JP2002261153A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ウェーハの異常装入を確実に検出し、ウェーハ
検出精度を向上させ、ひいては基板処理装置の稼働率の
向上、スループットの向上を図るものである。 【解決手段】基板保持具１０内に装入された基板の状態
を検出する基板検出装置を具備する基板処理装置に於い
て、前記基板検出装置が少なくとも２対の光センサ２０
ａ，２０ｂを具備し、一方の光センサ２０ａは正対する
基板装入溝を含む平面に対して光軸２２ａが交差する様
に配設され、他方の光センサ２０ｂは正対する基板装入
溝を含む２つの平面間の空間に光軸２２ｂが含まれ、該
光軸は前記基板保持具の中心線、正対する基板装入溝を
含む平面の少なくとも一方に対して斜めとなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシリコンウェーハ等
の基板に薄膜を生成、不純物の拡散、エッチング等の処
理を行い半導体素子を製造する基板処理装置、特に基板
処理装置に搬入されたカセット内の基板の状態を検知す
る基板検出機能の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】先ず、図７に於いて、基板処理装置１の
一例の概要を説明する。

【０００３】筐体２内に熱処理炉３が垂直に設けられて
おり、該熱処理炉３は反応管、均熱管、ヒータ及び断熱
材等から構成される。前記反応管は円筒状であり、前記
均熱管、ヒータ及び断熱材は前記反応管を囲繞してい
る。

【０００４】前記熱処理炉３の下方にボートエレベータ
４が設けられ、該ボートエレベータ４によりボート５が
前記熱処理炉３内に装入、引出される様になっている。

【０００５】前記ボートエレベータ４の近傍にウェーハ
移載ステージ７が設けられ、該ウェーハ移載ステージ７
と前記ボートエレベータ４との間にウェーハ移載機８が
配設されている。前記ウェーハ移載ステージ７上にカセ
ット１０が載置され、該カセット１０からウェーハが前
記ウェーハ移載機８により前記ボートエレベータ４に移
載される様になっている。

【０００６】前記ウェーハ移載ステージ７の上方にカセ
ット棚１３が設けられ、該カセット棚１３及び前記ウェ
ーハ移載ステージ７の近傍にカセットローダ１４が設け
られている。該カセットローダ１４は前記ウェーハ移載
ステージ７を挾んで前記ウェーハ移載機８の反対側に位
置している。前記カセットローダ１４は横行可能である
と共に昇降且つ進退可能なカセット移載部１５を有し、
該カセット移載部１５の昇降、進退、横行の協動により
前記カセットローダ１４は前記カセット１０を前記ウェ
ーハ移載ステージ７、カセット１０間で移載可能として
いる。

【０００７】前記筐体２の正面に開口部１６が設けら
れ、該開口部１６と前記カセットローダ１４との間にカ
セット搬送装置９（設置位置のみ示している）が設置さ
れている。前記カセット１０は図示しない外部搬送装置
により前記開口部１６を通過し、前記カセット搬送装置
９に２個載置される。

【０００８】前記カセット１０は開口部が上向きの状態
で前記カセット搬送装置９上に載置された後、ウェーハ
整列機構（図示せず）により前記ウェーハ１１（後述）
のオリエンテーションフラットを利用して該ウェーハ１
１が整列され、前記カセット搬送装置９により前記カセ
ット１０が９０度回転され、前記ウェーハ１１が水平の
状態にされる。更に、後述するウェーハ検出器により前
記カセット１０内のウェーハ１１の有無状態が検出され
る。

【０００９】前記カセット１０は前記カセットローダ１
４により前記カセット棚１３に移載され、又前記カセッ
トローダ１４により前記カセット棚１３から前記ウェー
ハ移載ステージ７に移載される。前記カセット１０内の
ウェーハ１１は水平状態にあり、前記ウェーハ移載機８
は前記ウェーハ検出器の検出結果に基づき前記ウェーハ
１１を前記ボート５に装填する。該ボート５は前記ボー
トエレベータ４により前記熱処理炉３に装入され、該熱
処理炉３内で前記ウェーハ１１が基板処理される。

【００１０】基板処理後、前記ボート５が前記熱処理炉
３から引出され、前記ボート５内の処理済ウェーハが前
記ウェーハ移載機８により前記カセット１０内に移載さ
れる。該カセット１０は前記カセットローダ１４により
前記カセット棚１３に移載される。前記ボート５が引出
された状態では前記熱処理炉３の炉口は炉口蓋６によっ
て閉塞される。

【００１１】又、前記カセット１０を前記筐体２外に搬
出する場合は、前記カセット１０は前記カセットローダ
１４により前記カセット棚１３から前記カセット搬送装
置９に移載される。該カセット搬送装置９により前記カ
セット１０が９０度回転され、開口部が上向きの姿勢に
された後、該カセット１０は前記筐体２外へ搬送され
る。

【００１２】図８〜図１０に於いて、従来のウェーハ検
出について説明する。

【００１３】図８は前記カセット１０が前記ウェーハ移
載ステージ７に載置された状態の平面図であり、図９は
その側面図である。投光器１８、受光器１９から成る２
対のウェーハ検出センサ２０ａ，２０ｂによりウェーハ
の検出が行われている。該２対のウェーハ検出センサ２
０ａ，２０ｂは一方がウェーハの半分についての状態、
他方が残りの半分の状態を検出する様になっており、
又、各ウェーハ検出センサ２０ａ，２０ｂの光軸は前記
ウェーハ１１が正常に装填された場合に該ウェーハ１１
を横切る様に設定されている。

【００１４】前記ウェーハ検出センサ２０ａ，２０ｂが
共にウェーハ１１を検出した（ウェーハ検出センサ２０
ａ，２０ｂがＯＮ）場合は、ウェーハ１１有りの判断が
なされ、前記ウェーハ検出センサ２０ａ，２０ｂが共に
ウェーハ１１を検出しない（ウェーハ検出センサ２０
ａ，２０ｂがＯＦＦ）場合は、ウェーハ１１無しの判断
がなされる。

【００１５】図１０は図７に於いて、前記カセット１０
を正面から見た様子を示しているが、図１０に示される
様に、ウェーハ１１が異常装入された場合について説明
する。

【００１６】図１０（Ａ）の様に、ウェーハ１１が隣の
ウェーハ装入溝２１に嵌まって斜めに装入された場合、
一方のウェーハ検出センサ２０ａはウェーハ１１を検出
するが、他方のウェーハ検出センサ２０ｂはウェーハ１
１を検出しない。従って、ウェーハ検出センサ２０ａ，
２０ｂのどちらか一方のみがウェーハ１１を検出した場
合は、ウェーハの異常装入であることが判断される。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図１０
（Ｂ）の様に、各ウェーハ装入溝２１にはウェーハ１１
が正常に装入されているにも拘らず、更に斜めにウェー
ハ１１ａが装入される場合がある。この場合、前記ウェ
ーハ検出センサ２０ａ，２０ｂはいずれもＯＮとなり、
ウェーハ１１が正常に装入されていると判断してしま
う。

【００１８】斯かる状態で、前記ウェーハ移載機８によ
るウェーハ１１の移載を行うと、前記ウェーハ移載機８
が前記ウェーハ１１ａと衝突し、ウェーハ１１、ウェー
ハ移載機８の破損事故を引起してしまう。

【００１９】本発明は斯かる実情に鑑み、ウェーハの異
常装入を確実に検出し、ウェーハ検出精度を向上させ、
ひいては基板処理装置の稼働率の向上、スループットの
向上を図るものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板保持具内
に装入された基板の状態を検出する基板検出装置を具備
する基板処理装置に於いて、前記基板検出装置が少なく
とも２対の光センサを具備し、一方の光センサは正対す
る基板装入溝を含む平面に対して光軸が交差する様に配
設され、他方の光センサは正対する基板装入溝を含む２
つの平面間の空間に光軸が含まれ、該光軸は前記基板保
持具の中心線、正対する基板装入溝を含む平面の少なく
とも一方に対して斜めとなっている基板処理装置に係る
ものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。

【００２２】基板処理装置全体の装置の構成について
は、図７で示したものと同様であるので、説明を省略す
る。

【００２３】先ず、図１、図２に於いて、投光器１８、
受光器１９から成るウェーハ検出センサ２０の配置につ
いて説明する。図１は図７に示されるウェーハ移載ステ
ージ７にカセット１０が載置された状態の平面図であ
り、図２はその側面図である。

【００２４】本実施の形態でも２対のウェーハ検出セン
サ２０ａ，２０ｂを使用する。

【００２５】一方のウェーハ検出センサ２０ａはウェー
ハ１１の直径方向、特にカセット１０の中心線と平行な
直径方向と略合致した光軸２２ａを有し（図１参照）、
該光軸２２ａはウェーハ１１が正常に装入された場合に
該ウェーハ１１を横切る様にウェーハ平面に（正対する
ウェーハ装入溝２１を含む平面に）対して斜めとなって
いる。又、他方のウェーハ検出センサ２０ｂは正常に装
入された２枚のウェーハ１１の中間を通過する光軸２２
ｂを有し、更に該光軸２２ｂは前記光軸２２ａと交差す
る方向であり、前記ウェーハ１１の中心線を境界として
一方の側から他方の側に掛渡る様に設定されている。更
に、換言すると前記光軸２２ｂは正常に装入されたウェ
ーハ１１，１１との中間でウェーハ１１と平行な平面内
で斜めとなっている。

【００２６】図２はカセット１０にウェーハ１１が正常
に装入された状態であり、この場合、ウェーハ検出セン
サ２０ａはＯＮとなり、ウェーハ検出センサ２０ｂはＯ
ＦＦとなる。この状態のウェーハ検出センサ２０ａ，２
０ｂで、ウェーハは正常に装入されていると判断され
る。又、該ウェーハ検出センサ２０ａ，２０ｂ共にＯＦ
Ｆの場合はウェーハ１１が無いと判断される。

【００２７】次に、図３（Ａ）の様に、ウェーハ１１ａ
が斜めに装入されていた場合、前記ウェーハ検出センサ
２０ａはＯＦＦとなり、前記ウェーハ検出センサ２０ｂ
の光軸２２ｂは前記ウェーハ１１ａで遮られることとな
り、前記ウェーハ検出センサ２０ｂはＯＮとなる。従っ
て、前記ウェーハ検出センサ２０ａがＯＦＦ、前記ウェ
ーハ検出センサ２０ｂがＯＮの場合は、異常装入である
と判断される。

【００２８】又、図３（Ｂ）の様に、全てのウェーハ装
入溝２１に正常にウェーハ１１が装入され、更に余分な
ウェーハ１１ａが斜めに装入されていた場合は、前記光
軸２２ａはウェーハ１１により、前記光軸２２ｂはウェ
ーハ１１ａにより共に遮られるので、前記ウェーハ検出
センサ２０ａ，２０ｂはいずれもＯＮとなる。この場合
も、ウェーハは異常装入と判断される。

【００２９】而して、本実施の形態では、どの様な異常
装入があった場合も、確実に異常装入を検出することが
できる。

【００３０】図４〜図６は他の実施の形態を示してい
る。

【００３１】該他の実施の形態では、ウェーハ検出セン
サ２０ａ，２０ｂのいずれの光軸もウェーハ１１の直径
方向、特にカセット１０の中心線と平行な直径方向と略
合致した状態であり、一方のウェーハ検出センサ２０ａ
の光軸２２ａはウェーハ１１が正常に装入された場合に
該ウェーハ１１を横切る様にウェーハ平面に対して斜め
となっており、他方のウェーハ検出センサ２０ｂの光軸
２２ｂは正常に装入された２枚のウェーハ１１，１１間
の空間に含まれ、且つウェーハ１１の平面に対して斜め
となっており、少なくともウェーハ１１，１１の中間に
位置する仮想平面を横切る様になっている。

【００３２】図５で示される様に、ウェーハ１１が正常
に装入されている場合は、前記ウェーハ検出センサ２０
ａがＯＮ、ウェーハ検出センサ２０ｂがＯＦＦとなり、
ウェーハ１１が無い場合は、前記ウェーハ検出センサ２
０ａ，２０ｂ共にＯＦＦとなる。

【００３３】又、図６（Ａ）の様に、ウェーハ１１ａが
斜めに装入されていた場合、前記ウェーハ検出センサ２
０ａはＯＦＦとなり、前記ウェーハ検出センサ２０ｂの
光軸２２ｂは前記ウェーハ１１ａで遮られることとな
り、前記ウェーハ検出センサ２０ｂはＯＮとなる。従っ
て、前記ウェーハ検出センサ２０ａがＯＦＦ、前記ウェ
ーハ検出センサ２０ｂがＯＮの場合は、異常装入である
と判断される。

【００３４】又、図６（Ｂ）の様に、全てのウェーハ装
入溝２１に正常にウェーハ１１が装入され、更に余分な
ウェーハ１１ａが斜めに装入されていた場合は、前記光
軸２２ａはウェーハ１１により、前記光軸２２ｂはウェ
ーハ１１ａにより共に遮られるので、前記ウェーハ検出
センサ２０ａ，２０ｂはいずれもＯＮとなる。この場合
も、ウェーハが異常装入と判断される。

【００３５】而して、他の実施の形態でも、どの様な異
常装入があった場合も、確実に異常装入を検出すること
ができる。

【００３６】尚、前記ウェーハ検出センサ２０ａの光軸
２２ａは、ウェーハ１１の直径方向であればよく、必ず
しもカセット１０の中心線と平行な直径方向と略合致す
る必要はない。

【００３７】又、前記ウェーハ検出センサ２０ａ，２０
ｂは検出すべきウェーハ１１の枚数分設けてもよく、或
は該ウェーハ検出センサ２０ａ，２０ｂを１組設け、該
ウェーハ検出センサ２０ａ，２０ｂ又は前記カセット１
０の一方を移動させ、各ウェーハ１１の有無の検出を行
ってもよい。

【００３８】更に、上記実施の形態では開放型のウェー
ハカセットを示しているが、密閉型の基板保持具に対し
ても同様に実施可能であることは言う迄もない。

【００３９】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、基板保
持具内に装入された基板の状態を検出する基板検出装置
を具備する基板処理装置に於いて、前記基板検出装置が
少なくとも２対の光センサを具備し、一方の光センサは
正対する基板装入溝を含む平面に対して光軸が交差する
様に配設され、他方の光センサは正対する基板装入溝を
含む２つの平面間の空間に光軸が含まれ、該光軸は前記
基板保持具の中心線、正対する基板装入溝を含む平面の
少なくとも一方に対して斜めとしたので、異常装入され
た基板を確実に検出することができ、誤検知による基板
破損事故確率の大幅な低減が図られ、歩留りが向上し、
更に事故率の低減により事故が発生したことによる復旧
時間の低減が図られ、稼働率が著しく向上するという優
れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す平面図である。

【図２】同前実施の形態の側面図である。

【図３】（Ａ）（Ｂ）は同前実施の形態の作用を示す正
面図である。

【図４】本発明の他の実施の形態を示す平面図である。

【図５】同前他の実施の形態の側面図である。

【図６】（Ａ）（Ｂ）は同前他の実施の形態の作用を示
す正面図である。

【図７】基板処理装置の概略を示す斜視図である。

【図８】従来例の平面図である。

【図９】該従来例の側面図である。

【図１０】（Ａ）（Ｂ）は従来例の作用を示す正面図で
ある。

【符号の説明】

７ ウェーハ移載ステージ １０ カセット １１ ウェーハ １８ 投光器 １９ 受光器 ２０ ウェーハ検出センサ ２０ａ ウェーハ検出センサ ２０ｂ ウェーハ検出センサ ２１ ウェーハ装入溝 ２２ａ 光軸 ２２ｂ 光軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板保持具内に装入された基板の状態を
   検出する基板検出装置を具備する基板処理装置に於い
   て、前記基板検出装置が少なくとも２対の光センサを具
   備し、一方の光センサは正対する基板装入溝を含む平面
   に対して光軸が交差する様に配設され、他方の光センサ
   は正対する基板装入溝を含む２つの平面間の空間に光軸
   が含まれ、該光軸は前記基板保持具の中心線、正対する
   基板装入溝を含む平面の少なくとも一方に対して斜めと
   なっていることを特徴とする基板処理装置。