JPH1012707A - ボートに於けるウェーハ位置ずれ補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体製造装置に於いて、ボートへのウェーハ
移載後にウェーハの位置ずれを補正してウェーハの膜質
の均一性を向上させる。 【解決手段】ウェーハ４を処理する縦型反応炉、該縦型
反応炉内でウェーハを保持するボート５、該ボートにウ
ェーハを移載するウェーハ移載機９を具備する半導体製
造装置のボートに於けるウェーハ位置ずれ補正装置に於
いて、ボートに正規に装填された状態でのウェーハ端縁
を結ぶ鉛直基準線Ｏを挾んで半径方向に配置した反射式
位置ずれ検出センサ１２，１３を所要数有すると共にボ
ートのウェーハ最下位置より更に下方に反射板２５を有
し、前記各反射式位置ずれ検出センサの受信状態からウ
ェーハの位置ずれを検出すると共に各反射センサの受信
時間差より位置ずれのあるウェーハを特定し、前記ウェ
ーハ移載機によりずれたウェーハの位置を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は多数のウェーハを保
持するボート上でのウェーハの位置を検出し、位置ずれ
があった場合に、ウェーハの位置を修正するウェーハ位
置ずれ補正装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子はシリコンウェーハの表面に
種々の薄膜を生成、エッチングを行う等により製造され
るが、縦型反応炉を具備した半導体製造装置により表面
処理が行われる場合は、ボートにより多数のウェーハが
水平姿勢で支持された状態でバッチ処理が行われる。

【０００３】図５に於いて、縦型反応炉を具備した半導
体製造装置の概略を説明する。

【０００４】反応炉１は半導体製造機内部の後方上部位
置に設けられ、反応管２は該反応炉１の内部に収納され
ている。該反応炉１の下方にはボートエレベータ３が設
けられており、該ボートエレベータ３はウェーハ４が装
填されたボート５を反応管２内部に装入、引出しする。

【０００５】ウェーハ４はウェーハカセット６に装填さ
れた状態で半導体製造機と外部との間の搬送が行われ、
ウェーハカセット６はウェーハカセット授受部（図示せ
ず）で中継され、その後内部のカセットストッカ７、カ
セットバッファストッカ８に収納され、ウェーハ移載機
９によりカセットストッカ７に収納されたウェーハカセ
ット６のウェーハ４を下降状態にある前記ボート５に移
載する。

【０００６】前記ボートエレベータ３はボート５を反応
管２内に装入し、ウェーハ４の反応管２内で所定の成膜
が完了するとボート５を反応管２より引出す。

【０００７】処理後のウェーハは、上記手順の逆を行う
ことで半導体製造機外部に搬出される。図中、１０はク
リーンユニットである。

【０００８】上記した様に、ウェーハ移載機９によりボ
ート５にウェーハを移載する場合に、予めカセットスト
ッカ７中のウェーハカセット６とボート５との位置関係
を正確に制御プログラム中に設定入力しておかなければ
ならない。

【０００９】前記位置関係は半導体製造装置稼働前に、
作業者による微細な調整を行いつつ前記ウェーハ移載機
９によりウェーハ４の移載を実際に行わせ、移載の結果
をその都度制御装置に入力するティーチング作業により
設定入力を行っている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ティーチン
グに使用したウェーハカセットに比べ、生産ラインで流
れているウェーハカセット中には歪みの大きなものが混
在する。この様な歪みの大きなウェーハカセットが前記
カセットストッカ７、カセットバッファストッカ８に搬
入された場合には、ティーチングにより入力したボート
５とカセットストッカ７中のウェーハカセット６間の位
置関係の狂いを、又ボート５上でのウェーハ４の位置ず
れを招く。ボート５での位置ずれ、即ち前記反応管２内
でのウェーハ４の位置ずれは、ウェーハ間での成膜条件
の相違となり、或は同一ウェーハ上での成膜条件の相違
を招き、ウェーハ間での膜質の不均一、又同一ウェーハ
内での膜質の不均一の原因となる。

【００１１】本発明は斯かる実情に鑑み、ウェーハ移載
後にウェーハの位置ずれを補正してウェーハの膜質の均
一性を向上させようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、ウェーハを処
理する縦型反応炉、該縦型反応炉内でウェーハを保持す
るボート、該ボートにウェーハを移載するウェーハ移載
機を具備する半導体製造装置のボートに於けるウェーハ
位置ずれ補正装置に於いて、ボートに正規に装填された
状態でのウェーハ端縁を結ぶ鉛直基準線を挾んで半径方
向に配置した反射式位置ずれ検出センサを所要数有する
と共にボートのウェーハ最下位置より更に下方に反射板
を有し、前記各反射式位置ずれ検出センサの受信状態か
らウェーハの位置ずれを検出すると共に各反射式位置ず
れ検出センサの受信時間差より位置ずれのあるウェーハ
を特定し、前記ウェーハ移載機によりずれたウェーハの
位置を補正する様構成したボートに於けるウェーハ位置
ずれ補正装置に係り、又前記反射板がウェーハ移載機に
より保持されるボートに於けるウェーハ位置ずれ補正装
置に係り、又前記反射式位置ずれ検出センサが前記縦型
炉の炉口部を開閉する炉口シャッタ下面に設けられたウ
ェーハ位置ずれ補正装置に係るものであり、ウェーハが
正規の状態に装填されているか否かで複数の位置ずれ検
出センサの受信状態が変化し、位置ずれ検出センサの受
信状態によりウェーハの位置ずれが検出でき、位置ずれ
検出センサ間の受信時間差で位置ずれのあるウェーハ位
置が特定でき、ウェーハ移載機により位置ずれしたウェ
ーハのずれを補正する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。

【００１４】図１中、図５中で示したものと同一のもの
には同符号を付してある。

【００１５】ボート５の上方には前記反応管２の下端開
口部を開閉する炉口シャッタ１１が設けられており、該
炉口シャッタ１１の下面にウェーハ位置ずれを検出する
反射式の複数の位置ずれ検出センサ１２，１３，…、を
設ける。該位置ずれ検出センサ１２，１３，…、は超音
波、レーザ光線等を検出媒体とする反射式検出センサで
あり、ウェーハ４がボートに正規に装填された場合のウ
ェーハ端縁を結ぶ鉛直基準線Ｏを挾んで設けられてい
る。

【００１６】前記ウェーハ移載機９は図示しないエレベ
ータを具備しており、ウェーハをチャックするチャッキ
ングヘッド１５は昇降台１６を介して前記エレベータに
取付けられている。前記チャッキングヘッド１５は所要
枚数（本実施の形態では５枚）のツィーザ１７，１８，
１９，２０，２１と該ツィーザ１７，１８，１９，２
０，２１を保持するツィーザ保持部２２、前記昇降台１
６に対し回転可能に設けられた回転台２３、前記ツィー
ザ保持部２２が設けられ前記回転台２３に対して進退可
能に設けられたスライダ部２４から成っている。

【００１７】前記ツィーザ保持部２２は更に少なくとも
上下２段に２分割された構造を有し、保持部上分体２２
ａは最上段のツィーザ１７を保持し、保持部下分体２２
ｂは下４段のツィーザ１８，１９，２０，２１を保持
し、前記保持部下分体２２ｂは回転可能な構成となって
いる。

【００１８】更に、前記ウェーハ移載機９は反射板２５
を具備し、該反射板２５は前記ツィーザ１７，１８，１
９，２０，２１のいずれか１つで吸着可能となってい
る。

【００１９】以下、図５を参照して作動を説明する。

【００２０】カセットストッカ７のウェーハカセット６
のウェーハ４を前記昇降台１６の昇降、回転台２３の回
転、前記スライダ部２４の進退の協働で、前記ツィーザ
１７，１８，１９，２０，２１に吸着して前記ボート５
に順次移載していく。該ボート５への移載はウェーハの
移載効率を考慮し、５枚或は所要枚数一括して行う。

【００２１】移載が完了すると、前記保持部下分体２２
ｂを回転させ、所要位置のツィーザにより前記反射板２
５を吸着把持する。該反射板２５が前記ウェーハ４の最
下段よりも更に下方となる様前記チャッキングヘッド１
５を降下させ前記スライダ部２４を前進させ、反射板２
５をウェーハ４の下側に位置させる。この状態で、前記
位置ずれ検出センサ１２，１３より検出媒体を発する。

【００２２】前記ボート５に装填したウェーハ４が全て
正規の位置であれば図３（Ａ）で示される様に、中心側
に位置する位置ずれ検出センサ１２から発せられた検出
媒体は最上位置のウェーハ４に反射され位置ずれ検出セ
ンサ１２に入射する。又、前記外側に位置する位置ずれ
検出センサ１３から発せられた検出媒体は前記反射板２
５に反射され前記位置ずれ検出センサ１３に入射する。

【００２３】前記位置ずれ検出センサ１２と位置ずれ検
出センサ１３に入射した検出媒体の時間差を比較するこ
とで、正規の位置より突出しているウェーハ４がないこ
とが確認される。

【００２４】正規の位置から突出したウェーハ４が存在
すると、前記位置ずれ検出センサ１３から発せられた検
出媒体は突出したウェーハにより反射され、前記位置ず
れ検出センサ１３に入射する。位置ずれ検出センサ１
２、位置ずれ検出センサ１３に入射した検出媒体の時間
差を検出することで、突出したウェーハ４があることが
確認され、又検出した時間差より上から何段目のウェー
ハが突出しているかということも確認できる。

【００２５】尚、前記位置ずれ検出センサ１２，１３，
…を所要の間隔、例えば０．５mmピッチで３以上設け、
位置ずれ検出センサ１２，１３，…の受信状態からウェ
ーハ突出量も検出することができる。又、前記位置ずれ
検出センサ１２を１つ設け、該位置ずれ検出センサ１２
を半径方向に移動可能に設け、移動させることで突出し
たウェーハを検出すると共に突出量を検出する様にして
もよい。

【００２６】ウェーハ位置ずれ検出後、前記保持部下分
体２２ｂを回転させ、ツィーザ１７を残して他のツィー
ザ１８，１９，２０，２１を退避させる。前記前記昇降
台１６の昇降、回転台２３の回転、前記スライダ部２４
の進退の協働で、前記ツィーザ１７により位置ずれのあ
るウェーハ４を吸着把持する。前記スライダ部２４を所
要ピッチ例えば０．５mmピッチで前進させ、ウェーハの
位置合わせを行いずれを補正する。位置ずれしたウェー
ハ４が複数ある場合は、前記作動により上位位置のウェ
ーハのずれが補正され、更に下段のウェーハの位置ずれ
が補正される。上述した一連の補正作動が繰返され、全
てのウェーハの位置ずれを補正することができる。

【００２７】尚、前記反射板２５をボート５のベース５
ａ（図１参照）等に設け、ウェーハ移載機９によるウェ
ーハの移載毎に位置ずれしたウェーハがあるかどうか確
認し、ウェーハの移載毎にウェーハの位置ずれ補正作動
を行う様にしてもよく、更に前記位置ずれ検出センサは
炉口シャッタに限らず別途支持部材を設け、該支持部材
に設けてもよいことは勿論である。

【００２８】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、ウェー
ハカセットに変形、寸法差があり、ボートに移載したウ
ェーハに位置ずれがあった場合でも補正することができ
るので、反応管内での処理条件を適正でき、ウェーハ間
の、又同一ウェーハでの膜厚の均一性を向上させること
ができ半導体素子の製品品質を向上させることができる
という優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す説明用立面図であ
る。

【図２】同前実施の形態を示す説明用平面図である。

【図３】（Ａ）（Ｂ）は本発明の実施の形態に於ける位
置ずれ検出センサとウェーハとの関係を示す説明図であ
る。

【図４】本発明の実施の形態に於ける反射板とツィーザ
との関係を示すＡ部拡大説明図である。

【図５】半導体製造装置の概略を示す斜視図である。

【符号の説明】

４ ウェーハ ５ ボート ９ ウェーハ移載機 １１ 炉口シャッタ １２ 位置ずれ検出センサ １３ 位置ずれ検出センサ １５ チャッキングヘッド １７ ツィーザ ２２ ツィーザ保持部 ２４ スライダ部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェーハを処理する縦型反応炉、該縦型
   反応炉内でウェーハを保持するボート、該ボートにウェ
   ーハを移載するウェーハ移載機を具備する半導体製造装
   置のボートに於けるウェーハ位置ずれ補正装置に於い
   て、ボートに正規に装填された状態でのウェーハ端縁を
   結ぶ鉛直基準線を挾んで半径方向に配置した反射式位置
   ずれ検出センサを所要数有すると共にボートのウェーハ
   最下位置より更に下方に反射板を有し、前記各反射式位
   置ずれ検出センサの受信状態からウェーハの位置ずれを
   検出すると共に各反射式位置ずれ検出センサの受信時間
   差より位置ずれのあるウェーハを特定し、前記ウェーハ
   移載機によりずれたウェーハの位置を補正する様構成し
   たことを特徴とするボートに於けるウェーハ位置ずれ補
   正装置。
2. 【請求項２】 前記反射板がウェーハ移載機により保持
   される請求項１のボートに於けるウェーハ位置ずれ補正
   装置。
3. 【請求項３】 前記反射式位置ずれ検出センサが前記縦
   型炉の炉口部を開閉する炉口シャッタ下面に設けられた
   請求項１のボートに於けるウェーハ位置ずれ補正装置。