JP2000286324A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】成膜処理室に近接して設置される真空チャンバ
の温度上昇の際に、被処理基板が保持されるボートを支
持するシャフトの熱膨張を補正又は抑制し、該シャフト
の上端高さ位置を一定にして、被処理基板移載機構との
高さ位置のずれによる移載ミスを防止する。 【解決手段】ボートと基板搬送機間で被処理基板の受渡
しを行う基板処理装置に於いて、少なくともボート、基
板搬送機のいずれか一方をシャフトにて支持し、前記シ
ャフトに該シャフトの温度を検出する温度センサを設け
ると共に、前記シャフトの先端位置調節機構を設け、前
記温度センサにより検出された前記シャフトの温度信号
に基づき前記シャフト先端位置調節機構を介して前記シ
ャフトの先端位置を調節する位置制御装置を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は熱処理チャンバ内で
被処理基板の搬送を行う搬送手段を有する基板処理装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、シリコンウェーハ等の被処理基
板に成膜処理等各種プロセス処理を施して半導体素子を
形成させる基板処理装置では、図６に示す様に、加熱ヒ
ータを具備する成膜処理室１の下方に真空チャンバとな
る予備室２を有し、該予備室２内で図示しない搬送機構
によりウェーハ３がボート４に多段に装填され、所定枚
数ウェーハ３が装填された前記ボート４は、前記予備室
２外部に設けられた昇降機構５により前記成膜処理室１
内に装入され、前記ウェーハ３の処理が行われる。

【０００３】前記昇降機構５とボート４はシャフト６に
よって連結され、該シャフト６の前記予備室２から露出
する部分は伸縮自在なベローズ７により覆われ、該ベロ
ーズ７の上端、下端はそれぞれＯリング８によって前記
予備室２、昇降機構５に気密に固着され、前記シャフト
６の貫通部は気密にシールされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】予備室２内にボート４
が待機している場合、成膜処理室１からの放熱により予
備室２内部が高温になり、前記シャフト６も加熱され昇
温する場合がある。該予備室２内に於いて図示しない搬
送機構とボートとの相対位置調整後にこの現象が起こる
と、前記シャフト６が熱膨張により伸びてボート４の高
さ位置が高くなる方向にずれてしまう。

【０００５】該予備室２の温度上昇が大きい場合には、
ウェーハ移載機構との高さ位置が許容値以上にずれて、
移載ミス等の重大事故につながる可能性がある。

【０００６】本発明は斯かる従来の問題点を解決し、予
備室２の昇温時のシャフトの熱膨張によるボートの位置
変化を抑制し、高精度な位置決めを可能とした昇降機構
を有する基板処理装置の提供を目的として為したもので
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ボートと基板
搬送機間で被処理基板の受渡しを行う基板処理装置に於
いて、少なくともボート、基板搬送機のいずれか一方を
シャフトにて支持し、前記シャフトに該シャフトの温度
を検出する温度センサを設けると共に、前記シャフトの
先端位置調節機構を設け、前記温度センサにより検出さ
れた前記シャフトの温度信号に基づき前記シャフト先端
位置調節機構を介して前記シャフトの先端位置を調節す
る位置制御装置を備えた基板処理装置に係り、又温度差
の異なるチャンバ内に外部からシャフトを挿入し、チャ
ンバ内でボート、基板搬送機のいずれか一方を支持し、
前記チャンバ内にボート、基板搬送機のいずれか他方を
設け、前記ボートと前記基板搬送機間で被処理基板の受
渡しを行う基板処理装置に於いて、前記シャフトに該シ
ャフトの温度を検出する温度センサを設けると共に、該
シャフトの先端位置調節機構を設け、前記温度センサに
より検出された該シャフトの温度信号に基づき前記シャ
フト先端位置調節機構を介して該シャフトの先端位置を
調節する位置制御装置を備えた基板処理装置に係り、又
前記シャフトが昇降機構に連結され、前記シャフト先端
位置調節機構が昇降機構である基板処理装置に係り、又
前記シャフト先端位置調節機構が、該シャフト内に設け
られた温度調節機構である基板処理装置に係り、又温度
調節機構がヒータである基板処理装置に係り、更に又温
度調節機構がシャフト内部に形成された冷却通路、該冷
却通路に冷却媒体を流通させる冷却媒体循環手段である
基板処理装置に係るものである。

【０００８】シャフトの温度が温度センサにより検出さ
れ、該温度センサにより検出された温度信号により前記
シャフトの材質による熱膨張率から該シャフトの熱膨張
後の長さが計算され、該シャフトの長さが所定の長さに
なる様シャフト高さ位置調節機構が制御される。従っ
て、シャフトの高さが常に設定高さに維持され、該シャ
フトにより支持されるボートと被処理基板搬送手段との
位置決め精度が向上し、例えばウェーハ移載機構との高
さ位置がずれることなく、移載ミス等の重大事故が回避
される。

【０００９】或は、被処理基板搬送手段を動かすシャフ
トの温度が温度センサにより検出され、該温度センサに
より検出された温度信号が温度制御装置に送られ、該温
度制御装置により前記シャフトが加熱又は冷却され、該
シャフトの長さが所定の長さになる様シャフト温度が制
御される。従って、シャフトの高さが常に設定高さに維
持され、同様に該シャフトにより支持されるボートの被
処理基板搬送手段との位置決め精度が向上し、例えばウ
ェーハ移載機構との高さ位置がずれることなく、移載ミ
ス等の重大事故が回避される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。

【００１１】図１に於いて本発明の第１の実施の形態を
説明する。

【００１２】尚、図１中、図６中と同等のものには同符
号を付し、説明は省略する。

【００１３】昇降機構５に立設され、前記予備室２の底
部を貫通し、ボート４に連結されたシャフト６の内部
に、細孔９が該シャフト６の軸心方向に且つ該シャフト
６の上端部近傍迄穿設され、該細孔９内に温度測定用セ
ンサ１０が挿入されている。

【００１４】該温度測定用センサ１０は制御用コントロ
ーラ１１に接続され、該制御用コントローラ１１では前
記温度測定用センサ１０からの温度測定データに基づ
き、前記シャフト６の材質による熱膨張係数とシャフト
６の長さとから、シャフト６の伸び量が計算される。

【００１５】該制御用コントローラ１１からは前記シャ
フト６の伸び量分に対応したシャフト移動量信号が昇降
機構５に送られ、該シャフト６が伸び量分降下されてボ
ート４の位置補正が行われる様になっている。

【００１６】予備室２内でウェーハ３が装填、払出しさ
れる際、成膜処理室１からの放射熱により該予備室２内
の温度が昇温し、ウェーハ３保持用のボート４を支持す
るシャフト６は加熱され昇温し、熱膨張し始める。

【００１７】該シャフト６の温度上昇は、温度測定用セ
ンサ１０により検出されており、検出された温度測定デ
ータは制御用コントローラ１１に送られ、該制御用コン
トローラ１１では下記数式１により、前記シャフト６の
伸び量が求められる。

【００１８】

【数式１】伸び量＝熱膨張係数（シャフト材質による既
定値）×温度上昇値×シャフト長さ

【００１９】シャフト６の伸び量が計算され、該伸び量
分が相殺される様シャフト移動量信号が昇降機構に送ら
れ、該シャフト６がボート４と共に前記伸び量分降下さ
れ、該ボート４の位置補正が行われる。

【００２０】従って、該ボート４と図示しないウェーハ
移載機構との高さ位置調整後に、前記シャフト６の熱膨
張が生じても、ウェーハ３の移載ミスは回避される。

【００２１】図２及び図３に於いて本発明の第２の実施
の形態を説明する。

【００２２】尚、図２及び図３中、図１中と同等のもの
には同符号を付し、説明は省略する。

【００２３】シャフト２６内に該シャフト２６の軸心方
向に２本の細孔９，１３が、前記シャフト２６の上端近
傍迄穿設され、一方の細孔１３には温度測定用センサ１
０が奥迄挿入され、他方の細孔１３には加熱ヒータ１４
が同様に奥迄挿入されている。

【００２４】前記温度測定用センサ１０からの温度信号
は温度調整コントローラ２１に送られ、該温度調整コン
トローラ２１に於いて前記温度信号は前記シャフト２６
の設定温度と比較され、該温度信号が設定温度よりも低
い場合に、前記加熱ヒータ１４に電力供給され、前記シ
ャフト２６の長さが一定に保たれる様になっている。

【００２５】予備室２内でウェーハ３が装填、払出しさ
れる際、成膜処理室１からの放射熱により該予備室２内
の温度が上昇し、前記シャフト２６が加熱されて温度が
上昇する場合は、前記加熱ヒータ１４への給電を抑制
し、所定温度より上昇することを抑制する。前記予備室
２の温度が低下し、シャフト２６の温度が下がった場合
は直ちに温度測定用センサ１０により検出され、検出結
果は前記温度調整コントローラ２１にフィードバックさ
れ、前記加熱ヒータ１４に電力供給されてボートを支持
する前記シャフト２６が加熱され、該シャフト２６は所
定温度に維持される。

【００２６】従って、シャフト２６の温度が常に温度調
整コントローラ２１にフィードバックされ温度コントロ
ールされるので、前記シャフト２６の温度が所定温度に
維持され、前記シャフト２６の長さは予備室２の温度変
化に拘わらず一定となり、該ボート４とウェーハ移載機
構との高さ位置調整後に、前記予備室２内の温度変化が
生じても、位置精度の狂いはなくなり、ウェーハ３の移
載ミスは防止される。

【００２７】図４に於いて本発明の第３の実施の形態を
説明する。

【００２８】尚、図４中、図１中と同等のものには同符
号を付し、説明は省略する。

【００２９】図４は前述の基板処理装置のシャフト部分
を拡大したものであり、シャフト３６の軸心方向に細孔
９が、該シャフト３６の上端近傍迄穿設され、該細孔９
に温度測定用センサ１０が挿入されている。更に、該シ
ャフト３６内に該シャフト３６の上端近傍迄届く冷却流
路１５が形成され、該冷却流路１５にオイル等の冷却媒
体を流す循環式温度調節器２０が接続され、該循環式温
度調節器２０には前記温度測定用センサ１０が接続さ
れ、前記温度測定用センサ１０によって検出された温度
に基づき冷却媒体の流量制御、流通停止の流量オンオフ
制御等を行い、前記シャフト３６の冷却を行って該シャ
フト３６を設定温度に維持する様になっている。尚、本
実施の形態では該シャフト３６を室温（２０℃）に維持
することも可能である。

【００３０】本実施の形態に於いて、予備室２内でウェ
ーハ３が装填、払出しされる際、成膜処理室１からの放
射熱により前記予備室２内の温度が昇温し、ウェーハ保
持用のボート４を支持するシャフト３６は熱伝導により
昇温し、熱膨張し始める。

【００３１】該シャフト３６の温度上昇は、温度測定用
センサ１０により検出されて循環式温度調節器２０に送
られ、該循環式温度調節器２０では送られてきた温度信
号が前記シャフト３６の設定温度例えば室温２０℃と比
較され、該設定温度を越えた時、２０℃以下に冷却され
た冷却媒体が該シャフト３６の冷却流路１５に供給され
る。

【００３２】循環溶媒の供給により前記シャフト３６が
冷却され、前記温度測定用センサ１０からの温度信号が
設定温度の２０℃になった時、前記循環式温度調節器２
０による冷却用循環溶媒の供給が中断され、或は流量が
低減され、前記シャフト３６の温度が設定温度に維持さ
れる様フィードバック制御される。

【００３３】従って、前記ボート４とウェーハ移載機構
との高さ位置調整後に、成膜処理室１から予備室２が放
射熱を受けても、前記シャフト３６の熱膨張は抑制さ
れ、高さ位置のずれはなく、移載ミスは防止される。

【００３４】図５に於いて本発明の第４の実施の形態を
説明する。

【００３５】該第４の実施の形態では可動部としてボー
トの代りにシャフト上端にウェーハ移載機等の駆動機構
部が可動部として連結されている場合である。尚、図５
中、図１中と同等のものには同符号を付し、説明は省略
する。

【００３６】図５で示すシャフト１６は中空シャフトで
あり、シャフトの中空部１２は通気路としての役割を果
たすと共に、図示しないウェーハ移載機構の駆動部の制
御に必要な電源ライン、信号ライン、センサライン等が
配線導入されている。前記シャフト１６の中空部１２の
内面には断熱材１７が設けられ、該断熱材１７により前
記配線が熱焼損しない様に保護されている。尚、前記配
線に断熱材１７を巻設し、その後前記中空部１２に挿通
する様にしてもよい。

【００３７】該中空のシャフト１６の実肉部に、該シャ
フト１６の軸心方向に細孔９が穿設され、該細孔９に温
度測定用センサ１０が挿入されている。該温度測定用セ
ンサ１０は前記第１の実施の形態と同様に、制御用コン
トローラ１１に接続され、該制御用コントローラ１１で
は前記温度測定用センサ１０からの温度測定データに基
づき、前記シャフト１６の材質による熱膨張係数とシャ
フト１６の長さとから、シャフト１６の伸び量が計算さ
れる。

【００３８】該制御用コントローラ１１からは前記シャ
フト１６の伸び量分に対応したシャフト移動量信号が昇
降機構に送られ、該シャフト１６が伸び量分降下されて
ボート４の位置補正が行われる。

【００３９】本実施の形態に於いても、予備室２内でウ
ェーハ３が装填、払出しされる際、成膜処理室１からの
放射熱により前記予備室２内の温度が昇温し、ウェーハ
移載機等の駆動機構部を支持するシャフト１６は熱伝導
により昇温し、熱膨張し始める。

【００４０】該シャフト１６の温度上昇は、温度測定用
センサ１０により検出されて制御用コントローラ１１に
送られ、該制御用コントローラ１１では前記数式１によ
り、シャフト１６の伸び量が計算され、該伸び量分が相
殺される様シャフト移動量信号が昇降機構に送られ、該
シャフト１６が前記伸び量分降下され、該シャフト１６
の上端の位置補正が行われる。

【００４１】従って、ウェーハ移載機構とボート４との
高さ位置調整後に、前記シャフト１６の熱膨張が生じて
も、移載ミスは防止される。

【００４２】尚、上記実施の形態に於いて、シャフトの
温度測定箇所は上端に限ることはない。例えば、シャフ
トの上端部と下端部とでは温度差が生じると考えられる
が、その場合シャフトの平均温度となる部分の温度を検
出する様にしてもよく、更に複数点を温度検出し、熱膨
張によるシャフトの伸びを更に精度よく演算してもよ
い。又、上記実施の形態では気密な予備室の外部に設け
られた昇降機構との関連を述べたが、気密室に限られる
ことはなく、更に昇降機構に限られるものではなく、温
度差のある２室間に掛渡って設けられる水平移動機構に
実施してもよく、或は同室内での移動機構であっても、
シャフトに経時的な温度差が生じる場合にも実施可能で
あることは勿論である。

【００４３】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、ウェー
ハ等の被処理基板を保持するボートを支持するシャフト
に、温度測定用センサーが設けられ、位置制御装置を介
して該シャフトの上端高さ位置が一定に調節されるの
で、前記ボートと真空チャンバ内の被処理基板搬送手段
との間の位置決めが、該真空チャンバ内が昇温しても誤
差が補正され、高精度な位置決めが維持され、ウェーハ
等の被処理物の移載ミスが防止される等種々の優れた効
果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す説明図であ
る。

【図２】本発明の第２の実施の形態を示す説明図であ
る。

【図３】該実施の形態に於けるシャフト部分を示す説明
図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態に於けるシャフト部
分を示す説明図である。

【図５】本発明の第４の実施の形態に於けるシャフト部
分を示す説明図である。

【図６】従来の基板処理装置の説明図である

【符号の説明】

１ 成膜処理室 ２ 予備室 ３ ウェーハ ４ ボート ５ 昇降機構 ６ シャフト ９ 細孔 １０ 温度測定用センサ １１ 制御用コントローラ １２ 中空部 １３ 細孔 １４ 加熱ヒータ １５ 冷却流路 １６ シャフト ２６ シャフト ３６ シャフト

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F031 FA03 FA19 HA67 JA13 JA46 KA02 KA20 5F045 DP19 EB08 EB10 EM10 EN04 EN05 GB05 GB15

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボートと基板搬送機間で被処理基板の受
   渡しを行う基板処理装置に於いて、少なくともボート、
   基板搬送機のいずれか一方をシャフトにて支持し、前記
   シャフトに該シャフトの温度を検出する温度センサを設
   けると共に、前記シャフトの先端位置調節機構を設け、
   前記温度センサにより検出された前記シャフトの温度信
   号に基づき前記シャフト先端位置調節機構を介して前記
   シャフトの先端位置を調節する位置制御装置を備えたこ
   とを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 前記シャフトが昇降機構に連結され、前
   記シャフト先端位置調節機構が昇降機構である請求項１
   の基板処理装置。
3. 【請求項３】 前記シャフト先端位置調節機構が、該シ
   ャフト内に設けられた温度調節機構である請求項１の基
   板処理装置。