JPH0727955B2 - ウェーハ移載方法及びその制御装置及び半導体製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、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及びその制御装置及び該制
御装置を具備した半導体製造装置に関するものである。

［従来の技術］ 半導体製造装置の１つに縦型CVD装置がある。

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、ウェーハ表面にも反応膜を生成するものである。

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。

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。

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。

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かって隙間な
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。

［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。

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。

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及びその制御装置及び該制御装置を
具備した半導体製造装置を提供しようとするものであ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、移載機により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
トへ移載する場合に於いて、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
とを特徴とするものである。

［作用］ 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。

［実施例］ 以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例を説明する。

第１図は、本発明が実施される縦型拡散CVD装置の内部
斜視図である。

第１図に於いて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。

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。

前記ウェーハチャック10は所要枚数（本実施例では５
枚）の吸着プレート10a,10b,10c,10d,10eを有し、各吸
着プレート10a,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。

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、その受信部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。

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。

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23を有している。

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。

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。

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。

以下、ウェーハの移載動作の概略について説明する。

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。

ウェーハチャックのウェーハ吸着解放、水平動機構部1
1、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。

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。

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。

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。

第３図中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16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,30
d,30eの動作状態を検知するセンサ（例えば圧力セン
サ）34a,34b,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。

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38,39,40,4
1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。

更に、前記モータコントローラ38,39,40,41,42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。

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44,4
5が接続されている。

第４図に於いて主制御部32の構成の概略を説明する。

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、43b,43c,43d,43e,44,45が
接続される電磁弁制御部47、前記通信制御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。

以下、第５図を併用して移載制御作用について説明す
る。

第５図に示される様に、あるCVD処理に於いてボート４
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P2（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。

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。

次に、操作部33よりウェーハの移載開始を指示する。

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。

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。

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16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。

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。

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。

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。

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。

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、且つ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。

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（本実施例では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,43e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。

而して、移載前カセット内にウェーハが不足していたと
していても、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。

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。

尚、上記実施例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。

［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】

第１図は縦型拡散装置の概要を示す斜視図、第２図はウ
ェーハ検知センサの説明図、第３図は本発明の一実施例
を示すブロック図、第４図は主制御部の説明図、第５図
はウェーハ配列、ウェーハ移載についての説明図であ
る。 ２はウェーハ、３はボート、５はウェーハ移載機、７は
カセットストッカ、14はカセット、15はウェーハ検知セ
ンサ、32は主制御部、49はプロセッサ、51はウェーハア
レンジメントパラメータ設定部、52は移載動作パラメー
タ作成部を示す。

Claims (4)

【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。
2. 【請求項２】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制御装置に於いて、ダミーウェ
   ーハ以外のウェーハが装填されるウェーハ用カセット
   と、補充用のダミーウェーハが装填されたダミーウェー
   ハ用カセットと、各カセットのウェーハ装填状態を入力
   する入力部と、該ウェーハ装填状態に基づき移載動作パ
   ラメータを作成し、該移載動作パラメータに従い、ウェ
   ーハに不足がある場合前記ダミーウェーハ用カセットの
   ダミーウェーハを移載してボート上でのウェーハの不足
   分を補充しつつウェーハの移載を行わせる主制御部とを
   具備することを特徴とするウェーハ移載制御装置。
3. 【請求項３】各カセットのウェーハ装填状態を検出する
   ウェーハ検知センサを具備する請求項第２項記載のウェ
   ーハ移載制御装置。
4. 【請求項４】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
   るウェーハ移載機を具備した半導体製造装置に於いて、
   該ウェーハ移載機の制御装置が、ダミーウェーハ以外の
   ウェーハが装填されるウェーハ用カセットと、補充用の
   ダミーウェーハが装填されたダミーウェーハ用カセット
   と、各カセットのウェーハ装填状態を入力する入力部
   と、該ウェーハ装填状態に基づき移載動作パラメータを
   作成し、該移載動作パラメータに従い、ウェーハに不足
   がある場合前記ダミーウェーハ用カセットのダミーウェ
   ーハを移載してボート上でのウェーハの不足分を補充し
   つつウェーハの移載を行わせる主制御部とを具備するこ
   とを特徴とする半導体製造装置。