(57)【要約】【課題】ウエハの固定を可能とし且つウエハの割れや有無の検出を可能にする。【解決手段】基板を保持する基板載置具を有する基板搬送装置を備える基板処理装置であって、前記基板搬送装置は、基板載置具に対応するように設けられ、基板載置具に載置された基板に対し進退動作を行うことで基板載置具との間で基板を把持若しくは非把持する少なくとも先端部が柱状もしくは、筒状であって、該柱状もしくは筒状の軸に対して対称形に形成される把持体６と、前記基板載置具の基端部に設けられ、前記把持体を進退動作させる駆動装置と、前記駆動装置に設けられ、前記基板載置具上の基板の状態を検出するために該把持体の動作状態を検出する検出器とを備える。【選択図】図４
2009252979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する基板載置具を有する基板搬送装置を備える基板処理装置であって、
前記基板搬送装置は、基板載置具に対応するように設けられ、基板載置具に載置された基板に対し進退動作を行うことで基板載置具との間で基板を把持若しくは非把持する少なくとも先端部が柱状もしくは、筒状であって、該柱状もしくは筒状の軸に対して対称形に形成される把持体と、
前記基板載置具の基端部に設けられ、前記把持体を進退動作させる駆動装置と、
前記駆動装置に設けられ、前記基板載置具上の基板の状態を検出するために該把持体の動作状態を検出する検出器と、
を備えた基板処理装置。
【請求項２】
基板搬送装置に備えられる基板載置具に基板を載置する工程と、
少なくとも先端部が柱状もしくは、筒状であって、該柱状もしくは筒状の軸に対して対称形に形成される把持体を基板載置具に載置された基板に対し駆動装置により進行動作を行い基板を把持する工程と、
該把持体に対応するように前記駆動装置に設けられる検出器が前記把持体の動作状態を検出することで基板載置具上の基板の状態を検出する工程と、
前記把持体を基板載置具に載置された基板に対し後退動作を行うことで基板を非把持し、基板を基板載置具から基板を保持する基板保持具に受け渡す工程と、
基板を保持した基板保持具を処理室内に搬入する工程と、
前記処理室内で基板を処理する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関するものであり、特に、ウエハを移載するための基板搬送装置を有する基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複数枚の基板を一括処理する基板処理装置として縦型の基板処理装置が用いられている。
この縦型の基板処理装置には、複数の基板をバッチ処理するため、ポッド（ＰＯＤ）と呼ばれるキャリアと、複数のウエハを多段に支持してこれらのウエハを反応炉内に一括に挿入するためのボートと、基板搬送装置としてのウエハ移載装置とが設けられる。このウエハ移載装置には基板載置具としてのツイーザが多段に設けられ、ボートとポッドとの間でそれぞれウエハを移載するため、昇降自在なエレベータに前後方向に移動可能に、且つ鉛直軸回りに回動可能に支持される。
【０００３】
図１０は、半導体装置を製造する際の従来の基板の搬送シーケンスの一例を示す。
【０００４】
このシーケンスでは、まず、基板を収容したポッドが基板処理装置の機内（筐体内）のポッドオープナへと搬送され、ポッドオープナによりポッドの蓋が開かれることで、ポッド内及びポッド内のウエハ（ウエハ）が移載室雰囲気に曝される（ステップＳ１）。
次に、ウエハ移載装置の回転、ボートエレベータによるウエハ移載装置の昇降、ウエハ移載装置の前後移動の組み合わせによってポッドからウエハを取り出した後（ステップＳ２）、これをアライナ（ノッチ位置合わせ装置）に渡すことによって各ウエハ間の相互位置と各ウエハとツイーザとの相互の位置関係を修正する（ステップＳ３）。
続いて、ウエハ移載装置により、アライナからウエハを取り出し（ステップＳ５）、これをウエハ移載装置の鉛直軸回りの回転、前進及び下降によってボートのボートスロットにチャージする（ステップＳ５）。
この後、ボートエレベータによってボートを反応室に挿入し（ステップＳ６）、反応室の所定温度、所定圧力の下で、酸化、拡散又は成膜処理の基板処理を実施する（ステップＳ６）。
次に、ボートエレベータの下降により、反応室からボートを取り出し（ステップＳ７）この後、前記ウエハ移載装置によってボートから処理済みのウエハを取り出し（ステップＳ８）、取り出したウエハをポッドに回収する（ステップＳ９）。
この後、処理済みのウエハは、回収用のポッドの搬送によって機外へと払い出される。
【０００５】
このように、ウエハ移載装置によって、ウエハは、アライナ、ボートへと順次搬送され、基板処理後にボートからポッドへと回収されるため、ツイーザには、ウエハを嵌合させて落下やずれを防止するための凹状部を設けたり、ウエハが凹状部に正しく載置されているかどうかを検知するため、ウエハの有無とウエハの割れを検出出来るように、ウエハの反射、遮光、透過又は静電容量センサを設けたりすることがなされている（特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３１２４６号公報  （ウエハが保持されている場合と、保持されていない場合とで、基準電位との間で静電容量の変化を検出する電極部材と、電極部材の静電容量の変化を検出することにより、ウエハの脱落や落下等を検知する点）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来のツイーザにはツイーザ上でウエハを固定するための装置が設けられていないので、ウエハとツイーザの凹状部との間に摩擦力を超えた外力や熱応力が発生した場合に、ウエハの位置ずれが発生し、場合によってはツイーザからウエハが落下してしまうことがある。また、凹状部上でウエハのずれが発生し、ウエハが傾いたままでボートのボートスロットに挿入される場合には、ウエハの破損により、基板処理装置の各装置を停止させ、破損したウエハとその周辺のウエハを回収するといった大きなトラブルに発展してしまうことがある。
このような、ウエハずれや落下は、例えば、次の場合に発生する。
（１）ポッド開閉時の衝撃によってポッドの蓋が開かれ、押さえ付けられていたウエハの反力でポッドからウエハが飛び出し、ツイーザの凹状部とウエハとの相対的な受け渡し位置にずれが発生した場合
（２）ウエハ移載装置の移載の際の加速度によって、ウエハとツイーザの凹状部との間に摩擦力に打ち勝つ外力が発生した場合
（３）熱処理（加熱、冷却）による急速な加熱冷却によってウエハが跳ね、ボートからツイーザの受け渡し位置にずれが生じた場合
【０００８】
なお、従来は、ウエハの搬送シーケンスにおいて、ポッドからボートにウエハを搬送する際に、アライナを通してウエハの位置を修正することで、ツイーザの凹状部に対するウエハの載置位置が修正しているが、このような位置の修正は、一回のみで、その後は行われないので、その後のウエハずれや落下には対応することができないという問題がある。
また、ウエハ搬送のシーケンス中にウエハのアライメントが入ると、ウエハの搬送時間が長くなり、余分なコストが発生するという問題もある。
そこで、ウエハ移載装置の搬送速度を上げることが考えられるが、ウエハはツイーザに固定されておらず、搬送速度は、ツイーザ（基板載置具（エンドエフェクタ）ともいう）とウエハとの間の摩擦係数によって決定されるので搬送速度をむやみに上げることはできない。
【０００９】
また、特許文献１では、ウエハの有無を検出するためのセンサをウエハに対峙するように設けているため、ウエハがツイーザに載置されたとき、ウエハからのセンサに輻射される放熱によってセンサが加熱され、センサが経時的に劣化したり破損したりすることがある。また、このようにセンサが熱せられると、ウエハ検出装置からアウトガス（有機ガス）が発生し、アウトガスによってウエハが汚染されてしまうこともある。
【００１０】
そこで、本発明は、基板搬送具にウエハを確実に固定可能とし、この状態でウエハの割れやウエハ有無を検出出来るようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
基板を保持する基板載置具を有する基板搬送装置を備える基板処理装置であって、
前記基板搬送装置は、基板載置具に対応するように設けられ、基板載置具に載置された基板に対し進退動作を行うことで基板載置具との間で基板を把持若しくは非把持する少なくとも先端部が柱状もしくは、筒状であって、該柱状もしくは筒状の軸に対して対称形に形成される把持体と、前記基板載置具の基端部に設けられ、前記把持体を進退動作させる駆動装置と、前記駆動装置に設けられ、前記基板載置具上の基板の状態を検出するために該把持体の動作状態を検出する検出器と、を備えた基板処理装置を提供する。
【００１２】
また、本発明の他の態様は、基板搬送装置に備えられる基板載置具に基板を載置する工程と、少なくとも先端部が柱状もしくは、筒状であって、該柱状もしくは筒状の軸に対して対称形に形成される把持体を基板載置具に載置された基板に対し駆動装置により進行動作を行い基板を把持する工程と、該把持体に対応するように前記駆動装置に設けられる検
出器が前記把持体の動作状態を検出することで基板載置具上の基板の状態を検出する工程と、前記把持体を基板載置具に載置された基板に対し後退動作を行うことで基板を非把持し、基板を基板載置具から基板を保持する基板保持具に受け渡す工程と、基板を保持した基板保持具を処理室内に搬入する工程と、前記処理室内で基板を処理する工程と、
を有する半導体装置の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、基板載置具に対してウエハを確実に固定出来るので、ウエハの高速搬送が可能となり、低コストでスループットを向上出来る。また、ウエハの割れや有無を検出することが出来るので、信頼性を向上し、不測の事故を防止することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の態様を説明する。
本発明を実施する最良の形態では、基板処理装置は、基板に酸化、拡散処理やＣＶＤ処理などを行う縦型の基板処理装置（以下、単に処理装置という）、例えば、半導体装置（ＩＣ）の製造方法における処理装置として用いられる。
【００１５】
図１は、本発明が適用される基板処理装置の斜視図である。図１に示すように、基板処理装置１００には、ウエハキャリアとしてフープ（基板収容器。以下ポッドという。）１１０が用いられる。
基板処理装置１００の筐体１１１には、ポッド搬入搬出口（基板収容器搬入搬出ロ）１１２が筐体１１１の内外を連通するように正面壁１１１ａに開設される。
ポッド搬入搬出口１１２には、フロントシャッタ（基板収容器搬入搬出口開閉機構）１１３が開閉自在に設けられ、ポッド搬入搬出口１１２の正面前方側にはポッド１１０の搬入、搬出のため、ロードポート（基板収容器受渡し台）１１４が設けられる。
前記ポッド１１０は、ロードポート１１４上に工程内搬送装置（図示せず）によって搬入され、かつ、ロードポート１１４上から搬出されるように構成されており、ロードポート１１４は、ポッド１１０を載置することにより位置合わせするように構成されている。
筐体１１１内の前後方向の略中央部には、複数個のポッド１１０を保管するため回転式ポッド棚（基板収容器載置台棚）１０５が設けられる。この回転式ポッド棚１０５は、垂直に立設され、水平面内で間欠的に回転される支柱１１６と、支柱１１６の上中下段の各位置において支柱１１６に放射状に支持された複数枚の棚板（基板収容器載置台）１１７とが設けられている。回転式ポッド棚１０５の各棚板１１７は、ポッド１１０を複数個宛それぞれ載置した状態で保持するよう構成されている。
【００１６】
また、前記筐体１１１内には、ロードポート１１４と回転式ポッド棚１０５との間に、ポッド搬送装置（基板収容器搬送装置）１１８が設置され、筐体１１１内の前後方向の略中央部における下部にサブ筐体１１９が構築される。
ポッド搬送装置１１８は、ポッド１１０を保持したまま昇降可能なポッドエレベータ（基板収容器昇降機構）１１８ａと、搬送機構としてのポッド搬送機構（基板収容器搬送機構）１１８ｂとを備えて構成されており、ポッド搬送装置１１８は、ポッドエレベータ１１８ａとポッド搬送機構１１８ｂとの連続動作によって、ロードポート１１４、回転式ポッド棚１０５、ポッドオープナ（基板収容器蓋体開閉機構）１２１との間でポッド１１０を搬送するように構成されている。
【００１７】
サブ筐体１１９は、ポッド搬送装置１１８や回転式ポッド棚１０５の設置空間から流体的に隔絶された移載室１２４を構築しており、サブ筐体１１９の正面壁１１９ａには、サブ筐体１１９内、すなわち、移載室１２４に対してウエハ２００を搬入、搬出するためウエハ搬入搬出口（基板搬入搬出口）１２０が一対、垂直方向に上下二段に並べられて開設されている。上下段のウエハ搬入搬出口１２０，１２０には、それぞれ一対のポッドオー
プナ１２１、１２１が設けられており、移載室１２４の前側領域に、ウエハ移載機構（基板移載機構）１２５が設けられている。
ポッドオープナ１２１は、ポッド１１０を載置する載置台１２２と、ポッド１１０のキャップ（蓋体）を着脱するキャップ着脱機構（蓋体着脱機構）１２３とが備えられる。ポッドオープナ１２１は、載置台１２２に載置されたポッド１１０のキャップをキャップ着脱機構１２３によって着脱することにより、ポッド１１０のウエハ出し入れ口が開閉されるように構成される。
【００１８】
前記移載室１２４の後側領域には、ボート２１７を収容して待機させる待機部１２６となっており、待機部１２６の上方に反応室２０１を有する処理炉２０２が設けられ、筐体１１１右側端部とサブ筐体１１９の待機部１２６右端部との間に、ボート２１７を昇降させるためのボートエレベータ（基板保持具昇降機構）１１５が設置される。
ボートエレベータ１１５の昇降台には連結具としてアーム１２８が連結され、蓋体としてのシールキャップ２１９がアーム１２８に水平に据え付けられる。
このシールキャップ２１９は、ボート２１７を垂直に支持し、処理炉２０２の下端部を閉塞するように構成されている。反応室２０１は下方に開口しており、炉口開閉機構としての炉ロシャッタ（図示せず）により開閉されるように構成されている。
【００１９】
ボート２１７には、基板搬送装置としてのウエハ移載装置１２５ａにより、ウエハ２００を多段且つ水平に支持するため、ウエハ２００を挿入する複数のスロット（溝）を有する複数本の保持部材が設けられる。
これらのボートスロットのそれぞれにウエハ２００が挿入されると、ボート２１７には、複数枚（例えば、５０〜２００枚程度）のウエハ２００が水平に且つ互いに中心を揃えた状態で多段に支持される。
【００２０】
前記ウエハ移載機構１２５は、ポッド１１０とボート２１７との間でウエハ２００を移載するためのウエハ移載装置１２５ａと、このウエハ移載装置１２５ａを昇降させるためのウエハ移載装置エレベータ（基板移載装置昇降機構）１２５ｂとを備えて構成されている。ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂは、耐圧筐体１１１右側端部とサブ筐体１１９の移載室１２４前方領域右端部との間に設置される。
ウエハ移載装置１２５ａには、前記ポッド１１０との間、前記ボート２１７との間でウエハ２００を移載するため、基板載置具として複数のツイーザ１２５ｃが設けられ、ウエハ移載装置１２５ａの昇降、ウエハ移載装置１２５ａのツイーザ（基板載置具）１２５ｃの回転と前後移動の連携動作によって、ウエハ２００の装填（チャージ）、脱装（ディスチャージ）及び搬送するように構成されている。
また、各ツイーザ１２５ｃには、後述するように、ウエハ２００の固定出来るようにするための把持体（後述する）と、把持体の把持状態を検出することにより、ツイーザ１２５ｃにウエハ２００が載置されているかどうか、ウエハ割れが発生しているかどうかを検知するための検出器（後述する）とが設けられる。
【００２１】
移載室１２４のウエハ移載装置エレベータ１２５ｂ側及びボートエレベータ１１５側と反対側である左側端部には、清浄化した雰囲気若しくは不活性ガスであるクリーンエア（図示せず）を供給するよう供給ファン及び防塵フィルタで構成されたクリーンユニット（図示せず）が設置される。
また、ウエハ移載装置１２５ａとクリーンユニット１３４との間には、必要に応じて、ウエハ２００の円周方向の位置を整合させる基板整合装置としてノッチ合わせ装置（図示せず）が設置される。
クリーンユニット１３４から吹き出されたクリーンエアは、ノッチ合わせ装置及びウエハ移載装置１２５ａ、待機部１２６にあるボート２１７に流通された後に、図示しないダクトにより吸い込まれて、筐体１１１の外部に排気がなされるか、若しくはクリーンユニ
ットの吸い込み側である一次側（供給側）にまで循環され、再びクリーンユニットによって、移載室１２４内に吹き出されるように構成されている。
【００２２】
図２には、前記ウエハ移載装置１２５ａに水平且つ多段に取り付けられ、複数のウエハ２００の一括搬送又は枚葉搬送に用いられるツイーザ１２５ｃの分解図を示し、図３には各ツイーザ１２５ｃの平面図を示す。
図２、図３に示すように、ツイーザ１２５ｃは、厚みをできるだけ薄くし、コンパクト化を可能とするため、板状部材から形成されている。
ツイーザ１２５ｃは、平面的に見て二股状に形成され、二股部２の上面にウエハ２００が載置される。
二股部２の先端部上面と後端部上面の少なくとも二箇所には、それぞれウエハ２００の載置位置を決定するために、位置決め部材３，４が設けられる。
各位置決め部材３，４は、それぞれ耐熱性の高い樹脂ブロックにより構成され、ねじ止め又は接着材によってツイーザ１２５ｃに固着される。
図３に示すように、ツイーザ１２５ｃの後部には、ウエハ移載装置１２５ａに設けられた基板載置具取付部（図示せず）と水平に連結される連結部５が設けられ、また、図２及び図３に示すように、連結部５に、前記把持体６、駆動装置７及び前記検出器８とが設けられる。
【００２３】
連結部５は、ツイーザ側継手９と、ウエハ移載装置側継手１０とから構成される。ツイーザ側継手９はツイーザ１２５ｃの後端から前記二股部２の中心線に沿って後方へ所定長さ水平に延びる左右一対の継手部９ａ，９ａにより、また、ウエハ移載装置側継手１０は、左右一対の継手部９ａ，９ａの相対峙する一組の内側面と平行な溝若しくは開口として設けられる中央嵌合部１０ａと、ツイーザ側継手９の一対の継手部９ａ，９ａがそれぞれ嵌合される側部嵌合部１０ｂと、前記二股部２間の中心線を挟んで側部嵌合部１０ｂのいずれか一方の後部に設けられる基部側継手１０ｃとによって構成される。なお、前記連結部５は、このように分割構造とせず一体に形成してもよい。
【００２４】
ツイーザ側継手９とウエハ移載装置側継手１０とは、同じ厚みの板材で形成されており、互いに水平に嵌合した状態でねじ止めによって連結される。
ツイーザ側継手９の左右一対の継手部９ａ，９ａ間であって、ウエハ載置具１の後部には、空間を形成するように、互いに連通する連通部１１が設けられ、中央嵌合部１０ａには開口部１２が設けられる。開口部１２は板厚方向において開口し上下に連通される。
連通部１１には、二股部２間の中心線の延長線方向に沿わせて進退自在に把持体６が収容され、把持体６を進退させる駆動装置７、例えば、エアシリンダ７ａが開口部１２に収容される。
把持体６は、耐熱性の高い樹脂材料で形成されており、開口部１２内に配置されたエアシリンダ７ａのロッド（シリンダロッド）１５と同軸に連結される。
エアシリンダ７ａのロッド１５は、開口部１２と連通部１１との間の隔壁１３に設けられた溝部１４に進退自在に収容される。
【００２５】
エアシリンダ７ａは、開口部１２内に収容された状態で、前記隔壁１３にねじ３０により固定される。検出器８としての磁気センサ８ａは、エアシリンダ７ａに近接するようにシリンダ本体２０に取り付けられ、被検出体としてマグネット２１が把持体６と一体となって進退するロッド１５に取り付けられる。マグネット２１は、把持体６がウエハ２００を把持する把持位置に到達し、ウエハ２００を把持したときに、磁気センサ８ａがマグネット２１を検出（ＯＮ）するように、さらに、この把持位置に到達する前のエアシリンダ７ａのロッド１５が退いた状態、若しくは、この把持位置を越えて把持体６がさらに二股部２側に進出するときに磁気センサ８ａがマグネット２１を非検出（ＯＦＦ）とするように設けられる。
【００２６】
図４に、ツイーザ１２５ｃのウエハ載置前の様子、把持の様子、非把持の様子を示す。なお、図４（ｂ）はツイーザ１２５ｃの側面図及び要部拡図である。
ウエハ２００をツイーザ１２５ｃに載置前では、ロッド１５は二股部２側と反対側に後退している。尚、二股部２の位置決め部材３，３と、後部の位置決め部材４，４とで、ウエハ２００を載置させるためのウエハ載置部が形成される。
ウエハ載置部にウエハ２００を載置すると、二股部２の位置決め部材３，３の内側面及び後部の位置決め部材４，４の内側面とウエハ２００の外周面との間にはそれぞれクリアランス（図示せず）を有することになる。次に、エアシリンダ７ａのロッド１５を二股部２側に前進させると、把持体６がウエハ２００の外周面に接触する。そして、把持体６の押し付け力によって二股部２上を摺動し二股部２の位置決め部材３，３内側面側へと移動する。
その後、位置決め部材３，３の内側面とウエハ２００の外周面との間にクリアランスがなくなり、位置決め部材３，３とウエハ２００の外周面及び把持体６の先端面とウエハ２００の外周面との間に所定以上の押圧力が発生すると、ウエハ２００は位置決め部材３，３と把持体６とにずれなく且つ落下なく把持される。
このため、ウエハ移載装置１２５ａの搬送速度が増加させてもツイーザ１２５ｃからウエハ２００がずれて落下してしまうことがない。また、ボート２１７のボートスロットやポッド１１０のポッドスロットにウエハ２００を挿入する場合でもウエハ２００がボートスロットに対して並行に把持されているので、ボートスロットへの挿入の際の損傷が防止される。さらに、ポッド１１０やボート２１７等の移載先に移載する前に、ツイーザ１２５ｃ上でウエハ２００のアライメントが行われているため、移載先に対して正確な移載位置にウエハ２００を受け渡すことが出来る。
【００２７】
また、磁気センサ８ａにより直接ウエハ２００を検知させるのではなく、把持体６の動作状態を検出することで間接的にウエハ２００の有無、ウエハ２００の把持、非把持、ウエハ割れを検出させることにより、ツイーザ１２５ｃ上にウエハ２００の破片があった場合に、ウエハ有りとして誤認識される問題を解消することが出来る。
【００２８】
なお、磁気センサ８ａに判定部を接続し、判定部によって、磁気センサ８ａが、マグネット２１を検出したときに把持体６によりウエハ２００が把持されたと認識させ、さらに、このマグネット検出位置を越えて、把持体６がさらに二股部２側に進出し、ウエハ２００が把持体６によりグリップされないときに、ウエハが無いか、又はウエハ割れが発生したと認識させると、どのツイーザ１２５ｃでウエハ割れや、ウエハ無しが発生しているかを容易に把握することが可能になり、安全性が増すとともに、メンテナンスが容易になる。
【００２９】
また、開口部１２内にエアシリンダ７ａを配置し、エアシリンダ７ａとウエハ２００との間に隔壁１３を配置すると、ウエハ２００からの熱伝達が、隔壁１３によって遮断され、エアシリンダ７ａ及び磁気センサ８ａへの熱伝達が抑制されるので、熱による磁気センサ８の劣化や損傷を防止し、さらには、磁気センサ８ａ及び配線３１からのアウトガスの発生を防止することが出来る。
【００３０】
なお、前記検出器８としては、フォトセンサ、近接センサ、接触センサ又は静電容量センサを用いることも可能であるが、磁気センサ８ａを用いるとよい。
これは、フォトセンサ、近接センサ、接触センサ、又は、静電容量センサを取り付ける場合は、フラグやフラグを取り付けるためのねじやボルトが必要となり、これらが邪魔となってツイーザ１２５ｃ間のピッチを広げざるを得なくなったり、取付構造が複雑になったりしがちであり、また、これらのフォトセンサ、近接センサ、接触センサ、静電容量センサは磁気センサ８ａと比べて厚みがあり、コンパクト化にはなじまない。一方、磁気セ
ンサ８ａの取り付けにはフラグが不要であり、省スペース化でき、さらに厚みを薄くすることができ、コンパクト化することが出来る。
【００３１】
図５は、前記把持体６及び前記エアシリンダ７ａの一例を示す解説図であり、検出器８としての磁気センサ８ａを外付けとした一例を示す。また、図６は、前記把持体６及び動力供給部７としてのエアシリンダ７ａの概観図である。
【００３２】
図５に示すように、エアシリンダ７ａは、シリンダ本体２０とロッド１５を主要部として構成される。図示されるように、前記ロッド１５は、シリンダ本体２０内に摺動自在且つ進退自在に収容される。シリンダ本体２０には、ロッド１５を進退させるために吸排気を切り替える動力供給部としての２つの給排気ポート１７，１８がロッド１５を挟んで一方側に設けられる。また、図６に示すように、シリンダ２０内を清浄化するためのクリーニングバキュームポート１９が給排気ポート１７，１８側が設けられる。クリーニングバキュームポート１９は必要に応じて設けられる。検出器８としての磁気センサ８ａは、給排気ポート１７，１８側と反対側に設けられる。ポート１７，１８，１９は、接続管３２及びエア配管３２ａを介してエア回路切換装置（図示せず）に接続される。
【００３３】
図５に示すように、磁気センサ８ａによりロッド１５の進退位置を検知するマグネット２１は、作動エア圧を受けてロッド１５を進退させる一対のフランジ１５ａ，１５ａ間に配置され、磁気センサ８ａの配線３１は、ウエハ２００の把持、非把持を判定するためのコントローラ１５０に接続される。
【００３４】
なお、前記した実施の形態の説明では、把持体６を進退自在に設けるという説明をしたが、把持体６の先端部は、柱状又は筒状、好ましくは、円柱状又は円筒状とするのが好ましい。すなわち、ロッド１５の回転によりロッド１５と一体となって把持体６が回転すると、把持体６によってウエハ２００を押さえ付けることが困難になるが、把持体６の先端部を円柱状又は円筒状とすると、把持体６の回転軸中心に対して把持体６の半径が変化することがなく、ウエハ２００を押さえ付ける機能が損なわれることがないし、回転してもブレも少ないため、把持体６を精度よくウエハ２００を押し付けることが可能となる。さらに、把持体６の回転を防止させるようなサポートやガイドも必要とせず、サポートやガイドと把持体６との間でこすれることによるパーティクルの発生も防げる。このため、二股部２の位置決め部材３，３と把持体６とでウエハ２００をクリアランス無く把持し、固定することが出来る。このとき、把持体６は、隔壁１３とツイーザ１２５ｃ後部との間、すなわち連通部１１１にある空間で進退するように配置されており、把持体６はロッド１５、ウエハ２００以外とは非接触となる。これにより、把持体６が他の部位とのこすれによるパーティクルの発生を防ぐことが出来る。
また、把持体６を円柱又は円筒状とすると、旋盤により精度よく加工出来る利点もある。また、筒状又は柱状の把持体６とすると、開口部１２、ツイーザ１２５ｃに対して把持体６が嵩張ることもない。
【００３５】
また、把持体６を筒体状又は柱状とする場合は、把持体６を中心軸に対して先端部を対称形として配置するとよい。このようにすると、把持体６が回転してもウエハ２００を押さえ付ける機能を低下させずにすむ。
【００３６】
さらに、前記把持体６を筒体状又は柱状、好ましくは、円柱又は円筒状とする場合に、把持体６の先端面を凸状とし、ウエハ２００の側面（外周面）に線や面で接触させずに点接触させるようにするとよい。
すなわち、把持体６を線接触させる場合、把持体６が回転したときに把持体６の先端面とウエハ２００との接触面積が変わってしまい、ウエハ２００に伝わる押圧力のバランスがくずれることがあり、把持体６によってウエハ２００の外周面を押し付けることができ
なくなることが、先端面を凸状の球面又は非線形の球面とすると、把持体６が回転されたときも把持体６の先端面がウエハ２００の側面（外周面）に点接触するので、このような問題がない。
【００３７】
また、図５、図６に示したように、検出器８としての磁気センサ８ａは、エアシリンダ７ａに対して一体又は一体的に設けるとよい。
このように磁気センサ８ａをエアシリンダ７ａに一体又は一体的に設けると、エアシリンダ７ａのコンパクト化が可能となる。
【００３８】
さらに、磁気センサ８ａは、シリンダ本体２０内に内蔵するか、埋没状に設けることで、ウエハ２００からの輻射熱を遮断するとよい。
このようにすると、加熱されたウエハ２００からの放熱に対して検出器８の受熱面積が大幅に減少し、検出器８の熱影響が軽減されるので、熱的な影響により検出器８が劣化、破損してしまうことが防止される。また、検出器８からのアウトガスの発生が抑制され、アウトガスによるウエハ２００の汚染リスクが低減される。
【００３９】
さらに、検出器８や検出器８に接続されている配線３１もシリンダ２０内に内蔵するか、シリンダ２０に埋没状に設けることで輻射熱から避けるようにするようにするとよい。
【００４０】
なお、磁気センサ８ａによりマグネット２１を検知するストロークは、ロッド１５のストロークの１／２を含むその近傍とするとよい。このようすると、エアシリンダ７ａのストロークを短くすることでき（例えば、１０ｍｍ程度）エアシリンダ７ａのコンパクト化を計ることが出来る。
【００４１】
また、本実施の形態では、ロッド１５の回転を防止するため、ガイド（図示せず）をシリンダ本体２０内に組み込むか、又は、ガイド付きのロッド１５をシリンダ２０内に組み込むことにより、前記ロッド１５の回転を防止することも考えられる。しかし、このようにすると、シリンダ本体２０が大きくなり、ボート２１７やポッド１１０のスロット間ピッチに対応して、ウエハ移載装置１２５ａのウエハ載置具間ピッチを狭くすることができなくなる。
【００４２】
図７は、前記エアシリンダ７ａの他の実施形態を示す。
【００４３】
この例では、磁気センサ８ａはシリンダ２０をロッド１５の軸方向に沿って窪ませられ、シリンダ２０の後端に開口するセンサ収容部３３に、磁気センサ８ａと配線３１とが収容される。他の構成は、図５で説明したエアシリンダ７ａと同じある。このように、センサ収容部３３内に磁気センサ８ａと配線３１とが収容されると、ウエハ２００からの放熱が遮断され、磁気センサ８ａ及び配線３１が加熱されることがないので、磁気センサ８ａの劣化、損傷が防止される。また、加熱に起因したアウトガスの発生が防止されるので、アウトガスに起因するウエハの汚染が防止される。
【００４４】
図８は、前記ツイーザ１２５ｃを多段に設けられた場合のツイーザ間ピッチの可変状態を示す。なお、図８においては、ツイーザ１２５ｃ同士、基部側継手１０ｃ同士、エアシリンダ７ａ同士を明確に区別するため、ツイーザ１２５ｃ、基部側継手１０ｃ、エアシリンダ７ａの各符号に、それぞれツイーザ１２５ｃの段数に対応した添字１〜５を付与している。また、この例では、前記ピッチ可変機構、進退機構としては、例えば、特許第３３６１０８５号公報、段落［００１７］〜［００３８］に示されたピッチ可変機構、進退機構を用いるものとし（必要に応じて連結にアタッチメントを用いる）する。また、ツイーザ間ピッチの最大値は、ボート２１７のボートスロット間ピッチの最大値に対応して決定する。
【００４５】
１段目のツイーザ１２５ｃ−１は、枚葉移載具として前記進退装置を介して前記ウエハ移載装置１２５ａの１段目に取り付けられ、２段目〜５段目のツイーザ１２５ｃ−２〜１２５ｃ−５が複数一括搬送のため前記ピッチ可変機構を介してウエハ移載装置１２５ａに取り付けられる。これらのツイーザ１２５ｃ−１〜１２５ｃ−５には、把持体６と、駆動装置７としての前記エアシリンダ７ａと、前記検出器８としての磁気センサ８ａと、前記ウエハ移載装置１２５ａの移載装置取付部と連結するための基部側継手１０ｃ−１〜１０ｃ−５とが取り付けられる。すなわち、複数のツイーザいずれにも対応するように把持体と駆動装置と検出器等を備える。これにより、どのツイーザにウエハが載置されていないかを即座に確認することが出来る。
【００４６】
図８に示されるように、好ましくは、基部側継手１０ｃ−１〜１０ｃ−５は、ピッチ可変機構によりツイーザ間ピッチが縮小される際に、接触して邪魔をすることがないように、二股部２の中心を通る中心線を挟んで互い違いの位置に、交互に設けられる。
この例では、奇数段のツイーザ１２５ｃ−１，１２５ｃ−３、１２５ｃ−５の一方側に基部側継手１０ｃ−１、１０ｃ−３、１０ｃ−５が設けられ、偶数段のツイーザ１２５ｃ−２、１２５ｃ−４の他方側に基部側継手１０ｃ−２、１０ｃ−４が設けられる。
【００４７】
また、これらのツイーザ１２５ｃの開口部１２には、ピッチ可変機構によってツイーザ間ピッチを縮小する際に、接続管３２同士、エア配管同士、磁気センサ８ａ同士が接触してピッチ縮小が邪魔されることがないようにエアシリンダ７ａが配置される。すなわち、となり合うシリンダ本体２０それぞれに対して、二股部２の中心を通る中心線を挟んで互い違いの位置に、接続管（エルボを含む）３２、エア配管３２ａが交互に設けられ、接続管３２、エア配管側と反対側に、磁気センサ８ａが配置される。
この例では、他方側に磁気センサ８ａが、偶数段のツイーザ１２５ｃ−２、１２５ｃ−４の一方側に接続管３２、エア配管３２ａが設けられたエアシリンダ７−１、７−２、７−３が奇数段のツイーザ１２５ｃ−１、１２５ｃ−３、１２５ｃ−５の開口部１２に配置され、一方側に接続管３２、エア配管３２ａが、他方側に磁気センサ８ａが設けられたエアシリンダ７−２、７−４が奇数段のツイーザ１２５ｃ−１、１２５ｃ−３、１２５ｃ−５の開口部１２内に配置される。
これにより、基部側継手１０ｃ同士、接続管３２同士、エア配管３２ａ同士、磁気センサ８ａ同士の接触が防止され、上下のツイーザ１２５ｃが互いに重なり合う最小のツーザ間ピッチに調節することが可能となる。特に、エア配管３２ａは、図５に示すように、シリンダ本体２０の厚みよりかさばってしまう。これは、シリンダ本体２０の大きさを小さくするため、接続管３２をエア配管３２の最小曲げ半径以下の距離で複数並列に配置しているため、接続管３２の上方間もしくは下方間にエア配管３２を通過させることとなるからである。そのため、図５に示すような磁気センサ８をシリンダ本体２０の外側に設ける場合には、好ましくは、図８（ｃ）に示すように、となり合うシリンダ本体２０の形状をロッド１５に対して接続管３２側の幅を、磁気センサ８側の幅と磁気センサ８の幅と合わせた幅より大きくすると、エア配管３２ａを設けるスペースを確保できやすくすることが出来る。また、２つとなりの磁気センサ８の間にシリンダ本体２０を介在させることになり、誤検知等も抑制可能となる。
また、このようにすると、各エアシリンダ７ａのロッド１５に取り付けられたマグネット２１も互い違いの配置となり、隣接するツイーザ１２５ｃ間においてマグネット２１の磁力線の影響も小さくなり、磁気センサ８ａの誤動作が防止されるので信頼性が大幅に向上する。
【００４８】
図９は、前記ツイーザ１２５ｃを備える基板処理装置１００によって半導体装置を製造する際の製造方法の一例を示すシーケンス図である。これらの基板処理装置１００における動作は、制御部としてのコントローラ１５０により制御される。
ステップＳ１１では、ウエハ２００を収容したポッド１１０が基板処理装置１００の機内（筐体１１１内）のポッドオープナ１２１へと搬送され、ポッドオープナ１２１によりポッド１１０の蓋が開かれることで、ポッド１１０内及びポッド１１０内のウエハ２００が移載室雰囲気に曝される。
【００４９】
ポッド１１０が移載室雰囲気に曝されると、ステップＳ１２に進んでウエハ移載装置１２５ａにより、ポッド１１０からウエハ２００を取り出す。
この場合、まず、前記ピッチ可変機構のピッチ変更により、ツイーザ間ピッチをＳＥＭＩ規格に対応したポッド１１０のポッドスロッド間ピッチに対応したピッチに変更する。
次に、ウエハ移載装置１２５ａの鉛直軸回りの回転、昇降及び前後移動によりウエハ移載装置１２５ａの各ツイーザ１２５ｃをポッド１１０のポッドスロット間に臨ませた後に、ウエハ移載装置１２５ａのポッド１１０側への前進によってウエハ移載装置１２５ａの複数のツイーザ１２５ｃをポッド１１０のポッドスロット間に挿入する。
続いて、ウエハ移載装置１２５ａの上昇により、各ツイーザ１２５ｃの位置決め部材３，３，４間にポッド１１０のウエハ２００を載置し、この後、各ツイーザ１２５ｃのエアシリンダ７ａの進退を切り替えるエア回路切換装置をウエハ２００の把持位置に切り替える。
これにより、エアシリンダ７ａのロッド１５に取り付けられている把持体６とツイーザ１２５ｃの二股部２の位置決め部材３，３とによってウエハ２００が把持され、各ウエハ２００が各ツイーザ１２５ｃに固定される。
【００５０】
このとき、磁気センサ８ａがマグネット２１を検出し、ＯＮとなるので、判定部は、ウエハ２００が把持されたことを、例えば、表示部としてのモニタに表示させる。また、ロッド１５が前進し続ける状態で判定部は、磁気センサ８ａがＯＮとなった後に、再び、ＯＦＦとなったときは、対応するツイーザ１２５ｃにウエハ２００が無いか、又はウエハ割れが発生したものと判定し、結果を表示部に表示させる。
そして、全てのツイーザ１２５ｃについて、ウエハ２００が把持されているときは、ウエハ移載装置１２５ａの下降、後退によってポッド１１０のポッドスロットからツイーザ１２５ｃを抜き取り、続いて、ステップＳ１３に進んで、まず、前記ピッチ可変機構のピッチ変更によって、ツイーザ間ピッチをボート２１７のボートスロット間ピッチに対応させ、次に、ウエハ移載装置１２５ａの鉛直軸回りの回転によって各ツイーザ１２５ｃを、ボート２１７の移載すべき各ボートスロット間の入口に対峙させる。
【００５１】
その後、ウエハ移載装置１２５ａの前進によって各ツイーザ１２５ｃをボートスロット間に挿入する。次に、前記エア回路切替装置をウエハ非把持位置に切替え、エアシリンダ７ａのロッド１５に取り付けられている把持体６をウエハ２００から後退させることによって、ウエハ２００を非把持とする。
【００５２】
次に、ウエハ移載装置１２５ａの下降により、各ツイーザ１２５ｃに載置されているウエハ２００をそれぞれボートスロットに受け渡し、この後に、ウエハ移載装置１２５ａの後退によってボート２１７からツイーザ１２５ｃを抜き取ってボート２１７へのウエハ２００の移載工程を終了する。
【００５３】
ボート２１７へのウエハ２００の移載を終了すると、ステップＳ１４の基板処理工程に進む。
基板処理工程では、前記ボートエレベータ１１５の上昇によって、ボート２１７を反応室２０１内に挿入し、基板処理に適した温度、圧力の下で、処理、例えば、酸化処理、成膜処理、拡散処理を行い、半導体装置を製造する。
【００５４】
基板処理工程が終了すると、ステップＳ１５のボートアンロード工程を行う。
この工程では、ボートエレベータ１１５の下降によって、ボート２１７を移載室１２４に下降させる。
【００５５】
次に、ステップＳ１６に進んでボート２１７からウエハ２００をアンロードした後、ステップＳ１７に進んでポッド１１０に処理済みのウエハ２００を払い出す。
ステップＳ１６のアンロード工程では、ボート２１７へのウエハ移載工程でのツイーザ間ピッチを保持した状態で、ステップＳ１１と同様に、ウエハ移載装置１２５ａの昇降、鉛直軸回りの回転及び前進・後退、及びエアシリンダ７ａの伸縮を切り替え、ツイーザ１２５ｃの挿入、ツイーザ１２５ｃへのウエハ２００の移載、ウエハ２００の把持及びアライメント、ウエハ２００の抜き取りを順次を行ってボート２１７よりウエハ２００を抜き取り、また、ステップＳ１７のポッド払い出し工程では、ピッチ可変機構によりウエハ移載装置１２５ａのツイーザ間ピッチを変更し、ポッド１１０のポッドスロット間ピッチに対応させる。
そして、この後に、ステップＳ１３のボート２１７へのウエハ２００の移載と同様、ウエハ移載装置１２５ａの昇降、鉛直軸回りの及び前進・後退、及びエアシリンダ７ａの伸縮を切り替えによって、ツイーザ１２５ｃのポッドスロットへの挿入、ウエハ２００の非把持（把持解除）、ポッドスロットへのウエハ移載、ツイーザ１２５ｃの抜き取りを順次、行い、ポッド１１０にウエハ２００を払い出す。
【００５６】
このように、本実施の形態では、ウエハの移載先であるボート２１７、ポッド１１０に対して、ウエハ２００の把持により移載前にウエハ２００のアライメントを行い、ステップＳ１１〜Ｓ２０の繰り返しによって、半導体装置を製造する。なお、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、複数一括処理について説明したが、枚葉搬送の場合もピッチ変更の工程を除いて同様に行われるものとする。
次に、枚葉搬送が行われる場合を以下に示す。
基板処理工程後のアンロード工程Ｓ１６時に、複数一括搬送をするようＳ１１と同様に、ウエハ移載装置１２５ａの昇降、鉛直軸回りの回転及び前進・後進、及びエアシリンダ７ａの伸縮を切り替え、ツイーザ１２５ｃの挿入、ツイーザ１２５ｃへのウエハ２００の移載、ウエハ２００の把持及びアラインメントをする。この時、磁気センサ８ａがマグネットを検出した後に、ロッド１５が前進し続け、再び磁気センサ８ａがマグネットを検出しなくなったときは、対応するツイーザ１２５ｃにウエハ２００が無いか、又は、ウエハ割れが発生、すなわち異常状態であるとコントローラ１５０は判定部で判定し、そのボートスロットを記憶する。複数のうち１つでも異常状態である場合、コントローラ１５０は、ウエハ移載装置１２５ａのウエハ移載動作を停止し、その他のツイーザ１２５ｃに載置されたウエハ２００をボートスロットに戻す。
その後、その他のボートスロットの複数一括搬送が終了した後か、若しくは、その途中でウエハ移載装置１２５ａの枚葉移載具である１段目のツイーザ１２５ｃ−１を使用し、記憶されたボートスロットとそのボートスロットの上下１つのみずれたボートスロット以外のボートスロットにツイーザ１２５ｃ−１を挿入し、その後、上述の複数一括搬送と同様の動きをしてウエハ２００を回収する。このように異常状態であるボートスロットを特定記憶し、そのボートスロットと該ボートスロットの上下１枚ずつを除いてウエハ２００を枚葉回収することにより、正常状態のウエハ２００を放置せずに済む。また枚葉回収を異常状態であるボートスロットと該ボートスロットの上下一枚ずつを除くことでウエハが破損していた場合、特定されたボートスロットの上下に再びツイーザ挿入することにより二次的被害を起こす可能性があり、これを防止することが出来る。
【００５７】
上述の実施の形態の効果として、以下に掲げる効果のうち少なくとも１つ以上の効果を奏する。
（１）把持体によりウエハの把持、非把持を切り替えることによって、従来、ノッチ位置合わせ装置によって行われていたウエハのアライメントを省略することが出来るので、
半導体装置の製造時間を短縮することが出来る。
（２）また、搬送中や移載中のウエハずれや落下を防止出来るので、ウエハの高速搬送が可能となり、スループットが向上する。
（３）ウエハが割れていた場合に、把持体がウエハをグリップ、すなわち、把持できないため、正確に、ウエハ無しとして認識することが出来る。また、複数のツイーザ (基板載置具）を備えたウエハ移載装置において、ウエハが載置されていないかどうかが認識されるので、どのウエハでエラーを生じているかどうかを容易に認識することが出来る。
（４）ウエハの有無を直接検知せずに把持体の動作からウエハの有無を検知することにより、熱伝達からウエハの割れや有無を検出する検出器を保護し、破損や損傷を防止するので、検出器の寿命が大幅に向上する。また、検出器の損傷が防止されるので、信頼性が大幅に向上する。さらに、検出器の加熱が防止されるので、検出器からのアウトガス（有機ガス）の発生が防止され、アウトガスによるウエハの汚染が防止される。
【００５８】
以下、本発明に係る好ましい実施の態様を付記する。
【００５９】
＜実施の態様１＞
実施の態様１は、基板を保持する基板載置具（ツイーザ）を複数有する基板搬送装置を備える基板処理装置であって、前記基板搬送装置は、複数の基板載置具其々に対応するように複数設けられ、基板載置具に載置された基板に対し進退動作を行うことで基板載置具との間で、基板を把持若しくは非把持する少なくとも先端部が柱状もしくは筒状であって、該柱状もしくは筒状の軸に対して対称形に形成される把持体と、前記基板載置具の基端部に設けられ、前記把持体を進退動作させる駆動装置と、前記駆動装置に設けられ、前記基板載置具上の基板の状態を検出するために該把持体の動作状態を検出する検出器と、を備えている基板処理装置を提供する。
【００６０】
＜実施の態様２＞
実施の態様２は、前記複数の基板載置具は各々水平に、上下に複数段に配列された板状に形成されており、前記把持体および前記検出器は、前記基板載置具其々の水平方向に設けられている基板処理装置を提供する。
【００６１】
＜実施の態様３＞
実施の態様３は、前記把持体の前記基板の先端部は筒状又は柱状であって該把持体の中心軸に対して対称形に形成された基板処理装置を提供する。
【００６２】
＜実施の態様４＞
実施の態様４は、前記先端部は円柱又は円筒状である基板処理装置を提供する。
【００６３】
＜実施の態様５＞
実施の態様５は、実施の態様１において、上下に隣り合う把持体同士が互い違いの配置になるように、前記把持体に対して動力を供給する供給部が設けられた基板処理装置を提供する。
【００６４】
＜実施の態様６＞
実施の態様５において、前記検出器８は磁気センサである基板処理装置を提供する。
【００６５】
＜実施の態様７＞
実施の態様６において、上下方向に互いに隣接するセンサ同士を互い違いに配置し、相互の接触を回避させるように構成した基板処理装置を提供する。
【００６６】
＜実施の態様８＞
実施の形態１において、把持体６はエアシリンダにより駆動される基板処理装置を提供する。
【００６７】
＜実施の態様９＞
実施の態様２において、前記先端部が前記基板に対し加圧し始める位置に前記検出器の検出位置が定められた基板処理装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るツイーザの構造の一例を示す解説図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る把持体及びエアシリンダの一例を示す平面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係り、ウエハの載置前からウエハの把持までの様子を示す解説図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係り、検出器としての磁気センサを外付けとした一例を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る把持体に動力を与える動力供給部（駆動装置）の一例を示す概観図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係り、磁気センサをシリンダに凹設し、磁気センサの配線をエアシリンダの後端部から引き出すようにした一例を示す図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係り、複数のツイーザを多段に設けた場合のツイーザ間ピッチの可変状態を示す解説図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係り、ツイーザを備える基板処理装置によって半導体装置を製造する際の製造方法の一例を示すシーケンス図である。
【図１０】従来の半導体装置を製造する際の基板搬送シーケンスの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
１        ウエハ載置具
２        二股部
３        位置決め部材
５        連結部
６        把持体
７        動力供給部（駆動装置）
７ａ      エアシリンダ
８        検出器
８ａ      磁気センサ
１１      凹部
１２      開口部
１３      隔壁
１４      溝部
１５      ロッド
１７      給排気ポート
１８      給排気ポート
１９      クリーニングポート
１２５ｃ  ツイーザ
【図１】
2009252979.tif 000003
【図２】
2009252979.tif 000004
【図３】
2009252979.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009252979.tif 000009
【図８】
2009252979.tif 000010
【図９】
2009252979.tif 000011
【図１０】
2009252979.tif 000012