具
C11…底面
C12…上表面
C13…外周侧壁面
C14…内周侧壁面
C15、C15’…第1卡合部
Fa’…卡合旋转面
Fc’…定位面
α’…斜度
WF…晶圆。

Claims (10)

1.一种气相成长装置，前述气相成长装置使用支承晶圆的环状的载具，在前述晶圆处形成CVD膜，其特征在于，
具备装载锁定室，前述装载锁定室设置有支承前述载具的架，
在前述载具和前述架处设置有修正机构，前述修正机构修正沿着前述晶圆的周向的前述载具的旋转方向的位置。
2.如权利要求1所述的气相成长装置，其特征在于，
前述修正机构包括限制前述载具的顺时针的旋转及逆时针的旋转的一对修正机构。
3.如权利要求1或2所述的气相成长装置，其特征在于，
前述修正机构包括俯视观察装置的情况下修正前述载具的上下方向及左右方向的位置的修正机构。
4.如权利要求1至3中任一项所述的气相成长装置，其特征在于，
前述修正机构包括设置于前述载具的第1卡合部和设置于前述架的第2卡合部。
5.如权利要求4所述的气相成长装置，其特征在于，
前述第2卡合部具备与前述第1卡合部卡合的卡合面、使前述载具相对于前述架相对地旋转的旋转面、确定前述载具相对于前述架的修正位置的定位面。
6.如权利要求4所述的气相成长装置，其特征在于，
前述第1卡合部具备与前述第2卡合部卡合的卡合面、使前述载具相对于前述架相对地旋转的旋转面、确定前述载具相对于前述架的修正位置的定位面。
7.如权利要求5或6所述的气相成长装置，其特征在于，
前述卡合面和前述旋转面是同一面。
8.如权利要求1至7中任一项所述的气相成长装置，其特征在于，
前述架是将至少两个前述载具上下地支承的架，在最上层的架处不设置前述修正机构。
9.如权利要求1至8中任一项所述的气相成长装置，其特征在于，
前述CVD膜是硅外延膜。
10.如权利要求1至9中任一项所述的气相成长装置，其特征在于，
将多个处理前的晶圆从晶圆收纳容器经由工厂接口、前述装载锁定室及晶圆移载室向在前述晶圆处形成前述CVD膜的前述反应室顺次搬运，
并且将多个处理后的前述晶圆从前述反应室经由前述晶圆移载室、前述装载锁定室及前述工厂接口向前述晶圆收纳容器顺次搬运，
前述装载锁定室经由第1门与前述工厂接口连通，并且经由第2门与前述晶圆移载室连通，
前述晶圆移载室经由闸门阀与前述反应室连通，
在前述晶圆移载室处设置有第1机器人，前述第1机器人将被搬运至前述装载锁定室的处理前的前述晶圆以支承于前述载具的状态投入前述反应室，并且，将在前述反应室处结束处理的处理后的前述晶圆以支承于前述载具的状态从前述反应室取出来搬运至前述装载锁定室，
在前述工厂接口处设置有第2机器人，前述第2机器人将处理前的前述晶圆从前述晶圆收纳容器取出，借助在前述装载锁定室待机的前述载具支承，并且将被搬运至前述装载锁定室的支承于前述载具的处理后的前述晶圆收纳至前述晶圆收纳容器。
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