ウェーハ検出装置及び方法
【課題】カセットからのウェーハの飛び出しを、簡略な構造にて、高精度に検出できるウェーハ検出装置を提供する。
【解決手段】開口部１１を画定する壁部１０に、ウェーハＷを収納するカセットＣを密着させ、開口部１１を通してウェーハＷの出し入れを行う際に、カセットＣ内の収納位置から飛び出したウェーハの有無を検出するために、壁部１０に形成された開口部１１の側部において、ウェーハの主面と平行な方向においてウェーハの外周部に検出用の光を照射するための透過型又は反射型の光センサ１０１、１１１と、光センサをウェーハの配列方向に走査させる駆動機構としてのシャフト１０３、１１３、連結バー、リードスクリュー及びモータを設けた。これにより、装置を小型化しつつ、高精度に検出することができる。
【解決手段】開口部１１を画定する壁部１０に、ウェーハＷを収納するカセットＣを密着させ、開口部１１を通してウェーハＷの出し入れを行う際に、カセットＣ内の収納位置から飛び出したウェーハの有無を検出するために、壁部１０に形成された開口部１１の側部において、ウェーハの主面と平行な方向においてウェーハの外周部に検出用の光を照射するための透過型又は反射型の光センサ１０１、１１１と、光センサをウェーハの配列方向に走査させる駆動機構としてのシャフト１０３、１１３、連結バー、リードスクリュー及びモータを設けた。これにより、装置を小型化しつつ、高精度に検出することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カセットに収納された半導体用のウェーハを検出するウェーハ検出装置及び方法に関し、特に、カセットに対してウェーハを出し入れする際に、カセットの収納位置から突出したウェーハが有るか否かを検出するウェーハ検出装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造用のウェーハは、種々の処理を施すために、専用のカセット（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）に収容して持ち運ばれる。このカセットは、複数枚のウェーハを、所定間隔をおいて規則正しく配列させた状態で保持するべく、その内壁に形成された複数の溝あるいは支持片、ウェーハを出し入れする開口部を開閉するための着脱自在な蓋等を備えている。そして、このカセットに対する複数枚のウェーハの出し入れは、挿入用のロボット及び取り出し用のロボットを用いて行われている。
【０００３】
したがって、ロボットにより挿入されたウェーハが規則正しく配列して収容されているか否か、あるいは、所定の収容位置から飛び出したウェーハが有るか否か等を検出する必要がある。そこで、このような検出を行うウェーハ検出装置として、透過型光センサあるいは反射型光センサを用いたものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２１４４８３号公報
【特許文献２】特開平１１−１４５２４４号公報
【特許文献３】特開２００３−９２３３８号公報 これらの公報に開示の装置においては、収納されたウェーハの外周縁を検出し得る反射型あるいは透過型の光センサが設けられている。この反射型あるいは透過型の光センサは、カセットが装着される壁面よりも内側に配置され又はウェーハの出し入れを行う開口部に対向するように配置されて、カセット内の所定位置に所定枚数のウェーハが収納されているか否か、すなわちウェーハの有無等を検出するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ウェーハがカセット内に完全に収納されておらず一部が飛び出した状態で、蓋を閉じるための昇降動作等が行われると、ウェーハを破損させる虞がある。
また、ウェーハとしては、一般には不透明体のシリコンウェーハが用いられるため、光センサとして透過型光センサを用いることができるものの、透明体の石英ウェーハが用いられる場合は、殆どの光が石英ウェーハを透過するため、特に透過型光センサの検出光を石英ウェーハの主面に照射してその飛び出しを検出するのは困難である。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、構造の簡略化、装置の小型化を図りつつ、カセット内に収納されるべきウェーハの飛び出しを高精度に検出して、ウェーハの破損等を防止できる、ウェーハ検出装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のウェーハ検出装置は、所定の開口部を画定する壁部に、ウェーハを収納するカセットを密着させ、開口部を通してウェーハの出し入れを行う際に、カセット内の収納位置から飛び出したウェーハの有無を検出するウェーハ検出装置であって、上記壁部には、その開口部の側部において、ウェーハの主面と平行な方向においてウェーハの外周部に検出用の光を照射するための透過型又は反射型の光センサと、光センサをウェーハの配列方向に走査させる駆動機構と、が設けられている、ことを特徴としている。
この構成によれば、光センサが、駆動機構により、開口部の側部に沿ってウェーハの配列ピッチに合わせて移動させられると共に、カセット内に収納されるウェーハの主面と平行な方向において、光センサ（の投光素子）から検出用の光が射出される。そして、開口部の領域にウェーハが飛び出していなければ、検出用の光は光センサ（の受光素子）で受光され、一方、開口部の領域にウェーハが飛び出していれば、検出用の光はウェーハの外周部で反射されて、光センサ（の受光素子）で受光されない。
このように、ウェーハの外周部に検出用の光を照射するため、誤検出を招くことなく、カセットの収納位置から飛び出したウェーハの有無を容易にかつ高精度に検出することができる。したがって、移送ロボット、蓋、その他の移動体等が、飛び出したウェーハに衝突するのを未然に防止でき、ウェーハの破損等を防止できる。また、光センサ及び駆動機構を、カセットが装着される壁部に配置したことにより、スペースを有効に利用でき、それ故に装置の小型化を達成できる。
【０００８】
上記構成の装置において、光センサは、ウェーハの外周部に検出用の光を照射するべく開口部の一側部に配置された投光素子と、投光素子から射出された光を受光するべく開口部の他側部に配置された受光素子と、を含み、駆動機構は、投光素子及び受光素子を同時にウェーハの配列方向に走査させる、構成を採用することができる。
この構成によれば、光センサ（投光素子及び受光素子）が、駆動機構により、開口部の側部に沿ってウェーハの配列ピッチに合わせて移動させられると共に、カセット内に収納されるウェーハの主面と平行な方向において、開口部の一側部に配置された投光素子から検出用の光が射出される。そして、開口部の領域にウェーハが飛び出していなければ、検出用の光は開口部の他側部に配置された受光素子で受光され、一方、開口部の領域にウェーハが飛び出していれば、検出用の光はウェーハの外周部で反射されて、受光素子で受光されない。このように、透過型の光センサを用いて、カセットの収納位置から飛び出したウェーハの有無を容易にかつ高精度に検出することができる。
【０００９】
また、上記構成の装置において、光センサは、ウェーハの外周部に検出用の光を照射するべく開口部の一側部に配置された投光素子と、投光素子から射出された光を受光するべく開口部の一側部に配置された受光素子と、投光素子から射出された光を受光素子に向けて反射するべく開口部の他側部に配置されかつウェーハの配列方向に長尺な反射鏡と、を含み、駆動機構は、投光素子及び受光素子を同時にウェーハの配列方向に走査させる、構成を採用することができる。
この構成によれば、光センサ（投光素子及び受光素子）が、駆動機構により、開口部の一側部に沿ってウェーハの配列ピッチに合わせて移動させられると共に、カセット内に収納されるウェーハの主面と平行な方向において、開口部の一側部に配置された投光素子から検出用の光が射出される。そして、開口部の領域にウェーハが飛び出していなければ、検出用の光は開口部の他側部に配置された反射鏡で反射されて、開口部の一側部に配置された受光素子で受光され、一方、開口部の領域にウェーハが飛び出していれば、検出用の光はウェーハの外周部で反射されて、反射鏡に到達せず、それ故に受光素子で受光されない。このように、反射型の光センサを用いて、カセットの収納位置から飛び出したウェーハの有無を容易にかつ高精度に検出することができる。
【００１０】
上記構成の装置において、駆動機構は、投光素子及び受光素子を一体的に支持する支持部材と、支持部材をウェーハの配列方向に移動させる一つのモータと、を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、一つのモータで投光素子及び受光素子を駆動するため、別々に駆動する場合に比べて、制御シーケンスが簡略化されると共に、構造が簡略化されて、装置を小型化できる。
【００１１】
本発明のウェーハ検出方法は、所定の開口部を画定する壁部に、ウェーハを収納するカセットを密着させ、開口部を通してカセット内の収納位置から飛び出したウェーハの有無を検出するウェーハ検出方法であって、上記開口部の一側部からウェーハの主面と平行な方向においてウェーハの外周部に向けて投光素子から検出用の光を射出し、投光素子から射出された光を受光素子が受光するか否かにより、飛び出したウェーハの有無を検出する、ことを特徴としている。
この構成によれば、カセット内に収納されるウェーハの主面と平行な方向において、投光素子から検出用の光が射出され、開口部の領域にウェーハが飛び出していなければ、検出用の光は受光素子で受光され、一方、開口部の領域にウェーハが飛び出していれば、検出用の光はウェーハの外周部で反射されて、受光素子で受光されない。このように、ウェーハの外周部に検出用の光を照射するため、誤検出を招くことなく、カセットの収納位置から飛び出したウェーハの有無を容易にかつ高精度に検出することができる。したがって、移送ロボット、蓋、その他の移動体等が、飛び出したウェーハに衝突するのを未然に防止でき、ウェーハの破損等を防止できる。
【００１２】
上記構成の方法において、カセット内の収納位置にウェーハが収納されているか否かを検出するマッピング用の光センサを、カセット内の収納位置から飛び出したウェーハの有無を検出する際に兼用する、構成を採用することができる。
この構成によれば、マッピング用の光センサを飛び出し検出用の光センサとして兼用することにより、この方法を用いる装置を簡略化、小型化することができる。
【００１３】
上記構成の方法において、光センサは、ウェーハのマッピングを行う前に、開口部の領域において、ウェーハの配列方向において一方側から他方側に走査する、構成を採用することができる。
この構成によれば、光センサを、壁部の内側から開口部を通して、カセット内の収納位置に移動させてマッピングを行う前に、途中に位置する開口部の領域において、ウェーハの配列方向に走査させることで、ウェーハの飛び出しを検出できるため、光センサを駆動制御する際の制御シーケンスを簡略化でき、マッピング及び飛び出し検出に要する時間の短縮化を達成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成をなす本発明のウェーハ検出装置及び方法によれば、構造の簡略化、装置の小型化を図りつつ、カセット内に収納されるべきウェーハの飛び出しを高精度に検出して、ウェーハの破損等を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面に基づき説明する。
図１ないし図６は、本発明に係るウェーハ検出装置及び方法の一実施形態を示すものであり、図１はウェーハ検出装置を備えた半導体処理装置の縦断面図、図２は図１に示す装置の一部を拡大した縦断面図、図３は図１に示す装置の一部を拡大した平面図、図４はウェーハ検出装置の平面図、図５はウェーハ検出装置の側面図、図６はウェーハ検出装置の正面図である。
【００１６】
この半導体製造装置は、図１ないし図３に示すように、半導体の製造を行う内部空間Ａｉｎと外部空間Ａｏｕｔとを仕切る壁部１０、壁部１０の内側（内部空間Ａｉｎ）に配置された搬送ロボット２０、ウェーハＷを移送するための載置部３０、壁部１０の外側（外部空間Ａｏｕｔ）に設置されてカセットＣを載置して位置決めするテーブル４０、壁部１０に形成された略矩形の開口部１１を遮蔽し得ると共にカセットＣの蓋Ｃ１を保持し得る遮蔽蓋５０、遮蔽蓋５０を開口部１１に対して着脱させる駆動機構６０、壁部１０の領域に配置されてウェーハＷの飛び出しを検出するウェーハ検出装置１００、壁部１０の内側（内部空間Ａｉｎ）に配置されてカセットＣ内に収納されたウェーハＷのマッピングを行うマッピングセンサ（不図示）等を備えている。
【００１７】
カセットＣは、複数のウェーハＷを鉛直方向に配列した状態で収納するものであり、各々のウェーハＷを等間隔で支持するべく内側壁に形成された溝又は支持片（不図示）、ウェーハＷを出し入れするための開口部を開閉するための着脱自在な蓋Ｃ１、蓋Ｃ１に内蔵されたロック機構等を備えている。
【００１８】
壁部１０は、図１ないし図６に示すように、半導体の処理を行うための内部空間Ａｉｎを外部空間Ａｏｕｔから遮断するものであり、その一部に略矩形の開口部１１が形成され、開口部１１の外側（外部空間Ａｏｕｔ）には、カセットＣを開口部１１の縁部に密着させた状態で保持するテーブル４０が設けられ、開口部１１の内側（内部空間Ａｉｎ）には、カセットＣの蓋Ｃ１を保持して着脱する遮蔽蓋５０を揺動及び昇降駆動する駆動機構６０、マッピングセンサ（不図示）等が設けられている。
【００１９】
また、壁部１０には、図４ないし図６に示すように、開口部１１の側部（周縁部領域）において、ウェーハ検出装置１００を収容するための凹部１２，１３、１４等が形成されている。このように、カセットＣが装着される壁部１０において、カセットＣの収納位置から飛び出したウェーハＷ´の有無を検出するウェーハ検出装置１００を配置したことにより、カセットＣに対してのウェーハＷの出し入れに何ら支障なく、スペースを有効に利用でき、それ故にシステム全体の小型化を達成できる。
【００２０】
ウェーハ検出装置１００は、図４ないし図６に示すように、開口部１１の一側部に形成された凹部１２に配置された投光素子１０１、投光素子１０１を支持する支持部材としてのホルダー１０２、ホルダー１０２を保持して鉛直方向Ｖに伸長する支持部材としてのシャフト１０３、開口部１１の他側部に形成された凹部１３に配置された受光素子１１１、投光素子１１１を支持する支持部材としてのホルダー１１２、ホルダー１１２を保持して鉛直方向Ｖに伸長する支持部材としてのシャフト１１３、開口部１１の下側に形成された凹部１４に配置されてシャフト１０３，１１３を一体的に連結すると共に雌ネジ１０５ａをもつ支持部材としての連結バー１０５、凹部１４に配置されて鉛直方向Ｖに伸長すると共に雌ネジ１０５ａに螺合するリードスクリュー１０６、リードスクリュー１０６を回転駆動するモータ１０７等により形成されている。
すなわち、リードスクリュー１０６及びモータ１０７により、支持部材１０２，１１２、１０３，１１３，１０５を介して、投光素子１０１及び受光素子１１１を同時にウェーハＷの配列方向（鉛直方向Ｖ）に走査させる駆動機構が構成されている。尚、モータ１０７としては、ステップモータ、あるいは、位置センサと共にＤＣモータを採用することができる。
【００２１】
投光素子１０１は、ウェーハＷの外周部に検出用の光ＬＢを照射し得るように、水平方向に光ＬＢを射出する。
受光素子１１１は、投光素子１０１と同一の高さでかつ水平方向において対向するように配置されて、投光素子１０１から射出された光ＬＢを受光し得るようになっている。
すなわち、投光素子１０１及び受光素子１１１により、ウェーハＷの主面と平行な方向においてウェーハＷの外周部に検出用の光ＬＢを照射するための透過型の光センサが構成されている。
【００２２】
上記ウェーハ検出装置１００の検出動作について説明すると、光センサ（投光素子１０１及び受光素子１１１）は、図４及び図６に示すように、駆動機構（リードスクリュー１０６，モータ１０７）により、開口部１１の側部に沿ってウェーハＷの配列ピッチに合わせて移動させられる（走査する）と共に、開口部１１の一側部（凹部１２）に配置された投光素子１０１が、カセットＣ内に収納されるウェーハＷの主面と平行な方向において、検出用の光ＬＢを射出する。
【００２３】
そして、開口部１１の領域にウェーハＷが飛び出していなければ、検出用の光ＬＢは開口部１１の他側部（凹部１３）に配置された受光素子１１１で受光され、飛び出したウェーハＷ´は無いと判断される。
一方、開口部１１の領域にウェーハＷ´が飛び出していれば、検出用の光ＬＢはウェーハＷ´の外周部で反射された反射光ＬＢ´として、壁部１０の内側（内部空間Ａｉｎ）に向かうため受光素子１１１で受光されず、飛び出したウェーハＷ´が有ると判断される。
【００２４】
このように、透過型の光センサを用いて、ウェーハＷの外周部に光ＬＢを照射して検出するため、石英ウェーハであっても、誤検出を招くことなく、カセットＣの収納位置から飛び出したウェーハＷ´の有無を容易にかつ高精度に検出することができる。また、投光素子１０１及び受光素子１１１は、一つのモータ１０７で駆動されるため、別々に駆動するモータを設ける場合に比べて、制御シーケンスが簡略化されると共に、構造が簡略化されて、装置を小型化することができる。
【００２５】
次に、カセットＣに対するウェーハＷの出し入れ動作について説明する。尚、この半導体の処理システムは、種々の制御を司る制御部（マイクロコンピュータ）、種々の動作の切り替えタイミングを検出し、その検出情報を制御部に送るセンサ等を備え、種々の動作は制御部から発せられる制御信号に基づいて行われる。
先ず、複数のウェーハＷを収納したカセットＣが、図２に示すように、テーブル４０に載置されて位置決めされると、遮蔽蓋５０がカセットＣの蓋Ｃ１を一体的に掴んでロックを解除すると共に、駆動機構６０が、図１に示すように、遮蔽蓋５０（及び蓋Ｃ１）を内向きに揺動させつつ下方に移動させて、開口部１１から後退させる。
【００２６】
続いて、ウェーハ検出装置１００により、飛び出したウェーハＷ´の有無を検出する。ここで、飛び出したウェーハＷ´が有ると判断された場合は、その後の動作が停止し、その事を作業者に知らせるための報知信号（報知ランプの点滅、報知ブザー等）が発せられる。これにより、作業者は、位置ずれを生じたウェーハＷ´を所定の収納位置に戻す作業を行うことができる。この点検作業により、ウェーハＷが飛び出した状態で動作（例えば、壁部１０の内側に沿って昇降するような移動体の動作）が続行した場合に発生し得るウェーハＷの破損等を未然に防止できる。
【００２７】
ウェーハ検出装置１００により、飛び出したウェーハＷ´は無いと判断された場合、あるいは、飛び出したウェーハＷ´を手直しして収納位置に戻した場合、駆動機構によりマッピングセンサがウェーハＷに近接した位置に位置付けられ、ウェーハＷのマッピングが行われる。
【００２８】
その後、内部空間Ａｉｎに設置された搬送ロボット２０（例えば、多関節ロボット）が、図１の二点鎖線で示すように、開口部１１に近づき、カセットＣ内からウェーハＷを取り出し、図１の実線で示すように、種々の処理工程（載置部３０）に向けて移送する。
【００２９】
一方、種々の処理が完了すると、搬送ロボット２０は、処理済のウェーハＷを再びカセットＣ内に搬入する。ここで、全てのウェーハＷの搬入動作が終了すると、ウェーハ検出装置１００により、飛び出したウェーハＷ´の有無を検出する。
ここで、飛び出したウェーハＷ´が有ると判断された場合は、その後の動作が停止し、その事を作業者に知らせるための報知信号（報知ランプの点滅、報知ブザー等）が発せられる。これにより、作業者は、位置ずれを生じたウェーハＷ´を所定の収納位置に戻す作業を行うことができる。この点検作業により、ウェーハＷが飛び出した状態で動作（例えば、壁部１０の内側に沿って昇降するような移動体の動作）が続行した場合に発生し得るウェーハＷの破損等を未然に防止できる。
【００３０】
ウェーハ検出装置１００による検出動作が終了すると、必要に応じてマッピングセンサによりウェーハＷのマッピングが行われ、続いて、駆動機構６０が作動して、遮蔽蓋５０（及び蓋Ｃ１）を上昇させて、開口部１１を閉鎖すると共に蓋Ｃ１をカセットＣに嵌合させて密閉かつロックし、その後、遮蔽蓋５０は蓋Ｃ１の把持を解除する。これにより、テーブル４０からカセットＣを持ち出すことが可能になる。
【００３１】
上記のように、カセットＣ内に収納されるウェーハＷが所定の収納位置から飛び出しているか否かを検出するためのウェーハ検出装置１００を壁部１１０に設けたことにより、システム全体を簡略化、小型化できると共に、透明なウェーハであっても確実に検出でき、それ故にウェーハＷの破損を防止でき、全体として歩留まりが向上し、又、生産性も向上する。
【００３２】
図７ないし図９は、本発明に係るウェーハ検出装置及び方法の他の実施形態を示すものであり、図７は装置の平面図、図８及び図９は装置の縦断面図である。尚、この実施形態において、前述の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
このウェーハ検出装置１００´は、図７ないし図９に示すように、開口部１１の一側部に形成された凹部１２に配置された投光素子１０１´及び受光素子１１１´、投光素子１０１´及び受光素子１１１´を一体的に支持する支持部材としてのホルダー１０２´、鉛直方向Ｖに伸長してホルダー１０２´に螺合するリードスクリュー１０６´、凹部１２の下方に形成された凹部１３´に配置されてリードスクリュー１０６´を回転駆動するモータ１０７´、投光素子１０１´から射出された光ＬＢ１を受光素子１１１´に向けて反射光ＬＢ２として反射するべく開口部１１の他側部に形成された凹部１３に配置されかつウェーハＷの配列方向（鉛直方向Ｖ）に長尺な反射鏡１０８´等により形成されている。
【００３４】
すなわち、リードスクリュー１０６´及びモータ１０７´により、ホルダー１０２´を介して、投光素子１０１´及び受光素子１１１´を同時にウェーハＷの配列方向（鉛直方向Ｖ）に走査させる駆動機構が構成されている。尚、モータ１０７´としては、ステップモータ、あるいは、位置センサと共にＤＣモータを採用することができる。
【００３５】
投光素子１０１´は、ウェーハＷの外周部に検出用の光ＬＢ１を照射し得るように、かつ、反射鏡１０８´に対して垂直に光ＬＢ１が入射し得るように、水平方向に光ＬＢ１を射出する。
受光素子１１１´は、投光素子１０１´と同一の高さでかつ投光素子１０１´に近接して配置され、反射鏡１０８´により反射された反射光ＬＢ２を受光し得るように水平方向において反射鏡１０８´と対向するように配置されている。
すなわち、投光素子１０１´及び受光素子１１１´並びに反射鏡１０８´により、ウェーハＷの主面と平行な方向においてウェーハＷの外周部に検出用の光ＬＢ１を照射するための反射型の光センサが構成されている。
【００３６】
上記装置１００´の検出動作について説明すると、光センサ（投光素子１０１´及び受光素子１１１´）は、図７及び図８に示すように、駆動機構（リードスクリュー１０６´，モータ１０７´）により、開口部１１の側部に沿ってウェーハＷの配列ピッチに合わせて移動させられる（走査する）と共に、開口部１１の一側部（凹部１２）に配置された投光素子１０１´が、カセットＣ内に収納されるウェーハＷの主面と平行な方向において、検出用の光ＬＢ１を射出する。
【００３７】
そして、開口部１１の領域にウェーハＷが飛び出していなければ、検出用の光ＬＢ１は開口部１１の他側部（凹部１３）に配置された反射鏡１０８´で反射され、その反射光ＬＢ２は開口部１１の一側部（凹部１２）に配置された受光素子１１１´で受光され、飛び出したウェーハＷ´は無いと判断される。
一方、開口部１１の領域にウェーハＷ´が飛び出していれば、検出用の光ＬＢ１はウェーハＷ´の外周部で反射された反射光ＬＢ１´として、壁部１０の内側（内部空間Ａｉｎ）に向かうため反射鏡１０８´には到達せず、それ故に受光素子１１１´でも受光されず、飛び出したウェーハＷ´が有ると判断される。
【００３８】
このように、反射型の光センサを用いて、ウェーハＷの外周部に光ＬＢ１を照射して検出するため、石英ウェーハであっても、誤検出を招くことなく、カセットＣの収納位置から飛び出したウェーハＷ´の有無を容易にかつ高精度に検出することができる。また、投光素子１０１´及び受光素子１１１´は、一つのモータ１０７´で駆動されるため、別々に駆動するモータを設ける場合に比べて、制御シーケンスが簡略化されると共に、構造が簡略化されて、装置を小型化することができる。
【００３９】
図１０及び図１１は、本発明に係るウェーハ検出方法のさらに他の実施形態を示すものであり、図１０はこの検出方法を行う装置の平面図、図１１はこの検出方法を行う装置の縦断面図である。尚、この実施形態において、前述の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４０】
この検出方法を行う装置としては、カセットＣ内の収納位置にウェーハＷが収納されているか否かを検出するマッピング用の光センサ２００を、カセットＣ内の収納位置から飛び出したウェーハＷの有無を検出するために兼用するものである。
すなわち、この光センサ２００は、開口部１１の一側部寄りに位置付けられる投光素子２０１、開口部１１の他側部寄りに位置付けられる受光素子２１１により構成されている。また、光センサ２００を走査させる駆動機構は、投光素子２０１を支持する支持アーム２０３、受光素子２１１を支持する支持アーム２１３、支持アーム２０３，２１３を一体的に連結する連結バー（不図示）、連結バーを鉛直方向Ｖ及び水平方向Ｈに駆動するリードスクリュー（不図示）及びリードスクリューを回転駆動するモータ（不図示）等により形成されている。
【００４１】
投光素子２０１は、ウェーハＷの外周部に検出用の光ＬＢを照射し得るように、水平方向に光ＬＢを射出する。
受光素子２１１は、投光素子２０１と同一の高さでかつ水平方向において対向するように配置されて、投光素子２０１から射出された光ＬＢを受光し得るようになっている。
すなわち、投光素子２０１及び受光素子２１１により、ウェーハＷの主面と平行な方向においてウェーハＷの外周部に検出用の光ＬＢを照射するための透過型の光センサが構成されている。
【００４２】
上記光センサ２００の検出動作について説明する。先ず、カセットＣからウェーハＷを取り出す際に、あるいは、カセットＣへウェーハＷを収納する際に、投光素子２０１及び受光素子２１１は、開口部１１の内側（内部空間Ａｉｎ）でかつ開口部１１よりも下方で、ウェーハＷの搬送通路から後退した位置に位置付けられている。
そして、搬送ロボット２０により、カセットＣへのウェーハＷの収納動作が完了すると、全ての収納位置にウェーハＷが収納されている否かを検出するウェーハＷのマッピングを行う前に、カセットＣ内の収納位置から飛び出したウェーハＷ´の有無を検出する動作が行われる。
【００４３】
先ず、駆動機構により、光センサ２００（投光素子２０１及び受光素子２１１）が、鉛直方向Ｖの上方に移動させられかつ水平方向Ｈの外向きに移動させられて、図１０及び図１１の実線で示すように、開口部１１の下側（一方側）に位置付けられる。
そして、光センサ２００（投光素子２０１及び受光素子２１１）は、駆動機構により、ウェーハＷの配列ピッチに合わせつつ開口部１１の側部に沿って、図１１の二点鎖線で示すように、上側（他方側）に移動させられる（上側に向けて走査する）と共に、開口部１１の一側部寄りに位置する投光素子２０１が、カセットＣ内に収納されるウェーハＷの主面と平行な方向において、検出用の光ＬＢを射出する。
【００４４】
そして、開口部１１の領域にウェーハＷが飛び出していなければ、検出用の光ＬＢは開口部１１の他側部寄りに位置する受光素子２１１で受光され、飛び出したウェーハＷ´は無いと判断される。
一方、開口部１１の領域にウェーハＷ´が飛び出していれば、検出用の光ＬＢはウェーハＷ´の外周部で反射された反射光ＬＢ´として、壁部１０の内側（内部空間Ａｉｎ）に入射して受光素子２１１で受光されず、飛び出したウェーハＷ´が有ると判断される。
ここで、飛び出したウェーハＷ´が有ると判断された場合は、報知信号（ランプの点滅、警報ブザー）等が発せられて、作業者に報知する。これにより、作業者は飛び出したウェーハＷ´を手作業により収納位置に押し込むことができる。
【００４５】
ウェーハＷの飛び出し検出が終了すると、駆動機構により、光センサ２００（投光素子２０１及び受光素子２１１）は、図１０の二点鎖線で示すように、水平方向ＨのカセットＣ内に向けて移動させられ所定のマッピング位置に位置付けられる。
そして、光センサ２００（投光素子２０１及び受光素子２１１）は、駆動機構により、ウェーハＷの配列ピッチに合わせつつ開口部１１の側部に沿って、図１１の二点鎖線で示す高さの上側位置から鉛直方向Ｖの下側に移動させられると共に、カセットＣ内の一側部寄りに位置する投光素子２０１が、カセットＣ内に収納されたウェーハＷの主面と平行な方向において、検出用の光ＬＢを射出する。
【００４６】
そして、所定の収納位置にウェーハＷが無ければ、検出用の光ＬＢはカセットＣの他側部寄りに位置する受光素子２１１で受光され、ウェーハＷが所定の収納位置に収納されていないと判断される。
一方、所定の収納位置にウェーハＷが収納されていれば、検出用の光ＬＢはウェーハＷ´の外周部で反射された反射光ＬＢ´として、壁部１０の内側（内部空間Ａｉｎ）に向かうため受光素子２１１で受光されず、ウェーハＷは所定の収納位置に収納されていると判断される。
【００４７】
上記の検出方法においては、カセットＣ内の収納位置から飛び出したウェーハＷ´の有無を検出する際に、マッピング用の光センサ２００を兼用しているため、装置全体を簡略化、小型化することができる。
また、光センサ２００を、壁部１０の内側（内部空間Ａｉｎ）から開口部１１を通して、カセットＣ内の収納位置に移動させてマッピングを行う前に、途中に位置する開口部１１の領域において、ウェーハＷの配列方向（鉛直方向Ｖ）に走査させて、ウェーハＷ´の飛び出しを検出するため、光センサ２００を駆動制御する際の制御シーケンスを簡略化でき、マッピング及び飛び出し検出に要する時間の短縮化を達成することができる。
【００４８】
上記実施形態においては、ウェーハＷの飛び出しを検出する光センサとして、透過型又は反射型の光センサを一つ設ける構成を示したが、必要に応じて複数設けてもよい。
また、上記実施形態においては、光センサをウェーハＷの配列方向に走査させる駆動機構として、リードスクリュー１０６，１０６´、モータ１０７，１０７´を示したが、これに限定されるものではなく、その他のアクチュエータを採用してもよい。
さらに、上記実施形態においては、駆動機構を配置する場所として、壁部１０に設けられた凹部１４，１４´を採用したが、これに限定されるものではなく、内部空間Ａｉｎと外部空間Ａｏｕｔが完全に遮断される構成でかつ開口部１１の搬送通路から後退した位置であれば、壁部１０から一部がはみ出すように配置されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上述べたように、本発明のウェーハ検出装置及び方法は、構造の簡略化、装置の小型化を達成しつつ、カセット内に収納されるべきウェーハの飛び出しを高精度に検出して、ウェーハの破損等を防止できるため、カセットからのウェーハの飛び出しだけでなく、ウェーハを取り扱う搬送工程でかつ所定位置からの位置ずれを検出する必要があるところであれば、その他の処理システムあるいは処理装置においても有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係るウェーハ検出装置及び方法が採用された半導体処理装置の一部を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す半導体処理装置の一部を拡大した縦断面図である。
【図３】図１に示す半導体処理装置の一部を示す平面図である。
【図４】図１に示す半導体処理装置に設けられたウェーハ検出装置を示す平面図である。
【図５】図１に示す半導体処理装置に設けられたウェーハ検出装置を示す縦断面図である。
【図６】図１に示す半導体処理装置に設けられたウェーハ検出装置を示す縦断面図である。
【図７】本発明に係るウェーハ検出装置の他の実施形態を示す平面図である。
【図８】本発明に係るウェーハ検出装置の他の実施形態を示す縦断面図である。
【図９】本発明に係るウェーハ検出装置の他の実施形態を示す縦断面図である。
【図１０】本発明に係るウェーハ検出方法の他の実施形態を示す平面図である。
【図１１】本発明に係るウェーハ検出方法の他の実施形態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
Ｗ ウェーハ
Ｗ´ 飛び出したウェーハ
Ｃ カセット
Ｃ１ 蓋
ＬＢ，ＬＢ１ 検出用の光
１０ 壁部
１１ 開口部
１２ 凹部（一側部）
１３ 凹部（他側部）
１４，１４´ 凹部（下側部）
２０ 搬送ロボット
３０ 載置部
４０ テーブル
５０ 遮蔽蓋
６０ 駆動機構
１００，１００´ ウェーハ検出装置
１０１，１０１´ 投光素子（光センサ）
１１１，１１１´ 受光素子（光センサ）
１０２，１０２´，１１２ ホルダー（支持部材）
１０３，１０３´ シャフト（支持部材）
１０５ 連結バー（支持部材）
１０６，１０６´ リードスクリュー（駆動機構）
１０７，１０７´ モータ（駆動機構）
１０８´ 反射鏡（光センサ）
２００ マッピング用の光センサ
２０１ 投光素子
２１１ 受光素子
２０３，２１３ 支持アーム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カセットに収納された半導体用のウェーハを検出するウェーハ検出装置及び方法に関し、特に、カセットに対してウェーハを出し入れする際に、カセットの収納位置から突出したウェーハが有るか否かを検出するウェーハ検出装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造用のウェーハは、種々の処理を施すために、専用のカセット（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）に収容して持ち運ばれる。このカセットは、複数枚のウェーハを、所定間隔をおいて規則正しく配列させた状態で保持するべく、その内壁に形成された複数の溝あるいは支持片、ウェーハを出し入れする開口部を開閉するための着脱自在な蓋等を備えている。そして、このカセットに対する複数枚のウェーハの出し入れは、挿入用のロボット及び取り出し用のロボットを用いて行われている。
【０００３】
したがって、ロボットにより挿入されたウェーハが規則正しく配列して収容されているか否か、あるいは、所定の収容位置から飛び出したウェーハが有るか否か等を検出する必要がある。そこで、このような検出を行うウェーハ検出装置として、透過型光センサあるいは反射型光センサを用いたものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２１４４８３号公報
【特許文献２】特開平１１−１４５２４４号公報
【特許文献３】特開２００３−９２３３８号公報 これらの公報に開示の装置においては、収納されたウェーハの外周縁を検出し得る反射型あるいは透過型の光センサが設けられている。この反射型あるいは透過型の光センサは、カセットが装着される壁面よりも内側に配置され又はウェーハの出し入れを行う開口部に対向するように配置されて、カセット内の所定位置に所定枚数のウェーハが収納されているか否か、すなわちウェーハの有無等を検出するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ウェーハがカセット内に完全に収納されておらず一部が飛び出した状態で、蓋を閉じるための昇降動作等が行われると、ウェーハを破損させる虞がある。
また、ウェーハとしては、一般には不透明体のシリコンウェーハが用いられるため、光センサとして透過型光センサを用いることができるものの、透明体の石英ウェーハが用いられる場合は、殆どの光が石英ウェーハを透過するため、特に透過型光センサの検出光を石英ウェーハの主面に照射してその飛び出しを検出するのは困難である。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、構造の簡略化、装置の小型化を図りつつ、カセット内に収納されるべきウェーハの飛び出しを高精度に検出して、ウェーハの破損等を防止できる、ウェーハ検出装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のウェーハ検出装置は、所定の開口部を画定する壁部に、ウェーハを収納するカセットを密着させ、開口部を通してウェーハの出し入れを行う際に、カセット内の収納位置から飛び出したウェーハの有無を検出するウェーハ検出装置であって、上記壁部には、その開口部の側部において、ウェーハの主面と平行な方向においてウェーハの外周部に検出用の光を照射するための透過型又は反射型の光センサと、光センサをウェーハの配列方向に走査させる駆動機構と、が設けられている、ことを特徴としている。
この構成によれば、光センサが、駆動機構により、開口部の側部に沿ってウェーハの配列ピッチに合わせて移動させられると共に、カセット内に収納されるウェーハの主面と平行な方向において、光センサ（の投光素子）から検出用の光が射出される。そして、開口部の領域にウェーハが飛び出していなければ、検出用の光は光センサ（の受光素子）で受光され、一方、開口部の領域にウェーハが飛び出していれば、検出用の光はウェーハの外周部で反射されて、光センサ（の受光素子）で受光されない。
このように、ウェーハの外周部に検出用の光を照射するため、誤検出を招くことなく、カセットの収納位置から飛び出したウェーハの有無を容易にかつ高精度に検出することができる。したがって、移送ロボット、蓋、その他の移動体等が、飛び出したウェーハに衝突するのを未然に防止でき、ウェーハの破損等を防止できる。また、光センサ及び駆動機構を、カセットが装着される壁部に配置したことにより、スペースを有効に利用でき、それ故に装置の小型化を達成できる。
【０００８】
上記構成の装置において、光センサは、ウェーハの外周部に検出用の光を照射するべく開口部の一側部に配置された投光素子と、投光素子から射出された光を受光するべく開口部の他側部に配置された受光素子と、を含み、駆動機構は、投光素子及び受光素子を同時にウェーハの配列方向に走査させる、構成を採用することができる。
この構成によれば、光センサ（投光素子及び受光素子）が、駆動機構により、開口部の側部に沿ってウェーハの配列ピッチに合わせて移動させられると共に、カセット内に収納されるウェーハの主面と平行な方向において、開口部の一側部に配置された投光素子から検出用の光が射出される。そして、開口部の領域にウェーハが飛び出していなければ、検出用の光は開口部の他側部に配置された受光素子で受光され、一方、開口部の領域にウェーハが飛び出していれば、検出用の光はウェーハの外周部で反射されて、受光素子で受光されない。このように、透過型の光センサを用いて、カセットの収納位置から飛び出したウェーハの有無を容易にかつ高精度に検出することができる。
【０００９】
また、上記構成の装置において、光センサは、ウェーハの外周部に検出用の光を照射するべく開口部の一側部に配置された投光素子と、投光素子から射出された光を受光するべく開口部の一側部に配置された受光素子と、投光素子から射出された光を受光素子に向けて反射するべく開口部の他側部に配置されかつウェーハの配列方向に長尺な反射鏡と、を含み、駆動機構は、投光素子及び受光素子を同時にウェーハの配列方向に走査させる、構成を採用することができる。
この構成によれば、光センサ（投光素子及び受光素子）が、駆動機構により、開口部の一側部に沿ってウェーハの配列ピッチに合わせて移動させられると共に、カセット内に収納されるウェーハの主面と平行な方向において、開口部の一側部に配置された投光素子から検出用の光が射出される。そして、開口部の領域にウェーハが飛び出していなければ、検出用の光は開口部の他側部に配置された反射鏡で反射されて、開口部の一側部に配置された受光素子で受光され、一方、開口部の領域にウェーハが飛び出していれば、検出用の光はウェーハの外周部で反射されて、反射鏡に到達せず、それ故に受光素子で受光されない。このように、反射型の光センサを用いて、カセットの収納位置から飛び出したウェーハの有無を容易にかつ高精度に検出することができる。
【００１０】
上記構成の装置において、駆動機構は、投光素子及び受光素子を一体的に支持する支持部材と、支持部材をウェーハの配列方向に移動させる一つのモータと、を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、一つのモータで投光素子及び受光素子を駆動するため、別々に駆動する場合に比べて、制御シーケンスが簡略化されると共に、構造が簡略化されて、装置を小型化できる。
【００１１】
本発明のウェーハ検出方法は、所定の開口部を画定する壁部に、ウェーハを収納するカセットを密着させ、開口部を通してカセット内の収納位置から飛び出したウェーハの有無を検出するウェーハ検出方法であって、上記開口部の一側部からウェーハの主面と平行な方向においてウェーハの外周部に向けて投光素子から検出用の光を射出し、投光素子から射出された光を受光素子が受光するか否かにより、飛び出したウェーハの有無を検出する、ことを特徴としている。
この構成によれば、カセット内に収納されるウェーハの主面と平行な方向において、投光素子から検出用の光が射出され、開口部の領域にウェーハが飛び出していなければ、検出用の光は受光素子で受光され、一方、開口部の領域にウェーハが飛び出していれば、検出用の光はウェーハの外周部で反射されて、受光素子で受光されない。このように、ウェーハの外周部に検出用の光を照射するため、誤検出を招くことなく、カセットの収納位置から飛び出したウェーハの有無を容易にかつ高精度に検出することができる。したがって、移送ロボット、蓋、その他の移動体等が、飛び出したウェーハに衝突するのを未然に防止でき、ウェーハの破損等を防止できる。
【００１２】
上記構成の方法において、カセット内の収納位置にウェーハが収納されているか否かを検出するマッピング用の光センサを、カセット内の収納位置から飛び出したウェーハの有無を検出する際に兼用する、構成を採用することができる。
この構成によれば、マッピング用の光センサを飛び出し検出用の光センサとして兼用することにより、この方法を用いる装置を簡略化、小型化することができる。
【００１３】
上記構成の方法において、光センサは、ウェーハのマッピングを行う前に、開口部の領域において、ウェーハの配列方向において一方側から他方側に走査する、構成を採用することができる。
この構成によれば、光センサを、壁部の内側から開口部を通して、カセット内の収納位置に移動させてマッピングを行う前に、途中に位置する開口部の領域において、ウェーハの配列方向に走査させることで、ウェーハの飛び出しを検出できるため、光センサを駆動制御する際の制御シーケンスを簡略化でき、マッピング及び飛び出し検出に要する時間の短縮化を達成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成をなす本発明のウェーハ検出装置及び方法によれば、構造の簡略化、装置の小型化を図りつつ、カセット内に収納されるべきウェーハの飛び出しを高精度に検出して、ウェーハの破損等を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面に基づき説明する。
図１ないし図６は、本発明に係るウェーハ検出装置及び方法の一実施形態を示すものであり、図１はウェーハ検出装置を備えた半導体処理装置の縦断面図、図２は図１に示す装置の一部を拡大した縦断面図、図３は図１に示す装置の一部を拡大した平面図、図４はウェーハ検出装置の平面図、図５はウェーハ検出装置の側面図、図６はウェーハ検出装置の正面図である。
【００１６】
この半導体製造装置は、図１ないし図３に示すように、半導体の製造を行う内部空間Ａｉｎと外部空間Ａｏｕｔとを仕切る壁部１０、壁部１０の内側（内部空間Ａｉｎ）に配置された搬送ロボット２０、ウェーハＷを移送するための載置部３０、壁部１０の外側（外部空間Ａｏｕｔ）に設置されてカセットＣを載置して位置決めするテーブル４０、壁部１０に形成された略矩形の開口部１１を遮蔽し得ると共にカセットＣの蓋Ｃ１を保持し得る遮蔽蓋５０、遮蔽蓋５０を開口部１１に対して着脱させる駆動機構６０、壁部１０の領域に配置されてウェーハＷの飛び出しを検出するウェーハ検出装置１００、壁部１０の内側（内部空間Ａｉｎ）に配置されてカセットＣ内に収納されたウェーハＷのマッピングを行うマッピングセンサ（不図示）等を備えている。
【００１７】
カセットＣは、複数のウェーハＷを鉛直方向に配列した状態で収納するものであり、各々のウェーハＷを等間隔で支持するべく内側壁に形成された溝又は支持片（不図示）、ウェーハＷを出し入れするための開口部を開閉するための着脱自在な蓋Ｃ１、蓋Ｃ１に内蔵されたロック機構等を備えている。
【００１８】
壁部１０は、図１ないし図６に示すように、半導体の処理を行うための内部空間Ａｉｎを外部空間Ａｏｕｔから遮断するものであり、その一部に略矩形の開口部１１が形成され、開口部１１の外側（外部空間Ａｏｕｔ）には、カセットＣを開口部１１の縁部に密着させた状態で保持するテーブル４０が設けられ、開口部１１の内側（内部空間Ａｉｎ）には、カセットＣの蓋Ｃ１を保持して着脱する遮蔽蓋５０を揺動及び昇降駆動する駆動機構６０、マッピングセンサ（不図示）等が設けられている。
【００１９】
また、壁部１０には、図４ないし図６に示すように、開口部１１の側部（周縁部領域）において、ウェーハ検出装置１００を収容するための凹部１２，１３、１４等が形成されている。このように、カセットＣが装着される壁部１０において、カセットＣの収納位置から飛び出したウェーハＷ´の有無を検出するウェーハ検出装置１００を配置したことにより、カセットＣに対してのウェーハＷの出し入れに何ら支障なく、スペースを有効に利用でき、それ故にシステム全体の小型化を達成できる。
【００２０】
ウェーハ検出装置１００は、図４ないし図６に示すように、開口部１１の一側部に形成された凹部１２に配置された投光素子１０１、投光素子１０１を支持する支持部材としてのホルダー１０２、ホルダー１０２を保持して鉛直方向Ｖに伸長する支持部材としてのシャフト１０３、開口部１１の他側部に形成された凹部１３に配置された受光素子１１１、投光素子１１１を支持する支持部材としてのホルダー１１２、ホルダー１１２を保持して鉛直方向Ｖに伸長する支持部材としてのシャフト１１３、開口部１１の下側に形成された凹部１４に配置されてシャフト１０３，１１３を一体的に連結すると共に雌ネジ１０５ａをもつ支持部材としての連結バー１０５、凹部１４に配置されて鉛直方向Ｖに伸長すると共に雌ネジ１０５ａに螺合するリードスクリュー１０６、リードスクリュー１０６を回転駆動するモータ１０７等により形成されている。
すなわち、リードスクリュー１０６及びモータ１０７により、支持部材１０２，１１２、１０３，１１３，１０５を介して、投光素子１０１及び受光素子１１１を同時にウェーハＷの配列方向（鉛直方向Ｖ）に走査させる駆動機構が構成されている。尚、モータ１０７としては、ステップモータ、あるいは、位置センサと共にＤＣモータを採用することができる。
【００２１】
投光素子１０１は、ウェーハＷの外周部に検出用の光ＬＢを照射し得るように、水平方向に光ＬＢを射出する。
受光素子１１１は、投光素子１０１と同一の高さでかつ水平方向において対向するように配置されて、投光素子１０１から射出された光ＬＢを受光し得るようになっている。
すなわち、投光素子１０１及び受光素子１１１により、ウェーハＷの主面と平行な方向においてウェーハＷの外周部に検出用の光ＬＢを照射するための透過型の光センサが構成されている。
【００２２】
上記ウェーハ検出装置１００の検出動作について説明すると、光センサ（投光素子１０１及び受光素子１１１）は、図４及び図６に示すように、駆動機構（リードスクリュー１０６，モータ１０７）により、開口部１１の側部に沿ってウェーハＷの配列ピッチに合わせて移動させられる（走査する）と共に、開口部１１の一側部（凹部１２）に配置された投光素子１０１が、カセットＣ内に収納されるウェーハＷの主面と平行な方向において、検出用の光ＬＢを射出する。
【００２３】
そして、開口部１１の領域にウェーハＷが飛び出していなければ、検出用の光ＬＢは開口部１１の他側部（凹部１３）に配置された受光素子１１１で受光され、飛び出したウェーハＷ´は無いと判断される。
一方、開口部１１の領域にウェーハＷ´が飛び出していれば、検出用の光ＬＢはウェーハＷ´の外周部で反射された反射光ＬＢ´として、壁部１０の内側（内部空間Ａｉｎ）に向かうため受光素子１１１で受光されず、飛び出したウェーハＷ´が有ると判断される。
【００２４】
このように、透過型の光センサを用いて、ウェーハＷの外周部に光ＬＢを照射して検出するため、石英ウェーハであっても、誤検出を招くことなく、カセットＣの収納位置から飛び出したウェーハＷ´の有無を容易にかつ高精度に検出することができる。また、投光素子１０１及び受光素子１１１は、一つのモータ１０７で駆動されるため、別々に駆動するモータを設ける場合に比べて、制御シーケンスが簡略化されると共に、構造が簡略化されて、装置を小型化することができる。
【００２５】
次に、カセットＣに対するウェーハＷの出し入れ動作について説明する。尚、この半導体の処理システムは、種々の制御を司る制御部（マイクロコンピュータ）、種々の動作の切り替えタイミングを検出し、その検出情報を制御部に送るセンサ等を備え、種々の動作は制御部から発せられる制御信号に基づいて行われる。
先ず、複数のウェーハＷを収納したカセットＣが、図２に示すように、テーブル４０に載置されて位置決めされると、遮蔽蓋５０がカセットＣの蓋Ｃ１を一体的に掴んでロックを解除すると共に、駆動機構６０が、図１に示すように、遮蔽蓋５０（及び蓋Ｃ１）を内向きに揺動させつつ下方に移動させて、開口部１１から後退させる。
【００２６】
続いて、ウェーハ検出装置１００により、飛び出したウェーハＷ´の有無を検出する。ここで、飛び出したウェーハＷ´が有ると判断された場合は、その後の動作が停止し、その事を作業者に知らせるための報知信号（報知ランプの点滅、報知ブザー等）が発せられる。これにより、作業者は、位置ずれを生じたウェーハＷ´を所定の収納位置に戻す作業を行うことができる。この点検作業により、ウェーハＷが飛び出した状態で動作（例えば、壁部１０の内側に沿って昇降するような移動体の動作）が続行した場合に発生し得るウェーハＷの破損等を未然に防止できる。
【００２７】
ウェーハ検出装置１００により、飛び出したウェーハＷ´は無いと判断された場合、あるいは、飛び出したウェーハＷ´を手直しして収納位置に戻した場合、駆動機構によりマッピングセンサがウェーハＷに近接した位置に位置付けられ、ウェーハＷのマッピングが行われる。
【００２８】
その後、内部空間Ａｉｎに設置された搬送ロボット２０（例えば、多関節ロボット）が、図１の二点鎖線で示すように、開口部１１に近づき、カセットＣ内からウェーハＷを取り出し、図１の実線で示すように、種々の処理工程（載置部３０）に向けて移送する。
【００２９】
一方、種々の処理が完了すると、搬送ロボット２０は、処理済のウェーハＷを再びカセットＣ内に搬入する。ここで、全てのウェーハＷの搬入動作が終了すると、ウェーハ検出装置１００により、飛び出したウェーハＷ´の有無を検出する。
ここで、飛び出したウェーハＷ´が有ると判断された場合は、その後の動作が停止し、その事を作業者に知らせるための報知信号（報知ランプの点滅、報知ブザー等）が発せられる。これにより、作業者は、位置ずれを生じたウェーハＷ´を所定の収納位置に戻す作業を行うことができる。この点検作業により、ウェーハＷが飛び出した状態で動作（例えば、壁部１０の内側に沿って昇降するような移動体の動作）が続行した場合に発生し得るウェーハＷの破損等を未然に防止できる。
【００３０】
ウェーハ検出装置１００による検出動作が終了すると、必要に応じてマッピングセンサによりウェーハＷのマッピングが行われ、続いて、駆動機構６０が作動して、遮蔽蓋５０（及び蓋Ｃ１）を上昇させて、開口部１１を閉鎖すると共に蓋Ｃ１をカセットＣに嵌合させて密閉かつロックし、その後、遮蔽蓋５０は蓋Ｃ１の把持を解除する。これにより、テーブル４０からカセットＣを持ち出すことが可能になる。
【００３１】
上記のように、カセットＣ内に収納されるウェーハＷが所定の収納位置から飛び出しているか否かを検出するためのウェーハ検出装置１００を壁部１１０に設けたことにより、システム全体を簡略化、小型化できると共に、透明なウェーハであっても確実に検出でき、それ故にウェーハＷの破損を防止でき、全体として歩留まりが向上し、又、生産性も向上する。
【００３２】
図７ないし図９は、本発明に係るウェーハ検出装置及び方法の他の実施形態を示すものであり、図７は装置の平面図、図８及び図９は装置の縦断面図である。尚、この実施形態において、前述の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
このウェーハ検出装置１００´は、図７ないし図９に示すように、開口部１１の一側部に形成された凹部１２に配置された投光素子１０１´及び受光素子１１１´、投光素子１０１´及び受光素子１１１´を一体的に支持する支持部材としてのホルダー１０２´、鉛直方向Ｖに伸長してホルダー１０２´に螺合するリードスクリュー１０６´、凹部１２の下方に形成された凹部１３´に配置されてリードスクリュー１０６´を回転駆動するモータ１０７´、投光素子１０１´から射出された光ＬＢ１を受光素子１１１´に向けて反射光ＬＢ２として反射するべく開口部１１の他側部に形成された凹部１３に配置されかつウェーハＷの配列方向（鉛直方向Ｖ）に長尺な反射鏡１０８´等により形成されている。
【００３４】
すなわち、リードスクリュー１０６´及びモータ１０７´により、ホルダー１０２´を介して、投光素子１０１´及び受光素子１１１´を同時にウェーハＷの配列方向（鉛直方向Ｖ）に走査させる駆動機構が構成されている。尚、モータ１０７´としては、ステップモータ、あるいは、位置センサと共にＤＣモータを採用することができる。
【００３５】
投光素子１０１´は、ウェーハＷの外周部に検出用の光ＬＢ１を照射し得るように、かつ、反射鏡１０８´に対して垂直に光ＬＢ１が入射し得るように、水平方向に光ＬＢ１を射出する。
受光素子１１１´は、投光素子１０１´と同一の高さでかつ投光素子１０１´に近接して配置され、反射鏡１０８´により反射された反射光ＬＢ２を受光し得るように水平方向において反射鏡１０８´と対向するように配置されている。
すなわち、投光素子１０１´及び受光素子１１１´並びに反射鏡１０８´により、ウェーハＷの主面と平行な方向においてウェーハＷの外周部に検出用の光ＬＢ１を照射するための反射型の光センサが構成されている。
【００３６】
上記装置１００´の検出動作について説明すると、光センサ（投光素子１０１´及び受光素子１１１´）は、図７及び図８に示すように、駆動機構（リードスクリュー１０６´，モータ１０７´）により、開口部１１の側部に沿ってウェーハＷの配列ピッチに合わせて移動させられる（走査する）と共に、開口部１１の一側部（凹部１２）に配置された投光素子１０１´が、カセットＣ内に収納されるウェーハＷの主面と平行な方向において、検出用の光ＬＢ１を射出する。
【００３７】
そして、開口部１１の領域にウェーハＷが飛び出していなければ、検出用の光ＬＢ１は開口部１１の他側部（凹部１３）に配置された反射鏡１０８´で反射され、その反射光ＬＢ２は開口部１１の一側部（凹部１２）に配置された受光素子１１１´で受光され、飛び出したウェーハＷ´は無いと判断される。
一方、開口部１１の領域にウェーハＷ´が飛び出していれば、検出用の光ＬＢ１はウェーハＷ´の外周部で反射された反射光ＬＢ１´として、壁部１０の内側（内部空間Ａｉｎ）に向かうため反射鏡１０８´には到達せず、それ故に受光素子１１１´でも受光されず、飛び出したウェーハＷ´が有ると判断される。
【００３８】
このように、反射型の光センサを用いて、ウェーハＷの外周部に光ＬＢ１を照射して検出するため、石英ウェーハであっても、誤検出を招くことなく、カセットＣの収納位置から飛び出したウェーハＷ´の有無を容易にかつ高精度に検出することができる。また、投光素子１０１´及び受光素子１１１´は、一つのモータ１０７´で駆動されるため、別々に駆動するモータを設ける場合に比べて、制御シーケンスが簡略化されると共に、構造が簡略化されて、装置を小型化することができる。
【００３９】
図１０及び図１１は、本発明に係るウェーハ検出方法のさらに他の実施形態を示すものであり、図１０はこの検出方法を行う装置の平面図、図１１はこの検出方法を行う装置の縦断面図である。尚、この実施形態において、前述の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４０】
この検出方法を行う装置としては、カセットＣ内の収納位置にウェーハＷが収納されているか否かを検出するマッピング用の光センサ２００を、カセットＣ内の収納位置から飛び出したウェーハＷの有無を検出するために兼用するものである。
すなわち、この光センサ２００は、開口部１１の一側部寄りに位置付けられる投光素子２０１、開口部１１の他側部寄りに位置付けられる受光素子２１１により構成されている。また、光センサ２００を走査させる駆動機構は、投光素子２０１を支持する支持アーム２０３、受光素子２１１を支持する支持アーム２１３、支持アーム２０３，２１３を一体的に連結する連結バー（不図示）、連結バーを鉛直方向Ｖ及び水平方向Ｈに駆動するリードスクリュー（不図示）及びリードスクリューを回転駆動するモータ（不図示）等により形成されている。
【００４１】
投光素子２０１は、ウェーハＷの外周部に検出用の光ＬＢを照射し得るように、水平方向に光ＬＢを射出する。
受光素子２１１は、投光素子２０１と同一の高さでかつ水平方向において対向するように配置されて、投光素子２０１から射出された光ＬＢを受光し得るようになっている。
すなわち、投光素子２０１及び受光素子２１１により、ウェーハＷの主面と平行な方向においてウェーハＷの外周部に検出用の光ＬＢを照射するための透過型の光センサが構成されている。
【００４２】
上記光センサ２００の検出動作について説明する。先ず、カセットＣからウェーハＷを取り出す際に、あるいは、カセットＣへウェーハＷを収納する際に、投光素子２０１及び受光素子２１１は、開口部１１の内側（内部空間Ａｉｎ）でかつ開口部１１よりも下方で、ウェーハＷの搬送通路から後退した位置に位置付けられている。
そして、搬送ロボット２０により、カセットＣへのウェーハＷの収納動作が完了すると、全ての収納位置にウェーハＷが収納されている否かを検出するウェーハＷのマッピングを行う前に、カセットＣ内の収納位置から飛び出したウェーハＷ´の有無を検出する動作が行われる。
【００４３】
先ず、駆動機構により、光センサ２００（投光素子２０１及び受光素子２１１）が、鉛直方向Ｖの上方に移動させられかつ水平方向Ｈの外向きに移動させられて、図１０及び図１１の実線で示すように、開口部１１の下側（一方側）に位置付けられる。
そして、光センサ２００（投光素子２０１及び受光素子２１１）は、駆動機構により、ウェーハＷの配列ピッチに合わせつつ開口部１１の側部に沿って、図１１の二点鎖線で示すように、上側（他方側）に移動させられる（上側に向けて走査する）と共に、開口部１１の一側部寄りに位置する投光素子２０１が、カセットＣ内に収納されるウェーハＷの主面と平行な方向において、検出用の光ＬＢを射出する。
【００４４】
そして、開口部１１の領域にウェーハＷが飛び出していなければ、検出用の光ＬＢは開口部１１の他側部寄りに位置する受光素子２１１で受光され、飛び出したウェーハＷ´は無いと判断される。
一方、開口部１１の領域にウェーハＷ´が飛び出していれば、検出用の光ＬＢはウェーハＷ´の外周部で反射された反射光ＬＢ´として、壁部１０の内側（内部空間Ａｉｎ）に入射して受光素子２１１で受光されず、飛び出したウェーハＷ´が有ると判断される。
ここで、飛び出したウェーハＷ´が有ると判断された場合は、報知信号（ランプの点滅、警報ブザー）等が発せられて、作業者に報知する。これにより、作業者は飛び出したウェーハＷ´を手作業により収納位置に押し込むことができる。
【００４５】
ウェーハＷの飛び出し検出が終了すると、駆動機構により、光センサ２００（投光素子２０１及び受光素子２１１）は、図１０の二点鎖線で示すように、水平方向ＨのカセットＣ内に向けて移動させられ所定のマッピング位置に位置付けられる。
そして、光センサ２００（投光素子２０１及び受光素子２１１）は、駆動機構により、ウェーハＷの配列ピッチに合わせつつ開口部１１の側部に沿って、図１１の二点鎖線で示す高さの上側位置から鉛直方向Ｖの下側に移動させられると共に、カセットＣ内の一側部寄りに位置する投光素子２０１が、カセットＣ内に収納されたウェーハＷの主面と平行な方向において、検出用の光ＬＢを射出する。
【００４６】
そして、所定の収納位置にウェーハＷが無ければ、検出用の光ＬＢはカセットＣの他側部寄りに位置する受光素子２１１で受光され、ウェーハＷが所定の収納位置に収納されていないと判断される。
一方、所定の収納位置にウェーハＷが収納されていれば、検出用の光ＬＢはウェーハＷ´の外周部で反射された反射光ＬＢ´として、壁部１０の内側（内部空間Ａｉｎ）に向かうため受光素子２１１で受光されず、ウェーハＷは所定の収納位置に収納されていると判断される。
【００４７】
上記の検出方法においては、カセットＣ内の収納位置から飛び出したウェーハＷ´の有無を検出する際に、マッピング用の光センサ２００を兼用しているため、装置全体を簡略化、小型化することができる。
また、光センサ２００を、壁部１０の内側（内部空間Ａｉｎ）から開口部１１を通して、カセットＣ内の収納位置に移動させてマッピングを行う前に、途中に位置する開口部１１の領域において、ウェーハＷの配列方向（鉛直方向Ｖ）に走査させて、ウェーハＷ´の飛び出しを検出するため、光センサ２００を駆動制御する際の制御シーケンスを簡略化でき、マッピング及び飛び出し検出に要する時間の短縮化を達成することができる。
【００４８】
上記実施形態においては、ウェーハＷの飛び出しを検出する光センサとして、透過型又は反射型の光センサを一つ設ける構成を示したが、必要に応じて複数設けてもよい。
また、上記実施形態においては、光センサをウェーハＷの配列方向に走査させる駆動機構として、リードスクリュー１０６，１０６´、モータ１０７，１０７´を示したが、これに限定されるものではなく、その他のアクチュエータを採用してもよい。
さらに、上記実施形態においては、駆動機構を配置する場所として、壁部１０に設けられた凹部１４，１４´を採用したが、これに限定されるものではなく、内部空間Ａｉｎと外部空間Ａｏｕｔが完全に遮断される構成でかつ開口部１１の搬送通路から後退した位置であれば、壁部１０から一部がはみ出すように配置されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上述べたように、本発明のウェーハ検出装置及び方法は、構造の簡略化、装置の小型化を達成しつつ、カセット内に収納されるべきウェーハの飛び出しを高精度に検出して、ウェーハの破損等を防止できるため、カセットからのウェーハの飛び出しだけでなく、ウェーハを取り扱う搬送工程でかつ所定位置からの位置ずれを検出する必要があるところであれば、その他の処理システムあるいは処理装置においても有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係るウェーハ検出装置及び方法が採用された半導体処理装置の一部を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す半導体処理装置の一部を拡大した縦断面図である。
【図３】図１に示す半導体処理装置の一部を示す平面図である。
【図４】図１に示す半導体処理装置に設けられたウェーハ検出装置を示す平面図である。
【図５】図１に示す半導体処理装置に設けられたウェーハ検出装置を示す縦断面図である。
【図６】図１に示す半導体処理装置に設けられたウェーハ検出装置を示す縦断面図である。
【図７】本発明に係るウェーハ検出装置の他の実施形態を示す平面図である。
【図８】本発明に係るウェーハ検出装置の他の実施形態を示す縦断面図である。
【図９】本発明に係るウェーハ検出装置の他の実施形態を示す縦断面図である。
【図１０】本発明に係るウェーハ検出方法の他の実施形態を示す平面図である。
【図１１】本発明に係るウェーハ検出方法の他の実施形態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
Ｗ ウェーハ
Ｗ´ 飛び出したウェーハ
Ｃ カセット
Ｃ１ 蓋
ＬＢ，ＬＢ１ 検出用の光
１０ 壁部
１１ 開口部
１２ 凹部（一側部）
１３ 凹部（他側部）
１４，１４´ 凹部（下側部）
２０ 搬送ロボット
３０ 載置部
４０ テーブル
５０ 遮蔽蓋
６０ 駆動機構
１００，１００´ ウェーハ検出装置
１０１，１０１´ 投光素子（光センサ）
１１１，１１１´ 受光素子（光センサ）
１０２，１０２´，１１２ ホルダー（支持部材）
１０３，１０３´ シャフト（支持部材）
１０５ 連結バー（支持部材）
１０６，１０６´ リードスクリュー（駆動機構）
１０７，１０７´ モータ（駆動機構）
１０８´ 反射鏡（光センサ）
２００ マッピング用の光センサ
２０１ 投光素子
２１１ 受光素子
２０３，２１３ 支持アーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の開口部を画定する壁部に、ウェーハを収納するカセットを密着させ、前記開口部を通してウェーハの出し入れを行う際に、前記カセット内の収納位置から飛び出したウェーハの有無を検出するウェーハ検出装置であって、
前記壁部には、前記開口部の側部において、ウェーハの主面と平行な方向においてウェーハの外周部に検出用の光を照射するための透過型又は反射型の光センサと、前記光センサをウェーハの配列方向に走査させる駆動機構と、が設けられている、
ことを特徴とするウェーハ検出装置。
【請求項２】
前記光センサは、ウェーハの外周部に検出用の光を照射するべく前記開口部の一側部に配置された投光素子と、前記投光素子から射出された光を受光するべく前記開口部の他側部に配置された受光素子と、を含み、
前記駆動機構は、前記投光素子及び受光素子を同時にウェーハの配列方向に走査させる、
ことを特徴とする請求項１記載のウェーハ検出装置。
【請求項３】
前記光センサは、ウェーハの外周部に検出用の光を照射するべく前記開口部の一側部に配置された投光素子と、前記投光素子から射出された光を受光するべく前記開口部の一側部に配置された受光素子と、前記投光素子から射出された光を前記受光素子に向けて反射するべく前記開口部の他側部に配置されかつウェーハの配列方向に長尺な反射鏡と、を含み、
前記駆動機構は、前記投光素子及び受光素子を同時にウェーハの配列方向に走査させる、
ことを特徴とする請求項１記載のウェーハ検出装置。
【請求項４】
前記駆動機構は、前記投光素子及び受光素子を一体的に支持する支持部材と、前記支持部材をウェーハの配列方向に移動させる一つのモータと、を含む、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のウェーハ検出装置。
【請求項５】
所定の開口部を画定する壁部に、ウェーハを収納するカセットを密着させ、前記開口部を通して前記カセット内の収納位置から飛び出したウェーハの有無を検出するウェーハ検出方法であって、
前記開口部の一側部からウェーハの主面と平行な方向においてウェーハの外周部に向けて投光素子から検出用の光を射出し、前記投光素子から射出された光を受光素子が受光するか否かにより、飛び出したウェーハの有無を検出する、
ことを特徴とするウェーハ検出方法。
【請求項６】
前記カセット内の所定の位置にウェーハが収納されているか否かを検出するマッピング用の光センサを、前記カセット内の収納位置から飛び出したウェーハの有無を検出する際に兼用する、
ことを特徴とする請求項５記載のウェーハ検出方法。
【請求項７】
前記光センサは、ウェーハのマッピングを行う前に、前記開口部の領域において、ウェーハの配列方向において一方側から他方側に走査する、
ことを特徴とする請求項６記載のウェーハ検出方法。
【請求項１】
所定の開口部を画定する壁部に、ウェーハを収納するカセットを密着させ、前記開口部を通してウェーハの出し入れを行う際に、前記カセット内の収納位置から飛び出したウェーハの有無を検出するウェーハ検出装置であって、
前記壁部には、前記開口部の側部において、ウェーハの主面と平行な方向においてウェーハの外周部に検出用の光を照射するための透過型又は反射型の光センサと、前記光センサをウェーハの配列方向に走査させる駆動機構と、が設けられている、
ことを特徴とするウェーハ検出装置。
【請求項２】
前記光センサは、ウェーハの外周部に検出用の光を照射するべく前記開口部の一側部に配置された投光素子と、前記投光素子から射出された光を受光するべく前記開口部の他側部に配置された受光素子と、を含み、
前記駆動機構は、前記投光素子及び受光素子を同時にウェーハの配列方向に走査させる、
ことを特徴とする請求項１記載のウェーハ検出装置。
【請求項３】
前記光センサは、ウェーハの外周部に検出用の光を照射するべく前記開口部の一側部に配置された投光素子と、前記投光素子から射出された光を受光するべく前記開口部の一側部に配置された受光素子と、前記投光素子から射出された光を前記受光素子に向けて反射するべく前記開口部の他側部に配置されかつウェーハの配列方向に長尺な反射鏡と、を含み、
前記駆動機構は、前記投光素子及び受光素子を同時にウェーハの配列方向に走査させる、
ことを特徴とする請求項１記載のウェーハ検出装置。
【請求項４】
前記駆動機構は、前記投光素子及び受光素子を一体的に支持する支持部材と、前記支持部材をウェーハの配列方向に移動させる一つのモータと、を含む、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のウェーハ検出装置。
【請求項５】
所定の開口部を画定する壁部に、ウェーハを収納するカセットを密着させ、前記開口部を通して前記カセット内の収納位置から飛び出したウェーハの有無を検出するウェーハ検出方法であって、
前記開口部の一側部からウェーハの主面と平行な方向においてウェーハの外周部に向けて投光素子から検出用の光を射出し、前記投光素子から射出された光を受光素子が受光するか否かにより、飛び出したウェーハの有無を検出する、
ことを特徴とするウェーハ検出方法。
【請求項６】
前記カセット内の所定の位置にウェーハが収納されているか否かを検出するマッピング用の光センサを、前記カセット内の収納位置から飛び出したウェーハの有無を検出する際に兼用する、
ことを特徴とする請求項５記載のウェーハ検出方法。
【請求項７】
前記光センサは、ウェーハのマッピングを行う前に、前記開口部の領域において、ウェーハの配列方向において一方側から他方側に走査する、
ことを特徴とする請求項６記載のウェーハ検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−１３１２３（Ｐ２００６−１３１２３Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８７８２２（Ｐ２００４−１８７８２２）
【出願日】平成１６年６月２５日（２００４．６．２５）
【出願人】（３９００４０６６０）アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド (1,346)
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２５日（２００４．６．２５）
【出願人】（３９００４０６６０）アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド (1,346)
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
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