JP2021103722A - 気相成長装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】気相成長装置１を平面視で見た場合に、ウェーハＷＦに対するキャリアＣの回転方向の位置のズレを補正することができる気相成長装置１を提供すること。【解決手段】気相成長装置１は、キャリアＣを支持するホルダ１７が設けられているロードロック室１３を備え、キャリアＣとホルダ１７には、気相成長装置１を平面視で見た場合にキャリアＣの回転方向の位置を補正する補正機構を設ける。【選択図】 図１

Description

本発明は、エピタキシャルウェーハの製造などに用いられる気相成長装置に関するものである。
基板上に膜を堆積するためのマルチチャンバ処理システムのロードロックチャンバにおいて、位置合わせリングおよび位置合わせピンなどの位置決め機構を用いて、基板を移送するためのキャリアに対して基板の位置を合わせることが知られている（特許文献１）。
米国特許第９，９２９，０２９号明細書
上記位置決め機構は、気相成長装置を平面視で見た場合に、基板（ウェーハ）に対するキャリアの上下および左右方向の位置を基準とする位置に合わせるが、ウェーハの回転方向の位置は補正しない。均一な膜をウェーハに堆積するために、ウェーハの回転方向において周期的に変化する形状をキャリアが有する場合に、ウェーハに対するキャリアの回転方向の位置が合っていないと、処理されたウェーハの品質に悪影響を及ぼす。しかしながら、上記従来技術には、気相成長装置を平面視で見た場合に、ウェーハに対するキャリアの回転方向の位置を補正することについては何も開示していない。
本発明が解決しようとする課題は、気相成長装置を平面視で見た場合に、ウェーハに対するキャリアの回転方向の位置のズレを補正することができる気相成長装置を提供することである。
本発明は、ウェーハを支持するリング状のキャリアを用いて、前記ウェーハにＣＶＤ膜を形成する気相成長装置であって、
前記キャリアを支持するホルダが設けられているロードロック室を備え、
前記キャリアと前記ホルダには、前記ウェーハの円周方向に沿う前記キャリアの回転方向の位置を補正する補正機構が設けられている、気相成長装置である。
本発明において、前記補正機構は、前記キャリアの時計回りの回転および反時計回りの回転を規制する一対の補正機構を含むことがより好ましい。
本発明において、前記補正機構は、装置を平面視で見た場合に、前記キャリアの上下方向および左右方向の位置を補正する補正機構を含むことがより好ましい。
本発明において、前記補正機構は、前記キャリアに設けられた第１係合部と、前記ホルダに設けられた第２係合部を含むことがより好ましい。
本発明において、前記第２係合部は、前記第１係合部と係合する係合面と、前記ホルダに対して前記キャリアを相対的に回転させる回転面と、前記ホルダに対する前記キャリアの補正位置を決定する位置決め面を備えることがより好ましい。
本発明において、前記第１係合部は、前記第２係合部と係合する係合面と、前記ホルダに対して前記キャリアを相対的に回転させる回転面と、前記ホルダに対する前記キャリアの補正位置を決定する位置決め面を備えることがより好ましい。
本発明において、前記係合面と前記回転面は、同一の面であることがより好ましい。
本発明において、前記ホルダは、少なくとも２つの前記キャリアを上下に支持するホルダであり、最上段のホルダには前記補正機構が設けられていないことがより好ましい。
本発明において、前記ＣＶＤ膜は、シリコンエピタキシャル膜であることがより好ましい。
本発明において、複数の処理前の前記ウェーハを、ウェーハ収納容器から、ファクトリインターフェース、前記ロードロック室及びウェーハ移載室を介して前記ウェーハに前記ＣＶＤ膜を形成する前記反応室へ順次搬送するとともに、
複数の処理後の前記ウェーハを、前記反応室から、前記ウェーハ移載室、前記ロードロック室及び前記ファクトリインターフェースを介して前記ウェーハ収納容器へ順次搬送し、
前記ロードロック室は、第１ドアを介して前記ファクトリインターフェースと連通するとともに、第２ドアを介して前記ウェーハ移載室と連通し、
前記ウェーハ移載室は、ゲートバルブを介して前記反応室と連通し、
前記ウェーハ移載室には、前記ロードロック室に搬送されてきた処理前の前記ウェーハをキャリアに支持された状態で前記反応室に投入するとともに、前記反応室において処理を終えた処理後の前記ウェーハをキャリアに支持された状態で前記反応室から取り出して前記ロードロック室に搬送する第１ロボットが設けられ、
前記ファクトリインターフェースには、処理前の前記ウェーハを前記ウェーハ収納容器から取り出し、前記ロードロック室にて待機するキャリアにて支持するとともに、前記ロードロック室に搬送されてきた、キャリアに支持された処理後の前記ウェーハを、前記ウェーハ収納容器に収納する第２ロボットが設けられ、
前記ロードロック室には、キャリアを支持するホルダが設けられていることがより好ましい。
本発明によれば、気相成長装置を平面視で見た場合に、キャリアを支持するホルダにおいて、ウェーハの円周方向に沿うキャリアの回転方向の位置が補正される。それにより、ウェーハに対するキャリアの回転方向の位置のズレを補正することができる。
本発明に係る実施形態に係る気相成長装置を示すブロック図である。 本発明に係る実施形態に係るキャリア及びキャリアに設けられた第１係合部の一例を示す平面図である。 図１の気相成長装置におけるウェーハ及び反応炉のサセプタを含めた、図２Ａのキャリアの縦断面図である。 本発明に係る実施形態に係るキャリア及びキャリアに設けられた第１係合部のの別の例を示す平面図である。 図１の気相成長装置におけるウェーハ及び反応炉のサセプタを含めた、図３Ａのキャリアの縦断面図である。 図１の気相成長装置における反応室内におけるウェーハ及びキャリアの移載手順を示す平面図及び縦断面図である。 図１の気相成長装置におけるロードロック室に設けられたホルダの一例を示す平面図である。 図１の気相成長装置におけるウェーハおよびキャリアを含めた、図５Ａのホルダの縦断面図である。 図５Ｃ（Ａ）は、図５Ａのキャリアに設けられた第２係合部を示す平面図であり、図５Ｃ（Ｂ）は縦断面図である。 図１の気相成長装置におけるロードロック室に設けられたホルダの別の例を示す平面図である。 図１の気相成長装置におけるウェーハおよびキャリアを含めた、図６Ａのホルダの縦断面図である。 図１の気相成長装置におけるロードロック室におけるウェーハ及びキャリアの移載手順を示す平面図及び縦断面図である。 図８（Ａ）は、図１の気相成長装置における第１ロボットのハンドの先端に装着された第１ブレードの一例を示す平面図、図８（Ｂ）は、図１の気相成長装置におけるキャリア及びウェーハを含めた第１ブレードの縦断面図である。 ウェーハを支持している図２Ａのキャリアを図５Ａのホルダに載置したときのキャリア及びホルダの平面図である。 ウェーハを支持している図３Ａのキャリアを図６Ａのホルダに載置したときのキャリア及びホルダの平面図である。 図１の気相成長装置におけるロードロック室のホルダに設けられた第２係合部の別の例を示す平面図（図１０（Ａ））と縦断面図（図１０（Ｂ））である。 図２Ａに示したキャリアの第１係合部と、図１０の第２係合部とを用いたキャリアの回転方向の位置補正の一例を示す平面図（図１１（Ａ））及び縦断面図（図１１（Ｂ））である（その１）。 図２Ａに示したキャリアの第１係合部と、図１０の第２係合部とを用いたキャリアの回転方向の位置補正の一例を示す平面図（図１２（Ａ））及び縦断面図（図１２（Ｂ））である（その２）。 図２Ａに示したキャリアの第１係合部と、図１０の第２係合部とを用いたキャリアの回転方向の位置補正の一例を示す平面図（図１３（Ａ））及び縦断面図（図１３（Ｂ））である（その３）。 本発明に係る実施形態に係るキャリアに設けられた第１係合部のさらに別の例を示す平面図である。 図１４に示したキャリアの第１係合部と、当該第１係合部に対応する第２係合部とを用いたキャリアの回転方向の位置補正の別の例を示す平面図（図１５（Ａ））及び縦断面図（図１５（Ｂ））である（その１）。 図１４に示したキャリアの第１係合部と、当該第１係合部に対応する第２係合部とを用いたキャリアの回転方向の位置補正の別の例を示す平面図（図１６（Ａ））及び縦断面図（図１６（Ｂ））である（その２）。 図１４に示したキャリアの第１係合部と、当該第１係合部に対応する第２係合部とを用いたキャリアの回転方向の位置補正の別の例を示す平面図（図１７（Ａ））及び縦断面図（図１７（Ｂ））である（その３）。 図１の気相成長装置におけるウェーハ及びキャリアの取り廻し手順を示す図（その１）である。 図１の気相成長装置におけるウェーハ及びキャリアの取り廻し手順を示す図（その２）である。 図１の気相成長装置におけるウェーハ及びキャリアの取り廻し手順を示す図（その３）である。 図１の気相成長装置におけるウェーハ及びキャリアの取り廻し手順を示す図（その４）である。
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。
気相成長装置１は、薄膜材料を構成する元素からなる１種以上の化合物ガス、単体ガスをウェーハＷＦ上に供給し、気相又はウェーハＷＦの表面での化学反応により所望の薄膜を形成するための装置（つまり、ＣＶＤ装置）である。図１は、本発明に係る一の実施形態である気相成長装置１を、平面図により示すブロック図である。本実施形態の気相成長装置１は、一対の反応炉１１，１１と、ウェーハ移載室１２と、一対のロードロック室１３と、ファクトリインターフェース１４と、複数枚のウェーハＷＦを収納したウェーハ収納容器１５（カセットケース）を設置するロードポートと、気相成長装置１の全体の制御を統括する統括コントローラ１６とを備える。
反応炉１１は、ＣＶＤ法により、単結晶シリコンウェーハなどのウェーハＷＦの表面にＣＶＤ膜（たとえば、シリコンエピタキシャル膜）を形成するための装置である。反応炉１１は、ＣＶＤ膜を形成するための化学反応を行う反応室１１１と、反応室１１１内にウェーハＷＦを載置して回転するサセプタ１１２と、反応室１１１に水素ガス及びＣＶＤ膜を形成するための原料ガスを供給するガス供給装置１１３と、反応室１１１の気密性を確保するためのゲートバルブ１１４と、を備える。また、図示は省略するが、反応室１１１の周囲には、ウェーハＷＦを所定温度に昇温するための加熱ランプが設けられている。加熱ランプの作動と停止は、統括コントローラ１６からの指令信号により制御されている。なお、図１には一対の反応炉１１、１１を備える気相成長装置１を示したが、反応炉の数は特に限定されず、１つでもよく、３つ以上でもよい。
反応室１１１は、ＣＶＤ膜を形成する化学反応を行う際に、外気を遮断して雰囲気の保持をするために設けられたチャンバである。反応室１１１のチャンバは、特に限定されない。
サセプタ１１２は、ウェーハＷＦを搭載して加熱するためのウェーハＷＦの支持体である。本実施形態に係る気相成長装置１において、サセプタ１１２は、反応室１１１内に設けられており、ウェーハＷＦを載置して回転する。サセプタ１１２が回転することで、不均一なＣＶＤ膜がウェーハＷＦの表面に形成されることを抑制することができる。サセプタの材料は特に限定されないが、たとえば、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）をコーティングしたカーボン（Ｃ）、ＳｉＣやＳｉＯ２のようなセラミックス、ガラス状炭素などである。回転と停止を含めたサセプタ１１２の駆動は、統括コントローラ１６からの指令信号により制御されている。
ガス供給装置１１３は、水素ガス又は原料ガスのような、ＣＶＤ膜を形成する化学反応に必要なガスを反応室１１１に供給するための装置である。ＣＶＤ膜がシリコンエピタキシャル膜の場合は、たとえば、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）などのガスを供給する。ガスの供給方法については特に限定されず、公知の供給システムが使用できる。ガス供給装置１１３から反応室１１１に供給されたガスは、ＣＶＤ膜形成の反応後に、ガス供給装置１１３によって供給された水素ガスによって置換される。置換された反応後のガスは、反応室１１１に設けられた排気口に接続されたスクラバ（洗浄集塵装置）によって浄化されたのち、系外へ放出される。この種のスクラバは、詳細な図示は省略するが、たとえば、従来公知の加圧水式スクラバを用いることができる。ガス供給装置１１３によるガスの供給と停止、スクラバの作動などは、統括コントローラ１６からの指令信号により制御されている。
ゲートバルブ１１４は、気相成長装置１の反応室１１１、ウェーハ移載室１２及びロードロック室１３を仕切るためのバルブである。ゲートバルブ１１４は、反応室１１１とウェーハ移載室１２との間に設けられている。ゲートバルブ１１４を閉塞することで、反応室１１１とウェーハ移載室１２との間の気密性が確保される。ゲートバルブ１１４の開閉動作は、統括コントローラ１６からの指令信号により制御されている。
ウェーハ移載室１２は、ウェーハＷＦをロードロック室１３から反応炉１１の反応室１１１に搬送するための密閉されたチャンバである。ウェーハ移載室１２のチャンバについては特に限定されず、公知のチャンバが使用できる。ウェーハ移載室１２は、反応炉１１の反応室１１１とロードロック室１３との間に位置する。反応炉１１の反応室１１１とロードロック室１３とは、ウェーハ移載室１２を介して連通する。ウェーハ移載室１２の一方は、開閉可能な気密性を有する第２ドア１３２を介して、ロードロック室１３に接続されている。これに対して、ウェーハ移載室１２の他方は、気密性を有する開閉可能なゲートバルブ１１４を介して、反応室１１１に接続されている。
ウェーハ移載室１２は、ウェーハＷＦをハンドリングする第１ロボット１２１を備える。第１ロボット１２１は、処理前のウェーハＷＦをロードロック室１３から反応室１１１へ搬送するとともに、処理後のウェーハＷＦを反応室１１１からロードロック室１３へ搬送する。第１ロボット１２１は、第１ロボットコントローラ１２２により制御され、ロボットハンドの先端に装着された第１ブレード１２３が、予めティーチングされた動作軌跡に沿って移動する。
ウェーハ移載室１２は、図示しない不活性ガス供給装置を備える。不活性ガス供給装置から不活性ガスが供給され、ウェーハ移載室１２内のガスが置換される。不活性ガスで置換されたガスは、排気口に接続されたスクラバ（洗浄集塵装置）によって浄化されたのち、系外へ放出される。この種のスクラバは、詳細な図示は省略するが、たとえば従来公知の加圧水式スクラバを用いることができる。不活性ガス供給装置による不活性ガスの供給と停止、スクラバの作動などは、統括コントローラ１６からの指令信号により制御されている。
ロードロック室１３は、不活性ガス雰囲気とされたウェーハ移載室１２と、大気雰囲気とされたファクトリインターフェース１４との間で、雰囲気ガスを置換するためのスペースである。ロードロック室１３は、ファクトリインターフェース１４との間に、気密性を有する開閉可能な第１ドア１３１を備える。一方で、ロードロック室１３は、ウェーハ移載室１２との間に、同じく気密性を有する開閉可能な第２ドア１３２を備える。すなわち、ファクトリインターフェース１４とウェーハ移載室１２とは、ロードロック室１３を介して連通している。第１ドア１３１を開放すると、ロードロック室１３は大気雰囲気となる。この場合、第１ドア１３１及び第２ドア１３２を閉じ、ロードロック室１３の大気ガスを不活性ガスで置換してロードロック室１３を不活性ガス雰囲気にする。不活性ガス置換のため、ロードロック室１３は、ロードロック室１３の内部を真空排気する排気装置と、ロードロック室１３に不活性ガスを供給する供給装置とを備える。
ファクトリインターフェース１４は、ウェーハＷＦをロードロック室１３とウェーハ収納容器１５との間で搬送するための領域であり、クリーンルームと同じ大気雰囲気とされている。ファクトリインターフェース１４は、ウェーハＷＦをハンドリングする第２ロボット１４１を備える。第２ロボット１４１は、ウェーハ収納容器１５に収納された処理前のウェーハＷＦを取り出してロードロック室１３へ投入する一方、ロードロック室１３へ搬送されてきた処理後のウェーハＷＦをウェーハ収納容器１５へ収納する。第２ロボット１４１は、第２ロボットコントローラ１４２により制御され、ロボットハンドの先端に装着された第２ブレード１４３が、予めティーチングされた所定の軌跡に沿って移動する。本実施形態の第２ブレード１４３は特に限定されず、ウェーハＷＦを搬送することができる公知のブレードが使用できる。
ウェーハ収納容器１５（カセットケース）は、ウェーハＷＦを収納して装置間を搬送するための容器であり、クリーンルームと同じ大気雰囲気に載置される。ウェーハ収納容器１５が載置されるロードポートは、気相成長装置１において、ウェーハ収納容器１５（カセットケース）を投入・払出しをするために外部機器とウェーハ収納容器１５の受渡しを行う装置部分である。ウェーハ収納容器１５及びロードポートは、特に限定されない。
統括コントローラ１６は、気相成長装置１の全体の制御を統括する。統括コントローラ１６は、第１ロボットコントローラ１２２及び第２ロボットコントローラ１４２と相互に制御信号を送受信する。統括コントローラ１６からの動作指令信号が第１ロボットコントローラ１２２に送信されると、第１ロボットコントローラ１２２は、第１ロボット１２１の動作を制御する。第１ロボット１２１の動作結果は、第１ロボットコントローラ１２２から統括コントローラ１６へ送信される。これにより、統括コントローラ１６は、第１ロボット１２１の動作状態を認識する。同様に、統括コントローラ１６からの動作指令信号が第２ロボットコントローラ１４２に送信されると、第２ロボットコントローラ１４２は、第２ロボット１４１の動作を制御する。第２ロボット１４１の動作結果は、第２ロボットコントローラ１４２から統括コントローラ１６へ送信される。これにより、統括コントローラ１６は、第２ロボット１４１の動作状態を認識する。
本実施形態の気相成長装置１は、反応炉１１の反応室１１１とウェーハ移載室とを仕切るゲートバルブ１１４、ロードロック室１３とファクトリインターフェース１４とを仕切る第１ドア１３１、ウェーハ移載室１２とロードロック室１３とを仕切る第２ドア１３２、ウェーハ移載室１２においてウェーハＷＦをハンドリングする第１ロボット１２１、及びファクトリインターフェース１４においてウェーハＷＦをハンドリングする第２ロボット１４１の各動作を、統括コントローラ１６によって制御することで、気相成長装置１内でウェーハＷＦを順次搬送し、ＣＶＤ膜形成の処理を行う。
たとえば、本実施形態の気相成長装置１において、ウェーハ収納容器１５から反応炉１１の反応室１１１に、処理前のウェーハＷＦを搬送する場合は、まず、第１ドア１３１と第２ドア１３２とを閉じ、ロードロック室１３を不活性ガス雰囲気とした状態にする。次に、第２ロボット１４１を用いて、ウェーハ収納容器１５のウェーハＷＦを取り出し、第１ドア１３１を開け、ウェーハＷＦをロードロック室１３に搬送する。そして、第１ドア１３１を閉じてロードロック室１３を再び不活性ガス雰囲気にしたのち、第２ドア１３２を開き、第１ロボット１２１を用いて、ウェーハＷＦをウェーハ移載室１２に搬送する。最後に、第２ドア１３２を閉じ、ゲートバルブ１１４を開き、第１ロボット１２１を用いて、ウェーハ移載室１２に搬送されたウェーハＷＦを反応炉１１の反応室１１１に搬送する。
これとは逆に、本実施形態の気相成長装置１において、反応炉１１の反応室１１１からウェーハ収納容器１５に、処理後のウェーハＷＦを搬送する場合は、まず、ゲートバルブ１１４を開き、第１ロボット１２１を用いて、反応炉１１の反応室１１１からＣＶＤ膜の形成された処理後のウェーハＷＦを取り出し、ゲートバルブ１１４を閉じる。次に、第２ドア１３２を開き、第１ロボット１２１を用いて、ウェーハ移載室１２のウェーハＷＦをロードロック室１３に搬送する。最後に、第２ドア１３２を閉じてロードロック室１３を再び不活性ガス雰囲気にしたのち、第１ドア１３１を開き、第２ロボット１４１を用いて、ウェーハＷＦをウェーハ収納容器１５に収納する。
本実施形態の気相成長装置１において、反応炉１１の反応室１１１とロードロック室１３との間でウェーハＷＦを搬送するときは、ウェーハＷＦを支持するリング状のキャリアＣを用いる。図２Ａは、本実施形態に係るキャリアＣの一例を示す平面図であり、図２Ｂは、ウェーハＷＦ及び反応炉１１のサセプタ１１２を含めた、図２ＡのキャリアＣを正面視した場合の縦断面図である。
本実施形態のキャリアＣは、たとえば、シリコンカーバイドをコーティングしたカーボン、ＳｉＣやＳｉＯ２のようなセラミックス、ガラス状炭素などの材料からなり、リング状に形成されている。本実施形態のキャリアＣは、たとえば、図２Ｂに示すサセプタ１１２の上面に載置される底面Ｃ１１と、ウェーハＷＦの裏面の外周部に接触して支持する上面Ｃ１２と、外周側壁面Ｃ１３と、内周側壁面Ｃ１４と、を有する。
さらに、本実施形態のキャリアＣは、本実施形態の気相成長装置１を平面視で見た場合に、ウェーハＷＦの円周方向に沿う、キャリアＣの回転方向の位置を補正するための補正機構を少なくとも１つ備える。図２Ａの第１係合部Ｃ１５は、本実施形態の補正機構の一例である。図２Ａの第１係合部Ｃ１５は、外周側壁面Ｃ１３に設けられた半楕円形の突起である。本実施形態の補正機構の形状は、図２Ａに示すような半楕円形の突起に限られず、たとえば、円形の突起、矩形の突起、又は凸形状であってもよい。本実施形態のキャリアＣにおいて補正機構が設けられる位置は、図２Ａに示すような外周側壁面Ｃ１３に限られず、たとえば、底面Ｃ１１または内周側壁面Ｃ１４であってもよい。
また、図３Ａは、本実施形態に係るキャリアＣの別の例を示す平面図であり、図３Ｂは、ウェーハＷＦ及び反応炉１１のサセプタ１１２を含めた、図３ＡのキャリアＣを正面視した場合の縦断面図である。図３Ａの第１係合部Ｃ１５’は、本実施形態の補正機構の別の例であり、外周側壁面Ｃ１３に設けられた円形の切欠きである。本実施形態の補正機構の形状は、図３Ａに示すような円形の切欠きに限られず、たとえば、楕円形の切欠き、矩形の切欠き、凹形状又は溝形状であってもよい。本実施形態のキャリアＣにおいて補正機構が設けられる位置は、図３Ａに示すような外周側壁面Ｃ１３に限られず、たとえば、底面Ｃ１１または内周側壁面Ｃ１４であってもよい。
図４（Ａ）〜図４（Ｅ）は、反応室１１１内におけるウェーハＷＦ及びキャリアＣの移載手順を示す平面図及び鉛直方向の縦断面図である。反応炉１１の反応室１１１に、ウェーハＷＦを支持しているキャリアＣを搬入する場合は、図４（Ａ）の平面図に示すように、第１ロボット１２１の第１ブレード１２３にキャリアＣを載置した状態で、図４（Ｂ）に示すようにサセプタ１１２の上方まで搬送する。次に、図４（Ｃ）に示すように、サセプタ１１２に対して相対的に上下移動可能に設けられた３つ以上のキャリアリフトピン１１５により、一旦キャリアＣを持ち上げ、図４（Ｄ）に示すように、第１ブレード１２３を後退させる。そして、図４（Ｅ）に示すように、サセプタ１１２を上昇させることで、サセプタ１１２の上面にキャリアＣを載置する。
逆に、反応炉１１の反応室１１１においてＣＶＤ膜形成の処理を終えたウェーハＷＦを、キャリアＣに搭載した状態で取り出す場合は、まず、図４（Ｅ）に示す状態から、図４（Ｄ）に示すようにサセプタ１１２を下降させてキャリアリフトピン１１５のみによってキャリアＣを支持する。次に、図４（Ｃ）に示すように、キャリアＣとサセプタ１１２との間に第１ブレード１２３を前進させ、図４（Ｂ）に示すように、３つのキャリアリフトピン１１５を下降させて第１ブレード１２３にキャリアＣを載置し、第１ロボット１２１のハンドを動作させる。これにより、ＣＶＤ膜形成の処理が終了したウェーハＷＦを、キャリアＣに搭載した状態で取り出すことができる。
本実施形態の気相成長装置１において、ウェーハＷＦは、ロードロック室１３と反応室１１１との間を、キャリアＣに支持された状態で搬送される。気相成長装置１において、ウェーハＷＦに対して順次ＣＶＤ膜形成の処理を行うためには、処理後のウェーハＷＦをキャリアＣから取り出し、当該キャリアＣに処理前のウェーハＷＦを載置する必要がある。そのために、ロードロック室１３にホルダ１７が設けられている。
ホルダ１７は、ロードロック室１３において、キャリアＣを上下２段に支持するための支持体である。ホルダ１７が支持しているキャリアＣには、ウェーハＷＦが載置されていても、載置されていなくてもよい。本実施形態の気相成長装置１では、ウェーハＷＦは、キャリアＣに載置されている状態で、ロードロック室１３と反応室１１１との間を搬送される。したがって、処理前のウェーハＷＦは、ロードロック室１３においてホルダ１７に支持されているキャリアＣに載置される。また、処理後のウェーハＷＦは、ロードロック室１３においてホルダ１７に支持されているキャリアＣから取り出される。
図５Ａは、ロードロック室１３に設けられた本実施形態のホルダ１７の一例を示す平面図であり、図５Ｂは、ウェーハＷＦ及びキャリアＣを含めた図５Ａのホルダ１７を正面視した場合の縦断面図である。本実施形態のホルダ１７は、ホルダベース１７１と、第１ホルダ１７２と、第２ホルダ１７３と、ウェーハリフトピン１７４と、を備える。
ホルダベース１７１は、ホルダ１７を支持するための基部である。ホルダベース１７１は、ロードロック室１３に対して固定されている。
第１ホルダ１７２及び第２ホルダ１７３は、キャリアＣを支持するための支持体である。第１ホルダ１７２及び第２ホルダ１７３は、２つのキャリアＣを上下２段に支持し、ホルダベース１７１に対して上下に昇降可能である。第１ホルダ１７２及び第２ホルダ１７３（図５Ａの平面図では、第２ホルダ１７３が第１ホルダ１７２により隠れているため、第１ホルダ１７２のみを図示する。）は、キャリアＣを４点で支持するための突起を有する。第１ホルダ１７２及び第２ホルダ１７３がキャリアＣを支持する点の数は特に限定されず、４点以上であってもよい。第１ホルダ１７２には１つのキャリアＣが載置され、第２ホルダ１７３にも１つのキャリアＣが載置される。第２ホルダ１７３に載置されるキャリアＣは、第１ホルダ１７２と第２ホルダ１７３との間の隙間に挿入される。
ウェーハリフトピン１７４は、ウェーハＷＦを支持するための支持体である。ウェーハリフトピン１７４は、ホルダベース１７１に対して上下に昇降可能であり、ホルダ１７を正面視した場合に、キャリアＣに支持されているウェーハＷＦを、キャリアＣに対して上下に移動する。図５Ａに示されたホルダ１７は、３つのウェーハリフトピン１７４を備えるが、ウェーハリフトピン１７４の数は特に限定されず、４つ以上であってもよい。ウェーハリフトピン１７４の形状は特に限定されず、図５Ｂに示されたピンより太くてもよいし、細くてもよい。ウェーハリフトピン１７４のウェーハＷＦと接する先端部の形状は、図５Ｂに示されたピンの先端部より丸くてもよいし、尖っていてもよい。
さらに、本実施形態のホルダ１７は、本実施形態の気相成長装置１を平面視で見た場合に、前記ウェーハの円周方向に沿う、キャリアＣの回転方向の位置を補正するための補正機構を少なくとも１つ備える。図５Ａの第２係合部１７７は、本実施形態の補正機構の一例である。第２係合部１７７は、図５Ａに示すように、第１ホルダ支持体１７５に設けられた突起である。図５Ａの第２係合部１７７の平面図を図５Ｃ（Ａ）に、縦断面図を図５Ｃ（Ｂ）に示す。図５Ｃ（Ａ）及び（Ｂ）に示したように、第２係合部１７７は基部１７７ａ及び突起１７７ｂを備える。基部１７７ａは、円柱形であり、突起１７７ｂは、基部１７７ａよりも細い、先端の丸い円柱形である。基部１７７ａ及び突起１７７ｂの形状は図５Ｃ（Ａ）及び（Ｂ）に示したものに限られず、たとえば、楕円形または矩形であってもよい。また、突起１７７ｂは、基部１７７ａと一体となっていてもよい
また、本実施形態の補正機構の形状は、図５Ｃ（Ａ）及び（Ｂ）に示すような突起に限られず、たとえば、凸形状、凹形状又は溝形状であってもよい。第２係合部１７７のような本実施形態の補正機構の数および配置は、キャリアＣを平面視した場合の回転方向の位置を決めることができれば、特に限定されない。たとえば、図６Ａは、本実施形態に係るホルダ１７の別の例を示す平面図であり、図６Ｂは、ウェーハＷＦ及びキャリアＣを含めた図６Ａのホルダ１７を正面視した場合の縦断面図である。図６Ａのホルダ１７の第２係合部１７７’は、形状は図５Ｃ（Ａ）及び（Ｂ）に示したものと同じであるが、その配置は、図５Ａが平面視した場合に略台形を成す配置であるのに対して、図６Ａは略二等辺三角形を成す配置となっている。
また、図５Ａにおいて、第２係合部１７７は第１ホルダ支持体１７５に設けられているが、第１ホルダ支持体１７５及び第２ホルダ支持体１７６の両方に設けられていてもよいし、第２ホルダ支持体１７６のみに設けられていてもよい。第２係合部１７７のような本実施形態の補正機構が、第２ホルダ支持体１７６のみに設けられている場合は、ホルダの下段である第２ホルダ１７３にキャリアＣが載置されたときに、平面視した場合の回転方向の位置決めが行われる。ここで、第１ホルダ支持体１７５及び第２ホルダ支持体１７６は、それぞれ、第１ホルダ１７２及び第２ホルダ１７３を支持するための支持体であり、第１ホルダ１７２及び第２ホルダ１７３とともに、ホルダベース１７１に対して上下に昇降する。
第１係合部Ｃ１５、Ｃ１５’及び第２係合部１７７、１７７’のような本実施形態の補正機構の数は、特に限定されないが、一対の補正機構を用いて、前記ウェーハの円周方向に沿う、キャリアＣの時計回りの回転および反時計回りの回転を規制するために、少なくとも２つ設けられることが好ましい。また、本実施形態の補正機構は、気相成長装置１を平面視で見た場合に、キャリアＣの上下方向および左右方向の位置も補正することが好ましい。一つの補正機構で上下、左右および回転方向の位置を補正することができれば、キャリアＣの位置の補正に必要な補正機構の数を抑制することができるからである。
図７は、ロードロック室１３におけるウェーハＷＦ及びキャリアＣの移載手順を示す平面図及び縦断面図であり、図７（Ｂ）に示すように第１ホルダ１７２にキャリアＣが支持されている状態で、キャリアＣに処理前のウェーハＷＦを搭載する手順を示す。すなわち、ファクトリインターフェース１４に設けられた第２ロボット１４１は、ウェーハ収納容器１５に収納された１枚のウェーハＷＦを第２ブレード１４３に載せ、ロードロック室１３の第１ドア１３１を介して、図７（Ｂ）に示すようにホルダ１７の上部まで搬送する。次いで、図７（Ｃ）に示すように、ホルダベース１７１に対して３つのウェーハリフトピン１７４を上昇させ、ウェーハＷＦを一旦持ち上げ、図７（Ｄ）に示すように第２ブレード１４３を後退させる。なお、３つのウェーハリフトピン１７４は、図７（Ａ）の平面図に示すように、第２ブレード１４３と干渉しない位置に設けられている。次いで、図７（Ｄ）及び図７（Ｅ）に示すように、３つのウェーハリフトピン１７４を下降させるとともに第１ホルダ１７２及び第２ホルダ１７３を上昇させることで、キャリアＣにウェーハＷＦを搭載する。
逆に、キャリアＣに載置された状態でロードロック室１３に搬送されてきた処理後のウェーハＷＦを、ウェーハ収納容器１５へ搬送する場合には、図７（Ｅ）に示す状態から、図７（Ｄ）に示すように３つのウェーハリフトピン１７４を上昇させるとともに第１ホルダ１７２及び第２ホルダ１７３を下降させ、ウェーハリフトピン１７４のみによってウェーハＷＦを支持し、図７（Ｃ）に示すようにキャリアＣとウェーハＷＦとの間に第２ブレード１４３を前進させたのち、図７（Ｂ）に示すように３つのウェーハリフトピン１７４を下降させて第２ブレード１４３にウェーハＷＦを載せ、第２ロボット１４１のハンドを動作させる。これにより、処理を終了したウェーハＷＦをキャリアＣからウェーハ収納容器１５へ取り出すことができる。なお、図７（Ｅ）に示す状態は、処理を終了したウェーハＷＦがキャリアＣの搭載された状態で第１ホルダ１７２に搬送されているが、第２ホルダ１７３に搬送された場合も同様の手順で、ウェーハＷＦをキャリアＣからウェーハ収納容器１５へ取り出すことができる。
本実施形態の気相成長装置１において、第１ロボット１２１のハンドの先端には、第１ブレード１２３が装着される。第１ブレード１２３には、ウェーハＷＦを載せた又は空のキャリアＣを搬送するための第１凹部１２４が形成されている。本実施形態の気相成長装置１において、第１ブレード１２３及び第１凹部１２４は、第１係合部Ｃ１５、Ｃ１５’及び第２係合部１７７、１７７’のような補正機構の形状及びその配置に対応するような形状を有する。
たとえば、図８（Ａ）は、第１ブレード１２３の一例を示す平面図であり、図４（Ａ）に示すように、図２Ａに示したキャリアＣを搬送するための第１ブレード１２３の一例を示す平面図である。図８（Ｂ）は、図２Ａに示したキャリアＣ及びウェーハＷＦを含めた、第１ブレード１２３の側面方向からの縦断面図である。本実施形態の第１ブレード１２３は、短冊板状の本体の一面に、キャリアＣの外周側壁面Ｃ１３及び第１係合部Ｃ１５に対応した形状の第１凹部１２４が形成されている。第１凹部１２４の形状は、キャリアＣが第１ブレード１２３の第１凹部１２４に篏合するように、キャリアＣの外周側壁面Ｃ１３及び第１係合部Ｃ１５を平面視で見た場合の外周部よりわずかに大きく形成されている。そして、第１ロボット１２１は、ウェーハＷＦを載せた又は空のキャリアＣを搬送する場合には、キャリアＣを第１凹部１２４に載せる。
本実施形態の第１係合部Ｃ１５と第２係合部１７７は、キャリアＣがホルダ１７に載置される際にお互いに係合することで、ウェーハＷＦの円周方向に沿う、キャリアＣ回転方向の位置を補正する。たとえば、図２Ａに示したキャリアＣの第１係合部Ｃ１５は、図５Ａに示したホルダ１７の第２係合部１７７と係合することで、キャリアＣ回転方向の位置を補正する。図９Ａは、図５Ａに示したホルダ１７に図２Ａに示したキャリアＣが載置され、第１係合部Ｃ１５と第２係合部１７７とが係合し、キャリアＣ回転方向の位置を補正されたときの、キャリアＣとホルダ１７の平面図である。また、たとえば、図３Ａに示したキャリアＣの第１係合部Ｃ１５’は、キャリアＣがホルダ１７に載置される際に、図６Ａに示したホルダ１７の第２係合部１７７’と係合することで、ウェーハＷＦの円周方向に沿う、キャリアＣ回転方向の位置を補正する。図９Ｂは、図６Ａに示したホルダ１７に図３Ａに示したキャリアＣが載置され、第１係合部Ｃ１５’と第２係合部１７７’とが係合し、キャリアＣ回転方向の位置を補正されたときの、キャリアＣとホルダ１７の平面図である。
さらに、本実施形態の第２係合部１７７は、キャリアＣの第１係合部Ｃ１５と、ホルダ１７の第２係合部１７７とが係合してキャリアＣ回転方向の位置を補正する場合に、第１係合部Ｃ１５と係合するための係合面Ｆａと、ホルダ１７に対してキャリアＣを相対的に回転させるための回転面Ｆｂと、ホルダ１７に対するキャリアＣの補正位置を決定する位置決め面Ｆｃを備えることが好ましい。係合面Ｆａ及び回転面Ｆｂを設けることで、第１係合部Ｃ１５と第２係合部１７７とが遊嵌していればキャリアＣを位置決め面Ｆｃに導くことができ、キャリアＣが所定の位置からずれることをより一層抑制することができる。
図１０（Ａ）は、本実施形態の第２係合部１７７を示す平面図であり、図１０（Ｂ）は、縦断面図である。たとえば、図１０（Ｂ）に示すように、第２係合部１７７は、突起１７７ｂに係合面Ｆａ及び回転面Ｆｂを、基部１７７ａの上面に位置決め面Ｆｃを備えることができる。本実施形態の回転面Ｆｂは、キャリアＣがホルダ１７に対して相対的に十分に回転し、気相成長装置１を平面視で見た場合の回転方向の位置を補正できるような大きさであることが好ましい。また、本実施形態の第２係合部１７７を側面視した場合に、回転面Ｆｂの傾きは、キャリアＣがホルダ１７に対して相対的に回転できるような角度を有することが好ましい。本実施形態の係合面Ｆａと回転面Ｆｂとが形成する傾きαは、たとえば、１０５°〜１６５°、１２０°〜１５０°、又は１３０°〜１４０°であってよい。
図１１〜図１３は、キャリアＣがホルダ１７に載置される際に、図２Ａに示したキャリアＣの第１係合部Ｃ１５と、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示した第２係合部１７７とが係合し、キャリアＣ回転方向の位置を補正するときの、第１係合部Ｃ１５と第２係合部１７７との位置関係を示す。図１１（Ａ）、図１２（Ａ）及び図１３（Ａ）は、図２Ａに示すキャリアＣと図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示す第２係合部１７７とを示す平面図であり、図１１（Ｂ）、図１２（Ｂ）及び図１３（Ｂ）は、ホルダ１７を正面視した場合の縦断面図である。
キャリアＣは、第１ブレード１２３を装着した第１ロボット１２１によって、ホルダ１７に載置される。図５（Ｂ）に示したように、キャリアＣは、ホルダ１７に載置される際に、ホルダ１７に対して上方から接近する。したがって、第１係合部Ｃ１５は、たとえば図１１（Ｂ）に示すように、第２係合部１７７の係合面Ｆａと最初に係合する。図１１（Ｂ）において、第１係合部Ｃ１５は第２係合部１７７と遊嵌しており、第２係合部１７７の係合面Ｆａと係合した状態であっても、キャリアＣは上下方向に動くことができる。また、第１係合部Ｃ１５が第２係合部１７７の係合面Ｆａと接していても、第１係合部Ｃ１５が係合面Ｆａ上を摺動することで、キャリアＣは上下方向に動くことができる。
キャリアＣの位置が下がってくると、第１係合部Ｃ１５は、第２係合部１７７の係合面Ｆａを過ぎ、たとえば図１２（Ｂ）に示したように、第２係合部１７７の回転面Ｆｂと係合する。図１２（Ｂ）では、第１係合部Ｃ１５の左側端部が、左側に配置された第２係合部１７７の回転面Ｆｂと接している。回転面Ｆｂには傾斜がついており、当該傾斜に沿って第１係合部Ｃ１５の左側端部が回転面Ｆｂ上を摺動しつつ、キャリアＣは下方向に移動する。このときに、キャリアＣは、図１２（Ａ）において矢印Ａの方向（時計回りの方向）に回転する。この回転面Ｆｂの傾斜によるキャリアＣの回転で、本実施形態のキャリアＣは、回転方向の位置を補正することができる。
第１係合部Ｃ１５の左側端部は、左側に配置された第２係合部１７７と係合しつつ、回転面Ｆｂ上を摺動しながら、回転面Ｆｂに沿って移動する。これにより、キャリアＣは、図１３（Ａ）において矢印Ａの方向に回転しつつ、所定の位置に向かって移動する。そして、第１係合部Ｃ１５が第２係合部１７７の回転面Ｆｂを過ぎ、キャリアＣがホルダ１７に載置されるときに、本実施形態のキャリアＣは、たとえば図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、キャリアＣの所定の位置である位置決め面Ｆｃに載置される。
図１０に示したように、第２係合部１７７に係合面Ｆａ、回転面Ｆｂ及び位置決め面Ｆｃを設けてもよいが、第１係合部Ｃ１５にこれらの面と同様の面を設けてもよい。たとえば、図１４（Ａ）は、本実施形態のキャリアＣのさらに別の一例の底面図であり、図１４（Ｂ）は縦断面図である。図１４（Ａ）に示されたキャリアＣは、第１係合部Ｃ１５’が設けられている。第１係合部Ｃ１５’は、係合面Ｆａと回転面Ｆｂを同一の平面とした係合回転面Ｆａ’と、位置決め面Ｆｃ’とを有する。このように、本実施形態の補正機構においては、係合面Ｆａと回転面Ｆｂを同じ面としてもよい。これにより、補正機構の大きさがキャリアＣに対して相対的に大きくなることを抑制することができる。
本実施形態の係合回転面Ｆａ’は、キャリアＣがホルダ１７に対して相対的に十分に回転し、気相成長装置１を平面視で見た場合の回転方向の位置を補正できるような大きさであることが好ましい。また、本実施形態のキャリアＣを側面視した場合に、係合回転面Ｆａ’の傾きは、キャリアＣがホルダ１７に対して相対的に回転できるような角度を有することが好ましい。本実施形態の係合回転面Ｆａ’と位置決め面Ｆｃ’とが形成する傾きα’は、たとえば、１０５°〜１６５°、１２０°〜１５０°、又は１３０°〜１４０°であってよい。
図１５〜図１７は、キャリアＣがホルダ１７に載置される際に、図１４に示したキャリアＣの第１係合部Ｃ１５’と、第１係合部Ｃ１５’に対応する形状の第２係合部１７７”とが係合し、キャリアＣ回転方向の位置を補正するときの、第１係合部Ｃ１５’と第２係合部１７７”との位置関係を示す。図１５（Ａ）、図１６（Ａ）及び図１７（Ａ）は、図１４に示すキャリアＣと第２係合部１７７”とを示す底面図であり、図１５（Ｂ）、図１６（Ｂ）及び図１７（Ｂ）は、正面図である。
キャリアＣは、第１ブレード１２３を装着した第１ロボット１２１によって、ホルダ１７に載置される。図５（Ｂ）に示したように、キャリアＣは、ホルダ１７に載置される際に、ホルダ１７に対して上方から接近する。したがって、第２係合部１７７”は、たとえば図１５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第１係合部Ｃ１５’左側の係合回転面Ｆａ’と最初に係合する。図１５（Ｂ）において、第２係合部１７７”は第１係合部Ｃ１５’と遊嵌しており、第１係合部Ｃ１５’の係合回転面Ｆａ’と係合した状態であっても、キャリアＣは上下方向に動くことができる。また、第２係合部１７７”が第１係合部Ｃ１５’の係合回転面Ｆａ’と接していても、第２係合部１７７”が係合回転面Ｆａ’上を摺動することで、キャリアＣは上下方向に動くことができる。
また、本実施形態のキャリアＣにおける第１係合部Ｃ１５’では、係合面Ｆａと回転面Ｆｂとが同一の係合回転面Ｆａ’として形成されているので、第１係合部Ｃ１５’と第２係合部１７７”とが係合した段階で、キャリアＣは回転を始める。たとえば、キャリアＣは、図１５（Ａ）において、ホルダに向かって下方向に移動することで、図１５（Ｂ）に示すように、第２係合部１７７”が第１係合部Ｃ１５’左側の係合回転面Ｆａ’上を摺動する。この係合回転面Ｆａ’上の第２係合部１７７”の摺動により、キャリアＣは、図１５（Ａ）において矢印Ａ’の方向に回転を始める。
キャリアＣの位置が下がってくると、たとえば図１６（Ａ）に示したように、第２係合部１７７”がキャリアＣの外周側壁面Ｃ１３と接することにより、矢印Ａ’方向へのキャリアＣの回転は止まる。図１６（Ａ）に示すように、矢印Ａ’方向の回転が止まったキャリアＣは、たとえば図１６（Ｂ）に示すように、第２係合部１７７”が係合回転面Ｆａ’上を摺動することで下方向に移動する。そして、第２係合部１７７”は、係合回転面Ｆａ’を過ぎると、例えば図１７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、位置決め面Ｆｃ’と篏合する。第２係合部１７７”が位置決め面Ｆｃ’に篏合することで、キャリアＣは、ホルダ１７の所定の位置に載置される。
次に、本実施形態の気相成長装置１における、エピタキシャル膜の生成前（以下、単に処理前ともいう）及びエピタキシャル膜の生成後（以下、単に処理後ともいう）のウェーハＷＦと、キャリアＣとを、取り廻す手順を説明する。図１８Ａ〜図１８Ｄは、本実施形態の気相成長装置におけるウェーハ及びキャリアの取り廻し手順を示す模式図であり、図１の一方側のウェーハ収納容器１５、ロードロック室１３及び反応炉１１に対応し、ウェーハ収納容器１５には、複数枚のウェーハＷ１，Ｗ２，Ｗ３…（たとえば合計２５枚）が収納され、この順で処理を開始するものとする。
図１８Ａの工程Ｓ０は、これから気相成長装置１を用いて処理を開始するスタンバイ状態を示し、ウェーハ収納容器１５には、複数枚のウェーハＷ１，Ｗ２，Ｗ３…（たとえば合計２５枚）が収納され、ロードロック室１３の第１ホルダ１７２には空のキャリアＣ１が支持され、第２ホルダ１７３には空のキャリアＣ２が支持され、ロードロック室１３は不活性ガス雰囲気になっているものとする。
次の工程Ｓ１において、第２ロボット１４１は、ウェーハ収納容器１５に収納されたウェーハＷ１を第２ブレード１４３に載せ、ロードロック室１３の第１ドア１３１を開け、第１ホルダ１７２に支持されたキャリアＣ１に移載する。この移載の手順は、図７を参照して説明したとおりである。
次の工程Ｓ２において、ロードロック室１３の第１ドア１３１を閉め、第２ドア１３２も閉めた状態で、ロードロック室１３の内部を再び不活性ガス雰囲気に置換する。そして、第２ドア１３２を開け、第１ロボット１２１の第１ブレード１２３にキャリアＣ１を載せ、反応炉１１のゲートバルブ１１４を開き、当該ゲートバルブ１１４を介してウェーハＷ１が搭載されたキャリアＣ１をサセプタ１１２に移載する。この移載の手順は、図４を参照して説明したとおりである。工程Ｓ２〜Ｓ４において、反応炉１１では、ウェーハＷ１に対するＣＶＤ膜の生成処理が行われる。
すなわち、処理前のウェーハＷ１が搭載されたキャリアＣ１を反応室１１１のサセプタ１１２に移載してゲートバルブ１１４を閉じ、所定時間だけ待機したのち、ガス供給装置１１３により反応室１１１に水素ガスを供給して反応室１１１を水素ガス雰囲気とする。次いで加熱ランプにて反応室１１１のウェーハＷ１を所定温度に昇温し、必要に応じてエッチングや熱処理などの前処理を施したのち、ガス供給装置１１３により原料ガスやドーパントガスの流量および／又は供給時間を制御しながら供給する。これにより、ウェーハＷ１の表面にＣＶＤ膜が生成される。ＣＶＤ膜が形成されたら、ガス供給装置１１３により反応室１１１に再び水素ガスを供給して反応室１１１を水素ガス雰囲気に置換したのち、所定時間だけ待機する。
このように工程Ｓ２〜Ｓ４において、反応炉１１によりウェーハＷ１に処理を行っている間、第２ロボット１４１は、ウェーハ収納容器１５から次のウェーハＷ２を取り出し、次の処理の準備をする。その前に、本実施形態では、工程Ｓ３において、ロードロック室１３の第２ドア１３２を閉め、第１ドア１３１も閉めた状態で、ロードロック室１３の内部を不活性ガス雰囲気に置換する。そして、第２ドア１３２を開け、第１ロボット１２１により、第２ホルダ１７３に支持されているキャリアＣ２を第１ホルダ１７２に移載し、第２ドア１３２を閉じる。これに続いて、工程Ｓ４において、第２ロボット１４１は、ウェーハ収納容器１５に収納されたウェーハＷ２を第２ブレード１４３に載せ、第１ドア１３１を開けて、ロードロック室１３の第１ホルダ１７２に支持されたキャリアＣ２に移載する。
このように本実施形態では、工程Ｓ３を追加し、ウェーハ収納容器１５に収納された処理前のウェーハＷＦは、ロードロック室１３のホルダ１７の最上段のホルダである第１ホルダ１７２に搭載する。これは以下の理由による。すなわち、工程Ｓ２に示すように、次のウェーハＷ２を搭載する空のキャリアＣ２が第２ホルダ１７３に支持されている場合、これにウェーハＷ２を搭載すると、処理後のウェーハＷ１を搭載したキャリアＣ１が第１ホルダ１７２に移載される可能性がある。本実施形態の気相成長装置１のキャリアＣは、反応室１１１にまで搬送されるため、キャリアＣがパーティクルの発生要因となり、処理前のウェーハＷ２の上部にキャリアＣ１が支持されると、処理前のウェーハＷ２に塵埃が落下するおそれがある。そのため、処理前のウェーハＷＦは、ロードロック室１３のホルダ１７の最上段のホルダ（第１ホルダ１７２）に搭載するように、工程Ｓ３を追加して、空のキャリアＣ２を第１ホルダ１７２に移載する。ホルダ１７の上段のホルダである第１ホルダ１７２に本実施形態の補正機構が設けられている場合には、工程Ｓ３においてキャリアＣを第２ホルダ１７３から第１ホルダ１７２に移載したときに、キャリアＣの回転方向の位置が補正される。
工程Ｓ５において、ロードロック室１３の第１ドア１３１を閉め、第２ドア１３２も閉めた状態で、ロードロック室１３の内部を不活性ガス雰囲気に置換する。そして、反応炉１１のゲートバルブ１１４を開き、第１ロボット１２１の第１ブレード１２３を反応室１１１に挿入して、処理後のウェーハＷ１を搭載したキャリアＣ１を載せ、反応室１１１から取り出し、ゲートバルブ１１４を閉じた後、第２ドア１３２を開いて、ロードロック室１３の第２ホルダ１７３に移載する。ホルダ１７の下段のホルダである第２ホルダ１７３に本実施形態の補正機構が設けられている場合には、工程Ｓ５においてキャリアＣを反応室１１１から第２ホルダ１７３に移載したときに、キャリアＣの回転方向の位置が補正される。そして、第１ロボット１２１の第１ブレード１２３に、第１ホルダ１７２に支持されたキャリアＣ２を載せ、この処理前のウェーハＷ２を搭載したキャリアＣ２を、工程Ｓ６に示すように、ウェーハ移載室１２を介して、ゲートバルブ１１４を開けて反応炉１１のサセプタ１１２に移載する。
工程Ｓ６〜Ｓ９において、反応炉１１では、ウェーハＷ２に対するＣＶＤ膜の生成処理が行われる。すなわち、処理前のウェーハＷ２が搭載されたキャリアＣ２を反応室１１１のサセプタ１１２に移載してゲートバルブ１１４を閉じ、所定時間だけ待機したのち、ガス供給装置１１３により反応室１１１に水素ガスを供給して反応室１１１を水素ガス雰囲気とする。次いで加熱ランプにて反応室１１１のウェーハＷ２を所定温度に昇温し、必要に応じてエッチングや熱処理などの前処理を施したのち、ガス供給装置１１３により原料ガスやドーパントガスの流量および／又は供給時間を制御しながら供給する。これにより、ウェーハＷ２の表面にＣＶＤ膜が生成される。ＣＶＤ膜が形成されたら、ガス供給装置１１３により反応室１１１に再び水素ガスを供給して反応室１１１を水素ガス雰囲気に置換したのち、所定時間だけ待機する。
このように工程Ｓ６〜Ｓ９において、反応炉１１によりウェーハＷ２に処理を行っている間、第２ロボット１４１は、処理後のウェーハＷ１をウェーハ収納容器１５に収納するとともに、ウェーハ収納容器１５から次のウェーハＷ３を取り出し、次の処理の準備をする。すなわち、工程Ｓ７において、ロードロック室１３の第２ドア１３２を閉め、第１ドア１３１も閉めた状態で、ロードロック室１３の内部を不活性ガス雰囲気に置換する。そして、第１ドア１３１を開け、第２ロボット１４１により、第２ホルダ１７３に支持されているキャリアＣ１から処理後のウェーハＷ１を第２ブレード１４３に載せ、工程Ｓ８に示すように当該処理後のウェーハＷ１をウェーハ収納容器１５に収納する。これに続いて、上述した工程Ｓ３と同様に、工程Ｓ８において、ロードロック室１３の第１ドア１３１を閉め、第２ドア１３２も閉めた状態で、ロードロック室１３の内部を不活性ガス雰囲気に置換する。そして、第２ドア１３２を開け、第１ロボット１２１により、第２ホルダ１７３に支持されているキャリアＣ１を第１ホルダ１７２に移載する。ホルダ１７の上段のホルダである第１ホルダ１７２に本実施形態の補正機構が設けられている場合には、工程Ｓ８においてキャリアＣを第１ホルダ１７２に移載したときに、キャリアＣの回転方向の位置が補正される。
これに続いて、工程Ｓ９において、ロードロック室１３の第２ドア１３２を閉め、第１ドア１３１も閉めた状態で、ロードロック室１３の内部を不活性ガス雰囲気に置換する。そして、第２ロボット１４１により、ウェーハ収納容器１５に収納されたウェーハＷ３を第２ブレード１４３に載せ、工程Ｓ９に示すように、第１ドア１３１を開け、ロードロック室１３の第１ホルダ１７２に支持されたキャリアＣ１に移載する。
工程Ｓ１０においては、上述した工程Ｓ５と同様に、ロードロック室１３の第１ドア１３１を閉め、第２ドア１３２も閉めた状態で、ロードロック室１３の内部を不活性ガス雰囲気に置換する。そして、反応炉１１のゲートバルブ１１４を開き、第１ロボット１２１の第１ブレード１２３を反応室１１１に挿入して、処理後のウェーハＷ２を搭載したキャリアＣ２を載せ、ゲートバルブ１１４を閉じた後、第２ドア１３２を開いて、反応室１１１からロードロック室１３の第２ホルダ１７３に移載する。これに続いて、第１ロボット１２１の第１ブレード１２３に、第１ホルダ１７２に支持されたキャリアＣ１を載せ、この処理前のウェーハＷ３を搭載したキャリアＣ１を、工程Ｓ１１に示すように、ウェーハ移載室１２を介して、反応炉１１のサセプタ１１２に移載する。
工程Ｓ１０において、上述した工程Ｓ７と同様に、ロードロック室１３の第２ドア１３２を閉め、第１ドア１３１も閉めた状態で、ロードロック室１３の内部を不活性ガス雰囲気に置換する。そして、第１ドア１３１を開け、第２ロボット１４１により、第２ホルダ１７３に支持されているキャリアＣ２から処理後のウェーハＷ２を第２ブレード１４３に載せ、工程Ｓ１１に示すように当該処理後のウェーハＷ２をウェーハ収納容器１５に収納する。以下、ウェーハ収納容器１５に収納された全ての処理前のウェーハＷＦの処理が終了するまで、以上の工程を繰り返す。
以上のとおり、本実施形態の気相成長装置１において、ウェーハＷＦの円周方向に沿うキャリアＣの回転方向の位置を補正する補正機構をキャリアＣとホルダ１７に設けることで、ウェーハに対するキャリアの回転方向の位置のズレを補正することができる。この場合、キャリアＣの時計回りの回転および反時計回りの回転を規制する一対の補正機構を設けることで、キャリアＣの回転方向の位置ズレをより一層補正することができる。また、本実施形態の補正機構は、気相成長装置１を平面視で見た場合に、キャリアＣの上下方向および左右方向の位置も補正することで、キャリアＣの位置の補正に必要な補正機構の数を抑制することができる。さらに、ホルダ１７は、最上段のホルダに補正機構を設けず、上から２段目以下の段のうち少なくとも１つの段に補正機構を設けることで、既に補正機構により回転方向の位置が補正されたキャリアＣについて、再度最上段のホルダで位置補正することを避けることができる。
また、本実施形態の補正機構が、キャリアＣに設けられた第１係合部Ｃ１５、Ｃ１５’と、ホルダ１７に設けられた第２係合部１７７、１７７’、１７７”とを含むことで、キャリアＣの回転方向の位置ズレをより一層補正することができる。さらに、第２係合部１７７が、第１係合部Ｃ１５と係合する係合面Ｆａ、ホルダ１７に対してキャリアＣを相対的に回転させる回転面Ｆｂ、及びホルダ１７に対するキャリアＣの補正位置を決定する位置決め面Ｆｃを備えることで、第１係合部Ｃ１５と第２係合部１７７とが遊嵌していればキャリアＣを位置決め面Ｆｃに導くことができ、キャリアＣが所定の位置からずれることをより一層補正することができる。さらに、第１係合部Ｃ１５’が、第２係合部１７７”と係合してホルダ１７に対してキャリアＣを相対的に回転させる係合回転面Ｆａ’、及びホルダ１７に対するキャリアＣの補正位置を決定する位置決め面Ｆｃ’を備えることで、第１係合部Ｃ１５’と、第２係合部１７７”とが遊嵌していればキャリアＣを位置決め面Ｆｃ’に導くことができ、キャリアＣが所定の位置からずれることをより一層補正することができる。この場合において、係合面Ｆａと回転面Ｆｂとを同一の面である係合回転面Ｆａ’とすることで、本実施形態の補正機構がキャリアＣに対して大きくなり、キャリアＣの温度や形成されるＣＶＤ膜の品質に影響を与えることを抑制することができる。
１…気相成長装置
１１…反応炉
１１１…反応室
１１２…サセプタ
１１３…ガス供給装置
１１４…ゲートバルブ
１１５…キャリアリフトピン
１２…ウェーハ移載室
１２１…第１ロボット
１２２…第１ロボットコントローラ
１２３…第１ブレード
１２４…第１凹部
１３…ロードロック室
１３１…第１ドア
１３２…第２ドア
１４…ファクトリインターフェース
１４１…第２ロボット
１４２…第２ロボットコントローラ
１４３…第２ブレード
１５…ウェーハ収納容器
１６…統括コントローラ
１７…ホルダ
１７１…ホルダベース
１７２…第１ホルダ
１７３…第２ホルダ
１７４…ウェーハリフトピン
１７５…第１ホルダ支持体
１７６…第２ホルダ支持体
１７７、１７７’、１７７”…第２係合部
１７７ａ…基部
１７７ｂ…突起
Ｆａ…係合面
Ｆｂ…回転面
Ｆｃ…位置決め面
α…傾き
Ｃ…キャリア
Ｃ１１…底面
Ｃ１２…上面
Ｃ１３…外周側壁面
Ｃ１４…内周側壁面
Ｃ１５、Ｃ１５’…第１係合部
Ｆａ’…係合回転面
Ｆｃ’…位置決め面
α’…傾き
ＷＦ…ウェーハ

Claims (10)

  1. ウェーハを支持するリング状のキャリアを用いて、前記ウェーハにＣＶＤ膜を形成する気相成長装置であって、
    前記キャリアを支持するホルダが設けられているロードロック室を備え、
    前記キャリアと前記ホルダには、前記ウェーハの円周方向に沿う前記キャリアの回転方向の位置を補正する補正機構が設けられている、気相成長装置。
  2. 前記補正機構は、前記キャリアの時計回りの回転および反時計回りの回転を規制する一対の補正機構を含む、請求項１に記載の気相成長装置。
  3. 前記補正機構は、装置を平面視で見た場合に、前記キャリアの上下方向および左右方向の位置を補正する補正機構を含む、請求項１または２に記載の気相成長装置。
  4. 前記補正機構は、前記キャリアに設けられた第１係合部と、前記ホルダに設けられた第２係合部を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の気相成長装置。
  5. 前記第２係合部は、前記第１係合部と係合する係合面と、前記ホルダに対して前記キャリアを相対的に回転させる回転面と、前記ホルダに対する前記キャリアの補正位置を決定する位置決め面を備える、請求項４に記載の気相成長装置。
  6. 前記第１係合部は、前記第２係合部と係合する係合面と、前記ホルダに対して前記キャリアを相対的に回転させる回転面と、前記ホルダに対する前記キャリアの補正位置を決定する位置決め面を備える、請求項４に記載の気相成長装置。
  7. 前記係合面と前記回転面は、同一の面である、請求項５又は６に記載の気相成長装置。
  8. 前記ホルダは、少なくとも２つの前記キャリアを上下に支持するホルダであり、最上段のホルダには前記補正機構が設けられていない、請求項１〜７のいずれか一項に記載の気相成長装置。
  9. 前記ＣＶＤ膜は、シリコンエピタキシャル膜である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の気相成長装置。
  10. 複数の処理前の前記ウェーハを、ウェーハ収納容器から、ファクトリインターフェース、前記ロードロック室及びウェーハ移載室を介して前記ウェーハに前記ＣＶＤ膜を形成する反応室へ順次搬送するとともに、
    複数の処理後の前記ウェーハを、前記反応室から、前記ウェーハ移載室、前記ロードロック室及び前記ファクトリインターフェースを介して前記ウェーハ収納容器へ順次搬送し、
    前記ロードロック室は、第１ドアを介して前記ファクトリインターフェースと連通するとともに、第２ドアを介して前記ウェーハ移載室と連通し、
    前記ウェーハ移載室は、ゲートバルブを介して前記反応室と連通し、
    前記ウェーハ移載室には、前記ロードロック室に搬送されてきた処理前の前記ウェーハを前記キャリアに支持された状態で前記反応室に投入するとともに、前記反応室において処理を終えた処理後の前記ウェーハを前記キャリアに支持された状態で前記反応室から取り出して前記ロードロック室に搬送する第１ロボットが設けられ、
    前記ファクトリインターフェースには、処理前の前記ウェーハを前記ウェーハ収納容器から取り出し、前記ロードロック室にて待機する前記キャリアにて支持するとともに、前記ロードロック室に搬送されてきた、前記キャリアに支持された処理後の前記ウェーハを、前記ウェーハ収納容器に収納する第２ロボットが設けられている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の気相成長装置。
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