JP2004179566A - 縦型熱処理装置及び同装置における異常ウェーハ検出方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ウェーハの割れを短時間で精度良く検出することができ、同時にウェーハの位置ずれも検出できる縦型熱処理装置及び同装置における異常ウェーハ検出方法を提供する。
【解決手段】本発明の縦型熱処理装置１は、ウェーハカセット２と、ウェーハ３を搭載するボート４と、ウェーハカセット２とボート４との間でウェーハ３を搬送するウェーハ移載機５と、ボート４の上方に配置された熱処理炉６とを備える。さらに、熱ストレスによるウェーハ３の割れを検出する手段として、炉本体６ａの下部に、新たにウェーハ３のＸ方向とＹ方向の割れを検出するための割れ検出センサ１１、１２がウェーハ３を囲む同一高さのプレート１３上に設けられている。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明の縦型熱処理装置１は、ウェーハカセット２と、ウェーハ３を搭載するボート４と、ウェーハカセット２とボート４との間でウェーハ３を搬送するウェーハ移載機５と、ボート４の上方に配置された熱処理炉６とを備える。さらに、熱ストレスによるウェーハ３の割れを検出する手段として、炉本体６ａの下部に、新たにウェーハ３のＸ方向とＹ方向の割れを検出するための割れ検出センサ１１、１２がウェーハ３を囲む同一高さのプレート１３上に設けられている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、縦型熱処理装置及び同装置における異常ウェーハ検出方法に関し、特に熱ストレスやボートの昇降時の振動に起因して発生する半導体ウェーハの割れや位置ずれを検出する機能を備えた縦型熱処理装置及び同装置における異常ウェーハ検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の製造プロセスにおいて、例えば半導体ウェーハ等（以下、「ウェーハ」と言う）の基板に対して熱処理を行なう装置の一つに縦型熱処理装置がある。この装置は、複数のウェーハをボートに搭載した後、反応管内に移動させ、反応管に導入された反応ガスを分解温度に達する迄加熱し、これによってボート上に搭載されているウェーハの表面に所定の拡散処理、酸化処理又はＣＶＤ処理等の各熱処理を行なうものである。
【０００３】
このような技術は、例えば、特開平１１−５４５９３号公報に開示されている。図６は従来の縦型熱処理装置６１の構成を示す概略図である。この従来の縦型熱処理装置６１は、ウェーハカセット６２と、ウェーハ６３を搭載するボート６４と、ウェーハ移載機６５と、熱処理炉６６とを備える。また、熱処理炉６６は炉本体６６ａと炉蓋６６ｂとからなり、炉蓋６６ｂ上にはボート６４が載置されている。
【０００４】
ボート６４上のウェーハ６３は熱処理時に、急激な熱ストレスによって割れてしまう場合がある。ウェーハ６３が割れた状態のままで、ウェーハ移載機６５によりボート６４からウェーハ６３を取り出そうとすると、ボート６４やウェーハ移載機６５を破損してしまう。従って、割れたウェーハ６３を検出して取り除くための透過型センサ６７が炉本体６６ａの下部に設けられている。この透過型センサ６７は、投光部６７ａと受光部６７ｂからなり、受光部６７ｂには異常ウェーハを検出するウェーハ検出部６８が接続され、また炉蓋６６ｂを昇降動させるためのモータとロータリエンコーダ（何れも図示せず）にはボート６４の昇降位置を検出するボート昇降位置検出部６９が接続されている。さらに、ウェーハ検出部６８とボート昇降位置検出部６９には、両者の出力信号に基づいてウェーハ６３の枚数をカウントするメカ制御部７０と、ウェーハ６３の割れを検知したとき、警報音（警告）を出力するアラーム７１が接続されている。
【０００５】
次に、この縦型熱処理装置６１の動作について、図面を参照して説明する。図７（ａ）〜（ｃ）は従来の縦型熱処理装置６１の動作を説明する概略図であり、図７（ａ）はウェーハ検出前の状態を示し、図７（ｂ）はウェーハ検出開始時の状態を示し、図７（ｃ）はウェーハ検出終了時の状態を示している。
【０００６】
先ず、図６に示すウェーハカセット６２からボート６４へ搬送されたウェーハ６３を、熱処理を行なうためにモータ（図示せず）を駆動してボート６４を炉本体６６ａ内に挿入する。このとき、ウェーハ検出部６８から出力されるウェーハ検出信号６８ａとボート昇降位置検出部６９から出力されるボート昇降位置信号６９ａに基づいて炉本体６６ａ内に挿入されるウェーハ６３の枚数をカウントし、その枚数を記憶する。
【０００７】
次に、ウェーハ６３を熱処理した後、図７（ａ）に示すように、モータを逆方向へ駆動してボート６４の下降を開始する。このとき同時に、投光部６７ａは投光を開始する。次に、図７（ｂ）に示すように、ボート６４が下降し、予め設定されたウェーハ検出開始位置ＤＳに達したことをボート昇降位置信号６９ａによって検知したとき、ウェーハ検出部から出力されるウェーハ検出信号６８ａに基づいて、メカ制御部７０にて炉本体６６ａ内から引出されるウェーハ６３の枚数のカウントを開始する。さらに、図７（ｃ）に示すように、ボート６４が下降し、予め設定されたウェーハ検出終了位置ＤＥに達したことをボート昇降位置信号６９ａによって検出したとき、ウェーハ６３の枚数のカウントを終了する。
【０００８】
検出されたウェーハ枚数と記憶されているウェーハ枚数とを比較し、両者の枚数が異なるとき、アラーム７１によってウェーハ６３の破損があることを知らせる警報音（警告）を出力し、ボート６４からウェーハカセット６２へのウェーハ６３の搬送動作を禁止する。これにより、熱処理時に割れたウェーハ６３を検出でき、取り除くことができるので、ボート６４やウェーハ移載機６５の破損を抑えることができる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−５４５９３号公報（第２，３頁、００１３段落〜００３３段落、第１，２図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の縦型熱処理炉６１は、ウェーハ６３の一方向に固定された透過型センサ６７によりウェーハの割れを検出する構成のため、ウェーハ６３の割れの方向により透過型センサ６７で検出できない場合があった。
【００１１】
図８（ａ）、（ｂ）は、従来の縦型熱処理装置６１の課題を説明する概略図である。図８（ａ）はウェーハ６３ａが透過型センサ６７の光軸に対して垂直方向に割れた場合を示す概略図であり、図８（ｂ）はウェーハ６３ｂが透過型センサ６７の光軸に対して水平方向に割れた場合を示す概略図である。なお、７２ａ、７２ｂは、透過型センサ６７における出力の時間変化を示すグラフであり、縦軸は受光部６７ｂの受光量であり、横軸は時間である。
【００１２】
図８（ａ）に示すように、ウェーハ６３ａが透過型センサ６７の光軸に対して垂直方向に割れた場合、投光部６７ａからの出射光が長時間に亘り遮られることになるのでウェーハ６３ａの割れを検出できる。（グラフ７２ａ）しかし、図８（ｂ）に示すように、ウェーハ６３ｂが透過型センサ６７の光軸に対して水平方向に割れた場合には、投光部６７ａからの出射光が短時間しか遮られず、ウェーハ６３ｂの割れを検出できない。（グラフ７２ｂ）これにより、実際ウェーハ６３ｂが割れていても、割れの方向により透過型センサ６７が正常であると誤認識する場合が生じる。この状態でウェーハ移載機６５が作動すると、ウェーハ６３ｂと衝突してボート６４やウェーハ移載機６５を破損する恐れがあり、検出能力の信頼性に欠けるという問題があった。
【００１３】
また、ボート６４の昇降をモータの駆動により行なっているため、ボート６４が振動しやすく、ウェーハ６３が位置ずれを起こしやすい。位置ずれが起こると同様にボート６４やウェーハ移載機６５の破損の原因となるが、この位置ずれを検出する手段を有していないという問題もあった。
【００１４】
また、透過型センサ６７が投光部６７ａと受光部６７ｂの１組のみで構成されているため、ウェーハ６３の全数を検出するのに時間がかかるという問題もあった。検出時間を短縮するために、ボート６４の昇降速度を上げることも考えられるが、透過型センサ６７の応答性の問題もあり、所定値以上は上げることができない。
【００１５】
本発明は、上記の問題点を解決するために考えられたもので、ウェーハの割れを短時間で精度良く検出することができ、同時にウェーハの位置ずれも検出できる縦型熱処理装置及び同装置における異常ウェーハ検出方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の縦型熱処理装置は、複数の半導体ウェーハをボートに搭載して反応管への入出炉を行なう際に、前記ボート内の半導体ウェーハ割れの異常を検出するセンサを備えた縦型熱処理装置であって、前記センサが前記半導体ウェーハのＸ、Ｙ方向に配置された割れ検出センサであることを特徴とする。この構成により、ウェーハがどの方向に割れても２組の割れ検出センサで検出できるので、検出能力の信頼性が向上する。
【００１７】
また、請求項２記載の縦型熱処理装置は、請求項１記載の縦型熱処理装置であって、前記割れ検出センサに加えて、前記ボート内の半導体ウェーハの位置ずれを検出する位置ずれ検出センサが、前記割れ検出センサと同一プレート上に配置されていることを特徴とする。この構成により、ウェーハの割れのみならず、同時に位置ずれも検出できるので、検出能力の信頼性が大幅に向上する。
【００１８】
また、請求項３記載の縦型熱処理装置は、請求項２記載の縦型熱処理装置であって、前記割れ検出センサ及び位置ずれ検出センサが、所定の間隔をおいて垂直方向に複数組設置されていることを特徴とする。この構成により、複数の半導体ウェーハを同時に調べることできるので、検出時間を短縮することができ、装置のスループットが向上する。
【００１９】
また、請求項４記載の縦型熱処理装置における異常ウェーハ検出方法は、複数の半導体ウェーハをボートに搭載して反応管への入出炉を行なう際に、反応管の下部に設置したセンサにより前記ボート内の半導体ウェーハ割れの異常を検出する縦型熱処理装置における異常ウェーハ検出方法であって、前記センサが半導体ウェーハのＸ、Ｙ方向の同一プレート上に設置された割れ検出センサからなり、前記割れ検出センサから出力される光量低下Ｌと低下時間Ｔを予め設定した光量低下のしきい値Ｌ１と光量低下時間のしきい値Ｔ１と比較し、前記割れ検出センサの出力がともにＬ＞Ｌ１のときはウェーハ無しと判定し、ともにＬ＜Ｌ１かつＴ＜Ｔ１のときはウェーハ正常と判定し、少なくとも一方の出力がＬ＜Ｌ１かつＴ≧Ｔ１であるときはウェーハ割れと判定することを特徴とする。この方法により、２組の割れ検出センサの出力を予め定めたしきい値と比較して、半導体ウェーハの割れを検出するので、ウェーハの割れを容易に検出でき、検出能力の信頼性が向上する。
【００２０】
また、請求項５記載の縦型熱処理装置における異常ウェーハ検出方法は、請求項４記載の縦型熱処理装置における異常ウェーハ検出方法であって、前記割れ検出センサに加えて、前記ボート内の半導体ウェーハの位置ずれを検出する位置ずれ検出センサが、前記割れ検出センサと同一プレート上に配置され、前記位置ずれ検出センサから出力される光量低下Ｌ′を予め設定した光量低下のしきい値Ｌ２と比較し、Ｌ′＜Ｌ２のときは位置ずれ有りと判定し、Ｌ′≧Ｌ２のときは位置ずれ無しと判定することを特徴とする。この方法により、割れ検出センサ及び位置ずれ検出センサの出力を予め定めたしきい値と比較して、ウェーハの割れと位置ずれを容易に検出でき、検出能力の信頼性が大幅に向上する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の縦型熱処理装置１の構成を示す概略図である。本発明の縦型熱処理装置１は、ウェーハカセット２と、ウェーハ３を搭載するボート４と、ウェーハカセット２とボート４との間でウェーハ３を搬送するウェーハ移載機５と、ボート４の上方に配置された熱処理炉６とを備える。また、熱処理炉６は炉本体６ａと炉蓋６ｂとからなり、炉蓋６ｂ上にボート４が載置されている。また、ボート４はボールネジ等の昇降機構７により上下動される昇降基台８上に載置され、駆動モータ９により炉本体６ａに入出炉される。また、駆動モータ９には、駆動モータ９の回転角度を検出するロータリエンコーダ１０が接続されている。
【００２２】
さらに、本発明の特徴として、熱ストレスによるウェーハ３の割れを検出する手段として、炉本体６ａの下部に、新たにウェーハ３のＸ、Ｙ方向の割れを検出するための割れ検出センサ１１、１２がウェーハ３を囲む中空円板状のプレート１３上に設けられている。割れ検出センサ１１はウェーハ３のＸ方向の割れを検出するための発光部１１ａ及び受光部１１ｂからなり、割れ検出センサ１２はウェーハ３のＹ方向の割れを検出するための発光部１２ａ及び受光部１２ｂからなる。これらの発光部１１ａ、１２ａにはＬＥＤ素子が使用され、受光部１１ｂ、１２ｂにはＰＤ素子が使用される。
【００２３】
さらに、受光部１１ｂ、１２ｂは、各出力信号を処理する信号処理部１４、１５に接続され、さらに予め設定したしきい値と比較する比較部１６、１７に接続されている。さらに比較部１６、１７は、ウェーハ３の割れの有無を判定する割れ判定部１８に接続され、駆動モータ９に接続されたロータリエンコーダ１０からの出力信号を受けるボート昇降位置検出部１９とともに、制御部２０に接続され、制御部２０からの出力信号が表示部２１やアラーム２２に送られる構成になっている。
【００２４】
割れ検出センサ１１、１２の設置状態について、図面を用いてさらに詳細に説明する。図２（ａ）、（ｂ）はボート４及び割れ検出センサ１１、１２を示す拡大平面図及び側面図である。図２（ａ）、（ｂ）に示すウェーハ３を搭載するボート４は、複数、例えば４本の支柱２３ａ〜２３ｄをその両端にて上板２４及び下板（図示せず）により固定することにより構成されており、各支柱２３ａ〜２３ｄの内側に、その長さ方向に沿って所定のピッチでもって溝部２５ａ〜２５ｄが形成され、この溝部２５ａ〜２５ｄにウェーハ３の周縁部を載置させて保持するようになっている。割れ検出センサ１１、１２は、ウェーハ３の周囲を囲む中空円板状のプレート１３上に設置され、ウェーハ３のＸ、Ｙ方向の割れを検出できるようになっている。
【００２５】
次に、本発明の縦型熱処理装置１によるウェーハ３割れの検出方法について説明する。図１に示すように、先ずウェーハ移載機５によりウェーハ３をウェーハカセット２からボート４へ移載した後、ボート４を駆動モータ９により反応炉６内へ上昇させる。次に、ウェーハ３に所定の熱処理を行なった後、ボート４を駆動モータ９により下降させる。次に、ボート４が予め設定されたウェーハ検出開始位置に達したことをボート昇降位置信号１９ａによって検出したとき、割れ検出センサ１１、１２からの出力信号に基づいて、割れ判定部１３にて異常ウェーハの検出作業を開始する。
【００２６】
ここで、本発明の縦型熱処理装置１による異常ウェーハ検出方法について、図面を用いて説明する。図３（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態の異常ウェーハの検出方法を説明する概略図である。
【００２７】
図３（ａ）は、ウェーハ３ａが割れ検出センサ１１の光軸に対して垂直方向に割れた場合を示す概略図である。なお、２６ａと２６ｂは、割れ検出センサ１１、１２における出力の時間変化を示すグラフであり、縦軸は受光部１１ｂ、１２ｂの受光量であり、横軸は時間である。ウェーハ３ａが割れ検出センサ１１の光軸に対して垂直方向に割れた場合、投光部１１ａから出た光が割れたウェーハ３ａの高さに比例した時間分だけ遮られ、受光部１１ｂで受ける光量が長時間低下する。（グラフ２６ａ）一方、投光部１２ａから出た光はウェーハ３ａの厚さ分だけしか遮られず、受光部１２ｂで受ける光量は正常ウェーハと同様の時間だけ低下する。（グラフ２６ｂ）
【００２８】
また、図３（ｂ）は、ウェーハ３ｂが割れ検出センサ１１の光軸に対して水平方向に割れた場合を示す概略図である。なお、２７ａと２７ｂは、割れ検出センサ１１、１２における出力の時間変化を示すグラフであり、縦軸は受光部１１ｂ、１２ｂの受光量であり、横軸は時間である。ウェーハ３ｂが割れ検出センサ１１の光軸に対して水平方向に割れた場合、投光部１１ａから出た光はウェーハ３ｂの厚さ分だけしか遮られず、受光部１１ｂで受ける光量は正常ウェーハと同様の時間だけ低下する。（グラフ２７ａ）一方、投光部１２ａから出た光は割れたウェーハ３ｂの高さに比例した時間分だけ遮られ、受光部１２ｂで受ける光量が長時間低下する。（グラフ２７ｂ）
【００２９】
また、図３（ｃ）は、ウェーハ３ｃが割れ検出センサ１１の光軸に対して斜めに割れた場合を示す概略図である。なお、２８ａと２８ｂは、割れ検出センサ１１、１２における出力の時間変化を示すグラフであり、縦軸は受光部１１ｂ、１２ｂの受光量であり、横軸は時間である。ウェーハ３ｃが割れ検出センサ１１の光軸に対して斜めに割れた場合、投光部１１ａ、１２ａから出た光がともに、割れたウェーハ３ｃの高さに比例した時間分だけ遮られるので、受光部１１ｂ、１２ｂで受ける光量が長時間低下する。（グラフ２８ａ、２８ｂ）
【００３０】
従って、割れ検出センサ１１、１２における受光部１１ｂ、１２ｂで受ける光量の少なくとも一方が、長時間遮られた場合にウェーハ３に割れが発生したと判定するものである。また、グラフ２６ａ〜２８ｂ中の点線部は、ウェーハが無い場合には光量低下がないことを示すものである。
【００３１】
この割れ検出センサ１１、１２の受光部１１ｂ、１２ｂからの出力信号は、各々信号処理部１４、１５に送られ、必要レベルまで増幅され、Ａ／Ｄ変換等の信号処理が行なわれるた後、各出力信号は比較部１６、１７に送られる。比較部１６、１７では、信号処理部１４、１５からの出力信号と予め設定した光量低下のしきい値Ｌ１との比較が行なわれるとともに、出力信号がしきい値Ｌ１より低い場合には、その低下時間を予め設定した光量低下時間のしきい値Ｔ１との比較が行なわれる。
【００３２】
比較結果は、割れ判定部１８に送られる。比較部１６、１７の光量低下ＬがともにＬ１よりも大きいときは、ウェーハ無しと判定される。また、比較部１６、１７の光量低下ＬがともにＬ１よりも小さく、その光量低下時間ＴがＴ１よりも小さいときは、ウェーハ正常と判定される。また、比較部１６、１７の少なくとも一方の光量低下ＬがＬ１よりも小さく、その光量低下時間ＴがＴ１以上であるときは、ウェーハ割れと判定される。さらに、制御部２０では、割れ判定部１８とボート昇降位置検出部１９からの出力信号１８ａ、１９ａに基づいて、ボート４内におけるウェーハ３の位置とウェーハ３の状態（無し、正常、割れ）を関連付ける。
【００３３】
次に、ボート４が下降し、予め設定されたウェーハ検出終了位置に達したことをボート昇降位置信号１９ａによって検出したとき、異常ウェーハの検出作業を終了する。このようにして、ボート４内の全数のウェーハ３について、異常ウェーハの検出が行なわれる。検出作業後は、その結果を表示部２１に表示するとともに、ウェーハ３の割れが検出された場合は、アラーム２２にて警報音（警告）を出力し、ボート４からウェーハカセット２へのウェーハ３の搬送動作を停止する。これにより、熱ストレスにより割れたウェーハ３を精度良く検出でき、取り除くことができるので、ボート４やウェーハ移載機５の破損を抑えることができる。
【００３４】
次に、本発明の縦型熱処理装置の第２の実施の形態について説明する。図４は、本発明の第２の実施形態の縦型熱処理装置の要部構成を示す概略図である。この実施形態の特徴は、割れ検出センサ１１、１２に加え、新たにウェーハ３の位置ずれを検出する位置ずれ検出センサ４１を同一プレート１３上に設けたことである。その他の構成は第１実施形態と同様であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００３５】
割れ検出センサ１１、１２と同様に、位置ずれ検出センサ４１は、ＬＥＤ素子等からなる投光部４１ａとＰＤ等からなる受光部４１ｂで構成され、受光部４１ｂには、信号処理部４２、比較部４３、位置ずれ判定部４４が接続されている。ボート４の昇降動作により、ウェーハ３に所定値以上の位置ずれが発生した場合、位置ずれ検出センサ４１の投光部４１ａから出た光がウェーハ３により遮られ、受光部４１ｂで受ける光量が低下する。受光部４１ｂの出力信号を信号処理部４２にて増幅、Ａ／Ｄ変換し、比較部４３にて光量低下Ｌ′を予め設定した光量低下のしきい値レベルＬ２と比較し、位置ずれ判定部４４にて光量低下Ｌ′がしきい値レベルＬ２より小さいときはウェーハ位置ずれ有り、光量低下Ｌ′がしきい値レベルＬ２以上のときはウェーハ位置ずれ無しと判定される。
【００３６】
この構成により、ウェーハ３の割れとともに、位置ずれも同時に検出できるので、検出能力の信頼性を大幅に向上させることができ、ボート４やウェーハ移載機５の破損を確実に防止できる。
【００３７】
次に、本発明の縦型熱処理装置の第３の実施の形態について説明する。図５は、本発明の第３の実施形態の縦型熱処理装置の要部構成を示す概略図である。この実施形態の特徴は、割れ検出センサ１１、１２と位置ずれ検出セン４１を所定の間隔をおいて垂直方向に複数組配置したことである（図５では、３組配置している）。その他の構成は第１実施形態と同様であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００３８】
熱処理の終了したボート４を下降させ、３組の割れ検出センサ１１、１２及び位置ずれ検出センサ４１により、同時に３枚のウェーハ３ａ〜３ｃの割れと位置ずれを検出する。各センサ１１、１２、４１からの出力信号は、後続の信号処理部に送られ、上述した第１の実施形態と同様にして処理される。この構成により、３枚のウェーハについて、同時に割れや位置ずれを検出できるので、ボート４の移動距離が従来の１／３に短縮される。従って、異常ウェーハの検出時間が従来の１／３に短縮され、装置のスループットが大幅に向上する。
【００３９】
尚、本発明では割れ検出センサと位置ずれ検出センサをともに固定式としたが、各検出センサをプレートに固定し、そのプレートに昇降機構を接続することにより、各検出センサをプレートごと昇降させて検査することもできる。また、各検出センサは、透過型センサ以外に反射型センサや超音波センサを用いることもできる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の縦型熱処理装置及び同装置における異常ウェーハ検出方法によると、割れ検出センサをウェーハのＸ、Ｙ方向に設け、ボートに搭載されたウェーハの割れをＸ、Ｙ方向から検出できるようにしたので、検出能力の信頼性を向上させることができる。また、割れ検出センサに加えて位置ずれ検出センサを設けるようにしたので、検出能力の信頼性を大幅に向上させることができる。これにより、ボートやウェーハ移載機の破損が確実に防止できる。
【００４１】
また、各検出センサを垂直方向に複数組設けるようにしたので、複数のウェーハを同時に検査でき、異常ウェーハの検出時間が短縮でき、装置のスループットを大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の縦型熱処理装置の構成を示す概略図
【図２】本発明の第１の実施形態の縦型熱処理装置の要部構成を示す概略図
【図３】本発明の第１の実施形態の縦型熱処理装置の異常ウェーハの検出方法を説明する概略図
【図４】本発明の第２の実施形態の縦型熱処理装置の要部構成を示す概略図
【図５】本発明の第３の実施形態の縦型熱処理装置の要部構成を示す概略図
【図６】従来の縦型熱処理装置の構成を示す概略図
【図７】従来の縦型熱処理装置の動作を説明する概略図
【図８】従来の縦型熱処理装置の課題を説明する概略図
【符号の説明】
１ 本発明の第１の実施形態の縦型熱処理装置
２ ウェーハカセット
３、３ａ、３ｂ ウェーハ
４ ボート
５ ウェーハ移載機
６ 熱処理炉
７ ボート昇降機構
８ 昇降基台
９ 駆動モータ
１０ ロータリエンコーダ
１１、１２ 割れ検出センサ
１１ａ、１２ａ 発光部
１１ｂ、１２ｂ 受光部
１３ プレート
１４、１５ 信号処理部
１６、１７ 比較部
１８ 割れ判定部
１８ａ 割れ判定部の出力信号
１９ ボート昇降位置検出部
１９ａ ボート昇降位置検出部の出力信号
２０ 制御部
２１ 表示部
２２ アラーム
２３ａ〜２３ｄ 支柱
２４ 上板
２５ａ〜２５ｄ 溝部
２６ａ、２６ｂ グラフ
２７ａ、２７ｂ グラフ
２８ａ、２８ｂ グラフ
４１ 位置ずれ検出センサ
４１ａ 投光部
４２ 受光部
４３ 信号処理部
４４ 比較部
４５ 位置ずれ判定部
６１ 従来の縦型熱処理装置
６２ ウェーハカセット
６３、６３ａ、６３ｂ ウェーハ
６４ ボート
６５ ウェーハ移載機
６６ 熱処理炉
６６ａ 炉本体
６６ｂ 炉蓋
６７ 透過型センサ
６７ａ 発光部
６７ｂ 受光部
６８ ウェーハ検出部
６９ ボート昇降位置検出部
７０ メカ制御部
７１ アラーム
７２ａ、７２ｂ グラフ
【発明の属する技術分野】
本発明は、縦型熱処理装置及び同装置における異常ウェーハ検出方法に関し、特に熱ストレスやボートの昇降時の振動に起因して発生する半導体ウェーハの割れや位置ずれを検出する機能を備えた縦型熱処理装置及び同装置における異常ウェーハ検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の製造プロセスにおいて、例えば半導体ウェーハ等（以下、「ウェーハ」と言う）の基板に対して熱処理を行なう装置の一つに縦型熱処理装置がある。この装置は、複数のウェーハをボートに搭載した後、反応管内に移動させ、反応管に導入された反応ガスを分解温度に達する迄加熱し、これによってボート上に搭載されているウェーハの表面に所定の拡散処理、酸化処理又はＣＶＤ処理等の各熱処理を行なうものである。
【０００３】
このような技術は、例えば、特開平１１−５４５９３号公報に開示されている。図６は従来の縦型熱処理装置６１の構成を示す概略図である。この従来の縦型熱処理装置６１は、ウェーハカセット６２と、ウェーハ６３を搭載するボート６４と、ウェーハ移載機６５と、熱処理炉６６とを備える。また、熱処理炉６６は炉本体６６ａと炉蓋６６ｂとからなり、炉蓋６６ｂ上にはボート６４が載置されている。
【０００４】
ボート６４上のウェーハ６３は熱処理時に、急激な熱ストレスによって割れてしまう場合がある。ウェーハ６３が割れた状態のままで、ウェーハ移載機６５によりボート６４からウェーハ６３を取り出そうとすると、ボート６４やウェーハ移載機６５を破損してしまう。従って、割れたウェーハ６３を検出して取り除くための透過型センサ６７が炉本体６６ａの下部に設けられている。この透過型センサ６７は、投光部６７ａと受光部６７ｂからなり、受光部６７ｂには異常ウェーハを検出するウェーハ検出部６８が接続され、また炉蓋６６ｂを昇降動させるためのモータとロータリエンコーダ（何れも図示せず）にはボート６４の昇降位置を検出するボート昇降位置検出部６９が接続されている。さらに、ウェーハ検出部６８とボート昇降位置検出部６９には、両者の出力信号に基づいてウェーハ６３の枚数をカウントするメカ制御部７０と、ウェーハ６３の割れを検知したとき、警報音（警告）を出力するアラーム７１が接続されている。
【０００５】
次に、この縦型熱処理装置６１の動作について、図面を参照して説明する。図７（ａ）〜（ｃ）は従来の縦型熱処理装置６１の動作を説明する概略図であり、図７（ａ）はウェーハ検出前の状態を示し、図７（ｂ）はウェーハ検出開始時の状態を示し、図７（ｃ）はウェーハ検出終了時の状態を示している。
【０００６】
先ず、図６に示すウェーハカセット６２からボート６４へ搬送されたウェーハ６３を、熱処理を行なうためにモータ（図示せず）を駆動してボート６４を炉本体６６ａ内に挿入する。このとき、ウェーハ検出部６８から出力されるウェーハ検出信号６８ａとボート昇降位置検出部６９から出力されるボート昇降位置信号６９ａに基づいて炉本体６６ａ内に挿入されるウェーハ６３の枚数をカウントし、その枚数を記憶する。
【０００７】
次に、ウェーハ６３を熱処理した後、図７（ａ）に示すように、モータを逆方向へ駆動してボート６４の下降を開始する。このとき同時に、投光部６７ａは投光を開始する。次に、図７（ｂ）に示すように、ボート６４が下降し、予め設定されたウェーハ検出開始位置ＤＳに達したことをボート昇降位置信号６９ａによって検知したとき、ウェーハ検出部から出力されるウェーハ検出信号６８ａに基づいて、メカ制御部７０にて炉本体６６ａ内から引出されるウェーハ６３の枚数のカウントを開始する。さらに、図７（ｃ）に示すように、ボート６４が下降し、予め設定されたウェーハ検出終了位置ＤＥに達したことをボート昇降位置信号６９ａによって検出したとき、ウェーハ６３の枚数のカウントを終了する。
【０００８】
検出されたウェーハ枚数と記憶されているウェーハ枚数とを比較し、両者の枚数が異なるとき、アラーム７１によってウェーハ６３の破損があることを知らせる警報音（警告）を出力し、ボート６４からウェーハカセット６２へのウェーハ６３の搬送動作を禁止する。これにより、熱処理時に割れたウェーハ６３を検出でき、取り除くことができるので、ボート６４やウェーハ移載機６５の破損を抑えることができる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−５４５９３号公報（第２，３頁、００１３段落〜００３３段落、第１，２図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の縦型熱処理炉６１は、ウェーハ６３の一方向に固定された透過型センサ６７によりウェーハの割れを検出する構成のため、ウェーハ６３の割れの方向により透過型センサ６７で検出できない場合があった。
【００１１】
図８（ａ）、（ｂ）は、従来の縦型熱処理装置６１の課題を説明する概略図である。図８（ａ）はウェーハ６３ａが透過型センサ６７の光軸に対して垂直方向に割れた場合を示す概略図であり、図８（ｂ）はウェーハ６３ｂが透過型センサ６７の光軸に対して水平方向に割れた場合を示す概略図である。なお、７２ａ、７２ｂは、透過型センサ６７における出力の時間変化を示すグラフであり、縦軸は受光部６７ｂの受光量であり、横軸は時間である。
【００１２】
図８（ａ）に示すように、ウェーハ６３ａが透過型センサ６７の光軸に対して垂直方向に割れた場合、投光部６７ａからの出射光が長時間に亘り遮られることになるのでウェーハ６３ａの割れを検出できる。（グラフ７２ａ）しかし、図８（ｂ）に示すように、ウェーハ６３ｂが透過型センサ６７の光軸に対して水平方向に割れた場合には、投光部６７ａからの出射光が短時間しか遮られず、ウェーハ６３ｂの割れを検出できない。（グラフ７２ｂ）これにより、実際ウェーハ６３ｂが割れていても、割れの方向により透過型センサ６７が正常であると誤認識する場合が生じる。この状態でウェーハ移載機６５が作動すると、ウェーハ６３ｂと衝突してボート６４やウェーハ移載機６５を破損する恐れがあり、検出能力の信頼性に欠けるという問題があった。
【００１３】
また、ボート６４の昇降をモータの駆動により行なっているため、ボート６４が振動しやすく、ウェーハ６３が位置ずれを起こしやすい。位置ずれが起こると同様にボート６４やウェーハ移載機６５の破損の原因となるが、この位置ずれを検出する手段を有していないという問題もあった。
【００１４】
また、透過型センサ６７が投光部６７ａと受光部６７ｂの１組のみで構成されているため、ウェーハ６３の全数を検出するのに時間がかかるという問題もあった。検出時間を短縮するために、ボート６４の昇降速度を上げることも考えられるが、透過型センサ６７の応答性の問題もあり、所定値以上は上げることができない。
【００１５】
本発明は、上記の問題点を解決するために考えられたもので、ウェーハの割れを短時間で精度良く検出することができ、同時にウェーハの位置ずれも検出できる縦型熱処理装置及び同装置における異常ウェーハ検出方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の縦型熱処理装置は、複数の半導体ウェーハをボートに搭載して反応管への入出炉を行なう際に、前記ボート内の半導体ウェーハ割れの異常を検出するセンサを備えた縦型熱処理装置であって、前記センサが前記半導体ウェーハのＸ、Ｙ方向に配置された割れ検出センサであることを特徴とする。この構成により、ウェーハがどの方向に割れても２組の割れ検出センサで検出できるので、検出能力の信頼性が向上する。
【００１７】
また、請求項２記載の縦型熱処理装置は、請求項１記載の縦型熱処理装置であって、前記割れ検出センサに加えて、前記ボート内の半導体ウェーハの位置ずれを検出する位置ずれ検出センサが、前記割れ検出センサと同一プレート上に配置されていることを特徴とする。この構成により、ウェーハの割れのみならず、同時に位置ずれも検出できるので、検出能力の信頼性が大幅に向上する。
【００１８】
また、請求項３記載の縦型熱処理装置は、請求項２記載の縦型熱処理装置であって、前記割れ検出センサ及び位置ずれ検出センサが、所定の間隔をおいて垂直方向に複数組設置されていることを特徴とする。この構成により、複数の半導体ウェーハを同時に調べることできるので、検出時間を短縮することができ、装置のスループットが向上する。
【００１９】
また、請求項４記載の縦型熱処理装置における異常ウェーハ検出方法は、複数の半導体ウェーハをボートに搭載して反応管への入出炉を行なう際に、反応管の下部に設置したセンサにより前記ボート内の半導体ウェーハ割れの異常を検出する縦型熱処理装置における異常ウェーハ検出方法であって、前記センサが半導体ウェーハのＸ、Ｙ方向の同一プレート上に設置された割れ検出センサからなり、前記割れ検出センサから出力される光量低下Ｌと低下時間Ｔを予め設定した光量低下のしきい値Ｌ１と光量低下時間のしきい値Ｔ１と比較し、前記割れ検出センサの出力がともにＬ＞Ｌ１のときはウェーハ無しと判定し、ともにＬ＜Ｌ１かつＴ＜Ｔ１のときはウェーハ正常と判定し、少なくとも一方の出力がＬ＜Ｌ１かつＴ≧Ｔ１であるときはウェーハ割れと判定することを特徴とする。この方法により、２組の割れ検出センサの出力を予め定めたしきい値と比較して、半導体ウェーハの割れを検出するので、ウェーハの割れを容易に検出でき、検出能力の信頼性が向上する。
【００２０】
また、請求項５記載の縦型熱処理装置における異常ウェーハ検出方法は、請求項４記載の縦型熱処理装置における異常ウェーハ検出方法であって、前記割れ検出センサに加えて、前記ボート内の半導体ウェーハの位置ずれを検出する位置ずれ検出センサが、前記割れ検出センサと同一プレート上に配置され、前記位置ずれ検出センサから出力される光量低下Ｌ′を予め設定した光量低下のしきい値Ｌ２と比較し、Ｌ′＜Ｌ２のときは位置ずれ有りと判定し、Ｌ′≧Ｌ２のときは位置ずれ無しと判定することを特徴とする。この方法により、割れ検出センサ及び位置ずれ検出センサの出力を予め定めたしきい値と比較して、ウェーハの割れと位置ずれを容易に検出でき、検出能力の信頼性が大幅に向上する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の縦型熱処理装置１の構成を示す概略図である。本発明の縦型熱処理装置１は、ウェーハカセット２と、ウェーハ３を搭載するボート４と、ウェーハカセット２とボート４との間でウェーハ３を搬送するウェーハ移載機５と、ボート４の上方に配置された熱処理炉６とを備える。また、熱処理炉６は炉本体６ａと炉蓋６ｂとからなり、炉蓋６ｂ上にボート４が載置されている。また、ボート４はボールネジ等の昇降機構７により上下動される昇降基台８上に載置され、駆動モータ９により炉本体６ａに入出炉される。また、駆動モータ９には、駆動モータ９の回転角度を検出するロータリエンコーダ１０が接続されている。
【００２２】
さらに、本発明の特徴として、熱ストレスによるウェーハ３の割れを検出する手段として、炉本体６ａの下部に、新たにウェーハ３のＸ、Ｙ方向の割れを検出するための割れ検出センサ１１、１２がウェーハ３を囲む中空円板状のプレート１３上に設けられている。割れ検出センサ１１はウェーハ３のＸ方向の割れを検出するための発光部１１ａ及び受光部１１ｂからなり、割れ検出センサ１２はウェーハ３のＹ方向の割れを検出するための発光部１２ａ及び受光部１２ｂからなる。これらの発光部１１ａ、１２ａにはＬＥＤ素子が使用され、受光部１１ｂ、１２ｂにはＰＤ素子が使用される。
【００２３】
さらに、受光部１１ｂ、１２ｂは、各出力信号を処理する信号処理部１４、１５に接続され、さらに予め設定したしきい値と比較する比較部１６、１７に接続されている。さらに比較部１６、１７は、ウェーハ３の割れの有無を判定する割れ判定部１８に接続され、駆動モータ９に接続されたロータリエンコーダ１０からの出力信号を受けるボート昇降位置検出部１９とともに、制御部２０に接続され、制御部２０からの出力信号が表示部２１やアラーム２２に送られる構成になっている。
【００２４】
割れ検出センサ１１、１２の設置状態について、図面を用いてさらに詳細に説明する。図２（ａ）、（ｂ）はボート４及び割れ検出センサ１１、１２を示す拡大平面図及び側面図である。図２（ａ）、（ｂ）に示すウェーハ３を搭載するボート４は、複数、例えば４本の支柱２３ａ〜２３ｄをその両端にて上板２４及び下板（図示せず）により固定することにより構成されており、各支柱２３ａ〜２３ｄの内側に、その長さ方向に沿って所定のピッチでもって溝部２５ａ〜２５ｄが形成され、この溝部２５ａ〜２５ｄにウェーハ３の周縁部を載置させて保持するようになっている。割れ検出センサ１１、１２は、ウェーハ３の周囲を囲む中空円板状のプレート１３上に設置され、ウェーハ３のＸ、Ｙ方向の割れを検出できるようになっている。
【００２５】
次に、本発明の縦型熱処理装置１によるウェーハ３割れの検出方法について説明する。図１に示すように、先ずウェーハ移載機５によりウェーハ３をウェーハカセット２からボート４へ移載した後、ボート４を駆動モータ９により反応炉６内へ上昇させる。次に、ウェーハ３に所定の熱処理を行なった後、ボート４を駆動モータ９により下降させる。次に、ボート４が予め設定されたウェーハ検出開始位置に達したことをボート昇降位置信号１９ａによって検出したとき、割れ検出センサ１１、１２からの出力信号に基づいて、割れ判定部１３にて異常ウェーハの検出作業を開始する。
【００２６】
ここで、本発明の縦型熱処理装置１による異常ウェーハ検出方法について、図面を用いて説明する。図３（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態の異常ウェーハの検出方法を説明する概略図である。
【００２７】
図３（ａ）は、ウェーハ３ａが割れ検出センサ１１の光軸に対して垂直方向に割れた場合を示す概略図である。なお、２６ａと２６ｂは、割れ検出センサ１１、１２における出力の時間変化を示すグラフであり、縦軸は受光部１１ｂ、１２ｂの受光量であり、横軸は時間である。ウェーハ３ａが割れ検出センサ１１の光軸に対して垂直方向に割れた場合、投光部１１ａから出た光が割れたウェーハ３ａの高さに比例した時間分だけ遮られ、受光部１１ｂで受ける光量が長時間低下する。（グラフ２６ａ）一方、投光部１２ａから出た光はウェーハ３ａの厚さ分だけしか遮られず、受光部１２ｂで受ける光量は正常ウェーハと同様の時間だけ低下する。（グラフ２６ｂ）
【００２８】
また、図３（ｂ）は、ウェーハ３ｂが割れ検出センサ１１の光軸に対して水平方向に割れた場合を示す概略図である。なお、２７ａと２７ｂは、割れ検出センサ１１、１２における出力の時間変化を示すグラフであり、縦軸は受光部１１ｂ、１２ｂの受光量であり、横軸は時間である。ウェーハ３ｂが割れ検出センサ１１の光軸に対して水平方向に割れた場合、投光部１１ａから出た光はウェーハ３ｂの厚さ分だけしか遮られず、受光部１１ｂで受ける光量は正常ウェーハと同様の時間だけ低下する。（グラフ２７ａ）一方、投光部１２ａから出た光は割れたウェーハ３ｂの高さに比例した時間分だけ遮られ、受光部１２ｂで受ける光量が長時間低下する。（グラフ２７ｂ）
【００２９】
また、図３（ｃ）は、ウェーハ３ｃが割れ検出センサ１１の光軸に対して斜めに割れた場合を示す概略図である。なお、２８ａと２８ｂは、割れ検出センサ１１、１２における出力の時間変化を示すグラフであり、縦軸は受光部１１ｂ、１２ｂの受光量であり、横軸は時間である。ウェーハ３ｃが割れ検出センサ１１の光軸に対して斜めに割れた場合、投光部１１ａ、１２ａから出た光がともに、割れたウェーハ３ｃの高さに比例した時間分だけ遮られるので、受光部１１ｂ、１２ｂで受ける光量が長時間低下する。（グラフ２８ａ、２８ｂ）
【００３０】
従って、割れ検出センサ１１、１２における受光部１１ｂ、１２ｂで受ける光量の少なくとも一方が、長時間遮られた場合にウェーハ３に割れが発生したと判定するものである。また、グラフ２６ａ〜２８ｂ中の点線部は、ウェーハが無い場合には光量低下がないことを示すものである。
【００３１】
この割れ検出センサ１１、１２の受光部１１ｂ、１２ｂからの出力信号は、各々信号処理部１４、１５に送られ、必要レベルまで増幅され、Ａ／Ｄ変換等の信号処理が行なわれるた後、各出力信号は比較部１６、１７に送られる。比較部１６、１７では、信号処理部１４、１５からの出力信号と予め設定した光量低下のしきい値Ｌ１との比較が行なわれるとともに、出力信号がしきい値Ｌ１より低い場合には、その低下時間を予め設定した光量低下時間のしきい値Ｔ１との比較が行なわれる。
【００３２】
比較結果は、割れ判定部１８に送られる。比較部１６、１７の光量低下ＬがともにＬ１よりも大きいときは、ウェーハ無しと判定される。また、比較部１６、１７の光量低下ＬがともにＬ１よりも小さく、その光量低下時間ＴがＴ１よりも小さいときは、ウェーハ正常と判定される。また、比較部１６、１７の少なくとも一方の光量低下ＬがＬ１よりも小さく、その光量低下時間ＴがＴ１以上であるときは、ウェーハ割れと判定される。さらに、制御部２０では、割れ判定部１８とボート昇降位置検出部１９からの出力信号１８ａ、１９ａに基づいて、ボート４内におけるウェーハ３の位置とウェーハ３の状態（無し、正常、割れ）を関連付ける。
【００３３】
次に、ボート４が下降し、予め設定されたウェーハ検出終了位置に達したことをボート昇降位置信号１９ａによって検出したとき、異常ウェーハの検出作業を終了する。このようにして、ボート４内の全数のウェーハ３について、異常ウェーハの検出が行なわれる。検出作業後は、その結果を表示部２１に表示するとともに、ウェーハ３の割れが検出された場合は、アラーム２２にて警報音（警告）を出力し、ボート４からウェーハカセット２へのウェーハ３の搬送動作を停止する。これにより、熱ストレスにより割れたウェーハ３を精度良く検出でき、取り除くことができるので、ボート４やウェーハ移載機５の破損を抑えることができる。
【００３４】
次に、本発明の縦型熱処理装置の第２の実施の形態について説明する。図４は、本発明の第２の実施形態の縦型熱処理装置の要部構成を示す概略図である。この実施形態の特徴は、割れ検出センサ１１、１２に加え、新たにウェーハ３の位置ずれを検出する位置ずれ検出センサ４１を同一プレート１３上に設けたことである。その他の構成は第１実施形態と同様であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００３５】
割れ検出センサ１１、１２と同様に、位置ずれ検出センサ４１は、ＬＥＤ素子等からなる投光部４１ａとＰＤ等からなる受光部４１ｂで構成され、受光部４１ｂには、信号処理部４２、比較部４３、位置ずれ判定部４４が接続されている。ボート４の昇降動作により、ウェーハ３に所定値以上の位置ずれが発生した場合、位置ずれ検出センサ４１の投光部４１ａから出た光がウェーハ３により遮られ、受光部４１ｂで受ける光量が低下する。受光部４１ｂの出力信号を信号処理部４２にて増幅、Ａ／Ｄ変換し、比較部４３にて光量低下Ｌ′を予め設定した光量低下のしきい値レベルＬ２と比較し、位置ずれ判定部４４にて光量低下Ｌ′がしきい値レベルＬ２より小さいときはウェーハ位置ずれ有り、光量低下Ｌ′がしきい値レベルＬ２以上のときはウェーハ位置ずれ無しと判定される。
【００３６】
この構成により、ウェーハ３の割れとともに、位置ずれも同時に検出できるので、検出能力の信頼性を大幅に向上させることができ、ボート４やウェーハ移載機５の破損を確実に防止できる。
【００３７】
次に、本発明の縦型熱処理装置の第３の実施の形態について説明する。図５は、本発明の第３の実施形態の縦型熱処理装置の要部構成を示す概略図である。この実施形態の特徴は、割れ検出センサ１１、１２と位置ずれ検出セン４１を所定の間隔をおいて垂直方向に複数組配置したことである（図５では、３組配置している）。その他の構成は第１実施形態と同様であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００３８】
熱処理の終了したボート４を下降させ、３組の割れ検出センサ１１、１２及び位置ずれ検出センサ４１により、同時に３枚のウェーハ３ａ〜３ｃの割れと位置ずれを検出する。各センサ１１、１２、４１からの出力信号は、後続の信号処理部に送られ、上述した第１の実施形態と同様にして処理される。この構成により、３枚のウェーハについて、同時に割れや位置ずれを検出できるので、ボート４の移動距離が従来の１／３に短縮される。従って、異常ウェーハの検出時間が従来の１／３に短縮され、装置のスループットが大幅に向上する。
【００３９】
尚、本発明では割れ検出センサと位置ずれ検出センサをともに固定式としたが、各検出センサをプレートに固定し、そのプレートに昇降機構を接続することにより、各検出センサをプレートごと昇降させて検査することもできる。また、各検出センサは、透過型センサ以外に反射型センサや超音波センサを用いることもできる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の縦型熱処理装置及び同装置における異常ウェーハ検出方法によると、割れ検出センサをウェーハのＸ、Ｙ方向に設け、ボートに搭載されたウェーハの割れをＸ、Ｙ方向から検出できるようにしたので、検出能力の信頼性を向上させることができる。また、割れ検出センサに加えて位置ずれ検出センサを設けるようにしたので、検出能力の信頼性を大幅に向上させることができる。これにより、ボートやウェーハ移載機の破損が確実に防止できる。
【００４１】
また、各検出センサを垂直方向に複数組設けるようにしたので、複数のウェーハを同時に検査でき、異常ウェーハの検出時間が短縮でき、装置のスループットを大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の縦型熱処理装置の構成を示す概略図
【図２】本発明の第１の実施形態の縦型熱処理装置の要部構成を示す概略図
【図３】本発明の第１の実施形態の縦型熱処理装置の異常ウェーハの検出方法を説明する概略図
【図４】本発明の第２の実施形態の縦型熱処理装置の要部構成を示す概略図
【図５】本発明の第３の実施形態の縦型熱処理装置の要部構成を示す概略図
【図６】従来の縦型熱処理装置の構成を示す概略図
【図７】従来の縦型熱処理装置の動作を説明する概略図
【図８】従来の縦型熱処理装置の課題を説明する概略図
【符号の説明】
１ 本発明の第１の実施形態の縦型熱処理装置
２ ウェーハカセット
３、３ａ、３ｂ ウェーハ
４ ボート
５ ウェーハ移載機
６ 熱処理炉
７ ボート昇降機構
８ 昇降基台
９ 駆動モータ
１０ ロータリエンコーダ
１１、１２ 割れ検出センサ
１１ａ、１２ａ 発光部
１１ｂ、１２ｂ 受光部
１３ プレート
１４、１５ 信号処理部
１６、１７ 比較部
１８ 割れ判定部
１８ａ 割れ判定部の出力信号
１９ ボート昇降位置検出部
１９ａ ボート昇降位置検出部の出力信号
２０ 制御部
２１ 表示部
２２ アラーム
２３ａ〜２３ｄ 支柱
２４ 上板
２５ａ〜２５ｄ 溝部
２６ａ、２６ｂ グラフ
２７ａ、２７ｂ グラフ
２８ａ、２８ｂ グラフ
４１ 位置ずれ検出センサ
４１ａ 投光部
４２ 受光部
４３ 信号処理部
４４ 比較部
４５ 位置ずれ判定部
６１ 従来の縦型熱処理装置
６２ ウェーハカセット
６３、６３ａ、６３ｂ ウェーハ
６４ ボート
６５ ウェーハ移載機
６６ 熱処理炉
６６ａ 炉本体
６６ｂ 炉蓋
６７ 透過型センサ
６７ａ 発光部
６７ｂ 受光部
６８ ウェーハ検出部
６９ ボート昇降位置検出部
７０ メカ制御部
７１ アラーム
７２ａ、７２ｂ グラフ
Claims (5)
- 複数の半導体ウェーハをボートに搭載して反応管への入出炉を行なう際に、前記ボート内の半導体ウェーハ割れの異常を検出するセンサを備えた縦型熱処理装置において、前記センサが前記半導体ウェーハのＸ、Ｙ方向に配置された割れ検出センサであることを特徴とする縦型熱処理装置。
- 前記割れ検出センサに加えて、前記ボート内の半導体ウェーハの位置ずれを検出する位置ずれ検出センサが、前記割れ検出センサと同一プレート上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の縦型熱処理装置。
- 前記割れ検出センサ及び位置ずれ検出センサが、所定の間隔をおいて垂直方向に複数組設置されていることを特徴とする請求項２記載の縦型熱処理装置。
- 複数の半導体ウェーハをボートに搭載して反応管への入出炉を行なう際に、反応管の下部に設置したセンサにより前記ボート内の半導体ウェーハ割れの異常を検出する縦型熱処理装置における異常ウェーハ検出方法において、前記センサが半導体ウェーハのＸ、Ｙ方向の同一プレート上に設置された割れ検出センサからなり、前記割れ検出センサから出力される光量低下Ｌと低下時間Ｔを予め設定した光量低下のしきい値Ｌ１と光量低下時間のしきい値Ｔ１と比較し、前記割れ検出センサの出力がともにＬ＞Ｌ１のときはウェーハ無しと判定し、ともにＬ＜Ｌ１かつＴ＜Ｔ１のときはウェーハ正常と判定し、少なくとも一方の出力がＬ＜Ｌ１かつＴ≧Ｔ１であるときはウェーハ割れと判定することを特徴とする縦型熱処理装置における異常ウェーハ検出方法。
- 前記割れ検出センサに加えて、前記ボート内の半導体ウェーハの位置ずれを検出する位置ずれ検出センサが、前記割れ検出センサと同一プレート上に配置され、前記位置ずれ検出センサから出力される光量低下Ｌ′を予め設定した光量低下のしきい値Ｌ２と比較し、Ｌ′＜Ｌ２のときは位置ずれ有りと判定し、Ｌ′≧Ｌ２のときは位置ずれ無しと判定することを特徴とする請求項４記載の縦型熱処理装置における異常ウェーハ検出方法。
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2002
- 2002-11-29 JP JP2002346637A patent/JP2004179566A/ja active Pending
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