JP3891636B2 - 半導体製造装置および半導体ウェハの移載方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造技術に関し、特に半導体ウェハに熱処理を行う半導体製造装置および半導体ウェハの移載方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以下に説明する技術は、本発明を研究、完成するに際し、本発明者によって検討されたものであり、その概要は次のとおりである。
【０００３】
半導体ウェハを熱処理する半導体製造装置の一例として、半導体ウェハ（ミラーウェハ）に単結晶の薄膜（エピタキシャル薄膜）を成長させるエピタキシャル成長装置が知られている。
【０００４】
ここで、枚葉式のエピタキシャル成長装置を用いた薄膜形成方法について説明する。
【０００５】
まず、室温状態の半導体ウェハを高温（５００℃以上）状態の反応室（反応容器）内に搬入し、３点支持形式のリフトピン（ウェハ移載部材）によって一度半導体ウェハを中継支持する。
【０００６】
その後、半導体ウェハをリフトピンからサセプタに移載し、熱処理すなわちエピタキシャル薄膜（以降、エピ膜と略す）の形成が行われる。
【０００７】
なお、半導体ウェハにエピ膜を成長させて形成する種々のエピタキシャル成長装置については、例えば、株式会社工業調査会、１９９４年１１月２５日発行、「電子材料１１月号別冊、超ＬＳＩ製造・試験装置ガイドブック＜１９９５年版＞」、５５〜５６頁に記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記した技術において、５００℃以上の高温雰囲気が形成された反応容器内に半導体ウェハを搬入すると、高温のため半導体ウェハに鞍形の反りが形成される。
【０００９】
さらに、この後、反った状態の半導体ウェハをサセプタに移載すると、サセプタ上で反りが回復する際に半導体ウェハの裏面エッジ部とサセプタとが擦れて発塵し、これにより、異物が発生し、その結果、この異物が半導体ウェハに付着することが問題とされる。
【００１０】
また、半導体ウェハの裏面エッジ部が損傷する。
【００１１】
これらにより、半導体ウェハの品質を低下させることが問題とされる。
【００１２】
なお、サセプタ上にＳｉのコーティングが形成されている場合、このコーティングが半導体ウェハの裏面エッジ部との摩擦によって発塵する。
【００１３】
本発明の目的は、熱処理時の半導体ウェハの損傷を低減して半導体ウェハの品質を向上させる半導体製造装置および半導体ウェハの移載方法を提供することにある。
【００１４】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１７】
すなわち、本発明の半導体製造装置は、半導体ウェハの熱処理が行われる反応容器と、熱処理時に前記半導体ウェハを加熱する加熱手段と、前記反応容器内に設置されかつ熱処理時に前記半導体ウェハを支持するウェハ支持台と、前記半導体ウェハの前記反応容器への搬入出を案内するウェハ搬送部材と、前記半導体ウェハを前記ウェハ搬送部材から前記ウェハ支持台に移載する際に、前記半導体ウェハを中継支持するウェハ移載部材と、前記ウェハ移載部材を介して前記半導体ウェハを前記ウェハ搬送部材から前記ウェハ支持台に移載する際に、加熱されて反った前記半導体ウェハの反りが回復した後、前記移載を行うように制御する制御部とを有し、前記ウェハ移載部材によって中継支持された前記半導体ウェハの画像を取り込みかつ前記制御部に接続されたモニタ手段が設置され、前記モニタ手段によって取り込まれた反り時の前記半導体ウェハの画像に基づいて、前記制御部において反り時の前記半導体ウェハの特定部位の形状と非反り時の前記特定部位の形状とを比較し、両者の形状が同一となった後、前記ウェハ移載部材から前記ウェハ支持台への前記半導体ウェハの移載を行うものである。
【００１８】
これにより、半導体ウェハがウェハ支持台に移載された際には、反りが無くなった状態となっている。したがって、半導体ウェハがサセプタ上で反り回復動作を行うことを防止できる。
【００１９】
その結果、半導体ウェハの裏面エッジ部とサセプタとの接触が低減され、異物の発生や巻き上げを防止できるとともに、半導体ウェハの裏面エッジ部が損傷することを防止できる。これにより、半導体ウェハの品質を向上させることができる。
【００２１】
さらに、本発明の半導体ウェハの移載方法は、ウェハ搬送部材によって前記半導体ウェハを案内して前記半導体製造装置の反応容器内に前記半導体ウェハを搬入する工程と、ウェハ移載部材によって前記ウェハ搬送部材から前記半導体ウェハを受け取り、前記ウェハ移載部材によって前記半導体ウェハを中継支持する工程と、前記反応容器内に設置されたウェハ支持台に前記半導体ウェハを移載して熱処理する際に、前記反応容器内に搬入されたことにより加熱されて反った前記半導体ウェハの反りが前記ウェハ移載部材上において回復した後、前記半導体ウェハを前記ウェハ移載部材から前記ウェハ支持台に移載する工程とを有し、前記ウェハ移載部材によって中継支持された前記半導体ウェハの画像をモニタ手段によって制御部に取り込み、前記制御部において、反り時の前記半導体ウェハの特定部位の形状と非反り時の前記特定部位の形状とを比較し、両者の形状が同一となった後、前記ウェハ移載部材から前記ウェハ支持台に前記半導体ウェハを移載するものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
図１は本発明による半導体製造装置（エピタキシャル成長装置）の構造の実施の形態の一例を一部断面にして示す構成概念図、図２は本発明による半導体ウェハの移載方法の実施の形態の一例を一部断面にして示す移載手順図、図３は図１に示すエピタキシャル成長装置における半導体ウェハのモニタ状態を表すモニタ結果図であり、（ａ）は非反り時のモニタ図、（ｂ）は反り時のモニタ図、（ｃ）は歪み原理図、図４は本発明の半導体ウェハの移載方法に対する比較例１を一部断面にして示す移載手順図、図５は図４に示す比較例１によって半導体ウェハを移載した際の半導体ウェハの反り状態を示すテスト結果図、図６は本発明の半導体ウェハの移載方法に対する比較例２を一部断面にして示す移載手順図である。
【００２４】
なお、本実施の形態においては、半導体ウェハ１を熱処理する半導体製造装置の一例として、気相雰囲気の中でミラーウェハである半導体ウェハ１にエピ膜（単結晶の薄膜）を成長させて形成する枚葉式のエピタキシャル成長装置を取り上げて説明する。
【００２５】
すなわち、本実施の形態における熱処理は、半導体ウェハ１に前記エピ膜を成長させる成膜処理である。
【００２６】
図１〜図３を用いて、図１に示すエピタキシャル成長装置の構成について説明すると、半導体ウェハ１の成膜処理が行われる反応容器２と、成膜処理時に半導体ウェハ１を加熱する加熱手段であるランプ３と、反応容器２内に設置されかつ成膜処理時に半導体ウェハ１を支持するウェハ支持台であるサセプタ４と、半導体ウェハ１の反応容器２への搬入出を案内するウェハ搬送部材である搬送用ブレード５と、半導体ウェハ１を搬送用ブレード５からサセプタ４に移載する際に、半導体ウェハ１を中継支持するウェハ移載部材である３点支持形式のリフトピン６と、リフトピン６を介して半導体ウェハ１を搬送用ブレード５からサセプタ４に移載する際に、加熱されて反った半導体ウェハ１の反りが回復した後、前記移載を行うように制御する制御部７とからなる。
【００２７】
さらに、本実施の形態のエピタキシャル成長装置には、リフトピン６によって中継支持された半導体ウェハ１の画像８（図３参照）を取り込みかつ制御部７に接続されたモニタ手段であるＣＣＤ（Charge Coupled Device)カメラ９が設置されており、これにより、前記エピタキシャル成長装置は、ＣＣＤカメラ９によって取り込まれた反り時の半導体ウェハ１の画像８による信号に基づいて、制御部７において反り時の半導体ウェハ１の特定部位の形状（画像８による信号）と非反り時の前記特定部位の形状の信号とを比較し、両者の形状（信号）が許容範囲内で同一となった（一致した）後、リフトピン６からサセプタ４への半導体ウェハ１の移載を行うものである。
【００２８】
なお、ＣＣＤカメラ９は、反応容器２の上方に設置されるものであるが、ランプ３の周囲に設けられた反射板１０を利用し、ランプ３の光が入りにくい位置に設置することが好ましい。
【００２９】
また、ランプ３は、例えば、赤外線を使用したものであり、半導体ウェハ１の均熱性を向上させるために、半導体ウェハ１の円周形状にほぼ対応させて複数個設置され、かつ半導体ウェハ１の表裏面の両側にそれぞれ設置されている。
【００３０】
これにより、反応容器２内の急速な昇降温を行えるとともに、半導体ウェハ１における熱応力転位の発生を抑制できる。さらに、ランプ３の周囲は、反射板１０によって囲まれ、その結果、ランプ３の熱を効率良く反応容器２および半導体ウェハ１に到達させることができる。
【００３１】
なお、本実施の形態では、前記特定部位が半導体ウェハ１の中心部付近であり、ＣＣＤカメラ９によって半導体ウェハ１の前記中心部付近に反射して映し出されたランプ３と反射板１０との形状のモニタを行い、制御部７において、両者の形状の比較を行う。
【００３２】
ここで、図３に示す半導体ウェハ１の画像８は、反応容器２内で半導体ウェハ１の成膜処理を行うにあたり、搬送用ブレード５からサセプタ４に半導体ウェハ１を移動させる際に、リフトピン６によって中継支持されている半導体ウェハ１をＣＣＤカメラ９によって撮影したものであり、図３（ａ）は、非反り時の半導体ウェハ１の表面に映った複数個のランプ３の反射像であるランプ反射像８ａと、このランプ反射像８ａの中央に映った反射板１０の反射像である反射板反射像８ｂとを撮影したものである。
【００３３】
なお、ランプ反射像８ａは、光を発しかつ円周状に配置されたランプ３が半導体ウェハ１に映ったものであるため、半導体ウェハ１上でリング状に明るく輝いて見える像であり、さらに、図３（ａ）においては、半導体ウェハ１が非反り時であるため、ランプ反射像８ａおよび反射板反射像８ｂは、円形を成す。
【００３４】
これに対し、図３（ｂ）は、半導体ウェハ１の反り時のランプ反射像８ａと反射板反射像８ｂである。これは、半導体ウェハ１が、図３（ｃ）に示すように、鞍形に反ることによってその形状が変形して見えるものであり、これをＣＣＤカメラ９によって上方から撮影すると半導体ウェハ１が楕円に見える。
【００３５】
ここで、本実施の形態における半導体ウェハ１の歪み方向は、その結晶方位により、半導体ウェハ１のオリエンテーションフラットに対して４５°の方向である。
【００３６】
なお、本実施の形態では、図３（ａ）に示す円形（非反り時）の反射板反射像８ｂの直径をＬとし、図３（ｂ）に示す楕円（反り時）の反射板反射像８ｂの長軸の長さをＡとし、かつ短軸の長さをＢとする。これにより、反り量の定義をＡ／Ｌ、Ｂ／Ｌとする。
【００３７】
さらに、本実施の形態のエピタキシャル成長装置は、非反り時の半導体ウェハ１の前記特定部位の形状、すなわち非反り時の半導体ウェハ１の前記中心部付近に反射して映し出された図３（ａ）に示すランプ３と反射板１０との形状が、予め、制御部７に登録されているものであり、この場合、前記円形（非反り時）の反射板反射像８ｂの直径であるＬの実際の値を登録しておく。
【００３８】
また、前記エピタキシャル成長装置は、反応容器２の外部上方に設置されたＣＣＤカメラ９によって反応容器２内に配置された半導体ウェハ１の画像８を捕らえる構造であるため、反応容器２は、各々石英などの透明材料によって形成された上部ドーム２ａと下部ドーム２ｂとからなり、上部ドーム２ａと下部ドーム２ｂとが分割可能な構造となっている。
【００３９】
つまり、反応容器２に対して半導体ウェハ１を搬入出させる際には、上部ドーム２ａと下部ドーム２ｂとを分割し、これにより、半導体ウェハ１の搬入出を行う。
【００４０】
また、図１に示すように、熱処理時つまり成膜処理時には、反応ガスが半導体ウェハ１の側面の一方側から供給され、かつ他方側に排気されるが、サセプタ４が回転可能に取り付けられ、成膜処理時には、これを回転させることにより、膜厚の均一性を実現させている。
【００４１】
なお、サセプタ４は、カーボンなどによって形成され、ウェハ載置面４ａを含むその表面にはＳｉＣがコーティングされている。
【００４２】
さらに、搬送用ブレード５は、例えば、石英によって形成されている。
【００４３】
次に、図１〜図３を用いて、本実施の形態の半導体ウェハの移載方法について説明する。
【００４４】
なお、前記半導体ウェハ１の移載方法は、半導体ウェハ１に熱処理を行う半導体製造装置で用いるものであり、本実施の形態では、前記半導体製造装置が図１に示すエピタキシャル成長装置であり、このエピタキシャル成長装置を用いて半導体ウェハ１にエピ膜（単結晶の薄膜）を成長させる際の半導体ウェハ１の移載方法について説明する。
【００４５】
すなわち、本実施の形態で説明する前記熱処理は、ミラーウェハである半導体ウェハ１にエピ膜を形成する成膜処理である。
【００４６】
まず、本実施の形態においては、非反り時（反っていない時）の半導体ウェハ１の中心部付近に反射して映し出されたランプ３と反射板１０との形状の信号を、予め、制御部７に登録しておく。
【００４７】
ここでは、図３（ａ）に示す半導体ウェハ１の円形（非反り時）の状態における反射板反射像８ｂの直径であるＬの実際の値を制御部７に登録しておく。
【００４８】
その後、エピタキシャル成長装置の反応容器２内をランプ３によって所定温度（例えば、７００℃程度）に加熱し、さらに、反応容器２の上部ドーム２ａと下部ドーム２ｂとを分割し、反応容器２を開いた状態とする。
【００４９】
続いて、ウェハ搬送部材である搬送用ブレード５によって半導体ウェハ１を保持し、反応容器２内に半導体ウェハ１を搬入する。
【００５０】
さらに、図２（ａ）に示すように、搬送用ブレード５によって半導体ウェハ１を案内してサセプタ４のウェハ載置面４ａ上まで半導体ウェハ１を搬送し、このウェハ載置面４ａ上に半導体ウェハ１を配置させる。
【００５１】
その後、図２（ｂ）に示すように、ウェハ移載部材であるリフトピン６を上昇させ、リフトピン６が搬送用ブレード５から半導体ウェハ１を受け取るとともに、搬送用ブレード５を進入方向に移動させる。これにより、リフトピン６によって半導体ウェハ１を中継支持する。
【００５２】
なお、リフトピン６上に中継支持された半導体ウェハ１の形状（画像８）をモニタ手段であるＣＣＤカメラ９によって常にモニタしておく。
【００５３】
ここで、半導体ウェハ１は反応容器２内に挿入されたことにより、急激に加熱され、これにより、図２（ｃ）に示すように、リフトピン６上で反りが発生する。
【００５４】
この際、半導体ウェハ１は、その結晶方位の影響によって、図３（ｃ）に示すように、鞍形に反る。
【００５５】
続いて、この反りが発生した半導体ウェハ１の画像８をＣＣＤカメラ９によって制御部７に信号に変換して取り込むとともに、制御部７において、この反った半導体ウェハ１の特定部位の形状（信号）と、予め制御部７に登録された非反り時の前記特定部位の形状（信号）とを比較する。
【００５６】
ここで、本実施の形態における前記特定部位は、半導体ウェハ１のほぼ中心部付近であり、ＣＣＤカメラ９によって半導体ウェハ１の表面に映った複数個のランプ３の反射像であるランプ反射像８ａと、このランプ反射像８ａの中央に映った反射板１０の反射像である反射板反射像８ｂとを撮影する。
【００５７】
なお、半導体ウェハ１が反った状態では、半導体ウェハ１を上方から眺めた場合、図３（ｂ）に示すように、その形状が楕円に見えるため、制御部７においては、楕円の反射板反射像８ｂの長軸の長さをＡ、かつ短軸の長さをＢと認識し、半導体ウェハ１におけるＡとＢとの値をモニタし続ける。
【００５８】
さらに、制御部７において、予め登録されたＬの値と前記Ａと前記Ｂとにより、定義した反り量であるＡ／ＬとＢ／Ｌとを算出し続ける。
【００５９】
なお、半導体ウェハ１の反りが回復するまで、リフトピン６上で半導体ウェハ１を待機させる。
【００６０】
その後、リフトピン６上で半導体ウェハ１の反りが回復して元の形状（非反り時の形状）に戻ると、制御部７では、図２（ｃ），（ｄ）に示すように、Ａ＝Ｂ、つまりＡ／Ｌ＝Ｂ／Ｌと判定し、これにより、両者の形状（非反り時の半導体ウェハ１の形状と反り後の半導体ウェハ１の形状）が同一となった（一致した）ことを検知して、半導体ウェハ１が元の形状（非反り時の形状）に回復したことを認識する。
【００６１】
ここで、半導体ウェハ１では、高温の雰囲気中に挿入されて急激に高温に加熱されたことにより、反りが形成された。これは、半導体ウェハ１の面内における温度分布が一時的にばらつくためである。
【００６２】
したがって、時間の経過とともに、面内における温度分布が均一になると、形成された反りは回復する。
【００６３】
その後、リフトピン６上で半導体ウェハ１を待機させてＡ／Ｌ＝Ｂ／Ｌとなって反りがなくなったことを制御部７が認識したら、図２（ｃ）に示すように、サセプタ４を上昇させ、これにより、リフトピン６からサセプタ４に半導体ウェハ１を移載する（図２（ｅ）参照）。
【００６４】
すなわち、サセプタ４のウェハ載置面４ａに半導体ウェハ１を載置する。
【００６５】
その後、反応容器２内に供給した所定の反応ガスと反応させて半導体ウェハ１にエピ膜を所定厚さ成長させて形成する。
【００６６】
ここで、図４〜図６に示す半導体ウェハ１の移載方法の比較例について説明する。
【００６７】
図４に示す比較例１は、リフトピン６上に半導体ウェハ１を待機させる時間を１秒とした場合の半導体ウェハ１の反り状態を示したものであり、さらに、図５は、この場合のリフトピン６上に半導体ウェハ１が移載されてからの経過時間と反り量（Ａ／Ｌ、Ｂ／Ｌ）との関係をグラフ化したものである。
【００６８】
まず、図４（ａ）に示すように、搬送用ブレード５によって半導体ウェハ１を案内して、サセプタ４のウェハ載置面４ａ上に半導体ウェハ１を配置させる。
【００６９】
その後、リフトピン６を上昇させ、リフトピン６が搬送用ブレード５から半導体ウェハ１を受け取るとともに、搬送用ブレード５を進入方向に移動させる。これにより、図４（ｂ）に示すように、リフトピン６によって半導体ウェハ１を中継支持する。
【００７０】
続いて、リフトピン６上で半導体ウェハ１を１秒待機させた後、図４（ｃ）に示すように、サセプタ４を上昇させ、これにより、リフトピン６からサセプタ４のウェハ載置面４ａに半導体ウェハ１を移載する。
【００７１】
その後、図４（ｄ）に示すように、サセプタ４のウェハ載置面４ａ上において半導体ウェハ１に反りが発生する。
【００７２】
続いて、図４（ｅ）に示すように、サセプタ４上で半導体ウェハ１の反りが回復する。
【００７３】
なお、比較例１における半導体ウェハ１の反り発生・回復の状態を図４および図５を用いて説明すると、半導体ウェハ１の反りは、半導体ウェハ１をリフトピン６によって中継支持してから約２秒後に始まり、３秒弱でサセプタ４に移載された後、さらに反り続け、約１１秒経過した時点で回復している。
【００７４】
すなわち、この場合は、サセプタ４に移載後に半導体ウェハ１で反りが発生している（実際には移載直前から反り始めている）ため、この比較例１における半導体ウェハ１の移載方法は好ましくない。
【００７５】
また、図６に示す比較例２の移載方法は、リフトピン６上に半導体ウェハ１を待機させる時間を１秒以上２５秒以下（例えば、本実施の形態では２５秒）とした場合の半導体ウェハ１の反り状態を示したものである。
【００７６】
まず、図６（ａ）に示すように、搬送用ブレード５によって半導体ウェハ１を案内して、サセプタ４のウェハ載置面４ａ上に半導体ウェハ１を配置させる。
【００７７】
その後、リフトピン６を上昇させ、リフトピン６が搬送用ブレード５から半導体ウェハ１を受け取るとともに、搬送用ブレード５を進入方向に移動させる。これにより、図６（ｂ）に示すように、リフトピン６によって半導体ウェハ１を中継支持する。
【００７８】
続いて、リフトピン６上で半導体ウェハ１を２５秒間待機させる。
【００７９】
この際、半導体ウェハ１の反りは、半導体ウェハ１をリフトピン６によって中継支持してから、約４秒後（図７参照）に始まる。
【００８０】
つまり、図６（ｃ）に示すように、リフトピン６上で半導体ウェハ１は反り始める。
【００８１】
さらに、２５秒経過後、サセプタ４を上昇させ、これにより、リフトピン６からサセプタ４のウェハ載置面４ａに半導体ウェハ１を移載する。
【００８２】
この時点でも、図６（ｄ）に示すように、サセプタ４のウェハ載置面４ａ上において半導体ウェハ１の反りは、まだ、完全には回復していない。
【００８３】
その後、３秒程度経過すると（図７に示すようにリフトピン６上に移載されてから２８秒経過後）、図６（ｅ）に示すように、サセプタ４上で半導体ウェハ１の反りが回復する。
【００８４】
これにより、図６に示す比較例２においても、サセプタ４に半導体ウェハ１を移載した後に、半導体ウェハ１が反り回復動作を行っているため、この移載方法についても好ましくない。
【００８５】
本実施の形態の半導体製造装置（エピタキシャル成長装置）および半導体ウェハの移載方法によれば、以下のような作用効果が得られる。
【００８６】
すなわち、半導体ウェハ１を搬送用ブレード５からサセプタ４に移載する際に、加熱されて反った半導体ウェハ１の反りがリフトピン６上で回復した後、サセプタ４への移載を行うように制御するため、半導体ウェハ１がサセプタ４に移載された際には、反りが無くなった状態となっている。
【００８７】
つまり、リフトピン６上で半導体ウェハ１を中継支持している間に、半導体ウェハ１の面内温度が均一になり、これにより、一度反った半導体ウェハ１がリフトピン６上で回復する。
【００８８】
その後、サセプタ４に半導体ウェハ１を移載することにより、半導体ウェハ１がサセプタ４上で反り回復動作を行うことを防止できる。
【００８９】
これにより、半導体ウェハ１の局部すなわち裏面エッジ部１ａ（図２参照）とサセプタ４のウェハ載置面４ａとの接触が低減され、異物の発生や巻き上げを防止できるとともに、半導体ウェハ１の裏面エッジ部１ａが損傷することを防止できる。
【００９０】
その結果、半導体ウェハ１の品質を向上させることができる。
【００９１】
なお、ＣＣＤカメラ９によって取り込まれた反り時の半導体ウェハ１の画像８に基づいて、制御部７において反り時の半導体ウェハ１の中心部付近（特定部位）の形状（本実施の形態では、半導体ウェハ１の前記中心部付近に反射して映し出されたランプ３と反射板１０との形状による信号）と、非反り時の前記中心部付近の形状による信号とを比較し、両者の形状が同一となった（一致した）後、リフトピン６からサセプタ４への半導体ウェハ１の移載を行うことにより、制御部７において半導体ウェハ１の反りが全て回復したことを確実に検知してから半導体ウェハ１をサセプタ４に移載することができる。
【００９２】
これにより、半導体ウェハ１がサセプタ４上で反り回復動作を行うことを確実に防止でき、その結果、サセプタ４上で起こる半導体ウェハ１からの異物の発生や巻き上げを確実に防止できる。
【００９３】
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００９４】
例えば、前記実施の形態においては、予め制御部７に登録された半導体ウェハ１の特定部位の形状による信号と、ＣＣＤカメラ９が撮影した反り時の半導体ウェハ１の特定部位の形状による信号との比較によって、半導体ウェハ１の反りが回復したことを制御部７において認識し、これにより、半導体ウェハ１をリフトピン６からサセプタ４に移載させる移載方法について説明したが、前記移載方法は、予め、リフトピン６上で反りが完全に回復する所定時間を設定し、この所定時間経過後、リフトピン６からサセプタ４に半導体ウェハ１を移載するものであってもよい。
【００９５】
すなわち、この移載方法は、リフトピン６によって中継支持された半導体ウェハ１の反りが回復する所定時間を予め導き出し、前記所定時間を予め制御部７に登録することにより、リフトピン６上で半導体ウェハ１を前記所定時間待機させた後、リフトピン６からサセプタ４に半導体ウェハ１を移載するものである。
【００９６】
ここで、図７に示す他の実施の形態は、リフトピン６上で３０秒間（実際の動作としては３２秒程度）半導体ウェハ１を待機させた後、サセプタ４に半導体ウェハ１を移載させた際の経過時間と、反り量（ａ／Ｌ、ｂ／Ｌ）との関係を求めたものである。
【００９７】
図７によれば、リフトピン６上で２８秒程度経過した時点で、半導体ウェハ１の反りが回復しているため、制御部７に予め登録する所定時間（リフトピン６上に半導体ウェハ１を待機させる時間）を少なくとも３０秒程度、好ましくは、３３〜３５秒程度に設定すればよいことがわかる。
【００９８】
これにより、エピタキシャル成長装置において、ＣＣＤカメラ９などが不必要となり、装置構成を簡略化できるとともに、制御部７における移載方法の制御についてもその手順を簡略化できる。
【００９９】
さらに、ＣＣＤカメラ９などのモニタ手段が不要になるため、反応容器２を不透明な材料によって形成することも可能になり、エピタキシャル成長装置の製造コストを低減できる。
【０１００】
また、前記実施の形態においては、半導体ウェハ１の特定部位としてその中心部付近の形状（半導体ウェハ１の前記中心部付近に反射して映し出されたランプ３と反射板１０との形状）をモニタする方法について説明したが、半導体ウェハ１におけるモニタ箇所は、他の特定部位であってもよい。
【０１０１】
例えば、半導体ウェハ１の外周形状や半導体ウェハ１の主面に形成されたパターニング形状などを画像信号として取り込み、非反り時の形状の信号と比較することが可能な特定部位であれば他のものであってもよい。
【０１０２】
また、これに伴い、ＣＣＤカメラ９の設置箇所についても、反応容器２の上方に限らず、半導体ウェハ１の形状変化をモニタ可能な箇所であれば、特に、限定されるものではない。
【０１０３】
さらに、半導体ウェハ１をモニタする他の方法としては、ＣＣＤカメラ９の代わりに赤外線カメラを用いてもよい。
【０１０４】
すなわち、反応容器２内に配置された半導体ウェハ１の面内温度が監視できる箇所に前記赤外線カメラを設置し、これにより、半導体ウェハ１の面内における温度分布を計測する。
【０１０５】
これにより、この温度分布が許容値内に到達した際に、リフトピン６からのサセプタ４への半導体ウェハ１の移載を開始する。
【０１０６】
つまり、半導体ウェハ１の反りによる形状変化を視覚的に捕らえるのではなく、半導体ウェハ１の面内の温度分布をモニタし、温度分布が均一になった時点で反りが無くなったことと判断するものである。
【０１０７】
これによっても、前記実施の形態とほぼ同様の作用効果が得られる。
【０１０８】
また、前記実施の形態においては、サセプタ４上に半導体ウェハ１を移載する際に、ウェハ移載部材であるリフトピン６上で半導体ウェハ１を待機させる場合について説明したが、ウェハ搬送部材が半導体ウェハ１をハンドリング可能な把持ロボット（図示せず）などの場合には、ウェハ移載部材であるリフトピン６上で特に半導体ウェハ１を待機させる必要はなく、例えば、サセプタ４のウェハ載置面４ａ上において、前記把持ロボットによって半導体ウェハ１の反りが回復するまで半導体ウェハ１を把持して待機させればよい。
【０１０９】
これによって、リフトピン６が不要になり、半導体製造装置（エピタキシャル成長装置）の構造をさらに簡略化できる。
【０１１０】
また、前記実施の形態においては、非反り時の半導体ウェハ１におけるＬの値（非反り時の半導体ウェハ１の直径）が予め制御部７に登録されている場合を説明したが、前記Ｌの値は、予め登録されていなくてもよく、ＣＣＤカメラ９によってモニタしている段階で非反り時の半導体ウェハ１の形状から前記Ｌの値を算出してもよい。
【０１１１】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【０１１２】
（１）．半導体ウェハをウェハ搬送部材からウェハ支持台に移載する際に、加熱されて反った半導体ウェハの反りがウェハ移載部材上で回復した後、ウェハ支持台への移載を行うように制御するため、一度反った半導体ウェハがウェハ移載部材上で回復し、その後、ウェハ支持台に半導体ウェハを移載することにより、半導体ウェハの裏面エッジ部とサセプタとの接触が低減され、異物の発生や巻き上げを防止できるとともに、半導体ウェハの裏面エッジ部の損傷を防止できる。
【０１１３】
（２）．前記（１）により、半導体ウェハの品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による半導体製造装置（エピタキシャル成長装置）の構造の実施の形態の一例を一部断面にして示す構成概念図である。
【図２】（ａ),（ｂ),（ｃ),（ｄ),（ｅ）は本発明による半導体ウェハの移載方法の実施の形態の一例を一部断面にして示す移載手順図である。
【図３】（ａ),（ｂ),（ｃ) は図１に示すエピタキシャル成長装置における半導体ウェハのモニタ状態を表すモニタ結果図であり、（ａ）は非反り時のモニタ図、（ｂ）は反り時のモニタ図、（ｃ）は歪み原理図である。
【図４】（ａ),（ｂ),（ｃ),（ｄ),（ｅ）は本発明の半導体ウェハの移載方法に対する比較例１を一部断面にして示す移載手順図である。
【図５】図４に示す比較例１によって半導体ウェハを移載した際の半導体ウェハの反り状態を示すテスト結果図である。
【図６】（ａ),（ｂ),（ｃ),（ｄ),（ｅ）は本発明の半導体ウェハの移載方法に対する比較例２を一部断面にして示す移載手順図である。
【図７】本発明の他の実施の形態である半導体ウェハの移載方法によって半導体ウェハを移載した際の半導体ウェハの反り状態を示すテスト結果図である。
【符号の説明】
１ 半導体ウェハ
１ａ 裏面エッジ部
２ 反応容器
２ａ 上部ドーム
２ｂ 下部ドーム
３ ランプ（加熱手段）
４ サセプタ（ウェハ支持台）
４ａ ウェハ載置面
５ 搬送用ブレード（ウェハ搬送部材）
６ リフトピン（ウェハ移載部材）
７ 制御部
８ 画像
８ａ ランプ反射像
８ｂ 反射板反射像
９ ＣＣＤカメラ（モニタ手段）
１０ 反射板

Claims (3)

1. 半導体ウェハを熱処理する半導体製造装置であって、
   前記半導体ウェハの熱処理が行われる反応容器と、
   熱処理時に前記半導体ウェハを加熱する加熱手段と、
   前記反応容器内に設置され、かつ熱処理時に前記半導体ウェハを支持するウェハ支持台と、
   前記半導体ウェハの前記反応容器への搬入出を案内するウェハ搬送部材と、
   前記半導体ウェハを前記ウェハ搬送部材から前記ウェハ支持台に移載する際に、前記半導体ウェハを中継支持するウェハ移載部材と、
   前記ウェハ移載部材を介して前記半導体ウェハを前記ウェハ搬送部材から前記ウェハ支持台に移載する際に、加熱されて反った前記半導体ウェハの反りが回復した後、前記移載を行うように制御する制御部とを有し、
   前記ウェハ移載部材によって中継支持された前記半導体ウェハの画像を取り込みかつ前記制御部に接続されたモニタ手段が設置され、前記モニタ手段によって取り込まれた反り時の前記半導体ウェハの画像に基づいて、前記制御部において反り時の前記半導体ウェハの特定部位の形状と非反り時の前記特定部位の形状とを比較し、両者の形状が同一となった後、前記ウェハ移載部材から前記ウェハ支持台への前記半導体ウェハの移載を行うことを特徴とする半導体製造装置。
2. 請求項１記載の半導体製造装置であって、前記特定部位は前記半導体ウェハの中心部であり、前記半導体ウェハの前記中心部に反射して映し出された前記加熱手段と前記加熱手段の反射板との形状のモニタを行うことを特徴とする半導体製造装置。
3. 半導体ウェハに熱処理を行う半導体製造装置で用いる前記半導体ウェハの移載方法であって、
   ウェハ搬送部材によって前記半導体ウェハを案内して前記半導体製造装置の反応容器内に前記半導体ウェハを搬入する工程と、
   ウェハ移載部材によって前記ウェハ搬送部材から前記半導体ウェハを受け取り、前記ウェハ移載部材によって前記半導体ウェハを中継支持する工程と、
   前記反応容器内に設置されたウェハ支持台に前記半導体ウェハを移載して熱処理する際に、前記反応容器内に搬入されたことにより加熱されて反った前記半導体ウェハの反りが前記ウェハ移載部材上において回復した後、前記半導体ウェハを前記ウェハ移載部材から前記ウェハ支持台に移載する工程とを有し、
   前記ウェハ移載部材によって中継支持された前記半導体ウェハの画像をモニタ手段によって制御部に取り込み、前記制御部において、反り時の前記半導体ウェハの特定部位の形状と非反り時の前記特定部位の形状とを比較し、両者の形状が同一となった後、前記ウェハ移載部材から前記ウェハ支持台に前記半導体ウェハを移載することを特徴とする半導体ウェハの移載方法。

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