DE19853446A1 - Waferfehlpositionierungserkennung - Google Patents

Abstract

Bei Waferbearbeitungsvorrichtungen (1) kommt es beim Entnehmen eines Wafers (18) aus dem Wafermagazin (3) oder bei seinem Zurückbringen in das Magazin (3) gelegentlich zu einer Fehlfunktion, so daß der Wafer (18) irgendwo zwischen seiner vorgesehenen Position im Wafermagazin (3) und der Bearbeitungsposition in der Bearbeitungsvorrichtung (1) verbleibt. Es gibt einen relativ großen, kritischen Bereich, in dem ein Verbleib eines Wafers (18) zu negativen Konsequenzen für den Betrieb der Waferbearbeitungsvorrichtung (1) führen kann, da beim Repositionieren des Wafermagazins (3) oder beim anschließenden Entnehmen des nächsten Wafers (17) der falsch verbliebene Wafer (18) bricht. Gelangt Staub eines solchen Bruchs in die eigentliche Bearbeitungsvorrichtung, kann dies zu weiterreichenden Schäden und teuren Reparaturen führen. Die vorliegende Erfindung schlägt daher erstmalig vor, eine Waferfehlpositionierungserkennung in den kritischen Bereich einzubringen. Diese umfasst zumindest einen optischen Sensor zum Erkennen der Anwesenheit und Abwesenheit eines Wafers (18) in zumindest einem kritischen Bereich zwischen dem Wafermagazin (3) und der Waferbearbeitungsvorrichtung (1), und Reaktionsmittel zum Vermeiden von Beschädigungen von Wafern (17, 18), Wafermagazin (3) und/oder Waferbearbeitungsvorrichtung (1) beim Erkennen der Anwesenheit eines Wafers (18) in einem kritischen Bereich. Vorzugsweise handelt es sich bei dem optischen Sensor um einen Lichtleitsensor, umfassend einen ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Waferfehlpositionie­ rungserkennung für Waferzuführungen in Waferbearbeitungsvor­ richtungen.

Für die Herstellung integrierter Schaltkreise werden soge­ nannte Wafer verwendet, monokristalline Scheiben aus Silizium oder einem anderen Material. Bei der Herstellung der Schalt­ kreise werden zahlreiche Meß- und Bearbeitungsschritte an den Wafern durchgeführt, bevor die fertiggestellten Schaltkreise schließlich durch Zerteilen der Wafer vereinzelt werden. Die Bearbeitungs- und Meßschritte werden von Waferbearbeitungs­ vorrichtungen durchgeführt, die eine weitgehende Automatisie­ rung der Herstellung erlauben. Um eine zügige Bearbeitung der Wafer zu ermöglichen, werden diese nicht einzeln gehandhabt, sondern in Wafermagazine, sogenannte Carrier, eingelegt. Da­ bei handelt es sich um Kassetten, die zu einer Seite hin of­ fen sind und im Inneren mit mehreren randständigen Vorsprün­ gen ausgestattet sind, die eine periphere Halterung der Wafer als übereinander angeordneter Stapel ermöglichen. In derzeit übliche Magazine werden beispielsweise 25 Wafer gleichzeitig eingelegt, es können jedoch auch Magazine mit mehr oder weni­ ger Wafern verwendet werden. In den Bearbeitungsvorrichtungen werden die Wafer einzeln und nacheinander durch die offene Seite vermittels von Greifern dem Magazin entnommen und die an der Vorrichtung vorgesehenen Bearbeitungsschritte vorge­ nommen. Bei vielen der Waferbearbeitungsvorrichtungen werden die Wafer dabei vom Greifer über einen verschließbaren Zu­ gang, dem sog. Shutter, einem Hauptteil der Bearbeitungsvor­ richtung zugeführt, der nach außen verschließbar ist und so­ mit die im Magazin befindlichen Wafer vor unbeabsichtigten Einflüssen durch die Bearbeitung schützt. Nach dem Ende der Bearbeitung wird ein bearbeiteter Wafer mittels des Greifers der Vorrichtung wieder entnommen und an seinen Platz im Maga­ zin rückgeführt. Daraufhin wird das Magazin repositioniert, so daß der Greifer den nächsten Wafer erfassen kann. Das Re­ positionieren geschieht üblicherweise durch ein Anheben des Magazins in Richtung der Stapellängsachse der Wafer, d. h. auf und ab, mittels eines Magazinlifts (dem Indexer). Das Anheben des Magazinlifts wird in vielen Fällen von einem Spindelan­ trieb übernommen. Gelegentlich kommt es beim Entnehmen eines Wafers oder beim Zurückbringen in das Magazin zu einer Fehl­ funktion, so daß der Wafer irgendwo zwischen seiner vorgese­ henen Position im Wafermagazin und der Bearbeitungsposition in der Bearbeitungsvorrichtung verbleibt. Auch wenn die Posi­ tion des Wafers im Wafermagazin mit einer gewissen Toleranz behaftet ist, gibt es doch außerhalb des Magazins und in der Bearbeitungsvorrichtung einen relativ großen, kritischen Be­ reich, in dem ein Verbleib eines Wafers zu negativen Konse­ quenzen für den Betrieb der Waferbearbeitungsvorrichtung füh­ ren kann. Der Verbleib eines Wafers in einem kritischen Be­ reich kann nämlich dazu führen, daß beim Repositionieren des Wafermagazins oder beim anschließenden Entnehmen des nächsten Wafers der falsch verbliebene Wafer bricht. Ein solcher Wa­ ferbruch führt zu Splitterbildung an den Bruchkanten und zu Unterbrechungen im Produktionsablauf, da zunächst die Wafer­ reste entfernt werden müssen und die Anlage gereinigt werden muß. Gelangt Staub eines solchen Bruchs in die eigentliche Bearbeitungsvorrichtung, kann dies zu weiterreichenden Schä­ den und teuren Reparaturen führen. Besonders problematisch ist es, wenn sich Waferbruchstaub in den Spindeln, den soge­ nannten "lead screws", der Spindelantriebe der Magazinlifte absetzt. Dies führt zu starker Reibung im Gewinde und damit zu dessen erhöhten Verschleiß. Durch diesen Verschleiß be­ dingt, ist eine genaue Positionierung der Magazine und Wafer­ handler nicht mehr möglich, was zu Folgeschäden führen kann.

Der Austausch der präzise gefertigten Spindel ist anderer­ seits mit hohen Kosten verbunden.

Bislang ist für dieses Problem keine Lösung bekannt. Vielmehr wurde der gelegentliche Waferbruch mit seinen Folgen einfach in Kauf genommen. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Mittel zur Verfügung zu stellen, wel­ ches einen Waferbruch zuverlässig verhindern kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das Bereitstellen einer Wa­ ferfehlpositionierungserkennung gemäß dem unabhängigen Pa­ tentanspruch 1, einer Waferbearbeitungsvorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 10, sowie das Verfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 12. Weitere vorteilhafte Aspekte und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den bei­ gefügten Zeichnungen. Die Ansprüche verstehen sich als ein erster nicht bindender Versuch zur Definition der Erfindung in allgemeinen Begriffen.

Die Erfindung stellt erstmals ein Mittel zur Verfügung, das mittels eines optischen Sensors die Anwesenheit eines Wafers in einem als kritisch erachteten Bereich zwischen Wafermaga­ zin und Bearbeitungsvorrichtung erkennen kann und daraufhin ein Reaktionsmittel dazu veranlasst, Maßnahmen zu ergreifen, die einen Waferbruch zuverlässig verhindern.

Erfindungsgemäß handelt es sich um eine Waferfehlpositionie­ rungserkennung für Waferzuführungen in Waferbearbeitungsvor­ richtungen, denen Wafer aus einem Wafermagazin zugeführt und abgeführt werden, mit zumindest einem optischen Sensor zum Erkennen der Anwesenheit und Abwesenheit eines Wafers in zu­ mindest einem kritischen Bereich zwischen dem Wafermagazin und der Waferbearbeitungsvorrichtung, und einem Reaktions­ mittel zum Vermeiden von Beschädigungen von Wafern, Magazin und/oder Waferbarbeitungsvorrichtung beim Erkennen der Anwe­ senheit eines Wafers in einem kritischen Bereich.

In einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine komplette Waferbearbeitungsvorrichtung, umfassend einen Haupteil zur Waferbearbeitung, einen Magazinlift zum Positio­ nieren eines Wafermagazins vor einem Zugang zum Hauptteil für die Wafer, einem Antrieb zum Bewegen des Magazinlifts und ei­ nem Greifer zum Überführen der Wafer aus dem Wafermagazin in den Zugang des Haupteils und zum Zurückführen in das Waferma­ gazin, wobei diese Vorrichtung gekennzeichnet ist durch zu­ mindest eine Waferfehlpositionierungserkennung zum Erkennen der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Wafers in zumindest einem kritischen Bereich zwischen Zugang und Wafermagazin, und diese Erkennung zumindest einen optischen Sensor, der den kritischen Bereich überwacht und ein Reaktionsmittel zum Ver­ meiden von Beschädigungen von Wafern, Wafermagazin und/oder Waferbarbeitungsvorrichtung beim Erkennen der Anwesenheit ei­ nes Wafers in einem kritischen Bereich umfasst. Unter einer Waferbearbeitungsvorrichtung im Sinne der Erfindung sind hierbei sowohl eigentliche Bearbeitungsmaschinen zu verste­ hen, als auch Meßgeräte, mit denen Eigenschaften der Wafer vor, während oder nach der Bearbeitung oder einem Arbeits­ schritt gemessen werden.

Im folgenden wird die Erfindung im Einzelnen beschrieben wer­ den, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen folgendes dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine Waferbearbeitungsvorrichtung mit einem Wafermagazin und der erfindungsgemäßen Waferfehlpo­ sitionierungserkennung.

Fig. 2 zeigt in Aufsicht ein Magazin vor einem Zugang zu ei­ ner Waferbearbeitungsvorrichtung, bei welcher der erfasste kritische Bereich dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt den Beladeteil einer Waferbearbeitungsvorrich­ tung oder einer Meßvorrichtung 1 für Wafer im Querschnitt. Ein Spindelantrieb 2 mit einem Spindelgehäuse 4 beherbergt eine Spindel 5. Durch Drehen der Spindel 5 hebt und senkt sich der Magazinlift 12, der auch als Elevator oder Indexer bezeichnet wird, über die Relativbewegung einer daran ange­ ordneten Spindelführung 13 in der Windung der Spindel 5. Mit dem Magazinlift 12 hebt und senkt sich das darauf gestellte Wafermagazin 3. Die Spindel wird in einem oberen und einem unteren Spindellager 6, 7 gelagert und von einem Antriebsmo­ tor 8 angetrieben. Der Antriebsmotor 8 wird durch eine Motor­ steuerung 9, z. B. einen Prozeßrechner oder eine Analogsteue­ rung, gesteuert, indem er über die Stromversorgungsleitungen 10, 11 mit Strom versorgt wird. Das Wafermagazin 3 enthält dabei einen Stapel von übereinander angeordneten Wafern 17. Diese können durch die Vertikalbewegung des Magazinlifts 12 jeweils einzeln vor den Eintrittsbereich 14 der Bearbeitungs­ vorrichtung gebracht werden, von wo sie mit einem Greifer 27 (s. Fig. 2) in die Bearbeitungsvorrichtung überführt werden können. In Fig. 1 befindet sich ein Wafer 18 in der geeigne­ ten Position, um mit dem Greifer erfasst zu werden. Das Be­ zugszeichen 19 kennzeichnet dabei eine Position des Wafers 18, in der er gerade zur Vorrichtung gebracht wird oder von dieser in das Magazin zurückgeschoben wird. Ein Verschluß 15 verhindert das Eindringen von Partikeln in die Bearbeitungs­ vorrichtung 1, wenn kein Wafer 18 eingeführt wird. Das Öffnen des Verschlusses 15 in eine Position 16 ermöglicht dann das Einführen bzw. Herausschieben des Wafers.

Falls der Wafer aufgrund eines hardware- oder/und softwarebe­ dingten Fehlers in einem Bereich bleibt, der beispielsweise der Position 19 entspricht, kann es beim Heben oder Senken des Magazinlifts, durch Verschließen des Verschlusses 15 oder durch den folgenden Greifvorgang des Greifers 27 zu einem Wa­ ferbruch kommen.

Ein Waferbruch kann jedoch auch auftreten, wenn ein Wafer be­ reits falsch im Wafermagazin 3 positioniert ist, bevor dieses auf den Magazinlift 12 der Bearbeitungsvorrichtung aufgesetzt wird oder wenn ein (oder mehrere) Wafer nicht die erwartete Größe haben, so daß der Greifer 27 fehlgreift. In einem sol­ chen Fall kann es zu Waferbrüchen kommen.

Erfindungsgemäß wird der zwischen dem Wafermagazin 3 und dem Verschluß 15 bzw. der Frontseite der Bearbeitungsvorrichtung 1, an der auch der Verschluß 15 liegt, befindliche kritische Bereich mittels eines optischen Sensors überwacht. Der opti­ sche Sensor strahlt einen keulenförmigen Lichtkegel nach oben ab, von wo er von der Unterseite eines Wafers reflektiert wird, wenn sich ein solcher im Strahlengang befindet, also in einem für die Funktion der Waferbearbeitungsvorrichtung und das Auftreten von Waferbrüchen kritischen Bereich. Das re­ flektierte Licht wird von einem Empfängerteil empfangen und ausgewertet. Ein erfindungsgemäß bevorzugter optischer Sensor ist ein Lichtleitsensor (20), der einen ersten Lichtleiter zum Zuführen eines Lichtsignals, einen Abstrahlbereich zum Bestrahlen des zu überwachenden Bereichs mit einem Lichtkegel aus dem Lichtleiter, einen zweiten Lichtleiter zum Abführen des reflektierten, gesammelten Lichtes zu einem Kollektor und ein Auswertungsmittel umfaßt, welches die Menge an re­ flektiertem Licht bestimmt. In Fig. 1 ist der optische Sensor als Lichtleitsensor ausgeführt dargestellt, dem das Licht von einer Wandler/Verstärker-Einheit 23 über einen Lichtleiter 21 zugeführt wird und aus dessen Ende abstrahlt. Das eventuell an einem Wafer reflektierte Licht wird in einen zweiten Lichtleiter 22 eingeleitet und der Wandler/Verstärker-Einheit 23 wieder zugeführt, wo die Menge des reflektierten Lichts ausgewertet wird.

Der Wandler/Verstärker 23 umfaßt in Fig. 1 eine Lichtquelle, deren Licht in den Lichtleiter 21 eingeleitet wird, einen Photosensor, z. B. eine Halbleiterphotozelle zum Umwandeln des vom Lichtleiter 22 kommenden Lichts in einen elektrischen Strom, und einem Verstärker, der den Strom bzw. die Spannung des Photosensors so verstärkt, daß seine Weiterverarbeitung möglich ist.

In einer alternativen, nicht in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform ist der optische Sensor eine Reflektions­ lichtschranke, umfassend eine Lichtquelle zum Abstrahlen von Licht in den zu überwachenden Bereich, einen Halbleitersensor zum Messen des von einer Waferoberfläche reflektierten Lichts und Umwandeln in elektrischen Strom, und ein Auswertungmit­ tel, welches die Menge an reflektiertem Licht anhand des Stroms bestimmt. In der ersten Ausführungsform befinden sich also unmittelbar bei der Waferbearbeitungsmaschine und dem kritischen Bereich für Waferbruch nur optische Elemente, so daß keine Stromversorgung in diesen Bereich gelegt werden muß. Bei der zweiten Ausführungsform ist keine teure Licht­ leiterstruktur zum Wandler/Verstärker 23 notwendig, sondern lediglich eine Stromleitung vom Wandler/Verstärker 23 zum Sensor 20. Der Wandler/Verstärker umfasst in dieser Ausfüh­ rungsform zudem keinen Photosensor, da dieser bereits in der Lichtschranke enthalten ist.

Als Lichtquellen kommen z. B. Halbleiterleuchtdioden in Frage, während für den Halbleitersensor übliche Photozellen, die in ihrer Empfindlichkeit auf die Lichtquelle abgestimmt sein sollten, zum Einsatz kommen können.

Das erfindungsgemäße Auswertungsmittel ist in Fig. 1 als in­ tegraler Bestandteil der Wandler/Verstärker-Einheit 23 darge­ stellt. Es ist jedoch auch möglich, das Auswertungsmittel als eine separate Baueinheit zur Verfügung zu stellen. Das Aus­ wertungsmittel interpretiert die eingehenden Signale und ent­ scheidet, ob sich ein Wafer im kritischen Bereich befindet oder nicht.

Das Auswertungsmittel gibt ein Signal in Abhängigkeit vom Er­ gebnis der Interpretation an das Reaktionsmittel ab. Bevor­ zugt dient das Reaktionsmittel dazu, eine Beschädigung zu verhindern, die beim Neupositionieren des Wafermagazines zum Entnehmen eines weiteren Wafers auftreten würde.

Im einfachsten Fall umfasst das Reaktionsmittel einen Schal­ ter 26 zum Unterbrechen der Stromversorgung eines Antriebs, z. B. des Antriebsmotors 8 zum Weiterbefördern des Wafermaga­ zins sowie ein Relais 24. Dieses empfängt über eine Signal­ leitung 25 das Signal aus der Auswerteeinheit, und schaltet den Schalter entsprechend dem Signal ein- bzw. aus.

Diese Anordnung ermöglicht es, wenn das Auswertungsmittel ei­ nen Wafer 18 im kritischen Bereich detektiert, die Stromver­ sorgung des Antriebsmotors 8 abzuschalten. Da somit keine Re­ positionierung des Wafermagazins 3 möglich ist, kann es auch nicht zu Brüchen des Wafers 18 kommen.

Zusätzlich zu der Notabschaltung kann das Reaktionsmittel ein Alarmsignal, z. B. ein Warnlicht oder ein akustisches Signal umfassen, welches dazu dient, das Bedienpersonal der Waferbe­ arbeitungsvorrichtung vom Auftreten eines Problems in Kennt­ nis zu setzen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Re­ aktionsmittel ein Signal an die Waferbearbeitungsvorrichtung, um die durchzuführende Zu- oder Abführung des Wafers zu wie­ derholen und/oder fehlerfrei zu beenden. In Abhängigkeit vom Auswertesignal erzeugt hierbei das Reaktionsmittel ein weite­ res Signal, welches von der Waferbearbeitungsvorrichtung er­ kannt wird, woraufhin die Vorrichtung ein Notprogramm einlei­ tet, bei dem der Greifer dazu veranlasst wird, das zuletzt durchgeführte Greifprogramm zu wiederholen oder z. B. ein Pro­ gramm durchzuführen, bei dem der Wafer wieder in das Magazin eingeschoben wird. Nach Ablauf des Notprogramms kann das Si­ gnal des Reaktionsmittels erneut ausgewertet werden, um eine Alarmmeldung über ein Alarmmittel abzugeben oder ein weiteres Notprogramm zu starten.

Fig. 2 zeigt den Bereich zwischen Wafermagazin 3 und Zufüh­ rung 14 einer Waferbearbeitungsvorrichtung 1 in Aufsicht. Der Greifer 27 ist hier in einer Position dargestellt, in der er einen Wafer 18 zu greifen vermag. Das Wafermagazin 3 weist periphere Auflagen 28 auf, auf denen die Wafer 17, 18 aufge­ stützt ruhen. Von dem optischen Sensor (nicht dargestellt) wird ein überwachter Bereich 29 definiert, der im kritischen Bereich vorteilhafterweise so angeordnet ist, daß er eine zu­ verlässige Überwachung dieses kritischen Bereichs ermöglicht. Der überwachte Bereich 29 kann im Idealfall identisch mit dem kritischen Bereich sein. Da jedoch die Abstrahlcharakterisi­ tik optischer Sensoren kaum jemals mit dem kritischen Bereich einer Waferbearbeitungsanlage übereinstimmt, wird der über­ wachte Bereich 29 vorzugsweise so gewählt, daß ein Ausschnitt des kritischen Bereich überwacht werden kann, der eine zuver­ lässige Aussage darüber ermöglicht, ob sich ein Wafer 18 in einer Position 30 innerhalb des kritischen Bereichs befindet, in der ein Waferbruch auftreten kann. Im vorliegenden Bei­ spiel ist der optische Sensor so angeordnet, daß der über­ wachte Bereich unmittelbar an der Gerätefront der Waferbear­ beitungsvorrichtung 1 beginnt, so daß der Wafer zumindest ei­ nen Abstand von der Gerätefront einhalten muß, der der Dicke des überwachten Bereichs 29 entspricht.

Um den abgedeckten Bereich zu vergrößern, kann es vorteilhaft sein, mehr als einen überwachten Bereich vorzusehen, indem mehrere optische Sensoren im kritischen Bereich angeordnet werden. Beispielsweise zeigt Fig. 2 einen optionalen, zweiten Überwachungsbereich 29a, der seitlich des ersten Überwa­ chungsbereichs auch ein seitliches Verrutschen des Wafers 18 zu erkennen vermag.

Bei der Verwendung von mehr als einem optischen Sensor ist desweiteren vorstellbar, verschiedene Signale an die Bearbei­ tungsvorrichtung auszugeben, um dadurch verschiedene Notpro­ gramme in Abhängigkeit des jeweiligen Signals zu starten.

Die Erfindung beinhaltet ebenfalls ein Verfahren, daß die folgenden Schritte umfasst

• 1. Überwachen zumindest eines kritischen Bereichs zwischen Wafermagazin und Waferbearbeitungsvorrichtung mittels eines optischen Sensors
• 2. Erkennen der Anwesenheit eines Wafers 18 in dem zumindest einen kritischen Bereich durch ein Auswertungsmittel
• 3. Ausgabe eines Erkennungssignals vom Auswertungsmittel an ein Reaktionsmittel
• 4. Durchführen einer Reaktion durch das Reaktionsmittel zum Vermeiden von Beschädigungen von Wafern, Magazin und/oder Wa­ ferbarbeitungsvorrichtung.

Hierbei umfasst das Überwachen vorzugsweise das Ausstrahlen eines Lichtstrahls in den kritischen Bereich und das Empfan­ gen von Lichtstrahlen, die von einer Seite des Wafers reflek­ tiert worden sind. Das Licht kann von beiden Seiten des Wa­ fers reflektiert werden, in Abhängigkeit davon, ob der Sensor oberhalb oder unterhalb des Wafers angeordnet ist und dement­ sprechend die Oberseite oder die Unterseite des Wafers an­ strahlt.

Das Erkennen der Anwesenheit eines Wafers kann nunmehr erfol­ gen, indem eine Auswertung der vom optischen Sensor kommenden Signale durchgeführt wird. Je nach dem Typ des verwendeten Sensors können diese Signale optische Signale sein, also das vom Wafer reflektierte Licht, oder diese können bereits in elektrische Signale umgesetzt worden sein.

Falls der optische Sensor ein Lichtleitsensor ist, bei dem das reflektierte Licht direkt der Auswerteeinheit zugeführt wird, umfasst das Verfahren vorzugsweise die Umsetzung von Licht, welches von einer Waferseite reflektiert wird, in der Lichtstärke entsprechenden Strom und/oder Spannung.

Je nach der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Wafers im kri­ tischen Bereich wird eine unterschiedlich große Menge an aus­ gestrahltem Licht reflektiert. Wenn kein Wafer im kritischen Bereich ist, erfolgt keinerlei Reflexion. Wenn ein Wafer voll im überwachten Bereich liegt, wird soviel Licht reflektiert, wie es die Oberflächenbeschaffenheit zulässt. Liegt der Wafer nur teilweise im überwachten Bereich, wird ein Teil des aus­ gestrahlten Lichts reflektiert, während ein weiterer Teil am Wafer vorbeigeht und nicht reflektiert wird. Zudem kann nur ein Teil des reflektierten Lichts wieder eingefangen werden, da es zu einer Streuung kommt. In Abhängigkeit von verschie­ denen Faktoren wie Beschaffenheit der bestrahlten Waferseite, Entfernung zwischen Wafer und Sensor und gewünschter über­ wachter Bereich muß daher ein Grenzwert an einfallendem Licht festgelegt werden, bei dem davon ausgegangen wird, daß sich ein Wafer im kritischen Bereich befindet. Je nach interner Schaltung des Auswertemittels erfolgt das Erkennen durch Vergleich des Stroms- und/oder Spannungswertes mit einem vor­ bestimmten Grenzwert, bei dessen Über- oder Unterschreiten das Erkennungssignal dem Reaktionsmittel übermittelt wird. Hierbei wird durch einen keulenförmige Strahlungs- und Emp­ fangscharakteristik ein Erkennen der Wafer im kritischen Be­ reich auch in Grenzbereichssituationen gewährleistet. Die Erkennung der Anwesenheit eines Wafers ist auch durch dessen abgerundete Kanten sichergestellt, die ebenfalls eine Diskri­ minierung vereinfachen.

Wie bereits oben dargelegt, ist eine bevorzugte Reaktion das Abschalten des Antriebsmotors zum Heben und Senken des Wafer­ magazins. Es ist jedoch auch möglich, die Reaktion durch das Übermitteln eines Signals an die Waferbearbeitungsvorrichtung zu bewerkstelligen. Weiterhin kann das Verfahren noch die Ausgabe eines Alarmsignals als Reaktion auf die Wafererken­ nung umfassen.

Bezugszeichenliste

1

Bearbeitungs-/Meßvorrichtung

2

Spindelantrieb

3

Wafermagazin (Carrier)

4

Spindelgehäuse

5

Spindel (lead screw)

6

Oberes Spindellager

7

Unteres Spindellager

8

Antriebsmotor

9

Motorsteuerung

10

Stromversorgung (ein Pol)

11

Stromversorgung (anderer Pol)

12

Magazinlift (Indexer)

13

Spindelführung

14

Eintrittsbereich

15

Verschluß (Shutter)

16

Obere (offene) Position des Verschlusses

17

Wafer

18

Aktueller Wafer

19

Aktueller Wafer beim Ein-/Ausfahren

20

Lichtleitsensor

21

Zuführung

22

Abführung

23

Wandler/Verstärker

24

Relais

25

Signalleitung

26

Schalter

27

Greifer

28

Waferhalterung

29

Überwachungsbereich

29

a Weiterer Überwachungsbereich

30

Verschobener Wafer

Claims (19)

1. Waferfehlpositionierungserkennung für Waferzuführungen in Waferbearbeitungsvorrichtungen (1), denen Wafer (18) aus ei­ nem Wafermagazin (3) zugeführt und abgeführt werden,
mit zumindest einem optischen Sensor zum Erkennen der Anwe­ senheit und Abwesenheit eines Wafers (18) in zumindest einem kritischen Bereich zwischen dem Wafermagazin (3) und der Wa­ ferbearbeitungsvorrichtung (1), und
Reaktionsmitteln zum Vermeiden von Beschädigungen von Wafern (17, 18), Wafermagazin (3) und/oder Waferbarbeitungsvorrich­ tung (1) beim Erkennen der Anwesenheit eines Wafers (18) in einem kritischen Bereich.

2. Waferfehlpositionierungserkennung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Sensor ein Lichtleitsensor ist, umfassend einen ersten Lichtleiter (21) zum Zuführen eines Lichtsignals, ei­ nen Abstrahlbereich (20) zum Bestrahlen des zu überwachenden Bereichs mit einem Lichtkegel aus dem Lichtleiter (21), einen zweiten Lichtleiter (22) zum Abführen des von einer Wafer­ oberfläche reflektierten und am zweiten Lichtleiter (22) ge­ sammelten Lichtes zu einem Kollektor und ein Auswertungsmit­ tel (23), welches die Menge an reflektiertem Licht bestimmt.

3. Waferfehlpositionierungserkennung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Lichtleiter (21) und der zweite Lichtleiter (22) in einem kombinierten Lichtleiter vereinigt sind, der das Licht in beiden Richtungen leitet.

4. Waferfehlpositionierungserkennung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Sensor eine Reflektionslichtschranke ist, umfas­ send eine Lichtquelle zum Abstrahlen von Licht in den zu überwachenden Bereich, einen Halbleitersensor zum Messen des von einer Waferoberfläche reflektierten Lichts und Umwandeln in elektrischen Strom, und ein Auswertungmittel, welches die Menge an reflektiertem Licht anhand des Stroms bestimmt.

5. Waferfehlpositionierungserkennung gemäß einem der vorste­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere optische Sensoren angeordnet sind, um verschiedene kritische Bereiche oder verschiedene Teilbereiche eines kri­ tischen Bereichs zu überwachen.

6. Waferfehlpositionierungserkennung gemäß einem der vorste­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmittel dazu dient, eine Beschädigung zu verhin­ dern, die beim Neupositionieren des Wafermagazines (3) zum Entnehmen eines weiteren Wafers (18) auftreten würde.

7. Waferfehlpositionierungserkennung gemäß einem der vorste­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmittel einen Schalter (26) zum Unterbrechen der Stromversorgung (10, 11) eines Antriebs (8) zum Weiterbeför­ dern des Wafermagazins (3) umfasst.

8. Waferfehlpositionierungserkennung gemäß einem der vorste­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmittel ein Signal an die Waferbearbeitungsvor­ richtung (1) umfasst, um die durchzuführende Zu- oder Abfüh­ rung des Wafers zu wiederholen und/oder fehlerfrei zu been­ den.

9. Waferfehlpositionierungserkennung gemäß einem der vorste­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmittel ein Alarmmittel umfasst.

10. Waferbearbeitungsvorrichtung (1), umfassend einen Haupt­ teil zur Waferbearbeitung, einen Magazinlift (12) zum Posi­ tionieren eines Wafermagazins (3) vor einem Zugang (14) zum Hauptteil, einem Antrieb (8) zum Bewegen des Magazinlifts (3) und einem Greifer (27) zum Überführen der Wafer (18) aus dem Wafermagazin (3) in den Zugang (14) des Hauptteils und zum Zurückführen in das Wafermagazin (3), gekennzeichnet durch zumindest eine Waferfehlpositionierungserkennung zum Erkennen der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Wafers (18) in zumin­ dest einem kritischen Bereich zwischen Zugang (14) und Wafer­ magazin (3), umfassend zumindest einen optischen Sensor, der den kritischen Bereich überwacht und Reaktionsmittel zum Ver­ meiden von Beschädigungen von Wafern (17, 18), Wafermagazin (3) und/oder Waferbearbeitungsvorrichtung (1) beim Erkennen der Anwesenheit eines Wafers (18) in einem kritischen Be­ reich.

11. Waferbearbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Waferfehlpositionierungseinrichtung eine solche gemäß ei­ nem der Ansprüche 1 bis 9 ist.

12. Verfahren zur Erkennung von Waferfehlpositionierung mit den folgenden Schritten:

• 1. Überwachen zumindest eines kritischen Bereichs zwischen Wafermagazin und Waferbearbeitungsvorrichtung mittels eines optischen Sensors
• 2. Erkennen der Anwesenheit eines Wafers (18) in dem zumindest einen kritischen Bereich durch ein Auswertungsmittel
• 3. Ausgabe eines Erkennungssignals vom Auswertungsmittel an ein Reaktionsmittel
• 4. Durchführen einer Reaktion durch das Reaktionsmittel zum Vermeiden von Beschädigungen von Wafern, Magazin und/oder Wa­ ferbarbeitungsvorrichtung

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Überwachen das Ausstrahlen eines Lichtstrahls in den kri­ tischen Bereich und das Empfangen von Lichtstrahlen, die von einer Seite des Wafers (18) reflektiert worden sind, umfasst.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Erkennen der Anwesenheit eines Wafers eine Auswertung der vom optischen Sensor kommenden Signale umfasst.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung die Umsetzung von Licht, welches von einer Wa­ ferseite reflektiert wird, in der Lichtstärke entsprechenden Strom und/oder Spannung umfasst.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Erkennen den Vergleich des Strom- und/oder Spannungswer­ tes mit einem vorbestimmten Grenzwert umfasst, bei dessen Über- oder Unterschreiten das Erkennungssignal dem Reaktions­ mittel übermittelt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion das Abschalten eines Antriebsmotors (8) zum He­ ben und Senken des Wafermagazins ist.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion das Übermitteln eines Signals an die Waferbear­ beitungsvorrichtung (1) umfasst.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion die Ausgabe eines Alarmsignals umfasst.