JP2003109999A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】基板移載プレートがウェーハ、ボート、カセッ
トに接触した場合、ウェーハが破損し、或はボート、カ
セットが転倒する前に基板移載機を停止させ、ウェーハ
の破損事故、ボート、カセットの転倒事故を未然に防止
する。 【解決手段】基板２１を載置する基板載置プレート１１
を有する基板移載機１を具備する基板処理装置に於い
て、前記基板移載機に衝突時の振動を検知する衝突セン
サ１３を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウェーハ等の
基板に薄膜を生成し、或は不純物の拡散等の処理をして
半導体装置を製造する基板処理装置、特に基板を基板保
持具により所定枚数保持して処理するバッチ式の基板処
理装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】基板を処理する反応炉として、縦型炉を
有するバッチ式の基板処理装置では、基板保持具である
ボートに半導体ウェーハ例えばシリコンウェーハが水平
姿勢で多段に保持され、前記ボートが前記反応炉に装入
され、該反応炉内に処理ガスが導入され、更に加熱され
て所要の処理がなされる。 【０００３】前記ボートに対し、前記反応炉から引出さ
れた状態での未処理ウェーハの装填、基板処理後前記反
応炉から引出された状態での処理済ウェーハの払出し
は、基板移載機によってなされる。該基板移載機は基板
処理装置外部より搬入され、基板処理装置内に収納され
たカセットと前記ボート間でウェーハの移載を行うもの
であり、ウェーハの移載を行う為に進退、昇降、回転す
る機能を有している。 【０００４】前記ボート、カセットはウェーハの周縁を
支持する為の溝が所要ピッチで形成されており、前記基
板移載機は前記ボート、カセットの溝に対してウェーハ
の装填、払出しを行う様になっている。 【０００５】即ち、前記ボート、カセットにウェーハを
装填する場合は、基板載置プレートにウェーハを載せ、
回転して前記ボート、カセットに正対し、前記基板載置
プレートを前記ボート、カセットの溝に挿入し、若干降
下して、ウェーハを前記ボート、カセットの溝に移載す
る。又、該ボート、カセットからウェーハを払出す場合
は、目的とするウェーハに接触しない様に、僅かに下方
位置から基板載置プレートを前記ボート、カセットに挿
入し、更に若干上昇して基板載置プレートにウェーハを
載置し、後退する。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】上記した前記ボート、
カセットの製作誤差で、ウェーハの保持位置に誤差を生
じている場合、或はウェーハに反りがある場合、ウェー
ハの移載動作中に該ウェーハと前記基板載置プレートと
が接触する場合がある。 【０００７】又、基板移載機に所定の動作をさせる為
に、オペレータがウェーハの位置を装置に記憶させるテ
ィーチング作業があるが、このティーチング作業での作
業ミスでウェーハと基板載置プレートとの接触が発生す
ることもある。 【０００８】ウェーハと基板載置プレートが、僅かに接
触する場合では、ウェーハが浮上がる等して結果的に接
触による不具合は生じないが、場合によっては前記ウェ
ーハと前記基板載置プレートとの接触により、ウェーハ
が破損したり、基板移載機がボート、カセットを倒して
しまうことも考えられる。 【０００９】ウェーハが破損し、更にボート、カセット
が転倒した場合は、基板処理装置が停止すると共に破損
したウェーハの処理、転倒したボート、カセットの処理
に多大な時間を要し、基板処理装置の稼働率を大幅に低
下させるという問題があった。 【００１０】本発明は斯かる実情に鑑み、基板載置プレ
ートがウェーハ、ボート、カセットに接触した場合、ウ
ェーハが破損し、或はボート、カセットが転倒する前に
基板移載機を停止させ、ウェーハの破損事故、ボート、
カセットの転倒事故を未然に防いで基板処理装置の稼働
率を向上させるものである。 【００１１】 【課題を解決するための手段】本発明は、基板を載置す
る基板載置プレートを有する基板移載機を具備する基板
処理装置に於いて、前記基板移載機に衝突時の振動を検
知する衝突センサを設けた基板処理装置に係るものであ
る。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。 【００１３】図１〜図３は本実施の形態の要部を示して
おり、基板移載機１とボート２との関連を示し、基板処
理装置を構成する他の装置、反応炉、カセットを収納す
るカセット棚等は省略している。 【００１４】前記基板移載機１は筐体３に前記ボート２
と対向する様に立設され、該ボート２は図示しないボー
トエレベータに昇降可能に支持されている。前記ボート
２の上方に反応炉（図示せず）が立設され、前記ボート
エレベータの昇降により前記ボート２が反応炉に対して
装入、引出しされる様になっている。 【００１５】前記基板移載機１について略述する。 【００１６】前記筐体３の底板４に鉛直ガイド５が立設
され、該鉛直ガイド５に昇降ステージ６が回転可能に設
けられ、該昇降ステージ６は前記鉛直ガイド５の上端に
設けられた昇降モータ７により回転されるスクリューロ
ッド（図示せず）を介して昇降可能となっている。 【００１７】前記昇降ステージ６には回転ステージ８が
回転可能に設けられ、該回転ステージ８には水平方向に
進退可能な進退ユニット９が設けられている。該進退ユ
ニット９には基板載置プレート１１がプレートホルダ１
２を介して支持されている。又、前記進退ユニット９は
装置のシステム構成に対応し、所要枚数の前記基板載置
プレート１１を支持可能であり、該基板載置プレート１
１が複数枚の場合（図示では５枚）では前記プレートホ
ルダ１２は個々に昇降可能となっており、更に前記基板
載置プレート１１のピッチが可変となっている。 【００１８】最上段の前記プレートホルダ１２には衝突
センサ１３が固着されている。該衝突センサ１３は前記
基板載置プレート１１が障害物と接触した場合等、所定
値以上の振動を検知した場合に信号を発するものであ
る。 【００１９】前記ボート２は前記ボートエレベータから
水平に延びる昇降アーム１４にボートキャップ１５を介
して載置されている。 【００２０】前記ボート２は底板１６から上方に延びる
３本の支柱１８に天板１７が支持され、前記支柱１８に
刻設された溝にウェーハ２１が装填される様になってい
る。 【００２１】前記ボート２に対する前記ウェーハ２１の
装填、払出しは前記ボート２が降下した状態で行われ
る。 【００２２】ボート傾き検出器２２が前記筐体３の構成
部材２３（例えばクリーンユニットの枠体等）に支持金
具２４を介して取付けられている。前記ボート傾き検出
器２２は降下した状態の前記ボート２の前記天板１７と
同じレベルの高さに位置し、更に前記基板載置プレート
１１の基板移載動作方向の延長上に位置している。 【００２３】前記ボート傾き検出器２２は前記ボート２
が所定量傾斜した時に作動する様になっており、前記基
板載置プレート１１が前記ウェーハ２１又はボート２に
接触して傾斜した場合に該ボート２が傾斜したことを検
知する。 【００２４】前記ボート傾き検出器２２について説明す
る。 【００２５】Ｌ字状のスライド金具２５が螺子２６によ
り、垂直部が前記ボート２側となる様に前記支持金具２
４に固定される。前記螺子２６が貫通する孔は前記ボー
ト２の中心に向って長孔となっており、前記スライド金
具２５は前記ボート２に対して近接離反方向に位置調整
可能となっている。前記垂直部のボート２側には当て板
３１が取付けられ、該当て板３１の前記ボート２側面は
前記天板１７と同半径の円弧面となっている。 【００２６】前記スライド金具２５にマイクロスイッチ
２７が取付けられ、該マイクロスイッチ２７は作動レバ
ー２８の前記ボート２の中心方向の変位で作動する様に
なっている。前記スライド金具２５の垂直部、前記当て
板３１を貫通してピン２９が前記ボート２の半径方向に
摺動自在に設けられ、該ピン２９は図示しないスプリン
グ等により前記ボート２の中心側に向って付勢されてお
り、前記ピン２９の一端は前記ボート２の所定位置、図
３では前記支柱１８の上端部に対して僅かな隙間、例え
ば２mm、を明けて設けられ、他端は前記作動レバー２８
に当接している。 【００２７】而して、前記ボート２が傾き前記天板１７
が前記当て板３１に当接すると、前記ピン２９が前記天
板１７により押されて変位し、前記ピン２９の変位で前
記作動レバー２８が回転し前記マイクロスイッチ２７が
動作する様になっている。尚、前記当て板３１は前記天
板１７に同曲率の面で当接するので、局部的に衝撃力が
作用することがない。又、前記ボート２は反応炉から引
出された状態では高温となっているので、前記当て板３
１の材質としては、緩衝作用のある弗化樹脂等の耐熱合
成樹脂とするのが好ましい。又、前記スライド金具２５
を、前記マイクロスイッチ２７を収納する様箱形とし、
材質を断熱性の高いものを選択することで、遮熱部材と
しても機能させることができる。 【００２８】前記衝突センサ１３は前記プレートホルダ
１２に取付けられるものであればどの様なものでもよい
が、本実施の形態では、薄型の衝突センサ１３である２
軸加速度センサをシングルＩＣチップに集積したものを
使用している。即ち、シリコンウェーハ上に差動コンデ
ンサ回路を形成し、シリコンウェーハのポリシリコン層
をスプリングとして機能させたものであり、振動が作用
した場合に差動コンデンサ回路から出力される波形、位
相を基に振動（加速度）の大きさ、方向を検出するもの
である。 【００２９】次に、前記基板移載機１を駆動する場合、
基板移載機１の駆動源であるモータが回転することで振
動が発生する。従って、前記基板移載機１が正常に動作
している場合に発生する振動と前記基板載置プレート１
１とボート２、ウェーハ２１とが衝突した場合に発生す
る振動とを識別する必要がある。識別方法としては、前
記基板移載機１が正常に動作した場合の振動周期と、衝
突して発生する振動周期とは異なるので振動周期（周波
数）により判断する方法。又、前記基板移載機１が正常
に動作した場合の振動の振幅（大きさ）と衝突した場合
の振動の振幅（大きさ）とは当然異なり、振幅の大きさ
で識別する方法とがある。 【００３０】本実施の形態では、精度、信頼性を向上す
る為、振動周期と振幅とで識別している。即ち、振動周
波数の閾値、振幅の閾値を設定する。 【００３１】前記基板移載機１の動作時の振動周波数は
モータの回転に基づくものであり、比較的低く１５０Hz
〜３００Hz程度であり、衝突時の振動周波数は構成部材
の弾性振動に基づくものであり、比較的高く７００Hz〜
９００Hzに達する。従って、振動周波数の閾値は３００
Hzから７００Hzの間の値としている。又、前記基板移載
機１が動作する時に発生する振動の大きさは、０．２Ｇ
程度であり、衝突時に発生する振動の大きさは０．７Ｇ
以上である。従って、振動の大きさの閾値は０．２Ｇ〜
０．７Ｇの間に設定する。 【００３２】前記衝突センサ１３は検出した振動が、振
動周波数、振動の大きさ共に閾値を越えている場合に、
「衝突」の信号を出力する。尚、信号処理を容易にする
為、該衝突センサ１３自体で、信号処理を行い、該衝突
センサ１３から出力されるものは衝突の有無の２値信号
としている。 【００３３】図４に本実施の形態の制御系の概略を示
す。 【００３４】図中、３３は基板処理装置の主制御装置、
３４は前記基板移載機１を駆動制御する駆動制御部、３
５はモニタである。 【００３５】前記主制御装置３３からの指令に基づき前
記駆動制御部３４が前記基板移載機１を動作させ、前記
ウェーハ２１の移載を行わせる。又、前記衝突センサ１
３からは衝突した場合、検知した振動に基づき衝突の信
号を前記駆動制御部３４に発する。又、前記ボート傾き
検出器２２は前記ボート２が傾斜して前記マイクロスイ
ッチ２７が動作した場合にボート傾斜の信号を前記駆動
制御部３４に発する。 【００３６】以下、作動について説明する。 【００３７】図示しないウェーハカセットから前記基板
載置プレート１１にウェーハ２１を受載し、前記昇降ス
テージ６の昇降、前記回転ステージ８の回転、前記進退
ユニット９の進退の協働により、前記基板載置プレート
１１のウェーハ２１を前記ボート２に移載する。 【００３８】予定した枚数のウェーハ２１が前記ボート
２に装填されると、図示しないボートエレベータにより
前記ボート２が反応炉（図示せず）に装入され、所要の
処理がなされる。 【００３９】処理後前記ボート２が引出され、処理済の
ウェーハ２１が前記基板移載機１によりウェーハカセッ
トに払出される。 【００４０】上記基板移載機１によるウェーハ２１の移
載動作で、前記基板載置プレート１１が前記ボート２に
衝突し、或は該ボート２に装填されたウェーハ２１に衝
突すると、前記衝突センサ１３が衝突時の振動を検知
し、前記駆動制御部３４に信号を発する。又、前記ボー
ト傾き検出器２２は衝突により前記ボート２が傾斜した
場合に動作し前記駆動制御部３４に信号を発する。該駆
動制御部３４は、前記衝突センサ１３、ボート傾き検出
器２２の少なくとも１つから信号が入力されると、前記
基板移載機１を直ちに停止し、ウェーハ２１の破損、ボ
ート２の転倒を防止する。更に、衝突したこと、ボート
２が傾斜したこと、前記基板移載機１を停止したことは
前記主制御装置３３に入力する。該主制御装置３３はこ
れら情報について前記モニタ３５に表示し、オペレータ
に状況を知らせる。 【００４１】尚、上記ボート傾き検出器２２は衝突に限
らず、ボートの設置が正確でなく傾いていた場合でも傾
斜を検出することは言う迄もない。又、前記衝突センサ
１３は各基板載置プレート１１それぞれに設けてもよ
い。又、前記衝突センサ１３の設ける位置も前記プレー
トホルダ１２に限らず衝突時の振動を検知し得る位置で
あればよい。 【００４２】 【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、基板を
載置する基板載置プレートを有する基板移載機を具備す
る基板処理装置に於いて、前記基板移載機に衝突時の振
動を検知する衝突センサを設けたので、接触した時点で
直ちに基板移載機を停止することができ、ボートを倒し
たり、ウェーハを損傷させることが防止されるという優
れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の形態の要部を示す立面図であ
る。 【図２】図１のＡ矢視図である。 【図３】図１のＢ矢視図である。 【図４】本発明の実施の形態の概略制御ブロック図であ
る。 【符号の説明】 １ 基板移載機 ２ ボート １１ 基板載置プレート １２ プレートホルダ １３ 衝突センサ ２１ ウェーハ ２２ ボート傾き検出器 ２７ マイクロスイッチ ３１ 当て板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F042 AA02 AA07 DF01 DF11 DF25 DF30 5F031 CA02 FA01 FA09 FA12 FA25 GA04 GA36 GA42 GA47 GA49 HA61 HA67 JA08 JA13 JA32 JA45 JA51 LA12 PA02 PA20

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 基板を載置する基板載置プレートを有す
   る基板移載機を具備する基板処理装置に於いて、前記基
   板移載機に衝突時の振動を検知する衝突センサを設けた
   ことを特徴とする基板処理装置。