JP2005142245A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受光素子によって検出される光量が変化したとしても、基板の保持状態を正確に検知し、基板保持具や基板の破損を防止できる基板処理装置を提供する。
【解決手段】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、前記基板保持具２６に保持された基板１２の保持状態を検知する投光器６４ａと受光器とを有する検知手段６０と、前記検知手段６０を前記投光器６４ａと受光器とを結ぶ光軸が基板１２を通過する様に移動させる移動手段とを有し、前記移動手段にて前記検知手段６０を移動させて前記受光器により検出された光量をもとに基板１２の保持状態を検知する基板処理装置であって、前記光量をアナログデータとして検出し、そのピーク値から基板１２の保持状態を検出する。
【選択図】図３

Description

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に関する。

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。

また、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。

これを解決するために、特許文献１に示す検知機構が発明された。この検知機構は、例
えば移載機に、一方が投光素子、他方が受光素子からなる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。
特願２００３−３３３６６４号公報

実際、受光素子によって検知される光量は、光の有無の２値情報ではなく、基板の表面
や裏面による反射等の影響により、多数の光量値を持つアナログデータとして検出される
。従来の手法では、このアナログデータに所定の閾値を設けて、アナログデータの光量値
が前記閾値よりも上か下かによって前記光量値を２値化し、例えば前記２値化された光量
が「有（１、又はＯＮとも呼ぶ）から無（０、又はＯＦＦとも呼ぶ）」になった位置を基
板間で比較することにより、基板の保持状態を検出していた。

しかし、受光素子によって検出される光量は、（１）投光素子、受光素子の個体差（性
能差）、（２）投光素子、受光素子の経年劣化による性能変化、（３）基板の膜変化によ
る反射率の変化、などの原因により変化する。
また、投光素子、受光素子を基板処理装置に取り付ける際、作業員の技量によって投光
素子と受光素子の光軸合わせの精度が異なり、新しい投光素子、受光素子を用いたとして
も、受光素子により検知される光量は装置毎に変化する。

したがって、単一の閾値を用いて、受光素子により検出された光量を２値化し、前記２
値化した光量が変化する位置（例えば、有→無の位置）から基板の保持状態を検知する手
法では、受光素子により検出される光量が変化すると、前記光量を２値化したときに光量
値が変化する位置が変わるので、実際は正常な位置にある基板を異常と判断したり、逆に
、異常な位置にある基板を正常と判断したりする。特に、異常な位置にある基板を正常と
判断した場合は、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（例
えば、基板や基板保持具）を破損する等の重大事故につながる。

よって、本発明の目的は、受光素子によって検出される光量が変化したとしても、基板
の保持状態を正確に検知し、基板保持具を倒すことによる基板保持具や基板の破損を未然
に防止することのできる基板処理装置を提供しようとするものである。

本発明の特徴とするところは、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投
光器と、前記投光器から照射された光を受光する受光器とを有する検知手段と前記検知手
段を前記投光器と受光器とを結ぶ光軸が基板を通過する様に移動させる移動手段とを有し
、前記移動手段にて前記検知手段を移動させて前記受光器により検出された光量をもとに
基板の保持状態を検知する基板処理装置であって、前記光量をアナログデータとして検出
し、少なくとも前記アナログデータのピーク値から基板の保持状態を検出することを特徴
とする基板処理装置にある。

本発明の基板処理装置によれば、
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投光器と、前記投光器から照射され
た光を受光する受光器とを有する検知手段と前記検知手段を前記投光器と受光器とを結ぶ
光軸が基板を通過する様に移動させる移動手段とを有し、前記移動手段にて前記検知手段
を移動させて前記受光器により検出された光量をもとに基板の保持状態を検知する基板処
理装置であって、前記光量をアナログデータとして検出し、少なくとも前記アナログデー
タのピーク値から基板の保持状態を検出することを特徴とするので、受光素子によって検
出される光量が変化したとしても、基板の保持状態を正確に検知し、基板保持具を倒すこ
とによる基板保持具や基板の破損を未然に防止することができる。

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１
２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。

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２
４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。

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。

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。

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１
４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。

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。

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。

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５
２に基板１２を保持する。基板移載機３４は、上下方向に移動する移載機本体５４と、こ
の移載機本体５４上で往復動及び回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５９が主ツィーザ本体
５６とは一体に往復動及び回動できると共に、主ツィーザ本体５６とは独立して往復動及
び回動できるように設けられている。この副ツィーザ本体５９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。

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。

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６２
ａ，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下端から上端まで一定の速度
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。

図３に示すように、受光素子６４ｂに入射した光量はアナログの電圧信号に変換され、
アナログアンプによって増幅されたあとＡＤ変換器によりＡＤ変換され、例えばコンピュ
ータからなる制御部６６に入力される。制御部６６は、例えばモータ等からなる駆動部６
８を介して基板移載機３４を制御する。

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
Ｋ．基板反り
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。

図８において、基板が基板保持具に正常に支持された状態（正常状態とも呼ぶ。図６（
ｃ）の（ア）の部分に対応）に対して、検知手段が設けられた移載機３４を基板保持具２
６の下端から上端まで速度一定で移動した時のフォトセンサ６４ａ、６４ｂの検出出力を
示す。尚、基板保持具２６とフォトセンサ６４ａ、６４ｂとの位置関係は図７に示すとお
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。図８を
見ると、基板１２の保持状態は正常なので、フォトセンサ６４ａ，６４ｂから出力される
波形は規則正しくなっている。また、制御部は受光素子６４ｂから入力される光量値を一
定時間毎にサンプリングし、時間情報とその時の光量値とを記憶する。移載機３４の移動
速度は、ある基板からその１つ上の基板までの（基板間の）光量測定値が５０ポイントに
なるような速度である。即ち、基板間の時間的距離が５０である。図８（ｂ）は時間と受
光素子によって検出されたアナログの受光量の関係を示している。図８（ｂ）を見ても分
かるように受光量はフォトセンサ６４ａ、６４ｂが基板のある位置を通過しているときは
、投光素子６４ａから照射された光が基板によって遮られるので、受光素子６４ｂにて受
光される光量は減り、正常位置にて指示された３枚の基板に対応して、受光量のデータに
３つの谷が検出される。また、図８（ｃ）は、図８（ｂ）のアナログの受光量のデータに
おいて、ある閾値により２値化したデジタルの受光量のデータを示している。ここで、閾
値による２値化は、測定された光量値が閾値を下回る直前（図８（ｂ）のＡ点、ａ点、Ｃ
点に相当）のポイント、測定された光量値が閾値を上回る直前（図８（ｂ）のＢ点、ｂ点
に相当）のポイントを境界にしている。また、図８（ｂ）のＰ点、ｐ点はアナログの受光
量の下限値（下限値ピーク）を示している。また、本明細書でいう「アナログデータ」と
は、２値情報であるデジタルデータに対応して、複数の値をとり得るデータのことをいう
（この値は、上記ＡＤ変換器や制御部６６の分解能により異なるが、本明細書では４００
０点の分解能を持つ値をアナログデータとして用いる）。

上述したように、図８は基板が正常状態でのフォトセンサ６４ａ、６４ｂの検出出力な
ので、図８（ｃ）におけるデジタルデータにおいて、Ａ点からａ点までの時間的距離は５
０であり、ａ点からＣ点までの時間的距離も５０である。同様に、Ｂ点からｂ点までの時
間的距離も５０である。従って、Ａ点の時間からＢ点の時間を引いたものは、ａ点の時間
からｂ点の時間を引いたものと等しく、この関係式を用いて、基板の保持位置の正常・異
常を検知する。この様に、閾値を用いたデジタルデータでは、１枚の基板に対して、例え
ばＡ、Ｂの２点の情報を用い基板状態の検知が行われる。一方、図８（ｂ）におけるアナ
ログデータにおいては、閾値との関係で設定したＡ点、Ｂ点などのポイント以外にも、ア
ナログデータの下限値ピークのＰ点やｐ点をも用いて基板状態を検知したり、また複数の
閾値を設けて、例えばＡ’点、Ｂ’点をも含めて基板状態の検出を行うことができる。こ
こで、Ｐ点とｐ点との時間的距離は５０となるのは云うまでもない。さらに、時間軸での
受光量のデータ値を見た場合、デジタルではＯＮ又はＯＦＦの２値での判定となるが、ア
ナログでは数値の変化量を知ることができる。比較の仕方としては、仮に時間軸が５０の
時の光量値が１２０だとすれば、時間軸が１００の時の光量値が１２０付近であれば、基
板は基板保持具に正常に保持されていると判断することができる。また、複数の時間軸の
光量値の差分同士の比較で判断することもできる（具体例を示してご説明下さい）。

次に、図９を用いて、正常状態で保持された基板に対して、性能変化した投光素子、受
光素子を用いたときの受光量の変化について説明する。上述したように、本発明で使用し
ているフォトセンサなどの電子機器等は、製品誤差や年月による劣化（経年劣化）、周囲
の使用環境などによる電気抵抗の増加などにより、受光素子によって受光される光量や制
御器に入力される光量値が変化する。図９（ａ）は、電子機器などが劣化していない状態
の受光量（基準データ）と、電子機器が劣化した場合の受光量（劣化データ）が示されて
いる。アナログデータの光量値の上限は４０００とし、下限は０とした。また、基板間の
時間的距離は５０とした。閾値は２０００とし、光量値が閾値を下回った最初のポイント
をＡ点（基準データ）、ａ点（劣化データ）とし、閾値を上回った最初のポイントをＢ点
（基準データ）、ｂ点（劣化データ）とする。Ｐ点、ｐ点はそれぞれ基準データ、劣化デ
ータの下限値ピークのポイントを示している。図９（ｂ）は基準データを先述のＡ点、Ｂ
点で２値のデジタルデータに変換したものである。図９（ｂ）は劣化データを先述のａ点
、ｂ点で２値のデジタルデータに変換したものである。その他の測定条件は図８と同じで
ある。

検知手段を一定速度で移動させた場合、制御部は受光素子６４ｂから入力される光量値
を一定時間毎にサンプリングしているので、時間軸は距離を示すこととなり、図９（ａ）
、図９（ｂ）、図９（ｃ）の横軸（時間軸）のズレは、距離のズレと等価である。これを
踏まえて、図９（ｂ）、図９（ｃ）を見ると、正常状態で保持された基板であっても、電
子機器などの製品誤差や経年劣化、周囲の使用環境などでの電気抵抗の増加による光量値
の変化によって、基板の位置が基準データからズレたと誤判断する虞がある。即ち、（１
）Ａ点とａ点のみの比較から基板の位置ズレを計ろうとした場合、a点はA点よりも早くOF
F状態になっている為、基板が位置的に下にズレたと誤判断する恐れがある。（２）B点と
b点のみの比較から基板の位置ズレを計ろうとした場合、b点はB点よりも遅くON状態にな
っている為、基板が位置的に上にズレたと誤判断する恐れがある。（３）A点-B点間の時
間的距離とa点-b点間の時間的距離の比較で基板の位置ズレを計ろうとした場合、a点-b点
間の時間的距離はA点-B点間の時間的距離よりも長時間OFF状態にあるため、基板の厚さが
増大したと誤判断してしまう恐れがある。一方、図９（ａ）のアナログデータを見ると、
下限値ピークのP点とｐ点は、時間軸のズレはない。これは電子機器等の製品誤差や経年
劣化、周囲の使用環境等による電気抵抗の増加などにより、光量値の変化が生じアナログ
値が変化したとしても下限値ピークの時間軸(距離)の位置のズレはないことが示されてい
る。これにより、アナログデータの下限値のピーク点を使用することにより基板の位置検
知はデジタルデータによるものより正確に検知できる。

次に、図１０を用いて、正常状態で保持された基板に対して、基板表面（裏面も含む）
の附着膜の変化による受光量の変化について説明する。図９は、成膜前の基板と成膜後（
ＰＹＲＯ処理）の基板の受光量のデータである。尚。基板間の時間的距離を１００とした
以外の光量測定の条件は、図１０と同様なので説明を省略する。また、光量値が閾値（２
０００）を下回った最初のポイントをＡ点（成膜前データ）、ａ点（成膜後データ）とし
、閾値を上回った最初のポイントをＢ点（成膜前データ）、ｂ点（成膜後データ）とする
。Ｐ点、ｐ点はそれぞれ成膜前データ、成膜後データの下限値ピークのポイントを示して
いる。

前述したように、検知手段を一定速度で移動させた場合、制御部は受光素子６４ｂから入
力される光量値を一定時間毎にサンプリングしているので、時間軸は距離を示すこととな
り、図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）の横軸（時間軸）のズレは、距離のズレ
と等価である。これを踏まえて、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）を見ると、正常状態で保持
された基板であっても、基板への成膜などにより基板表面の反射率が変化すると光量値が
変化し、基板の位置が成膜前データからズレたと誤判断する虞がある。即ち、（１）Ａ点
とａ点のみの比較から基板の位置ズレを計ろうとした場合、a点はA点よりも遅くOFF状態
になっている為、基板が位置的に上にズレたと誤判断する恐れがある。（２）B点とb点の
みの比較から基板の位置ズレを計ろうとした場合、b点はB点よりも早くON状態になってい
る為、基板が位置的に下にズレたと誤判断する恐れがある。（３）A点-B点間の時間的距
離とa点-b点間の時間的距離の比較で基板の位置ズレを計ろうとした場合、a点-b点間の時
間的距離はA点-B点間の時間的距離よりも短時間OFF状態にあるため、基板の厚さが減少し
たと誤判断してしまう恐れがある。一方、図１０（ａ）のアナログデータを見ると、下限
値ピークのP点とｐ点は、時間軸のズレはない。これは基板への成膜などにより基板表面
の反射率が変化し、受光量のアナログ値が変化したとしても下限値ピークの時間軸(距離)
の位置のズレはないことが示されている。これにより、アナログデータの下限値のピーク
点を使用することにより基板の位置検知はデジタルデータによるものより正確に検知でき
る。即ち、デジタルデータでは、上記（１）〜（３）の理由により、製膜前と製膜後の基
板の位置のズレの比較はできないが、アナログデータの下限値ピークを使用すると、製膜
前と製膜後の基板の位置のズレを検出することができる。

次に、図１１〜図１５を用いて、正常状態で保持された基板と、図６にて示した異常状
態で保持された基板に対して検出されたアナログの光量データを示し、前記アナログの光
量データから基板の異常状態を検知する手法を説明する。アナログデータの光量値の上限
は４０００とし、下限は０とした。また、基板間の時間的距離は５０とした。閾値は２０
００とし、光量値が閾値を下回った最初のポイントをＡ点（正常データ）、ａ点（異常デ
ータ）とし、閾値を上回った最初のポイントをＢ点（正常データ）、ｂ点（異常データ）
とする。Ｐ点、ｐ点はそれぞれ正常データ、異常データの下限値ピークのポイントを示し
ている。

前述したように、検知手段を一定速度で移動させた場合、制御部は受光素子６４ｂから入
力される光量値を一定時間毎にサンプリングしているので、時間軸は距離を示すこととな
る。換言すれば、アナログデータの下限値のピーク1点のみを使用した場合は基板位置の
情報（ズレなど）を検知することはできるが、基板自身の表面状態や変形、重なり等の状
態変化を検知することは困難である。そこでアナログデータ値の任意の値を閾値として設
定し、ピーク下限値と共に、この閾値をも利用することで基板の状態を正確に検知するこ
とができる。例えば、下限値のピーク1点と閾値に達した位置の2点（例えばＡ点、Ｂ点）
の計3点を利用して比較し、この3点のいずれか1つでも正常状態の値に比べて異常であれ
ば、基板状態が異常であると判定するものとする。

尚、基板状態の判定方法は、検出された光量データの1枚目と2枚目の検出データを相対
比較させる方法や、正常状態で保持された基板に対する検出データをマスターデータとし
て記憶させておき、そのマスターデータと検出された光量データとを比較させる方法など
、データの比較の仕方は種々あるが、本説明では例として後者、即ち、マスターデータと
の時間軸のズレを比較する形式で基板の保持状態の正常・異常の判定をするもの説明する
。また、図６に示す異常状態以外の異常状態が発生し、正常状態のデータと異なる値が出
た場合、全て異常状態と判断する。又、センサーの検知範囲に入らなかったもの、即ち、
投光器と受光器とを結ぶ光軸上に基板の一部分が存在しなかったものは当然、検知されな
いので、基板無しと判断する。また、下限値ピーク（Ｐ点やｐ点）と閾値の通過点（Ａ点
やａ点、Ｂ点、ｂ点）の両方を検出できないものも基板無しと判断する。

はじめに、図１１を用いて、正常状態での光量のアナログデータと、図６（ｃ）の（イ
）に示す異常状態Ｆ、割れ／真中割れので時の光量のアナログデータを用いて、正常状態
、異常状態の判定手法を説明する。異常状態Ｆでは、基板の中央が割れて下に落ちている
のて、割れた基板により投光器から照射される光は遮光される。また、異常状態の基板が
1段下の基板に干渉しているので、本来正常である１段下の基板も異常と判定する。
（１）Ａ点−ａ点比較： 正常状態であれば本来検出されるはずのa点が、1段下の基板の
光量データとつながる為、検出されない。従って、Ａ点との比較ができないので、異常と
判定する。
（２）Ｂ点−ｂ点比較： 図６（ｃ）に示されるように、割れた基板は斜めの状態で基板
保持具に保持されるので、基板による遮光時間が増大し、ｂ点が時間軸に対して後の方に
ズレるので異常と判定する。なお、場合によってはB点とb点の位置が同じになるが、前述
の（１）又は後述の（３）の点で異常と判定する。
（３）Ｐ点−ｐ点比較： 正常状態であれば本来検出されるはずのp点が、1段下の基板の
光量データとつながるので検出されず、異常と判定する。もしくは、下限値ピークｐ点の
範囲が図１１に示される矢印の間のいずれかの所になり、異常と判定する。尚、ｐ点が検
出されることもあるが、Ｐ点からの位置ズレにより異常と判定できる。これは、図１１（
ａ）に示すｐ点の範囲（矢印の間）は直線的に見えるが、前記ｐ点の範囲の拡大図である
図１1（ｂ）を見ると、実際はｐ点の光量値は細かく変動しているため、ピーク値を検出
してしまうことが原因である。

次に、図１２を用いて、正常状態での光量のアナログデータと、図６（ｃ）の（ウ）に
示す異常状態Ｂ、落下／投光側落下の時での光量のアナログデータを用いて、正常状態、
異常状態の判定手法を説明する。異常状態では、基板が下に落ちているので、落ちた基板
により投光器から照射される光は遮光される。また、落ちた基板が１段下の基板の受光デ
ータに異常が発生する虞がある。
（１）Ａ点−ａ点比較： ａ点がＡ点より大幅に早い時間で検出されるため異常と判定
される。
（２）Ｂ点−ｂ点比較： ｂ点はＢ点と同じような位置に検出されるのでこの場合は正常
となる（大体の場合、ズレが生じるので異常となる）。
（３）Ｐ点−ｐ点比較： ｐ点の範囲が大きく出る場合がある。また、p点の位置がP点の
位置よりも早く検出されるので異常と判定される。
尚、図６（ｃ）の異常状態Ｃ、落下受光側落下の場合であっても、図１１と類似したデ
ータとなるため、上述の判定法により異常状態を検知できる。

次に、図１３を用いて、正常状態での光量のアナログデータと、図６（ｃ）の（エ）に
示す異常状態Ｄ、落下／後方落下の時の光量のアナログデータを用いて、正常状態、異常
状態の判定手法を説明する。異常状態では、基板の後方が落下しているので、前方は上が
った状態となる。また、異常状態の基板が、1段下の基板及び、1段上の基板に干渉するの
で、1段下又は／及び1段上の受光データに異常が発生する場合がある。
（１）Ａ点−ａ点比較： ａ点がＡ点より遅い時間で検出されるため異常と判定される
。
（２）Ｂ点−ｂ点比較： ｂ点はＢ点より遅い時間で検出されるため異常と判定される
。場合によっては、ｂ点が１段上の基板による遮光部分につながりｂ点が検出できない場
合がある。この場合も、比較不可能なので異常と判定される。
（３）Ｐ点−ｐ点比較： ｐ点がＰ点より遅い時間で検出されるため異常と判定される
。

次に、図示はしないが、正常状態での光量のアナログデータと、図６（ｃ）の（オ）に
示す異常状態Ｅ、落下／前方落下の時の光量のアナログデータを用いて、正常状態、異常
状態の判定手法を説明する。異常状態では、基板の前方が落下しているので、後方は上が
った状態となる。また、異常状態の基板が、1段下の基板及び、1段上の基板に干渉するの
で、1段下又は／及び1段上の受光データに異常が発生する場合がある。
（１）Ａ点−ａ点比較： ａ点がＡ点より早い時間で検出されるため異常と判定される
。場合によっては、ａ点が１段下の基板による遮光部分につながりａ点が検出できない場
合がある。この場合も、比較不可能なので異常と判定される。
（２）Ｂ点−ｂ点比較： ｂ点はＢ点より早い時間で検出されるため異常と判定される
。
（３）Ｐ点−ｐ点比較： ｐ点がＰ点より早い時間で検出されるため異常と判定される
。

次に、図１４を用いて、正常状態での光量のアナログデータと、図６（ｃ）の（カ）に
示す異常状態Ａ、落下／２枚重なりが２段連続して起こった時の光量のアナログデータを
用いて、正常状態、異常状態の判定手法を説明する。この異常状態では、他の段の検出デ
ータの異常はない。また、上の段の基板が落下してきた場合、同じ現象が生じる虞がある
（もう少し詳細説明を補充下さい）。
（１）Ａ点−ａ点比較： ａ点はＡ点とほぼ同じ時期に検出されるため正常と判定され
る。
（２）Ｂ点−ｂ点比較： ｂ点はＢ点より遅い時間で検出されるため異常と判定される
。
（３）Ｐ点−ｐ点比較： ｐ点がＰ点より遅い時間で検出されるため異常と判定される
。希に、ｐ点とＰ点が同じ位置で検出される場合があり、この場合は正常と判断される。

次に、図１５（ａ）を用いて、正常状態での光量のアナログデータと、図６（ｃ）の（
キ）に示す異常状態Ｋ、反りの時の光量のアナログデータを用いて、正常状態、異常状態
の判定手法を説明する。この異常状態では、他の段の検出データの異常はない。
（１）Ａ点−ａ点比較： ａ点はＡ点より早い時間で検出されるため異常と判定される
。
（２）Ｂ点−ｂ点比較： ｂ点はＢ点より早い時間で検出されるため異常と判定される
。（場合によっては、図15（ｂ）に示すように、ｂ点とＢ点がほぼ同じ時間に検出され、
正常と判断されることもある）。
（３）Ｐ点−ｐ点比較： ｐ点がＰ点より早い時間で検出されるため異常と判定される
。

以上示した如く本発明によれば、以下の効果が期待できる。即ち、デジタルデータでは時
間変化によるデータの値はONとOFFの２値のみだが、アナログデータの場合、制御器又は
フォトセンサで取り扱うことができる複数の値を用いて、データ処理を行い基板状態の判
断を行うので、基板間の複数の任意時間値でのデータ値（光量値）で比較判定ができ、逆
に任意のデータ値に対し、その値になった時間値を算出することも可能である。又、アナ
ログデータの下限値ピークをとることにより、検出手段の経年劣化や基板の反射率の変化
などによる検出データ値の変化の影響を回避できるので、基板の位置ズレを正確に検出す
ることが可能である。また、ある一定のデータ値に閾値を設定することによりアナログデ
ータのデジタル化も可能である。さらに、これらを組合わせた比較判定法を使用すれば、
異常状態の基板は異常であると判断され、その時点でインターロック等で基板の搬送機構
を一時停止させるか、他の正常状態の基板のみを搬送させれば、ツィーザが異常状態の基
板に衝突し基板保持具を倒す等の物的被害を出さずに済む。

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。 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。 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。 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。 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。 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。 基板移載機の平面図である 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正常状態において、フォトセンサによって検出される光量データを示す図であり、（ａ）は光量のアナログデータ、（ｂ）は光量のデジタルデータを示している。 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正常状態において、フォトセンサが正常な場合と劣化した場合に検出される光量データを説明する図であり、（ａ）は光量のアナログデータ、（ｂ）（ｃ）は光量のデジタルデータを示している。 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正常状態において、基板成膜前と成膜後にフォトセンサから検出される光量データを説明する図であり、（ａ）は光量のアナログデータ、（ｂ）（ｃ）は光量のデジタルデータを示している。 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正常状態と異常状態（割れ／真中割れ）において、フォトセンサから検出される光量データを説明する図であり、（ａ）は光量のアナログデータ、（ｂ）はｐ点付近の拡大図である。 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正常状態と異常状態（落下／投光側落下）において、フォトセンサから検出される光量データのアナログデータである。 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正常状態と異常状態（落下／後方落下）において、フォトセンサから検出される光量データのアナログデータである。 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正常状態と異常状態（落下／２枚重なり）において、フォトセンサから検出される光量データのアナログデータである。 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正常状態と異常状態（反り）において、フォトセンサから検出される光量データを示すアナログデータであり、（ａ）は反りの例１、（ｂ）は反りの例２である。

符号の説明

１０ 基板処理装置
１２ 基板
１４ ポッド
２６ 基板保持具
３４ 基板移載機
３６ 処理炉
５０ 支柱
５２ 支持溝
５８ａ〜５８ｅ ツィーザ
６０ 検知部
６２ａ，６２ｂ アーム
６４ａ，６４ｂ フォトセンサ
６６ 制御部

Claims (1)

1. 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投光器と、前記投光器から照射さ
   れた光を受光する受光器とを有する検知手段と
   前記検知手段を前記投光器と受光器とを結ぶ光軸が基板を通過する様に移動させる移動手
   段とを有し、
   前記移動手段にて前記検知手段を移動させて前記受光器により検出された光量をもとに基
   板の保持状態を検知する基板処理装置であって、
   前記光量をアナログデータとして検出し、少なくとも前記アナログデータのピーク値から
   基板の保持状態を検出すること
   を特徴とする基板処理装置。
   

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