基板処理装置及び半導体装置の製造方法
【課題】基板搬送に要する時間を短縮することができる基板処理装置及び半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】ウエハ１４は、先端側へ押し込む把持体１２６と先端側エッジグリップ１１０とで挟まれ固定される固定位置で保持される。ウエハ１４がツイーザ５６上にある移載工程において、ウエハ１４は毎回同じ位置である固定位置に保持されるため、ツイーザ５６上での位置ずれが矯正される。また、ツイーザ５６上でウエハ１４が挟まれるようにして保持されているため、ツイーザ５６上のウエハ１４の移動や落下等を防止でき、搬送動作速度を上げることが可能となる。
【解決手段】ウエハ１４は、先端側へ押し込む把持体１２６と先端側エッジグリップ１１０とで挟まれ固定される固定位置で保持される。ウエハ１４がツイーザ５６上にある移載工程において、ウエハ１４は毎回同じ位置である固定位置に保持されるため、ツイーザ５６上での位置ずれが矯正される。また、ツイーザ５６上でウエハ１４が挟まれるようにして保持されているため、ツイーザ５６上のウエハ１４の移動や落下等を防止でき、搬送動作速度を上げることが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板処理装置では、基板が搬送される過程においてこの基板が所定の載置位置からずれ、その結果、基板の破損あるいは基板処理装置の停止等の不具合が生じるおそれがある。このため、従来の基板処理装置は、ウエハアライメント装置（アライナ）を用いて、基板が所定の載置位置となるように正し、また、搬送過程中の基板の位置ずれを防止するために、基板を低速で搬送していた。
【０００３】
特許文献１では、透過率の高い基板でも正確に検知し、基板検知素子の配設空間を容易に確保し、基板検知素子と基板搬送先との干渉を防止するために、静電容量の変化を検出するウエハ検知部と、電界シールドとなる導体を有する基板処理装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３１２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術においては、基板搬送シーケンス中に基板をアライメントする工程が入り、さらに、基板を低速で搬送する必要があるため、基板搬送工程に多くの時間がかかるという問題があった。
【０００６】
本発明は、基板搬送に要する時間を短縮することができる基板処理装置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】
上記目的を達成するために、本発明の第１の特徴とするところは、基板を搬送する移載機と、前記移載機に前記基板を保持する保持部と、前記移載機に保持された前記基板の有無を前記保持部の動作に基づいて検知する１つの検知器とを有する基板処理装置にある。
【０００８】
好適には、前記移載機上に存在する基板の有無を、超音波を用いて検知する超音波検知器をさらに有する。
【０００９】
本発明の第２の特徴とするところは、基板を搬送する移載機に基板を載置する第１の工程と、前記移載機に載置した基板を保持する第２の工程と、前記移載機に保持された基板の有無を、基板を保持する動作に基づいて検知する第３の工程と、前記移載機上に存在する基板の有無を検知する第４の工程と、前記第３の工程で前記移載機に保持された基板が無いと検知し、前記第４の工程で前記移載機上に存在する基板が有ると検知した場合に、基板の搬送を中止する第５の工程と、を有する半導体装置の製造方法にある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基板搬送に要する時間を短縮することができる基板処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態が適用される基板処理装置を示す斜透視図である。
【図２】本発明の一実施形態が適用される基板処理装置を示す側面図である。
【図３】本発明の一実施形態が適用される基板処理装置を示す上面図である。
【図４】本発明の一実施形態に用いられるウエハ移載装置５２の斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に用いられるウエハ移載装置５２の正面図である。
【図６】本発明の一実施形態に用いられるツイーザ５６及びその周辺構造の概略図を示す。図６（ａ）は、ツイーザ５６及び連結部１０６の上面図であり、図６（ｂ）は、ツイーザ５６の側面図である。
【図７】本発明の一実施形態が適用される基板処理装置を制御する主制御部１３４及びその主要部の構成のブロック図を示す。
【図８】本発明の一実施形に用いられるツイーザ上センサ１３０の構成を説明する説明図である。図８（ａ）は、把持体１２６が退避位置にある場合であり、図８（ｂ）は、把持体１２６が保持位置にある場合であり、また、図８（ｃ）は、把持体が延伸位置にある場合を示す。
【図９】本発明の一実施形に用いられるツイーザ上センサ１３０の構成を説明する説明図である。図９（ａ）は、把持体１２６が退避位置にある場合であり、図９（ｂ）は、把持体１２６が保持位置にある場合であり、また、図９（ｃ）は、把持体が延伸位置にある場合を示す。
【図１０】本発明の一実施形態に用いられるウエハ移載装置５２によるウエハ搬送動作のシーケンスである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の一実施形態にかかる基板処理装置１０は、例えば、半導体装置の製造方法における処理工程を実施する半導体製造装置として構成されている。
図１乃至図３を用いて、基板処理装置１０の全体構成の概略について説明する。図１は、本発明の一実施形態としての基板処理装置１０の斜透視図を示し、図２は、基板処理装置１０の側面透視図を示す。図３は、基板処理装置１０の上面図を示す。
【００１３】
この基板処理装置１０は、バッチ式縦型半導体製造装置であり、主要部が配置される筺体１２を有する。基板処理装置１０には、例えばシリコンからなる基板としてのウエハ１４を収納した基板収容器としてのフープ（以下、ポッドという）１６が、ウエハキャリアとして使用される。
【００１４】
筺体１２の正面壁１２ａには、ポッド搬入搬出口１８が筺体１２の内外を連通するように開設されており、このポッド搬入搬出口１８はフロントシャッタ２０によって開閉されるようになっている。ポッド搬入搬出口１８の正面前方側には、ロードポート２２が設置されており、このロードポート２２はポッド１６が載置され位置合わせを行うように構成されている。ポッド１６は、図示しない工程内搬送装置とロードポート２２との間で授受される。
【００１５】
筺体１２内の前後方向の略中央上部には、回転式ポッド棚２４が設置されており、この回転式ポッド棚２４は複数個のポッド１６を保管するように構成されている。回転式ポッド棚２４は、垂直に立設され水平面内で間欠回転される支柱２６と、この支柱２６に例えば上下３段の各位置において放射状に支持された複数枚の棚板２８とを備えており、この棚板２８はそれぞれ、ポッド１６を複数個載置した状態で保持するように構成されている。
【００１６】
筺体１２内におけるロードポート２２と回転式ポッド棚２４との間には、ポッド搬送装置３０が設置されており、このポッド搬送装置３０は、ポッド１６を保持したまま昇降可能なポッドエレベータ３０ａと、ポッド搬送機構３０ｂとで構成されている。ポッド搬送装置３０は、ポッドエレベータ３０ａとポッド搬送機構３０ｂとの連続動作により、ロードポート２２、回転式ポッド棚２４及び後述するポッドオープナ３６との間で、ポッド１６を搬送するように構成されている。
【００１７】
筺体１２内の前後方向の略中央下部には、サブ筺体３２が後端にわたって構築されている。サブ筺体３２の正面壁３２ａには、ウエハ１４をこのサブ筺体３２内に対して搬入搬出するための第１のウエハ搬入搬出口３４が、例えば一対垂直方向に上下２段に並べて開設されており、上下段の第１のウエハ搬入搬出口３４、３４には一対のポッドオープナ３６、３６がそれぞれ設置されている。
【００１８】
ポッドオープナ３６は、ポッド１６を載置する載置台３８、３８と、ポッド１６のキャップ（蓋体）を着脱するキャップ着脱機構４０、４０とを備えている。ポッドオープナ３６は、載置台３８に設置されたポッド１６のキャップをキャップ着脱機構４０によって着脱することにより、ポッド１６のウエハ出し入れ口を開閉するように構成されている。
【００１９】
サブ筺体３２は、ポッド搬送装置３０や回転式ポッド棚２４の設置空間から流体的に隔絶された移載室４２を構成している。移載室４２の前側領域にはウエハ移載機構５０が設置されており、このウエハ移載機構５０は、ウエハ１４を水平方向に回転または直動可能なウエハ移載装置５２及び、ウエハ移載装置５２を昇降させるためのウエハ移載装置エレベータ５４とで構成されている。これら、ウエハ移載装置５２及びウエハ移載装置エレベータ５４の連続動作により、ウエハ移載装置５２のツイーザ５６をウエハ１４の載置部として、基板保持具であるボート６０に対してウエハ１４を装填（チャージング）及び脱装（ディスチャージング）するように構成されている。
【００２０】
ボート６０は、複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば５０〜１２５枚程度）のウエハ１４をその中心に揃えて垂直方向に整列された状態で、それぞれ水平に保持するように構成されている。
【００２１】
移載室４２のウエハ移載装置エレベータ５４と対向する反対側には、清浄化した雰囲気もしくは不活性ガスであるクリーンエア６２を供給するよう供給ファン及び防塵フィルタで構成されたクリーンユニット６４が設置されている。また、このクリーンユニット６４とウエハ移載装置５２との間には、ウエハ１４の円周方向の位置を整合させる基板整合装置としてのノッチ合わせ装置６６が設置されている。
【００２２】
クリーンユニット６４から吹き出されたクリーンエア６２は、ウエハ移載装置５２及びノッチ合わせ装置６６に流通された後、図示しないダクトに吸い込まれ、筺体１２の外部に排気されるか、もしくは、クリーンユニット６４の吸い込み側である一次側（供給側）にまで循環され、再びクリーンユニット６４によって、移載室４２内に吹き出されるように構成されている。
【００２３】
移載室４２の後側領域には、大気圧未満の圧力（以下、負圧という）を維持可能な、気密機能を有する筺体（以下、耐圧筺体という）７０が設置されており、この耐圧筺体７０により、ボート６０を収容可能な容積を有するロードロック方式の待機室であるロードロック室７２が形成されている。
【００２４】
耐圧筺体７０の正面壁７０ａには、ウエハ１４が搬入搬出される第２のウエハ搬入搬出口７４が開設されており、この第２のウエハ搬入搬出口７４はゲートバルブ７６によって開閉されるようになっている。耐圧筺体７０の一対の側壁には、ロードロック室７２へ不活性ガスである例えば窒素ガスを給気するためのガス供給管７８と、このロードロック室７２を負圧に排気するための排気管８０とがそれぞれ接続されている。
【００２５】
ロードロック室７２上方には、処理炉８２が設けられている。処理炉８２の下端部は炉口ゲートバルブ８４により開閉されるように構成されている。耐圧筺体７０の正面壁７０ａの上端部には、炉口ゲートバルブ８４を処理炉８２の下端部の開放時に収容する炉口ゲートバルブカバー８６が取り付けられている。
【００２６】
耐圧筺体７０には、ボート６０を昇降させるためのボートエレベータ８８が設置されている。ボートエレベータ８８に連結された連結具としてのアーム９０には、蓋体としてのシールキャップ９２が水平方向に据え付けられており、このシールキャップ９２はボート６０を垂直に支持し、処理炉８２の下端部を閉塞可能なように構成されている。
【００２７】
次に、ウエハ移載装置５２について詳細に説明する。
図４は、ウエハ移載装置５２の斜視図を示し、図５は、ウエハ移載装置５２の正面図を示す。
ウエハ移載装置５２は、ロータリーアクチュエータ１００と、このロータリーアクチュエータ１００の上面に設置されたリニアアクチュエータ１０２と、このリニアアクチュエータ１０２の上面に設置された移載台１０４と、この移載台１０４に連結部１０６を介して取り付けられたツイーザ５６を備える。ロータリーアクチュエータ１００は、リニアアクチュエータ１０２を水平面内で回転させるように構成されている。リニアアクチュエータ１０２は、移載台１０４を水平移動させるように構成されている。移載台１０４には、ウエハ１４を下から保持するツイーザ５６が複数枚（例えば５枚）、連結部１０６を介して等間隔に水平に配置されている。
【００２８】
ツイーザ５６に載置されたウエハ１４の下方である、例えば、リニアアクチュエータ１０２の側面部には、ウエハ移載装置５２上のウエハ１４の有無を検知する移載装置上センサ１０８が設けられている。移載装置上センサ１０８は、ツイーザ５６上のウエハ１４を一括で監視し、複数枚あるツイーザ５６のいずれかにウエハ１４が存在すれば、ウエハ１４を検出するように構成されている。移載装置上センサ１０８には、例えば、ウエハ１４の表面状態に影響されない反射式の超音波センサを採用することができる。超音波センサは、適度な検出範囲１０８ａを有するため、ウエハピッチが変化しても検出範囲内であればウエハ１４を検出可能である。また、超音波センサは、周りに設置された装置等と干渉することもなく、誤った検知が生じにくい。移載装置上センサ１０８は、例えば、ウエハ移載装置５２上にウエハ１４が存在するときはＯＮ、ウエハ１４が存在しないときはＯＦＦとして判断する。
【００２９】
次に、ウエハ移載装置５２のツイーザ５６及びその周辺構造について詳細に説明する。
図６は、ツイーザ５６及びその周辺構造の概略図を示す。図６（ａ）は、ツイーザ５６及び連結部１０６の上面図を示し、図６（ｂ）は、ツイーザ５６の側面図を示す。
ツイーザ５６は、二股の板状部材により形成され、この上面にウエハ１４が載置される。ツイーザ５６の二股に分かれた先端側には、ツイーザ５６に載置されたウエハ１４の先端側の位置決めをする一対の先端側エッジグリップ１１０が設けられている。また、ツイーザ５６の後端側（連結部１０６側）には、ウエハ１４の後端側の位置決めをする後端側エッジグリップ１１２が設けられている。先端側エッジグリップ１１０及び後端側エッジグリップ１１２は、例えば樹脂ブロックからなり、ウエハ１４がツイーザ５６上から滑り落ちないように、一定の厚みをもつように構成されている。また、ツイーザ５６は継手１１６を有し、この継手１１６によりツイーザ５６は連結部１０６に取り付けられている。
【００３０】
連結部１０６は、ツイーザ５６上に載置されたウエハ１４を保持するウエハ保持部１２０及びツイーザ５６上で保持されているウエハ１４の有無を検知するツイーザ上センサ１３０を有する。
【００３１】
ウエハ保持部１２０は、駆動装置としてのエアシリンダ１２２と、このエアシリンダ１２２により連結部１０６からツイーザ５６方向に対し伸縮するシャフト１２４と、このシャフト１２４の先端に設けられウエハ１４を押さえつける把持体１２６により構成される。
【００３２】
エアシリンダ１２２は、ツイーザ５６と隔壁１２８を隔てて設置されている。このため、処理後のウエハ１４からの放熱が隔壁１２８によって遮断され、熱によるエアシリンダ１２２の劣化や損傷が防止される。また、エアシリンダ１２２には、エア導入排出口及びごみ吸い取り口であるクリーンバキュームライン等の配管１２２ａが備えられている。この配管１２２ａは、積み重ねられた上下にあるエアシリンダ１２２の配管とは反対側の側面に配置される。つまり、配管１２２ａが配置された側面が交互となるように、エアシリンダ１２２は積み重ねられている。このため、配管や配線等が片側に偏るのを避け、スペースを有効に使用することができる。
【００３３】
把持体１２６は、例えば樹脂ブロックからなり円筒状に形成される。このため、把持体１２６が設けられているシャフト１２４が回転した場合でも、この把持体１２６により押さえつけられたウエハ１４への影響が少なくなり、シャフト１２４の回転を防止するためのガイドを取り付ける等のスペースが不要となる。また、把持体１２６には、ウエハ１４を押さえつける先端部分よりも外径が小さくなっている溝１２６ａが設けられている。
【００３４】
ツイーザ５６上の先端側エッジグリップ１１０及び後端側エッジグリップ１１２と一定の間隔（隙間）をもつ所定位置に載置されたウエハ１４は、エアシリンダ１２２によりシャフト１２４が伸ばされることで、後端側から把持体１２６によって押込まれる。押込まれたウエハ１４は、ツイーザ５６上を先端側方向へ滑り、先端側エッジグリップ１１０と接触する。このようにして、ウエハ１４は、先端側へ押し込む把持体１２６と先端側エッジグリップ１１０とで挟まれ固定される固定位置で保持される。ウエハ１４が搬送される工程において、ウエハ１４は毎回ツイーザ５６上の同じ位置である固定位置に保持されるため、ウエハ１４の水平方向の位置ずれが矯正される。また、ツイーザ５６上でウエハ１４が挟まれるようにして保持されているため、ツイーザ５６上のウエハ１４の移動や落下等を防止でき、搬送動作速度を上げることが可能となる。
【００３５】
ツイーザ上センサ１３０は、例えば、耐熱性の高い透過式ファイバーセンサからなり、このツイーザ上センサ１３０の投光器１３０ａと受光器１３０ｂは、ウエハ保持部１２０の把持体１２６を水平方向で挟むように設置されている。ツイーザ上センサ１３０として透過式ファイバーセンサを用いることで、誤った検知が生じにくくし、さらに、小型化が可能となる。
また、ツイーザ上センサ１３０としては、磁気式センサやフォトセンサ等を用いることもできる。
【００３６】
図７は、基板処理装置１０を制御する主制御部１３４及びその主要部の構成のブロック図を示す。
回転式ポッド棚２４、ポッド搬送装置３０、ポッドオープナ３６及びウエハ移載機構５０には、搬送制御部１３２が電気的に接続されている。この搬送制御部１３２は、ウエハ１４またはポッド１６を所望のタイミングにて所定の箇所へ搬送するように制御する構成となっており、基板処理装置１０全体を制御する主制御部１３４に電気的に接続されている。
【００３７】
図８及び図９を用いて、連結部１０６のツイーザ上センサ１３０がウエハ１４を検知する構成について説明する。
図８は、連結部１０６の上面図を示す。図９は把持体１２６の斜視図を示す。図８（ａ）及び図９（ａ）は、把持体１２６が退避位置にある場合を示し、図８（ｂ）及び図９（ｂ）は、把持体１２６がウエハ保持位置にある場合を示し、また、図８（ｃ）及び図９（ｃ）は、把持体１２６が延伸位置にある場合を示す。
【００３８】
把持体１２６は、エアシリンダ１２２によるシャフト１２４の伸縮によって、退避位置、ウエハ保持位置及び延伸位置、これら３つの位置に移動される。退避位置は、ウエハ１４が後端側エッジグリップ１１２と接触する位置（後端側限界位置）にある場合であっても、把持体１２６が、ウエハ１４と接触しない位置である（図８（ａ）、図９（ａ）参照）。ウエハ保持位置は、把持体１２６がウエハ１４を押込み、ウエハ１４を先端側エッジグリップ１１０とで挟んでいる状態にある位置である（図８（ｂ）、図９（ｂ）参照）。延伸位置は、把持体１２６がウエハ１４を押し込むことなくシャフト１２４が伸びきった位置である（図８（ｃ）、図９（ｃ）参照）。把持体１２６がウエハ１４を押しこむことがない場合としては、ウエハ１４がツイーザ５６上に存在しないとき、あるいは、ウエハ１４がツイーザ５６上の所定位置に載置されていない（例えば、先端側エッジグリップ１１０上に乗り上げている）とき等が挙げられる。
【００３９】
把持体１２６が退避位置にある場合、ツイーザ上センサ１３０の投光器１３０ａから発せられた光１３６は、把持部１２６の前方を通過し受光器１３０ｂへ到達する。把持体１２６がウエハ保持位置にある場合、投光器１３０ａから発せられた光１３６は把持体１２６によって遮光され、受光器１３０ｂまで到達しない。このとき、ツイーザ上センサ１３０は、ウエハ１４がツイーザ５６上の固定位置で保持されていると判断する。また、把持体１２６が延伸位置にある場合、投光器１３０ａから発せられた光１３６は、把持体１２６の溝１２６ａを通過し、把持体１２６遮光されることなく受光器１３０ｂへ到達する。このとき、ツイーザ上センサ１３０は、ウエハ１４がツイーザ５６上の固定位置で保持されていないと判断する。ツイーザ上センサ１３０は、例えば、固定位置で保持されているウエハ１４が存在するときはＯＮ、固定位置で保持されているウエハ１４が存在しないときはＯＦＦとして判断する。
このような構成となっているため、把持部１２６を退避位置及び延伸位置の２箇所で検知する必要がなく、配置するツイーザ上センサ１３０を１組とすることができる。このため、スペースによる制約を受けにくい。
【００４０】
また、ツイーザ上センサ１３０は、単に遮光されたか否かによって固定位置で保持されているウエハ１４の有無を判断するのではなく、はじめ遮光されていない状態から、把持体１２６がウエハ１４を本来押し込む位置に移動することで遮光され、さらに把持体１２６が延伸位置に移動することで遮光されなくなった場合に、固定位置に保持されたウエハ１４が存在しないと判断するようにしてもよい。
あるいは、ツイーザ上センサ１３０は、遮光した状態が所定時間以上続いた場合に、固定位置に保持されたウエハ１４が存在しないと判断するようにしてもよい。
【００４１】
さらに、移載装置上センサ１０８により、ウエハ１４の有無が検知されるため、ウエハ１４の検出において誤った判断がされにくい。例えば、ウエハ１４がツイーザ５６上の所定位置以外の場所に存在する場合に、ツイーザ上センサ１３０がウエハ１４を検出しなかったときでも、移載装置上センサ１０８によってツイーザ５６上のウエハ１４を検出することができる。
【００４２】
図１０は、移載室４２におけるウエハ搬送のシーケンスを示す。基板処理装置１０を構成する各部の動作は制御部１３４によって制御される。
Ｓ１０において、ウエハ移載装置５２のツイーザ５６は、載置台３８に載置されウエハ出し入れ口が開放されたポッド１６から、ウエハ１４をピックアップする。
【００４３】
Ｓ１２において、ツイーザ上センサ１３０は、ツイーザ５６上のウエハ１４が固定位置で保持されているかＯＮ／ＯＦＦの判断をする。判断がＯＮであれば、Ｓ１６の処理へ進み、判断がＯＦＦであれば、Ｓ１４の処理へ進む。
【００４４】
Ｓ１４において、移載装置上センサ１０８は、ウエハ移載装置５２上、つまり、所定位置以外にウエハ１４が存在するかＯＮ／ＯＦＦの判断をする。判断がＯＮであれば、異常があるとしてウエハ搬送動作を停止する。判断がＯＦＦであれば、Ｓ１０の処理に戻る。
なお、ウエハ搬送動作を停止した場合、画像形成装置１０の表示部（非図示）にエラーを表示したり、報知部（非図示）から警告音を発したりする等して、外部（操作者等）にその旨を伝達するようにしてもよい。
【００４５】
Ｓ１６において、ツイーザ５６は、このツイーザ５６上に載置されているウエハ１４を、ノッチ合わせ装置６６に置く。
【００４６】
この際、ウエハ１４をノッチ合わせ装置６６に置いたことを確認するために、Ｓ１７において、移載装置上センサ１０８は、ツイーザ５６上にウエハ１４が存在するかＯＮ／ＯＦＦの判断をする。判断がＯＮであれば、異常があるとしてウエハ搬送動作を停止する。判断がＯＦＦであれば、次の工程に進む。
【００４７】
Ｓ１８において、ツイーザ５６は、ノッチ合わせ装置６６からウエハ１４をピックアップする。
【００４８】
Ｓ２０において、ツイーザ上センサ１３０は、ツイーザ５６上のウエハ１４が固定位置で保持されているかＯＮ／ＯＦＦの判断をする。判断がＯＮであれば、Ｓ２４の処理へ進み、判断がＯＦＦであれば、Ｓ２２の処理へ進む。
【００４９】
Ｓ２２において、移載装置上センサ１０８は、ウエハ移載装置５２上、つまり、所定位置以外にウエハ１４が存在するかＯＮ／ＯＦＦの判断をする。判断がＯＮであれば、異常があるとしてウエハ搬送動作を停止する。判断がＯＦＦであれば、Ｓ１８の処理に戻る。
【００５０】
Ｓ２４において、ツイーザ５６は、このツイーザ５６上に載置されているウエハ１４を、ロードロック室７２のボート６０に置く。
【００５１】
この際、ウエハ１４をボート６０に置いたことを確認するために、Ｓ２５において、移載装置上センサ１０８は、ツイーザ５６上にウエハ１４が存在するかＯＮ／ＯＦＦの判断をする。判断がＯＮであれば、異常があるとしてウエハ搬送動作を停止する。判断がＯＦＦであれば、次の工程に進む。
【００５２】
Ｓ２６において、ボートエレベータ８８は、ウエハ１４が載置されたボート６０を処理炉８２へ搬入する。
【００５３】
Ｓ２８において、ボートエレベータ８８は、ウエハ１４が載置されたボート６０を処理炉８２からロードロック室７２へ搬出する。
【００５４】
Ｓ３０において、ツイーザ５６は、ボート６０からウエハ１４をピックアップする。
【００５５】
Ｓ３２において、ツイーザ上センサ１３０は、ツイーザ５６上のウエハ１４が固定位置で保持されているかＯＮ／ＯＦＦの判断をする。判断がＯＮであれば、Ｓ３６の処理へ進み、判断がＯＦＦであれば、Ｓ３４の処理へ進む。
【００５６】
Ｓ３４において、移載装置上センサ１０８は、ウエハ移載装置５２上、つまり、所定位置以外にウエハ１４が存在するかＯＮ／ＯＦＦの判断をする。判断がＯＮであれば、異常があるとしてウエハ搬送動作を停止する。判断がＯＦＦであれば、Ｓ３０の処理に戻る。
【００５７】
Ｓ３６において、ツイーザ５６は、このツイーザ５６上に載置されているウエハ１４を、ポッド１６に置く。
【００５８】
なお、上記実施形態に限らず、Ｓ１４、Ｓ２２及びＳ３４において、移載装置上センサ１０８による判断がＯＦＦである場合、それぞれＳ１０、Ｓ１８及びＳ３０の処理に戻らず、異常があるとしてウエハ搬送動作を停止するよう制御することもできる。
【００５９】
次に、基板処理装置１０の動作について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置１０を構成する各部の動作は主制御部１３４によって制御される。
【００６０】
ポッド１６がロードポート２２に供給されると、ポッド搬入搬出口１８がフロントシャッタ２０によって開放され、ロードポート２２上のポッド１６は、ポッド搬送装置３０によって筺体１２の内部へポッド搬入搬出口１８から搬入される。
搬入されたポッド１６は、回転式ポッド棚２４の指定された棚板２８へポッド搬送装置３０によって自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、棚板２８から一方のポッドオープナ３６に搬送されて載置台３８に移載される。もしくは、搬入されたポッド１６は、直接ポッドオープナ３６に搬送されて載置台３８に移載される。この際、ポッドオープナ３６の第１のウエハ搬入搬出口３４は、キャップ着脱機構４０によって閉じられており、移載室４２はクリーンエア６２が流通し、クリーンエア６２が充満している。例えば、移載室４２には、クリーンエア６２として窒素ガスが充満することにより、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下と、筺体１２内部（大気雰囲気）の酸素濃度よりも遥かに低く設定されている。
【００６１】
載置台３８に載置されたポッド１６は、その開口側端面がサブ筺体３２の正面壁３２ａにおける第１のウエハ搬入搬出口３４の開口縁辺部に押付けられるとともに、そのキャップがキャップ着脱機構４０によって取り外され、ポッド１６のウエハ出し入れ口が開放される。また、予め内部が大気圧状態とされていたロードロック室７２の第２のウエハ搬入搬出口７４がゲートバルブ７６の動作により開放されると、ウエハ１４は、ポッド１６からウエハ移載装置５２のツイーザ５６によってウエハ出し入れ口を通じてピックアップされる。
【００６２】
ポッド１６からピックアップされたウエハ１４は、ウエハ保持部１２０によってツイーザ５６上に保持され、ツイーザ上センサ１３０によって固定位置で保持されているかの検知がなされる。
【００６３】
ツイーザ上センサ１３０による判断がＯＮであれば、搬送動作が続行され、ウエハ１４は、ウエハ保持部１２０によりツイーザ５６上に保持された状態でノッチ合わせ装置６６に搬送される。ウエハ保持部１２０によってウエハ１４の水平方向の位置ずれは矯正されているため、ノッチ合わせ装置６６ではウエハ１４の周方向を整合すれば足りる。
【００６４】
また、ツイーザ上センサ１３０による判断がＯＦＦであれば、移載装置上センサ１０８によって、ウエハ移載装置５２上のウエハ１４の有無が判断される。
この移載装置上センサ１０８による判断がＯＦＦであれば、再度、ウエハ移載装置５２はウエハ１４をピックアップするためにポッド１６へ向かう。
この移載装置上センサ１０８による判断がＯＮ、つまり、所定位置以外にウエハ１４が存在していれば、ウエハ移載装置５２によるウエハ１４の搬送動作は停止される。
【００６５】
ノッチ合わせ装置６６で周方向の位置を整合されたウエハ１４は、ウエハ移載装置５２のツイーザ５６によってピックアップされ、ツイーザ上センサ１３０によって検知される。
【００６６】
ここでのツイーザ上センサ１３０による判断がＯＮであれば、搬送動作を続行し、ウエハ１４は、ウエハ保持部１２０によりツイーザ５６上に保持された状態で第２のウエハ搬入搬出口７４を通じてロードロック室７２に搬入され、ボート６０へ移載されて装填（ウエハチャージング）される。ボート６０にウエハ１４を受け渡したウエハ移載装置５２は、ポッド１６に戻り、次のウエハ１４をボート６０に装填する。
【００６７】
また、ツイーザ上センサ１３０による判断がＯＦＦであれば、移載装置上センサ１０８によって、ウエハ移載装置５２上のウエハ１４の有無が判断される。
この移載装置上センサ１０８による判断がＯＦＦであれば、再度、ウエハ移載装置５２はウエハ１４をピックアップするためにノッチ合わせ装置６６へ向かう。
この移載装置上センサ１０８による判断がＯＮ、つまり、所定位置以外にウエハ１４が存在していれば、ウエハ移載装置５２によるウエハ１４の搬送動作は停止される。
【００６８】
この一方（例えば上段）のポッドオープナ３６における、ウエハ移載装置５２によるウエハ１４のボート６０への装填作業中に、他方（例えば下段）のポッドオープナ３４には、回転式ポッド棚２４またはロードポート２２から、別のポッド１６がポッド搬送装置３０によって搬送され、ポッドオープナ３４によるポッド１６の開放作業が同時進行される。
【００６９】
予め指定された枚数のウエハ１４がボート６０に装填されると、第２のウエハ搬入搬出口７４がゲートバルブ７６によって閉じられ、ロードロック室７２は、排気管８０から真空排気されることにより、減圧される。
ロードロック室７２が処理炉８２内の圧力と同圧まで減圧されると、処理炉８２の下端部が、炉口ゲートバルブ８４によって開放される。このとき、炉口ゲートバルブ８４は、炉口ゲートバルブカバー８６の内部に搬入されて収容される。
続いて、シールキャップ９２がボートエレベータ８８のアーム９０によって上昇されて、このシールキャップ９２に支持されたボート６０が、処理炉８２内へ搬入（ローディング）される。
【００７０】
ローディング後は、処理炉８２にてウエハ１４に処理が実施される。
処理後は、ボートエレベータ８８により、ボート６０が引き出され、ロードロック室７２内部を大気圧まで復圧させた後、ゲートバルブ７６が開かれる。
【００７１】
処理炉８２から引き出されたボート６０に装填されているウエハ１４は、ウエハ移載装置５２のツイーザ５６によってピックアップされ、ツイーザ上センサ１３０によって検知される。
【００７２】
ここでのツイーザ上センサ１３０による判断がＯＮであれば、ウエハ１４の搬送動作が続行され、ウエハ１４は、ウエハ保持部１２０によりツイーザ５６上に保持された状態で搬送され、載置台３８上のポッド１６へ収納される。その後、上述と逆の手順で、ウエハ１４及びポッド１６は筺体１２の外部は払出される。
【００７３】
また、ツイーザ上センサ１３０による判断がＯＦＦであれば、移載装置上センサ１０８によって、ウエハ移載装置５２上のウエハ１４の有無が判断される。
この移載装置上センサ１０８による判断がＯＦＦであれば、再度、ウエハ移載装置５２はウエハ１４をピックアップするためにボート６０へ向かう。
この移載装置上センサ１０８による判断がＯＮ、つまり、所定位置以外にウエハ１４が存在していれば、ウエハ移載装置５２によるウエハ１４の搬送動作は停止される。
【００７４】
なお、上記実施形態に限らず、移載装置上センサ１０８による判断がＯＦＦである場合、異常があるとしてウエハ搬送動作を停止するよう制御することもできる。
【００７５】
また、上記実施形態においては、ノッチ合わせ装置６２を用いたが、基板の周方向を整合する必要がない場合は、ノッチ合わせ装置６２を省略することが可能であり、工程数を減少することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１０ 基板処理装置
１４ ウエハ
５０ ウエハ移載機構
５２ ウエハ移載装置
５６ ツイーザ
１０６ 連結部
１０８ ウエハ有無検知センサ
１２０ ウエハ保持部
１２２ エアシリンダ
１２４ シャフト
１２６ 把持体
１２６ａ 溝
１２８ 隔壁
１３０ ウエハ検知センサ
１３０ａ 投光器
１３０ｂ 受光器
１３６ 光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板処理装置では、基板が搬送される過程においてこの基板が所定の載置位置からずれ、その結果、基板の破損あるいは基板処理装置の停止等の不具合が生じるおそれがある。このため、従来の基板処理装置は、ウエハアライメント装置（アライナ）を用いて、基板が所定の載置位置となるように正し、また、搬送過程中の基板の位置ずれを防止するために、基板を低速で搬送していた。
【０００３】
特許文献１では、透過率の高い基板でも正確に検知し、基板検知素子の配設空間を容易に確保し、基板検知素子と基板搬送先との干渉を防止するために、静電容量の変化を検出するウエハ検知部と、電界シールドとなる導体を有する基板処理装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３１２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術においては、基板搬送シーケンス中に基板をアライメントする工程が入り、さらに、基板を低速で搬送する必要があるため、基板搬送工程に多くの時間がかかるという問題があった。
【０００６】
本発明は、基板搬送に要する時間を短縮することができる基板処理装置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】
上記目的を達成するために、本発明の第１の特徴とするところは、基板を搬送する移載機と、前記移載機に前記基板を保持する保持部と、前記移載機に保持された前記基板の有無を前記保持部の動作に基づいて検知する１つの検知器とを有する基板処理装置にある。
【０００８】
好適には、前記移載機上に存在する基板の有無を、超音波を用いて検知する超音波検知器をさらに有する。
【０００９】
本発明の第２の特徴とするところは、基板を搬送する移載機に基板を載置する第１の工程と、前記移載機に載置した基板を保持する第２の工程と、前記移載機に保持された基板の有無を、基板を保持する動作に基づいて検知する第３の工程と、前記移載機上に存在する基板の有無を検知する第４の工程と、前記第３の工程で前記移載機に保持された基板が無いと検知し、前記第４の工程で前記移載機上に存在する基板が有ると検知した場合に、基板の搬送を中止する第５の工程と、を有する半導体装置の製造方法にある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基板搬送に要する時間を短縮することができる基板処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態が適用される基板処理装置を示す斜透視図である。
【図２】本発明の一実施形態が適用される基板処理装置を示す側面図である。
【図３】本発明の一実施形態が適用される基板処理装置を示す上面図である。
【図４】本発明の一実施形態に用いられるウエハ移載装置５２の斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に用いられるウエハ移載装置５２の正面図である。
【図６】本発明の一実施形態に用いられるツイーザ５６及びその周辺構造の概略図を示す。図６（ａ）は、ツイーザ５６及び連結部１０６の上面図であり、図６（ｂ）は、ツイーザ５６の側面図である。
【図７】本発明の一実施形態が適用される基板処理装置を制御する主制御部１３４及びその主要部の構成のブロック図を示す。
【図８】本発明の一実施形に用いられるツイーザ上センサ１３０の構成を説明する説明図である。図８（ａ）は、把持体１２６が退避位置にある場合であり、図８（ｂ）は、把持体１２６が保持位置にある場合であり、また、図８（ｃ）は、把持体が延伸位置にある場合を示す。
【図９】本発明の一実施形に用いられるツイーザ上センサ１３０の構成を説明する説明図である。図９（ａ）は、把持体１２６が退避位置にある場合であり、図９（ｂ）は、把持体１２６が保持位置にある場合であり、また、図９（ｃ）は、把持体が延伸位置にある場合を示す。
【図１０】本発明の一実施形態に用いられるウエハ移載装置５２によるウエハ搬送動作のシーケンスである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の一実施形態にかかる基板処理装置１０は、例えば、半導体装置の製造方法における処理工程を実施する半導体製造装置として構成されている。
図１乃至図３を用いて、基板処理装置１０の全体構成の概略について説明する。図１は、本発明の一実施形態としての基板処理装置１０の斜透視図を示し、図２は、基板処理装置１０の側面透視図を示す。図３は、基板処理装置１０の上面図を示す。
【００１３】
この基板処理装置１０は、バッチ式縦型半導体製造装置であり、主要部が配置される筺体１２を有する。基板処理装置１０には、例えばシリコンからなる基板としてのウエハ１４を収納した基板収容器としてのフープ（以下、ポッドという）１６が、ウエハキャリアとして使用される。
【００１４】
筺体１２の正面壁１２ａには、ポッド搬入搬出口１８が筺体１２の内外を連通するように開設されており、このポッド搬入搬出口１８はフロントシャッタ２０によって開閉されるようになっている。ポッド搬入搬出口１８の正面前方側には、ロードポート２２が設置されており、このロードポート２２はポッド１６が載置され位置合わせを行うように構成されている。ポッド１６は、図示しない工程内搬送装置とロードポート２２との間で授受される。
【００１５】
筺体１２内の前後方向の略中央上部には、回転式ポッド棚２４が設置されており、この回転式ポッド棚２４は複数個のポッド１６を保管するように構成されている。回転式ポッド棚２４は、垂直に立設され水平面内で間欠回転される支柱２６と、この支柱２６に例えば上下３段の各位置において放射状に支持された複数枚の棚板２８とを備えており、この棚板２８はそれぞれ、ポッド１６を複数個載置した状態で保持するように構成されている。
【００１６】
筺体１２内におけるロードポート２２と回転式ポッド棚２４との間には、ポッド搬送装置３０が設置されており、このポッド搬送装置３０は、ポッド１６を保持したまま昇降可能なポッドエレベータ３０ａと、ポッド搬送機構３０ｂとで構成されている。ポッド搬送装置３０は、ポッドエレベータ３０ａとポッド搬送機構３０ｂとの連続動作により、ロードポート２２、回転式ポッド棚２４及び後述するポッドオープナ３６との間で、ポッド１６を搬送するように構成されている。
【００１７】
筺体１２内の前後方向の略中央下部には、サブ筺体３２が後端にわたって構築されている。サブ筺体３２の正面壁３２ａには、ウエハ１４をこのサブ筺体３２内に対して搬入搬出するための第１のウエハ搬入搬出口３４が、例えば一対垂直方向に上下２段に並べて開設されており、上下段の第１のウエハ搬入搬出口３４、３４には一対のポッドオープナ３６、３６がそれぞれ設置されている。
【００１８】
ポッドオープナ３６は、ポッド１６を載置する載置台３８、３８と、ポッド１６のキャップ（蓋体）を着脱するキャップ着脱機構４０、４０とを備えている。ポッドオープナ３６は、載置台３８に設置されたポッド１６のキャップをキャップ着脱機構４０によって着脱することにより、ポッド１６のウエハ出し入れ口を開閉するように構成されている。
【００１９】
サブ筺体３２は、ポッド搬送装置３０や回転式ポッド棚２４の設置空間から流体的に隔絶された移載室４２を構成している。移載室４２の前側領域にはウエハ移載機構５０が設置されており、このウエハ移載機構５０は、ウエハ１４を水平方向に回転または直動可能なウエハ移載装置５２及び、ウエハ移載装置５２を昇降させるためのウエハ移載装置エレベータ５４とで構成されている。これら、ウエハ移載装置５２及びウエハ移載装置エレベータ５４の連続動作により、ウエハ移載装置５２のツイーザ５６をウエハ１４の載置部として、基板保持具であるボート６０に対してウエハ１４を装填（チャージング）及び脱装（ディスチャージング）するように構成されている。
【００２０】
ボート６０は、複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば５０〜１２５枚程度）のウエハ１４をその中心に揃えて垂直方向に整列された状態で、それぞれ水平に保持するように構成されている。
【００２１】
移載室４２のウエハ移載装置エレベータ５４と対向する反対側には、清浄化した雰囲気もしくは不活性ガスであるクリーンエア６２を供給するよう供給ファン及び防塵フィルタで構成されたクリーンユニット６４が設置されている。また、このクリーンユニット６４とウエハ移載装置５２との間には、ウエハ１４の円周方向の位置を整合させる基板整合装置としてのノッチ合わせ装置６６が設置されている。
【００２２】
クリーンユニット６４から吹き出されたクリーンエア６２は、ウエハ移載装置５２及びノッチ合わせ装置６６に流通された後、図示しないダクトに吸い込まれ、筺体１２の外部に排気されるか、もしくは、クリーンユニット６４の吸い込み側である一次側（供給側）にまで循環され、再びクリーンユニット６４によって、移載室４２内に吹き出されるように構成されている。
【００２３】
移載室４２の後側領域には、大気圧未満の圧力（以下、負圧という）を維持可能な、気密機能を有する筺体（以下、耐圧筺体という）７０が設置されており、この耐圧筺体７０により、ボート６０を収容可能な容積を有するロードロック方式の待機室であるロードロック室７２が形成されている。
【００２４】
耐圧筺体７０の正面壁７０ａには、ウエハ１４が搬入搬出される第２のウエハ搬入搬出口７４が開設されており、この第２のウエハ搬入搬出口７４はゲートバルブ７６によって開閉されるようになっている。耐圧筺体７０の一対の側壁には、ロードロック室７２へ不活性ガスである例えば窒素ガスを給気するためのガス供給管７８と、このロードロック室７２を負圧に排気するための排気管８０とがそれぞれ接続されている。
【００２５】
ロードロック室７２上方には、処理炉８２が設けられている。処理炉８２の下端部は炉口ゲートバルブ８４により開閉されるように構成されている。耐圧筺体７０の正面壁７０ａの上端部には、炉口ゲートバルブ８４を処理炉８２の下端部の開放時に収容する炉口ゲートバルブカバー８６が取り付けられている。
【００２６】
耐圧筺体７０には、ボート６０を昇降させるためのボートエレベータ８８が設置されている。ボートエレベータ８８に連結された連結具としてのアーム９０には、蓋体としてのシールキャップ９２が水平方向に据え付けられており、このシールキャップ９２はボート６０を垂直に支持し、処理炉８２の下端部を閉塞可能なように構成されている。
【００２７】
次に、ウエハ移載装置５２について詳細に説明する。
図４は、ウエハ移載装置５２の斜視図を示し、図５は、ウエハ移載装置５２の正面図を示す。
ウエハ移載装置５２は、ロータリーアクチュエータ１００と、このロータリーアクチュエータ１００の上面に設置されたリニアアクチュエータ１０２と、このリニアアクチュエータ１０２の上面に設置された移載台１０４と、この移載台１０４に連結部１０６を介して取り付けられたツイーザ５６を備える。ロータリーアクチュエータ１００は、リニアアクチュエータ１０２を水平面内で回転させるように構成されている。リニアアクチュエータ１０２は、移載台１０４を水平移動させるように構成されている。移載台１０４には、ウエハ１４を下から保持するツイーザ５６が複数枚（例えば５枚）、連結部１０６を介して等間隔に水平に配置されている。
【００２８】
ツイーザ５６に載置されたウエハ１４の下方である、例えば、リニアアクチュエータ１０２の側面部には、ウエハ移載装置５２上のウエハ１４の有無を検知する移載装置上センサ１０８が設けられている。移載装置上センサ１０８は、ツイーザ５６上のウエハ１４を一括で監視し、複数枚あるツイーザ５６のいずれかにウエハ１４が存在すれば、ウエハ１４を検出するように構成されている。移載装置上センサ１０８には、例えば、ウエハ１４の表面状態に影響されない反射式の超音波センサを採用することができる。超音波センサは、適度な検出範囲１０８ａを有するため、ウエハピッチが変化しても検出範囲内であればウエハ１４を検出可能である。また、超音波センサは、周りに設置された装置等と干渉することもなく、誤った検知が生じにくい。移載装置上センサ１０８は、例えば、ウエハ移載装置５２上にウエハ１４が存在するときはＯＮ、ウエハ１４が存在しないときはＯＦＦとして判断する。
【００２９】
次に、ウエハ移載装置５２のツイーザ５６及びその周辺構造について詳細に説明する。
図６は、ツイーザ５６及びその周辺構造の概略図を示す。図６（ａ）は、ツイーザ５６及び連結部１０６の上面図を示し、図６（ｂ）は、ツイーザ５６の側面図を示す。
ツイーザ５６は、二股の板状部材により形成され、この上面にウエハ１４が載置される。ツイーザ５６の二股に分かれた先端側には、ツイーザ５６に載置されたウエハ１４の先端側の位置決めをする一対の先端側エッジグリップ１１０が設けられている。また、ツイーザ５６の後端側（連結部１０６側）には、ウエハ１４の後端側の位置決めをする後端側エッジグリップ１１２が設けられている。先端側エッジグリップ１１０及び後端側エッジグリップ１１２は、例えば樹脂ブロックからなり、ウエハ１４がツイーザ５６上から滑り落ちないように、一定の厚みをもつように構成されている。また、ツイーザ５６は継手１１６を有し、この継手１１６によりツイーザ５６は連結部１０６に取り付けられている。
【００３０】
連結部１０６は、ツイーザ５６上に載置されたウエハ１４を保持するウエハ保持部１２０及びツイーザ５６上で保持されているウエハ１４の有無を検知するツイーザ上センサ１３０を有する。
【００３１】
ウエハ保持部１２０は、駆動装置としてのエアシリンダ１２２と、このエアシリンダ１２２により連結部１０６からツイーザ５６方向に対し伸縮するシャフト１２４と、このシャフト１２４の先端に設けられウエハ１４を押さえつける把持体１２６により構成される。
【００３２】
エアシリンダ１２２は、ツイーザ５６と隔壁１２８を隔てて設置されている。このため、処理後のウエハ１４からの放熱が隔壁１２８によって遮断され、熱によるエアシリンダ１２２の劣化や損傷が防止される。また、エアシリンダ１２２には、エア導入排出口及びごみ吸い取り口であるクリーンバキュームライン等の配管１２２ａが備えられている。この配管１２２ａは、積み重ねられた上下にあるエアシリンダ１２２の配管とは反対側の側面に配置される。つまり、配管１２２ａが配置された側面が交互となるように、エアシリンダ１２２は積み重ねられている。このため、配管や配線等が片側に偏るのを避け、スペースを有効に使用することができる。
【００３３】
把持体１２６は、例えば樹脂ブロックからなり円筒状に形成される。このため、把持体１２６が設けられているシャフト１２４が回転した場合でも、この把持体１２６により押さえつけられたウエハ１４への影響が少なくなり、シャフト１２４の回転を防止するためのガイドを取り付ける等のスペースが不要となる。また、把持体１２６には、ウエハ１４を押さえつける先端部分よりも外径が小さくなっている溝１２６ａが設けられている。
【００３４】
ツイーザ５６上の先端側エッジグリップ１１０及び後端側エッジグリップ１１２と一定の間隔（隙間）をもつ所定位置に載置されたウエハ１４は、エアシリンダ１２２によりシャフト１２４が伸ばされることで、後端側から把持体１２６によって押込まれる。押込まれたウエハ１４は、ツイーザ５６上を先端側方向へ滑り、先端側エッジグリップ１１０と接触する。このようにして、ウエハ１４は、先端側へ押し込む把持体１２６と先端側エッジグリップ１１０とで挟まれ固定される固定位置で保持される。ウエハ１４が搬送される工程において、ウエハ１４は毎回ツイーザ５６上の同じ位置である固定位置に保持されるため、ウエハ１４の水平方向の位置ずれが矯正される。また、ツイーザ５６上でウエハ１４が挟まれるようにして保持されているため、ツイーザ５６上のウエハ１４の移動や落下等を防止でき、搬送動作速度を上げることが可能となる。
【００３５】
ツイーザ上センサ１３０は、例えば、耐熱性の高い透過式ファイバーセンサからなり、このツイーザ上センサ１３０の投光器１３０ａと受光器１３０ｂは、ウエハ保持部１２０の把持体１２６を水平方向で挟むように設置されている。ツイーザ上センサ１３０として透過式ファイバーセンサを用いることで、誤った検知が生じにくくし、さらに、小型化が可能となる。
また、ツイーザ上センサ１３０としては、磁気式センサやフォトセンサ等を用いることもできる。
【００３６】
図７は、基板処理装置１０を制御する主制御部１３４及びその主要部の構成のブロック図を示す。
回転式ポッド棚２４、ポッド搬送装置３０、ポッドオープナ３６及びウエハ移載機構５０には、搬送制御部１３２が電気的に接続されている。この搬送制御部１３２は、ウエハ１４またはポッド１６を所望のタイミングにて所定の箇所へ搬送するように制御する構成となっており、基板処理装置１０全体を制御する主制御部１３４に電気的に接続されている。
【００３７】
図８及び図９を用いて、連結部１０６のツイーザ上センサ１３０がウエハ１４を検知する構成について説明する。
図８は、連結部１０６の上面図を示す。図９は把持体１２６の斜視図を示す。図８（ａ）及び図９（ａ）は、把持体１２６が退避位置にある場合を示し、図８（ｂ）及び図９（ｂ）は、把持体１２６がウエハ保持位置にある場合を示し、また、図８（ｃ）及び図９（ｃ）は、把持体１２６が延伸位置にある場合を示す。
【００３８】
把持体１２６は、エアシリンダ１２２によるシャフト１２４の伸縮によって、退避位置、ウエハ保持位置及び延伸位置、これら３つの位置に移動される。退避位置は、ウエハ１４が後端側エッジグリップ１１２と接触する位置（後端側限界位置）にある場合であっても、把持体１２６が、ウエハ１４と接触しない位置である（図８（ａ）、図９（ａ）参照）。ウエハ保持位置は、把持体１２６がウエハ１４を押込み、ウエハ１４を先端側エッジグリップ１１０とで挟んでいる状態にある位置である（図８（ｂ）、図９（ｂ）参照）。延伸位置は、把持体１２６がウエハ１４を押し込むことなくシャフト１２４が伸びきった位置である（図８（ｃ）、図９（ｃ）参照）。把持体１２６がウエハ１４を押しこむことがない場合としては、ウエハ１４がツイーザ５６上に存在しないとき、あるいは、ウエハ１４がツイーザ５６上の所定位置に載置されていない（例えば、先端側エッジグリップ１１０上に乗り上げている）とき等が挙げられる。
【００３９】
把持体１２６が退避位置にある場合、ツイーザ上センサ１３０の投光器１３０ａから発せられた光１３６は、把持部１２６の前方を通過し受光器１３０ｂへ到達する。把持体１２６がウエハ保持位置にある場合、投光器１３０ａから発せられた光１３６は把持体１２６によって遮光され、受光器１３０ｂまで到達しない。このとき、ツイーザ上センサ１３０は、ウエハ１４がツイーザ５６上の固定位置で保持されていると判断する。また、把持体１２６が延伸位置にある場合、投光器１３０ａから発せられた光１３６は、把持体１２６の溝１２６ａを通過し、把持体１２６遮光されることなく受光器１３０ｂへ到達する。このとき、ツイーザ上センサ１３０は、ウエハ１４がツイーザ５６上の固定位置で保持されていないと判断する。ツイーザ上センサ１３０は、例えば、固定位置で保持されているウエハ１４が存在するときはＯＮ、固定位置で保持されているウエハ１４が存在しないときはＯＦＦとして判断する。
このような構成となっているため、把持部１２６を退避位置及び延伸位置の２箇所で検知する必要がなく、配置するツイーザ上センサ１３０を１組とすることができる。このため、スペースによる制約を受けにくい。
【００４０】
また、ツイーザ上センサ１３０は、単に遮光されたか否かによって固定位置で保持されているウエハ１４の有無を判断するのではなく、はじめ遮光されていない状態から、把持体１２６がウエハ１４を本来押し込む位置に移動することで遮光され、さらに把持体１２６が延伸位置に移動することで遮光されなくなった場合に、固定位置に保持されたウエハ１４が存在しないと判断するようにしてもよい。
あるいは、ツイーザ上センサ１３０は、遮光した状態が所定時間以上続いた場合に、固定位置に保持されたウエハ１４が存在しないと判断するようにしてもよい。
【００４１】
さらに、移載装置上センサ１０８により、ウエハ１４の有無が検知されるため、ウエハ１４の検出において誤った判断がされにくい。例えば、ウエハ１４がツイーザ５６上の所定位置以外の場所に存在する場合に、ツイーザ上センサ１３０がウエハ１４を検出しなかったときでも、移載装置上センサ１０８によってツイーザ５６上のウエハ１４を検出することができる。
【００４２】
図１０は、移載室４２におけるウエハ搬送のシーケンスを示す。基板処理装置１０を構成する各部の動作は制御部１３４によって制御される。
Ｓ１０において、ウエハ移載装置５２のツイーザ５６は、載置台３８に載置されウエハ出し入れ口が開放されたポッド１６から、ウエハ１４をピックアップする。
【００４３】
Ｓ１２において、ツイーザ上センサ１３０は、ツイーザ５６上のウエハ１４が固定位置で保持されているかＯＮ／ＯＦＦの判断をする。判断がＯＮであれば、Ｓ１６の処理へ進み、判断がＯＦＦであれば、Ｓ１４の処理へ進む。
【００４４】
Ｓ１４において、移載装置上センサ１０８は、ウエハ移載装置５２上、つまり、所定位置以外にウエハ１４が存在するかＯＮ／ＯＦＦの判断をする。判断がＯＮであれば、異常があるとしてウエハ搬送動作を停止する。判断がＯＦＦであれば、Ｓ１０の処理に戻る。
なお、ウエハ搬送動作を停止した場合、画像形成装置１０の表示部（非図示）にエラーを表示したり、報知部（非図示）から警告音を発したりする等して、外部（操作者等）にその旨を伝達するようにしてもよい。
【００４５】
Ｓ１６において、ツイーザ５６は、このツイーザ５６上に載置されているウエハ１４を、ノッチ合わせ装置６６に置く。
【００４６】
この際、ウエハ１４をノッチ合わせ装置６６に置いたことを確認するために、Ｓ１７において、移載装置上センサ１０８は、ツイーザ５６上にウエハ１４が存在するかＯＮ／ＯＦＦの判断をする。判断がＯＮであれば、異常があるとしてウエハ搬送動作を停止する。判断がＯＦＦであれば、次の工程に進む。
【００４７】
Ｓ１８において、ツイーザ５６は、ノッチ合わせ装置６６からウエハ１４をピックアップする。
【００４８】
Ｓ２０において、ツイーザ上センサ１３０は、ツイーザ５６上のウエハ１４が固定位置で保持されているかＯＮ／ＯＦＦの判断をする。判断がＯＮであれば、Ｓ２４の処理へ進み、判断がＯＦＦであれば、Ｓ２２の処理へ進む。
【００４９】
Ｓ２２において、移載装置上センサ１０８は、ウエハ移載装置５２上、つまり、所定位置以外にウエハ１４が存在するかＯＮ／ＯＦＦの判断をする。判断がＯＮであれば、異常があるとしてウエハ搬送動作を停止する。判断がＯＦＦであれば、Ｓ１８の処理に戻る。
【００５０】
Ｓ２４において、ツイーザ５６は、このツイーザ５６上に載置されているウエハ１４を、ロードロック室７２のボート６０に置く。
【００５１】
この際、ウエハ１４をボート６０に置いたことを確認するために、Ｓ２５において、移載装置上センサ１０８は、ツイーザ５６上にウエハ１４が存在するかＯＮ／ＯＦＦの判断をする。判断がＯＮであれば、異常があるとしてウエハ搬送動作を停止する。判断がＯＦＦであれば、次の工程に進む。
【００５２】
Ｓ２６において、ボートエレベータ８８は、ウエハ１４が載置されたボート６０を処理炉８２へ搬入する。
【００５３】
Ｓ２８において、ボートエレベータ８８は、ウエハ１４が載置されたボート６０を処理炉８２からロードロック室７２へ搬出する。
【００５４】
Ｓ３０において、ツイーザ５６は、ボート６０からウエハ１４をピックアップする。
【００５５】
Ｓ３２において、ツイーザ上センサ１３０は、ツイーザ５６上のウエハ１４が固定位置で保持されているかＯＮ／ＯＦＦの判断をする。判断がＯＮであれば、Ｓ３６の処理へ進み、判断がＯＦＦであれば、Ｓ３４の処理へ進む。
【００５６】
Ｓ３４において、移載装置上センサ１０８は、ウエハ移載装置５２上、つまり、所定位置以外にウエハ１４が存在するかＯＮ／ＯＦＦの判断をする。判断がＯＮであれば、異常があるとしてウエハ搬送動作を停止する。判断がＯＦＦであれば、Ｓ３０の処理に戻る。
【００５７】
Ｓ３６において、ツイーザ５６は、このツイーザ５６上に載置されているウエハ１４を、ポッド１６に置く。
【００５８】
なお、上記実施形態に限らず、Ｓ１４、Ｓ２２及びＳ３４において、移載装置上センサ１０８による判断がＯＦＦである場合、それぞれＳ１０、Ｓ１８及びＳ３０の処理に戻らず、異常があるとしてウエハ搬送動作を停止するよう制御することもできる。
【００５９】
次に、基板処理装置１０の動作について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置１０を構成する各部の動作は主制御部１３４によって制御される。
【００６０】
ポッド１６がロードポート２２に供給されると、ポッド搬入搬出口１８がフロントシャッタ２０によって開放され、ロードポート２２上のポッド１６は、ポッド搬送装置３０によって筺体１２の内部へポッド搬入搬出口１８から搬入される。
搬入されたポッド１６は、回転式ポッド棚２４の指定された棚板２８へポッド搬送装置３０によって自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、棚板２８から一方のポッドオープナ３６に搬送されて載置台３８に移載される。もしくは、搬入されたポッド１６は、直接ポッドオープナ３６に搬送されて載置台３８に移載される。この際、ポッドオープナ３６の第１のウエハ搬入搬出口３４は、キャップ着脱機構４０によって閉じられており、移載室４２はクリーンエア６２が流通し、クリーンエア６２が充満している。例えば、移載室４２には、クリーンエア６２として窒素ガスが充満することにより、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下と、筺体１２内部（大気雰囲気）の酸素濃度よりも遥かに低く設定されている。
【００６１】
載置台３８に載置されたポッド１６は、その開口側端面がサブ筺体３２の正面壁３２ａにおける第１のウエハ搬入搬出口３４の開口縁辺部に押付けられるとともに、そのキャップがキャップ着脱機構４０によって取り外され、ポッド１６のウエハ出し入れ口が開放される。また、予め内部が大気圧状態とされていたロードロック室７２の第２のウエハ搬入搬出口７４がゲートバルブ７６の動作により開放されると、ウエハ１４は、ポッド１６からウエハ移載装置５２のツイーザ５６によってウエハ出し入れ口を通じてピックアップされる。
【００６２】
ポッド１６からピックアップされたウエハ１４は、ウエハ保持部１２０によってツイーザ５６上に保持され、ツイーザ上センサ１３０によって固定位置で保持されているかの検知がなされる。
【００６３】
ツイーザ上センサ１３０による判断がＯＮであれば、搬送動作が続行され、ウエハ１４は、ウエハ保持部１２０によりツイーザ５６上に保持された状態でノッチ合わせ装置６６に搬送される。ウエハ保持部１２０によってウエハ１４の水平方向の位置ずれは矯正されているため、ノッチ合わせ装置６６ではウエハ１４の周方向を整合すれば足りる。
【００６４】
また、ツイーザ上センサ１３０による判断がＯＦＦであれば、移載装置上センサ１０８によって、ウエハ移載装置５２上のウエハ１４の有無が判断される。
この移載装置上センサ１０８による判断がＯＦＦであれば、再度、ウエハ移載装置５２はウエハ１４をピックアップするためにポッド１６へ向かう。
この移載装置上センサ１０８による判断がＯＮ、つまり、所定位置以外にウエハ１４が存在していれば、ウエハ移載装置５２によるウエハ１４の搬送動作は停止される。
【００６５】
ノッチ合わせ装置６６で周方向の位置を整合されたウエハ１４は、ウエハ移載装置５２のツイーザ５６によってピックアップされ、ツイーザ上センサ１３０によって検知される。
【００６６】
ここでのツイーザ上センサ１３０による判断がＯＮであれば、搬送動作を続行し、ウエハ１４は、ウエハ保持部１２０によりツイーザ５６上に保持された状態で第２のウエハ搬入搬出口７４を通じてロードロック室７２に搬入され、ボート６０へ移載されて装填（ウエハチャージング）される。ボート６０にウエハ１４を受け渡したウエハ移載装置５２は、ポッド１６に戻り、次のウエハ１４をボート６０に装填する。
【００６７】
また、ツイーザ上センサ１３０による判断がＯＦＦであれば、移載装置上センサ１０８によって、ウエハ移載装置５２上のウエハ１４の有無が判断される。
この移載装置上センサ１０８による判断がＯＦＦであれば、再度、ウエハ移載装置５２はウエハ１４をピックアップするためにノッチ合わせ装置６６へ向かう。
この移載装置上センサ１０８による判断がＯＮ、つまり、所定位置以外にウエハ１４が存在していれば、ウエハ移載装置５２によるウエハ１４の搬送動作は停止される。
【００６８】
この一方（例えば上段）のポッドオープナ３６における、ウエハ移載装置５２によるウエハ１４のボート６０への装填作業中に、他方（例えば下段）のポッドオープナ３４には、回転式ポッド棚２４またはロードポート２２から、別のポッド１６がポッド搬送装置３０によって搬送され、ポッドオープナ３４によるポッド１６の開放作業が同時進行される。
【００６９】
予め指定された枚数のウエハ１４がボート６０に装填されると、第２のウエハ搬入搬出口７４がゲートバルブ７６によって閉じられ、ロードロック室７２は、排気管８０から真空排気されることにより、減圧される。
ロードロック室７２が処理炉８２内の圧力と同圧まで減圧されると、処理炉８２の下端部が、炉口ゲートバルブ８４によって開放される。このとき、炉口ゲートバルブ８４は、炉口ゲートバルブカバー８６の内部に搬入されて収容される。
続いて、シールキャップ９２がボートエレベータ８８のアーム９０によって上昇されて、このシールキャップ９２に支持されたボート６０が、処理炉８２内へ搬入（ローディング）される。
【００７０】
ローディング後は、処理炉８２にてウエハ１４に処理が実施される。
処理後は、ボートエレベータ８８により、ボート６０が引き出され、ロードロック室７２内部を大気圧まで復圧させた後、ゲートバルブ７６が開かれる。
【００７１】
処理炉８２から引き出されたボート６０に装填されているウエハ１４は、ウエハ移載装置５２のツイーザ５６によってピックアップされ、ツイーザ上センサ１３０によって検知される。
【００７２】
ここでのツイーザ上センサ１３０による判断がＯＮであれば、ウエハ１４の搬送動作が続行され、ウエハ１４は、ウエハ保持部１２０によりツイーザ５６上に保持された状態で搬送され、載置台３８上のポッド１６へ収納される。その後、上述と逆の手順で、ウエハ１４及びポッド１６は筺体１２の外部は払出される。
【００７３】
また、ツイーザ上センサ１３０による判断がＯＦＦであれば、移載装置上センサ１０８によって、ウエハ移載装置５２上のウエハ１４の有無が判断される。
この移載装置上センサ１０８による判断がＯＦＦであれば、再度、ウエハ移載装置５２はウエハ１４をピックアップするためにボート６０へ向かう。
この移載装置上センサ１０８による判断がＯＮ、つまり、所定位置以外にウエハ１４が存在していれば、ウエハ移載装置５２によるウエハ１４の搬送動作は停止される。
【００７４】
なお、上記実施形態に限らず、移載装置上センサ１０８による判断がＯＦＦである場合、異常があるとしてウエハ搬送動作を停止するよう制御することもできる。
【００７５】
また、上記実施形態においては、ノッチ合わせ装置６２を用いたが、基板の周方向を整合する必要がない場合は、ノッチ合わせ装置６２を省略することが可能であり、工程数を減少することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１０ 基板処理装置
１４ ウエハ
５０ ウエハ移載機構
５２ ウエハ移載装置
５６ ツイーザ
１０６ 連結部
１０８ ウエハ有無検知センサ
１２０ ウエハ保持部
１２２ エアシリンダ
１２４ シャフト
１２６ 把持体
１２６ａ 溝
１２８ 隔壁
１３０ ウエハ検知センサ
１３０ａ 投光器
１３０ｂ 受光器
１３６ 光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を搬送する移載機と、
前記移載機に前記基板を保持する保持部と、
前記移載機に保持された前記基板の有無を前記保持部の動作に基づいて検知する１つの検知器と
を有する基板処理装置。
【請求項２】
前記移載機上に存在する基板の有無を、超音波を用いて検知する超音波検知器をさらに有する請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
基板を搬送する移載機に基板を載置する第１の工程と、
前記移載機に載置した基板を保持する第２の工程と、
前記移載機に保持された基板の有無を、基板を保持する動作に基づいて検知する第３の工程と、
前記移載機上に存在する基板の有無を検知する第４の工程と、
前記第３の工程で前記移載機に保持された基板が無いと検知し、前記第４の工程で前記移載機上に存在する基板が有ると検知した場合に、基板の搬送を中止する第５の工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項１】
基板を搬送する移載機と、
前記移載機に前記基板を保持する保持部と、
前記移載機に保持された前記基板の有無を前記保持部の動作に基づいて検知する１つの検知器と
を有する基板処理装置。
【請求項２】
前記移載機上に存在する基板の有無を、超音波を用いて検知する超音波検知器をさらに有する請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
基板を搬送する移載機に基板を載置する第１の工程と、
前記移載機に載置した基板を保持する第２の工程と、
前記移載機に保持された基板の有無を、基板を保持する動作に基づいて検知する第３の工程と、
前記移載機上に存在する基板の有無を検知する第４の工程と、
前記第３の工程で前記移載機に保持された基板が無いと検知し、前記第４の工程で前記移載機上に存在する基板が有ると検知した場合に、基板の搬送を中止する第５の工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２８３３３４（Ｐ２０１０−２８３３３４Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６５４４８（Ｐ２０１０−６５４４８）
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
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