(57)【要約】【課題】成膜処理の後の基板が支持するサセプタにくっつかないように、基板をサセプタ上の適正な位置に載置できる成膜装置を提供する。【解決手段】成膜装置１は、基板Ｗを載置するサセプタ２０を内蔵し、サセプタ２０を回転させながら基板Ｗの上に成膜処理を行う成膜室２と、成膜室２に接続する搬送室４と、搬送室４に接続する基板待機室８と、搬送室４内に設けられ、成膜室２と基板待機室８との間で基板Ｗを搬送する搬送手段１７とを備える。さらに、基板待機室８の内部にある基板Ｗの中心を第１の基準位置に位置合わせする第１の位置合わせ機構５と、基板待機室８から搬送された基板Ｗについて、基板Ｗの中心を成膜室２の内部で第２の基準位置に位置合わせする第２の位置合わせ機構６とを有し、第２の基準位置はサセプタ２０の中心と一致する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を載置するサセプタを内蔵し、前記サセプタを回転させながら前記基板の上に成膜処理を行う成膜室と、
前記成膜室に接続する搬送室と、
前記搬送室に接続する基板待機室と、
前記搬送室内に設けられ、前記成膜室と前記基板待機室との間で前記基板を搬送する搬送手段とを備える成膜装置であって、
前記基板待機室の内部にある前記基板の中心を第１の基準位置に位置合わせする第１の位置合わせ機構と、
前記基板待機室から搬送された基板について、前記基板の中心を前記成膜室の内部で第２の基準位置に位置合わせする第２の位置合わせ機構とを有し、
前記第２の基準位置は、前記サセプタの中心であることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記第１の位置合わせ機構は、前記基板の中心が前記第１の基準位置にない場合に前記基板の位置をリセットする機構を有することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記第２の位置合わせ機構は、前記基板の中心が前記第２の基準位置にない場合に前記基板の位置をリセットする機構を有することを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記第１の位置合わせ機構および前記第２の位置合わせ機構のうちの少なくとも一方は、撮像素子による前記基板の撮像結果により前記基板の中心の位置情報を認識する検出機構を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記撮像素子はＣＣＤカメラであることを特徴とする請求項４に記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置に関する。
【０００２】
従来より、ＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)等のパワーデバイスのように、比較的膜厚の大きい結晶膜を必要とする半導体素子の製造には、エピタキシャル成長技術が活用されている。
【０００３】
膜厚の大きなエピタキシャルウェハを高い歩留まりで製造するには、均一に加熱されたウェハの表面に新たな原料ガスを次々に接触させて成膜速度を向上させる必要がある。そこで、従来成膜装置においては、ウェハを高速で回転させながらエピタキシャル成長させることが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図１は、エピタキシャル成長技術を用いる従来の成膜装置の主要部であって、ウェハが載置されたサセプタ部分の構成を説明する模式的な断面図である。
【０００５】
特許文献１にも示されるように、従来の成膜装置９０１では、ウェハ９０２を支持するサセプタ（ウエハホルダ）９０３がサセプタ支え９０４に嵌着されており、サセプタ支え９０４に接続する回転軸（図示せず）が回転することによって、ウェハ９０２が回転するようになっている。そして、上記したように、ウェハ９０２を高速で回転させながらウェハ９０２上でエピタキシャル膜の形成が行われている
【０００６】
このとき、ウェハ９０２がサセプタ９０３上の予め決められた位置に載置されることで、ウェハ９０２の側面とサセプタ９０３の内壁との間には、ウェハ９０２の全周囲に亘り同様の幅の隙間９０５が形成されている。
【０００７】
しかしながら、ウェハ９０２がサセプタ９０３の予め決められた位置からずれてサセプタ９０３上に載置されてしまうことがある。このような場合、ウェハ９０２の側面とサセプタ９０３の内壁との間には、隙間の狭い部分が形成されてしまう。そして、そのように隙間の狭い部分が形成されたまま、ウェハ９０２上でエピタキシャル成長を行うと、ウェハ９０２の側面部分に形成されたエピタキシャル膜の一部が回りこみ、その狭い部分でエピタキシャル膜を介してウェハ９０２がサセプタ９０３に貼り付いてしまい、サセプタ９０３から離れ難くなってしまうことがあった。また、ウェハ９０２を高速で回転させた際に、ウェハ９０２がサセプタ９０３の側面に接触してしまうこともあった。
【０００８】
【特許文献１】特開平５−１５２２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、ウェハがサセプタ上で予め決められた位置からずれて載置されると、ウェハとサセプタとがくっついてしまう不具合を引き起こし、その結果、エピタキシャルウェハの生産歩留まりが大きく低下する結果となってしまう。
【００１０】
尚、上記したウェハをサセプタ上の予め決められた位置に載置するとは、ウェハとサセプタとが同芯となるようにウェハをサセプタ上に載置すること、すなわち、ウェハの中心をサセプタの中心に一致させてサセプタ上に載置することをいう。こうすることでウェハの側面とサセプタの内壁との間には上記したようにウェハの全周囲に亘り同様の幅の隙間が形成されるようになる。
【００１１】
従って、エピタキシャル成長技術を用いる成膜装置においては、ウェハをサセプタ上でずれることなく予め決められた位置に正しく載置することが重要である。つまり、ウェハがサセプタ上に載置された状態で、ウェハの周囲でサセプタの内壁との間に隙間の狭い部分が形成されないようにする必要がある。
【００１２】
本発明は、こうした課題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、ウェハ等の基板をサセプタ上のウェハとサセプタとが同芯となる位置に載置してエピタキシャル成長させることのできる成膜装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、基板を載置するサセプタを内蔵し、サセプタを回転させながら基板の上に成膜処理を行う成膜室と、
成膜室に接続する搬送室と、
搬送室に接続する基板待機室と、
搬送室内に設けられ、成膜室と基板待機室との間で基板を搬送する搬送手段とを備える成膜装置であって、
基板待機室の内部にある基板の中心を第１の基準位置に位置合わせする第１の位置合わせ機構と、
基板待機室から搬送された基板について、基板の中心を成膜室の内部で第２の基準位置に位置合わせする第２の位置合わせ機構とを有し、
第２の基準位置がサセプタの中心であることを特徴とする成膜装置に関する。
【００１５】
第１の位置合わせ機構は、基板の中心が第１の基準位置にない場合に基板の位置をリセットする機構を有することが好ましい。
【００１６】
第２の位置合わせ機構は、基板の中心が第２の基準位置にない場合に基板の位置をリセットする機構を有することが好ましい。
【００１７】
第１の位置合わせ機構および第２の位置合わせ機構のうちの少なくとも一方は、撮像素子による基板の撮像結果により基板の中心の位置情報を認識する検出機構を備えることが好ましい。
【００１８】
撮像素子はＣＣＤカメラとすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、基板をサセプタ上でずれることなく予め決められた位置に正しく載置することができるので、基板がサセプタ上に載置された状態で基板の周囲においてサセプタの内壁との間の隙間が狭い部分が形成されないようにすることができる。その結果、基板がサセプタ上で予め決められた位置からずれることによって、成膜処理後の基板とサセプタとがくっついてしまう不具合を引き起こすことが防止され、成膜処理済み基板の生産歩留まりを低下させない成膜装置の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図２は、本実施の形態における成膜装置の模式的な平面図である。尚、図１においては、本実施形態における成膜装置１の動作を説明するため、便宜上、同じ基板Ｗが複数個所に記載されている。
【００２１】
図２に示すように、成膜装置１は、サセプタ２０を内蔵し、サセプタ２０上に載置された基板Ｗの表面に膜を形成する成膜室２と、第１の開閉部３を介して成膜室２に接続する搬送室４と、第２の開閉部１１を介して搬送室４に接続されており、成膜室２から搬送室４を通って取り出された基板Ｗを待機させる基板待機室８と、搬送室４内に設けられ、成膜室２と基板待機室８との間で基板Ｗを搬送する搬送手段としての搬送用ロボット１７とを備える。成膜室２では、例えば、反応ガスが導入されて基板の表面にエピタキシャル膜が形成される。また、蒸着やスパッタによって基板上に膜が形成されるようにしてもよい。
【００２２】
成膜装置１の特徴の１つは、基板待機室８の内部にある基板Ｗの中心を基板待機室８内において第１の基準位置に位置合わせする第１の位置合わせ機構５を有する点にある。そして、この第１の位置合わせ機構５は、基板Ｗの中心が第１の基準位置にない場合に、搬送用ロボット１７を制御して、基板Ｗの位置をリセットする機構を有する。
【００２３】
成膜装置１の別の特徴は、基板待機室８から搬送された基板Ｗについて、基板Ｗの中心を成膜室２の内部で第２の基準位置に位置合わせする第２の位置合わせ機構６を有する点にある。このとき、この第２の基準位置は、サセプタ２０の中心である。そして、第２の位置合わせ機構６は、基板の中心が第２の基準位置であるサセプタの中心にない場合に、搬送用ロボット１７を制御して、基板Ｗの位置をリセットする機構を有する。
【００２４】
本実施の形態においては、成膜処理される前、基板Ｗを待機させる基板待機室８内において、第１の位置合わせ機構５を用いて基板Ｗについて第１回目の基板位置合わせを行う。そして、その後、搬送用ロボット１７により成膜室２内に搬送され、サセプタ２０上に載置された基板Ｗについて、成膜処理を行う前に、第２の位置合わせ機構６により基板Ｗの第２回目の基板位置合わせを行う。
【００２５】
すなわち、本実施の形態においては、成膜室２内で基板表面に成膜処理がなされる前に２回の位置合わせ処理を行うこととなる。つまり、基板待機室８内で位置合わせを行い、その後、搬送された成膜室２内のサセプタ上でより高精度の位置合わせが行われる。これらの位置合わせは連続して行われるので、基板Ｗの位置合わせ処理を成膜装置１内で迅速に行うことができる。
【００２６】
次に、成膜装置１の動作と、それを実現する成膜装置１の主要部分の構成について、図２から図６を用いて詳しく説明する。
【００２７】
図３は、第１の位置合わせ機構５の動作を説明するための模式的な基板待機室８の断面図である。
【００２８】
第１の位置合わせ機構５は、図３に示すように、基板支持台２３と、基板待機室８の底部に設けられ、基板支持台２３に設置された基板Ｗを下方から光照射する照明装置２４と、裏面から光照射される基板Ｗの画像を撮像するＣＣＤカメラ２５とを有する。照明装置２４は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）である。図３において、点線は、照射される光の範囲を示している。
【００２９】
図２に示すように、成膜処理が行われる基板Ｗは、カセット９に収納されている。膜形成を行う際には、基板搬送用ロボット１０によって、カセット９から基板Ｗが取り出される。そして、図３に示すように、第３の開閉部１２を通して基板待機室８にある基板支持台２３上に載置される。ここで、基板Ｗの搬送には、例えば、気体を噴出することにより非接触の状態で基板を搬送可能なベルヌーイチャックなどの方式を採用することができる。また、基板Ｗとしては、例えば、シリコンウェハ、特にパワー半導体などの用途で使用される３００mmのシリコンウェハなどを挙げることができる。
【００３０】
尚、基板待機室８は、第２の開閉部１１を介して搬送室４に接続している。そして上記のように第３の開閉部１２または第４の開閉部２２を開くことにより、外部から基板Ｗを基板待機室８内に搬出入することができる。したがって、上述した基板Ｗを基板待機室８内に載置する際には、第２の開閉部１１を閉じた状態で第３の開閉部１２または第４の開閉部２２を開き、これらを基板待機室８内に搬入する。基板待機室８を設けることにより、外部の空気が成膜室２に直接侵入しないようにすることができる。すなわち、空気中の水分や有機物が成膜室２内に入り込んで、成膜処理に悪影響を及ぼすのを防ぐことができる。
【００３１】
基板Ｗを基板待機室８に搬入した後は、第３の開閉部１２および第４の開閉部２２を閉じる。そして、真空ポンプなどを用いて排気口１３から基板−サセプタ載置部８内の空気を排出する。次いで、導入口１４を通じて基板待機室８内に水素ガスを導入する。尚、プロセスに応じ水素ガスに代えて、窒素ガスやアルゴンガスなどを導入してもよい。
【００３２】
次に、基板Ｗが基板支持台２３上に載置されると、照明装置２４の光源を用いて、基板Ｗの裏面全面に向かって光照射が行われる。照明装置２４によって裏面から光照射された基板Ｗは、基板周囲に比べ、影のように暗い像として写し出される。この状態の基板Ｗは、基板Ｗの上方に設けられたＣＣＤカメラ２５によって撮像される。すなわち、ＣＣＤカメラ２５のレンズ系を通じて内部のＣＣＤ撮像素子の受光面に、基板Ｗに相当する部分は暗部として、基板Ｗ周囲の基板Ｗではない部分は明部として結像することになる。
【００３３】
こうして撮像された基板Ｗの像は、所定の電荷信号に変換され、ＣＣＤカメラ２５に接続された画像信号処理部（図示せず）に出力される。この画像信号処理部では、所定の信号処理をした後に、画像の基板Ｗの外形輪郭線の特徴抽出を行って、その位置情報を得る。次いで、得られた基板Ｗの外形輪郭線上で３点以上測定を行い、円あるいは楕円の方程式に当てはめて基板Ｗの中心座標を算出する。この座標は、図示しない画像出力装置の画面上に設定された所定の座標系上の座標値として求められる。
【００３４】
画像信号処理部には演算部が備えられており、この演算部において、基板支持台２３上に設置されている基板Ｗの保持位置（基板Ｗの中心座標）と、適正な位置である第１の基準位置にある基板Ｗの位置（基板Ｗの中心座標）との偏差が計算される。この偏差計算により、基板支持台２３上に設置されている基板Ｗと、位置ずれのない第１の基準位置との間の位置ずれ量および位置ずれ方向が求められる。
【００３５】
ここで、適正な位置である第１の基準位置について説明する。第１の基準位置とは、この位置に基板Ｗの中心が一致するように置かれ、その後、搬送用ロボット１７により、基板Ｗが位置ずれを起こすことなく成膜室２内部まで搬送され、引き続き、位置ずれせずに成膜室２内のサセプタ２０上に載置された場合に、サセプタ２０の中心と基板Ｗの中心とが一致する位置である。従って、第１の基準位置は、実質的に成膜室２内部のサセプタ２０の中心位置とみなすことも可能である。
【００３６】
次に、基板支持台２３上に載置された基板Ｗについてリセット動作が行われる。
【００３７】
すなわち、上記の画像信号処理部の演算部により求められた基板Ｗの位置ずれ量が、搬送用ロボット１７の制御部に出力される。この制御部では入力された基板Ｗの位置ずれ量と位置ずれ方向に従い、搬送用ロボット１７に所定の動作命令を行う。その結果、搬送用ロボット１７は、基板Ｗの位置ずれを解消するように基板Ｗの設置位置の修正、すなわち基板Ｗのリセットを行う。
【００３８】
その後、リセットされた基板Ｗは、再び搬送用ロボット１７により搬送され、第２の開閉部１１を通って搬送室４内に搬入される。
【００３９】
尚、搬送室４にも、導入口１５と排気口１６が設けられている。導入口１５は、配管（図示せず）を通じて水素ガスが入ったボンベに接続しており、搬送室４内に水素ガスを導入できるようになっている。また、排気口１６は、配管（図示せず）を通じて真空ポンプ（図示せず）に接続しており、基板待機部４内のガスがここから排出されるようになっている。尚、プロセスに応じ水素ガスに代えて、窒素ガスやアルゴンガスなどを導入してもよい。
【００４０】
搬送室４の中に設けられ、基板Ｗの搬送を行う搬送用ロボット１７は、例えば、カーボンにシリコンコートされた耐熱性の材料から構成されている。尚、石英材料を用いて構成されていてもよい。
【００４１】
基板Ｗは、搬送用ロボット１７によって搬送室４内に搬入された後、引き続き、第１の開閉部３を通って成膜室２へと搬入される。そして、基板Ｗは、搬送用ロボット１７によってサセプタ２０上に載置される。
【００４２】
成膜室２には、導入口１８と排気口１９が設けられている。導入口１８は、配管（図示せず）を通じて反応ガスが入ったボンベや希釈ガスが入ったボンベに接続しており、必要に応じてこれらのガスが適量供給されるようになっている。また、排気口１９は、配管（図示せず）を通じて真空ポンプ（図示せず）に接続しており、成膜室２内のガスがここから排出されるようになっている。
【００４３】
尚、以上で説明した第１回目の基板位置合わせと成膜室２内への基板Ｗの搬送においては、別の方法を行うことも可能である。すなわち、基板待機室８内部の基板支持台２３上の基板Ｗについて、位置ずれを解消するための上記した基板支持台２３上での基板Ｗのリセットを行わないで、搬送用ロボット１７によって成膜室２へと搬送するようにすることも可能である。
【００４４】
すなわち、第１回目の基板位置合わせについては、画像信号処理部の演算部を用いて第１の基準位置との位置ずれ量と位置ずれ方向を求めることまでとする。そして、そのまま基板Ｗを、搬送用ロボット１７を用いて成膜室２へと搬送する。その後、搬送用ロボット１７を制御して、先に求めておいた位置ずれ量と位置ずれ方向に基づき、位置ずれを解消するよう載置動作を補正してサセプタ２０上の適正な位置に向かって基板Ｗを載置することも可能である。
【００４５】
このように第１回目の基板位置合わせを行うことにより、基板支持台２３上で基板Ｗの位置ずれがあったとしても、第１回目の位置合わせにおけるリセット工程を省略し、一連の基板Ｗの搬送とその後の成膜処理をより迅速に行うことが可能となる。
【００４６】
次に、基板Ｗが成膜室２内部のサセプタ２０上に載置されると、成膜処理される前に、第２の位置合わせ機構６により基板Ｗの第２回目の基板位置合わせが行われる。このとき、基板Ｗ表面への成膜処理中、成膜室２の内部は１２００℃程度まで昇温されるため、成膜室２内に第１の位置合わせ機構５と同様のＣＣＤカメラを配設することはできない。すなわち、第２の位置合わせ機構６は、上記した第１の位置合わせ機構５と同様の機構とすることができず、異なる機構とする必要がある。
【００４７】
図４は、第２の位置合わせ機構６の動作を説明するための模式的な成膜室２の断面図である。
【００４８】
第２の位置合わせ機構６は、図４に示すように、成膜室２の天井付近に設けられたＣＣＤカメラ３０を有する。成膜室２の壁と天井は、石英ガラスなどの透明部材で構成されており、成膜室２の外部にＣＣＤカメラ３０を設置しても、成膜室２内部の撮像は可能となっている。
【００４９】
成膜室２には、基板Ｗを支持するサセプタ２０が内蔵されている。サセプタ２０は、サセプタ支え３１に嵌着されており、サセプタ支え３１に接続する回転軸３２が回転することによって、基板Ｗが回転するように構成されている。そして、成膜室２は、基板Ｗを高速で回転させながら、基板Ｗ上でエピタキシャル膜の形成が行えるようになっている。
【００５０】
成膜室２の外のＣＣＤカメラ３０は、サセプタ２０上に載置された基板Ｗの周縁部の一部を撮像可能な位置に配置されている。尚、第２の位置合わせ機構６は、ＣＣＤカメラ３０の撮像対象を照らして撮像対象の明確な像を取得することができるよう、成膜室２の外部の適当な位置に配置された照明装置（図示せず）を具備していてもよい。照明装置は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）の使用が可能である。
【００５１】
基板Ｗがサセプタ２０の上に載置されると、基板Ｗの上方に設けられたＣＣＤカメラ３０によって、基板Ｗの周縁部の一部が撮像される。すると、ＣＣＤカメラ３０のレンズ系を通じて、ＣＣＤ撮像素子の受光面に、基板Ｗの周縁部の一部に相当する部分が結像される。
【００５２】
こうして撮像された基板Ｗの像は、所定の電荷信号に変換され、ＣＣＤカメラ３０に接続された画像信号処理部（図示せず）に出力される。この画像信号処理部では、所定の信号処理をした後に画像の基板Ｗの外形輪郭線の特徴抽出を行い、基板Ｗの最外周部分の一部の位置情報を取得する。
【００５３】
第２回目の基板位置合わせでは、上記処理に続いて、サセプタ支え３１に接続する回転軸３２を回転する。回転軸３２とサセプタ支え３１は同芯となるように設定されており、回転軸３２の回転中心とサセプタ支え３１の回転中心は一致し、さらに、サセプタ支え３１の中心と一致している。そして、基板Ｗの回転とともに、基板Ｗの上方に設けられたＣＣＤカメラ３０によって、基板Ｗの周縁部の撮像を繰り返しながら基板Ｗを１回転させる。
【００５４】
このとき、基板Ｗの中心とサセプタ２０の中心が一致しているならば、ＣＣＤカメラ３０によって撮像される基板Ｗの周縁部の一部の画像は、常に同じ形状の画像となり、基板Ｗの外形輪郭線は変位することがない。しかし、基板Ｗの中心とサセプタ２０の中心がずれている場合、ＣＣＤカメラ３０によって撮像される基板Ｗの周縁部の一部の画像は、基板Ｗの回転に従い少しずつ形を変える。すなわち、基板Ｗの外形輪郭線は基板Ｗの回転に従い少しずつ変位することになる。
【００５５】
図５は、基板Ｗの中心と基板Ｗの回転中心であるサセプタ２０の中心がずれている場合に、ＣＣＤカメラ３０によって撮像される画像の変化を説明する図である。
【００５６】
すなわち、図５に示すように、基板Ｗの回転に従いＣＣＤカメラ３０の撮像領域４０内の基板Ｗの周縁部の画像は、実線の基板Ｗに由来するものから、位置のずれた破線の基板Ｗに由来するものへと変化する。
【００５７】
次に、こうして取得された基板Ｗの周縁部の一部についての外形輪郭線の変位の軌跡から、基板Ｗ全体の外形輪郭線の特徴抽出を行い、その位置情報を得る。その後、基板Ｗの中心座標を算出する。この座標は、画像出力装置（図示せず）の画面上に設定された所定の座標系上の座標値として求められる。
【００５８】
画像信号処理部には演算部が備えられており、この演算部においてサセプタ２０上に設置されている基板Ｗの保持位置（基板Ｗの中心座標）と、適正な位置である第２の基準位置にある基板Ｗの位置（基板Ｗの中心座標）との偏差が計算される。この偏差計算により、サセプタ２０上に設置されている基板Ｗと、位置ずれのない第２の基準位置との位置ずれ量および位置ずれ方向が求められる。尚、前記した適正な位置である第２の基準位置とは、サセプタ２０の中心である。
【００５９】
次に、サセプタ２０上に載置された基板Ｗに対してリセット動作が行われる。すなわち、上記の画像信号処理部の演算部により求められた基板Ｗの位置ずれ量が、搬送用ロボット１７の制御部に出力される。この制御部では、入力された基板Ｗの位置ずれ量と位置ずれ方向に従い、搬送用ロボット１７に所定の動作命令を行う。その結果、搬送用ロボット１７は、サセプタ２０上での基板Ｗの位置ずれを解消するように基板Ｗの設置位置の修正、すなわち基板Ｗのリセットを行う。
【００６０】
尚、このとき、リセット動作を行わず、搬送用ロボット１７により基板Ｗが成膜室２内に搬送されてサセプタ２０上に載置される際に、載置位置を修正してサセプタ２０の中心と基板Ｗの中心を合わせて載置することも可能である。
【００６１】
第２の位置合わせ機構については、別の構成からなる実施形態とすることも可能である。すなわち、ＣＣＤカメラ３０の代わりに赤外線カメラを使用することも可能である。その場合、基板Ｗの中心位置には、予め基板の構成材料と異なる赤外線吸収特性の材料、例えば、基板Ｗがシリコンウェハである場合は、シリコン材料と異なる赤外線吸収特性を有する材料を用いて、基板Ｗの中心に予めマーキングをしておく。そして、成膜室２の外部に設置した赤外線カメラで基板Ｗの中心のマークを撮像し、そのマークの位置情報を得て、基板Ｗの中心座標を求める。この座標は、別構成の第２の位置合わせ機構が具備する画像出力装置の画面上に設定された所定の座標系上の座標値として求められる。
【００６２】
そして、この別の構成の第２の位置合わせ機構が具備する演算機構を使用して、基板Ｗのマーク位置（基板Ｗの中心座標）と、サセプタ２０の中心の位置（サセプタ２０の中心座標）との偏差を計算する。そして、サセプタ２０上に設置されている基板Ｗとサセプタ２０の中心との間の位置ずれ（位置ずれ量と位置ずれ方向）を求める。
【００６３】
次に、サセプタ２０上に載置された基板Ｗに対し、この位置ずれを解消するよう、搬送用ロボット１７を用いてリセット動作を行う。
【００６４】
尚、このとき、リセット動作を行わず、搬送用ロボット１７により基板Ｗが成膜室２内に搬送されてサセプタ２０上に載置される際に、載置位置を修正してサセプタ２０の中心と基板Ｗの中心を合わせて載置することも可能である。
【００６５】
例えば、基板Ｗが載置される直前に、赤外線カメラで基板Ｗの中心のマークを撮像してマークの位置情報を得、これにより基板Ｗの中心座標を求める。そして、具備する演算機構を使用し、基板Ｗのマーク位置（基板Ｗの中心座標）と、予め求めておいたサセプタ２０の中心の位置（サセプタ２０の中心座標）との偏差を計算する。この値から、サセプタ２０上に設置されている基板Ｗとサセプタ２０の中心との間の位置ずれ（位置ずれ量と位置ずれ方向）を求める。次に、搬送用ロボット１７上にある基板Ｗに対し、位置ずれがあれば、この位置ずれを解消するよう、搬送用ロボット１７上に把持された状態で搬送用ロボット１７にフィードバックを行い、修正の動作をさせて適正な位置に位置補正を行い、その後、そのままの位置でサセプタ２０上に載置する。
【００６６】
以上、第２の位置合わせ機構の別の構成を説明したが、撮像手段は赤外線カメラに限るものではなく、適当な位置認識センサを用いて基板中心を認識し、その位置を求めることが可能である。
【００６７】
また、第２の位置合わせ機構については、さらに別の構成からなる実施形態とすることも可能である。すなわち、ＣＣＤカメラ３０などの撮像装置を使用せず、より簡素な構成とすることが可能である。
【００６８】
図６は、第２の位置合わせ機構のさらに別の実施形態５０を説明するための装置主要部の模式的な断面図である。
【００６９】
別形態の第２の位置合わせ機構５０は、図６に示すように、上記したリング状のサセプタ２０と異なる円盤状のサセプタ５２とともに用いられる。そして、図６に示すように、基板Ｗとしては、裏面の基板Ｗの中心を含む位置に凹みである凹部５１が設けられたものを使用する。
【００７０】
第２の位置合わせ機構５０では、基板Ｗを載置するサセプタ５２がその中心部分に基板Ｗの凹部５１に勘合可能な凸部５３を具備することを特徴とする。そして、基板Ｗの撮像装置を具備せず、搬送用ロボット（図６中には図示せず）が基板Ｗを成膜装置に搬入してサセプタ５２上に載置する際に、基板Ｗの凹部５１をサセプタ５２の凸部５３の位置に合わせ、凹部５１にサセプタ５２の凸部５３が嵌合するようにサセプタ５２上に載置する。これにより、基板Ｗの中心がサセプタ５２の中心に合わせられた、基板Ｗのサセプタ５２上への載置が実現できることになる。
【００７１】
基板Ｗの凹部５１とサセプタ５２の凸部５３の位置が合わず、凹部５１への凸部５３の嵌合が実現できない場合は、その情報を搬送用ロボット１７にフィードバックする。
【００７２】
凹部５１の形状が、その平面形状が円とはならない形状、例えば、正四角形状や長方形状などの矩形状である場合には、さらにサセプタ５２を支えるサセプタ支え５４に接続する回転軸５５の回転機構にも必要なフィードバックを行って、サセプタ５２を適正位置に回転修正させることも可能である。この場合、フィードバックを受けた搬送用ロボット１７によって、基板Ｗのサセプタ５２上の載置位置の修正が実行される。そして、基板Ｗの凹部５１をサセプタ５２の凸部５３の位置に合わせ、凹部５１にサセプタ５２の凸部５３が嵌合するように、サセプタ５２上に再度載置される。
【００７３】
基板Ｗがサセプタ２０の上の適正な位置に合わせて載置された後は、基板Ｗの表面に成膜処理が行われる。すなわち、成膜室２では、例えば、反応ガスが導入されて基板Ｗの表面にエピタキシャル膜が形成される。また、蒸着やスパッタによって基板上に膜が形成されるようにしてもよい。
【００７４】
基板Ｗは、成膜室２内のヒータ（図示せず）によって加熱されるようになっており、成膜室２内のサセプタ２０上に基板Ｗが置かれた後は、第１の開閉部３を閉じた状態で所定の成膜処理が行われる。
【００７５】
例えば、数１０torrの減圧下で水素ガスを流しながら、ヒータで基板Ｗを１１００℃〜１２００℃に加熱する。そして、反応ガスを導入しつつサセプタ２０を回転させることにより、基板Ｗの上に均一な厚さのシリコンのエピタキシャル層を成長させることができる。例えば、パワー半導体の用途では、３００mmのシリコンウェハ上に１０μm以上、多くは１０μm〜１００μm程度の厚膜が形成される。厚膜を形成するには、成膜時の基板の回転数を高くするのがよく、例えば、９００rpm程度の回転数とするのがよい。
【００７６】
成膜処理を終えた後は、第１の開閉部３を開き、搬送用ロボット１７によって、基板Ｗを成膜室２から搬送室４内に移動させる。このとき、搬送用ロボット１７にヒータを設けておけば、基板Ｗが載置される部分を所定の温度に加熱しておくことが可能となる。こうすることにより、成膜室２内から取り出された直後の基板Ｗに急激な温度変化が起こらないようにして、基板Ｗや基板Ｗ表面の膜にクラックが生じるのを防ぐことができる。また、成膜室２内での十分な温度降下を待ってから基板Ｗを取り出す必要がなくなるので、成膜装置１の稼働率を向上させることができる。さらに、搬送室４の内部に搬入された次の基板を処理するまでの加熱時間を短縮することもできる。
【００７７】
例えば、成膜室２内の温度が８００℃程度になったところで第１の開閉部３を開ける。搬送用ロボット１７で基板Ｗが載置される部分の温度を、ヒータによって５００℃〜６００℃に加熱しておくことにより、基板Ｗに急激な温度変化を与えることなく、成膜室２からこれらを取り出すことができる。
【００７８】
基板Ｗを取り出した後は、第１の開閉部３を閉じ、ヒータの温度を徐々に下げていく。基板Ｗが十分に冷却したら、第２の開閉部１１を開け、搬送用ロボット１７によって、基板Ｗを基板待機室８内に搬送する。
【００７９】
次に、第２の開閉部１１を閉じ、真空ポンプなどを用いて排気口１３から基板−サセプタ載置部８内の気体を排出する。次いで、導入口１４から窒素ガスを流して基板−サセプタ載置部８内を大気圧まで戻す。次いで、第３の開閉部１２を開けて、基板搬送用ロボット１０で成膜済の基板Ｗをカセット９に収納する。
【００８０】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することができる。
【００８１】
例えば、本発明の成膜装置の一例として、エピタキシャル成長装置について説明したが、これに限るものではなく、シリコンウェハ表面に所定の結晶膜を気相成長させるための装置であればよい。例えば、ポリシリコン膜を成長させることを目的とした成膜装置であっても、本発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００８２】
さらに、装置の構成や制御の手法など、本発明に直接必要としない部分などについては記載を省略したが、必要とされる装置の構成や、制御の手法などを適宜選択して用いることができる。
【００８３】
また、本発明を説明するために示した図において、説明のために必要な構成以外は省略し、縮尺等に就いても原寸大のものとは一致させず、明確に視認できるよう適宜変更した。
【００８４】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての気相成長装置、および各部材の形状は、本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】エピタキシャル成長技術を用いる従来の成膜装置の主要部であって、ウェハが載置されたサセプタ部分の構成を説明する模式的な断面図である。
【図２】本実施の形態における成膜装置の模式的な平面図である。
【図３】第１の位置合わせ機構の動作を説明するための模式的な基板待機室の断面図である。
【図４】第２の位置合わせ機構の動作を説明するための模式的な成膜室の断面図である。
【図５】基板Ｗの中心と基板Ｗの回転中心であるサセプタの中心がずれている場合にＣＣＤカメラによって撮像される画像の変化を説明する図である。
【図６】第２の位置合わせ機構のさらに別の実施形態を説明するための装置主要部の模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１、９０１    成膜装置
２    成膜室
３    第１の開閉部
４    搬送室
５    第１の位置合わせ機構
６    第２の位置合わせ機構
８    基板待機室
９    カセット
１０    基板搬送用ロボット
１１    第２の開閉部
１２    第３の開閉部
１３、１６、１９    排気口
１４、１５、１８    導入口
１７    搬送用ロボット
２０、５２、９０３    サセプタ
２２    第４の開閉部
２３    基板支持台
２４    照明装置
２５、３０    ＣＣＤカメラ
３１、５４、９０４    サセプタ支え
３２、５５    回転軸
４０    撮像領域
５０    別形態の第２の位置合わせ機構
５１    凹部
５３    凸部
９０２    ウェハ
９０５    隙間
Ｗ    基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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