(57)【要約】      （修正有）【課題】基板をボートに載置し、基板処理室へロード、アンロードする際に、ボートが基板処理室内に入ったか否かをボートを乗せたシールキャップの位置から判断できるようにする。【解決手段】透過型光ファイバセンサユニット３０２と、光ファイバセンサの光信号を電気信号に変換する信号変換増幅器と、投光用光ファイバセンサから受光用光ファイバセンサに投光された際に光を遮断する投光用光ファイバセンサと受光用光ファイバセンサに挟まれるように設けられた遮断機構３００であって、遮蔽機構は円板状の回転体で構成され、光を透過可能なスリット部と、位置感知の対象となる感知物と接触するフラグ部とを有し、位置感知物が移動することにより前記フラグに接触することにより回転体が回転して、スリットを介して受光用ファイバセンサが光を受光した際に感知対象物が所望の位置にあると判断する制御部とから構成される基板処理装置。【選択図】図４
2013197472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投光用光ファイバセンサおよび受光用光ファイバセンサからなる透過型光ファイバセンサユニットと、
光ファイバセンサの光信号を電気信号に変換する信号変換増幅器と、
前記投光用光ファイバセンサから前記受光用光ファイバセンサに投光された際に光を遮断する前記投光用光ファイバセンサと前記受光用光ファイバセンサに挟まれるように設けられた遮断機構であって、
前記遮蔽機構は円板状の回転体で構成され、光を透過可能なスリット部と、位置感知の対象となる感知物と接触するフラグ部とを有し、
前記位置感知物が移動することにより前記フラグに接触することにより回転体が回転して、前記スリットを介して受光用ファイバセンサが光を受光した際に感知対象物が所望の位置にあると判断する制御部とから構成されることを特徴とした基板処理装置。
【請求項２】
投光用光ファイバセンサおよび受光用光ファイバセンサからなる透過型光ファイバセンサユニットと、
光ファイバセンサの光信号を電気信号に変換する信号変換増幅器と、
前記投光用光ファイバセンサから前記受光用光ファイバセンサに投光された際に光を遮断する前記投光用光ファイバセンサと前記受光用光ファイバセンサに挟まれるように設けられた遮断機構であって、
前記遮蔽機構は円板状の回転体で構成され、光を透過可能なスリット部と、位置感知の対象となる感知物と接触するフラグ部とを有し、
前記位置感知物が移動することにより前記フラグに接触することにより回転体が回転して、前記スリットを介して受光用ファイバセンサが光を受光した際に感知対象物が所望の位置にあると判断する制御部とから構成されることを特徴とした基板昇降機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェーハ等の基板に薄膜の生成、酸化処理、不純物の拡散、アニール処理、エッチング等の処理を行い、半導体装置を製造する基板処理装置及び基板昇降機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板処理装置として、所定枚数の基板を一度に処理するバッチ式の基板処理装置があり、該バッチ式の基板処理装置では所定枚数の基板を基板保持具に保持し、該基板保持具を処理炉内に装入し、基板を加熱した状態で処理炉内に処理ガスを導入して所要の処理が行われる。
【０００３】
バッチ式の処理を行う処理炉としては、特許文献１に示されるものがある。
【０００４】
基板保持具（ボート）は、炉口部を気密に閉塞する炉口蓋（シールキャップ）に載置され、該シールキャップが昇降手段（ボートエレベータ）によって上昇されることで、前記ボートが前記処理炉内に装入される。又、処理中、処理品質が均一となる様にボート回転機構によってボートが回転される構造となっている。
【０００５】
従来の基板処理装置においては、基板処理室で基板を高温処理するために、基板をボートに載置し、基板処理室へロード、アンロードする際に、ボートが基板処理室内に入ったか否かをボートを乗せたシールキャップの位置から判断する必要があった。言い換えるとシールキャップが適正な位置にあるか否かを判断する必要があった。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１６８９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、斯かる実情に鑑み、前記従来の基板処理装置の課題を解決するため、本発明においては、投光用光ファイバセンサおよび受光用光ファイバセンサからなる透過型光ファイバセンサユニット、光ファイバセンサの光信号を電気信号に変換する信号変換増幅器およびファイバセンサの光信号を遮蔽する遮蔽機構使用した半導体基板等の基板を熱処理する基板処理装置における基板を載置するボートの位置検出を行えるようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、投光用光ファイバセンサおよび受光用光ファイバセンサからなる透過型光ファイバセンサユニットと、光ファイバセンサの光信号を電気信号に変換する信号変換増幅器と、前記投光用光ファイバセンサから前記受光用光ファイバセンサに投光された際に光を遮断する前記投光用光ファイバセンサと前記受光用光ファイバセンサに挟まれるように設けられた遮断機構であって、前記遮蔽機構は円板状の回転体で構成され、光を透過可能なスリット部と、位置感知の対象となる感知物と接触するフラグ部とを有し、前記位置感知物が移動することにより前記フラグに接触することにより回転体が回転して、前記スリットを介して受光用ファイバセンサが光を受光した際に感知対象物が所望の位置にあると判断する制御部とから構成されることを特徴とした基板処理装置に係るものである。
【０００９】
又本発明は、投光用光ファイバセンサおよび受光用光ファイバセンサからなる透過型光ファイバセンサユニットと、光ファイバセンサの光信号を電気信号に変換する信号変換増幅器と、前記投光用光ファイバセンサから前記受光用光ファイバセンサに投光された際に光を遮断する前記投光用光ファイバセンサと前記受光用光ファイバセンサに挟まれるように設けられた遮断機構であって、前記遮蔽機構は円板状の回転体で構成され、光を透過可能なスリット部と、位置感知の対象となる感知物と接触するフラグ部とを有し、前記位置感知物が移動することにより前記フラグに接触することにより回転体が回転して、前記スリットを介して受光用ファイバセンサが光を受光した際に感知対象物が所望の位置にあると判断する制御部とから構成されることを特徴とした基板昇降機構に係るものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡単な構成により、基板を載置するボートの位置を検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に用いる光ファイバは通信用途以外に、先端から出る光を感知して物体の有無を感知するセンサ用途でも広く使用されている。この光ファイバセンサは透過型光ファイバセンサユニットと反射型光ファイバセンサユニットと、大きく２種類に分けられる。
【００１２】
透過型光ファイバセンサユニットは、それぞれ別個の投光用光ファイバセンサと受光用光ファイバセンサから構成され、センサヘッドの先端どうしが相対向するように直列に並べられ、投光用光ファイバセンサのヘッドの先端から出る光が物体によって遮断され、受光用光ファイバセンサにて受光ができなかったことによって、物体の存在が感知されるものである。
【００１３】
反射型光ファイバセンサユニットは、投光用光ファイバセンサと受光用光ファイバセンサが一体となったもので投光用のファイバセンサから出た光が物体によって反射される光を検知することによって物体の存在が感知されるものである。
【００１４】
光を使用した物体検知のためには、光が遮蔽された (受光しなかった) 場合に対象物体が有ると判断する方法と、光が遮蔽されてない（受光した）場合に対象物体が有ると判断する方法が現在適用されている。光ファイバセンサが半断線状態または断線等の故障により光を投光あるいは受光できなくなる場合を想定し、本発明においては、対象物体で光が遮蔽されてない時、すなわち受光センサにより受光した場合に対象物体が有ると判断する方法を用いる。これにより感知位置に物体がない場合と光ファイバセンサが故障等により機能しなくなった場合の状態が同じになる。
【００１５】
透過型のファイバセンサで受光を遮蔽されたときに対象物体が感知位置にあるという動作の場合には、光ファイバセンサが半断線状態または断線により光を投光あるいは受光できなくなる場合と同じになり、異常な状態と対象物体の感知位置が同じであるため誤動作を引き起こしてしまう。
【００１６】
よって透過型のファイバセンサの場合に物体の位置感知を行うためには、感知位置で物体を遮蔽していない状態を作らなくてはいけない。これを解決する方法としては対象物が感知位置でのみスリットがくるような対象物（長尺物）があればよいことになる。ただし、この場合には対象物の移動距離が長くなれば、遮蔽する部分を長くする必要がでてくるので対象物が大きくなり対象物の移動そのものを阻害してしまうという問題があった。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明が実施される基板処理装置
【図２】制御装置の概略説明図
【図３】透過型光ファイバセンサユニット対応光遮断機構と感知物の位置関係を示す概略図。
【図４】透過型光ファイバセンサユニットの概略図
【図５】透過型光ファイバセンサユニットの分解図
【図６】透過型光ファイバセンサユニットの動作を示す概略図
【図７】回転体を示す図面
【図８】回転体と感知物の変形例を示す図面
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１８】
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。
【００１９】
先ず、図１に於いて本発明が実施される基板処理装置について概略を説明する。
【００２０】
図１中、１は基板処理装置、２は筐体を示している。前記基板処理装置１へのウェーハ１０の搬入搬出は、ウェーハ１０が基板搬送容器に収納された状態で行われる。基板搬送容器として、例えばポッド３が用いられ、該ポッド３にはウェーハ１０が所定枚数、例えば２５枚が収納される。前記ポッド３は、開閉可能な蓋を具備する密閉容器であり、該ポッド３へのウェーハ１０の装填、払出しは、前記蓋を開いて実行される。
【００２１】
前記基板処理装置１の前面には基板授受装置４が設けられ、前記ポッド３は外部搬送装置（図示せず）により前記基板授受装置４に対して搬入搬出が行われる。
【００２２】
前記筐体２の前記基板授受装置４に対峙する部分にはポッド搬入出口５が設けられ、該ポッド搬入出口５を開閉するフロントシャッタ６が設けられており、前記ポッド３は前記フロントシャッタ６を通して前記筐体２内部に搬入搬出される様になっている。
【００２３】
前記筐体２内の前部にはポッド搬送装置７が設けられ、該ポッド搬送装置７は前記ポッド３を保持可能なポッド移載アーム８を具備している。又、該ポッド移載アーム８は昇降、横行（紙面に対して垂直な方向）、進退（紙面の左右方向）可能であり、昇降、横行、進退の協働により前記ポッド３を任意な位置に搬送可能となっている。
【００２４】
前記ポッド搬送装置７に対向し、前記筐体２内の上部にはポッド格納部９が設けられている。該ポッド格納部９は間欠回転可能な複数のポッド収納棚１１を有し、各ポッド収納棚１１毎に複数の前記ポッド３を格納可能となっている。
【００２５】
前記筐体２内の後部下方には、サブ筐体１２が設けられ、該サブ筐体１２は移載室１３を画成する。
【００２６】
前記サブ筐体１２の前壁１４には上下２段にポッドオープナ１５，１５が設けられる。該ポッドオープナ１５はそれぞれ載置台１６、蓋着脱機構１７を具備し、前記載置台１６上に前記ポッド３が載置され、前記前壁１４に密着され、前記蓋着脱機構１７によって蓋が開閉される様になっている。前記ポッド３の蓋が開放された状態ではポッド３の内部と前記移載室１３が連通状態となる。
【００２７】
前記筐体２内の後部、前記サブ筐体１２の上側には処理炉１８が立設される。該処理炉１８は処理室を気密に画成する反応管、該反応管の周囲に設けられたヒータを具備し、又、前記反応管にはガス供給ライン、排気ラインが連通されており、処理室を加熱すると共に所定の処理圧に維持して、処理ガスの給排を行う様になっている。
【００２８】
前記処理室は下端に前記移載室１３に連通する炉口部を有し、該炉口部は炉口シャッタ１９によって開閉される。
【００２９】
前記移載室１３には前記処理炉１８の下方に、ボートエレベータ２１が設けられ、該ボートエレベータ２１は前記炉口部を気密に閉塞可能なシールキャップ２０を有し、該シールキャップ２０にボート２３が載置可能であり、前記ボートエレベータ２１は前記シールキャップ２０を昇降させることで、前記ボート２３を前記処理室に装脱可能となっている。又、前記ボート２３を前記処理室に装入した状態では、前記シールキャップ２０が前記炉口部を気密に閉塞する。
【００３０】
前記移載室１３には前記ポッドオープナ１５と前記ボートエレベータ２１との間に基板移載機２２が設けられ、該基板移載機２２はウェーハ１０を保持する複数の基板保持プレート（ツイーザ）２４を具備している。該ツイーザ２４は、例えば上下に等間隔で５枚配置され、上下の間隔（ピッチ）は前記ポッド３のウェーハ収納ピッチ、後述するボート２３のウェーハ保持ピッチと同一となっている。
【００３１】
前記基板移載機２２は、前記ツイーザ２４を水平方向に進退可能であり、又昇降可能、垂直軸心中心に回転可能とする構成を具備し、進退、回転、昇降の協動によって前記ツイーザ２４にウェーハ１０を保持し、所望の位置に移載可能となっている。
【００３２】
前記基板処理装置１は制御装置２６を具備しており、該制御装置２６は、例えば前記基板処理装置１の前面に配置される。
【００３３】
図２は、前記制御装置２６の概略を示している。
【００３４】
３０はＣＰＵで代表される制御演算部、３１は表示部、３２は半導体メモリ、ＨＤＤ等の記憶部、３３は圧力制御部、３４は流量制御部、３５は加熱制御部、３６は機構制御部３６を示している。
【００３５】
前記圧力制御部３３によって、前記処理炉１８の処理室の圧力が制御され、前記流量制御部３４によって前記処理室に供給する処理ガス、パージガスのガスの流量、或は前記移載室１３に供給するパージガスの流量が制御され、前記加熱制御部３５によって処理室の温度が所定温度となる様に前記処理炉１８の加熱状態が制御される。前記表示部３１には、基板の処理条件、進行状態等が表示される。又、前記表示部３１をタッチパネルとすることで、入力装置も兼ねさせることができる。
【００３６】
又、前記機構制御部３６は、前記ポッド搬送装置７、前記ポッドオープナ１５、前記ボートエレベータ２１、前記基板移載機２２等の機構部の駆動を制御する。尚、図では省略しているが、前記フロントシャッタ６、前記ポッド格納部９も同様に制御される。
【００３７】
前記記憶部３２には、基板を処理する為のデータ（レシピ）、圧力、ガス流量、温度を制御する為の制御プログラム、機構部を制御する為のシーケンスプログラムが格納されている。尚、該シーケンスプログラムは、後述する様に、基板の装填、払出しについて複数の作動パターンが設定され、又選択可能となっており、選択された作動パターンに従って基板の装填、払出しを行う様になっている。
【００３８】
次に、本発明に係る透過型光ファイバセンサを用いたボート位置検出機構について図３〜図８により説明する。
【００３９】
本発明を実施するための形態において、透過型ファイバセンサを用いた感知物の移動距離の長い場合の光遮断機構の一例として、ボートエレベータ３０１の上昇／下降に伴いボートに保持されたウエハの処理炉への搬入／搬出状態を検知するための透過型ファイバセンサ対応光遮断機構３００について記述する。
図３、４に示すように光遮断機構３００はボートエレベータ３０１の上部に取り付けられ、投光用光ファイバセンサ及び受光用光ファイバセンサから構成される透過型光ファイバセンサユニット３０２、光ファイバセンサの光信号を電気信号に変換する図示しない信号変換増幅器、投光用光ファイバセンサから受光用ファイバセンサに投光される光を遮断する機構としてスリット３０３とウェイト３０４とフラグ３０５を具備する回転体３０６を有する。回転体３０６は投光用／受光用センサユニット３０２間で、回転体３０６の持つスリット３０３を利用して光を透過／遮断できる位置に配置される。回転体３０６はシャフト３０７によって保持され、回転体３０６の中心のベアリング３０８によってスムーズに回転でき、回転体３０６が静止中にスリット３０３が所定の位置にくるようにウェイト３０４によってバランス調整がされている。
【００４０】
感知物３０９はボートエレベータ３０１に取り付けられており、図示しないシールキャップと共に上昇／下降する。図６に示すように、感知物３０９が上昇していくと回転体３０６のフラグ３０５に接触することにより、回転体３０６をシャフト３０７中心に回転させる。これに伴ってスリット３０３も回転し、光軸３１０からの光が透過スリット３０３を透過し、受光用光ファイバセンサで受光し、ボートの上昇を感知して、シールキャップによる処理炉下端の閉口状態を判断する。
【００４１】
第１の実施形態として、光のスリット３０３の透過によって処理炉下端の閉口状態を検知する場合について図６に示す。感知物３０９が移載室下部にあるとき、処理炉下端は開口状態となるため、ファイバセンサの光軸３１０から投光あるいは光軸３１０に受光される光は回転体３０６により遮断される（図６（ａ）の状態）。シールキャップが上昇し処理炉下端が閉口状態となるとき、シールキャップと共に上昇した感知物３０９がフラグ３０５に接触することにより、回転体３０６を回転させ、光がスリット３０３を通り透過される（図６（ｂ）の状態）。この形態では、光ファイバの不良（断線、半断線）があっても、位置判別不確定と認識することが可能である。
【００４２】
第２の実施形態として、ウェイト３０４が固定されている回転体３０６について図７（ａ）に示す。この形態では、回転体３０６の適当な位置にウェイト３０４が溶接等で固定されており脱落の心配がない。第１の実施形態において適用可能である。
【００４３】
第３の実施形態として、ウェイト３０４の位置調整が可能な回転体３０６について図７（ｂ）に示す。この形態では、回転体３０６に複数のネジ穴３１１が開いており、そのネジ穴３１１を利用してウェイト３０４を適切な位置に取り付けることが可能である。第１の実施形態において適用可能である。
【００４４】
第４の実施形態として、フラグ３０５と感知物３０９が共に金属製である場合について図８（ａ）に示す。この形態では、感知物３０９が回転体３０６を回すとき金属同士が擦れ合う。第１の実施形態において適用可能である。
【００４５】
第５の実施形態として、フラグ３０５が樹脂製、感知物３０９が金属製である場合について図８（ｂ）に示す。この形態では、摩擦係数の低いテフロン（登録商標）をフラグ３０５に用いることで回転体３０６の回転がスムーズになる。第１の実施形態において適用可能である。
【００４６】
第６の実施形態として、フラグ３０５が金属製、感知物３０９が樹脂製である場合について図８（ｃ）に示す。この形態では、摩擦係数の低いテフロン（登録商標）を感知物に用いることで回転体３０６の回転がスムーズになる。第１の実施形態において適用可能である。
【００４７】
第７の実施形態として、図示しないが、フラグ３０５及び感知物３０９が樹脂製である場合である。この形態では、摩擦係数の低いテフロン（登録商標）をフラグ３０５及び感知物に用いることで回転体３０６の回転がスムーズになり、かつ、パーティクルの発生を抑制するという効果を奏する。
【符号の説明】
【００４８】
３００・・・光遮断機構
３０１・・・ボートエレベータ
３０２・・・透過型光ファイバセンサユニット
３０３・・・スリット
３０４・・・ウェイト
３０５・・・フラグ
３０６・・・回転体
３０７・・・シャフト
３０８・・・ベアリング
３０９・・・感知物
３１０・・・光軸
３１１・・・ネジ穴
【図１】
2013197472.tif 000003
【図２】
2013197472.tif 000004
【図３】
2013197472.tif 000005
【図４】
2013197472.tif 000006
【図５】
2013197472.tif 000007
【図６】
2013197472.tif 000008
【図７】
2013197472.tif 000009
【図８】
2013197472.tif 000010