JP2004281821A

JP2004281821A - 基板処理装置

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Publication number: JP2004281821A
Application number: JP2003072635A
Authority: JP
Inventors: Rui Nomura; 類野村; Masasue Murobayashi; 正季室林
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】ウェハ搬送機内にボート溝位置検出機用のケーブルベアをなくして、省スペース化と測定精度向上、機構部品の信頼性を向上する。
【解決手段】位置測定手段６でボート２１７の溝の位置を自動測定し、その測定結果に基づき、基板をボート２１７に搬送するウェハ搬送機１を有する。位置測定を行う場合は、可動部１１１と固定部１０１とを切り離す。そして、可動部１１１に設けた検出部１１２は、固定部１０１とはワイヤレスになっている可動部１１１上に搭載した蓄電部１１３で電源を自己給電される。検出部１１２で検出した光信号は、可動部１１１側から固定部１０１側の受光部１０２にワイヤレスで送られる。ウェハ搬送機１の位置測定手段６で位置測定を行わない場合は、可動部１１１を固定部１０１と接触させ、固定部１０１側の充電部１０３から可動部１１１側の蓄電部１１３を充電するように構成される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板保持部材に保持された基板を処理する半導体製造装置やＬＣＤ製造装置等といった基板処理装置に係り、特に、基板を保持する基板保持部材の溝の位置を検出する位置検出手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体製造装置は、ウェハ搬送機や基板保持部材（ボート）、処理炉を有し、基板を保持する溝を有する基板保持部材の溝にウェハ搬送機で基板を搬送し、基板の搬送され基板保持部材を処理炉に入れて基板を処理している。ここで、ウェハ搬送機による基板保持部材への基板の搬送は自動的に行うため、予めウェハ搬送機に基板保持部材の溝の位置を教えておく必要がある。
【０００３】
ツィーザに基板を載せて搬送するウェハ搬送機は、ウェハ搬送機が上下に移動可能で、かつ水平面内で旋回可能に設けられ、ウェハ搬送機のツィーザは前後方向に移動可能に設けられる。従来、このように３次元に動くウェハ搬送機に対して、基板保持部材の溝の位置情報を教えるために位置測定プレートを、ウェハ搬送機に搭載したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この位置測定プレートは、ツィーザとは別に、かつ基板保持部材に対してアクセス可能となるように、ツィーザと同様にウェハ搬送機上で前後方向に移動可能に設けられる。基板保持部材の溝の位置を測定するときは、位置測定プレートを基板保持部材にアクセスして基板を保持する溝の位置を自動検出する。溝の位置を測定したデータをウェハ搬送機に取り込んで、測定データから基板の搬送位置を自動計算し、ウェハ搬送機が搬送可能な３次元データを生成する。そのデータに基づいてウェハ搬送機を制御し、実際に基板を基板保持部材の溝に搬送するようになっている。
【０００４】
この位置測定プレートは、基板保持部材の溝の位置を測定する時に、ウェハ搬送機から基板保持部材へ何回もアクセスすることになる。そのたびに位置測定プレートはウェハ搬送機から遠ざかったり近づいたりする。このためウェハ搬送機と位置測定プレートとの間を余長のある電源ケーブルや信号ケーブルで接続して、位置測定プレートとウェハ搬送機との情報伝達を確保する必要がある。したがってケーブルベア等のケーブル支持案内装置を設けて、ウェハ搬送機を駆動する駆動部から上記ケーブルを保護している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−９１３５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術では、基板を基板保持部材の溝に搬送する搬送手段に、基板保持部材の溝の位置を教える必要があるが、そのために用いる位置測定プレートが基板搬送手段から離れたり近づいたりするので、位置測定プレートと基板搬送手段との間を余長のあるケーブルで接続している。しかし、基板搬送手段にケーブル支持案内装置を必要とするために、構造や安定性等の点で改善の余地があった。
本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解消して、省スペース化と、測定精度向上と、機構部の信頼性を向上することが可能な半導体製造装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、基板を保持する溝を有する基板保持部材に対し、前記溝の位置の測定結果に基づき動く基板搬送手段を用いて前記基板保持部材の溝に基板を搬送し、前記基板の搬送された基板保持部材を反応室に収納して、基板を加熱し反応室に反応ガスを供給しつつ排気して前記基板を処理する基板処理装置において、前記基板搬送手段に、前記基板保持部材にアクセスして前記基板保持部材の溝の位置を測定する位置測定手段を設け、前記位置測定手段は、前記基板保持部材にアクセス可能な可動部と、可動部がアクセスしないとき可動部と接触可能な固定部とを備え、前記位置測定手段の可動部側に基板保持部材の溝の位置を検出する検出部と、前記検出部の電源となる蓄電部とを設け、前記固定部側に前記蓄電部を充電する充電部を設けて、
前記位置検出手段の可動部が固定部に接触するとき、前記可動部側に設けた蓄電部と前記固定部側に設けた充電部とが通電するように構成したことを特徴とする基板処理装置である。
【０００８】
位置測定検出手段を構成する可動部は、検出部に電源を供給する蓄電部を備え、固定部と接触するときは、固定部に設けた充電部によって蓄電部を充電するようにしているので、固定部と可動部との間に、可動部の検出部へ電源を供給する電源ケーブルが不要となり、固定部と可動部との間をワイヤレスにすることができる。また、電源ケーブルを無くしたので、スペースを要する電源ケーブルベア等のケーブル支持案内装置が不要となり、位置測定検出手段を設ける基板搬送手段の省スペース化を実現できる。また、電源ケーブルベアに起因する振動による測定精度の低下を防止できる。また、ワイヤレスにより基板搬送手段の機構部の信頼性を向上できる。
【０００９】
基板搬送手段に設けられる位置測定手段は、基板保持部材の溝に基板を実際に搬送するツィーザなどの手段とは別個に設けられて、ツィーザなどの手段とは独立して基板保持部材にアクセスできるようになっている。また、前記位置測定手段は、充電部と蓄電部との間の電源ケーブルをワイヤレスにする場合、電源ケーブルと信号ケーブルの両方をともにワイヤレスにするのが良い。しかし、検出部と固定部側に設けられることになる受信部との間の信号ケーブルは残すようにしてもよい。可動部に充電部を設けるようにして電源ケーブルのみをワイヤレスにするだけでも、電源ケーブルが存在している場合よりも機構的に有利になるからである。検出部と受信部との間の信号ケーブルを残さず、信号ケーブルもワイヤレスにするときは、可動部に検出部で検出した測定結果を一時的に保存する記憶部を設けて可動部を固定部に接触させたとき記憶部の内容を固定部側に転送するように構成しても、あるいは記憶部を設けずに検出部で検出した測定結果を無線で受信部に送信するように構成してもよい。
【００１０】
また、基板保持部材の位置を測定する部位を溝としているが、溝のみに限定されない。溝の他に、基板を保持するための必要な部位、例えば基板保持部材がボートの場合には、複数本の支柱がボートの構成要素となり、それらの支柱に溝が形成されることになるが、その溝の形成された支柱の位置等も含まれる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、前記可動部が有する検出部が、基板保持部材の溝の位置を検出して測定結果を無線で送信するように構成され、前記固定部はさらに前記検出部の測定結果を無線で受信する受信部を有することを特徴とする基板処理装置である。
【００１２】
可動部に設けた検出部で測定した結果は、有線ではなく、無線で受信部に送るようにして信号ケーブルも廃止したので、電源を含めた情報伝達のワイヤレス化を図れる。したがって、基板搬送手段の省スペース化をさらに実現できる。また、信号ケーブルベアに起因する振動による測定精度の低下も防止できる。また、信号ケーブルレスにより基板搬送手段の機構部の信頼性をさらに向上できる。
【００１３】
無線での通信媒体は電波でも可能であるが、ノイズ等の発生を考慮すると光の方が好ましい。この場合、検出部を発光ダイオードで、受信部をフォトトランジスタやフォトダイオードで構成することができる。
【００１４】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記基板保持部材の溝の位置の測定を行うために前記可動部を前記固定部から離したとき、前記蓄電部から前記検出部に電源を供給するように構成したことを特徴とする半導体製造装置である。
【００１５】
可動部を固定部から離したとき、蓄電部から検出部に電源を供給するようにしたので、充電中に検出部で蓄電部が消費されることがなく、効率的な充電ができる。この場合において、可動部と固定部とが接触又は非接触することによって可動部に設けた蓄電部を充電部側又は検出部側に切り替える切替回路を設けることによって、可動部を固定部から離したとき蓄電部から検出部に電源を供給するようにすることができる。
【００１６】
第４の発明は、基板搬送手段に、基板を保持する溝を有する基板保持部材にアクセスして溝の位置を測定し、その測定結果に基づき前記基板搬送手段に基板を搬送させるための位置測定手段を設け、前記位置測定手段は前記基板保持部材にアクセス可能な可動部とアクセス不能な固定部とを備え、前記可動部は基板保持部材にアクセスするときは前記固定部から離れて動きアクセスしないときは前記固定部に接触させるようにし、前記可動部は基板保持部材の溝の位置を検出する検出部と前記検出部の電源となる蓄電部とを有し、前記固定部は前記蓄電部を充電する充電部を有し、前記可動部が固定部に接触するとき前記可動部側に設けた蓄電部と前記固定部側に設けた充電部とが通電するように構成した基板処理装置を用いて基板を処理する半導体デバイスの製造方法であって、前記位置測定手段を用いて基板保持部材の前記溝の位置を測定する工程と、前記測定結果に基づき前記基板搬送手段を用いて基板保持部材の前記溝に基板を搬送する工程と、前記基板保持部材に搬送された前記基板を反応室にロードする工程と、反応室にロードした基板を加熱し、反応ガスを供給しつつ排気して前記基板を処理する工程と、処理した基板を基板保持部材とともに反応室からアンロードする工程と、を有する半導体デバイスの製造方法である。
【００１７】
可動部と固定部との間に電源ケーブルが存在しない位置検出手段を使用して基板保持部材の溝の位置を測定し、その測定結果に基づき基板搬送装置により基板を基板保持部材の溝に搬送する基板処理装置を用いるので、基板の搬送に優れた高品質の半導体デバイスを製造することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態の基板処理装置について説明する。
【００１９】
基板処理装置は、基板を処理する反応室を有する処理炉と、処理炉の下方に設けられて基板を基板保持部材に搬送する搬送室とを備え、基板の搬送された基板保持部材を搬送室から処理炉に収容して基板を処理するように構成される。この処理炉及び搬送室をそれぞれ図６及び図１に例示する。
【００２０】
図６は減圧ＣＶＤ処理炉の断面図である。外管（以下、アウタチューブ２０５）は例えば石英（ＳｉＯ_２）等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞され、下端に開口を有する円筒状の形態である。内管（以下、インナチューブ２０４）は、上端及び下端の両端に開口を有する円筒状の形態を有し、アウタチューブ２０５内に同軸的に配置されている。アウタチューブ２０５とインナチューブ２０４の間の空間は筒状空間２５０を成す。インナチューブ２０４の上部開口から上昇したガスは、筒状空間２５０を通過して排気管２３１から排気されるようになっている。なお、処理炉の制御系は主制御部１２０で制御される。
【００２１】
アウタチューブ２０５およびインナチューブ２０４の下端には、例えばステンレス等よりなるマニホールド２０９が係合され、このマニホールド２０９にアウタチューブ２０５およびインナチューブ２０４が保持されている。このマニホールド２０９は保持手段（以下ヒータベース２５１）に固定される。アウタチューブ２０５の下端部およびマニホールド２０９の上部開口端部には、それぞれ環状のフランジが設けられ、これらのフランジ間には気密部材（以下、Ｏリング２２０）が配置され、両者の間が気密にシールされている。
【００２２】
マニホールド２０９の下端開口部には、例えばステンレス等よりなる円盤状の蓋体（以下シールキャップ２１９）がＯリング２２０を介して気密シール可能に着脱自在に取付けられている。シールキャップ２１９には、ガスの供給管２３２が貫通するよう設けられている。これらのガスの供給管２３２により、処理用のガスがアウタチューブ２０５内に供給されるようになっている。これらのガスの供給管２３２はガスの流量制御手段（以下マスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４１）に連結されており、ＭＦＣ２４１は主制御部１２０のガス流量制御部１２２に接続されており、供給するガスの流量を所定の量に制御し得る。
【００２３】
マニホールド２０９の上部には、圧力調節器（例えばＡＰＣ、Ｎ_２バラスト制御器があり、以下ここではＡＰＣ２４２とする）及び、排気装置（以下真空ポンプ２４６）に連結されたガスの排気管２３１が接続されており、アウタチューブ２０５とインナチューブ２０４との間の筒状空間２５０を流れるガスを排出し、アウタチューブ２０５内をＡＰＣ２４２により圧力を制御することにより、所定の圧力の減圧雰囲気にするよう圧力検出手段（以下圧力センサ２４５）により検出し、主制御部１２０の圧力制御部１２３により制御する。
【００２４】
シールキャップ２１９には、回転手段（以下回転軸２５４）が連結されており、回転軸２５４により、基板保持部材（以下ボート２１７）及びボート２１７上に保持されているウェハ２００を回転させる。又、シールキャップ２１９は昇降手段（以下ボートエレベータ２２５）に連結されていて、ボート２１７を昇降させる。回転軸２５４、及びボートエレベータ２２５を所定のスピードにするように、主制御部１２０の駆動制御部１２４により制御する。
【００２５】
アウタチューブ２０５の外周には加熱装置（以下ヒータ２０７）が同軸的にに配置されている。ヒータ２０７は、アウタチューブ２０５内の温度を所定の処理温度にするよう温度検出手段（以下熱電対２６３）により温度を検出し、主制御部１２０の温度制御部１２１により制御する。前述したインナチューブ２０４、アウタチューブ２０５と、マニホールド２０９とで、ボート２１７に支持されたウェハ２００を収納して処理するための反応室２０１を構成する。
【００２６】
図６に示した処理炉による減圧ＣＶＤ処理方法の一例を説明すると、まず、ボートエレベータ２２５によりボート２１７を下降させる。ボート２１７に複数枚のウェハ２００を保持する。次いで、ヒータ２０７により加熱しながら、反応室２０１内の温度を所定の処理温度にする。ガスの供給管２３２に接続されたＭＦＣ２４１により予め反応室２０１内を不活性ガスで充填しておき、ボートエレベータ２２５により、ボート２１７を上昇させて反応室２０１内に移し、反応室２０１の内部温度を所定の処理温度に維持する。反応室２０１内を所定の真空状態まで排気した後、回転軸２５４により、ボート２１７及びボート２１７上に保持されているウェハ２００を回転させる。同時にガスの供給管２３２から処理用のガスを供給する。供給されたガスは、反応室２０１内を上昇し、ウェハ２００に対して均等に供給される。
【００２７】
減圧ＣＶＤ処理中の反応室２０１内は、排気管２３１を介して排気され、所定の真空になるようＡＰＣ２４２により圧力が制御され、所定時間減圧ＣＶＤ処理を行う。
【００２８】
このようにして減圧ＣＶＤ処理が終了すると、次のウェハ２００の減圧ＣＶＤ処理に移るべく、反応室２０１内のガスを不活性ガスで置換するとともに、圧力を常圧にし、その後、ボートエレベータ２２５によりボート２１７を下降させて、ボート２１７及び処理済のウェハ２００を反応室２０１から取出す。反応室２０１から取出されたボート２１７上の処理済のウェハ２００は、未処理のウェハ２００と交換され、再度前述同様にして反応室２０１内に上昇され、減圧ＣＶＤ処理が成される。
【００２９】
なお、本実施例の処理炉での処理条件は、ドープトポリシリコン膜の成膜で例示すれば、ウェハ温度５３０℃、ガス種ＳｉＨ_４、その流量４００ｓｃｃｍ、ガス種ＰＨ_３、その流量１００ｓｃｃｍ、処理圧力は２００Ｐａである。
【００３０】
次に図１を用いて、処理炉の下方に設けられる搬送室３０について説明する。搬送室３０は処理炉とともに図示しないハウジング内に形成される。搬送室３０内にはウェハ搬送機１と基板保持部材２１７（以下、ボート２１７）とが主に設けられている。
ウェハ搬送機１は３次元に動き、複数のウェハ２００をボート２１７に形成した複数の溝１５に搬送するように構成されている。そのためにウェハ搬送機１は、上下方向移動機構２、旋回方向移動機構３、及び半径方向移動機構４を備える。Ａが上下方向、Ｂが旋回方向、Ｃが半径方向である。また、ウェハ搬送機１は、複数枚のウェハを一括して保持する複数のツィーザ１１、ツィーザ１１間のピッチ可変機構１２、位置測定センサ可動部１１１（以下、単に可動部１１１という）を有して溝位置を検出する位置測定手段６、ウェハ搬送機制御装置７、位置測定制御装置８を備えている。ツィーザ１１と位置測定手段６の可動部１１１とは、半径方向移動機構４によって独立して前後方向に前後移動可能に設けられ、ボート２１７に対して個別にアクセスできるように構成されている。なお１３は各機構２、３、４のモータを制御するモータ制御ボードである。
【００３１】
また、ウェハ搬送機１のアクセス可能な位置にボート２１７が設けられる。ボート２１７は、柱１０−１、１０−２、１０−３を構成要素にもつ。柱１０−１、１０−２、１０−３には、ウェハを多数枚水平に保持するための溝１５が複数設けられている。なお、ボート２１７の真上に前述した処理炉が配設される。
【００３２】
前述した位置測定手段６は、ボート２１７の溝１５の位置を測定するためのものである。位置測定手段６は、ウェハ搬送機１の半径方向移動機構４に設けられた固定部１０１と、ボート２１７にアクセス可能な可動部１１１とを備える。可動部１１１はボート２１７の各溝１５の位置の測定を行うときはボート２１７にアクセスし、測定を行わないときはウェハ搬送機１後方の待機位置に待避して固定部１０１と接触可能になっている。
可動部１１１は、ボート２１７の各溝１５の位置を検出して検出結果を光検出信号として送信する検出部１１２と、検出部１１２に電源を供給するバッテリで構成される蓄電部１１３とを有する。検出部１１２は複数の位置測定センサ５（オン／オフセンサ）を有する。固定部１０１は、検出部１１２から送信される光検出信号を受信する受光部１０２と、可動部１１１を固定部１０１に接触したとき蓄電部１１３を充電する充電部１０３とを有する。上記位置測定センサ５は、様々な形状のボート２１７に対応させるために、検出距離の異なる２種類の限定反射型の光電センサを使用する。
【００３３】
図７にも示すように、ウェハ搬送機１に設けたツィーザ１１及び可動部１１１は、半径方向移動機構４の前後動作により前後（矢印Ｃ方向）に、旋回方向移動機構３の旋回動作により左右（矢印Ｂ方向）に、上下方向移動機構２の上下動作により上下（矢印Ａ方向）に動作する。すなわち、各移動機構２、３、４は、ウェハ搬送機１のツィーザ１１と、位置測定センサ５の双方を３次元移動させるのに使用される。上下方向移動機構２、旋回方向移動機構３、半径方向移動機構４は、それぞれの動作軸を有する。
【００３４】
ここで、図８及び図９を用いてウェハ搬送機に設けられた５枚のツィーザ１１と可動部１１１の動作機構について、特にツィーザ１１及び可動部１１１が矢印Ｃ方向に独立して前後動作する機構について説明する。図８はウェハ搬送機の概略側面図、図９はウェハ搬送機の機構説明図である。ここで、ツィーザ１１は５枚一括又は１枚単独のいずれかを選択して移動でき、可動部１１１はツィーザ１１とは別個に単独移動できるようになっている。
【００３５】
図８に示すように、ツィーザ１１及び可動部１１１は半径方向移動機構４上で独立して前後（矢印Ｃ方向）動作する複数の移動ブロック５１、５２、５３に取り付けられる。ツィーザ１１は５本で構成され、そのうちの上から４つ目までのツィーザ１１−５、１１−４、１１−３、１１−２はピッチ可変機構１２を介してピッチ可変機構移動ブロック５１に取り付けられる。残りのツィーザ１１−１は枚葉ツィーザ移動ブロック５２に取り付けられる。そして、可動部１１１は可動部移動ブロック５３に取り付けられる。
【００３６】
図９に示すように、前後及び中央に配置した複数のプーリ５５にベルト５６を架けて、モータ５７によって中央のプーリ５５を駆動してベルト５６が前後動作するようにする。このベルト５６にモータ移動ブロック５４を取り付けて、モータ移動ブロック５４がベルト５６とともに前後動作するようする。前述した各移動ブロック５１、５２、５３を移動ロック機構（図示せず）でロックし、動作させたい各部位の移動ブロック５１、５２、５３とモータ移動ブロック５４とを連結させてツィーザ１１又は可動部１１１を動作させる。連結パターンは次の通りである。
（１）ツィーザ５枚一括移動：ピッチ可変機構移動ブロック５１及び枚葉ツィーザ移動ブロック５２をモータ移動ブロック５４に連結する。
（２）ツィーザ１枚単独移動：枚葉ツィーザ移動ブロック５２をモータ移動ブロック５４に連結する。
（３）可動部単独移動：可動移動ブロック５３をモータ移動ブロック５４に連結する。
このようにしてウェハ搬送機１に設けられた可動部１１１は、ツィーザ１１とは別個に単体でＣ方向に移動させることができるようになっている。
【００３７】
さて、上述した位置測定センサ５を設けた可動部１１１を用いてボート位置測定を行い、測定結果に基づく位置データへの展開方法は、概略を説明すれば次の通りである（詳細は特許文献１参照）。
位置測定センサ５を用いて測定対象物であるボート２１７の溝や柱の位置を測定するには、位置測定センサ５が、オフ（光を検出しないとき）からオン（光を検出したとき）、またはオンからオフに変化したときの、各動作軸の位置を信号に変えるエンコーダ（図示省略）の値を読む必要がある。エンコーダは、モータ制御ボード１３上にある。
【００３８】
位置測定センサ５の出力、動作軸のエンコーダの出力を、位置測定制御装置８に入力する。通信回線を介し、ウェハ搬送機制御装置７に、動作軸に対して動作指示を出力し、次の手順で実際のボート位置測定を行う。
【００３９】
ボート位置測定の手順は０から５である。手順０では、位置測定センサ５の光軸が変化していないかの確認する。手順１ではボート２１７の柱１０−１、１０−３の基準となる溝１５の位置の測定を行う。手順２では、ボート２１７の柱１０−１、１０−３の左右位置の測定を行う。手順３ではボート２１７の柱１０−１の前後位置の測定を行う。手順４では、ボート２１７の柱１０−２の前後位置の測定を行う。そして、手順５ではボート２１７の柱１０−１、１０−３の溝１５の上下位置の測定を行う。このようにしてボートの溝の位置を測定する。
【００４０】
次に、ウェハのボート２１７の溝１５への搬送時に使用する位置データへの展開方法について説明する。
【００４１】
ウェハ２００を保持して、搬送するツィーザ１１と位置測定センサ５との間には、オフセットがある。したがって、位置測定センサ５で読み取った位置と、実際にウェハ２００を挿入する位置とはずれが発生する。このオフセットの量を補正するために、手動によるティーチングを行う。
【００４２】
ティーチングとは、溝１５の中央位置を読み取り、各動作軸のエンコーダ値をウェハ搬送機制御装置７に記憶させることである。ティーチングは、ツィーザ１１をウェハ搬送機１に取り付け、ツィーザ１１上にウェハ２００を載せ、目視により溝１５の中央にウェハ２００が来る位置を読み取る。この読み取り値と、同一の溝１５を位置測定センサ５で読み取った値との差を補正量とする。
【００４３】
すなわち、最初のティーチングを、手動、および上記手順１〜５で説明した手順でボート２１７の位置計測を行い、この２つのデータの差をツィーザ１１と位置測定センサ５の光軸の相対位置データにする。次回からは、上記手順１〜５で説明した手順でボート２１７の位置計測のみを行い、前回のボート２１７の位置計測のデータの差から、最初に手動でティーチングした位置データを補正し、新しい位置データとする。
【００４４】
手動は、最初の１回だけ、またはツィーザ１１を交換等で再取付けした際に行うのみで、それ以外は人の介在がなく自動で行うことができる。
【００４５】
上述したように位置測定手段６に設けた位置測定センサ５を用いてボート２１７の溝の位置を測定するが、その位置測定手段６の具体例を次に説明する。図２は位置測定手段６の平面図を示し、図３はその回路構成図である。
【００４６】
図２に示すように、位置測定手段６は、ウェハ搬送機上に前後方向に移動可能に設けられる可動部１１１と、ウェハ搬送機上に固定して設けられて可動部１１１と接触可能な固定部１０１とから構成される。可動部１１１の先端には４個の位置測定センサ５が設けられ、固定部１０１と接触する側の基端には一対の充電用端子２４ａ、測定信号送信用ＬＥＤなどから構成される発光部２３、及び切替スイッチ２２が設けられる。また、中間部には２個のセンサアンプ２０、蓄電部１１３が設けられる。また、可動部１１１と接触する側の固定部１０１の端部には充電用端子２４ｂ及び受光部２５が設けられる。固定部１０１のその他の部位には充電部１０３及びセンサアンプ２７が設けられる。
【００４７】
図３に示すように、可動部側の回路構成は、４個の位置測定センサ５と、位置測定センサ５で検出された信号を後段に必要な振幅に増幅する２個のセンサアンプ２０と、増幅された信号を光送信する発光部（例えばＬＥＤ）２３と、これらから構成される測定回路１９に電源を供給する蓄電部（例えばバッテリ）１１３と、蓄電部１１３に接続される一対の充電用端子２４ａと、測定時は蓄電部１１３を測定回路１９へ切り替え、充電時は一対の充電用端子２４ａへ切り替える切替スイッチ２２とを備える。
【００４８】
固定部側の回路構成は、発光部２３からの光信号を受信する受光部（例えばフォトダイオード、フォトトランジスタ）２５と、受光部１０２で受信された光信号を後段に必要な振幅をもつ電気信号に増幅するセンサアンプ２７と、センサアンプ２７に電源を供給する充電部１０３と、充電部１０３に接続されて一対の充電用端子２４ｂとを備える。
【００４９】
上記切替スイッチ２２は、例えば接触スイッチ（マイクロスイッチ）で構成されて、可動部１１１が固定部１０１に接触したときは、充電部１０３から充電用端子２４ａ、２４ｂを介して蓄電部１１３を充電可能なように、蓄電部１１３を充電用端子２４ａ側に切替え接続される。また、可動部１１１が固定部１０１から離れたときは、測定回路１９に蓄電部１１３から自己給電可能なように、蓄電部１１３を測定回路１９に切替え接続される。
【００５０】
さて、上記のような位置測定手段６をウェハ搬送機１に有する基板処理装置の作用を説明する。この基板処理装置を用いて半導体デバイスを製造するには、主制御部１２０及びウェハ搬送機制御装置７、位置測定制御装置８等の制御のもとで、ボート溝位置測定工程、基板搬送工程、基板ロード工程、基板処理工程、基板アンロード工程等が行われる。
【００５１】
ボート溝位置測定工程において、ウェハ搬送機１に設けたツィーザ１１は動作させず、可動部１１１のみがアクセス可能となる。可動部１１１がボート２１７にアクセスしない場合は、可動部１１１は待機位置にあって固定部１０１と接触し、切替スイッチ２２の切替えによって、可動部１１１側の充電用端子２４ａと固定部１０１側の充電用端子２４ｂとが接続されて、固定部１０１側の充電部１０３により可動部１１１側の蓄電部１１３が充電される。このように待機位置にある可動部１１１の蓄電部１１３は、固定部１０１側の充電部１０３から充電が行われる。
【００５２】
可動部１１１がボート２１７にアクセスしてボート２１７の溝１５の位置の測定を行う場合は、可動部１１１は前進移動して固定部１０１と切り離され、測定回路１９は、切替スイッチ２２の切替えによって、測定回路１９と同じ可動部１１１に設けられている蓄電部１１３から給電される。このようにボート２１７にアクセスする可動部１１１は、固定部１０１とは電源系でワイヤレスとなり、固定部１０１側からの給電なしに自己給電で確保される。
【００５３】
自己給電状態で作動する測定回路１９に接続された位置測定センサ５によって、上述した手順０から手順５にしたがってボート２１７の溝１５の位置測定が行われる。この際、可動部１１１に設けたボート位置測定センサ５により検出した光信号は、センサアンプ２０へ送られ増幅され、発光部２３を発光させる。発光した発光部２３の光信号は可動部１１１側から固定部１０１側の受光部２５に光信号で送られ、センサアンプ２７において増幅されて検出信号となり、図示しない上位制御装置へ送られる。このように可動部１１１は、固定部１０１とは信号系においてもワイヤレスとなり、測定結果は空間的に送受信される。
【００５４】
ボート２１７の溝１５の位置測定をウェハ搬送機１に設けた位置測定手段６で行うことによって、ウェハ搬送手段１が搬送可能な３次元データを生成する。
【００５５】
基板搬送工程では、上述した測定工程において基板搬送手段４が生成した３次元データに基づいてウェハ搬送機１を制御し、実際にツィーザ１１によりウェハ２００をボート２１７の溝１５に搬送する。基板ロード工程では、ボートエレベータ２２５でボート２１７を上昇して、加熱した処理炉に収納することにより、ウェハ２００を反応室２０１にロードする。基板処理工程では、処理条件下で、反応室２０１にロードしたウェハ２００を加熱し、反応ガスを供給しつつ排気して、ウェハ２００を減圧ＣＶＤ処理する。基板アンロード工程では、ボートエレベータ２２５でボート２１７を下降して、ウェハ２００を反応室２０１からアンロードする。これらの基板搬送工程から基板アンロード工程の間、可動部１１１は待機位置で固定部１０１から充電を受けており、次のアクセスを待つ。
【００５６】
以上述べたように本実施の形態によれば、ボート溝位置測定工程において、位置測定手段６を固定部１０１と可動部１１１とに分割して、アクセス時は可動部１１１と固定部１０１とは切り離されてワイヤレスとなる。ワイヤレスになっても、可動部１１１の測定回路１９の電源は、待機時に可動部１１１が固定部１０１と接触したときに充電される可動部１１１の蓄電部１１３によって賄うようにしたので、電源ケーブルが不要になる。また位置測定センサ５で検出された測定結果は光信号を使った無線送受信で行うようにしたので、信号ケーブルも不要になる。したがって、従来必要であった位置検出手段用のケーブルベアを廃止でき、ウェハ搬送機内部にケーブルベアスペースの確保が不要になる。その結果ウェハ搬送機１の省スペース化が可能になる。また、ケーブルベア動作による振動がなくなり、位置測定センサ５の測定精度が向上される。また、ケーブルベア内の配線の断線故障がなくなり、位置測定手段６を動作させ機構部の信頼性も向上する。このことは、特に多数積載ウェハボートの場合にあっては、測定のアクセス回数が多くなるので有効である。また、可動部１１１が固定部１０１から切り離されていても、位置測定信号は光信号で可動部１１１から固定部１０１へ常に情報伝達することができるので、可動部１１１側に位置測定データを一時的に蓄積する記憶手段を必要としない。したがって可動部１１１側の回路構成を簡素化できる。
【００５７】
ここに上述したケーブルベア廃止の効果を具体的に説明する。図４及び図５に実施の形態と従来例とのウェハ搬送機１の側面図をそれぞれ示す。ケーブルベア２１０を必要としていた図５に示す従来例のものと比べて、ケーブルベアを必要としない図４に示す実施の形態のウェハ搬送機１は、半径方向移動機構４の構成がすっきりしているのがよく理解できる。これにより半径方向移動機構４のスペースを小さくすることができる。スペースを小さくしない場合には、半径方向移動機構４のスペースの有効利用を図ることができる。
【００５８】
なお、上述した実施の形態では、送受信媒体としてコスト及びノイズの問題のない光を用いたが、運用上、コスト及びノイズの問題がなければ電波を用いてもよい。
【００５９】
また、実施の形態では、電源ケーブル及び信号ケーブルの両方を廃止するようにしたが、電源ケーブルのみを廃止するようにしてもよい。その場合であっても、電源ケーブル及び信号ケーブルの両方が存在するときと比べてスペースや安定性の点で有利になるからである。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、基板保持部材の溝の位置の測定結果に基づき基板を搬送する基板搬送手段から、ケーブル支持案内装置を無くすことができるので、省スペース化に貢献でき、ケーブル支持案内装置に起因する振動による測定精度の低下も防ぐことができる。また、ケーブルレスにより基板搬送手段の機構部の信頼性を向上することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態による基板処理装置を構成する搬送室内の斜視図である。
【図２】実施の形態による位置測定手段の詳細図である。
【図３】実施の形態による位置測定手段の回路構成図である。
【図４】実施の形態によるウェハ搬送機の側面図である。
【図５】従来例によるウェハ搬送機の側面図である。
【図６】実施の形態による基板処理装置を構成する処理炉の縦断面図である。
【図７】実施の形態によるウェハ搬送機の斜視図である。
【図８】実施の形態によるツィーザ１１と可動部１１１との機構の説明図である。
【図９】実施の形態によるツィーザ１１と可動部１１１との動作機構の説明図である。
【符号の説明】
１ウェハ搬送機
６位置検出手段
５位置検出センサ
１５溝
１０１固定部
１１１可動部
１０３充電部
１１３蓄電部
２００ウェハ（基板）
２１７ボート（基板保持部材）

Claims

基板を保持する溝を有する基板保持部材に対し、前記溝の位置の測定結果に基づき動く基板搬送手段を用いて前記基板保持部材の溝に基板を搬送し、前記基板の搬送された基板保持部材を反応室に収納して、基板を加熱し反応室に反応ガスを供給しつつ排気して前記基板を処理する基板処理装置において、
前記基板搬送手段に、前記基板保持部材にアクセスして前記基板保持部材の溝の位置を測定する位置測定手段を設け、
前記位置測定手段は、前記基板保持部材にアクセス可能な可動部と、可動部がアクセスしないとき可動部と接触可能な固定部とを備え、
前記位置測定手段の可動部側に基板保持部材の溝の位置を検出する検出部と、前記検出部の電源となる蓄電部とを設け、
前記固定部側に前記蓄電部を充電する充電部を設けて、
前記位置検出手段の可動部が固定部に接触するとき、前記可動部側に設けた蓄電部と前記固定部側に設けた充電部とが通電するように構成した
ことを特徴とする基板処理装置。