JP2935060B2 - 半導体製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体製造装置に用いられるボートの設置
姿勢の適否を検出するボート設置姿勢検出装置に関する
ものである。

［従来の技術］ 半導体素子の製造プロセスの１つにCVD処理がある。
これは、所要枚数のシリコンウェーハをCVD拡散装置内
で加熱し、化学気相堆積（CVD）させるものである。

このCVD拡散装置としてウェーハを水平姿勢で多段に
保持し処理を行う、縦型CVD拡散装置がある。

処理中、円板形状のウェーハ１は第４図に示すボート
２によって支持される。

該ボート２は石英製であり、上下の保持板３によって
３又は４本の柱４が垂直に支持され、該柱４には所要ピ
ッチで溝32が刻設され、該溝32にウェーハ１が装填され
保持される様になっている。

第５図に於いて縦型CVD拡散装置について略述する。

12は拡散炉、17はロード・アンロードエレベータ、18
は移載用エレベータ、19はカセットストッカ、20は操作
パネル、21は縦型CVD装置本体を示す。

前記ロード・アンロードエレベータ17はボート２を載
置し、該ボート２はロード・アンロードエレベータ17の
昇降によって、拡散炉12へ装入、取出しされる様になっ
ている。

移載用エレベータ18はウェーハを水平姿勢で搬送する
ハンドリングユニット22を具備しており、送りモータ23
の駆動により、該ハンドリングユニット22を昇降させる
様になっている。又、カセットストッカ19は所要段数
（該例では４段）、複数列（該例では２列）、のカセッ
ト収納ラック24を備え、該カセット収納ラック24はラッ
ク横行モータ25により水平方向に移動される様になって
いる。

該カセット収納ラック24には予めウェーハが装填され
たカセット（図示せず）が収納されており、CVD処理を
行う準備として、前記ハンドリングユニット22はカセッ
ト収納ラック24のカセットよりウェーハ１を取出し、前
記ボート２へ移載する。ボート２への移載は移載用エレ
ベータ18によってステップ送りすることで、ボート２の
各段へウェーハ１を装填してゆく。

所要数のウェーハ１をボート２に移載すると、該ボー
ト２をロード・アンロードエレベータ17によって拡散炉
12内へ装入する。

拡散炉12内での処理が終ると、前記ハンドリングユニ
ット22、移載用エレベータ18の協働により、ボート２の
ウェーハ１を前記カセットストッカ19のカセットへ再移
載する。

上記した様に、カセット内のウェーハを取出し、正確
にボート２に移載するには、ボート２が装置に対して正
しい姿勢で設置されていなければならない。

従来、ボート２を設置した後のボート２の設置姿勢の
適否は、ウェーハ又はウェーハ相当品を用いて、前記ハ
ンドリングユニット22を動作させ、ウェーハ又はウェー
ハ相当品がボート２の溝に適正に装填されるか否かを、
作業者が目視によって判断し、この目視の判断に基づき
ボート２の姿勢を修正する等していた。更に、修正が完
了するとボート２とハレンドリングユニット22との関係
を制御装置に入力していた。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、ボート２の設置作業は、ウェーハ処理プロ
セスを何バッチか行った後にボート２を交換した後、或
はボート２は反応生成物が付着するので適宜時洗浄、又
は新しいものと交換した後、その都度行われるものであ
る。従って、前述した様に作業者が姿勢の適否を判断す
るやり方では、手数が掛かり、且姿勢合せの精度、能率
は作業者の熟練度に大きく左右される。ボート２は使用
されることにより変形が生じることがあるが、作業者の
目視による判断では、微妙な変形が許容できるものであ
るかどうか、又許容できる場合でも姿勢合せは更に困難
となる。而して、ボート２の設置姿勢が適性でない場
合、ボート２とハンドリングユニット22との相互関係が
正確に移載動作の制御に反映されなければ、ウェーハと
ボートとが接触、衝突してウェーハ或はボートの破損を
招来し、ウェーハの移載を行えないと共にランニングコ
ストの高騰にもつながる。

本発明は斯かる実情に鑑みてなしたものであり、ボー
トの設置姿勢を正確に検出できるボート設置姿勢検出装
置を提供しようとするものである。

［課題を解決する為の手段］ 本発明は、ボート２によりウェーハ１を水平姿勢で多
段に保持して処理する半導体製造装置に於いて、ボート
２に対して距離測定手段10,11を、前記ウェーハの面に
対して垂直方向に相対移動可能に取付け、前記垂直方向
に沿った２箇所以上の位置でボート２と距離測定手段1
0,11との距離を計測しボート設置姿勢を検出する様構成
したことを特徴とするものである。

［作用］ ボートを距離測定手段に対して相対移動させてボート
と距離測定手段との距離を計測すると、距離の変動によ
って、ボートの傾き等ボートの設置姿勢が検出される。

［実 施 例］ 以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例を説明す
る。

尚、第１図中、第５図中で示したものと同一のものに
は同符号を付し、その説明の詳細は省略する。

図中、５は制御装置、６は操作部である。

前記ボート２は、ロード・アンロードエレベータ17の
昇降台７に載置固定され、該昇降台７は昇降モータ31に
よって回転されるスクリューロッド８に螺合している。
又、該昇降モータ31にはロータリエンコーダ９が取付け
られている。

前記ロード・アンロードエレベータ17の固定部に前記
ボート２のいずれか１つの柱４に対して２個の反射式超
音波センサ10,11を取付ける。

該２個の超音波センサ10,11は第３図に示す様に、同
一水平面上に配置され且両超音波センサ10,11の音軸が
前記柱４の軸心を通る様にしておく。両超音波センサ1
0,11の配置をこの様にすることで、演算を容易にするこ
とができる。

該超音波センサ10,11は、第２図に示される様に圧電
素子超音波発信部26と圧電素子超音波受信部27及びパル
ス送信回路28、パルス受信回路29、制御回路30から成
り、超音波発信部26から前記柱４に対して発信した超音
波が該柱４で反射され、超音波受信部27で受信される迄
の時間を計測することで距離の測定を行うものである。

前記制御５は、主制御部13、モータ制御器14、モータ
駆動部15、ボート姿勢検出部16を有している。

前記ロータリエンコーダ９からの信号、及び超音波セ
ンサ10,11からの信号は、ボート姿勢検出部16に入力さ
れる様にする。

以下、作用について説明する。

前記昇降台７にボート２を設置する。

操作部６を介してボート２が最下位置となる様指示す
る。

主制御部13から信号が発せられ、モータ制御部14、モ
ータ駆動部15を介してボート２が最下位置となる迄、昇
降モータ31が回転される。

ボート２の最下位置で、ロータリエンコーダ９からの
信号をカウントするカウンタ（図示せず）がリセットさ
れる。

次に、ボート２の設置姿勢の検出が開始される。

モータ制御部13、モータ駆動部15を介して昇降モータ
31が、ボート２の上昇方向に回転される。

ボート２の上昇に伴い、前記ロータリエンコーダ９か
らの信号が刻々とボート姿勢検出部16に入力され、又超
音波センサ10,11からの信号も該ボート姿勢検出部16に
入力される。

該ボート姿勢検出部16では前記ロータリエンコーダ９
からのカウント、所定のカウント数毎に超音波センサ1
0,11からの信号を取込む。該超音波センサ10,11を２個
設けることで１つの場合に比べてより正確にボート姿勢
を検出できる。

この操作により、柱４の軸心方向に沿う所定間毎の柱
の軸心位置を演算によ求めることができる。

柱４の全長に亘る柱の軸心位置の検出により、柱４即
ち、ボート２の設置姿勢を演算により求めることができ
る。

又、柱４の姿勢検出の過程で柱４の湾曲状態も求め得
ることは勿論である。

上記一連の検出動作については、予めシーケンスプロ
グラムを作成して、主制御部13へ入力しておき、該シー
ケンスプログラムに従って、検出動作を行なせてもよ
い。

而して、求められたボート２の姿勢については、その
検出結果が操作部６に表示される。該操作部６は、設置
姿勢を数値により表示し、或は設置状態が許容範囲にあ
るか否かを表示し、或はその相方を表示等する。

作業者は、操作部６で表示された、ボート２の姿勢検
出結果に基づき、ボート姿勢を修正し、或はボート設置
の作業を完了する。

尚、上記実施例では、演算を容易にする為超音波セン
サ10,11の音軸を直交させたが、必ずしも直交させる必
要はないことは言う迄もなく、更に精度上無視できる範
囲で上下方向に位置をずらせて設けてもよい。又、超音
波センサは１個、或は３個以上であってもよい。

更に又、ボート２の２以上の柱について姿勢を検出す
る様にすればボート自体の歪みについても検出すること
ができる。

又、上記実施例ではロード・アンロードエレベータ17
を利用したが、移載用エレベータ18を利用することも可
能である。即ち、ボート２を固定しておき移載用エレベ
ータ18の昇降部に超音波センサ10,11を取付け、移載用
エレベータ８を動作させ、超音波センサ10,11をボート
２に対して昇降させてもよい。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、下記の優れた効果を
発揮する。

作業者がウェーハの移載動作を行なわせ試行錯誤し
てボートの設置姿勢を決定する必要がないので確実に精
度よく、且迅速にボートの取置作業を完了し得る。

ボートの設置作業は、作業者の熟練度に拘らず高精
度で行える。

ボートの設置を常に適正に行えるので、ウェーハ、
ボートの破損を防止し得、ランニングコストの低下を図
り得ると共に稼動率を向上させ得る。

距離測定手段とボートとの相対位置を変えるのに、
ロード・アンロードエレベータの昇降動作若しくは移載
用エレベータの昇降動作を利用しているので距離測定手
段単独に昇降機構を設けなくてもよく、省スペースが図
れ、装置コストも低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は超音波センサを示すブロック図、第３図はボートの柱
と超音波センサとの関係を示す説明図、第４図はボート
の斜視図、第５図は縦型CVD拡散装置の１例を示す概略
斜視図である。 １はウェーハ、２はボート、４は柱、９はロータリエン
コーダ、10,11は超音波センサ、16はボート姿勢検出
部、31は昇降モータを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/205 H01L 21/22 H01L 21/68

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボート２にウェーハ１を水平姿勢で多段に
   保持して処理する半導体製造装置に於いて、前記ボート
   ２に対して距離測定手段10,11を、前記ウェーハの面に
   対して垂直方向に相対移動可能に取付け、前記垂直方向
   に沿った２箇所以上の位置でボート２と距離測定手段1
   0,11との距離を計測しボート設置姿勢を検出する様構成
   したことを特徴とする半導体製造装置。
2. 【請求項２】前記ボート２の柱４と距離測定手段10,11
   との距離を計測することにより、ボート設置姿勢を検出
   する様にした請求項１の半導体製造装置。
3. 【請求項３】前記ボート２がウェーハ１を処理する炉へ
   装入、取出しするロード・アンロードエレベータ17によ
   り昇降可能に設けられ、該ロード・アンロードエレベー
   タ17の昇降動作によりボート２と距離測定手段10,11と
   の相対位置を変える様にした請求項１の半導体製造装
   置。
4. 【請求項４】前記ボート２へウェーハを移載する移載用
   エレベータ18を有し、該移載用エレベータ18の昇降部に
   距離測定手段10,11を取付け、前記移載用エレベータ18
   の昇降動作により前記ボート２と距離測定手段10,11と
   の相対位置を変える様にした請求項１の半導体製造装
   置。