JP2000068360A

JP2000068360A - ウェハ検出装置

Info

Publication number: JP2000068360A
Application number: JP25040498A
Authority: JP
Inventors: Kensho Araki; 憲昭荒木; Yasushi Murai; 也寸志村井
Original assignee: Assist KK
Current assignee: Assist KK
Priority date: 1998-08-20
Filing date: 1998-08-20
Publication date: 2000-03-03

Abstract

(57)【要約】【課題】レーザ光を用いなくても、十分な精度を持っ
てウェハの状態を検出することのできるウェハ検出装置
を提供することである。【解決手段】光発生器７は、光源１１と、この光源１
１の光を絞るレンズ１２と、レンズ１２で絞られた光を
反射させるミラー１３と、ミラー１３を揺動させる駆動
機構とからなり、ミラー１３で反射した光が、ミラー１
３の揺動によって、ウェハ１の所定箇所に対し、複数回
に渡って照射される構成にしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、可視光線を用い
てウェハの状態を検出するためのウェハ検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ウェハの処理工程では、処理すべきウェ
ハ１をウェハラック２を用いて搬送することがある。図
８に示すように、ウェハラック２は、後面３及び一対の
側面４Ｌ、４Ｒを有し、その幅及び奥行をウェハ１のサ
イズに合わせて決めている。そして、これら後面３及び
一対の側面４Ｌ、４Ｒの内側には、上下方向に一定の間
隔をおいて複数の支持段部５を形成している。このウェ
ハラック２の各支持段部５にウェハ１を挿入していく
と、複数枚のウェハ１が、一定の間隔をおいて積み重ね
られた状態で支持される。

【０００３】このようにして支持された複数枚のウェハ
１を、ウェハラック２ごとクリーンボックス６に収納す
るとともに、クリーンボックス６に図示しないふたを取
り付けて、各処理ベイに運搬している。各処理ベイで
は、まず、クリーンボックス６のふたを開く。そして、
自動制御されたアーム機構等によって、ウェハ１をウェ
ハラック２の支持段部５から引き出して、このウェハ１
に必要な処理を行なっている。

【０００４】ここで、ウェハラック２のすべての支持段
部５に、ウェハ１が挿入されているとは限らない。この
場合に、アーム機構を、ウェハ１の挿入されていない支
持段部５に対しても作動させると、その作業効率が悪く
なってしまう。また、処理されたウェハ１を再びウェハ
ラック２の支持段部５に戻すとき、ウェハ１が支持段部
５に完全に挿入されないで、その一部がウェハラック２
の前面側に突出した状態となることもある。この場合
に、クリーンボックス６のふたを取り付けようとする
と、そのふたが突出したウェハ１にぶつかって、ウェハ
１を破損してしまうおそれがある。さらに、希ではある
が、図９に示すように、ウェハ１が、段ずれをおこし
て、傾いた状態で支持段部５に挿入されるおそれもあ
る。そこで、上記のようなウェハ１の状態を検出するた
めの装置として、具体的には図示しないが、レーザ光を
ウェハ１の側面に照射して、このウェハ１の側面で反射
するレーザ光を検出するものが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】レーザ光は、完全に位
相のそろったコヒーレントな光波を有し、指向性が鋭い
ことから、ウェハ１の側面のような狭い面積にも光エネ
ルギーを集中させることができる。したがって、レーザ
光を各ウェハ１の側面に一度照射するだけで、高い精度
を持って、ウェハラック２内のウェハ１の状態を検出す
ることが可能となる。

【０００６】しかし、レーザ光は、人の目に有害であ
り、その扱いに十分な注意が必要とされる。一方で、ウ
ェハラック２を収納するクリーンボックス６は、内部を
見ることができるように透明な樹脂で成形されることが
多い。そのため、レーザ光を照射しているときに、万が
一クリーンボックス６内を覗き込むと、レーザ光が目に
入ってしまうおそれがあった。この発明の目的は、人の
目に有害なレーザ光を用いなくても、十分な精度を持っ
てウェハの状態を検出することのできるウェハ検出装置
を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、光を照射す
る光発生器と、光を検出する光検出器とを備え、ウェハ
が決められた位置にあれば、光発生器から照射された光
が、ウェハの所定箇所で反射して、光検出器に入射する
構成にしたウェハ検出装置を前提とする。そして、第１
の発明は、上記光発生器は、光源と、この光源の光を絞
るレンズと、レンズで絞られた光を反射させるミラー
と、ミラーを揺動させる駆動機構とからなり、ミラーで
反射した光が、ミラーの揺動によって、ウェハの所定箇
所に対し、複数回に渡って照射される構成にした点に特
徴を有する。

【０００８】第２の発明は、第１の発明において、ミラ
ーで反射した光が、ミラーの揺動によって、ウェハの側
面に対し、ウェハの一方の面側から他方の面側へと、ま
た、他方の面側から一方の面側へと、複数回に渡って照
射される構成にした点に特徴を有する。第３の発明は、
第２の発明において、複数枚のウェハを、ウェハラック
内で間隔をおいて並べた状態に支持する一方、光発生器
及び光検出器を、その位置関係を保ちながらウェハの軸
線と平行に相対移動させる構成にした点に特徴を有す
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１〜５に、この発明のウェハ検
出装置の一実施例を示す。図１、２に示すように、各処
理ベイには、可視光線発生器７と可視光線検出器８とを
設けている。そして、図１に示すように、処理ベイに搬
送されてきたクリーンボックス６が、決められた場所に
位置して、このクリーンボックス６のふたが開けられた
とする。

【００１０】この状態で、図１、２に示すように、上記
可視光線発生器７と可視光線検出器８とが、ウェハラッ
ク２の前面側に位置するようにしている。これら可視光
線発生器７及び可視光線検出器８とは、ウェハラック２
の側面４Ｌ、４Ｒに平行で、かつ、側面４Ｌ、４Ｒ間の
中央に位置する平面を挟んで、対称的に配置されてい
る。しかも、その位置関係を保ったまま、図１の矢印ｙ
に示すように、ウェハ１の軸線と平行に上下方向に移動
できるようにしている。

【００１１】上記可視光線発生器７は、図２に示すよう
に、人の目に無害な可視光線を発生する光源１１を有
し、その可視光線を、レンズ１２によって絞っている。
そして、レンズ１２で絞られた可視光線を、そのまま照
射するのではなく、ミラー１３に当てて反射させて、ウ
ェハ１の先端側面に照射するようにしている。さらに、
上記ミラー１３を、図３に示すように、軸１４を中心と
して、上下方向、すなわち、ウェハ１の厚さ方向に揺動
させている。ミラー１４を揺動させる駆動機構として
は、どのようなものであってもよいが、例えば、電磁石
を利用したりすればよい。また、上記可視光線検出器８
は、図２に示すように、可視光線を検出する受光素子１
５を有する。

【００１２】次に、このウェハ検出装置の作用を説明す
る。図２に示すように、可視光線発生器７は、ミラー１
３で反射する可視光線を、所定点ａに向かって照射する
が、この可視光線は、ミラー１３の揺動によって、所定
点ａを含む紙面に垂直な方向に往復しながら、繰り返し
照射される。そして、可視光線を照射しながら、可視光
線発生器７及び可視光線検出器８を上下方向に移動させ
ると、その上下移動とともに、可視光線は、所定点ａか
らなる線ｌ(図１参照)上に向かって照射されることにな
る。一方、ウェハラック２が上記決められた場所に位置
したとき、ウェハ１が支持段部５にきちんと挿入されて
いれば、このウェハ１の先端側面が、上記所定点ａから
なる線ｌ上にちょうど位置するようにしている。

【００１３】いま、可視光線発生器７及び可視光線検出
器８を、上方から下方に向かって移動させているとす
る。また、ウェハラック２の支持段部５に、ウェハ１が
きちんと挿入されているとする。可視光線発生器７及び
可視光線検出器８が、あるウェハ１の高さ付近に位置し
たとき、図２に示すように、可視光線発生器７から照射
された可視光線は、そのウェハ１の先端側面に入射角α
で入射する。そして、この可視光線は、入射角と同じ反
射角αで反射して、可視光線発生器７と対称的に位置す
る可視光線検出器８に入射するので、可視光線検出器８
では、この反射可視光線を検出することになる。

【００１４】しかも、前述のようにミラー１３を揺動さ
せているので、可視光線発生器７及び可視光線検出器８
があるウェハ１の高さ付近に位置したとき、揺動するミ
ラー１３で反射した可視光線は、そのウェハ１の側面に
対して、上面側から下面側へと、また、下面側から上面
側へと、複数回に渡って照射される。例えば、可視光線
が、ウェハ１の側面に対して上面側から下面側へと照射
するようミラー１３が揺動しているとする。可視光線が
ウェハ１の側面に対して上面側から照射されると、図４
(ａ)に示すように、可視光線の一部が、ウェハ１の上面
に沿って通過する。そして、ミラー１３の揺動ととも
に、ウェハ１の上面を通過する可視光線の量が減り、ウ
ェハ１の側面で反射する可視光線の量が増えるので、図
５の範囲Ａに示すように、可視光線検出器８で検出され
る可視光線の強度は徐々に増していくことになる。

【００１５】そして、ミラー１３の揺動とともに、図４
(ｂ)に示すように、可視光線のすべてがウェハ１の側面
で反射されるので、図５の範囲Ｂに示すように、可視光
線検出器８で検出される可視光線の強度はほぼ一定に保
たれる。さらに、可視光線がウェハ１の側面に対して下
面側から照射されると、図４(ｃ)に示すように、可視光
線の一部が、ウェハ１の下面に沿って通過する。そし
て、ミラー１３の揺動とともに、ウェハ１の側面で反射
する可視光線の量が減り、ウェハ１の下面を通過する可
視光線の量が増えるので、図５の範囲Ｃに示すように、
可視光線検出器８で検出される可視光線の強度は徐々に
減っていくことになる。

【００１６】以上述べたように、可視光線発生器７及び
可視光線検出器８を上下方向に移動させて、あるウェハ
１の高さ付近に位置させたとき、そのウェハ１がウェハ
ラック２の支持段部５にきちんと挿入されていれば、可
視光線検出器８は、ウェハ１の側面で反射する可視光線
を検出する。したがって、その反射する可視光線を検出
するかどうかで、ウェハ１の有無を知ることができ、ア
ーム機構を、ウェハ１が挿入されている支持段部５だけ
に対して作動させるよう制御することが可能となる。も
し、あるウェハ１が支持段部５に完全に挿入されず、図
２の二点鎖線に示すように、ウェハラック２の前面側に
突出した状態にあるとする。この場合、可視光線は、図
２の仮想線ｋに示すように、可視光線検出器８の位置か
らずれた方向に反射するので、可視光線検出器８では検
出されない。この場合、例えば、ウェハラック２内に１
０枚のウェハ１を収納しているようなときに、最終的に
９枚分のウェハ１しか検出されないことになり、いずれ
かのウェハ１が、きちんと支持段部５に挿入されていな
いことを知ることができる。

【００１７】しかも、可視光線発生器７及び可視光線検
出器８が、あるウェハ１の高さ付近に位置するとき、ミ
ラー１３の揺動によって、そのウェハ１に対して、可視
光線が複数回に渡って照射される。つまり、図５に示す
ように、ウェハ１が支持段部５にきちんと挿入されてい
ることを示す山形の信号を、一枚のウェハ１に対して複
数個づつ得ることができる。そして、一枚のウェハ１に
対して複数回検出を行なうことができれば、レーザ光よ
りも指向性に劣る可視光線を用いたとしても、ウェハ１
を見落とすようなこともなくなる。

【００１８】また、レーザ光検出器８に接続する演算器
９では、以下のような演算を行なっている。まず、図５
に示すように、可視光線の強度が増す範囲Ａでの適当な
位置、例えば、中間位置Ｙ₁を特定する。また、可視光
線の強度が減る範囲Ｂでも、同じく中間位置Ｙ₂を特定
する。そして、これら中間位置Ｙ₁、Ｙ₂から、次式、Ｙｃ＝(Ｙ₁＋Ｙ₂)／２により、Ｙｃを演算する。このようにして演算したＹｃ
は、ウェハ１の厚さの中央位置を意味することになる。

【００１９】ここで、図９に示すように、一のウェハ１
の厚さの中央位置Ｙｃ₁から、その下のウェハ１の厚さ
の中央位置Ｙｃ₂までの差は、支持段部５の間隔ΔＹと
同じになるはずである。つまり、ウェハ１の厚さの中央
位置Ｙｃは、図９に示すＹｃ₁〜Ｙｃ₄のように、ΔＹの
倍数でずれていくことになる。したがって、その倍数を
知ることで、どの支持段部５にウェハ１が挿入されてい
るかを知ることも可能となる。また、図９に示すよう
に、あるウェハ１が段ずれをおこして、傾いた状態で支
持段部５に挿入されているとする。この場合、そのウェ
ハ１について演算されるＹｃ₅は、上記ΔＹの倍数から
ずれた値となる。したがって、ウェハ１が段ずれをおこ
して支持段部５に挿入されていることを知ることができ
る。

【００２０】この場合も、ミラー１３の揺動によって、
一枚のウェハ１に対して可視光線が複数回に渡って照射
されるので、可視光線検出器８に接続する演算器９で
は、上記式から演算されるウェハ１の厚さの中央位置Ｙ
ｃが、山形の信号の数、すなわち、一枚のウェハに対す
る照射回数分だけ得られる。そして、その照射回数分だ
け得られたＹｃの平均値を算出して、その平均値を、ウ
ェハ１の厚さの中央位置とみなすことにしている。した
がって、レーザ光よりも指向性に劣る可視光線を用いた
としても、十分な精度を持って、ウェハ１の厚さの中央
位置Ｙｃを演算することができる。

【００２１】以上述べたウェハ検出装置では、可視光線
発生器７及び可視光線検出器８が、あるウェハ１の上面
側から下面側へと移動していくとき、レンズ１２で絞っ
た可視光線を、上記ミラー１３の揺動によって、ウェハ
１の側面に対して複数回に渡って照射させることができ
る。したがって、指向性に劣る可視光線を用いたとして
も、十分な精度を持って、ウェハラック２内のウェハ１
の状態を検出することが可能となる。そして、レーザ光
ではなく、人の目に無害な可視光線を用いることができ
れば、作業環境を向上させることができる。

【００２２】また、可視光線発生器７及び可視光線検出
器８が、あるウェハ１の上面側から下面側へと一回通過
するときに、ミラー１３の揺動によって、そのウェハ１
に対して複数回の検出を行なうことができる。したがっ
て、ウェハラック２内のすべてのウェハ１について検出
を行なうのに、可視光線発生器７及び可視光線検出器８
を上下方向に一回移動させるだけですみ、検出時間が長
くなることもない。

【００２３】なお、この発明でいう光としては、上記実
施例のように可視光線に限らず、人の目に無害であれ
ば、例えば、紫外線を用いてもかまわない。また、ミラ
ー１３の揺動角度については、適宜決めればよいが、そ
の揺動角度に合わせて、可視光線検出器８が光を検出で
きるようセッテイングしておくことはいうまでもない。
さらに、ミラー１３の揺動周波数についても、可視光線
発生器７及び可視光線検出器８の移動スピード等に応じ
て適宜決めればよい。つまり、可視光線発生器７及び可
視光線検出器８が移動していく過程で、可視光線を、一
枚のウェハ１の側面に対して、数回から数十回程度に渡
って照射できるように決めればよい。

【００２４】上記実施例では、ウェハ１の側面に可視光
線を照射して、ウェハラック２内のウェハ１の状態を検
出しているが、その用途は限定するものではない。例え
ば、図６に示すように、ウェハ１の位置決めを行なうた
め、ウェハ１にノッチ１０を形成することがある。そし
て、ウェハ１が決められた位置にあるとき、ノッチ１０
が位置すべき箇所に、具体的には図示しないが、紙面の
手前側から、レンズ１２で絞った可視光線を照射するよ
うにしている。この場合も、上記実施例と同じようにミ
ラー１３を揺動させて、図６の矢印ｘに示すように、可
視光線を、図面右側から左側へと、また、左側から右側
へと、複数回に渡って照射する。

【００２５】このとき、ノッチ１０が位置すべき箇所に
あれば、図６に点線で示す照射範囲Ｘのうちノッチ１０
部分では、可視光線が紙面奥側に通過する。したがっ
て、ノッチ１０部分だけは、同じく紙面手前側にある可
視光線検出器８が、反射する可視光線を検出せずに、図
７に示すように、可視光線検出器８で検出される可視光
線の強度信号には、ノッチ１０によって谷が形成される
ことになる。もし、ノッチ１０が位置すべき箇所からず
れていると、範囲Ｘのすべてで可視光線が反射するの
で、可視光線検出器８で検出される可視光線の強度信号
は、フラットなままとなる。したがって、ノッチ１０が
位置すべき箇所からずれていることを知ることができ
る。

【００２６】

【発明の効果】この発明によれば、レンズで絞った光
を、ミラーの揺動によって、ウェハの所定箇所に複数回
に渡って照射させることができる。したがって、指向性
に劣る光を用いたとしても、十分な精度を持って、ウェ
ハの状態を検出することが可能となる。そして、レーザ
光でなく、人の目に無害な光を用いることができれば、
作業環境を向上させることができる。

【００２７】第２の発明によれば、例えば、複数枚のウ
ェハを、ウェハラック内で間隔をおいて並べた状態に支
持しているような場合に、ウェハの有無や、ウェハがき
ちんとウェハラック内に挿入されているかどうかを検出
することができる。また、ウェハ１の厚さの中央位置を
演算して、ウェハが傾いていないかどうかの検出を行な
うことも可能となる。第３の発明によれば、ウェハラッ
ク内のすべてのウェハについて検出を行なうのに、可視
光線発生器及び可視光線検出器を、ウェハの軸線に平行
に一回移動させるだけですみ、検出時間が長くなること
もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のウェハ検出装置の一実施例を示し、
ウェハラック２内のウェハ１と、可視光線発生器７及び
可視光線検出器８との関係を示した斜視図である。

【図２】ウェハラック２内のウェハ１と、可視光線発生
器７及び可視光線検出器８との関係を示した平面図であ
る。

【図３】ミラー１３を示す斜視図である。

【図４】図２のIV−IV線の一部断面図で、(ａ)は、可視
光線の一部がウェハ１の上面に沿って通過する状態を示
し、(ｂ)は、可視光線のすべてがウェハ１の先端側面で
反射する状態を示し、(ｃ)は、可視光線の一部がウェハ
１の下面に沿って通過する状態を示している。

【図５】可視光線検出器８で検出される可視光線の強度
信号を示した図である。

【図６】ウェハ１にノッチ１０を形成した例を示す図で
ある。

【図７】ノッチ１０が位置すべき箇所にあるときの可視
光線の強度信号を示した図である。

【図８】クリーンボックス６とウェハラック２とを示す
斜視図である。

【図９】ウェハラック２の一部を前面側から見た図であ
る。

【符号の説明】

１ウェハ２ウェハラック７可視光線発生器８可視光線検出器１１光源１２レンズ１３ミラー１４軸１５受光素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を照射する光発生器と、光を検出する
光検出器とを備え、ウェハが決められた位置にあれば、
光発生器から照射された光が、ウェハの所定箇所で反射
して、光検出器に入射する構成にしたウェハ検出装置に
おいて、上記光発生器は、光源と、この光源の光を絞る
レンズと、レンズで絞られた光を反射させるミラーと、
ミラーを揺動させる駆動機構とからなり、ミラーで反射
した光が、ミラーの揺動によって、ウェハの所定箇所に
対し複数回に渡って照射される構成にしたことを特徴と
するウェハ検出装置。
【請求項２】ミラーで反射した光が、ミラーの揺動に
よって、ウェハの側面に対し、ウェハの一方の面側から
他方の面側へと、また、他方の面側から一方の面側へ
と、複数回に渡って照射される構成にしたことを特徴と
する請求項１記載のウェハ検出装置。
【請求項３】複数枚のウェハを、ウェハラック内で間
隔をおいて並べた状態に支持する一方、光発生器及び光
検出器を、その位置関係を保ちながらウェハの軸線と平
行に相対移動させる構成にしたことを特徴とする請求項
２記載のウェハ検出装置。