特許 6416923 半導体製造装置、半導体装置の製造方法および記録媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6416923

(24)【登録日】2018年10月12日

(45)【発行日】2018年10月31日

(54)【発明の名称】半導体製造装置、半導体装置の製造方法および記録媒体

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20181022BHJP

   H01L 21/22 20060101ALI20181022BHJP

   H01L 21/324 20060101ALI20181022BHJP

   C23C 16/44 20060101ALI20181022BHJP

   H01L 21/677 20060101ALI20181022BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/31 A

   H01L21/22 511G

   H01L21/324 Q

   C23C16/44 F

   H01L21/68 A

【請求項の数】16

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-551648(P2016-551648)

(86)(22)【出願日】2015年8月27日

(86)【国際出願番号】JP2015074235

(87)【国際公開番号】WO2016052023

(87)【国際公開日】20160407

【審査請求日】2017年3月8日

(31)【優先権主張番号】特願2014-200884(P2014-200884)

(32)【優先日】2014年9月30日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】318009126

【氏名又は名称】株式会社ＫＯＫＵＳＡＩ ＥＬＥＣＴＲＩＣ

(72)【発明者】

【氏名】小前泰彰

(72)【発明者】

【氏名】野上孝志

(72)【発明者】

【氏名】白子賢治

【審査官】 佐藤 靖史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１７３７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２８１８８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１６６１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０１−０９５７３０（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｃ２３Ｃ １６／４４

Ｈ０１Ｌ ２１／２２

Ｈ０１Ｌ ２１／３２４

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を処理する反応管と、
前記基板を保持する基板保持具が上面に設置され、前記反応管の炉口部を閉塞するシールキャップと、
第２エレベータによる前記シールキャップの昇降動作を補助する第１エレベータと、
前記シールキャップを昇降させる第２エレベータと、
前記第１エレベータと前記第２エレベータとを制御するよう構成された制御部と、を備え、
前記第１エレベータは、前記シールキャップに連結可能な第１アームと、前記第１アームを昇降させる第１駆動部と、を有し、
前記第２エレベータは、前記シールキャップと固定され、前記シールキャップを支持する第２アームと、前記第２アームを昇降させる第２駆動部と、を有する基板処理装置。

【請求項2】

前記シールキャップは、前記第１アームに対面する側面に前記第１アームを収納する第１収納部を有する請求項１記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記第１収納部は多角形状に形成される請求項２記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記シールキャップを昇降させる際、前記第１アームが前記第１収納部の内壁面に接触しないよう前記第１駆動部および前記第２駆動部を制御するよう構成される請求項２または３記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記シールキャップを昇降させる際、前記第１アームが前記第２アームを追従するよう前記第１駆動部および前記第２駆動部を制御するよう構成される請求項１乃至４記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記第１駆動部は、前記第１収納部へ収納させる収納位置と前記第１収納部から退避させる退避位置との間で前記第１アームを移動させる第１アーム駆動機構をさらに有する請求項２乃至５記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記基板保持具に前記基板を装填可能となる保持具降下状態の位置と、前記反応管が前記シールキャップによって密閉されるシール位置との間で、前記シールキャップを一定の水平度に保ちながら昇降させるように、前記第１エレベータと前記第２エレベータとを制御する請求項６記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記制御部は、前記シールキャップの昇降を停止させた状態で前記第１アームを前記収納位置へ移動させるよう前記第１駆動部、前記第２駆動部および前記第１アーム駆動機構を制御するよう構成される請求項６または７記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記第１エレベータと前記第２エレベータは前記シールキャップを挟んで対面する位置に設置される請求項１乃至８記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記制御部は、前記シールキャップが前記炉口部に接触した後、前記第２アームによる前記シールキャップの上部方向への押圧を、前記第１アームが補助するように前記第１駆動部及び前記第２駆動部を制御するよう構成される請求項１乃至９記載の基板処理装置。

【請求項11】

前記制御部は、前記シールキャップを前記炉口部から引き離す際、前記第２アームによる前記シールキャップの下部方向への押圧を、前記第１アームが補助するよう前記第１駆動部及び前記第２駆動部を制御するよう構成される請求項１乃至１０記載の基板処理装置。

【請求項12】

前記シールキャップは、前記第２アームに対面する側面に前記第２アームを収納する第２収納部を有する請求項２記載の基板処理装置。

【請求項13】

前記第２駆動部は、前記第２収納部へ収納させる収納位置と前記第２収納部から退避させる退避位置との間で前記第２アームを移動させる第２アーム駆動機構をさらに備える請求項１２記載の基板処理装置

【請求項14】

前記シールキャップを昇降させる際、前記第１アームまたは第２アームを前記シールキャップに連結させた状態で昇降させるよう前記第１駆動部および前記第２駆動部を制御するよう構成される請求項１２または１３記載の基板処理装置。

【請求項15】

基板を保持する基板保持具が上面に設置されたシールキャップに、第１エレベータの第１アームを連結させる工程と、
前記シールキャップと固定され前記シールキャップを支持する第２アームと、前記第２アームを昇降させる第２駆動部と、を有する第２エレベータと、第１アームを昇降させる第１駆動部を有し、前記第２エレベータによる前記シールキャップの昇降動作を補助する前記第１エレベータとによって、反応管内に前記基板保持具を搬送する工程と、
前記シールキャップによって炉口部が閉塞された前記反応管内で前記基板を処理する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。

【請求項16】

基板を保持する基板保持具が上面に設置されたシールキャップに、第１エレベータの第１アームを連結させる手順と、
前記シールキャップと固定され前記シールキャップを支持する第２アームと、前記第２アームを昇降させる第２駆動部と、を有する第２エレベータと、第１アームを昇降させる第１駆動部を有し、前記第２エレベータによる前記シールキャップの昇降動作を補助する前記第１エレベータとによって、反応管内に前記基板保持具を搬送する手順と、
前記シールキャップによって炉口部が閉塞された前記反応管内で前記基板を処理する手順と、
をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体製造装置、半導体装置の製造方法および記録媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

縦型基板処理装置においては、ウエハを保持した基板保持具（ボート）を１機のエレベータを用いて反応管内への搬入出を行っている（図８（a）、（ｂ）参照）。

【0003】

近年、ウエハが大口径化される傾向があり、ウエハやボートの重量および搬送ユニット全体の重量が増加している。それらの重量増加により、ボート搬送の際に、搬送ユニットの一部に垂れや歪みが生じ、ボートの水平を保った状態での安定した搬送が困難となる問題が生じている。

【0004】

下記の特許文献１には、炉口シャッタが反応管の炉口部を閉塞する際に、閉塞力を補助するための閉塞補助装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−７３７４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的は、ボート搬送時の安定性、安全性を向上させることができる技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様によれば、
基板を処理する反応管と、
前記基板を保持する基板保持具が上面に設置され、前記反応管の炉口部を閉塞するシールキャップと、
第２エレベータによる前記シールキャップの昇降動作を補助する第１エレベータと、
前記シールキャップを昇降させる第２エレベータと、
前記第１エレベータと前記第２エレベータとを制御するよう構成された制御部と、を有する技術が提供される。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、ボート搬送時の安定性、安全性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施例で好適に用いられる縦型基板処理装置を示す斜視図である。

【図2】本発明の実施例で好適に用いられる縦型基板処理装置の処理炉の垂直断面図である。

【図3】(ａ)は、本発明の第１実施形態に係るボートエレベータの側面概略図である。(ｂ)は、本発明の第１実施形態に係るボートエレベータの上面概略図である。

【図4】(ａ)は、本発明の第２実施形態に係るボートエレベータの側面概略図である。（ｂ)は、本発明の第２実施形態に係るボートエレベータの上面概略図である。

【図5】本発明に係るコントローラ構成の概略図であり、コントローラの制御系をブロック図で示す図である。

【図6】本発明に係るシールキャップ昇降機構の速度、位置等の監視制御時の説明図である。

【図7】本発明に係るシールキャップ昇降機構の異常動作時の制御を示す図である。

【図8】(ａ)は、従来のシールキャップ昇降機構の側面概略図である。(ｂ)は、従来のシールキャップ昇降機構の上面概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本実施の形態において、基板処理装置は、一例として、半導体装置（ＩＣ）の製造方法における処理工程を実施する半導体製造装置として構成されている。以下、本発明の第１の実施形態を、図面を用いて説明する。

【0011】

図１に示すように、基板処理装置１０の筐体１０１内部の前面側には、Ｉ／Ｏステージ１０５が設けられている。Ｉ／Ｏステージ１０５は、図示しない外部搬送装置との間で、基板収納容器としてのポッド１００の授受を行う。Ｉ／Ｏステージ１０５の後方には、ポッド搬送機１１５が設けられている。ポッド搬送機１１５の後方には、ポッド１００を保管するためのポッド棚１０９が設けられる。ポッド棚１０９の一部として、移載棚１２３が設けられ、移載棚には、後述する基板移載機構（ウエハ移載機）１１２の搬送対象となる基板（ウエハ）２００が収納されたポッド１１０が収納される。なお、移載棚１２３には、ポッドの蓋を開閉するポッドオープナ（図示せず）が設けられている。また、Ｉ／Ｏステージ１０５の上方には、ポッド１００を保管するための予備ポッド棚１１０が設けられている。予備ポッド棚１１０の上方には、クリーンユニット１１８が設けられている。クリーンユニット１１８は、クリーンエアを筐体１０１の内部に流通させる。

【0012】

移載棚の後方には、ウエハ移載機１１２が設置されている。ウエハ移載機１１２は、ウエハ２００を水平姿勢で保持するツイーザ（基板移載用保持具）を備えており、ウエハ２００を移載棚１２３上のポッド１１０内からピックアップして、基板保持具（ボート）２１７へ装填（チャージング）したり、ウエハ２００をボート２１７から脱装（ディスチャージング）して、移載棚１２３上のポッド１１０内へ収納したりすることができる。ボート２１７は、複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、２５〜１５０枚程度）のウエハ２００を、水平姿勢で、かつその中心をそろえた状態で鉛直方向に整列させて多段に保持するように構成されている。

【0013】

筐体１０１の後部上方には、略円筒形状の処理炉２０２が設けられている。処理炉２０２の下方には、筐体１０１の側部の上下方向に沿って昇降機構としてのボートエレベータ（基板保持具昇降機構）１２１が設けられている。ボートエレベータ１２１は、ウエハ２００を搭載したボート２１７を、反応管２０３の内外に昇降させるよう構成されている。ボートエレベータ１２１は、処理炉２０２の下端の炉口部を塞ぐための蓋体としての略円盤状のシールキャップ２１９を支持している。シールキャップ２１９の上面は、ボート２１７が垂直に載置できるように構成されている。なお、ボートエレベータ１２１の構造の詳細については、後述する。

【0014】

図２に示すように、処理炉２０２は、略円筒形状の石英製の反応管２０３を備える。反応管２０３は、ウエハ２００を収容し、加熱処理する反応容器である。反応管２０３は、加熱部としてのヒータ２０７の内側に設けられている。ヒータ２０７は、反応管２０３に挿入されたウエハ２００を、所定の温度に加熱する。図１に示すように、反応管２０３の下端（炉口部）は、略円盤状の蓋体としての炉口シャッタ（炉口開閉機構）１１６により開閉可能に構成されている。反応管２０３内部には基板を処理する処理室２０１が形成されている。

【0015】

図２に示すように、シールキャップ２１９上には、シールキャップ２１９と反応管２０３の炉口部との間を密閉する密閉部材としてのシールリング（Ｏリング）２２０が設けられている。シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側には、ボート２１７を回転させる回転機構２６７が設けられている。回転機構２６７の図示しない回転軸は、シールキャップ２１９を貫通してボート２１７を下方から支持している。回転軸を回転させることで、処理室２０１内にてウエハ２００を回転させることができる。

【0016】

ボート２１７は反応管２０３の下端開口から反応管２０３内に挿入される。ボート２１７の下部には、ヒータ２０７からの熱を反応管２０３の下部領域に伝えにくくするように構成された断熱部材２１８が設置されている。断熱部材２１８は、例えば石英から形成されたキャップや、石英や炭化ケイ素等の耐熱性材料から形成された円板形状をした複数枚の断熱板で構成されている。

【0017】

次に、反応管２０３の周辺構造について説明する。図２に示すように、処理室２０１内へ処理ガスを供給する処理ガス供給ノズル２３３が、反応管２０３の下部を貫通するよう設けられている。処理ガス供給ノズル２３３には処理ガス供給ラインとしての処理ガス供給管２３２が接続されている。図２の例では、処理ガス供給ノズルは１本だが、複数本用いることもできる。処理ガス供給管２３２には、上流側から順に、処理ガス供給源２４０と、流量制御装置としてのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４１と、開閉弁としてのバルブ２４３とが設けられている。処理ガス供給源２４０から処理ガスが、ＭＦＣ２４１、バルブ２４３、及びノズル２３３を介し、処理室２０１内に供給される。主に、処理ガス供給管２３２、ＭＦＣ２４１ａ、開閉バルブ２４３により、処理ガス供給系が構成される。処理ガス供給源２４０、処理ガス供給ノズル２３３を処理ガス供給系に含めて考えてもよい。

【0018】

反応管２０３には、処理室２０１内のガスを排気するガス排気管２３１の一端が接続されている。ガス排気管２３１の他端は、ＡＰＣ（Auto Pressure Controller）バルブ２５５を介して真空ポンプ２４６（排気装置）に接続されている。基板処理室２０１内は、真空ポンプ２４６によって排気される。なお、ＡＰＣバルブ２５５は、弁の開閉により基板処理室２０１の排気および排気停止を行なうことができる開閉弁であり、かつまた、弁開度の調節により圧力を調整することができる圧力調整弁である。

【0019】

図３に本発明におけるボートエレベータ１２１の第一の実施形態を示す。図３（ａ）に示すように、ボートエレベータ１２１は、ボート２１７の昇降を補助する昇降機構としての第１昇降機構（第１エレベータ）５０１と、ボート２１７を昇降させる昇降機構として第２昇降機構（第２エレベータ）５０２とを備える。第１エレベータ５０１は、後述する第１支持部（第１アーム）３０１、第１駆動部３１１および第１アーム駆動機構３１３を備える。

【0020】

図３（ｂ）に示すように、第１エレベータ５０１と第２エレベータ５０２とを結ぶ直線上の中間地点にはシールキャップ２１９が配置されている。シールキャップ２１９の側面であって、第１アーム３０１と対面する部分には、第１アーム３０１の先端部分（前方部分）を収納可能な空間（収納部）４０１が形成されている。本実施形態においては、収納部４０１の形状は断面多角形状に形成されている。第１アーム３０１は後端が第１駆動部３１１に接続され、第１駆動部３１１によって昇降可能に構成される。また、第１アーム３０１は第１アーム駆動機構３１３によって後述する収納位置と退避位置との間で水平移動可能に構成されている。

【0021】

第２エレベータ５０２は、第２支持部（第２アーム）３０２および第２駆動部３１２を備える。第２アーム３０２は、シールキャップ２１９を支持する支持部である。第２アーム３０２の先端はシールキャップ２１９に固定されている。第２アーム３０２の後端は第２駆動部３１２に接続され、第２駆動部３１２によって昇降可能に構成される。シールキャップ２１９は第２アーム３０２を介して第２駆動部３１２により昇降される。なお、本明細書において、エレベータという言葉を用いた場合は、第１エレベータのみを含む場合、第２エレベータのみを含む場合、もしくはその両方を含む場合がある。

【0022】

第１駆動部３１１は、例えばボールねじ構造に構成され、第１アーム３０１に設けられた図示しない第１ナット部に図示しない第１ボールを介してかみ合って第１アーム３０１を鉛直方向に昇降させる第１ボールねじ軸（第１エレベータ軸）１２１−１と、第１アーム３０１を鉛直方向に摺動させつつ案内する図示しない第１ガイド支柱と、を備えている。また、第１エレベータ軸１２１−１の上端（もしくは下端）には、第１エレベータ軸１２１−１を回転駆動させる第１モータ３２１が設けられている。これにより、第１モータ３２１を駆動して第１エレベータ軸１２１−１を回転させることで第１アーム３０１が昇降するようになっている。主に、第１ナット部と、第１ボールと、第１エレベータ軸１２１−１と、第１ガイド支柱と、第１モータ３２１とにより、本実施形態にかかる第１駆動部３１１が構成される。

【0023】

第２駆動部３１２は、例えばボールねじ構造に構成され、第２アーム３０２に設けられた図示しない第２ナット部に図示しない第２ボールを介してかみ合って第２アーム３０２を鉛直方向に昇降させる第２ボールねじ軸（第２エレベータ軸）１２１−２と、第２アーム３０２を鉛直方向に摺動させつつ案内する図示しない第２ガイド支柱と、を備えている。また、第２エレベータ軸１２１−２の上端（もしくは下端）には、第２エレベータ軸１２１−２を回転駆動させる第２モータ３２２が設けられている。これにより、第２モータ３２２を駆動して第２エレベータ軸１２１−２を回転させることで第２アーム３０２が昇降するようになっている。主に、第２ナット部と、第２ボールと、第２エレベータ軸１２１−２と、第２ガイド支柱と、第２モータ３２１とにより、本実施形態にかかる第２駆動部３１１が構成される。

【0024】

これら第１エレベータ５０１と第２エレベータ５０２とによって、シールキャップ２１９およびその上面に載置されたボート２１７が昇降され、ボート２１７が反応管２０３内に対して搬入出されるようになっている。

【0025】

図５に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ２８０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）６２１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）６２１ｂ、記憶装置６２１ｃ、Ｉ／Ｏポート６２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ６２１ｂ、記憶装置６２１ｃ、Ｉ／Ｏポート６２１ｄは、内部バス６２１ｅを介して、ＣＰＵ６２１ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ２８０には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置６２２が接続されている。

【0026】

記憶装置６２１ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置６２１ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件等が記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ２８０に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単に、プログラムともいう。本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。ＲＡＭ６２１ｂは、ＣＰＵ６２１ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。

【0027】

Ｉ／Ｏポート６２１ｄは、上述のＭＦＣ２４１、バルブ２４３、ＡＰＣバルブ２５５、ヒータ２０７、真空ポンプ２４６、ボート回転機構２６７、第１エレベータ５０１を介して第1駆動部３１１および後述する第１アーム駆動機構３１３、第２エレベータ５０２を介して第２駆動部３１２および後述する第２アーム駆動機構３１４等、基板処理装置１０の各構成部に電気的に接続されている。

【0028】

ＣＰＵ６２１ａは、記憶装置６２１ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に 、入出力装置６２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置１２１ｃからプロセスレシピを読み出すように構成されている。ＣＰＵ６２１ａは、読み出したプロセスレシピの内容に沿うように、マスフローコントローラ２４１の流量調整、バルブ２４３の開閉動作、ＡＰＣバルブ２５５の開閉および圧力調整動作、ヒータ２０７の温度調節、真空ポンプ２４６の起動・停止、ボート回転機構２６７の回転速度調節、第１エレベータ５０１及び第２エレベータ５０２の昇降動作制御、第1駆動部３１１及び第２駆動部３１２の動作制御、第１アーム駆動機構３１３及び第２アーム駆動機構３１４の動作制御等、基板処理装置１０の各構成部を制御するように構成されている。

【0029】

コントローラ２８０は、外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）６２３に格納された上述のプログラムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。記憶装置６２１ｃや外部記憶装置６２３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置６２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置６２３単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置６２３を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行っても良い。

【0030】

上述の基板処理装置１０を用いて、半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板上に膜を形成する処理（成膜処理）が行われる。

【0031】

次に、本発明に関わる基板処理装置１０の動作概要について、図１を用いて説明する。なお、基板処理装置１０は、コントローラ２８０により制御されるものである。ウエハ２００が装填されたポッド１００は、図示しない外部搬送装置からＩ／Ｏステージ１０５に搬入される。さらに、ポッド１００は、ポッド搬送機１１５により、Ｉ／Ｏステージ１０５からポッド棚１０９または予備ポッド棚１１０に搬送される。ボート２１７に対してウエハ２００が移載されるポッド１００は、ポッド搬送機１１５により移載棚１２３に移載される。ポッド１００が移載棚１２３に移載されると、ポッドオープナによりポッド１００の蓋が開放され、ポッド１００からボート２１７に、ウエハ移載機１１２によりウエハ２００が移載される。

【0032】

ボート２１７に所定枚数のウエハ２００が移載されると、ボートエレベータ１２１により、ボート２１７が反応管２０３内に挿入され、シールキャップ２１９により、反応管２０３が気密に閉塞される。気密に閉塞された反応管２０３内では、ウエハ２００が加熱されると共に、処理ガスが反応管２０３内に供給され、ウエハ２００に成膜処理がなされる。

【0033】

ウエハ２００の処理が完了すると、上記した動作の逆の手順により、ボート２１７が反応管２０３内から搬出される。ウエハ２００は、ウエハ移載機１１２により、ボート２１７からポッド１００に移載され、ポッド１００は、ポッド搬送機１１５により、移載棚１２３からＩ／Ｏステージ１０５に移載され、図示しない外部搬送装置により、筐体１０１の外部に搬出される。 ボート２１７が降下状態において、炉口シャッタ１１６は、反応管２０３の下端を気密に閉塞し、外気が処理室２０１内に巻き込まれるのを防止する。

【0034】

次に、図３、６、７を用いてボート搬送時の動作について説明する。ボート搬送は、上昇動作、閉塞動作、開放動作、下降動作を含む。
図３（ｂ）に示すように、ボート２１７にウエハ２００を装填する前、すなわち、ボート２１７にウエハ２００が保持されていない状態の降下状態（スタンバイ状態）において、第１アーム３０１は退避位置にある（図３（ｂ）破線位置）。退避位置とは、第１アーム３０１がシールキャップ２１９と干渉しない位置である。ボート降下状態において、第１アーム駆動機構３１３によって、第１アーム３０１を収納位置へと水平移動させる（図３（ｂ）実線位置）。収納位置とは、第１アーム３０１が収納部４０１内に収納された時の位置である。この時、第１アーム３０１の高さ位置を調整し、シールキャップ２１９が一定の水平度となるように第１エレベータ５０１を制御する。シールキャップ２１９が一定の水平度となると、コントローラ２８０は一定の水平度となった時の第１アーム３０１の高さ位置（水平基準位置）を記憶し、ボート２１７へのウエハ２００の装填を開始させる。

【0035】

ここで、一定の水平度とは、ボート２１７が傾斜してもウエハ２００に悪影響を及ぼさない水平度のことである。すなわち、完全に水平ではなくても、ボート２１７上でウエハ２００の保持位置にずれや、ウエハ２００にキズや割れが生じない程度の傾斜であれば良い。そのような傾斜の場合は、ウエハ２００に悪影響が生じないため、一定の水平度の範囲に含める。つまり、完全に水平の状態からウエハ２００に影響を及ぼさない傾斜の状態までが一定の水平度の範囲である。

【0036】

ボート２１７へのウエハ２００の装填が完了すると、水平基準位置を基準としてボート２１７の上昇動作を行う。ボート２１７の上昇開始前に、第１アーム３０１の高さ位置を再び調整し、シールキャップ２１９が一定の水平度となるように第１エレベータ５０１を制御するようにしても良い。

【0037】

図６に示すように、ボート２１７の上昇時は、速度指示値までは指定した加速度で加速し（Ｔ１）、速度指示値に達すると、一定の速度で上昇し、その後、指定位置（シール位置）に到達前に減速を開始し（Ｔ２）、停止する（Ｔ３）速度制御を行う。ここで、シール位置とは反応管２０３の炉口部がシールキャップ２１７により密閉された時の高さ位置である。この時、コントローラ２８０は、第１エレベータ５０１および第２エレベータ５０２に同じ速度を指示する。すなわち、第１エレベータ５０１と第２エレベータ５０２とが連携した状態となるように、コントローラ２８０によって第１エレベータ５０１および第２エレベータ５０２とが制御される。また、コントローラ２８０は、第１エレベータ５０１および第２エレベータ５０２間の絶対位置値（モータエンコーダ値）、位置偏差値、トルク値を監視することで、シールキャップ２１７の水平状態を検知し、シールキャップ２１７が一定の水平度に保たれるように第１エレベータ５０１および第２エレベータ５０２を制御する。

【0038】

ここで、シールキャップ２１９が一定の水平度に保たれた状態であれば、第１アーム３０１はシールキャップ２１９に連結されていなくてもよい。すなわち、第１アーム３０１が収納部４０１の上面および下面のどちらにも接触せず、収納部４０１内の中空位置に留まらせた状態となるようにしても良い。つまり、シールキャップ２１９が傾斜した時に、その傾斜が一定の水平度内に留まるように、第１アーム３０１がシールキャップ２１９に接触し支持できる位置に第１アーム３０１を位置させる。このような位置に第１アーム３０１を配置することで、ボート２１９が振動したり、第２アーム３０２の垂れによりシールキャップ２１９が傾斜したりした時に、第１アーム３０１がシールキャップ２１９の収納部４０１内の壁面に接触し支持することにより、ボート２１９の振動や傾斜を和らげることができ、ボート２１９を一定の水平度に保つことが可能となる。ここで、第１アーム３０１がシールキャップ２１９に連結されている状態とは、第１アーム３０１が収納部４０１の内壁面に接触している状態のことである。

【0039】

ボート２１７の減速が開始された後、反応管２０３の炉口部の閉塞動作が行われる（Ｔ２）。ウエハ２００がボート２１７に装填された状態においては、その重量により第２アーム３０２が第１アーム３０１側に垂れやすくなっている。そのため、閉塞動作時において、第１アーム３０１側のシールキャップ２１９の密閉が不足する場合がある。閉塞動作時には、コントローラ２８０は、各エレベータ間の絶対位置値（モータエンコーダ値）、第１アーム３０１と第２アーム３０２との間の位置偏差値、第１モータおよび第２モータのトルクを監視しながら、第２アーム３０２の垂れ、または、シールキャップ２１９の水平度を補正し、シールキャップ２１９を上部方向へ押圧して閉塞するようエレベータ５０１、５０２を制御する。この時、第１アーム３０１が収納部４０１の上面を上部方向へ押圧するように第１エレベータ５０１を制御する。こうして、反応管２０３の炉口部とシールキャップ２１９とにより反応管２０３が気密に閉塞された状態（シールキャップ２１９がシール位置にある状態）となると、反応管２０３内にてウエハ２００に対して成膜処理がなされる。

【0040】

次に、ウエハ２００に対する成膜処理が完了すると、反応管２０３の炉口部が開放される開放動作が行われる。この時、シールキャップ２１９は反応管２０３の炉口部との貼り付きにより、反応管２０３の炉口部から剥がされ難い状態となっている。そのため、第１アーム３０１が収納部４０１の下面を下部方向に押圧し、第２アーム３０２によるシールキャップ２１９の下部方向への押圧を補助するように、第１エレベータ３０１を制御する。この時、第２エレベータ５０２が第１エレベータ５０１と連携をとりながら貼り付きを剥がす様に、第２エレベータ５０２を同時に制御する。

【0041】

シール位置より下降し始めてから炉口部の貼り付きが剥されるまでは、貼り付きが剥された後の下降時より小さい値のトルクの制限値によって、第１エレベータ５０１および第２エレベータ５０２は速度制御される。この制限値はボート昇降時の上限値とは異なる値である。トルク値が制限値となると、第１エレベータ５０１および第２エレベータ５０２の下降速度は、トルク値が制限値以下の時の下降速度よりも遅くなるよう制御される。これにより、炉口部の貼り付きを徐々に剥がし、炉口部が解放された時のボート２１９の振動を小さくすることができる。

【0042】

ここで、第２アーム３０２はシールキャップ２１９と固定された状態で連結されているのに対し、第１アーム３０１はシールキャップ２１９と固定されていない状態で間接的に連結されている。そのため、第１エレベータ５０１と第２エレベータ５０２とではトルク値が大幅に異なる。よって、第１エレベータ５０１と第２エレベータ５０２との両方のトルク値を監視せずとも、片方のトルク値を監視するだけで一定の水平度を保った状態で、かつ、炉口部の貼り付き開放時のボート２１７の振動が小さくでき、炉口部の貼り付きを効率良く剥すことが可能となる。第１エレベータ５０１と第２エレベータ５０２との両方のトルク値を監視すると、より精密に速度制御を行う事ができる。

【0043】

開放動作時において、第１アーム３０１は、第２アーム３０２によるシールキャップ２１９の下部方向への押圧を常時補助しなくても良い。すなわち、第１アーム３０１がシールキャップ２１９を押圧する動作と、押圧しない動作とを繰り返し行うように第１エレベータ５０１を制御するようにしても良い。このようにシールキャップ２１９の下部方向への押圧を分割して行うことにより、炉口部の貼り付きを少しずつ剥すことができ、炉口部の貼り付き開放時のボート２１７の振動をより小さくすることができる。押圧しない動作の時は、第１アーム３０１はシールキャップと連結された状態であっても、連結されない状態であっても良い。

【0044】

シールキャップ２１９が反応管２０３の炉口部から開放された後は、ボート２１７は上昇動作時とは逆の手順で、同様の制御により下降動作が行われる。

【0045】

上述の閉塞動作、開放動作およびボート昇降動作において、コントローラ２８０により監視されている絶対位置値、位置偏差値またはトルク値がそれぞれにあらかじめ設定された上限値を超えると、コントローラ２８０はシールキャップ２１９の一定の水平度が保たれていない、もしくは、シールキャップ２１９またはエレベータ５０１、５０２に異常が発生したと判断する（図７（Ｔ４）参照）。異常が発生したと判断されると、ボート２１７は減速停止または急停止され、異常が発生した旨のアラームが発報される。

【0046】

本実施形態においては、以下に示す１つまたは複数の効果が得られる。
（１）２機のボートエレベータでシールキャップを支えることにより、ウエハを安定に保持した状態でのボート搬送が可能となる。ボート搬送の際のシールキャップ支持は２点で行われるが、シールキャップと連結固定しているのは２機のエレベータのうちの１機である。ボートが振動したり、傾斜したりした時に、連結固定されていない方のエレベータがシールキャップに接触し支持することにより、シールキャップの傾斜やアームの歪みを和らげたり、ボート搬送時の振動を抑制したりすることが可能となる。
（２）２機のエレベータが互いに連携をとりながらシールキャップを昇降させることにより、シールキャップを一定の水平度を保った状態で搬送することができる。また、ボート、シールキャップおよび各エレベータの重量により、各エレベータのアーム垂れ方が異なる場合においても、それぞれの垂れに合わせてエレベータの移動速度等を調節する事が可能となる。
（３）ボートエレベータの組立て時、アームがシールキャップに連結固定されていないことで、ボートエレベータの組立や搬入搬出が容易となり、製造の際の作業性が向上する。

【0047】

次に、本発明におけるボートエレベータの第２の実施形態について、図４を用いて説明する。第１の実施形態との相違点は、第２アーム３０２も第１アーム３０１と同様の構成を備える点である。すなわち、第２アーム３０２が第２アーム駆動機構３１４によって、シールキャップ２１９の側面に形成された第２収納部４０２に収納される収納位置と退避位置（図４（ｂ）点線部分）との間で移動可能に構成さている。この時、第２アーム駆動機構３１４を第２ボートエレベータ５０２に含めても良い。

【0048】

ボート搬送時において、シールキャップ２１９は第１アーム３０１と第２アーム３０２との両方、または、片方に連結された状態となる。例えば、上昇動作時において、第１アーム３０１の連結による上昇動作と、第２アーム３０２の連結による上昇動作とを交互に繰り返しながら搬送されても良い。このような構成とすることで、片方のエレベータをシールキャップに固定するよりも重量による負荷を分散させることができ、搬送ユニットの長寿命化を図ることができる。

【0049】

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。 また、前記実施例においては、縦型基板処理装置を用いて説明したが、本発明は、横型装置等にも適用することができる。 また、前記実施例においては、ウエハに熱処理が施される場合について説明したが、処理対象はホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスクおよび磁気ディスク等であってもよい。

【0050】

本発明は、成膜処理の他、拡散処理、アニール処理、酸化処理、窒化処理、リソグラフィ処理等の他の基板処理にも好適に適用できる。さらに、本発明は、薄膜形成装置の他、アニール処理装置、酸化処理装置、窒化処理装置、露光装置、塗布装置、乾燥装置、加熱装置等の他の基板処理装置にも好適に適用できる。

【0051】

本発明は、本実施形態にかかる半導体製造装置等のウエハ基板を処理する基板処理装置に限らず、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）製造装置等のガラス基板を処理する基板処理装置にも好適に適用できる。

【0052】

なお、この出願は、２０１４年９月３０日に出願された日本出願特願２０１４−２００８８４を基礎として優先権の利益を主張するものであり、その開示の全てを引用によってここに取り込む。

【産業上の利用可能性】

【0053】

本発明にかかる半導体製造装置、半導体装置の製造方法および記録媒体によれば、ボート搬送時の安定性、安全性を向上させることができる。

【符号の説明】

【0054】

１０・・・・基板処理装置 ５０１・・第1ボートエレベータ ５０２・・第２ボートエレベータ ２００・・・ウエハ ２１７・・・ボート ２１９・・・シールキャップ ２８０・・・コントローラ ３０１・・・第1アーム ３０２・・・第２アーム ３１１・・・第１駆動部 ３１２・・・第２駆動部 ３１３・・・第１アーム駆動機構 ３１４・・・第２アーム駆動機構 ４０１・・・第１収納部 ４０２・・・第２収納部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】