JP2011018908A - 基板処理装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ボートの個体差によるウエハ移載ミスの発生を防止する。
【解決手段】第一ボート２１Ａと第二ボートが使用されるＣＶＤ装置において、ボートが載置された状態でウエハ移載装置によるウエハのボートへの移載作業が実施される待機台３３の上面にはボート識別手段のボート検出装置７２の有無検出部７３と識別用検出部７４とが設置され、第一ボート２１Ａには有無検出部７３と識別用検出部７４とに対応した被検出子７９、７９が突設され、第二ボートには有無検出部７３に対応した被検出子７９だけが突設される。ボート検出装置７２が両被検出子７９、７９を検出した時は第一ボート２１Ａと、一方の被検出子７９だけを検出した時は第二ボートと判断される。第一ボート２１Ａか第二ボートかを識別することで、個体差に対応した条件でウエハ移載装置を制御できるため、ウエハ移載ミスの発生を防止できる。
【選択図】図１２

Description

本発明は、基板処理装置および半導体装置の製造方法に関し、特に、二台以上のボートが使用される基板処理装置に係り、例えば、半導体装置の製造方法において半導体素子を含む半導体集積回路が作り込まれる基板としての半導体ウエハ（以下、ウエハという。）にアニール処理や酸化膜形成処理、拡散処理および成膜処理等の熱処理を施すのに利用して有効なものに関する。

半導体装置の製造方法においてウエハにアニール処理や酸化膜形成処理、拡散処理および成膜処理等の熱処理を施すのにバッチ式縦形ホットウオール形熱処理装置 (furnace 。以下、熱処理装置という。）が、広く使用されている。
従来のこの種の熱処理装置として、特許文献１に記載されているものがある。この熱処理装置においては、ウエハ移載装置とプロセスチューブの真下空間との間にボート交換装置が配置されており、ボート交換装置の回転テーブルの上に一対（二台）のボートが載置され、回転テーブルを中心として一対のボートが１８０度ずつ回転することにより、未処理のボートと処理済みのボートとが交換されるようになっている。すなわち、この熱処理装置においては、ウエハ群を保持した一方のボート（第一ボート）がプロセスチューブの処理室で処理されている間に、他方のボート（第二ボート）に新規のウエハをウエハ移載装置によって移載されるようになっている。

特許第２６８１０５５号公報

しかしながら、二台以上のボートを使用する熱処理装置においては、例えば、エッチング処理による洗浄後の各ボート等には個体差が有るため、ウエハ移載装置によるウエハのボートへの移載作業に際して移載ミスが発生するという問題点があることが本発明者によって明らかにされた。

本発明の目的は、各ボートの個体差を起因とする基板移載ミスの発生を防止することができる基板処理装置および半導体装置の製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、各ボートの位置を認識することができる基板処理装置および半導体装置の製造方法を提供することにある。

前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
（１）処理室を形成したプロセスチューブと、前記処理室に出入りして複数枚の基板を搬入搬出する少なくとも二台のボートと、前記複数枚の基板を前記ボートに対して前記処理室の外部において授受する基板移載装置とを備えている基板処理装置であって、前記各ボートを載置する複数のステージを有し、該複数のステージそれぞれに前記各ボートを識別するボート識別手段を備えている基板処理装置。
（２）処理室を形成したプロセスチューブと、前記処理室に出入りして複数枚の基板を搬入搬出する少なくとも二台のボートと、前記複数枚の基板を前記ボートに対して前記処理室の外部において授受する基板移載装置とを備えた基板処理装置を使用し、複数のステージそれぞれに備えられたボート識別手段が載置された各ボートを識別する工程と、
その検出結果に基づき前記基板を処理する工程と、
を含む半導体装置の製造方法。

前記した手段によれば、ボート識別手段によるボートの識別結果によって基板移載装置を制御することができるため、各ボートの個体差を起因とする移載ミスの発生を防止することができる。また、ボート識別手段によるボートの識別結果によってプロセスチューブによる処理も制御することができる。さらに、ボート識別手段を複数箇所に配置することにより、各ボートの位置を認識することができる。

本発明の一実施の形態であるＣＶＤ装置を示す平面断面図である。 その斜視図である。 処理済みボートの冷却中を示す斜視図である。 同じく平面断面図である。 熱処理ステージの処理中を示す縦断面図である。 同じくボート搬出後を示す縦断面図である。 ボート移送装置を示す斜視図である。 クリーンユニットを示す斜視図である。 ウエハ移載装置を示す各側面図であり、（ａ）は短縮時を示し、（ｂ）は伸長時を示している。 制御システムを示すブロック図である。 ボート識別手段を示しており、（ａ）は待機台の平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う正面断面図、（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ線に沿う断面図、（ｄ）はボートのベースの底面図、（ｅ）は（ｄ）のｅ−ｅ線に沿う断面図である。 その作用を説明するための図であり、（ａ）は一部切断正面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う平面断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線に沿う断面図、（ｄ）は（ａ）のｄ−ｄ線に沿う断面図である。

以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
本実施の形態において、本発明に係る基板処理装置は、バッチ式縦形ホットウオール形拡散・ＣＶＤ装置（以下、単にＣＶＤ装置という。）として構成されており、本発明に係る半導体装置の製造方法の基板処理方法は、ウエハにアニール処理や酸化膜形成処理、拡散処理および成膜処理等の拡散・ＣＶＤ処理を施すのに使用される拡散・ＣＶＤ方法（以下、単にＣＶＤ方法という。）として構成されている。

図１に示されているように、本実施の形態に係るＣＶＤ方法が実施されるＣＶＤ装置１は、平面視が長方形の直方体の箱形状に形成された筐体２を備えている。筐体２の左側側壁の後部（左右前後は図１を基準とする。）にはクリーンユニット３が設置されており、クリーンユニット３は筐体２の内部にクリーンエアを供給するようになっている。筐体２の内部における後部の略中央には熱処理ステージ４が設定され、熱処理ステージ４の左脇の前後には空のボートを仮置きして待機させる待機ステージ（以下、待機ステージという。）５および処理済みボートを仮置きして冷却するステージ（以下、冷却ステージという。）６が設定されている。筐体２の内部における前部の略中央にはウエハローディングステージ７が設定されており、その手前にはポッドステージ８が設定されている。ウエハローディングステージ７の左脇にはノッチ合わせ装置９が設置されている。以下、各ステージの構成を順に説明する。

図５および図６に示されているように、熱処理ステージ４の上部には石英ガラスが使用されて下端が開口した円筒形状に一体成形されたプロセスチューブ１１が、中心線が垂直になるように縦に配されている。プロセスチューブ１１の筒中空部はボートによって同心的に整列した状態に保持された複数枚のウエハが搬入される処理室１２を形成しており、プロセスチューブ１１の下端開口は被処理基板としてのウエハを出し入れするための炉口１３を構成している。したがって、プロセスチューブ１１の内径は取り扱うウエハの最大外径よりも大きくなるように設定されている。

プロセスチューブ１１の下端面はマニホールド１４の上端面にシールリング１５を挟んで当接されており、マニホールド１４が筐体２に支持されることにより、プロセスチューブ１１は垂直に支持された状態になっている。マニホールド１４の側壁の一部には排気管１６が処理室１２に連通するように接続されており、排気管１６の他端は処理室１２を所定の真空度に真空排気するための真空排気装置（図示せず）に接続されている。マニホールド１４の側壁の他の部分にはガス導入管１７が処理室１２に連通するように接続されており、ガス導入管１７の他端は原料ガスや窒素ガス等のガスを供給するためのガス供給装置（図示せず）に接続されている。

プロセスチューブ１１の外部にはヒータユニット１８がプロセスチューブ１１を包囲するように同心円に設備されており、ヒータユニット１８は筐体２に支持されることにより垂直に据え付けられた状態になっている。ヒータユニット１８は処理室１２内を全体にわたって均一に加熱するように構成されている。

熱処理ステージ４におけるプロセスチューブ１１の真下には、プロセスチューブ１１の外径と略等しい円盤形状に形成されたキャップ１９が同心的に配置されており、キャップ１９は送りねじ機構によって構成されたエレベータ２０によって垂直方向に昇降されるようになっている。キャップ１９は中心線上にボート２１を垂直に立脚して支持するように構成されている。

本実施の形態において、ボート２１は二台が交互にキャップ１９に乗せられて支持され、プロセスチューブ１１に搬入搬出されるようになっている。二台のボート２１、２１は設計的には同一に構成されているが、例えば、加工誤差や組立誤差およびエッチング処理による洗浄等による個体差を備えている。但し、二台のボート２１、２１は設計的には同一に構成されているので、二台のボートを区別して説明する必要がある場合を除いて、一方を代表として説明する。

図５および図６に示されているように、ボート２１は上下で一対の端板２２および２３と、両端板２２、２３間に架設されて垂直に配設された複数本（本実施の形態では三本）の保持部材２４とを備えており、各保持部材２４に長手方向に等間隔に配されて互いに同一平面内において開口するようにそれぞれ刻設された複数条の保持溝２５間にウエハＷを挿入されることにより、複数枚のウエハＷを水平にかつ互いに中心を揃えた状態に整列させて保持するように構成されている。ボート２１の下側端板２３の下には断熱キャップ部２６が形成されており、断熱キャップ部２６の下面には断熱キャップ部２６の外径よりも小径の円柱形状に形成された支柱２７が垂直方向下向きに突設されている。断熱キャップ部２６の下面における支柱２７の下面には後記するボート移送装置のアームが挿入されるスペースが形成されており、支柱２７の下面における外周辺部によってアームを係合するための係合部２８が構成されている。

図１に示されているように、待機ステージ５と冷却ステージ６との間にはボート２１を熱処理ステージ４と待機ステージ５および冷却ステージ６との間で移送するボート移送装置３０が設備されている。図７に示されているように、ボート移送装置３０はスカラ形ロボット（selective compliance assembly robot arm 。ＳＣＡＲＡ）によって構成されており、水平面内で約９０度ずつ往復回動する一対の第一アーム３１および第二アーム３２を備えている。第一アーム３１および第二アーム３２はいずれも円弧形状に形成されており、ボート２１の支柱２７の外側に挿入された状態で断熱キャップ部２６の係合部２８に下から係合することにより、ボート２１全体を垂直に支持するようになっている。

図１および図７に示されているように、待機ステージ５にはボート２１を垂直に支持する待機台３３が設置されており、第一アーム３１はボート２１を待機台３３と熱処理ステージ４のキャップ１９との間で移送するように構成されている。冷却ステージ６には冷却台３４が設置されており、第二アーム３２はボート２１を冷却台３４と熱処理ステージ４のキャップ１９との間で移送するように構成されている。

図１に示されているように、筐体２内にクリーンエア３５を供給するクリーンユニット３はクリーンエア３５を待機ステージ５および冷却ステージ６に向けて吹き出すように構成されている。すなわち、図８に示されているように、クリーンユニット３はクリーンエア３５を吸い込む吸込ダクト３６を備えており、吸込ダクト３６の下端部には吸込ファン３７が設置されている。吸込ファン３７の吐出口側には吹出ダクト３８が前後方向に延在するように長く敷設されており、吹出ダクト３８の筐体２の内側面における吸込ダクト３６の前後の両脇にはクリーンエア３５を待機ステージ５および冷却ステージ６にそれぞれ向けて吹き出す吹出口３９、３９が大きく開設されている。

他方、図１に示されているように、筐体２の内部における後側の右隅には排気用ファン４０が設置されており、排気用ファン４０はクリーンユニット３の吹出口３９、３９から吹き出されたクリーンエア３５を吸い込んで筐体２内の外部に排出するようになっている。

図１〜図４に示されているように、ウエハローディングステージ７にはスカラ形ロボットによって構成されたウエハ移載装置４１が設置されており、ウエハ移載装置４１はウエハＷをポッドステージ８と待機ステージ５との間で移送してポッドとボート２１との間で移載するように構成されている。

すなわち、図９に示されているように、ウエハ移載装置４１はベース４２を備えており、ベース４２の上面にはロータリーアクチュエータ４３が設置されている。ロータリーアクチュエータ４３の上には第一リニアアクチュエータ４４が設置されており、ロータリーアクチュエータ４３は第一リニアアクチュエータ４４を水平面内で回転させるように構成されている。第一リニアアクチュエータ４４の上には第二リニアアクチュエータ４５が設置されており、第一リニアアクチュエータ４４は第二リニアアクチュエータ４５を水平移動させるように構成されている。第二リニアアクチュエータ４５の上には取付台４６が設置されており、第二リニアアクチュエータ４５は取付台４６を水平移動されるように構成されている。取付台４６にはウエハＷを下から支持するツィーザ４７が複数枚（本実施の形態においては五枚）、等間隔に配置されて水平に取り付けられている。図１〜図４に示されているように、ウエハ移載装置４１は送りねじ機構によって構成されたエレベータ４８によって昇降されるようになっている。

ポッドステージ８にはウエハＷを搬送するためのキャリア（ウエハ収納容器）としてのＦＯＵＰ（front opning unified pod。以下、ポッドという。）５０が一台ずつ載置されるようになっている。ポッド５０は一つの面が開口した略立方体の箱形状に形成されており、開口部にはドア５１が着脱自在に装着されている。ウエハのキャリアとしてポッドが使用される場合には、ウエハが密閉された状態で搬送されることになるため、周囲の雰囲気にパーティクル等が存在していたとしてもウエハの清浄度は維持することができる。したがって、ＣＶＤ装置が設置されるクリーンルーム内の清浄度をあまり高く設定する必要がなくなるため、クリーンルームに要するコストを低減することができる。そこで、本実施の形態に係るＣＶＤ装置においては、ウエハのキャリアとしてポッド５０を使用している。なお、ポッドステージ８にはポッド５０のドア５１を開閉するためのドア開閉装置（図示せず）が設置されている。

図１０はＣＶＤ装置の制御システムを示すブロック図である。図１０に示されている制御システム６０はいずれもコンピュータによって構築されたメインコントローラと複数のサブコントローラとによって構成されている。サブコントローラとしては、処理室の温度を制御する温度制御サブコントローラ６１と、処理室の圧力を制御する圧力制御サブコントローラ６２と、原料ガスやキャリアガスおよびパージガス等のガス流量を制御するガス制御サブコントローラ６３と、各種のエレベータやボート移送装置およびウエハ移載装置等の機械を制御する機械制御サブコントローラ６４とが構築されており、これらサブコントローラはメインコントローラ６６に制御ネットワーク６５によって接続されている。

メインコントローラ６６には表示手段および入力手段（ユーザ・インタフェース）としてのコンソール（制御卓）６７およびレシピ等を記憶する記憶装置６８が接続されている。コンソール６７はディスプレイとキーボードおよびマウスとを備えており、ディスプレイにレシピの内容（項目名や制御パラメータの数値等）表示するとともに、キーボードやマウスによって作業者の指令を伝達するように構成されている。

本実施の形態において、メインコントローラ６６には各ボートを識別するボート識別手段のボート識別部７１が構築（プログラミング）されており、ボート識別部７１にはボート識別のための検出装置（以下、ボート検出装置という。）７２が接続されている。ボート識別部７１はボート検出装置７２の検出結果に基づいて各ボートを識別するように構成されており、メインコントローラ６６はボート識別部７１の識別結果に基づいて、各ボートに対応した指令を各サブコントローラに指令するようになっている。

本実施の形態において、ボート検出装置７２は待機台３３、冷却台３４およびキャップ１９にそれぞれ設置されており、各ボート検出装置７２がメインコントローラ６６のボート識別部７１にそれぞれ接続されている。なお、本実施の形態において、待機台３３、冷却台３４およびキャップ１９にそれぞれ設置された各ボート検出装置７２の構成は実質的には同一であるので、ボート検出装置７２については図１１および図１２に示されている待機台３３に設置されたものを代表にして説明する。

図１１および図１２に示されているように、ボート検出装置７２は待機台３３の上面に没設された位置合わせ溝の底に設置されている。すなわち、待機台３３の上面には断面が逆台形の細長い溝形状に形成された位置合わせ溝８１が三条、待機台３３の上面の中心点を中心にして放射状（略Ｙ字形状）に配置されて没設されており、ボート検出装置７２はそのうちの一条の位置合わせ溝８１の底面における周辺部に配置されている。各位置合わせ溝８１はボート２１のベース２９の下面に突設された三個の位置合わせ突起８２をそれぞれ嵌入し得るように形成されている。すなわち、三個の位置合わせ突起８２は位置合わせ溝８１の逆台形に対応した錐面を有する台形円錐形状にそれぞれ形成されており、ベース２９の下面の中心点を中心にした同心円上において三条の位置合わせ溝８１に嵌入するように周方向に等間隔である１２０度置きにそれぞれ配置されている。ベース２９の下面の外周部には内周面に雌テーパ形状部８４を有した位置合わせリング部８３が同心円に下向きに突設されており、位置合わせリング部８３の雌テーパ形状部８４は待機台３３の外周面と嵌合するように設定されている。

図１１および図１２に示されているように、ボート検出装置７２は待機台３３の上にボート２１が有るかを検出するボート有無検出部（以下、有無検出部という。）７３と、待機台３３の上に乗ったボート２１を識別するためのボート識別用検出部（以下、識別用検出部という。）７４とを備えており、有無検出部７３および識別用検出部７４は同様に構成されている。すなわち、有無検出部７３および識別用検出部７４はいずれも、位置合わせ溝８１の底に形成された保持穴７５と、保持穴７５に上下方向に摺動自在に保持されたプラグ７６と、プラグ７６を上方に常時付勢するスプリング７７と、プラグ７６の上下動を検出するリミットスイッチ７８とを備えており、プラグ７６がボート２１のベース２９の下面に突設された被検出子７９を検出することにより、リミットスイッチ７８を開閉させるようになっている。ちなみに、プラグ７６は弗素樹脂等の耐熱性および耐摩耗性を有した材料によって形成されている。

図１１（ｅ）および図１２に示されているように、ベース２９の下面に突設された被検出子７９はねじ構造に構成されており、石英や炭化シリコン（ＳｉＣ）によって形成されたベース２９の下面に着脱自在に取り付けられるようになっている。そして、本実施の形態においては、識別用検出部７４に対応する外側の被検出子７９は一方のボート（以下、第一ボートとする。）２１Ａには取り付けられているが、他方のボート（以下、第二ボートとする。）２１Ｂには取り付けられていない。したがって、識別用検出部７４が被検出子７９を検出した時には第一ボート２１Ａと判断することができ、識別用検出部７４が被検出子７９を検出しない時には第二ボート２１Ｂと判断することができる。

以下、前記構成に係るＣＶＤ装置を使用した本発明の一実施の形態である半導体装置の製造方法におけるＣＶＤ方法を、一対のボートの運用方法を主体にして説明する。

以下のＣＶＤ方法は予め指定された成膜プロセスのレシピを実行する制御シーケンスによって実施されるものであり、指定されたレシピが記憶装置６８からメインコントローラ６６のＲＡＭ等に展開されて、各サブコントローラ６２〜６４に指令されることによって実施される。

まず、第一ボート２１Ａが待機ステージ５の待機台３３にボート移送装置３０によって移載され、ポッド５０に収納されたウエハＷが第一ボート２１Ａにウエハ移載装置４１によって移載（チャージ）される。すなわち、図１および図２に示されているように、第一ボート２１Ａが待機ステージ５の待機台３３にボート移送装置３０によって移送されて載置される。他方、図１に示されているように、複数枚のウエハＷが収納されたポッド５０はポッドステージ８に供給され、図２に示されているように、ポッドステージ８に供給されたポッド５０はドア５１をドア開閉装置によって開放される。

そして、図９において、（ａ）に示された状態から（ｂ）に示されているように、第二リニアアクチュエータ４５および取付台４６がポッド５０の方向に移動されてツィーザ４７がポッド５０内に挿入され、ポッド５０内のウエハＷを受け取る。続いて、ツィーザ４７は（ａ）に示された位置に後退する。次に、ロータリーアクチュエータ４３が反転して、第二リニアアクチュエータ４５および取付台４６が待機ステージ５の方向に移動されて、ツィーザ４７が保持したウエハＷを第一ボート２１Ａの保持溝２５に受け渡す。ウエハＷを第一ボート２１Ａに移載したウエハ移載装置４１は第二リニアアクチュエータ４５および取付台４６を一度後退させた後に再び反転して、ツィーザ４７をポッド５０側に向けた図９（ａ）の状態になる。

この際、図１２（ａ）に示されているように、待機台３３においては有無検出部７３および識別用検出部７４の両方がベース２９の両方の被検出子７９、７９を検出した状態になっているため、制御システム６０のボート識別部７１は第一ボート２１Ａと判断し、その判断結果をメインコントローラ６６に送信する。すなわち、ボート識別部７１は有無検出部７３と識別用検出部７４との両方から検出信号が送信されて来た場合には第一ボート２１Ａが待機台３３の上に有ると判断する。そして、メインコントローラ６６は第一ボート２１Ａに対応した制御条件を機械制御サブコントローラ６４に指令し、ウエハ移載装置４１の前述したウエハ移載作業を制御させる。第一ボート２１Ａに対応した制御条件としては、例えば、ウエハＷを保持するための保持溝２５のピッチや、三方向の保持溝２５が規定する中心点がある。

ここで、第一ボート２１Ａが待機台３３に載置された状態において、第一ボート２１Ａのベース２９に突設された三個の位置合わせ突起８２が待機台３３に放射状に没設された三条の位置合わせ溝８１にそれぞれ嵌入しているため、第一ボート２１Ａは待機台３３に正確に軸心合わせされるとともに、向きが予め指定された方向を向いた状態になっている。すなわち、第一ボート２１Ａの三本の保持部材２４が規定するウエハ挿入方向の向きはウエハ移載装置４１のツィーザ４７の進退方向を正確に一致した状態になっている。したがって、ウエハ移載装置４１による移載作業は適正に実行されることになる。

待機ステージ５にて指定の枚数のウエハＷが第一ボート２１Ａに装填されると、第一ボート２１Ａは待機ステージ５から熱処理ステージ４へボート移送装置３０の第一アーム３１によって図４に示されているように移送され、キャップ１９の上に移載される。すなわち、第一アーム３１は第一ボート２１Ａの支柱２７の外側に挿入して断熱キャップ部２６の係合部２８に下から係合することによって第一ボート２１Ａを垂直に支持した状態で、約９０度回動することによって、第一ボート２１Ａを待機ステージ５から熱処理ステージ４へ移送しキャップ１９の上に受け渡す。そして、第一ボート２１Ａをキャップ１９に移載した第一アーム３１は待機ステージ５に戻る。

ここで、キャップ１９にもボート検出装置７２および位置合わせ溝８１が待機台３３と同様に配設されているため、キャップ１９に移載された第一ボート２１Ａは正確に位置合わせされ、ボート識別部７１によって有無を確認されるとともに識別されることになる。そして、メインコントローラ６６は第一ボート２１Ａに対応した制御条件を温度制御サブコントローラ６１、圧力制御サブコントローラ６２およびガス制御サブコントローラ６３に指令する。第一ボート２１Ａに対応した制御条件としては、例えば、ウエハＷを保持するための保持溝２５のピッチや三方向の保持溝２５が規定する中心点に対応したガス供給制御がある。

図５に示されているように、キャップ１９に垂直に支持された第一ボート２１Ａはエレベータ２０によって上昇されてプロセスチューブ１１の処理室１２に搬入される。第一ボート２１Ａが上限に達すると、キャップ１９の上面の外周辺部がマニホールド１４の下面にシールリング１５を挟んで着座した状態になってマニホールド１４の下端開口をシール状態に閉塞するため、処理室１２は気密に閉じられた状態になる。

処理室１２がキャップ１９によって気密に閉じられると、処理室１２が所定の真空度に排気管１６によって真空排気され、ヒータユニット１８によって所定の処理温度（例えば、８００〜１０００℃）をもって全体にわたって均一に加熱される。処理室１２の温度が安定すると、処理ガスが処理室１２にガス導入管１７を通じて所定の流量供給される。これによって、所定の成膜処理が施される。

この第一ボート２１Ａに対する成膜処理の間に、第二ボート２１Ｂが待機ステージ５の待機台３３の上にボート移送装置３０によって移載され、ポッド５０のウエハＷが第二ボート２１Ｂにウエハ移載装置４１によってチャージされる。この際、第二ボート２１Ｂのベース２９に突設された三個の位置合わせ突起８２が待機台３３に放射状に没設された三条の位置合わせ溝８１にそれぞれ嵌入するため、第二ボート２１Ｂは待機台３３に正確に軸心合わせされるとともに、向きが予め指定された方向を向いた状態になっている。つまり、ウエハ移載装置４１によるウエハＷの第二ボート２１Ｂへの移載作業は適正に実行される。

ここで、第二ボート２１Ｂのベース２９には識別用検出部７４に対応した被検出子７９が取り付けられていないため、ボート検出装置７２において有無検出部７３は被検出子７９を検出するが、識別用検出部７４は被検出子７９を検出しない状態になる。このため、制御システム６０のボート識別部７１は第二ボート２１Ｂと判断し、その判断結果をメインコントローラ６６に送信する。すなわち、ボート識別部７１は検出信号が有無検出部７３だけから送信されて来た場合には第二ボート２１Ｂが待機台３３の上に有ると判断する。そして、メインコントローラ６６は第二ボート２１Ｂに対応した制御条件を機械制御サブコントローラ６４に指令し、ウエハ移載装置４１の前述したウエハ移載（チャージ）作業を制御させることになる。

翻って、第一ボート２１Ａに対するプロセスチューブ１１での所定の処理時間が経過すると、図６に示されているように、第一ボート２１Ａを支持したキャップ１９がエレベータ２０によって下降されて、第一ボート２１Ａがプロセスチューブ１１の処理室１２から搬出される。プロセスチューブ１１の処理室１２から搬出された第一ボート２１Ａ（保持されたウエハＷ群を含む）は高温の状態になっている。

続いて、図３に示されているように、処理室１２から搬出された高温状態の処理済みの第一ボート２１Ａはプロセスチューブ１１の軸線上の熱処理ステージ４から冷却ステージ６へ、ボート移送装置３０の第二アーム３２によって直ちに移送されて移載される。この際、第二アーム３２は処理済みの第一ボート２１Ａの支柱２７の外側に挿入して断熱キャップ部２６の係合部２８に下から係合することによって、処理済みの第一ボート２１Ａを垂直に支持した状態で約９０度回動することにより、処理済みの第一ボート２１Ａを熱処理ステージ４のキャップ１９の上から冷却ステージ６の冷却台３４の上へ移送し載置する。

ここで、冷却台３４にもボート検出装置７２および位置合わせ溝８１が待機台３３と同様に配設されているため、冷却台３４に移載された第一ボート２１Ａは正確に位置合わせされ、ボート識別部７１によって有無を確認されるとともに識別されることになる。

図４に示されているように、冷却ステージ６はクリーンユニット３のクリーンエア吹出口３９の近傍に設定されているため、冷却ステージ６の冷却台３４に移載された高温状態の第一ボート２１Ａはクリーンユニット３の吹出口３９から吹き出すクリーンエア３５によってきわめて効果的に冷却される。

冷却台３４において例えば１５０℃以下に冷却された第一ボート２１Ａは、ボート移送装置３０によって熱処理ステージ４を経由して待機ステージ５に移送される。すなわち、ボート移送装置３０の第二アーム３２は第一ボート２１Ａの支柱２７の外側に挿入して断熱キャップ部２６の係合部２８に下から係合することによって第一ボート２１Ａを垂直に支持した状態で、約９０度回動することにより、第一ボート２１Ａを冷却ステージ６から熱処理ステージ４へ移送する。第一ボート２１Ａが熱処理ステージ４に移送されると、ボート移送装置３０の第一アーム３１が約９０度回転されて熱処理ステージ４に移動され、熱処理ステージ４の第一ボート２１Ａを受け取る。第一ボート２１Ａを受け取ると、第一アーム３１は元の方向に約９０度逆回転して第一ボート２１Ａを熱処理ステージ４から待機ステージ５に移送して、待機台３３に移載する。待機台３３に移載された状態において、第一ボート２１Ａの三本の保持部材２４はウエハ移載装置４１側が開放した状態になる。

第一ボート２１Ａが待機台３３に戻されると、ウエハ移載装置４１は待機台３３の第一ボート２１Ａから処理済みのウエハＷを受け取ってポッドステージ８のポッド５０に移載して行く。この際も、図１２（ａ）に示されているように、有無検出部７３および識別用検出部７４の両方がベース２９の両方の被検出子７９、７９を検出した状態になるため、制御システム６０のボート識別部７１は第一ボート２１Ａと判断し、その判断結果をメインコントローラ６６に送信する。そして、メインコントローラ６６は第一ボート２１Ａに対応した制御条件を機械制御サブコントローラ６４に指令し、ウエハ移載装置４１に第一ボート２１Ａからポット５０へのウエハの移載（ディスチャージ）作業を制御させる。

また、第一ボート２１Ａのベース２９に突設された三個の位置合わせ突起８２が待機台３３に放射状に没設された三条の位置合わせ溝８１にそれぞれ嵌入するため、第一ボート２１Ａは待機台３３に正確に軸心合わせされるとともに、向きが予め指定された方向を向いた状態になる。したがって、ウエハ移載装置４１による第一ボート２１Ａからポット５０へのウエハのディスチャージ作業は適正に実行されることになる。

全ての処理済みウエハＷがポッド５０に戻されると、待機台３３の上の第一ボート２１Ａには、次に処理すべき新規のウエハＷがウエハ移載装置４１によって移載（チャージ）されて行く。

以降、前述した作用が第一ボート２１Ａと第二ボート２１Ｂとの間で交互に繰り返されることにより、多数枚のウエハＷがＣＶＤ装置１によってバッチ処理されて行く。

前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。

1) ボート識別手段のボート検出装置７２からの検出信号に基づいてボート識別部７１が第一ボート２１Ａか第二ボート２１Ｂかを識別することにより、メインコントローラ６６はウエハ移載装置４１の制御条件を第一ボート２１Ａおよび第二ボート２１Ｂに対応させてそれぞれ適宜に指令することができるため、第一ボート２１Ａと第二ボート２１Ｂとの個体差を起因とするウエハ移載装置４１の移載ミスの発生を防止することができる。

2) ボート識別手段のボート検出装置７２からの検出信号に基づいてボート識別部７１が第一ボート２１Ａか第二ボート２１Ｂかを識別することにより、メインコントローラ６６は温度制御サブコントローラ６１、圧力制御サブコントローラ６２およびガス制御サブコントローラ６３の制御条件を第一ボート２１Ａおよび第二ボート２１Ｂに対応させてそれぞれ適宜に指令することができるため、ＣＶＤ方法の品質および信頼性を高めることができる。

3) また、制御条件を変更調整することにより、ウエハに対する成膜（処理）条件を変更することができるため、第一ボート２１Ａと第二ボート２１Ｂとの間で異なるロットを扱うように設定することもでき、一台のＣＶＤ装置１によって種々の成膜を実行することができる。

4) ボート検出装置７２を待機台３３、冷却台３４およびキャップ１９にそれぞれ配設することにより、第一ボート２１Ａおよび第二ボート２１Ｂの現在の存在場所を認識することができる。例えば、停電復旧後の成膜処理開始時に第一ボート２１Ａおよび第二ボート２１Ｂがどの場所に有るかを確認することができるため、第一ボート２１Ａおよび第二ボート２１Ｂが継続すべき作業を間違いなく正しく迅速に実行させることができる。

5) なお、有無検出部７３に基づいてボートの移動の履歴をソフト的に保存しておくことにより、ボート２１の所在場所は認識することができる。但し、この場合には、ボート２１の所在場所の認識は推測になるため、誤作動や事故を発生する危惧がある。しかし、前記4)によれば、実際の第一ボート２１Ａおよび第二ボート２１Ｂを検出することにより、第一ボート２１Ａの所在場所および第二ボート２１Ｂの所在場所を推測を介在せずに認識することができるため、誤作動や事故の発生を未然に回避することができる。

6) 被検出子７９をボート２１に着脱自在に取り付けられるように構成することにより、第一ボート２１Ａと第二ボート２１Ｂとの間で構造上の差異を設定しなくても済むため、製造コストの増加を防止することができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。

例えば、ボート識別手段のボート検出装置は、待機ステージ、冷却ステージおよび熱処理ステージにそれぞれ配設するに限らず、ウエハ移載作業が実施されるステージ（前記実施の形態においては待機ステージ）に少なくとも配設すればよい。

また、ボート識別手段のボート検出装置をボート移送装置のアームにも配設することにより、ボート移送途中においてもボートの所在場所を認識することができる。

ボート識別手段の被検出子は、ねじ構造に構成するに限らず、ボートに着脱自在に取り付けられるベースの外形をそれぞれ相違させる構造等に構成してもよい。

ＣＶＤ装置はアニール処理や酸化膜形成処理、拡散処理および成膜処理等のＣＶＤ方法全般に使用することができる。

前記実施の形態ではウエハに処理が施される場合について説明したが、被処理基板はホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスクおよび磁気ディスク等であってもよい。

以上説明したように、本発明によれば、各ボートを識別することができるため、各ボートの個体差を起因とする基板の移載ミスの発生を未然に防止することができる。

Ｗ…ウエハ（基板）、１…ＣＶＤ装置（基板処理装置）、２…筐体、３…クリーンユニット、４…熱処理ステージ、５…待機ステージ、６…冷却ステージ、７…ウエハローディングステージ、８…ポッドステージ、９…ノッチ合わせ装置、１１…プロセスチューブ、１２…処理室、１３…炉口、１４…マニホールド、１５…シールリング、１６…排気管、１７…ガス導入管、１８…ヒータユニット、１９…キャップ、２０…エレベータ、２１…ボート、２１Ａ…第一ボート、２１Ｂ…第二ボート、２２…上側端板、２３…下側端板、２４…保持部材、２５…保持溝、２６…断熱キャップ部、２７…支柱、２８…係合部、２９…ベース、３０…ボート移送装置、３１…第一アーム、３２…第二アーム、３３…待機台、３４…冷却台、３５…クリーンエア、３６…吸込ダクト、３７…吸込ファン、３８…吹出ダクト、３９…吹出口、４０…排気用ファン、４１…ウエハ移載装置、４２…ベース、４３…ロータリーアクチュエータ、４４…第一リニアアクチュエータ、４５…第二リニアアクチュエータ、４６…取付台、４７…ツィーザ、４８…エレベータ、５０…ポッド、５１…ドア、６０…制御システム、６１…温度制御サブコントローラ、６２…圧力制御サブコントローラ、６３…ガス制御サブコントローラ、６４…機械制御サブコントローラ、６５…制御ネットワーク、６６…メインコントローラ、６７…コンソール（制御卓）、６８…記憶装置、７１…ボート識別部、７２…ボート検出装置、７３…ボート有無検出部、７４…ボート識別用検出部、７５…保持穴、７６…プラグ、７７…スプリング、７８…リミットスイッチ、７９…被検出子、８１…位置合わせ溝、８２…位置合わせ突起、８３…位置合わせリング部、８４…雌テーパ形状部。

Claims (2)

1. 処理室を形成したプロセスチューブと、前記処理室に出入りして複数枚の基板を搬入搬出する少なくとも二台のボートと、前記複数枚の基板を前記ボートに対して前記処理室の外部において授受する基板移載装置とを備えている基板処理装置であって、前記各ボートを載置する複数のステージを有し、該複数のステージそれぞれに前記各ボートを識別するボート識別手段を備えている基板処理装置。
2. 処理室を形成したプロセスチューブと、前記処理室に出入りして複数枚の基板を搬入搬出する少なくとも二台のボートと、前記複数枚の基板を前記ボートに対して前記処理室の外部において授受する基板移載装置とを備えた基板処理装置を使用し、複数のステージそれぞれに備えられたボート識別手段が載置された各ボートを識別する工程と、
   その検出結果に基づき前記基板を処理する工程と、
   を含む半導体装置の製造方法。

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