基板処理装置及び基板の製造方法
本発明は、人の手を介することなく、自動的に正常状態にある基板を回収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。基板１２を多段に保持する基板保持具２６と、この基板保持具２６に基板１２を移載する基板移載機３４とからなり、基板保持具２６の基板保持状態は検知部６０により検知される。検知部６０は、フォトセンサ６４ａ，６４ｂを有し、このフォトセンサ６４ａ，６４ｂから検知された検知波形が正常波形と比較され、少なくとも異常と判断された基板１２以外の基板１２を基板移載機３４にて移載するよう制御する制御部６６が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス等の基板を処理するための基板処理装置及び基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の基板処理装置として、基板を多段に保持する基板保持具と、この基板保持具に基板を移載する移載機とを有し、基板保持具に多数の基板を保持した状態で処理炉にて基板を処理するものは公知である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
処理炉内にて昇温された時、又は処理炉から取り出され冷却された時、熱応力により、基板には割れ、反り等の異常を生じる場合がある。この割れや反りが基板自動搬送機構により自動搬送できないレベルにある場合、基板を出し入れするツィーザが基板と衝突して基板保持具を倒し、例えば石英製の部品を破損する等の重大事故につながる。
【０００４】
これを解決するために基板の状態を検知する機構を設けることが考えられる。検知機構は、例えば移載機にフォトセンサを設け、移載機の上下軸を用いてフォトセンサを移動し、基板保持具の基板を検知する。
基板により光が遮断された部分と基板間に光が透過する部分とを記録し、上下軸の移動量及びフォトセンサの検知データを用いて、予めわかっている基板保持具のピッチに対して基板ピッチが正常であるか確認する。
基板の割れ、又は移載ミスにより、基板が基板保持具の支持溝から落下した場合、上述のフォトセンサによる光の遮断、透過の記録データにずれが生じ、このずれを生じた支持溝の基板を異常移載状態とする。
同様に割れ等で基板が支持溝から完全に落下して本来保持されるべき支持溝に基板が存在しない場合は、光を遮断しないため、基板ロストとして検知可能である。
基板検知機構により、基板状態を検知した後、エラーが生じた支持溝に移載されている基板は装置内に人が入り、手で回収する。
また、人の目によって、安全と確認された後、基板自動搬送機構により自動移載する。
【０００５】
今日、基板処理装置において、大気に含まれる水分やパーティクルを嫌い、基板に対する汚染を軽減するため、Ｌ／Ｌ装置（ロードロック装置）、Ｎ２パージ装置、有機フィルタ等を用い、ミニエンバイロメントの実現が課題となっている。上記したように、基板状態検知機構により異常を検知した後、人の手によって異常基板を回収するようにすると、正常状態にある基板に対しても人体から発生したパーティクルが悪影響を及ぼす可能性が高く、また、Ｎ２パージ装置を用いた基板処理装置においては、装置内を大気に戻し、人が入ることができる環境にしなければならない。これでは、基板表面の自然酸化膜を低減することが不可能であり、正常移載された基板についても、プロセス上問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、人の手を介することなく、自動的に正常状態にある基板を回収することができる基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の第１の特徴とするところは、基板処理室と、前記基板処理室に挿入可能であり、基板を実質的に鉛直方向に多段に保持する基板保持具と、この基板保持具に基板を移載する基板移載機と、前記基板保持具に保持された基板の保持状態を検知する検知装置とを有する基板処理装置であって、基板の移載を行うにあたって、前記検知装置にて基板の保持状態を検知し、基板保持状態が異常と判断された基板以外の基板を前記基板移載機にて移載するよう前記基板移載機を制御する制御装置を有する基板処理装置にある。
【０００８】
本発明の第２の特徴とするところは、基板処理室と、前記基板処理室に挿入可能であり、基板を実質的に鉛直方向に多段に保持する基板保持具と、この基板保持具に基板を移載する基板移載機と、前記基板保持具に保持された基板の保持状態を検知する検知装置とを有する基板処理装置であって、基板の移載を行うにあたって、前記検知装置にて基板の保持状態を検知し、基板保持状態が異常と判断された基板以外の基板を前記基板移載機にて移載するよう前記基板移載機を制御する制御装置を有する基板処理装置において、前記制御装置は、前記異常と判断された基板及び異常と判断された基板の少なくとも上または下のいずれかに保持された基板の少なくとも１枚の基板以外の基板を前記基板移載機にて移載するよう前記基板移載機を制御する基板処理装置にある。
【０００９】
本発明の第３の特徴とするところは、基板が実質的に鉛直方向に多段に保持された基板保持具を基板処理室内に挿入する工程と、前記基板処理室で前記基板を熱処理する工程と、前記基板保持具に保持されている基板の保持状態を検知する工程と、基板の保持状態が異常と判断された基板以外の基板を基板移載機にて移載する工程と、を有する基板の製造方法にある。
【００１０】
本発明の第４の特徴とするところは、基板が実質的に鉛直方向に多段に保持された基板保持具を基板処理室内に挿入する工程と、前記基板処理室で前記基板を熱処理する工程と、前記基板保持具に保持されている基板の保持状態を検知する工程と、基板の保持状態が異常と判断された基板以外の基板を基板移載機にて移載する工程と、を有する基板の製造方法において、前記基板の移載は、複数の所定枚数ずつ搬送し、搬送しようとする前記所定枚数の基板全てが基板の保持状態が正常と判断された場合は、前記所定枚数を全て一括して搬送し、少なくとも１枚の基板の保持状態が異常と判断された場合は、前記所定枚数の基板のうち前記異常と判断された基板以外の基板を１枚ずつ搬送する基板の製造方法にある。
【００１１】
制御手段は、異常と判断された基板以外の全ての基板を移載機にて移載するように移載機を制御してもよいが、好適には、異常と判断された基板及びその基板の上下少なくとも１枚ずつの基板以外の基板を移載機にて移載するように移載機を制御する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の基板処理装置によれば、基板の移載を行うにあたって、基板の保持状態を検知し、少なくとも異常と判断された基板以外の基板を移載機にて移載するよう前記移載機を制御するようにしたので、自動的に正常状態にある基板を回収することができ、装置内にパーティクルが入ったり、基板が酸化したりするのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る基板処理装置全体を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る基板処理装置全体を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る基板処理装置に用いた処理炉及びその周辺を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る基板処理装置に用いた基板移載機の側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る基板処理装置に用いた基板保持具の側面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る基板処理装置における基板保持の異常状態を説明する図であり、（ａ）は正常状態を示す平面図、（ｂ）は基板に割れを生じた状態を示す正面図、（ｃ）は基板保持具を示す正面図、（ｄ）は基板保持具の側面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る基板処理装置において、基板保持の異常状態があった場合の検知方法を説明する図であり、（ａ）は基板保持の異常状態と検知波形との関係を示す説明図、（ｂ）は基板移載機の平面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る基板処理装置における基板検知の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２には、本発明の実施形態に係る基板処理装置１０が示されている。基板処理装置１０は、基板に拡散処理やＣＶＤ処理などを行う縦型のものである。この基板処理装置１０は、シリコン等からなる基板１２を収納したポッド１４を、外部から筐体１６内へ挿入するための入出ステージ１８が筐体１６の前面に付設されている。筐体１６内には、挿入されたポッド１４を保管するためのカセット棚２２が設けられている。また、筐体１６内には、Ｎ２パージ室２４が設けられており、このＮ２パージ室２４は、基板１２の搬送エリアであり、基板保持具（ボート）２６の搬入、搬出空間となっている。Ｎ２パージ室２４は、基板１２の処理を行う場合、Ｎ２ガスなどの不活性ガスで充満され、基板１２に自然酸化膜が形成されるのを防止するようになっている。
【００１５】
上述したポッド１４としてはＦＯＵＰが用いられており、ポッド１４の一側面に設けられた開口部を蓋体（図示せず）で塞ぐことで大気から基板１２を隔離して搬送することができ、蓋体を取り去ることでポッド１４内へ基板１２を入出させることができる。このポッド１４には例えば２５枚の基板１２が収納される。このポッド１４の蓋体を取外し、ポッド１４内の雰囲気とＮ２パージ室２４の雰囲気とを連通させるために、Ｎ２パージ室２４の前面には、ポッドオープナ２８が設けられている。ポッドオープナ２８、カセット棚２２及び入出ステージ１８間のポッド１４の搬送は、カセット移載機３０によって行われる。このカセット移載機３０によるポッド１４の搬送空間には、筐体１６に設けられたクリーンユニット（図示せず）によって清浄化した空気をフローさせるようにしてある。
【００１６】
Ｎ２パージ室２４の内部には、複数の基板１２を多段に積載する基板保持具２６と、基板１２のノッチ（またはオリエンテーションフラット）の位置を任意の位置に合わせる基板位置合わせ装置３２と、ポッドオープナ２８上のポッド１４と基板位置合わせ装置３２との間で基板１２の搬送を行う基板移載機３４とが設けられている。また、Ｎ２パージ室２４の上部には基板１２を処理するための処理炉３６が設けられており、基板保持具２６は、昇降手段であるボートエレベータ３８によって処理炉３６へロードされ、又は処理炉３６からアンロードされる。処理炉３６は、基板１２の処理中以外は、炉口シャッタ４０によって炉口が閉鎖されている。
【００１７】
次に上記実施形態に係る基板処理装置１０の動作について説明する。
まず、ＡＧＶやＯＨＴなどにより筐体１６の外部から搬送されたポッド１４は、入出ステージ１８に載置される。入出ステージ１８に載置されたポッド１４は、カセット移載機３０によって、直接ポッドオープナ２８上に搬送されるか、又は一旦カセット棚２２にストックされた後にポッドオープナ２８上に搬送される。ポッドオープナ２８上に搬送されたポッド１４は、ポッドオープナ２８によってポッド１４の蓋体が取外され、ポッド１４の内部雰囲気がＮ２パージ室２４の雰囲気と連通される。
【００１８】
次に、基板移載機３４によって、Ｎ２パージ室２４の雰囲気と連通した状態のポッド１４内から基板１２を取出す。取出された基板１２は、基板位置合わせ装置３２によって任意の位置にノッチ又はオリエンテーションフラットが定まるように位置合わせが行われ、位置合わせ後、基板保持具２６へ搬送される。
【００１９】
基板保持具２６への基板１２の搬送が完了したならば、処理炉３６の炉口シャッタ４０を開けて、ボートエレベータ３８により基板１２を搭載した基板保持具２６を処理炉３６内にロードする。
ロード後は、処理炉３６にて基板１２に所定の処理が実施され、処理後は上述の逆の手順で、基板１２及びポッド１４は筐体１６の外部へ払出される。
【００２０】
図３において、上記処理炉３６の周辺構成が示されている。処理炉３６は、例えば石英（ＳｉＯ２）等の耐熱性材料からなるアウターチューブ４２を有する。このアウターチューブ４２は、上端が閉鎖され、下端に開口を有する円筒状の形態である。このアウターチューブ４２内には同心円状にインナーチューブ４４が配置されている。また、アウターチューブ４２の外周には、加熱手段としてのヒータ４６が同心円状に配置されている。このヒータ４６は、ヒータベース４８を介して筐体１６上に保持されている。
【００２１】
図４及び図５にも示すように、基板保持具２６は、例えば石英、炭化珪素等からなる例えば３本の支柱５０が垂直方向に平行に配置され、これら支柱５０に形成された支持溝５２に基板１２を保持する。基板移載機３４は、上下方向に移動し、回転する移載機本体５４と、この移載機本体５４上で往復動する主ツィーザ本体５６とを有する。この主ツィーザ本体５６には例えば４つのツィーザ５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄが平行に延びるように固定されている。また、移載機本体５４上には副ツィーザ本体５７が主ツィーザ本体５６とは一体に往復動できると共に、主ツィーザ本体５６とは独立して往復動できるように設けられている。この副ツィーザ本体５７には、ツィーザ５８ｅが前述した４つのツィーザ５８ａ〜５８ｄの下位置で平行に固定されている。このため、図４に示すように、基板移載機３４は、５つのツィーザ５８ａ〜５８ｅにより５枚の基板１２を一括移載することができるし、最下段のツィーザ５８ｅを用いて１枚のモニタ基板を移載（枚葉移載）することもできる。モニタ基板を移載する場合は、図５に示すように、一括移載した５枚の基板１２との間を１スロット分開け、通常の基板１２とは異なるポッドからモニタ基板５９を取出し、５枚の基板セットの間に挿入する。
【００２２】
ポッド１４には、例えば２５枚の基板１２が収納されており、基板移載機３４により基板１２を基板保持具２６へ移載又は基板支持具２６から回収する場合、５つのスロット（スロット群）の中に異常状態の基板が無いときは、５つのツィーザ５８ａ〜５８ｅにより５枚の基板１２を一括移載又は回収し、スロット群の中に異常状態の基板があるときは、正常状態の基板のみを最下段のツィーザ５８ｅを用いて回収する。なお、モニタ基板については、挿入時と同様に一枚ずつ回収してもよい。
【００２３】
検知手段としての検知部６０は、移載機本体５４に設けられている。この検知部６０は、平行な２つのアーム６２ａ，６２ｂを有し、該アーム６２ａ，６２ｂが移載機本体５４の側面で回動できるように設けられている。該アーム６２ａ，６２ｂの先端付近には、一方が投光素子、他方が受光素子からなる透過型のフォトセンサ６４ａ，６４ｂが設けられている。基板保持具２６に移載された基板１２の保持状態を検知する場合は、アーム６２ａ，６２ｂを基板保持具２６側に回動固定し、フォトセンサ６４ａ，６４ｂの光軸が基板１２を通過するようにし、基板移載機３４を基板保持具２６下端から上端まで移動し、フォトセンサ６４ａ，６４ｂの検知出力をモニタする。一方、基板移載機３４により基板１２を基板保持具２６に移載する場合は、アーム６２ａ，６２ｂを反基板保持具側に回動し、アーム６２ａ，６２ｂが基板１２又は基板保持具２６と干渉するのを防止するようになっている。
【００２４】
図３に示すように、フォトセンサ６４ａ，６４ｂから出力されるアナログ信号は、例えばコンピュータからなる制御部６６に出力される。制御部６６は、例えばモータ等からなる駆動部６８を介して基板移載機３４を制御する。
【００２５】
次に基板１２の異常状態の検知について説明する。
図６（ａ）に示すように、基板保持具２６の上面から見て投光素子６４ａが右側にあり、受光素子６４ｂが左側にあるとし、これら投光素子６４ａと受光素子６４ｂは基板保持具２６の前面側に配置されているとする。図６（ｂ）に示すように、基板１２は、基板保持具２６に保持された状態で割れたり、基板保持具２６の支持溝５２から落下して異常状態となる。図６（ｃ），（ｄ）に示すように、基板１２の異常状態には次のようなものがある。
Ａ．落下／２枚重なり
Ｂ．落下／投光側落下（左面落下）
Ｃ．落下／受光側落下（右面落下）
Ｄ．落下／後方落下（背面落下）
Ｅ．落下／前方落下（前面落下）
Ｆ．割れ／真中割れ
Ｇ．割れ／前方割れ
Ｈ．割れ／後方割れ
Ｊ．基板無し
なお、基板１２が正常状態にある場合は、一つの基板１２が一つの支持溝５２に平行に支持されている。
【００２６】
図７（ａ）において、異常状態に対するフォトセンサ６４ａ，６４ｂからの信号出力関係が示されてる。なお、基板保持具２６とフォトセンサ６４ａ，６４ｂとの位置関係は図７（ｂ）に示す通り、フォトセンサ６４ａ，６４ｂ側が前面、反フォトセンサ側が背面としている。
基板１２の保持状態が正常の場合は、フォトセンサ６４ａ，６４ｂから出力される波形は規則正しくなる。例えば基板１２の左面又は右面が落下すると、その落下した部分に対するフォトセンサ６４ａ，６４ｂの検知波形は、正常波形と比較して、ピークの左右で緩やかに広がり、基準線での幅が広くなる。また、基板１２が完全に支持溝５２から落下すると、その落下した支持溝５２においては、フォトセンサ６４ａ，６４ｂの検知出力が無くなる。また、基板１２が背面で支持溝５２から落下すると、正常波形と比較して、ピークが上側にずれる。また、基板１２が前面で支持溝５２から落下すると、正常波形と比較して、ピークが下側にずれる。基板１２が割れた場合も同様に検知することができる。
【００２７】
図８において、前述した制御部による基板検知動作の一例がフローチャートとして示されている。
まず、ステップＳ１０において、基板移載機とフォトセンサの駆動を開始する。即ち、図３に示したように、アーム６２ａ，６２ｂを基板保持具２６側に回動固定し、基板移載機３４を基板保持具２６の最下端から一定速度で上昇させ、フォトセンサ６４ａ，６４ｂにより基板１２の移載状態を検知する。フォトセンサ６４ａ，６４ｂの投光／受光の光量がアナログ信号として制御部６６に入力されることになる。
【００２８】
次のステップＳ１２においては、フォトセンサ６４ａ，６４ｂから入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、フォトセンサ６４ａ，６４ｂからの検知出力を解析する。このフォトセンサ６４ａ，６４ｂからの出力解析は、フォトセンサ６４ａ，６４ｂからの検知波形を記録し、正常波形と比較し、異常スロットを特定し、異常スロットリストを作成する。
【００２９】
次のステップＳ１４においては、熱処理後であるか熱処理前であるかを判定する。熱処理前と判定された場合は、ステップ１６へ進み、異常スロットがあるか否かを判定し、異常スロットが無いと判定された場合は、ステップＳ１８へ進み、基板支持具２６を処理炉３６内へ搬入し、熱処理を実施する。一方、ステップＳ１４において、熱処理後であると判定された場合、又はステップＳ１６において、異常スロットがあると判定された場合は、ステップＳ２０に進み、基板１２の回収を開始する。前述したように、基板１２の回収はスロット群毎に行われ、第１スロット群から開始し、最終スロット群である第５スロット群で終了する。次のステップＳ２２において、回収すべきスロット群の５枚の基板の全てが正常状態で移載されているか（異常スロットリストに無し）を判定する。このステップＳ２２において、５枚全ての基板が正常状態であると判定された場合は、ステップＳ２４に進み、５枚全てを一括回収する。一方、ステップＳ２２において、対象としているスロット群の５枚の基板１２の中に異常状態のものがある（異常スロットリストにある）と判定された場合は、ステップＳ２６に進み、正常状態にある基板１２のみを枚葉移載により回収する。次のステップＳ２８において、全てのスロット群について回収が終わっていない場合は次のスロット群の処理に戻り、全てのスロット群について回収が終わった場合は処理を終了する。
【００３０】
なお、上記実施形態においては、異常状態の基板があった場合、異常状態のあった基板を基板保持具に残し、正常状態の基板の全てをポッドに戻すようにしたが、必ずしもこれに限定されるものではない。異常状態の基板があると、上下の基板も何らかの損傷を生じているおそれがある。そこで、異常状態の基板の少なくとも上下いずれか１枚の基板を基板保持具に残し、その他の正常状態にある基板をポッドに戻すようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、基板を自動的に回収する基板処理装置に利用することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス等の基板を処理するための基板処理装置及び基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の基板処理装置として、基板を多段に保持する基板保持具と、この基板保持具に基板を移載する移載機とを有し、基板保持具に多数の基板を保持した状態で処理炉にて基板を処理するものは公知である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
処理炉内にて昇温された時、又は処理炉から取り出され冷却された時、熱応力により、基板には割れ、反り等の異常を生じる場合がある。この割れや反りが基板自動搬送機構により自動搬送できないレベルにある場合、基板を出し入れするツィーザが基板と衝突して基板保持具を倒し、例えば石英製の部品を破損する等の重大事故につながる。
【０００４】
これを解決するために基板の状態を検知する機構を設けることが考えられる。検知機構は、例えば移載機にフォトセンサを設け、移載機の上下軸を用いてフォトセンサを移動し、基板保持具の基板を検知する。
基板により光が遮断された部分と基板間に光が透過する部分とを記録し、上下軸の移動量及びフォトセンサの検知データを用いて、予めわかっている基板保持具のピッチに対して基板ピッチが正常であるか確認する。
基板の割れ、又は移載ミスにより、基板が基板保持具の支持溝から落下した場合、上述のフォトセンサによる光の遮断、透過の記録データにずれが生じ、このずれを生じた支持溝の基板を異常移載状態とする。
同様に割れ等で基板が支持溝から完全に落下して本来保持されるべき支持溝に基板が存在しない場合は、光を遮断しないため、基板ロストとして検知可能である。
基板検知機構により、基板状態を検知した後、エラーが生じた支持溝に移載されている基板は装置内に人が入り、手で回収する。
また、人の目によって、安全と確認された後、基板自動搬送機構により自動移載する。
【０００５】
今日、基板処理装置において、大気に含まれる水分やパーティクルを嫌い、基板に対する汚染を軽減するため、Ｌ／Ｌ装置（ロードロック装置）、Ｎ２パージ装置、有機フィルタ等を用い、ミニエンバイロメントの実現が課題となっている。上記したように、基板状態検知機構により異常を検知した後、人の手によって異常基板を回収するようにすると、正常状態にある基板に対しても人体から発生したパーティクルが悪影響を及ぼす可能性が高く、また、Ｎ２パージ装置を用いた基板処理装置においては、装置内を大気に戻し、人が入ることができる環境にしなければならない。これでは、基板表面の自然酸化膜を低減することが不可能であり、正常移載された基板についても、プロセス上問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、人の手を介することなく、自動的に正常状態にある基板を回収することができる基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の第１の特徴とするところは、基板処理室と、前記基板処理室に挿入可能であり、基板を実質的に鉛直方向に多段に保持する基板保持具と、この基板保持具に基板を移載する基板移載機と、前記基板保持具に保持された基板の保持状態を検知する検知装置とを有する基板処理装置であって、基板の移載を行うにあたって、前記検知装置にて基板の保持状態を検知し、基板保持状態が異常と判断された基板以外の基板を前記基板移載機にて移載するよう前記基板移載機を制御する制御装置を有する基板処理装置にある。
【０００８】
本発明の第２の特徴とするところは、基板処理室と、前記基板処理室に挿入可能であり、基板を実質的に鉛直方向に多段に保持する基板保持具と、この基板保持具に基板を移載する基板移載機と、前記基板保持具に保持された基板の保持状態を検知する検知装置とを有する基板処理装置であって、基板の移載を行うにあたって、前記検知装置にて基板の保持状態を検知し、基板保持状態が異常と判断された基板以外の基板を前記基板移載機にて移載するよう前記基板移載機を制御する制御装置を有する基板処理装置において、前記制御装置は、前記異常と判断された基板及び異常と判断された基板の少なくとも上または下のいずれかに保持された基板の少なくとも１枚の基板以外の基板を前記基板移載機にて移載するよう前記基板移載機を制御する基板処理装置にある。
【０００９】
本発明の第３の特徴とするところは、基板が実質的に鉛直方向に多段に保持された基板保持具を基板処理室内に挿入する工程と、前記基板処理室で前記基板を熱処理する工程と、前記基板保持具に保持されている基板の保持状態を検知する工程と、基板の保持状態が異常と判断された基板以外の基板を基板移載機にて移載する工程と、を有する基板の製造方法にある。
【００１０】
本発明の第４の特徴とするところは、基板が実質的に鉛直方向に多段に保持された基板保持具を基板処理室内に挿入する工程と、前記基板処理室で前記基板を熱処理する工程と、前記基板保持具に保持されている基板の保持状態を検知する工程と、基板の保持状態が異常と判断された基板以外の基板を基板移載機にて移載する工程と、を有する基板の製造方法において、前記基板の移載は、複数の所定枚数ずつ搬送し、搬送しようとする前記所定枚数の基板全てが基板の保持状態が正常と判断された場合は、前記所定枚数を全て一括して搬送し、少なくとも１枚の基板の保持状態が異常と判断された場合は、前記所定枚数の基板のうち前記異常と判断された基板以外の基板を１枚ずつ搬送する基板の製造方法にある。
【００１１】
制御手段は、異常と判断された基板以外の全ての基板を移載機にて移載するように移載機を制御してもよいが、好適には、異常と判断された基板及びその基板の上下少なくとも１枚ずつの基板以外の基板を移載機にて移載するように移載機を制御する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の基板処理装置によれば、基板の移載を行うにあたって、基板の保持状態を検知し、少なくとも異常と判断された基板以外の基板を移載機にて移載するよう前記移載機を制御するようにしたので、自動的に正常状態にある基板を回収することができ、装置内にパーティクルが入ったり、基板が酸化したりするのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る基板処理装置全体を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る基板処理装置全体を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る基板処理装置に用いた処理炉及びその周辺を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る基板処理装置に用いた基板移載機の側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る基板処理装置に用いた基板保持具の側面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る基板処理装置における基板保持の異常状態を説明する図であり、（ａ）は正常状態を示す平面図、（ｂ）は基板に割れを生じた状態を示す正面図、（ｃ）は基板保持具を示す正面図、（ｄ）は基板保持具の側面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る基板処理装置において、基板保持の異常状態があった場合の検知方法を説明する図であり、（ａ）は基板保持の異常状態と検知波形との関係を示す説明図、（ｂ）は基板移載機の平面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る基板処理装置における基板検知の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２には、本発明の実施形態に係る基板処理装置１０が示されている。基板処理装置１０は、基板に拡散処理やＣＶＤ処理などを行う縦型のものである。この基板処理装置１０は、シリコン等からなる基板１２を収納したポッド１４を、外部から筐体１６内へ挿入するための入出ステージ１８が筐体１６の前面に付設されている。筐体１６内には、挿入されたポッド１４を保管するためのカセット棚２２が設けられている。また、筐体１６内には、Ｎ２パージ室２４が設けられており、このＮ２パージ室２４は、基板１２の搬送エリアであり、基板保持具（ボート）２６の搬入、搬出空間となっている。Ｎ２パージ室２４は、基板１２の処理を行う場合、Ｎ２ガスなどの不活性ガスで充満され、基板１２に自然酸化膜が形成されるのを防止するようになっている。
【００１５】
上述したポッド１４としてはＦＯＵＰが用いられており、ポッド１４の一側面に設けられた開口部を蓋体（図示せず）で塞ぐことで大気から基板１２を隔離して搬送することができ、蓋体を取り去ることでポッド１４内へ基板１２を入出させることができる。このポッド１４には例えば２５枚の基板１２が収納される。このポッド１４の蓋体を取外し、ポッド１４内の雰囲気とＮ２パージ室２４の雰囲気とを連通させるために、Ｎ２パージ室２４の前面には、ポッドオープナ２８が設けられている。ポッドオープナ２８、カセット棚２２及び入出ステージ１８間のポッド１４の搬送は、カセット移載機３０によって行われる。このカセット移載機３０によるポッド１４の搬送空間には、筐体１６に設けられたクリーンユニット（図示せず）によって清浄化した空気をフローさせるようにしてある。
【００１６】
Ｎ２パージ室２４の内部には、複数の基板１２を多段に積載する基板保持具２６と、基板１２のノッチ（またはオリエンテーションフラット）の位置を任意の位置に合わせる基板位置合わせ装置３２と、ポッドオープナ２８上のポッド１４と基板位置合わせ装置３２との間で基板１２の搬送を行う基板移載機３４とが設けられている。また、Ｎ２パージ室２４の上部には基板１２を処理するための処理炉３６が設けられており、基板保持具２６は、昇降手段であるボートエレベータ３８によって処理炉３６へロードされ、又は処理炉３６からアンロードされる。処理炉３６は、基板１２の処理中以外は、炉口シャッタ４０によって炉口が閉鎖されている。
【００１７】
次に上記実施形態に係る基板処理装置１０の動作について説明する。
まず、ＡＧＶやＯＨＴなどにより筐体１６の外部から搬送されたポッド１４は、入出ステージ１８に載置される。入出ステージ１８に載置されたポッド１４は、カセット移載機３０によって、直接ポッドオープナ２８上に搬送されるか、又は一旦カセット棚２２にストックされた後にポッドオープナ２８上に搬送される。ポッドオープナ２８上に搬送されたポッド１４は、ポッドオープナ２８によってポッド１４の蓋体が取外され、ポッド１４の内部雰囲気がＮ２パージ室２４の雰囲気と連通される。
【００１８】
次に、基板移載機３４によって、Ｎ２パージ室２４の雰囲気と連通した状態のポッド１４内から基板１２を取出す。取出された基板１２は、基板位置合わせ装置３２によって任意の位置にノッチ又はオリエンテーションフラットが定まるように位置合わせが行われ、位置合わせ後、基板保持具２６へ搬送される。
【００１９】
基板保持具２６への基板１２の搬送が完了したならば、処理炉３６の炉口シャッタ４０を開けて、ボートエレベータ３８により基板１２を搭載した基板保持具２６を処理炉３６内にロードする。
ロード後は、処理炉３６にて基板１２に所定の処理が実施され、処理後は上述の逆の手順で、基板１２及びポッド１４は筐体１６の外部へ払出される。
【００２０】
図３において、上記処理炉３６の周辺構成が示されている。処理炉３６は、例えば石英（ＳｉＯ２）等の耐熱性材料からなるアウターチューブ４２を有する。このアウターチューブ４２は、上端が閉鎖され、下端に開口を有する円筒状の形態である。このアウターチューブ４２内には同心円状にインナーチューブ４４が配置されている。また、アウターチューブ４２の外周には、加熱手段としてのヒータ４６が同心円状に配置されている。このヒータ４６は、ヒータベース４８を介して筐体１６上に保持されている。
【００２１】
図４及び図５にも示すように、基板保持具２６は、例えば石英、炭化珪素等からなる例えば３本の支柱５０が垂直方向に平行に配置され、これら支柱５０に形成された支持溝５２に基板１２を保持する。基板移載機３４は、上下方向に移動し、回転する移載機本体５４と、この移載機本体５４上で往復動する主ツィーザ本体５６とを有する。この主ツィーザ本体５６には例えば４つのツィーザ５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄが平行に延びるように固定されている。また、移載機本体５４上には副ツィーザ本体５７が主ツィーザ本体５６とは一体に往復動できると共に、主ツィーザ本体５６とは独立して往復動できるように設けられている。この副ツィーザ本体５７には、ツィーザ５８ｅが前述した４つのツィーザ５８ａ〜５８ｄの下位置で平行に固定されている。このため、図４に示すように、基板移載機３４は、５つのツィーザ５８ａ〜５８ｅにより５枚の基板１２を一括移載することができるし、最下段のツィーザ５８ｅを用いて１枚のモニタ基板を移載（枚葉移載）することもできる。モニタ基板を移載する場合は、図５に示すように、一括移載した５枚の基板１２との間を１スロット分開け、通常の基板１２とは異なるポッドからモニタ基板５９を取出し、５枚の基板セットの間に挿入する。
【００２２】
ポッド１４には、例えば２５枚の基板１２が収納されており、基板移載機３４により基板１２を基板保持具２６へ移載又は基板支持具２６から回収する場合、５つのスロット（スロット群）の中に異常状態の基板が無いときは、５つのツィーザ５８ａ〜５８ｅにより５枚の基板１２を一括移載又は回収し、スロット群の中に異常状態の基板があるときは、正常状態の基板のみを最下段のツィーザ５８ｅを用いて回収する。なお、モニタ基板については、挿入時と同様に一枚ずつ回収してもよい。
【００２３】
検知手段としての検知部６０は、移載機本体５４に設けられている。この検知部６０は、平行な２つのアーム６２ａ，６２ｂを有し、該アーム６２ａ，６２ｂが移載機本体５４の側面で回動できるように設けられている。該アーム６２ａ，６２ｂの先端付近には、一方が投光素子、他方が受光素子からなる透過型のフォトセンサ６４ａ，６４ｂが設けられている。基板保持具２６に移載された基板１２の保持状態を検知する場合は、アーム６２ａ，６２ｂを基板保持具２６側に回動固定し、フォトセンサ６４ａ，６４ｂの光軸が基板１２を通過するようにし、基板移載機３４を基板保持具２６下端から上端まで移動し、フォトセンサ６４ａ，６４ｂの検知出力をモニタする。一方、基板移載機３４により基板１２を基板保持具２６に移載する場合は、アーム６２ａ，６２ｂを反基板保持具側に回動し、アーム６２ａ，６２ｂが基板１２又は基板保持具２６と干渉するのを防止するようになっている。
【００２４】
図３に示すように、フォトセンサ６４ａ，６４ｂから出力されるアナログ信号は、例えばコンピュータからなる制御部６６に出力される。制御部６６は、例えばモータ等からなる駆動部６８を介して基板移載機３４を制御する。
【００２５】
次に基板１２の異常状態の検知について説明する。
図６（ａ）に示すように、基板保持具２６の上面から見て投光素子６４ａが右側にあり、受光素子６４ｂが左側にあるとし、これら投光素子６４ａと受光素子６４ｂは基板保持具２６の前面側に配置されているとする。図６（ｂ）に示すように、基板１２は、基板保持具２６に保持された状態で割れたり、基板保持具２６の支持溝５２から落下して異常状態となる。図６（ｃ），（ｄ）に示すように、基板１２の異常状態には次のようなものがある。
Ａ．落下／２枚重なり
Ｂ．落下／投光側落下（左面落下）
Ｃ．落下／受光側落下（右面落下）
Ｄ．落下／後方落下（背面落下）
Ｅ．落下／前方落下（前面落下）
Ｆ．割れ／真中割れ
Ｇ．割れ／前方割れ
Ｈ．割れ／後方割れ
Ｊ．基板無し
なお、基板１２が正常状態にある場合は、一つの基板１２が一つの支持溝５２に平行に支持されている。
【００２６】
図７（ａ）において、異常状態に対するフォトセンサ６４ａ，６４ｂからの信号出力関係が示されてる。なお、基板保持具２６とフォトセンサ６４ａ，６４ｂとの位置関係は図７（ｂ）に示す通り、フォトセンサ６４ａ，６４ｂ側が前面、反フォトセンサ側が背面としている。
基板１２の保持状態が正常の場合は、フォトセンサ６４ａ，６４ｂから出力される波形は規則正しくなる。例えば基板１２の左面又は右面が落下すると、その落下した部分に対するフォトセンサ６４ａ，６４ｂの検知波形は、正常波形と比較して、ピークの左右で緩やかに広がり、基準線での幅が広くなる。また、基板１２が完全に支持溝５２から落下すると、その落下した支持溝５２においては、フォトセンサ６４ａ，６４ｂの検知出力が無くなる。また、基板１２が背面で支持溝５２から落下すると、正常波形と比較して、ピークが上側にずれる。また、基板１２が前面で支持溝５２から落下すると、正常波形と比較して、ピークが下側にずれる。基板１２が割れた場合も同様に検知することができる。
【００２７】
図８において、前述した制御部による基板検知動作の一例がフローチャートとして示されている。
まず、ステップＳ１０において、基板移載機とフォトセンサの駆動を開始する。即ち、図３に示したように、アーム６２ａ，６２ｂを基板保持具２６側に回動固定し、基板移載機３４を基板保持具２６の最下端から一定速度で上昇させ、フォトセンサ６４ａ，６４ｂにより基板１２の移載状態を検知する。フォトセンサ６４ａ，６４ｂの投光／受光の光量がアナログ信号として制御部６６に入力されることになる。
【００２８】
次のステップＳ１２においては、フォトセンサ６４ａ，６４ｂから入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、フォトセンサ６４ａ，６４ｂからの検知出力を解析する。このフォトセンサ６４ａ，６４ｂからの出力解析は、フォトセンサ６４ａ，６４ｂからの検知波形を記録し、正常波形と比較し、異常スロットを特定し、異常スロットリストを作成する。
【００２９】
次のステップＳ１４においては、熱処理後であるか熱処理前であるかを判定する。熱処理前と判定された場合は、ステップ１６へ進み、異常スロットがあるか否かを判定し、異常スロットが無いと判定された場合は、ステップＳ１８へ進み、基板支持具２６を処理炉３６内へ搬入し、熱処理を実施する。一方、ステップＳ１４において、熱処理後であると判定された場合、又はステップＳ１６において、異常スロットがあると判定された場合は、ステップＳ２０に進み、基板１２の回収を開始する。前述したように、基板１２の回収はスロット群毎に行われ、第１スロット群から開始し、最終スロット群である第５スロット群で終了する。次のステップＳ２２において、回収すべきスロット群の５枚の基板の全てが正常状態で移載されているか（異常スロットリストに無し）を判定する。このステップＳ２２において、５枚全ての基板が正常状態であると判定された場合は、ステップＳ２４に進み、５枚全てを一括回収する。一方、ステップＳ２２において、対象としているスロット群の５枚の基板１２の中に異常状態のものがある（異常スロットリストにある）と判定された場合は、ステップＳ２６に進み、正常状態にある基板１２のみを枚葉移載により回収する。次のステップＳ２８において、全てのスロット群について回収が終わっていない場合は次のスロット群の処理に戻り、全てのスロット群について回収が終わった場合は処理を終了する。
【００３０】
なお、上記実施形態においては、異常状態の基板があった場合、異常状態のあった基板を基板保持具に残し、正常状態の基板の全てをポッドに戻すようにしたが、必ずしもこれに限定されるものではない。異常状態の基板があると、上下の基板も何らかの損傷を生じているおそれがある。そこで、異常状態の基板の少なくとも上下いずれか１枚の基板を基板保持具に残し、その他の正常状態にある基板をポッドに戻すようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、基板を自動的に回収する基板処理装置に利用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理室と、
前記基板処理室に挿入可能であり、基板を実質的に鉛直方向に多段に保持する基板保持具と、
この基板保持具に基板を移載する基板移載機と、
前記基板保持具に保持された基板の保持状態を検知する検知装置とを有する基板処理装置であって、
基板の移載を行うにあたって、前記検知装置にて基板の保持状態を検知し、基板保持状態が異常と判断された基板以外の基板を前記基板移載機にて移載するよう前記基板移載機を制御する制御装置を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の基板処理装置において、前記制御装置は、前記異常と判断された基板及び異常と判断された基板の少なくとも上または下のいずれかに保持された基板の少なくとも１枚の基板以外の基板を前記基板移載機にて移載するよう前記基板移載機を制御することを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
基板が実質的に鉛直方向に多段に保持された基板保持具を基板処理室内に挿入する工程と、
前記基板処理室で前記基板を熱処理する工程と、
前記基板保持具に保持されている基板の保持状態を検知する工程と、
基板の保持状態が異常と判断された基板以外の基板を基板移載機にて移載する工程と、
を有することを特徴とする基板の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の基板の製造方法において、前記基板の移載は、複数の所定枚数ずつ搬送し、搬送しようとする前記所定枚数の基板全てが基板の保持状態が正常と判断された場合は、前記所定枚数を全て一括して搬送し、少なくとも１枚の基板の保持状態が異常と判断された場合は、前記所定枚数の基板のうち前記異常と判断された基板以外の基板を１枚ずつ搬送することを特徴とする基板の製造方法。
【請求項１】
基板処理室と、
前記基板処理室に挿入可能であり、基板を実質的に鉛直方向に多段に保持する基板保持具と、
この基板保持具に基板を移載する基板移載機と、
前記基板保持具に保持された基板の保持状態を検知する検知装置とを有する基板処理装置であって、
基板の移載を行うにあたって、前記検知装置にて基板の保持状態を検知し、基板保持状態が異常と判断された基板以外の基板を前記基板移載機にて移載するよう前記基板移載機を制御する制御装置を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の基板処理装置において、前記制御装置は、前記異常と判断された基板及び異常と判断された基板の少なくとも上または下のいずれかに保持された基板の少なくとも１枚の基板以外の基板を前記基板移載機にて移載するよう前記基板移載機を制御することを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
基板が実質的に鉛直方向に多段に保持された基板保持具を基板処理室内に挿入する工程と、
前記基板処理室で前記基板を熱処理する工程と、
前記基板保持具に保持されている基板の保持状態を検知する工程と、
基板の保持状態が異常と判断された基板以外の基板を基板移載機にて移載する工程と、
を有することを特徴とする基板の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の基板の製造方法において、前記基板の移載は、複数の所定枚数ずつ搬送し、搬送しようとする前記所定枚数の基板全てが基板の保持状態が正常と判断された場合は、前記所定枚数を全て一括して搬送し、少なくとも１枚の基板の保持状態が異常と判断された場合は、前記所定枚数の基板のうち前記異常と判断された基板以外の基板を１枚ずつ搬送することを特徴とする基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３１８５１
【国際公開日】平成１７年４月７日（２００５．４．７）
【発行日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１４１９１（Ｐ２００５−５１４１９１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１３７９１
【国際出願日】平成１６年９月２２日（２００４．９．２２）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１７年４月７日（２００５．４．７）
【発行日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１３７９１
【国際出願日】平成１６年９月２２日（２００４．９．２２）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]