JPH07520B2

JPH07520B2 - 気相成長装置

Info

Publication number: JPH07520B2
Application number: JP62121813A
Authority: JP
Inventors: 均江畑
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1986-05-19
Filing date: 1987-05-18
Publication date: 1995-01-11
Anticipated expiration: 2010-01-11
Also published as: KR870011664A; DE3716800C2; JPS63107896A; KR900003802B1; DE3716800A1; US4807561A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野）本発明は、半導体膜、絶縁金属膜等の気相成長装置に関
する。詳しくは、半導体等の基板を連続的に搬送しなが
ら気相成長を行わせるとともに、その気相成長における
プロセス制御を、予め設定されたプロセスプログラムに
従って自動的に行う装置に関する。

〔背景技術とその問題点〕

半導体のウエハ上に気相成長を行わせる、いわゆる気相
成長装置は、近年、半導体チップが各産業分野において
多用される傾向と相俟って注目されている。

従来の気相成長装置を処理形式によって分類すると、バ
ッチ式処理形式と連続式処理形式とに分類できる。

前者のバッチ式処理形式は、シリンダ型の反応炉内にウ
エハを載せるサセプタを回転自在に設けるとともに、そ
の下方にヒータを設置し、内部に反応に必要なガスを供
給する構造が一般的であった。従って、ウエハの搬入お
よび搬出に当たって、その都度反応炉を開閉する必要が
ある。そのため、１バッチ毎に反応炉を開閉し、ウエハ
の搬入および搬出操作を行わなければならないので、処
理能率がきわめて悪い欠点があった。

後者の連続式処理形式は、ウエハをコンベヤ等で連続的
に搬送し、この搬送中に気相成長を行わせる構造であ
る。従って、連続的にウエハを搬送しながら気相成長さ
せる点において前者の形式より優れている。しかし、バ
ッチ式と連続式とは運転のプロセスが全く異なってお
り、従来、連続式の運転は、ウエハの搬送速度およびガ
ス流量をポテンショメータにより設定する一方、温度制
御を市販の温度調節計を用いて手動操作で行っていたた
め、操作面や制御面での手順が複雑であるとともに、再
現性、信頼性に劣る欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、このような欠点を解消し、処理能率に
優れ、かつ、オペレータへの負担を軽減できると同時
に、再現性、信頼性、作業性の向上が図れ、更に、装置
内に異常が発生しても不良品の発生を早期に抑えること
ができる気相成長装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕

そのため、本発明は、シリコン等の基板を連続的に搬送
しながら気相成長を行わせる一方、その搬送速度、加熱
温度、使用ガス並びにその流量等の情報をプログラムし
ておき、このプログラムに従って各手段を制御するよう
に構成したものである。

すなわち、本発明は、シリコン等の基板上に気相成長を
行う気相成長装置において、前記基板を搬送する基板搬
送手段と、この基板搬送手段上において気相成長させる
ためにその基板搬送手段によって搬送されている基板を
加熱する加熱手段と、この加熱手段によって加熱されつ
つ搬送されている前記基板の表面に気相成長に必要な各
種ガスを供給し接触させるガス供給手段と、前記基板搬
送手段に基板集積装置に貯えられた基板を搬入する搬入
手段および基板搬送手段から気相成長を行った基板を搬
出する搬出手段と、前記基板搬送手段、加熱手段、ガス
供給手段、搬入手段および搬出手段を制御する制御装置
と、を備え、前記制御装置は、前記基板上で行う気相成
長のプロセスに対応して必要とされる前記加熱手段の加
熱温度と、ガス供給手段の使用ガスの種類と、得ようと
する気相成長層の厚さに応じて定められる前記基板搬送
手段の搬送速度および使用ガスの流量に関する情報をパ
ラメータデータとしてストアし得るプロセスプログラム
を記憶するメモリ領域と、このメモリ領域に記憶された
プロセスプログラムに従って前記基板搬送手段、加熱手
段およびガス供給手段を制御する制御手段と、装置内に
おける異常発生時に前記制御手段によるシーケンスの進
行を一時的に停止させる手段とを含む、ことを特徴とす
る。

従って、シリコン等の基板を基板搬送手段によって連続
的に搬送しながら気相成長を行わせているため、処理能
率に優れている。また、搬送速度、加熱温度、使用ガス
の種類および流量等の情報をパラメータデータとしてプ
ロセスプログラムにプログラムしておき、このプログラ
ムに従って、基板搬送手段、加熱手段およびガス供給手
段を制御するようにしているから、オペレータへの負担
を軽減できると同時に、再現性、信頼性、作業性の向上
が図れる。更に、装置内において異常が発生した時に制
御手段によるシーケンスの進行を一時的に停止させるよ
うにしてあるから、不良品の発生を早期に抑えることが
でき、連続運転の欠点を防ぐことができる。

〔実施例〕

第１図は本実施例の気相成長装置の全体システムを示し
ている。同装置は、シリコン等の基板であるウエハＷを
搬送する基板搬送手段１と、この基板搬送手段１に基板
集積装置としてのカセットステーション７のウエハＷを
順次搬入する搬入手段としてのローダ２と、基板搬送手
段１で搬送されてきたウエハＷを搬送する搬出手段とし
てのアンローダ３と、基板搬送手段１の搬送途中でウエ
ハＷを加熱する加熱手段４と、この加熱手段４と対応す
る上方位置でウエハＷに気相成長に必要な各種ガスを供
給するガス供給手段５と、前記基板搬送手段１、加熱手
段４、ガス供給手段５、ローダ２およびアンローダ３を
予め設定されたプログラムに従って制御する制御装置６
と、を備える。なお、基板搬送手段１、ローダ２、アン
ローダ３、カセットステーション７等は、図中一点鎖線
で囲まれた略密閉状態の室内に収納されている。

前記基板搬送手段１は、３つのスプロケット11,12,13に
逆三角形状に掛け回されたチェーン14を含む。チェーン
14にはＭ定ピッチ間隔毎にトレイ15が取り付けられ、こ
のトレイ15に載ってウエハＷは図中右から左へ搬送され
る。スプロケット11と同軸に設けられた他のスプロケッ
ト16には、チェーン17を介してモータ18が連結されてい
る。制御装置６からの駆動指令によってドライバ19を介
してモータ18が回転すると、チェーン17、スプロケット
16を介してチェーン14が回行される。チェーン14の回行
速度、つまりトレイ送り速度は、モータ18に直結された
図示しないタコジェネレータ等の速度検出器で検出され
た後、制御装置６にフィードバックされている。

前記ローダ２は、第２図にも示す如く、昇降可能かつ水
平方向へ往復動自在に設けられたアーム21と、このアー
ム21に開閉自在に設けられた２対のクランプ爪22A,22B
とを備える。クランプ爪22A,22Bによってカセットステ
ーション７のウエハＷがクランプされると、アーム21は
上昇した後、基板搬送手段１のウエハ載置位置（ロード
位置）まで水平移動する。ここで、ロード位置まで達し
たトレイ15の中心位置がトレイ検知センサS₁で検出され
ると、クランプ爪22A,22Bを開き、ウエハＷをトレイ15
上に搬入させた後、アーム21は元の位置へ復帰する。復
帰すると同時に、カセットステーション７からベルト等
により送り出されてくる次のウエハＷを受け取り、同様
にしてトレイ15上に搬入させる。この繰り返しにより、
カセットステーション７のウエハＷを順次基板搬送手段
１に搬入することができる。

前記アンローダ３は、第２図にも示す如く、昇降可能か
つ水平方向へ往復動自在に設けられたアーム31と、この
アーム31の下面に設けられた２個の吸着具32A,32Bとを
備える。吸着具32A,32Bは、エアーを吸着具の内壁に沿
って吹き出したときに生じる減圧効果でウエハＷを吸着
する構造である。アンローダの動作としては、後述する
ノズル51を通過した後（気相成長終了後）にトレイ15上
にウエハＷが有ることを検知センサS₂が検出すると、基
板搬送手段１のウエハ取出し位置（アンロード位置）に
達したウエハＷを吸着具32A,32Bによって吸着する。す
ると、アーム31は上昇した後、水平移動する。ここで、
吸着具32A,32Bの吸着を解放してウエハＷを図示しない
コンベヤ上へ落下させた後、アーム31は元の位置へ復帰
する。コンベヤ上に落下したウエハＷは、そのコンベヤ
によってカセットステーション７に回収される。この繰
り返しにより、基板搬送手段１上のウエハＷを順次搬出
することができる。

前記加熱手段４は、前記スプロケット11,13間のチェー
ン14の下方にそれと平行に配置されたヒータ41と、この
ヒータ41への通電を制御する熱発生制御装置42とを備え
る。熱発生制御装置42は、前記制御装置６からの指令に
基づき、電源のオン、オフおよび電力調整等を行い、ヒ
ータ41の加熱温度を制御する。ヒータ41の加熱温度は、
図示しない熱電対等の温度検出器で検出された後、制御
装置６にフィードバックされている。

前記ガス供給手段５は、前記ヒータ41と対応する上方位
置に固定されたノズル51と、このノズル51に気相成長に
必要とする各種ガスを供給するガス切換装置52とを備え
る。ガス切換装置52は、前記制御装置６からの指令に応
じて、前記ノズル51に反応に必要とされるガス、例えば
N₂,H₂,DN,DP,SiCl₄,HClおよびこれらの混合ガスを指定
流量だけ供給するもので、例えばバルブの切換装置によ
り構成されている。ここでのガス供給流量は、図示しな
いマスフロー等の検出器で検出された後、前記制御装置
６にフィードバックされている。

第３図は前記制御装置６の内部構成を示している。同図
において、主中央処理ユニット（MAS TER CPU）61に
は、データバス62およびi/Oバス63がそれぞれ接続され
ている。データバス62には、一時記憶部（RAM）64、表
示データ記憶部（CRT RAM）65、各種のプロセスプログ
ラムおよび駆動プログラムをストアしてあるプログラム
記憶部（ROM）66、各種の処理プログラムをストアして
あるプログラム記憶部（ROM）67がそれぞれ接続されて
いる。

前記RAM64は、本システムの稼動中において使用される
データ、例えばキーボード78からの入力データとか、各
種スイッチ類のオン、オフ情報、前記ROM66の第１のメ
モリ領域66₁に登録されているプロセスプログラム、あ
るいはカセットテープ等の外部記憶媒体から与えられる
プロセスプログラム等を貯えるため等に用いられる。

前記CRT RAM65は、ディスプレイ装置（CRT）77に表示す
べき内容をストアさせるために用いられる。

前記ROM66には、ウエハＷの気相成長において遂行され
る一連のプロセスプログラム群を予め記憶する第１のメ
モリ領域66₁と、前記ローダ２およびアンローダ３等を
駆動するための一連の駆動プログラムを記憶する第２の
メモリ領域66₂とが設けられている。第１のメモリ領域6
6₁に記憶されるプロセスプログラムの内容を、第４図に
示す。

第４図において、最初の記憶エリアにはプロセスプログ
ラム番号ｉがストアされている。次の記憶エリアには以
下の各記憶エリアの合計のデータサイズがストアされて
いる。さらに、次の記憶エリアにはトレイ送り速度デー
タ、つまり基板搬送手段１の搬送速度データがストアさ
れている。搬送速度データは、基本的にはノズル51の下
を通過するウエハＷの速度を意味し、ウエハＷの送り方
向におけるノズル51の長さをＬとすると、L/送り速度に
て時間に変換することができる。送り送度を変化させる
ことにより、薄い成長層から厚い成長層を得ることがで
きる。従って、このことから、搬送速度データは、ノズ
ル51とウエハＷとの相対速度を意味しているとも言え
る。次の記憶エリアには加熱手段４の加熱温度データが
ストアされている。さらに、これ以後の各記憶エリアに
は、気相成長に必要な各種ガスの流量、つまりN₂,H₂,D
N,DP,SiCl₄,HCl流量データがそれぞれストアされてい
る。

前記ROM67に記憶された処理プログラムは、次の通りで
ある。

ROM66にストアされているまたは外部記憶装置に登録
されているプロセスプログラム等を読み出し、これをCP
U61でその各プログラムに対応するシーケンス命令にデ
コードするようCPU61を制御するための処理プログラ
ム、つまりプログラム処理プログラム（PROCESS・Ｃ） RAM64にストアされているプロセスプログラムの内容
を修正するようCPU61を制御する修正処理プログラム（M
ODiFY）キーボード78を用いて必要データを入力して新規なプ
ロセスプログラムを生成するためのプログラム生成処理
プログラム（PROCESS）現在進行中の処理をCRT77へ表示させるためのRUN処理
プログラム（RUN） RAM64にストアされているプロセスプログラム等を外
部記憶媒体、例えばカセット磁気テープ（CMT）98へ転
送するための処理プログラム（STORE） STORE機能と逆の作用を行わせる処理プログラム（SOR
T） RAM64等にストアされているプロセスプログラムを処
理プログラムPROCESS・Ｃにて実行する前にこれを確認
するための確認処理プログラム（VERiFY）本システムの稼動中自己診断を行う処理プログラム
（DiAGNOSiS）１つのプログラムの稼動中の経過時間をサービスする
ためのプロセス経過時間を算出する処理プログラム（US
ED TiME）各種のテスト機能を遂行せしめる処理プログラム（TE
ST）順次送られてくる空のトレイ15に対するウエハＷのロ
ードの有無を記憶するための処理プログラム（LOAD） LOAD処理プログラムによって記憶されたデータと照合
しつつ、アンローダ３によってウエハＷをトレイ15から
取り出すための処理プログラム（UNLOAD）これらの中から１つのプログラムが指定されると、CPU6
1は、その各処理プログラムに従って必要な演算機能を
果たすようになっている。

また、i/Oバス63には、CRT77にに表示すべきデータを与
えるCRTインタフェイス68、キーボード78からの入力デ
ータ信号をRAM64へ取り込む入力モジュール69のほか、
６つのモジュール70〜75および高速メモリデータ転送部
（HMT）76が接続されている。出力モジュール70には前
記加熱手段４の熱発生制御装置42が、出力モジュール71
にはガス供給手段５のガス切換装置52が、出力モジュー
ル72には前記ドライバ19を介してモータ18が、それぞれ
接続されている。さらに、出力モジュール73にはローダ
２の駆動部が、出力モジュール74にはアンローダ３の駆
動部がそれぞれ接続されているとともに、入力モジュー
ル75には各検出器で検出されたデータ、つまり基板搬送
手段１のトレイ送り速度データ、加熱手段４の加熱温度
データおよびガス供給手段５の流量データがそれぞれ入
力されている。

前記HMT76にはデータハイウエイ91を介して他の高速メ
モリデータ転送部（HMT）92が接続され、このHMT92には
i/Oバス97を介して副中央処理ユニット（SUB−MASTER C
PU）93が接続されている。CPU93には、データバス94を
介してプログラム記憶部（ROM）95および一時記憶部（R
AM）96が接続されているとともに、i/Oバス97を介して
カセット磁気テープ（CMT）98のCMTインタフェイス99が
接続されている。

CPU93は、前記ROM95にストアされている処理プログラム
に従って、CMT98に記録されている各種プログラムをCMT
インタフェイス99を介してRAM96へ転送したり、あるい
はCMT98に対してRAM96の内容を書き込む。一方、RAM96
の内容をRAM64へ、あるいは逆にRAM64の内容をRAM96に
転送する場合には、HMT76,92およぼデータハイウエイ91
を介して行われる。こうすることにより、CMT98（ある
いは磁気カード等）からのプログラムデータ等の読み出
しやCMT98への同データの書き込みに要する時間がCPU61
の演算処理の速度を制限するという問題を回避できる。

次に、本実施例の作用を第５図から第18図を参照しなが
ら説明する。

第５図は本システムのシステムプログラムの処理過程を
示すフローチャートである。同図において、プログラム
スタート後の第１のステップ（以下、ST1と称する。）
では、キーボード78からの入力、例えば＄PROCESS・
Ｃ、＄RUN……等のキー入力をチェックし、それに対応
した処理プログラムのフラグ（RAM64内のフラグメモリ
に設けられている。）をセットする。次いで、ST2にお
いて、まず、プロセス制御フラグ（＄PROCESS・Ｃが入
力されていること）のフラグビットをチェックする。ST
2のチェックにおいて、YESならST3においてプロセスを
制御する。ST2のチェックにおいて、NOならST4へ進み、
次のMODiFYフラグをチェックする。

このようにして、順に処理プログラムに対応したフラグ
をチェックし、フラグの状態によって対応する処理プロ
グラムを実行する。ST4以下ST21までの各ステップは、
第２図のROM67中のMODiFYからTESTまでの各処理プログ
ラムに対応している。ST5〜ST21は通常１つだけ選択さ
れ有効とされる。

第６図は第５図のプロセス制御サブルーチン（ST3）の
詳細フローチャートである。ST3の具体的内容であるこ
とを示すため各処理ステップにST3を付してある。同図
において、ST3−１でスタートスイッチが押されている
と、ST3−２に進む。ST3−２において、RAM64の中から
指定されたプロセスプログラムPP（ｉ）のデータを取り
込む。次いで、ST3−３において、取り込まれたPP
（ｉ）のトレイ送り速度データをドライバ19へ出力し、
モータ18を与えられたトレイ送り速度データに従って回
転させる。すると、トレイ15はその指定速度で送られ
る。従って、ローダ２によってカセットステーション７
のウエハＷを順に基板搬送手段１に搬入すると、それら
のウエハＷはトレイ15に載って指定の送り速度で搬送さ
れた後、アンローダ３によって搬出され、カセットステ
ーション７に回収される。

次いで、ST3−４において、PP（ｉ）の温度に関するデ
ータを熱発生制御装置42へ出力し、ヒータ41を指定され
た温度に加熱する。同時に、各種ガスの流量に関するデ
ータをガス切換装置52へ出力した後、ST3−５において
ガス切換装置52のガスバルブを開閉する。すると、各種
ガスがPP（ｉ）で指定される流量だけノズル51を通じて
ウエハＷに供給される。

このようにして、ウエハＷは基板搬送手段１によって指
定された速度で搬送され、その搬送途中で指定された温
度まで加熱されると同時に、反応に必要な各種ガスが指
定流量だけ供給される結果、ウエハＷを連続的に気相成
長させることができる。しかも、トレイ送り速度、ヒー
タ41の加熱温度およびガスの種類並びに流量は予め設定
されたプロセスプログラムに従って制御されているか
ら、オペレータへの負担が少なく、かつ、再現性、信頼
性、作業性の向上がはかれる。

第７図は第５図のMODiFY処理サブルーチン（ST5）の詳
細フローチャートである。同図において、まず、ST5−
１で修正したいプロセスプログラムPP番号（ｉ）を入力
すると、ST5−２に進み、ここで入力されたPP（ｉ）がR
OM64の中に存在するか否かをチェックする。ST5−２の
チェックにおいて、NOであるとST5−３で修正操作が終
了か否かをチェックし、YESならエンドとなる。また、S
T5−３のチェックにおいて、NOならST5−４でオペレー
タへ存在しない番号である旨の警告を発し、エンドとな
る。

ST5−２のチェックにおいて、YESであるとST5−５に進
み、PP（ｉ）のデータのうちトレイ送り速度データを読
み出し表示する。次いで、ST5−６に進み、トレイ送り
速度データを修正したい場合には、ST5−７でトレイ送
り速度データを修正する。次いで、ST5−８、ST5−９に
進み、温度データの修正をしたい場合には,ST5−10にて
修正を行う。さらに、ST5−11、ST5−12に進み、ガス流
量データの修正をしたい場合には、ST5−13にて修正を
行う。以下、当該PP（ｉ）の中の必要なデータを逐次指
定して修正を行うことができるようになっている。

次に、第５図のPROCESS処理サブルーチン（ST7）につい
て説明する。PROCESS処理は実行したいプロセスプログ
ラムを生成する処理機能である。＄PROCESSと入力した
後、続いて付加情報としてプロセス名、作成年月日、作
成者等をディレクトリとして登録する。次に、プロセス
パターンとして、どのタイプのプロセスを実行するのか
入力する。Ｎタイプの気相成長を行うのであれば、次の如き表示の入力となる。

PROCESS PATTERN＝EPiN 下線部が入力部分である。

このようにして各種の情報を入力した後、次に実行すべ
きプロセスプログラムPPの生成を行う。これには、シス
テム側より次のメッセージが出され、これに対して必要
な情報を入力し、順次EPiNを構成するところのプロセス
プログラムを生成していき、完成させる。例えば、 SEQUENCE＝PP（１）トレイ送り速度＝〔mm/min）加熱温度＝1200〔℃〕 N₂＝０〔cc〕 H₂＝100〔〕 DN＝120〔cc〕 DP＝０〔cc〕 SiCl₄＝10〔ｇ） HCl＝０〔cc〕である。

第８図は第５図のRUN処理サブルーチン（ST9）の詳細フ
ローチャートである。同図において、まず、ST9−１で
プロセスの実行中か否かをチェックし、実行中でなけれ
ばST9−２に進み、プロセス終了（例えば、＄＄＄）を
表示する。ST9−１のチェックにおいて、実行中である
と、ST9−３に進み、実行中のプロセスプログラムPP
（ｉ）の名称を表示する。次いで、ST9−４に進み、実
行中の（ｉ）のトレイ送り速度データを表示する。次
に、ST9−５において、シーケンス停止か否かをチェッ
クする。YESであるとST11−７に進み、実行中のPP
（ｉ）の停止時間を積算表示する。このシーケンス停止
とはオペレータが自動運転中に何らかの異常等のためシ
ーケンスの停止を指令することにより生ずるものであ
り、正常な自動運転中はシーケンス停止は生じないのが
普通である。

さて、ST9−５でNOであると、ST9−６に進み、実行中の
PP（ｉ）の経過時間を表示する。次いで、ST9−８に進
み、実行中のPP（ｉ）が温度管理をしているか否かをチ
ェックする。ST9−８のチェックにおいて、YESならST9
−９に進み、現在のヒータ41の温度を表示する。ST9−
８のチェックにおいて、NOならST9−10に進み、実行中
のPP（ｉ）がガス流量を管理しているか否かチェックす
る。ST9−10でYESなら、ST9−11で現在の実流量を表示
する。ST9−10でNOなら合流点Ｆに戻る。

第９図は第５図のSTORE処理サブルーチン（ST11）の詳
細フローチャートである。同図において、ST11−１では
これから外部記憶媒体へ貯えようとするプロセスプログ
ラムPP（ｉ）のデータをセットし（RAM96への転送準備
のため）、次いでST11−２で使用するRAM96の初期値化
を行う。次いで、ST11−３に進み、このステップでRAM6
4からPP（ｉ）の全てのデータがRAM96へ転送済か否かを
チェックする。YESならRAM64からRAM96へのデータの転
送が終了したことになり、次いでST11−４に進み、RAM9
6からCMT98へのデータの転送がROM95のプログラムによ
り実行される。CMT98への転送が終了すると、ST11−５
にて終了をオペレータに伝える。一方、ST11−３におい
て、NOであればST11−６に進み、PP（ｉ）のデータをRA
M96へ転送する。

次いで、ST11−７に進み、異常の有無をチェックする。
YESならST11−８にて異常発生をオペレータに伝える。S
T11−７でNOなら、再びST11−３に戻り、以下これを繰
り返す。第３図に示すシステムのブロック図から判るよ
うに、STORE処理のプロセスはRAM64にストアされている
PP（ｉ）をi/Oバス63、HMT76、データハイウエイ91、HM
T92、i/Oバス97、データバス94を通じてRAM96に一旦ス
トアさせる。そして、RAM96にストアされたPP（ｉ）をC
PU93、ROM95によって外部記憶媒体の１つであるCMT98に
ストアさせる。

第10図は第５図のSORT処理サブルーチン（ST13）の詳細
フローチャートである。同図において、ST13−１ではこ
れからSORTしたいある１つのプロセスプログラムPP
（ｉ）を指定する。次いで、ST13−２に進み、ST13−１
にて指定されたPP（ｉ）が外部記憶媒体（CMT）98に保
存されているか否かをチェックする。ST13−２でPP
（ｉ）が保存されていない場合には、ST13−３に進み、
保存されていないことをオペレータに伝える。ST13−２
でYESならば、ST13−４に進み、CMT98からRAM96へPP
（ｉ）に関するデータを転送させる（ROM95,CPU93によ
って）。

次いで、ST13−５に進み、CMT98からRAM96への転送が終
了したか否かをチェックする。NOであればST13−４に戻
る。YESならST13−６に進み、ここでPP（ｉ）のデータ
を主メモリであるRAM64へ転送する。次いで、ST13−７
にて異常の有無をチェックし、異常があればST13−８で
異常発生をオペレータに伝える。異常がなければST13−
９に進み、RAM96からRAM64への転送が終了したか否かを
チェックする。YESならSORT処理が終了ということにな
り、例えば＄＄＄を表示する。また、ST13−９でNOなら
ST13−６へ戻り、このループを繰り返す。

第11図は第５図のVERiFY処理サブルーチン（ST15）の詳
細フローチャートである。同図において、ST15−１では
確認したいPP（ｉ）を指定する。次いで、ST15−２に進
み、その指定されたPP（ｉ）の有無をチェックする。PP
（ｉ）がなければST15−３に進み、VERiFY処理プログラ
ムの終了をチェックする。終了していないならST15−４
に進み、存在しない番号が現れたものとしてオペレータ
に警告する。

ST15−２において、YESならST15−５に進み、PP（ｉ）
のデータの内トレイ送り速度データを読み出す。次い
で、ST15−６に進み、そのトレイ送り速度データをCRT7
7に表示する。次いで、ST15−７において、PP（ｉ）デ
ータ中の温度データの有無をチェックし、有ればST15−
８にてその温度データをCRT77に表示させる。次いで、S
T15−９にてPP（ｉ）のデータ中の使用ガスの流量デー
タの有無をチェックし、有ればST15−10にて流量データ
をCR77に表示させた後、合流点Ｇに戻り、以下上述のST
15−２〜ST15−10を繰り返し実行する。

第12図は第５図DiAGNOSiS処理サブルーチン（ST17）の
詳細フローチャートである。同図において、ST17−１で
はエラー登録があるか否かをチェックする。このエラー
登録は、第13図の自己診断用プログラムの遂行により、
RAM64,96のエラーコード登録領域（第14図参照）にエラ
ー登録数とエラーコードとが登録される。ST17−１でエ
ラー登録があればST17−２に進み、エラー登録数（第14
図中のｋ）を取り出し、次いでST17−３にて各エラーコ
ードを取り出し、次いでST17−４にて取り出されたエラ
ーコードを対応するフォルトメッセージに変換し、これ
をCRT77上に表示する。次いで、ST17−６において、エ
ラー登録数（未表示エラー数）が零か否かをチェック
し、零でなければST17−３に戻る。また、零であればこ
の処理プログラムは終了となる。

第13図は前述したPROCESS・Ｃ処理プログラムの説明に
おいて説明を略したところのプロセス進行中における自
己診断機能の詳細であって、ST17−11において、異常状
態の有無をチェックする。このチェックの項目には、ト
レイの送り、温度、流量、各種弁装置への供給電圧等が
含まれる。ST17−11で異常有の場合には、ST17−12に進
み、装置あるいはその周辺部の機器に関する異常状態を
解除するために必要な指令を与える。例えば、シーケン
スの進行自体を一時的に停止させることにより行う。こ
れにより、不良品の発生を早期に抑えることができ、連
続運転の欠点を防ぐことができる。

次いで、ST17−13において、アラームを表示し、オペレ
ータに警告を与える。そして、ST17−14でエラーコード
をRAM64の対応するメモリ領域（第14図参照）に登録す
る。

第15図は、第１図に示すローダ２によってウエハＷが搬
入されるロード位置にあるトレイ15（これをNo.1のトレ
イとする。）からアンローダ３によってウエハＷが搬出
されるアンロード位置にあるトレイ15（これをNo.nのト
レイとする。）までのｎ個のトレイ15についてのウエハ
載置状態の一例である。ここに、斜線で示したＷはウエ
ハＷが載置されていることを表し、白抜きのＷ′はウエ
ハＷが載置されていないことを表している。同図では、
No.n−１とNo.1とのトレイ15には進行方向へ向かって左
側位置にはウエハＷが載置されていない。このようなケ
ースは、カセットステーション７に貯えられているウエ
ハＷが無くなった場合や、予め判別される特定のトレイ
15に対する載置拒否指令が出されること等によって生じ
る。

第16図は、第15図に示したように、全てのトレイ15上に
常に所定枚数のウエハＷがロードされるとは限らないこ
とに対処するために、実際にトレイ15上にウエハＷがロ
ードされたか否かを記憶するためのLOAD処理プログラム
の処理過程を示すフローチャートである。このプログラ
ムのスタートは、例えば第１図のスプロケット12に連動
して回転するトレイ位置検出板12Aおよびセンサ12Bによ
ってトレイ15の１つがローダ位置に近づいてきたことを
検知し、これによってローダ２が作動することにより開
始される。

まず、ST30において、ローダ２がカセットステーション
７よりウエハＷを受け取る。なお、ローダ２の駆動は、
前述したROM66の第２のメモリ領域66₂内の駆動プログラ
ムによって行われる。ST31において、トレイ検知センサ
S₁がオン、つまりウエハＷが搬入されるべきトレイ15の
中心位置がトレイ検知センサS₁で検知されると、ST32へ
進み、ローダ２がトレイ15上に実際にウエハＷを搬入し
たか否か、つまりST30でウエハＷを受け取ったか否かに
従ってその有無データをRAM64内に設けられたメモリ領
域にセットする。このメモリ領域は、第17図に示す如
く、８ピット中の上位４桁がテーブルNo.を、次の２桁
がカセットステーションNo.をそれぞれ示す。下位２桁
のうち、１ビット目はトレイ15の進行方向へ向かって左
側位置（第15図参照）におけるウエハＷの有無を、０ビ
ット目は右側位置におけるウエハＷの有無を、それぞれ
「１」「０」で記憶する。ST32のデータはテーブルNo.
「１」にセットされる。なお、カセットステーションN
o.はカセットステーション７が複数ある場合にそれぞれ
のカセットステーションNo.をローダ２が読み取って記
憶する。このNo.は「01」「10」「11」として表され、
図示の「00」は無指定である。また、テーブルNo.は各
トレイ15に対応するが、トレイ15と1:1で対応するもの
ではない。

ST32でウエハＷのロードの有無データを記憶した後、ST
33でローダ２をアンクランプしてウエハＷをトレイ15上
に置くが、ST34でアンクランプ信号がオンか否かを確
認、つまり実際にウエハＷがトレイ15上にロードされた
か否かを確認する。ST34において、オンでなければ、ST
35でローダ２のメカトラブルとして警報を発する一方、
オンであれば、このプログラムを終了する。なお、この
プログラムは、各トレイ15がローダ２に対向する毎に繰
り返し行われる。

第18図はUNLOAD処理プログラムの処理過程を示すフロー
チャートである。このプログラムの開始は、ローダ２に
よるウエハＷのロード時と同様に、トレイ15の１つがア
ンローダ３に近づき、アンローダ３が作動することによ
り開始される。

まず、ST40において、アンロードの対象となるトレイ15
上の左右位置で各ウエハＷに対応して設けられたウエハ
検知センサS₂によってウエハＷがあるか否かを検知す
る。ウエハ検知センサS₂の信号がオンでない場合には、
ST41にて第17図に示すテーブルNo.「ｎ」のデータ（ウ
エハＷの有無）からウエハＷが有るか否かを調べ、NOな
らばST42にてテーブルNo.「１」〜「ｎ−１」のデータ
を「２」〜「ｎ」にシフトし、このプログラムを終了す
る。すなわち、アンロードすべきウエハＷがないため、
アンロード作動は行わず、データをシフトしてテーブル
No.「１」を次のウエハ受け取り状態待ちにするととも
に、テーブルNo.「ｎ−１」のデータを次にアンロード
の対象となるテーブルNo.「ｎ」にシフトする。

そこで、ロード位置からアンロード位置までトレイ15が
例えば10個あるとすると、本装置の運転開始時には、ま
ずテーブルNo.「１」にデータがセットされるが、この
ときテーブルNo.「２」〜「10」まではデータが全て
「０」であるため、アンローダ３は初めの９回はST40,S
T41,ST42を繰り返す。この繰り返しによって10回目に
は、最初にウエハＷがロードされたトレイ15がアンロー
ド位置に達するとともに、そのトレイ15上のウエハＷの
有無データがテーブルNo.「ｎ」に記憶される。

このようにして、テーブルNo.「ｎ」のデータからウエ
ハＷが有る状態になると、ST41はYESとなる。すると、S
T43でウエハ検知センサS₂の異常警報が出され、次のST4
6へ進む。なお、前述したST40にてオンの場合は、ST44
へ進み、テーブルNo.「ｎ」のウエハ有無データと比較
され、一致すれば次のST46へ進む。また、不一致の場合
は、ST45でウエハ検知センサS₂の異常警報が出され、次
のST46へ進む。

ST46では、ST42と同様に、テーブルNo.「１」〜「ｎ−
１」のデータを「２」〜「10」にシフトし、次のロー
ド、アンロード待ちの状態にする。ST47において、テー
ブルNo.「ｎ」のデータに基づいてトレイ15からウエハ
Ｗを取り出した後、ST48でテーブルNo.「ｎ」のデータ
に基づいて作動しウエハＷをカセットステーション７へ
戻す。このとき、カセットステーションNo.「01」〜「1
1」として指定されている場合は、そのNo.のカセットス
テーション７へウエハＷを戻す。

なお、第16図に示したLOAD処理プログラムは、ローダ２
が実際にトレイ15にロードしたウエハＷの有無を記憶
し、アンローダ３がそのデータに基づいて作動するよう
にした例を示したが、予め全てのトレイ15にNo.を付
し、各トレイ15へのウエハＷのロード状態をメモリに記
憶させておき、このメモリ内のデータに従ってロードお
よびアンロードを行うようにしてもよい。

以上の説明では、１つのノズル51をもった気相成長装置
について説明したが、例えば第19図に示すように複数個
のノズル51₁,51₂,51₃を備えてもよい。その場合、第20
図（Ａ）に示す如く、各ノズル51₁,51₂,51₃毎に使用ガ
スの流量データをそれぞれ設定しておく。なお、トレイ
の送りは１つのモータ18で行い、かつ加熱手段４のヒー
タ41も１つの熱発生制御装置42によって制御しているた
め、各ノズル51₁,51₂,51₃のプロセスプログラムデータ
は第20図（Ｂ）に示す如く流量データのみである。

また、第19図に示すシステムにおいて、トレイ送り速度
を膜付条件用に固定するとともに、各ノズル51₁,51₂,51
₃毎に第21図のようなプロセスプログラムを用意し、各
ノズル51₁,51₂,51₃毎の流量を、流量＝総和流量／トレイ送り速度によって求め、出力すべき流量を決定してもよい。

また、第22図に示す如く、複数の基板搬送手段1₁〜１_ｎ
を順次配列し、これにノズル51₁〜51_ｎを対応配置する
ようにしてもよい。この場合のプロセスプログラムとし
ては、第23図に示す如く、各ユニット毎に用意する。

また、基板搬送手段としては、上記実施例で述べたトレ
イ15をチェーン14で搬送する方式に限らず、ヒータ41上
に直接またはヒータ41の上にガイドレールを設け、トレ
イ15を第１図中右から搬入して左へ搬出したり、あるい
はトレイ15を水平面内で循環移動させるようにしてもよ
く、種々変更可能である。

なお、上記各実施例では半導体膜を気相成長させる例を
基に説明したが、本発明は、このほか絶縁膜や金属膜な
どの気相成長にも利用できる。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、半導体等の基板を連続的
に搬送しながら気相成長を行わせるため、処理能率に優
れ、かつ、搬送速度、加熱温度、使用ガス並びに流量等
の情報をプログラムしておき、このプログラムに従って
実行するようにしたので、オペレータへの負担を軽減す
ることができると同時に、再現性、信頼性、作業性の向
上が図れ、更に、装置内に異常が発生しても不良品の発
生を早期に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の概略構成図、第２図は
ローダおよびアンローダを示す平面図、第３図は制御装
置を示すブロック構成図、第４図はプロセスプログラム
のデータ構造を説明するための図、第５図は本システム
のシステムプログラムの処理過程を示す図、第６図は第
５図のサブルーチンST3の詳細フローチャート、第７図
は第５図のサブルーチンST5の詳細フローチャート、第
８図は第５図のサブルーチンST9の詳細フローチャー
ト、第９図は第５図のサブルーチンST11の詳細フローチ
ャート、第10図は第５図のサブルーチンST13の詳細フロ
ーチャート、第11図は第５図のサブルーチンST15の詳細
フローチャート、第12図、第13図および第14図は第５図
のサブルーチンST17の詳細フローチヤートおよびメモリ
内容を示す図、第15図はトレイ上のウエハの載置例を示
す概略平面図、第16図はLOAD処理プログラムのフローチ
ヤート、第17図はLOADおよびUNLOAD処理プログラムに付
随したウエハロード状態のデータメモリ構造を説明する
ための図、第18図はUNLOAD処理プログラムのフローチャ
ート、第19図は本発明の他の実施例装置の概略構成図、
第20図は第19図の装置によるプロセスプログラムのデー
タ構造を説明するための図、第21図は第19図の装置を用
いた他のプロセスプログラムのデータ構造を説明するた
めの図、第22図は本発明のさらに他の実施例装置の概略
構成図、第23図はそのプロセスプログラムのデータ構造
図を説明するための図である。１……基板搬送手段、２……搬入手段としてのローダ、
３……搬出手段としてのアンローダ、４……加熱手段、
５……ガス供給手段、６……制御装置、７……カセット
ステーション、61……CPU、64……RAM、66……ROM。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリコン等の基板上に気相成長を行う気相
成長装置において、前記基板を搬送する基板搬送手段と、この基板搬送手段上において気相成長させるためにその
基板搬送手段によって搬送されている基板を加熱する加
熱手段と、この加熱手段によって加熱されつつ搬送されている前記
基板の表面に気相成長に必要な各種ガスを供給し接触さ
せるガス供給手段と、前記基板搬送手段に基板集積装置に貯えられた基板を搬
入する搬入手段および基板搬送手段から気相成長を行っ
た基板を搬出する搬出手段と、前記基板搬送手段、加熱手段、ガス供給手段、搬入手段
および搬出手段を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記基板上で行う気相成長のプロセス
に対応して必要とされる前記加熱手段の加熱温度と、ガ
ス供給手段の使用ガスの種類と、得ようとする気相成長
層の厚さに応じて定められる前記基板搬送手段の搬送速
度および使用ガスの流量に関する情報をパラメータデー
タとしてストアし得るプロセスプログラムを記憶するメ
モリ領域と、このメモリ領域に記憶されたプロセスプロ
グラムに従って前記基板搬送手段、加熱手段およびガス
供給手段を制御する制御手段と、装置内における異常発
生時に前記制御手段によるシーケンスの進行を一時的に
停止させる手段とを含む、ことを特徴とする気相成長装置。
【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の気相成長装置
において、前記メモリ領域には、複数種のプロセスプロ
グラムが記憶されていることを特徴とする気相成長装
置。
【請求項３】特許請求の範囲第１項または第２項記載の
気相成長装置において、前記制御装置は、前記基板上で
行う気相成長のプロセスに対応して必要とされる前記加
熱手段の加熱温度と、ガス供給手段の使用ガスの種類
と、前記基板搬送手段の搬送速度および使用ガスの流量
に関する情報をパラメータデータとしてストアし得るプ
ロセスプログラムを記憶する第１のメモリ領域および前
記搬入手段による基板搬送手段への基板の搬入情報を記
憶する第２のメモリ領域と、第１のメモリ領域に記憶さ
れたプロセスプログラムに従って前記基板搬送手段、加
熱手段およびガス供給手段を制御するとともに、第２の
メモリ領域に記憶されたデータに従って前記搬出手段を
制御する手段とを含む、ことを特徴とする気相成長装
置。
【請求項４】特許請求の範囲第３項記載の気相成長装置
において、前記第２のメモリ領域には、前記基板搬送手
段の一単位毎に基板の枚数および位置を記憶するエリア
が設けられていることを特徴とする気相成長装置。
【請求項５】特許請求の範囲第３項または第４項記載の
気相成長装置において、前記基板集積装置を複数のカセ
ットステーションから構成するとともに、前記第２のメ
モリ領域には、前記搬入手段によって基板搬送手段へ搬
入される基板のカセットステーションNoを記憶するエリ
アが設けられていることを特徴とする気相成長装置。