JP2000150624A - ウエハ検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハキャリアに収納されたウエハの有無を
判断するだけでなく、ウエハ収納異常の有無をも判断で
きるウエハ検出装置を提供する。 【解決手段】 ウエハキャリア３０に収納されたウエハ
に検出光を投光する投光手段１１ａと、投光手段によっ
て投光された検出光を検出する受光手段１１ｂと、ウエ
ハの外周面を横切るように投光手段及び受光手段をウエ
ハキャリアに対して相対的に移動させ、且つその検出位
置情報を出力する移動手段１２と、受光手段によって得
られた受光量の変化と検出位置情報に基づき、ウエハの
収納状態を判断する判断手段２１とを有するウエハ検出
装置であって、判断手段が、一定の受光量基準値と当該
基準値を超えた受光量曲線とで形成される受光量変化領
域の面積に基づきウエハ収納異常を判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハキャリアに
収納されたウエハの有無及びその収納状態を検出するウ
エハ検出装置に関し、特にウエハの２枚重ねやそりを検
出するのに適したウエハ検出装置に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】シリコンウエハの製造において
は、洗浄、熱処理、ＣＶＤ、フォトレジスト等の多種類
の工程を経なければならず、これらの工程間でウエハを
容器に入れて搬送する必要がある。そして、シリコンウ
エハやガラスウエハを多数収納するに当たって、ウエハ
キャリアという収納容器が一般的に使用されている。こ
のウエハキャリアは、筐体内壁に複数の段部（ラック）
が形成され、この段部の夫々にウエハを挿入してウエハ
を所定間隔隔てて対向した状態で多数積層収納するもの
である。そして、ウエハキャリア内に収納されたウエハ
の枚数又は収納位置を検出する手段としては、くし形マ
ッピングセンサを利用した検出手段や、透過形光電スイ
ッチを移動させながら検出する検出手段が用いられてい
る。

【０００３】くし形マッピングセンサとは、複数の反射
型光電センサをくし歯状に配列したものであり、これを
利用した検出手段は、くし歯状に配列されたセンサを所
定間隔で対向して収納されたウエハの間隙に挿入し、セ
ンサ投光素子から投光した検出光がウエハによって反射
されたか否かを受光素子で検知してウエハの有無を判断
するものである。

【０００４】一方、透過形光電スイッチを移動させなが
らウエハの有無を検出する検出手段は、例えば、特開平
６−８５０４２号公報に開示されているように、透過形
光電スイッチをウエハキャリアの両端に対向配置させ、
このセンサをウエハキャリアに対して相対的に上下動さ
せ、光電スイッチの受光量が一定の閾値を超えたか否か
により、ウエハキャリア内のウエハの有無を検出してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】くし形マッピングセン
サを利用したウエハの有無検出では、図１５に示すよう
に、センサのくし部をウエハ同士の間隙に挿入するだけ
でウエハの収納枚数や収納場所を一度に検出できるが、
ウエハをウエハキャリア内に完全に密封収納した状態で
は、検出時にセンサとウエハキャリアが干渉してしま
い、この検出作業を行うことができない。即ち、くし形
マッピングセンサを用いては、ウエハキャリアの外部か
らウエハの有無を検出することはできず、キャリアの蓋
を開けるなど、必ずウエハキャリアの一部を開放してそ
の開放部からウエハ同士の間隙にくし形センサを挿入す
る必要がある。

【０００６】このような検出方法ではウエハの密封状態
を確保できず、ウエハの製造工程において清浄度（クリ
ーン度）を高レベルで維持できないことになり、ウエハ
の歩留まりに悪影響を及ぼす。又、ウエハ周縁部からの
反射光によりウエハの有無を検出しているので、ウエハ
がキャリア内に２枚重ねの状態で収納されていても、単
にウエハが存在することのみを検出し、ウエハが２枚重
ねの状態で収納されていることを検出できない。更に、
ウエハがキャリア内に斜めに収納された状態にあって
も、単にウエハが存在することだけを検出し、ウエハの
斜め収納状態を検出することもできない。同様に、ウエ
ハにそりが生じていても、単にウエハが存在することだ
けを検出し、ウエハが反っていることを検出することは
できない。

【０００７】更に、ウエハが斜め挿入された状態で収納
されていると、検出時にマッピングセンサのくし部がウ
エハの周縁部に接触してウエハを傷付けたり、破損した
りすることがある。更に又、マッピングセンサ自体の構
造は非常に複雑であり価格が高く、マッピングセンサに
複数配設した光電素子の何れかが検出不能になっただけ
で、ウエハの有無を適正に検出できなくなるので、高価
なセンサをその都度交換しなければならないという欠点
を有する。

【０００８】透過形光電スイッチを移動させながら検出
する検出手段は、ウエハキャリアの外部からウエハに向
かって検出光を投光し、これをキャリア外部の受光部で
受光することができるので、ウエハの有無検出時にウエ
ハキャリアを開放する必要がない。即ち、ウエハをウエ
ハキャリアに密封した状態のままウエハの有無を検出で
きるので、ウエハの清浄度を維持することができる。し
かし、この検出手段は、単に光電センサの受光量が一定
の閾値を超えた場合にのみウエハ有りと判断しているだ
けなので、ウエハキャリアの外部から検出する場合、キ
ャリア表面に付いたキズやパーディングラインをウエハ
として誤って検出してしまうことがある。

【０００９】同様に、受光量が一定の閾値を超えたか否
かにより判断するのでは、ウエハが斜め挿入で収納され
ていたり、２枚重ね状態で収納されていたりしても、単
にウエハ有りと判断するだけで、このような収納状態の
異常を判断することはできない。又、ウエハ自体にそり
があっても、単にウエハ有りと判断するだけで、収納さ
れたウエハが反っているという状態まで判断できない。

【００１０】一方、ウエハが積層状に収納された状態の
ウエハキャリアを両側から挟むような位置に透過型光電
スイッチの投光部と受光部を設置することで、投光部か
ら照射された光がウエハキャリアを透過して受光部に到
達するようにし、投光部と受光部とを共に移動させて、
ウエハが存在して受光量が落ち込んだところの谷底の平
らな部分の幅、即ち、受光量の微分値がマイナスからゼ
ロに変化した点より始まる微分値＝ゼロの範囲を検出
し、この平らな部分の幅及びこの幅の存在位置に基づい
てウエハ収納の有無や、ウエハ２枚重ねやウエハそり等
のウエハ収納異常を判断することも考えられる。

【００１１】しかし、ウエハ層の厚さが、受光量が落ち
込んだところの平らな部分の幅に反映されると限らな
い。即ち、ウエハが２枚重ねになった場合、谷底の平ら
な部分の幅、即ち、微分値＝ゼロの範囲がウエハ１枚の
場合の２倍になるとは限らない。これは、第１の理由と
しては、受光部に入光する光は、実際には直接入射光と
間接入射光（検出対照のウエハ又は隣接するウエハに反
射して受光部に到達する光）との総和であるが、検出対
象のウエハのそり又は自重による撓み、隣接するウエハ
が存在するか否か等の諸条件の相違によって、受光部へ
の間接入射光の到達のしかたが一定しないことが挙げら
れる。

【００１２】更に、第２の理由としては、ウエハ２枚重
ねの場合は、ウエハ１枚の場合よりも自重による撓みが
小さいことも挙げられる。以上の理由により、上述の受
光量の微分値ががゼロの範囲によってウエハの収納状態
を判断する方法では、ウエハ収納の有無については正確
に判断できると思われるが、ウエハに許容範囲内のそり
がある場合、ウエハが１枚だけ収納されていてもウエハ
２枚重ねと判断したり、逆にウエハ２枚重ねであるにも
係わらずウエハ１枚と判断してしまう恐れがある。

【００１３】本発明の目的は、ウエハキャリアにウエハ
が収納されているか否かだけを判断するだけでなく、キ
ャリア内のウエハ２枚重ねやウエハそり等の、ウエハの
収納異常の有無をも的確に判断できるウエハ検出装置を
提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成すべ
く、本発明に係るウエハ検出装置は、ウエハキャリアに
収納されたウエハに検出光を投光する投光手段と、投光
手段によって投光された検出光を検出する受光手段と、
ウエハの外周面を横切るように投光手段及び受光手段を
ウエハキャリアに対して相対的に移動させ、且つその検
出位置情報を出力する移動手段と、受光手段によって得
られた受光量の変化と検出位置情報に基づき、ウエハの
収納状態を判断する判断手段とを有するウエハ検出装置
であって、判断手段が、一定の受光量基準値と当該基準
値を超えた受光量曲線とで形成される受光量変化領域の
面積に基づきウエハ収納異常を判断することを特徴とし
ている。

【００１５】ウエハを一定の受光量基準値と当該基準値
を超えた受光量曲線とで形成される受光量変化領域の面
積が、ウエハ収納枚数やウエハそりの有無により顕著に
変化するので、この面積に基づいて、ウエハの有無のみ
ならずウエハ２枚重ねやウエハそり等のウエハ収納異常
をも確実に判断することができる。又、本発明の請求項
２に係るウエハ検出装置は、ウエハキャリアに収納され
たウエハに検出光を投光する投光手段と、投光手段によ
って投光された検出光を検出する受光手段と、ウエハの
外周面を横切るように投光手段及び受光手段をウエハキ
ャリアに対して相対的に移動させ、且つその検出位置情
報を出力する移動手段と、受光手段によって得られた受
光量の変化と前記検出位置情報に基づき、前記ウエハの
収納状態を判断する判断手段とを有するウエハ検出装置
であって、判断手段が、検出位置情報に従って変化する
受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点との間で規
定される受光量変化領域の当該幅及び当該受光量変化領
域の受光量ピーク値に基づきウエハ収納異常の有無を判
断することを特徴としている。

【００１６】ウエハを検出位置情報に従って変化する受
光量の微分値の、隣接する極小点と極大点との間の幅に
よって規定される受光量変化領域の当該幅及び当該受光
量変化領域の受光量ピーク値が、ウエハ収納枚数やウエ
ハそりの有無により顕著に変化するので、当該幅及び受
光量ピーク値に基づき、ウエハ存在の有無のみならずウ
エハ２枚重ねやウエハそり等のウエハ収納異常の有無を
も確実に判断することができる。

【００１７】更に又、本発明の請求項３に係るウエハ検
出装置は、ウエハキャリアに収納されたウエハに検出光
を投光する投光手段と、投光手段によって投光された検
出光を検出する受光手段と、ウエハの外周面を横切るよ
うに投光手段及び受光手段をウエハキャリアに対して相
対的に移動させ、且つその検出位置情報を出力する移動
手段と、受光手段によって得られた受光量の変化と検出
位置情報に基づき、ウエハの収納状態を判断する判断手
段とを有するウエハ検出装置であって、判断手段が、検
出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、隣接す
る極小点と極大点とを含み、微分値がゼロからマイナス
に変化する点と微分値がゼロからプラスに変化する点と
の間で規定される受光量変化領域の当該幅及び当該受光
量変化領域の受光量ピーク値に基づきウエハ収納異常を
判断することを特徴としている。

【００１８】ウエハを検出位置情報に従って変化する受
光量の微分値の、隣接する極小点と極大点とを含み、微
分値がゼロからマイナスに変化する点と微分値がゼロか
らプラスに変化する点との間で規定される受光量変化領
域の当該幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値
が、ウエハ収納枚数やウエハそりの有無により顕著に変
化するので、当該幅及び受光量ピーク値に基づき、ウエ
ハ存在の有無のみならずウエハ２枚重ねやウエハそり等
のウエハ収納異常の有無をも確実に判断することができ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面及びフローチャートを
参照して、本発明に係るウエハ検出装置について説明す
る。本発明に係るウエハ検出装置１０の１つの実施の形
態は、図１に示すように、ウエハ１に対して検出光を投
受光する光電センサ１１と、この光電センサ１１をウエ
ハキャリア３０に沿って移動させる移動手段１２と、こ
の移動手段１２によって移動した光電センサ１１の各位
置毎の受光状態から、キャリア内のウエハ１の収納状態
を判断するセンサコントローラ２０等とから構成されて
いる。

【００２０】光電センサ１１は、透過光検出タイプのも
のであり、投光部（投光手段）１１ａ、受光部（受光手
段）１１ｂ、センサ本体１１ｃ、及びこれらに接続さ
れ、光又は電気を伝える接続手段１１ｆ等とから構成さ
れている。投光部１１ａと受光部１１ｂはウエハキャリ
ア３０の両側に対向配置されている。ウエハキャリア３
０の対向する内壁にはウエハ収納用の段部が所定間隔で
形成されており、例えば、３００mmのウエハ１が複数枚
（例えば、１３枚又は２５枚）、夫々段部に係合して所
定間隔隔てて積層収納されている。ウエハキャリア３０
は検出光を透過する材質でできており、投光部１１ａに
よって投光された検出光がウエハ１を透過して受光部１
１ｂで受光される場合は、受光量が減少し、投光部１１
ａによって投光された検出光がウエハ１で遮られずに直
接受光部１１ｂで受光される場合は、受光量が減少しな
いようになっている。その一方、ウエハキャリア３０に
キズやパーティングラインがある場合、この部分を検出
光が透過すると、検出光の一部が散乱して受光量が若干
減少する。

【００２１】投光部１１ａと受光部１１ｂは、センサス
ライドブロック１２ａを介してボールネジ１２ｂに軸方
向に移動可能に取り付けられ、ボールネジ１２ｂの端部
に設けられたパルスモータ１２ｍによってウエハキャリ
ア３０の側部に沿って（図中、上下方向に）移動するよ
うになっている。尚、ウエハキャリア３０は図示しない
保持手段によって定位置に保持できるようになってい
る。又、パルスモータ１２ｍには、パルス発生器２４か
ら駆動パルスが送られると共に、受光部１１ｂの検出位
置情報を逐次、後述するＣＰＵ２１ｃに送るようになっ
ている。

【００２２】光電センサ本体１１ｃは、センサコントロ
ーラ２０に電気的に接続されており、パルスモータ１２
ｍは、モータ駆動用ドライバ１２ｄを介してセンサコン
トローラ２０に電気的に接続されている。又、センサコ
ントローラ２０は、装置コントローラ４０とも電気的に
接続されている。更に、モータ駆動用ドライバ１２ｄと
装置コントローラ４０とは、電気的に接続されている。

【００２３】センサコントローラ２０は、ＣＰＵ２１ｃ
とメモリ２１ｍとから構成されてウエハ１の有無及び収
納状態を判断する判断手段２１と、判断手段２１とセン
サ本体１１ｃとの間に介在するＡ／Ｄコンバータ２２
と、装置コントローラ４０と判断手段２１との間に介在
するＳ／Ｐ変換器２３と、モータ駆動用ドライバ１２ｄ
と判断手段２１との間に介在するパルス発生器２４等と
から構成される。

【００２４】次に、以上のように構成されたウエハ検出
装置１０を用いたウエハの有無及び収納状態の検出につ
いて、図２から図５に示すフローチャートに基づき説明
する。ウエハの有無及び収納状態を検出するに当たり、
まず最初にパルスモータ１２ｍを駆動し、光電センサ１
１の投光部１１ａと受光部１１ｂをウエハキャリア３０
に沿って移動させるとともに、移動中にセンサ１１が投
受光を行い、各移動位置における受光量を検出する（ス
テップ１０）。そして、検出されたアナログ光電出力を
Ａ/Ｄコンバータ２２によってＡ/Ｄ変換してその受光量
データを各検出位置データ毎に判断手段２１に取り込
む。続いて、この各位置毎の受光量データをノイズ除去
するために平滑化処理を行う（ステップ１１）。このノ
イズ除去の方法としては、ＣＰＵ２１ｃの内部でＳ／Ｗ
フィルタをかけて平滑化処理を行うが、光電センサ本体
１１ｃの内部でＨ／Ｗフィルタをかけても良い。この平
滑化処理によって、図８の一点鎖線で示すように、各検
出位置毎の受光量の検出データが得られる。

【００２５】次に、受光量の自動補正を行う（ステップ
１２）。この補正は、ウエハキャリアの種類及び経時変
化に起因するウエハキャリアの検出光透過状態の変化を
吸収するために行う。具体的には、事前に選定した基準
ウエハキャリアの、検出光がウエハを透過しない所定の
位置（これを、以下「原点」とする。）の受光量を予め
測定しておき、これを受光量基準値としてメモリ２１ｍ
に記憶しておく。そして、ウエハの有無及び収納状態を
検出すべきウエハキャリア３０の原点における受光量と
上述の基準となる受光量を比較し、この偏差を補正量と
する。図８において、この補正量はｘに相当する。そし
て、ステップ１１で得られた各検出位置毎の受光量をこ
の補正量を用いて修正演算する。尚、この受光量補正
は、単純なシフト（加減算）だけで行っても良く、キャ
リアの透過率自体が基準キャリアと異なる場合は、比例
計算として乗算も検討しても良い。又、受光量基準値の
測定を１回だけ行い、その後の各キャリアのウエハ検出
にこの測定値を用いるようにしても良く、若しくは、各
キャリア毎に夫々、受光量基準値を測定してこの測定値
を夫々のキャリアのウエハ検出に用いるようにしても良
い。この修正動作によって、図８の実線で示す補正後の
受光量データが得られる。

【００２６】このように光電センサ１１の位置データ毎
の受光量データに対し、ノイズ除去及び受光量補正を行
った受光量データの一例を図９に示す。この受光量デー
タに基づき、以下の手順でウエハの有無及び収納状態の
判別を行う。図９に示す受光量データの曲線の傾きをＣ
ＰＵ２１ｃによって計算し、受光量変化の微分値が零と
なる範囲をピーク近傍として求める（ステップ１３）。
尚、微分値がほぼ零となる微少な範囲もピーク近傍に含
めても良い。

【００２７】ここで、受光量変化の微分値が零となる範
囲とは、本実施形態の場合、即ち、投受光手段が透過検
出型センサの場合、図９に示す受光量変化を表す図の谷
底の部分をいい、投受光手段が、本実施形態と異なり反
射検出型センサの場合、受光量変化を表す図の頂上部と
なる。従って、受光量の１次微分が零となる範囲であっ
て、２次微分が零となる範囲ではない。

【００２８】又、上述の微分値を計算するに当たって、
ノイズ除去のための平滑化処理を同時に行っても良い。
上述の微分計算によって、図９においては３つのピーク
近傍が求まることが分かる。ここで検出されたピーク近
傍には、ウエハ近傍のピーク近傍とパーディングライン
を含むキズ等のピーク近傍も含まれる。そして、ウエハ
の有無判別に当たっては、ステップ１３で算出したピー
ク近傍の中からパーディングラインを含むウエハキャリ
アのキズ等に起因するピーク近傍を除外する必要があ
る。これらの除外すべきピーク近傍は、本来ウエハを収
納すべき近傍にある場合と近傍外にある場合とが想定さ
れ、以下に示す手順でこれらの双方とも除外する。

【００２９】まず最初にウエハ収納部近傍外にピーク近
傍があるか否かを判断する（ステップ１４）。尚、光電
センサ１１の受光部は、パルスモータ１２ｍによってボ
ールねじ１２ｂに沿って所定の速度で移動しながら検出
光を受光しており、光電センサ１１の位置情報はパルス
発生器２４がＣＰＵ２１ｃに逐次送っているので、図９
に示すように、センサ１１の検出位置がウエハ収納部近
傍の範囲であるかウエハ収納部近傍の範囲外であるかを
容易に判断することができる。

【００３０】ウエハ収納部近傍外にピーク近傍がある場
合は、このピーク近傍における受光量が所定の閾値を超
えているか否かを判断する（ステップ３０）。尚、この
所定の閾値は、ウエハキャリア３０の種類、ウエハ等に
ついての実験結果から予め規定された値であり、透過型
光電センサ１１の場合、最大のキズと想定されるパーデ
ィングラインの受光量より若干下回った値となる。

【００３１】ピーク近傍における受光量が所定の閾値を
超えている場合、即ち、図９に示す受光量が閾値を下回
っている場合は、本来ウエハが収納されるべきでない位
置に検出光を遮る何らかの障害物があると判断し、この
ような状態が最も起こりやすいウエハ斜め挿入等の収納
異常がこの部分に最も近いウエハ収納部で生じていると
判断する（ステップ３１）。

【００３２】一方、ピーク近傍の受光量が所定の閾値を
超えていない場合、即ち、図９に示す閾値を下回ってい
ない場合は、ウエハやその他の障害物による遮光でな
く、単に、ウエハキャリア３０のキズやパーディングラ
インによって検出光の一部が散乱して受光量が低下した
に過ぎないと判断し、ウエハの収納状態には異常がない
としてこれを無視する（ステップ３２）。尚、図９にお
いて、所定の閾値は、最大のキズと想定されるパーディ
ングラインの受光量より若干下に設けてある。

【００３３】ウエハ収納部近傍外に存在する全てのピー
ク近傍について上述のステップ３０〜ステップ３２を行
ったか否かを判断し（ステップ３３）、行われていない
場合はこれを繰り返す。続いて、ウエハ収納部近傍内に
ピーク近傍が有るか否かを判断し（ステップ１５）、ピ
ーク近傍が無い場合は、ウエハキャリアのウエハ収納部
にウエハ未収納と判断して（ステップ１６）、ウエハ有
無の検出を終了する（ステップ１７）。

【００３４】ピーク近傍がウエハ収納部近傍内に有る場
合は、このピーク近傍における受光量が所定の閾値を超
えているか否かを判断し（ステップ２０）、超えていな
い場合は、ウエハによる検出光の遮光が生じていないと
し、その収納部にウエハ無しと判断する（ステップ２
１）。従って、この範囲内にウエハが収納されておら
ず、且つこの範囲内にウエハキャリア３０にキズやパー
ティングライン等があっても、ステップ３２と同様にこ
れを無視することができる。

【００３５】ステップ２０において、ウエハ収納部近傍
内のピーク近傍における受光量が所定の閾値を超えてい
ると判断したときは、ウエハ収納部にウエハが収納され
ていると判断し、続いてウエハ収納異常の有無を判断す
る（ステップ２１ａ〜ステップ２５）。この判断ルーチ
ンにおいては、まず最初に、図１０に示すように、変化
する受光量曲線とステップ２０に規定された一定の閾値
を表す直線とで囲まれる領域（図１０中、ハッチング
部）を受光量変化領域Ｒと規定し、この受光量変化領域
Ｒの面積Ｓを算出する（ステップ２１）。

【００３６】続いて、受光量変化領域Ｒの面積Ｓが所定
の規定値以内か否かを判断し（ステップ２２）、所定の
規定値を超えているときは、その収納部にウエハが２枚
重ね状態で収納されているか又はそりのあるウエハが収
納されていると判断する（ステップ２３）。ここでいう
所定の規定値とは、正常なウエハが１枚だけ収納されて
いる場合の受光量変化領域の面積と、そりのあるウエハ
が収納されている場合やウエハ２枚重ね状態で収納され
ている場合の受光量変化領域の面積とを区別できる一定
の閾値である。

【００３７】例えば、図１１に示すように、そりのある
ウエハが収納されている場合、図１２に示すように、そ
りのあるウエハの受光量変化領域（図１２(b)）の方が
そりのないウエハの受光量変化領域（図１２(a) ）に較
べて明らかに大きく形成されている。従って、そりのあ
るウエハの受光量変化領域の面積とそりのないウエハの
受光量変化領域の面積との間に顕著な差異があり、この
面積値を比較することでそりのあるウエハが収容されて
いるのを容易且つ確実に判断することができる。ウエハ
２枚重ねの状態も同様に、受光量変化領域の面積の大小
に基づいて容易に判断できる。

【００３８】尚、変化する受光量の微分値がゼロの範
囲、即ち、図１２(a) (b)の受光量曲線の谷底の平らな
部分（図１２(a) (b) における受光量データの傾きの山
と谷で挟まれた部分）の大小によってもウエハ２枚重ね
やウエハそりを判断することも可能であるが、図１２
(a) (b) から明らかなように、そりのあるウエハが収納
されている場合（図１２ (b)）とそりのないウエハが収
納されている場合（図１２(b)）とでは微分値がゼロの
範囲（幅Ａ'と幅Ａ）に顕著な差異が生じない。従っ
て、上述のように受光量変化領域の面積の大小によって
ウエハ収納異常を判断した方がより正確な判断を行える
ことは明らかである。

【００３９】次に、受光量変化領域Ｒの面積Ｓが一定の
幅以内であると判断したときは、その収納部にそりのな
いウエハが１枚だけ収納されていると判断する（ステッ
プ２４）。以上のステップ２０〜ステップ２４までをウ
エハ収納部近傍内の全てのピーク近傍について行い（ス
テップ２５）、ウエハ収納の有無及び収納異常の判断を
終了する（ステップ２６）。そして、センサコントロー
ラ２０で得られたこの検出結果は、装置コントローラ４
０に出力される。

【００４０】尚、上述の検出ルーチンは、ウエハ収納の
有無及び収納状態の判断を行う手順の一例を示したもの
であり、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内に
おいて別の検出ルーチンが考えられることは言うまでも
ない。次に、本発明の第２の実施形態に係るウエハ検出
装置ついて説明する。本発明の第２の実施形態に係るウ
エハ検出装置は、第１の実施形態に係るウエハ検出装置
において、受光量変化領域の面積に基づいてウエハ収納
状態を判断したのと異なり、検出位置情報に従って変化
する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点との間
で規定される受光量変化領域の当該幅及び当該受光量変
化領域の受光量ピーク値に基づきウエハ収納異常を判断
することを特徴としている。

【００４１】具体的には、図１０に示すように、変化す
る受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点との間で
限定される受光量曲線を受光量変化領域Ｐと規定し、こ
の受光量変化領域Ｐの幅Ｃ及び受光量変化領域Ｐの受光
量ピーク値が所定の規定値以内か否かでウエハ収納部に
ウエハ１枚だけ収納されている正常な収納状態か、ウエ
ハ２枚収納又はそりのあるウエハ等の異常な収納状態か
を判断する。

【００４２】以下、第２の実施形態に係るウエハ検出装
置のウエハ収納状態検出ルーチンについて説明する。第
１の実施形態において、図２乃至図４に示した処理ルー
チン、即ち、ステップ１０乃至ステップ１７、ステップ
２０乃至ステップ２１、及びステップ３０乃至ステップ
３３の処理ルーチンが、第２の実施形態におけるウエハ
収納状態検出ルーチンにおいても利用される。

【００４３】続いて、第２の実施形態においては、図６
に示すように、ステップ２０乃至ステップ２１の処理ル
ーチンが行われた後に、受光量曲線の特定区間で形成さ
れる受光量変化領域Ｐの幅Ｃ及び受光量ピーク値を算出
する（ステップ４１）。その後、受光量変化領域Ｐの幅
Ｃが所定の規定値を超えており、且つ受光量変化領域Ｐ
の受光量ピーク値が所定の規定値を超えているか否かを
判断し（ステップ４２）、共に所定の規定値を超えてい
るときは、その収納部にウエハが２枚重ね状態で収納さ
れているか又はそりのあるウエハが収納されていると判
断する（ステップ４３）。ここでいう所定の規定値と
は、正常なウエハが１枚だけ収納されている場合と、そ
りのあるウエハが収納されている場合やウエハ２枚重ね
状態で収納されている場合とを区別できる閾値である。

【００４４】より詳細には、図１１に示すように、そり
のあるウエハが収納されている場合、図１２に示すよう
に、そりのないウエハの受光量変化領域の幅Ｃ（図１２
(a)）とそりのあるウエハの受光量変化領域の幅Ｃ'（図
１２(b)）との間に明確な違いがあり、そりのあるウエ
ハが収容されているのを容易且つ確実に判断することが
できる。ウエハ２枚重ねの状態も同様に、ウエハの受光
量変化領域の幅Ｃと受光量ピーク値に基づいて容易に判
断できる。

【００４５】尚、第１の実施形態の場合と同様に、変化
する受光量の微分値がゼロの範囲、即ち、図１２(a)
(b)の受光量曲線の谷底の平らな部分（図１２(a) (b)
における受光量データの傾きの山と谷で挟まれた部分）
の幅Ａ，Ａ’は、ウエハの収納状態の違いによってあま
り変化しないことが分かる。従って、上述のように受光
量変化領域の幅Ｃによってウエハ収納異常を検出した方
がウエハ収納異常の有無をより正確に判断できることが
明らかである。

【００４６】受光量変化領域Ｐの幅Ｃが所定の規定値以
内か、又は受光量変化領域Ｐの受光量ピーク値が所定の
規定値以内であると判断したときは、その収納部にそり
のないウエハが１枚だけ収納されているとする（ステッ
プ４４）。以上のステップ４０〜ステップ４４までをウ
エハ収納部近傍内の全てのピーク近傍について行い（ス
テップ４５）、ウエハ収納の有無及び収納状態の判断を
終了する（ステップ４６）。そして、センサコントロー
ラ２０で得られたこの検出結果は、装置コントローラ４
０に出力される。

【００４７】更に、本発明の第３の実施形態に係るウエ
ハ検出装置ついて説明する。本発明の第３の実施形態に
係るウエハ検出装置は、第１の実施形態に係るウエハ検
出装置において、受光量変化領域の面積に基づいてウエ
ハ収納状態を判断したのと異なり、検出位置情報に従っ
て変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点
とを含み、微分値がゼロからマイナスに変化する点と微
分値がゼロからプラスに変化する点との間で規定される
受光量変化領域の当該幅及び当該受光量変化領域の受光
量ピーク値に基づきウエハ収納異常を判断することを特
徴としている。

【００４８】具体的には、図１０に示すように、変化す
る受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点とを含
み、微分値がゼロからマイナスに変化する点と微分値が
ゼロからプラスに変化する点との間で規定される受光量
曲線を受光量変化領域Ｑと規定し、この受光量変化領域
Ｑの幅Ｄ及び受光量変化領域Ｑの受光量ピーク値が所定
の規定値以内か否かでウエハ収納部にウエハ１枚だけ収
納されている正常な収納状態か、ウエハ２枚重ね又はそ
りのあるウエハが収納されているかを判断する。

【００４９】以下、第３の実施形態に係るウエハ検出装
置のウエハ収納状態検出ルーチンについて説明する。第
１の実施形態において、図２乃至図４に示した処理ルー
チン、即ち、ステップ１０乃至ステップ１７、ステップ
２０乃至ステップ２１、及びステップ３０乃至ステップ
３３の処理ルーチンが、第３の実施形態におけるウエハ
収納状態検出ルーチンにおいても行われる。

【００５０】第３の実施形態においては、ステップ２０
乃至ステップ２１の処理ルーチンが行われた後に、受光
量変化曲線の特定区間で形成される受光量変化領域Ｑの
受光量ピーク値及び幅Ｄを算出する（ステップ５１）。
続いて、受光量変化領域Ｑの幅Ｄが所定の規定値を超え
ており、且つ受光量変化領域Ｑの受光量ピーク値が所定
の規定値を超えているか否かを判断し（ステップ５
２）、共に所定の規定値を超えているときは、その収納
部にウエハが２枚重ね状態で収納されているか又はそり
のあるウエハが収納されていると判断する（ステップ５
３）。ここでいう所定の規定値とは、正常なウエハが１
枚だけ収納されている場合と、そりのあるウエハが収納
されている場合やウエハ２枚重ね状態で収納されている
場合とを区別できる閾値である。

【００５１】上述の２つの実施形態と同様に、そりのな
いウエハの受光量変化領域Ｑの幅Ｄ（図１２(a)）とそ
りのあるウエハの受光量変化領域Ｑ'の幅Ｄ'（図１２
(b)）との間に明確な違いがあり、そりのあるウエハが
収容されているのを容易且つ確実に判断することができ
る。ウエハ２枚重ねの状態も同様に、ウエハの受光量変
化領域の幅Ｄと受光量ピーク値に基づいて容易に判断で
きる。

【００５２】尚、上述の実施形態と同様に、変化する受
光量の微分値がゼロの範囲で定義される幅（図１２の幅
Ａ）の大小によってウエハ２枚重ねやウエハそりを判断
する場合に較べて、上述のように受光量変化領域の幅Ｄ
によってウエハ収納異常を判断した方がより正確な判断
を行えることは明らかである。続いて、受光量変化領域
Ｑの幅Ｄが所定の規定値以内か、又は受光量変化領域Ｑ
の受光量ピーク値が所定の規定値以内であると判断した
ときは、その収納部にそりのないウエハが１枚だけ収納
されていると判断する（ステップ５４）。

【００５３】以上のステップ５０〜ステップ５４までを
ウエハ収納部近傍内の全てのピーク近傍について行い
（ステップ５５）、ウエハ収納の有無及び収納異常の判
断を終了する（ステップ５６）。そして、センサコント
ローラ２０で得られたこの検出結果は、装置コントロー
ラ４０に出力される。尚、本発明の被検出物は、半導体
のウエハに限定されず、カセットに収納されたハードデ
ィスクやＣＤ（コンパクトディスク）等の有無及び収納
状態を検出するのにも利用できる。

【００５４】又、本発明に係る上述の実施形態は、透過
形光電センサを用いたが、反射形光電センサを用いてそ
の反射光から受光量変化領域Ｒを求め、この受光量変化
領域Ｒの状態に基づき、収納状態を判断するようにして
も良い。この場合、検出光が被検出物を検出すると受光
量が増大するので、図１０と異なり、受光量の変化の山
の一定の閾値以上を受光量変化領域Ｒとする。ウエハの
外周面が滑らかであれば、このような反射形光電センサ
を用いても十分に反射光を検出することができるので、
本発明の効果と同様の効果を得ることができる。

【００５５】同様に、上述の第２の実施形態及び第３の
実施形態において反射形光電センサを利用することも可
能である。更に又、上述の実施形態と異なり、光電セン
サ１１を固定し、ウエハキャリア３０を移動させるよう
にしても良い。

【００５６】

【実施例】図１３に示すように、内部に７段のウエハ収
納部が形成されたウエハキャリアに、ウエハを適当に収
納し、このウエハ収納状態を上述の第１乃至第３の実施
形態に係るウエハ収納状態検出装置を用いて検出した。
尚、検出結果を比較するために、変化する受光量の微分
値がゼロの範囲（図中の幅Ａ）を基準としてウエハ収納
状態を検出する方法も併せて行った。

【００５７】その結果、図１４の測定結果に示すよう
に、受光レベルが、各ウエハ収納部に収納されたウエハ
に対応するように変化し、これに応じて受光レベルの微
分値も変化した。そして、かかる測定結果に基づき、第
１乃至第３の実施形態に係るウエハ収納状態検出装置を
用いてウエハ収納状態を検出した場合と、変化する受光
量の微分値がゼロの範囲の幅Ａを基準としてウエハ収納
状態を検出した場合の各ウエハ収納部におけるウエハ収
納枚数を判断したところ、表１に示す結果が得られた。

【００５８】

【表１】

【００５９】表１の比較例の判定枚数から明らかなよう
に、比較例による検出方法でウエハ収納状態を検出した
場合、各ウエハ収納部におけるウエハの有無については
正確に判断できるが、収納されたウエハが２枚重ね状態
か否かについてまでは正確に判断することができないこ
とが分かった。一方、表１の第１〜第３の実施形態に基
づいて判定枚数から明らかなように、第１乃至第３の実
施形態に係るウエハ収納状態検出装置の検出ルーチンに
よると、各ウエハ収納部におけるウエハの有無のみなら
ず、収納されたウエハが２枚重ね状態か否かまで正確に
判断できることが分かった。従って、本発明の第１〜第
３の実施形態に係るウエハ収納異常検出ルーチンの有用
性について実際に確認することができた。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るウエ
ハ検出装置は、ウエハキャリアに収納されたウエハに検
出光を投光する投光手段と、投光手段によって投光され
た検出光を検出する受光手段と、ウエハの外周面を横切
るように投光手段及び受光手段をウエハキャリアに対し
て相対的に移動させ、且つその検出位置情報を出力する
移動手段と、受光手段によって得られた受光量の変化と
検出位置情報に基づき、ウエハの収納状態を判断する判
断手段とを有するウエハ検出装置であって、判断手段
は、一定の受光量基準値と当該基準値を超えた受光量曲
線とで形成される受光量変化領域の面積に基づきウエハ
収納異常を判断することを特徴としている。

【００６１】ウエハを一定の受光量基準値と当該基準値
を超えた受光量曲線とで形成される受光量変化領域の面
積に基づいて判断するので、ウエハ収納枚数の違いによ
り受光量変化領域の面積が明確に異なり、ウエハ層の厚
さが検出ゲインに大きく反映される。従って、ウエハ存
在の有無のみならずウエハ２枚重ねやウエハそり等のウ
エハ収納異常をも確実に検知することができる。

【００６２】又、本発明の請求項２に係るウエハ検出装
置は、ウエハキャリアに収納されたウエハに検出光を投
光する投光手段と、投光手段によって投光された検出光
を検出する受光手段と、ウエハの外周面を横切るように
投光手段及び受光手段をウエハキャリアに対して相対的
に移動させ、且つその検出位置情報を出力する移動手段
と、受光手段によって得られた受光量の変化と前記検出
位置情報に基づき、前記ウエハの収納状態を判断する判
断手段とを有するウエハ検出装置であって、判断手段
は、検出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、
隣接する極小点と極大点との間で規定される受光量変化
領域の当該幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値
に基づきウエハ収納異常を判断することを特徴としてい
る。

【００６３】ウエハを検出位置情報に従って変化する受
光量の微分値の、隣接する極小点と極大点との間の幅に
よって規定される受光量変化領域の当該幅及び当該受光
量変化領域の受光量ピーク値に基づいて判断するので、
ウエハ収納枚数の違いにより受光量変化領域の幅が明確
に異なり、ウエハ層の厚さが検出ゲインに大きく反映さ
れる。従って、ウエハ存在の有無のみならずウエハ２枚
重ねやウエハそり等のウエハ収納異常をも確実に検知す
ることができる。

【００６４】更に又、本発明の請求項３に係るウエハ検
出装置は、ウエハキャリアに収納されたウエハに検出光
を投光する投光手段と、投光手段によって投光された検
出光を検出する受光手段と、ウエハの外周面を横切るよ
うに投光手段及び受光手段をウエハキャリアに対して相
対的に移動させ、且つその検出位置情報を出力する移動
手段と、受光手段によって得られた受光量の変化と検出
位置情報に基づき、ウエハの収納状態を判断する判断手
段とを有するウエハ検出装置であって、判断手段は、検
出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、隣接す
る極小点と極大点とを含み、微分値がゼロからマイナス
に変化する点と微分値がゼロからプラスに変化する点と
の間で規定される受光量変化領域の当該幅及び当該受光
量変化領域の受光量ピーク値に基づきウエハ収納異常を
判断することを特徴としている。

【００６５】ウエハを検出位置情報に従って変化する受
光量の微分値の、隣接する極小点と極大点とを含み、微
分値がゼロからマイナスに変化する点と微分値がゼロか
らプラスに変化する点との間で規定される受光量変化領
域の当該幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値に
基づいて判断するので、ウエハ収納枚数の違いにより受
光量変化領域の幅が明確に異なり、ウエハ層の厚さが検
出ゲインに大きく反映される。従って、ウエハ存在の有
無のみならずウエハ２枚重ねやウエハそり等のウエハ収
納異常をも確実に検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るウエハ検出装置
を示す概略構成図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係るウエハ検出装置
において、ウエハの有無及び収納異常を検出するための
手順を示すフローチャートの一部である。

【図３】図２のフローチャートに続くフローチャートを
示す図である。

【図４】図２のフローチャートに続くフローチャートを
示す図である。

【図５】図４のフローチャートに続く残余のフローチャ
ートを示す図である。

【図６】本発明の第２の実施形態に係るウエハ検出装置
において、ウエハの収納異常を検出するための、図５に
対応するフローチャートである。

【図７】本発明の第３の実施形態に係るウエハ検出装置
において、ウエハの収納異常を検出するための、図５に
対応するフローチャートである。

【図８】本発明に係るウエハ検出装置の受光量の補正を
説明するための図である。

【図９】本発明に係るウエハ検出装置のウエハ有無の判
断を説明するための図である。

【図１０】本発明に係るウエハ検出装置のウエハ収納位
置近傍での収納状態の判断を説明するための図である。

【図１１】そりの生じたウエハがウエハキャリアに収納
された状態を示す図である。

【図１２】本発明に係るウエハ検出装置のウエハ収納状
態の判断を説明するための図である。

【図１３】本発明の実施例におけるウエハ収納状態を示
す図である。

【図１４】本発明の実施例において、ウエハ検出装置の
受光量の測定結果を示す図である。

【図１５】従来のくし形マッピングセンサを利用したウ
エハ検出の状態を示す図である。

【符号の説明】

１ ウエハ １０ ウエハ検出装置 １１ 光電センサ １１ａ 投光部 １１ｂ 受光部 １２ 移動手段 ２０ センサコントローラ ２１ 判断手段 ２１ｃ ＣＰＵ ２１ｍ メモリ ３０ ウエハキャリア

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエハキャリアに収納されたウエハに検
   出光を投光する投光手段と、 前記投光手段によって投光された検出光を検出する受光
   手段と、 前記ウエハの外周面を横切るように前記投光手段及び前
   記受光手段をウエハキャリアに対して相対的に移動さ
   せ、且つその検出位置情報を出力する移動手段と、 前記受光手段によって得られた受光量の変化と前記検出
   位置情報に基づき、前記ウエハの収納状態を判断する判
   断手段とを有するウエハ検出装置であって、 前記判断手段は、一定の受光量基準値と当該基準値を超
   えた受光量曲線とで形成される受光量変化領域の面積に
   基づきウエハ収納異常を判断することを特徴とするウエ
   ハ検出装置。
2. 【請求項２】 ウエハキャリアに収納されたウエハに検
   出光を投光する投光手段と、 前記投光手段によって投光された検出光を検出する受光
   手段と、 前記ウエハの外周面を横切るように前記投光手段及び前
   記受光手段をウエハキャリアに対して相対的に移動さ
   せ、且つその検出位置情報を出力する移動手段と、 前記受光手段によって得られた受光量の変化と前記検出
   位置情報に基づき、前記ウエハの収納状態を判断する判
   断手段とを有するウエハ検出装置であって、 前記判断手段は、前記検出位置情報に従って変化する受
   光量の微分値の、隣接する極小点と極大点との間で規定
   される受光量変化領域の当該幅及び当該受光量変化領域
   の受光量ピーク値に基づきウエハ収納異常を判断するこ
   とを特徴とするウエハ検出装置。
3. 【請求項３】 ウエハキャリアに収納されたウエハに検
   出光を投光する投光手段と、 前記投光手段によって投光された検出光を検出する受光
   手段と、 前記ウエハの外周面を横切るように前記投光手段及び前
   記受光手段をウエハキャリアに対して相対的に移動さ
   せ、且つその検出位置情報を出力する移動手段と、 前記受光手段によって得られた受光量の変化と前記検出
   位置情報に基づき、前記ウエハの収納状態を判断する判
   断手段とを有するウエハ検出装置であって、 前記判断手段は、前記検出位置情報に従って変化する受
   光量の微分値の、隣接する極小点と極大点とを含み、微
   分値がゼロからマイナスに変化する点と微分値がゼロか
   らプラスに変化する点との間で規定される受光量変化領
   域の当該幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値に
   基づきウエハ収納異常を判断することを特徴とするウエ
   ハ検出装置。