基板処理装置及び半導体装置の製造方法
【課題】処理管からボートを搬出する初期段階で発生する蓋の振動を抑制する。
【解決手段】基板を載置するボートと、ボートを収納する処理管と、ボートが載置され処理管の下端に設けられた炉口を開閉する蓋と、蓋を昇降させる昇降機構と、昇降機構を駆動するモータと、処理管の下端面と蓋との間を密封する密封部材と、処理管の下端面もしくは蓋の表面から密封部材を引き離す時に生じる蓋の変形の回復期に基板がボート内の載置位置に留まるようにモータのトルクを制御する制御部と、を有する。
【解決手段】基板を載置するボートと、ボートを収納する処理管と、ボートが載置され処理管の下端に設けられた炉口を開閉する蓋と、蓋を昇降させる昇降機構と、昇降機構を駆動するモータと、処理管の下端面と蓋との間を密封する密封部材と、処理管の下端面もしくは蓋の表面から密封部材を引き離す時に生じる蓋の変形の回復期に基板がボート内の載置位置に留まるようにモータのトルクを制御する制御部と、を有する。
【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】
半導体装置の製造工程や表示装置の製造工程の一工程を実施する従来の基板処理装置は、基板を処理する処理管と、基板を載置するボートと、処理管の下端に設けた炉口を開閉する蓋と、ボートおよび蓋を共に昇降させて、ボートを処理管内に搬入するとともに炉口に蓋を押し圧する昇降機構と、昇降機構を駆動するモータと、蓋と処理管の下端との間を密封する密封部材と、を備えていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
基板を処理した後、蓋を下降して処理管内からボートを搬出する。このとき、密封部材が処理管の下端面に張り付いた状態で蓋が下降し始める。この結果、密封部材が処理管下端の接触面から剥がされていく過程で蓋が撓み、その撓みを回復しようとする際に蓋が振動し、その振動が蓋に載置されたボートに伝わる。このため、ボートに載置されていた基板が跳ねたり、ボートから落下したりして損傷することがあった。
【０００４】
そこで本発明は、処理管内からボートを搬出する初期段階で発生する蓋の振動を抑制することが可能な基板処理装置及び半導体装置の製造方法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】
【０００５】
本発明の一態様によれば、基板を載置するボートと、前記ボートを収納する処理管と、前記ボートが載置され前記処理管の下端に設けられた炉口を開閉する蓋と、前記蓋を昇降させる昇降機構と、前記昇降機構を駆動するモータと、前記処理管の下端と前記蓋との間を密封する密封部材と、前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す時に生じる前記蓋の変形の回復期に前記基板が前記ボート内の載置位置に留まるように前記モータのトルクを制御する制御部と、を有する基板処理装置が提供される。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、ボートに載置した基板を処理管内で処理した後、密封部材を介して前記処理管の炉口を密封していた蓋を下降させて前記炉口を開放するとともに、前記炉口から前記処理管内の前記ボートを搬出する半導体装置の製造方法において、前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す時に生じる前記蓋の変形の回復期に前記基板が前記ボート内の載置位置に留まるように前記蓋を下降させる昇降機構を駆動するモータのトルクを制御する半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の基板処理装置および半導体装置の製造方法によれば、処理管内からボートを搬出する初期段階で発生する蓋の振動を抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる基板処理装置の要部を示した概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかる基板処理装置の概略を示した斜透視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態にかかる基板処理装置の処理炉の一例を示した縦断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態にかかる半導体装置の製造方法の一工程を示したフローチャートである。
【図５】モータのトルク比の上限を制限した場合における、シールキャップの位置と経過時間との関係図、シールキャップの移動速度と経過時間との関係図、およびモータのトルク比と経過時間との関係図である。
【図６】モータのトルク比の上限を制限した場合における、シールキャップの位置と経過時間との関係図、シールキャップの移動速度と経過時間との関係図、およびモータのトルク比と経過時間との関係図である。
【図７】モータのトルク比の上限を制限した場合における、シールキャップの位置と経過時間との関係図、シールキャップの移動速度と経過時間との関係図、およびモータのトルク比と経過時間との関係図である。
【図８】モータのトルク比に制限のない場合における、シールキャップの位置と経過時間との関係図、シールキャップの移動速度と経過時間との関係図、およびモータのトルク比と経過時間との関係図である。
【図９】シールキャップを微小移動させた場合における、シールキャップの位置と経過時間との関係図、シールキャップの移動速度と経過時間との関係図、およびモータのトルク比と経過時間との関係図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態にかかる基板処理装置の要部を示した概略構成図である。
【図１１】モータのトルク比の上限を制限した場合における、シールキャップの位置と経過時間との関係図、シールキャップの移動速度と経過時間との関係図、およびモータのトルク比と経過時間との関係図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態にかかる基板処理装置の要部を示した概略構成図である。
【図１３】（ａ）は、本発明の第６の実施形態にかかる基板処理装置により実施される搬送動作を示す模式図であり、（ｂ）は制御部により行われる搬送制御のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜本発明の第１の実施形態＞
以下に、本発明の第１の実施形態にかかる基板処理装置について図面を参照して説明する。
【００１０】
（１）基板処理装置の構成
まず、半導体装置の製造工程の一工程としての基板処理工程を実施する基板処理装置１０１の構成例について説明する。図１は、本実施形態にかかる基板処理装置１０１の要部を示した概略構成図であり、図２は、本実施形態にかかる基板処理装置１０１の斜透視図である。図３は、基板処理装置１０１の処理炉２０１の詳細を示した縦断面図である。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態にかかる基板処理装置１０１は、基板としてのウエハ１０を処理する処理炉２０１を備えている。ウエハ１０は、例えばシリコン基板であり、またはシリコン以外の半導体基板、ガラス基板、セラミックス基板、プラスチック基板等であってもよい。処理炉２０１には、処理室２０２が形成された後述するプロセスチューブを含む処理管２０３が設けられ、処理管２０３を包囲するように後述する加熱機構としてのヒータが備えられている。また処理炉２０１の側部に沿って昇降機構としてのボートエレベータ１１５が設置されている。ボートエレベータ１１５は、支持部としてのアーム１２８が駆動機構１２６によって昇降可能に構成されている。アーム１２８上には、処理管２０３の下端に設けられた炉口２０７を開閉する蓋としてのシールキャップ２１９が支持されている。またシールキャップ２１９上には、シールキャップ２１９と処理管２０３の下端面との間を密封する密封部材としてのシールリング２２１が設けられている。シール
リング２２１は、例えばＯリングで構成されている。さらにシールキャップ２１９の上面は、基板としてのウエハ１０を水平に保持した状態で多段に載置するボート１１が載置できるように構成されている。
【００１２】
駆動機構１２６は、例えばボールネジ構造に構成され、アーム１２８に設けられた図示しないナット部にボールを介してかみ合ってアーム１２８を鉛直方向に昇降させるボールネジ軸１２７と、アーム１２８を鉛直方向に摺動させつつ案内する図示しないガイド支柱と、を備えている。主に、ナット部と、ボールと、ボールネジ軸１２７と、ガイド支柱と、により、本実施形態にかかる駆動機構１２６が構成される。また、ボールネジ軸１２７の上端部（もしくは下端部）には、ボールネジ軸１２７を回転駆動させるモータ１２９が設けられている。これにより、モータ１２９を駆動してボールネジ軸１２７を回転させることでアーム１２８が昇降するようになっている。これらによって、シールキャップ２１９とその上面に載置されたボート１１が上昇もしくは降下して、ボート１１が処理室２０２内に対して搬入もしくは搬出されるようになっている。また、処理室２０２内にボート１１が搬入されると、ボートエレベータ１１５によってアーム１２８に支持されたシールキャップ２１９がシールリング２２１を介して処理管２０３の下端面方向に押し圧せられ、処理室２０２内が気密に保持されるように構成されている。
【００１３】
またモータ１２９の駆動軸には、その駆動軸のトルクを測定するトルクセンサ２７１が設けられている。さらにモータ１２９には、そのモータ１２９のトルクを所定値に制御する制御部２８１が設けられている。これによって、制御部２８１は、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を引き離す時に生じるシールキャップ２１９の変形（例えば振動による変形）の回復期にウエハ１０がボート１１内の載置位置に留まるようにモータ１２９のトルクを制御する。例えば、モータ１２９のトルクが一定の範囲内になるように制御する。トルク制御の詳細例については、後述する。なお、制御部２８１によるモータ１２９のトルクの制御は、制御部２８１を後述する駆動制御部に組み込み、駆動制御部で実行する構成とすることも可能である。
【００１４】
続いて、基板処理装置１０１の全体構成を具体的に説明する。
【００１５】
図２に示すように、本実施形態にかかる基板処理装置１０１は筐体１１１を備えている。基板としてのウエハ１０を筐体１１１内外へ搬送するには、複数のウエハ１０を収納するウエハキャリア（基板収納容器）としてのカセット１１０が使用される。筐体１１１内側の前方には、カセット１１０の受渡し台となるカセットステージ１１４が設けられている。カセット１１０は、図示しない工程内搬送装置によってカセットステージ１１４上に載置され、また、カセットステージ１１４上から筐体１１１外へ搬出されるように構成されている。
【００１６】
カセット１１０は、工程内搬送装置によって、カセット１１０内のウエハ１０がほぼ鉛直姿勢となり、カセット１１０のウエハ出し入れ口が例えば上方向を向くように、カセットステージ１１４上に載置される。カセットステージ１１４は、カセット１１０を筐体１１１の後方に向けて縦方向に９０°回転させ、カセット１１０内のウエハ１０を水平姿勢とさせ、カセット１１０のウエハ出し入れ口を筐体１１１内の後方を向かせることが可能なように構成されている。
【００１７】
筐体１１１内の前後方向の略中央部には、カセット１１０の載置棚となるカセット棚１０５が設置されている。カセット棚１０５は、複数段、複数列にて複数個のカセット１１０を保管できるように構成されている。カセット棚１０５には、ウエハ移載機構１２５の搬送対象となるカセット１１０が収納される移載棚１２３が設けられている。また、カセットステージ１１４の上方には、予備カセット棚１０７が設けられ、予備的にカセット１
１０を保管するように構成されている。
【００１８】
カセットステージ１１４とカセット棚１０５との間には、基板収納容器搬送装置としてのカセット搬送装置１１８が設けられている。カセット搬送装置１１８は、カセット１１０を保持したまま昇降可能な昇降機構としてのカセットエレベータ１１８ａと、カセット１１０を保持したまま水平移動可能な搬送機構としてのカセット搬送機構１１８ｂと、を備えている。これらカセットエレベータ１１８ａとカセット搬送機構１１８ｂとの連係動作により、カセットステージ１１４、カセット棚１０５、予備カセット棚１０７、移載棚１２３の間で、カセット１１０を相互に搬送するように構成されている。
【００１９】
カセット棚１０５の後方には、基板移載機構としてのウエハ移載機構１２５が設けられている。ウエハ移載機構１２５は、ウエハ１０を水平方向に回転ないし直動可能な基板移載装置としてのウエハ移載装置１２５ａと、ウエハ移載装置１２５ａを昇降させる基板移載装置の昇降機構としてのウエハ移載装置エレベータ１２５ｂと、を備えている。なお、ウエハ移載装置１２５ａは、ウエハ１０を水平姿勢で保持する基板移載用治具としてのツイーザ１２５ｃを備えている。これらウエハ移載装置１２５ａとウエハ移載装置エレベータ１２５ｂとの連係動作により、ウエハ１０を移載棚１２３上のカセット１１０内からピックアップして後述する基板保持具としてのボート１１へ装填（チャージング）したり、ウエハ１０をボート１１から脱装（ディスチャージング）して移載棚１２３上のカセット１１０内へ収納したりするように構成されている。
【００２０】
筐体１１１の後部上方には、処理炉２０１が設けられている。処理炉２０１の下端部には図示しない炉口としての開口が設けられている。かかる開口は、炉口を開閉する炉口シャッタ（炉口開閉機構）１４７により開閉されるように構成されている。処理炉２０１の構成については後に詳述する。
【００２１】
処理炉２０１の下方には、ボート１１を昇降させて処理炉２０１内外へ搬送させる昇降機構としてのボートエレベータ１１５が設けられている。ボートエレベータ１１５には昇降可能なアーム１２８が設けられている。アーム１２８上には、ボート１１を鉛直に支持するとともに、処理炉２０１の下端部を気密に閉塞する蓋としてのシールキャップ１１９が水平姿勢で設けられている。
【００２２】
ボート１１は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、５０枚〜１５０枚程度）のウエハ１０を、水平姿勢で、かつその中心を揃えた状態で鉛直方向に整列させて多段に保持するように構成されている。ボート１１の詳細な構成については後述する。
【００２３】
カセット棚１０５の上方には、供給ファンと防塵フィルタとを備えたクリーンユニット１３４ａが設けられている。クリーンユニット１３４ａは、清浄化した大気であるクリーンエアを筐体１１１の内部に流通させるように構成されている。
【００２４】
また、ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂおよびボートエレベータ１１５側と反対側である筐体１１１の左側端部には、クリーンエアを供給するよう供給フアンと防塵フィルタとを備えたクリーンユニット（図示せず）が設置されている。図示しない前記クリーンユニットから吹き出されたクリーンエアは、ウエハ移載装置１２５ａ、ボート１１を流通した後に、図示しない排気装置に吸い込まれて、筐体１１１の外部に排気されるように構成されている。
【００２５】
（２）基板処理装置の動作
次に、本実施形態にかかる基板処理装置１０１の動作について説明する。
【００２６】
まず、カセット１１０が、図示しない工程内搬送装置によって、ウエハ１０がほぼ鉛直姿勢となりカセット１１０のウエハ出し入れ口が上方向を向くように、カセットステージ１１４上に載置される。その後、カセット１１０は、カセットステージ１１４によって、筐体１１１の後方に向けて縦方向に９０°回転させられる。その結果、カセット１１０内のウエハ１０は水平姿勢となり、カセット１１０のウエハ出し入れ口は筐体１１１内の後方を向く。
【００２７】
次に、カセット１１０は、カセット搬送装置１１８によって、カセット棚１０５ないし予備カセット棚１０７の指定された棚位置へ自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、カセット棚１０５ないし予備カセット棚１０７から移載棚１２３に移載されるか、もしくは移載棚１２３に直接搬送される。
【００２８】
カセット１１０が移載棚１２３に移載されると、ウエハ１０は、ウエハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによって、ウエハ出し入れ口を通じてカセット１１０からピックアップされ、ウエハ移載装置１２５ａとウエハ移載装置エレベータ１２５ｂとの連係動作によって移載棚１２３の後方にあるボート１１に装填（チャージング）される。ボート１１にウエハ１０を受け渡したウエハ移載機構１２５は、カセット１１０に戻り、次のウエハ１０をボート１１に装填する。
【００２９】
予め指定された枚数のウエハ１０がボート１１に装填されると、炉口シャッタ１４７によって閉じられていた処理炉２０１の下端部の開口が、炉口シャッタ１４７を移動することによって開放される。続いて、図示しない蓋としてのシールキャップがボートエレベータ１１５によって上昇されることにより、処理対象のウエハ１０群を保持したボート１１が処理炉２０１内へ気密に搬入（ローディング）される。ローディング後は、処理炉２０１内にてウエハ１０に所定の処理が実施される。処理後は、ウエハ１０およびカセット１１０は、上述の手順とは逆の手順で筐体１１１の外部へ搬出される。
【００３０】
（３）処理炉の構成
続いて、本実施形態にかかる基板処理装置の処理炉２０１の構成について説明する。図３は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の処理炉の縦断面図である。なお、本実施形態にかかる処理炉２０１は、図３に示されているようにＣＶＤ装置（バッチ式縦形ホットウォール型減圧ＣＶＤ装置）として構成されている。
【００３１】
（プロセスチューブ）
処理炉２０１は、中心線が鉛直になるように縦向きに配されて筐体１１１によって固定的に支持された縦形のプロセスチューブを備えている。プロセスチューブは、インナチューブ２０４とアウタチューブ２０５とを備えている。インナチューブ２０４およびアウタチューブ２０５は、石英（ＳｉＯ２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性の高い材料によって、円筒形状にそれぞれ一体成形されている。
【００３２】
インナチューブ２０４は、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。インナチューブ２０４内には、基板保持具としてのボート１１によって水平姿勢で多段に積層されたウエハ１０を収納して処理する処理室２０２が形成されている。インナチューブ２０４の下端開口は、ウエハ１０群を保持したボート１１を出し入れする炉口２０７を構成している。したがって、インナチューブ２０４の内径は、ウエハ１０群を保持したボート１１の最大外径よりも大きくなるように設計されている。アウタチューブ２０５は、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成され、かつ側壁部がインナチューブ２０４に対して大きく例えば相似形状に形成されている。すなわち、上方から見てアウタチューブ２０５は、インナチューブ２０４の外側を取り囲むように同心円に被せられている。インナチューブ２０４の下端部とアウタチューブ２０５の下端部との間は、環状に形成されたマ
ニホールド２０９によって気密に封止されている。また、アウタチューブ２０５の下端部とマニホールド２０９の外周上端部との間はシールリング２２２によって気密に封止されている。マニホールド２０９は、インナチューブ２０４およびアウタチューブ２０５についての保守点検作業や清掃作業を行いやすくするように、インナチューブ２０４およびアウタチューブ２０５に対して着脱自在に取り付けられている。マニホールド２０９が筐体１１１（前記図２参照）に支持されることにより、プロセスチューブは鉛直に据え付けられた状態になっている。したがって、インナチューブ２０４およびアウタチューブ２０５からなるプロセスチューブと、マニホールド２０９と、により処理管２０３が構成される。
【００３３】
（排気ユニット）
マニホールド２０９の側壁の一部には、処理室２０２内のガス気体を排気する排気系２３０が接続されている。排気系２３０は、インナチューブ２０４とアウタチューブ２０５との隙間によって形成される筒状空間からなる排気路２５０の下端部に配置されていて、排気系２３０を構成する排気管２３１が排気路２５０内に連通している。排気管２３１には、上流から順に、圧力センサ２４５、圧力調整バルブとしてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４２、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が設けられている。真空ポンプ２４６は、処理室２０２内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。ＡＰＣバルブ２４２および圧力センサ２４５には、圧力制御部２３６が電気的に接続されている。圧力制御部２３６は、処理室２０２内の圧力が所望のタイミングにて所望の圧力となるように、圧力センサ２４５により検出された圧力に基づいてＡＰＣバルブ２４２の開度を制御するように構成されている。主に、排気管２３１、排気路２５０、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４２、真空ポンプ２４６により、本実施形態に係る排気ユニットが構成される。なお、排気系２３０のＡＰＣバルブ２４２の上流側には、過加圧防止処理を行う過加圧防止ライン２３３が接続されている。過加圧防止ライン２３３には、過加圧防止バルブ２３４が接続されている。処理室２０２内の圧力が過加圧になって、その過加圧が圧力センサ２４５により検出されると、圧力制御部２３６が過加圧防止バルブ２３４を開いて処理室２０２内の過加圧状態を開放させる。
【００３４】
（基板保持具）
マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を開閉する蓋としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、マニホールド２０９の下端開口の外径と同等以上の円盤形状に形成されており、その上面外周には、マニホールド２０９の下端面に密着可能な密封部材としてのシールリング２２１が設けられている。シールリング２２１には、例えばＯリングが用いられる。またシールキャップ２１９は、プロセスチューブ２０３の外部に鉛直に設備された昇降機構としてのボートエレベータ１１５によって、ボート１１の載置面が水平の状態で、鉛直方向に昇降されるように構成されている。したがって、ボートエレベータ１１５によって上昇されたシールキャップ２１９がシールリング２２１を介してマニホールド２０９の下端面に押し圧せられた状態で、マニホールド２０９の下端開口が密封されて処理室２０２が気密になる。
【００３５】
（ボートエレベータ）
上述したボートエレベータ１１５は、一例として、シールキャップ２１９をその下面から支持するアーム１２８と、アーム１２８の昇降を鉛直方向に案内する図示しないガイド支柱と、ガイド支柱に沿ってアーム１２８を鉛直方向に昇降させる駆動機構１２６と、が備えられている。駆動機構１２６は例えばボールネジ構造で構成され、例えば、アーム１２８に設けられた図示しないナット部と、ナット部に図示しないボールを介してかみ合うボールネジ軸１２７と、で構成されている。また、ボールネジ軸１２７の上端部（もしくは下端部）には、ボールネジ軸１２７を回転駆動させるモータ１２９（前記図１参照）が
設けられている。これにより、モータ１２９を駆動してボールネジ軸１２７を所定の方向に回転させることでアーム１２８が昇降するように構成されている。
【００３６】
シールキャップ２１９上には、ウエハ１０を保持する基板保持具としてのボート１１が鉛直に立脚されて支持されるようになっている。ボート１１は、例えば石英（ＳｉＯ２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、複数枚のウエハ１０を水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に保持するように構成されている。なお、ボート１１の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる円板形状をした断熱部材としての断熱板２１６が、水平姿勢で多段に複数枚配置されている。断熱板２１６は、ヒータ２０６からの熱をマニホールド２０９側に伝えにくくするように構成されている。
【００３７】
シールキャップ２１９の処理室２０２と反対側には、ボート１１を回転させる回転機構２５４が設けられている。回転機構２５４の回転軸２５５は、シールキャップ２１９を貫通してボート１１を下方から支持している。回転軸２５５を回転させることで処理室２０２内にてウエハ１０を回転させることが可能になるように構成されている。シールキャップ２１９は、上述のボートエレベータ１１５によって鉛直方向に昇降されるように構成されており、これによりボート１１を処理室２０２内外に搬送することが可能となっている。
【００３８】
回転機構２５４およびボートエレベータ１１５には、駆動制御部２３７が電気的に接続されている。駆動制御部２３７は、回転機構２５４およびボートエレベータ１１５のモータ１２９が所望のタイミングにて所望の動作をするよう制御するように構成されている。
【００３９】
（ヒータユニット）
アウタチューブ２０５の外部には、プロセスチューブ２０３内を全体にわたって均一または所定の温度分布に加熱する加熱機構としてのヒータ２０６が、アウタチューブ２０５を包囲するように設けられている。ヒータ２０６は、基板処理装置１０１の筐体１１１（前記図２参照）に設けられたヒータベース２５１に支持されることにより鉛直に据え付けられた状態になっており、例えばカーボンヒータ等の抵抗加熱ヒータとして構成されている。
【００４０】
プロセスチューブ２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。ヒータ２０６と温度センサ２６３とには、温度制御部２３８が電気的に接続されている。温度制御部２３８は、処理室２０２内の温度が所望のタイミングにて所望の温度分布となるように、前記温度センサ２６３により検出された温度情報に基づいてヒータ２０６への通電具合を制御するように構成されている。
【００４１】
主に、ヒータ２０６、温度センサ２６３により、ヒータユニットが構成される。
【００４２】
（処理ガス供給ユニット）
マニホールド２０９に保持され処理室２０２内に鉛直に立ち上がっていて、処理室２０２内に処理ガスを供給するガス供給ノズル２３０が設けられている。ガス供給ノズル２３０は、下流側端部が鉛直に立ち上がったＬ字型タイプの他、図示していないストレートタイプ等がある。ガス供給ノズル２３０は石英等の耐熱性を有する非金属材料により構成されている。なお、ガス供給ノズル２３０の上流側端部は、処理炉２０１外に突出しており、処理室２０２内にガス供給ノズル２３０を介して処理ガスを供給するガス供給管２３２に接続されている。また、ガス供給管２３２の上流側には、ガス流量制御器としてのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４１を介して、図示しない処理ガス供給源や不活性ガス供給源が接続されている。マスフローコントローラ２４１には、ガス流量制御部２３５が電気的に接続されている。マスフローコントローラ２４１は、処理室２０２内に供給する
ガスの流量が所望の量となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。マスフローコントローラ２４１、ガス供給管２３２、およびガス供給ノズル２３０を通して処理室２０２内に処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットは、複数系統を設けることも可能である。例えば、原料ガスを供給する系統、添加物を含むガスを供給する系統、希釈ガスを供給する系統、等がある。
【００４３】
（コントローラ）
ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、および温度制御部２３８は、表示部を含む操作部、入出力部をも構成し、基板処理装置全体を制御する主制御部２３９に電気的に接続されている。これら、ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８、主制御部２３９は、コントローラ２４０として構成されている。
【００４４】
（４）基板処理工程
次に、上述の基板処理装置１０１により実施される半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程を、図４のフローチャートを参照して説明する。
【００４５】
まず、プロセスチューブ２０３内から搬出されているボート１１に、複数枚のウエハ１０を装填（ウエハチャージ）する。これにより、ボート１１に、薄膜が形成されるべき複数枚、例えば１００枚、直径３００ｍｍのウエハ１０が収容される。ウエハ１０の装填が終了すると、複数枚のウエハ１０を保持したボート１１を、ボートエレベータ１１５によって持ち上げて、処理室２０２内に搬入（ボートローディング）する（処理管内へのボートの搬入：Ｓ１）。この状態で、マニホールド２０９の下端面は、シールリング２２１を介してシールキャップ２１９によりシール（密封）された状態となり、処理管２０３の内部が気密になる（処理管内を気密にする：Ｓ２）。
【００４６】
処理室２０２内にウエハ１０を搬入する工程が終了すると、処理室２０２内が所望の圧力（真空度）となるように真空ポンプ２４６によって真空排気することで、処理室２０２内の雰囲気を排出する。この際、処理室２０２内の圧力を、圧力センサ２４５で測定する。この測定した圧力に基づいて、ＡＰＣバルブ２４２の開度をフィードバック制御する。また、処理室２０２内が所望の温度となるようにヒータ２０６によって処理室２０２内を加熱する。そして、ヒータ２０６への通電具合は、温度センサ２６３が検出した温度情報に基づき、処理室２０２内が所望の温度分布となるようにフィードバック制御する。続いて、回転機構２５４によりボート１１を回転させることで、ウエハ１０を回転させる。
【００４７】
次いで、処理室２０２内に処理ガスを供給して、ウエハ１０上への成膜処理を実行する。すなわち、図示しない処理ガス供給源から供給され、ＭＦＣ２４１にて所望の流量となるように制御された処理ガスをガス供給管２３２から供給して、ガス供給ノズル２３０を介して処理室２０２内へと導入する。導入された処理ガスは、処理室２０２内を上昇し、インナチューブ２０４の上端開口から排気路２５０内に流出して、排気系２３０から排気される。処理ガスは、処理室２０２内を通過する際にウエハ１０の表面と接触し、この際に例えば熱ＣＶＤ反応等によってウエハ１０の表面上に薄膜が堆積（デポジション）される（基板処理：Ｓ３）。
【００４８】
成膜処理が終了したら、アフタパージ処理を実行する。すなわち、ガス供給管２３２からガス供給ノズル２３０を介して処理室２０２内に不活性ガスを供給する。また、このとき、真空排気装置２４６によって真空排気処理を実行する。その結果、処理室２０２内の雰囲気が不活性ガスにより浄化される。
【００４９】
アフタパージ処理が終了したら、大気戻し処理を実行する。すなわち、真空排気処理を
停止して、不活性ガスの供給処理だけを実行する。その結果、処理室２０２内の圧力が常圧に復帰する。
【００５０】
大気戻し処理が終了したら、ボートの搬出を実行する。すなわち、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９を下降させ、マニホールド２０９の下端の炉口２０７を開放させるとともに、成膜処理の済んだウエハ１０を、ボート１１に載置させた状態でマニホールド２０９の下端の炉口２０７からプロセスチューブ２０３の外部に搬出（ボートアンローディング）する（ボートの搬出：Ｓ４）。その後、成膜処理の済んだウエハ１０を、ボート１１より回収して（ウエハディスチャージ）、１バッチ目の処理を終了する。以下、同様に、２バッチ目以降も処理対象のウエハ１０に対して上述の処理を実行する。
【００５１】
ここで、ボート１１の搬出工程Ｓ４の詳細を以下に説明する。
【００５２】
（ステップＳ４−１）
上述した基板処理（Ｓ３）工程が終了し、処理室２０２内が大気雰囲気に戻された直後においては、ボートエレベータ１１５によって、シールキャップ２１９がシールリング２２１を介して処理管２０３（実質的にはマニホールド２０９）の下端面に押し圧せられている。このとき、モータ１２９は、アーム１２８を上昇させる方向に駆動されていて、シールリング２２１が押し圧せられるトルクを出力している（シールリングは処理管下端面に密着した状態：Ｓ４−１）。このときのトルクは、モータ１２９の例えば定格トルクの−３７％であった。以下、モータ１２９のトルクが負（−）の場合は、モータ１２９を駆動することによって、シールリング２２１を介してシールキャップ２１９を処理管２０３の下端面に押し圧する方向（上方向）にモータ１２９を駆動している状態を示している。一方、モータ１２９のトルクが正（＋）の場合は、モータ１２９を駆動することによって、シールリング２２１を介して処理管２０３の下端面に密着しているシールキャップ２１９を離す方向（下方向）にモータ１２９を駆動している状態を示している。
【００５３】
シールリング２２１が処理管２０３の下端面に密着している上述の状態から、モータ１２９の回転方向を逆にして、シールキャップ２１９を降下させる方向にモータ１２９を駆動させる。このとき、制御部２８１によって、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を引き離す時に生じるシールキャップ２１９の変形（例えば振動）の回復期にウエハ１０がボート１１内の載置位置に留まるように、モータ１２９のトルクは制御される。かつ、モータ１２９のトルクは、処理管２０３の下端面からシールリング２２１を引き離せるようなトルク値に設定される。以下の説明では、シールリング２２１は、シールキャップ２１９側に固定されていて、処理管２０３の下端面に密着するように接触している場合について説明する。もちろん逆に、処理管２０３の下端面側にシールリング２２１が固定されていてシールキャップ２１９側に密着するように接触している場合も、モータ１２９のトルク制御を同様に行うことができる。
【００５４】
シールキャップ２１９を降下させる方向にモータ１２９の駆動が開始された直後は、シールリング２２１は処理管２０３の下端面に張り付いた状態が持続されている。同時に、ボートエレベータ１１５によるシールキャップ２１９の下降動作による引っ張り力によってシールリング２２１は鉛直下方に引っ張られている。この状態では、モータ１２９のトルクは上昇していく。そして、モータ１２９のトルクは上限値によって制限されているので、上限値までモータ１２９のトルクは上昇する。その上限値は、処理管２０３の下端面（もしくはシールキャップ２１９の表面）からシールリング２２１を引き離す時に生じるシールキャップ２１９の変形（例えば振動）の回復期に、ボート１１のウエハ載置位置からみてウエハ１０が浮き上がることなく、ウエハ１０がボート１１内の載置位置に留まるようなトルク値に決められている。
【００５５】
または、上記モータ１２９のトルクの上限値は、例えば、シールキャップ２１９の変形（振動）が元の状態に戻ろうとする回復期に、ボート１１に生じる加速度が重力加速度以下になるように設定されている。すなわち、ボート１１に載置されたウエハ１０がその載置位置から浮き上がるように離れるには、ウエハ１０よりもボート１１のほうが速く降下する必要がある。したがって、ボート１１に生じる加速度（下向きの加速度）が重力加速度よりも大きくなると、ウエハ１０はボート１１からみて浮き上がった状態になる。よって、ボート１１に生じる加速度が重力加速度以下になるようにすることで、ボート１１のウエハ載置位置からみてウエハ１０が浮き上がるのが防止される。
【００５６】
（ステップＳ４−２）
そして、設定したトルクの上限値に達するまで、ボートエレベータ１１５によってシールキャップ２１９が下降方向に引っ張られ続け、同時にシールリング２２１も下降方向に引っ張られ続ける。そして、設定したトルクの上限値に達する前であっても、処理管２０３の下端面へのシールリング２２１の密着力よりもシールリング２２１を下方に引っ張る力のほうが勝ったときに、処理管２０３の下端面からシールリング２２１が引き離される（シールリングが処理管下端面から剥離：Ｓ４−２）。
【００５７】
（ステップＳ４−２の別の一例）
また、ボートエレベータ１１５によるシールキャップ２１９の下降動作の途中でモータ１２９のトルクが設定した上限値に達しても離れなかった場合でも、その上限値のトルクでモータ１２９が駆動され、ボートエレベータ１１５によってシールキャップ２１９が下降方向に引っ張られ続ける。このとき、シールキャップ２１９とともにシールリング２２１も下降方向に引っ張られ続ける。そして、シールリング２２１が引っ張られ続けると、処理管２０３の下端面に密着していたシールリング２２１が徐々に剥がされて、ある一定の期間が経過した時点でシールリング２２１の張り付き力よりシールリング２２１が引っ張られる力が勝り、処理管２０３の下端面からシールリング２２１が引き離される（シールリングが処理管下端面から剥離：Ｓ４−２）。
【００５８】
このとき、モータ１２９は、設定した上限のトルク値に制限されて駆動しているので、処理管２０３の下端面からシールリング２２１が引き離された瞬間に、設定した上限のトルク値を超えるようなトルクを発生することはない。したがって、シールキャップ２１９が変形して振動を発生したとしても、その変形はウエハ１０がボート１１内の載置位置に留まる範囲内になっている。
【００５９】
（ステップＳ４−３）
そして、シールリング２２１が引き離された後、モータ１２９は設定された上限値もしくはそれ以下のトルクで駆動され、ボートエレベータ１１５によってシールキャップ２１９は降下させられる（シールキャップとボートの降下（シールリングが処理管下端面から離れた後）：Ｓ４−３）。したがって、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を引き離す時、ウエハ１０はボート１１内の載置位置に留まっている。
【００６０】
また、制御部２８１は、処理管２０３の下端面およびシールキャップ２１９の表面にシールリング２２１が押し圧せられているときのモータ１２９のトルクよりも、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を引き離す動作が開始される直前のシールリング２２１を押し圧するモータ１２９のトルクが小さくなるように制御することも可能である。
【００６１】
さらに、制御部２８１は、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を引き離す時に生じるアーム１２８の変形（例えば、振動）の回
復期にウエハ１０がボート１１内の載置位置に留まるようにモータ１２９のトルクを制御するように構成されていてもよい。
【００６２】
さらにまた、制御部２８１は、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を引き離す時にモータ１２９のトルクを時系列的に変動させるように制御してもよい。
【００６３】
（５）本実施形態にかかる効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
【００６４】
（ａ）本実施形態にかかる制御部２８１は、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面にシールリング２２１が張り付いた状態から引き離される時に、ボート１１内に載置されたウエハ１０が載置位置に留まるように、モータ１２９のトルクが制御される。よって、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面にシールリング２２１が張り付いた状態でシールキャップ２１９の下降が開始されて、シールキャップ２１９の断面が伸ばされるように変形し、シールリング２２１が下端面から引き離される時に、シールキャップ２１９の変形が回復しようとして発生するシールキャップ２１９の振動（減衰振動）がボート１１に伝わったとしても、ウエハ載置位置（基板載置位置）から見たウエハ１０の浮き上がりが防止されて、ウエハ１０を安定に載置した状態で処理管２０３内からボート１１を搬出することが可能になる。
【００６５】
（ｂ）また、シールキャップ２１９の変形の回復期の初期においてウエハ載置位置（基板載置位置）から見たウエハ１０の浮き上がりが生じる可能性があるので、それを防止すべくシールキャップ２１９の変形の回復期の初期の期間のみモータ１２９のトルク制御をすればよい。そして、それ以外の期間である処理管２０３（マニホールド２０９）の下端面からシールリング２２１を引き離した後は、モータ１２９をトルク制御とせず、例えば、モータ１２９のトルクを小さくして移動速度を速めることが可能になる。これによって、処理管２０３内からボート１１を搬出するスループットを向上させることが可能になる。
【００６６】
（ｃ）制御部２８１によって、処理管２０３の下端面およびシールキャップ２１９の表面にシールリング２２１が押し圧せられているときのモータ１２９のトルクよりも、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を引き離す動作が開始される直前のシールリング２２１を押し圧するモータ１２９のトルクが小さくなるように制御する。これによって、シールキャップ２１９を下降させる動作の直前の処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面へのシールリング２２１の密着力が弱められるので、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を離しやすくなる。したがって、モータ１２９のトルクが小さい状態で処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を引き離すことができるようになる。
【００６７】
（ｄ）制御部２８１によって、アーム１２８の変形（例えば、振動）の回復期にウエハ１０がボート１１内の載置位置に留まるようにモータ１２９のトルクが制御されるような構成では、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面にシールリング２２１が張り付いた状態でボート１１およびシールキャップ２１９の下降が開始されて、シールキャップ２１９を支持するアーム１２８が変形し、シールリング２２１が処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面から引き離れる時に、アーム１２８の変形が回復しようとすることがある。このアーム１２８の変形が回復しようとするときに発生するアーム１２８の振動（減衰振動）がシールキャップ２１９を介してボート１１に伝わる。その際、制御部２８１によってボート１１内に載置されたウエハ１０が載置位置に留まるようにモータ１２９のトルクが制御されるので、ウエハ１０の載置位置から見たウエ
ハ１０の浮き上がりが防止されて、ウエハ１０を安定に載置した状態で処理管２０３の処理室２０２内からボート１１を搬出することが可能になる。
【００６８】
（ｅ）モータ１２９のトルクを時系列的に変動させるように、例えば時系列的に増加させるように制御することによって、処理管２０３の下端面へのシールリング２２１の張り付き力を徐々に弱めてシールリング２２１を引き離すことが可能になる。これによって、シールキャップ２１９上に載置されたボート１１のウエハの載置位置からウエハ１０が振動して浮き上がることなく処理管２０３の下端面からシールリング２２１を引き離すことができる。ただし、モータ１２９のトルクを時系列的に変動させる期間を長くとり過ぎないようにすることが必要であり、例えば時間監視を行うことで、モータ１２９のトルクを時系列的に増加させる期間を例えば２０秒以下程度に抑えることでスループットの大幅な低下を抑制することがきる。特に、例えばウエハ処理時の熱、ウエハ処理時に発生する副生成物、等の影響によって、処理管２０３の下端面へのシールリング２２１の張り付き力が増大する場合や、モータ１２９の出力トルクの上限値を設定した場合にその上限値のトルクではシールリング２２１を引き離すことが難しい場合に有効である。
【００６９】
（実施例１）
本実施形態にかかる基板処理装置１０１では、制御部２８１によって、モータ１２９から出力されるトルクを、所定の上限値以下に制御する。これによって、処理管２０３の下端面からシールリング２２１を引き離す時にウエハ１０がボート１１内の載置位置に留まるように、モータ１２９から出力されるトルクを、所定の上限値以下に制御する。この場合についてのシールキャップ２１９の位置と経過時間との関係図、シールキャップ２１９の移動速度と経過時間との関係図、モータ１２９のトルク比と経過時間との関係図を図５に示す。
【００７０】
グラフ中、上段のグラフの縦軸は処理管２０３が気密に密封された状態のシールキャップ２１９の位置からのシールキャップ２１９の移動量を示している。中段のグラフの縦軸はシールキャップ２１９の下降速度を示している。下段のグラフの縦軸はモータ１２９の定格トルクに対する出力されたトルクの割合（トルク比）をパーセントで示している。トルクを示す縦軸において、シールキャップ２１９を下降させる方向にモータ１２９を駆動させたときのモータ１２９のトルク比を正（＋）とし、シールキャップ２１９を上昇させる方向にモータ１２９を駆動させたときのモータ１２９のトルク比を負（−）として示している。また、各グラフの横軸は、経過時間を示している。なお、以降に説明するシールキャップ２１９の位置と経過時間との関係図、シールキャップ２１９の移動速度と経過時間との関係図、モータ１２９のトルク比と経過時間との関係図においても、縦軸および横軸は上記と同様である。
【００７１】
図５に示すように、制御部２８１によって、モータ１２９の出力トルクの上限値をトルク比で８％に制限する。上限値は、処理管２０３の下端面からシールリング２２１が引き離された瞬間に、シールキャップ２１９の上面に載置されているボート１１や、ボート１１に載置されているウエハ１０がシールキャップ２１９の表面を基準とした位置からみて浮き上がることがないトルク比に設定されている。また、トルク比の上限値は、モータ１２９の定格出力、ボート１１、シールリング２２１、アーム１２８などの重さ等によって、適宜選定されて決定される。処理管２０３の下端面に密着しているシールリング２２１を引き離そうとして、モータ１２９からトルクが出力されると、２秒間程度、上限値のトルク比での出力が持続した後、処理管２０３の下端面からシールリング２２１が引き離される。この引き離された瞬間に、シールキャップ２１９に下降方向の加速度が加わったとしても、上限値に設定されているトルク比では、シールキャップ２１９の上面に載置されているボート１１や、ボート１１に載置されているウエハ１０がシールキャップ２１９の表面を基準とした位置からみて浮き上がるような状態にならない。そして、処理管２０３
の下端面に密着しているシールリング２２１を引き離された後は、モータ１２９のトルク出力がトルク比で８％以下の設定されたトルク状態で、シールキャップ２１９とともにその上に載置されているボート１１が下降され、処理管２０３の処理室２０２内から搬出される。トルク比と経過時間の関係図に示すように、およそ６％ないし７％のトルク比でシールキャップ２１９は降下されていることがわかる。このとき、位置と経過時間との関係図および移動速度の経過時間との関係図に示すように、ほぼ一定の速度で降下されていることがわかる。このように、モータ１２９からの出力トルクが６％ないし７％のトルク比であれば、ウエハ１０を収納したボート１１が載置されたシールキャップ２１９を高速に降下させることが可能になる。したがって、モータ１２９の出力トルクのトルク比を８％以下とすることで、シールリング２２１の引き離し時の振動を抑制してボート１１搬出の高速動作が可能になる。
【００７２】
（実施例２）
次に、モータ１２９のトルク値の上限を５％に制限した場合について、図６を参照して説明する。図６に示すように、モータ１２９の出力トルクの上限値を低く、例えば、トルク比で５％に設定すると、処理管２０３の下端面からシールリング２２１を引き離すまでに２秒ないし３秒程度かかるばかりか、シールリング２２１を引き離した後の動作時間もかかる。この場合では、処理管２０３の処理室２０２内からボート１１を搬出し終えるまでに２９８秒かかった。また、モータ１２９の出力トルクが５％程度と小さいような場合には、処理管２０３の下端面からシールリング２２１を引き離した後、シールキャップ２１９とともにボート１１を降下させているときの移動速度が一定せず、微小な変動とともにやや大きな変動を繰り返す現象が見られた。このように、ボート１１の下降中に速度変動のうねりがあると、ボート１１に収納されたウエハ１０がその載置位置からずれるような問題が発生することがある。さらに、最悪の場合、シールリング２２１を引き離す力が弱く、処理管２０３の下端面からシールリング２２１を引き離せない場合も考えられる。したがって、モータ１２９のトルク比を小さくし過ぎるのも好ましくない。例えば、トルク比で５％よりも大きくする必要がある。しかしながら、トルク値の上限を小さくすれば、引き離し時のシールキャップの変形をより小さくできるので、振動抑制効果が高いことは容易に想像できる。
【００７３】
（実施例３）
次に、ほぼ張り付きの無い状態のシールリング２２１を引き離す場合について、図７を参照して説明する。この場合では、モータ１２９のトルク比の上限値を７％に制限し、シールキャップ２１９の移動位置を制御して、シールリング２２１の引き離しを行った。図７に示すように、処理管２０３の下端面に対してシールリング２２１がほぼ張り付きの無い状態にもかかわらず、シールリング２２１が引き離される瞬間、速度変動とトルク比の変動とが検出されている。これによって、ほぼ張り付きの無い状態といっても多少の張り付きがあることが見て取れる。また一瞬ではあるが、トルク比が７％でモータ１２９に対してトルク制限が掛かっていることがわかる。なお、シールリング２２１を引き離した後のトルク比が２％〜３％で動作しているのは、引き離し後の動作トルクの指令速度が低いためである。このように、シールリング２２１の張り付きがないとされる場合であっても、多少の張り付きがある場合があるので、モータ１２９の出力トルクに制限となる上限値を設定しておくことで、過剰なトルクが出力されて、処理管２０３の下端面からシールリング２２１が引き剥がされる期間において、ボート１１に振動を与えて収納されているウエハ１０に悪影響を及ぼすようなシールキャップ２１９の変形（例えば、振動）を抑えることができる。したがって、処理管２０３の下端面にシールリング２２１が張り付いていないような場合であっても、モータ１２９の出力のトルクの上限値を設定しておくことは必要である。
【００７４】
（比較例）
ここで、従来のボートの搬出工程について、図８によって説明する。
【００７５】
ボートエレベータ１１５によって、シールキャップ２１９がシールリング２２１を介して処理管２０３（実質的にはマニホールド２０９）の下端面に、図８に示すように、例えば−３７％のトルク比で押し圧せられている。このとき、モータ１２９のトルク制限はなく、モータ１２９の定格トルクまでトルクを出力させることができる。このため、処理管２０３の下端面に密着しているシールリング２２１を引き離そうとして、シールリング２２１が引き離されるまでモータ１２９から出力されるトルクが増大していく。そして、シールリング２２１が引き離された瞬間、処理管２０３の下端面からシールリング２２１が引き離される。このときのモータ１２９のトルクはトルク比で１７％の出力であった。また、処理管２０３下端面からシールリング２２１が引き離された瞬間、シールキャップ２１９に下降方向の急速な加速度が加わって、その上面に載置されているボート１１や、ボート１１に載置されているウエハ１０がシールキャップ２１９の表面を基準とした位置からみて浮き上がるような状態になり、この結果、ウエハ１０の破損、パーティクル落下、位置ずれ等の問題が発生していた。その後は、位置と移動速度との関係図から、一定の移動速度でシールキャップ２１９とともにボート１１は下降されていることがわかる。また位置と経過時間との関係図から、シールキャップ２１９が下降方向に移動して降下されていることがわかる。このときのモータ１２９から出力されるトルクは、微小な変動はあるもののトルク比がおよそ５％でほぼ一定であった。
【００７６】
なお参考例として、図９に示すように、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を引き離す際に、シールキャップ２１９の移動初期からシールリング２２１が完全に引き離されるまで、シールキャップ２１９を少しずつ移動させるようにして、シールリング２２１の密着力を少しずつ弱めるようにすることが考えられる。図９では、４０秒くらいから１００秒くらいのおよそ６０秒間は、わずかではあるがシールキャップ２１９が下降されている。これによって、シールキャップ２１９が引き離されたときに生じるシールキャップ２１９の振動を抑制して、ボート１１に載置されたウエハ１０を振動させないようにし、パーティクルの発生を抑制することができるとされている（特開２００５−５６９０５号公報参照）。この場合、図示したように、モータ１２９の出力トルクが段階的に高められている。そして、ある一定のトルクがモータ１２９から出力された時点でシールリング２２１は引き離されている。しかしながら、シールキャップ２１９の下降動作を開始してから処理管２０３の下端面からシールリング２２１を引き離すまでに時間がかかりすぎる。そして図９に示した場合では、ボート１１の搬出におよそ２５４秒間かかっている。一方、前述の図５示した場合では、１５９秒間でボート１１の搬出が完了している。ボート１１の搬出に関して図９に示した場合と図５に示した場合とを比較すると、図９に示した場合のほうが９５秒も長くかかることになる。これは、微少移動が不要なシールリング２２１が張り付いていない期間での動作時間は、図５、図９に示した場合はともにほぼ同等であるものの、図９に示した場合のほうがシールキャップ２１９を微小移動させる過程に時間がかかるためである。この結果、処理室２０２からウエハ１０を取り出す時間が大幅に長くなり、トータルのウエハ１０の搬送時間が長くなることで、スループットが悪化するという問題が生じる。また、シールリング２２１の張り付き期間のみをシールキャップ２１９を低速移動させることも考えられるが、シールリング２２１の張り付き期間を見極めることが困難であるため、シールリング２２１が張り付いていると想定される期間を広く取らざるを得ない。このような問題を解決すべく、スループットを速める手段を以下に説明する。
【００７７】
本発明の実施形態にかかる基板処理装置は、前記図１〜図３によって説明した基板処理装置１０１において、制御部２８１は、処理管２０３の下端面もしくは蓋としてのシールキャップ２１９の表面から密封部材としてのシールリング２２１を引き離す期間よりもシールリング２２１を引き離した後のシールキャップ２１９の移動速度を速めるようにモー
タ１２９を制御することができる。
【００７８】
＜本発明の第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態にかかる基板処理装置は、一例として前記図１〜図３によって説明した基板処理装置１０１において、以下のような構成を有する。
【００７９】
基板処理装置１０１において、モータ１２９にはパルス駆動するモータが用いられている。例えば、サーボモータが用いられている。サーボモータを用いた場合、前記図１に示すように、シールリング２２１が処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面に何らかの理由（例えば、処理時の熱、副生成物の付着、等）により張り付いているとき、モータ１２９を駆動するパルスがモータ１２９に入力され続けていてもシールキャップ２１９が一定の位置に留まり降下しない状態がある。このとき、モータ１２９のトルクは設定可能なトルク（トルク比）の上限値となっている。そして、モータ１２９を駆動するパルスが溜まる。そして処理管２０３の下端面からシールリング２２１が引き離される直前で、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面に対してシールリング２２１が微小な張り付き状態で張り付いているとき、モータ１２９の駆動は、溜まったパルスを回復（消化）しようとして、モータ１２９は急激な高速回転で駆動され、アーム部１２８を介してシールキャップ２１９が降下される。このとき、シールキャップ２１９には急激な下向きの加速度が加えられるので、ボート１１に載置された基板としてのウエハ１０が基板載置位置より跳ねあがったり落下したしたりすることがあった。
【００８０】
そこで、この実施形態にかかる基板処理装置１０１の制御部２８１は、モータ１２９へ入力されるパルスが溜まった状態から当該溜まったパルスによりモータ１２９が駆動されてシールリング２２１が処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面から引き離される時に生じるパルスの回復期に、ウエハ１０がボート１１内の載置位置に留まるようにモータ１２９のトルクを制御するように構成されている。具体的には、モータ１２９の出力トルクの上限値を例えばトルク比で７％以下に制限する。この上限値は、パルスの回復期に、ウエハ１０がボート１１内の載置位置に留まるように、モータ１２９の定格トルク値から適宜決定されるものである。
【００８１】
図１０に示すように、モータ１２９の出力トルクの上限値は７％に制限されている。このような状態でモータ１２９を駆動させてボートエレベータ１１５を動作させ、処理管２０３の下端面に張り付いているシールリング２２１を引き離す方向にアーム１２８を介してシールキャップ２１９を降下させる。このとき、上述したような何らかの理由によって、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面にシールリング２２１が張り付いた状態になっている。この状態でモータ１２９を駆動させていくと、モータ１２９の出力トルク（トルク比）はトルク比の上限値を越えることなく上限値で一定になり、それ以上のトルクがかからないようになる。そして、処理管２０３の下端面にシールリング２２１が張り付いた状態が持続される。この状態ではモータ１２９を駆動するパルスがモータ１２９に入力され続けていてもシールキャップ２１９が降下しない。すなわち、モータ１２９が駆動できない状態となりモータ１２９を駆動するパルスが溜まる。
【００８２】
やがて、処理管２０３の下端面からシールリング２２１が引き離される直前で、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面に対してシールリング２２１が微小な張り付き状態となったとき、モータ１２９の駆動によるシールキャップ２１９を降下させる力が上記下端面にシールリング２２１が張り付いている力よりも勝るようになる。このとき、上記下端面からシールキャップ２１９は引き離される。そしてモータ１２９は溜まったパルスを回復（消化）しようとして急に高速回転で駆動される、これによって、ボートエレベータ１１５を介してシールキャップ２１９が急速に降下されそうになる。しかしながら、本実施形態では、シールリング２２１が引き離される瞬間はモータ１２９のト
ルク比の上限値が例えば７％以下に設定されていることから、それを超えるトルク比でモータ１２９からトルクが出力されることはない。よって、シールキャップ２１９の表面に載置されているボート１１内に収納されているウエハ１０が跳ねあがったりして、損傷するような、もしくはパーティクルを発生するような振動を発生することはない。したがって、処理管２０３の処理室２０２内からウエハ１０が収納されたボート１１を安定的に搬出することが可能になる。
【００８３】
なお、モータ１２９に上述のようなトルク制御が適用されていない場合で、モータ１２９が急速に高速回転を始めたときには、シールキャップ２１９を位置制御しようとしても制御することはできない。この場合、モータ１２９の急速な駆動速度によりシールキャップ２１９に下向きの大きな加速度が生じ、シールキャップ２１９の表面に載置されたボート１１に収納されているウエハ１０が浮き上がるような問題が発生することになる。
【００８４】
よって、モータ１２９のトルク比に上限値を設けることでモータ１２９をトルク制御することになるので、処理管２０３の下端面にシールリング２２１が接触していても張り付いていない期間（実質的にはシールリング２２１を引き離す直前の期間）はトルク比の制限内の指令速度でモータ１２９が駆動し、シールリング２２１が引き離された直後もトルク比の制限内の指令速度でモータ１２９が高速駆動することになる。このため、シールリング２２１が引き離される直前の速度が低く抑えられるように指令することができ、それに伴って加速度も低く抑えることが期待される。これによって、シールリング２２１を引き離す際のシールキャップ２１９の変形による振動を抑えることが可能になる。
【００８５】
また、シールキャップ２１９を降下させて処理管２０３の炉口２０７が開放される時にはモータ１２９のトルクを制御し、その後はモータ１２９の駆動速度を速めることでシールキャップ２１９の下降速度（移動速度）を速めてボート１１を搬出することも可能になる。これによって、ボート１１の搬出時間のさらなる短縮ができる。すなわち、ウエハ１０の搬出にかかるスループットを高めることができる。
【００８６】
＜本発明の第３の実施形態＞
続いて、本発明の第３の実施形態にかかる基板処理装置ついて説明する。本説明では、前記図１〜図３によって説明した基板処理装置１０１と同様な構成部品には同一符号を付与して説明する。
【００８７】
前述した第２の実施形態において、溜まったパルスを回復（消化）しようとして、モータ１２９（サーボモータ）が急激な高速回転で駆動するのを防ぐ方法として、パルスが溜まらない速度制御を用いる方法が挙げられる。具体的にはシールリング２２１が張り付いていると想定される期間を速度制御とし、処理管２０３の炉口２０７が開放された後は位置制御に切り替え、シールキャップ２１９を降下させる。速度制御から位置制御への切り替えは、シールリング２２１が張り付いていると想定される位置（例えば密封状態の位置から１０ｍｍ下降した位置）にて行う。位置の認識は、モータ１２９の図示しないエンコーダを制御部２８１にて監視することにより行う。そして、予め設定されたシールリング２２１が張り付いていると想定される位置を認識したときに速度制御から位置制御へと切り替える。
【００８８】
速度制御は、図示しない上位制御装置によって行われる。上位制御装置は、サーボモータであるモータ１２９の回転数（または回転角度）を指令し、モータ１２９に設けられた図示しないエンコーダにより取得されたエンコーダ値を判断して、サーボモータ制御装置としての制御部２８１にモータ１２９の駆動または停止の指令を出すように構成されている。このため、エンコーダ値を取得してから上位制御装置から指令が出されるまで通信時間がかかり、所望の位置でシールキャップ２１９を停止させることができない。しかしな
がら、速度制御では、モータ１２９の回転数（回転角度）を指令することでモータ１２９を制御するため、指令にパルスを用いる必要がない。このため、制御部２８１が指定したトルク比の上限値でシールキャップ２１９が一定の位置に留まり降下しない状態であっても、パルスが溜まることが無い。したがって、シールリング２２１が処理管２０３の下端面から引き離された後でも、モータ１２９は、急激な高速回転をせず、指令した速度で動作する。
【００８９】
そこで、パルス列が溜まらない特性を有する速度制御は、上述したようにシールリング２２１が張り付いていると想定される期間のみ実施する。その間、上位制御装置は、エンコーダ値を常に監視する。そして、シールリング２２１が張り付いていると想定される位置まで動作したことをエンコーダ値にて確認した後、一旦、モータ１２９の駆動を停止させる指令を制御部２８１に出す。その後、速度制御を正確な位置決めができる位置制御に切り替える。
【００９０】
位置制御では、上位制御装置が、パルス列を用いてシールキャップ２１９の最終目標位置を指示する指令を制御部２８１に出す。そしてシールキャップ２１９を引き離した後の位置をエンコーダ値から読み取り、読み取ったエンコーダ値と最終目標位置との差分を計算し、その差分を位置指令値として制御部２８１に指令する。この指令は差分が０になるまで行う。制御部２８１では、位置指令値通りの位置にシールキャップ２１９が移動するようにモータ１２９を動作させる。このように位置制御することによって、シールキャップ２１９を正確な位置に停止させることができる。
【００９１】
上述の速度制御から位置制御への切り替えと同時に、モータ１２９の設定トルク比の上限値を切り替えることで、前述の第２の実施形態同様、モータ１２９の駆動速度を速めることができ、シールキャップ２１９の下降速度を速めてボート１１を搬出することが可能になる。なお、上述の速度抑制の代わりに、同様に指令にパルスを用いないトルク制御を使用することも可能である。トルク制御の場合は直接駆動させるトルク値を指令するため、引き離しの際は司令したトルク値が使用される。
【００９２】
＜本発明の第４の実施形態＞
続いて、本発明の第４の実施形態にかかる基板処理装置ついて、図１１を参照して説明する。図１１では、前記図１〜図３によって説明した基板処理装置１０１と同様な構成部品には同一符号を付与して説明する。
【００９３】
図１１に示すように、例えば制御部２８１内に、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を引き離す動作時間を計測して、所定の動作時間内に引き離し動作が終了していない場合には、その旨のメッセージＭを制御部２８１に接続されている表示部２８３に送信するアラーム２８４を有している。アラーム２８４は、制御部２８１外に設けられていてもよい。要するに、アラーム２８４は、制御部２８１でモータ１２９のトルクを制御する際に、モータ１２９の駆動時間を計測し、その計測結果に基づいて、予め設定されていたモータ１２９の駆動制限時間を超えた場合に、アラーム２８４によって所定の動作時間内に引き離し動作が終了していない旨のメッセージＭを表示部２８３に送信する構成となっている。アラーム２８４のメッセージＭを操作者（オペレータ）に知らせる手段は、表示部２８３における表示に限定されず、警告音のような音であってもよい。また、アラーム２８４によって所定の動作時間内に引き離し動作が終了していない旨のメッセージＭが発せられた場合、モータ１２９の駆動が自動停止されるように、制御部２８１からモータ１２９に指示できるような構成としてもよい。
【００９４】
アラーム２８４を設けたことは、モータ１２９を駆動しても所定の時間内に処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を引き離すこと
ができないような場合として、以下のような場合に有効である。例えばシールリング２２１の劣化による処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面への接着力が強くなって引き離すことが困難になっている場合、そのままモータ１２９を駆動し続けるとモータ１２９が焼き付き等のトラブルを起こすことがある。このようなモータ１２９のトラブルの発生を事前に防止することができる。
【００９５】
＜本発明の第５の実施形態＞
本発明の第５の実施形態にかかる基板処理装置は、前記図１〜図３によって説明した基板処理装置１０１において、図１２に示したように、シールキャップ２１９とアーム１２８との間に弾性体としてのばね３１１を有するように構成されたものである。以下、その詳細について図１２を参照して説明する。
【００９６】
図１２に示すように、本実施形態にかかる基板処理装置１０１は、前記図１を参照して説明した基板処理装置１０１と同様の処理炉２０１を備えている。処理炉２０１には、処理室２０２が形成された後述するプロセスチューブを含む処理管２０３が設けられ、処理管２０３を包囲するように加熱機構としてのヒータが備えられている。また処理炉２０１の側部に沿って昇降機構としてのボートエレベータ１１５が設置されている。ボートエレベータ１１５は、支持部としてのアーム１２８が駆動機構１２６によって昇降可能に構成されている。アーム１２８上には、過減衰する弾性体としてのばね３１１を介して、処理管２０３の下端に設けられた炉口２０７を開閉する蓋としてのシールキャップ２１９が支持されている。またシールキャップ２１９上には、シールキャップ２１９と処理管２０３の下端面との間を密封する密封部材としてのシールリング２２１が設けられている。シールリング２２１は、例えばＯリングで構成されている。さらにシールキャップ２１９の上面は、基板としてのウエハ１０を水平に保持した状態で多段に載置するボート１１が載置できるように構成されている。
【００９７】
ばね３１１は、例えば、過減衰する条件に設定された空気ばね、液体ばね、板ばね、コイルばね、等のばねを用いることができる。空気ばねとしてはエアダンパがあげられ、液体ばねとしては油圧ダンパがあげられる。
【００９８】
駆動機構１２６は、前述したのと同様にボールネジ構造に構成されている。また、ボールネジ軸１２７の上端部（もしくは下端部）には、ボールネジ軸１２７を回転駆動させるモータ１２９が設けられている。これにより、モータ１２９を駆動してボールネジ軸１２７を回転させることでアーム１２８が昇降するようになっている。これらによって、シールキャップ２１９とその上面に載置されたボート１１が上昇もしくは降下して、ボート１１が処理室２０２内に対して搬入もしくは搬出されるようになっている。また、処理室２０２内にボート１１が搬入されると、ボートエレベータ１１５によってアーム１２８に支持されたシールキャップ２１９がシールリング２２１を介して処理管２０３の下端面方向に押し圧せられ、処理室２０２内が気密に保持されるように構成されている。
【００９９】
またモータ１２９の駆動軸には、その図示しない駆動軸のトルクを測定するトルクセンサ２７１が設けられている。さらにモータ１２９には、そのモータ１２９のトルクを所定値に制御する制御部２８１が設けられている。制御部２８１は、トルクセンサ２７１によって処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を引き離す時に生じるシールキャップ２１９の変形（例えば振動による変形）の回復期にウエハ１０がボート１１内の載置位置に留まるようにモータ１２９のトルクを制御する。例えば、モータ１２９のトルクが一定の範囲内になるように制御する。トルク制御の詳細例については、前述したとおりである。
【０１００】
なお、基板処理装置１０１の全体構成および処理炉の詳細は前述したのと同様であるの
で、前述を参照されたい。
【０１０１】
ばね３１１を設けた基板処理装置１０１では、シールキャップ２１９とアーム１２８との間に過減衰となるバネ特性を有するばね３１１を設けたことにより、シールキャップ２１９とともにボート１１の急激な降下が抑制される。
【０１０２】
例えば、シールキャップ２１９とともにその表面上に載置されたウエハ１０を含むボート１１およびシールリング２２１の質量をＭとすると、ばね３１１にかかる力Ｆは、Ｆ＝Ｍｇで表わされる。ここでｇは重力加速度である。またばね３１１による変位をｘ、ばね３１１のばね定数をＫとすると、ばね３１１による力ＦｓはＦｓ＝Ｋｘで表わされる。ここで、シールキャップ２１９に何らかの振動が与えられた場合、Ｍが減衰振動せずに過減衰となるには、Ｋｘ＜Ｍｇとする必要がある。このようにばね３１１の運動を過減衰として、ばね３１１に荷重がかけられても振動しないようにしている。したがって、ばね３１１が過減衰するので、処理管２０３の下端面からシールリング２２１を引き離すとき、シールキャップ２１９は振動せずに静かにアーム１２８の表面に対して静止した状態になる。
【０１０３】
ここで、モータ１２９を駆動してボートエレベータ１１５によってアーム１２８を降下させていく場合について説明する。処理管２０３の下端面にシールリング２２１が密着して張り付いている状態でアーム１２８を降下させていくと、ばね３１１が伸ばされる。このときのばね３１１の伸びをｘとし、ｘだけ伸びたところで処理管２０３の下端面からシールリング２２１が引き離されたとする。すると、このときのばね３１１による力ＦｓはＫｘとなり、またシールキャップ２１９とともにその表面上に載置されたウエハ１０を含むボート１１およびシールリング２２１によって、ばね３１１にかかる力ＦはＦ＝Ｍｇとなる。ここで、ばね３１１の運動が過減衰となるようにＫｘ＜Ｍｇと設定されていることから、シールキャップ２１９とともにその表面上に載置されたウエハ１０を含むボート１１およびシールリング２２１の振動は過減衰となり、アーム１２８の表面に対して静かに静止した状態になる。
【０１０４】
また、Ｆｓを発生させたときのモータ１２９のトルクをＴ、ボールネジのリードをｌとすると、力Ｆｓはモータ１２９からみると、Ｆｓ＝２πＴ／ｌになる。ここでＦｓ＝Ｋｘであることから、２πＴ／ｌ＝Ｋｘとなり、さらにＫｘ＜Ｍｇであることから、２πＴ／ｌ＜Ｍｇとなる。さらに変形すると、Ｔ＜Ｍｇ／２πとなる。ここで、アーム１２８を下降させるのに必要なモータ１２９のトルクをトルクＴ’とすると、処理管２０３の下端面からシールリング２２１を引き離すときに必要なモータ１２９の総トルクＴａｌｌは、Ｔａｌｌ＝Ｔ＋Ｔ’となる。したがって、モータ１２９は、Ｔａｌｌ＝Ｔ＋Ｔ’以下のトルクで使用されることが望ましい。
【０１０５】
＜本発明の第６の実施形態＞
本発明の第６の実施形態に係る基板処理装置は、ボート１１の搬送動作、すなわちモータ１２９の駆動制御を、シールキャップ２１９の高さ位置に応じて変化させるように構成されている。以下、その詳細について図１３を参照して説明する。図１３（ａ）は、本実施形態にかかる基板処理装置により実施される搬送動作を示す模式図であり、（ｂ）は制御部により行われる搬送制御のフロー図である。
【０１０６】
本実施形態に係る搬出工程（Ｓ４）が開始されると、制御部２８１は、まず、シールキャップ２１９の現在の高さ位置を測定する（Ｓ４ａ）。シールキャップ２１９の高さ位置の測定は、例えばボールネジ軸１２７やアーム１２８に設けられた図示しない光学センサやモータ１２９に設けられたエンコーダ等を用いて行う。そして、測定したシールキャップ２１９の高さ位置と、所定の「動作切替位置」とを比較する（Ｓ４ｂ）。「動作切替位
置」とは、後述する搬送動作の切り替えを行う高さ位置のことである。搬出工程（Ｓ４）の開始直後は、シールキャップ２１９の高さ位置は「封止位置」であって「動作切替位置」よりも上であるため、図１３（ａ）の「Ｙｅｓ」に進み、制御部２８１は、シールキャップ２１９の降下を開始させるように、モータ１２９に対して所定の設定情報（動作指示情報）を送信する（Ｓ４ｃ）。この際、所定の設定情報により定義されるモータ１２９の最大トルクは、上述の実施形態と同様のトルクとする。すなわち、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を引き離す時に生じるシールキャップ２１９の変形（例えば振動）の回復期にウエハ１０がボート１１内の載置位置に留まるようなトルクであって、例えば、定格トルクの１０％以下、好ましくは１％程度のトルクとする。これにより、シールキャップ２１９の降下が開始された際、ウエハ載置位置（基板載置位置）から見たウエハ１０の浮き上がり等が防止されて、ウエハ１０を安定に載置した状態で処理管２０３内からボート１１を搬出することが可能になる。以下、係る設定情報に基づく搬出動作を「初期搬送動作」とも呼ぶ。
【０１０７】
そして、制御部２８１は、モータ１２９への設定情報の送信と共に、モータ１２９へ送信した設定情報を、例えば制御部２８１が備える不揮発性メモリ等に読み出し可能に格納する（Ｓ４ｄ）。これにより、仮に基板処理装置に供給される電源が不意に遮断される等して制御部２８１が再起動した場合であっても、再起動直前の設定情報を制御部２８１が速やかに読み出してモータ１２９へ再送信することが出来るようになり、上述の「初期搬送動作」を速やかに再開できるようになる。
【０１０８】
モータ１２９の動作を開始させたら、制御部２８１は、所定の時間間隔（例えば２００ｍｓｅｃ間隔）でシールキャップ２１９の高さ位置を繰り返し測定する。そして、シールキャップ２１９が「動作切替位置」よりも上方に存在する場合には、モータ１２９への最大トルクの設定を変更せずに（上述の値に制限したまま）、上述の「初期搬送動作」をモータ１２９に継続させる。
【０１０９】
シールキャップ２１９を降下させる方向にモータ１２９の駆動が開始された直後は、上述したように、シールリング２２１が処理管２０３の下端面等に張り付いた状態が持続されている。そして、設定したトルクの上限値に達するまで、ボートエレベータ１１５によってシールキャップ２１９が下降方向に引っ張られ続け、同時にシールリング２２１も下降方向に引っ張られ続ける。そして、処理管２０３の下端面へのシールリング２２１の密着力よりもシールリング２２１を下方に引っ張る力のほうが勝ったときに、処理管２０３の下端面からシールリング２２１が引き離される。その後、シールキャップ２１９は、実際に降下を始めることとなる。
【０１１０】
その後、シールキャップ２１９が上述の「動作切替位置」以下まで降下したら、図１３（ｂ）の「Ｎｏ」に進み、制御部２８１は、シールキャップ２１９の降下速度を所定の速度（初期搬送動作における降下速度よりも大きな速度）まで増加（或いは維持）させるように、モータ１２９に対して新たな設定情報を送信する（Ｓ４ｅ）。なお、このときのモータ１２９の最大トルクは、初期搬送動作のときの最大トルクよりも大きくてもよく、例えば定格トルクの２０％程度としてもよい。このように、シールキャップ２１９が「動作切替位置」にまで降下したら、シールキャップ２１９の降下速度を高める（或いは維持する）ようにモータ１２９の動作を制御することで、搬出工程（Ｓ４）の所要時間を低減させることができ、基板処理の生産性を向上させることができる。以下、係る設定に基づく搬出動作を「後期搬送動作」とも呼ぶ。なお、「初期搬送動作」から「後期搬送動作」へ切り替える際には、これらの速度差に起因するウエハ１０への衝撃を低減するように、シールキャップ２１９の降下速度を徐々に変化させるようにしてもよい。
【０１１１】
そして、制御部２８１は、モータ１２９への新たな設定情報の送信と共に、モータ１２
９へ送信した新たな設定情報を、例えば制御部２８１が備える不揮発性メモリ等に読み出し可能に格納する（Ｓ４ｆ）。これにより、仮に基板処理装置に供給される電源が不意に遮断される等して制御部２８１が再起動した場合であっても、再起動直前の設定情報を制御部２８１が速やかに読み出してモータ１２９へ再送信することが出来るようになり、上述の「後期搬送動作」を速やかに再開できるようになる。
【０１１２】
その後、制御部２１９は、新たに設定したトルクの許容範囲内の最大限の速度でモータ１２９を動作させ、図１３（ａ）に示す「搬出終了位置」までシールキャップ２１９を速やかに降下させて搬出工程（Ｓ４）を完了する。なお、制御部２１９は、シールキャップ２１９が「搬出終了位置」に近づいたら、モータ１２９への設定情報を変更し、シールキャップ２１９の降下速度を所定の速度まで減速させるようにしてもよい。これにより、シールキャップ２１９が「搬出終了位置」に到達した際（シールキャップ２１９の降下を停止した際）のウエハ１０に加わる衝撃を低減できる。
【０１１３】
なお、上述の実施形態では、「初期搬送動作」と「後期搬送動作」との切り替えを、シールキャップ２１９の降下を停止することなく、すなわち、モータ１２９を停止することなく連続して行ったが、本発明は係る形態に限定されない。すなわち、モータ１２９を一旦停止してから上述の切り替えを行ってもよい。その場合、「動作切替位置」の周辺でのシールキャップ２１９の降下速度を、所定の速度まで減速させるようにしてもよい。これにより、シールキャップ２１９が「動作切替位置」に到達するとき（シールキャップ２１９の降下を停止するとき）や、シールキャップ２１９が「動作切替位置」を離れるとき（シールキャップ２１９の降下を再開するとき）のウエハ１０に加わる衝撃をそれぞれ低減できる。
【０１１４】
また、上述の実施形態では、「初期搬送動作」と「後期搬送動作」との切り替えをボート１１の搬出時に行う場合について説明したが、本発明は係る形態に限定されず、ボート１１の搬入時に行ってもよい。この場合、「搬出終了位置」から「動作切替位置」までの搬入動作、および「動作切替位置」から「封止位置」までの搬入動作を、それぞれ、上述の「後期搬送動作」及び「初期搬送動作」と同様にすればよい（但し搬送方向はそれぞれ上昇方向とする）。なお、「後期搬送動作」におけるモータ１２９の最大トルクは、例えば定格トルクの６０％程度とすればよい。
【０１１５】
また、上述の実施形態では、「初期搬送動作」と「後期搬送動作」との２段階の切り替えを行う場合について説明したが、本発明が係る形態に限定されず、３段階以上の動作の切り替えを順次行うようにしてもよい。
【０１１６】
＜本発明の好ましい態様＞
以下に本発明の好ましい態様について付記する。
【０１１７】
本発明の第１の態様は、
基板を載置するボートと、
前記ボートを収納する処理管と、
前記ボートが載置され前記処理管の下端に設けられた炉口を開閉する蓋と、
前記蓋を昇降させる昇降機構と、
前記昇降機構を駆動するモータと、
前記処理管の下端面と前記蓋との間を密封する密封部材と、
前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す時に生じる前記蓋の変形の回復期に前記基板が前記ボート内の載置位置に留まるように前記モータのトルクを制御する制御部と、
を有する基板処理装置である。
【０１１８】
本発明の第２の態様は、
前記制御部は、前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す期間よりも前記密封部材を引き離した後の前記蓋の移動速度を速めるように前記モータを制御する
第１の態様に記載した基板処理装置である。
【０１１９】
本発明の第３の態様は、
前記制御部は、前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す時のみ前記モータのトルクを制御し、
前記モータのトルクを制御している期間以外の前記モータの駆動期間は、前記蓋の移動速度を制御する
第１または第２の態様に記載した基板処理装置である。
【０１２０】
本発明の第４の態様は、
前記制御部は、前記処理管の下端面および前記蓋の表面に前記密封部材が押し圧せられているときの前記モータのトルクよりも、前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す動作が開始される直前の前記密封部材を押し圧する前記モータのトルクが小さくなるように制御する
第１ないし第３の態様のいずれか１つの態様に記載の基板処理装置である。
【０１２１】
本発明の第５の態様は、
前記制御部は、前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す時に前記モータのトルクを時系列的に変動させる
第１ないし第４の態様のいずれか１つの態様に記載の基板処理装置である。
【０１２２】
本発明の第６の態様は、
前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す動作時間を計測して、所定の動作時間内に前記引き離し動作が終了していない旨のメッセージを前記制御部に接続されている表示部に送信するアラームを有する
第１ないし第５の態様のいずれか１つの態様に記載の基板処理装置である。
【０１２３】
本発明の第７の態様は、
前記モータはパルス駆動するモータであり、
前記制御部は、前記モータへ入力されるパルスが溜まった状態から当該溜まったパルスにより前記モータが駆動されて前記密封部材が前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から引き離される時に生じる前記蓋の変形の回復期に、前記基板が前記ボート内の載置位置に留まるように前記モータのトルクを制御する
第１ないし第６の態様のいずれか１つの態様に記載の基板処理装置である。
【０１２４】
本発明の第８の態様は、
前記蓋と、前記蓋を支持していて前記昇降機構に備えられた昇降可能な支持部との間に、過減衰する弾性体を有する
第１ないし第７の態様のいずれか１つの態様に記載の基板処理装置である。
【０１２５】
本発明の第９の態様は、
前記制御部は、前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す時に生じる前記蓋の変形の回復期に前記ボートの加速度が重力加速度以下になるように前記モータのトルクを制御する
第１ないし第８の態様のいずれか１つの態様に記載の基板処理装置である。
【０１２６】
本発明の第１０の態様は、
前記昇降機構は、支柱と、前記蓋を支持していて前記モータが駆動されることで前記支柱に沿って昇降する支持部とを有し、
前記制御部は、前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す時に生じる前記支持部の変形の回復期に前記基板が前記ボート内の載置位置に留まるように前記モータのトルクを制御する
第１ないし第９の態様のいずれか１つの態様に記載の基板処理装置である。
【０１２７】
本発明の第１１の態様は、
ボートに載置した基板を処理管内で処理した後、密封部材を介して前記処理管の炉口を密封していた蓋を下降させて前記炉口を開放するとともに、前記炉口から前記処理管内の前記ボートを搬出する半導体装置の製造方法において、
前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す時に生じる前記蓋の変形の回復期に前記基板が前記ボート内の載置位置に留まるように前記蓋を下降させる昇降機構を駆動するモータのトルクを制御する
半導体装置の製造方法である。
【符号の説明】
【０１２８】
１０ ウエハ（基板）
１１ ボート
１０１ 基板処理装置
１１５ ボートエレベータ１１５（昇降機構）
２０１ 処理炉
２０２ 処理室
２０３ 処理管
２１９ シールキャップ（蓋）
２２１ シールリング（密封部材）
２８１ 制御部
【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】
半導体装置の製造工程や表示装置の製造工程の一工程を実施する従来の基板処理装置は、基板を処理する処理管と、基板を載置するボートと、処理管の下端に設けた炉口を開閉する蓋と、ボートおよび蓋を共に昇降させて、ボートを処理管内に搬入するとともに炉口に蓋を押し圧する昇降機構と、昇降機構を駆動するモータと、蓋と処理管の下端との間を密封する密封部材と、を備えていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
基板を処理した後、蓋を下降して処理管内からボートを搬出する。このとき、密封部材が処理管の下端面に張り付いた状態で蓋が下降し始める。この結果、密封部材が処理管下端の接触面から剥がされていく過程で蓋が撓み、その撓みを回復しようとする際に蓋が振動し、その振動が蓋に載置されたボートに伝わる。このため、ボートに載置されていた基板が跳ねたり、ボートから落下したりして損傷することがあった。
【０００４】
そこで本発明は、処理管内からボートを搬出する初期段階で発生する蓋の振動を抑制することが可能な基板処理装置及び半導体装置の製造方法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】
【０００５】
本発明の一態様によれば、基板を載置するボートと、前記ボートを収納する処理管と、前記ボートが載置され前記処理管の下端に設けられた炉口を開閉する蓋と、前記蓋を昇降させる昇降機構と、前記昇降機構を駆動するモータと、前記処理管の下端と前記蓋との間を密封する密封部材と、前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す時に生じる前記蓋の変形の回復期に前記基板が前記ボート内の載置位置に留まるように前記モータのトルクを制御する制御部と、を有する基板処理装置が提供される。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、ボートに載置した基板を処理管内で処理した後、密封部材を介して前記処理管の炉口を密封していた蓋を下降させて前記炉口を開放するとともに、前記炉口から前記処理管内の前記ボートを搬出する半導体装置の製造方法において、前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す時に生じる前記蓋の変形の回復期に前記基板が前記ボート内の載置位置に留まるように前記蓋を下降させる昇降機構を駆動するモータのトルクを制御する半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の基板処理装置および半導体装置の製造方法によれば、処理管内からボートを搬出する初期段階で発生する蓋の振動を抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる基板処理装置の要部を示した概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかる基板処理装置の概略を示した斜透視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態にかかる基板処理装置の処理炉の一例を示した縦断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態にかかる半導体装置の製造方法の一工程を示したフローチャートである。
【図５】モータのトルク比の上限を制限した場合における、シールキャップの位置と経過時間との関係図、シールキャップの移動速度と経過時間との関係図、およびモータのトルク比と経過時間との関係図である。
【図６】モータのトルク比の上限を制限した場合における、シールキャップの位置と経過時間との関係図、シールキャップの移動速度と経過時間との関係図、およびモータのトルク比と経過時間との関係図である。
【図７】モータのトルク比の上限を制限した場合における、シールキャップの位置と経過時間との関係図、シールキャップの移動速度と経過時間との関係図、およびモータのトルク比と経過時間との関係図である。
【図８】モータのトルク比に制限のない場合における、シールキャップの位置と経過時間との関係図、シールキャップの移動速度と経過時間との関係図、およびモータのトルク比と経過時間との関係図である。
【図９】シールキャップを微小移動させた場合における、シールキャップの位置と経過時間との関係図、シールキャップの移動速度と経過時間との関係図、およびモータのトルク比と経過時間との関係図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態にかかる基板処理装置の要部を示した概略構成図である。
【図１１】モータのトルク比の上限を制限した場合における、シールキャップの位置と経過時間との関係図、シールキャップの移動速度と経過時間との関係図、およびモータのトルク比と経過時間との関係図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態にかかる基板処理装置の要部を示した概略構成図である。
【図１３】（ａ）は、本発明の第６の実施形態にかかる基板処理装置により実施される搬送動作を示す模式図であり、（ｂ）は制御部により行われる搬送制御のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜本発明の第１の実施形態＞
以下に、本発明の第１の実施形態にかかる基板処理装置について図面を参照して説明する。
【００１０】
（１）基板処理装置の構成
まず、半導体装置の製造工程の一工程としての基板処理工程を実施する基板処理装置１０１の構成例について説明する。図１は、本実施形態にかかる基板処理装置１０１の要部を示した概略構成図であり、図２は、本実施形態にかかる基板処理装置１０１の斜透視図である。図３は、基板処理装置１０１の処理炉２０１の詳細を示した縦断面図である。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態にかかる基板処理装置１０１は、基板としてのウエハ１０を処理する処理炉２０１を備えている。ウエハ１０は、例えばシリコン基板であり、またはシリコン以外の半導体基板、ガラス基板、セラミックス基板、プラスチック基板等であってもよい。処理炉２０１には、処理室２０２が形成された後述するプロセスチューブを含む処理管２０３が設けられ、処理管２０３を包囲するように後述する加熱機構としてのヒータが備えられている。また処理炉２０１の側部に沿って昇降機構としてのボートエレベータ１１５が設置されている。ボートエレベータ１１５は、支持部としてのアーム１２８が駆動機構１２６によって昇降可能に構成されている。アーム１２８上には、処理管２０３の下端に設けられた炉口２０７を開閉する蓋としてのシールキャップ２１９が支持されている。またシールキャップ２１９上には、シールキャップ２１９と処理管２０３の下端面との間を密封する密封部材としてのシールリング２２１が設けられている。シール
リング２２１は、例えばＯリングで構成されている。さらにシールキャップ２１９の上面は、基板としてのウエハ１０を水平に保持した状態で多段に載置するボート１１が載置できるように構成されている。
【００１２】
駆動機構１２６は、例えばボールネジ構造に構成され、アーム１２８に設けられた図示しないナット部にボールを介してかみ合ってアーム１２８を鉛直方向に昇降させるボールネジ軸１２７と、アーム１２８を鉛直方向に摺動させつつ案内する図示しないガイド支柱と、を備えている。主に、ナット部と、ボールと、ボールネジ軸１２７と、ガイド支柱と、により、本実施形態にかかる駆動機構１２６が構成される。また、ボールネジ軸１２７の上端部（もしくは下端部）には、ボールネジ軸１２７を回転駆動させるモータ１２９が設けられている。これにより、モータ１２９を駆動してボールネジ軸１２７を回転させることでアーム１２８が昇降するようになっている。これらによって、シールキャップ２１９とその上面に載置されたボート１１が上昇もしくは降下して、ボート１１が処理室２０２内に対して搬入もしくは搬出されるようになっている。また、処理室２０２内にボート１１が搬入されると、ボートエレベータ１１５によってアーム１２８に支持されたシールキャップ２１９がシールリング２２１を介して処理管２０３の下端面方向に押し圧せられ、処理室２０２内が気密に保持されるように構成されている。
【００１３】
またモータ１２９の駆動軸には、その駆動軸のトルクを測定するトルクセンサ２７１が設けられている。さらにモータ１２９には、そのモータ１２９のトルクを所定値に制御する制御部２８１が設けられている。これによって、制御部２８１は、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を引き離す時に生じるシールキャップ２１９の変形（例えば振動による変形）の回復期にウエハ１０がボート１１内の載置位置に留まるようにモータ１２９のトルクを制御する。例えば、モータ１２９のトルクが一定の範囲内になるように制御する。トルク制御の詳細例については、後述する。なお、制御部２８１によるモータ１２９のトルクの制御は、制御部２８１を後述する駆動制御部に組み込み、駆動制御部で実行する構成とすることも可能である。
【００１４】
続いて、基板処理装置１０１の全体構成を具体的に説明する。
【００１５】
図２に示すように、本実施形態にかかる基板処理装置１０１は筐体１１１を備えている。基板としてのウエハ１０を筐体１１１内外へ搬送するには、複数のウエハ１０を収納するウエハキャリア（基板収納容器）としてのカセット１１０が使用される。筐体１１１内側の前方には、カセット１１０の受渡し台となるカセットステージ１１４が設けられている。カセット１１０は、図示しない工程内搬送装置によってカセットステージ１１４上に載置され、また、カセットステージ１１４上から筐体１１１外へ搬出されるように構成されている。
【００１６】
カセット１１０は、工程内搬送装置によって、カセット１１０内のウエハ１０がほぼ鉛直姿勢となり、カセット１１０のウエハ出し入れ口が例えば上方向を向くように、カセットステージ１１４上に載置される。カセットステージ１１４は、カセット１１０を筐体１１１の後方に向けて縦方向に９０°回転させ、カセット１１０内のウエハ１０を水平姿勢とさせ、カセット１１０のウエハ出し入れ口を筐体１１１内の後方を向かせることが可能なように構成されている。
【００１７】
筐体１１１内の前後方向の略中央部には、カセット１１０の載置棚となるカセット棚１０５が設置されている。カセット棚１０５は、複数段、複数列にて複数個のカセット１１０を保管できるように構成されている。カセット棚１０５には、ウエハ移載機構１２５の搬送対象となるカセット１１０が収納される移載棚１２３が設けられている。また、カセットステージ１１４の上方には、予備カセット棚１０７が設けられ、予備的にカセット１
１０を保管するように構成されている。
【００１８】
カセットステージ１１４とカセット棚１０５との間には、基板収納容器搬送装置としてのカセット搬送装置１１８が設けられている。カセット搬送装置１１８は、カセット１１０を保持したまま昇降可能な昇降機構としてのカセットエレベータ１１８ａと、カセット１１０を保持したまま水平移動可能な搬送機構としてのカセット搬送機構１１８ｂと、を備えている。これらカセットエレベータ１１８ａとカセット搬送機構１１８ｂとの連係動作により、カセットステージ１１４、カセット棚１０５、予備カセット棚１０７、移載棚１２３の間で、カセット１１０を相互に搬送するように構成されている。
【００１９】
カセット棚１０５の後方には、基板移載機構としてのウエハ移載機構１２５が設けられている。ウエハ移載機構１２５は、ウエハ１０を水平方向に回転ないし直動可能な基板移載装置としてのウエハ移載装置１２５ａと、ウエハ移載装置１２５ａを昇降させる基板移載装置の昇降機構としてのウエハ移載装置エレベータ１２５ｂと、を備えている。なお、ウエハ移載装置１２５ａは、ウエハ１０を水平姿勢で保持する基板移載用治具としてのツイーザ１２５ｃを備えている。これらウエハ移載装置１２５ａとウエハ移載装置エレベータ１２５ｂとの連係動作により、ウエハ１０を移載棚１２３上のカセット１１０内からピックアップして後述する基板保持具としてのボート１１へ装填（チャージング）したり、ウエハ１０をボート１１から脱装（ディスチャージング）して移載棚１２３上のカセット１１０内へ収納したりするように構成されている。
【００２０】
筐体１１１の後部上方には、処理炉２０１が設けられている。処理炉２０１の下端部には図示しない炉口としての開口が設けられている。かかる開口は、炉口を開閉する炉口シャッタ（炉口開閉機構）１４７により開閉されるように構成されている。処理炉２０１の構成については後に詳述する。
【００２１】
処理炉２０１の下方には、ボート１１を昇降させて処理炉２０１内外へ搬送させる昇降機構としてのボートエレベータ１１５が設けられている。ボートエレベータ１１５には昇降可能なアーム１２８が設けられている。アーム１２８上には、ボート１１を鉛直に支持するとともに、処理炉２０１の下端部を気密に閉塞する蓋としてのシールキャップ１１９が水平姿勢で設けられている。
【００２２】
ボート１１は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、５０枚〜１５０枚程度）のウエハ１０を、水平姿勢で、かつその中心を揃えた状態で鉛直方向に整列させて多段に保持するように構成されている。ボート１１の詳細な構成については後述する。
【００２３】
カセット棚１０５の上方には、供給ファンと防塵フィルタとを備えたクリーンユニット１３４ａが設けられている。クリーンユニット１３４ａは、清浄化した大気であるクリーンエアを筐体１１１の内部に流通させるように構成されている。
【００２４】
また、ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂおよびボートエレベータ１１５側と反対側である筐体１１１の左側端部には、クリーンエアを供給するよう供給フアンと防塵フィルタとを備えたクリーンユニット（図示せず）が設置されている。図示しない前記クリーンユニットから吹き出されたクリーンエアは、ウエハ移載装置１２５ａ、ボート１１を流通した後に、図示しない排気装置に吸い込まれて、筐体１１１の外部に排気されるように構成されている。
【００２５】
（２）基板処理装置の動作
次に、本実施形態にかかる基板処理装置１０１の動作について説明する。
【００２６】
まず、カセット１１０が、図示しない工程内搬送装置によって、ウエハ１０がほぼ鉛直姿勢となりカセット１１０のウエハ出し入れ口が上方向を向くように、カセットステージ１１４上に載置される。その後、カセット１１０は、カセットステージ１１４によって、筐体１１１の後方に向けて縦方向に９０°回転させられる。その結果、カセット１１０内のウエハ１０は水平姿勢となり、カセット１１０のウエハ出し入れ口は筐体１１１内の後方を向く。
【００２７】
次に、カセット１１０は、カセット搬送装置１１８によって、カセット棚１０５ないし予備カセット棚１０７の指定された棚位置へ自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、カセット棚１０５ないし予備カセット棚１０７から移載棚１２３に移載されるか、もしくは移載棚１２３に直接搬送される。
【００２８】
カセット１１０が移載棚１２３に移載されると、ウエハ１０は、ウエハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによって、ウエハ出し入れ口を通じてカセット１１０からピックアップされ、ウエハ移載装置１２５ａとウエハ移載装置エレベータ１２５ｂとの連係動作によって移載棚１２３の後方にあるボート１１に装填（チャージング）される。ボート１１にウエハ１０を受け渡したウエハ移載機構１２５は、カセット１１０に戻り、次のウエハ１０をボート１１に装填する。
【００２９】
予め指定された枚数のウエハ１０がボート１１に装填されると、炉口シャッタ１４７によって閉じられていた処理炉２０１の下端部の開口が、炉口シャッタ１４７を移動することによって開放される。続いて、図示しない蓋としてのシールキャップがボートエレベータ１１５によって上昇されることにより、処理対象のウエハ１０群を保持したボート１１が処理炉２０１内へ気密に搬入（ローディング）される。ローディング後は、処理炉２０１内にてウエハ１０に所定の処理が実施される。処理後は、ウエハ１０およびカセット１１０は、上述の手順とは逆の手順で筐体１１１の外部へ搬出される。
【００３０】
（３）処理炉の構成
続いて、本実施形態にかかる基板処理装置の処理炉２０１の構成について説明する。図３は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の処理炉の縦断面図である。なお、本実施形態にかかる処理炉２０１は、図３に示されているようにＣＶＤ装置（バッチ式縦形ホットウォール型減圧ＣＶＤ装置）として構成されている。
【００３１】
（プロセスチューブ）
処理炉２０１は、中心線が鉛直になるように縦向きに配されて筐体１１１によって固定的に支持された縦形のプロセスチューブを備えている。プロセスチューブは、インナチューブ２０４とアウタチューブ２０５とを備えている。インナチューブ２０４およびアウタチューブ２０５は、石英（ＳｉＯ２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性の高い材料によって、円筒形状にそれぞれ一体成形されている。
【００３２】
インナチューブ２０４は、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。インナチューブ２０４内には、基板保持具としてのボート１１によって水平姿勢で多段に積層されたウエハ１０を収納して処理する処理室２０２が形成されている。インナチューブ２０４の下端開口は、ウエハ１０群を保持したボート１１を出し入れする炉口２０７を構成している。したがって、インナチューブ２０４の内径は、ウエハ１０群を保持したボート１１の最大外径よりも大きくなるように設計されている。アウタチューブ２０５は、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成され、かつ側壁部がインナチューブ２０４に対して大きく例えば相似形状に形成されている。すなわち、上方から見てアウタチューブ２０５は、インナチューブ２０４の外側を取り囲むように同心円に被せられている。インナチューブ２０４の下端部とアウタチューブ２０５の下端部との間は、環状に形成されたマ
ニホールド２０９によって気密に封止されている。また、アウタチューブ２０５の下端部とマニホールド２０９の外周上端部との間はシールリング２２２によって気密に封止されている。マニホールド２０９は、インナチューブ２０４およびアウタチューブ２０５についての保守点検作業や清掃作業を行いやすくするように、インナチューブ２０４およびアウタチューブ２０５に対して着脱自在に取り付けられている。マニホールド２０９が筐体１１１（前記図２参照）に支持されることにより、プロセスチューブは鉛直に据え付けられた状態になっている。したがって、インナチューブ２０４およびアウタチューブ２０５からなるプロセスチューブと、マニホールド２０９と、により処理管２０３が構成される。
【００３３】
（排気ユニット）
マニホールド２０９の側壁の一部には、処理室２０２内のガス気体を排気する排気系２３０が接続されている。排気系２３０は、インナチューブ２０４とアウタチューブ２０５との隙間によって形成される筒状空間からなる排気路２５０の下端部に配置されていて、排気系２３０を構成する排気管２３１が排気路２５０内に連通している。排気管２３１には、上流から順に、圧力センサ２４５、圧力調整バルブとしてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４２、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が設けられている。真空ポンプ２４６は、処理室２０２内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。ＡＰＣバルブ２４２および圧力センサ２４５には、圧力制御部２３６が電気的に接続されている。圧力制御部２３６は、処理室２０２内の圧力が所望のタイミングにて所望の圧力となるように、圧力センサ２４５により検出された圧力に基づいてＡＰＣバルブ２４２の開度を制御するように構成されている。主に、排気管２３１、排気路２５０、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４２、真空ポンプ２４６により、本実施形態に係る排気ユニットが構成される。なお、排気系２３０のＡＰＣバルブ２４２の上流側には、過加圧防止処理を行う過加圧防止ライン２３３が接続されている。過加圧防止ライン２３３には、過加圧防止バルブ２３４が接続されている。処理室２０２内の圧力が過加圧になって、その過加圧が圧力センサ２４５により検出されると、圧力制御部２３６が過加圧防止バルブ２３４を開いて処理室２０２内の過加圧状態を開放させる。
【００３４】
（基板保持具）
マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を開閉する蓋としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、マニホールド２０９の下端開口の外径と同等以上の円盤形状に形成されており、その上面外周には、マニホールド２０９の下端面に密着可能な密封部材としてのシールリング２２１が設けられている。シールリング２２１には、例えばＯリングが用いられる。またシールキャップ２１９は、プロセスチューブ２０３の外部に鉛直に設備された昇降機構としてのボートエレベータ１１５によって、ボート１１の載置面が水平の状態で、鉛直方向に昇降されるように構成されている。したがって、ボートエレベータ１１５によって上昇されたシールキャップ２１９がシールリング２２１を介してマニホールド２０９の下端面に押し圧せられた状態で、マニホールド２０９の下端開口が密封されて処理室２０２が気密になる。
【００３５】
（ボートエレベータ）
上述したボートエレベータ１１５は、一例として、シールキャップ２１９をその下面から支持するアーム１２８と、アーム１２８の昇降を鉛直方向に案内する図示しないガイド支柱と、ガイド支柱に沿ってアーム１２８を鉛直方向に昇降させる駆動機構１２６と、が備えられている。駆動機構１２６は例えばボールネジ構造で構成され、例えば、アーム１２８に設けられた図示しないナット部と、ナット部に図示しないボールを介してかみ合うボールネジ軸１２７と、で構成されている。また、ボールネジ軸１２７の上端部（もしくは下端部）には、ボールネジ軸１２７を回転駆動させるモータ１２９（前記図１参照）が
設けられている。これにより、モータ１２９を駆動してボールネジ軸１２７を所定の方向に回転させることでアーム１２８が昇降するように構成されている。
【００３６】
シールキャップ２１９上には、ウエハ１０を保持する基板保持具としてのボート１１が鉛直に立脚されて支持されるようになっている。ボート１１は、例えば石英（ＳｉＯ２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、複数枚のウエハ１０を水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に保持するように構成されている。なお、ボート１１の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる円板形状をした断熱部材としての断熱板２１６が、水平姿勢で多段に複数枚配置されている。断熱板２１６は、ヒータ２０６からの熱をマニホールド２０９側に伝えにくくするように構成されている。
【００３７】
シールキャップ２１９の処理室２０２と反対側には、ボート１１を回転させる回転機構２５４が設けられている。回転機構２５４の回転軸２５５は、シールキャップ２１９を貫通してボート１１を下方から支持している。回転軸２５５を回転させることで処理室２０２内にてウエハ１０を回転させることが可能になるように構成されている。シールキャップ２１９は、上述のボートエレベータ１１５によって鉛直方向に昇降されるように構成されており、これによりボート１１を処理室２０２内外に搬送することが可能となっている。
【００３８】
回転機構２５４およびボートエレベータ１１５には、駆動制御部２３７が電気的に接続されている。駆動制御部２３７は、回転機構２５４およびボートエレベータ１１５のモータ１２９が所望のタイミングにて所望の動作をするよう制御するように構成されている。
【００３９】
（ヒータユニット）
アウタチューブ２０５の外部には、プロセスチューブ２０３内を全体にわたって均一または所定の温度分布に加熱する加熱機構としてのヒータ２０６が、アウタチューブ２０５を包囲するように設けられている。ヒータ２０６は、基板処理装置１０１の筐体１１１（前記図２参照）に設けられたヒータベース２５１に支持されることにより鉛直に据え付けられた状態になっており、例えばカーボンヒータ等の抵抗加熱ヒータとして構成されている。
【００４０】
プロセスチューブ２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。ヒータ２０６と温度センサ２６３とには、温度制御部２３８が電気的に接続されている。温度制御部２３８は、処理室２０２内の温度が所望のタイミングにて所望の温度分布となるように、前記温度センサ２６３により検出された温度情報に基づいてヒータ２０６への通電具合を制御するように構成されている。
【００４１】
主に、ヒータ２０６、温度センサ２６３により、ヒータユニットが構成される。
【００４２】
（処理ガス供給ユニット）
マニホールド２０９に保持され処理室２０２内に鉛直に立ち上がっていて、処理室２０２内に処理ガスを供給するガス供給ノズル２３０が設けられている。ガス供給ノズル２３０は、下流側端部が鉛直に立ち上がったＬ字型タイプの他、図示していないストレートタイプ等がある。ガス供給ノズル２３０は石英等の耐熱性を有する非金属材料により構成されている。なお、ガス供給ノズル２３０の上流側端部は、処理炉２０１外に突出しており、処理室２０２内にガス供給ノズル２３０を介して処理ガスを供給するガス供給管２３２に接続されている。また、ガス供給管２３２の上流側には、ガス流量制御器としてのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４１を介して、図示しない処理ガス供給源や不活性ガス供給源が接続されている。マスフローコントローラ２４１には、ガス流量制御部２３５が電気的に接続されている。マスフローコントローラ２４１は、処理室２０２内に供給する
ガスの流量が所望の量となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。マスフローコントローラ２４１、ガス供給管２３２、およびガス供給ノズル２３０を通して処理室２０２内に処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットは、複数系統を設けることも可能である。例えば、原料ガスを供給する系統、添加物を含むガスを供給する系統、希釈ガスを供給する系統、等がある。
【００４３】
（コントローラ）
ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、および温度制御部２３８は、表示部を含む操作部、入出力部をも構成し、基板処理装置全体を制御する主制御部２３９に電気的に接続されている。これら、ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８、主制御部２３９は、コントローラ２４０として構成されている。
【００４４】
（４）基板処理工程
次に、上述の基板処理装置１０１により実施される半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程を、図４のフローチャートを参照して説明する。
【００４５】
まず、プロセスチューブ２０３内から搬出されているボート１１に、複数枚のウエハ１０を装填（ウエハチャージ）する。これにより、ボート１１に、薄膜が形成されるべき複数枚、例えば１００枚、直径３００ｍｍのウエハ１０が収容される。ウエハ１０の装填が終了すると、複数枚のウエハ１０を保持したボート１１を、ボートエレベータ１１５によって持ち上げて、処理室２０２内に搬入（ボートローディング）する（処理管内へのボートの搬入：Ｓ１）。この状態で、マニホールド２０９の下端面は、シールリング２２１を介してシールキャップ２１９によりシール（密封）された状態となり、処理管２０３の内部が気密になる（処理管内を気密にする：Ｓ２）。
【００４６】
処理室２０２内にウエハ１０を搬入する工程が終了すると、処理室２０２内が所望の圧力（真空度）となるように真空ポンプ２４６によって真空排気することで、処理室２０２内の雰囲気を排出する。この際、処理室２０２内の圧力を、圧力センサ２４５で測定する。この測定した圧力に基づいて、ＡＰＣバルブ２４２の開度をフィードバック制御する。また、処理室２０２内が所望の温度となるようにヒータ２０６によって処理室２０２内を加熱する。そして、ヒータ２０６への通電具合は、温度センサ２６３が検出した温度情報に基づき、処理室２０２内が所望の温度分布となるようにフィードバック制御する。続いて、回転機構２５４によりボート１１を回転させることで、ウエハ１０を回転させる。
【００４７】
次いで、処理室２０２内に処理ガスを供給して、ウエハ１０上への成膜処理を実行する。すなわち、図示しない処理ガス供給源から供給され、ＭＦＣ２４１にて所望の流量となるように制御された処理ガスをガス供給管２３２から供給して、ガス供給ノズル２３０を介して処理室２０２内へと導入する。導入された処理ガスは、処理室２０２内を上昇し、インナチューブ２０４の上端開口から排気路２５０内に流出して、排気系２３０から排気される。処理ガスは、処理室２０２内を通過する際にウエハ１０の表面と接触し、この際に例えば熱ＣＶＤ反応等によってウエハ１０の表面上に薄膜が堆積（デポジション）される（基板処理：Ｓ３）。
【００４８】
成膜処理が終了したら、アフタパージ処理を実行する。すなわち、ガス供給管２３２からガス供給ノズル２３０を介して処理室２０２内に不活性ガスを供給する。また、このとき、真空排気装置２４６によって真空排気処理を実行する。その結果、処理室２０２内の雰囲気が不活性ガスにより浄化される。
【００４９】
アフタパージ処理が終了したら、大気戻し処理を実行する。すなわち、真空排気処理を
停止して、不活性ガスの供給処理だけを実行する。その結果、処理室２０２内の圧力が常圧に復帰する。
【００５０】
大気戻し処理が終了したら、ボートの搬出を実行する。すなわち、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９を下降させ、マニホールド２０９の下端の炉口２０７を開放させるとともに、成膜処理の済んだウエハ１０を、ボート１１に載置させた状態でマニホールド２０９の下端の炉口２０７からプロセスチューブ２０３の外部に搬出（ボートアンローディング）する（ボートの搬出：Ｓ４）。その後、成膜処理の済んだウエハ１０を、ボート１１より回収して（ウエハディスチャージ）、１バッチ目の処理を終了する。以下、同様に、２バッチ目以降も処理対象のウエハ１０に対して上述の処理を実行する。
【００５１】
ここで、ボート１１の搬出工程Ｓ４の詳細を以下に説明する。
【００５２】
（ステップＳ４−１）
上述した基板処理（Ｓ３）工程が終了し、処理室２０２内が大気雰囲気に戻された直後においては、ボートエレベータ１１５によって、シールキャップ２１９がシールリング２２１を介して処理管２０３（実質的にはマニホールド２０９）の下端面に押し圧せられている。このとき、モータ１２９は、アーム１２８を上昇させる方向に駆動されていて、シールリング２２１が押し圧せられるトルクを出力している（シールリングは処理管下端面に密着した状態：Ｓ４−１）。このときのトルクは、モータ１２９の例えば定格トルクの−３７％であった。以下、モータ１２９のトルクが負（−）の場合は、モータ１２９を駆動することによって、シールリング２２１を介してシールキャップ２１９を処理管２０３の下端面に押し圧する方向（上方向）にモータ１２９を駆動している状態を示している。一方、モータ１２９のトルクが正（＋）の場合は、モータ１２９を駆動することによって、シールリング２２１を介して処理管２０３の下端面に密着しているシールキャップ２１９を離す方向（下方向）にモータ１２９を駆動している状態を示している。
【００５３】
シールリング２２１が処理管２０３の下端面に密着している上述の状態から、モータ１２９の回転方向を逆にして、シールキャップ２１９を降下させる方向にモータ１２９を駆動させる。このとき、制御部２８１によって、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を引き離す時に生じるシールキャップ２１９の変形（例えば振動）の回復期にウエハ１０がボート１１内の載置位置に留まるように、モータ１２９のトルクは制御される。かつ、モータ１２９のトルクは、処理管２０３の下端面からシールリング２２１を引き離せるようなトルク値に設定される。以下の説明では、シールリング２２１は、シールキャップ２１９側に固定されていて、処理管２０３の下端面に密着するように接触している場合について説明する。もちろん逆に、処理管２０３の下端面側にシールリング２２１が固定されていてシールキャップ２１９側に密着するように接触している場合も、モータ１２９のトルク制御を同様に行うことができる。
【００５４】
シールキャップ２１９を降下させる方向にモータ１２９の駆動が開始された直後は、シールリング２２１は処理管２０３の下端面に張り付いた状態が持続されている。同時に、ボートエレベータ１１５によるシールキャップ２１９の下降動作による引っ張り力によってシールリング２２１は鉛直下方に引っ張られている。この状態では、モータ１２９のトルクは上昇していく。そして、モータ１２９のトルクは上限値によって制限されているので、上限値までモータ１２９のトルクは上昇する。その上限値は、処理管２０３の下端面（もしくはシールキャップ２１９の表面）からシールリング２２１を引き離す時に生じるシールキャップ２１９の変形（例えば振動）の回復期に、ボート１１のウエハ載置位置からみてウエハ１０が浮き上がることなく、ウエハ１０がボート１１内の載置位置に留まるようなトルク値に決められている。
【００５５】
または、上記モータ１２９のトルクの上限値は、例えば、シールキャップ２１９の変形（振動）が元の状態に戻ろうとする回復期に、ボート１１に生じる加速度が重力加速度以下になるように設定されている。すなわち、ボート１１に載置されたウエハ１０がその載置位置から浮き上がるように離れるには、ウエハ１０よりもボート１１のほうが速く降下する必要がある。したがって、ボート１１に生じる加速度（下向きの加速度）が重力加速度よりも大きくなると、ウエハ１０はボート１１からみて浮き上がった状態になる。よって、ボート１１に生じる加速度が重力加速度以下になるようにすることで、ボート１１のウエハ載置位置からみてウエハ１０が浮き上がるのが防止される。
【００５６】
（ステップＳ４−２）
そして、設定したトルクの上限値に達するまで、ボートエレベータ１１５によってシールキャップ２１９が下降方向に引っ張られ続け、同時にシールリング２２１も下降方向に引っ張られ続ける。そして、設定したトルクの上限値に達する前であっても、処理管２０３の下端面へのシールリング２２１の密着力よりもシールリング２２１を下方に引っ張る力のほうが勝ったときに、処理管２０３の下端面からシールリング２２１が引き離される（シールリングが処理管下端面から剥離：Ｓ４−２）。
【００５７】
（ステップＳ４−２の別の一例）
また、ボートエレベータ１１５によるシールキャップ２１９の下降動作の途中でモータ１２９のトルクが設定した上限値に達しても離れなかった場合でも、その上限値のトルクでモータ１２９が駆動され、ボートエレベータ１１５によってシールキャップ２１９が下降方向に引っ張られ続ける。このとき、シールキャップ２１９とともにシールリング２２１も下降方向に引っ張られ続ける。そして、シールリング２２１が引っ張られ続けると、処理管２０３の下端面に密着していたシールリング２２１が徐々に剥がされて、ある一定の期間が経過した時点でシールリング２２１の張り付き力よりシールリング２２１が引っ張られる力が勝り、処理管２０３の下端面からシールリング２２１が引き離される（シールリングが処理管下端面から剥離：Ｓ４−２）。
【００５８】
このとき、モータ１２９は、設定した上限のトルク値に制限されて駆動しているので、処理管２０３の下端面からシールリング２２１が引き離された瞬間に、設定した上限のトルク値を超えるようなトルクを発生することはない。したがって、シールキャップ２１９が変形して振動を発生したとしても、その変形はウエハ１０がボート１１内の載置位置に留まる範囲内になっている。
【００５９】
（ステップＳ４−３）
そして、シールリング２２１が引き離された後、モータ１２９は設定された上限値もしくはそれ以下のトルクで駆動され、ボートエレベータ１１５によってシールキャップ２１９は降下させられる（シールキャップとボートの降下（シールリングが処理管下端面から離れた後）：Ｓ４−３）。したがって、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を引き離す時、ウエハ１０はボート１１内の載置位置に留まっている。
【００６０】
また、制御部２８１は、処理管２０３の下端面およびシールキャップ２１９の表面にシールリング２２１が押し圧せられているときのモータ１２９のトルクよりも、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を引き離す動作が開始される直前のシールリング２２１を押し圧するモータ１２９のトルクが小さくなるように制御することも可能である。
【００６１】
さらに、制御部２８１は、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を引き離す時に生じるアーム１２８の変形（例えば、振動）の回
復期にウエハ１０がボート１１内の載置位置に留まるようにモータ１２９のトルクを制御するように構成されていてもよい。
【００６２】
さらにまた、制御部２８１は、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を引き離す時にモータ１２９のトルクを時系列的に変動させるように制御してもよい。
【００６３】
（５）本実施形態にかかる効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
【００６４】
（ａ）本実施形態にかかる制御部２８１は、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面にシールリング２２１が張り付いた状態から引き離される時に、ボート１１内に載置されたウエハ１０が載置位置に留まるように、モータ１２９のトルクが制御される。よって、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面にシールリング２２１が張り付いた状態でシールキャップ２１９の下降が開始されて、シールキャップ２１９の断面が伸ばされるように変形し、シールリング２２１が下端面から引き離される時に、シールキャップ２１９の変形が回復しようとして発生するシールキャップ２１９の振動（減衰振動）がボート１１に伝わったとしても、ウエハ載置位置（基板載置位置）から見たウエハ１０の浮き上がりが防止されて、ウエハ１０を安定に載置した状態で処理管２０３内からボート１１を搬出することが可能になる。
【００６５】
（ｂ）また、シールキャップ２１９の変形の回復期の初期においてウエハ載置位置（基板載置位置）から見たウエハ１０の浮き上がりが生じる可能性があるので、それを防止すべくシールキャップ２１９の変形の回復期の初期の期間のみモータ１２９のトルク制御をすればよい。そして、それ以外の期間である処理管２０３（マニホールド２０９）の下端面からシールリング２２１を引き離した後は、モータ１２９をトルク制御とせず、例えば、モータ１２９のトルクを小さくして移動速度を速めることが可能になる。これによって、処理管２０３内からボート１１を搬出するスループットを向上させることが可能になる。
【００６６】
（ｃ）制御部２８１によって、処理管２０３の下端面およびシールキャップ２１９の表面にシールリング２２１が押し圧せられているときのモータ１２９のトルクよりも、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を引き離す動作が開始される直前のシールリング２２１を押し圧するモータ１２９のトルクが小さくなるように制御する。これによって、シールキャップ２１９を下降させる動作の直前の処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面へのシールリング２２１の密着力が弱められるので、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を離しやすくなる。したがって、モータ１２９のトルクが小さい状態で処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を引き離すことができるようになる。
【００６７】
（ｄ）制御部２８１によって、アーム１２８の変形（例えば、振動）の回復期にウエハ１０がボート１１内の載置位置に留まるようにモータ１２９のトルクが制御されるような構成では、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面にシールリング２２１が張り付いた状態でボート１１およびシールキャップ２１９の下降が開始されて、シールキャップ２１９を支持するアーム１２８が変形し、シールリング２２１が処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面から引き離れる時に、アーム１２８の変形が回復しようとすることがある。このアーム１２８の変形が回復しようとするときに発生するアーム１２８の振動（減衰振動）がシールキャップ２１９を介してボート１１に伝わる。その際、制御部２８１によってボート１１内に載置されたウエハ１０が載置位置に留まるようにモータ１２９のトルクが制御されるので、ウエハ１０の載置位置から見たウエ
ハ１０の浮き上がりが防止されて、ウエハ１０を安定に載置した状態で処理管２０３の処理室２０２内からボート１１を搬出することが可能になる。
【００６８】
（ｅ）モータ１２９のトルクを時系列的に変動させるように、例えば時系列的に増加させるように制御することによって、処理管２０３の下端面へのシールリング２２１の張り付き力を徐々に弱めてシールリング２２１を引き離すことが可能になる。これによって、シールキャップ２１９上に載置されたボート１１のウエハの載置位置からウエハ１０が振動して浮き上がることなく処理管２０３の下端面からシールリング２２１を引き離すことができる。ただし、モータ１２９のトルクを時系列的に変動させる期間を長くとり過ぎないようにすることが必要であり、例えば時間監視を行うことで、モータ１２９のトルクを時系列的に増加させる期間を例えば２０秒以下程度に抑えることでスループットの大幅な低下を抑制することがきる。特に、例えばウエハ処理時の熱、ウエハ処理時に発生する副生成物、等の影響によって、処理管２０３の下端面へのシールリング２２１の張り付き力が増大する場合や、モータ１２９の出力トルクの上限値を設定した場合にその上限値のトルクではシールリング２２１を引き離すことが難しい場合に有効である。
【００６９】
（実施例１）
本実施形態にかかる基板処理装置１０１では、制御部２８１によって、モータ１２９から出力されるトルクを、所定の上限値以下に制御する。これによって、処理管２０３の下端面からシールリング２２１を引き離す時にウエハ１０がボート１１内の載置位置に留まるように、モータ１２９から出力されるトルクを、所定の上限値以下に制御する。この場合についてのシールキャップ２１９の位置と経過時間との関係図、シールキャップ２１９の移動速度と経過時間との関係図、モータ１２９のトルク比と経過時間との関係図を図５に示す。
【００７０】
グラフ中、上段のグラフの縦軸は処理管２０３が気密に密封された状態のシールキャップ２１９の位置からのシールキャップ２１９の移動量を示している。中段のグラフの縦軸はシールキャップ２１９の下降速度を示している。下段のグラフの縦軸はモータ１２９の定格トルクに対する出力されたトルクの割合（トルク比）をパーセントで示している。トルクを示す縦軸において、シールキャップ２１９を下降させる方向にモータ１２９を駆動させたときのモータ１２９のトルク比を正（＋）とし、シールキャップ２１９を上昇させる方向にモータ１２９を駆動させたときのモータ１２９のトルク比を負（−）として示している。また、各グラフの横軸は、経過時間を示している。なお、以降に説明するシールキャップ２１９の位置と経過時間との関係図、シールキャップ２１９の移動速度と経過時間との関係図、モータ１２９のトルク比と経過時間との関係図においても、縦軸および横軸は上記と同様である。
【００７１】
図５に示すように、制御部２８１によって、モータ１２９の出力トルクの上限値をトルク比で８％に制限する。上限値は、処理管２０３の下端面からシールリング２２１が引き離された瞬間に、シールキャップ２１９の上面に載置されているボート１１や、ボート１１に載置されているウエハ１０がシールキャップ２１９の表面を基準とした位置からみて浮き上がることがないトルク比に設定されている。また、トルク比の上限値は、モータ１２９の定格出力、ボート１１、シールリング２２１、アーム１２８などの重さ等によって、適宜選定されて決定される。処理管２０３の下端面に密着しているシールリング２２１を引き離そうとして、モータ１２９からトルクが出力されると、２秒間程度、上限値のトルク比での出力が持続した後、処理管２０３の下端面からシールリング２２１が引き離される。この引き離された瞬間に、シールキャップ２１９に下降方向の加速度が加わったとしても、上限値に設定されているトルク比では、シールキャップ２１９の上面に載置されているボート１１や、ボート１１に載置されているウエハ１０がシールキャップ２１９の表面を基準とした位置からみて浮き上がるような状態にならない。そして、処理管２０３
の下端面に密着しているシールリング２２１を引き離された後は、モータ１２９のトルク出力がトルク比で８％以下の設定されたトルク状態で、シールキャップ２１９とともにその上に載置されているボート１１が下降され、処理管２０３の処理室２０２内から搬出される。トルク比と経過時間の関係図に示すように、およそ６％ないし７％のトルク比でシールキャップ２１９は降下されていることがわかる。このとき、位置と経過時間との関係図および移動速度の経過時間との関係図に示すように、ほぼ一定の速度で降下されていることがわかる。このように、モータ１２９からの出力トルクが６％ないし７％のトルク比であれば、ウエハ１０を収納したボート１１が載置されたシールキャップ２１９を高速に降下させることが可能になる。したがって、モータ１２９の出力トルクのトルク比を８％以下とすることで、シールリング２２１の引き離し時の振動を抑制してボート１１搬出の高速動作が可能になる。
【００７２】
（実施例２）
次に、モータ１２９のトルク値の上限を５％に制限した場合について、図６を参照して説明する。図６に示すように、モータ１２９の出力トルクの上限値を低く、例えば、トルク比で５％に設定すると、処理管２０３の下端面からシールリング２２１を引き離すまでに２秒ないし３秒程度かかるばかりか、シールリング２２１を引き離した後の動作時間もかかる。この場合では、処理管２０３の処理室２０２内からボート１１を搬出し終えるまでに２９８秒かかった。また、モータ１２９の出力トルクが５％程度と小さいような場合には、処理管２０３の下端面からシールリング２２１を引き離した後、シールキャップ２１９とともにボート１１を降下させているときの移動速度が一定せず、微小な変動とともにやや大きな変動を繰り返す現象が見られた。このように、ボート１１の下降中に速度変動のうねりがあると、ボート１１に収納されたウエハ１０がその載置位置からずれるような問題が発生することがある。さらに、最悪の場合、シールリング２２１を引き離す力が弱く、処理管２０３の下端面からシールリング２２１を引き離せない場合も考えられる。したがって、モータ１２９のトルク比を小さくし過ぎるのも好ましくない。例えば、トルク比で５％よりも大きくする必要がある。しかしながら、トルク値の上限を小さくすれば、引き離し時のシールキャップの変形をより小さくできるので、振動抑制効果が高いことは容易に想像できる。
【００７３】
（実施例３）
次に、ほぼ張り付きの無い状態のシールリング２２１を引き離す場合について、図７を参照して説明する。この場合では、モータ１２９のトルク比の上限値を７％に制限し、シールキャップ２１９の移動位置を制御して、シールリング２２１の引き離しを行った。図７に示すように、処理管２０３の下端面に対してシールリング２２１がほぼ張り付きの無い状態にもかかわらず、シールリング２２１が引き離される瞬間、速度変動とトルク比の変動とが検出されている。これによって、ほぼ張り付きの無い状態といっても多少の張り付きがあることが見て取れる。また一瞬ではあるが、トルク比が７％でモータ１２９に対してトルク制限が掛かっていることがわかる。なお、シールリング２２１を引き離した後のトルク比が２％〜３％で動作しているのは、引き離し後の動作トルクの指令速度が低いためである。このように、シールリング２２１の張り付きがないとされる場合であっても、多少の張り付きがある場合があるので、モータ１２９の出力トルクに制限となる上限値を設定しておくことで、過剰なトルクが出力されて、処理管２０３の下端面からシールリング２２１が引き剥がされる期間において、ボート１１に振動を与えて収納されているウエハ１０に悪影響を及ぼすようなシールキャップ２１９の変形（例えば、振動）を抑えることができる。したがって、処理管２０３の下端面にシールリング２２１が張り付いていないような場合であっても、モータ１２９の出力のトルクの上限値を設定しておくことは必要である。
【００７４】
（比較例）
ここで、従来のボートの搬出工程について、図８によって説明する。
【００７５】
ボートエレベータ１１５によって、シールキャップ２１９がシールリング２２１を介して処理管２０３（実質的にはマニホールド２０９）の下端面に、図８に示すように、例えば−３７％のトルク比で押し圧せられている。このとき、モータ１２９のトルク制限はなく、モータ１２９の定格トルクまでトルクを出力させることができる。このため、処理管２０３の下端面に密着しているシールリング２２１を引き離そうとして、シールリング２２１が引き離されるまでモータ１２９から出力されるトルクが増大していく。そして、シールリング２２１が引き離された瞬間、処理管２０３の下端面からシールリング２２１が引き離される。このときのモータ１２９のトルクはトルク比で１７％の出力であった。また、処理管２０３下端面からシールリング２２１が引き離された瞬間、シールキャップ２１９に下降方向の急速な加速度が加わって、その上面に載置されているボート１１や、ボート１１に載置されているウエハ１０がシールキャップ２１９の表面を基準とした位置からみて浮き上がるような状態になり、この結果、ウエハ１０の破損、パーティクル落下、位置ずれ等の問題が発生していた。その後は、位置と移動速度との関係図から、一定の移動速度でシールキャップ２１９とともにボート１１は下降されていることがわかる。また位置と経過時間との関係図から、シールキャップ２１９が下降方向に移動して降下されていることがわかる。このときのモータ１２９から出力されるトルクは、微小な変動はあるもののトルク比がおよそ５％でほぼ一定であった。
【００７６】
なお参考例として、図９に示すように、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を引き離す際に、シールキャップ２１９の移動初期からシールリング２２１が完全に引き離されるまで、シールキャップ２１９を少しずつ移動させるようにして、シールリング２２１の密着力を少しずつ弱めるようにすることが考えられる。図９では、４０秒くらいから１００秒くらいのおよそ６０秒間は、わずかではあるがシールキャップ２１９が下降されている。これによって、シールキャップ２１９が引き離されたときに生じるシールキャップ２１９の振動を抑制して、ボート１１に載置されたウエハ１０を振動させないようにし、パーティクルの発生を抑制することができるとされている（特開２００５−５６９０５号公報参照）。この場合、図示したように、モータ１２９の出力トルクが段階的に高められている。そして、ある一定のトルクがモータ１２９から出力された時点でシールリング２２１は引き離されている。しかしながら、シールキャップ２１９の下降動作を開始してから処理管２０３の下端面からシールリング２２１を引き離すまでに時間がかかりすぎる。そして図９に示した場合では、ボート１１の搬出におよそ２５４秒間かかっている。一方、前述の図５示した場合では、１５９秒間でボート１１の搬出が完了している。ボート１１の搬出に関して図９に示した場合と図５に示した場合とを比較すると、図９に示した場合のほうが９５秒も長くかかることになる。これは、微少移動が不要なシールリング２２１が張り付いていない期間での動作時間は、図５、図９に示した場合はともにほぼ同等であるものの、図９に示した場合のほうがシールキャップ２１９を微小移動させる過程に時間がかかるためである。この結果、処理室２０２からウエハ１０を取り出す時間が大幅に長くなり、トータルのウエハ１０の搬送時間が長くなることで、スループットが悪化するという問題が生じる。また、シールリング２２１の張り付き期間のみをシールキャップ２１９を低速移動させることも考えられるが、シールリング２２１の張り付き期間を見極めることが困難であるため、シールリング２２１が張り付いていると想定される期間を広く取らざるを得ない。このような問題を解決すべく、スループットを速める手段を以下に説明する。
【００７７】
本発明の実施形態にかかる基板処理装置は、前記図１〜図３によって説明した基板処理装置１０１において、制御部２８１は、処理管２０３の下端面もしくは蓋としてのシールキャップ２１９の表面から密封部材としてのシールリング２２１を引き離す期間よりもシールリング２２１を引き離した後のシールキャップ２１９の移動速度を速めるようにモー
タ１２９を制御することができる。
【００７８】
＜本発明の第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態にかかる基板処理装置は、一例として前記図１〜図３によって説明した基板処理装置１０１において、以下のような構成を有する。
【００７９】
基板処理装置１０１において、モータ１２９にはパルス駆動するモータが用いられている。例えば、サーボモータが用いられている。サーボモータを用いた場合、前記図１に示すように、シールリング２２１が処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面に何らかの理由（例えば、処理時の熱、副生成物の付着、等）により張り付いているとき、モータ１２９を駆動するパルスがモータ１２９に入力され続けていてもシールキャップ２１９が一定の位置に留まり降下しない状態がある。このとき、モータ１２９のトルクは設定可能なトルク（トルク比）の上限値となっている。そして、モータ１２９を駆動するパルスが溜まる。そして処理管２０３の下端面からシールリング２２１が引き離される直前で、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面に対してシールリング２２１が微小な張り付き状態で張り付いているとき、モータ１２９の駆動は、溜まったパルスを回復（消化）しようとして、モータ１２９は急激な高速回転で駆動され、アーム部１２８を介してシールキャップ２１９が降下される。このとき、シールキャップ２１９には急激な下向きの加速度が加えられるので、ボート１１に載置された基板としてのウエハ１０が基板載置位置より跳ねあがったり落下したしたりすることがあった。
【００８０】
そこで、この実施形態にかかる基板処理装置１０１の制御部２８１は、モータ１２９へ入力されるパルスが溜まった状態から当該溜まったパルスによりモータ１２９が駆動されてシールリング２２１が処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面から引き離される時に生じるパルスの回復期に、ウエハ１０がボート１１内の載置位置に留まるようにモータ１２９のトルクを制御するように構成されている。具体的には、モータ１２９の出力トルクの上限値を例えばトルク比で７％以下に制限する。この上限値は、パルスの回復期に、ウエハ１０がボート１１内の載置位置に留まるように、モータ１２９の定格トルク値から適宜決定されるものである。
【００８１】
図１０に示すように、モータ１２９の出力トルクの上限値は７％に制限されている。このような状態でモータ１２９を駆動させてボートエレベータ１１５を動作させ、処理管２０３の下端面に張り付いているシールリング２２１を引き離す方向にアーム１２８を介してシールキャップ２１９を降下させる。このとき、上述したような何らかの理由によって、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面にシールリング２２１が張り付いた状態になっている。この状態でモータ１２９を駆動させていくと、モータ１２９の出力トルク（トルク比）はトルク比の上限値を越えることなく上限値で一定になり、それ以上のトルクがかからないようになる。そして、処理管２０３の下端面にシールリング２２１が張り付いた状態が持続される。この状態ではモータ１２９を駆動するパルスがモータ１２９に入力され続けていてもシールキャップ２１９が降下しない。すなわち、モータ１２９が駆動できない状態となりモータ１２９を駆動するパルスが溜まる。
【００８２】
やがて、処理管２０３の下端面からシールリング２２１が引き離される直前で、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面に対してシールリング２２１が微小な張り付き状態となったとき、モータ１２９の駆動によるシールキャップ２１９を降下させる力が上記下端面にシールリング２２１が張り付いている力よりも勝るようになる。このとき、上記下端面からシールキャップ２１９は引き離される。そしてモータ１２９は溜まったパルスを回復（消化）しようとして急に高速回転で駆動される、これによって、ボートエレベータ１１５を介してシールキャップ２１９が急速に降下されそうになる。しかしながら、本実施形態では、シールリング２２１が引き離される瞬間はモータ１２９のト
ルク比の上限値が例えば７％以下に設定されていることから、それを超えるトルク比でモータ１２９からトルクが出力されることはない。よって、シールキャップ２１９の表面に載置されているボート１１内に収納されているウエハ１０が跳ねあがったりして、損傷するような、もしくはパーティクルを発生するような振動を発生することはない。したがって、処理管２０３の処理室２０２内からウエハ１０が収納されたボート１１を安定的に搬出することが可能になる。
【００８３】
なお、モータ１２９に上述のようなトルク制御が適用されていない場合で、モータ１２９が急速に高速回転を始めたときには、シールキャップ２１９を位置制御しようとしても制御することはできない。この場合、モータ１２９の急速な駆動速度によりシールキャップ２１９に下向きの大きな加速度が生じ、シールキャップ２１９の表面に載置されたボート１１に収納されているウエハ１０が浮き上がるような問題が発生することになる。
【００８４】
よって、モータ１２９のトルク比に上限値を設けることでモータ１２９をトルク制御することになるので、処理管２０３の下端面にシールリング２２１が接触していても張り付いていない期間（実質的にはシールリング２２１を引き離す直前の期間）はトルク比の制限内の指令速度でモータ１２９が駆動し、シールリング２２１が引き離された直後もトルク比の制限内の指令速度でモータ１２９が高速駆動することになる。このため、シールリング２２１が引き離される直前の速度が低く抑えられるように指令することができ、それに伴って加速度も低く抑えることが期待される。これによって、シールリング２２１を引き離す際のシールキャップ２１９の変形による振動を抑えることが可能になる。
【００８５】
また、シールキャップ２１９を降下させて処理管２０３の炉口２０７が開放される時にはモータ１２９のトルクを制御し、その後はモータ１２９の駆動速度を速めることでシールキャップ２１９の下降速度（移動速度）を速めてボート１１を搬出することも可能になる。これによって、ボート１１の搬出時間のさらなる短縮ができる。すなわち、ウエハ１０の搬出にかかるスループットを高めることができる。
【００８６】
＜本発明の第３の実施形態＞
続いて、本発明の第３の実施形態にかかる基板処理装置ついて説明する。本説明では、前記図１〜図３によって説明した基板処理装置１０１と同様な構成部品には同一符号を付与して説明する。
【００８７】
前述した第２の実施形態において、溜まったパルスを回復（消化）しようとして、モータ１２９（サーボモータ）が急激な高速回転で駆動するのを防ぐ方法として、パルスが溜まらない速度制御を用いる方法が挙げられる。具体的にはシールリング２２１が張り付いていると想定される期間を速度制御とし、処理管２０３の炉口２０７が開放された後は位置制御に切り替え、シールキャップ２１９を降下させる。速度制御から位置制御への切り替えは、シールリング２２１が張り付いていると想定される位置（例えば密封状態の位置から１０ｍｍ下降した位置）にて行う。位置の認識は、モータ１２９の図示しないエンコーダを制御部２８１にて監視することにより行う。そして、予め設定されたシールリング２２１が張り付いていると想定される位置を認識したときに速度制御から位置制御へと切り替える。
【００８８】
速度制御は、図示しない上位制御装置によって行われる。上位制御装置は、サーボモータであるモータ１２９の回転数（または回転角度）を指令し、モータ１２９に設けられた図示しないエンコーダにより取得されたエンコーダ値を判断して、サーボモータ制御装置としての制御部２８１にモータ１２９の駆動または停止の指令を出すように構成されている。このため、エンコーダ値を取得してから上位制御装置から指令が出されるまで通信時間がかかり、所望の位置でシールキャップ２１９を停止させることができない。しかしな
がら、速度制御では、モータ１２９の回転数（回転角度）を指令することでモータ１２９を制御するため、指令にパルスを用いる必要がない。このため、制御部２８１が指定したトルク比の上限値でシールキャップ２１９が一定の位置に留まり降下しない状態であっても、パルスが溜まることが無い。したがって、シールリング２２１が処理管２０３の下端面から引き離された後でも、モータ１２９は、急激な高速回転をせず、指令した速度で動作する。
【００８９】
そこで、パルス列が溜まらない特性を有する速度制御は、上述したようにシールリング２２１が張り付いていると想定される期間のみ実施する。その間、上位制御装置は、エンコーダ値を常に監視する。そして、シールリング２２１が張り付いていると想定される位置まで動作したことをエンコーダ値にて確認した後、一旦、モータ１２９の駆動を停止させる指令を制御部２８１に出す。その後、速度制御を正確な位置決めができる位置制御に切り替える。
【００９０】
位置制御では、上位制御装置が、パルス列を用いてシールキャップ２１９の最終目標位置を指示する指令を制御部２８１に出す。そしてシールキャップ２１９を引き離した後の位置をエンコーダ値から読み取り、読み取ったエンコーダ値と最終目標位置との差分を計算し、その差分を位置指令値として制御部２８１に指令する。この指令は差分が０になるまで行う。制御部２８１では、位置指令値通りの位置にシールキャップ２１９が移動するようにモータ１２９を動作させる。このように位置制御することによって、シールキャップ２１９を正確な位置に停止させることができる。
【００９１】
上述の速度制御から位置制御への切り替えと同時に、モータ１２９の設定トルク比の上限値を切り替えることで、前述の第２の実施形態同様、モータ１２９の駆動速度を速めることができ、シールキャップ２１９の下降速度を速めてボート１１を搬出することが可能になる。なお、上述の速度抑制の代わりに、同様に指令にパルスを用いないトルク制御を使用することも可能である。トルク制御の場合は直接駆動させるトルク値を指令するため、引き離しの際は司令したトルク値が使用される。
【００９２】
＜本発明の第４の実施形態＞
続いて、本発明の第４の実施形態にかかる基板処理装置ついて、図１１を参照して説明する。図１１では、前記図１〜図３によって説明した基板処理装置１０１と同様な構成部品には同一符号を付与して説明する。
【００９３】
図１１に示すように、例えば制御部２８１内に、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を引き離す動作時間を計測して、所定の動作時間内に引き離し動作が終了していない場合には、その旨のメッセージＭを制御部２８１に接続されている表示部２８３に送信するアラーム２８４を有している。アラーム２８４は、制御部２８１外に設けられていてもよい。要するに、アラーム２８４は、制御部２８１でモータ１２９のトルクを制御する際に、モータ１２９の駆動時間を計測し、その計測結果に基づいて、予め設定されていたモータ１２９の駆動制限時間を超えた場合に、アラーム２８４によって所定の動作時間内に引き離し動作が終了していない旨のメッセージＭを表示部２８３に送信する構成となっている。アラーム２８４のメッセージＭを操作者（オペレータ）に知らせる手段は、表示部２８３における表示に限定されず、警告音のような音であってもよい。また、アラーム２８４によって所定の動作時間内に引き離し動作が終了していない旨のメッセージＭが発せられた場合、モータ１２９の駆動が自動停止されるように、制御部２８１からモータ１２９に指示できるような構成としてもよい。
【００９４】
アラーム２８４を設けたことは、モータ１２９を駆動しても所定の時間内に処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を引き離すこと
ができないような場合として、以下のような場合に有効である。例えばシールリング２２１の劣化による処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面への接着力が強くなって引き離すことが困難になっている場合、そのままモータ１２９を駆動し続けるとモータ１２９が焼き付き等のトラブルを起こすことがある。このようなモータ１２９のトラブルの発生を事前に防止することができる。
【００９５】
＜本発明の第５の実施形態＞
本発明の第５の実施形態にかかる基板処理装置は、前記図１〜図３によって説明した基板処理装置１０１において、図１２に示したように、シールキャップ２１９とアーム１２８との間に弾性体としてのばね３１１を有するように構成されたものである。以下、その詳細について図１２を参照して説明する。
【００９６】
図１２に示すように、本実施形態にかかる基板処理装置１０１は、前記図１を参照して説明した基板処理装置１０１と同様の処理炉２０１を備えている。処理炉２０１には、処理室２０２が形成された後述するプロセスチューブを含む処理管２０３が設けられ、処理管２０３を包囲するように加熱機構としてのヒータが備えられている。また処理炉２０１の側部に沿って昇降機構としてのボートエレベータ１１５が設置されている。ボートエレベータ１１５は、支持部としてのアーム１２８が駆動機構１２６によって昇降可能に構成されている。アーム１２８上には、過減衰する弾性体としてのばね３１１を介して、処理管２０３の下端に設けられた炉口２０７を開閉する蓋としてのシールキャップ２１９が支持されている。またシールキャップ２１９上には、シールキャップ２１９と処理管２０３の下端面との間を密封する密封部材としてのシールリング２２１が設けられている。シールリング２２１は、例えばＯリングで構成されている。さらにシールキャップ２１９の上面は、基板としてのウエハ１０を水平に保持した状態で多段に載置するボート１１が載置できるように構成されている。
【００９７】
ばね３１１は、例えば、過減衰する条件に設定された空気ばね、液体ばね、板ばね、コイルばね、等のばねを用いることができる。空気ばねとしてはエアダンパがあげられ、液体ばねとしては油圧ダンパがあげられる。
【００９８】
駆動機構１２６は、前述したのと同様にボールネジ構造に構成されている。また、ボールネジ軸１２７の上端部（もしくは下端部）には、ボールネジ軸１２７を回転駆動させるモータ１２９が設けられている。これにより、モータ１２９を駆動してボールネジ軸１２７を回転させることでアーム１２８が昇降するようになっている。これらによって、シールキャップ２１９とその上面に載置されたボート１１が上昇もしくは降下して、ボート１１が処理室２０２内に対して搬入もしくは搬出されるようになっている。また、処理室２０２内にボート１１が搬入されると、ボートエレベータ１１５によってアーム１２８に支持されたシールキャップ２１９がシールリング２２１を介して処理管２０３の下端面方向に押し圧せられ、処理室２０２内が気密に保持されるように構成されている。
【００９９】
またモータ１２９の駆動軸には、その図示しない駆動軸のトルクを測定するトルクセンサ２７１が設けられている。さらにモータ１２９には、そのモータ１２９のトルクを所定値に制御する制御部２８１が設けられている。制御部２８１は、トルクセンサ２７１によって処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を引き離す時に生じるシールキャップ２１９の変形（例えば振動による変形）の回復期にウエハ１０がボート１１内の載置位置に留まるようにモータ１２９のトルクを制御する。例えば、モータ１２９のトルクが一定の範囲内になるように制御する。トルク制御の詳細例については、前述したとおりである。
【０１００】
なお、基板処理装置１０１の全体構成および処理炉の詳細は前述したのと同様であるの
で、前述を参照されたい。
【０１０１】
ばね３１１を設けた基板処理装置１０１では、シールキャップ２１９とアーム１２８との間に過減衰となるバネ特性を有するばね３１１を設けたことにより、シールキャップ２１９とともにボート１１の急激な降下が抑制される。
【０１０２】
例えば、シールキャップ２１９とともにその表面上に載置されたウエハ１０を含むボート１１およびシールリング２２１の質量をＭとすると、ばね３１１にかかる力Ｆは、Ｆ＝Ｍｇで表わされる。ここでｇは重力加速度である。またばね３１１による変位をｘ、ばね３１１のばね定数をＫとすると、ばね３１１による力ＦｓはＦｓ＝Ｋｘで表わされる。ここで、シールキャップ２１９に何らかの振動が与えられた場合、Ｍが減衰振動せずに過減衰となるには、Ｋｘ＜Ｍｇとする必要がある。このようにばね３１１の運動を過減衰として、ばね３１１に荷重がかけられても振動しないようにしている。したがって、ばね３１１が過減衰するので、処理管２０３の下端面からシールリング２２１を引き離すとき、シールキャップ２１９は振動せずに静かにアーム１２８の表面に対して静止した状態になる。
【０１０３】
ここで、モータ１２９を駆動してボートエレベータ１１５によってアーム１２８を降下させていく場合について説明する。処理管２０３の下端面にシールリング２２１が密着して張り付いている状態でアーム１２８を降下させていくと、ばね３１１が伸ばされる。このときのばね３１１の伸びをｘとし、ｘだけ伸びたところで処理管２０３の下端面からシールリング２２１が引き離されたとする。すると、このときのばね３１１による力ＦｓはＫｘとなり、またシールキャップ２１９とともにその表面上に載置されたウエハ１０を含むボート１１およびシールリング２２１によって、ばね３１１にかかる力ＦはＦ＝Ｍｇとなる。ここで、ばね３１１の運動が過減衰となるようにＫｘ＜Ｍｇと設定されていることから、シールキャップ２１９とともにその表面上に載置されたウエハ１０を含むボート１１およびシールリング２２１の振動は過減衰となり、アーム１２８の表面に対して静かに静止した状態になる。
【０１０４】
また、Ｆｓを発生させたときのモータ１２９のトルクをＴ、ボールネジのリードをｌとすると、力Ｆｓはモータ１２９からみると、Ｆｓ＝２πＴ／ｌになる。ここでＦｓ＝Ｋｘであることから、２πＴ／ｌ＝Ｋｘとなり、さらにＫｘ＜Ｍｇであることから、２πＴ／ｌ＜Ｍｇとなる。さらに変形すると、Ｔ＜Ｍｇ／２πとなる。ここで、アーム１２８を下降させるのに必要なモータ１２９のトルクをトルクＴ’とすると、処理管２０３の下端面からシールリング２２１を引き離すときに必要なモータ１２９の総トルクＴａｌｌは、Ｔａｌｌ＝Ｔ＋Ｔ’となる。したがって、モータ１２９は、Ｔａｌｌ＝Ｔ＋Ｔ’以下のトルクで使用されることが望ましい。
【０１０５】
＜本発明の第６の実施形態＞
本発明の第６の実施形態に係る基板処理装置は、ボート１１の搬送動作、すなわちモータ１２９の駆動制御を、シールキャップ２１９の高さ位置に応じて変化させるように構成されている。以下、その詳細について図１３を参照して説明する。図１３（ａ）は、本実施形態にかかる基板処理装置により実施される搬送動作を示す模式図であり、（ｂ）は制御部により行われる搬送制御のフロー図である。
【０１０６】
本実施形態に係る搬出工程（Ｓ４）が開始されると、制御部２８１は、まず、シールキャップ２１９の現在の高さ位置を測定する（Ｓ４ａ）。シールキャップ２１９の高さ位置の測定は、例えばボールネジ軸１２７やアーム１２８に設けられた図示しない光学センサやモータ１２９に設けられたエンコーダ等を用いて行う。そして、測定したシールキャップ２１９の高さ位置と、所定の「動作切替位置」とを比較する（Ｓ４ｂ）。「動作切替位
置」とは、後述する搬送動作の切り替えを行う高さ位置のことである。搬出工程（Ｓ４）の開始直後は、シールキャップ２１９の高さ位置は「封止位置」であって「動作切替位置」よりも上であるため、図１３（ａ）の「Ｙｅｓ」に進み、制御部２８１は、シールキャップ２１９の降下を開始させるように、モータ１２９に対して所定の設定情報（動作指示情報）を送信する（Ｓ４ｃ）。この際、所定の設定情報により定義されるモータ１２９の最大トルクは、上述の実施形態と同様のトルクとする。すなわち、処理管２０３の下端面もしくはシールキャップ２１９の表面からシールリング２２１を引き離す時に生じるシールキャップ２１９の変形（例えば振動）の回復期にウエハ１０がボート１１内の載置位置に留まるようなトルクであって、例えば、定格トルクの１０％以下、好ましくは１％程度のトルクとする。これにより、シールキャップ２１９の降下が開始された際、ウエハ載置位置（基板載置位置）から見たウエハ１０の浮き上がり等が防止されて、ウエハ１０を安定に載置した状態で処理管２０３内からボート１１を搬出することが可能になる。以下、係る設定情報に基づく搬出動作を「初期搬送動作」とも呼ぶ。
【０１０７】
そして、制御部２８１は、モータ１２９への設定情報の送信と共に、モータ１２９へ送信した設定情報を、例えば制御部２８１が備える不揮発性メモリ等に読み出し可能に格納する（Ｓ４ｄ）。これにより、仮に基板処理装置に供給される電源が不意に遮断される等して制御部２８１が再起動した場合であっても、再起動直前の設定情報を制御部２８１が速やかに読み出してモータ１２９へ再送信することが出来るようになり、上述の「初期搬送動作」を速やかに再開できるようになる。
【０１０８】
モータ１２９の動作を開始させたら、制御部２８１は、所定の時間間隔（例えば２００ｍｓｅｃ間隔）でシールキャップ２１９の高さ位置を繰り返し測定する。そして、シールキャップ２１９が「動作切替位置」よりも上方に存在する場合には、モータ１２９への最大トルクの設定を変更せずに（上述の値に制限したまま）、上述の「初期搬送動作」をモータ１２９に継続させる。
【０１０９】
シールキャップ２１９を降下させる方向にモータ１２９の駆動が開始された直後は、上述したように、シールリング２２１が処理管２０３の下端面等に張り付いた状態が持続されている。そして、設定したトルクの上限値に達するまで、ボートエレベータ１１５によってシールキャップ２１９が下降方向に引っ張られ続け、同時にシールリング２２１も下降方向に引っ張られ続ける。そして、処理管２０３の下端面へのシールリング２２１の密着力よりもシールリング２２１を下方に引っ張る力のほうが勝ったときに、処理管２０３の下端面からシールリング２２１が引き離される。その後、シールキャップ２１９は、実際に降下を始めることとなる。
【０１１０】
その後、シールキャップ２１９が上述の「動作切替位置」以下まで降下したら、図１３（ｂ）の「Ｎｏ」に進み、制御部２８１は、シールキャップ２１９の降下速度を所定の速度（初期搬送動作における降下速度よりも大きな速度）まで増加（或いは維持）させるように、モータ１２９に対して新たな設定情報を送信する（Ｓ４ｅ）。なお、このときのモータ１２９の最大トルクは、初期搬送動作のときの最大トルクよりも大きくてもよく、例えば定格トルクの２０％程度としてもよい。このように、シールキャップ２１９が「動作切替位置」にまで降下したら、シールキャップ２１９の降下速度を高める（或いは維持する）ようにモータ１２９の動作を制御することで、搬出工程（Ｓ４）の所要時間を低減させることができ、基板処理の生産性を向上させることができる。以下、係る設定に基づく搬出動作を「後期搬送動作」とも呼ぶ。なお、「初期搬送動作」から「後期搬送動作」へ切り替える際には、これらの速度差に起因するウエハ１０への衝撃を低減するように、シールキャップ２１９の降下速度を徐々に変化させるようにしてもよい。
【０１１１】
そして、制御部２８１は、モータ１２９への新たな設定情報の送信と共に、モータ１２
９へ送信した新たな設定情報を、例えば制御部２８１が備える不揮発性メモリ等に読み出し可能に格納する（Ｓ４ｆ）。これにより、仮に基板処理装置に供給される電源が不意に遮断される等して制御部２８１が再起動した場合であっても、再起動直前の設定情報を制御部２８１が速やかに読み出してモータ１２９へ再送信することが出来るようになり、上述の「後期搬送動作」を速やかに再開できるようになる。
【０１１２】
その後、制御部２１９は、新たに設定したトルクの許容範囲内の最大限の速度でモータ１２９を動作させ、図１３（ａ）に示す「搬出終了位置」までシールキャップ２１９を速やかに降下させて搬出工程（Ｓ４）を完了する。なお、制御部２１９は、シールキャップ２１９が「搬出終了位置」に近づいたら、モータ１２９への設定情報を変更し、シールキャップ２１９の降下速度を所定の速度まで減速させるようにしてもよい。これにより、シールキャップ２１９が「搬出終了位置」に到達した際（シールキャップ２１９の降下を停止した際）のウエハ１０に加わる衝撃を低減できる。
【０１１３】
なお、上述の実施形態では、「初期搬送動作」と「後期搬送動作」との切り替えを、シールキャップ２１９の降下を停止することなく、すなわち、モータ１２９を停止することなく連続して行ったが、本発明は係る形態に限定されない。すなわち、モータ１２９を一旦停止してから上述の切り替えを行ってもよい。その場合、「動作切替位置」の周辺でのシールキャップ２１９の降下速度を、所定の速度まで減速させるようにしてもよい。これにより、シールキャップ２１９が「動作切替位置」に到達するとき（シールキャップ２１９の降下を停止するとき）や、シールキャップ２１９が「動作切替位置」を離れるとき（シールキャップ２１９の降下を再開するとき）のウエハ１０に加わる衝撃をそれぞれ低減できる。
【０１１４】
また、上述の実施形態では、「初期搬送動作」と「後期搬送動作」との切り替えをボート１１の搬出時に行う場合について説明したが、本発明は係る形態に限定されず、ボート１１の搬入時に行ってもよい。この場合、「搬出終了位置」から「動作切替位置」までの搬入動作、および「動作切替位置」から「封止位置」までの搬入動作を、それぞれ、上述の「後期搬送動作」及び「初期搬送動作」と同様にすればよい（但し搬送方向はそれぞれ上昇方向とする）。なお、「後期搬送動作」におけるモータ１２９の最大トルクは、例えば定格トルクの６０％程度とすればよい。
【０１１５】
また、上述の実施形態では、「初期搬送動作」と「後期搬送動作」との２段階の切り替えを行う場合について説明したが、本発明が係る形態に限定されず、３段階以上の動作の切り替えを順次行うようにしてもよい。
【０１１６】
＜本発明の好ましい態様＞
以下に本発明の好ましい態様について付記する。
【０１１７】
本発明の第１の態様は、
基板を載置するボートと、
前記ボートを収納する処理管と、
前記ボートが載置され前記処理管の下端に設けられた炉口を開閉する蓋と、
前記蓋を昇降させる昇降機構と、
前記昇降機構を駆動するモータと、
前記処理管の下端面と前記蓋との間を密封する密封部材と、
前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す時に生じる前記蓋の変形の回復期に前記基板が前記ボート内の載置位置に留まるように前記モータのトルクを制御する制御部と、
を有する基板処理装置である。
【０１１８】
本発明の第２の態様は、
前記制御部は、前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す期間よりも前記密封部材を引き離した後の前記蓋の移動速度を速めるように前記モータを制御する
第１の態様に記載した基板処理装置である。
【０１１９】
本発明の第３の態様は、
前記制御部は、前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す時のみ前記モータのトルクを制御し、
前記モータのトルクを制御している期間以外の前記モータの駆動期間は、前記蓋の移動速度を制御する
第１または第２の態様に記載した基板処理装置である。
【０１２０】
本発明の第４の態様は、
前記制御部は、前記処理管の下端面および前記蓋の表面に前記密封部材が押し圧せられているときの前記モータのトルクよりも、前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す動作が開始される直前の前記密封部材を押し圧する前記モータのトルクが小さくなるように制御する
第１ないし第３の態様のいずれか１つの態様に記載の基板処理装置である。
【０１２１】
本発明の第５の態様は、
前記制御部は、前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す時に前記モータのトルクを時系列的に変動させる
第１ないし第４の態様のいずれか１つの態様に記載の基板処理装置である。
【０１２２】
本発明の第６の態様は、
前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す動作時間を計測して、所定の動作時間内に前記引き離し動作が終了していない旨のメッセージを前記制御部に接続されている表示部に送信するアラームを有する
第１ないし第５の態様のいずれか１つの態様に記載の基板処理装置である。
【０１２３】
本発明の第７の態様は、
前記モータはパルス駆動するモータであり、
前記制御部は、前記モータへ入力されるパルスが溜まった状態から当該溜まったパルスにより前記モータが駆動されて前記密封部材が前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から引き離される時に生じる前記蓋の変形の回復期に、前記基板が前記ボート内の載置位置に留まるように前記モータのトルクを制御する
第１ないし第６の態様のいずれか１つの態様に記載の基板処理装置である。
【０１２４】
本発明の第８の態様は、
前記蓋と、前記蓋を支持していて前記昇降機構に備えられた昇降可能な支持部との間に、過減衰する弾性体を有する
第１ないし第７の態様のいずれか１つの態様に記載の基板処理装置である。
【０１２５】
本発明の第９の態様は、
前記制御部は、前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す時に生じる前記蓋の変形の回復期に前記ボートの加速度が重力加速度以下になるように前記モータのトルクを制御する
第１ないし第８の態様のいずれか１つの態様に記載の基板処理装置である。
【０１２６】
本発明の第１０の態様は、
前記昇降機構は、支柱と、前記蓋を支持していて前記モータが駆動されることで前記支柱に沿って昇降する支持部とを有し、
前記制御部は、前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す時に生じる前記支持部の変形の回復期に前記基板が前記ボート内の載置位置に留まるように前記モータのトルクを制御する
第１ないし第９の態様のいずれか１つの態様に記載の基板処理装置である。
【０１２７】
本発明の第１１の態様は、
ボートに載置した基板を処理管内で処理した後、密封部材を介して前記処理管の炉口を密封していた蓋を下降させて前記炉口を開放するとともに、前記炉口から前記処理管内の前記ボートを搬出する半導体装置の製造方法において、
前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す時に生じる前記蓋の変形の回復期に前記基板が前記ボート内の載置位置に留まるように前記蓋を下降させる昇降機構を駆動するモータのトルクを制御する
半導体装置の製造方法である。
【符号の説明】
【０１２８】
１０ ウエハ（基板）
１１ ボート
１０１ 基板処理装置
１１５ ボートエレベータ１１５（昇降機構）
２０１ 処理炉
２０２ 処理室
２０３ 処理管
２１９ シールキャップ（蓋）
２２１ シールリング（密封部材）
２８１ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を載置するボートと、
前記ボートを収納する処理管と、
前記ボートが載置され前記処理管の下端に設けられた炉口を開閉する蓋と、
前記蓋を昇降させる昇降機構と、
前記昇降機構を駆動するモータと、
前記処理管の下端面と前記蓋との間を密封する密封部材と、
前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す時に生じる前記蓋の変形の回復期に前記基板が前記ボート内の載置位置に留まるように前記モータのトルクを制御する制御部と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す期間よりも前記密封部材を引き離した後の前記蓋の移動速度を速めるように前記モータを制御する
ことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
ボートに載置した基板を処理管内で処理した後、密封部材を介して前記処理管の炉口を密封していた蓋を下降させて前記炉口を開放するとともに、前記炉口から前記処理管内の前記ボートを搬出する半導体装置の製造方法において、
前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す時に生じる前記蓋の変形の回復期に前記基板が前記ボート内の載置位置に留まるように前記蓋を下降させる昇降機構を駆動するモータのトルクを制御する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１】
基板を載置するボートと、
前記ボートを収納する処理管と、
前記ボートが載置され前記処理管の下端に設けられた炉口を開閉する蓋と、
前記蓋を昇降させる昇降機構と、
前記昇降機構を駆動するモータと、
前記処理管の下端面と前記蓋との間を密封する密封部材と、
前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す時に生じる前記蓋の変形の回復期に前記基板が前記ボート内の載置位置に留まるように前記モータのトルクを制御する制御部と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す期間よりも前記密封部材を引き離した後の前記蓋の移動速度を速めるように前記モータを制御する
ことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
ボートに載置した基板を処理管内で処理した後、密封部材を介して前記処理管の炉口を密封していた蓋を下降させて前記炉口を開放するとともに、前記炉口から前記処理管内の前記ボートを搬出する半導体装置の製造方法において、
前記処理管の下端面もしくは前記蓋の表面から前記密封部材を引き離す時に生じる前記蓋の変形の回復期に前記基板が前記ボート内の載置位置に留まるように前記蓋を下降させる昇降機構を駆動するモータのトルクを制御する
ことを特徴と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１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−１６６１１２（Ｐ２０１１−１６６１１２Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２７７６６（Ｐ２０１０−２２７７６６）
【出願日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【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２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【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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