特許 6794880 縦型熱処理装置及び縦型熱処理装置の運転方法

(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】6794880

(24)【登録日】2020年11月16日

(45)【発行日】2020年12月2日

(54)【発明の名称】縦型熱処理装置及び縦型熱処理装置の運転方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20201119BHJP

   H01L 21/677 20060101ALI20201119BHJP

   C23C 16/52 20060101ALI20201119BHJP

   H01L 21/22 20060101ALI20201119BHJP

   H01L 21/324 20060101ALI20201119BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/31 E

   H01L21/68 A

   C23C16/52

   H01L21/22 511J

   H01L21/324 S

【請求項の数】10

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2017-47960(P2017-47960)

(22)【出願日】2017年3月14日

(65)【公開番号】特開2018-152472(P2018-152472A)

(43)【公開日】2018年9月27日

【審査請求日】2019年8月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002756

【氏名又は名称】特許業務法人弥生特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100091513

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 俊夫

(74)【代理人】

【識別番号】100133776

【弁理士】

【氏名又は名称】三井田 友昭

(72)【発明者】

【氏名】大岡 雄一

【審査官】 佐藤 靖史

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１６／０１７６８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−０５０９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０６３０２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１４２２４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｃ２３Ｃ １６／５２

Ｈ０１Ｌ ２１／２２

Ｈ０１Ｌ ２１／３２４

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の基板を基板保持具に棚状に保持して縦型の反応容器内に搬入し、熱処理を行う縦型熱処理装置において、
前記基板保持具に対して基板の受け渡しを行う基板搬送機構と、
前記反応容器から搬出された基板保持具に保持されている熱処理後の基板の反りを検出するための反り検出部と、
前記反り検出部の検出結果に基づいて反りがないと判定された基板を、前記基板搬送機構により前記基板保持具から取り出すための制御信号を出力する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記反り検出部による一の基板の検出結果に基づいて、当該一の基板について反りがないと判定したときに、当該一の基板の温度と比較して同程度または低い温度である他の基板については、反り検出部による反りの検出を行わずに基板保持具から取り出すように制御信号を出力することを特徴とする縦型熱処理装置。

【請求項2】

複数の基板を基板保持具に棚状に保持して縦型の反応容器内に搬入し、熱処理を行う縦型熱処理装置において、
前記基板保持具に対して基板の受け渡しを行う基板搬送機構と、
前記反応容器から搬出された基板保持具に保持されている熱処理後の基板の反りを検出するための反り検出部と、
前記反り検出部の検出結果に基づいて反りがないと判定された基板を、前記基板搬送機構により前記基板保持具から取り出すための制御信号を出力する制御部と、
前記基板保持具に保持されている基板に冷却ガスを吹き付けるように構成されると共に、基板保持具に沿って複数段に分割され、各段ごとに独立して冷却ガスの流量を調整できる冷却ガス吹付機構と、を備え、
前記制御部は、反りがあると判定された基板に対応する領域に吹き付ける冷却ガスの流量を、反りがないと判定された基板に対応する領域に吹き付ける冷却ガスの流量よりも多くするように制御信号を出力することを特徴とする縦型熱処理装置。

【請求項3】

複数の基板を基板保持具に棚状に保持して縦型の反応容器内に搬入し、熱処理を行う縦型熱処理装置において、
前記基板保持具に対して基板の受け渡しを行う基板搬送機構と、
前記反応容器から搬出された基板保持具に保持されている熱処理後の基板の反りを検出するための反り検出部と、
前記反り検出部の検出結果に基づいて反りがないと判定された基板を、前記基板搬送機構により前記基板保持具から取り出すための制御信号を出力する制御部と、
前記基板保持具に保持されている基板に冷却ガスを吹き付けるように構成されると共に、基板保持具に対して相対的に昇降可能な冷却ガス吹付機構と、を備え、
前記制御部は、反りがあると判定された基板に対応する領域に吹き付ける冷却ガスの流量を、反りがないと判定された基板に対応する領域に吹き付ける冷却ガスの流量よりも多くするように制御信号を出力することを特徴とする縦型熱処理装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記反り検出部により全ての基板の反りを検出するように制御信号を出力することを特徴とする請求項２または３記載の縦型熱処理装置。

【請求項5】

前記反り検出部は、発光部及び受光部を含む構成、超音波センサーを含む構成及び電磁波センサーを含む構成のいずれかであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の縦型熱処理装置。

【請求項6】

前記反り検出部は、昇降自在に設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の縦型熱処理装置。

【請求項7】

前記反り検出部の一部または全部は、昇降自在な可動体に設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の縦型熱処理装置。

【請求項8】

前記可動体は基板搬送機構であることを特徴とする請求項７記載の縦型熱処理装置。

【請求項9】

前記制御部は、予め設定されたタイミングで反りの検出が行われるように制御信号を出力することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の縦型熱処理装置。

【請求項10】

複数の基板を基板保持具に棚状に保持して縦型の反応容器内に搬入し、熱処理を行う縦型熱処理装置の運転方法において、
基板を基板搬送機構により前記基板保持具に受け渡す工程と、
前記反応容器から搬出された基板保持具に保持されている熱処理後の基板の反りを検出する工程と、
前記基板保持具に保持されている基板に冷却ガスを冷却ガス吹付機構により吹き付ける冷却工程と、
前記基板の反りを検出する工程の検出結果に基づいて反りがないと判定された基板を、前記基板搬送機構により前記基板保持具から取り出す工程と、を含み、
前記冷却工程は、反りがあると判定された基板に対応する領域に吹き付ける冷却ガスの流量を、反りがないと判定された基板に対応する領域に吹き付ける冷却ガスの流量よりも多くする工程を含むことを特徴とする縦型熱処理装置の運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の基板を基板保持具に棚状に保持して縦型の反応容器内に搬入し、熱処理を行う縦型熱処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造装置の一つとして、多数の半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）に対して、一括で熱処理を行う縦型熱処理装置がある。この熱処理装置では、ウエハを棚状に保持するウエハボートを上昇させて熱処理炉にロードし、多数枚のウエハＷに対して同時に所定の熱処理を行う。この後、ウエハボートを下降させて熱処理炉からアンロードし、熱処理後のウエハをウエハボートから移載装置により取り出して、搬送容器内に回収することが行われている。

【0003】

熱処理終了後のウエハＷは熱影響により大きく反るように変形するが、ウエハ温度が低下するにつれて反りは収まっていく。このため、例えばアンロードされたウエハボートにガスを供給してウエハを冷却させ、ウエハの反りが収束してから、移載装置による搬送（ディスチャージ）を開始している。ウエハボートのアンロード後、搬送を開始するまでの待機時間は、予め反りが収束する収束時間を把握し、安全率を見込んで収束時間よりも長い時間を設定している。

【0004】

生産性向上のために、搬送を開始するまでの待機時間を短縮することが要求されているが、既述のように待機時間は長めに設定されており、実際にはウエハの反りがないにも関わらず、搬送開始を待機することになる。従って、現状では、ウエハの反りの収束後、最短時間で搬送を開始することはできない。また、ウエハの種類や、成膜する膜の種別、プロセス条件によっても、ウエハの熱変形のパターンが異なるため、確実に反りを収束させるために、待機時間を長く設定する傾向にある。

【0005】

特許文献１には、ウエハの反りによって生じる微小音を検出して電気信号に変換し、この電気信号を増幅して振幅の時間変化を表示することにより、反りの状態を監視する手法が記載されている。しかしながら、この手法では、複数枚のウエハの反り状態を各々正確に把握することは困難であり、本発明の課題を解決することはできない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平１０−２５０９２３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、反応容器から搬出された基板保持具に保持されている熱処理後の基板を基板搬送機構により取り出すにあたり、取り出し可能な基板の待機時間を削減し、生産性の向上を図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】

【0008】

このため、本発明の縦型熱処理装置は、
複数の基板を基板保持具に棚状に保持して縦型の反応容器内に搬入し、熱処理を行う縦型熱処理装置において、
前記基板保持具に対して基板の受け渡しを行う基板搬送機構と、
前記反応容器から搬出された基板保持具に保持されている熱処理後の基板の反りを検出するための反り検出部と、
前記反り検出部の検出結果に基づいて反りがないと判定された基板を、前記基板搬送機構により前記基板保持具から取り出すための制御信号を出力する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記反り検出部による一の基板の検出結果に基づいて、当該一の基板について反りがないと判定したときに、当該一の基板の温度と比較して同程度または低い温度である他の基板については、反り検出部による反りの検出を行わずに基板保持具から取り出すように制御信号を出力することを特徴とする。
他の発明の縦型熱処理装置は、
複数の基板を基板保持具に棚状に保持して縦型の反応容器内に搬入し、熱処理を行う縦型熱処理装置において、
前記基板保持具に対して基板の受け渡しを行う基板搬送機構と、
前記反応容器から搬出された基板保持具に保持されている熱処理後の基板の反りを検出するための反り検出部と、
前記反り検出部の検出結果に基づいて反りがないと判定された基板を、前記基板搬送機構により前記基板保持具から取り出すための制御信号を出力する制御部と、
前記基板保持具に保持されている基板に冷却ガスを吹き付けるように構成されると共に、基板保持具に沿って複数段に分割され、各段ごとに独立して冷却ガスの流量を調整できる冷却ガス吹付機構と、を備え、
前記制御部は、反りがあると判定された基板に対応する領域に吹き付ける冷却ガスの流量を、反りがないと判定された基板に対応する領域に吹き付ける冷却ガスの流量よりも多くするように制御信号を出力することを特徴とする。
更に他の発明の縦型熱処理装置は、
複数の基板を基板保持具に棚状に保持して縦型の反応容器内に搬入し、熱処理を行う縦型熱処理装置において、
前記基板保持具に対して基板の受け渡しを行う基板搬送機構と、
前記反応容器から搬出された基板保持具に保持されている熱処理後の基板の反りを検出するための反り検出部と、
前記反り検出部の検出結果に基づいて反りがないと判定された基板を、前記基板搬送機構により前記基板保持具から取り出すための制御信号を出力する制御部と、
前記基板保持具に保持されている基板に冷却ガスを吹き付けるように構成されると共に、基板保持具に対して相対的に昇降可能な冷却ガス吹付機構と、を備え、
前記制御部は、反りがあると判定された基板に対応する領域に吹き付ける冷却ガスの流量を、反りがないと判定された基板に対応する領域に吹き付ける冷却ガスの流量よりも多くするように制御信号を出力することを特徴とする。

【0009】

また、本発明の縦型熱処理装置の運転方法は、
複数の基板を基板保持具に棚状に保持して縦型の反応容器内に搬入し、熱処理を行う縦型熱処理装置の運転方法において、
基板を基板搬送機構により前記基板保持具に受け渡す工程と、
前記反応容器から搬出された基板保持具に保持されている熱処理後の基板の反りを検出する工程と、
前記基板保持具に保持されている基板に冷却ガスを冷却ガス吹付機構により吹き付ける冷却工程と、
前記基板の反りを検出する工程の検出結果に基づいて反りがないと判定された基板を、前記基板搬送機構により前記基板保持具から取り出す工程と、を含み、
前記冷却工程は、反りがあると判定された基板に対応する領域に吹き付ける冷却ガスの流量を、反りがないと判定された基板に対応する領域に吹き付ける冷却ガスの流量よりも多くする工程を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、複数の基板を基板保持具に棚状に保持して反応容器内に搬入し、熱処理を行う縦型熱処理装置において、熱処理後に前記反応容器から搬出された基板保持具に保持されている基板の反りを検出し、反りがないと判定された基板を、基板搬送機構により前記基板保持具から取り出している。このため、熱処理により発生した反りが収束するタイミングで基板の取り出しを開始できるので、取り出し可能な基板の待機時間を削減でき、生産性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に係る縦型熱処理装置の一実施形態の全体構成を示す横断平面図である。

【図2】縦型熱処理装置の縦断側面図である。

【図3】縦型熱処理装置のローディングエリアの縦断面図である。

【図4】縦型熱処理装置に設けられるウエハボートと冷却ガス吹付機構、吸気機構を示す側面図である。

【図5】縦型熱処理装置に設けられる反り検出部とウエハとを示す側面図である。

【図6】反り検出部とウエハとを示す側面図である。

【図7】縦型熱処理装置の運転方法の一例を示すフローチャートである。

【図8】縦型熱処理装置の作用を示す側面図である。

【図9】縦型熱処理装置の作用を示す側面図である。

【図10】縦型熱処理装置の作用を示す側面図である。

【図11】反り検出部の他の例を示す側面図である。

【図12】反り検出部の他の例を示す側面図である。

【図13】反り検出部の他の例を示す側面図である。

【図14】反り検出部とウエハとを示す側面図である。

【図15】反り検出部の他の例を示す側面図である。

【図16】反り検出部とウエハとを示す側面図である。

【図17】反り検出部の他の例を示す側面図である。

【図18】反り検出部の他の例を示す側面図である。

【図19】反り検出部の他の例を示す側面図である。

【図20】冷却ガス吹付機構の他の例を示す側面図である。

【図21】反り検出部の他の例を示す概略斜視図である。

【図22】反り検出部の他の例を示す概略斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に本発明の実施形態に係る縦型熱処理装置１について、図１〜図３を夫々参照しながら説明する。図中１１は、装置１の筐体であり、この筐体１１内には、基板であるウエハＷが収納されるキャリアＣを装置に対して搬入、搬出するための搬入搬出領域Ｓ１と、キャリアＣ内のウエハを搬送して後述の反応容器（熱処理炉）内に搬入するためのローディングエリアＳ２と、が設けられている。搬入搬出領域Ｓ１とローディングエリアＳ２とは隔壁１２により仕切られており、搬入搬出領域Ｓ１は大気雰囲気とされ、ローディングエリアＳ２は不活性ガス雰囲気例えば窒素（Ｎ２）ガス雰囲気又は清浄乾燥気体（パーティクル及び 有機成分が少なく、露点−６０℃以下の空気）雰囲気とされている。

【0013】

搬入搬出領域Ｓ１は、第１の領域１３と、この第１の領域１３に対してローディングエリアＳ２側に設けられた第２の領域１４とからなり、第１の領域１３には、キャリアＣを載置するための第１の載置台１５が設けられている。キャリアＣとしては、基板である例えば直径３００ｍｍのウエハＷが複数枚例えば２５枚棚状に配列されて収納され、前面の図示しない取り出し口が蓋体により塞がれた密閉型の搬送容器（ＦＯＵＰ）が用いられる。

【0014】

第２の領域１４には第２の載置台１６とキャリア保管部１７が設けられると共に、キャリアＣを第１の載置台１５、第２の載置台１６並びにキャリア保管部１７の間で搬送するキャリア搬送機構１８が設けられている。図中２１は、キャリアＣとローディングエリアＳ２とを連通する開口部であり、２２は当該開口部２１の扉、２３はキャリアＣの蓋体を開閉する蓋開閉機構である。

【0015】

ローディングエリアＳ２の上方には、下端が炉口として開口する縦型の熱処理炉である反応容器２４が設けられている。反応容器２４の下方にはシャッタ２４１が設けられ、通常はこのシャッタ２４１は炉口から退避しており、熱処理後に炉口を塞いで炉内からローディングエリアＳ２への熱輻射を防ぐ役割を有する。さらに、ローディングエリアＳ２における反応容器２４以外の領域には、例えば反応容器２４の開口部近傍の高さ位置に天井部２４２が形成されている。

【0016】

ローディングエリアＳ２における反応容器２４の下方側には、多数枚のウエハＷを棚状に所定の配列間隔に配列保持する基板保持具であるウエハボート３が設けられている。このウエハボート３は、例えば天板３１と底板３２との間に例えば４本（図２、図３では３本のみ図示）の支柱３３を備えており、この支柱３３に形成された図示しない溝部にウエハＷの周縁部が保持されて、例えば１００枚のウエハＷを所定の間隔で上下に配列して保持できるように構成されている。底板３２の下部には支持部３４が設けられている。なお、図２等では、反応容器２４及びウエハボート３の長さ寸法は、実際よりも短く描いている。

【0017】

一方、反応容器２４の下方側には、ボートエレベータ３５が設けられている。ボートエレベータ３５は昇降自在に構成され、その上には、反応容器２４の蓋体２４３と、ステージ３６とが、この順序で設けられており、このステージ３６の上にウエハボート３が支持部３４を介して搭載される。ボートエレベータ３５は、図３に示すように、上下方向に伸びるガイドレール３５１に沿って移動機構３５２により昇降自在に構成され、こうしてウエハボート３は、ロード位置とアンロード位置との間で昇降される。ロード位置とは、ウエハボート３が反応容器２４内に搬入され、反応容器２４の開口部を蓋体２４３が覆う位置であり、アンロード位置とは、ウエハボート３が反応容器２４の下方側に搬出される位置（図１、図３に示す位置）である。

【0018】

ローディングエリアＳ２には、ウエハボート３に対してウエハＷの受け渡しを行うための基板搬送機構であるウエハ搬送機構４が設けられている。このウエハ搬送機構４によりアンロード位置にあるウエハボート３から熱処理後のウエハＷが取り出されて、第２の載置台１６上のキャリアＣ内に収納される。ウエハ搬送機構４は、ウエハＷを保持する複数枚例えば５枚のフォーク４１と、これらフォーク４１を保持する保持機構４２と、保持機構４２を進退自在に支持する搬送基体４３と、を備えている。この搬送基体４３は、駆動機構４４により鉛直軸回りに回動自在、及び上下方向に伸びるガイドレール４５に沿って昇降自在に構成されると共に、左右方向に伸びるガイドレール４６に沿って左右方向に移動自在に構成されている。図１及び図２等には、ウエハ搬送機構４を簡略的に描いている。

【0019】

ローディングエリアＳ２には、反応容器２４から搬出されたウエハボート３に保持されているウエハＷの反りを検出するための反り検出部５が、アンロード位置にあるウエハボート３の外側であって、ウエハボート３の昇降を妨げない位置に設けられている。反り検出部５は例えば透過型光センサーよりなり、図１、図３及び図４に示すように、ウエハボート３を挟んで対向するように設けられた発光部５１と受光部５２と、を備えている。この例の反り検出部５は、ウエハボート３に搭載された全てのウエハＷに対して、ウエハＷ毎に設けられ、ウエハボートに例えば１００枚のウエハＷが搭載されている場合には、１００個の発光部５１及び受光部５２がウエハボート３の長さ方向に沿って上下に配列されている。

【0020】

発光部５１及び受光部５２は、例えばアンロード位置にあるウエハボート３に搭載された検査対象のウエハＷに対して、例えばその直径近傍のウエハＷ表面の直上に水平な光軸を形成するように配置されている。図５に、上に凸に反りがあるウエハＷ１１、Ｗ１２と、反りがないウエハＷ１３、Ｗ１４と、を示す。この図に示すように、光軸Ｌは上下方向に幅があり、反りがないウエハＷ１３、Ｗ１４は光軸Ｌを遮断しないため、受光部５２における受光量が大きい。一方、反りがあるウエハＷ１１、Ｗ１２は光軸Ｌを遮断するため、受光部４２における受光量が小さくなり、例えば反りが大きいウエハＷ１１は、反りの小さいウエハＷ１２に比べて光軸Ｌの遮断量が多くなるため受光量が減少する。

【0021】

同様に図６に、下に凸に反りがあるウエハＷ２１、Ｗ２２と、反りがないウエハＷ２３、Ｗ２４と、を示す。このように下に凸に反りがあるウエハＷ２１、Ｗ２２においても、反りが大きいウエハＷ２１は、反りの小さいウエハＷ２２に比べて光軸Ｌの遮断量が多くなるため、受光部５２における受光量が減少する。このため、受光部５２における受光量に基づいて、ウエハＷの反りの有無や、反りの大きさを把握することができる。受光部５２における検出結果は後述する制御部１００に出力される。

【0022】

さらに、ローディングエリアＳ２には、アンロード位置にあるウエハボート３に保持されているウエハＷに冷却ガスを吹き付けるように構成された冷却ガス吹付機構６が設けられると共に、この冷却ガス吹付機構６と対向するように吸気機構７が設置されている。冷却ガス吹付機構６及び吸気機構７は、例えばローディングエリアＳ２において、ウエハボート３の昇降及び、反り検出部５によるウエハＷの反りの検出を妨げない位置に設けられる。この例では、吸気機構７は、ボートエレベータ３５のガイドレール３５１側に設置され、この吸気機構７とアンロード位置にあるウエハボート３を挟んで対向するように冷却ガス吹付機構６が設置されている。

【0023】

冷却ガス吹付機構６は、図４に示すように、ウエハボート３に沿って複数段に分割され、例えばウエハボート３の長さ方向に沿って上下方向に配列された、複数例えば３本のガス供給管６１〜６３を備えている。ここでは、上側から順に第１のガス供給管６１、第２のガス供給管６２、第３のガス供給管６３とする。これら第１、第２、第３のガス供給管６１、６２、６３における、夫々のウエハボート３に臨む領域には、例えばその長さ方向に沿って、多数のガス吐出口６１１、６２１、６３１が所定間隔を開けて夫々形成されている。

【0024】

第１のガス供給管６１は、アンロード位置にあるウエハボート３の上部領域例えば上から１枚目のウエハから３０枚目のウエハ辺りを目掛けて冷却ガスを吹き付けるように配置される。また、第３のガス供給管６３は、アンロード位置にあるウエハボート３の下部領域例えば下から１枚目のウエハから３０枚目のウエハ辺りを目掛けて冷却ガスを吹き付け、第２のガス供給管６２は、ウエハボート３の中央領域のウエハを目掛けて冷却ガスを吹き付けるように夫々配置される。この例では、上下方向に第１〜第３のガス供給管６１〜６３を並べて描いているが、１本のガス供給管の内部を複数段に分割するようにしてもよい。

【0025】

第１〜第３のガス供給管６１〜６３は、夫々開閉バルブ及びマスフローコントローラ等を含む流量調整部６１２、６２２、６３２を備えたガス供給路６１３、６２３、６３３、共通のガス供給路６４１を介して、冷却ガスである不活性ガス例えば窒素（Ｎ２）ガスの供給源６４に接続されている。これにより、第１〜第３のガス供給管６１〜６３は、互いに独立して冷却ガスの流量が調整でき、夫々のガス供給管６１〜６３から所定流量の冷却ガスがウエハボート３のウエハＷに向けて吹き付けられる。

【0026】

供給源６４からの冷却ガスの供給量は同じであるが、流量調整部６１２、６２２、６３２により、第１〜第３のガス供給管６１〜６３への冷却ガスの分配量が調整される。このため、例えばウエハボート３の上部側を重点的に冷却したいときには、第１のガス供給管６１への冷却ガスの分配量を第２及び第３のガス供給管６２、６３よりも多くするように、流量調整部６１２、６２２、６３２を制御する。

【0027】

また、吸気機構７は、例えば冷却ガス吹付機構６の第１〜第３のガス供給管６１〜６３に対応するように、ウエハボート３の長さ方向に沿って上下方向に配列された吸気ダクト７１〜７３を備えている。ここでは、上側から順に第１の吸気ダクト７１、第２の吸気ダクト７２、第３の吸気ダクト７３とする。これら第１、第２、第３の吸気ダクト７１、７２、７３における、夫々のウエハボート３に臨む領域には、例えば細長い吸気口７１１、７２１、７３１が夫々形成されている。この例では、上下方向に第１〜第３の吸気ダクト７１〜７３を並べて描いているが、１本の吸気ダクトの内部を複数に分割するようにしてもよい。

【0028】

第１〜第３の吸気ダクト７１〜７３は、夫々開閉バルブ７１２、７２２、７３２を備えた吸気路７１３、７２３、７３３、共通の吸気路７４１を介して吸気機構７４に接続されている。これにより、第１〜第３の吸気ダクト７１〜７３の夫々は独立して吸気できるように構成される。第１〜第３のガス供給管６１〜６３の流量調整部６１２、６２２、６３２、第１〜第３の吸気ダクト７１〜７３の開閉バルブ７１２、７２２、７３２は、後述する制御部１００により駆動制御される。

【0029】

続いて、縦型熱処理装置１に設けられる制御部１００について説明する。制御部１００は、例えばコンピュータからなり、プログラム、メモリ、ＣＰＵからなるデータ処理部を備えていて、プログラムには制御部１００から縦型熱処理装置１の各部に制御信号を送り、後述の搬送順序を進行させるように命令（各ステップ）が組み込まれている。また、コンピュータの画面は、例えば後述する検査結果を表示する表示部として構成される。このプログラムは、コンピュータ記憶媒体例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）等の記憶部に格納されて制御部１００にインストールされる。

【0030】

また、プログラムには、反り検出部５を用いてウエハＷの反りの有無を検出するためのプログラムや、この検出結果に基づいて、ウエハ搬送機構４や、冷却ガス吹付機構６の流量調整部６１２、６２２、６３２、吸気機構７の開閉バルブ７１２、７２２、７３２に制御信号を出力するプログラムが含まれている。反りの有無を検出するプログラムは、例えば受光部５２における受光量の閾値を予め設定しておき、受光量の検出値が閾値よりも大きい場合には反りがないと判定し、閾値以下の場合には反りがあると判定するように構成されている。

【0031】

こうして、制御部１００は、例えば反り検出部５により、予め設定されたタイミングで全てのウエハＷの反りを検出し、この検出結果に基づいて、反りがないと判定されたウエハＷを、ウエハ搬送機構４によりウエハボート３から取り出すための制御信号を出力するように構成されている。また、反りがあると判定されたウエハＷが含まれる領域に対応する冷却ガスの流量を、反りがないと判断されたウエハＷが含まれる領域に対応する冷却ガスの流量よりも多くするように制御信号を出力するように構成されている。

【0032】

このような縦型熱処理装置の作用について、図７のフローチャートを参照しながら説明する。図示しない自動搬送ロボットにより第１の載置台１５に載置されたキャリアＣは、キャリア搬送機構１８により第２の載置台１６に搬送され、蓋開閉機構２３によりキャリアＣから蓋体が取り外される。そして、ウエハ搬送機構４は、キャリアＣ内のウエハＷを順次取り出してウエハボート３に受け渡し（ステップＳ１）、所定枚数のウエハＷが搭載されると、ウエハボート３はボートエレベータ３５の上昇により反応容器２４内のロード位置に搬入される（ステップＳ２）。

【0033】

そして、ウエハボート３に搭載されたウエハＷに対して例えば４００〜１０００℃の温度で、熱処理例えばＣＶＤ、アニール処理、酸化処理などが行われる（ステップＳ３）。熱処理が終了すると（ステップＳ４）、ボートエレベータ３５が下降して、熱処理後のウエハボート３が反応容器２４から搬出（アンロード）される（ステップＳ５）。

【0034】

ウエハボート３の搬出を開始する（ステップＳ５）と、例えば冷却ガス吹付機構６からウエハボート３へ向けて冷却ガスの吹き付けを開始する（ステップＳ６）。例えば図８に示すように、ウエハボート３のアンロード位置に対応して、先ず第１の冷却ガス供給管６１から冷却ガスの吹き付けと、第１の吸気ダクト７１からの吸気を開始する。次いで、ウエハボート３の位置が下降すると、第２の冷却ガス供給管６２からの冷却ガスの吹き付けと、第２の吸気ダクト７２からの吸気を開始し（図９参照）、ウエハボート３の位置がさらに下降すると、第３の冷却ガス供給管６３からの冷却ガスの吹き付けと、第３の吸気ダクト７３からの吸気を開始する（図１０参照）。こうして、ウエハボート３をアンロード位置に搬出した後所定時間、第１〜第３の吸気ダクト７１〜７３から吸気しながら、冷却ガスを第１〜第３のガス供給管６１〜６３から例えば同じ流量でウエハボート３に対して吹き付ける。

【0035】

冷却ガス吹付機構６からウエハボート３に向けて吹き付けられた冷却ガスは、冷却ガス吹付機構６とウエハボート３を介して対向するように設けられた吸気ダクト７に向けて、ウエハボート３に搭載されたウエハＷの表面と接触しながら横方向に通流していく。熱処理されたウエハＷは、熱影響により反った状態となるが、冷却ガスの吹き付けにより冷却され、ウエハＷの温度が低下するに連れてウエハＷの反りの程度が小さくなり、反りがない状態に落ち着いていく。ウエハボート３では、反応容器２４に近い上部領域は、熱源に近く、また最も遅く反応容器２４から搬出されるため、ウエハボート３がアンロード位置に下降したときには、他の領域のウエハＷに比べて反りの程度が大きい傾向にある。このように反りが大きいウエハＷにおいても、ウエハ温度の低下に伴い、次第に反りが改善される。

【0036】

そして、ウエハボート３がアンロード位置まで下降してから、例えば所定時間経過後、予め設定されたタイミングで反り検出部５によりウエハボート３の全てのウエハＷについて反りの有無を検出する（ステップＳ７）。この検出は、既述のように、発光部５１から発光した光を受光部５２にて受光し、この受光部５２の検出結果（受光量）に基づいて、制御部１００にて受光量が閾値を超えるか否かを判定することにより行う。そして、例えばウエハボート３に搭載されたウエハＷの配置と、反りの有無と、を対応付けたデータを作成し、このデータに基づいて、制御信号をウエハ搬送機構４と、冷却ガス吹付機構６に出力する。

【0037】

つまり、ウエハ搬送機構４に、反りがないと判定されたウエハＷをウエハボート３から取り出して、例えばキャリアＣ内に収納するように制御信号を出力する。（ステップＳ８）ここで、ウエハ搬送機構４は既述のように５枚のフォーク４１を備えており、ウエハＷは５枚毎にウエハボート３から取り出される。従って、例えばウエハ搬送機構４がアクセスする５枚のウエハＷの全てに反りがないと判定されたときに、ウエハボート３からのウエハＷの取り出しが行われる。

【0038】

また、冷却ガス吹付機構６に、反りがあると判定されたウエハＷが含まれる領域に対しては、反りがないと判定されたウエハＷが含まれる領域に対応する冷却ガスの流量よりも多い流量で冷却ガスを吹き付けるように、制御信号を出力する（ステップＳ９）。例えばウエハボート３の上部領域、中央領域、下部領域の夫々において、反りのあるウエハＷの枚数を把握し、最も反りのあるウエハＷが多い例えば上部領域を「反りがあると判定されたウエハＷが含まれる領域」とし、他の領域を「反りがないと判定されたウエハＷが含まれる領域」とする。そして、例えば上部領域に冷却ガスを多く吹き付けるように、流量調整部６１２、６２２、６３２が制御される。

【0039】

また、例えばウエハボート３の上部領域、中央領域、下部領域の夫々において、最も反りのあるウエハＷが多い例えば上部領域を「反りがあると判定されたウエハＷが含まれる領域」とし、最も反りのあるウエハＷが少ない例えば下部領域を「反りがないと判定されたウエハＷが含まれる領域」とする。そして、例えば上部領域に冷却ガスが最も多く、下部領域に冷却ガスが最も少なく吹き付けるように、流量調整部６１２、６２２、６３２を制御してもよい。

【0040】

さらに、例えば第１〜第３の冷却ガス供給管６１〜６３の冷却ガスの分配量について、同じ流量で分配するときと、夫々異なる流量で分配するときと、いずれか一つの分配量を多くするときと、いずれか一つの分配量を少なくするときの夫々について設定しておく。そして、ウエハボート３の上部領域、中央領域、下部領域に存在する反りのあるウエハＷの枚数に応じて、適宜分配量を選択し、冷却ガスの流量を調整するようにしてもよい。

【0041】

さらにまた、例えば予めウエハボート３の上部領域、中央領域、下部領域に存在する反りのあるウエハＷの枚数と、流量調整部６１２、６２２、６３２の制御値と、を対応付けておき、この対応に基づいて制御するようにしてもよい。このとき、例えば反りがないと判定されたウエハＷが含まれる領域には、冷却ガスの吹き付けを停止するようにしてもよい。これにより、反りが大きいウエハＷが含まれる領域に対しては、局所的に多くの冷却ガスが吹き付けられるので、当該領域のウエハＷが速やかに冷却され、短時間で反りの程度が小さくなる。

【0042】

例えば反り検出部５による受光量の検出は予め設定されたタイミング例えば１５秒毎に行って、ウエハＷの反りの有無を判定する。そして、反りのないウエハＷはウエハ搬送機構４によりウエハボート３から取り出され、反りがあるウエハＷを含む領域には、冷却ガスの供給流量を多くする。こうして、全てのウエハＷについて、反りがないと判定されたウエハＷから順に、ウエハボート３より取り出しが行われる。例えば冷却ガスは、ウエハＷの取り出しが終了したタイミングで吹き付けが停止される。また、対応する領域のウエハＷについて反りがないと判定されたタイミングで、当該領域に対する冷却ガスの吹き付けを停止するようにしてもよい。

【0043】

この実施の形態によれば、ウエハＷをウエハボート３に棚状に保持して反応容器２４内に搬入して熱処理を行うにあたり、反応容器２４から搬出されたウエハボート３に保持されている熱処理後のウエハＷの反りを検出し、反りがないと判定されたウエハＷを、ウエハ搬送機構４によりウエハボート３から取り出している。このため、熱処理により発生した反りが収束するタイミングでウエハＷの取り出しを開始できるので、取り出し可能なウエハＷの待機時間を削減でき、生産性の向上を図ることができる。

【0044】

また、反りのないウエハＷから取り出しが行われるため、仮に他のウエハＷに反りがあるとしても、この反りのないウエハＷの取り出しが行われる間に、他のウエハＷについても反りが収束していく。このように、取り出し可能なウエハＷから順次ウエハボート３から取り出すことによって、結果的に全てのウエハＷを取り出すまでの時間が短縮され、より一層生産性の向上を図ることができる。

【0045】

さらに、反りがないと判定されたウエハＷをウエハボート３から取り出すので、ウエハＷの反りが起因となる、ウエハ搬送機構４やキャリアＣとウエハＷとの衝突やウエハＷの落下等の事故を防止することができる。これにより、ウエハＷやウエハ搬送機構４、キャリアＣの損傷を抑制することができ、この点からも生産性の向上を図ることができる。

【0046】

また、ウエハボート３に載置されている全てのウエハＷに対して反りを検出しているので、確実に反りがないウエハＷの取り出しが実行される。このため、既述のような、ウエハＷの反りが起因となる事故の発生が極めて少なくなり、生産性が向上する。さらに、反り検出部５は、発光部５１及び受光部５２を含む構成なので、構成が容易であり、かつ精度の高い反り検出を行うことができる。

【0047】

さらに、冷却ガス吹付機構６を設け、反りがあると判定されたウエハＷが含まれる領域に対応する冷却ガスの流量を多くするように制御している。このため、反りがあるウエハが存在する領域を局所的に冷却することができ、反りの収束を早めることができる。これにより、ウエハボート３に搭載されている全てのウエハＷについて、反りが収束するまでの時間が短縮でき、より一層生産性の向上を図ることができる。

【0048】

以上においては、本発明の縦型熱処理装置の運用方法については、上述の例に限られるものではなく、ウエハボート３のアンロード位置への搬出が完了した後に、第１〜第３の冷却ガス供給管６１〜６３から冷却ガスの吹き付けを開始してもよい。
また、ウエハボート３がアンロード位置に搬出された後、ウエハＷの反りの検出を行い、反りがあると判定されたウエハＷが含まれる領域に対しては、反りがないと判定されたウエハＷが含まれる領域に対応する冷却ガスの流量よりも多い流量で冷却ガスを吹き付けるように、流量調整部を６１２、６２２、６３２を制御する。

【0049】

そして、反り検出部５による反り量の検出を、例えば１５秒毎に行って反りの有無を判定し、反りがあるウエハＷを含む領域には、選択的に冷却ガスを多く吹き付ける。こうして、全てのウエハＷについて反りがないと判定されると、ウエハＷへの冷却ガスの吹き付けを停止し、ウエハＷの取り出しを開始するようにしてもよい。この場合であっても、ウエハボート３に搭載されたウエハＷについて、反りがないと判定されたタイミングでウエハＷの取り出しを行うことができるので、生産性の向上を図ることができる。

【0050】

また、最も熱影響が少ないウエハボート３の下部領域への冷却ガスの分配量を多くして、当該領域のウエハＷの反りの収束を早め、当該領域のウエハＷの取り出しを行うようにしてもよい。そして、下部領域のウエハＷの反りがないと判定されると、下部領域への冷却ガスの吹き付けを停止して、ウエハボート３の中央領域や上部領域への冷却ガスの分配量を多くして、ウエハＷの反りの収束を早めるようにしてもよい。

【0051】

以上において、反り検出部５は、全てのウエハＷに対してウエハＷ毎に設ける必要はなく、例えば図１１に示すように、ウエハボート３の上部側のウエハＷに対応する位置のみに設置するようにしてもよい。そして、例えば制御部１００を、一のウエハＷの検出結果に基づいて、当該一のウエハＷの温度と比較して同程度または低い温度である他のウエハＷについては、反り検出部５による反りの検出を行わずに、ウエハボート３からウエハＷを取り出す制御信号を出力するように構成する。

【0052】

既述のように、ウエハボート３の上部側は熱影響が一番大きく、この領域のウエハＷは、他の領域のウエハＷに対してウエハ温度が高く、反りが大きい傾向にある。従って、例えばウエハボート３の上部領域の最下段のウエハＷの温度は、当該ウエハＷよりも下部側にあるウエハＷの温度と比較して高いまたは同程度の温度と推定することができる。こうして、例えば上部領域の最下段のウエハＷの検出結果に基づいて、当該ウエハＷについて反りがないと判定したときに、下部領域や中央領域のウエハＷをウエハボート３から取り出すように、ウエハ搬送機構４に制御信号を出力する。

【0053】

また、ウエハＷの反りの検出結果に基づいて、冷却ガス吹付機構６や吸気機構７に制御信号を出力し、例えば上部領域における反りのあるウエハの枚数が設定枚数よりも多い場合には、当該領域への冷却ガスの流量を多くするように制御するようにしてもよい。さらに、制御部１００は、反りが収束する時間を予め把握しておき、上部領域におけるウエハＷに反りがある場合でも、反りの大きさがある値よりも小さい場合に、他の領域におけるウエハＷについて反りがないと判定してもよい。この例においても、ウエハボート３に搭載されたウエハＷについて、反りがないと判定されたタイミングでウエハＷの取り出しを行うことができるので、生産性の向上を図ることができる。

【0054】

また、反り検出部５は、図１２に示すように、ウエハボート３の中央部のウエハＷに対応する位置のみに設置するようにしてもよい。この領域のウエハＷは、当該領域よりも上方側の領域のウエハＷよりは温度が低くて反りが小さく、当該領域よりも下方側の領域のウエハＷよりは温度が高くて反りが大きい傾向にある。ウエハＷの反りを検出する領域を一の領域とすると、例えば制御部１００を、一の領域における最下段のウエハＷに反りがないと判定したときに、下方側の領域のウエハＷについても反りがないと判定して、この下方側の領域から順番にウエハＷの取り出しを行うように制御する。

【0055】

下方側領域と一の領域のウエハＷの取り出し作業を実行する間に、上方側領域のウエハＷの反りも収束するが、例えば予め一の領域のウエハＷの反りがないと判定された時から上方側領域のウエハＷの反りが収束するまでの収束時間を把握しておき、上方側領域のウエハＷについては、収束時間経過後に取り出しを行うようにしてもよい。この例においても、ウエハボート３に搭載されたウエハＷについて、反りがないと判定されたタイミングでウエハＷの取り出しを行うことができるので、生産性の向上を図ることができる。

【0056】

以上に説明したように、「反り検出部から出力される信号に基づいて反りがないと判定されたウエハＷ」には、一のウエハＷについて反り検出部５で反りを検出し、他のウエハＷについては反り検出部で反りを検出することなく、一のウエハＷの反りの検出結果を代用して反りの判定を行う場合において、当該他のウエハＷも含む。また、「反り検出部から出力される信号に基づいて反りがないと判定されたウエハＷ」には、一のタイミングで反りが検出され、その反りの程度から反りがないと推定される時間経過後のウエハＷも含む。

【0057】

続いて、反り検出部の他の例について説明する。図１３〜図１６は、反射型光センサーよりなる反り検出部の例である。図１３に示す反り検出部５３は、反射体５３１と、センサー部５３２とを備え、図１４に簡略的に示すように、センサー部５３２には、発光部５３３及び受光部５３４が設けられている。反射体５３１は例えば鏡面ステンレス製の板状体からなり、反射体５３１とセンサー部５３２とは、アンロード位置にあるウエハボート３を挟んで互いに対向するように設けられている。

【0058】

図１３に示す例では、反り検出部５３は、アンロード位置にあるウエハボート３の上部側のウエハＷに対応する位置に配置されており、センサー部５３２はウエハボート３に搭載された検査対象のウエハＷの例えば直径近傍の直上に水平な光軸を形成するように配置されている。センサー部５３２は、例えば検査対象のウエハＷ毎に設けられ、上下方向に複数個配列されている。

【0059】

この反り検出部５３では、例えば図１４に、反りがないウエハＷ３０と反りがあるウエハＷ３１を例にして示すように、ウエハＷ３０に反りがないときには、発光部５３３から発光された光は反射体５３１により反射され、受光部５３４に受光されるため、受光量が大きい。一方、ウエハＷ３１に反りがあるときには、発光された光はウエハＷ３１によって反射されるが、ウエハＷ３１が反っていることから反射光が散乱し、受光部５３４における受光量が小さくなる。この受光量は、ウエハＷの反りが大きい程、光の散乱の程度が多くなるため、減少する。このため、受光部５３４の検出結果に基づいて、反りの有無及び反りの大きさを把握することができる。例えば制御部１００では、予め閾値を設定しておき、受光部５３４の検出結果が閾値よりも低いときに反りがあると判定し、閾値以上であるときに反りがないと判定して、ウエハ搬送機構４及び冷却ガス吹付機構６、吸気機構７に制御信号を出力する。

【0060】

また、図１５に示す反り検出部５４は、反射体を備えない構成であり、発光部５４２及び受光部５４３を備えたセンサー部５４１を、アンロード位置にあるウエハボート３に搭載された検査対象のウエハＷの例えば直径近傍の直上に水平な光軸を形成するように配置して構成される。センサー部５４１は、例えば検査対象のウエハＷ毎に設けられ、上下方向に複数個配列されている。

【0061】

この反り検出部５４では、例えば図１６に示すように、ウエハＷ３０に反りがないときには、発光部５４２から発光された光は受光部５４３にて受光されないため、受光量（検出値）が小さい。一方、ウエハＷ３１に反りがあるときには、発光された光はウエハＷ３１によって反射されて、この反射光が受光部５４３に受光されるため、受光量が大きくなる。ウエハＷ３１の反りにより、反射光は散乱するが、ウエハＷの反りが大きい程、光軸を反射する程度が大きくなるため増大する。

【0062】

このため、受光部５４３の検出結果に基づいて、反りの有無及び反りの大きさを把握することができる。例えば制御部１００では、予め閾値を設定しておき、受光部５４３の検出結果が閾値よりも大きいときに反りがあると判定し、閾値以下であるときに反りがないと判定して、ウエハ搬送機構４及び冷却ガス吹付機構６、吸気機構７に制御信号を出力する。

【0063】

以上の発光部及び受光部を備えた光センサーとしては、フォトセンサーや赤外線センサー、レーザーセンサー等の、光の変化量を利用して反りを検出する種々のセンサーを用いることができる。

【0064】

さらに、反り検出部は超音波の変化量を利用した超音波センサーを含む構成であってもよい。この場合には、例えば超音波の送波部及び受波部を備えたセンサー部を、アンロード位置にあるウエハボート３に搭載された検査対象のウエハＷに超音波を送波するように配置する。この超音波センサーでは、ウエハＷに反りがあるときには、発信された超音波はウエハＷによって反射されて受波部にて受波される。ウエハＷの反りが大きい程、センサーに近い位置で反射されるため、この距離を検出することにより、ウエハＷの反りの有無及び反りの大きさを把握することができる。

【0065】

さらにまた、反り検出部は電磁波の変化量を利用した電磁波センサーを含む構成であってもよい。この場合には、例えば高周波発振器と受信部を備えたセンサー部を、アンロード位置にあるウエハボート３に搭載された検査対象のウエハＷに向けて高周波を発振するように配置する。この電磁波センサーでは、ウエハＷに反りがあるときには、高周波発振器にて発生させた電磁波はウエハＷによって反射され、受信部にて受信される。この受信した反射波を高周波発振器に送信して周波数の変化に基づいて、ウエハＷまでの距離を検出する。ウエハＷの反りが大きい程、センサーに近い位置で反射されるため、この距離を検出することにより、ウエハＷの反りの有無及び反りの大きさを把握することができる。

【0066】

また、反り検出部は、アンロード位置にあるウエハボート３に対して昇降自在に設けられていてもよい。図１７は、昇降可能な可動体であるウエハ搬送機構４に透過型光センサーよりなる反り検出部５５を設ける例である。この例では、ウエハ搬送機構４のフォーク４１の保持機構４２の上部に透過型光センサーの受光部５５１を設け、発光部５５２をアンロード位置にあるウエハボート３を挟んでウエハ搬送機構４と対向する位置に設けている。発光部５５２は、例えばアンロード位置にあるウエハボート３の上部側に配置されたウエハＷに対応する位置に設けられ、検査対象のウエハＷの例えば直径近傍の直上に水平な光軸を形成するように配置されている。発光部５５２は、例えば検査対象のウエハＷ毎に設けられ、上下方向に複数個配列されている。

【0067】

そして、反りを検出するときには、例えばウエハ搬送機構４を移動させて、受光部５５１を例えば最下段の発光部５５２に対応する位置に設定し、発光部５５２から発光する。そして、当該検査対象のウエハＷについて反りの検出を行った後、ウエハ搬送機構４を上方側に移動させて、次のウエハＷの発光部５５２に対応する位置に受光部５５１が位置するように設定し、同様にウエハＷの反りの検出を行う。ウエハ搬送機構４を上下に移動させることにより、夫々のウエハＷに対して個別に反りの検出が行われる。ウエハＷの反りの検出については、上述の透過型光センサーを用いた反り検出部と同様である。この例においては、ウエハ搬送機構４に設置される受光部５５１は上下方向に複数個配列するようにしてもよい。また、受光部５５１と発光部５５２とを入れ替え、発光部５５２をウエハ搬送機構４に搭載するようにしてもよい。

【0068】

また、図１８に示すように、ウエハ搬送機構４に反射型光センサーよりなる反り検出部５６を設けるようにしてもよい。この例では、ウエハ搬送機構４のフォーク４１の保持機構４２に発光部と受光部とを備えたセンサー部５６１を設け、アンロード位置にあるウエハボート３を挟んでウエハ搬送機構４と対向する位置に反射体５６２を設置している。この例では、反射体５６２は、アンロード位置にあるウエハボート３の上部側に配置されたウエハＷに対応する位置に設けられている。

【0069】

そして、ウエハ搬送機構４を移動させ、検査対象のウエハＷの直径近傍の例えば直上に水平な光軸を形成するように、センサー部５６１を位置させて反りの検出を行う。ウエハＷの反りの検出については、上述の反射体を備えた反射型センサーと同様である。また、センサー部５６１と反射体５６２とを入れ替え、反射体５６２をウエハ搬送機構４に搭載するようにしてもよい。この例においても、ウエハ搬送機構４に設置されるセンサー部５６１は上下方向に複数個配列してもよい。

【0070】

さらに、図１９は、反射体を設けない構成の反射型光センサーよりなる反り検出部５７をウエハ搬送機構４に設けた例である。この例では、ウエハ搬送機構４のフォーク４１の保持機構４２に発光部と受光部とを備えた反り検出部５７を設けている。そして、ウエハ搬送機構４を移動させて、検査対象のウエハＷの例えば直径近傍の直上に水平な光軸を形成するように、反り検出部５７を位置させて反りの検出を行う。ウエハＷの反りの検出については、上述の反射体を備えない反射型センサーと同様である。この例においても、ウエハ搬送機構４に設置される反り検出部５７は上下方向に複数個配列してもよい。

【0071】

図１８及び図１９に示す反射型光センサーよりなる反り検出部を設ける場合には、キャリアＣ内に収納されたウエハＷの反りの検出や、反応容器２４に搬入する前のウエハボート３に搭載されたウエハＷの反りの検出を行うことができる。また、キャリアＣやウエハボート３に搭載されたウエハＷについて、例えばウエハＷがウエハボート３の溝部から脱離して、ウエハＷに傾きが生じるなどの載置状態の異常の検出に利用することもできる。例えば正常に載置され、傾きのないウエハＷは、ウエハ表面の直上の水平な光軸は遮断しないが、ウエハＷが傾いているときには当該光軸を遮断するため、ウエハＷの載置異常を検出できる。例えばメンテナンスや地震が発生したとき等にウエハボート３やキャリアＣ内のウエハＷの状態を確認するためには有効である。

【0072】

ウエハ搬送機構４に反り検出部の一部または全部を設ける場合には、反り検出部の取り付け位置については、上記の位置に限定されず、例えば搬送基体４３等に設置するようにしてもよい。以上のように、反り検出部の一部または全部を可動体であるウエハ搬送機構４に設ける場合には、反り検出部の設置スペースを削減することができる。また、ウエハ搬送機構４の他に、上下方向に移動自在に構成された可動体を用意し、この可動体に反り検出部の一部または全部を設けるようにしてもよい。

【0073】

以上において、冷却ガス吹付機構６の段数は、ウエハボート３の長さに合わせて適宜変更可能であり、冷却ガス吹付機構６と吸気機構７とは、必ずしも同じ段数に構成する必要はない。また、冷却ガス吹付機構６から冷却ガスをウエハボート３に搭載されたウエハＷに対して吹き付ける際に、冷却ガス吹付機構６を構成する冷却ガス供給管と、吸気機構７を構成する吸気ダクトとは、必ずしも同じ段数を用いる必要はない。例えば、第１の冷却ガス供給管６１から冷却ガスを吹き付ける際に、熱の排出を促進させるため、全ての吸気ダクト７１〜７３を全開にするようにしてもよい。

【0074】

また、図２０に示すように、例えばウエハ搬送機構４に冷却ガス吹付機構８を設けるようにしてもよい。この例では、ウエハ搬送機構４の搬送基体４３を支持する駆動機構４４に冷却ガス吹付機構８をなす冷却ガス供給管を設け、その先端からウエハボート３に向けて冷却ガスを吹き付けるように構成されている。冷却ガス供給管は流量調整部８１を介して冷却ガスの供給源８２に接続されている。

【0075】

この例では、ウエハＷの反りを検出し、この検出結果に基づいて、ウエハ搬送機構４を移動させて、ウエハＷに冷却ガスを吹き付けてウエハＷの冷却を行う。このとき、制御部１００は、反りがあると判定されたウエハＷに対する領域に吹き付ける冷却ガスの流量を、反りがないと判定されたウエハＷに対応する領域に吹き付ける冷却ガスの流量を多くするように流量制御部８１に制御信号を出力する。ウエハ搬送機構４を移動させることにより、冷却ガスの吹付位置を調整できるため、ウエハボート３に搭載されているウエハＷに対して局所的に冷却することが可能となる。

【0076】

冷却ガス吹付機構８は、ウエハ搬送機構４の他の部位に設置するようにしてもよく、上下方向に移動するウエハ搬送機構４とは別個の可動体に設置するようにしてもよい。また、各段毎に独立して冷却ガスの流量を調整できる冷却ガス吹付機構６と、当該昇降可能な冷却ガス吹付機構８とを両方設置するようにしてもよい。さらに、ウエハボート３に対して相対的に昇降可能であればよいため、例えば昇降しない冷却ガス供給機構を設け、ウエハボート３側を昇降させて、冷却ガスの吹付位置を調整するようにしてもよい。

【0077】

上下方向に移動する可動体に冷却ガス吹付機構を設ける場合には、例えばキャリアＣ内や、ウエハボート３の溝部、ステージ部等に冷却ガスを吹き付けてパージし、パーティクルの除去を行うようにしてもおい。

【0078】

以上において、本発明ではウエハＷの反りを検出する検査対象のウエハＷは１枚であってもよい。この場合には、制御部１００は、反り検出部による一のウエハＷの検出結果に基づいて、当該一のウエハＷについて反りがないと判定したときに、当該一のウエハＷの温度と比較して同程度または低い温度である他のウエハＷについては、反り検出部による反りの検出を行わずにウエハボート３から取り出すようにしてもよい。例えば一のウエハＷを、ウエハボート３の最上段のウエハに設定すれば、他の領域のウエハＷはこの検査対象のウエハＷと同程度または低い温度となる。

【0079】

検査対象のウエハＷが１枚である場合には、例えば図２１に示す反り検出部９を用いることもできる。この反り検出部９は透過型光センサーよりなり、例えば発光部９１を、ガイドレール９３に沿って水平方向に移動自在に構成された可動体９２に設置し、ウエハＷを挟んで発光部９１に対向する領域には、複数個の受光部９４を水平方向に並べて配列して構成される。この例では、発光部９１を受光部９４に対応する位置まで移動して発光させて、ウエハＷ表面直上に水平な光軸Ｌを形成する。ウエハＷに反りがないときには、光軸Ｌが遮断されないため、受光部９４の受光量が多くなる。一方、ウエハＷに反りがあるときには、光軸Ｌが遮断されるため、受光部９４の受光量が少なくなる。これにより、受光部９４の検出結果に基づいて、ウエハに反りがあるか否かを判定することができる。

【0080】

また、図２２に示す反り検出部９５のように、発光部９６を、回転機構９８により鉛直軸回りに回転自在に構成された可動体９７に設置し、ウエハＷを挟んで発光部９６に対向する領域に複数個の受光部９９を水平方向に並べて配列して構成されるものであってもよい。この例では、発光部９６を受光部９４に対応する位置まで回転させて発光させ、ウエハＷ表面直上に水平な光軸Ｌを形成する。ウエハＷに反りがないときには、光軸Ｌが遮断されないため、受光部９９の受光量が多くなる。一方、ウエハＷに反りがあるときには、光軸Ｌが遮断されるため、受光部９９の受光量が少なくなる。これにより、受光部９９の検出結果に基づいて、ウエハに反りがあるか否かを判定することができる。

【0081】

光センサーよりなる反り検出部は、上述のように受光量の閾値と受光量との比較により反りを判定する代わりに、光軸を遮断するか否かにより、受光―非受光のデータを取得して、反りの有無を判定するものであってもよい。反りの判定を行う制御部は、縦型熱処理装置に組み込まれるものであってもよいし、縦型熱処理装置と別個に設けられるものであってもよい。

【符号の説明】

【0082】

Ｗ ウエハ
１１ 搬出搬入領域
Ｓ２ ローディングエリア
２４ 反応容器
３ ウエハボート
４ ウエハ搬送機構
５ 反り検出部
５１ 発光部
５２ 受光部
６ 冷却ガス吹付機構
６１１、６２１、６３１ 流量調整部
７ 吸気機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】