JP5559985B2

JP5559985B2 - 基板処理装置および半導体装置の製造方法

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Publication number: JP5559985B2
Application number: JP2009122830A
Authority: JP
Inventors: 剛吏柴田; 亨米林
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2009-05-21
Filing date: 2009-05-21
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2029-05-21
Also published as: JP2010272667A

Description

本発明は、基板処理装置、特に処理される基板を保持する基板保持具傾きを検出する機能を具備する基板処理装置に関するものである。

基板処理装置のスループット向上の手段として、石英製の炉口キャップを下部に有する基板保持具（以下、ボートと称す）を２個用いて一方のボートを反応炉に装入して処理を行う間に、他方のボートに基板を移載する方法が用いられている。

具体的には、ボートエレベータ（基板保持具昇降機構）を用いて処理が終了したボートを反応炉（処理室）からアンロードし、ボート交換機構の一方のアームによりボート退避位置の一方の置き台上に移載する。一方基板移載済の前記ボートは、前記ボート交換機構の他方のアームにより基板移載位置の他方の置き台上からボートロード位置への前記ボートの移し替えを行い、前記ボートエレベータにより前記ボートを前記処理室にロードし、次バッチの処理を行う。この間に処理済基板を搭載した前記ボートをボート退避位置の一方の置き台から基板移載位置の他方の置き台へ移し替え、処理済基板のディスチャージ、未処理基板のチャージを行う。

この時、前記ボートは前記ボートエレベータの載置部及び置き台に乗せてあるだけで、前記ボートがどの様な姿勢で載置されているかは不明である。例えば、公知文献で特開２００３−３１６４３号公報の様に、ボートチェンジャのアーム部分に検知器を設けたとしても、その後の外的負荷、例えば、前記ボートの基板搬送時の振動やツイーザとボートの接触、地震等により、最終的に前記処理室内へボートをロードする際の状態を検出することができないという問題がある。

一方、センサ類を前記処理室内に設置すると、熱や反応ガス等との反応により前記センサ類から放出される汚染物が基板を汚染してしまうという問題があり、単純に前記センサ類を前記処理室内に設けることができないという問題があった。

特開２００３−３１６４３号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、基板保持具の姿勢を検知することで、該基板保持具の傾きを起因とした該基板保持具と基板の破損を未然に防ぐ基板処理装置を提供するものである。

本発明は、基板を処理する処理室と、該処理室で基板を保持する基板保持具と、該基板保持具を載置する載置部と、該載置部に対して相対回転可能に設けられ相対回転により前記基板保持具を係合解除可能なロック部材と、該ロック部材と前記載置部とを相対回転させる回転部と、該回転部の回転動作を検出する検出部とを具備する基板処理装置に係るものである。

本発明によれば、基板を処理する処理室と、該処理室で基板を保持する基板保持具と、該基板保持具を載置する載置部と、該載置部に対して相対回転可能に設けられ相対回転により前記基板保持具を係合解除可能なロック部材と、該ロック部材と前記載置部とを相対回転させる回転部と、該回転部の回転動作を検出する検出部とを具備するので、前記基板保持具の前記載置部での傾きを検出でき、前記基板保持具が傾いたことで前記基板保持具や前記基板が転倒や衝突によって破損するのを防止することができるという優れた効果を発揮する。

本発明に於ける基板処理装置の斜視図である。該基板処理装置の平面図である。本発明に於けるボート交換装置の斜視図である。該ボート交換装置の正面図である。本発明に於ける移載用ボート載置台の斜視図である。（Ａ）はボート載置部の上方からの斜視図、（Ｂ）は該ボート載置部の下方からの斜視図である。本発明に於ける該ボート載置部の立断面図である。該ボート載置部のロックプレートの平面図である。（Ａ）は該ボート載置部のロックプレートとボートキャップとの関係を示す側断面図、（Ｂ），（Ｃ）は前記ボート載置部のロックプレートとボートキャップとの関係を示す平面図である。ボートが傾いた状態で載置された場合を示す前記ボート載置部の立断面図である。（Ａ）はボートが正常に載置された際の前記ボート載置部を示す底面図、（Ｂ）はボートの傾きが検出された際の前記ボート載置部を示す底面図である。本発明に於けるコントローラの構成を示すブロック図である。本発明の実施例に於けるボートの傾き検出方法を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

先ず、図１、図２に於いて、本発明に於ける基板処理装置１について説明する。

筐体２の前面にはカセットステージ３が設けられ、該カセットステージ３はシャッタ４を介して前記筐体２の内部と連通している。

該筐体２の内部前方に、前記カセットステージ３と対向してカセットオープナ５が設けられ、該カセットオープナ５の上方にはカセットストッカ６が設けられ、該カセットストッカ６、前記カセットオープナ５と前記カセットステージ３間にはカセットローダ７が設けられている。

前記筐体２の内部後方一側にボート昇降手段であるボートエレベータ８が設けられ、該ボートエレベータ８から水平に延びる昇降アーム９にはシールキャップ１１が設けられ、該シールキャップ１１は、処理室を形成する反応炉１２の炉口を閉塞する。前記シールキャップ１１にはボート載置部１３（後述）が設けられ、該ボート載置部１３にボート１４が載置されている。該ボート１４は、被処理基板（以下ウェーハと称す）１５を水平多段に保持するボート本体１６（後述）と、該ボート本体１６の下面と当接する断熱材で形成されたボートキャップ１７（後述）から構成されている。

前記ボートエレベータ８に対向して、前記筐体２の内部後方他側にはボート交換装置１８が設けられ、該ボート交換装置１８、前記ボートエレベータ８と前記カセットオープナ５との間に基板移載機１９が設けられている。

前記カセットステージ３は、図示しない外部搬送装置及び前記カセットローダ７間でカセット２１の授受を行うものであり、前記カセットローダ７は横行、昇降、進退可能であり、前記カセットステージ３のカセット２１を前記カセットオープナ５、前記カセットストッカ６に移載するものである。又、前記カセットオープナ５は、前記カセット２１の蓋を開閉する。

前記基板移載機１９はツイーザ２０を有し、昇降、進退、回転可能であり、前記ツイーザ２０を用いて前記カセットオープナ５上のカセット２１と前記ボート交換装置１８に保持されたボート１４間でウェーハ１５の移載を行う。

前記ボート交換装置１８は第１ボート支持アーム２２と第２ボート支持アーム２３を有し、前記第１ボート支持アーム２２と前記第２ボート支持アーム２３は独立して後述する第１アーム用回転軸３７と第２アーム用回転軸４９を中心として水平方向に回転可能であり、後述するガイドシャフト２９に沿って垂直方向に昇降可能となっており、ウェーハ移載位置Ａ、ボート授受位置Ｂ、ボート待機位置Ｃ間で前記ボート１４の移動が可能となっている。前記ウェーハ移載位置Ａ及び前記ボート待機位置Ｃには、それぞれ移載用ボート載置台２４と待機用ボート載置台２５が設けられ、それぞれに第１ボート１４ａと第２ボート１４ｂが載置される。

又、前記ボート授受位置Ｂには前記ボート載置部１３が設けられ、該ボート載置部１３は未処理ウェーハ１５を保持した前記第１ボート１４ａを前記ボート交換装置１８から受取り、前記ボートエレベータ８により前記第１ボート１４ａを前記反応炉１２の処理室にロード、アンロードする機能を有し、更に載置した前記第１ボート１４ａを回転させる機能を有している。

次に、図３〜図５に於いて、前記ボート交換装置１８について説明する。尚、図３〜図５中、図１、図２と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

該ボート交換装置１８のフレームは、上板２６、底板２７及び側板２８により形成され、前記筐体２の側面と平行に設けられている。前記上板２６と前記底板２７との間にはガイドシャフト２９が設けられている。

該ガイドシャフト２９の下部に下スライドブロック３１が摺動可能に嵌合されている。該下スライドブロック３１は第１アーム用ボールネジ３２に螺合しており、該第１アーム用ボールネジ３２は下端部に於いて前記底板２７に回転可能に支持されている。前記第１アーム用ボールネジ３２の上部は支持部材３３により回転可能に支持され、該支持部材３３は前記側板２８に固着されている。前記第１アーム用ボールネジ３２の上端部は第１アーム用モータ３４のシャフトに連結されている。

前記下スライドブロック３１の側面には板状の第１アーム用サポート３５が固着されている。該第１アーム用サポート３５には第１アーム用モータケース３６が固着され、該第１アーム用モータケース３６には図示しない第１アーム用回転装置が収納されており、該第１アーム用回転装置には例えばダイレクトドライブモータが用いられている。前記第１アーム用回転装置に連結された第１アーム用回転軸３７は下向きであり、該第１アーム用回転軸３７は少なくとも９０°回転することができ、該第１アーム用回転軸３７に第１ボート支持アーム２２が固着されている。

該第１ボート支持アーム２２はクランク形状であり、上水平部に於いて前記第１アーム用回転軸３７に連結され、下水平部は半円弧状の第１ボート受座３８となっている。

該第１ボート受座３８は後述する第２ボート受座３９よりも径が大きい相似半円弧を形成しており、内周縁部が座刳られて衝突防止フランジ４１が形成されると共に、該衝突防止フランジ４１の内周縁部が座刳られてボート載置フランジ４２が形成され、該ボート載置フランジ４２に前記ボート１４が載置される様になっている。

前記第１ボート支持アーム２２は前記第１アーム用回転軸３７を回転中心として９０°回転可能であり、前記第１ボート受座３８の回転移動軌道の一端（回転角度０°）がウェーハ移載位置Ａとなり、該ウェーハ移載位置Ａには前記移載用ボート載置台２４が設置されている。又、他端（回転角度９０°）がボート授受位置Ｂとなっている。

第２アーム用ボールネジ４３は前記ガイドシャフト２９と平行に配設され、前記第２アーム用ボールネジ４３の上端部は前記上板２６に回転自在に支持され、下端部は支持部材４４に回転可能に支持され、該支持部材４４は前記側板２８に固着されている。前記支持部材４４の下側には第２アーム用モータ４５が固着され、該第２アーム用モータ４５のシャフトは前記第２アーム用ボールネジ４３に連結されている。

前記ガイドシャフト２９の上部に上スライドブロック４６が摺動可能に嵌合し、該上スライドブロック４６に前記第２アーム用ボールネジ４３が螺合しており、前記上スライドブロック４６の側面には板状の第２アーム用サポート４７が固着されている。

該第２アーム用サポート４７には第２アーム用モータケース４８が固着され、該第２アーム用モータケース４８には図示しない第２アーム用回転装置が収納され、該第２アーム用回転装置には例えばダイレクトドライブモータが用いられている。前記第２アーム用回転装置に連結された第２アーム用回転軸４９は上向きであり、該第２アーム用回転軸４９に第２ボート支持アーム２３が固着されている。該第２ボート支持アーム２３はクランク形状をしており、上水平部に於いて前記第２アーム用回転軸４９に固着され、垂直部は所要の長さを有し、下水平部は半弧状の前記第２ボート受座３９となっている。

該第２ボート受座３９の内周縁部はフランジ状に座刳られてボート載置フランジ５１が形成され、該ボート載置フランジ５１に前記第２ボート１４ｂが載置される様になっている。

前記第２ボート支持アーム２３は前記第２アーム用回転軸４９を回転中心として水平方向に１８０°回転可能であり、前記第２ボート受座３９の回転移動軌道の一端（回転角度０°）が前記移載用ボート載置台２４が設置された前記ウェーハ移載位置Ａとなっている。

又、前記第２ボート受座３９の回転移動軌道の中間（回転角度９０°）が前記ボート授受位置Ｂであり、前記第２ボート受座３９の回転移動軌道の他端（回転角度１８０°）が前記待機用ボート載置台２５が載置された前記ボート待機位置Ｃとなっている。

尚、前記第１ボート受座３８と前記第２ボート受座３９とは相互に干渉しない様、前記第１ボート支持アーム２２と前記第２ボート支持アーム２３の垂直部長さが設定されており、又、前記第１ボート受座３８の前記ボート載置フランジ４２と前記第２ボート受座３９の前記ボート載置フランジ５１とは同径であり、前記第１ボート受座３８の前記衝突防止フランジ４１の径は前記第２ボート受座３９の径よりも大きくなっている。従って、前記第１ボート支持アーム２２と前記第２ボート支持アーム２３が同じ位置にあった場合でも、前記第２ボート受座３９が前記衝突防止フランジ４１上を通過するので、前記第１ボート受座３８と前記第２ボート受座３９が衝突するのを防止することができる。

次に、図６〜図１１に於いて、前記ボートエレベータ８の前記ボート載置部１３について説明する。尚、図６〜図１１中、図１、図２と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

前記ボートエレベータ８から水平方向に延びた前記昇降アーム９に前記シールキャップ１１が設けられている。該シールキャップ１１の下側には、後述するボートロック機構５０を具備した回転部としての回転機構５２が設けられており、該回転機構５２は前記ボート載置部１３と後述するロックプレート６８とを相対回転させることが可能となっている。

前記シールキャップ１１の下面にモータホルダ５３が固着され、該モータホルダ５３の下面に減速器５４が取付けられている。該減速器５４、前記モータホルダ５３を貫通する中空の外回転軸５５が軸受け５６を介して回転自在に設けられ、前記外回転軸５５に連結されたボート回転軸５７が前記シールキャップ１１を気密に貫通し、前記ボート回転軸５７の上端にはボート載置盤５８が固着されている。該ボート載置盤５８の上面には、所定数、例えば３箇所に位置決めピン５９，５９，５９が突設され、前記ボート１４のボートキャップ１７の下面には前記位置決めピン５９，５９，５９と対応する位置に形成された位置決め凹部６１，６１，６１が穿設され、前記位置決めピン５９，５９，５９と前記位置決め凹部６１，６１，６１とが嵌合し、前記ボート載置盤５８に対する前記ボート１４の位置決めがなされる様になっている。又、前記ボートキャップ１７の下面には後述する様にロック穴６２が設けられている。

前記外回転軸５５の前記軸受け５６，５６間にはウォームホイール６３が嵌着され、該ウォームホイール６３にはウォーム６４が噛合され、該ウォーム６４はボート回転モータ６０の出力軸６５に軸着されている。又、前記外回転軸５５の回転位置を検出する回転検出器（図示せず）が設けられ、前記外回転軸５５の前記シールキャップ１１に対する相対回転位置が検出される様になっており、又前記回転検出器は前記外回転軸５５、即ち前記ボート載置盤５８の基準位置を検出可能となっている。

前記外回転軸５５、前記ボート回転軸５７の内部にボートロック軸６６が軸受け６７を介して回転自在に設けられ、又前記ボートロック軸６６は気密にシールされている。該ボートロック軸６６は前記ボート載置盤５８より上方に突出しており、突出端にはロック部材として図８に見られる様な略矩形状のロックプレート６８が固着されている。前記ボートロック軸６６の下端部は半円柱状に一部が切除され、平坦面６９が形成されている。該平坦面６９は前記減速器５４の下面より下方に突出している。

前記ボートロック軸６６の下端部には捩りコイルバネであるロックバネ７０が外嵌され、該ロックバネ７０の一端は中心側に折曲げられ、前記平坦面６９に係合され、他端は接続方向に延出し、前記外回転軸５５に係合されている。特に図示していないが、前記ボートロック軸６６と前記外回転軸５５間には機械的にストッパが設けられ、前記ロックバネ７０は前記ボートロック軸６６と前記外回転軸５５とが確実に当接する様に初期撓みが与えられている。

前記減速器５４の下面には、スライド軸受け７１を介してロックロッド７２が前記ボートロック軸６６の軸心に直交する方向に摺動自在に設けられ、前記ロックロッド７２の先端は前記平坦面６９に当接可能となっており、前記ロックロッド７２の基端はシリンダ、ソレノイド等、リニア駆動機であるロックアクチュエータ７３に連結されている。

而して、該ロックアクチュエータ７３により前記ロックロッド７２が進退され、該ロックロッド７２の先端が前記平坦面６９に当接離反する様になっており、前記ロックロッド７２が前記平坦面６９に当接した状態では、前記ボートロック軸６６の回転が拘束される。

前記ロックプレート６８、前記ボートロック軸６６、前記ロックロッド７２、前記ロックアクチュエータ７３、及び変位検出センサ８０等により検出部としてのボートロック機構５０を構成しており、前記変位検出センサ８０は、前記ロックロッド７２が前記平坦面６９に当接中、外力によって前記ロックロッド７２が後退した際にそれを検知する機能を有している。

前記ボートキャップ１７の下面には、前記ロックプレート６８と係合離脱が可能な前記ロック穴６２が形成されており、該ロック穴６２は、図９に見られる様に、前記ボートキャップ１７の内部に円板状の袋穴７４が形成され、該袋穴７４は鍵孔７５によって一部が蓋をされた状態になっている。該鍵孔７５は前記袋孔７４と同半径の２つの円弧と対応する平行な直線で形成された略矩形形状となっており、前記ロックプレート６８とは相似形状となっている。

而して、前記ロックプレート６８が前記鍵孔７５を通して前記袋穴７４に装入され（図９（Ａ）、図９（Ｂ）参照）、前記ボートキャップ１７に対して前記ボートロック軸６６が相対回転される（図９（Ｃ）参照）ことで、前記ロックプレート６８が前記鍵孔７５と係合し、前記ボート載置盤５８と前記ボートキャップ１７とが離反しない様にロック、即ち前記ボート１４が転倒しない様にロックされる。

上記した様に、前記位置決めピン５９，５９，５９と前記位置決め凹部６１，６１，６１の嵌合により、前記ボート載置盤５８に対する前記ボート１４の回転方向の位置が決定される。又、前記ロックロッド７２が前記平坦面６９に当接していない状態では、前記ボートロック軸６６は前記ロックバネ７０の初期バネ力と、前記ボートロック軸６６と前記外回転軸５５間のストッパにより前記ボートロック軸６６と前記ボート載置盤５８との回転方向の位置が決定される。

而して、該ボート載置盤５８に載置された前記ボート１４の前記ボートキャップ１７下面の前記鍵孔７５の方向と、前記ロックプレート６８の方向は、前記ロックロッド７２が前記ボートロック軸６６と係合した状態では平行となり、係合が解除された状態では交差する。従って、前記ボートロック軸６６に前記ロックロッド７２が係合している状態としていない状態では９０°方向が異なる様になっている。

次に、図５により、移載用ボート載置台２４について説明する。尚、前記待機用ボート載置台２５は前記移載用ボート載置台２４と同一構造である為、説明は省略する。

ベース７６が筐体２に取付けられ、前記ベース７６の上面に前記移載用ボート載置台２４が固定されている。該移載用ボート載置台２４の上面には、所定数、例えば１２０°間隔で３つの位置決めピン７７，７７，７７が突設されており、該位置決めピン７７，７７，７７は前記ボートキャップ１７底面の前記位置決め凹部６１，６１，６１と嵌合する様になっている。

又、前記移載用ボート載置台２４の上面には、ボート判別センサ７８及び傾き検出センサ７９，７９が設けられており、前記ボート１４が載置された際に、該ボート１４が前記第１ボート１４ａか、前記第２ボート１４ｂであるかを判別し、判別した前記ボート１４が傾いているかどうかを検出することができる。

又、前記移載用ボート載置台２４の中心を垂直に貫通するロックシャフト８１が設けられ、該ロックシャフト８１の突出する上端には前記ロックプレート６８と同形状のロックプレート８２が固着されている。前記ロックシャフト８１の下端は、例えば図示しない回転シリンダ、モータ、ロータリソレノイド等のロータリアクチュエータに連結されている。該ロータリアクチュエータにより前記ロックシャフト８１を介して前記ロックプレート８２が９０°回転する様になっている。

前記移載用ボート載置台２４に前記ボート１４が載置された際には、前記移載用ボート載置台２４に対する前記ボート１４の姿勢は前記位置決め凹部６１，６１，６１と前記位置決めピン７７，７７，７７の嵌合により決定される。この状態で前記鍵孔７５の向きと前記ロックプレート８２の向きは一致する様にしておく。従って、該ロックプレート８２は前記鍵孔７５を通して前記袋穴７４に装入される。前記ボート１４の載置後、図示しないロータリアクチュエータの駆動により、前記ロックプレート８２が９０°回転され、前記ボート１４に転倒防止の為のロックがされる。

次に、図１２に於いて、前記基板処理装置１の制御部であるコントローラ８３の構成について説明する。

該コントローラ８３は、主制御部８４と、プロセス制御部８５と、搬送制御部８６と、モニタ等の表示部８７と、マウスやキーボード等の操作部８８とで構成され、それぞれＬＡＮ等の通信手段によって接続されている。

前記プロセス制御部８５はメモリやＨＤＤ等の記憶部８９を有し、温度制御部９１と圧力制御部９２とガス流量制御部９３を制御する機能を有している。前記記憶部８９にはプロセス処理を実行する為のレシピが格納されており、前記温度制御部９１はヒータ等を駆動させて前記反応炉１２内の温度を制御し、前記圧力制御部９２は図示しないポンプやバルブを駆動させて前記反応炉１２内の圧力を制御し、前記ガス流量制御部９３は図示しないガス供給バルブやＭＦＣ等を駆動させて前記反応炉１２内に供給するガスの流量を制御する機能を有している。

又、前記搬送制御部８６はメモリやＨＤＤ等の記憶部９４を有し、カセット搬送部９５とウェーハ搬送部９６とボート搬送部９７を制御する機能を有している。前記記憶部９４には、各搬送部９５，９６，９７を制御する為の制御プログラムが格納されており、前記カセット搬送部９５はカセット２１を搬送する前記カセットローダ７を駆動し、前記ウェーハ搬送部９６はウェーハ１５を移載する前記基板移載機１９を駆動する機能を有している。

又、前記ボート搬送部９７は前記第１ボート１４ａ及び前記第２ボート１４ｂを前記ボート授受位置Ｂから前記反応炉１２にロード、アンロードする前記ボートエレベータ８を駆動させ、前記ボート載置盤５８に載置されたボート１４を回転させる前記回転機構５２及び前記ボートロック軸６６の回転を拘束する前記ボートロック機構５０を駆動させ、前記第１ボート支持アーム２２及び前記第２ボート支持アーム２３を垂直方向と水平方向に駆動させて前記ボート１４を搬送する前記ボート交換装置１８を駆動させる機能を有している。

以下、基板処理装置１の作用について説明する。

第１ボート１４ａはウェーハ移載位置Ａにあり、前記第１ボート１４ａは移載用ボート載置台２４に載置され、又第２ボート１４ｂはボート待機位置Ｃにあり、前記第２ボート１４ｂは待機用ボート載置台２５に載置されている。

図示しない外部搬送装置によりカセット２１がカセットステージ３に載置される。前記カセット２１の内部には２５枚のウェーハ１５が上下に所要ピッチで装填されている。前記カセット２１は密閉容器である為、該カセット２１の外部からのパーティクルの浸入を防止し、該カセット２１が筐体２の外部にあった場合でもパーティクルの汚染が防止される。

前記カセット２１はカセットローダ７によりカセットオープナ５に載置され、或はカセットストッカ６に搬送される。

基板移載機１９が所定の高さに昇降され、ツイーザ２０が前進され、該ツイーザ２０により前記カセット２１内部のウェーハ１５が把持され、前記ツイーザ２０が後退され、該ツイーザ２０によりウェーハ１５が搬出される。

前記ツイーザ２０は回転し、更に高さ調整された後、前記第１ボート１４ａに進入し、ウェーハ１５が前記第１ボート１４ａに水平姿勢で装填される。

以上の操作が繰返され、前記第１ボート１４ａにウェーハ１５が所要枚数、例えば１５０枚装填される。

前記第１ボート１４ａは前記移載用ボート載置台２４上に載置されており、先ずボート判別センサ７８によって載置されているボート１４の種類が判断されると共に、傾き検出センサ７９，７９によって載置されている前記第１ボート１４ａが傾いているか否かが判断される。

前記第１ボート１４ａは前記移載用ボート載置台２４上に載置しているので、前記ウェーハ１５が１２インチの大口径の場合でも、前記第１ボート１４ａ及び前記ウェーハ１５の重量は前記移載用ボート載置台２４により安定して支持される為、前記第１ボート支持アーム２２及び前記第２ボート支持アーム２３の撓みの影響がなくなり、前記第１ボート１４ａが傾き、ウェーハ１５がボート本体１６に接触することなくウェーハ１５を安全に移載することが出来る。又、微妙な撓みによる上下方向の位置変化を考慮することがないので、ウェーハ１５の移載時のティーチング作業が容易となり、作業時間が短縮される。

又、第１アーム用モータ３４により第１アーム用ボールネジ３２が回転されると、下スライドブロック３１がガイドシャフト２９に沿って上昇されると共に前記第１ボート支持アーム２２も上昇し、該第１ボート支持アーム２２が前記移載用ボート載置台２４と干渉しないレベルとなり、前記第１ボート受座３８が未処理ウェーハ１５を保持した前記第１ボート１４ａを受載する。受載後、前記第１アーム用モータ３４が回転され、前記第１ボート支持アーム２２及び前記第１ボート１４ａが９０°回転し、ボート授受位置Ｂに至る。

前記第１ボート受座３８が降下されると前記ボート載置盤５８の位置決めピン５９，５９，５９が位置決め凹部６１，６１，６１にそれぞれ嵌合すると共に、ロックプレート６８がロック穴６２に挿入され、前記第１ボート１４ａが位置決めされた上で前記ボート載置盤５８上に載置される。この時、ボートロック機構５０が作動しており、平坦面６９がロックロッド７２の先端に押圧され、前記ボートロック軸６６の回転が拘束されている（図１１（Ａ）参照）。

前記第１ボート１４ａ載置後、前記第１ボート受座３８が更に降下され、該第１ボート受座３８が前記第１ボート１４ａから離間する。その後、前記回転機構５２が前記第１ボート１４ａを前記ロックプレート６８と前記鍵孔７５の向きが一致している搬送位置から９０°、即ち前記ロックプレート６８の長径と前記ロック穴６２の長径が交差するストッパ位置迄前記第１ボート１４ａを前記ボートロック軸６６に対して相対回転させる。

前記第１ボート１４ａを回転させた際に、該第１ボート１４ａが傾いていない、即ち正常な状態であった場合は、該第１ボート１４ａが回転されて前記ロックプレート６８と前記鍵孔７５の長径が交差した状態となり、前記ボート載置盤５８と前記第１ボート１４ａが離反しない様にロックされた状態となる。

該第１ボート１４ａを回転させた際に、該第１ボート１４ａが傾いていた場合には、前記鍵孔７５が前記ロックプレート６８に引掛かることで前記ボートロック軸６６が回転させられる。該ボートロック軸６６が回転させられると、前記平坦面６９を介して前記ロックロッド７２が押返されるので、該ロックロッド７２が押返されたことを前記ボートロック機構５０が具備する前記変位検出センサ８０が検出することで、前記第１ボート１４ａが傾いていると判断され、処理が中断される。

該第１ボート１４ａの傾きが検出されなかった場合には、前記第１ボート支持アーム２２が前記と逆の方向（図２中、時計方向）に９０°回転され、前記第１ボート受座３８が前記ウェーハ移載位置Ａに戻る。

次に、前記ボートエレベータ８が駆動され、前記昇降アーム９を介してシールキャップ１１、前記ボート載置盤５８及び前記第１ボート１４ａが上昇し、該第１ボート１４ａが前記反応炉１２にロードされる。又、前記シールキャップ１１によって前記反応炉１２が閉塞される。前記第１ボート１４ａのロード後、前記プロセス制御部８５の前記記憶部８９に格納されたレシピに従い、前記温度制御部９１、前記圧力制御部９２、前記ガス流量制御部９３によってウェーハ１５がプロセス処理される。

処理中、前記第２アーム用モータ４５により第２アーム用ボールネジ４３が回転されることで、前記上スライドブロック４６が前記ガイドシャフト２９に沿って上昇され、前記第２ボート支持アーム２３が前記移載用ボート載置台２４及び前記待機用ボート載置台２５と干渉しないレベルになると共に、前記第２ボート支持アーム２３、前記第２ボート受座３９を介して前記第２ボート１４ｂが上昇される。その後、前記第２アーム用回転軸４９が回転されて前記第２ボート支持アーム２３及び前記第２ボート１４ｂが１８０°回転し、前記第２ボート受座３９及び前記第２ボート１４ｂが前記ウェーハ移載位置Ａに至る。

前記第２ボート受座３９が降下されると、前記移載用ボート載置台２４上に前記第２ボート１４ｂが載置される。この時、該第２ボート１４ｂは、前記移載用ボート載置台２４の位置決めピン７７，７７，７７及びロックプレート８２が、前記第２ボート１４ｂの裏面に穿設された図示しない３つの位置決め凹部及びロック穴にそれぞれ嵌合することで位置決めされた上で載置される。

前記第２ボート１４ｂが前記移載用ボート載置台２４上に載置されると、前記第２ボート受座３９が更に降下され、該第２ボート受座３９が前記第２ボート１４ｂから離間する。その後、前記第２ボート支持アーム２３が前記と逆方向に１８０°回転され、前記第２ボート受座３９が前記ボート待機位置Ｃに戻る。

プロセス処理と並行し、前記ウェーハ移載位置Ａに於いて次バッチ処理の為に、前記第２ボート１４ｂに前述の第１ボート１４ａと同様のウェーハ移載が行われる。ウェーハ移載が行われる際には、前記ボート判別センサ７８によって載置されているボートの種類が判別されると共に、前記傾き検出センサ７９，７９によって傾きの有無が判断される。

前記反応炉１２の内部でプロセス処理された後、前記第１ボート１４ａが前記ボートエレベータ８によりアンロードされ、処理済ウェーハ１５を保持する前記第１ボート１４ａが前記ボート授受位置Ｂ迄降下される。

前記第２ボート支持アーム２３が前記ボート授受位置Ｂ迄９０°回転し、前記第２ボート支持アーム２３が上昇し、前記第２ボート受座３９を介して処理済ウェーハ１５が装填された前記第１ボート１４ａを受載し、前記第２ボート支持アーム２３が前記第２アーム用回転軸４９を介して前記ボート授受位置Ｂから前記ボート待機位置Ｃ迄９０°回転される。

回転された前記第１ボート１４ａの前記位置決め凹部６１，６１，６１及び前記ロック穴６２が、図示しない前記待機用ボート載置台２５の位置決めピン及びロックプレートとそれぞれ嵌合され、位置決めされた上で前記第１ボート１４ａが前記待機用ボート載置台２５に載置され、前記第１ボート１４ａが待機状態となる。

次に、前記第１ボート支持アーム２２が上昇し、前記第１ボート受座３８を介して次バッチ処理のウェーハ１５を保持した前記第２ボート１４ｂが持上げられ、前記第１ボート支持アーム２２が９０°回転され、前記第２ボート１４ｂが前記ボート授受位置Ｂに至る。更に、前記第１ボート受座３８が降下され、前記第２ボート１４ｂの図示しないロック穴及び位置決め凹部に、前記ボート載置盤５８の前記ロックプレート６８及び前記位置決めピン５９，５９，５９がそれぞれ嵌合されることで、前記第２ボート１４ｂが位置決めされた上で、前記ボート載置盤５８に載置される。その後、前記第１ボート受座３８が更に降下され、該第１ボート受座３８が前記第２ボート１４ｂから離間する。

この時、前記第２ボート１４ｂに対して傾き検出が行われる。前記回転機構５２によって前記第２ボート１４ｂをストッパ位置迄９０°回転させ、前記鍵孔７５が前記ロックプレート６８に引掛かるかどうかで前記第２ボート１４ｂの傾きの有無が判断される。傾きの検出方法については上記した前記第１ボート１４ａの場合と同様である。

検出の結果、前記第２ボート１４ｂの傾きが検出された場合には処理が中断され、傾きが検出されなかった場合には、前記第１ボート支持アーム２２が前記と逆の方向に９０°回転され、前記第１ボート受座３８が前記ウェーハ移載位置Ａに戻る。

前記ボートエレベータ８により、前記昇降アーム９を介して前記シールキャップ１１、前記ボート載置盤５８及び前記第２ボート１４ｂが上昇し、該第２ボート１４ｂが前記反応炉１２にロードされ、ウェーハ１５が上記と同様にプロセス処理される。

プロセス処理と並行し、前記第２ボート支持アーム２３が前記第２ボート受座３９を介し、処理済ウェーハ１５を保持する前記第１ボート１４ａを前記ウェーハ移載位置Ａ迄移動させ、前記第１ボート１４ａを位置決めした上で前記移載用ボート載置台２４に載置する。載置後、前記ボート判別センサ７８によって前記第１ボート１４ａの種類が判別されると共に、前記傾き検出センサ７９，７９によって傾きが判断される。その後、前記第２ボート支持アーム２３が前記とは逆の方向に１８０°回転され、前記第２ボート受座３９が前記ボート待機位置Ｃに戻る。

前記第１ボート１４ａが前記移載用ボート載置台２４に載置された状態で処理済ウェーハ１５が前記基板移載機１９により前記カセット２１に払出され、払出しが完了すると、別のカセット２１から更に次のバッチ分の未処理ウェーハ１５が第１ボート１４ａに装填される。

第２ボート１４ｂのプロセス処理が完了すると、該第２ボート１４ｂが前記反応炉１２から引出され、前記ボート授受位置Ｂ迄降下される。前記第２ボート支持アーム２３が前記ボート授受位置Ｂ迄９０°回転し、前記第２ボート支持アーム２３に前記第２ボート１４ｂが載置される。載置後、前記第２ボート支持アーム２３が前記と逆の回転をし、前記第２ボート１４ｂは前記ボート待機位置Ｃに移動される。

その後、前記第１ボート支持アーム２２が前記第１ボート受座３８を介し、前記第１ボート１４ａを支持した状態で９０°回転し、該第１ボート１４ａを前記ボート授受位置Ｂに移動させ、前記第１ボート１４ａは位置決めされた上で前記ボート載置盤５８に載置される。

前記第１ボート１４ａ載置の際には、上記と同様、傾き検出が行われる。前記回転機構５２によって前記第１ボート１４ａをストッパ位置迄９０°回転させ、前記鍵孔７５が前記ロックプレート６８に引掛かるかどうかで前記第１ボート１４ａの傾きの有無が判断される。

検出の結果、前記第１ボート１４ａの傾きが検出された場合には処理が中断され、検出されなかった場合には、該第１ボート１４ａの載置後、前記第１ボート支持アーム２２が前記とは逆の方向に回転され、前記第１ボート受座３８が前記ウェーハ移載位置Ａに戻る。又、前記ボートエレベータ８により、前記昇降アーム９を介して前記シールキャップ１１、前記ボート載置盤５８及び前記第１ボート１４ａが上昇し、該第１ボート１４ａが前記反応炉１２にロードされ、ウェーハ１５が上記と同様にプロセス処理される。

プロセス処理と並行し、前記第２ボート支持アーム２３が前記第２ボート受座３９を介し、前記第２ボート１４ｂを支持した状態で１８０°回転し、前記ボート待機位置Ｃから前記第２ボート１４ｂを前記ウェーハ移載位置Ａ迄移動させ、前記第２ボート１４ｂを位置決めした上で前記移載用ボート載置台２４に載置する。載置後、前記第２ボート支持アーム２３が前記と逆の方向に１８０°回転され、前記第２ボート受座３９は前記ボート待機位置Ｃに戻る。前記第２ボート１４ｂが前記移載用ボート載置台２４に載置された状態で処理済ウェーハ１５が前記基板移載機１９により前記カセット２１に払出され、払出しが完了すると別のカセット２１から未処理ウェーハ１５が前記第２ボート１４ｂに装填される。

以上の操作が繰返されることにより、前記ウェーハ１５が効率よくプロセス処理される。

次に、図１３に於いて、前記第１ボート１４ａ及び前記第２ボート１４ｂを、前記ウェーハ移載位置Ａから前記ボート授受位置Ｂ迄移動させた際の傾き検出方法をフローチャートを用いて説明する。

前記操作部８８を介して前記主制御部８４から前記搬送制御部８６に処理開始が入力されることで、前記ボート搬送部９７は前記記憶部９４に格納された搬送プログラムに従ってボートの移動を開始する。

ＳＴＥＰ：０１先ず始めに、前記移載用ボート載置台２４の上面に設けられた前記ボート判別センサ７８が、前記移載用ボート載置台２４上に載置されているボート１４が前記第１ボート１４ａであるか、前記第２ボート１４ｂであるかを検出する。

ＳＴＥＰ：０２次に、前記傾き検出センサ７９，７９が、検出した前記ボート１４が傾いているかを判断する。

ＳＴＥＰ：０３前記移載用ボート載置台２４上に載置された前記ボート１４の傾きが検出された場合には搬送処理を中断し、傾きが検出されなかった場合には処理を続行する。

ＳＴＥＰ：０４前記第１ボート受座３８が前記ボート１４を受載し、前記第１アーム用モータ３４を駆動させて前記第１ボート支持アーム２２が前記ボート１４を前記移載用ボート載置台２４と干渉しない高さ迄上昇させる。

ＳＴＥＰ：０５前記第１ボート受座３８を上昇させた後、前記第１アーム用回転軸３７を介して前記第１ボート支持アーム２２を水平方向に９０°回転させることで、前記ボート１４を前記ウェーハ移載位置Ａから前記ボート授受位置Ｂ迄移動させる。

ＳＴＥＰ：０６前記回転機構５２が前記ボート載置盤５８を９０°、即ちストッパ位置迄回転する。

ＳＴＥＰ：０７前記回転機構５２回転後、前記ボートロック機構５０を作動させ、前記ロックロッド７２を前記平坦面６９に押圧させて前記ボートロック軸６６の回転を拘束する。

ＳＴＥＰ：０８該ボートロック軸６６拘束後、前記回転機構５２が前記ボート載置盤５８を前記とは逆方向に９０°、即ち搬送位置迄回転する。

尚、ＳＴＥＰ：０４、ＳＴＥＰ：０５及びＳＴＥＰ：０６〜ＳＴＥＰ：０８は並行して実施されているものとする。

ＳＴＥＰ：０９次に、前記第１アーム用モータ３４を駆動させ、前記第１ボート受座３８を降下させて前記ボート１４を前記ボート載置盤５８上に載置する。この時、前記ロックプレート６８と前記位置決めピン５９，５９，５９は、前記ボート１４のロック穴６２と位置決め凹部６１，６１，６１とそれぞれ嵌合し、位置決めされている。

ＳＴＥＰ：１０前記ボート１４載置後、前記第１ボート受座３８を更に降下させ、該第１ボート受座３８と前記ボート１４を離間させる。

ＳＴＥＰ：１１前記第１ボート受座３８と前記ボート１４を離間させた後、前記回転機構５２が前記ボート載置盤５８及び前記ボート載置部１３上に載置された前記ボート１４をストッパ位置迄、即ち９０°回転させる。

ＳＴＥＰ：１２前記回転機構５２を回転させた際に、前記ボート１４が傾いていた場合には、前記鍵孔７５が前記ロックプレート６８に引掛かり、前記ボートロック軸６６を回転させる（図１０、図１１（Ｂ）参照）。該ボートロック軸６６の回転を介して前記平坦面６９が前記ロックロッド７２を押返し、該ロックロッド７２が押返されるのを前記ボートロック機構５０が具備するセンサが検出することで、前記ボート１４が傾いているかどうかが判断される。

ＳＴＥＰ：１３該ボート１４の傾きが検出されなかった場合には、前記ボートロック機構５０を停止し、前記ボートロック軸６６の拘束を解除する。

ＳＴＥＰ：１４該ボートロック軸６６の拘束解除後、前記回転機構５２を前記とは逆方向に９０°、即ち搬送位置迄回転させ、以後の処理が続行される。

ＳＴＥＰ：１５ＳＴＥＰ：１２で、前記ボート１４の傾きが検出された場合には、前記ボート交換装置１８及び前記ボートエレベータ８の動作が停止し、搬送処理が中断される。

ＳＴＥＰ：１６処理中断後、前記ボートロック機構５０が停止し、前記ボートロック軸６６の拘束が解除される。

ＳＴＥＰ：１７最後に前記回転機構５２が作業者が前記ボート１４上のウェーハ１５を回収可能な方向迄前記ボート載置盤５８を回転させ、中断処理が終了する。

中断処理終了後、作業者が前記ボート１４上のウェーハ１５を回収し、カレントをバッチクリアし、前記ボート１４を取出す。

取出した該ボート１４を前記ボート授受位置Ｂから前記ウェーハ移載位置Ａに移動させ、ボートティーチングを実施することで再び搬送処理の実施が可能となる。

上述の様に、前記平坦面６９に前記ロックロッド７２を押圧して前記ボートロック軸６６の回転を拘束し、前記ボート１４が傾いていた場合には前記鍵孔７５が前記ロックプレート６８に引掛かり、前記ボートロック軸６６が回転させられたことを前記ボートロック機構５０で検出可能としたことで、前記ボート載置盤５８上に於いて前記ボート１４の傾き検出が可能となり、更に傾き検出後に搬送処理を中断可能としたことで、傾いたまま前記ボート１４をロードした場合に該ボート１４が何らかのものと接触してウェーハ１５と前記ボート１４が破損するのを防止することができ、生産性の向上や安全性の向上を図ることができる。

又、前記反応炉１２内にセンサを設ける必要がないので、プロセス処理中にウェーハ１５が汚染されるのを防止することができる。

尚、上述の実施形態では前記ボート交換装置１８を用いる形態として説明したが、本発明の別の実施形態として、該ボート交換装置１８を用いずに１ボートの装置に於いても適用可能であるのは言う迄もない。

（付記）
又、本発明は以下の実施の態様を含む。

（付記１）基板を処理する処理室と、該処理室で基板を保持する基板保持具と、該基板保持具を載置する載置部と、該載置部に対して相対回転可能に設けられ相対回転により前記基板保持具を係合解除可能なロック部材と、該ロック部材と前記載置部とを相対回転させる回転部と、該回転部の回転動作を検出する検出部とを具備することを特徴とする基板処理装置。

（付記２）前記検出部が、前記基板保持具を前記ロック部材で係合する第一の回転角度から前記基板保持具を前記ロック部材から解除する第二の回転角度に前記回転部が回転しなかったことを検出した際に、前記基板保持具の前記載置部に対する傾向異常を判断する制御部を有する付記１の基板処理装置。

（付記３）ロック部材を載置部に対して相対回転させ、基板を保持した基板保持具を係合する工程と、前記係合した基板保持具を処理室へ搬入し、該処理室内にて基板を処理する工程と、該処理後の基板保持具を前記処理室から搬出し、前記ロック部材を前記載置部に対して相対回転させて前記基板保持具を解除する工程とを有し、前記係合する工程では前記ロック部材を前記載置部に対して相対回転させ、前記基板保持具を係合できなかった際に前記基板保持具の前記載置部に対する傾向異常を判断することを特徴とする半導体装置の製造方法。

（付記４）ロック部材を載置部に対して相対回転させ、基板を保持した基板保持具を係合する工程と、前記係合した基板保持具を処理室へ搬入し、該処理室内にて基板を処理する工程と、該処理後の基板保持具を前記処理室から搬出し、前記ロック部材を前記載置部に対して相対回転させて前記基板保持具を解除する工程とを有し、前記係合する工程では前記ロック部材を前記載置部に対して相対回転させ、前記基板保持具を係合できなかった際に制御部が前記基板保持具の前記載置部に対する傾向異常を判断することを特徴とする基板保持具の傾向異常検出方法。

１基板処理装置
８ボートエレベータ
１４ボート
１５ウェーハ
１７ボートキャップ
１８ボート交換装置
５０ボートロック機構
５２回転機構
５８ボート載置盤
６２ロック穴
６６ボートロック軸
６８ロックプレート
６９平坦面
７２ロックロッド
７３ロックアクチュエータ
８３コントローラ

Claims

基板を処理する処理室と、
前記処理室で基板を保持する基板保持具と、
前記基板保持具を載置する載置部と、
前記載置部に対して相対回転可能に設けられ相対回転により前記基板保持具を係合解除可能なロック部材と、
前記ロック部材と前記載置部とを相対回転させる回転部と、
前記回転部の回転動作を検出する検出部と、
摺動自在に設けられ、前記ロック部材の回転を拘束するロックロッドと、
前記検出部が、前記回転部が前記ロック部材と係合する回転角度に前記基板保持具を回転しなかったことを前記ロックロッドの動作で検出した場合に、前記基板保持具の前記載置部に対する異常を判断して前記基板保持具を前記処理室内に搬送する処理を中断し、基板を回収可能な方向に前記基板保持具を回転させる制御部と、
を具備することを特徴とする基板処理装置。
ロック部材と載置部とを回転部により相対回転させて、基板を保持した基板保持具を前記載置部に係合する工程と、
前記基板保持具を処理室に搬入し、該処理室内にて基板を処理する工程とを有し、
前記係合する工程では、前記回転部の回転動作を検出する検出部が、前記回転部が前記ロック部材と係合する回転角度に前記基板保持具を回転しなかったことを摺動自在に設けられ前記ロック部材の回転を拘束するロックロッドの動作で検出した場合に、前記基板保持具の前記載置部に対する異常を判断して前記基板保持具を前記処理室内に搬入する処理を中断し、基板を回収可能な方向に前記基板保持具を回転させる様に制御することを特徴とする半導体装置の製造方法。