(57)【要約】【課題】  厚さの異なる半導体基板をトラブルなく半導体製造装置に搬入するエレベーションユニットを提供することを目的とする。【解決手段】  エレベーションユニットとして、基板キャリアカセット１８が設置されるキャリア保持部１２と、前記基板キャリアカセットを所定のピッチだけ移動させるキャリア移動機構１１と、前記ピッチの移動距離を検出するピッチ検出部１３と、前記半導体基板を検知する基板検出部１５、１７とを有することを特徴とする。【選択図】  図１
2005310818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板が所定のピッチで並べられる基板キャリアカセットが設置されるキャリア保
持部と、
前記基板キャリアカセットを移動させるキャリア移動機構と、
少なくとも前記ピッチを含む前記基板キャリアカセットの移動距離を検出するピッチ検出
部と、
前記半導体基板を検知する基板検知部とを
有することを特徴とするエレベーションユニット。
【請求項２】
前記半導体基板を検知する前記基板検知部が光の反射を用いる第１の基板検知部と、光
の透過を用いる第２の基板検知部とによって構成されていることを特徴とする請求項１に
記載のエレベーションユニット。
【請求項３】
前記第１の基板検知部と前記第２の基板検知部とを切り替えて使用する制御手段を有す
ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエレベーションユニット。
【請求項４】
半導体基板が所定のピッチで並べられる基板キャリアカセットが設置されるキャリア保
持部と、
前記基板キャリアカセットを移動させるキャリア移動機構と、
少なくとも前記ピッチを含む前記基板キャリアカセットの移動距離を検出するピッチ検出
部と、
前記半導体基板を検知する基板検知部とを含むエレベーションユニットを
有することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項５】
キャリア保持部に設置されている基板キャリアカセットを、キャリア移動機構によって
下降させる下降ステップと、
前記基板キャリアカセットの移動をピッチ検出部によって検知し、所定距離移動後、前記
基板キャリアカセットを停止させる検知ステップと、
前記基板キャリアカセットの所定の位置にある半導体基板を搬出入機構によって搬出、或
いは搬出入機構の所定の位置にある前記半導体基板を前記搬出入機構によって前記基板キ
ャリアカセットの所定の位置に搬入する搬出入ステップと、
前記半導体基板の搬出入時に、前記半導体基板を検出する検出ステップとを
有することを特徴とする半導体製造装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板を内部に挿入する機構を有する半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置に用いられる半導体基板は、半導体装置の需要増大と半導体技術の進展と共
に、大口径化している。その大口径化に対応して、機械的損傷に対して敏感な半導体装置
を作り込む半導体基板は、その厚さも厚くなる。従って、半導体装置の種類によって、異
なる厚さの半導体基板を利用するようになっており、半導体装置の製造工程においても、
種々の厚さの半導体基板を取り扱い、また、その製造工程で用いられる半導体製造装置も
種々の厚さの半導体基板を処理できる必要がある。
【０００３】
上述のように、半導体装置の製造工程において、比較的厚い半導体基板と比較的薄い半
導体基板が混在している場合、例えば互いの反り方に違いがあり、例えば、比較的薄い半
導体基板は反りの量が大きく、このため、半導体装置の製造工程における半導体装置の搬
送等でトラブルが発生し、半導体製造装置の稼働率を低下させることがある。一方、比較
的薄い半導体基板専用の半導体製造装置を用いると設備投資額が大きくなり、価格に反映
する。従って、装置の稼働率を下げずに、半導体基板の厚さにかかわらない半導体製造装
置を用いることが効率の良い方法となる。
【０００４】
比較的薄い半導体基板を半導体製造装置に導入する際、その導入部分に設置されている
エレベーションユニットにトラブルが発生し、問題となる。エレベーションユニットでは
、複数の半導体基板を多段に収納したキャリアカセットを上下に動作させ、半導体製造装
置に導入する半導体基板を所定の位置に定める。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
この場合、反射型光センサによってその半導体基板を検出する方法を取っている。しか
し、反り量が大きい比較的薄い半導体基板の場合、反射型光センサではその半導体基板に
よる反射光路の変化が大きく安定した検出が困難であった。また、例えば、通常のキャリ
アカセットでは半導体基板を多段に収納させるピッチ幅が小さく、このため、通常のより
も大きなピッチを有するキャリアカセットを用いる。しかし、そのキャリアカセットを使
用する場合、エレベーションユニットにおける１ピッチの動作は、従来のピッチを有する
キャリアカセットを使用する場合と変える必要があり、その変更に手間取る等の不便が問
題となる。
【特許文献１】特開２００２―５０６７８号公報  （第９ページ、第６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、厚さの異なる半導体基板をトラブルなく半導体製造装置に搬入するエレベー
ションユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明の第１の態様は、エレベーションユニットとして、
半導体基板が所定のピッチで並べられる基板キャリアカセットが設置されるキャリア保持
部と、前記基板キャリアカセットを移動させるキャリア移動機構と、少なくとも前記ピッ
チを含む前記基板キャリアカセットの移動距離を検出するピッチ検出部と、前記半導体基
板を検知する基板検知部とをことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の第２の態様は、半導体製造装置として、半導体基板が所定のピッチで並
べられる基板キャリアカセットが設置されるキャリア保持部と、前記基板キャリアカセッ
トを移動させるキャリア移動機構と、少なくとも前記ピッチを含む前記基板キャリアカセ
ットの移動距離を検出するピッチ検出部と、前記半導体基板を検知する基板検知部とを含
むエレベーションユニットを有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の第３の態様は、半導体基板の製造方法として、キャリア保持部に設置さ
れている基板キャリアカセットを、キャリア移動機構によって下降させる下降ステップと
、前記基板キャリアカセットの移動をピッチ検出部によって検知し、所定距離移動後、前
記基板キャリアカセットを停止させる検知ステップと、基板キャリアカセットの所定の位
置にある半導体基板を搬出、或いは外部の所定の位置にある前記半導体基板を前記基板キ
ャリアカセットの所定の位置に搬入ステップと、前記半導体基板の搬出入時に、前記半導
体基板を検出する検出ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、エレベーションユニットにピッチ検出部及び基板検出部を設けること
により、厚さの異なる半導体基板をトラブルなく半導体製造装置に搬出入するエレベーシ
ョンユニットを提供ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１に本発明における第１の実施例であるエレベーションユニットの断面の模式図を示
す。エレベーションユニット１０は、半導体製造装置（全体は図示せず）の一部として処
理チャンバ（図示せず）に挿入する或いは処理チャンバから搬出される半導体基板を設置
するために使用される。
【００１３】
エレベーションユニット１０は、半導体基板を複数枚上下に並べて保持可能な基板キャ
リアカセット１８を設置するキャリア保持部１２、そのキャリア保持部１５を支持し、上
下に移動することによってキャリア保持部１５に収納された半導体基板であるシリコン基
板１９の位置を所定の高さにセットするキャリア移動機構１１、所定のピッチだけキャリ
ア移動機構１１が移動したことを検出するピッチ検出機構１３、半導体基板を検知する半
導体センサを有する基板検出部である第１の基板検出部１５及び第２の基板検出部１７、
並びに装置の動作を制御する制御部（図示せず）等からなる。
【００１４】
例えば、基板キャリアカセット１８内に設置され、キャリア移動機構１１によって所定
の高さに配置されたシリコン基板１９が、搬送ベルト１４によって基板キャリアカセット
１８から取り出され、処理チャンバ（図示せず）へ挿入される。また、搬送ベルト１４に
よって処理チャンバから取り出されたシリコン基板１９が搬送ベルト１４によって基板キ
ャリアカセット１８へ挿入される。
【００１５】
本実施例において、通常の比較的厚いシリコン基板はピッチも常に一定であり、半導体
製造装置において処理する機会も多いと考えられるため、キャリア移動機構１１の移動ピ
ッチはピッチ検出機構１３によって特に検出せず、例えば４．８ｍｍと一定にしている。
【００１６】
一方、比較的薄いシリコン基板は反り量が比較的大きく、そのため、シリコン基板の間
隔を変える必要が生じる。そのため、比較的薄いシリコン基板用に別途、ピッチ検出機構
１３を設けて検出できるようにする。
【００１７】
図２にピッチ検出機構の模式図を示す。ピッチ検出機構１３は凸部１６ａにピッチ検出
プレート１６ｃ貼り付けられ、凸部１６ａと凹部１６ｂとが交互に配列されたピッチ検出
プレート設置部とキャリア保持部１２の端に取り付けられ投光部も含むピッチ検出センサ
１６ｄからなる。ピッチ検出センサ１６ｄから投光された光がピッチ検出プレート１６ｃ
で反射され、それをピッチ検出センサ１６ｄで受光する。キャリア保持部１２が移動する
ことによって、ピッチ検出センサ１６ｄも移動し、ピッチ検出プレート１６ｃからの反射
によってその移動距離を計測する。
【００１８】
図３に基板キャリアカセットの概略図を示す。基板キャリアカセット１８は有機材料か
ら出来ており、カセット本体部１８ｂの中に基板保持溝１８ａが刻まれており、そこに半
導体基板が設置される基板保持溝１８ａの上下の間隔であるピッチを半導体基板の厚及び
反り量に対応させて決める。先に述べたように、例えば通常の厚さを有するシリコン基板
では反り量が比較的小さく、ピッチ間隔を例えば４．８ｍｍとする。これに対し、比較的
薄く、反り量の比較的大きいシリコン基板に対しては、その反り量にあわせて、通常ピッ
チの例えば１．５倍、２倍或いは２．５倍等のピッチを有する基板保持溝１８ａを形成し
た基板キャリアカセット１８を準備する。例えば、本実施例においては通常ピッチの２倍
のピッチを有する基板保持溝１８ａを形成した基板キャリアカセット１８を用いた。また
、このように形成した基板キャリアカセット１８に対応するように、ピッチ検出機構１３
も形成する。
【００１９】
図１に示すように基板検出機構はエレベーションユニット１０に２箇所設置されている
。第１の基板検出機構１５は、反射型であり、通常の比較的厚く、反り量が比較的少ない
半導体基板を検出する場合に用いる。
【００２０】
一方、比較的薄く、反り量が比較的大きい半導体基板は、反射型の第１の基板検出機構
１５を用いると、反りによって、反射光が通常の光路をはずれて検知されない場合が出て
くる。従って、透過型である第２の基板検出機構１５を用いて比較的薄く、反り量が比較
的大きい半導体基板を検知する。
【００２１】
図４にエレベーションユニット１０の動作を制御する制御部のブロック図を示す。制御
部２０は制御系用コントローラ２１によって全体の動きを制御する。比較的薄く、反り量
が比較的大きい半導体基板を設置した場合は、ロジック回路２２によってピッチ検出セン
サ２５及びアンプ２３を介した第２の検出センサ２６を制御する。
【００２２】
一方、通常の比較的厚く、反り量が比較的少ない半導体基板を設置した場合は、スイッ
チ２１ａを切り替え、アンプ２４介して第１の検出センサ２７制御する。
【００２３】
次に、半導体基板として、通常の比較的厚いシリコン基板を使用する場合について、図
５を用いてエレベーションユニットによる基板キャリアカセットの動作フローについて説
明する。
【００２４】
先ず、図４に示す切替スイッチ２１ａを第１の基板検出センサ２７の側に接続する。次
に、シリコン基板が複数枚格納された基板キャリアカセット１８をキャリア保持部１２に
設置し、エレベーションユニット１０をスタートさせる（Ｓ１０）。
【００２５】
続いて、キャリア移動機構１１を１ピッチ、下降する（Ｓ１１）。キャリア移動機構１
１と共に基板キャリアカセット１８も下降し、第１の基板検出センサ部１５において、光
の反射によってシリコン基板１９を検出する（Ｓ１２）。このサイクルを繰り返し、第１
の基板検出センサ部１５がシリコン基板１９を検出するまでキャリア移動機構１１を１ピ
ッチずつ下降する。
【００２６】
シリコン基板１９を第１の基板検出センサ部１５が検出すると、検出信号が制御部２０
に送られ、更に制御部２０から半導体製造装置におけるシリコン基板１９を搬送する搬送
機構に検出信号が送られる。これを受けて、搬送ベルト１４がシリコン基板１９を半導体
製造装置の本体へ向けて搬出する（Ｓ１３）。
【００２７】
更にキャリア移動機構１１の１ピッチ下降、第１の基板検出センサ部１５によるシリコ
ン基板１９の検出、搬送ベルト１４によるシリコン基板１９の半導体製造装置の本体へ向
けての搬出を繰り返して行う。基板キャリアカセット１８に格納されたシリコン基板１９
がすべて搬出され、キャリア移動機構１１がその下限位置まで到達すると、キャリア移動
機構１１はリセットされ（Ｓ１４）、始めの上限位置まで上昇し、一連の動作は終了する
（Ｓ１５）。
【００２８】
次に、半導体基板として、比較的薄く、比較的反り量の大きいシリコン基板を使用する
場合について、図６を用いてエレベーションユニットによる基板キャリアカセットの動作
フローについて説明する。
【００２９】
先ず、図４に示す切替スイッチ２１ａを第２の基板検出センサ２６の側に接続する。次
に、シリコン基板が複数枚格納された基板キャリアカセット１８をキャリア保持部１２に
設置し、エレベーションユニット１０をスタートさせる（Ｓ２０）。
【００３０】
キャリア移動機構１１が先ず下降し（Ｓ２１）、ピッチ検出部１３におけるピッチ検出
センサ１６ａが最初のピッチ検出プレート１６ｂを検出し、ロジック回路２２へ検出信号
を送る（Ｓ２２）。続いて、ロジック回路２２から制御用コントローラ２１へウェーハ検
出信号を出力し、更に制御部２０から半導体製造装置におけるシリコン基板１９を搬送す
る搬送機構に検出信号が送られる。これを受けて、搬送ベルト１４がシリコン基板１９を
半導体製造装置の本体へ向けて搬出する（Ｓ２３）。
【００３１】
搬送ベルト１４によるシリコン基板１９の半導体製造装置の本体へ向けての搬出時に、
光透過方の第２の基板検出センサ部１７がシリコン基板１９を検出する（Ｓ２４）。シリ
コン基板１９を第２の基板検出センサ２６が検出すると、検出信号が制御部２０に送られ
、更に制御部２０から半導体製造装置におけるシリコン基板１９を搬送する搬送機構に検
出信号が送られ、シリコン基板１９の搬送が確認され、続いてキャリア移動機構１１が所
定のピッチ下降し（Ｓ２５）、次のシリコン基板１９が所定の位置の定まる。
【００３２】
更に、搬送ベルト１４によるシリコン基板１９の半導体製造装置の本体へ向けての搬出
（Ｓ２６）、第２の基板検出センサ部１７によるシリコン基板１９の検出（Ｓ２７）、キ
ャリア移動機構１１の１ピッチ下降、を繰り返して行う。基板キャリアカセット１８に格
納されたシリコン基板１９がすべて搬出され、キャリア移動機構１１がその下限位置まで
到達すると、キャリア移動機構１１はリセットされ（Ｓ２８）、始めの上限位置まで上昇
し、一連の動作は終了する（Ｓ２９）。
【００３３】
なお、搬送ベルト１４によりシリコン基板１９を基板キャリアカセット１８に搬入する
場合は、上述の搬出と同じ動作手順でシリコン基板１９を基板キャリアカセット１８の上
から順に格納していく。
【００３４】
以上に述べたように、本実施例によれば、エレベーションユニットにピッチ検出部及び
基板検出部を設けることにより、厚さの異なる半導体基板をトラブルなく半導体製造装置
に搬入するエレベーションユニットを提供ができる。
【００３５】
また、通常の比較的厚い半導体基板を投入する場合は、従来行われている制御を行い、
一方、比較的薄く、反り量の大きい半導体基板を投入する場合は、スイッチの切り替えに
より、ピッチ検出部と光透過型の基板検出センサを用いて制御を行う。このため、１台の
装置で種々の厚さを有する半導体基板の投入が可能となり、比較的薄く、反り量の大きい
半導体基板の専用機を導入する必要がなく、製造コストの低減が図られる。
【実施例２】
【００３６】
図７に本発明における第２の実施例であるエレベーションユニットの断面の模式図を示
す。エレベーションユニット１０ａは、後述するマルチチャンバ型の半導体製造装置の一
部として、処理チャンバに挿入する或いは処理チャンバから搬出される半導体基板を設置
するために使用される。
【００３７】
エレベーションユニット１０は第１の実施例で述べたものと基本構成は同じであるため
、概略と、変わっている部分について説明する。半導体基板を複数枚上下に並べて保持可
能な基板キャリアカセット１８を設置するキャリア保持部１２、そのキャリア保持部１２
を支持し、上下に移動することによってキャリア１８に収納された半導体基板であるシリ
コン基板１９の位置を所定の高さにセットするキャリア移動機構１１、所定のピッチだけ
キャリア移動機構１１が移動したことを検出するピッチ検出機構１３は第１の実施例と同
様である。
【００３８】
第１の実施例と異なる部分として、シリコン基板１９を検知する機構は基板検出部１７
ｃだけの簡潔な構成にしている。従って、装置の動作を制御する制御部２０ａも図８に示
すようにスイッチを必要せず、簡潔な構成である。また、シリコン基板１９を搬送する搬
送機構として、フロッグレグ機構１４ａを用いている。
【００３９】
半導体製造装置全体の構成を示す平面図を図９に示す。半導体製造装置としてチャンバ
を複数有するマルチチャンバ装置３０である。ベース室３４の周辺に、例えば、ＣＶＤ或
いはドライエッチングを行うチャンバ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅをサテラ
イト状に備え、ベース室に設置された搬送系３２が各チャンバから、例えばシリコン基板
を搬送入する。搬送系３２は図７に示したフロッグレグ機構１４ａを有している。
【００４０】
マルチチャンバ装置３０に対する半導体基板の出し入れ室として、ロードロック室３３
ａ、３３ｂがベース室３４の一角に取り付けられており、そのなかにエレベーションユニ
ット３３ｃ、３３ｄが設置されている。本装置においては、エレベーションユニット３３
ｃは、例えば半導体基板の搬入口、エレベーションユニット３３ｄが搬出口として個別の
機能を持って使用される場合もある。
【００４１】
エレベーションユニットの動作は第１実施例の図６で述べた、半導体基板として、比較
的薄く、比較的反り量の大きいシリコン基板を使用する場合に相当する。但し、本実施例
においては、比較的薄く、比較的反り量が大きい半導体基板だけでなく、通常の厚い半導
体基板もこの方法によって取り扱われる。この場合は、図１０に示すように、第１の実施
例と比較し、ピッチ検出部を用いる必要はない。その他のステップは第１の実施例と同様
であるため、ここでの説明は省略する。
【００４２】
以上に述べたように、本実施例によれば、エレベーションユニットにピッチ検出部及び
基板検出部を設けることにより、厚さの異なる半導体基板をトラブルなく半導体製造装置
に搬入するエレベーションユニットを提供ができる。
【００４３】
また、通常の比較的厚い半導体基板を投入する場合も含めて、ピッチ検出部と光透過型
の基板検出センサを用いて制御を行う。このため、簡潔な装置によって種々の厚さを有す
る半導体基板の投入が可能となり、更なる製造コストの低減が図られる。
【００４４】
また、マルチチャンバ装置に設置することにより、一つの半導体製造装置において、種
々の厚さを有する半導体基板の投入が可能となり、効率良く半導体製造装置を運用するこ
とが可能になる。
【００４５】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱
しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００４６】
半導体基板はシリコン基板に限らず、化合物半導体基板、絶縁基板、ゲルマニウム基板
であっても良い。
【００４７】
また、エレベーションユニットを備える半導体製造装置はＣＶＤ用、ドライエッチング
用、洗浄用、スパッタ成膜用等種々考えられる。
【００４８】
また、本発明は、以下の付記に記載されるような構成が考えられる。
【００４９】
付記１として、半導体基板を検知する基板検知部が光の反射を用いる第１の基板検知部
と、光の透過を用いる第２の基板検知部とによって構成されているエレベーションユニッ
トを有することを特徴とする半導体製造装置。
【００５０】
付記２として、前記第１の基板検知部と前記第２の基板検知部とを切り替えて使用する
制御手段を含むエレベーションユニットを有することを特徴とする半導体製造装置。
【００５１】
付記３として、検出プレートの大きさが異なるピッチ検出部を複数有し、それらのピッ
チ検出部を必要に応じて交換し使用することを特徴とするエレベーションユニット。
【００５２】
付記４として、半導体製造装置がマルチチャンバ構成であることを特徴とした半導体製
造装置。
【００５３】
付記５として、キャリア保持部に設置されている基板キャリアカセットを、キャリア移
動機構によって下降させる下降ステップと、前記基板キャリアカセットの移動をピッチ検
出部によって検知し、所定距離移動後、前記基板キャリアカセットを停止させる検知ステ
ップと、基板キャリアカセットの所定の位置にある半導体基板を搬出、或いは外部の所定
の位置にある前記半導体基板を前記基板キャリアカセットの所定の位置に搬入ステップと
、前記半導体基板の搬出入時に、前記半導体基板を検出する検出ステップとを有すること
を特徴とする半導体基板の設置方法。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施例における半導体製造装置のエレベーションユニットの部分を示す断面模式図。
【図２】本発明の第１の実施例におけるエレベーションユニットのピッチ検出部を示す断面模式図。
【図３】本発明の第１の実施例における半導体製造装置のキャリアカセットを示す概略模式図。
【図４】本発明の第１の実施例における半導体製造装置の制御部を示すブロック図。
【図５】本発明の第１の実施例における半導体製造装置での半導体基板設置の手順を示すフロー図。
【図６】本発明の第１の実施例における半導体製造装置での半導体基板設置の手順を示すフロー図。
【図７】本発明の第２の実施例における半導体製造装置のエレベーションユニットの部分を示す断面模式図。
【図８】本発明の第２の実施例における半導体製造装置の制御部を示すブロック図。
【図９】本発明の第２の実施例における半導体製造装置を示す平面の模式図。
【図１０】本発明の第２の実施例における半導体製造装置での半導体基板設置の手順を示すフロー図。
【符号の説明】
【００５５】
１０、１０ａ、３３ｃ、３３ｄ  エレベーションユニット
１１  キャリア移動機構
１２  キャリア保持部
１３  ピッチ検出部
１４  搬送ベルト
１４ａ  フロッグレグ機構
１５  第１の基板検出センサ部
１６  ピッチ検出プレート設置部
１６ａ  ピッチ検出センサ
１６ｂ  ピッチ検出プレート
１７  第２の基板検出センサ部
１７ａ  投光ユニット
１７ｂ  基板検出センサ
１８  基板キャリアカセット
１８ａ  基板保持溝
１８ｂ  カセット本体部
１９  半導体基板
２０、２０ａ  制御部
２１  制御用コントローラ
２２  ロジック回路
２３、２４  アンプ
２５  ピッチ検出センサ
２６  第２の基板検出センサ
２６ａ  基板検出センサ
２７  第１の基板検出センサ
３０  マルチチャンバ装置
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ  チャンバ
３２  搬送系
３３ａ、３３ｂ  ロードロック室
３４  ベース室
【図１】
2005310818.tif 000003
【図２】
2005310818.tif 000004
【図３】
2005310818.tif 000005
【図４】
2005310818.tif 000006
【図５】
2005310818.tif 000007
【図６】
2005310818.tif 000008
【図７】
2005310818.tif 000009
【図８】
2005310818.tif 000010
【図９】
2005310818.tif 000011
【図１０】
2005310818.tif 000012