(57)【要約】【課題】半導体製造工場におけるオートメーションが進むなか，シリンダー型半導体エピタキシャル成長装置における，ウエハー搬送の自動化は必須の課題である。【解決手段】メンテナンスフリーで安定稼動するウエハーの自動搬送装置（オートローダー）に，ウエハーのセット状況の自動検知装置，エピタキシャル処理結果検査用のモニターチップ自動搬送装置を合せて搭載することにより，処理速度と歩留りが向上する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サセプターの外側表面のウエハーポケットにウエハーを装着してベルジャー内へ挿入し，同ベルジャー内を加熱するとともに処理ガスを導入して，前記ウエハー表面にシリコン単結晶を気相エピタキシャル成長させるシリンダー型エピタキシャル成長装置において，前記ポケットへの前記ウエハーの着脱を，電源遮断時の姿勢保持機能を有するＡＣモーター駆動オートローダーに搭載された，空気作動式グリッパーで行なうことを特徴とするシリンダー型半導体エピタキシャル成長装置
【請求項２】
前記サセプターの外側表面に，気相エピタキシャル成長処理結果を検査する為のモニターチップ用のポケットを設け，同ポケットへの前記モニターチップの着脱を，前記オートローダーに搭載された，真空吸引式アームで行なうことを特徴とする請求項１記載のシリンダー型半導体エピタキシャル成長装置
【請求項３】
ウエハーカセット，前記ウエハーポケット，前記モニターチップ用のポケットの少なくとも何れかの，前記ウエハーのセット状況を検知するレーザー装置を備えたことを特徴とする請求項１，２記載のシリンダー型半導体エピタキシャル成長装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は，ウエハーの表面にシリコン単結晶を気相エピタキシャル成長させるシリンダー型エピタキシャル成長装置において，サセプターへのウエハーの着脱等をオートローダーにより自動化したものに関する。
【背景技術】
【０００２】  従来のシリンダー型エピタキシャル半導体成長装置の概要を図６，図７に示す。０１はウエハー０３を取付けるポケット０２を備えたサセプター，０４は支柱で上端に蓋０５が固定されている。０６は蓋０５から突出するアームで，駆動ネジ０７と螺合し，ガイド棒０８と滑合している。０９はベルジャー，０１０は加熱ランプ，０１１は架台である。【０００３】  作業者は手作業により，サセプター０１の外側表面にあるポケット０２にウエハー０３を設置した後，図示しないモーターで駆動ネジ０７を回転させて，図７のように，ベルジャー０９内にサセプター０１を降下させ，蓋０５でベルジャー０９を密封する。その後，加熱ランプ０１０によりベルジャー０９内を加熱し，図示しないモーターでサセプター０１を回転させつつ，エピタキシャル成長プロセスガスをベルジャー０９内に導入し，ウエハー０３上にシリコン単結晶のエピタキシャル層を成長させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  シリンダー型エピタキシャル半導体成長装置において，サセプターへのウエハーの着脱は，前述のように人手によって行なわれていた。その為，▲１▼作業速度が遅い。▲２▼ウエハーに汚染物質が混入する。▲３▼ウエハーが損傷する。▲４▼作業者が高温にさらされる危険がある。▲５▼コストが高くなる。等の問題があった。
これらに対処する為，従来も，ウエハーをサセプターに自動着脱するオートローダーは存在したが，▲１▼オートローダーにＤＣサーボモータを使用していたため，整流ブラシの磨耗粉が発生し，半導体製造に不可欠なクリーン環境を維持出来ない。更に整流ブラシの短期交換が必要で生産性を低下させる。▲２▼オートローダーの電源オフ時に，姿勢保持機能がなく，関節が落下して周辺機器や搬送中のウエハーが破壊される。また，復旧時も位置検出が出来ず復旧が遅い。▲３▼アーム先端のグリッパーを，ＤＣモータで駆動しているため，保守・交換周期が短く生産性を低下させている。また作動スピードの調整が出来ず，ウエハーを強くつかみ過ぎ破損させることがある。▲４▼エピタキシャル成長の結果を検査するために，処理済みのウエハーをまるごと費やすので，製品歩留まりが低くなる。▲５▼ウエハーカセットやサセプターポケットのウエハーの設置状況を自動認識するシステムが無く，コンピューターへのウエハーの枚数入力も手動で行なわなければならない。等，種々の問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  本発明の請求項１に係る発明は，サセプターの外側表面のウエハーポケットにウエハーを装着してベルジャー内へ挿入し，同ベルジャー内を加熱するとともに処理ガスを導入して，前記ウエハー表面にシリコン単結晶を気相エピタキシャル成長させるシリンダー型エピタキシャル成長装置において，前記ポケットへの前記ウエハーの着脱を，電源遮断時の姿勢保持機能を有するＡＣモーター駆動オートローダーに搭載された，空気作動式グリッパーで行なうものである。【０００６】  本発明の請求項２に係る発明は，請求項１において，前記サセプターの外側表面に，気相エピタキシャル成長処理結果を検査する為のモニターチップ用のポケットを設け，同ポケットへの前記モニターチップの着脱を，前記オートローダーに搭載された，真空吸引式アームで行なうものである。【０００７】本発明の請求３項に係る発明は，請求項１，２において，ウエハーカセット，前記ウエハーポケット，前記モニターチップ用のポケットの少なくとも何れかの，前記ウエハーのセット状況を検知するレーザー装置を備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】  本発明の請求項１に係る発明では，手作業に比べ，▲１▼作業速度が早い。▲２▼ウエハーに汚染物質が混入しない。▲３▼ウエハーが損傷しない。▲４▼作業者が高温にさらされる危険がない。▲５▼コストが安くなる。等の効果がある。また，従来のオートローダーに比べても，▲１▼半導体製造に不可欠なクリーンな環境を維持出来る。▲２▼電源オフ時にも関節が落下せず，周辺機器や搬送中のウエハーを破壊することが無い。また，復旧時も位置検出が容易で復旧が早い。▲３▼グリッパーの作動スピードの調整が容易で，ウエハーを柔かくつかみ破損しない。▲５▼保守・交換周期が長く生産性が向上する。等の効果がある。【０００９】  本発明の請求項２に係る発明では，処理結果の検査はウエハーを分割したモニターチップで行い，製品ウエハーを使用しないので，製品の歩留まりが向上する。【００１０】  本発明の請求項３に係る発明では，ウエハーカセット，ウエハーポケット，モニターチップ用のポケット等のウエハーの設置状況をレーザー装置で認識し，ウエハーの着脱を正確に行ない，コンピューターへのウエハーの枚数入力も自動化することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例】
【００１１】  図１は本実施例に係るシリンダー型半導体エピタキシャル成長装置の正面図，図２は図１のＩＩ−ＩＩ矢視図，図３は図２のＡ部の詳細図，図４は図３のＩＶ−ＩＶ矢視図，図５は図３のＶ−Ｖ矢視図である。
これらの図において，１はＡＣモーター駆動のオートローダーで，アーム２ａ，２ｂの中に駆動用のＡＣサーボモータを内蔵しており，アーム２ｂのロッド２ｃの先端に，空気作動式のグリッパー３を備えている。次いで，グリッパー３部の詳細を図３〜図５を用いて説明する。４はベーンモーター式のエアーアクチュエーター，４ｐはエアーアクチュエーターの回転軸，５ａ〜５ｄはウエハー０３を外周から保持するグリッパーピン，６はウエハータン，７はモニターチップ用のバキュームタン，８はサセプターのウエハーポケット観察用のレーザー装置，９はウエハーカセット観察用のレーザー装置である。図１の１０はウエハーカセット，１１はウエハー台である。その他は従来のものと同じで同一符号は同一部材を示す。【００１２】  ウエハーカセット観察用のレーザー装置９は，ウエハーカセット１０内のウエハー０３の枚数とセット状況を検知し，コンピューターへ枚数を自動入力する。次いで，ウエハータン６で，ウエハーカセット１０内のウエハー０３を取り出し，一旦ウエハー台１１の上に置く。次いで，オートローダー１のＡＣサーボモータを駆動してグリッパー３をウエハー台１１上のウエハー０３へ近づけ，図示しない空気源から供給する圧縮空気でベーンモーター式のエアーアクチュエーター４を駆動して回転軸４ｐを矢印イ方向に回転させる。そうすると，グリッパーピン５ａ〜５ｄが内側へ引寄せられウエハー０３を外周から保持する。次いで，グリッパー３をサセプター０１へ近づけ，ウエハーポケット観察用のレーザー装置８でウエハーポケット０２を観察して２重装着等のミスを防ぎながら，ウエハー０３をポケット０２へ取付ける。次いで，バキュー厶タン７でモニターチップを吸着し，ウエハーポケット観察用のレーザー装置８で観察しつつサセプターのモニターチップ専用のポケットへ取付ける。このようにして，所定数のウエハー０３及びモニターチップを装着した後，サセプター０１をベルジャー０９内へ降下させ，従来のものと同様にして気相エピタキシャル成長処理を行なう。
処理が終ったら，装着のときと同様にして，オートローダー１のグリッパー３で，ウエハー０３を保持してサセプターのウエハーポケット０２から取外し，ウエハー台１１の上に置き，ウエハータン６で所定のウエハーカセットへ搬送する。また，モニターチップもバキュームタン７で吸着して取外し，エピタキシャル成長層の測定・検査に供する。【００１３】  本実施例の効果は発明の効果の欄に記載したことと同様であり，重複する説明は省略するが，ウエハー着脱装置の他，ウエハーのセット状況を検知するレーザー装置やエピタキシャル成長層を測定・検査するモニターチップの着脱装置を搭載したオートローダーにより，生産能率と製品歩留りが大幅に向上する。近年半導体製造工場におけるオートメーション化が進むなか，ウエハー搬送の自動化は非常に重要であり，これに対し，安定稼動・メンテナンスフリーの本オートローダーの寄与するところ大である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例に係るシリンダー型半導体エピタキシャル成長装置の正面図
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図
【図３】図２のＡ部詳細図
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ矢視図
【図５】図３のＶ−Ｖ矢視図
【図６】従来のシリンダー型エピタキシャル半導体成長装置の正面図（サセプターが上がった状態）
【図７】従来のシリンダー型エピタキシャル半導体成長装置の正面図（サセプターが下がった状態）
【符号の説明】
【００１５】０１・・・サセプター
０２・・・ウエハーポケット
０３・・・ウエハー
０４・・・支柱
０５・・・蓋
０６・・・アーム
０７・・・駆動ネジ
０８・・・ガイド棒
０９・・・ベルジャー
０１０・・・加熱ランプ
１・・・ＡＣモーター駆動オートローダー
２ａ・・・アーム
２ｂ・・・アーム
２ｃ・・・ロッド
３・・・グリッパー
４・・・エアーアクチュエーター
４ｐ・・・エアーアクチュエーターの回転軸
５ａ・・・グリッパーピン
５ｂ・・・グリッパーピン
５ｃ・・・グリッパーピン
５ｄ・・・グリッパーピン
６・・・ウエハータン
７・・・モニターチップ用のバキュームタン
８・・・サセプターポケット観察用のレーザー装置
９・・・ウエハーカセット観察用のレーザー装置
【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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【図７】
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