WO2005031851A1 - 基板処理装置及び基板の製造方法 - Google Patents

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WO2005031851A1
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Makoto Hirano
Akihiro Yoshida
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Hitachi Kokusai Electric Inc.
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Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing apparatus for processing a substrate such as a semiconductor device and a method for manufacturing a substrate.
  • This type of substrate processing apparatus includes a substrate holder for holding a substrate in multiple stages and a transfer machine for transferring a substrate to the substrate holder, and holds a large number of substrates on the substrate holder. It is known that a substrate is processed in a processing furnace in a state where the substrate is processed.
  • the detection mechanism is, for example, provided with a photo sensor in the transfer machine, moves the photo sensor using the vertical axis of the transfer machine, and detects the substrate of the substrate holder.
  • the part where the light is blocked by the substrate and the part where the light is transmitted between the substrates are recorded, and the distance between the vertical and horizontal axes and the detection data of the photosensor are used to detect the pitch of the substrate holder. Confirm that the substrate pitch is normal.
  • the substrate falls from the support groove of the substrate holder due to a substrate crack or a transfer error, a shift occurs in the light blocking and transmission recording data by the above-described photosensor, and the shift of the support groove caused the shift.
  • the substrate is in an abnormal transfer state.
  • the substrate falls completely on the support groove due to cracking and the substrate does not exist in the support groove that should be held, the light is not blocked, and it can be detected as a substrate lost.
  • the substrate transferred to the support groove in which the error has occurred is entered into the apparatus and collected by hand.
  • the substrate is automatically transferred by the automatic substrate transfer mechanism.
  • An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of automatically collecting a substrate in a normal state without human intervention.
  • a first feature of the present invention is that a substrate processing chamber and the substrate processing chamber can be inserted into the substrate processing chamber, and the substrate is held in multiple stages in a substantially vertical direction.
  • a substrate processing apparatus comprising: a substrate holder; a substrate transfer machine for transferring a substrate to the substrate holder; and a detector for detecting a holding state of the substrate held by the substrate holder.
  • the detection device detects the holding state of the substrate, and the board transfer machine transfers the board other than the board whose board holding state is determined to be abnormal to the board transfer machine.
  • a substrate processing apparatus having a control device for controlling the apparatus.
  • a second feature of the present invention is that a substrate processing chamber, a substrate holder that can be inserted into the substrate processing chamber, and that holds a substrate in multiple stages in a substantially vertical direction;
  • a substrate transfer device that transfers a substrate to a substrate, and a detection device that detects a holding state of the substrate held by the substrate holder.
  • the detecting device detects the holding state of the substrate and determines that the holding state of the substrate is abnormal.
  • the control device includes a substrate determined to be abnormal and a substrate determined to be abnormal.
  • a substrate processing apparatus that controls the substrate transfer machine to transfer a substrate other than at least one of the substrates held at least above or below the transferred substrate by the substrate transfer machine. .
  • a third feature of the present invention is that a step of inserting a substrate holder in which substrates are held in multiple stages in a substantially vertical direction into a substrate processing chamber, and heats the substrate in the substrate processing chamber.
  • the processing step, and the substrate is held by the substrate holder!
  • the present invention provides a substrate manufacturing method including: a step of detecting a holding state of a substrate; and a step of transferring a substrate other than the substrate whose holding state is determined to be abnormal by a substrate transfer machine.
  • a fourth feature of the present invention is that a step of inserting a substrate holder in which substrates are held in multiple stages in a substantially vertical direction into a substrate processing chamber, and heat the substrate in the substrate processing chamber.
  • the processing step, and the substrate is held by the substrate holder!
  • the transfer of the plurality of substrates is carried by a predetermined number of substrates at a time, and when it is determined that all of the predetermined number of substrates to be transported are in the normal state of holding the substrates, the predetermined number of substrates are all transported at once, and at least When the holding state of one substrate is determined to be abnormal, there is provided a method of manufacturing a substrate that transports one substrate at a time other than the substrate determined to be abnormal among the predetermined number of substrates.
  • the control means may control the transfer device so that all the substrates other than the substrate determined to be abnormal are transferred by the transfer device.
  • the control unit controls the transfer device.
  • the transfer machine is controlled so that at least one substrate above and below the substrate is transferred by the transfer machine.
  • the substrate processing apparatus of the present invention when transferring a substrate, the holding state of the substrate is detected, and at least a substrate other than the substrate determined to be abnormal is transferred by the transfer machine. Since the transfer machine is controlled, the substrate in a normal state can be automatically collected, and it is possible to prevent particles from entering the apparatus or the substrate from being oxidized. Wear.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an entire substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the entire substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a processing furnace used in a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention and the periphery thereof.
  • FIG. 4 is a side view of a substrate transfer machine used in the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a side view of a substrate holder used in the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view for explaining an abnormal state of holding the substrate in the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention, where (a) is a plan view showing a normal state, and (b) is a state in which a crack has occurred in the substrate.
  • FIG. 2C is a front view showing the substrate holder, and FIG. 2D is a side view of the substrate holder.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a detection method when an abnormal state of substrate holding is present in the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention, and (a) shows a relationship between the abnormal state of substrate holding and a detected waveform.
  • FIG. 3B is a plan view of the substrate transfer machine.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an operation of detecting a substrate in the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • the substrate processing apparatus 10 is a vertical type that performs diffusion processing, CVD processing, and the like on a substrate.
  • an input / output stage 18 for inserting a pod 14 containing a substrate 12 having a force such as silicon into the case 16 from the outside is provided on the front surface of the case 16.
  • a cassette shelf 22 for storing the inserted pod 14 is provided in the housing 16.
  • an N purge chamber 24 is provided in the housing 16, and the N purge chamber 24
  • the transfer area 2 is a space for loading and unloading substrate holders (boats) 26. N pa
  • the chamber 24 is filled with an inert gas such as N gas.
  • a FOUP is used as the above-described pod 14, and is provided on one side of the pod 14.
  • a lid (not shown)
  • the substrate 12 can be transported while being isolated from the atmosphere.
  • the substrate 12 can be moved into and out of the pod 14.
  • the pod 14 accommodates, for example, 25 substrates 12.
  • the lid of the pod 14 is removed and the atmosphere in the pod 14 and the atmosphere in the N purge chamber 24 are communicated with each other.
  • a pod orbner 28 is provided on the surface.
  • the transfer of the pod 14 between the pod orbner 28, the cassette shelf 22 and the input / output stage 18 is performed by a cassette transfer machine 30.
  • Air that has been cleaned by a clean tub (not shown) provided in the housing 16 is caused to flow through the transfer space of the pod 14 by the force set transfer device 30.
  • a substrate holder 26 for stacking a plurality of substrates 12 in multiple stages is provided inside the N purge chamber 24 .
  • Machine 34 is provided. Also, N purge chamber
  • a processing furnace 36 for processing the substrate 12 is provided on the upper part of the substrate 24, and the substrate holder 26 is loaded into or unloaded from the processing furnace 36 by a boat elevator 38 which is a lifting means. Is done. The opening of the processing furnace 36 is closed by the furnace rotastat 40 except during the processing of the substrate 12.
  • the pod 14 to which the external force of the housing 16 has been transported by the AGV, OHT, or the like is placed on the entrance / exit stage 18.
  • the pod 14 placed on the entry / exit stage 18 is transported by the cassette transfer machine 30 directly onto the pod orbner 28 or, after being stocked on the cassette shelf 22, is transported onto the pod orbner 28.
  • the pod 14 transported onto the pod orbner 28 has the lid of the pod 14 removed by the pod orbner 28, and the internal atmosphere of the pod 14 is communicated with the atmosphere of the N purge chamber 24.
  • the taken-out substrate 12 is aligned by a substrate alignment device 32 so that a notch or an orientation flat is determined at an arbitrary position. After the alignment, the substrate 12 is transferred to the substrate holder 26.
  • the furnace Is opened, and the substrate holder 26 loaded with the substrate 12 is loaded into the processing furnace 36 by the boat elevator 38.
  • predetermined processing is performed on the substrate 12 in the processing furnace 36, and after the processing, the substrate 12 and the pod 14 are discharged to the outside of the housing 16 in the reverse procedure to the above.
  • FIG. 3 shows a peripheral configuration of the processing furnace 36.
  • the processing furnace 36 has an outer tube 42 which is also made of a heat-resistant material such as stone (SiO 2). This outer case
  • the tube 42 is in the form of a cylinder having a closed upper end and an opening at the lower end. Inside the outer tube 42, an inner tube 44 is arranged concentrically. A heater 46 as a heating means is arranged concentrically around the outer periphery of the filter tube 42. The heater 46 is held on the housing 16 via a heater base 48.
  • the substrate holder 26 has, for example, three pillars 50 made of, for example, quartz, silicon carbide, etc., arranged in parallel in the vertical direction, and formed on these pillars 50.
  • the substrate 12 is held in the support groove 52.
  • the substrate transfer machine 34 has a transfer machine main body 54 that moves in the vertical direction and rotates, and a main twister main body 56 that reciprocates on the transfer machine main body 54.
  • four twisters 58a, 58b, 58c, 58d are fixed to the main twister body 56 so as to extend in parallel.
  • a sub-twister body 57 is provided on the transfer machine body 54 so as to be able to reciprocate integrally with the main twister body 56 and to be able to reciprocate independently of the main twister body 56.
  • a twister 58e is fixed to the sub-twister body 57 in parallel at a position below the four twisters 58a-58d. For this reason, as shown in FIG. 4, the substrate transfer machine 34 can transfer the five substrates 12 collectively by using the five twisters 58a-58e, and the lowermost one 58e.
  • a single monitor board can be transferred (single-sheet transfer). When transferring the monitor board, as shown in Fig. 5, open one slot between the board and the five boards 12 that have been batch-transferred, remove the monitor board 59 from a pod different from the normal board 12, and Insert between two substrate sets.
  • the pod 14 accommodates, for example, 25 substrates 12, and has five slots when the substrate 12 is transferred to or recovered from the substrate holder 26 by the substrate transfer device 34.
  • the substrate transfer device 34 When there is no abnormal board in the (slot group), five boards 12 are collectively transferred or collected by five twisters 58a-58e, and there is an abnormal board in the slot group.
  • the monitor boards may be collected one by one as in the case of insertion.
  • the detecting unit 60 as a detecting means is provided in the transfer machine main body 54.
  • the detection section 60 has two parallel arms 62a and 62b, and is provided so that the arms 62a and 62b can rotate on the side surface of the transfer machine main body 54.
  • transmission type photosensors 64a and 64b each including a light emitting element on one side and a light receiving element on the other side are provided.
  • the substrate transfer device 34 is moved from the lower end to the upper end of the substrate holder 26, and the detection outputs of the photo sensors 64a and 64b are monitored.
  • the arms 62a and 62b are turned to the side opposite to the substrate holder, and the arms 62a and 62b are moved to the substrate 12 or the substrate holder 26. It is designed to prevent interference.
  • analog signals output from the photo sensors 64a and 64b are output to a control unit 66 that also includes, for example, a computer.
  • the control unit 66 controls the substrate transfer device 34 via a driving unit 68 including, for example, a motor.
  • abnormal states of the substrate 12 include the following.
  • one substrate 12 is supported in parallel with the two support grooves 52.
  • FIG. 7A shows a signal output relationship from the photosensors 64a and 64b with respect to an abnormal state.
  • the positional relationship between the substrate holder 26 and the photosensors 64a and 64b is such that the photosensors 64a and 64b are on the front side and the anti-photosensor side is on the back side.
  • the waveforms output from the photo sensors 64a and 64b become regular. For example, when the left or right surface of the substrate 12 falls, the detection waveforms of the photo sensors 64a and 64b corresponding to the dropped portion gradually spread to the left and right of the peak compared to the normal waveform, and the width at the reference line becomes wider. .
  • the detection output of the photosensors 64a and 64b is lost in the dropped support groove 52.
  • the peak shifts upward as compared with the normal waveform.
  • the peak shifts downward compared to the normal waveform. The same can be detected when the substrate 12 is broken.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of the board detection operation by the control unit described above.
  • step S10 driving of the substrate transfer machine and the photo sensor is started. That is, as shown in FIG. 3, the arms 62a and 62b are pivotally fixed to the substrate holder 26 side, and the substrate transfer device 34 also raises the lowermost force of the substrate holder 26 at a constant speed, and the photo sensors 64a and The transfer state of the substrate 12 is detected by 64b.
  • the light quantity of the projected and received light Z of the photo sensors 64a and 64b is input to the control unit 66 as an analog signal.
  • the analog signals input from the photo sensors 64a and 64b are converted into digital signals, and the detection outputs from the photo sensors 64a and 64b are analyzed.
  • the detected waveforms from the photosensors 64a and 64b are recorded and compared with the normal waveforms, the abnormal slots are specified, and the abnormal slot list is created.
  • step S 14 it is determined whether the heat treatment has been performed or not. heat If it is determined that the processing is not performed, the process proceeds to step 16 to determine whether or not there is an abnormal slot, and if it is determined that there is no abnormal slot, the process proceeds to step S18 to remove the substrate support 26 from the processing furnace. It is carried into 36 and heat treated. On the other hand, if it is determined in step S14 that the heat treatment has been performed, or if it is determined in step S16 that there is an abnormal slot, the process proceeds to step S20, and the collection of the substrate 12 is started. As described above, the recovery of the substrate 12 is performed for each slot group, starting from the first slot group and ending with the fifth slot group which is the last slot group.
  • next step S22 it is determined whether or not all five boards of the slot group to be collected are transferred in a normal state (not in the abnormal slot list). If it is determined in step S22 that all five substrates are in a normal state, the process proceeds to step S24, and all five substrates are collectively collected. On the other hand, in step S22, when it is determined that there is an abnormal state among the five boards 12 of the slot group as the target (in the abnormal slot list), the process proceeds to step S26, and the normal state is established. Only a certain substrate 12 is recovered by single wafer transfer. In the next step S28, the collection is completed for all the slot groups. If not, the process returns to the next slot group, and if the collection is completed for all the slot groups, the process ends.
  • the substrate in the abnormal state when there is a substrate in an abnormal state, the substrate in the abnormal state is left in the substrate holder, and all the substrates in the normal state are returned to the pod.
  • the present invention is not limited to this. If there is a substrate in an abnormal state, the upper and lower substrates may be damaged by any force. Therefore, at least one substrate above and below the abnormal substrate may be left in the substrate holder, and the other substrates in the normal state may be returned to the pod.
  • the present invention can be used for a substrate processing apparatus that automatically collects a substrate.

Abstract

　本発明は、人の手を介することなく、自動的に正常状態にある基板を回収することができる基板処理装置を提供することを目的とする。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とからなり、基板保持具２６の基板保持状態は検知部６０により検知される。検知部６０は、フォトセンサ６４ａ，６４ｂを有し、このフォトセンサ６４ａ，６４ｂから検知された検知波形が正常波形と比較され、少なくとも異常と判断された基板１２以外の基板１２を基板移載機３４にて移載するよう制御する制御部６６が設けられている。

Description

基板処理装置及び基板の製造方法
技術分野
[0001] 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及び基板の 製造方法に関する。
背景技術
[0002] 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。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] 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イ一ザが基 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〖こ つながる。
[0004] これを解決するために基板の状態を検知する機構を設けることが考えられる。検知 機構は、例えば移載機に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 、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力確認する。
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カゝ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。
[0005] 今日、基板処理装置にお!ヽて、大気に含まれる水分やパーティクルを嫌 ヽ、基板 に対する汚染を軽減するため、 LZL装置 (ロードロック装置)、 Nパージ装置、有機
2
フィルタ等を用い、ミニエンバイロメントの実現が課題となっている。上記したように、 基板状態検知機構により異常を検知した後、人の手によって異常基板を回収するよ うにすると、正常状態にある基板に対しても人体力 発生したパーティクルが悪影響 を及ぼす可能性が高ぐまた、 Nパージ装置を用いた基板処理装置においては、装
2
置内を大気に戻し、人が入ることができる環境にしなければならない。これでは、基板 表面の自然酸ィ匕膜を低減することが不可能であり、正常移載された基板についても 、プロセス上問題がある。
[0006] 本発明の目的は、人の手を介することなぐ自動的に正常状態にある基板を回収す ることができる基板処理装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0007] 上記課題を解決するため、本発明の第 1の特徴とするところは、基板処理室と、前 記基板処理室に挿入可能であり、基板を実質的に鉛直方向に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検知装置とを有する基板処理装置であって、基 板の移載を行うにあたって、前記検知装置にて基板の保持状態を検知し、基板保持 状態が異常と判断された基板以外の基板を前記基板移載機にて移載するよう前記 基板移載機を制御する制御装置を有する基板処理装置にある。
[0008] 本発明の第 2の特徴とするところは、基板処理室と、前記基板処理室に挿入可能で あり、基板を実質的に鉛直方向に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 知する検知装置とを有する基板処理装置であって、基板の移載を行うにあたって、 前記検知装置にて基板の保持状態を検知し、基板保持状態が異常と判断された基 板以外の基板を前記基板移載機にて移載するよう前記基板移載機を制御する制御 装置を有する基板処理装置において、前記制御装置は、前記異常と判断された基 板及び異常と判断された基板の少なくとも上または下のいずれかに保持された基板 の少なくとも 1枚の基板以外の基板を前記基板移載機にて移載するよう前記基板移 載機を制御する基板処理装置にある。
[0009] 本発明の第 3の特徴とするところは、基板が実質的に鉛直方向に多段に保持され た基板保持具を基板処理室内に挿入する工程と、前記基板処理室で前記基板を熱 処理する工程と、前記基板保持具に保持されて！ヽる基板の保持状態を検知するェ 程と、基板の保持状態が異常と判断された基板以外の基板を基板移載機にて移載 する工程と、を有する基板の製造方法にある。
[0010] 本発明の第 4の特徴とするところは、基板が実質的に鉛直方向に多段に保持され た基板保持具を基板処理室内に挿入する工程と、前記基板処理室で前記基板を熱 処理する工程と、前記基板保持具に保持されて！ヽる基板の保持状態を検知するェ 程と、基板の保持状態が異常と判断された基板以外の基板を基板移載機にて移載 する工程と、を有する基板の製造方法において、前記基板の移載は、複数の所定枚 数ずつ搬送し、搬送しょうとする前記所定枚数の基板全てが基板の保持状態が正常 と判断された場合は、前記所定枚数を全て一括して搬送し、少なくとも 1枚の基板の 保持状態が異常と判断された場合は、前記所定枚数の基板のうち前記異常と判断さ れた基板以外の基板を 1枚ずつ搬送する基板の製造方法にある。
[0011] 制御手段は、異常と判断された基板以外の全ての基板を移載機にて移載するよう に移載機を制御してもよいが、好適には、異常と判断された基板及びその基板の上 下少なくとも 1枚ずつの基板以外の基板を移載機にて移載するように移載機を制御 する。
発明の効果
[0012] 本発明の基板処理装置によれば、基板の移載を行うにあたって、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移載機にて移載するよう前 記移載機を制御するようにしたので、自動的に正常状態にある基板を回収することが でき、装置内にパーティクルが入ったり、基板が酸ィ匕したりするのを防止することがで きる。
図面の簡単な説明
[0013] [図 1]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。
[図 2]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。
[図 3]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。
[図 4]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。
[図 5]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。
[図 6]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。
[図 7]本発明の実施形態に係る基板処理装置において、基板保持の異常状態があつ 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。
[図 8]本発明の実施形態に係る基板処理装置における基板検知の動作を示すフロー チャートである。
発明を実施するための最良の形態
[0014] 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、シリコン等力もなる基板 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、 Nパージ室 24が設けられており、この Nパージ室 24は、基板 1
2 2
2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。 Nパ
2 ージ室 24は、基板 12の処理を行う場合、 Nガスなどの不活性ガスで充満され、基板
2
12に自然酸化膜が形成されるのを防止するようになって!/ヽる。
[0015] 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 1 4内の雰囲気と Nパージ室 24の雰囲気とを連通させるために、 Nパージ室 24の前
2 2
面には、ポッドオーブナ 28が設けられている。ポッドオーブナ 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。この力 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ュ-ッ ト（図示せず）によって清浄ィ匕した空気をフローさせるようにしてある。
[0016] N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
2
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、ポッドオーブナ 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、 Nパージ室
2
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 2 6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、炉ロシャツタ 40 によって炉口が閉鎖されて!ヽる。
[0017] 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の外部力も搬送されたポッド 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、直接ポッドオーブナ 28上に搬送される力、又はー且カセット棚 22にストック された後にポッドオーブナ 28上に搬送される。ポッドオーブナ 28上に搬送されたポッ ド 14は、ポッドオーブナ 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 Nパージ室 24の雰囲気と連通される。
2
[0018] 次に、基板移載機 34によって、 Nパージ室 24の雰囲気と連通した状態のポッド 14
2
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。
[0019] 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の炉ロシャツタ 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。
[0020] 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（SiO )等の耐熱性材料力もなるアウターチューブ 42を有する。このアウターチュ
2
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。このァウタ 一チューブ 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、ァゥ 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。
[0021] 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 52に基板 12を保持する。基板移載機 34は、上下方向に移動し、回転する移載 機本体 54と、この移載機本体 54上で往復動する主ツイ一ザ本体 56とを有する。この 主ツイ一ザ本体 56には例えば 4つのツイ一ザ 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上には副ツイ一ザ本体 57が主ツイ一ザ 本体 56とは一体に往復動できると共に、主ツイ一ザ本体 56とは独立して往復動でき るように設けられている。この副ツイ一ザ本体 57には、ツイ一ザ 58eが前述した 4つの ツイ一ザ 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つのツイ一ザ 58a— 58eにより 5枚の基板 12を一括移載すること 力 Sできるし、最下段のツイ一ザ 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。
[0022] ポッド 14〖こは、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つのツイ一ザ 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イ一ザ 58eを用いて回収する。なお、モニタ基板 については、挿入時と同様に一枚ずつ回収してもよい。
[0023] 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 、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 62a, 6 2b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。
[0024] 図 3に示すように、フォトセンサ 64a, 64bから出力されるアナログ信号は、例えばコ ンピュータカもなる制御部 66に出力される。制御部 66は、例えばモータ等からなる 駆動部 68を介して基板移載機 34を制御する。
[0025] 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の上面力も見て投光素子 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 2 6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 2 6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 Z2枚重なり
B.落下 Z投光側落下 (左面落下）
C.落下 Z受光側落下 (右面落下）
D.落下 Z後方落下 (背面落下）
E.落下 Z前方落下 (前面落下）
F.割れ Z真中割れ
G.割れ Z前方割れ H.割れ Z後方割れ
J.基板無し
なお、基板 12が正常状態にある場合は、一つの基板 12がーつの支持溝 52に平行 に支持されている。
[0026] 図 7 (a)において、異常状態に対するフォトセンサ 64a, 64bからの信号出力関係が 示されてる。なお、基板保持具 26とフォトセンサ 64a, 64bとの位置関係は図 7 (b)に 示す通り、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。 基板 12の保持状態が正常の場合は、フォトセンサ 64a, 64bから出力される波形は 規則正しくなる。例えば基板 12の左面又は右面が落下すると、その落下した部分に 対するフォトセンサ 64a, 64b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。また、基板 12が完全に支持溝 52から落 下すると、その落下した支持溝 52においては、フォトセンサ 64a, 64bの検知出力が 無くなる。また、基板 12が背面で支持溝 52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。また、基板 12が前面で支持溝 52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る。基板 12が割れた場合も同様に検知することがで きる。
[0027] 図 8において、前述した制御部による基板検知動作の一例がフローチャートとして 示されている。
まず、ステップ S 10において、基板移載機とフォトセンサの駆動を開始する。即ち、 図 3に示したように、アーム 62a, 62bを基板保持具 26側に回動固定し、基板移載機 34を基板保持具 26の最下端力も一定速度で上昇させ、フォトセンサ 64a, 64bによ り基板 12の移載状態を検知する。フォトセンサ 64a, 64bの投光 Z受光の光量がァ ナログ信号として制御部 66に入力されることになる。
[0028] 次のステップ S 12においては、フォトセンサ 64a, 64bから入力されたアナログ信号 をデジタル信号に変換し、フォトセンサ 64a, 64bからの検知出力を解析する。このフ オトセンサ 64a, 64bからの出力解析は、フォトセンサ 64a, 64bからの検知波形を記 録し、正常波形と比較し、異常スロットを特定し、異常スロットリストを作成する。
[0029] 次のステップ S 14においては、熱処理後であるか熱処理前であるかを判定する。熱 処理前と判定された場合は、ステップ 16へ進み、異常スロットがある力否かを判定し 、異常スロットが無いと判定された場合は、ステップ S 18へ進み、基板支持具 26を処 理炉 36内へ搬入し、熱処理を実施する。一方、ステップ S 14において、熱処理後で あると判定された場合、又はステップ S16において、異常スロットがあると判定された 場合は、ステップ S20に進み、基板 12の回収を開始する。前述したように、基板 12 の回収はスロット群毎に行われ、第 1スロット群から開始し、最終スロット群である第 5 スロット群で終了する。次のステップ S22において、回収すべきスロット群の 5枚の基 板の全てが正常状態で移載されている力 (異常スロットリストに無し)を判定する。この ステップ S22において、 5枚全ての基板が正常状態であると判定された場合は、ステ ップ S 24に進み、 5枚全てを一括回収する。一方、ステップ S22において、対象として V、るスロット群の 5枚の基板 12の中に異常状態のものがある（異常スロットリストにある )と判定された場合は、ステップ S26に進み、正常状態にある基板 12のみを枚葉移 載により回収する。次のステップ S28において、全てのスロット群について回収が終 わって 、な 、場合は次のスロット群の処理に戻り、全てのスロット群にっ 、て回収が 終わった場合は処理を終了する。
[0030] なお、上記実施形態においては、異常状態の基板があった場合、異常状態のあつ た基板を基板保持具に残し、正常状態の基板の全てをポッドに戻すようにしたが、必 ずしもこれに限定されるものではない。異常状態の基板があると、上下の基板も何ら 力の損傷を生じているおそれがある。そこで、異常状態の基板の少なくとも上下いず れカ 1枚の基板を基板保持具に残し、その他の正常状態にある基板をポッドに戻す ようにしてもよい。
産業上の利用可能性
[0031] 本発明は、基板を自動的に回収する基板処理装置に利用することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 基板処理室と、
前記基板処理室に挿入可能であり、基板を実質的に鉛直方向に多段に保持する 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検知装置とを有する基 板処理装置であって、
基板の移載を行うにあたって、前記検知装置にて基板の保持状態を検知し、基板 保持状態が異常と判断された基板以外の基板を前記基板移載機にて移載するよう 前記基板移載機を制御する制御装置を有することを特徴とする基板処理装置。
[2] 請求項 1記載の基板処理装置において、前記制御装置は、前記異常と判断された 基板及び異常と判断された基板の少なくとも上または下のいずれかに保持された基 板の少なくとも 1枚の基板以外の基板を前記基板移載機にて移載するよう前記基板 移載機を制御することを特徴とする基板処理装置。
[3] 基板が実質的に鉛直方向に多段に保持された基板保持具を基板処理室内に挿入 する工程と、
前記基板処理室で前記基板を熱処理する工程と、
前記基板保持具に保持されている基板の保持状態を検知する工程と、 基板の保持状態が異常と判断された基板以外の基板を基板移載機にて移載する 工程と、
を有することを特徴とする基板の製造方法。
[4] 請求項 3記載の基板の製造方法にお 、て、前記基板の移載は、複数の所定枚数 ずつ搬送し、搬送しょうとする前記所定枚数の基板全てが基板の保持状態が正常と 判断された場合は、前記所定枚数を全て一括して搬送し、少なくとも 1枚の基板の保 持状態が異常と判断された場合は、前記所定枚数の基板のうち前記異常と判断され た基板以外の基板を 1枚ずつ搬送することを特徴とする基板の製造方法。
PCT/JP2004/013791 2003-09-25 2004-09-22 基板処理装置及び基板の製造方法 WO2005031851A1 (ja)

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