WO2013150607A1 - 基板搭載位置矯正装置及び基板搭載位置矯正方法 - Google Patents

基板搭載位置矯正装置及び基板搭載位置矯正方法 Download PDF

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suction
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substrate mounting
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正久 東
直也 武田
優 田中
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株式会社島津製作所
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    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
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    • H01L21/673—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
    • H01L21/67326—Horizontal carrier comprising wall type elements whereby the substrates are vertically supported, e.g. comprising sidewalls

Definitions

  • the present invention relates to a substrate mounting position correcting device and a substrate mounting position correcting method for correcting the substrate mounting position of a sample holder.
  • Sample holders include a cart type in which substrates are mounted horizontally and a boat type in which substrates are mounted vertically.
  • boat In order to improve the processing efficiency, it is effective to increase the number of substrates that can be processed simultaneously using a boat-type sample holder (hereinafter referred to as “boat”) (see, for example, Patent Document 1).
  • boat By using a boat having a plurality of substrate plates on which mounting surfaces on which substrates are mounted are defined, the footprint of a process processing apparatus that processes a large number of substrates simultaneously can be reduced.
  • the substrate mounting position of the boat is held at a specified position when the substrate is transferred.
  • the “specified position” is a substrate mounting position set in advance for transferring the substrate to the boat.
  • the board mounting position may change from the specified position due to boat distortion or the like. In that case, the substrate is transferred in a state where the substrate mounting position is not the specified position. As a result, there has been a problem that the substrate is damaged due to contact between the substrate and the boat, or dropping of the substrate without being normally mounted on the boat.
  • an object of the present invention is to provide a substrate mounting position correcting apparatus and a substrate mounting position correcting method capable of correcting a substrate mounting position of a boat to a specified position when a substrate is transferred.
  • a boat having a plurality of substrate plates each having a first main surface and a second main surface extending in the vertical direction, wherein at least one of the first main surface and the second main surface is a substrate mounting surface.
  • a substrate mounting position correcting device for correcting the substrate mounting position of (i) having a suction surface and having a suction bar disposed between the substrate plates, and (b) facing the suction surface across the substrate plate.
  • a substrate mounting position correcting device including a moving device that moves a suction bar and a clamp so that a predetermined position is set in advance for transfer, and (d) a suction device that sucks a substrate plate on a suction surface.
  • a plurality of substrate plates having first and second main surfaces extending in the vertical direction, and at least one of the first and second main surfaces being a substrate mounting surface.
  • a board mounting position correcting method for correcting a board mounting position of a boat wherein (a) a step of arranging a suction bar having a suction surface between the substrate plates, and (b) facing the suction surface across the substrate plate.
  • the substrate mounting position correction method includes the step of moving the suction bar and the clamp so that the predetermined position is set in advance for transferring the substrate, and (d) the step of sucking the substrate plate on the suction surface.
  • the present invention it is possible to provide a substrate mounting position correcting apparatus and a substrate mounting position correcting method capable of correcting the substrate mounting position of the boat to a specified position when the substrate is transferred.
  • FIG.2 (a) is a perspective view
  • FIG.2 (b) is from a direction parallel to a board
  • FIG. 2C is a schematic side view of the outermost substrate plate.
  • Fig.3 (a) is the front view seen from the normal line direction of the adsorption surface
  • FIG.3 (b) is a figure.
  • FIGS. 3 (a) is a plan view of a cross section along the III-III direction. It is a schematic diagram which shows the position of the adsorption
  • FIG. 7A and 7B are schematic diagrams for explaining the cause of the board mounting position of the boat deviating from the specified position.
  • FIG. 7A shows an example of distortion caused by the boat's own weight
  • FIG. 7B shows an example of board plate distortion
  • FIG. 7C shows an example in which the pitch between the substrate plates is not uniform.
  • the substrate mounting position correcting device 10 is a substrate mounting position correcting device that corrects the substrate mounting position of a boat having a substrate plate on which the substrates are mounted vertically.
  • the substrate mounting position correcting device 10 has a suction surface, a suction bar 11 disposed between the substrate plates 21, and a clamp disposed opposite to the suction surface with the substrate plate 21 interposed therebetween.
  • a moving device 13 that moves the suction bar 11 and the clamp 12 so that the substrate mounting position of the substrate plate 21 that is attracted to the suction surface and sandwiched between the suction bar 11 and the clamp 12 becomes a specified position
  • An adsorption device 14 that adsorbs the plate 21 to the adsorption bar 11 is provided.
  • the boat 20 includes a plurality of substrate plates 21 each having a first main surface 211 and a second main surface 212 extending in the vertical direction.
  • the substrate plates 21 are fixed to one fixed plate 22 at the bottom, and are spaced apart from each other and arranged in parallel.
  • At least one of the first main surface 211 and the second main surface 212 is a substrate mounting surface on which the substrate 100 is mounted, and the plurality of substrate plates 21 are arranged along the normal direction of the substrate mounting surface.
  • a carbon plate can be used as the substrate plate 21.
  • FIG. 2A shows an example in which four substrates 100 are mounted on one substrate mounting surface, but the number of substrates 100 mounted on the substrate mounting surface is not limited to four.
  • FIG. 2B shows an example in which the substrate 100 is mounted on each of the first main surface 211 and the second main surface 212 of the substrate plate 21. However, when the number of substrates 100 to be processed at one time is small, the substrate 100 may be mounted only on one main surface of the substrate plate 21.
  • FIG. 2B illustrates an example of the boat 20 having seven substrate plates 21, the number of substrate plates 21 is not limited to seven.
  • the board 100 is generally mounted only on the inner main surface of the outermost substrate plate 21 of the boat 20.
  • ribs 23 for reinforcing the boat 20 are disposed on the outer main surface of the outermost substrate plate 21.
  • illustration of the fixing plate 22 and the rib 23 is omitted.
  • substrate 100 is a board
  • a solar cell substrate made of silicon is mounted on the boat 20 and stored in a process processing apparatus that forms an antireflection film or a passivation film on the solar cell substrate.
  • the substrate 100 can be supported on the substrate mounting surface of the substrate plate 21 by a fixing pin (not shown).
  • the fixing pins are arranged on the left side, the right side, and the lower side of the outer periphery of the substrate 100, respectively.
  • the number of substrates 100 processed in one processing step can be increased. As a result, the overall processing time can be shortened.
  • the moving device 13 shown in FIG. 1 sandwiches the substrate plate 21 between the suction bar 11 and the clamp 12 that are brought into contact with the first main surface 211 and the second main surface 212, respectively, and the substrate plate 21 in the sandwiched state.
  • the suction bar 11 and the clamp 12 are moved so that the position of the substrate mounting surface becomes the specified position.
  • the frame 130 to which the end portions of the suction bar 11 and the clamp 12 are connected is moved by the moving device 13. That is, the moving device 13 moves the frame 130 in the surface normal direction of the substrate mounting surface of the substrate plate 21, so that the position of the substrate mounting surface of each substrate plate 21 becomes the specified position.
  • the clamp 12 moves simultaneously.
  • a cylinder, a motor, etc. are employable for the moving apparatus 13. FIG.
  • FIG. 3A and 3B show structural examples of the suction bar 11.
  • a suction port 110 is disposed on the first suction surface 111 and the second suction surface 112 that face the substrate plate 21 of the suction bar 11 in a state of being disposed between the substrate plates 21.
  • the suction port 110 is connected to a cavity formed inside the suction bar 11.
  • the suction port 110 disposed on the first suction surface 111 and the suction port 110 disposed on the second suction surface 112 are different in the suction bar 11. It is connected to the cavity.
  • a cavity connected to the suction port 110 disposed on the first suction surface 111 is connected to the first pipe 141.
  • the cavity connected to the suction port 110 disposed on the second suction surface 112 is connected to the second pipe 142.
  • the first pipe 141 connected to each suction bar 11 is connected to the suction device 14 via a valve 1401.
  • the second pipe 142 connected to each suction bar 11 is connected to the suction device 14 via a valve 1402.
  • the substrate plate 21 can be adsorbed to the first adsorption surface 111 of the adsorption bar 11 by making the inside of the cavity of the adsorption bar 11 connected to the first pipe 141 by the adsorption device 14 have a negative pressure than the surroundings. Moreover, the substrate plate 21 can be adsorbed on the second adsorption surface 112 of the adsorption bar 11 by making the inside of the cavity of the adsorption bar 11 connected to the second pipe 142 by the adsorption device 14 have a negative pressure.
  • a vacuum pump is used for the adsorption device 14.
  • the cavity in the adsorption bar 11 is made independent on right and left.
  • the first pipe 141 is connected to each of the left and right cavities connected to the suction port 110 arranged on the first suction surface 111.
  • a second pipe 142 is connected to each of the left and right cavities connected to the suction port 110 disposed on the second suction surface 112.
  • the cavity in the adsorption bar 11 is made into a negative pressure by two paths respectively connected to the left and right cavities of the adsorption bar 11. For this reason, pressure distribution does not occur in the cavity in the suction bar 11, and the substrate plate 21 can be sucked to the suction bar 11 in a balanced and stable manner.
  • the pressurizing device 15 shown in FIG. 1 breaks the vacuum state in the first pipe 141 and the second pipe 142 by supplying air into the first pipe 141 and the second pipe 142. . As a result, the substrate plate 21 is released from the suction bar 11.
  • the pressure in the first pipe 141 is measured by the pressure sensor 161
  • the pressure in the second pipe 142 is measured by the pressure sensor 162. Therefore, the suction state of the suction bar 11 and the substrate plate 21 when the substrate is transferred to the boat 20 is accurately monitored, and an operation error can be prevented.
  • the substrate plate 21 is held in a state where the substrate plate 21 is sandwiched between the suction bar 11 and the clamp 12. For this reason, even when the substrate plate 21 is distorted to the first main surface 211 side or the second main surface 212 side, the substrate mounting surface can be corrected to the specified position.
  • the suction bar 11 and the clamp 12 are arranged so as not to be an obstacle when the substrate 100 is mounted on the substrate plate 21. That is, the suction bar 11 and the clamp 12 are in contact with the substrate plate 21 in the remaining area of the substrate mounting position 101 defined on the substrate mounting surface of the substrate plate 21. For example, as shown in FIG. 4, the suction bar 11 and the clamp 12 are in contact with the substrate plate 21 at a portion closer to the upper end of the substrate plate 21 than the substrate mounting position 101. Further, it is preferable that the suction bar 11 and the clamp 12 are shifted in the vertical direction so that the suction bar 11 contacts the substrate plate 21 at a portion closer to the upper end of the substrate plate 21 than the clamp 12. Thus, the substrate plate 21 is stably held by setting the distance from the upper end of the substrate plate 21 at the position where the suction bar 11 and the clamp 12 are in contact with the substrate plate 21 to be different from each other.
  • 5A, FIG. 5B, FIG. 6A, and FIG. 6B only the suction bar 11 and the clamp 12 of the substrate mounting position correcting device 10 are illustrated for easy understanding. ing. 5A and 6A, illustration of the substrate 100 is omitted.
  • the substrate mounting position correcting device 10 is set on the boat 20 arranged at a predetermined position in order to transfer the substrate 100. That is, the suction bar 11 and the clamp 12 are disposed between the substrate plates 21 as shown in FIG. Then, the adsorption device 14 is activated with the valves 1401 and 1402 closed.
  • the moving device 13 moves the suction bar 11 and the clamp 12. That is, as shown in FIG. 5A and FIG. 5B, the suction bar is set so that the substrate mounting position of the first main surface 211 of the substrate plate 21 is a specified position set with respect to the substrate mounting position. 11 and clamp 12 move. Then, the second main surface 212 of the substrate plate 21 is brought into contact with the first suction surface 111 of the suction bar 11, and the first main surface 211 of the substrate plate 21 is brought into contact with the clamp 12. In this state, the valve 1401 is opened, and the second main surface 212 of the substrate plate 21 is adsorbed to the first adsorption surface 111 of the adsorption bar 11.
  • the substrate 100 is mounted on the first main surface 211 of the substrate plate 21 corrected as described above.
  • a robot arm or the like is used for mounting the substrate 100. Thereafter, the valve 1401 is closed, the valve 150 is opened, and the vacuum state in the first pipe 141 is broken.
  • the moving device 13 moves the suction bar 11 and the clamp 12 in order to mount the substrate 100 on the second main surface 212 of the substrate plate 21. That is, as shown in FIG. 6A and FIG. 6B, the suction bar is set so that the substrate mounting position of the second main surface 212 of the substrate plate 21 is a specified position set with respect to the substrate mounting position. 11 and clamp 12 move. Then, the first main surface 211 of the substrate plate 21 is brought into contact with the second suction surface 112 of the suction bar 11, and the second main surface 212 of the substrate plate 21 is brought into contact with the clamp 12. In this state, the valve 1402 is opened, and the first main surface 211 of the substrate plate 21 is adsorbed to the second adsorption surface 112 of the adsorption bar 11.
  • the substrate 100 is mounted on the second main surface 212 of the substrate plate 21 corrected as described above. Thereafter, the valve 1402 is closed, the valve 150 is opened, and the vacuum state in the second pipe 142 is broken. Then, the suction device 14 is stopped, and the substrate mounting position correction device 10 is removed from the boat 20.
  • the substrate mounting position correction device 10 includes a plurality of suction bars 11 and clamps 12. Therefore, as shown in FIGS. 5A, 5B, 6A, and 6B, the substrate mounting surfaces of the plurality of substrate plates 21 are simultaneously corrected.
  • the substrate 100 is removed from the substrate plate 21. That is, the substrate 100 is removed from the first main surface 211 of the substrate plate 21 in a state where the second main surface 212 of the substrate plate 21 is adsorbed on the first adsorption surface 111 of the adsorption bar 11. Further, the substrate 100 is removed from the second main surface 212 of the substrate plate 21 in a state where the first main surface 211 of the substrate plate 21 is adsorbed on the second adsorption surface 112 of the adsorption bar 11.
  • the suction bar 11 sucks the other of the first main surface 211 and the second main surface 212.
  • the substrate mounting position correcting device 10 may be configured to correct the outermost substrate plate 21 as well.
  • the suction bar 11 and the clamp 12 may be disposed outside the outermost substrate plate 21.
  • the suction bar 11 having the first suction surface 111 and the second suction surface 112 facing each other is disposed between the two substrate plates 21.
  • the second main surface 212 of one substrate plate 21 is adsorbed on the first adsorption surface 111.
  • the first main surface 211 of the other substrate plate 21 is adsorbed on the second adsorption surface 112.
  • the substrate mounting position of the boat 20 may deviate from the specified position due to various factors.
  • FIG. 7A when an external force indicated by an arrow G is applied to the fixed plate 22 due to the weight of the boat 20, stress is applied to the substrate plate 21 in the direction indicated by the arrow W. As a result, the substrate plate 21 is distorted, and the substrate mounting position deviates from the specified position. Further, as shown by the region S in FIG. 7B, the substrate plate 21 itself is distorted, or the pitch P between the substrate plates 21 becomes uneven due to manufacturing variations as shown in FIG. 7C. The substrate mounting position may deviate from the specified position.
  • the film forming process is performed by mounting the substrate 100 to be formed on the boat 20, a film is also formed on the surface of the boat 20. For this reason, the substrate plate 21 may be distorted by the stress of the film on the surface of the boat 20.
  • the substrate plate 21 is distorted due to the above-described reasons and the transfer of the substrate 100 is executed in a state where the substrate mounting position is not at the specified position, the substrate 100 and the boat 20 come into contact with each other, or the substrate 100 is not in the boat 20
  • the board 100 may be damaged without being mounted normally, and the board 100 may be damaged.
  • the substrate mounting position correcting method according to the embodiment of the present invention, even when the substrate mounting position is changed from the specified position due to distortion of the substrate plate 21, the substrate mounting position is set to the specified position.
  • the substrate 100 is transferred to the boat 20 while correcting. For this reason, it is possible to prevent the substrate 100 from being damaged when the boat 20 is transferred.
  • the substrate mounting position correction apparatus 10 shown in FIG. 1 can be used in a film forming process for forming an antireflection film or a passivation film on a solar cell substrate by, for example, a plasma chemical vapor deposition (CVD) method. That is, when the solar cell substrate is carried into the film forming apparatus, the solar cell substrate can be mounted on the boat 20 without being damaged. Furthermore, the solar cell substrate after the film formation step can be removed from the boat 20 without being damaged. Further, the boat 20 may be a boat for carrying the substrate 100 into an etching apparatus or a heating apparatus other than the film forming apparatus. That is, the substrate mounting position correcting device 10 shown in FIG. 1 can be applied to various manufacturing apparatuses in which the boat 20 that vertically mounts the substrates 100 is used.
  • CVD plasma chemical vapor deposition
  • the substrate plate 21 is sandwiched between the suction bar 11 and the clamp 12, and the substrate plate 21 is further suctioned to the suction bar 11.
  • the distortion of the shape of the substrate plate 21 is corrected.
  • the change from the specified position of the substrate mounting position of the boat 20 can be corrected when the substrate 100 is transferred.
  • the substrate 100 is transferred to the substrate mounting position always at the specified position by a robot arm or the like. For this reason, the cracking rate of the substrate 100 is reduced, and the yield is improved.
  • the portion extending in the horizontal direction of the rib 23 is disposed below the substrate plate 21. This is to prevent the ribs 23 from being arranged as much as possible on the back surface of the area where the substrate 100 is mounted. If the ribs 23 are arranged on a part of the back surface of the mounting area, a volume difference of the boat 20 occurs between the area where the ribs 23 are arranged and the area where the ribs 23 are not arranged, and the temperature distribution is generated on the substrate 100 due to the volume difference. Arise. In order to prevent a film thickness distribution from being generated in the film formed on the substrate 100 due to this temperature distribution, the portion extending in the horizontal direction of the rib 23 is located on the substrate plate 21 below the region where the substrate 100 is mounted. Be placed.
  • the rib 23 can be disposed above the substrate plate 21, the distortion of the substrate plate 21 can be more effectively suppressed.
  • the ribs 23 are generally disposed below the substrate plate 21, and thus the distortion of the substrate plate 21 is large. Therefore, the substrate mounting position correcting device 10 that corrects the distortion of the shape of the substrate plate 21 is effective.
  • the substrate 100 may be mounted only on one main surface of the substrate plate 21.
  • the main surface of the substrate plate 21 on which the substrate 100 is not mounted may be sucked to the suction bar 11 only once.
  • only one side of the suction bar 11 may be a suction surface.
  • the substrate mounting position correction technique of the present invention can be used in a semiconductor device manufacturing process for processing a substrate mounted in a vertical direction.

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Abstract

　吸着面を有して基板プレート間に配置された吸着バーと、基板プレートを挟んで吸着面と対向して配置されたクランプと、第１及び第２の主面にそれぞれ接触する吸着バーとクランプに挟まれ、且つ吸着面に基板プレートが吸着された状態におけるボートの基板搭載位置が基板を移載するために予め設定された規定位置になるように、吸着バー及びクランプを移動する移動装置と、吸着面に基板プレートを吸着させる吸着装置とを備える。

Description

基板搭載位置矯正装置及び基板搭載位置矯正方法
　本発明は、サンプルホルダの基板搭載位置を矯正する基板搭載位置矯正装置及び基板搭載位置矯正方法に関する。
　成膜やエッチングなどの処理工程で、基板はサンプルホルダに搭載されてプロセス処理装置に搬入される。サンプルホルダには、基板を水平に搭載するカートタイプや、基板を垂直に搭載するボートタイプなどがある。処理効率を向上させるために、ボートタイプのサンプルホルダ（以下において、「ボート」という。）を用いて同時に処理できる基板の数を増やすことが有効である（例えば、特許文献１参照。）。基板が搭載される搭載面が定義された基板プレートを複数有するボートを使用することにより、多数の基板を同時に処理するプロセス処理装置のフットプリントを小さくすることができる。
特開２００２－７５８８４号公報
　ロボットアームなどによってボートに基板を自動で移載するために、基板移載時においてボートの基板搭載位置が規定位置に保持されていることが必要である。ここで「規定位置」とは、基板をボートに移載するために予め設定された基板搭載位置である。しかしながら、ボートの歪みなどによって、基板搭載位置が規定位置から変化することがある。その場合、基板搭載位置が規定位置ではない状態で基板の移載が行われる。その結果、基板とボートが接触したり、基板がボートに正常に搭載されずに落下したりして、基板が破損するという問題があった。
　上記問題点に鑑み、本発明は、基板の移載時においてボートの基板搭載位置を規定位置に矯正できる基板搭載位置矯正装置及び基板搭載位置矯正方法を提供することを目的とする。
　本発明の一態様によれば、垂直方向に延伸する第１及び第２の主面をそれぞれ有し、第１及び第２の主面の少なくとも一方が基板搭載面である基板プレートを複数備えるボートの基板搭載位置を矯正する基板搭載位置矯正装置であって、（イ）吸着面を有し、基板プレート間に配置された吸着バーと、（ロ）基板プレートを挟んで吸着面と対向して配置されたクランプと、（ハ）第１及び第２の主面にそれぞれ接触する吸着バーとクランプに挟まれ、且つ吸着面に基板プレートが吸着された状態におけるボートの基板搭載位置が、基板を移載するために予め設定された規定位置になるように吸着バー及びクランプを移動する移動装置と、（ニ）吸着面に基板プレートを吸着させる吸着装置とを備える基板搭載位置矯正装置が提供される。
　本発明の他の態様によれば、垂直方向に延伸する第１及び第２の主面をそれぞれ有し、第１及び第２の主面の少なくとも一方が基板搭載面である基板プレートを複数備えるボートの基板搭載位置を矯正する基板搭載位置矯正方法であって、（イ）吸着面を有する吸着バーを基板プレート間に配置するステップと、（ロ）基板プレートを挟んで吸着面と対向させてクランプを配置するステップと、（ハ）第１及び第２の主面にそれぞれ接触する吸着バーとクランプに挟まれ、且つ吸着面に基板プレートが吸着された状態におけるボートの基板搭載位置が、基板を移載するために予め設定された規定位置になるように吸着バー及びクランプを移動するステップと、（ニ）吸着面に基板プレートを吸着させるステップとを含む基板搭載位置矯正方法が提供される。
　本発明によれば、基板の移載時においてボートの基板搭載位置を規定位置に矯正できる基板搭載位置矯正装置及び基板搭載位置矯正方法を提供できる。
本発明の実施形態に係る基板搭載位置矯正装置の構成を示す模式的な平面図である。 本発明の実施形態に係る基板搭載位置矯正装置が適用されるボートの構造例を示す模式図であり、図２（ａ）は斜視図、図２（ｂ）は基板搭載面に平行な方向から見た側面図、図２（ｃ）は最外側の基板プレートの外側の模式図である。 本発明の実施形態に係る基板搭載位置矯正装置の吸着バーの構造例を示す模式図であり、図３（ａ）は吸着面の法線方向から見た正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のIII－III方向に沿った断面の平面図である。 本発明の実施形態に係る基板搭載位置矯正装置の吸着バーとクランプの位置を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る基板搭載位置矯正方法を説明するための模式図であり（その１）、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は側面図である。 本発明の実施形態に係る基板搭載位置矯正方法を説明するための模式図であり（その２）、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は側面図である。 ボートの基板搭載位置が規定位置からずれる原因を説明するための模式図であり、図７（ａ）はボートの自重による歪みの例を示し、図７（ｂ）は基板プレートの歪みの例を示し、図７（ｃ）は基板プレート間のピッチが不揃いである例を示す。
　次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。また、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施形態は、構成部品の構造、配置などを下記のものに特定するものでない。この発明の実施形態は、請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
　本発明の実施形態に係る基板搭載位置矯正装置１０は、基板が垂直に搭載される基板プレートを有するボートの基板搭載位置を矯正する基板搭載位置矯正装置である。基板搭載位置矯正装置１０は、図１に示すように、吸着面を有し、基板プレート２１間に配置された吸着バー１１と、基板プレート２１を挟んで吸着面と対向して配置されたクランプ１２と、吸着面に吸着され且つ吸着バー１１とクランプ１２とで挟まれた基板プレート２１の基板搭載位置が規定位置になるように、吸着バー１１及びクランプ１２を移動する移動装置１３と、基板プレート２１を吸着バー１１に吸着させる吸着装置１４とを備える。
　先ず、基板搭載位置矯正装置１０を適用するボート２０について説明する。図２（ａ）～図２（ｃ）に、ボート２０の構造例を示す。ボート２０は、垂直方向に延伸する第１の主面２１１と第２の主面２１２をそれぞれ有する複数の基板プレート２１を備える。基板プレート２１は、それぞれの底部が１つの固定板２２に固定されて、互いに離間し且つ平行に配置されている。第１の主面２１１と第２の主面２１２の少なくとも一方が基板１００が搭載される基板搭載面であり、複数の基板プレート２１は基板搭載面の法線方向に沿って配列されている。基板プレート２１は、例えばカーボンプレートなどを採用可能である。
　図２（ａ）には、１つの基板搭載面に４枚の基板１００が搭載される例を示したが、基板搭載面に搭載される基板１００の枚数が４枚に限られない。図２（ｂ）に、基板プレート２１の第１の主面２１１と第２の主面２１２にそれぞれ基板１００を搭載する例を示した。しかし、１回に処理する基板１００の枚数が少ない場合などには、基板プレート２１の一方の主面のみに基板１００を搭載してもよい。図２（ｂ）では基板プレート２１が７枚であるボート２０の例を示したが、基板プレート２１の枚数は７枚に限られない。
　ボート２０の最外側の基板プレート２１には、図２（ｂ）に示したように内側の主面にのみ基板１００が搭載されることが一般的である。図２（ｂ）、図２（ｃ）に示したボート２０では、最外側の基板プレート２１の外側の主面に、ボート２０を補強するためのリブ２３が配置されている。図１では、固定板２２及びリブ２３の図示を省略している。
　なお、基板１００は、シリコン基板やガラス基板などの、半導体デバイスに使用される基板などである。例えば、シリコンからなる太陽電池基板がボート２０に搭載されて、反射防止膜やパッシベーション膜を太陽電池基板上に形成するプロセス処理装置に格納される。図示を省略する固定ピンによって、基板１００を基板プレート２１の基板搭載面に支持することができる。固定ピンは、例えば基板１００の外周の左辺、右辺及び下辺にそれぞれ配置される。
　ボート２０に基板１００を垂直に搭載することにより、１回の処理工程で処理する基板１００の枚数を増やすことができる。その結果、全体の処理時間を短縮できる。
　図１に示した移動装置１３は、第１の主面２１１と第２の主面２１２にそれぞれ接触させた吸着バー１１とクランプ１２とで基板プレート２１を挟み、挟まれた状態における基板プレート２１の基板搭載面の位置が規定位置になるように吸着バー１１及びクランプ１２を移動する。例えば図１に示すように、吸着バー１１及びクランプ１２の端部がそれぞれ接続されたフレーム１３０を、移動装置１３によって移動する。つまり、移動装置１３がフレーム１３０を基板プレート２１の基板搭載面の面法線方向に移動することにより、各基板プレート２１の基板搭載面の位置が規定位置になるように複数の吸着バー１１とクランプ１２が同時に移動する。移動装置１３には、シリンダやモータなどを採用可能である。
　図３（ａ）、図３（ｂ）に、吸着バー１１の構造例を示す。基板プレート２１間に配置された状態の吸着バー１１の基板プレート２１にそれぞれ対向する第１の吸着面１１１と第２の吸着面１１２には、吸着口１１０が配置されている。吸着口１１０は、吸着バー１１の内部に形成された空洞に連接している。なお、図３（ｂ）に示したように、第１の吸着面１１１に配置された吸着口１１０と、第２の吸着面１１２に配置された吸着口１１０とは、吸着バー１１内の異なる空洞に連接している。第１の吸着面１１１に配置された吸着口１１０に連接する空洞は、第１の配管１４１に連結されている。一方、第２の吸着面１１２に配置された吸着口１１０に連接する空洞は、第２の配管１４２に連結されている。
　図１に示したように、各吸着バー１１に連結された第１の配管１４１は、バルブ１４０１を介して吸着装置１４に接続されている。また、各吸着バー１１に連結された第２の配管１４２は、バルブ１４０２を介して吸着装置１４に接続されている。
　吸着装置１４によって第１の配管１４１に連結する吸着バー１１の空洞内を周囲よりも負圧にすることより、吸着バー１１の第１の吸着面１１１に基板プレート２１を吸着させることができる。また、吸着装置１４によって第２の配管１４２に連結する吸着バー１１の空洞内を負圧にすることより、吸着バー１１の第２の吸着面１１２に基板プレート２１を吸着させることができる。吸着装置１４には、例えば真空ポンプが使用される。
　なお、図３（ｂ）に示したように、吸着バー１１内の空洞を左右で独立させることが好ましい。つまり、第１の吸着面１１１に配置された吸着口１１０に連接する左右それぞれの空洞に、第１の配管１４１が接続されている。一方、第２の吸着面１１２に配置された吸着口１１０に連接する左右それぞれの空洞に、第２の配管１４２が接続されている。そして、吸着バー１１の左右の空洞にそれぞれ接続された２つの経路によって吸着バー１１内の空洞を負圧にする。このため、吸着バー１１内の空洞に圧力の分布が生じず、バランスよく安定して基板プレート２１を吸着バー１１に吸着できる。
　図１に示した与圧装置１５は、第１の配管１４１内と第２の配管１４２内に空気を供給することにより、第１の配管１４１内と第２の配管１４２内の真空状態を破る。これにより、吸着バー１１から基板プレート２１が開放される。
　なお、圧力センサ１６１によって第１の配管１４１内の圧力が測定され、圧力センサ１６２によって第２の配管１４２内の圧力が測定される。したがって、ボート２０への基板移載時における吸着バー１１と基板プレート２１の吸着状態が正確にモニタされ、作業ミスを防止することができる。
　基板搭載位置矯正装置１０では、吸着バー１１とクランプ１２によって基板プレート２１を挟んだ状態で、基板プレート２１が保持される。このため、基板プレート２１が第１の主面２１１側又は第２の主面２１２側のいずれに歪んだ場合でも、基板搭載面を規定位置に矯正することができる。
　なお、基板１００を基板プレート２１に搭載する際の障害にならないように、吸着バー１１とクランプ１２は配置される。即ち、基板プレート２１の基板搭載面に定義された基板搭載位置１０１の残余の領域において、吸着バー１１とクランプ１２が基板プレート２１と接触する。例えば図４に示すように、基板搭載位置１０１よりも基板プレート２１の上端に近い部分で、吸着バー１１とクランプ１２は基板プレート２１に接触する。更に、吸着バー１１とクランプ１２の縦方向の位置をずらして、吸着バー１１の方がクランプ１２よりも基板プレート２１の上端に近い部分で基板プレート２１に接触することが好ましい。このように、吸着バー１１とクランプ１２が基板プレート２１と接触する位置の基板プレート２１の上端からの距離を互いに異なるように設定することにより、安定して基板プレート２１が保持される。
　以下に、本発明の実施形態に係る基板搭載位置矯正方法を、図５（ａ）、図５（ｂ）及び図６（ａ）、図６（ｂ）を参照して説明する。なお、図５（ａ）、図５（ｂ）、図６（ａ）、図６（ｂ）では、分かりやすくするために基板搭載位置矯正装置１０のうち吸着バー１１とクランプ１２のみを図示している。また、図５（ａ）、図６（ａ）では基板１００の図示を省略している。
　先ず、基板１００を移載するために所定の位置に配置されたボート２０に、基板搭載位置矯正装置１０をセットする。つまり、図１に示したように、吸着バー１１及びクランプ１２を基板プレート２１間に配置する。そして、バルブ１４０１、１４０２が閉じた状態で、吸着装置１４を起動する。
　次いで、基板プレート２１の第１の主面２１１に基板１００を搭載するために、移動装置１３が、吸着バー１１及びクランプ１２を移動させる。即ち、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、基板プレート２１の第１の主面２１１の基板搭載位置がその基板搭載位置に関して設定された規定位置になるように、吸着バー１１及びクランプ１２が移動する。そして、吸着バー１１の第１の吸着面１１１に基板プレート２１の第２の主面２１２を接触させ、クランプ１２に基板プレート２１の第１の主面２１１を接触させる。この状態でバルブ１４０１を開き、吸着バー１１の第１の吸着面１１１に基板プレート２１の第２の主面２１２を吸着させる。
　上記のようにして矯正された基板プレート２１の第１の主面２１１に基板１００を搭載する。基板１００の搭載には、ロボットアームなどが用いられる。その後、バルブ１４０１を閉じ、バルブ１５０を開けて、第１の配管１４１内の真空状態を破る。
　次いで、基板プレート２１の第２の主面２１２に基板１００を搭載するために、移動装置１３が、吸着バー１１及びクランプ１２を移動させる。即ち、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、基板プレート２１の第２の主面２１２の基板搭載位置がその基板搭載位置に関して設定された規定位置になるように、吸着バー１１及びクランプ１２が移動する。そして、吸着バー１１の第２の吸着面１１２に基板プレート２１の第１の主面２１１を接触させ、クランプ１２に基板プレート２１の第２の主面２１２を接触させる。この状態でバルブ１４０２を開き、吸着バー１１の第２の吸着面１１２に基板プレート２１の第１の主面２１１を吸着させる。
　上記のようにして矯正された基板プレート２１の第２の主面２１２に基板１００を搭載する。その後、バルブ１４０２を閉じ、バルブ１５０を開けて、第２の配管１４２内の真空状態を破る。そして、吸着装置１４を停止し、ボート２０から基板搭載位置矯正装置１０を外す。
　基板搭載位置矯正装置１０は、吸着バー１１とクランプ１２をそれぞれ複数備える。このため、図５（ａ）、図５（ｂ）及び図６（ａ）、図６（ｂ）に示したように、複数の基板プレート２１の基板搭載面は同時に矯正される。
　上記では、基板プレート２１に基板１００を搭載する例を示したが、基板プレート２１から基板１００を取り外す場合も同様である。即ち、吸着バー１１の第１の吸着面１１１に基板プレート２１の第２の主面２１２を吸着させた状態で、基板プレート２１の第１の主面２１１から基板１００を取り外す。また、吸着バー１１の第２の吸着面１１２に基板プレート２１の第１の主面２１１を吸着させた状態で、基板プレート２１の第２の主面２１２から基板１００を取り外す。
　上記のように、本発明の実施形態に係る基板搭載位置矯正方法では、第１の主面２１１及び第２の主面２１２にそれぞれ基板搭載面が定義された基板プレート２１の、第１の主面２１１及び第２の主面２１２の一方に定義された基板搭載面で基板１００を移載する場合に、吸着バー１１が第１の主面２１１及び第２の主面２１２の他方を吸着する。
　なお、上記ではボート２０の最外側の基板プレート２１を吸着バー１１とクランプ１２で挟まない例を説明した。これは、リブ２３が配置されているために、最外側の基板プレート２１には歪みが生じないためである。しかし、最外側の基板プレート２１も矯正するように基板搭載位置矯正装置１０を構成してもよい。この場合、最外側の基板プレート２１の外側に吸着バー１１とクランプ１２を配置すればよい。
　上記のように、対向する第１の吸着面１１１及び第２の吸着面１１２を有する吸着バー１１が２つの基板プレート２１間に配置される。そして、基板プレート２１の第１の主面２１１で基板１００を移載する場合は、第１の吸着面１１１に一方の基板プレート２１の第２の主面２１２が吸着される。そして、基板プレート２１の第２の主面２１２で基板１００を移載する場合は、第２の吸着面１１２に他方の基板プレート２１の第１の主面２１１が吸着される。
　既に述べたように、ボート２０に基板１００を移載する際には、種々の要因によってボート２０の基板搭載位置が規定位置からずれることがある。
　例えば、図７（ａ）に示すように、ボート２０の自重によって固定板２２に矢印Ｇで示す外力が加わった場合に、基板プレート２１に矢印Ｗで示す方向に応力が加わる。これにより基板プレート２１に歪みが生じ、基板搭載位置が規定位置からずれる。また、図７（ｂ）に領域Ｓで示すように基板プレート２１自体に歪みが生じたり、図７（ｃ）に示すように製造ばらつきによって基板プレート２１間のピッチＰが不揃いになったりして、基板搭載位置が規定位置からずれる場合がある。
　更に、ボート２０に成膜処理対象の基板１００を搭載して成膜処理を行った場合に、ボート２０の表面にも膜が形成される。このため、ボート２０表面の膜の応力により、基板プレート２１に歪みが生じる場合がある。
　上記の理由などにより基板プレート２１に歪みが生じ、基板搭載位置が規定位置にない状態で基板１００の移載が実行されると、基板１００とボート２０とが接触したり、基板１００がボート２０に正常に搭載されずに落下したりして、基板１００が破損する。
　しかしながら、本発明の実施形態に係る基板搭載位置矯正方法を用いることにより、基板プレート２１の歪みなどによって基板搭載位置が規定位置から変化している場合であっても、基板搭載位置を規定位置に矯正しながら基板１００がボート２０に移載される。このため、ボート２０の移載時における基板１００の破損を防止することができる。
　図１に示した基板搭載位置矯正装置１０は、例えばプラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法などにより太陽電池基板上に反射防止膜やパッシベーション膜を形成する成膜工程で利用可能である。つまり、太陽電池基板を成膜装置に搬入する際に、太陽電池基板を破損することなくボート２０に搭載できる。更に、成膜工程後の太陽電池基板を破損することなくボート２０から取り外すことができる。また、ボート２０が成膜装置以外のエッチング装置や加熱装置に基板１００を搬入するためのボートであってもよい。つまり、図１に示した基板搭載位置矯正装置１０は、基板１００を垂直に搭載するボート２０が使用される各種製造装置において適用可能である。
　以上に説明したように、本発明の実施形態に係る基板搭載位置矯正装置１０によれば、基板プレート２１を吸着バー１１とクランプ１２とで挟み、更に吸着バー１１に基板プレート２１を吸着することにより、基板プレート２１の形状の歪みが矯正される。これにより、基板１００の移載時においてボート２０の基板搭載位置の規定位置からの変化を矯正できる。このように基板搭載位置の位置決め精度が向上することにより、常に規定位置にある基板搭載位置にロボットアームなどによって基板１００が移載される。このため、基板１００の割れ率が減少し、歩留まりが向上する。
　なお、図２（ｃ）に示すように、リブ２３の水平方向に延伸する部分は基板プレート２１の下方に配置されている。これは、基板１００の搭載される領域の裏面にできるだけリブ２３が配置されないようにするためである。搭載領域の裏面の一部にリブ２３が配置されていると、リブ２３が配置されている領域と配置されていない領域とでボート２０の体積差が生じ、体積差によって基板１００に温度分布が生じる。この温度分布によって基板１００に形成される膜に膜厚分布が生じることを防止するために、リブ２３の水平方向に延伸する部分は、基板１００が搭載される領域よりも下方で基板プレート２１に配置される。
　リブ２３を基板プレート２１の上方に配置することができれば、基板プレート２１の歪みをより効果的に抑制することができる。しかし、上記の理由で、一般的にはリブ２３は基板プレート２１の下方に配置され、このために基板プレート２１の歪みが大きい。したがって、基板プレート２１の形状の歪みを矯正する基板搭載位置矯正装置１０が有効である。
（その他の実施形態）
　上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
　上記では基板プレート２１の両主面に基板１００が搭載される例を示したが、基板プレート２１の一方の主面にのみ基板１００が搭載されてもよい。この場合、基板プレート２１に基板１００を搭載するときは、基板プレート２１の基板１００が搭載されない主面を一回だけ吸着バー１１に吸着すればよい。また、吸着バー１１の片側にのみを吸着面にしてもよい。
　このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
　本発明の基板搭載位置矯正技術は、縦方向に装着した基板を処理する半導体装置製造工程に利用可能である。

Claims (14)

  1. 　垂直方向に延伸する第１及び第２の主面をそれぞれ有し、前記第１及び第２の主面の少なくとも一方が基板搭載面である基板プレートを複数備えるボートの基板搭載位置を矯正する基板搭載位置矯正装置であって、
    　吸着面を有し、前記基板プレート間に配置された吸着バーと、
    　前記基板プレートを挟んで前記吸着面と対向して配置されたクランプと、
    　前記第１及び第２の主面にそれぞれ接触する前記吸着バーと前記クランプに挟まれ、且つ前記吸着面に前記基板プレートが吸着された状態における前記ボートの基板搭載位置が、基板を移載するために予め設定された規定位置になるように前記吸着バー及び前記クランプを移動する移動装置と、
    　前記吸着面に前記基板プレートを吸着させる吸着装置と
    　を備えることを特徴とする基板搭載位置矯正装置。
  2. 　前記基板プレートの前記第１及び第２の主面がそれぞれ前記基板搭載面である場合に、
    　前記第１の主面で前記基板を移載する場合は、前記移動装置が前記第１の主面の基板搭載位置が前記第１の主面に設定された前記規定位置になるように前記吸着バー及び前記クランプを移動し、且つ前記吸着装置が前記吸着バーに前記第２の主面を吸着させ、
    　前記第２の主面で前記基板を移載する場合は、前記移動装置が前記第２の主面の基板搭載位置が前記第２の主面に設定された前記規定位置になるように前記吸着バー及び前記クランプを移動し、且つ前記吸着装置が前記吸着バーに前記第１の主面を吸着させる
    　ことを特徴とする請求項１に記載の基板搭載位置矯正装置。
  3. 　対向する第１及び第２の前記吸着面を有する前記吸着バーが２つの前記基板プレート間に配置され、
    　前記第１の主面の前記基板を移載する場合は、前記第１の吸着面に前記２つの基板プレートの一方の基板プレートの前記第２の主面が吸着され、
    　前記第２の主面に前記基板を移載する場合は、前記第２の吸着面に前記２つの基板プレートの他方の基板プレートの前記第１の主面が吸着されることを特徴とする請求項２に記載の基板搭載位置矯正装置。
  4. 　前記吸着バー及び前記クランプが、前記基板搭載面に定義された基板搭載位置の残余の領域において、前記基板プレートと接触することを特徴とする請求項１に記載の基板搭載位置矯正装置。
  5. 　前記吸着バーと前記クランプが前記基板プレートと接触するそれぞれの位置の前記基板プレートの上端からの距離が互いに異なることを特徴とする請求項４に記載の基板搭載位置矯正装置。
  6. 　前記吸着バーと前記クランプとをそれぞれ複数備え、複数の前記基板プレートの前記基板搭載面が同時に矯正されることを特徴とする請求項１に記載の基板搭載位置矯正装置。
  7. 　前記吸着装置が、前記吸着面に配置された吸着口に連接する前記吸着バーの空洞内を負圧にすることよって前記吸着面に前記基板プレートを吸着させることを特徴とする請求項１に記載の基板搭載位置矯正装置。
  8. 　垂直方向に延伸する第１及び第２の主面をそれぞれ有し、前記第１及び第２の主面の少なくとも一方が基板搭載面である基板プレートを複数備えるボートの基板搭載位置を矯正する基板搭載位置矯正方法であって、
    　吸着面を有する吸着バーを前記基板プレート間に配置するステップと、
    　前記基板プレートを挟んで前記吸着面と対向させてクランプを配置するステップと、
    　前記第１及び第２の主面にそれぞれ接触する前記吸着バーと前記クランプに挟まれ、且つ前記吸着面に前記基板プレートが吸着された状態における前記ボートの基板搭載位置が、基板を移載するために予め設定された規定位置になるように前記吸着バー及び前記クランプを移動するステップと、
    　前記吸着面に前記基板プレートを吸着させるステップと
    　を備えることを特徴とする基板搭載位置矯正方法。
  9. 　前記基板プレートの前記第１及び第２の主面がそれぞれ前記基板搭載面である場合に、
    　前記第１の主面で前記基板を移載する場合は、前記第１の主面の基板搭載位置が前記第１の主面に設定された前記規定位置になるように前記吸着バー及び前記クランプを移動し、且つ前記吸着バーが前記第２の主面を吸着し、
    　前記第２の主面で前記基板を移載する場合は、前記第２の主面の基板搭載位置が前記第２の主面に設定された前記規定位置になるように前記吸着バー及び前記クランプを移動し、且つ前記吸着バーが前記第１の主面を吸着する
    　ことを特徴とする請求項８に記載の基板搭載位置矯正方法。
  10. 　対向する第１及び第２の前記吸着面を有する前記吸着バーを２つの前記基板プレート間に配置して、
    　前記第１の主面の前記基板を移載する場合は、前記第１の吸着面に前記２つの基板プレートの一方の基板プレートの前記第２の主面を吸着させ、
    　前記第２の主面に前記基板を移載する場合は、前記第２の吸着面に前記２つの基板プレートの他方の基板プレートの前記第１の主面を吸着させる
    　ことを特徴とする請求項９に記載の基板搭載位置矯正方法。
  11. 　前記吸着バー及び前記クランプを、前記基板搭載面に定義された基板搭載位置の残余の領域において、前記基板プレートと接触させることを特徴とする請求項８に記載の基板搭載位置矯正方法。
  12. 　前記吸着バーと前記クランプを、前記基板プレートの上端からの距離が互いに異なる位置で前記基板プレートとそれぞれ接触させることを特徴とする請求項１１に記載の基板搭載位置矯正方法。
  13. 　複数の前記吸着バーと複数の前記クランプを用いて、複数の前記基板プレートの基板搭載位置を同時に矯正することを特徴とする請求項８に記載の基板搭載位置矯正方法。
  14. 　前記吸着面に配置された吸着口に連接する前記吸着バーの空洞内を負圧にすることよって前記吸着面に前記基板プレートを吸着させることを特徴とする請求項８に記載の基板搭載位置矯正方法。
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