JP7429252B2 - 基板処理装置、半導体装置の製造方法、基板処理方法及びプログラム - Google Patents

基板処理装置、半導体装置の製造方法、基板処理方法及びプログラム Download PDF

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Description

本開示は、基板処理装置、半導体装置の製造方法、基板処理方法及びプログラムに関する。
複数の処理室を有するバッチ式の基板処理装置が知られている。バッチ式の基板処理装置では、基板の搬送に時間がかかるため、基板搬送の代わりに基板を載置した載置台を搬送する技術が考案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４－７１６１８号公報
ところで、載置台の下部を支点として載置台を搬送する場合、載置台の搬送（移動）時及び停止時に載置台上部に大きな応力がかかる。このように載置台の上部に大きな応力がかかると、載置台に載置された基板に位置ずれが生じることがある。そのため、載置台の搬送時の加速度及び減速度を下げている。
本開示は、基板が載置された載置台の搬送時及び停止時において、基板に位置ずれが生じるのを抑制可能な技術を提供することを目的とする。
本開示の一態様によれば、
基板の処理を行う少なくとも１つの処理室と、
少なくとも１つの前記基板を載置可能な載置台と、
前記載置台を鉛直方向に少なくとも２カ所で保持し前記載置台の搬送を行う運搬装置を備える搬送室と、
前記搬送室で前記運搬装置の搬送制御を行うことが可能な制御部と、
を備える技術が提供される。
本開示によれば、基板が載置された載置台の搬送時及び停止時において、基板に位置ずれが生じるのを抑制可能になる。
本開示の一実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。 図１の基板処理装置の概略構成を示す側面図である。 図２の基板処理装置の概略構成を示す正面図であり、運搬装置に載置台が保持されている状態を示している。 図３の基板処理装置の概略構成を示す正面図であり、運搬装置から処理室内の昇降装置へ載置台が移載された状態を示している。 図４の基板処理装置の概略構成を示す正面図であり、昇降装置に載置された載置台を処理室の反応炉へ装入した状態を示している。 図１の基板処理装置の概略構成を示す平面図であり、運搬装置が移載部に移動した状態を示している。 図２の運搬装置で載置台を運搬している状態を示す側面図である。 図７の運搬装置の可動部を伸ばして載置台を処理室に搬入する動作を示す正面図である。 図７の運搬装置の平面図である。 図９の運搬装置の平面図である。 目的の処理室に到着した運搬装置の平面図である。 図１１の運搬装置の平面図であり、目的の処理室に向けて可動部を徐々に伸ばしている状態を示している。 図１２の運搬装置の平面図であり、目的の処理室に向けて可動部を最大限伸ばしている状態を示している。 運搬装置の正面図であり、成膜処理が完了した処理室の前に運搬装置が到着した状態を示している。 図１４の運搬装置の正面図であり、可動部を伸ばして処理室内に収容されている載置台に上下の保持部を差し込んだ状態を示している。 図１５の運搬装置の正面図であり、可動部を上方に移動させて、上下の保持部で載置台を持ち上げた状態を示している。 載置台の正面図である。 図１７の１８－１８線断面図である。 運搬装置の側面図であり、上部にのみ基板が配置されている載置台を保持したときのバランサの位置を示している。 運搬装置の側面図であり、下部にのみ基板が配置されている載置台を保持したときのバランサの位置を示している。 本開示の一実施形態に係る基板処理装置の制御部の構成を示す図である。 基板処理装置の通常時の搬送スケジュールを示している。 基板処理装置の異常時の搬送スケジュールを示している。
以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面に示される、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。
＜基板処理装置＞
本実施形態の基板処理装置２０は、縦型反応炉を備える基板処理装置である。
（処理室）
基板処理装置２０は、図１～図３に示されるように、少なくとも一つの処理室３０を備えている。本実施形態では、一例として、基板処理装置２０が４つの処理室３０を備えているが、これに限定されない。
４つの処理室３０は、図１に示されるように水平方向に一列に並べられている。なお、本実施形態では、一つの筐体３１が仕切られて４つの処理室３０が構成されているが、これに限定されない。例えば、処理室３０を構成する筐体が一列に並べられていてもよい。
また、４つの処理室３０は、それぞれ独立して基板Ｗの処理を行うことが可能である。すなわち、４つの処理室３０は、後述するコントローラ１００によって独立して制御される。
なお、ここでいう基板Ｗには、製品基板、ダミー基板及びモニタ基板等が含まれる。つまり、後述する載置台４０に載置される基板Ｗは、製品基板、ダミー基板及びモニタ基板の場合があり、これらが混在して載置される場合もある。
処理室３０は、図２及び図３に示されるように、反応炉（処理容器）３２を備えている。この反応炉３２は、処理室３０の上部に位置している。この反応炉３２の内側には、基板Ｗが装入される。具体的には、基板Ｗが載置される載置台４０が反応炉３２の内側に挿入される。反応炉３２には、反応炉３２内に処理ガス及び不活性ガス等を供給するガス供給系（図示省略）が接続されている。このガス供給系により反応炉３２内に所定量のガスが供給される。また、反応炉３２には、反応炉３２内から処理ガス及び不活性ガス等を排気する排気系（図示省略）が接続されている。この排気系により反応炉３２内の圧力が調節される。また、反応炉３２の外周には、加熱部としてのヒータ（図示省略）が配置されている。このヒータにより、反応炉３２内の温度が調節される。本実施形態では、処理室３０に設けられるガス供給系、排気系及びヒータは、図２１に示されるように、温度制御コントローラ１２２、ガス流量制御コントローラ１２４及び圧力制御コントローラ１２６によってそれぞれ制御される。そして、温度制御コントローラ１２２、ガス流量制御コントローラ１２４及び圧力制御コントローラ１２６は、後述するコントローラ１００によって制御される。
反応炉３２に装入された基板Ｗは、反応炉３２内でヒータによって加熱されると共に、ガス供給系から供給される処理ガスで処理される。これにより、基板Ｗが成膜処理される。
また、処理室３０は、図３に示されるように、移載室３６を備えている。この移載室３６は、処理室３０の下部に位置している。換言すると、移載室３６は、反応炉３２の下方に位置している。移載室３６は、反応炉３２の炉口３２Ａを通して反応炉３２内と連通する。この移載室３６には、載置台４０が移載される昇降装置３７が設けられている。この昇降装置３７は、昇降台３７Ａに移載された載置台４０を、昇降台３７Ａと共に上方へ移動させて反応炉３２内に装入する。昇降台３７Ａの周縁部は、反応炉３２の炉口３２Ａの周辺部にシール部材（図示省略）を介して接触して反応炉３２内と移載室３６内を隔てる。なお、昇降装置３７は、昇降台３７Ａを、鉛直方向を軸として水平方向に回転させる機能を有している。
処理室３０は、基板Ｗを出し入れするための出入口（図示省略）を備えている。この出入口は、ゲートバルブ３５によって開閉される。なお、本実施形態の出入口の大きさは、載置台４０が出入り可能な大きさとされている。
（載置台）
基板処理装置２０は、図１７及び図１８に示されるように、少なくとも１枚の基板Ｗを載置可能な載置台４０を備えている。この載置台４０は、底板４２と、底板４２に対向して配置される天板４４と、底板４２と天板４４とを離隔した状態で支持する支柱４６と、を備えている。底板４２及び天板４４は、一例として、円板状とされているが、これに限定されない。本実施形態では、支柱４６は、底板４２及び天板４４の各々の周縁部に周方向に沿って間隔をあけて３本設けられているがこれに限定されない。また、支柱４６は、一例として円柱状とされているが、これに限定されない。支柱４６には、長手方向に間隔をあけて溝部４６Ａが形成されている。この溝部４６Ａには、基板Ｗの周縁部が挿入される。挿入された基板Ｗは、溝部４６Ａの下方となる溝壁により支持される。そして、３本の支柱４６のそれぞれ同じ高さにある溝部４６Ａに基板Ｗを挿入することにより、基板Ｗが水平状態で支持することが可能になる。なお、溝部４６Ａの溝幅は、基板Ｗの厚みよりも大きい。これにより、基板Ｗを載置台４０に出し入れする際に、基板Ｗの表面が溝部４６Ａの溝壁等に接触するのを抑制できる。また、３本の支柱４６は、基板Ｗの出し入れのため、１カ所だけ配置間隔が広い。具体的には、３本の支柱４６は、載置台４０の中心Ｃに対して４５度の角度で配置されている。なお、支柱４６は、基板Ｗが載置される溝部４６Ａを有するため、基板載置具ともいえる。
（搬送室）
基板処理装置２０は、図１及び図３に示されるように、運搬装置６０を有する搬送室５０を備えている。搬送室５０は、４つの処理室３０の並べられた方向に延びている。搬送室５０は、各処理室３０の出入口を介して各処理室３０と連通する。搬送室５０を構成する筐体５１は、各筐体３１にそれぞれ固定されている。また、搬送室５０には、搬送室５０内を真空雰囲気とする排気装置等が接続されている。
搬送室５０の床面には、４つの処理室３０の並べられた方向に延びるレール５２が設けられている。このレール５２に沿って運搬装置６０は移動する。なお、運搬装置６０は、基板Ｗが載置された載置台４０をレール５２に沿って搬送する。以下では、運搬装置６０が移動する方向、すなわち、基板Ｗが載置された載置台４０が搬送される方向を、適宜、基板搬送方向という。基板搬送方向は、図１及び図３において矢印Ｘで示す方向である。なお、図２及び図３において矢印ＵＰで示す方向は、鉛直方向上向きを示している。
運搬装置６０は、搬送室５０内をレール５２に沿って移動するように構成されている。運搬装置６０は、コントローラ１００に制御されて目的の処理室３０に向けて移動する。
運搬装置６０は、図７に示されるように、載置台４０を鉛直方向に少なくとも２カ所で保持した状態で載置台４０の搬送を行うことが可能な装置である。運搬装置６０は、搬送台６２と、下部保持部６４及び上部保持部６６と、可動部６８と、を備えている。
搬送台６２は、レール５２上を移動する台座部分である。搬送台６２の内部には、レール５２に沿って搬送台６２を搬送方向へ移動させるための駆動部（図示省略）が設けられている。
下部保持部６４は、載置台４０の下部を保持する部分である。一例として、本実施形態の下部保持部６４は、図７に示されるように、底板４２を支持する。また、本実施形態では、下部保持部６４は、板状とされているが、これに限定されない。
上部保持部６６は、載置台４０の上部を保持する部分である。一例として、本実施形態の上部保持部６６は、図７に示されるように、天板４４を支持する。上部保持部６６は、図７に示されるように、最上段の基板Ｗと天板４４との間に挿入される。また、本実施形態では、上部保持部６６は、板状とされているが、これに限定されない。
下部保持部６４と上部保持部６６は、互いに対向した状態で後述する回転軸７２によって連結されている。回転軸７２は、下部保持部６４の一端部６４Ａと上部保持部６６の一端部６６Ａとを連結している。
なお、本実施形態では、下部保持部６４と上部保持部６６が載置台４０の天板４４および底板４２をすくい上げる（持ち上げる）ように載置台４０を保持する。
運搬装置６０による載置台４０の搬送状態では、下部保持部６４によって載置台４０の底板４２が支持され、上部保持部６６によって載置台４０の天板４４が支持される。すなわち、下部保持部６４及び上部保持部６６によって載置台４０が保持される。
可動部６８は、搬送台６２に設けられ、搬送台６２に対して水平方向及び鉛直方向へ伸縮可能な部分である（図８及び図１２参照）。可動部６８は、第１の回転機構としての回転軸７０と、第２の回転機構としての回転軸７２と、アーム７４と、を備えている。
回転軸７０は、図８及び図９に示されるように、鉛直方向を軸としてアーム７４を水平方向に回転させる部材である。具体的には、回転軸７０は、搬送台６２に回転可能に支持されている。この回転軸７０には、回転軸７０を回転させる回転駆動部（図示省略）と、回転軸７０を昇降させる昇降部（図示省略）が接続されている。この回転軸７０は、搬送台６２から上方へ延び出している。回転軸７０の下端部は、搬送台６２内において、例えば、軸受けで回転可能に支持されている。また、回転軸７０の下端部には、回転駆動部から回転力が伝達される。さらに、回転軸７０は、昇降部によって鉛直方向に移動する。回転軸７０の上端部は、アーム７４の一端部に固定されている。図中、回転軸７０の軸心を符号ＸＬ１で示す。
回転軸７２は、図８及び図１０に示されるように、鉛直方向を軸として下部保持部６４及び上部保持部６６を水平方向に回転させる部材である。具体的には、回転軸７２には、回転軸７２をアーム７４に対して回転させる回転駆動部（図示省略）が接続されている。この回転軸７２の下端部は、アーム７４の他端部に回転可能に支持され、上方へ延びている。回転軸７２の下端部は、アーム７４内において、例えば、軸受けで回転可能に支持されている。また、回転軸７２の下端部には、回転駆動部から回転力が伝達される。回転軸７２には、上記した下部保持部６４及び上部保持部６６が軸方向に間隔をあけて配置されている。なお、本実施形態では、一例として、回転軸７２の上端部に上部保持部６６の他端部が連結されている。図中、回転軸７０の軸心を符号ＸＬ２で示す。
ここで、可動部６８の動作について説明する。図７及び図９に示されるように、可動部６８を縮めた状態では、回転軸７０の軸心ＸＬ１上に下部保持部６４及び上部保持部６６が位置する。また、下部保持部６４及び上部保持部６６によって載置台４０を保持した状態で可動部６８を縮めると、載置台４０の中心Ｃと回転軸７０の軸心ＸＬ１を合わせることが可能になる。そして、図９に示されるように、載置台４０の中心Ｃと回転軸７０の軸心ＸＬ１を合わせた状態で搬送台６２に対して回転軸７０を回転させることでアーム７４が回転する。このとき載置台４０の中心Ｃと回転軸７０の軸心ＸＬ１が合わさっていることから、回転軸７０を中心とする載置台４０の回転移動が抑制され、基板Ｗが遠心力で位置ズレするのが抑制される。
また、図１０に示されるように、回転軸７２を回転させると、回転軸７２を中心として下部保持部６４及び上部保持部６６と共に載置台４０が回転移動し、可動部６８が伸びた状態となる。
そして、処理室３０の出入口を通して載置台４０を処理室３０の内外に移動する場合には、図１２及び図１３に示されるように、回転軸７０と回転軸７２をそれぞれ回転させる。これにより、載置台４０が処理室３０の出入口を通して直線的に移動する。このように可動部６８を伸縮することで、処理室３０内に載置台４０を搬入したり、処理室３０内から載置台４０を搬出したりすることができる。
回転軸７０及び回転軸７２は、それぞれ搬送コントローラ１１０によって制御されている。具体的には、搬送コントローラ１１０によって回転軸７０の回転駆動部及び昇降部が制御されている。また、搬送コントローラ１１０によって回転軸７２の回転駆動部が制御されている。本実施形態では、運搬装置６０の進行方向に対して、載置台４０と下部保持部６４及び上部保持部６６との配置条件が同じとなるように搬送コントローラ１１０が回転軸７０及び回転軸７２を調整している（図１１参照）。一例として、本実施形態では、運搬装置６０は、載置台４０の中心Ｃと回転軸７０の軸心ＸＬ１を合わせ、回転軸７２が運搬装置６０の進行方向前側に位置した状態で載置台４０を搬送する。なお、搬送コントローラ１１０は、コントローラ１００によって制御されている。
また、図６に示されるように、回転軸７０及び回転軸７２は、運搬装置６０が搬送室５０の移載部５３にあるときに、載置台４０が後述する移載機８４に対し、基板Ｗが移載可能な向きとなるように載置台４０の向きを調整する。
また、運搬装置６０は、載置台４０の重心位置を調整可能なよう構成されている。本実施形態では、一例として、図７に示されるように、回転軸７２に錘としてのバランサ７６が取り付けられている。バランサ７６は、例えば、円環状であり、回転軸７２に外装されている。また、バランサ７６は、回転軸７２に沿って移動可能に構成されている。バランサ７６は、例えば、ベルトとプーリー、ボールねじとスライダ等の移動機構によって回転軸７２上を移動する。バランサ７６が回転軸７２に沿って移動することで、載置台４０の重心位置が調整される。具体的には、載置台４０の上部と下部に均等に基板Ｗが配置された場合には、図７に示されるように、回転軸７２の中央部にバランサ７６を位置させることが好ましい。一方、載置台４０の下部よりも上部に基板Ｗが配置された場合には、図１９に示されるように、回転軸７２の下部にバランサ７６を位置させることが好ましい。また、載置台４０の上部よりも下部に基板Ｗが配置された場合には、図２０に示されるように、回転軸７２の上部にバランサ７６を位置させることが好ましい。
基板処理装置２０は、図１及び図２に示されるように、収容容器８０が載置可能なロードポート８２と、移載機８４と、を備えている。
収容容器８０は、少なくとも１枚の基板Ｗを収容可能な容器である。一例として、ＦＯＵＰ（ＦＯＵＰ：Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）が挙げられるが、これに限定されない。なお、各収容容器８０には、基板Ｗとして、製品基板、ダミー基板及びモニタ基板等が収容される。
ロードポート８２は、収容容器８０を載置可能な台座である。一例として、本実施形態では、基板処理装置２０の平面視で、４つのロードポート８２が基板搬送方向と直交する方向に一列に並べられているが、これに限定されない。また、ロードポート８２は、４つよりも多くてもよいし、３つ以下でもよい。
なお、本実施形態では、収容容器８０及びロードポート８２は、収容室７８内に配置されている。収容室７８は、筐体７９により構成されている。
移載機８４は、少なくとも１つの基板Ｗを移載可能であり、ロードポート８２に載置された収容容器８０と搬送室５０との間で基板Ｗの移載が可能な装置である。具体的には、移載機８４は、ロードポート８２に載置された収容容器８０から基板Ｗを取り出して載置台４０に移載する機能と、載置台４０から基板Ｗを取り出して収容容器８０に移載する機能とを有する。
移載機８４は、基板処理装置２０の平面視で、基板搬送方向と直交する方向に延びる移載室８６を備えている。なお、基板搬送方向と直交する方向については、適宜、基板移載方向という。図１では、基板移載方向を矢印Ｙで示している。
移載室８６は、収容室７８と、処理室３０との間に位置している。移載室８６を構成する筐体８７の一方の側面は処理室３０の筐体３１に接続されている。筐体８７の他方の側面には、４つのロードポート８２にそれぞれ対応した位置に基板Ｗの出入口（図示省略）が設けられている。これらの出入口は、シャッタ（図示省略）によって閉じられている。また、移載室８６には、真空装置が接続されており、真空度が調節可能とされている。
移載室８６の床面には、基板移載方向に延びるレール８８が設けられている。移載機８４は、レール８８上を移動する。
移載機８４は、基板Ｗを保持する保持部８４Ａを備えている。また、移載機８４は、保持部８４Ａをレール８８に沿って移動させる移動機構（図示省略）と、保持部８４Ａの向きを変える回転機構（図示）と、を備えている。移動機構としては、例えば、ベルトとプーリーによる機構、ボールねじとスライダによる機構等が挙げられる。
移載機８４は、ロードポート８２に載置された収容容器８０から基板Ｗを取り出して載置台４０に移載する動作と、載置台４０から基板Ｗを取り出して収容容器８０に移載する動作とが搬送コントローラ１１０によって制御されている。また、移載機８４は、４つの収容容器８０に収容された基板Ｗのいずれを取り出すかがコントローラ１００によって制御される。
（制御部）
基板処理装置２０は、図２１に示すように、制御部としてのコントローラ１００を備えている。このコントローラ１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１Ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０１Ｂ、記憶部１０１Ｃ、Ｉ／Ｏポート１０１Ｄを備えたコンピュータとして構成されている。
ＲＡＭ１０１Ｂ、記憶部１０１Ｃ、Ｉ／Ｏポート１０１Ｄは、内部バス１０１Ｅを介して、ＣＰＵ１０１Ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ１００には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置１０２が接続されている。また、コントローラ１００には、例えば、上位装置との通信を行うための通信部１０４が接続されている。
記憶部１０１Ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶部１０１Ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件等が記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ１００に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単に、プログラムともいう。また、プロセスレシピを、単に、レシピともいう。本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、レシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。ＲＡＭ１０１Ｂは、ＣＰＵ１０１Ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
Ｉ／Ｏポート１０１Ｄは、搬送コントローラ１１０及び複数のプロセスコントローラ１２０等に接続されている。搬送コントローラ１１０は、基板Ｗの搬送を制御するコントローラである。プロセスコントローラ１２０は、基板Ｗの成膜処理を制御するコントローラである。本実施形態では、処理室３０が４つ設けられているため、それぞれの処理室３０に対応してプロセスコントローラ１２０が４つ設けられている。これにより、処理室３０毎に独立して成膜処理を行うことが可能となる。
ＣＰＵ１０１Ａは、記憶部１０１Ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置１０２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶部１０１Ｃからレシピを読み出すように構成されている。ＣＰＵ１０１Ａは、読み出したレシピの内容に沿うように、搬送コントローラ１１０に、移載機８４、昇降装置３７、運搬装置６０による基板Ｗの搬送動作、ゲートバルブ３５及びシャッタの開閉動作、ロードポート８２の位置決め動作等を制御させることが可能なように構成されている。
また、ＣＰＵ１０１Ａは、読み出したレシピの内容に沿うように、プロセスコントローラ１２０に、温度制御コントローラ１２２、ガス流量制御コントローラ１２４及び圧力制御コントローラ１２６を制御させることが可能なように構成されている。温度制御コントローラ１２２は、反応炉３２内を加熱するヒータの温度調節動作を制御することが可能なように構成されている。ガス流量制御コントローラ１２４は、反応炉３２内に供給されるガスの流量調節動作を制御することが可能なように構成されている。圧力制御コントローラ１２６は、反応炉３２内における圧力の調節動作を制御することが可能なように構成されている。
コントローラ１００は、外部記憶装置（例えば、ハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ等の半導体メモリ）１０３に格納された上述のプログラムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。記憶部１０１Ｃや外部記憶装置１０３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成されている。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶部１０１Ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置１０３単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置１０３を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。
また、コントローラ１００は、基板Ｗの移載時に、運搬装置６０による載置台４０の保持状態を確認する。なお、運搬装置６０による載置台４０の保持状態の確認は、例えば、光学式センサによって載置台４０の有無を検知してもよいし、ロードセルによって載置台４０の質量から有無を検知してもよいし、カメラ等の撮影装置で取得した画像情報を解析して載置台４０の有無を検知してもよいし、これらに限定されない。コントローラ１００は、運搬装置６０が載置台４０を保持している場合は、運搬装置６０を移載部５３に移動するよう制御を行う。一方、コントローラ１００は、運搬装置６０が載置台４０を保持していない場合は、目的の処理室３０から載置台４０を取得し保持した後に、運搬装置６０を移載部５３に移動するよう制御を行う。なお、ここでいう目的の処理室とは、未処理の基板Ｗを搬送し、搬入する目的の処理室（以下、適宜「搬入目的の処理室」という）と、基板Ｗの成膜処理が完了又は完了目前で処理済みの基板Ｗを取得する目的の処理室（以下、適宜「取得目的の処理室」という）を含む。
コントローラ１００は、移載部５３と処理室３０との間で運搬装置６０の搬送制御が可能であり、基板Ｗを処理した処理室３０と別の処理室３０との間で運搬装置６０の搬送制御も可能である。すなわち、コントローラ１００は、運搬装置６０によって基板Ｗを、移載部５３と処理室３０との間で搬送することができる。そして、コントローラ１００は、運搬装置６０を制御して、処理室３０で処理した基板Ｗを別の処理室３０へ搬送させることができる。これにより、複数の処理室３０を経由して基板Ｗを処理することが可能となる。
記憶部１０１Ｃは、移載部５３と各処理室３０との間のそれぞれの距離情報を記憶している。コントローラ１００は、記憶部１０１Ｃより目的とする処理室３０の距離情報を取得し、取得した距離情報より、運搬装置６０の移動距離の制御を行うよう構成されている。また、基板Ｗを既に処理した処理室３０から別の処理室３０へ載置台４０を運搬装置６０で搬送する場合、記憶部１０１Ｃから移載部５３と既処理室３０との距離情報と、移載部５３から別の処理室との距離情報とを取得し、その差分より、処理室３０間の距離情報を算出する。そして、算出した距離情報に基づいてコントローラ１００は、運搬装置６０の搬送制御を行う。なお、距離情報は、通信部１０４や外部記憶装置１０３より取得してもよいし、入出力装置１０２から入力してもよい。
また、コントローラ１００は、運搬装置６０の制御を行う搬送管理部１３０を有する。この搬送管理部１３０は、コントローラ１００からの指示を受け、運搬装置６０の制御を行うことが可能なよう構成されている。具体的には、コントローラ１００は、搬送管理部１３０に運搬装置６０の搬送に関する指示をし、搬送管理部１３０はコントローラ１００からの指示に従い、運搬装置６０の搬送制御を行うように構成されている。
コントローラ１００は、載置台４０の鉛直方向の重心位置を調整管理可能な重心算出部１３２を有している。重心算出部１３２は、載置台４０に載置された基板Ｗの載置状態に合わせて、重心位置を算出することが可能なよう構成されている。具体的には、コントローラ１００は、重心算出部１３２が算出した重心位置に合わせて搬送管理部１３０にバランサ７６を鉛直方向に移動させて、載置台４０の重心位置を調整する指示を行う。
なお、載置台４０の重心位置は、以下の式により算出される。
ｘＧ＝（ｍ１ｘ１＋ｍ２ｘ２＋．．．）／（ｍ１＋ｍ２＋．．．）
ｘＧは、載置台４０の重心位置を指している。
ｍ１、ｍ２、…は、基板Ｗの重量を指している。
ｘ１、ｘ２、…は、基板Ｗの載置位置を指している。
ここで、基板Ｗの有効載置数を５０枚とした場合の一例について説明する。
基板の重量ｍは１３０ｇ、
基板載置位置を、載置台最下部を１、最上部を５０とした場合、
載置台に基板を５０枚載置した場合、重心位置は２６基板載置位置となる。
また載置台下部に基板を２５枚載置した場合の重心は３８載置位置、載置台上部に基板を２５枚載置した場合の重心は１３載置位置と求めることができる。
また、コントローラ１００は、処理室３０の状態を監視し、処理室３０の状態に合わせて運搬装置６０の搬送スケジュールを調整する。具体的には、コントローラ１００は、各処理室３０における基板Ｗの処理状態を監視しており、基板Ｗの処理完了が近い順に次の基板Ｗの搬送スケジュールを調整する。一例として、コントローラ１００は、４つの処理室３０で基板Ｗの処理が行われている状態で、ある処理室３０で異常が発生した場合に、異常が発生した処理室３０が回復となる前に次の処理室３０の処理が終了する場合、次の処理室３０の載置台４０の搬送を優先する。一方、異常が発生した処理室３０の載置台４０の搬出は行わず、回復状態となるまで、優先順位を落とす様に基板処理スケジュールを調整する（図２２及び図２３参照）。
＜半導体装置の製造方法＞
次に、本開示の一実施形態に係る基板処理装置２０を用いた半導体装置の製造方法、すなわち、基板Ｗの処理手順について説明する。以下の説明において、基板処理装置２０を構成する各部の動作はコントローラ１００により制御される。
まず、図６に示されるように、運搬装置６０を搬送室５０の移載部５３に移動させる。次に、運搬装置６０の可動部６８を回転させて載置台４０の向きを移載機８４が基板Ｗを載置可能な向きにさせる。移載機８４は、収容容器８０から目的の基板Ｗを載置台４０に移載する。
載置台４０に目的の基板Ｗを載置後、運搬装置６０の可動部６８を図１１に示す向きに回転させる。この状態では載置台４０が運搬装置６０の下部保持部６４及び上部保持部６６によって鉛直方向に少なくとも２カ所で保持される（図７参照）。
そして、搬入目的の処理室３０に運搬装置６０を移動させる。運搬装置６０が搬入目的の処理室３０の前に到着すると、搬入目的の処理室３０のゲートバルブ３５を開く。
ゲートバルブ３５が開いた後、運搬装置６０の可動部６８を図１２及び図１３に示すように移載室３６に向けて伸ばす。このとき、可動部６８の高さ調節も行う。これにより、処理室３０の出入口を通して載置台４０が処理室３０（移載室３６）内に搬入される。搬入された載置台４０を図４に示されるように昇降装置３７の昇降台３７Ａ上に載置する。その後、可動部６８を縮め、ゲートバルブ３５を閉じる。次に、昇降装置３７の昇降台３７Ａと共に載置台４０を上昇させ、反応炉３２内に載置台４０を装入する（図５参照）。
反応炉３２内に載置台４０を装入後、反応炉３２内の圧力及び温度を制御しつつ、処理ガス及び不活性ガス等を供給する。これにより、基板Ｗが成膜処理される。
基板Ｗの処理が完了すると、その処理室３０に向けて運搬装置６０が移動する。運搬装置６０が搬出目的の処理室３０の前に到着すると、搬出目的の処理室３０のゲートバルブ３５を開く。このとき、移載室３６には反応炉３２から取り出された載置台４０が昇降装置３７の昇降台３７Ａと共に下降している（図１４参照）。
次に、下部保持部６４と上部保持部６６が底板４２と天板４４に触れない高さで可動部６８を移載室３６に向けて延ばす（図１５参照）。下部保持部６４が底板４２の下方に入り、上部保持部６６が天板４４の下方に入り込んだ後、可動部６８を上昇させる。これにより、下部保持部６４によって底板４２が持ち上げられ、上部保持部６６によって天板４４が持ち上げられる。すなわち、下部保持部６４と上部保持部６６とによって載置台４０が持ち上げられる（図１６参照）。
その後、可動部６８を縮めて処理室３０から載置台４０を搬出する。そして、載置台４０の中心Ｃと回転軸７０の軸心ＸＬ１を合わせ、運搬装置６０の可動部６８を図６に示す向きに回転させる。この状態では載置台４０が運搬装置６０の下部保持部６４及び上部保持部６６によって鉛直方向に少なくとも２カ所で保持される。そして、運搬装置６０を搬送室５０の移載部５３へ移動させる。次に、運搬装置６０の可動部６８を回転させて載置台４０の向きを移載機８４が基板Ｗを取り出し可能な向きにさせる。移載機８４は、載置台４０から処理済みの基板Ｗを収容容器８０に移載する。
このようにして基板Ｗの成膜処理が行われ、半導体装置が製造される。
次に、本実施形態に係る作用並びに効果について説明する。
本実施形態では、運搬装置６０が載置台４０を鉛直方向に少なくとも２カ所で保持するため、運搬装置６０による載置台４０の搬送時に、載置台４０に作用する加速及び減速時の応力を抑えることが可能になる。これにより、載置台４０に移載された基板Ｗの位置ズレを軽減することが可能になる。結果として、運搬装置６０の搬送速度を上げることが可能となり、生産性の向上に貢献することができる。
また、本実施形態では、運搬装置６０が載置台４０の上部及び下部をそれぞれ保持する下部保持部６４及び上部保持部６６を有する。このように載置台４０を保持する構造を単純にすることが可能であり、加工コストの削減に貢献できる。また、既存の載置台を改造することなく、載置台４０の保持が可能になる。
また、本実施形態では、収容容器８０と、ロードポート８２と、移載機８４とを備えていることから、複数種類の基板Ｗを移載機８４で載置台４０へ移載することが可能であり、複数種類の基板Ｗの移載時間の短縮が可能になる。また、１つの収容容器８０には１つの種類の基板Ｗのみが収容可能であり、従来は移載対象となる種類の基板Ｗ毎にロードポート８２に載置する収容容器８０を入れ替えて、基板Ｗの移載を行っており、基板Ｗの移載に時間が要していたが、本実施形態では、基板処理に合わせた基板Ｗの移載が容易である。基板処理に必要な基板Ｗが収容された収容容器８０をロードポート８２に載置することにより無駄のない基板Ｗの移載が可能になる。
本実施形態では、コントローラ１００が基板Ｗの移載時に、運搬装置６０による載置台４０の保持状態を確認し、載置台４０を保持している場合は運搬装置６０を移載部５３に移動するよう制御を行い、載置台４０を保持していない場合は処理室３０から載置台４０を取得し保持した後に運搬装置６０を移載部５３に移動するよう制御を行う。このように基板Ｗの移載を行う場合に、予め載置台４０の有無を確認することで、無駄な工数を削減することが可能になる。
本実施形態では、コントローラ１００が移載部５３と処理室３０との間で運搬装置６０の搬送制御が可能で、基板Ｗを処理した処理室３０と別の処理室３０との間で運搬装置６０の搬送制御も可能であることから、載置台４０の搬送時間の短縮を図ることができる。
本実施形態では、運搬装置６０が搬送台６２と、搬送台６２に対して水平方向及び鉛直方向へ伸縮可能な可動部６８と、を有することから、載置台搬送時間の短縮に貢献することができる。
本実施形態では、可動部６８が鉛直方向を軸とする第１の回転機構としての回転軸７０を有し、載置台４０の中心Ｃと回転軸７０の軸心ＸＬ１を合わせた状態で搬送台６２に対して回転することから、載置台４０に載置された基板Ｗに作用する回転応力が軽減され、載置台４０の回転に伴う基板Ｗの位置ズレを防止することができる。
本実施形態では、可動部６８が鉛直方向を軸とする回転軸７２を有し、回転軸７０と回転軸７２を回転させることで、処理室３０への載置台４０の搬入及び搬出が可能になる。ここで、回転軸７０と回転軸７２を同時に回転させると、アーム７４の伸縮時間の短縮に貢献できる。
本実施形態では、回転軸７０は、運搬装置６０の進行方向に対して、載置台４０と下部保持部６４及び上部保持部６６との配置条件が同じとなるように調整可能であることから、常に基板Ｗの移載位置が進行方向に対して正面となるため、運搬装置６０の加減速に伴う基板Ｗにかかる応力が一定方向となる。
本実施形態では、載置台４０が移載機８４に対し、図６に示されるように、基板Ｗが移載可能な向きで保持される。このように予め載置台４０の向きを調整しておくことで、移載機８４による載置台４０と収容容器８０との間の基板Ｗの移載動作が容易となる。
本実施形態では、移載部５３と処理室３０との間の距離情報を記憶部１０１Ｃに記憶させることにより、運搬装置６０の移動管理が容易となる。また新たに処理室３０が増設された場合に、新たに記憶部１０１Ｃに増設された処理室３０の距離情報を記憶させることで、容易に増設された処理室３０への移動が可能となる。
本実施形態では、搬送管理部１３０がコントローラ１００からの指示を受け、運搬装置６０の制御を行う。このため、コントローラ１００の負荷を分散することができる。
本実施形態では、運搬装置６０が載置台４０の重心位置を調整可能なよう構成されていることから、載置台４０の搬送時に、基板Ｗの載置条件が異なっても載置台４０の重心位置を一定化可能になる。これにより、運搬装置６０による安定した載置台４０の搬送が可能となる。
本実施形態では、コントローラ１００が重心算出部１３２で算出された重心位置に合わせて搬送管理部１３０に運搬装置６０のバランサ７６を鉛直方向に移動させて載置台４０の重心位置を調整するよう指示を行うため、載置台４０の搬送時に、基板Ｗの載置条件が異なっても常に載置台４０の重心位置を一定化可能になる。これにより、運搬装置６０による安定した載置台４０の搬送が可能となる。
本実施形態では、コントローラ１００が処理室３０の状態を監視し、処理室３０の状態に合わせて運搬装置６０の搬送スケジュールを調整することから、処理室３０の異常に対する運搬装置６０の歩留まりを軽減することができる。
＜他の実施形態＞
本開示は上述の実施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変更可能である。例えば、載置台４０の底板４２及び天板４４のそれぞれの下面に下部保持部６４及び上部保持部６６が嵌る溝が形成されていてよいし、底板４２及び天板４４の少なくとも一方に保持部との固定機構が設けられてもよい。
また、前述の実施形態では、下部保持部６４及び上部保持部６６で載置台４０を持ち上げているが、本開示はこれに限定されない。例えば、下部保持部６４と上部保持部６６とで載置台４０を上下で挟む構成としてもよい。
また、前述の実施形態では、運搬装置６０の可動部６８の回転軸７０及び回転軸７２が鉛直方向を軸としているが、本開示はこの構成に限定されない。例えば、回転軸７０及び回転軸７２が水平方向を軸としてもよい。
２０ 基板処理装置
３０ 処理室
４０ 載置台
５０ 搬送室
５３ 移載部
６０ 運搬装置
６４ 下部保持部
６６ 上部保持部
６８ 可動部
７０ 回転軸（第１の回転機構）
７２ 回転軸（第２の回転機構）
７６ バランサ
８０ 収容容器
８４ 移載機
１００ コントローラ（制御部の一例）
１３０ 搬送管理部
１３２ 重心算出部

Claims (17)

  1. 基板の処理を行う少なくとも１つの処理室と、
    少なくとも１つの前記基板を載置可能な載置台と、
    前記載置台への前記基板の移載が可能な移載部と、前記載置台を鉛直方向に少なくとも２カ所で保持し前記載置台の搬送を行う運搬装置と、を備える搬送室と、
    少なくとも１つの前記基板を収容可能な収容容器を載置可能なロードポートと、
    前記ロードポートに載置された前記収容容器と前記搬送室との間で、少なくとも１つの前記基板を移載可能な移載機と、
    前記基板の移載時に、前記運搬装置による前記載置台の保持状態を確認し、前記載置台を保持している場合は前記運搬装置を前記移載部に移動するよう制御を行い、前記載置台を保持していない場合は前記処理室から前記載置台を取得し保持した後に前記運搬装置を前記移載部に移動するよう、前記運搬装置の搬送制御を行うことが可能な制御部と、
    を備える基板処理装置。
  2. 前記運搬装置は、前記載置台の上部及び下部をそれぞれ保持する保持部を有する、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記制御部は、前記移載部と前記処理室との間で前記運搬装置の搬送制御が可能であり、前記基板を処理した前記処理室と別の前記処理室との間で前記運搬装置の搬送制御も可能である、請求項１に記載の基板処理装置。
  4. 前記運搬装置は、搬送台と、前記搬送台に設けられ、前記搬送台に対して水平方向及び鉛直方向へ伸縮可能な可動部と、を有する、請求項１に記載の基板処理装置。
  5. 前記可動部は、鉛直方向を軸とする第１の回転機構を有し、前記載置台の中心と前記第１の回転機構の軸心を合わせた状態で前記搬送台に対して回転可能なよう構成されている、請求項４に記載の基板処理装置。
  6. 前記可動部は、鉛直方向を軸とする第２の回転機構を有し、前記第１の回転機構と前記第２の回転機構を回転させることで、前記処理室への前記載置台の搬入及び搬出を可能なよう構成されている、請求項５に記載の基板処理装置。
  7. 前記第１の回転機構は、前記運搬装置の進行方向に対して、前記載置台と該載置台を保持する部分の配置条件が同じとなるように調整可能なよう構成されている、請求項５に記載の基板処理装置。
  8. 前記載置台は、前記移載機に対し、前記基板が移載可能な向きで保持される、請求項１に記載の基板処理装置。
  9. 前記移載部と前記処理室との間の距離情報を記憶することが可能な記憶部を有し、
    前記制御部は、前記記憶部より目的とする前記処理室の距離情報を取得し、取得した前記距離情報より、前記運搬装置の移動距離の制御を行うことが可能なよう構成されている、請求項１に記載の基板処理装置。
  10. 前記制御部は、前記運搬装置の制御を行う搬送管理部を有し、
    前記搬送管理部は、前記制御部からの指示を受け、前記運搬装置の制御を行うことが可能なよう構成されている、請求項１に記載の基板処理装置。
  11. 前記運搬装置は、前記載置台の重心位置を調整可能なよう構成されている、請求項１０に記載の基板処理装置。
  12. 前記制御部は、前記載置台の鉛直方向の重心位置を調整管理可能な重心算出部を有し、
    前記重心算出部は、前記載置台に載置された前記基板の載置状態に合わせて、重心位置を算出することが可能なよう構成されている、請求項１１に記載の基板処理装置。
  13. 前記制御部は、前記重心算出部が算出した前記重心位置に合わせて前記搬送管理部に前記運搬装置が有するバランサを鉛直方向に移動し、前記載置台の重心位置を調整する指示を行うことが可能なよう構成されている、請求項１２に記載の基板処理装置。
  14. 前記制御部は、前記処理室の状態を監視し、前記処理室の状態に合わせて前記運搬装置の搬送スケジュールを調整する、請求項１に記載の基板処理装置。
  15. 基板を収容可能な収容容器を載置可能なロードポートに前記収容容器を載置する工程と、
    前記基板を載置可能な載置台に前記基板を載置する工程と、
    前記載置台を鉛直方向に少なくとも２カ所で保持する工程と、
    前記基板の移載が可能な移載部を有し、前記移載部にて前記ロードポートに載置された前記収容容器と前記載置台との間で前記基板を移載する工程と、
    前記載置台の保持状態を確認する工程と、
    前記基板の移載時に、前記載置台を保持している場合は前記載置台を前記移載部に移動し、前記載置台を保持していない場合は前記基板を処理する処理室から前記載置台を取得し保持した後に前記移載部に移動するよう、前記載置台の搬送制御を行う工程と、
    前記処理室で前記基板の処理を行う工程と、
    を有する半導体装置の製造方法。
  16. 基板を収容可能な収容容器を載置可能なロードポートに前記収容容器を載置する工程と、
    前記基板を載置可能な載置台に前記基板を載置する工程と、
    前記載置台を鉛直方向に少なくとも２カ所で保持する工程と、
    前記基板の移載が可能な移載部を有し、前記移載部にて前記ロードポートに載置された前記収容容器と前記載置台との間で前記基板を移載する工程と、
    前記載置台の保持状態を確認する工程と、
    前記基板の移載時に、前記載置台を保持している場合は前記載置台を前記移載部に移動し、前記載置台を保持していない場合は前記基板を処理する処理室から前記載置台を取得し保持した後に前記移載部に移動するよう、前記載置台の搬送制御を行う工程と、
    前記処理室で前記基板の処理を行う工程と、
    を有する基板処理方法。
  17. 基板を収容可能な収容容器を載置可能なロードポートに前記収容容器を載置する手順と、
    前記基板を載置可能な載置台に前記基板を載置する手順と、
    前記載置台を鉛直方向に少なくとも２カ所で保持する手順と、
    前記基板の移載が可能な移載部を有し、前記移載部にて前記ロードポートに載置された前記収容容器と前記載置台との間で前記基板を移載する手順と、
    前記載置台の保持状態を確認する手順と、
    前記基板の移載時に、前記載置台を保持している場合は前記載置台を前記移載部に移動し、前記載置台を保持していない場合は前記基板を処理する処理室から前記載置台を取得し保持した後に前記移載部に移動するよう、前記載置台の搬送制御を行う手順と、
    前記処理室で前記基板の処理を行う手順と、
    をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラム。
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