JP2011119504A

JP2011119504A - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2011119504A
Application number: JP2009276331A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Taniuchi; 正導谷内
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2009-12-04
Filing date: 2009-12-04
Publication date: 2011-06-16

Abstract

【課題】複数の基板保持具を用い、移載及び回収位置が反応炉直下ではなかった場合でも基板の保持状態を確認でき、一方の基板保持具にて異常を検知した場合に該一方の基板保持具から正常な基板を回収すると共に、他方の基板保持具からも同様に正常な基板を回収できる基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板７を保持する複数の基板保持具２１a、２１bと、基板７に所定の処理を行う反応炉１１と、前記基板保持具２１a、２１bに対して基板７の移載と回収を行う基板移載機４１と、前記基板保持具２１a、２１bを識別する識別手段と、基板７の保持状態を検知する検知部と、前記基板移載機４１を制御する制御部とを具備し、該検知部が基板７の異常を検知した際には、前記制御部は検知した基板７の保持状態、前記識別手段による識別結果に基づき、基板７を前記基板移載機４１により回収する。
【選択図】図１

Description

本発明は、シリコンウェーハ、ガラス基板等の基板に薄膜の生成、酸化処理、不純物の拡散、アニール処理、エッチング等の処理を行う基板処理装置に関するものであり、特に２台以上のボートが使用される基板処理装置に関するものである。

基板を処理する処理装置として、縦型の反応炉と、所定数の被処理基板（以下ウェーハと称す）を水平姿勢で多段に保持する基板保持具であるボートと、該ボートにウェーハを移載する基板移載機とを具備し、前記ボートに基板を保持した状態で前記反応炉にてウェーハを処理するバッチ式の基板処理装置がある。

更に、スループットを向上することを目的として、複数のボートを具備するものがある。

例えば、この種の装置として、特許文献１に記載されているものがある。

特許文献１に記載されている装置に於いては、基板移載機と反応炉の真下空間との間にボート交換装置が配置されており、該ボート交換装置の回転テーブルの上に２台のボートが載置され、回転テーブルを中心として２台のボートが１８０°ずつ回転することにより、未処理ウェーハを保持するボートと処理済ウェーハを保持するボートとが交換される様になっている。

斯かる基板処理装置に於いては、１つのボートについて処理が実行されている間に、他のボートに対して基板移載装置により処理済ウェーハの払出し、未処理ウェーハの移載が実行され、次の処理工程の準備が行われ、全体としての処理時間が短縮される様になっている。

更に、ウェーハを多段に保持するボートの、ウェーハの保持状態を検知する機構がある。

例えば、この種の装置として、特許文献２、特許文献３に記載されているものがある。

処理炉内にて昇温された時、或は処理炉から取出されて冷却された時、熱反応によって基板に割れや反り等の異常が生じる場合がある。この割れや反りが基板移載機により自動搬送できないレベルにある場合、基板を出入れするツイ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事故を起す場合がある。特許文献２、特許文献３に記載されている装置では、斯かる事故を未然に防止する様検知機構を設けている。

特許文献２に於いては、基板移載機にフォトセンサを設け、基板により光が遮断された部分と基板間の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、予めわかっている基板保持具のピッチに対して基板同士のピッチが正常であるか確認する。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た場合や、光が遮断されなかった場合には異常として検知部により検知され、異常が検知された基板以外の基板が基板移載機構によって回収される様になっている。

又、特許文献３に於いては、フォトセンサによる光量をアナログデータとして検出することで、検出手段の経年劣化や基板の反射率の変化等による検知データの変化の影響を回避して基板の位置ずれを検知できる様になっている。

然し乍ら、従来の検知機構は１つのボートを用いる基板処理装置に対し、反応炉の直下で移載、回収されるウェーハの検知を行うものであり、複数のボートを使用する基板処理装置の様に、ウェーハが反応炉の直下以外の位置で移載、回収されるものに対してはウェーハの状態検知を行うことができなかった。

特開２００３−１０９９５１号公報ＷＯ２００５／３１８５１号公報特開２００５−１４２２４５号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、複数の基板保持具を用い、移載及び回収位置が反応炉直下ではなかった場合でも基板の保持状態を確認でき、一方の基板保持具にて異常を検知した場合に該一方の基板保持具から正常な基板を回収すると共に、他方の基板保持具からも同様に正常な基板を回収できる基板処理装置を提供するものである。

本発明は、基板を保持する複数の基板保持具と、該基板保持具を収納し、基板に所定の処理を行う反応炉と、前記基板保持具に対して基板移載回収位置で基板の移載と回収を行う基板移載機と、前記基板保持具を識別する識別手段と、前記基板移載回収位置で前記基板保持具に対して基板の保持状態を検知する検知部と、前記基板移載機の移載を制御する制御部とを具備し、該検知部が基板の異常を検知した際には、前記制御部は検知した基板の保持状態、前記識別手段による識別結果に基づき、異常が検知された基板を前記基板保持具に残した状態で、残りの基板を前記基板移載機により回収する基板処理装置に係るものである。

本発明によれば、基板を保持する複数の基板保持具と、該基板保持具を収納し、基板に所定の処理を行う反応炉と、前記基板保持具に対して基板移載回収位置で基板の移載と回収を行う基板移載機と、前記基板保持具を識別する識別手段と、前記基板移載回収位置で前記基板保持具に対して基板の保持状態を検知する検知部と、前記基板移載機の移載を制御する制御部とを具備し、該検知部が基板の異常を検知した際には、前記制御部は検知した基板の保持状態、前記識別手段による識別結果に基づき、異常が検知された基板を前記基板保持具に残した状態で、残りの基板を前記基板移載機により回収するので、処理のスループット向上を図ることができ、又前記基板移載機が異常状態の基板と衝突し、前記基板保持具を転倒させて破損させることがなく、更に処理完了後に残るのは異常状態の基板のみである為、作業者が異常状態の基板を探す必要がなく、労力の低減を図ることができるという優れた効果を発揮する。

本発明が実施される基板処理装置の全体斜視図である。該基板処理装置の平断面図である。該基板処理装置の立断面図である。該基板処理装置のボート搬送装置の斜視図である。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矢視図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ矢視図、（ｄ）はボートのベースの底面図、（ｅ）は（ｄ）のＥ−Ｅ矢視図である。ボート識別手段の作用説明図であり、（ａ）は一部切断正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視図、（ｄ）は（ａ）のＤ−Ｄ矢視図である。前記基板処理装置に用いられる基板移載機の側面図である。前記基板処理装置に用いられる基板保持具の側面図である。前記基板処理装置に用いられる前記基板移載機とその周辺を示す断面図である。前記基板処理装置に於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）は基板保持具を示す側面図である。前記基板処理装置に於いて、基板保持の状態異常があった場合の検知方法を説明する図であり、（ａ）は基板保持の異常状態と検知波形との関係を示す説明図、（ｂ）は基板移載機の平面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

本実施例に係る基板処理装置１は図１に概略の構成が示される様に、筐体２の内部に縦型反応炉（以下反応炉）１１を有する縦型拡散・ＣＶＤ装置（以下ＣＶＤ装置と称す）であり、前記筐体２の前面には基板収納容器５０（例えばウェーハカセット、ＦＯＵＰ（ｆｒｏｎｔｏｐｎｉｎｇｕｎｉｆｉｅｄｐｏｄ）等をポッド５０と称す）を授受する授受ステージ８が設けられ、前記筐体１の内部で一側（前方より見て右側）に基板移載機４１が前記授受ステージ８に対向する様に設けられ、前記基板移載機４１の後方にはボートエレベータ２０が筐体内右側に設けられている。前記反応炉１１の直下には熱処理ステージ４が設けられ、前記ボートエレベータ２０は基板保持具であるボート２１を、前記熱処理ステージ４の位置から前記反応炉１１に装入、該反応炉１１から前記熱処理ステージ４へ引出しする様になっている。前記ボートエレベータ２０に対向してボート搬送装置３０が設けられている。該ボート搬送装置３０は前後に待機ステージ５と冷却ステージ６とを具備し、該待機ステージ５、冷却ステージ６と前記熱処理ステージ４間で前記ボート２１の移送を行う。尚、前記待機ステージ５は、該待機ステージ５上に載置された前記ボート２１に対してウェーハ７の移載、回収が行われる基板移載回収位置となっている。

前記反応炉１１は有天円筒状のヒータユニット１８、該ヒータユニット１８と同心に内設された石英製の反応管１３を有し、該反応管１３は反応室１２を画成する。前記反応管１３は炉口フランジ１４を介して前記筐体２に支持され、前記反応管１３には前記反応室１２の上方に開口するガス導入管１７が設けられ、前記炉口フランジ１４には排気管１６が設けられている。前記ガス導入管１７は原料ガス、窒素ガス等のガスを供給する為のガス供給源（図示せず）に接続され、前記排気管１６は前記反応室１２を所定の圧力に保持する為の真空排気装置（図示せず）に接続されている。

前記ポッド５０は処理基板であるウェーハを所定数（例えば２５枚）収納した状態で搬送される密閉式の搬送容器であり、開閉可能な蓋を有している。

ウェーハの搬送容器として前記ポッド５０が使用される場合には、ウェーハが密閉された状態で搬送されることになる為、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ェーハの清浄度は維持することができる。従って、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為、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。

図３に示されている様に、前記ボート２１は下端板２２と該下端板２２に立設された複数本（本実施例では３本）の支柱２４に支持された上端板２３を有し、前記支柱２４には所要ピッチで基板保持溝２５が刻設され、該基板保持溝２５にウェーハ７が挿入されることで、該ウェーハ７が前記ボート２１に水平姿勢で保持される。該ボート２１の下端板２２の下には断熱キャップ部２６が形成されており、該断熱キャップ部２６の下側には脚柱２７を介してベース２９が設けられている。前記脚柱２７によって形成された該ベース２９と断熱キャップ部２６間の間隙には後述するボート搬送装置３０のアームが嵌合可能となっている。

前記授受ステージ８は前記基板処理装置１の外部に対して前記ポッド５０を授受するものであり、該ポッド５０の蓋（図示せず）を開閉する為のドア開閉装置（図示せず）を具備している。

前記基板移載機４１は送り螺子機構を有するエレベータ４２と、該エレベータ４２により昇降される昇降ベース４３と、該昇降ベース４３に回転可能に設けられた移載機本体４４と該移載機本体４４に進退可能に設けられた主ツイーザ本体４６及び副ツイーザ本体４８（図８参照）を具備し、又該主ツイーザ本体４６には前記ウェーハ７を保持する基板移載プレート（ツイーザ）４７が上下方向に所要段（本実施例では５段）設けられている。而して、前記基板移載機４１は昇降、回転、進退の協働により前記授受ステージ８のポッド５０と熱処理ステージ４に位置する降下状態のボート２１との間で前記ウェーハ７を移載可能となっている。

前記ボートエレベータ２０は送り螺子機構によりキャップ１９を昇降可能であり、該キャップ１９には前記ボート２１が載置され、該ボート２１は前記キャップ１９を介して前記ボートエレベータ２０に昇降され、前記熱処理ステージ４の位置から前記反応炉１１に装入、該反応炉１１から前記熱処理ステージ４へ引出しされる様になっている。又、前記キャップ１９は前記ボート２１を前記反応炉１１に装入した状態では、前記反応炉１１の炉口部を気密に閉塞する。

前記ボート搬送装置３０は、図４に詳細が示されている。

コの字状をし、前記筐体２の壁面に沿って立てられたフレーム３５に鉛直のガイドシャフト３６が設けられ、該ガイドシャフト３６に下スライダ３７、上スライダ３８が摺動自在に設けられている。該上スライダ３８にはモータにより螺子ロッドが回転される送り螺子機構３９が連結され、該送り螺子機構３９により前記上スライダ３８は昇降可能となっている。該上スライダ３８には回転エアシリンダ、ロータリソレノイド等の回転アクチュエータ４０を介してクランク状に屈曲した上アーム３２が設けられ、該上アーム３２は前記回転アクチュエータ４０によって少なくとも１８０°は回転可能となっている。

又、前記下スライダ３７についても同様な構成で、前記送り螺子機構３９が連結され、前記回転アクチュエータ４０を介してクランク状に下アーム３１が前記下スライダ３７に設けられている。又、前記下アーム３１、上アーム３２は回転した場合に相互に干渉しない様な形状となっている。

前記下アーム３１、上アーム３２の水平部分はいずれも円弧形状に形成されており、前記脚柱２７が形成する間隙に嵌合可能であり、嵌合した状態では前記断熱キャップ部２６が前記下アーム３１、上アーム３２に載置され、前記ボート２１は前記下アーム３１、上アーム３２により垂直に支持される様になっている。

前記待機ステージ５には前記ボート２１を垂直に支持する待機台３３が設置されており、前記下アーム３１は、回転、昇降の協働により前記ボート２１を前記待機台３３と熱処理ステージ４のキャップ１９との間で移送する様に構成されている。前記冷却ステージ６には冷却台３４が設置されており、前記上アーム３２は、回転、昇降の協働により前記ボート２１を前記冷却台３４と熱処理ステージ４のキャップ１９との間で移送する様に構成されている。

尚、前記筐体２の側面に設けられたクリーンユニット３と該クリーンユニット３と対向した位置に配置された排気ファン９（図２参照）により前記筐体２内には前記待機ステージ５、冷却ステージ６から熱処理ステージ４を経て流れるクリーンエア１５の一方向流れが形成される。

図５は制御システムを示すブロック図である。

図５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６６と複数のサブコントローラ６１，６２，６３，６４とによって構成されている。

サブコントローラとしては、反応室１２の温度を制御する温度制御サブコントローラ６１と、反応室１２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及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、各種のエレべ−タやボート搬送装置３０及び基板移載機４１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６１，６２，６３，６４は前記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。

前記メインコントローラ６６には表示手段及び入力手段（ユーザ・インタフェース）としての制御卓６７及びハードディスク等の記憶装置６８が接続され、該記憶装置６８には後述するマスターデータ等の各種データを格納するデータ格納領域８５、基板処理を行う為の制御シーケンスプログラム８６、各種処理開始前に各種処理条件を設定する為の処理条件入力プログラム８７、基板処理の進行状態等をディスプレイ６７ａに表示させる為の表示プログラム８８、前記ボート２１の種類を識別するボート識別プログラム７１、前記ボート２１に保持された処理前と処理後のウェーハ７の状態を比較するボート状態比較プログラム７０、或はレシピ等が記憶されており、前記メインコントローラ６６と前記記憶装置６８とで制御部が構成されている。

前記制御卓６７は前記ディスプレイ６７ａとキーボード及びマウス（図示せず）とを備えており、前記ディスプレイ６７ａにレシピの内容（項目名や制御パラメータの数値等）、処理の進行状態等を表示すると共に、キーボードやマウスによって作業者の指令を伝達する様に構成されている。

前記機械制御サブコントローラ６４には、各ボート２１を識別する為のボート検出装置７２と、前記ボート２１に保持されるウェーハ７の状態を検知する後述する検知部９０が接続され、前記ボート検出装置７２と前記検知部９０によって検知された情報は、前記機械制御サブコントローラ６４を介して前記メインコントローラ６６に送信される様になっている。

前記メインコントローラ６６は、前記ボート検出装置７２の検出結果に基づいて前記ボート識別プログラム７１を起動させて各ボート２１を識別し、又前記検知部９０の検知結果に基づいて前記ボート状態比較プログラム７０を起動させ、前記ボート状態比較プログラム７０によって識別された前記ボート２１に保持された処理前と処理後のウェーハ７の状態を比較し、両者の状態が一致するかどうかを判断する様になっており、前記メインコントローラ６６は前記ボート識別プログラム７１及び前記ボート状態比較プログラム７０の識別結果と比較結果に基づいて、各ボートに対応した指令を前記サブコントローラ６１，６２，６３，６４に指令する様になっている。

尚、前記ボート検出装置７２と、前記機械制御サブコントローラ６４と、前記メインコントローラ６６と前記記憶装置６８とで識別手段を構成し、前記検知部９０と、前記機械制御サブコントローラ６４と、前記メインコントローラ６６と、前記記憶装置６８とで比較手段を構成している。

前記ボート検出装置７２は前記待機台３３、冷却台３４及びキャップ１９にそれぞれ設置されており、各ボート検出装置７２が前記メインコントローラ６６のボート識別プログラム７１にそれぞれ接続されている。前記待機台３３、冷却台３４及びキャップ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６及び図７に示されている待機台３３に設置されたものを説明する。

前記待機台３３の上面には横断面が逆台形である位置合わせ溝８１が３条、前記待機台３３の上面の中心から中心角を３等分した方向に放射状に配置されて刻設されている。該待機台３３には周面から中心側に向って凹部８０が形成され、前記待機台３３の断面は工の字状となっている。前記３条の位置合わせ溝８１の１つに有無検出部７３及び識別用検出部７４が設けられ、該有無検出部７３、識別用検出部７４は、前記ボート検出装置７２を形成する。該有無検出部７３と識別用検出部７４は同一構造であるので、該識別用検出部７４について説明する。

前記位置合わせ溝８１には鉛直方向に保持穴７５が穿設され、該保持穴７５にプラグ７６が上下自在に設けられ、該プラグ７６はスプリング７７により上方に付勢されている。又、前記プラグ７６は下方に押されることで、下端が前記凹部８０に突出可能な形状となっている。リミットスイッチ７８が前記プラグ７６と同心となる様配設され、前記リミットスイッチ７８のアクチュエータは前記プラグ７６の下端に当接する様になっている。該プラグ７６は弗素樹脂等の耐熱性及び耐摩耗性を有した材料によって形成されている。

前記ベース２９の下面に凹部８４が形成され、該凹部８４の内周面は前記待機台３３の外周面と契合する様に逆テーパ形状となっている。又、前記凹部８４の底面には、同一円周上の３等分割した位置に３個の位置合わせ突起８２が下方に向け突設されており、該位置合わせ突起８２は前記位置合わせ溝８１の逆台形に対応した切頭円錐形状に形成され、前記ベース２９と前記待機台３３とが嵌合した状態で、前記位置合わせ突起８２と位置合わせ溝８１とが嵌合可能となっている。

又、前記凹部８４の底面には、前記位置合わせ突起８２の１つを通る同一半径上で、且つ中心点からの距離が前記有無検出部７３及び識別用検出部７４と同一である位置に被検出子７９が設けられている。該被検出子７９は前記位置合わせ突起８２の位置合わせ機能を損わない様、前記位置合わせ溝８１には接触せず前記プラグ７６のみを押下する形状となっている。前記被検出子７９は石英や炭化シリコン（ＳｉＣ）によって形成されたベース２９の下面に螺着され、着脱可能となっている。

而して、前記被検出子７９が前記有無検出部７３、識別用検出部７４の位置に合致した状態で、前記ボート２１が前記待機台３３に載置された時にのみ、前記リミットスイッチ７８が作動する。

前記識別用検出部７４に対応する外側の被検出子７９ａは一方のボート（以下、第１ボートとする）２１ａには取付けられているが、他方のボート（以下、第２ボートとする）２１ｂには取付けられていない。従って、前記識別用検出部７４が前記被検出子７９を検出した時には第１ボート２１ａと判断することができ、前記識別用検出部７４が被検出子７９ａを検出しない時には第２ボート２１ｂと判断することができる。

尚、本実施例では、前記リミットスイッチ７８が作動するかどうかで前記第１ボート２１ａか前記第２のボート２１ｂかを判断しているが、他の識別手段によって前記ボート２１を判断してもよい。例えば、前記待機台３３に投光器と受光器からなる光センサを設け、一方の前記ボート２１に凹部を設け、受光位置の違いによって前記ボート２１を識別してもよいし、前記待機台３３に発振器と受信器からなる超音波センサを設け、一方の前記ボート２１に凹部を設け、反射した超音波によって凹部の有無を検出し、前記ボート２１を識別してもよい。

又、前記有無検出部７３は内側の被検出子７９ｂを検出することで、前記待機台３３に前記ボート２１が載置されているかどうかを検出することができる。又、前記被検出子７９ｂが前記位置合わせ溝８１に嵌合し、更に前記有無検出部７３は内側の被検出子７９ｂを検出することで、前記ボート２１の前記待機台３３、冷却台３４等に対する向きの決定機能、向きが正しいかどうかの判断機能も有する。

図８及び図９にも示す様に、前記第１ボート２１ａ及び前記第２ボート２１ｂ（以下ボート２１）は、例えば石英や炭化珪素等からなる３本の前記支柱２４に形成された前記基板保持溝２５にウェーハ７を保持する。前記基板移載機４１は、上下方向に移動する移載機本体４４と、該移載機本体４４上で往復動及び回動する主ツイーザ本体４６とを有している。該主ツイーザ本体４６には、例えば４つのツイーザ４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄが平行に延びる様に固定されている。又、前記移載機本体４４上には、副ツイーザ本体４８が、前記主ツイーザ本体４６とは一体に往復動及び回動できると共に、該主ツイーザ本体４６とは独立して往復動及び回動できる様に設けられている。前記副ツイーザ本体４８には、ツイーザ４７ｅが前述した４つのツイーザ４７ａ〜４７ｄの下位置で平行に固定されている。この為、図８に示す様に、前記基板移載機４１は、５つのツイーザ４７ａ〜４７ｅにより５枚のウェーハ７を一括移載することができ、又最下段の前記ツイーザ４７ｅを用いて１枚のモニタウェーハを移載（枚葉移載）することもできる。モニタウェーハを移載する場合には、図９に示す様に、一括移載した５枚のウェーハ７との間を１スロット分開け、通常のウェーハ７とは異なるポッド５０からモニタウェーハ５２を取出し、５枚のウェーハセットの間に挿入する。

ポッド５０には、例えば２５枚のウェーハ７が収納されており、前記基板移載機４１によりウェーハ７を前記ボート２１へ移載又は該ボート２１から回収する場合、５つのスロット（スロット群）の中に異常状態のウェーハ７がない時には、５つのツイーザ４７ａ〜４７ｅにより５枚のウェーハ７を一括移載又は回収し、スロット群の中に異常状態のウェーハ７がある時には、正常状態のウェーハ７のみを最下段の前記ツイーザ４７ｅを用いて回収する。

検知手段としての検知部９０は、前記移載機本体４４に設けられている。前記検知部９０は、平行な２つのアーム９１ａ，９１ｂを有し、該アーム９１ａ，９１ｂが前記移載機本体４４の側面で一体に回動できる様に設けられている。前記アーム９１ａ，９１ｂ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９２ａ，９２ｂが設けられている。前記ボート２１に移載されたウェーハ７の保持状態を検知する場合は、前記アーム９１ａ，９１ｂを前記ボート２１側に回動固定し、前記フォトセンサ９２ａ，９２ｂの光軸がウェーハ７を通過する様にし、前記基板移載機４１を前記ボート２１の下端から上端迄移動し、前記フォトセンサ９２ａ，９２ｂの検知出力をモニタする。一方、前記基板移載機４１によりウェーハ７を前記ボート２１に移載する場合には、前記アーム９１ａ，９１ｂを前記ボート２１の反対側に回動し、前記アーム９１ａ，９１ｂがウェーハ７又は前記ボート２１と干渉するのを防止する様になっている。

図１０に示す様に、前記フォトセンサ９２ａ，９２ｂから出力されるアナログ信号は、前記機械制御サブコントローラ６４を介して前記メインコントローラ６６に出力される。前記機械制御サブコントローラ６４は、例えばモータ等からなる駆動部９４を介して前記基板移載機４１を制御する。

次に、ウェーハ７の異常状態の検知について説明する。図１１（ａ）に示す様に、前記ボート２１の上面から見て投光素子である前記フォトセンサ９２ａが右側にあり、受光素子である前記フォトセンサ９２ｂが左側にあるとし、該フォトセンサ９２ａ，９２ｂは前記ボート２１の前面側に配置されているとする。図１１（ｂ）に示す様に、ウェーハ７は、前記ボート２１に保持された状態で割れたり、該ボート２１の前記基板保持溝２５から落下することで異常状態と判断される。図１１（ｃ），（ｄ）に示す様に、ウェーハ７の異常状態には次の様なものがある。
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．基板なし

尚、ウェーハ７が正常状態にある場合には、１枚のウェーハ７が前記基板保持溝２５に平行に支持されている。

図１２（ａ）に於いて、異常状態に対する前記フォトセンサ９２ａ，９２ｂからの信号出力関係が示されている。尚、前記ボート２１と前記フォトセンサ９２ａ，９２ｂとの位置関係は、図１２（ｂ）に示す通り、該フォトセンサ９２ａ，９２ｂ側が前面、該フォトセンサ９２ａ，９２ｂの反対側が背面としている。ウェーハ７の保持状態が正常な場合は、前記フォトセンサ９２ａ，９２ｂから出力される波形は規則正しくなる。例えば、ウェーハ７の左面又は右面が落下すると、落下した部分に対する前記フォトセンサ９２ａ，９２ｂの検知波形は、正常波形と比較して、ピークの左右で緩やかに広がり、基準線での幅が広くなる。又、ウェーハ７が完全に前記基板保持溝２５から落下すると、落下した該基板保持溝２５に於いては、前記フォトセンサ９２ａ，９２ｂの検知出力がなくなる。又、ウェーハ７が背面で前記基板保持溝２５から落下すると、正常波形と比較して、ピークが下側にずれ、ウェーハ７が前面で前記基板保持溝２５から落下すると、正常波形と比較して、ピークが上側にずれる。ウェーハ７が割れた場合も同様に検知することができる。

以下、上述の前記基板処理装置１に於いて、複数の前記ボート２１の識別と、各ボート２１に保持されたウェーハ７の検知方法について説明する。

前記ボート２１に保持されたウェーハ７の状態の検知は、前記待機ステージ５にて前記検知部９０によって行われる。運用方法例として、前記第１のボート２１ａ、前記第２のボート２１ｂの関係を説明する。

前記待機ステージ５に前記第１のボート２１ａが前記ボート搬送装置３０によって運搬され、前記ボート検出装置７２によってボートが検出され、検出結果が前記メインコントローラ６６に入力されることで前記ボート識別プログラム７１が立上がり、該ボート識別プログラム７１によって前記第１のボート２１ａであることが識別される。その後、前記基板移載機４１によって前記第１のボート２１ａに未処理のウェーハ７が移載されている間、前記第２のボート２１ｂは前記反応炉１１にて熱処理されているか、若しくは前記冷却ステージ６にて待機（冷却）されている。

前記待機ステージ５上の前記第１のボート２１ａにウェーハ７が移載された後、前記移載機本体４４に設けられた前記検知部９０にて、前記第１のボート２１ａに保持されたウェーハ７の状態情報であるマスターデータを取得し、取得したマスターデータは前記機械制御サブコントローラ６４、前記メインコントローラ６６を介して前記記憶装置６８の前記データ格納領域８５にボートの識別結果に関連付けられて格納される。

尚、マスターデータの取得は前記第１のボート２１ａ、前記第２のボート２１ｂのそれぞれに対し、熱処理が行われる前に毎回実施されものであり、本実施例では、前記第２のボート２１ｂのマスターデータは予め前記データ格納領域８５に格納されているものとする。

前記第２のボート２１ｂが前記反応炉１１にて熱処理されていた場合には、前記第２のボート２１ｂは熱処理完了後、前記熱処理ステージ４、前記冷却ステージ６の順に移動され、それと並行して前記第１のボート２１ａが前記熱処理ステージ４に移動され、移動後前記反応炉１１にて熱処理が行われる。

前記第１のボート２１ａの熱処理が行われている間に、前記冷却ステージ６で待機（冷却）されていた前記第２のボート２１ｂを前記待機ステージ５へと移動させ、識別手段によりボートの種類を識別すると共に、ウェーハ７を払出す前に前記検知部９０によって前記第２のボート２１ｂに保持されているウェーハ７の状態を検知する。検知されたウェーハ７の状態データは、前記メインコントローラ６６に入力され、該メインコントローラ６６に検知結果が入力されることで前記ボート状態比較プログラム７０が立上がり、該ボート状態比較プログラム７０によって熱処理前に取得されたマスターデータと比較され、比較結果により処理後のウェーハ７の状態に異常があるかどうかが判断される。比較後に異常がなければ前記第２のボート２１ｂに保持されているウェーハ７が前記基板移載機４１によって回収され、ポッド５０に収納される。

処理済のウェーハ７回収後は、再び未処理のウェーハ７が移載され、前記検知部９０によって前記第２のボート２１ｂに移載されたウェーハ７のマスターデータが取得され、取得されたマスターデータは、ボート２１の識別結果に関連付けられて前記データ格納領域８５に格納され、上記と同様の処理が行われる。尚、新規に取得されたマスターデータは、前処理時に格納されたマスターデータに上書きされる形で格納、保存される。

前記ボート識別プログラム７１によりボートの種類が識別され、各ボート２１ａ，２１ｂのデータを区別できると共に、前記ボート状態比較プログラム７０により前記データ格納領域８５に格納された処理前の検知データ（マスターデータ）と処理後の検知データを比較できるので、各ボート２１ａ，２１ｂそれぞれについて検知データが一致するかどうかが判断され、異常状態の基板が識別される。各ボート２１ａ，２１ｂは、ウェーハ７が搭載されるピッチや処理枚数が異なっている場合でも、各ボート２１ａ，２１ｂ毎に処理前後の検知データが比較される為、異常状態の基板が識別可能となっている。

次に、前記ボート２１に保持されたウェーハ７の状態検知、及びウェーハ７の回収運用について説明する。以下、例として、前記待機ステージ５には未処理ウェーハ７が移載される前の前記第１のボート２１ａが載置され、前記冷却ステージ６には処理済ウェーハ７が保持された前記第２のボート２１ｂが載置されているものとする。

ケース１
前記待機ステージ５に載置されている前記第１のボート２１ａに保持されたウェーハ７と、前記冷却ステージ６に載置されている前記第２のボート２１ｂに保持されたウェーハ７が共に正常であった場合について説明する。

前記第１のボート２１ａに保持されている処理済のウェーハ７に異常がないので、前記検知部９０によって検知されたウェーハ７の状態と、前記データ格納領域８５に格納された前記第１のボート２１ａのマスターデータが一致し、ウェーハ７が全て前記基板移載機４１によって回収され、ポッド５０に収納される。

処理済のウェーハ７が回収された後、次の処理が行われる場合には、未処理のウェーハ７が前記第１のボート２１ａに移載され、移載完了後に前記検知部９０によってマスターデータが取得され、取得されたマスターデータは前処理のマスターデータに上書きされる形で前記記憶装置６８に格納される。

マスターデータの取得が完了すると、前記第１のボート２１ａは前記ボート搬送装置３０によって前記熱処理ステージ４へと搬送され、搬送後に前記ボートエレベータ２０によって前記処理炉１１に装入され、処理が開始される。処理後は前記冷却ステージ６にてウェーハ７が所定の温度となる迄冷却される。

尚、次の処理が行われない場合には、処理済のウェーハ７回収後、未処理のウェーハ７が移載されず、空の状態で前記熱処理ステージ４へと搬送される。

上記した前記第１のボート２１ａに対する処理と並行して、前記第２のボート２１ｂに対する処理が行われる。

前記ボート搬送装置３０によって前記冷却ステージ６から前記待機ステージ５に搬送され、前記ボート識別プログラム７１によってボートが識別された後、前記ボート状態比較プログラム７０により予め取得された前記第２のボート２１ｂのマスターデータと、前記検知部９０によって検知された処理後のウェーハ７の状態が比較される。

前記第２のボート２１ｂに保持される処理済のウェーハ７にも異常がないので、前記検知部９０によって検知されたウェーハ７の状態と、前記データ格納領域８５に格納された前記第２のボート２１ｂのマスターデータが一致し、ウェーハ７が全て前記基板移載機４１によって回収され、ポッド５０に収納される。

次の処理が行われる場合には、前記第１のボート２１ａの場合と同様の処理が行われ、次の処理が行われない場合には、前記基板移載機４１によって処理済のウェーハ７が回収された段階で一連の処理が完了する。

ケース２
次に、前記待機ステージ５に載置された前記第１のボート２１ａに保持されたウェーハ７が正常であり、前記冷却ステージ６に載置された前記第２のボート２１ｂに保持されたウェーハ７に異常がある場合について説明する。

前記第１のボート２１ａに保持されている処理済のウェーハ７に異常がないので、前記検知部９０によって検知されたウェーハ７の状態と、前記データ格納領域８５に格納された前記第１のボート２１ａのマスターデータが一致し、ウェーハ７が全て前記基板移載機４１によって回収され、ポッド５０内に収納される。

処理済ウェーハ７の回収後、次の処理が行われない場合には、前記第１のボート２１ａが空の状態で前記熱処理ステージ４へと搬送され、次の処理が行われる場合には、未処理のウェーハ７が前記第１のボート２１ａに移載され、移載完了後に前記検知部９０によってマスターデータが取得され、取得されたマスターデータは前処理のマスターデータに上書きされる形で前記データ格納領域８５に格納される。

上記した前記第１のボート２１ａに対する処理と並行して、前記第２のボート２１ｂが前記冷却ステージ６から前記待機ステージ５に搬送され、前記ボート識別プログラム７１によってボートの種類が識別された後、前記ボート状態比較プログラム７０により前記第２のボート２１ｂに保持された処理済のウェーハ７の状態と、予め取得されたマスターデータが比較されるが、処理済のウェーハ７の状態に異常があり、マスターデータと一致しないので、前記ボート状態比較プログラム７０によって異常があると判断され、異常が検知されたウェーハ７を残した状態で、残りのウェーハ７が前記基板移載機４１によって回収され、ポッド５０に収納される。

この時、前記第１のボート２１ａにて次の処理が行われている場合には、前記反応炉１１にて処理が完了し、前記第１のボート２１ａが前記冷却ステージ６に搬送される迄、前記第２のボート２１ｂは前記待機ステージ５に載置されたままとなる。

前記第１のボート２１ａが前記冷却ステージ６に搬送された後、或は該冷却ステージ６で冷却された後、前記第２のボート２１ｂを前記待機ステージ５から前記熱処理ステージ４、前記反応炉１１内へと一時的に退避させる。退避後、前記第１のボート２１ａを前記冷却ステージ６から前記待機ステージ５へと搬送し、前記第１のボート２１ａの検知を行った後に正常な処理済ウェーハ７を回収する。前記第１のボート２１ａが前記待機ステージ５に搬送された後、前記第２のボート２１ｂを前記反応炉１１から前記熱処理ステージ４、前記冷却ステージ６へと搬送する。

最後に、前記第２のボート２１ｂに残された異常が検知されたウェーハ７を作業者が回収し、一連の処理が完了する。

ケース３
次に、前記待機ステージ５に載置された前記第１のボート２１ａに保持されたウェーハ７に異常があり、前記冷却ステージ６に載置された前記第２のボート２１ｂに保持されたウェーハ７が正常であった場合について説明する。

前記待機ステージ５に載置された前記第１のボート２１ａに対して、前記検知部９０が検知を行い、前記ボート状態比較プログラム７０により前記第１のボート２１ａに保持された処理済のウェーハ７の状態と予め取得したマスターデータを比較する。

処理済のウェーハ７に異常があり、前記第１のボート２１ａ保持されたウェーハ７の状態とマスターデータが一致しないので、前記ボート状態比較プログラム７０によって異常があると判断され、異常が検知されたウェーハ７を残した状態で、残りの正常なウェーハ７が前記基板移載機４１によって回収され、ポッド５０に収納される。

正常なウェーハ７の回収後、前記第１のボート２１ａを前記熱処理ステージ４に搬送し、更に前記反応炉１１内に装入し、一次退避させる。前記第１のボート２１ａを搬送後、前記冷却ステージ６に載置された前記第２のボート２１ｂを前記待機ステージ５へと搬送し、前記ボート識別プログラム７１によりボート２１の識別を行った後に、前記検知部９０により前記第２のボート２１ｂに保持された処理済ウェーハ７の状態が検知される。

前記第２のボート２１ｂに保持されたウェーハ７は正常であり、検知結果と予め取得されたマスターデータと一致するので、前記ボート状態比較プログラム７０によって異常なしと判断され、前記第２のボート２１ｂに保持される全てのウェーハ７が前記基板移載機４１によって回収され、ポッド５０に収納される。

上記処理中、前記第２のボート２１ｂが前記待機ステージ５に搬送された後、前記第１のボート２１ａを前記反応炉１１から装脱させ、前記熱処理ステージ４、或は該熱処理ステージ４から前記冷却ステージ６へと搬送する。

最後に、前記第１のボート２１ａに残された異常が検知されたウェーハ７を作業者が回収し、一連の処理が完了する。

ケース４
次に、前記待機ステージ５に載置されている前記第１のボート２１ａに保持されたウェーハ７と、前記冷却ステージ６に載置されている前記第２のボート２１ｂに保持されたウェーハ７の双方に異常が検知された場合について説明する。

処理済のウェーハ７に異常があり、前記第１のボート２１ａに保持されたウェーハ７の状態とマスターデータが一致しないので、前記ボート状態比較プログラム７０によって異常があると判断され、異常が検知されたウェーハ７を残した状態で、残りの正常なウェーハ７が前記基板移載機４１によって回収され、ポッド５０に収納される。

正常なウェーハ７の回収後、前記第１のボート２１ａを前記熱処理ステージ４に搬送し、更に前記反応炉１１内に装入し、一次退避させる。前記第１のボート２１ａ搬送後、前記冷却ステージ６に載置された前記第２のボート２１ｂを前記待機ステージ５へと搬送し、前記ボート識別プログラム７１によりボートが識別された後、前記検知部９０により前記第２のボート２１ｂに保持された処理済ウェーハ７の状態が検知される。

前記第２のボート２１ｂに保持された処理済のウェーハ７の状態と、予め取得されたマスターデータが前記ボート状態比較プログラム７０によって比較されるが、処理済のウェーハ７の状態に異常があり、マスターデータと一致しないので、前記ボート状態比較プログラム７０によって異常があると判断され、異常が検知されたウェーハ７を残した状態で、残りの正常なウェーハ７が前記基板移載機４１によって回収され、ポッド５０に収納される。

最後に、前記第１のボート２１ａと前記第２のボート２１ｂに残され、異常が検知されたウェーハ７を作業者が回収し、一連の処理が完了する。

上述の様に、複数のボート２１のそれぞれに対して、正常なウェーハ７の保持状態を管理し、該保持状態と処理後の保持状態とを比較することで異常を検知し、異常が検知されたウェーハ７を前記ボート２１に残す様にしたので、前記主ツイーザ本体４６が異常状態のウェーハ７と衝突し、前記ボート２１を転倒させて破損させることがなく、又異常状態のウェーハ７を強制的に回収することでウェーハ７とボート２１が接触し、前記反応炉１１内にパーティクルを発生させることがなく、ウェーハ７を酸化させることもない。

又、異常検知後に異常が発見されたウェーハ７以外のウェーハ７を自動的に回収させることでスループットの向上を図り、更に処理完了後に残るのは異常状態のウェーハ７のみであり、作業者は残ったウェーハ７を取除くだけでよい為、作業者が異常状態のウェーハ７を探す必要がなく、労力の低減を図ることができる。

尚、本実施例では、異常状態のウェーハ７があった場合、異常状態のウェーハ７のみを前記ボート２１内に残し、他のウェーハ７を全てポッド５０に収納する様にしたが、異常状態のウェーハ７の上下段のうちの一方、或は両方のウェーハ７を前記ボート２１に残し、他のウェーハ７をポッド５０に収納する様にしてもよい。これは、異常状態のウェーハ７があった場合、該ウェーハ７の上下のウェーハ７にも何らかの損傷が生じている恐れがある為であり、これにより異常状態のウェーハ７をポッド５０に収納するのを防止することができる。

又、前記ボート２１に保持されたウェーハ７の状態検知を前記待機ステージ５だけではなく、前記熱処理ステージ４にて行える様にしてもよい。これにより、前記待機ステージ５にて前記第１のボート２１ａが載置され、前記第２のボート２１ｂが何らかの要因で前記待機ステージ５に搬送できない場合であっても、前記第２のボート２１ｂの状態を検知することができる。

（付記）
又、本発明は以下の実施の態様を含む。

（付記１）基板を保持する複数の基板保持具と、該基板保持具を収納し、基板に所定の処理を行う反応炉と、前記基板保持具に対して基板移載回収位置で基板の移載と回収を行う基板移載機と、前記基板保持具を識別する識別手段と、前記基板移載回収位置で前記基板保持具に対して基板の保持状態を検知する検知部と、前記基板移載機の移載を制御する制御部とを具備し、該検知部が基板の異常を検知した際には、前記制御部は検知した基板の保持状態、前記識別手段による識別結果に基づき、異常が検知された基板を前記基板保持具に残した状態で、残りの基板を前記基板移載機により回収することを特徴とする基板処理装置。

（付記２）前記検知部の検知位置は、変動可能である付記１の基板処理装置。

（付記３）前記基板移載回収位置は、前記反応炉直下以外の位置である付記１の基板処理装置。

（付記４）基板の移載を行う際に、前記検知部にて基板の保持状態を検知し、少なくとも異常と判断された基板以外の基板を前記基板移載機によって移載させる様該基板移載機を制御する制御部を更に具備する付記１又は付記３の基板処理装置。

（付記５）前記制御部は記憶部を有し、該記憶部には前記基板保持具毎に基板の処理前の保持データが格納されており、前記制御部は前記記憶部に格納された基板の処理前の保持データと、前記検知部が検知した基板の処理後の保持データを比較し、異常を検知する付記４の基板処理装置。

（付記６）異常が検知された基板、及び該基板の上下にある基板を残して残りの基板を回収する付記５の基板処理装置。

１基板処理装置
４熱処理ステージ
５待機ステージ
６冷却ステージ
７ウェーハ
１１反応炉
２１ボート
４１基板移載機
５０ポッド
６０制御システム
６６メインコントローラ
６８記憶装置
７０ボート状態比較プログラム
７１ボート識別プログラム
８５データ格納領域
９０検知部

Claims

基板を保持する複数の基板保持具と、該基板保持具を収納し、基板に所定の処理を行う反応炉と、前記基板保持具に対して基板移載回収位置で基板の移載と回収を行う基板移載機と、前記基板保持具を識別する識別手段と、前記基板移載回収位置で前記基板保持具に対して基板の保持状態を検知する検知部と、前記基板移載機の移載を制御する制御部とを具備し、該検知部が基板の異常を検知した際には、前記制御部は検知した基板の保持状態、前記識別手段による識別結果に基づき、異常が検知された基板を前記基板保持具に残した状態で、残りの基板を前記基板移載機により回収することを特徴とする基板処理装置。