JP2007100188A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板保持具交換装置による基板保持具搬送途中、或は基板保持具を受渡している途中に、基板保持具に地震等による外的衝撃が作用した場合等、基板保持具の転倒、破損を防止できる様にする。
【解決手段】基板処理室内で基板保持具１３を載置し、また、移動する載置部と、該載置された前記基板保持具１３の転倒を防止する第１の基板保持具転倒防止機構と、前記載置部より前記基板保持具１３を移動する基板保持具移動機構１４と、該基板保持具移動機構１４の前記基板保持具１３の転倒を防止する第２の基板保持具転倒防止機構と、前記第１、第２の基板保持具転倒防止機構の係合離脱を制御する転倒防止制御部とを具備し、該転倒防止制御部は、前記基板保持具が前記載置部と前記基板保持具移動機構との間で授受が為される間中、前記第１、第２の基板保持具転倒防止機構の内少なくとも一方が前記基板保持具と係合し、該基板保持具の転倒を防止する様制御する。
【選択図】図１

Description

本発明はシリコンウェーハ等の被処理基板に対して、ＣＶＤ、ドライエッチング、スパッタ等所要の処理を行う基板処理装置に関し、特にボート等の基板保持具を搬送する搬送装置を具備する基板処理装置に関するものである。

シリコンウェーハ等の基板にＣＶＤ、ドライエッチング、スパッタ等所要の処理を行い半導体装置を製造する装置として基板処理装置があり、基板処理装置には基板を一枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置、或は所定枚数を一度に処理するバッチ式の基板処理装置とがある。

バッチ式の基板処理装置では所定数の基板（以下、ウェーハ）が基板保持具（以下、ボート）に水平姿勢で多段に保持され、該ボートをボート装脱手段（以下、ボートエレベータ）により処理室内に装入、引出しする様にし、前記ボートエレベータによりボートを処理室内に収納させ、基板をボートに保持させた状態で、所要の処理を行い、処理後はボートエレベータによりボートを処理室から引出している。

更に、ウェーハ処理の効率を向上させる為、ウェーハが処理室で処理されている間に、ボートに対する未処理ウェーハの装填、処理後のウェーハの冷却、ボートからの処理済ウェーハの払出しを行える様にする為、複数のボートを用い、未処理ウェーハが装填されたボートと処理済ウェーハが装填されたボートとを交換しながら処理を進行している。

従来複数のボートを用い、未処理ウェーハが装填されたボートと処理済ウェーハが装填されたボートとをボート交換装置を用い、処理の進行に合せて交換する様にした基板処理装置が、特許文献１に示されている。

特許文献１の基板処理装置では、３のボート載置位置を有し、該３のボート載置位置にボート交換装置がボートを移替えている。又３のボート載置位置の内、第１のボート載置位置では前記ボートエレベータがボートを載置し、第２のボート載置位置ではボートに対して基板の装填、払出しが行われ、第３のボート載置位置では未処理ウェーハが装填されたボート、又処理済ウェーハが装填されたボートを交換作業途中で待機させている。

前記ボートは前記３のボート載置位置に容易に受渡し可能に載置されるが、前記ボートはウェーハを水平姿勢で多段に保持するものであり、底面積に比較して背が高くなっている。この為、地震等により前記ボートに水平力が作用した場合、ボートが転倒する虞れがある。

特許文献２に示される基板処理装置では、上記した第１のボート載置位置、第２のボート載置位置、第３のボート載置位置でのボート転倒防止手段が示され、特許文献３に示される基板処理装置ではボート交換装置でのボート転倒防止手段がそれぞれ示されている。

然し乍ら、特許文献２に示される基板処理装置、特許文献３に示される基板処理装置それぞれ個々にボートの転倒防止について考慮されているが、ボート交換装置によるボート搬送途中、ボート交換装置がボートをボート移載位置に受渡している途中の転倒防止について考慮されていない。

地震等は何時発生するか予測できず、基板処理装置の基板処理中、ボート交換装置によるボート搬送途中、ボート交換装置がボートをボート移載位置に受渡している途中に地震が発生した場合、ボートが転倒し、或は損傷する虞れがある。

特開２００１−３３８８８８号公報

特開２００３−２５８０６３号公報

特開２００４−７１６１８号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、基板処理装置の基板処理中、基板保持具交換装置による基板保持具搬送途中、或は基板保持具交換装置が基板保持具を受渡している途中に、基板保持具に地震等による外的衝撃が作用した場合にも、基板保持具の転倒、破損を防止できる様にするものである。

本発明は、基板を収納し処理する処理室と、該処理室内で基板を保持する基板保持具と、該基板保持具を載置し前記処理室内外に前記基板保持具を移動可能な載置部と、該載置部に載置された前記基板保持具の転倒を防止する様係合離脱可能な第１の基板保持具転倒防止機構と、前記載置部とは異なる箇所に前記基板保持具を移動可能な基板保持具移動機構と、該基板保持具移動機構に載置された前記基板保持具の転倒を防止する様係合離脱可能な第２の基板保持具転倒防止機構と、前記第１、第２の基板保持具転倒防止機構の係合離脱を制御する転倒防止制御部とを具備し、該転倒防止制御部は、前記基板保持具が前記載置部と前記基板保持具移動機構との間で授受が為される間中、前記第１、第２の基板保持具転倒防止機構の内少なくとも一方が前記基板保持具と係合し、該基板保持具の転倒を防止する様制御する基板処理装置に係り、又基板を収納し処理する処理室と、該処理室内で基板を保持する基板保持具と、該基板保持具を載置し前記処理室内外に前記基板保持具を移動可能な載置部と、該載置部とは異なる箇所に配置され前記基板保持具を保持可能な保持台と、該保持台に載置された前記基板保持具の転倒を防止する様係合離脱可能な第１の基板保持具転倒防止機構と、前記載置部と前記保持台との間で前記基板保持具を移動可能な基板保持具移動機構と、該基板保持具移動機構に載置された前記基板保持具の転倒を防止する様係合離脱可能な第２の基板保持具転倒防止機構と、前記第１、第２の基板保持具転倒防止機構の係合離脱を制御する転倒防止制御部とを具備し、該転倒防止制御部は、前記基板保持具が前記保持台と前記基板保持具移動機構との間で授受が為される間中、前記第１、第２の基板保持具転倒防止機構の内少なくとも一方が前記基板保持具と係合し、該基板保持具の転倒を防止する様制御する基板処理装置に係るものである。

本発明によれば、基板を収納し処理する処理室と、該処理室内で基板を保持する基板保持具と、該基板保持具を載置し前記処理室内外に前記基板保持具を移動可能な載置部と、該載置部に載置された前記基板保持具の転倒を防止する様係合離脱可能な第１の基板保持具転倒防止機構と、前記載置部とは異なる箇所に前記基板保持具を移動可能な基板保持具移動機構と、該基板保持具移動機構に載置された前記基板保持具の転倒を防止する様係合離脱可能な第２の基板保持具転倒防止機構と、前記第１、第２の基板保持具転倒防止機構の係合離脱を制御する転倒防止制御部とを具備し、該転倒防止制御部は、前記基板保持具が前記載置部と前記基板保持具移動機構との間で授受が為される間中、前記第１、第２の基板保持具転倒防止機構の内少なくとも一方が前記基板保持具と係合し、該基板保持具の転倒を防止する様制御するので、基板処理装置が稼働している状態では、前記基板保持具にはいずれかの前記基板保持具転倒防止機構が係合し、前記基板保持具の非係合状態は存在しないので、該基板保持具に予期しない外力が作用した場合にも該基板保持具の転倒が防止される。

又本発明によれば、基板を収納し処理する処理室と、該処理室内で基板を保持する基板保持具と、該基板保持具を載置し前記処理室内外に前記基板保持具を移動可能な載置部と、該載置部とは異なる箇所に配置され前記基板保持具を保持可能な保持台と、該保持台に載置された前記基板保持具の転倒を防止する様係合離脱可能な第１の基板保持具転倒防止機構と、前記載置部と前記保持台との間で前記基板保持具を移動可能な基板保持具移動機構と、該基板保持具移動機構に載置された前記基板保持具の転倒を防止する様係合離脱可能な第２の基板保持具転倒防止機構と、前記第１、第２の基板保持具転倒防止機構の係合離脱を制御する転倒防止制御部とを具備し、該転倒防止制御部は、前記基板保持具が前記保持台と前記基板保持具移動機構との間で授受が為される間中、前記第１、第２の基板保持具転倒防止機構の内少なくとも一方が前記基板保持具と係合し、該基板保持具の転倒を防止する様制御するので、基板処理装置が稼働している状態では、前記基板保持具にはいずれかの前記基板保持具転倒防止機構が係合し、該基板保持具の非係合状態は存在しないので、該基板保持具に予期しない外力が作用した場合にも該基板保持具の転倒が防止される等の優れた効果を発揮する。

以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。

先ず、図１、図２に於いて、本発明が実施される基板処理装置の概略について説明する。

筐体１の前面には外部搬送装置（図示せず）と基板搬送容器（以下、カセットと称す。本実施の形態では密閉式のカセットが使用されている）の授受を行うカセットステージ２が設けられ、該カセットステージ２はシャッタ３を介して前記筐体１の内部と連通している。

該筐体１の内部前方に、前記カセットステージ２と対向してカセットオープナ４が設けられ、該カセットオープナ４の上方にはカセットストッカ５が設けられ、該カセットストッカ５、前記カセットオープナ４と前記カセットステージ２間にはカセット搬送手段であるカセットローダ６が設けられている。

前記筐体１の内部後方一側にボート移動機構であるボートエレベータ７が設けられ、該ボートエレベータ７から水平に延びる昇降アーム８にはシールキャップ９が設けられ、該シールキャップ９は、処理室、加熱機構を有する処理炉１１の炉口を閉塞する。前記シールキャップ９にはボート載置部１２（後述）が設けられ、該ボート載置部１２に被処理基板（以下ウェーハ）１０を水平姿勢で多段に保持するボート（基板保持具）１３が載置され、前記ボート載置部１２はボート載置盤４４（後述）を有し、該ボート載置盤４４を介して前記ボート１３を回転可能となっている。

前記ボートエレベータ７に対向して、前記筐体１の内部後方他側にはボート交換装置１４が設けられ、該ボート交換装置１４、前記ボートエレベータ７と前記カセットオープナ４との間に基板移載機１５が設けられている。

前記カセットステージ２は図示しない外部搬送装置とカセット１６の授受を行うと共に前記カセットローダ６との間で前記カセット１６の授受を行うものであり、前記カセットローダ６は横行、昇降、進退可能であり、前記カセットステージ２のカセット１６を前記カセットオープナ４、前記カセットストッカ５に移載するものである。前記カセットオープナ４は、前記カセット１６の蓋を開閉する。

前記基板移載機１５は昇降、進退、回転可能であり、前記カセットオープナ４上のカセット１６とボート１３間で前記ウェーハ１０の移載を行う。

前記ボート交換装置１４は２本の左ボート支持アーム１７、右ボート支持アーム１８を有し、該左ボート支持アーム１７と右ボート支持アーム１８とは独立して回転可能且つ昇降可能となっており、ウェーハ移載位置Ａ、ボート授受位置Ｂ、ウェーハクーリング位置Ｃ間で前記ボート１３の移動を行う様になっている。前記ウェーハ移載位置Ａ及び前記ウェーハクーリング位置Ｃにはボート置き台１９及びボート置き台２０が設けられ、それぞれに前記ボート１３が載置される。

前記ボート載置部１２は前記ボート授受位置Ｂで未処理ウェーハ１０を保持したボート１３を前記ボート交換装置１４から受取り、前記ボートエレベータ７により前記ボート１３が前記処理炉１１の処理室に装入される。

該処理炉１１では前記ウェーハ１０が加熱され、所要の処理ガスが処理室に導入され基板処理される。又、前記ボート１３はウェーハ処理中成膜の均一性を向上させる為回転される。

処理が完了すると前記ボートエレベータ７は前記処理炉１１から前記ボート１３を前記ボート授受位置Ｂに引出し、前記ボート１３を前記ボート交換装置１４に受渡す。

処理済ウェーハ１０を保持するボート１３は前記ウェーハクーリング位置Ｃに移動され、前記ボート置き台２０に載置され、所定の温度となる迄冷却される。その間、未処理ウェーハ１０を保持するボート１３が前記ウェーハ移載位置Ａより前記ボート授受位置Ｂに移動され、前記ボート載置部１２に受渡され、前記ボートエレベータ７により前記処理炉１１に装入される。

前記ウェーハクーリング位置Ｃで処理済ウェーハ１０が所定の温度迄冷却されると、前記ボート交換装置１４は処理済ウェーハ１０を保持するボート１３を前記ウェーハ移載位置Ａ迄移動し、前記ボート置き台１９に載置する。

前記基板移載機１５は前記ウェーハ移載位置Ａにあるボート１３から処理済ウェーハ１０を前記カセットオープナ４上のカセット１６に払出す。処理済ウェーハ１０が前記カセット１６に装填されると該カセット１６は前記カセットローダ６により前記カセットステージ２へ搬送され、更に外部搬送装置により搬出される。

前記カセットローダ６により前記カセットオープナ４に未処理ウェーハ１０が装填されたカセット１６が移載され、前記基板移載機１５は前記カセット１６から未処理ウェーハ１０を前記ウェーハ移載位置Ａにある空のボート１３に移載する。

而して、前記ウェーハ１０の処理が繰返し実行される。

次に、前記ウェーハ１０の処理を行う前記処理炉１１について図３を参照して説明する。

該処理炉１１は加熱機構としてのヒータ２１を有する。該ヒータ２１は円筒形状であり、ヒータベース２２に垂直に設けられている。

前記ヒータ２１の内部には、該ヒータ２１と同心に反応管２３が配設されている。該反応管２３は内部反応管２４と、その外側に同心に設けられた外部反応管２５とから構成されている。

前記内部反応管２４は、例えば石英（ＳｉＯ2 ）又は炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端及び下端が開口した円筒形状となっている。前記内部反応管２４は処理室２６を画成し、該処理室２６はウェーハ１０が装填されたボート１３を収納可能となっている。前記外部反応管２５は、例えば石英又は炭化シリコン等の耐熱性材料からなり、下端が開口した有天円筒形状をしており、前記内部反応管２４との間に円筒状の空間２７を形成する。

前記外部反応管２５は前記ヒータベース２２に支持された（支持構造は図示せず）マニホールド２８に気密に立設されている。該マニホールド２８は、例えばステンレス等からなり、内筒面に内フランジ２９が形成され、該内フランジ２９に前記内部反応管２４が立設されている。

後述するシールキャップ９にはガス導入部としてのノズル３２が前記処理室２６内に連通する様に接続されており、前記ノズル３２にはガス供給管３３が接続されている。該ガス供給管３３の上流側には、ガス流量制御器としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）３４を介して図示しない処理ガス供給源や不活性ガス供給源が接続されている。該ＭＦＣ３４には、ガス流量制御部３５が電気的に接続されており、該ガス流量制御部３５により供給するガスの流量が所望の量、ガス供給タイミングが所望の時期になる様に前記ＭＦＣ３４が制御される。

前記マニホールド２８には、前記処理室２６の雰囲気を排気する排気管３６が設けられている。該排気管３６は、前記空間２７の下端部に連通する様前記マニホールド２８に設けられている。前記排気管３６には圧力検出器としての圧力センサ３７が設けられ、前記排気管３６は圧力制御弁等の圧力調整装置３８を介して真空ポンプ等の真空排気装置３９に接続されており、前記処理室２６の圧力が所定の圧力（真空度）となる様、真空排気し得る様に構成されている。前記圧力センサ３７、前記圧力調整装置３８には圧力制御部４１が電気的に接続されており、該圧力制御部４１は前記圧力センサ３７により検出された圧力に基づいて前記圧力調整装置３８により前記処理室２６の圧力が所望の圧力となる様、所望のタイミングにて制御する様に構成されている。

前記マニホールド２８の下端開口は炉口部を構成し、前記マニホールド２８の下方には炉口蓋体としての前記シールキャップ９が設けられ、該シールキャップ９は前記マニホールド２８の下端に垂直方向下側から当接され、前記炉口部を気密に閉塞可能となっている。前記シールキャップ９は、例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。該シールキャップ９にはボートを回転させるボート回転機構４２が、前記シールキャップ９と同心に設置されている。

前記ボート回転機構４２のボート回転軸４３は前記シールキャップ９を貫通して、前記ボート載置盤４４に連結されており、該ボート載置盤４４には前記ボート１３が載置される様になっている。前記ボート回転機構４２は前記ボート回転軸４３、前記ボート載置盤４４を介して前記ボート１３を回転させる。

前記シールキャップ９は前記昇降アーム８（図１参照）に支持され、該昇降アーム８を介して前記ボートエレベータ７によって昇降され、該ボートエレベータ７によって前記ボート１３は前記処理室２６に装脱可能となっている。前記ボートエレベータ７及び前記ボート回転機構４２には、駆動制御部４５が電気的に接続されており、該駆動制御部４５は前記ボート回転機構４２、前記ボートエレベータ７を所望の動作をする様所望のタイミングにて制御する。

前記ボート１３は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、上記した様に所定枚数のウェーハ１０を水平姿勢で多段に保持する様に構成されている。又、前記ボート１３の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる円板形状をした断熱部材としての断熱板４６が水平姿勢で多段に複数枚配置されており、前記処理室２６からの熱が前記マニホールド２８側に伝わりにくくなる様になっている。

前記反応管２３内には温度センサ４７が設置されている。前記ヒータ２１と前記温度センサ４７には、温度制御部４８が電気的に接続されており、該温度制御部４８は、前記温度センサ４７により検出された温度情報に基づき前記処理室２６の温度が所望の温度分布となる様、前記ヒータ２１の加熱状態を制御する。

前記ガス流量制御部３５、前記圧力制御部４１、前記駆動制御部４５、前記温度制御部４８及び後述する転倒防止制御部４９、前記ボート交換装置１４を制御するボート交換制御部５０等は主制御部５１を構成し、該主制御部５１は基板処理装置全体を統括して制御する。

次に、図４〜図７により、前記ボート回転機構４２について説明する。

前記シールキャップ９の下面にモータホルダ５４が固着され、該モータホルダ５４の下面に減速器５５が取付けられている。該減速器５５、前記モータホルダ５４を貫通する中空の外回転軸５６が軸受５７を介して回転自在に設けられ、前記外回転軸５６と一体に設けられた前記ボート回転軸４３が前記シールキャップ９を気密に貫通し、前記ボート回転軸４３の上端には前記ボート載置盤４４が固着されている。該ボート載置盤４４の上面には放射状３方向にテーパ溝５８が穿設され、ボート底板５９の下面の円周三等分した位置に位置決めピン６１が突設され、該位置決めピン６１と前記テーパ溝５８とが嵌合し、前記ボート載置盤４４に対するボート１３の位置決めがなされる様になっている。又前記ボート底板５９の底面には後述する様にロック穴６２が設けられている。

前記外回転軸５６の前記軸受５７，５７間にはウォームホイール６３が嵌着され、該ウォームホイール６３にはウォーム６４が噛合され、該ウォーム６４は図示しないボート回転モータ（図示せず）の出力軸６５に軸着されている。前記外回転軸５６の回転位置を検出する回転検出器（図示せず）が設けられ、前記外回転軸５６の前記シールキャップ９に対する回転位置が検出される様になっており、又前記回転検出器は前記外回転軸５６、即ち前記ボート載置盤４４の基準位置を検出可能となっている。

前記外回転軸５６、前記ボート回転軸４３の内部にボートロック軸６６が軸受６７を介して同心に回転自在に設けられ、又前記ボートロック軸６６は気密にシールされている。該ボートロック軸６６は前記ボート載置盤４４より突出しており、突出端にはロック部材として図５に見られる様な略矩形状のロックプレート６８が固着されている。前記ボートロック軸６６の下端部は半円柱状に一部が切除され、平坦面６９が形成されている。該平坦面６９は前記減速器５５の下面より下方に突出している。

前記ボートロック軸６６の下端部には捩りコイルバネであるロックバネ７１が外嵌され、該ロックバネ７１の一端は中心側に折曲げられ、前記平坦面６９に係合され、他端は接線方向に延出し、前記外回転軸５６に係止されている。特に図示していないが、前記ボートロック軸６６と前記外回転軸５６間には機械的にストッパが設けられ、前記ロックバネ７１は前記ボートロック軸６６と前記外回転軸５６とが確実に当接する様に初期撓みが与えられている。

前記減速器５５の下面にはスライド軸受７２を介してロックロッド７３が前記ボートロック軸６６の軸心に直交する方向に摺動自在に設けられ、前記ロックロッド７３の先端は前記平坦面６９に当接可能となっており、前記ロックロッド７３の基端はシリンダ、ソレノイド等、リニア駆動器であるロックアクチュエータ７４に連結されている。

而して、該ロックアクチュエータ７４により前記ロックロッド７３が進退され、該ロックロッド７３の先端が前記平坦面６９に当接離反する様になっており、前記ロックロッド７３が前記平坦面６９に当接した状態では、前記ボートロック軸６６の回転が拘束される。

前記ロックプレート６８、前記ボートロック軸６６、前記ロックバネ７１、前記ロックロッド７３、前記ロックアクチュエータ７４等はボート転倒防止機構７７を構成する。

尚、前記ボートロック軸６６の回転を拘束する方法としては、該ボートロック軸６６の下端に水平方向に延びるピンを設け、該ピンの回転面に対して係合部材を出入りさせる様にしてもよい。

前記ボート底板５９には前記ロックプレート６８と係合離脱可能な前記ロック穴６２が形成されている。

該ロック穴６２は図６に見られる様に、前記ボート底板５９の内部に円板状の袋穴７５が形成され、該袋穴７５は鍵孔７６によって開口されている。該鍵孔７６は前記袋穴７５と同半径の２つの円弧と対向する平行な直線で形成された略矩形形状となっており、前記ロックプレート６８とは相似形状となっている。

而して、前記ロックプレート６８が前記鍵孔７６を通して前記袋穴７５に挿入され（図６（Ａ）、図６（Ｂ）参照）、前記ボート底板５９に対して前記ボートロック軸６６が所要角度（図示で９０°）相対回転される（図６（Ｃ）参照）ことで、前記ロックプレート６８が前記鍵孔７６と係合し、前記ボート載置盤４４と前記ボート底板５９とが離反しない様にロック、即ち前記ボート１３が転倒しない様にロックされる。

上記した様に、前記テーパ溝５８と前記位置決めピン６１との嵌合により、前記ボート載置盤４４に対するボート１３の回転方向の位置は決定される。又、前記ロックロッド７３が前記平坦面６９に当接していない状態では、前記ボートロック軸６６は前記ロックバネ７１の初期バネ力と、前記ボートロック軸６６と前記外回転軸５６間のストッパにより前記ボートロック軸６６と前記ボート載置盤４４との回転方向の位置が決定される。

而して、該ボート載置盤４４に載置された前記ボート１３の前記ボート底板５９の前記鍵孔７６の方向と前記ロックプレート６８の方向とは、前記ボートロック軸６６に前記ロックロッド７３が係合していない状態では、９０°方向が異なる様になっている（図６参照）。

図７により、前記ボート載置盤４４のボートのロック、解除作動について説明する。

先ず、前記ボート載置盤４４に前記ボート１３を載置する場合を説明する。

載置する準備として、前記ロックアクチュエータ７４が駆動され、前記ロックロッド７３が突出され、前記平坦面６９に当接する。前記ロックロッド７３が前記平坦面６９に当接することで、前記ボートロック軸６６の回転がロックされる。

該ボートロック軸６６の回転がロックされた状態で、前記ボート回転モータ（図示せず）が駆動され、前記ウォーム６４、前記ウォームホイール６３、前記外回転軸５６、前記ボート回転軸４３を介して前記ボート載置盤４４が前記ロックプレート６８に対して９０°相対回転される。回転方向は前記ロックバネ７１を更に撓ませる方向である。前記ボート載置盤４４に対して一義的に前記ボート１３の位置、方向が決定されるが、この時の該ボート１３の前記ボート底板５９の前記鍵孔７６の方向は前記ロックプレート６８の方向と合致している（図７（Ａ）参照）。

前記ボート１３を前記ボート載置盤４４に載置する。前記ロックプレート６８が前記鍵孔７６を通って前記袋穴７５に挿入される（図７（Ｂ）参照）。

前記ボート回転モータ（図示せず）が上記回転方向とは逆の方向に駆動される。前記ボートロック軸６６は前記ロックロッド７３により依然として回転が拘束されており、前記ボート載置盤４４が前記ロックプレート６８に対して９０°逆方向に相対回転される。回転方向は前記ロックバネ７１を復元させる方向である。前記ボート載置盤４４が９０°逆方向に回転されると前記ロックアクチュエータ７４により前記ロックロッド７３が後退され、前記ボートロック軸６６はストッパ（図示せず）で回転方向の位置が決定される。この状態では、上記した様に前記ロックプレート６８と前記鍵孔７６とは９０°方向が異なり、該鍵孔７６に前記ロックプレート６８が係合した状態、即ち前記ボート１３がロックされた状態となる（図７（Ｃ）参照）。

前記ロックロッド７３による前記ボートロック軸６６のロックが解除された状態では、前記ボートロック軸６６と前記ボート底板５９とは前記ロックバネ７１を介して一体化された状態であり、前記ボート回転モータ（図示せず）により前記ボート底板５９を回転することで前記ボート１３はロック状態が維持されて回転する。

従って、前記ボート交換装置１４による他のボートの搬送中、ウェーハの交換動作中、更に前記ボート１３を前記反応炉１１内に装入し、ウェーハを処理中、前記ボート１３を回転させている状態で前記ボート載置部１２上の前記ボート１３はロック状態が維持される。

前記ボート載置盤４４に於けるロック解除の作動としては上記作動の逆の作動により行われる。

ここで、前記ロックプレート６８を前記ボート載置盤４４に対して相対復帰させる為には、前記ロックロッド７３を後退させ、前記ロックバネ７１の復元力により、前記ボートロック軸６６を逆方向に回転させることもできるが、前記ボートロック軸６６の急激な回転、停止は発塵を誘発する可能性があり、上記した様に、ボート回転モータによりゆっくり戻すのが好ましい。

図８、図９により前記ボート置き台１９について説明する。尚、前記ボート置き台２０は前記ボート置き台１９と同一構造である。

前記筐体１に取付けられるベース７８に座板７９が固定され、該座板７９に立設された支柱８１を介してボート受座８２が取付けられる。該ボート受座８２の上面には放射状に３本のテーパ溝８０が刻設され、該テーパ溝８０は前記ボート１３の前記位置決めピン６１と嵌合する様になっている。

前記ボート受座８２の中心を貫通するロックシャフト８３が設けられ、該ロックシャフト８３の突出する上端には前記ロックプレート６８と同形状のロックプレート８４が固着されている。前記ロックシャフト８３の下端は、例えば回転シリンダ、モータ、ロータリソレノイド等のロータリアクチュエータ８５に連結されている。該ロータリアクチュエータ８５により前記ロックシャフト８３を介して前記ロックプレート８４が９０°回転する様になっている。

前記ボート受座８２に前記ボート１３が載置される。前記ボート受座８２に対する前記ボート１３の姿勢は前記テーパ溝８０と前記位置決めピン６１の嵌合により決定される。この状態での前記鍵孔７６の向きと前記ロックプレート８４の向きとは一致する様にしておく。従って、前記ロックプレート８４は前記鍵孔７６を通して前記袋穴７５に挿入される。前記ボート１３の載置後、前記ロータリアクチュエータ８５の駆動により、前記ロックプレート８４が９０°回転され、前記ボート１３が前記ボート受座８２に転倒防止の為のロックがされる。前記ロータリアクチュエータ８５、前記ロックシャフト８３、前記ロックプレート８４等はボート転倒防止機構８６を構成する。

而して、前記ボート１３は前記ボートエレベータ７に保持された状態、前記ボート置き台１９，２０に保持された状態のいずれの状態でも、ロックされ、転倒防止が施された状態となる。尚、前記ボート１３のロックは前記ボートエレベータ７に保持された状態、或は前記ボート置き台１９，２０に保持された状態のいずれか一方についてロックする様にしてもよい。

次に、図１０〜図１３により前記ボート交換装置１４、及び該ボート交換装置１４に於けるボート転倒防止機構９８について説明する。

前記筐体１のベース（図示せず）に立断面がコの字状のフレーム８７を立設し、該フレーム８７の上下に掛渡ってガイドシャフト８８が垂直に設けられ、該ガイドシャフト８８に右昇降ブロック８９、左昇降ブロック９０が摺動自在に嵌合している。

前記右昇降ブロック８９に螺合するスクリューシャフト９１が前記ガイドシャフト８８と平行に回転自在に設けられ、前記スクリューシャフト９１の下端は前記フレーム８７に固着された軸受部材９２に回転自在に支持され、該軸受部材９２には右昇降モータ９３が取付けられ、該右昇降モータ９３によって前記スクリューシャフト９１が回転される様になっている。

前記右昇降ブロック８９の前面にはＬ字形状のブラケット９４が固着され、該ブラケット９４にはロータリシリンダ等のロータリアクチュエータ９５が取付けられ、該ロータリアクチュエータ９５の回転軸９６に前記右ボート支持アーム１８が固着され、該右ボート支持アーム１８は前記右昇降モータ９３により昇降、前記ロータリアクチュエータ９５により回転される様になっている。

前記右ボート支持アーム１８の先端部は、右ボート載置部９７となっており、該右ボート載置部９７は後述する様に、前記ボート転倒防止機構９８を具備している。

前記左ボート支持アーム１７も前記右ボート支持アーム１８と同様な機構により、昇降、回転される様になっている。

即ち、前記左昇降ブロック９０は左昇降モータ９９によって回転されるスクリューシャフト１００と螺合し、又前記左昇降ブロック９０にブラケット１０１を介してロータリアクチュエータ１０２が取付けられ、該ロータリアクチュエータ１０２に前記左ボート支持アーム１７が取付けられている。該左ボート支持アーム１７も先端部が左ボート載置部１０３となっており、該左ボート載置部１０３は前記右ボート載置部９７と同様ボート転倒防止機構９８を具備している。尚、前記左ボート載置部１０３と前記右ボート載置部９７とは対称な形状を有している。

又、前記右昇降モータ９３、前記ロータリアクチュエータ９５、前記左昇降モータ９９、前記ロータリアクチュエータ１０２は、前記ボート交換制御部５０によって、動作速度、動作タイミング等駆動が制御される様になっている。

前記ボート転倒防止機構９８、前記左ボート載置部１０３について、図１１、図１２により説明する。尚、図は前記左ボート支持アーム１７に設けられた前記ボート転倒防止機構９８を示している。

前記左ボート載置部１０３は略半円弧形状であり、断面形状は水平な棚部１０４と垂直な壁部１０５から構成されている。前記棚部１０４は更に前記ボート１３が載置する段差部１０６を有している。

前記左ボート載置部１０３の円弧形状の略中央の位置に前記ボート転倒防止機構９８が設けられている。

前記段差部１０６に垂直係止ピン１０７が突設され、該垂直係止ピン１０７に臨接する様に前記壁部１０５に通孔１０８が穿設されている。該通孔１０８の中心線は前記垂直係止ピン１０７の中心を通過する様な位置関係となっている。

前記通孔１０８の中心線と同心にエアシリンダ等のリニアアクチュエータ１０９が設けられ、該リニアアクチュエータ１０９は前記左ボート載置部１０３の中心に向ってピストンロッド１１１を進退させる様になっており、該ピストンロッド１１１の先端には水平係止ピン１１２が突設されている。

前記リニアアクチュエータ１０９、前記ロータリアクチュエータ１０２は前記転倒防止制御部４９により、駆動、動作タイミングが制御される様になっている。

尚、前記ボート１３の底部には、前記垂直係止ピン１０７に嵌合する垂直凹部１１５が穿設され、前記水平係止ピン１１２に嵌合する水平凹部１１６が穿設されている。

前記ボート転倒防止機構９８の作動について図１、図２、図１３を参照して説明する。

例えば、前記左ボート支持アーム１７がウェーハクーリング位置Ｃで受載する場合、前記ロータリアクチュエータ１０２により前記ボート置き台２０の位置に前記左ボート支持アーム１７が回転される。この時、該左ボート支持アーム１７と受載すべきボート１３が干渉しない様に、前記左ボート支持アーム１７は前記左昇降モータ９９により降下されている。

前記左ボート載置部１０３の中心と前記ボート１３の中心とが合致した状態では、前記垂直凹部１１５と前記垂直係止ピン１０７の芯が合致し、同時に前記水平係止ピン１１２と前記水平凹部１１６の芯が合致する様になっている。尚、前記ピストンロッド１１１は後退した状態である。

先ず前記左ボート支持アーム１７が上昇し、前記左ボート載置部１０３にボート１３を受載する（図１３（Ａ））。該ボート１３が前記左ボート載置部１０３に載置されることで、前記垂直係止ピン１０７が前記垂直凹部１１５に嵌合する（図１３（Ｂ））。

次に、前記リニアアクチュエータ１０９が駆動され、前記ピストンロッド１１１が突出され、前記水平係止ピン１１２が前記水平凹部１１６に嵌合する（図１３（Ｃ））。

前記垂直係止ピン１０７が前記垂直凹部１１５に嵌合することで、ボート１３の水平係止ピン１１２嵌合部での水平移動が拘束され、前記水平係止ピン１１２が前記水平凹部１１６に嵌合することで、嵌合部の上下移動が拘束される。更に、前記ボート１３は前記段差部１０６に載置されているので、前記垂直係止ピン１０７を中心とする回転移動も拘束される。

而して、前記ボート転倒防止機構９８が作動した状態では、前記ボート１３に水平力が作用した場合、垂直、水平、回転の３方向の移動が拘束される。尚、回転の拘束は前記壁部１０５を前記ボート１３に近接させ、前記壁部１０５を前記ボート１３に当接させることで行っても良い。

次に、上記構成に係る処理炉１１を用いて、半導体デバイスの製造工程の１工程として、ＣＶＤ法によりウェーハ１０上に薄膜を形成する方法について説明する。尚、以下の説明に於いて、基板処理装置を構成する各部の動作は前記主制御部５１により制御される。

前記基板移載機１５により前記ボート置き台１９に載置された（ウェーハ移載位置Ａ）ボート１３に対して所定枚数のウェーハ１０が装填（ウェーハチャージ）される。前記ボート置き台１９に載置された前記ボート１３は前記ロックプレート８４が前記ロック穴６２に係合され、前記ボート転倒防止機構８６によりロックされた状態となっている。

前記ボート１３へのウェーハ１０の装填が完了すると、ウェーハ移載位置Ａで前記ボート１３が前記ボート置き台１９から前記左ボート支持アーム１７へ受渡され、該左ボート支持アーム１７により前記ボート載置部１２（ボート授受位置Ｂ）への前記ボート１３の搬送が行われる。

ボート１３が前記ボート置き台１９から前記左ボート支持アーム１７へ受渡しの過程に於いて、前記ボート置き台１９の前記ボート転倒防止機構８６がボート１３をロックした状態で、前記左ボート支持アーム１７の前記ボート転倒防止機構９８が作動してボート１３をロックする。前記ボート転倒防止機構９８がボート１３のロックを完了した後、前記ボート転倒防止機構８６のロックが解除される。従って、前記ボート１３の受渡し時に、前記ボート転倒防止機構９８と前記ボート転倒防止機構８６が同時にボート１３をロックしている状態が存在し、前記ボート１３が非ロック状態となることがない様に、前記ボート転倒防止機構８６、前記ボート転倒防止機構９８の作動タイミングが、前記転倒防止制御部４９によって制御される。

前記ボート授受位置Ｂで、前記左ボート支持アーム１７から前記ボート載置部１２へのボート１３の移換えも同様であり、前記ボート転倒防止機構９８がボート１３をロックした状態で前記ボート載置盤４４がボート１３を載置し、更に前記ボート転倒防止機構７７が作動しボート１３をロックする。前記ボート転倒防止機構７７によるボート１３のロックが完了した後に、前記ボート転倒防止機構９８のロックが解除される。この場合でも、前記ボート１３が非ロック状態となることがない様に、前記ボート転倒防止機構９８、前記ボート転倒防止機構７７の作動タイミングが、前記転倒防止制御部４９によって制御される。

前記ボート載置部１２への移換えが完了すると、前記ボート１３は、前記ボートエレベータ７によって上昇され、前記処理室２６に装入（ボートローディング）される。

該処理室２６内が所望の圧力（真空度）となる様に前記真空排気装置３９によって真空排気される。この際、前記処理室２６の圧力は、前記圧力センサ３７で測定され、この測定された圧力に基づき前記圧力調節器３８により調節される。又、前記処理室２６が所望の温度となる様に前記ヒータ２１によって加熱される。この際、前記処理室２６が所望の温度分布となる様に前記温度センサ４７が検出した温度情報に基づき前記ヒータ２１への通電具合がフィードバック制御される。続いて、前記ボート回転機構４２により、ボート１３が回転されることで、ウェーハ１０が回転される。

次いで、処理ガス供給源から供給され、前記ＭＦＣ３４にて所望の流量となる様に制御されたガスは、前記ガス供給管３３を流通して前記ノズル３２から前記処理室２６内に導入される。導入されたガスは該処理室２６内を上昇し、前記内部反応管２４の上端開口から前記空間２７に流出して前記排気管３６から排気される。ガスは前記処理室２６内を通過する際にウェーハ１０の表面と接触し、この際に熱ＣＶＤ反応によってウェーハ１０の表面上に薄膜が堆積（デポジション）される。

予め設定された処理時間が経過すると、不活性ガス供給源から不活性ガスが供給され、前記処理室２６内が不活性ガスに置換されると共に、該処理室２６内の圧力が常圧に復帰される。

その後、前記ボートエレベータ７により前記シールキャップ９が下降されて、前記マニホールド２８の下端が開口されると共に、処理済ウェーハ１０がボート１３に保持された状態で前記マニホールド２８の下端から前記反応管２３の外部に搬出（ボートアンローディング）される。その後、処理済ウェーハ１０はボート１３より取出される（ウェーハディスチャージ）。

尚、一例迄、本発明の実施の形態の処理炉についてウェーハを処理する際の処理条件としては、例えば、ＳｉＮ膜の成膜に於いては、処理温度７６０℃、処理圧力２０〜２５Ｐａ、ガス種、ガス供給流量、アンモニア（ＮＨ3 ）ガス ４８０ｓｃｃｍ、ジクロロシラン（ＢＣＳ）ガス １２０ｓｃｃｍが例示され、それぞれの処理条件を、それぞれの範囲内のある値で一定に維持することでウェーハに処理がなされる。

処理が完了すると、前記ボートエレベータ７により前記ボート１３が降下され、前記ボート授受位置Ｂで前記ボート載置部１２から前記右ボート支持アーム１８へのボート１３の移換えが行われる。この場合、前記ボート転倒防止機構７７によりボート１３がロックされた状態で、該ボート１３が前記右ボート支持アーム１８に載置され、更に前記ボート転倒防止機構９８がロック完了した後、前記ボート転倒防止機構７７のロックが解除される。従って、前記ボート１３が非ロック状態となることがない様に、前記ボート転倒防止機構７７、前記ボート転倒防止機構９８の作動タイミングが、前記転倒防止制御部４９によって制御される。

同様にして、前記右ボート支持アーム１８から前記ボート置き台２０にボート１３が移換えられる場合も、ボート１３に非ロック状態が存在しない様に、前記転倒防止制御部４９によって前記ボート転倒防止機構９８、前記ボート転倒防止機構８６の作動タイミングが制御される。

上述した様に、ボート１３は処理中どの様な状態でも、非ロック状態となることはなく、地震等により前記ボートに水平力が作用した場合も、ボートが転倒することはない。

尚、上記実施の形態に示される基板保持具は、一体型のボート１３を示したが、その他下部が分割されたもの、ボートが保持部材を介してボート載置部１２に載置される構造となったもの等を含むことは言う迄もない。

本発明が実施される基板処理装置の概略を示す斜視図である。 本発明が実施される基板処理装置の概略を示す平面図である。 該基板処理装置に用いられる処理炉の一例を示す断面図である。 該基板処理装置に於けるボート載置部でのボート転倒防止機構を示す断面図である。 該ボート転倒防止機構に使用されるロックプレートの平面図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、該ボート転倒防止機構に於けるロック部分の係合、解除動作の説明図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、該ボート転倒防止機構の係合、解除動作の説明図である。 本発明に係る基板処理装置に用いられるボート置き台の一例を示す斜視図である。 該ボート置き台の側断面図である。 本発明に係る基板処理装置に用いられるボート交換装置の一例を示す斜視図である。 該ボート交換装置に於けるボート載置部の斜視図である。 該ボート交換装置に於けるボート転倒防止機構を示す図１１のＡ−Ａ矢視図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、該ボート転倒防止機構の係合、解除動作の説明図である。

符号の説明

１ 筐体
７ ボートエレベータ
８ 昇降アーム
９ シールキャップ
１０ ウェーハ
１１ 処理炉
１２ ボート載置部
１３ ボート
１４ ボート交換装置
１５ 基板移載機
１７ 左ボート支持アーム
１８ 右ボート支持アーム
１９ ボート置き台
２０ ボート置き台
２１ ヒータ
２３ 反応管
２６ 処理室
４２ ボート回転機構
４４ ボート載置盤
４５ 駆動制御部
４９ 転倒防止制御部
５０ ボート交換制御部
５１ 主制御部
５９ ボート底板
６２ ロック穴
６６ ボートロック軸
６８ ロックプレート
７３ ロックロッド
７４ ロックアクチュエータ
７６ 鍵孔
７７ ボート転倒防止機構
８２ ボート受座
８３ ロックシャフト
８４ ロックプレート
８５ ロータリアクチュエータ
８６ ボート転倒防止機構
８８ ガイドシャフト
９１ スクリューシャフト
９３ 右昇降モータ
９７ 右ボート載置部
９８ ボート転倒防止機構
９９ 左昇降モータ
１００ スクリューシャフト
１０３ 左ボート載置部
１０６ 段差部
１０７ 垂直係止ピン
１０９ リニアアクチュエータ
１１２ 水平係止ピン
１１５ 垂直凹部
１１６ 水平凹部

Claims (2)

1. 基板を収納し処理する処理室と、該処理室内で基板を保持する基板保持具と、該基板保持具を載置し前記処理室内外に前記基板保持具を移動可能な載置部と、該載置部に載置された前記基板保持具の転倒を防止する様係合離脱可能な第１の基板保持具転倒防止機構と、前記載置部とは異なる箇所に前記基板保持具を移動可能な基板保持具移動機構と、該基板保持具移動機構に載置された前記基板保持具の転倒を防止する様係合離脱可能な第２の基板保持具転倒防止機構と、前記第１、第２の基板保持具転倒防止機構の係合離脱を制御する転倒防止制御部とを具備し、該転倒防止制御部は、前記基板保持具が前記載置部と前記基板保持具移動機構との間で授受が為される間中、前記第１、第２の基板保持具転倒防止機構の内少なくとも一方が前記基板保持具と係合し、該基板保持具の転倒を防止する様制御することを特徴とする基板処理装置。
2. 基板を収納し処理する処理室と、該処理室内で基板を保持する基板保持具と、該基板保持具を載置し前記処理室内外に前記基板保持具を移動可能な載置部と、該載置部とは異なる箇所に配置され前記基板保持具を保持可能な保持台と、該保持台に載置された前記基板保持具の転倒を防止する様係合離脱可能な第１の基板保持具転倒防止機構と、前記載置部と前記保持台との間で前記基板保持具を移動可能な基板保持具移動機構と、該基板保持具移動機構に載置された前記基板保持具の転倒を防止する様係合離脱可能な第２の基板保持具転倒防止機構と、前記第１、第２の基板保持具転倒防止機構の係合離脱を制御する転倒防止制御部とを具備し、該転倒防止制御部は、前記基板保持具が前記保持台と前記基板保持具移動機構との間で授受が為される間中、前記第１、第２の基板保持具転倒防止機構の内少なくとも一方が前記基板保持具と係合し、該基板保持具の転倒を防止する様制御することを特徴とする基板処理装置。

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