热处理装置和热处理方法

专利名称：热处理装置和热处理方法
技术领域：
本发明涉及一种例如在将半导体晶圓(semiconductor wafer)等基板以架状保持在基板保持用具上并进行规定的热处理的垂直热处理装置(vertical heat treatment apparatus)中通过基板输送单元将基板传送到上述基板保持用具的技术。
背景技术：
作为半导体制造装置之一，存在对多个半导体晶圆(以下称为"晶圓")一并(成批)进行热处理的垂直热处理装置。例如，如图11所示，该垂直热处理装置构成为具备搬入搬出区域，通过移载装置ll将载体(carrier)内的晶圆移载到以架状保持多个晶圆l的晶圆舟(wafer boat)12,将该晶圆舟12#般入到未图示的热处理炉内，由此同时对多个晶圆l进行规定的热处理，其中，上述搬入搬出区域对外部搬入搬出容纳有多个晶圆的未图示的上述载体。
上述移载装置ll具备基座13和叉(fork)14,例如通过五个叉14在载体与晶圆舟12之间成批地输送并移载五个晶圓1,其中，该基座13构成为升降自由、大致绕铅垂轴转动自由、大致在水平方向上移动自由，该叉14构成为沿着该基座13进退自由，用于保持多个例如五个晶圆1。例如，如图U、图12所示，作为上述晶圓舟12使用以下结构在多个支柱15上以上下隔着规定间隔的状态设置多个用于保持晶圆周缘部的保持部16(参照图12),并且在这些上下相邻的保持部16之间设置环(ring)部件17。
另一方面，在上述载体中，通过未图示的保持部以上下相邻的晶圆之间隔着规定间隔的状态保持晶圆的周缘部，例如，如图12 (a)所示，将五个叉14分别插入到被保持在载体或晶圓舟 12上的晶圆l的下方侧的空间，接着使各个叉14上升，使晶圆l 从上述保持部浮出而在各个叉14上接受晶圆1，接着，使叉14 后退，由此从上述载体或晶圆舟12接受晶圆1。然后，通过移载 装置ll朝向要移载的对象输送晶圆1 。
另外，在上述晶圆舟12中，为了提高处理的吞吐量 (throughput),要求搭载尽可能多的晶圆1，存在一种使晶圓舟 12上的晶圆的排列间距更窄的趋势。特别是，在如上所述那样 使环部件17介于上下相邻的晶圆l之间的类型的晶圆舟12中，存 在晶圆l的间距间隔被限定为10mm的晶圆舟，使晶圆l和环部件 17介于该狭窄间隔内，因此使叉14进入(退出)晶圆1与环部件17 之间时，叉14与环部件17之间的上下方向上的间隙(clearance) 被限定为lmm。另一方面，使用石英作为晶圆舟12的材质的情 况较多，但是在工序温度例如超过1000。C的情况下，受到该热 影响，晶圆舟12的形状发生变化，有可能上述间隙与示教 (teaching)时不同。这种形状变化的主要原因可列举出以下情 况，认为随着工序次数增加，这种主要原因累积，形状变化的 程度逐渐变大在热膨胀后的晶圆舟12被充分冷却之前，开始 下一个处理，由此热变形没有恢复为原来的状态而再次受到热 影响；环部件17大于晶圆，因此容易受到热影响，由于自重而 导致降到设定位置以下等。
并且，当上述间隙与示教时不同时，如图12(b)所示，在通 过叉14进行晶圓l的移载时，有可能晶圓1与叉14相接触而晶圆1 表面形成损伤，或者叉14与环部件17相接触而无法进行移载作 业。
另外，在专利文献l中记载有以下结构在具备了在上下 方向上将多个被处理体保持多段的基板保持用具以及将被处理
8体移载到该基板保持用具的移载机构的垂直热处理装置中，对 反馈给用于驱动移载机构的马达的位置、速度、电流的信息进 行监视，将该信息与预先设定的正常驱动时的信息进行比较， 当检测出异常驱动时停止驱动上述移载机构。然而，该技术是 移载机构的驱动中存在异常时的处理方法，并没有设想在基板 保持用具侧发生异常时的情况，因此无法解决本发明的问题。
专利文献l:日本特开2007-251088号/>才艮

发明内容
发明要解决的问题
本发明是鉴于这种情形而完成的，其目的在于提供一种在 通过基板输送单元将基板传送到以架状保持多个基板的基板保 持用具时能够预先防止保持臂与基板之间的接触、保持臂与基 板保持用具之间的接触的技术。
用于解决问题的方案
本发明是一种垂直热处理装置，其特征在于，具备热处 理炉；基板保持用具，其被搬入到热处理炉内，并且保持基板； 基板输送单元，其具有保持基板的保持臂和支承该保持臂的输 送基体；高度位置检测部，其被设置在上述基板输送单元上， 检测上述基板输送单元相对于基板保持用具的相对高度位置； 驱动部，其根据由该高度位置检测部检测出的高度位置来被控
特定部位纟企测部，其一皮设置在上述基板输送单元上，在使上述 基板输送单元相对于上述基板保持用具进行升降时，分别检测 被搭载在该基板保持用具的各段上的基板或者对基板保持用具 中的各基板分别具有特定关系的特定部位；读取单元，其在该 特定部位检测部检测出上述基板或者特定部位时，读取由上述
9高度位置检测部检测出的高度位置；以及控制部，其控制上述 基板输送单元，其中，上述控制部具有差检测单元，其求出 在上述基板保持用具没有受到热影响的状态下通过使上述基板 输送单元相对于上述基板保持用具进行升降来获取到的正常时 的各基板或者各特定部位的高度位置、与在垂直热处理装置运 转时通过使上述基板输送单元相对于上述基板保持用具进行升 降来获取到的对应的各基板或者各特定部位的高度位置的差； 判断单元，其将该差与阈值进行比较，并根据比较结果来判断 是否将基板传送到上述基板保持用具；以及禁止单元，其在由 该判断单元判断为不进行基板的传送时，禁止由上述基板输送 单元进行的上述传送。
本发明的垂直热处理装置的特征在于，上述基板输送单元 构成为切换进行由 一 个保持臂进行的 一 个基板的移载以及由多 个保持臂同时进行的多个基板的移载，上述判断单元进行以下 判断将上述差与第 一 阈值和大于该第 一 阔值的第二阈值进行 比较，在上述差不足上述第一阈值时，由上述多个保持臂进行 基板的传送，在上述差为上述第一阈值以上且不足第二阈值时， 由上述一个保持臂进行基板的传送，在上述差为上述第二阈值 以上时，不对基板保持用具传送基板。
本发明的垂直热处理装置的特征在于，上述特定部位检测 部具有发光部以及受光部，由检测是否存在被搭载在基板保持 用具的各段上的多个基板的映射传感器(mapping sensor)构成。
本发明的垂直热处理装置的特征在于，上述基板保持用具 在搭载在该基板保持用具上的上下相邻的基板之间具备环部 件，上述特定部位是上述环部件。
本发明的垂直热处理装置的特征在于，上述垂直热处理装 置运转时是从基板保持用具取出热处理后的基板之前的时刻。
10本发明的垂直热处理装置的特征在于，上述垂直热处理装 置运转时是从基板保持用具取出热处理后的基板并将下 一 个热 处理的基板移载到该基板保持用具之前的时刻。
本发明是一种垂直热处理装置，其特征在于，具备热处 理炉；基板保持用具，其被搬入到热处理炉内，并且保持基板； 基板输送单元，其具有保持基板的保持臂和支承该保持臂的输 送基体；高度位置检测部，其被设置在上述基板输送单元上， 检测上述基板输送单元相对于基板保持用具的相对高度位置； 驱动部，其根据由该高度位置检测部;险测出的高度位置来被控 制，使上述基板输送单元相对于上述基板保持用具进行升降； 特定部位检测部，其被设置在上述基板输送单元上，在使上述 基板输送单元相对于上述基板保持用具进行升降时，分别检测 被搭载在该基板保持用具的各段上的基板或者对基板保持用具 中的各基板分别具有特定关系的特定部位；读取单元，其在该 特定部位4企测部4企测出上述基板或者特定部位时，读耳又由上述 高度位置检测部检测出的高度位置；以及控制部，其控制上述 基板输送单元，其中，上述控制部具有差检测单元，其求出 在上述基板保持用具没有受到热影响的状态下通过使上述基板 输送单元相对于上述基板保持用具进行升降来获取到的正常时 的各基板与相邻于该基板的基板之间的距离或者各特定部位与 相邻于该特定部位的特定部位之间的距离、和在垂直热处理装 置运转时通过使上述基板输送单元相对于上述基板保持用具进 行升降来获取到的对应的各基板与相邻于该基板的基板之间的 距离或者各特定部位与相邻于该特定部位的特定部位之间的距 离的差；判断单元，其将该差与阈值进行比较，并根据比较结 果来判断是否将基板传送到上述基板保持用具；以及禁止单元， 其在由该判断单元判断为不进行基板的传送时，禁止由上述基板输送单元进行的上述传送。
本发明是一种在垂直热处理装置中进行的热处理方法，该 垂直热处理装置对基板进行热处理，该垂直热处理装置具备
热处理炉；基板保持用具，其被搬入到热处理炉内，并且保持 上述基板；以及基板输送单元，其具有保持基板的保持臂和支 承该保持臂的输送基体，该热处理方法的特征在于，包括以下 工序在上述基板保持用具没有受到热影响的状态下，获取被 搭载在上述基板保持用具的各段上的基板或者对基板保持用具 中的各基板分别具有特定关系的特定部位的各个高度位置来作 为正常时的高度位置的工序；在上述垂直热处理装置运转时获 取对应的各基板或者各特定部位的高度位置的工序；求出上述 正常时的各基板或者各特定部位的高度位置与在上述运转时荻 取到的各基板或者各特定部位的高度位置的差的工序；将该差 与阈值进行比较，并根据比较结果来判断是否将基板传送到上 述基板保持用具的工序；以及在通过上述进行判断的工序判断 为不进行基板的传送时，禁止由上述基板输送单元进行的上述 传送的工序。
本发明的热处理方法的特征在于，上述基板输送单元切换 进行由一个保持臂进行的一个基板移载以及由多个保持臂同时 进行的多个基板的移载，上述进行判断的工序进行以下判断 将上述差与第一阈值和大于该第一阔值的第二阈值进行比较， 在上述差不足上述第一阈值时，由上述多个保持臂进行基板的 传送，在上述差为上述第一阈值以上且不足第二阈值时，由上 述一个保持臂进行基板的传送，在上述差为上述第二阈值以上 时，不对基板保持用具传送基板。
本发明是一种在垂直热处理装置中进行的热处理方法，该 垂直热处理装置对基板进行热处理，该垂直热处理装置具备
12热处理炉；基板保持用具，其被搬入到热处理炉内，并且保持 上述基板；以及基板输送单元，其具有保持基板的保持臂和支 承该保持臂的输送基体，该热处理方法的特征在于，包括以下 工序在上述基板保持用具没有受到热影响的状态下，获取被 搭载在上述基板保持用具的各段上的基板或者对基板保持用具
中的各基板分别具有特定关系的特定部位的各个高度位置来作 为正常时的高度位置的工序；在上述垂直热处理装置运转时， 获取对应的各基板或者各特定部位的高度位置的工序；求出上 述正常时的各基板与相邻于该基板的基板之间的距离或者各特 定部位与相邻于该特定部位的特定部位之间的距离、和在上述
运转时获取到的对应的各基板与相邻于该基板的基板之间的距 离或者各特定部位与相邻于该特定部位的特定部位之间的距离 的差的工序；将该差与阈值进行比较，并根据比较结果来判断 是否将基板传送到上述基板保持用具的工序；以及在通过上述 进行判断的工序判断为不进行基板的传送时，禁止由上述基板 输送单元进行的上述传送的工序。
本发明是 一 种保存有用于使计算机执行热处理方法的计 算机程序的存储介质，其特征在于，热处理方法是在对基板进
行热处理的垂直热处理装置中进行的热处理方法，该垂直热处 理装置具备热处理炉；基板保持用具，其被搬入到热处理炉 内，并且保持上述基板；以及基板输送单元，其具有保持基板 的保持臂和支承该保持臂的输送基体，该热处理方法包括以下 工序在上述基板保持用具没有受到热影响的状态下，获取被 搭载在上述基板保持用具的各段上的基板或者对基板保持用具 中的各基板分别具有特定关系的特定部位的各个高度位置来作 为正常时的高度位置的工序；在上述垂直热处理装置运转时获 取对应的各基板或者各特定部位的高度位置的工序；求出上述正常时的各基板或者各特定部位的高度位置与在上述运转时获
取到的各基板或者各特定部位的高度位置的差的工序；将该差
与阈值进行比较，并根据比较结果来判断是否将基板传送到上
述基板保持用具的工序；以及在通过上述进行判断的工序判断 为不进行基板的传送时，禁止由上述基板输送单元进行的上述 传送的工序。
本发明是一种存储介质，保存有用于使计算机执行热处理 方法的计算机程序，该存储介质的特征在于，热处理方法是在 对基板进行热处理的垂直热处理装置中进行的热处理方法，该 垂直热处理装置具备热处理炉；基板保持用具，其被搬入到 热处理炉内，并且保持上述基板；以及基才反输送单元，其具有 保持基板的保持臂和支承该保持臂的输送基体，该热处理方法 包括以下工序在上述基板保持用具没有受到热影响的状态下， 获取被搭载在上述基板保持用具的各段上的基板或者对基板保 持用具中的各基板分别具有特定关系的特定部位的各个高度位 置来作为正常时的高度位置的工序；在上述垂直热处理装置运
转时，获取对应的各基板或者各特定部位的高度位置的工序； 求出上述正常时的各基板与相邻于该基板的基板之间的距离或 者各特定部位与相邻于该特定部位的特定部位之间的距离、和 在上述运转时获取到的对应的各基板与相邻于该基板的基板之 间的距离或者各特定部位与相邻于该特定部位的特定部位之间 的距离的差的工序；将该差与阈值进行比较，并根据比较结果 来判断是否将基板传送到上述基板保持用具的工序；以及在通 过上述进行判断的工序判断为不进行基板的传送时，禁止由上 述基板输送单元进行的上述传送的工序。
根据本发明，在上述垂直热处理装置运转时，求出与上述 基板保持用具中的基板具有特定关系的特定部位的高度位置与
14正常时的上述特定部位的高度位置的差，将该差与阈值进行比 较，并判断是否通过基板输送单元将基板传送到上述基板保持 用具，在判断为不进行基板的传送时，禁止由上述基板输送单 元进行的基板的传送。因此，在通过被设置在基板输送单元上 的保持臂对基板保持用具传送基板时，能够预先防止保持臂与 基板之间的接触、保持臂与基板保持用具之间的接触。


图l是表示本发明所涉及的热处理装置的一个实施方式的 截面图。
图2是表示上述热处理装置的俯视图。
图3是表示被设置在上述热处理装置中的晶圆输送机构和 载体和晶圆舟的概要立体图。
图4是表示上述晶圆输送机构和晶圆舟的侧视图。
图5(a)、图5(b)是表示上述晶圆输送才几构的俯—见图和侧祸L图。
图6是表示上述晶圆输送机构和控制部的结构图。 图7是用于说明晶圆舟的检查工序的流程图。 图8是表示晶圆舟中的环部件的高度位置的获取数据1的特 性图。
图9是表示晶圆舟中的环部件的高度位置的获取数据2的特 性图。
图IO是表示晶圆舟中的环部件的高度位置的获取数据3的 特性图。
图ll是表示以往的移载装置和晶圆舟的概要立体图。
图12(a)、图12(b)是表示以往的移载装置和晶圆舟的侧视图。
具体实施例方式
下面，说明本发明的垂直热处理装置的一个实施方式。图
l是表示上述垂直热处理装置的内部的纵截面侧视图，图2是该 垂直热处理装置的概要俯视图。图中2是构成装置的外包装体的 壳体，在该壳体2内设置有搬入搬出区域S1，其对装置搬入 搬出容纳有作为基板的晶圓W的容纳部、即载体C;以及装载 区域(loading area)S2，其作为用于输送载体C内的晶圆并搬入到 后述的热处理炉内的移载区域。通过隔壁21隔开搬入搬出区域 S1和装载区域S2，搬入搬出区域S1被设为大气气氛，装载区域 S2被设为惰性气体气氛例如氮气(N"气氛或者清洁干燥气体 (微粒(particle)和有机成分较少、露点-60°C以下的空气)气氛。
上述搬入搬出区域S1由从装置的正面侧观察时位于前侧 的第 一 区域22和位于后侧的第二区域23构成。在第 一 区域22上 例如设置用于载置两个载体C的第一载置台24。作为载体C使用 例如由树脂构成的封闭型载体C,在该封闭型载体C中，以架状 并隔着规定排列间隔而排列容纳多个例如25个作为基板的例如 直径300mm的晶圆W,通过盖体堵住正面的未图示的取出口 。 在搬入搬出区域S1中的第二区域23中配置有第二载置台25。另 外，在第二区域23的上部侧设置有保管载体C的载体保管部26, 并且设置有载体输送机构27，该载体输送机构27在第 一载置台 24、第二载置台25以及载体保管部26之间输送载体C。该载体 输送机构27具备升降部27a，其被设置成升降自由，并且具备 左右延伸的导轨(guide rail);移动部27b,其一边被上述导轨引 导一边向左右进行移动；两个臂27c,其^t设置在该移动部27b 上，通过保持部27d来保持载体C上表面的凸缘(flange)部20并在 水平方向上输送载体C。
在上述隔壁21上形成有开口部20，该开口部20在被载置在第二载置台25上的载体C抵接到该隔壁21时使载体C内和装载 区域S2连通。另外，在隔壁21中的装载区域S2侧设置开闭上述 开口部20的门28,并且设置有以关闭该门28的状态开闭载体C 的盖体的盖开闭机构29。上述门28构成为在载体C的盖体被打 开之后利用未图示的门开闭机构将盖开闭机构29和盖体一起例 如退避到上方侧或者下方侧使得不会妨碍晶圆W的移载。另夕卜， 在隔壁21的开口部20中的侧缘部侧设置有惰性气体供给管(未 图示)，在开口部20的下端侧设置有排气通路(未图示)，由此构 成气体置换单元，该气体置换单元用于对盖体被打开的载体C 内供给惰性气体例如氮气来置换内部空气。
另外，本发明的垂直热处理装置具备后述的热处理炉31 、 晶圆舟3以及晶圓输送机构4。
即，在装载区域S2上设置有下端作为炉口而打开的垂直的 热处理炉31，在该热处理炉31的下方侧，晶圆舟3被载置在支架 (cap)32上，该晶圆舟3是以架状并隔开规定的排列间隔而排列 保持多个晶圆W的基板保持用具。由升降机构33支承支架32, 通过该升降机构33晶圆舟3被搬入到热处理炉31或者从热处理 炉31搬出。另外，在晶圆舟3与隔壁21的开口部20之间设置有作 为基板输送单元的晶圆输送机构4，由该晶圆输送机构4在晶圆 舟3与第二载置台25上的载体C之间输送晶圆。
如图3以及图4所示，上述晶圆舟3构成为在顶板34与底板 35之间具备多个支柱36,在设置于这些支柱36上的保持爪37上 载置晶圆的周缘部，并且在上下方向上相邻的保持爪37之间设 置环部件38。该环部件38例如是为了提高形成在晶圓W上的薄 膜中的膜厚的面内均匀性、热处理的面内均匀性而设置的部件， 相当于与晶圆舟3中的晶圆W具有特定关系的特定部位。这种环 部件38例如由石英等构成，如图4所示，在俯视晶圓W和其下方
17侧的环部件38时，以晶圆W的周缘区域与环部件38重叠的方式 分别设定环部件38的外径L1和内径L2。另外，例如在上下方向 上相邻的保持爪37的排列间隔祐:设定为10mm左右，在上下方向 上相邻的环部件38的排列间隔被设定为10mm左右。上述晶圓4lT送机构4具备叉41(41a 41e),其由保持晶圆 W的多个例如五个保持臂构成；以及输送基体5，其进退自由地 支承这些叉41a 41e。该输送基体5通过由马达Ml构成的转动枳i 构51绕铅垂轴转动，通过升降机构52进行升降，并且沿着导轨 53(参照图2)在左右方向上进行移动，该导轨53沿着载体C的排 列方向而左右延伸。上述升降机构52例如构成为通过马达M2 使设置在上下方向上延伸的导轨54的内部的未图示的升降轴进 行转动，由此使输送基体5沿着导轨54进行升降，上述马达M2 与编码器55相连接。图中56为对编码器55的脉冲数进行计数的 计数器。例如，如图5(a)、图5(b)所示，上述叉41为第 一叉41a、第 二叉41b、第三叉41c、第四叉41d、第五叉41e的五段结构，使 得能够分别保持晶圓W,这些叉41a 41d例如具备两个臂部42a、 42b，该两个臂部42a、 42b在俯一见时隔着^L定空间而在进退方向 上延伸。在这种叉41a 41e中，在分别形成于叉41的臂部42a、 42b的前端侧的两个位置和基端侧的两个位置上的台阶部43a、 43b、 43c、 43d上载置晶圆的周缘部，由此以从叉41稍微浮出的退机构45上。在本例中，例如构成为第三叉41c单独沿着输送基体5进退 自由，并且构成为该第三叉41c以外的四个叉41a、 41b、 41d、 41e同时进退。也就是说，在上述输送基体5上分别沿着输送基 体5而在前后方向上进退移动自由地设置有以下部分第一进退机构45a，其用于向前方侧移动第三叉41c;以及第二进退机构 45b，其用于向前方侧同时移动除了第三叉41c以外的四个叉 41a、 41b、 41d、 41e。这样，在晶圓输送才几构4中，构成为能够 进行以下两种方式的输送单片输送，通过第一进退机构45a 的单独移动来输送一个晶圆W;以及成批输送，通过共用第一 以及第二进退才几构45a、 45b来同时输送多个例如五个晶圆W。另夕卜，在第三叉41c上设置有构成特定部位检测部的光传感 器6。该光传感器6例如由遮光型光传感器构成，能够利用用于 检测是否存在被搭载在晶圆舟3上的晶圆W的映射传感器。上述 光传感器6被设置在第三叉41c的前端以形成水平光轴L,例如 在臂部42a、 42b中的一个臂部的内面(在本例中臂部42a的内面) 安装发光部61，并且在臂部42a、 42b中的另 一个臂部的内面(在 本例中臂部42b的内面)上的上述发光部61的光轴L上以与该发 光部61相向的方式安装有受光部62。在此，参照图6来说明第三叉41c和环部件38之间的位置关 系，构成为如下使第三叉41c位于面向环部件38的检查位置上， 在使输送基体5相对于晶圆舟3进行升降时，第三叉41c不会接触 该环部件38，并且以光轴L遮蔽环部件38的 一部分的状态进4亍 升降，该光轴L是由被设置在该第三叉41c上的光传感器6形成 在该叉41c的前端附近的光轴。因而，当使上述输送基体5相对于晶圆舟3进行升降时，成 为上述光轴L被每个环部件38遮蔽的状态，因此由光传感器6检 测出非受光的数据的时刻成为检测出环部件38的时刻。另 一方 面，输送基体5的高度位置始终被监视，在检测出来自上述光传 感器6的非受光的数据时，读出上述输送基体5的高度位置，由 此使输送基体5的高度位置与作为上述特定部位的环部件38的 高度位置相对应，并利用该对应关系来求出上述环部件38的高来对编码器55的 脉冲数进行计数，读出上述输送基体5的高度位置，根据该高度 位置来检测出晶圆舟3中的各环部件38的高度位置数据。上述编码器55相当于对输送基体5相对于晶圆舟3的相对 高度位置进行检测的高度位置检测部，上述升降机构52相当于 根据由上述编码器55检测出的高度位置来被控制的驱动部，上 述计数器56相当于在由光传感器6检测出作为特定部位的环部 件38时读取由上述编码器55检测出的高度位置的读取单元。在 此，来自光传感器6的非受光的数据的检测值、此时的编码器55 的脉沖数、计数器5 6所读出的脉冲值被输出到后述的控制部7, 通过控制部7运算为晶圆舟3中的各环部件38的高度位置数据。接着，参照图6说明上述控制部7。该控制部7例如由计算 机构成，具备由程序、存储器、CPU71构成的数据处理部，在 上述程序中嵌入有命令(各步骤)使得从控制部7向热处理装置 的各部分发送控制信号，进行后述的输送顺序。另外，上述计 算机的画面形成显示单元81的画面，构成为由该显示单元81能 够进行规定的基板处理和检查处理的选择、各处理中的参数、 后述的第 一 阈值A和第二阈值B的输入操作，并且显示后述的检 查结果。该程序被保存到计算机存储介质例如软盘(flexible disk)、光盘(compact disc)、硬盘、MO(磁光盘)等存储部并被安 装到控制部7。另外，控制部7还包括用于检查晶圓舟3的环部件38的高度 位置的晶圆舟3的检查程序72、基准数据存储部73、荻取数据存 储部74,构成为将规定控制信号也发送到叉41a 41e的升降机构 52、编码器55、计数器56、光传感器6、计算机的显示单元81、 警报产生单元82。上述基准数据存储部73是保存当晶圆舟3的环 部件38的高度位置为正常时的各环部件38的高度位置数据的单圆舟3 的各环部件38的高度位置数据的单元。上述检查程序72具有检查时对晶圓输送机构4的驱动进 行控制的单元72a;差才全测单元72b;判断单元72c，其判断晶圆 输送机构4将晶圓W传送到晶圓舟3的方式。上述差检测单元72b 是求出由被保存在上述基准数据存储部73中的基准数据与被保 存在上述获取数据存储部74中的获取数据的差构成的偏差量的 单元。另外，判断单元72c将上述差(偏差量)与预先设定的阈值 A、 B进行比较来判断晶圓W的传送方式，在进行传送时，通过 驱动控制单元72a将传送指令输出到晶圆输送机构4。另 一方面， 判断单元72c在不进行传送时，通过后述的禁止单元72d向晶圆 输送机构4输出禁止晶圆W的传送的禁止指令，并且，输出规定 的警报显示指令。在此，在本例中，警报显示是指警报产生单 元82例如灯的点亮、警报音的产生、将警报显示在计算机的显 示单元81上。在该检查程序72中，如上所述那样由上述判断单 元72c判断为不进行晶圆W的传送时，向上述晶圆输送机构4输 出上述传送的禁止命令来控制上述晶圓输送机构4。还具有禁止 传送的单元72d。接着，说明这种垂直热处理装置中的晶圓W的流动。首先 在晶圆舟3中，在进行工序之前、例如安装装置时的处于对晶圆 舟3没有热影响的状态时，预先获取晶圆舟3的各环部件38的高 度位置数据作为正常时的基准数据(步骤S1)，并且为了评价偏 差量而设定阈值(步骤S2)。作为上述阈值设定以下阈值第一 阈值A,其是能够进行使用五个叉41a 41e的五片方式的成批移 载的界限的偏差量；以及第二阈值B,其是虽然无法进行上述 五片方式的成批移载但是能够进行使用 一个叉41c的一片方式 的移载的界限的偏差量。在本实施方式中，将上述第一阈值A设定为1.00mm,将第二阈值B设定为2.00mm。
如下获取上述基准数据。例如，如图4所示，将输送基体5 移动到第三叉41c位于晶圓舟3的最下段的环部件38b的下方侧 的位置，上述叉41c进入到上述检查位置。如图4以及图6所示， 该检查位置是以下位置在使输送基体5进行升降时，叉41c不 会接触环部件38,但是被设置在叉41c前端的光传感器6的光轴 L被环部件38遮蔽。并且，使输送基体5逐渐上升到第三叉41c 位于晶圆舟3的最上段的环部件38a的上方侧的位置。这样，由 于在环部件38所存在的高度位置上光传感器6的光轴L被环部 件38遮蔽，因此获取到非受光的数据，利用计数器56来读取此 时的编码器55的脉沖数，由此决定输送基体5相对于晶圆舟3的 相对高度位置，获取该高度位置作为该环部件38的高度位置的 基准数据。
并且，在垂直热处理装置中，利用沿着净化间(clean room) 的顶部进行移动的未图示的自动输送机器人将载体C载置到第 一载置台24。接着，由载体输送机构27将上述载体C输送到第 二载置台25,由未图示的机构将该载体C密封抵接到隔壁21的 开口部20。此外，有时载体C暂时被容纳在载体保管部26中之 后，被输送到第二载置台25。
之后，由盖开闭机构29从载体C取下盖体，接着，从未图 示的气体供给管朝向载体C内吹入惰性气体例如氮气，载体C内 以及载体C与门28之间的空间被置换为氮气。之后，门28、盖 开闭机构29以及盖体例如上升而从开口部20退避，成为载体C 内与装载区域S2连通的状态。
另一方面，在晶圆舟3中，在移载晶圓W之前，例如在从晶 圆舟3取出热处理后的晶圆W之前的时刻、从晶圆舟3取出热处 理后的晶圓W并将下一个进行热处理的晶圆W移载到该晶圆舟
223之前的时刻，通过与获取基准数据时相同的方法，获取晶圓舟
3所对应的各环部件38的高度位置数据，并保存到获取数据存储 部74(步骤S3)。然后，通过判断单元，对上述基准数据与获取 数据的差进行运算来求出偏差量，将该偏差量与上述阈值A、 B 进行比较，来判断环部件38的高度位置是否存在异常(步骤S4)。 在此，使用图8 图10所示的数据来具体进行说明。例如图 8示出的获取数据l那样，在所有环部件38中偏差量不足1.00mm 的情况下，偏差量低于第一阈值A,因此判断为环部件38的高 度位置为正常，对晶圆输送机构4输出指令以进行利用五个叉 41a 41e来成批移载五个晶圆W的普通的五片方式的移载(步骤 S5)。此时，在普通的移载中，由于4吏用五个叉41a 41e来成批 地进行移载，因此例如,人最下段的环部件38b起按五个为 一组的 环部件38将偏差量与第一以及第二阈值A、 B之间进行比较。但 是，也可以从最上l殳的环部件38a起按五个为 一组的环部件38 进行该比较。
另外，在图9示出的获取数据2中的第l段 第5段的环部件 38中，偏差量为l,OOmm以上且不足2.00mm，偏差量超过第一 阈值A,但是低于第二阔值B,因此对晶圆输送机构4输出指令 以切换为使用 一个叉41c来进行一个晶圓W的移载的单片方式 的移载来进行移载(步骤S6)。另外，在第6段 第IO段的环部件 中，仅第6段的偏差量为第一阈值A以上且不足第二阈值B,第7 段 第IO段的偏差量不足第一阈值A，这样，即使在五个为一组 的环部件3 8内仅仅 一 个环部件3 8的上述偏差量为第 一 阈值A以 上且不足第二阈值B的情况下，也对晶圆输送机构4输出指令以 切换为单片方式的移载来进行移载(步骤S6)。并且，第95段 第IOO段的偏差量不足第一阈值A，因此对晶圓输送机构4输出 指令以进行普通的五片方式的移载(步骤S5)。
23如图10所示的获取数据3那样，在所有的环部件38中偏差 量为2.00mm以上的情况下，偏差量超过第二阈4直B,因此判断 为环部件38的高度位置为异常，对晶圆输送机构4输出指令以禁 止晶圓W的移载作业，并且向计算机的显示单元81或警报产生 单元82输出指令使得进行警报显示(步骤S7)。然后，由作业者 进行规定的恢复作业、例如进行调整使得晶圆舟3的环部件38 的高度位置成为正常的位置或者进行环部件38的更换等维修 (步骤S8)。
在这样获取各环部件38的高度位置数据之后，在进行晶圆 W的移载的情况下，利用晶圆输送机构4，通过五片方式或者一 片方式，依次取出载体C内的晶圆W并移载到晶圆舟3，当载体 C内的晶圆W成为空时，通过与上述动作相反的动作关闭载体C 的盖体，第二载置台25后退而载体C离开隔壁21，由载体输送 机构27该载体C输送到载体保管部26并暂时进行保管。另 一方 面，当将规定个数的晶圆W搭载到晶圆舟3时，搬入到热处理炉 31内并对晶圆W进行热处理例如CVD、退火(atmeal)处理、氧化 处理等。
在结束热处理之后，利用与在移载晶圆W之前获取基准数 据时相同的方法，获取晶圆舟3中的对应的各环部件3 8的高度位 置数据，并保存到获取数据存储部74。并且，通过判断单元对 上述基准数据与获取数据的差进行运算来求出偏差量，将该偏 差量与阈值进行比较，来判断环部件38的高度位置是否存在异 常。然后，在偏差量不足第一阈值A的情况下判断为正常，并 进行普通的五片方式的移载作业，在偏差量为第一阈值A以上 且不足第二阈值B的情况下判断为能够进行一片方式的移载， 进行一片方式的移载作业，在偏差量为第二阈值B以上的情况 下，判断为异常，分别输出指令以禁止晶圆W的移载、进行上述警报输出。在这样进行移载的情况下，利用晶圆输送机构4， 通过五片方式或者一片方式进行将晶圓舟3内的晶圆W返回到
载体C内的作业。在上述说明中，晶圆舟3的正常时的环部件38 的高度位置、即基准数据的获取是在完全没有热影响的状态时、 例如安装装置时、维修时在示教结束之后进行的。
在这种垂直热处理装置中，在将热处理前的晶圆W传送到 晶圆舟3之前、或者在从晶圆舟3接受热处理后的晶圓W之前， 关于晶圓舟3的环部件38的高度位置是否正常进行检查，在与正 常时的高度位置之间的偏差量为第二阈值B以上时判断为异 常，不进行利用晶圆输送机构4的晶圆W的传送，在进行环部件 38的调整之后，进行上述传送作业。因此，对由热影响引起的 热变形量变大的晶圆舟3不传送晶圆W,因此能够预先防止叉 41a 41e与晶圆W之间的接触、叉41a 41e与环部件38之间的4妻 触。因此能够防止由于上述接触而产生晶圆W的损伤、产生微 粒，不仅抑制产品成品率的下降，而且还能够防止晶圆舟3的损 伤。
通过这样利用本发明，能够预先防止基于由热影响引起的 晶圓舟3的变形这种无法避免的随时间变化的故障，但是由于晶 圆W即使仅附着极小的损伤、微粒也不能作为产品而出厂，因 此防止叉41 a 41e和晶圓W之间的接触在抑制成品率下降方面 4艮有效。
另外，如上所述，能够预先防止叉41a 41e与晶圆W之间的 接触、叉41a 41e与环部件38之间的接触，因此预先进行的示教 作业的精确度也无需那么高，因此能够使装置结构、程序等简 单化。并且，如上所述，如果能够掌握由热影响引起的晶圆舟3 的随时间变化，就可以理解本发明，也可以利用为部件更换的 基准，例如在正常时的基准数据与获取数据的差异变大到某种程度时进行晶圆舟3、环部件38的更换等。
并且，在晶圆舟3的环部件38的高度位置与正常时的高度 位置之间的偏差量为第 一 阈值A以上且不足第二阈值B时，判断 为虽然无法进行五片方式的传送作业但是能够进行一片方式的 传送作业，从而进行一片方式的移载作业。因而，即使上述环 部件38的高度位置存在异常的情况下，如果其程度较小，则能 够继续进行晶圆W的传送作业，因此抑制装置的停止，能够防 止装置运转率的降低。
并且，关于环部件38的高度位置是否正常的检查，将光传 感器6安装到第三叉41c,使输送基体5相对于晶圆舟3进行升降， 由此获取关于各个环部件38的来自光传感器6的数据，这样判断 各个环部件38的高度位置是否正常，因此容易地进行检查所需 的作业，另外，能够在短时间内精确度良好地进行检查。在利 用映射传感器作为特定部位检查单元的情况下，不需要准备新 传感器，从装置结构、成本这一方面上有效。
在上述本发明中，关于晶圆舟3的环部件38的高度位置， 也可以事先确保热处理的温度、处理时间、热处理后的晶圓舟3 的冷却时间等参数的同时确保累积数据，根据该累积数据来预 测故障。也就是i兌，在^见定的热处理温度以及热处理时间、晶 圆舟3的冷却时间下，预测当使用该晶圆舟3来进行之后的几次 处理时环部件38、晶圆与叉41接触，并进行显示。
另外，作为由特定部位才全测部4全测的特定部位，除了环部 件38以外，也可以是保持晶圆W的保持爪，在设置于支柱上的 槽部直接保持晶圆W的结构的情况下，也可以是该槽部。在利 用光传感器6来检测这种保持爪、槽部的高度位置的情况下，也 可以将晶圓W保持在保持爪、槽部，使输送基体5进行升降使得 上述晶圆W遮蔽光传感器6的光轴，根据此时的非受光的数据来说明书第21/22页
检测上述保持爪、槽部的高度位置。另外，也可以由特定部位 检测部对被搭载在晶圆舟3的各段上的晶圓W进行检测。
在此，特定部位4全测部既可以设置在除了第三叉41c以外的
叉41a、 41b、 41d、 41e上，或者也可以设置在输送基体5等晶圓 输送机构4的任一个上。并且，作为特定部位纟企测部，也可以侵_ 用反射型光传感器。在这种情况下，来自发光部的光被保持在 环部件38、保持爪、槽部中的晶圆的侧周面反射，根据该反射 光被受光部接收时的数据来对上述环部件38、保持爪、槽部等 的高度位置进行检测。另外，作为特定部位检测部，除了光传 感器以外也能够使用照相机、位置传感器等。
并且，高度位置检测部不仅检测输送基体5相对于晶圆舟3 的相对高度位置，也可以检测叉41a 41e等的晶圓输送才几构4的 某个部位相对于晶圆舟3的相对高度位置。另外，高度位置检测 部也可以通过检测马达M2的转速来检测晶圆输送机构4相对于 晶圆舟3的相对高度位置。并且，也可以使用线性标尺作为高度 位置检测部，使用读取该线性标尺的刻度来进行计数的结构作 为读取单元。并且，在4企测特定部位的高度位置时，也可以不 使晶圆输送机构4侧进行升降，而使晶圓舟3侧进行升降。
并且，在本发明中，也能够应用于仅进行利用多个保持臂 的成批输送的基板输送单元，在这种情况下，设定一个阈值， 如果上述基准数据与获取数据之间的偏差量不足该阈值，则通 过上述保持臂的成批输送来进行晶圆W的传送作业，当上述偏 差量超过上述阈值时，进行控制以禁止进行由该保持臂传送晶 圓W的作业。另外，也能够应用于保持臂为一个的基板输送单 元。
并且，在上述例子中，控制部7的差^r测单元72b在将正常 时的晶圆舟3的第n段的特定部件(在本例中环部件)的高度设为An并将热处理后的晶圆舟3的第n段的特定部件的高度设为Bn 时，求出由|An-Bnl构成的差，将该差与阈值进行比较。然 而，并不限于此，也可以通过控制部7的差才企测单元72b求出由 I (An-A(n-1))-(Bn-B(n-l)) |构成的差，在判断单元72c中，也 可以将该差与阈值进行比较来评价热变形量。
即，在控制部7的差才企测单元72b中，也可以求出正常时的 第n段特定部件与相邻于该第n段特定部件的第n-l段特定部件 之间的距离的差。
本专利申请要求2008年8月29日提出的日本申请、即特愿 2008-222708的优先权。通过引用这些在先申请的全部公开内容 来视为本说明书的一部分。
权利要求
1.一种垂直热处理装置，其特征在于，具备热处理炉；基板保持用具，其被搬入到热处理炉内，并且保持基板；基板输送单元，其具有保持基板的保持臂和支承该保持臂的输送基体；高度位置检测部，其被设置在上述基板输送单元上，检测上述基板输送单元相对于基板保持用具的相对高度位置；驱动部，其根据由该高度位置检测部检测出的高度位置来被控制，使上述基板输送单元相对于上述基板保持用具进行升降；特定部位检测部，其被设置在上述基板输送单元上，在使上述基板输送单元相对于上述基板保持用具进行升降时，分别检测被搭载在该基板保持用具的各段上的基板或者对基板保持用具中的各基板分别具有特定关系的特定部位；读取单元，其在该特定部位检测部检测出上述基板或者特定部位时，读取由上述高度位置检测部检测出的高度位置；以及控制部，其控制上述基板输送单元，其中，上述控制部具有差检测单元，其求出在上述基板保持用具没有受到热影响的状态下通过使上述基板输送单元相对于上述基板保持用具进行升降来获取到的正常时的各基板或者各特定部位的高度位置、与在垂直热处理装置运转时通过使上述基板输送单元相对于上述基板保持用具进行升降来获取到的对应的各基板或者各特定部位的高度位置的差；判断单元，其将该差与阈值进行比较，并根据比较结果来判断是否将基板传送到上述基板保持用具；以及禁止单元，其在由该判断单元判断为不进行基板的传送时，禁止由上述基板输送单元进行的上述传送。
2. 根据权利要求l所述的垂直热处理装置，其特征在于，上述基板输送单元构成为切换进行由 一 个保持臂进行的一个基板的移载以及由多个保持臂同时进行的多个基板的移载，上述判断单元进行以下判断将上述差与第 一 阈值和大于该第 一 阔值的第二阈值进行比较，在上述差不足上述第一阈值时，由上述多个保持臂进行基板的传送，在上述差为上述第一阈值以上且不足第二阈值时，由上述一个保持臂进行基板的传送，在上述差为上述第二阈值以上时，不对基板保持用具传送基板。
3. 根据权利要求l所述的垂直热处理装置，其特征在于，上述特定部位4企测部具有发光部以及受光部，由4全测是否存在被搭载在基板保持用具的各段上的多个基板的映射传感器构成。
4. 根据权利要求l所述的垂直热处理装置，其特征在于，上述基板保持用具在搭载在该基板保持用具上的上下相邻的基板之间具备环部件，上述特定部位是上述环部件。
5. 根据权利要求l所述的垂直热处理装置，其特征在于，上述垂直热处理装置运转时是从基板保持用具取出热处理后的基纟反之前的时刻。
6. 根据权利要求l所述的垂直热处理装置，其特征在于，上述垂直热处理装置运转时是从基板保持用具取出热处理后的基板并将下 一 个热处理的基板移载到该基板保持用具之前的时刻。
7. —种垂直热处理装置，其特征在于，具备热处理炉；基板保持用具，其被搬入到热处理炉内，并且保持基板；基板输送单元，其具有保持基板的保持臂和支承该保持臂的输送基体；高度位置检测部，其被设置在上述基板输送单元上，检测上述基板输送单元相对于基板保持用具的相对高度位置；驱动部，其根据由该高度位置检测部检测出的高度位置来被控制，使上述基板输送单元相对于上述基板保持用具进行升降；特定部位检测部，其被设置在上述基板输送单元上，在使上述基板输送单元相对于上述基板保持用具进行升降时，分别检测被搭载在该基板保持用具的各段上的基板或者对基板保持用具中的各基板分别具有特定关系的特定部位；读取单元，其在该特定部位检测部4企测出上述基板或者特定部位时，读取由上述高度位置检测部检测出的高度位置；以及控制部，其控制上述基板输送单元，其中，上述控制部具有差检测单元，其求出在上述基板保持用具没有受到热影响的状态下通过使上述基板输送单元相对于上述基板保持用具进行升降来获取到的正常时的各基板与相邻于该基板的基板之间的距离或者各特定部位与相邻于该特定部位的特定部位之间的距离、和在垂直热处理装置运转时通过使上述基板输送单元相对于上述基板保持用具进行升降来获取到的对应的各基板与相邻于该基板的基板之间的距离或者各特定部位与相邻于该特定部位的特定部位之间的距离的差；判断单元，其将该差与阈值进行比较，并根据比较结果来判断是否将基板传送到上述基板保持用具；以及禁止单元，其在由该判断单元判断为不进行基板的传送时，
8. —种在垂直热处理装置中进4亍的热处理方法，该垂直热处理装置对基板进行热处理，该垂直热处理装置具备'.热处理炉；基板保持用具，其被搬入到热处理炉内，并且保持上述基板；以及基板输送单元，其具有保持基板的保持臂和支承该保持臂的输送基体，该热处理方法的特4正在于，包括以下工序在上述基板保持用具没有受到热影响的状态下，获取被搭载在上述基板保持用具的各段上的基板或者对基板保持用具中的各基板分别具有特定关系的特定部位的各个高度位置来作为正常时的高度位置的工序；在上述垂直热处理装置运转时获取对应的各基板或者各特定部位的高度位置的工序；求出上述正常时的各基板或者各特定部位的高度位置与在上述运转时获取到的各基板或者各特定部位的高度位置的差的工序；将该差与阈值进行比较，并根据比较结果来判断是否将基板传送到上述基板保持用具的工序；以及在通过上述进行判断的工序判断为不进行基板的传送时，禁止由上述基板输送单元进行的上述传送的工序。
9. 根据权利要求8所述的热处理方法，其特征在于，上述基板输送单元切换进行由一个保持臂进行的一个基板移载以及由多个保持臂同时进行的多个基板的移载，上述进行判断的工序进行以下判断将上述差与第 一 阈值和大于该第一阈值的第二阔值进行比较，在上述差不足上述第一阈值时，由上述多个保持臂进行基板的传送，在上述差为上述第一阈值以上且不足第二阈值时，由上述一个保持臂进行基板的传送，在上述差为上述第二阈值以上时，不对基板保持用具传送基板。
10.—种在垂直热处理装置中进^"的热处理方法，该垂直热处理装置对基板进行热处理，该垂直热处理装置具备热处理炉；基板保持用具，其被搬入到热处理炉内，并且保持上述基板；以及基板输送单元，其具有保持基板的保持臂和支承该保持臂的输送基体，该热处理方法的特征在于，包括以下工序在上述基板保持用具没有受到热影响的状态下，获取被搭载在上述基板保持用具的各段上的基板或者对基板保持用具中的各基板分别具有特定关系的特定部位的各个高度位置来作为正常时的高度位置的工序；在上述垂直热处理装置运转时，获取对应的各基板或者各特定部位的高度位置的工序；求出上述正常时的各基板与相邻于该基板的基板之间的距离或者各特定部位与相邻于该特定部位的特定部位之间的距离、和在上述运转时获取到的对应的各基板与相邻于该基板的基板之间的距离或者各特定部位与相邻于该特定部位的特定部位之间的距离的差的工序；将该差与阈值进行比较，并根据比较结果来判断是否将基板传送到上述基板保持用具的工序；以及在通过上述进行判断的工序判断为不进行基板的传送时，禁止由上述基板输送单元进行的上述传送的工序。
全文摘要
本发明提供一种热处理装置和热处理方法。在利用保持臂将基板移载到以架状保持多个基板的基板保持用具时，防止该保持臂与基板之间的接触等。在上述基板保持用具(晶圆舟)没有受到热影响的状态下，获取通过使上述输送基体相对于上述晶圆舟进行升降来获取到的正常时的环部件的高度位置。在将上述热处理之前的晶圆移载到上述晶圆舟之前，获取通过使上述输送基体相对于上述晶圆舟进行升降来获取到的对应的上述环部件的高度位置。根据正常时的环部件的高度位置与移载晶圆之前的环部件的高度位置之间的差与阈值的比较，来判断是否通过晶圆输送机构将晶圆传送到上述晶圆舟。
文档编号H01L21/00GK101661874SQ200910169418
公开日2010年3月3日 申请日期2009年8月31日 优先权日2008年8月29日
发明者佐藤纯弥, 本馆良信, 阿部洋, 高桥喜一 申请人:东京毅力科创株式会社