JP3934204B2

JP3934204B2 - Semiconductor manufacturing equipment

Info

Publication number: JP3934204B2
Application number: JP14340297A
Authority: JP
Inventors: 智柿崎; 光洋尾島
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2017-05-16
Also published as: JPH10321702A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は半導体製造装置に関し、特に基板を基板収納体の基板挿填位置へ搬送処理する移載機の動作を再ティーチングする半導体製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造装置では、カセット（基板収納体）に収納された多数枚のウェーハを、移載機によりボート（基板収納体）に装填し、その後、これを反応炉内に装填して、これらウェーハに成膜やアニール等の所定の処理を施している。なお、処理後の各ウェーハは、炉外排出されたボートから、移載機によってカセットへ戻される。
ところで、このような移載機による搬送処理においては、ウェーハをカセットやボートのウェーハ挿填用溝へ正確に挿填する必要がある。すなわち、移載機のウェーハ載置部であるツィーザによって、ウェーハを、前後方向（Ｘ軸方向）、左右方向（Ｙ軸方向）、上下方向（Ｚ軸方向）で正確に位置決めして挿填する必要がある。このため、実際の搬送処理（実プロセス）に先立ち、移載機の動作をティーチングしている。
【０００３】
このような移載機のティーチングは、従来では例えば移載機を作業者が手動操作してウェーハを搬送し、その移動距離を移載機の駆動モータが発生するパルス数でカウントするという、極めて作業者の感覚に依存した作業によって行われていた。この結果、作業者に高度な熟練が要求されるとともに、また如何に熟練した作業者と言えども、ティーチング作業にかなりの時間を費やさなければならないという問題があった。さらに、各半導体製造装置毎に一定した精度でティーチング作業を行うことは困難であるという問題があった。
【０００４】
そこで、これを解消する従来技術として、例えば本願特許出願人が先に出願した明細書に記載されたものなどが知られている。以下、図１、図２、図７を参照してこの従来例を詳細に説明する。
図１、図２に示すように、この半導体製造装置は、反応室内で所定の処理を施すために多数枚のウェーハ１が挿填されるボート２と、多数段の挿填用溝２ａを有して、処理済あるいは未処理のウェーハ１を複数枚収容するカセット３と、ボート２とカセット３との間でウェーハ１を５枚ずつ搬送する移載機４と、移載機４によるウェーハ１の搬送処理を制御するコントローラ７とを備えている。なお、カセット３は半導体製造装置に備えられたカセット棚６に載置される。また、移載機４には５本のツィーザ５が備えられている。
【０００５】
この半導体製造装置では、移載機４の前面部（ツィーザ５の近傍）に検知手段１０が設けられており、この検知手段１０で検出された位置データはアナログ／デジタル変換器１１を介して外部端末（ＰＣ）１２に入力される。検知手段１０は後述するように検出用基板（ここでは冶具２１）の位置を光学的に検知するセンサであり、この検知情報がポジションデータとして外部端末１２へ出力される。これらコントローラ７と外部末端１２により、この半導体製造装置での制御手段が構成される。
また、この半導体製造装置には外部端末１２とコントローラ７との間の通信を司る通信制御手段１３が備えられている。この通信制御手段１３を介して、外部端末１２からの動作命令がコントローラ７に入力されるとともに、コントローラ７で得られたステータス信号やエンコーダ値が外部端末１２に入力される。このエンコーダ値は移載機４の駆動モータが発生するパルス数であり、これによって移載機４の移動距離（すなわち、ツィーザ５の移動距離）を検出しつつ動作制御を行うことができる。
【０００６】
外部端末１２にはメモリ１４が備えられており、検知手段１０から入力されたポジションデータおよびコントローラ７から入力されたエンコーダ値がメモリ１４に格納される。これらポジションデータおよびエンコーダ値は後述するように移載機４の動作を制御するためのデータであり、実プロセスにおけるウェーハ１の搬送処理においては、外部端末１２およびコントローラ７はメモリ１４に格納されたデータに基づいて移載機４を動作させる。
このポジションデータを得るために実プロセスに先立って行われるティーチング操作では、処理対象のウェーハ１に代えて、図７に示す冶具２１が用いられる。この冶具２１は、ウェーハ１と同一の形状でかつ同一の大きさの円板部２１ａと、円板部２１ａの軸心位置に立設された円柱状のピン２１ｂとを有して構成されている。
【０００７】
上記構成の半導体製造装置では下記のようにしてティーチング操作がなされ、その後に実プロセスの搬送処理がなされる。
まず、図２に示すように、ティーチング操作において、作業者が冶具２１を例えばボート２に挿填し、冶具２１の左右の挿填用溝２ｂ（図８、図９参照）に対するスキ間（クリアランス）、冶具２１の挿填用溝２ｂに対する上下方向でのスキ間（クリアランス）、冶具２１の奥の挿填用溝２ｂに対するスキ間（クリアランス）を所定の間隔となるように調整する。そして、移載機４を動作の基準位置となるホームポジションに固定した状態で、所定のクリアランスをもってボート２に挿填された冶具２１の位置を検知手段１０で検知し、この検知処理において得られるポジションデータをメモリ１４に格納する。
【０００８】
すなわち、図７（ａ）に示すように、検知手段１０からレーザ光ＲをＹ軸方向（左右方向）へ旋回照射して、反射光の有無からピン２１ｂの左右両端を検知し、その二等分位置（すなわち、冶具２１のセンタ）を冶具２１のＹ軸方向の位置として検出する。
また、図７（ｂ）に示すように、検知手段１０からレーザ光ＲをＺ軸方向（上下方向）へ上下動照射して反射光の有無から円板部２１ａのエッジを検知し、その位置を冶具２１のＺ軸方向の位置として検出する。
さらに、図７（ｃ）に示すように、検知手段１０がピン２１ｂからの反射光に基づいてピン２１ｂ（すなわち、冶具２１のセンタ）のＸ軸方向（前後方向）の位置（すなわち、冶具２１のセンタと移載機４との距離）を検出する。
【０００９】
上記の検知処理において、検知手段１０としては光学式変位センサを用いており、この光学式変位センサは発光素子と光位置検出素子（ＰＳＤ）とを組み合わせて構成している。特に上記のＸ軸方向の距離は三角測量法を応用した方法で検出している。
このセンサによる検知処理をさらに詳しく説明する。発光ダイオードや半導体レーザ等からなる発光素子の光を投光レンズで集光して冶具２１に照射する。冶具２１から拡散反射された光の一部を受光レンズを通して光位置検出素子上に集光させる。この集光された光の有無によりＹ軸方向位置およびＺ軸方向位置を検知する。とともに、集光された光のスポット位置に基づいてＸ軸方向の距離を検知する。
すなわち、光位置検出素子が、センサ１０と冶具２１との距離に応じて、または、形成されたスポットの位置に応じた電圧を出力し、この出力電圧値に基づいてＸ軸方向の距離が検知される。
【００１０】
このように、センサ１０全体としては、Ｙ軸方向位置、Ｚ軸方向位置、および、Ｘ軸方向の距離を検知する３つの機能を備えている。
なお、上記の検知処理は移載機４およびツィーザ５をホームポジションに設置した状態で行われる。また、センサ１０とツィーザ５の先端とは予め位置関係が検知、測定され、センサ１０で得たポジションデータによって動作制御しても、ツィーザ５の位置を実プロセスにおいて正確に制御することができる。
【００１１】
このようにして、所定のクリアランスをもった適切な状態で冶具２１（すなわち、ウェーハ１）をボート２に挿填できるポジションデータが、メモリ１４に格納される。
この後、実プロセスでは、メモリ１４に記憶させたポジションデータをコントローラ７に出力し、このポジションデータに基づいて移載機４を動作させる。その結果、ウェーハ１は、前後方向、左右方向、上下方向でそれぞれ適切なクリアランスをもった状態でボート２の挿填用溝２ｂに挿填される。なお、この例では移載機４の５本のツィーザ５によってウェーハ１が５枚ずつ搬送処理されて、ボート２に所定のクリアランスをもって挿填される。
【００１２】
ところで、このウェーハ１が収納される例えばボート２は、ボート洗浄、ボート破損などのために交換されることがある。この旧いボート２と新しいボート２Ｂとの交換時には、メモリ１４に格納された移載機４の旧いポジションデータを、交換後の新しいボート２Ｂに適合した新しいポジションデータに変更する必要がある。この新しいボート２Ｂは、セット時にＸ、Ｙ、Ｚの各軸方向へ若干位置ずれしているのが通常である。
【００１３】
一方、ウェーハ１は、ボート２、２Ｂの挿填用溝２ａに所定のクリアランスをもって高精度に挿填しなければ、ウェーハ１を傷つけてしまう。このため、新旧ボート２、２Ｂの交換後は、再度、工程数の多いティーチング作業を行わなければならない。以下、図８、図９を参照して、上記従来の半導体製造装置を用いた再ティーチング操作を具体的に説明する。
【００１４】
図８、図９に示すように、まず作業者が２枚の冶具２１を新しいボート２Ｂの上下部に挿填し、各部分において、冶具２１の挿填用溝２ａ内におけるスキ間調整を行う。そして、移載機４を動作の基準位置となるホームポジションに固定した状態で、新しいボート２Ｂに挿填された冶具２１の位置を検知手段１０で検知し、この検知処理において得られるポジションデータをメモリ１４に格納する。
【００１５】
具体的には、図８に示すように、ホームポジションの移載機４を、ボート２Ｂの載置面より下方へ配置し、センサ１０からレーザ光Ｒを照射しながら移載機４を上昇させる。この際、反射光の有無により冶具２１の円板部２１ａのエッジを検知し、この高さ位置Ｈ1を冶具２１のＺ軸方向の位置として検出する。その後、これを先のティーチング時におけるＺ軸方向の位置と対比して、冶具２１のＺ軸方向における位置ずれ量を検出する。
次いで、図９に示すように、冶具２１が挿填された高さ位置において、センサ１０よりレーザ光ＲをＹ軸方向（左右方向）へ旋回照射し、反射光の有無からピン２１ｂの左右両端を検知し、その二等分位置（すなわち、冶具２１のセンタ）を冶具２１のＹ軸方向の位置として検出する。この位置を先のティーチング時におけるＹ軸方向の位置と対比して、その位相角度Δθ1分の位置ずれ長さΔｌ1を測定し、これを冶具２１のＹ軸方向における位置ずれ量として検出する。
【００１６】
次に、センサ１０がピン２１ｂからの反射光に基づいてピン２１ｂ（すなわち、冶具２１のセンタ）のＸ軸方向（前後方向）の位置Ｘ1（すなわち、冶具２１のセンタと移載機４との距離）を検出する。この位置Ｘ1をティーチング時におけるピン２１ｂのＸ軸方向の位置と対比して、新しいボート２Ｂに挿填された冶具２１のＸ軸方向における位置ずれ量を検出する。そして、これらと同じような操作を、新しいボート２Ｂの上側の冶具２１についても行う。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来方法によれば、交換後の新しいボート２Ｂの上下部に、手作業により２枚の冶具２１を挿填しなければならず、その作業が煩わしいとともに、作業者の手作業によることから、前述した従前技術である移載機の完全な手動操作によるティーチングほどの困難性はないものの、熟練者でなければこの冶具２１を正確に挿填するのは難しかった。
そこで、例えば新しいボート２Ｂのセット位置ずれを、このボート２Ｂの特定箇所を検知目標として、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の位置を検知処理することにより、予めメモリ１４に格納されていた旧いボート２における移載機４のポジションデータを補正することも考えられる。
ところが、一般的にボートの素材には石英が採用されている。この石英は、センサ１０からのレーザ光Ｒを透過または乱反射するので、レーザ光の送受により位置検知するタイプのセンサ１０では、ボート２Ａの正確な位置や距離を測定することができないという別の問題が現出してきた。
【００１８】
この発明は上記従来の事情に鑑みなされたもので、作業者の高度な熟練を必要とせず、常に一定の精度をもって迅速かつ自動的に再ティーチング作業を行うことができる半導体製造装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の半導体製造装置は、移載機によって処理対象の基板を基板収納体の基板挿填位置へ搬送処理する半導体製造装置において、上記基板収納体の複数の部位に配設される複数個の反射物と、上記移載機に備えられて、新旧交換後の新しい基板収納体に配設された上記各反射物の位置を検知する検知手段と、旧い基板収納体の基板挿填位置に所定のクリアランスをもって挿填された基板に対する上記移載機のポジションデータが予め格納され、しかも上記新旧基板収納体の交換後、上記検知手段により検知処理された新しい基板収納体の各反射物の位置データが格納される記憶手段と、この記憶手段に格納された新しい基板収納体の各反射物の位置データに基づいて、上記旧い基板収納体の基板挿填位置に対する移載機のポジションデータを補正した後、実プロセスで処理対象の基板を上記移載機によって搬送処理させる制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００２０】
ここでいう基板収納体とは、基板が収納されるボートやカセットなどをいう。
また、検知手段としては、例えばレーザ光、赤外線などを送受する光学的なセンサ、超音波を対象物に発射してその反射波が戻ってくるまでの時間から距離を検出する超音波センサ、その他、Ｘ線を送受するＸ線センサなどが挙げられる。
ここでいう反射物とは、これらの光、超音波、Ｘ線の反射面を有する部材であればよい。例えばＳｉＣ、アルミナなどが挙げられる。鏡面仕上げされた反射面において、光や音波などを吸収したり、乱反射させたりしなければよい。また、その形態としては、例えば板状、ブロック状、箱状、筒状などでもよく特別に別途設ける部品でなくとも、基板収納体の部位を反射面に形成することにより構成してもよい。
【００２１】
この発明の半導体製造装置によれば、基板収納体は新旧交換される。このとき、基板は基板収納体の基板挿填位置に所定のクリアランスをもって挿填されている。さらに、旧い基板収納体の移載機のポジションデータは予め記憶手段に格納されている。交換後、この新しい基板収納体に設けられた各反射物のＸ，Ｙ，Ｚの各軸方向における位置が検知手段により検知される。この新しい基板収納体の各反射物の位置データは記憶手段に格納される。そして、この格納された各反射物の位置データに基づいて、上記旧い基板収納体でのポジションデータが補正される。この補正されたポジションデータに基づいて、制御手段は、移載機をして実プロセスを実行させる。
このため、作業者の高度な熟練を必要とせず、常に一定の精度をもって迅速かつ自動的に再ティーチング作業を行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
まず、この発明の一実施例に係る半導体製造装置を図面を参照して説明する。なお、前述した従来例と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
図３、図４に示すように、一実施例に係る半導体製造装置は、従来手段の利点であった運転開始時における移載機４の動作の自動ティーチングを冶具２１を用いて実施することができる。しかも、何らかの理由で、使用中の旧いボート２から新規なボート２Ａへ変更した場合に、ボート２Ａのセット位置のずれを原因とした移載機４によるウェーハ１の移載ずれ対策として、移載機４の動作の自動再ティーチングをも行える装置である。
【００２３】
使用される新しいボート２Ａの構造は、所定間隔だけ離間された４本のボート柱２ａの両端に、平面視してウェーハ１と同形の略円板状の上下端板２ｂ、２ｃが平行に固着されている。これら上下端板２ｂ、２ｂの移載機４との対向端部は、三日月状にカットされている（図３参照）。これらカット部付近の各中央部には、円柱状の反射物３０の掛止凹部２ｄがそれぞれ設けられている。これら掛止凹部２ｄに、上下端板２ｂ、２ｃの放射線上に軸線を向けて、ＳｉＣ（炭化珪素）製の反射物３０が堅固に掛止されている。
また、メモリ１４には、予め上下側の反射物３０の位置データに基づいて、旧いボート２における移載機４のポジションデータを補正するための各種データが格納されている。
【００２４】
次に、新旧交換後におけるこの新しいボート２Ａの再ティーチング操作を説明する。
すなわち、図４に示すように、まずホームポジションにある移載機４を、ボート２Ａの載置面より下方に配置し、図４の矢印に示すように、センサ１０よりレーザ光Ｒを照射しながら移載機４を上昇させる。この際、下側の反射物３０の反射面からの反射光の有無により、この反射物３０の上下両端の位置を検知し、その二等分位置から下側の反射物３０の中心位置の高さＨ2を求め、これをメモリ１４へ格納する。
【００２５】
そして、図３に示すように、下側の反射物３０の中心高さ位置において、センサ１０よりレーザ光ＲをＹ軸方向（左右方向）へ旋回照射し、反射光の有無から反射物３０の左右両端を検知し、その二等分位置（すなわち、反射物３０のセンタ）を反射物３０のＹ軸方向の位置として検出する。図６に示すように、この位置をホームポジションにおけるＹ軸方向の位置と対比して、その位相角度Δθ2 分の位置ずれ長さΔｌ2を測定し、これをメモリ１４へ格納する。
次いで、センサ１０がこの下側の反射物３０のセンタからの反射光に基づいて反射物３０のＸ軸方向（前後方向）の位置Ｘ2（すなわち、反射物３０のセンタと移載機４との距離）を検出し、これをメモリ１４へ格納する。そして、これらと同様の操作を、新しいボート２Ａの上端板に掛止凹部２ｄを介して掛止された他方の反射物３０についても行う。そして、センサ１０により検出された上側の反射物３０のＸ，Ｙ，Ｚの各軸方向の各位置データをメモリ１４へ格納する。
【００２６】
こうして得られた上下側の反射物３０の位置データに基づき、新しいボート２ＡのＸ，Ｙ，Ｚの各軸方向のセット位置を求める。なお、上下側の反射物３０間の距離によって、新しいボート２Ａの軸方向の長さが求められ、これをボート２Ａのセット位置とともに、メモリ１４へ格納する。
その後、メモリ１４に格納された新しいボート２Ａのセット位置のデータに基づき、予めメモリ１４に格納された各種補正用のデータを使って、旧いボート２におけるウェーハ１に対する移載機４のポジションデータを補正する。なお、ウェーハ１の最大挿填枚数は、メモリ１４に別格納された上下側の反射物３０間の距離から求まる新しいボート２Ａの大きさにより求められる。
それから、この補正されたポジションデータに基づいて、外部末端１２からの動作命令によりコントローラ７を介して移載機４を作動させ、ウェーハ１の実プロセスを行うので、作業者の高度な熟練を必要とせず、常に一定の精度をもって迅速かつ自動的に再ティーチング作業を行うことができる。
【００２７】
なお、上記の実施例は新しいボート２Ａ側でのウェーハ搬送処理の再ティーチングを例にとって説明したが、この発明は交換後の新しいカセット３へのウェーハ搬送処理についての再ティーチングにも勿論適用できる。
また、上記の実施例は５枚のウェーハ１を同時に搬送する移載機４を例にとって説明したが、移載機によるウェーハの搬送枚数には特に限定はない。
さらに、この発明では検知手段１０として種々な光学的センサを用いることができ、例えば、冶具やウェーハを画像として検知してその位置を検出するセンサを用いることもできる。
【００２８】
そして、この発明の思想は、新旧交換後の新しいボート２Ａのセット位置のずれを原因とした移載機４の動作の再ティーチングだけに止まらず、例えば旧いボート２をティーチングする際にも応用できる。すなわち、セット後のボート２の上下端板に配設された各反射物３０のＸ，Ｙ，Ｚの各軸方向の位置データをセンサ１０により検出し、検出処理された各反射物３０の位置データに基づいて、ボート２の大きさとセット位置を求め、さらに所定ピッチで配設された各段の基板挿填溝２ｂの高さ位置を算出する。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によると、新旧交換後の新しい基板収納体の各反射物におけるＸ，Ｙ，Ｚの各軸方向の位置を検知し、これらの検出された位置データに基づいて、記憶手段に格納された旧い基板収納体用の移載機のポジションデータを補正し、これに基づいて実プロセスを行うようにしたので、作業者の高度な熟練を必要とせず、常に一定の精度をもって迅速かつ自動的に再ティーチング作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例および従来例に係る半導体製造装置の全体斜視図である。
【図２】この発明の一実施例および従来例に係る半導体製造装置の構成図である。
【図３】検知手段による新しいボートに配設された反射物のＸ，Ｙ軸方向の検知方法を説明する平面図である。
【図４】検知手段による新しいボートに配設された反射物のＺ軸方向の検知方法を説明する平面図である。
【図５】新しいボートの下端板に設けられた反射物の斜視図である。
【図６】検出手段による新しいボートに配設された反射物のＸ，Ｙ軸方向の検知方法を詳細に説明する平面図である。
【図７】従来例に係る検知手段による冶具位置の検知方法を説明する概念図である。
【図８】従来例に係る検知手段による新しいボートに配設された冶具のＺ軸方向の検知方法を説明する側面図である。
【図９】従来例に係る検知手段による新しいボートに配設された冶具のＸ，Ｙ軸方向の検知方法を説明する平面図である。
【符号の説明】
１ウェーハ、
２、２Ａボート（基板収納体）、
３カセット（基板収納体）、
４移載機、
７コントローラ（制御手段）、
１０センサ（検知手段）、
１２外部末端、
１４メモリ（記憶手段）、
３０反射物。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly, to a semiconductor manufacturing apparatus that re-teaches the operation of a transfer machine that transports a substrate to a substrate insertion position of a substrate container.
[0002]
[Prior art]
In a semiconductor manufacturing apparatus, a large number of wafers stored in a cassette (substrate storage body) are loaded into a boat (substrate storage body) by a transfer machine, and then loaded into a reaction furnace. Predetermined processing such as film formation and annealing is performed. Each processed wafer is returned from the boat discharged outside the furnace to the cassette by the transfer machine.
By the way, in such a transfer process by the transfer machine, it is necessary to accurately insert a wafer into a wafer insertion groove of a cassette or a boat. In other words, a wafer is accurately positioned and inserted in the front-rear direction (X-axis direction), the left-right direction (Y-axis direction), and the up-down direction (Z-axis direction) by a tweezer which is a wafer mounting portion of the transfer machine. There is a need. For this reason, prior to the actual transfer process (actual process), the operation of the transfer machine is taught.
[0003]
The teaching of such a transfer machine is, for example, a case where an operator manually operates the transfer machine to carry a wafer and counts the moving distance by the number of pulses generated by the drive motor of the transfer machine. It was done by work depending on the operator's sense. As a result, the worker is required to have a high level of skill, and even a skilled worker has to spend a considerable amount of time on teaching work. Furthermore, there is a problem that it is difficult to perform teaching work with a constant accuracy for each semiconductor manufacturing apparatus.
[0004]
Thus, as conventional techniques for solving this problem, for example, those described in the specification filed earlier by the applicant of the present patent application are known. Hereinafter, this conventional example will be described in detail with reference to FIG. 1, FIG. 2, and FIG.
As shown in FIGS. 1 and 2, this semiconductor manufacturing apparatus has a boat 2 into which a large number of wafers 1 are inserted in order to perform a predetermined process in a reaction chamber, and a multi-stage insertion groove 2a. Then, a cassette 3 for storing a plurality of processed or unprocessed wafers 1, a transfer device 4 for transferring five wafers 1 between the boat 2 and the cassette 3, and a wafer 1 by the transfer device 4. And a controller 7 for controlling the transfer process. The cassette 3 is placed on a cassette shelf 6 provided in the semiconductor manufacturing apparatus. In addition, the transfer machine 4 includes five tweezers 5.
[0005]
In this semiconductor manufacturing apparatus, a detecting means 10 is provided on the front surface of the transfer machine 4 (in the vicinity of the tweezer 5), and position data detected by the detecting means 10 is externally connected via an analog / digital converter 11. Input to a terminal (PC) 12. The detection means 10 is a sensor that optically detects the position of the detection substrate (here, the jig 21) as will be described later, and this detection information is output to the external terminal 12 as position data. The controller 7 and the external terminal 12 constitute a control means in this semiconductor manufacturing apparatus.
In addition, the semiconductor manufacturing apparatus is provided with a communication control means 13 that controls communication between the external terminal 12 and the controller 7. An operation command from the external terminal 12 is input to the controller 7 via the communication control unit 13, and a status signal and an encoder value obtained by the controller 7 are input to the external terminal 12. This encoder value is the number of pulses generated by the drive motor of the transfer machine 4, and the operation control can be performed while detecting the movement distance of the transfer machine 4 (that is, the movement distance of the tweezer 5).
[0006]
The external terminal 12 includes a memory 14, and the position data input from the detection unit 10 and the encoder value input from the controller 7 are stored in the memory 14. These position data and encoder value are data for controlling the operation of the transfer machine 4 as will be described later. In the transfer process of the wafer 1 in the actual process, the external terminal 12 and the controller 7 are stored in the memory 14. The transfer machine 4 is operated based on the data.
In the teaching operation performed prior to the actual process to obtain the position data, a jig 21 shown in FIG. 7 is used instead of the wafer 1 to be processed. The jig 21 has a disk portion 21a having the same shape and the same size as the wafer 1, and a cylindrical pin 21b erected at the axial center position of the disk portion 21a. Yes.
[0007]
In the semiconductor manufacturing apparatus having the above-described configuration, a teaching operation is performed as described below, and then a transfer process of an actual process is performed.
First, as shown in FIG. 2, in teaching operation, an operator inserts the jig 21 into the boat 2, for example, and a clearance (clearance) between the left and right insertion grooves 2 b (see FIGS. 8 and 9) of the jig 21. ), The clearance (clearance) in the vertical direction with respect to the insertion groove 2b of the jig 21 and the clearance (clearance) with respect to the insertion groove 2b in the back of the jig 21 are adjusted to be a predetermined interval. The position of the jig 21 inserted into the boat 2 with a predetermined clearance is detected by the detection means 10 in a state where the transfer machine 4 is fixed at the home position which is the reference position of the operation, and obtained in this detection process. The position data is stored in the memory 14.
[0008]
That is, as shown in FIG. 7A, the laser beam R is swirled and irradiated in the Y-axis direction (left and right direction) from the detecting means 10, and both left and right ends of the pin 21b are detected from the presence or absence of reflected light. The minute position (that is, the center of the jig 21) is detected as the position of the jig 21 in the Y-axis direction.
Further, as shown in FIG. 7B, the edge of the disk portion 21a is detected from the presence or absence of reflected light by irradiating the laser beam R from the detecting means 10 in the Z-axis direction (vertical direction) up and down. Is detected as the position of the jig 21 in the Z-axis direction.
Further, as shown in FIG. 7C, the detection means 10 is based on the reflected light from the pin 21b, and the position (namely, the jig 21) in the X-axis direction (front-rear direction) of the pin 21b (that is, the center of the jig 21). The distance between the center and the transfer machine 4) is detected.
[0009]
In the above detection processing, an optical displacement sensor is used as the detection means 10, and this optical displacement sensor is configured by combining a light emitting element and a light position detection element (PSD). In particular, the distance in the X-axis direction is detected by a method applying a triangulation method.
The detection process by this sensor will be described in more detail. Light from a light-emitting element composed of a light-emitting diode, a semiconductor laser, or the like is condensed by a light projecting lens and irradiated to the jig 21. A part of the light diffusely reflected from the jig 21 is condensed on the light position detecting element through the light receiving lens. The Y-axis direction position and the Z-axis direction position are detected based on the presence or absence of the condensed light. At the same time, the distance in the X-axis direction is detected based on the spot position of the collected light.
That is, the optical position detection element outputs a voltage according to the distance between the sensor 10 and the jig 21 or according to the position of the formed spot, and the distance in the X-axis direction is detected based on this output voltage value. Is done.
[0010]
Thus, the sensor 10 as a whole has three functions for detecting the Y-axis direction position, the Z-axis direction position, and the X-axis direction distance.
The above detection process is performed in a state where the transfer machine 4 and the tweezer 5 are installed at the home position. Further, the positional relationship between the sensor 10 and the tip of the tweezer 5 is detected and measured in advance, and the position of the tweezer 5 can be accurately controlled in the actual process even if the operation is controlled by the position data obtained by the sensor 10.
[0011]
In this way, position data that allows the jig 21 (that is, the wafer 1) to be inserted into the boat 2 in an appropriate state with a predetermined clearance is stored in the memory 14.
Thereafter, in the actual process, the position data stored in the memory 14 is output to the controller 7, and the transfer machine 4 is operated based on the position data. As a result, the wafer 1 is inserted into the insertion groove 2b of the boat 2 with appropriate clearances in the front-rear direction, the left-right direction, and the up-down direction. In this example, five wafers 1 are transferred by the five tweezers 5 of the transfer machine 4 and inserted into the boat 2 with a predetermined clearance.
[0012]
Incidentally, for example, the boat 2 in which the wafer 1 is stored may be replaced due to boat cleaning, boat breakage, or the like. When the old boat 2 and the new boat 2B are exchanged, it is necessary to change the old position data of the transfer machine 4 stored in the memory 14 to new position data suitable for the new boat 2B after the exchange. Usually, the new boat 2B is slightly displaced in the X, Y, and Z axial directions at the time of setting.
[0013]
On the other hand, if the wafer 1 is not inserted into the insertion grooves 2a of the boats 2 and 2B with a predetermined clearance with high accuracy, the wafer 1 is damaged. For this reason, after exchanging the old and new boats 2 and 2B, a teaching operation with a large number of processes must be performed again. Hereinafter, the re-teaching operation using the conventional semiconductor manufacturing apparatus will be described in detail with reference to FIGS.
[0014]
As shown in FIGS. 8 and 9, the operator first inserts two jigs 21 into the upper and lower parts of the new boat 2 </ b> B, and adjusts the gap in the insertion groove 2 a of the jig 21 at each part. . The position of the jig 21 inserted in the new boat 2B is detected by the detection means 10 in a state where the transfer machine 4 is fixed at the home position which is the reference position of the operation, and the position data obtained in this detection process is obtained. Store in the memory 14.
[0015]
Specifically, as shown in FIG. 8, the transfer machine 4 at the home position is disposed below the mounting surface of the boat 2 </ b> B, and the transfer machine 4 is raised while irradiating the laser beam R from the sensor 10. . At this time, the edge of the disk portion 21a of the jig 21 is detected based on the presence or absence of reflected light, and this height position H1 is detected as the position of the jig 21 in the Z-axis direction. Thereafter, this is compared with the position in the Z-axis direction at the time of previous teaching, and the amount of displacement of the jig 21 in the Z-axis direction is detected.
Next, as shown in FIG. 9, at the height position where the jig 21 is inserted, the laser beam R is radiated from the sensor 10 in the Y-axis direction (left and right direction), and the left and right ends of the pin 21b are determined from the presence or absence of reflected light. And the bisection position (that is, the center of the jig 21) is detected as the position of the jig 21 in the Y-axis direction. This position is compared with the position in the Y-axis direction at the time of previous teaching, and the position shift length Δl1 corresponding to the phase angle Δθ1 is measured, and this is detected as the position shift amount of the jig 21 in the Y-axis direction.
[0016]
Next, based on the reflected light from the pin 21b, the sensor 10 determines the position X1 (that is, the center of the jig 21 and the transfer machine 4) in the X-axis direction (front-rear direction) of the pin 21b (that is, the center of the jig 21). Distance). By comparing this position X1 with the position of the pin 21b in the X-axis direction at the time of teaching, the amount of positional deviation in the X-axis direction of the jig 21 inserted into the new boat 2B is detected. Then, similar operations are performed on the upper jig 21 of the new boat 2B.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to this conventional method, it is necessary to manually insert the two jigs 21 into the upper and lower parts of the new boat 2B after replacement, which is troublesome and is performed manually by the operator. Therefore, although it is not as difficult as teaching by the manual operation of the transfer machine, which is a conventional technique, it is difficult to insert the jig 21 correctly unless it is an expert.
Therefore, for example, by detecting the set position shift of the new boat 2B and detecting the position in the X, Y, and Z-axis directions using the specific location of the boat 2B as a detection target, the old boat 2 stored in the memory 14 in advance is processed. It is also conceivable to correct the position data of the transfer machine 4 in FIG.
However, quartz is generally used as a boat material. Since this quartz transmits or diffusely reflects the laser beam R from the sensor 10, another problem is that the position and distance of the boat 2A cannot be measured with the sensor 10 that detects the position by transmitting and receiving the laser beam. Has emerged.
[0018]
The present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and provides a semiconductor manufacturing apparatus that does not require highly skilled workers and can always perform re-teaching work quickly and automatically with a certain accuracy. With the goal.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a semiconductor manufacturing apparatus of the present invention is a semiconductor manufacturing apparatus in which a substrate to be processed is transferred to a substrate insertion position of a substrate container by a transfer machine. A plurality of reflectors to be disposed; a detecting means provided in the transfer machine for detecting the position of each reflector disposed in a new substrate housing after replacement of old and new; and an old substrate housing body A new substrate storage body in which position data of the transfer machine with respect to the substrate inserted with a predetermined clearance at the substrate insertion position is stored in advance, and after the replacement of the old and new substrate storage body, the detection means performs detection processing. Based on the position data of each reflector of the new substrate storage body stored in the storage means, the storage means for storing the position data of each of the reflectors, and the board insertion position of the old substrate storage body After correcting the position data of the mounting machine, and a substrate to be processed in real-process characterized in that a control means for conveying process by the transfer unit.
[0020]
The substrate storage body here refers to a boat, a cassette, or the like in which substrates are stored.
The detection means includes, for example, an optical sensor that transmits and receives laser light, infrared rays, and the like, an ultrasonic sensor that detects a distance from the time it takes to emit an ultrasonic wave to an object and the reflected wave returns, etc. X-ray sensors that transmit and receive X-rays.
The reflector here may be a member having a reflecting surface for these light, ultrasonic waves, and X-rays. Examples thereof include SiC and alumina. The mirror-finished reflecting surface should not absorb light or sound waves or diffusely reflect. In addition, the form may be, for example, a plate shape, a block shape, a box shape, a cylindrical shape, or the like, and may be configured by forming a portion of the substrate storage body on the reflective surface, instead of a separately provided component.
[0021]
According to the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, the old and new substrates are exchanged. At this time, the substrate is inserted into the substrate insertion position of the substrate storage body with a predetermined clearance. Furthermore, the position data of the transfer device for the old substrate storage body is stored in the storage means in advance. After the replacement, the position of each reflector provided in the new substrate storage body in the X, Y, and Z axial directions is detected by the detecting means. The position data of each reflector in the new substrate storage body is stored in the storage means. Based on the stored position data of each reflecting object, the position data in the old substrate container is corrected. Based on the corrected position data, the control means causes the transfer machine to execute the actual process.
For this reason, the re-teaching operation can be performed quickly and automatically with a constant accuracy without requiring a highly skilled worker.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part same as the prior art example mentioned above, and description is abbreviate | omitted.
As shown in FIGS. 3 and 4, the semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment can perform automatic teaching of the operation of the transfer machine 4 at the start of operation, which is an advantage of the conventional means, using the jig 21. it can. In addition, when the old boat 2 in use is changed to a new boat 2A for some reason, the transfer of the wafer 1 by the transfer machine 4 due to a shift in the set position of the boat 2A is taken as a countermeasure. It is a device that can perform automatic re-teaching of the operation of the machine 4.
[0023]
The structure of the new boat 2A to be used is that upper and lower end plates 2b and 2c, which are substantially disc-shaped and have the same shape as the wafer 1 in plan view, are fixed in parallel to both ends of four boat pillars 2a spaced apart by a predetermined distance Has been. The ends of the upper and lower end plates 2b, 2b facing the transfer machine 4 are cut in a crescent shape (see FIG. 3). At each central portion in the vicinity of these cut portions, a latching recess 2d for the cylindrical reflector 30 is provided. A reflector 30 made of SiC (silicon carbide) is firmly hooked on these hooking recesses 2d with the axis line directed on the radiation of the upper and lower end plates 2b, 2c.
The memory 14 stores various data for correcting the position data of the transfer machine 4 in the old boat 2 based on the position data of the upper and lower reflectors 30 in advance.
[0024]
Next, the re-teaching operation of the new boat 2A after the new / old replacement will be described.
That is, as shown in FIG. 4, first, the transfer machine 4 at the home position is arranged below the mounting surface of the boat 2A, and the laser beam R is emitted from the sensor 10 as shown by the arrow in FIG. While the transfer machine 4 is raised. At this time, the positions of the upper and lower ends of the reflecting object 30 are detected based on the presence or absence of the reflected light from the reflecting surface of the lower reflecting object 30, and the height of the center position of the lower reflecting object 30 from the bisection position is detected. H2 is obtained and stored in the memory 14.
[0025]
Then, as shown in FIG. 3, at the center height position of the lower reflector 30, the sensor 10 irradiates the laser beam R in the Y-axis direction (left and right direction), and the presence or absence of the reflected light causes the reflection of the reflector 30. Both left and right ends are detected, and the bisected position (that is, the center of the reflector 30) is detected as the position of the reflector 30 in the Y-axis direction. As shown in FIG. 6, this position is compared with the position in the Y-axis direction at the home position, and a positional deviation length Δl2 corresponding to the phase angle Δθ2 is measured and stored in the memory 14.
Next, the sensor 10 determines the position X2 of the reflector 30 in the X-axis direction (front-rear direction) based on the reflected light from the center of the lower reflector 30 (that is, between the center of the reflector 30 and the transfer machine 4). Distance) is detected and stored in the memory 14. And the same operation as these is performed also about the other reflector 30 latched by the upper end plate of the new boat 2A via the latching recessed part 2d. Then, the position data in the X, Y, and Z axial directions of the upper reflector 30 detected by the sensor 10 are stored in the memory 14.
[0026]
Based on the position data of the upper and lower reflectors 30 thus obtained, the set position of each new boat 2A in the X, Y and Z axial directions is obtained. The axial length of the new boat 2A is determined by the distance between the upper and lower reflectors 30 and is stored in the memory 14 together with the set position of the boat 2A.
Thereafter, based on the data of the set position of the new boat 2A stored in the memory 14, the position data of the transfer device 4 with respect to the wafer 1 in the old boat 2 is obtained using various correction data stored in the memory 14 in advance. to correct. The maximum number of inserted wafers 1 is obtained from the size of the new boat 2A obtained from the distance between the upper and lower reflectors 30 separately stored in the memory 14.
Then, on the basis of the corrected position data, the transfer machine 4 is operated via the controller 7 in accordance with an operation command from the external terminal 12, and the actual process of the wafer 1 is performed. Instead, the re-teaching operation can be performed quickly and automatically with constant accuracy.
[0027]
In the above-described embodiment, the re-teaching of the wafer transfer process on the new boat 2A side has been described as an example. However, the present invention can be applied to the re-teaching of the wafer transfer process to the new cassette 3 after replacement.
Moreover, although the said Example demonstrated the transfer machine 4 which conveys the five wafers 1 simultaneously as an example, the number of wafers conveyed by a transfer machine is not specifically limited.
Further, in the present invention, various optical sensors can be used as the detection means 10, and for example, a sensor that detects a jig or a wafer as an image and detects the position thereof can also be used.
[0028]
The idea of the present invention is not limited to the re-teaching of the operation of the transfer machine 4 due to the deviation of the set position of the new boat 2A after the replacement of the old and new, and can also be applied when teaching the old boat 2, for example. . In other words, the position data of the respective reflectors 30 in the X, Y and Z axial directions of the respective reflectors 30 arranged on the upper and lower end plates of the boat 2 after setting are detected by the sensor 10, and the positions of the respective reflectors 30 subjected to the detection processing are detected. Based on the data, the size and setting position of the boat 2 are obtained, and the height position of the board insertion groove 2b at each stage arranged at a predetermined pitch is calculated.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the position of each of the X, Y, and Z axes in each reflector of the new substrate storage body after replacement of the old and new is detected, and based on these detected position data, The position data of the transfer machine for the old substrate storage body stored in the storage means is corrected, and the actual process is performed based on this. Can be re-teached quickly and automatically.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall perspective view of a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention and a conventional example.
FIG. 2 is a configuration diagram of a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention and a conventional example.
FIG. 3 is a plan view for explaining a detection method in the X and Y axis directions of a reflector disposed on a new boat by the detection means.
FIG. 4 is a plan view for explaining a detection method in the Z-axis direction of a reflector disposed on a new boat by the detection means.
FIG. 5 is a perspective view of a reflector provided on a lower end plate of a new boat.
FIG. 6 is a plan view for explaining in detail the method of detecting the X- and Y-axis directions of a reflector disposed on a new boat by the detecting means.
FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining a jig position detection method by a detection means according to a conventional example.
FIG. 8 is a side view for explaining a detection method in a Z-axis direction of a jig disposed on a new boat by a detection means according to a conventional example.
FIG. 9 is a plan view for explaining a detection method in the X- and Y-axis directions of a jig disposed on a new boat by a detection means according to a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 wafer,
2, 2A boat (substrate housing),
3 cassette (substrate housing),
4 Transfer machine,
7 Controller (control means),
10 sensor (detection means),
12 External end,
14 memory (memory means),
30 Reflector.

Claims

In a semiconductor manufacturing apparatus for carrying and processing a substrate to be processed by a transfer machine to a substrate insertion position of a substrate container having upper and lower end plates at both upper and lower ends ,
A reflector provided on each of the upper and lower end plates of the substrate housing;
A detecting means provided in the transfer machine for detecting the position of each reflector disposed on a new substrate housing after replacement of old and new,
Position data of the transfer machine with respect to the substrate inserted with a predetermined clearance at the substrate insertion position of the old substrate storage body is stored in advance, and after the replacement of the old and new substrate storage body, detection processing is performed by the detection means. Storage means for storing position data of each reflector of the new substrate housing;
Based on the position data of each reflector of the new substrate storage body stored in the storage means, the correction of the position data of the transfer machine with respect to the substrate insertion position of the old substrate storage body, and the substrate of the new substrate storage body A semiconductor manufacturing apparatus, comprising: a control unit that calculates a maximum number of sheets to be inserted and then transports and processes a substrate to be processed by the transfer machine in an actual process.