CN108573902B - 纵式热处理装置和纵式热处理装置的运转方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种纵式热处理装置和纵式热处理装置的运转方法。在利用基板搬送机构将被从反应容器搬出的基板保持器具保持的热处理后的基板取出时，实现生产率的提高。在将多个晶圆以棚架状保持于作为基板保持器具的晶圆舟来搬入反应容器内进行热处理的纵式热处理装置中，在热处理后从冷却气体喷吹机构向被从所述反应容器搬出的晶圆舟喷吹冷却气体，并且利用翘曲检测部对被晶圆舟保持的晶圆检测翘曲。然后，利用晶圆搬送机构将被判定为没有翘曲的晶圆从晶圆舟取出。因此，能够对由于热处理而产生翘曲且翘曲随着温度的下降而收敛的晶圆检测其翘曲的收敛，因此能够在翘曲收敛的定时开始晶圆搬送机构的取出，能够实现生产率的提高。

Description

纵式热处理装置和纵式热处理装置的运转方法
技术领域
本发明涉及一种将多个基板以棚架状保持在基板保持器具来搬入纵式的反应容器内进行热处理的纵式热处理装置。
背景技术
作为半导体制造装置之一，有对多个半导体晶圆(以下称为“晶圆”)批量地进行热处理的纵式热处理装置。在该热处理装置中，使将晶圆保持为棚架状的晶圆舟上升来装载到热处理炉，对多张晶圆W同时进行规定的热处理。之后，使晶圆舟下降来从热处理炉卸载，利用移载装置将热处理后的晶圆从晶圆舟取出，回收到搬送容器内。
由于热影响，热处理结束后的晶圆W大幅度翘曲变形，但是随着晶圆温度下降，翘曲收敛。因此，例如在向被卸载的晶圆舟供给气体使晶圆冷却来使晶圆的翘曲收敛之后，开始进行移载装置的搬送(卸下)。关于晶圆舟卸载之后到开始搬送为止的待机时间，预先掌握翘曲收敛的收敛时间，并估计安全率来设定比收敛时间长的时间。
为了提高生产率，要求缩短到开始搬送为止的待机时间，但是如已述那样待机时间设定得长，实际上与晶圆没有翘曲无关地等待搬送开始。因而，当前在晶圆的翘曲收敛后无法在最短时间内开始搬送。另外，晶圆的热变形的图案也根据晶圆的种类、形成的膜的类别、工艺条件而不同，因此存在为了使翘曲可靠地收敛而将待机时间设定得长的倾向。
在专利文献1中记载了如下方法：检测由于晶圆的翘曲而产生的微小声音并将该微小声音变换为电信号，将该电信号放大并显示振幅的时间变化，由此监视翘曲的状态。然而，在该方法中，难以准确地分别掌握多张晶圆的翘曲状态，无法解决本发明的问题。
专利文献1：日本特开平10-2509236号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明是基于这种情形而完成的，其目的在于提供如下的技术：在利用基板搬送机构取出被从反应容器搬出的基板保持器具保持的热处理后的基板时，能够削减可取出的基板的待机时间来实现生产率的提高。
用于解决问题的方案
因此，本发明的纵式热处理装置将多个基板以棚架状保持于基板保持器具来搬入纵式的反应容器内进行热处理，所述纵式热处理装置的特征在于，具备：基板搬送机构，其与所述基板保持器具进行基板的交接；翘曲检测部，其用于检测被从所述反应容器搬出的基板保持器具保持的热处理后的基板的翘曲；以及控制部，其输出控制信号，该控制信号用于利用所述基板搬送机构将根据所述翘曲检测部的检测结果判定为没有翘曲的基板从所述基板保持器具取出。
另外，在本发明的纵式热处理装置的运转方法中，该纵式热处理装置将多个基板以棚架状保持于基板保持器具来搬入纵式的反应容器内进行热处理，所述纵式热处理装置的运转方法的特征在于，包括以下工序：利用基板搬送机构将基板交接给所述基板保持器具；检测被从所述反应容器搬出的基板保持器具保持的基板的翘曲；以及利用所述基板搬送机构将根据所述翘曲检测部的检测结果被判定为没有翘曲的基板从所述基板保持器具取出。
发明的效果
根据本发明，在将多个基板以棚架状保持在基板保持器具来搬入反应容器内进行热处理的纵式热处理装置中，检测热处理后被从所述反应容器搬出的基板保持器具保持的基板的翘曲，利用基板搬送机构将被判定为没有翘曲的基板从所述基板保持器具取出。因此，能够在由于热处理所产生的翘曲收敛的定时开始基板的取出，因此能够削减可取出的基板的待机时间来实现生产率的提高。
附图说明
图1是示出本发明所涉及的纵式热处理装置的一个实施方式的整体结构的横截面俯视图。
图2是示出纵式热处理装置的纵截面侧视图。
图3是示出纵式热处理装置的装载区域的纵截面图。
图4是示出设置于纵式热处理装置的晶圆舟和冷却气体喷吹机构、吸气机构的侧视图。
图5是示出设置于纵式热处理装置的翘曲检测部和晶圆的侧视图。
图6是示出翘曲检测部和晶圆的侧视图。
图7是示出纵式热处理装置的运转方法的一个例子的流程图。
图8是示出纵式热处理装置的作用的侧视图。
图9是示出纵式热处理装置的作用的侧视图。
图10是示出纵式热处理装置的作用的侧视图。
图11是示出翘曲检测部的其它例子的侧视图。
图12是示出翘曲检测部的其它例子的侧视图。
图13是示出翘曲检测部的其它例子的侧视图。
图14是示出翘曲检测部和晶圆的侧视图。
图15是示出翘曲检测部的其它例子的侧视图。
图16是示出翘曲检测部和晶圆的侧视图。
图17是示出翘曲检测部的其它例子的侧视图。
图18是示出翘曲检测部的其它例子的侧视图。
图19是示出翘曲检测部的其它例子的侧视图。
图20是示出冷却气体喷吹机构的其它例子的侧视图。
图21是示出翘曲检测部的其它例子的概要立体图。
图22是示出翘曲检测部的其它例子的概要立体图。
附图标记说明
W：晶圆；S1：搬出搬入区域；S2：装载区域；24：反应容器；3：晶圆舟；4：晶圆搬送机构；5：翘曲检测部；51：发光部；52：受光部；6：冷却气体喷吹机构；612、622、632：流量调整部；7：吸气机构。
具体实施方式
下面，分别参照图1～图3来说明本发明的实施方式所涉及的纵式热处理装置1。图中的11是装置1的壳体，在该壳体11内设置有：搬入搬出区域S1，其用于向装置搬入收纳作为基板的晶圆W的承载件C或从装置搬出收纳作为基板的晶圆W的承载件C；以及装载区域S2，其用于搬送承载件C内的晶圆来搬入后述的反应容器(热处理炉)内。搬入搬出区域S1和装载区域S2被隔壁12隔开，搬入搬出区域S1被设为大气环境，装载区域S2被设为非活性气体环境例如氮气(N2)环境、或者清洁干燥气体(微粒和有机成分少且结露点为-60℃以下的空气)环境。
搬入搬出区域S1包括第一区域13和设置于比该第一区域13靠装载区域S2侧的第二区域14，第一区域13中设置有用于载置承载件C的第一载置台15。作为承载件C，使用密闭型的搬送容器(FOUP：前开式晶圆盒)，该搬送容器(FOUP)将多张、例如25张作为基板的例如直径为300mm的晶圆W排列成棚架状来收纳，前表面的未图示的取出口被盖体塞住。
在第二区域14设置第二载置台16和承载件保管部17，并且设置有在第一载置台15、第二载置台16以及承载件保管部17之间搬送承载件C的承载件搬送机构18。图中的21是将承载件C和装载区域S2连通的开口部，22是该开口部21的门，23是将承载件C的盖体开闭的盖开闭机构。
在装载区域S2的上方设置有是下端作为炉口而开口的纵式的热处理炉的反应容器24。在反应容器24的下方设置闸门241，通常该闸门241具有从炉口退避且在热处理后塞住炉口来防止从炉内向装载区域S2的热辐射的作用。并且，在装载区域S2中的除了反应容器24以外的区域，例如反应容器24的开口部附近的高度位置形成有顶部242。
在装载区域S2中的反应容器24的下方侧设置有晶圆舟3，晶圆舟3是将多张晶圆W以规定的排列间隔排列保持为棚架状的基板保持器具。该晶圆舟3构成为：例如在顶板31与底板32之间具备例如四个(图2、图3中只图示三个)支柱33，晶圆W的周缘部被保持在形成于该支柱33的未图示的槽部，例如能够以规定的间隔上下排列地保持100张晶圆W。在底板32的下部设置有支持部34。此外，在图2等中，反应容器24和晶圆舟3的长度尺寸描绘得比实际短。
另一方面，在反应容器24的下方侧设置有舟升降机35。舟升降机35以升降自如的方式构成，在舟升降机35之上按照反应容器24的盖体243和载置台36的顺序设置有这些构件，晶圆舟3经由支持部34装载在该载置台36上。如图3所示，舟升降机35构成为通过移动机构352沿着在上下方向上延伸的导轨351升降自如，这样晶圆舟3在装载位置与卸载位置之间升降。装载位置是指晶圆舟3被搬入反应容器24内并由盖体243覆盖反应容器24的开口部的位置，卸载位置是指晶圆舟3被搬出到的反应容器24的下方侧的位置(图1、图3所示的位置)。
在装载区域S2设置有晶圆搬送机构4，该晶圆搬送机构4是用于与晶圆舟3进行晶圆W的交接的基板搬送机构。利用该晶圆搬送机构4从位于卸载位置的晶圆舟3取出热处理后的晶圆W，来收纳到第二载置台16上的承载件C内。晶圆搬送机构4具备用于保持晶圆W的多个例如五个牙叉41、保持这些牙叉41的保持机构42以及进退自如地支持保持机构42的搬送基体43。该搬送基体43构成为通过驱动机构44绕铅直轴转动自如且沿着在上下方向延伸的导轨45升降自如，并且构成为沿着在左右方向延伸的导轨46在左右方向移动自如。在图1和图2等中，简单地描绘了晶圆搬送机构4。
在装载区域S2，用于检测被从反应容器24搬出的晶圆舟3保持的晶圆W的翘曲的翘曲检测部5设置于位于卸载位置的晶圆舟3的外侧且不妨碍晶圆舟3的升降的位置。翘曲检测部5例如由透射型光传感器构成，如图1、图3以及图4所示，该翘曲检测部5具备夹着晶圆舟3对置地设置的发光部51和受光部52。该例子的翘曲检测部5是针对装载于晶圆舟3的所有晶圆W的每个晶圆W设置的，在晶圆舟装载有例如100张晶圆W的情况下，100个发光部51和受光部52沿着晶圆舟3的长度方向上下排列。
发光部51和受光部52配置为例如针对在位于卸载位置的晶圆舟3装载的作为检查对象的晶圆W，例如在该晶圆W的直径附近的晶圆W表面的正上方形成水平的光轴。图5中示出存在向上凸起的翘曲的晶圆W11、W12和没有翘曲的晶圆W13、W14。如该图所示，光轴L在上下方向存在宽度，没有翘曲的晶圆W13、W14不遮断光轴L，因此受光部52中的接收光量大。另一方面，存在翘曲的晶圆W11、W12遮断光轴L，因此受光部52中的接收光量变小，例如翘曲大的晶圆W11与翘曲小的晶圆W12相比，光轴L的遮断量变多，因此接收光量减少。
同样地，图6中示出存在向下凸起的翘曲的晶圆W21、W22和没有翘曲的晶圆W23、W24。在这样存在向下凸起的翘曲的晶圆W21、W22中，翘曲大的晶圆W21与翘曲小的晶圆W22相比，光轴L的遮断量也变多，因此受光部52中的受光量减少。因此，能够根据受光部52中的接收光量来掌握晶圆W的翘曲的有无、翘曲的大小。受光部52中的检测结果被输出到后述的控制部100。
并且，在装载区域S2设置冷却气体喷吹机构6，该冷却气体喷吹机构6构成为向被位于卸载位置的晶圆舟3保持的晶圆W喷吹冷却气体的，并且与该冷却气体喷吹机构6对置地设置有吸气机构7。冷却气体喷吹机构6和吸气机构7例如在装载区域S2设置于不妨碍晶圆舟3的升降和翘曲检测部5对晶圆W检测翘曲的位置。在该例子中，吸气机构7设置于舟升降机35的导轨351侧，冷却气体喷吹机构6以与该吸气机构7夹着位于卸载位置的晶圆舟3相对置的方式设置。
如图4所示，冷却气体喷吹机构6具备沿着晶圆舟3进行多段分割而例如沿着晶圆舟3的长度方向在上下方向排列的多个、例如三个气体供给管61～63。在此，从上侧按顺序设为第一气体供给管61、第二气体供给管62以及第三气体供给管63。在这些第一气体供给管61、第二气体供给管62、第三气体供给管63各自的与晶圆舟3面对的区域，分别例如沿着晶圆舟3的长度方向隔开规定间隔地形成有多个气体喷出口611、621、631。
第一气体供给管61配置为以位于卸载位置的晶圆舟3的上部区域、例如从上数第1张晶圆至第30张晶圆附近为目标来喷吹冷却气体。另外，第三气体供给管63配置为以位于卸载位置的晶圆舟3的下部区域、例如从下数第1张晶圆至第30张晶圆附近为目标来喷吹冷却气体，第二气体供给管62配置为以晶圆舟3的中央区域的晶圆为目标来喷吹冷却气体。在该例子中，在上下方向排列第一气体供给管61～第三气体供给管63来进行了描绘，但是也可以对一个气体供给管的内部进行多段分割。
第一气体供给管61～第三气体供给管63经由气体供给通路613、623、633和共用的气体供给通路641来与作为冷却气体的非活性气体例如氮气(N2)的供给源64连接，所述气体供给通路613、623、633分别具备包含开闭阀和质量流量控制器等的流量调整部612、622、632。由此，第一气体供给管61～第三气体供给管63能够相互独立地调整冷却气体的流量，从各个气体供给管61～63朝向晶圆舟3的晶圆W喷吹规定流量的冷却气体。
来自供给源64的冷却气体的供给量相同，但是利用流量调整部612、622、632来调整向第一气体供给管61～第三气体供给管63的冷却气体的分配量。因此，例如在想重点冷却晶圆舟3的上部侧时，控制流量调整部612、622、632使得向第一气体供给管61的冷却气体的分配量多于向第二气体供给管62和第三气体供给管63的冷却气体的分配量。
另外，吸气机构7例如具备以与冷却气体喷吹机构6的第一气体供给管61～第三气体供给管63对应的方式沿着晶圆舟3的长度方向在上下方向排列的吸气管71～73。在此，从上侧按顺序设为第一吸气管71、第二吸气管72、第三吸气管73。在这些第一吸气管71、第二吸气管72、第三吸气管73各自的与晶圆舟3面对的区域分别形成有例如细长的吸气口711、721、731。在该例子中，在上下方向排列第一吸气管71～第三吸气管73来进行了描绘，但是也可以对一个吸气管的内部进行多段分割。
第一吸气管71～第三吸气管73经由分别具备开闭阀712、722、732的吸气通路713、723、733和共用的吸气通路741来与吸气机构74连接。由此，第一吸气管71～第三吸气管73分别构成为能够独立吸气。第一气体供给管61～第三气体供给管63的流量调整部612、622、632和第一吸气管71～第三吸气管73的开闭阀712、722、732被后述的控制部100进行驱动控制。
接着，说明设置于纵式热处理装置1的控制部100。控制部100例如由计算机构成，具备由程序、存储器、CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)构成的数据处理部，在程序中组入指令(各步骤)使得从控制部100向纵式热处理装置1的各部发送控制信号来进行后述的搬送顺序。另外，计算机的画面构成为例如显示后述的检查结果的显示部。该程序被保存于计算机存储介质例如软盘、光盘、硬盘、MO(磁光盘)等存储部并安装到控制部100。
另外，在程序中包含用于使用翘曲检测部5来检测晶圆W有无翘曲的程序，以及根据该检测的结果来向晶圆搬送机构4、冷却气体喷吹机构6的流量调整部612、622、632、吸气机构7的开闭阀712、722、732输出控制信号的程序。检测有无翘曲的程序构成为：例如预先设定受光部52中的接收光量的阈值，在接收光量的检测值大于阈值的情况下判定为没有翘曲，在接收光量的检测值为阈值以下的情况下判定为存在翘曲。
这样，控制部100构成为：例如通过翘曲检测部5在预先设定的定时检测全部晶圆W的翘曲，根据该检测的结果来输出用于利用晶圆搬送机构4将被判定为没有翘曲的晶圆W从晶圆舟3取出的控制信号。另外，构成为输出控制信号使得与包含被判定为存在翘曲的晶圆W的区域对应的冷却气体的流量多于与包含被判定为没有翘曲的晶圆W的区域对应的冷却气体的流量。
参照图7的流程图来对这种纵式热处理装置的作用进行说明。通过未图示的自动搬送机器人而载置于第一载置台15的承载件C被承载件搬送机构18搬送到第二载置台16，通过盖开闭机构23从承载件C取下盖体。然后，晶圆搬送机构4依次取出承载件C内的晶圆W来交接给晶圆舟3(步骤S1)，当装载规定张数的晶圆W时，晶圆舟3通过舟升降机35的上升被搬入反应容器24内的装载位置(步骤S2)。
然后，对装载于晶圆舟3的晶圆W例如以400℃～1000℃的温度进行热处理、例如CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)、退火处理、氧化处理等(步骤S3)。当热处理结束时(步骤S4)，舟升降机35下降，从反应容器24搬出(卸载)热处理后的晶圆舟3(步骤S5)。
当开始进行晶圆舟3的搬出时(步骤S5)，例如开始从冷却气体喷吹机构6朝向晶圆舟3喷吹冷却气体(步骤S6)。例如图8所示，与晶圆舟3的卸载位置对应地首先开始进行第一冷却气体供给管61的冷却气体的喷吹和第一吸气管71的吸气。接着，当晶圆舟3的位置下降时，开始进行第二冷却气体供给管62的冷却气体的喷吹和第二吸气管72的吸气(参照图9)，当晶圆舟3的位置进一步下降时，开始进行第三冷却气体供给管63的冷却气体的喷吹和第三吸气管73的吸气(参照图10)。这样，在将晶圆舟3搬出到卸载位置之后的规定时间，在从第一吸气管71～第三吸气管73吸气的同时从第一气体供给管61～第三气体供给管63例如以相同的流量对晶圆舟3喷吹冷却气体。
从冷却气体喷吹机构6朝向晶圆舟3喷吹的冷却气体与装载于晶圆舟3的晶圆W的表面接触并沿横向方向朝向隔着晶圆舟3与冷却气体喷吹机构6对置地设置的吸气管7流通过去。被热处理后的晶圆W处于由于热影响而翘曲的状态，但是由于冷却气体的喷吹而冷却，随着晶圆W的温度下降而晶圆W的翘曲的程度变小，稳定为没有翘曲的状态。在晶圆舟3中，接近反应容器24的上部区域靠近热源且最晚从反应容器24搬出，因此在晶圆舟3下降到卸载位置时，存在与其它区域的晶圆W相比翘曲的程度大的倾向。在这样翘曲大的晶圆W中，伴随着晶圆温度的下降，翘曲也逐渐被改善。
而且，在从晶圆舟3下降至卸载位置起例如经过规定时间后的预先设定的定时，利用翘曲检测部5来针对晶圆舟3的全部晶圆W检测有无翘曲(步骤S7)。该检测如已述那样，通过由受光部52接收从发光部51发出的光，由控制部100根据该受光部52的检测结果(接收光量)判定接收光量是否超过阈值来进行。然后，例如制作将装载于晶圆舟3的晶圆W的配置和翘曲的有无相对应的数据，根据该数据来向晶圆搬送机构4和冷却气体喷吹机构6输出控制信号。
也就是说，向晶圆搬送机构4输出控制信号使得从晶圆舟3取出被判定为没有翘曲的晶圆W并收纳到例如承载件C内(步骤S8)。在此，晶圆搬送机构4如所述那样具备五个牙叉41，每5张地从晶圆舟3取出晶圆W。因而，在判定为例如晶圆搬送机构4访问的五张晶圆W全部没有翘曲时，从晶圆舟3取出晶圆W。
另外，向冷却气体喷吹机构6输出控制信号使得对包含被判定为存在翘曲的晶圆W的区域，以比与包含被判定为没有翘曲的晶圆W的区域对应的冷却气体的流量多的流量喷吹冷却气体(步骤S9)。例如，分别在晶圆舟3的上部区域、中央区域、下部区域掌握存在翘曲的晶圆W的张数，将存在翘曲的晶圆W最多的例如上部区域设为“包含被判定为存在翘曲的晶圆W的区域”，将其它区域设为“包含被判定为没有翘曲的晶圆W的区域”。然后，控制流量调整部612、622、632使得例如向上部区域多喷吹冷却气体。
另外，例如分别在晶圆舟3的上部区域、中央区域、下部区域，将存在翘曲的晶圆W最多的例如上部区域设为“包含被判定为存在翘曲的晶圆W的区域”，将存在翘曲的晶圆W最少的例如下部区域设为“包含被判定为没有翘曲的晶圆W的区域”。然后，例如也可以控制流量调整部612、622、632使得向上部区域喷吹的冷却气体最多且向下部区域喷吹的冷却气体最少。
并且，关于例如第一冷却气体供给管61～第三冷却气体供给管63的冷却气体的分配量，事先分别针对以相同的流量分配时、以各不相同的流量分配时、增多某一个的分配量时、减少某一个的分配量时进行设定。然后，也可以根据存在于晶圆舟3的上部区域、中央区域、下部区域的存在翘曲的晶圆W的张数适当选择分配量来调整冷却气体的流量。
并且，另外也可以是，例如预先将存在于晶圆舟3的上部区域、中央区域、下部区域的存在翘曲的晶圆W的张数和流量调整部612、622、632的控制值相对应，根据该对应来进行控制。此时，也可以是，例如对包含被判定为没有翘曲的晶圆W的区域停止冷却气体的喷吹。由此，对包含翘曲大的晶圆W的区域，局部喷吹多的冷却气体，因此该区域的晶圆W被快速地冷却，翘曲的程度在短时间内变小。
例如，翘曲检测部5的接收光量的检测是在预先设定的定时、例如每隔15秒进行的，判定晶圆W有无翘曲。然后，利用晶圆搬送机构4从晶圆舟3取出没有翘曲的晶圆W，在包含存在翘曲的晶圆W的区域增多冷却气体的供给流量。这样，针对全部晶圆W，从被判定为没有翘曲的晶圆W起按顺序从晶圆舟3取出。例如，在晶圆W的取出结束的定时停止喷吹冷却气体。另外，也可以是，在所对应的区域的晶圆W被判定为没有翘曲的定时停止冷却气体对该区域的喷吹。
根据该实施方式，每当将晶圆W以棚架状保持于晶圆舟3来搬入反应容器24内进行热处理时，检测被从反应容器24搬出的晶圆舟3保持的热处理后的晶圆W的翘曲，利用晶圆搬送机构4将被判定为没有翘曲的晶圆W从晶圆舟3取出。因此，能够在由于热处理所产生的翘曲收敛的定时开始晶圆W的取出，因此能够削减可取出的晶圆W的待机时间，能够实现生产率的提高。
另外，从没有翘曲的晶圆W起进行取出，因此即使其它晶圆W存在翘曲，在进行该没有翘曲的晶圆W的取出的期间，其它晶圆W的翘曲也逐渐收敛。这样，通过从可取出的晶圆W起顺次从晶圆舟3取出，结果上，缩短到取出全部晶圆W为止的时间，能够实现生产率的进一步提高。
并且，从晶圆舟3取出被判定为没有翘曲的晶圆W，因此能够防止由晶圆W的翘曲引起的晶圆搬送机构4、承载件C与晶圆W的冲撞、晶圆W的掉落等事故。由此，能够抑制晶圆W、晶圆搬送机构4、承载件C的损伤，从这点来看也能够实现生产率的提高。
另外，对载置于晶圆舟3的全部晶圆W检测翘曲，因此可靠地执行没有翘曲的晶圆W的取出。因此，如已述那样的由晶圆W的翘曲引起的事故的发生变得极少，生产率得到提高。并且，翘曲检测部5是包含发光部51和受光部52的结构，因此结构简单且能够进行精确度高的翘曲检测。
并且，设置冷却气体喷吹机构6，进行控制使得增多与包含被判定为存在翘曲的晶圆W的区域对应的冷却气体的流量。因此，能够局部地冷却存在翘曲的晶圆所存在的区域，能够加快翘曲的收敛。由此，针对装载于晶圆舟3的全部晶圆W，能够缩短到翘曲收敛为止的时间，能够更进一步地实现生产率的提高。
在以上记述中，本发明的纵式热处理装置的运用方法不限于上述的例子，也可以在晶圆舟3向卸载位置的搬出完成之后开始从第一冷却气体供给管61～第三冷却气体供给管63喷吹冷却气体。
另外，在晶圆舟3被搬出到卸载位置之后进行晶圆W的翘曲的检测，控制流量调整部612、622、632，使得对包含被判定为存在翘曲的晶圆W的区域，以比与包含被判定为没有翘曲的晶圆W的区域对应的冷却气体的流量多的流量来喷吹冷却气体。
而且，例如每隔15秒利用翘曲检测部5检测翘曲量来判定有无翘曲，对包含存在翘曲的晶圆W的区域选择性地多喷吹冷却气体。也可以是，当这样全部晶圆W被判定为没有翘曲时，停止冷却气体向晶圆W的喷吹，开始晶圆W的取出。在这种情况下，也能够在装载于晶圆舟3的晶圆W被判定为没有翘曲的定时进行晶圆W的取出，因此能够实现生产率的提高。
另外，也可以是，增多向热影响最少的晶圆舟3的下部区域的冷却气体的分配量，加快该区域的晶圆W的翘曲的收敛，进行该区域的晶圆W的取出。而且，也可以是，当被判定为下部区域的晶圆W没有翘曲时，停止冷却气体向下部区域的喷吹，增多向晶圆舟3的中央区域、上部区域的冷却气体的分配量来加快晶圆W的翘曲的收敛。
在以上记述中，翘曲检测部5不需要针对全部晶圆W按每个晶圆W设置，也可以例如图11所示那样只在晶圆舟3的上部侧的与晶圆W对应的位置设置。而且，例如将控制部100构成为：根据一个晶圆W的检测结果来输出控制信号，该控制信号用于针对与该一个晶圆W的温度相比为相同程度的温度或者低温度的其它晶圆W，不进行翘曲检测部5的翘曲的检测而从晶圆舟3取出晶圆W。
如已述那样，晶圆舟3的上部侧受热影响最大，该区域的晶圆W与其它区域的晶圆W相比存在晶圆温度高且翘曲大的倾向。因而，能够估计为例如晶圆舟3的上部区域的最下段的晶圆W的温度与位于比该晶圆W靠下部侧的晶圆W的温度相比为更高或者相同程度的温度。这样，根据例如上部区域的最下段的晶圆W的检测结果，来向晶圆搬送机构4输出控制信号使得在该晶圆W被判定为没有翘曲时将下部区域、中央区域的晶圆W从晶圆舟3取出。
另外，也可以控制为，根据晶圆W的翘曲的检测结果来向冷却气体喷吹机构6、吸气机构7输出控制信号，例如在上部区域中的存在翘曲的晶圆的张数多于设定张数的情况下，增多向该区域的冷却气体的流量。并且，控制部100也可以预先掌握翘曲收敛的时间，即使在上部区域的晶圆W存在翘曲的情况下，如果翘曲的大小小于某个值，则也将其它区域中的晶圆W判定为没有翘曲。在该例子中，也能够在装载于晶圆舟3的晶圆W被判定为没有翘曲的定时进行晶圆W的取出，因此能够实现生产率的提高。
另外，翘曲检测部5也可以如图12所示那样只在与晶圆舟3的中央部的晶圆W对应的位置设置。该区域的晶圆W存在如下倾向：与比该区域靠上方侧的区域的晶圆W相比温度低且翘曲小，与比该区域靠下方侧的区域的晶圆W相比温度高且翘曲大。当将检测晶圆W的翘曲的区域设为一个区域时，例如将控制部100控制为：在判定为一个区域的最下段的晶圆W没有翘曲时，判定为下方侧的区域的晶圆W也没有翘曲，从该下方侧的区域起按顺序进行晶圆W的取出。
在执行下方侧区域和一个区域的晶圆W的取出作业的期间，上方侧区域的晶圆W的翘曲也收敛，也可以例如预先掌握从一个区域的晶圆W被判定为没有翘曲时起至上方侧区域的晶圆W的翘曲收敛为止的收敛时间，在经过收敛时间之后取出上方侧区域的晶圆W。在该例子中，也能够在装载于晶圆舟3的晶圆W被判定为没有翘曲的定时来进行晶圆W的取出，因此能够实现生产率的提高。
如以上所说明那样，在“根据从翘曲检测部输出的信号被判定为没有翘曲的晶圆W”中，在利用翘曲检测部5对一个晶圆W检测翘曲，不利用翘曲检测部对其它晶圆W检测翘曲而代用一个晶圆W的翘曲的检测结果来进行翘曲的判定的情况下，也包含该其它晶圆W。另外，在“根据从翘曲检测部输出的信号被判定为没有翘曲的晶圆W”中，也包含在一个定时被检测出翘曲并经过根据该翘曲的程度被估计为没有翘曲的时间后的晶圆W。
接着，说明翘曲检测部的其它例子。图13～图16是由反射型光传感器构成的翘曲检测部的例子。图13所示的翘曲检测部53具备反射体531和传感器部532，如图14中简单示出那样，在传感器部532设置有发光部533和受光部534。反射体531例如由镜面不锈钢制成的板状体构成，反射体531和传感器部532设置为夹着位于卸载位置的晶圆舟3相互对置。
在图13所示的例子中，翘曲检测部53配置于与位于卸载位置的晶圆舟3的上部侧的晶圆W对应的位置，传感器部532配置为在装载于晶圆舟3的作为检查对象的晶圆W的例如直径附近的正上方形成水平的光轴。传感器部532例如按作为检查对象的每个晶圆W设置，在上下方向排列有多个传感器部532。
关于该翘曲检测部53，例如在图14中以没有翘曲的晶圆W30和存在翘曲的晶圆W31为例所示那样，当晶圆W30没有翘曲时，从发光部533发出的光被反射体531反射，被受光部534接收，因此接收光量大。另一方面，当晶圆W31存在翘曲时，发出的光被晶圆W31反射，但是由于晶圆W31翘曲，反射光散射，受光部534中的接收光量变小。晶圆W的翘曲越大，光的散射的程度越多，因此该接收光量越少。因此，能够根据受光部534的检测结果来掌握翘曲的有无和翘曲的大小。例如在控制部100中预先设定阈值，当受光部534的检测结果低于阈值时判定为存在翘曲，在为阈值以上时判定为没有翘曲，向晶圆搬送机构4以及冷却气体喷吹机构6、吸气机构7输出控制信号。
另外，图15所示的翘曲检测部54是不具备反射体的结构，该翘曲检测部54构成为，将具备发光部542和受光部543的传感器部541配置为在装载于位于卸载位置的晶圆舟3的、作为检查对象的晶圆W的例如直径附近的正上方形成水平的光轴。传感器部541例如按作为检查对象的每个晶圆W设置，在上下方向排列有多个传感器部541。
在该翘曲检测部54中，例如在如图16所示那样晶圆W30没有翘曲时，从发光部542发出的光不被受光部543接收，因此接收光量(检测值)小。另一方面，在晶圆W31存在翘曲时，发出的光被晶圆W31反射，该反射光被受光部543接收，因此接收光量变大。由于晶圆W31的翘曲，反射光散射，晶圆W的翘曲越大，反射光轴的程度越大，因此接收光量越大。
因此，能够根据受光部543的检测结果来掌握翘曲的有无和翘曲的大小。例如在控制部100中，预先设定阈值，当受光部543的检测结果大于阈值时判定为存在翘曲，当为阈值以下时判定为没有翘曲，向晶圆搬送机构4、冷却气体喷吹机构6以及吸气机构7输出控制信号。
作为具备以上的发光部和受光部的光传感器，能够使用光电传感器、红外线传感器、激光传感器等利用光的变化量来检测翘曲的各种传感器。
并且，翘曲检测部也可以是包含利用了超声波的变化量的超声波传感器的结构。在该情况下，例如将具备超声波的波发送部和波接收部的传感器部配置为向装载于位于卸载位置的晶圆舟3的作为检查对象的晶圆W发送超声波。利用该超声波传感器，在晶圆W存在翘曲时，被发送的超声波被晶圆W反射后被波接收部接收。晶圆W的翘曲越大，越在接近传感器的位置被反射，因此能够通过检测该距离来掌握晶圆W有无翘曲和翘曲的大小。
并且，另外翘曲检测部也可以是包含利用了电磁波的变化量的电磁波传感器的结构。在该情况下，例如将具备高频振荡器和接收部的传感器部配置为朝向装载于位于卸载位置的晶圆舟3的作为检查对象的晶圆W振荡出高频。利用该电磁波传感器，在晶圆W存在翘曲时，由高频振荡器产生的电磁波被晶圆W反射，被接收部接收。将该接收到的反射波发送到高频振荡器，根据频率的变化来检测距晶圆W的距离。晶圆W的翘曲越大，在越接近传感器的位置被反射，因此能够通过检测该距离来掌握晶圆W有无翘曲和翘曲的大小。
另外，翘曲检测部也可以设置为相对于位于卸载位置的晶圆舟3升降自如。图17是在作为能够升降的可动体的晶圆搬送机构4设置由透射型光传感器构成的翘曲检测部55的例子。在该例子中，在晶圆搬送机构4的牙叉41的保持机构42的上部设置透射型光传感器的受光部551，将发光部552设置于夹着位于卸载位置的晶圆舟3与晶圆搬送机构4对置的位置。发光部552设置于例如与配置在位于卸载位置的晶圆舟3的上部侧的晶圆W对应的位置，配置为在作为检查对象的晶圆W的例如直径附近的正上方形成水平的光轴。发光部552例如按作为检查对象的每个晶圆W设置，在上下方向排列有多个发光部552。
而且，在检测翘曲时，例如使晶圆搬送机构4移动来将受光部551设定于例如与最下段的发光部552对应的位置，从发光部552发光。而且，设定为，在对作为该检查对象的晶圆W进行了翘曲的检测之后使晶圆搬送机构4向上方侧移动，从而使受光部551位于与下一个晶圆W的发光部552对应的位置，同样地进行晶圆W的翘曲的检测。通过使晶圆搬送机构4上下移动，来对各个晶圆W单独地进行翘曲的检测。关于晶圆W的翘曲的检测，与使用上述的透射型光传感器的翘曲检测部相同。在该例子中，设置于晶圆搬送机构4的受光部551也可以在上下方向排列多个。另外，也可以替换受光部551和发光部552来将发光部552装载于晶圆搬送机构4。
另外，也可以如图18所示在晶圆搬送机构4设置由反射型光传感器构成的翘曲检测部56。在该例子中，在晶圆搬送机构4的牙叉41的保持机构42设置具备发光部和受光部的传感器部561，在夹着位于卸载位置的晶圆舟3与晶圆搬送机构4对置的位置设置有反射体562。在该例子中，反射体562设置于与配置在位于卸载位置的晶圆舟3的上部侧的晶圆W对应的位置。
而且，以使晶圆搬送机构4移动来在作为检查对象的晶圆W的直径附近的例如正上方形成水平的光轴的方式使传感器部561移动，来进行翘曲的检测。关于晶圆W的翘曲的检测，与上述的具备反射体的反射型传感器相同。另外，也可以替换传感器部561和反射体562来将反射体562装载于晶圆搬送机构4。在该例子中，设置于晶圆搬送机构4的传感器部561也可以在上下方向排列多个。
并且，图19是将由不设置反射体的结构的反射型光传感器构成的翘曲检测部57设置于晶圆搬送机构4的例子。在该例子中，在晶圆搬送机构4的牙叉41的保持机构42设置有具备发光部和受光部的翘曲检测部57。而且，以使晶圆搬送机构4移动来在检查对象的晶圆W的例如直径附近的正上方形成水平的光轴的方式使翘曲检测部57移动，来进行翘曲的检测。关于晶圆W的翘曲的检测，与上述的不具备反射体的反射型传感器相同。在该例子中，设置于晶圆搬送机构4的翘曲检测部57也可以在上下方向排列多个。
在设置由图18和图19所示的反射型光传感器构成的翘曲检测部的情况下，能够进行被收纳在承载件C内的晶圆W的翘曲的检测、装载于搬入反应容器24之前的晶圆舟3的晶圆W的翘曲的检测。另外，也能够利用于，对装载于承载件C、晶圆舟3的晶圆W，检测例如晶圆W从晶圆舟3的槽部脱离而晶圆W发生倾斜等的载置状态的异常。例如被正常载置而没有倾斜的晶圆W不会遮断晶圆表面的正上方的水平的光轴，但是当晶圆W倾斜时会遮断该光轴，因此能够检测晶圆W的载置异常。在例如维护、发生了地震等时确认晶圆舟3、承载件C内的晶圆W的状态而言是有效的。
在晶圆搬送机构4设置翘曲检测部的一部分或者全部的情况下，翘曲检测部的安装位置不限于上述的位置，也可以设置于例如搬送基体43等。如以上那样，在将翘曲检测部的一部分或者全部设置于作为可动体的晶圆搬送机构4的情况下，能够削减翘曲检测部的设置空间。另外，除了晶圆搬送机构4之外，也可以准备构成为在上下方向移动自如的可动体，在该可动体设置翘曲检测部的一部分或者全部。
在以上记述中，冷却气体喷吹机构6的段数能够与晶圆舟3的长度相应地适当变更，冷却气体喷吹机构6和吸气机构7未必需要构成为相同段数。另外，在从冷却气体喷吹机构6将冷却气体向装载于晶圆舟3的晶圆W喷吹时，构成冷却气体喷吹机构6的冷却气体供给管和构成吸气机构7的吸气管未必需要使用相同的段数。例如，从第一冷却气体供给管61喷吹冷却气体时，为了促进热量的排出，也可以将全部的吸气管71～73设为全开。
另外，也可以是，如图20所示那样，例如在晶圆搬送机构4设置冷却气体喷吹机构8。在该例子中，构成为，在支承晶圆搬送机构4的搬送基体43的驱动机构44设置构成冷却气体喷吹机构8的冷却气体供给管，从其前端朝向晶圆舟3喷吹冷却气体。冷却气体供给管经由流量调整部81与冷却气体的供给源82连接。
在该例子中，检测晶圆W的翘曲，根据该检测结果来使晶圆搬送机构4进行移动，向晶圆W喷吹冷却气体来进行晶圆W的冷却。此时，控制部100向流量控制部81输出控制信号使得向与被判定为存在翘曲的晶圆W对应的区域喷吹的冷却气体的流量多于向与被判定为没有翘曲的晶圆W对应的区域喷吹的冷却气体的流量。能够通过使晶圆搬送机构4移动来调整冷却气体的喷吹位置，因此能够对装载于晶圆舟3的晶圆W局部地进行冷却。
冷却气体喷吹机构8既可以设置于晶圆搬送机构4的其它部位，也可以设置于与在上下方向移动的晶圆搬送机构4分开的可动体。另外，也可以设置能够对各段独立地调整冷却气体的流量的冷却气体喷吹机构6和能够升降的该冷却气体喷吹机构8这两方。并且，只要能够相对于晶圆舟3相对地进行升降即可，因此例如也可以是设置不升降的冷却气体供给机构，使晶圆舟3侧升降来调整冷却气体的喷吹位置。
当在上下方向移动的可动体设置冷却气体喷吹机构的情况下，也可以是，例如向承载件C内、晶圆舟3的槽部、载置台部等喷吹冷却气体来进行吹扫以消除微粒。
以上，在本发明中，要检测晶圆W的翘曲的、作为检查对象的晶圆W也可以是一张。在这种情况下，也可以是，当根据翘曲检测部的一个晶圆W的检测结果来判定为该一个晶圆W没有翘曲时，控制部100对与该一个晶圆W的温度相比为相同程度的温度或者更低温度的其它晶圆W不进行翘曲检测部的翘曲的检测而从晶圆舟3取出。例如，如果将一个晶圆W设定为晶圆舟3的最上段的晶圆，则其它区域的晶圆W的温度为与该检查对象的晶圆W相同程度的温度或者更低的温度。
在检查对象的晶圆W为一张的情况下，例如也能够使用图21所示的翘曲检测部9。该翘曲检测部9由透射型光传感器构成，例如将发光部91设置于构成为沿着导轨93在水平方向移动自如的可动体92，在夹着晶圆W与发光部91对置的区域，使多个受光部94构成为在水平方向排列。在该例子中，使发光部91移动至与受光部94对应的位置并使其发光，来在晶圆W表面正上方形成水平的光轴L。在晶圆W没有翘曲时，光轴L不被遮断，因此受光部94的接收光量变多。另一方面，在晶圆W存在翘曲时，光轴L被遮断，因此受光部94的接收光量变少。由此，能够根据受光部94的检测结果来判定晶圆是否存在翘曲。
另外，也可以是，如图22所示的翘曲检测部95那样，将发光部96设置于构成为通过旋转机构98绕垂直轴旋转自如的可动体97，在夹着晶圆W与发光部96对置的区域，使多个受光部99在水平方向排列来构成。在该例子中，使发光部96旋转至与受光部99对应的位置并进行发光，来在晶圆W表面正上方形成水平的光轴L。在晶圆W没有翘曲时，光轴L不被遮断，因此受光部99的接收光量变多。另一方面，在晶圆W存在翘曲时，光轴L被遮断，因此受光部99的接收光量变少。由此，能够根据受光部99的检测结果来判定晶圆是否存在翘曲。
由光传感器构成的翘曲检测部如上所述那样通过接收光量的阈值与接收光量的比较来判定翘曲，取而代之地，也可以是通过是否遮断光轴来获取接收光-非接收光的数据，从而判定翘曲的有无。进行翘曲的判定的控制部既可以组入纵式热处理装置，也可以与纵式热处理装置分开设置。

Claims (10)

1.一种纵式热处理装置，将多个基板以棚架状保持于基板保持器具来搬入纵式的反应容器内进行热处理，所述纵式热处理装置的特征在于，具备：
基板搬送机构，其与所述基板保持器具进行基板的交接；
翘曲检测部，其用于检测被从所述反应容器搬出的基板保持器具保持的热处理后的基板的翘曲；以及
控制部，其输出控制信号，该控制信号用于利用所述基板搬送机构将根据所述翘曲检测部的检测结果被判定为没有翘曲的基板从所述基板保持器具取出，
所述控制部输出控制信号，使得在根据所述翘曲检测部对一个基板的检测结果判定为该一个基板没有翘曲时，对与该一个基板的温度相比为相同程度的温度或者低温度的其它基板，不进行翘曲检测部的翘曲的检测而从基板保持器具取出所述其它基板，
所述控制部输出控制信号，使得在根据所述翘曲检测部对所述基板保持器具的最上段的基板的检测结果为该基板没有翘曲的情况下，不对其它区域的基板进行翘曲检测部的翘曲的检测而从基板保持器具取出所述其它区域的基板。
2.根据权利要求1所述的纵式热处理装置，其特征在于，
所述控制部输出控制信号使得通过所述翘曲检测部来检测全部的基板的翘曲。
3.根据权利要求1或2所述的纵式热处理装置，其特征在于，
所述翘曲检测部为包含发光部和受光部的结构、包含超声波传感器的结构以及包含电磁波传感器的结构中的任一结构。
4.根据权利要求1或2所述的纵式热处理装置，其特征在于，
所述翘曲检测部被设置为升降自如。
5.根据权利要求1或2所述的纵式热处理装置，其特征在于，
所述翘曲检测部的一部分或者全部设置于升降自如的可动体。
6.根据权利要求5所述的纵式热处理装置，其特征在于，
所述可动体为基板搬送机构。
7.根据权利要求1或2所述的纵式热处理装置，其特征在于，
所述控制部输出控制信号使得在预先设定的定时进行翘曲的检测。
8.根据权利要求1或2所述的纵式热处理装置，其特征在于，
设置冷却气体喷吹机构，该冷却气体喷吹机构构成为向被基板保持器具保持的基板喷吹冷却气体，并且能够沿着基板保持器具被进行多段分割并按每段独立地调整冷却气体的流量，
所述控制部输出控制信号，使得向与被判定为存在翘曲的基板对应的区域喷吹的冷却气体的流量多于向与被判定为没有翘曲的基板对应的区域喷吹的冷却气体的流量。
9.根据权利要求1或2所述的纵式热处理装置，其特征在于，
设置冷却气体喷吹机构，该冷却气体喷吹机构构成为向被基板保持器具保持的基板喷吹冷却气体并且能够相对于基板保持器具相对地升降，
所述控制部输出控制信号，使得向与被判定为存在翘曲的基板对应的区域喷吹的冷却气体的流量多于向与被判定为没有翘曲的基板对应的区域喷吹的冷却气体的流量。
10.一种纵式热处理装置的运转方法，所述纵式热处理装置将多个基板以棚架状保持于基板保持器具来搬入纵式的反应容器内进行热处理，所述纵式热处理装置的运转方法的特征在于，包括以下工序：
利用基板搬送机构将基板交接给所述基板保持器具；
利用翘曲检测部检测被从所述反应容器搬出的基板保持器具保持的基板的翘曲；以及
利用所述基板搬送机构将根据所述翘曲检测部的检测结果判定为没有翘曲的基板从所述基板保持器具取出，
其中，在根据所述翘曲检测部对一个基板的检测结果判定为该一个基板没有翘曲时，对与该一个基板的温度相比为相同程度的温度或者低温度的其它基板，不进行翘曲检测部的翘曲的检测而从基板保持器具取出所述其它基板，以及
在根据所述翘曲检测部对所述基板保持器具的最上段的基板的检测结果为该基板没有翘曲的情况下，不对其它区域的基板进行翘曲检测部的翘曲的检测而从基板保持器具取出所述其它区域的基板。
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