JPH08340040A - ウェーハ移載方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ウェーハの枚数が変動した場合に、その変動分
を補充しつつウェーハの移載を行い得る移載制御方法を
提供する。 【解決手段】複数のカセット１４に装填されたウェーハ
２をカセットから、ウェーハを多段に保持するボート３
へ移載する移載機のウェーハ移載方法に於いて、予め設
定されたボート上でのウェーハ配列となる様、ボート上
でのウェーハの不足分についてはダミーウェーハで補充
しつつ移載を行い、カセットに装填されたウェーハと予
め設定したボート上でのウェーハ配列によりウェーハの
不足分を求め、不足があった場合にはこの不足分をダミ
ーウェーハで補充しつつ移載を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウェーハ移載方
法、特に半導体製造装置の１つである縦型拡散ＣＶＤ装
置に於けるウェーハ移載方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造装置の１つに縦型ＣＶＤ装置
がある。

【０００３】これは、実願昭６３−１７２３７号にも見
られる様に、カセットに装填されたウェーハを移載機に
よってボートに移載し、該ボートを炉内の反応室へ装入
して、加熱反応させ、ウェーハ表面に反応膜を生成する
ものである。

【０００４】拡散ＣＶＤ装置によるウェーハの処理は、
その性格上、常に同一の条件（処理温度、反応室内に供
給する反応ガス流量、反応室圧力、ボート上のウェーハ
枚数、配置等）で行わなければならない。従って、拡散
ＣＶＤ装置である特定した処理を行なう場合の、ボート
上でのウェーハの配置、枚数は、同一の処理を行う限り
常に同一でなければならない。

【０００５】ところが、拡散ＣＶＤ装置による処理ウェ
ーハ総枚数は処理工程が進むに従い、処理不良等の原因
で減少し、変動することが多い。この為、ボート上での
ウェーハ配置を所定のものとするには、減少した分のウ
ェーハを補充しなければならない。

【０００６】従来のウェーハ移載機では、ウェーハの総
枚数変動には対応して移載する様になっていないので、
ボートへのウェーハ移載実行前に、作業者がカセット内
のウェーハ枚数を確認し、定められた枚数に対して不足
があれば、不足枚数分のウェーハを手作業でカセットに
補充していた。

【０００７】或は、定められた枚数に対して、実際のウ
ェーハ枚数が不足していても、ウェーハを補充すること
はせず、そのままの枚数でボート上に上方から下方に向
って隙間なく、ウェーハを移載し、ボート上のウェーハ
の配置変化に対しては、その他の条件（反応ガス流量、
処理温度、処理時間等）を変更して対応していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、人手作業に
より不足分のウェーハを補充する方法では、ウェーハを
補充する為の人手が必要となり、非能率であると共に処
理工程の自動化（無人化）に対応できなかった。

【０００９】又、ウェーハを補充することなく、他の処
理条件を変更して同一処理を行う方法では、諸条件の変
更量を決定するのが非常に困難で、変更量を決定する
為、事前に何回もの試し処理を必要としてしまう。従っ
て、頻繁に処理ウェーハの枚数が変動した場合、前記変
更量の決定の為に多大な時間を要し、作業者の作業量も
増大し作業者に負担をかけると共に製品の生産性の面で
も問題があった。

【００１０】本発明は、上記実情に鑑みウェーハの枚数
が変動した場合に、その変動分を補充しつつウェーハの
移載を行い得るウェーハ移載方法を提供しようとするも
のである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数のカセッ
トに装填されたウェーハをカセットから、ウェーハを多
段に保持するボートへ移載する移載機のウェーハ移載方
法に於いて、予め設定されたボート上でのウェーハ配列
となる様、ボート上でのウェーハの不足分についてはダ
ミーウェーハで補充しつつ移載を行うものであり、カセ
ットに装填されたウェーハと予め設定したボート上での
ウェーハ配列によりウェーハの不足分を求め、不足があ
った場合にはこの不足分をダミーウェーハで補充しつつ
移載を行う。従って、カセットに装填されたウェーハの
状態に拘らず、常に設定した配列となる様ボートへのウ
ェーハの移載が行われる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
一実施の形態を説明する。

【００１３】図１は、本発明が実施される縦型拡散ＣＶ
Ｄ装置の内部斜視図である。

【００１４】図１に於いて１はヒータで、反応室８内の
ウェーハを加熱するものである。４は反応室８内へウェ
ーハ２を載置したボート３をロード・アンロードするボ
ートエレベータ、５はウェーハ２をカセットからボート
３へ及びボート３からカセットへ移載するウェーハ移載
機、６はウェーハ２の移載中に炉口９からの輻射熱及び
空気の巻込みを防止する炉口シャッタ、７はカセットを
複列、多段（図では２列４段）に収納するカセットスト
ッカである。

【００１５】前記カセットストッカ７は、後述するシリ
ンダ１７より移載機５に対して水平方向に移動可能であ
り、又移載機５はウェーハ２を真空により吸着するウェ
ーハチャック１０を有し、更に該ウェーハチャック１０
を水平方向に移動させる水平動機構部１１と昇降させる
昇降動機構部１２と回転させる為の回転動機構部１３と
を具備している。

【００１６】前記ウェーハチャック１０は所要枚数（本
実施の形態では５枚）の吸着プレート１０ａ，１０ｂ，
１０ｃ，１０ｄ，１０ｅを有し、各吸着プレート１０
ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅはそれぞれ独立し
て動作される電磁弁３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，
３０ｅを介して真空源（図示せず）に接続されている。

【００１７】前記ウェーハチャック１０が設けられる前
記昇降動機構部１２の昇降テーブル１８には、ウェーハ
２の有無を検知するウェーハセンサ１５が設けられる。
又ウェーハ検知センサ１５によるウェーハ検知を行う際
の基準点検出を行うウェーハ基準位置センサ１６は受信
部１６ａ、発信部１６ｂから成り、該受信部１６ａは前
記昇降テーブル１８に設けられ、該発信部１６ｂは前記
カセットストッカ７の各カセットストッカ棚毎に、且各
棚の下方に設けられる。

【００１８】前記昇降テーブル１８は昇降動機構部１２
の昇降スクリュー１９に螺合しており、昇降モータ２０
に連結された昇降スクリュー１９に螺合しており、昇降
モータ２０による昇降スクリュー１９の回転により、昇
降する様になっている。該昇降モータ２０には、エンコ
ーダ２１が取付けられ、該エンコーダ２１により昇降モ
ータ２０の回転数、即ち前記昇降テーブル１８の昇降距
離、位置が検知される様になっている。

【００１９】又、前記水平動機構部１１は、特に図示し
ないがスクリュー・ナット機構で前記ウェーハチャック
１０を水平駆動する様になっており、該スクリューを駆
動するスライドモータ２２、スライドモータの回転量即
ち、ウェーハチャックの移動量を検知するエンコーダ２
３を有している。

【００２０】又、前記回転動機構部１３も特に詳細を示
さないが、ウェーハチャック１０を回転する回転モータ
２４と該ウェーハチャック１０の回転角度を検出するエ
ンコーダ２５を有している。

【００２１】更に又、前記ボートエレベータ４について
も、エレベータモータ２６、昇降量を検知するエンコー
ダ２７を有している。

【００２２】前記炉口シャッタ６はシリンダ２８によっ
て駆動され、該シリンダ２８は電磁弁２９により動作・
非動作が選択され、又前記カセットストッカ７のシリン
ダ１７は電磁弁３１により動作・非動作が選択される様
になっている。

【００２３】以下、ウェーハの移載動作の概略について
説明する。

【００２４】カセットストッカ７の移動、ウェーハチャ
ック１０の昇降により、移載の対象となるカセットを選
択し、次に回転動機構部１３でウェーハチャック１０が
ウェーハ取出姿勢となる様回転させる。

【００２５】ウェーハチャック１０のウェーハ吸着解
放、水平動機構部１１、昇降動機構部１２、回転動機構
部１３の協働により、カセットよりウェーハ２を取出
し、ボート３へ移載する。

【００２６】ボート３へのウェーハ移載が完了すると、
ロード・アンロードエレベータ４によりボート３を反応
室８内へ装入し、ウェーハ２のＣＶＤ処理を行う。

【００２７】ＣＶＤ処理後のウェーハ２のカセット１４
側への移載については、上記と逆の作動で行う。

【００２８】次に、ウェーハの移載動作を行わせる為の
制御装置について説明する。

【００２９】図３中３２は主制御部、３３は操作部であ
り、該主制御部３２には前記ウェーハ基準位置センサ１
６からの検知信号が入力されると共に吸着プレートの電
磁弁３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅの動作状
態を検知するセンサ（例えば圧力センサ）３４ａ，３４
ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ、シャッタ６の開閉状態を
検知するセンサ（例えば近接センサ）３５、カセットス
トッカ７の位置を検知するセンサ（例えば近接センサ）
３６からの検知信号がそれぞれ入力される。

【００３０】前記主制御部３２には、通信制御部３７を
介してモータコントローラ３８，３９，４０，４１、ウ
ェーハセンサコントローラ４２がそれぞれ接続され、又
モータコントローラ３８，３９，４０，４１には前記昇
降モータ２０、スライドモータ２２、回転モータ２４、
エレベータモータ２６が接続され、ウェーハセンサコン
トローラ４２には前記ウェーハ検知センサ１５が接続さ
れる。

【００３１】更に、前記モータコントローラ３８，３
９，４０，４１，４２には前記エンコーダ２１，２３，
２５，２７からの検出信号が入力される。

【００３２】前記主制御部３２は吸着用、プレート用の
電磁弁３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅのドラ
イバ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ、及びシ
リンダ１７，２８動作用の電磁弁３１，２９を駆動する
ドライバ４４，４５が接続されている。

【００３３】図４に於いて主制御部３２の構成の概略を
説明する。

【００３４】主制御部３２は主に前記操作部３３が接続
される入出力制御部４６、各電磁弁ドライバ４３ａ，４
３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４４，４５が接続され
る電磁弁制御部４７、前記通信制御部３７が接続される
移載制御実行部４８及びプロセッサ４９、記憶部５０、
ウェーハアレンジメントパラメータ設定部５１、移載動
作パラメータ作成部５２から成る。

【００３５】以下、図５を併用して移載制御作用につい
て説明する。

【００３６】図５に示される様に、あるＣＶＤ処理に於
いてボート３に装填されるべきウェーハの配列が上側よ
り上サイドダミーウェーハ群Ｓ．Ｄ（１０枚）、モニタ
ウェーハＭ１（１枚）、製品ウェーハ群Ｐ１（２５
枚）、モニタウェーハＭ２（１枚）、製品ウェーハ群Ｐ
２（２５枚）、モニタウェーハＭ３（１枚）、製品ウェ
ーハ群Ｐ３（２５枚）、モニタウェーハＭ４（１枚）、
製品ウェーハ群Ｐ４（２５枚）、モニタウェーハＭ５
（１枚）、下サイドダミーウェーハ群Ｓ．Ｄ（１０枚）
であったとし、カセットストッカ７に収納された各カセ
ットに前工程から渡された製品ウェーハがＰ１＝２０
枚、Ｐ２＝２５枚、Ｐ３＝１８枚、Ｐ４＝２５枚、又そ
の他のカセットにサイドダミーウェーハＳ．Ｄ＝２０
枚、モニタウェーハＭ＝５枚、補充ダミーウェーハＦ．
Ｄ１＝２１、Ｆ．Ｄ２＝２１がそれぞれ装填されている
とする。

【００３７】予定されたボート上のウェーハの配列につ
いては、操作部３３より前記主制御部３２へ、製品ウェ
ーハを何枚にするか、モニタウェーハをどの位置に入れ
るか等を入力する。入力されたウェーハの配列条件は、
入出力制御部４６で信号処理された後、プロセッサ４９
を経てウェーハアレンジメントパラメータ設定部５１
で、移載制御を行う為のウェーハ配列が作成され、この
配列は記憶部５０で記憶される。又、ウェーハアレンジ
メントパラメータ設定部５１は、入力されたウェーハの
配列条件が移載動作を行う上で合理性があるか否かもチ
ェックする。

【００３８】次に、操作部３３よりウェーハの移載開始
を指示する。

【００３９】移載開始の指示があると、カセットストッ
カ７の予定された列、例えばＩ列にウェーハ検知センサ
１５を対峙させる。Ｉ列にウェーハ検知センサ１５が対
峙しているか否かはセンサ３６からの信号により判断す
る。昇降テーブル１８を最下位置とし、昇降モータ２０
を駆動して、昇降スクリュー１９を介して昇降テーブル
１８を上昇させる。

【００４０】ウェーハ検知センサ１５は、超音波セン
サ、光センサ等の非接触式センサであり、ウェーハの端
面に測定媒体を発射し、端面からの反射によりウェーハ
の有無を検知するものである。

【００４１】ウェーハ検知センサ１５の移動量、即ち昇
降テーブル１８の移動量は、前記エンコーダ２１により
検出され、又各カセット毎にウェーハ基準位置センサ１
６により基準位置が検出され、各カセットに何枚のウェ
ーハがあり、どこの位置のウェーハが欠けているかが検
出される。

【００４２】ウェーハの検知、枚数計測はＩＩ列につい
ても行われる。カセットストッカ７の水平移動は、Ｉ列
の計数完了後、ドライバ４４を経て電磁弁３１を動作さ
せ、シリンダ１７を駆動することで行われる。カセット
ストッカ７がウェーハ検知センサ１５に対してＩＩ列の
位置となったかどうかは、前記センサ３６により検出さ
れる。

【００４３】ＩＩ列のウェーハ枚数計数についても前述
したと同様な手順で行われる。

【００４４】ウェーハ枚数の計数が完了すると計数結果
は、入出力制御器４６、プロセッサ４９を経て移動動作
パラメータ作成部５２へ入力される。該移動動作パラメ
ータ作成部５２では、前記ウェーハアレンジメントパラ
メータとウェーハ枚数計数結果に基づき、製品ウェーハ
に不足があるとどこのカセットの補充ダミーウェーハを
不足分にあてるか、或はウェーハの移載順序を決定し、
移載動作パラメータを作成し、該移載動作パラメータは
記憶部５０へ入力記憶させる。

【００４５】移載動作パラメータの作成が完了すると、
この移載動作パラメータに従って、ウェーハの移載動作
が行われる。

【００４６】ウェーハの移載動作は移載制御実行部４８
を介して行われる。ウェーハ１枚、１枚の移載作業につ
いては、前述したのでここでは説明を省略するが、予め
プロセッサ４９を経て記憶部５０へ入力されている移載
作業シーケンスに基づき行われ、且ウェーハを前記ウェ
ーハ・アレンジメントパラメータで定めた配列とする移
載手順は、前記移載動作パラメータに基づき行われる。

【００４７】前記通信制御部３７は、主制御部３２から
出力された信号を判断し、動作させるべきモータのモー
タコントローラへ命令信号を発する。又、主制御部３２
はウェーハの端数処理を行う場合（本実施の形態では４
枚以下のウェーハの移載を行う場合）、電磁弁３０ａ，
３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅのいずれかを選択し、
対応するドライバ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４
３ｅを介して電磁弁３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，
３０ｅを動作させウェーハを吸着プレートに吸引する様
にする。

【００４８】而して、移載前カセット内にウェーハが不
足していたとしても、人手作業でウェーハを補充するこ
となく、所望のウェーハ配列となる様ボートへの移載作
業が行われる。

【００４９】尚、どこのカセットに何枚ウェーハが不足
していたかというウェーハ枚数計数結果、移載の進行状
態等は、前記操作部に表示される。

【００５０】尚、上記実施の形態ではウェーハの枚数計
を自動で行ったが、ウェーハの枚数については作業者が
数え、操作部３３を介して入力する様にしてもよいこと
は勿論である。

【００５１】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、拡散・
ＣＶＤ装置に供される製品ウェーハに変動があっても、
人手作業による不足分ウェーハの補充をする必要がな
く、所望のウェーハ配列となる様ウェーハの移載が行わ
れるので、ウェーハの移載能率を大幅に向上し得、又工
程途中の人手作業を省略できるので、半導体製造工場に
於ける工程の安定化、製品品質の安定化、自動化の促
進、工場内の無塵化が図れるという優れた効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】縦型拡散装置の概要を示す斜視図である。

【図２】ウェーハ検知センサの説明図である。

【図３】本発明の一実施の形態を示すブロック図であ
る。

【図４】主制御部の説明図である。

【図５】ウェーハ配列、ウェーハ移載についての説明図
である。

【符号の説明】

２ ウェーハ ３ ボート ５ ウェーハ移載機 ７ カセットスットカ １４ カセット １５ ウェーハ検知センサ ３２ 主制御部 ４９ プロッセサ ５１ ウェーハアレンジメントパラメータ設定部 ５２ 移載動作パラメータ作成部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のカセットに装填されたウェーハを
   カセットから、ウェーハを多段に保持するボートへ移載
   する移載機のウェーハ移載方法に於いて、予め設定され
   たボート上でのウェーハ配列となる様、ボート上でのウ
   ェーハの不足分についてはダミーウェーハで補充しつつ
   移載を行うことを特徴とするウェーハ移載方法。