JP2002353293A - ウェーハマッピング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】透過式センサを展開収納するための装置をウェ
ーハに近接して配置する必要がなく、透過式センサの展
開収納動作時に透過式センサを展開収納するために装置
から発生する塵がウェーハを汚染することを防ぐことが
できるウェーハマツピング装置を提供すること。 【解決手段】 ドア６が開口１０を塞いでいる際には透
過センサ９が固定されたマッピングフレーム５が開口１
０から離れるように待避しており、ドア６が蓋４を保持
して蓋４を分離した後にマッピングフレーム駆動用シリ
ンダ３５が動作してマッピングフレーム５が支点４１中
心に回動することで透過センサ９がポッド２内に挿入さ
れ、可動部５６が移動することにより透過式センサ９が
半導体ウェーハ１を横切るウェーハマッピング装置。

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、半導体、電子部
品関連製品、光ディスク等の製造プロセスで半導体ウェ
ーハを保管するクリーンボックスにおいて、その内部に
設けられた各棚上のウェーハの有無を検出するウェーハ
マッピング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高清浄度を必要とする半導体デバイス等
に用いられるウェーハの製造工程では工場全体をクリー
ンルーム化せずに各処理装置に高清浄度に保ったミニエ
ンバイロンメント（微小環境）空間を確保する手段がと
られている。具体的には工場全体の清浄度を上げずに製
造工程内における各処理装置（クリーン装置）内および
その間の移動中における保管用容器（以下、ポッドと呼
ぶ）内のみを高清浄度に保つことで、工場全体をクリー
ンルーム化した場合と同じ効果を得て設備投資や維持費
を削減して効率的な生産工程を実現するものである。

【０００３】上記工程では、ウェーハはポッド内部に設
けられたウェーハを格納する複数の段を有する棚におい
て一のウェーハに一の段が割り当てられる状態で格納さ
れた状態でポッドと共に各処理装置を移動する。しか
し、各処理工程において、ウェーハがその処理後に所定
の規格を満足しない場合があり、そのウェーハはポッド
から除去される。従って、製造開始当初ウェーハが満た
されていたウェーハ格納棚は、各処理工程を経る毎にウ
ェーハの欠落を生じる。

【０００４】この技術分野において処理装置はロボット
による自動化がほぼ実現されているので、前記のような
ウェーハの欠落が生じている場合には、その欠落が検出
されずに存在しないウェーハを搬送するべくウエア搬送
ロボットが動作するとすればそのプロセスが無駄とな
る。更にその無駄なプロセスの積重ねで生産量は低下す
る。そこで、ポッド内のどの格納棚にウェーハが格納さ
れているかをそれぞれの処理装置において検出すること
（以下、マッピングと呼ぶ）が必要となる。以下、この
マッピングにつき、図７乃至図９を用いて説明する。

【０００５】図１は半導体ウェーハ処理装置５０の全体
を示している。半導体ウェーハ処理装置５０は、主にロ
ードポート部５１とミニエンバイロンメント５２とから
構成され、それぞれ仕切り５５とカバー５８により区画
されている。ロードポート部５１上には、半導体ウェー
ハ（以下、ウェーハと呼ぶ）の保管用容器たるポッド２
が台５３上に据え付けられる。ミニエンバイロンメント
５２の内部はウェーハ１を処理する為に高清浄度に保た
れている。ミニエンバイロンメント５２内にはロボット
アーム５４が設けられていて、ウェーハ１の搬送を行
う。また、ポッド２は被処理物たる半導体ウェーハ１を
内部に収めるための空間を有し、いずれか一面に開口部
を有する箱状の本体部と、該開口部を密閉するための蓋
４とを備えている。本体部２ａの内部にはウェーハ１を
重ねる為の複数の段を有する棚が配置されていてウェー
ハ１同士が一定の間隔をもつように格段に載置されてい
る。

【０００６】ロードポート部５１側のミニエンバイロン
メント５２にはミニエンバイロンメント開口部１０が設
けられている。開口部１０は、ポッド２がミニエンバイ
ロンメント開口部１０に近接するようにロードポート部
５１上で配置された際にポッド２の開口部と対向するよ
うにミニエンバイロンメント５２に配置されている。ミ
ニエンバイロンメント５２には内側のミニエンバイロン
メント開口部１０付近にはオープナ３が設けられてい
る。

【０００７】図７は従来の装置におけるオープナ３部分
を拡大した図である。オ−プナ３はドア６とドアアーム
４２とを備えている。ドア６には穴を有する固定部材４
６が取り付けられていて、この穴にドアアーム４２の一
端に設けられた棒が回動可能な状態で貫通することで固
定されている。ドアアーム４２の他端にも穴があいてい
て、エアー駆動式のシリンダ３１の一部であるロッド３
７の先端にある穴とが共に枢軸４０により結合されてい
ることで回転可能に支持されている。ドアアーム４２の
該一端と該他端との間には貫通穴が設けられていて、こ
の穴とオープナ３を昇降させる可動部５６の支持部材６
０に固定される固定部材３９の穴とを一のピンが貫通す
ることで支点４１を構成している。従って、シリンダ３
１の駆動によるロッド３７の伸縮でドアアーム４２は支
点４１を中心に回動可能である。ドアアーム４２の支点
４１は昇降が可能な可動部５６に設けられる支持部材６
０に固定されている。ドア６は保持ポート１１ａおよび
１１ｂを有していて、ポッド２の蓋４を真空吸着で保持
できる。

【０００８】従って、ウェーハ１の処理を行う際には、
まずポッド２をミニエンバイロンメント開口部１０に近
接するように台５３上に配置して、ドア６により蓋４を
保持する。そしてシリンダ３１のロッドを縮めるとドア
アーム４２が支点４１を中心にミニエンバイロンメント
開口部１０から離れるように移動する。この動作により
ドア６は蓋４とともに回動して蓋４をポッド２から取り
外す。その後、可動部５６を下降させて蓋４を所定の待
避位置まで搬送する。

【０００９】マッピングでは検出器がウェーハ１が重ね
られている方向に沿ってスイープしながら各棚を少なく
とも１度スキャンしてウェーハ１のマッピングを行うこ
とが必要となる。ウェーハ１をマッピングするためのこ
のスイープ動作を行うためにはいろいろな方法が考えら
れる。たとえば、ロボットアーム５４の一部に検出器を
設けてこのロボットアーム５４によりマッピングをする
方法がとる方法がある。しかし、ロボットのアーム５４
は本来ウェーハ１の搬送を行う為に用意している装置で
あって、ロボットアーム５４がマッピングを行うとすれ
ばそのマッピングの際はロボットアーム５４はウェーハ
１の搬送作業を行うことができないので、生産量が低下
する欠点がある。

【００１０】また別の方法としては、ポッド２の蓋４の
開閉装置の一部に検出器を設けて蓋４の開封時にその検
出器でウェーハ１をマッピングする方法がある。図７は
この方法を採用した装置を示した図である。この装置で
は、ドア６の周囲を囲むように配置される枠部材から構
成されるマッピングフレーム５が設けられる。マッピン
グフレーム５の上部には一対の棒状体１３ａおよび１３
ｂが設けられていて、この棒状体１３ａおよび１３ｂの
それぞれの先端には透過式センサ９ａおよび９ｂからな
る一対の透過式センサ９が取り付けられている。図８は
この装置のマッピングフレーム５を上側からみた図であ
る。この図に示すように、この棒状体１３ａおよび１３
ｂはそれぞれ一端がマッピングフレーム５上の軸３６ａ
およぶ３６ｂまわりに回動可能に固定されていて、同じ
くマッピングフレーム５に配置されているシリンダ３４
ａおよび３４ｂによって回転してマッピングフレーム５
からポッド２の内部に向かって突出するように展開可能
である。つまり、棒状体１３ａおよび１３ｂは通常は１
３ｃおよび１３ｄで示すようにマッピングフレーム５に
沿った状態で収納されていて、マッピングを行う際には
シリンダ３４ａおよびシリンダ３４ｂにより９ａおよび
９ｂのように展開した状態となる。棒状体１３ａおよび
１３ｂはマッピングフレーム５から突出するように展開
した状態の時、透過式センサ９ａおよび９ｂがウェーハ
１を間に挟むように対向するような位置関係で取り付け
られている。またマッピングフレーム５はドア６と共に
昇降するように可動部５６に取り付けられている一方、
ドア６と別に昇降可能な様に別のシリンダ４３のロッド
にも支えられている。

【００１１】図９を参照して上記従来の装置を用いたマ
ッピングについて説明する。この装置でマッピングを実
施するには、ポッド２をミニエンバイロンメント開口部
１０に近接するように台５３上に配置して、ドア６によ
り蓋４を保持する。そしてシリンダ３１のロッドを縮め
るとドアアーム４２が支点４１を中心にミニエンバイロ
ンメント開口部１０から離れるように移動する。すると
ドア６が蓋４とともに回動して蓋４をポッド２から取り
外す。ここで、透過式センサ９ａおよび９ｂが展開した
際にポッド２の内部に挿入可能となる地点までシリンダ
３２のロッドを縮めてマッピングフレーム５を下降させ
る。所定の位置までマッピングフレームが下降した後に
シリンダ３４ａおよびシリンダ３４ｂとを作動させて透
過式センサ９ａおよび９ｂを展開させる。すると透過式
センサ９ａおよび９ｂはポッド２の内部に挿入された状
態となる。この状態では図８に示すように、ウェーハ１
をウェーハ１の面に垂直な外方向から見た場合に透過式
センサ９ａと透過式センサ９ｂとの間にウェーハ１が挟
まれているような位置関係となっている。ここで、可動
部５６を下降させるとマッピングフレーム５がドア６と
共に下降し、ウェーハ１が重ねられている方向にそって
透過式センサ９ａと９ｂとがスウィープしながら棚の各
段をスキャンしてウェーハ１の有無を確認することがで
きる。

【００１２】なお、ドア６が蓋４を保持した状態で可動
部５６により昇降すること無く、ドア６が蓋４を保持し
た状態で開口部１０からリニアにすなわち水平方向直線
的にポッド２から蓋４を取り外すタイプの蓋開閉装置
（不図示）もある。このタイプの装置では、可動部５６
の代わりに開口部１０を備える壁面に対して垂直に延び
るように配置された２つのリニアモータを用いる。一の
リニアモータは支持部材６０に取り付けられていて、他
のリニアモータはオープナ３のドア６の周囲にマッピン
グフレーム５に取り付けられている。このマッピングフ
レームには透過センサ９ａおよび９ｂが取り付けられて
いる。まず、オープナ３はドア６が蓋４を保持した状態
でリニアモータに従ってドア６を開口部１０から水平方
向に離れるように移動する。続いてドア６の動きと逆に
マッピングフレーム５が開口部１０内に向かって水平に
移動するものである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の方
法では、以下の問題があった。 （１）マッピングフレーム５に配置されている透過式セ
ンサ９ａおよび９ｂはポッド２と干渉することを防ぐ為
に、シリンダ３４ａおよび３４ｂによって回転してマッ
ピングフレーム５からポッド２の内部に向かって突出す
るように展開可能な構造としている。このようなエアシ
リンダを含め展開機構は一般に塵を発生させやすい。し
かし、この構造ではシリンダ３４ａとシリンダ３４ｂが
ポッド２に近接する配置とせざるを得ず、シリンダ３４
ａとシリンダ３４ｂからでる塵がウェーハ１に付着して
汚染の原因となる問題がある。

【００１４】また、ドア６の開閉動作、ドア６の昇降動
作、マッピングフレーム５の昇降動作ではエアー駆動式
のシリンダが使用される。これは、ポッド２の蓋４には
ポッド内部の清浄度を保つためのシールが設けてある
が、このシールを適切に潰すのに必要な力を得る為であ
る。仮に蓋開閉駆動装置をモータとすれば、支点４１か
らドア６までの距離にこのシールを適切に潰すのに必要
な力を乗じたモーメントに対応した大きな負荷が必要と
なり不利となる問題がある。従って、ドア６を回動させ
るための駆動装置とドア６を所定位置まで待避させるた
めの駆動装置をそれぞれ分けて、両者ともエアー駆動式
のシリンダとしている。しかし、マッピング動作におい
てはエアー駆動式のシリンダでは、透過式センサ９ａお
よび９ｂがウェーハ１を横切った際に発生する信号と対
比するための、透過式センサ９ａおよび９ｂが実際移動
した距離基準信号を発生させることができない問題があ
る。 （３）また、前記にようなリニアモータを備えオープナ
３がドア６と共に水平方向に開閉するタイプの開閉装置
ではリニアモータからの塵の発生を防止することができ
ない問題がある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明では、開口を有
し、縦方向に並んだ複数の段のそれぞれに半導体ウェー
ハが載置可能な棚を有する本体と該本体から分離可能で
あって該開口を塞ぐ蓋とを備えるポッドが半導体ウェー
ハ処理装置に固定された際に、該棚の各段の半導体ウェ
ーハの存否を検出するウェーハマッピング装置であっ
て、該蓋を保持可能なドアと、一端が該ドアにとりつけ
られ、第１の支点を中心にドア開閉用駆動装置により枢
動可能に支持されるドアアームとを備える蓋開閉ユニッ
トと、一対の透過式センサを有するマッピングフレーム
と、一端がマッピングフレームにとりつけられ、第２の
支点を中心にマッピングフレーム駆動装置により回転可
能に支持されるマッピングフレームアームとを備えるマ
ッピングフレームと、該ドア開閉用駆動装置と該マッピ
ングフレーム駆動装置と該第１の支点および該第２の支
点を支持する支点支持部とを備え、該半導体処理装置に
対してドア開閉用駆動装置と該マッピングフレーム駆動
装置と該支点支持部とを前記縦方向に移動可能な可動部
と、該ドアが該蓋を保持し前記ドア開閉用駆動装置の駆
動により該ドアアームが該支点中心に回動して該ポッド
から該蓋を分離した後に、前記マッピングフレーム駆動
装置の駆動により該マッピングフレームが該支点中心に
回動することで前記一対の透過式センサが該開口から該
ポッド内に挿入され、該可動部が移動することにより該
一対の透過式センサのそれぞれを結ぶ線が前記段に載置
された半導体ウェーハを横切ることを特徴とするウェー
ハマッピング装置により、蓋の搬送プロセス時に同時に
ウェーハのマッピングを行う。この装置により、透過式
センサを展開収納するための装置をウェーハに近接して
配置する必要がなく、透過式センサの展開収納動作時に
透過式センサを展開収納するために装置から発生する塵
がウェーハを汚染することを防ぐことができる。

【００１６】本発明では、上記に加えてさらに、一定間
隔で配置した指標手段を有するセンサードグと、該指標
手段を挟むように配置される第２の透過式センサとを備
える該ウェーハマッピング装置を提案する。これによ
り、パルス信号等の電気信号を発生するモータ等を利用
する駆動装置を使用せずにエアー駆動式シリンダにより
開閉動作を行っても棚段の信号を得ることができる。

【００１７】

【実施例】（実施例１）以下、実施例１について図面を
参照して説明する。図１は半導体ウェーハ処理装置５０
の全体部分を示す。半導体ウェーハ処理装置５０は、主
にロードポート部５１とミニエンバイロンメント５２と
から構成される。リードポート部５１とミニエンバイロ
ンメント５２とは仕切り５５とカバー５８により区画さ
れている。ミニエンバイロンメント５２の内部はウェー
ハ１を処理するために高清浄度に保たれいる。またミニ
エンバイロンメント５２の内部にはロボットアーム５４
が設けられていて、ポッド２の蓋４が開放された後にポ
ッド２内部に収納されているウェーハ１を取り出して所
定の処理を行う。半導体ウェーハ処理装置５０のミニエ
ンバイロンメント５２では塵を排出して高清浄度を保つ
為、ミニエンバイロンメント５２の上部に設けられたフ
ァン（不図示）によりミニエンバイロンメント５２の上
部から下部に向かって空気流を発生させている。これで
塵は常に下側に向かって排出されることになる。

【００１８】ロードポート部５１上には、ポッド２を載
置するための台５３が据え付けられていて、ロードポー
ト部５１上をミニエンバイロンメント５２に近づいたり
または離れたりすることができる。ポッド２は内部にウ
ェーハ１が収納される空間を有し一部に開口を備える本
体２ａと、該開口を塞ぐ蓋４とを備えている。本体２ａ
の中には一定の方向に並んだ複数の段を有する棚が配置
されている。本実施例ではこの一定の方向は鉛直方向と
している。その棚の各段には一のウェーハが載置可能で
ある。

【００１９】ミニエンバイロンメント５２にはロードポ
ート部５１側にポッド２の蓋４より若干大きいミニエン
バイロンメント開口部１０が備えられている。ミニエン
バイロンメント５２の内部であってミニエンバイロンメ
ント開口部１０の側には、ポッド２の蓋４を開閉する為
のオープナ３が設けられている。ここで図２を参照して
オープナ３について説明する。 図２（ａ）は図1におけ
るロードポート部５１，ポッド２，オープナ３および蓋
４部分を拡大した図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）を
ミニエンバイロンメント５２内部側から見た図である。

【００２０】オ−プナ３は、ドア６とマッピングフレー
ム５とを備えている。ドア３はミニエンバイロンメント
開口部１０を塞げる大きさの板状体であって、その面に
は真空吸気孔である保持部１１ａおよび１１ｂが備えら
れている。ドア３がミニエンバイロンメント開口部１０
を塞いだ際にポッド２側に位置する面は蓋４と密着でき
るような平面となっている。ドア６には穴を有する固定
部材４６が取りつけられている。この穴にドアアーム４
２の上端に設けられた枢軸４５が回動可能に貫通するこ
とで固定されている。ドアアーム４２の下端には穴があ
いていて、その穴とドア開閉用駆動装置たるエアー駆動
式のドア開閉用シリンダ３１の一部であるロッド３７の
先端にある穴とに枢軸４０が貫通することにより結合さ
れ、回転可能に支持されている。

【００２１】マッピングフレーム５はミニエンバイロン
メント開口部１０に沿い、かつドア６を囲むように配置
された枠部材からなる構造体である。マッピングフレー
ム５は、その下側の枠部材において長く延びるマッピン
グフレームアーム１２ａおよびマッピングフレームアー
ム１２ｂの上端に取り付けられている。マッピングフレ
ームアーム１２ａおよびマッピングフレームアーム１２
ｂの下端には穴があいていて、その穴とマッピングフレ
ーム駆動装置たるエアー駆動式のマッピングフレーム駆
動用シリンダ３５の一部であるロッド３８の先端にある
穴とに枢軸４４が貫通することにより結合され、回転可
能に支持されている。マッピングフレームアーム１２ａ
およびマッピングフレームアーム１２ｂは荷重を均等に
支える為に、マッピングフレーム５の中心軸に沿って対
称かつ平行に鉛直方向に向かって延在している。マッピ
ングフレームアーム１２ａおよびマッピングフレームア
ーム１２ｂのそれぞれの上端と下端の間にはマッピング
フレームアーム１２ａおよびマッピングフレームアーム
１２ｂのそれぞれに垂直なロッド４７が取り付けられて
いる。支持部材６０には支持部材６０から垂直に延びた
形状の支点支持部たる固定部材３９が配置されている。
固定部材３９は支持部材６０に平行な貫通穴を有してい
る。固定部材３９の貫通穴にはベアリング（不図示）が
配置されていて、ベアリングの外輪が貫通穴の内壁に、
ベアリングの内輪がロッド４７を枢支している。これに
より、ロッド４７は固定部材３９の貫通穴に内包された
状態で支点４１を構成している。この支点４１はマッピ
ングフレーム１２ａおよび１２ｂの支点と、ドアアーム
の支点とを共通的に兼ねた同軸上の支点として構成され
る。すなわち、ドアアーム４２の上端と下端との間には
別の貫通穴が設けられている。この貫通穴にロッド４７
が貫通して支点４１を構成している。シリンダ３１の駆
動によるロッド３７の伸縮でドアアーム４２は支点４１
を中心に回動可能である。ドアアーム４２の支点４１は
昇降が可能な可動部５６に設けられる支持部材６０に固
定されている。ドア６は保持ポート１１ａおよび１１ｂ
を有していて、ポッド２の蓋４を真空吸着で保持でき
る。ドアアーム４２はミニエンバイロンメント開口部１
０にドア６を押し付けている際（以下、待機状態とよ
ぶ）にはほぼ鉛直方向になるように配置され、ドアアー
ム４２を回転させることによりドア６がミニエンバイロ
ンメント５２の壁面から離れる方向に移動する。マッピ
ングフレーム駆動用シリンダ３５の駆動によるロッド３
８の伸縮でマッピングフレームアーム１２は支点４１を
中心に回動可能である。すわなち、マッピングフレーム
アーム１２も昇降が可能な可動部５６に設けられる支持
部材６０に固定されている。マッピングフレーム５は、
ドア６が待機状態にある際には、ミニエンバイロンメン
ト５２の壁面から斜めに離れるように配置されている。
すなわち、この状態ではマッピングフレームアーム１２
ａおよびマッピングフレームアーム１２ｂとはドアアー
ム４２に対してある角度を持つように斜めになった状態
で支持されていて、マッピングフレーム５の上部はミニ
エンバイロンメント５２の壁面から一定の距離だけ離れ
ている。一方、この待機状態からマッピングフレーム５
がミニエンバイロンメント５２の壁面に当接する方向に
マッピングフレームアーム１２ａおよびマッピングフレ
ームアーム１２ｂとを回転させると、マッピングフレー
ム５はミニエンバイロンメント５２の壁面にほぼ当接す
る。マッピングフレーム５の上部に配置されている枠部
材には、センサ支持棒１３ａとセンサ支持棒１３ｂとが
ミニエンバイロンメント５２の壁面側に向かって突出す
るように固定されている。センサ支持棒１３ａとセンサ
支持棒１３ｂのそれぞれの先端には第１の透過式センサ
たる透過式センサ９ａおよび９ｂとが互いに対向するよ
うに取り付けられている。

【００２２】半導体ウェーハ処理装置５０には、オープ
ナ３を昇降させるための可動部５６が設けられている。
図３（ａ）は、オープナ３の可動部５６をロードポート
部５１側から見た図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の
矢視Ｘを示した図である。可動部５６は鉛直方向に昇降
を行う為のエアー駆動式のロッドレスシリンダ３３と支
持部材６０とを備え、ポッド２より空気流の下流となる
ようにポッド２の下面より下方に配置されている。支持
部材６０には固定部材３９とエアー駆動式のシリンダ３
１とシリンダ３５とが取り付けられている。可動部５６
はロードポート部５１側に設けられていて、仕切り５５
に設けられた長穴５７からドアアーム４２およびマッピ
ングフレームアーム１２ａおよびマッピングフレームア
ーム１２ｂによりミニエンバイロンメント５２側のオー
プナ３を支えている。長穴５７は可動部５６の移動方
向、すなわち本実施例の場合には鉛直方向を長手方向と
して設けられている。長穴５７によりミニエンバイロン
メント５２内の清浄度が低下しないように、ロードポー
ト部５１とミニエンバイロンメント５２とはカバー５８
により仕切られている。さらに、オープナ３が下降した
ときのオーバランを防止するためのリミッタ５９が仕切
り５５の下方に設けられている。仕切り５５にはロッド
レスシリンダ３３とガイド６１ａとガイド６１ｂとが長
穴５７に沿って設けられている。可動部５６はロッドレ
スシリンダ３３によりガイド６１ａとガイド６１ｂに沿
って昇降を行う。可動部５６の横にはロッドレスシリン
ダ３３に沿ってセンサードグ７が備えられている。

【００２３】センサードグ７はロッドレスシリンダ３３
に沿った方向に延びる板状体であって、その長手方向に
は一定間隔で配置した指標手段を有している。本実施例
では指標手段として一定間隔で配置された切り欠きであ
る凹凸部１２を有している。その凹凸の数はポッド内の
ウェーハ配置用棚の段数と対応し、さらにその凹凸は可
動部がある任意の棚に差し掛かった際にかならず一の切
り欠きが対応するように配置されている。センサードグ
７側の可動部５６には横の仕切り５５上に第２の透過式
センサたる透過式センサ８が固定されている。透過式セ
ンサ８のセンサ部はセンサードグ７に設けられた一定の
間隔の切り欠きを備えた凹凸１２を挟むように配置され
ていて、可動部５６の移動に応じてこのセンサードグ７
の凹凸部１２を検出できるようになっている。

【００２４】可動部５６の支持部材６０には透過式セン
サ６２が備え付けられていて，一方、長穴５７の下側付
近の仕切り５５にはリミッタ６４が設けられている。突
出部６２がリミッタ６４を遮光すると可動部５６に停止
信号が発出されオープナ３の全体の動作が停止するよう
になっている。

【００２５】次に、これらの構成に基づいて、どのよう
にウェーハ１のマッピングを行うかについて図２および
図４乃至図６を用いて説明する。なお、図２は待機状
態、図４は蓋４を開閉してマッピングフレーム５が稼動
した状態、図５はウェーハ１のマッピングが完了した状
態、図６はウェーハ１のマッピング完了後にマッピング
フレーム５が待機状態に戻った状態をそれぞれ示した図
である。

【００２６】前の処理工程を終えたポッド２内の棚には
前処理の処理規格を満たしたウェーハ１が収納されてい
る一方、規格を満たさなかったウェーハ１は前処理の段
階で工程から排除されている。ウェーハ１の棚の格段に
はウェーハ１が存在する段と、存在しない段とが混在し
ている。この状態のポッド２が図２に示すようにミニエ
ンバイロンメント５２上の台５３上に載置され、ミニエ
ンバイロンメント開口部１０に近接するように移動す
る。この状態ではオープナ３は待機状態にある。すなわ
ち、ドア開閉用シリンダ３１のロッド３７が最も伸びた
状態であってドアアーム４２は支点４１を中心にドア６
をミニエンバイロンメント開口部１０に押し付けて塞い
でいる状態にある。本実施例では、この状態ではアーム
４２は鉛直方向に立った状態に有る。一方、マッピング
フレーム駆動用シリンダ３５のロッド３８は最も縮んだ
状態にあってマッピングフレームアーム１２ａおよび１
２ｂは支点４１を中心にマッピングフレーム５をミニエ
ンバイロンメント５２の壁面から引き離すように作用し
た状態に有る。すなわち、本実施例ではドアアーム４２
に対してマッピングフレームアーム１２ａおよび１２ｂ
はある角度をもって斜めになった状態である。

【００２７】図４はポッド２がミニエンバイロンメント
開口部１０に近接してドア６が蓋４を保持した状態を示
している。ミニエンバイロンメント開口部１０に近接す
るとポッド２の蓋４はドア６に密着し真空吸引により保
持部１１ａおよび１１ｂからポッド２の蓋４を保持おこ
なう。ドア６が蓋４を保持すると、ドア開閉用シリンダ
３１が働いてロッド３７を縮める。するとドアアーム４
２の端部に設けられた枢軸４０を支持ベース６０側に引
き寄せて、ドアアーム４２は支点４１によって梃の原理
に従ってミニエンバイロンメント開口部１０からドア６
を引き離すように回動してポッド２から蓋４を開放す
る。蓋４が開放された後、マッピングフレームアーム１
２が回動したと仮定したときにマッピングフレーム５の
上端がミニエンバイロンメント開口部１０の位置に入る
位置まで可動部５６がわずかに下降する。この下降が終
了後、マッピングフレームアーム１２が実際に回動を開
始する。すなわち、マッピングフレーム駆動用シリンダ
３５のロッド３８が伸びてマッピングフレーム５がミニ
エンバイロンメント開口部１０の周囲にほぼ当接するま
でマッピングフレームアーム１２が回動する。すると、
マッピングフレーム５の上側に取り付けられている透過
式センサ９がミニエンバイロンメント開口部１０から外
に出てポッド２内に挿入される。この時点で、透過式セ
ンサ９ａおよび透過式センサ９ｂは図８に示すような従
来例の透過式センサ９と同じように、透過式センサ９ａ
と透過式センサ９ｂとを結ぶ直線上にウェーハ１が位置
し検出空間を構成する。

【００２８】この状態で可動部５６が鉛直方向に移動す
るとマッピングが実行される。しなわち、オープナ３は
ロッドレスシリンダ３３により、図５に示した位置まで
下降する。透過式センサ９ａと９ｂは可動部５６および
オープナ３と共にウェーハ１の面に対して垂直方向に下
降するので、ウェーハ１が棚の段に存在するときには透
過式センサ９ａから発せられた光を遮り、一方ウェーハ
１が棚の段から欠落しているときには、透過式センサ９
ａの光は遮られない。透過式センサ９ｂがウェーハ１に
より遮られたときに非透過信号を発し透過式センサ９ｂ
がウェーハ１により遮られないときに透過信号を発する
ようにしておけば、非透過信号が検知されているときに
はウェーハ１が存在すると判断でき、透過信号が検知さ
れているときはウェーハ１が欠落していると判断でき
る。さらに、以下に説明するようにこれにウェーハ１の
位置の信号をも加味して総合判断をおこなう。

【００２９】透過式センサ８のセンサ部はセンサードグ
７に設けられた一定の間隔の切り欠きを備えた凹凸１２
を挟むように配置されているので、可動部５６が下降す
る際に透過式センサ８も共に下降してセンサードグ７の
凹凸１２を検出する。このとき、透過式センサ８が凹部
を通過するときには透過式センサ８は遮光されずに透過
信号を発し、凸部を通過したときには透過式センサ８が
遮光されて非透過信号を発するようになっている。従っ
て、透過式センサ９ａと９ｂがポッド２内の棚の各段を
通過する時点と透過式センサ８が凹部を通過する時点と
が対応するようにセンサードグ７の凹凸１２を予め設定
しておけば、透過透過式センサ８が検出する透過・非透
過の信号は、透過式センサ９が実際に通過する棚の段の
信号を示すことになる。これと透過式センサ９ａがウェ
ーハ１により遮光する結果検出される透過・非透過の信
号の検出結果と比較して、透過式センサ８が棚の段に対
応する信号を検知したときに透過式センサ９ａが遮光さ
れればウェーハ１はその棚段に存在したと判断でき、一
方、その時透過式センサ９ａが遮光されなければその棚
段にはウェーハ１が欠落していたと判断できる。すべて
のウェーハ１に対してこれを繰り返し、図５に示すオー
プナ３のマッピング終了位置に至って、マッピング動作
を完了する。

【００３０】その後、マッピングフレーム開閉シリンダ
３５のロッド３８を再度縮めるとマッピングフレームア
ーム１２が回動してマッピングフレーム５がミニエンバ
イロンメント開口部１０から離れるように移動する。ロ
ッド３８が最も縮まったところでマッピングフレーム５
の移動が完了する。そして可動部５６が最下点まで移動
をし、蓋４の開放とともにウェーハ１のマッピングを行
う一連の動作を完了する。この状態が図５に示す状態で
ある。

【００３１】上記説明したとおり、透過式センサ９ａと
９ｂをマッピングフレームに固定して、マッピングフレ
ーム５を回動させる手段であるマッピングフレームアー
ム１２およびマッピングフレーム駆動用シリンダを設
け、さらにこれらの装置をミニエンバイロンメント開口
部１０から十分に離れた可動部５６に設けたことにより
透過式センサの展開動作を行う装置をウェーハ１付近に
設ける必要がなくなった。

【００３２】また、センサードグ７と透過式センサ８と
を利用することにより、ポッド２内の棚の段に対応した
同期信号を容易に発生させることができるため、ドライ
ブモータを駆動装置に使用せずとも、ウェーハ１の正確
なマッピングが可能となる。このようにセンサードグ７
を利用すれば、信号を発生することのできないエアー駆
動式シリンダをウェーハ１のマッピングに利用すること
ができる。

【００３３】なお、本実施例では、棚の各段は鉛直方向
に並ぶように配置され、可動部５６は鉛直方向に昇降
し、マッピングフレーム５はミニエンバイロンメント開
口部１０に沿ってかつドア６を囲むように配置された枠
部材からなる構造体としているが、棚の各段の並ぶ方向
と可動部５６の移動する方向がほぼ同一であって透過式
センサ９が可動部５６の移動の始点側に一対の透過式セ
ンサ９のそれぞれを結ぶ線が該棚の段に載置された半導
体ウェーハを横切るように一対の透過式センサ９を配置
可能な部材をマッピングフレーム５が有する限り同一の
効果を奏する。つまり、マッピングフレームは本実施例
のように棚の各段は鉛直方向に並ぶように配置され、可
動部５６が鉛直方向に昇降する場合には、一対の透過式
センサ９のそれぞれを結ぶ線が該棚の段に載置された半
導体ウェーハを横切るようにドアの上側に一対の透過式
センサ９を配置できれば同様の効果を奏する。また、本
実施例ではドアアーム４２の支点とマッピングフレーム
５の支点とを支点４１により共通しているが、両者を別
の支点としても同様の効果を奏する。すなわち、ドアア
ーム４２上に設ける第１の支点とマッピングフレーム上
に設けられる第２の支点として異なる支点を備えても本
願発明と同様の効果を奏する。なお、本実施例では、可
動部５６と、支点４１，ドア開閉用シリンダ３１および
マッピングフレーム駆動用シリンダ３５と一体化してい
るが、本発明の効果を得る上で必ずしも一体化する必要
はない。これらの機構がポッド２に対して空気流の下流
に配置される限り、同様の効果を奏する。

【００３４】（実施例２）なお、実施例１において、固
定部材３９の貫通穴の両端部にはロッド４７が貫通する
ような状態で磁性流体シールを配置することで、回動部
から発生する塵を外に出すことを防いでさらに塵による
汚染を防ぐことができる。実施例２として、以下説明す
る。固定部材３９の貫通穴の両端部にはロッド４７が貫
通するような状態で磁性流体シール４８ａおよび４８ｂ
が取り付けられている。磁性流体シール４８ａおよび磁
性流体シール４８ｂはそれぞれが環状の薄い２つの板
と、その板の間に磁性体（たとえば、フェライト磁石）
を挟んだ構造である。さらに、この板の間に磁性流体を
挟むと、このフェライト磁石の磁力によりこの磁性流体
がこの板の間に保持され、また保持された磁性流体はシ
ールすべき対象物との隙間に表面張力で保持される。こ
の結果、磁性流体シールには強制的に磁性流体の膜が形
成させてシール達成するものである。本装置ではロッド
４７の周表面と磁性流体シール４８ａおよび４８ｂとの
間に磁性体を含むオイルの膜が出来るように配置されて
いる。これにより、支点４１を構成する回転軸たるロッ
ド４７から発生する塵を防止することができる。なお、
実施例２は、実施例１に適用することが可能なことは言
うまでもなく、マッピングフレーム５やドア６の開閉の
為の支点４１みならず、回動する部分全般に適用するこ
とができる。従って、該半導体ウェーハ処理装置内には
装置の上部から下部に向かう空気流があること、該第１
の支点および該第２の支点はポッドの下面より下側に位
置することに拘わらず、回動する部分全般に磁性流体シ
ールを適用することができる。

【００３５】

【発明の効果】本発明により、以下の効果が実現でき
る。 （１）ウェーハ１を検知するための透過式センサ９を固
定したマッピングフレーム５をドア６の開閉機構とは別
にミニエンバイロンメント開口部１０に近づけたり離し
たりすることのできる駆動装置を設けることにより、透
過式センサ９を展開収納するための装置をウェーハ１に
近接して配置する必要がない。特に、可動部５６をポッ
ド２に対して空気流の下流に配置したことにより、支点
４１，ドア開閉用シリンダ３１およびマッピングフレー
ム駆動用シリンダ３５をもポッド２に対して空気流の下
流に配置したことができる。それにより塵の発生源とな
る機構をすべてポッド２よりも空気流の下流に配置でき
る。さらにそれにより、透過式センサ９を展開収納動作
時に透過式センサ９を展開収納するための装置から発生
する塵がウェーハ１を汚染することも防ぐことができ
る。 （２）半導体ウェーハ等の処理装置において、密閉され
たポッド２の蓋４の開放動作によりポッド２内のウェー
ハ１の欠落を同時にマッピングすることができるので、
ウェーハ１の他の処理工程と検出工程が輻輳せずに効率
的にマッピングを行うことができる。 （３）ポッド２の蓋４の開閉動作において、パルス信号
等の電気信号を発生するモータ等を利用する駆動装置を
使用せずにエアー駆動式シリンダにより開閉動作を行っ
てもセンサードグ７を用いることにより棚段の信号を得
ることができる。従って、蓋４をポッド２に密閉させる
ことが必要な場合にも、高い密閉性が得られるエアー駆
動式の駆動装置を選択できる。 （４）磁性流体シールをマッピングフレームの回動部支
点またはドア開閉機構の支点に配置することで回動部か
ら発生する塵が排出されるのを防ぐことが可能となり、
高い清浄度を保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明および従来の発明が適用される一般的な
半導体ウェーハ処理装置の全体図である。

【図２】本実施例におけるオープナ付近を拡大した図で
ある。ここで、図２（ａ）はその側面図であり、図２
（ｂ）は当該箇所をミニエンバイロンメント内側から見
た図である。

【図３】実施例１におけるオープナの可動部を示した図
である。ここで図３（ａ）は可動部をロードポート側か
ら見た正面図であって、図３（ｂ）は図３（ａ）を側面
から見た図である。

【図４】ウェーハのマッピングのシーケンスを示した一
の図であって、マッピング準備が完了した際の状態を示
した図である。

【図５】ウェーハのマッピングのシーケンスを示した一
の図であって、マッピング動作が完了した際の状態を示
した図である。

【図６】ウェーハのマッピングのシーケンスを示した一
の図であって、マッピングおよび蓋の開放動作の全てが
完了した際の状態を示した図である。

【図７】従来例のオープナ付近を拡大した図である。こ
こで、図２（ａ）はその側面図であり、図２（ｂ）は当
該箇所をミニエンバイロンメント内側から見た図であ
る。

【図８】従来例の透過式センサ部の詳細を示した図であ
る。

【図９】従来例の透過式センサを備えたマッピングフレ
ームの動作の詳細を示した図である。

【符号の説明】

１ ウェーハ ２ ポッド ３ オープナ ４ 蓋 ５ マッピングフレーム ６ ドア ７ センサードグ １０ ミニエンバイロンメント開口部 ８，９ 透過式センサ ５０ 半導体処理装置 ５１ ロードポート ５２ ミニエンバイロンメント

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮嶋 俊彦 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 Ｆターム(参考） 5F031 CA02 DA08 EA14 GA25 GA36 GA47 GA49 JA05 JA13 JA14 JA23 JA32 JA36 LA15 MA15 NA02 NA10 NA16 NA18

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口を有し、鉛直方向に並んだ複数の段
   のそれぞれに半導体ウェーハが載置可能な棚を有する本
   体と該本体から分離可能であって該開口を塞ぐ蓋とを備
   えるポッドが半導体ウェーハ処理装置に固定された際
   に、該棚の各段の半導体ウェーハの存否を検出するウェ
   ーハマッピング装置であって、 該蓋を保持可能なドアと、一端が該ドアにとりつけら
   れ、第１の支点を中心にドア開閉用駆動装置により枢動
   可能に支持されるドアアームとを備える蓋開閉ユニット
   と、 一対の透過式センサを有するマッピングフレームと、一
   端がマッピングフレームにとりつけられ、第２の支点を
   中心にマッピングフレーム駆動装置により回転可能に支
   持されるマッピングフレームアームとを備えるマッピン
   グフレームと、 該ドア開閉用駆動装置と該マッピングフレーム駆動装置
   と該第１の支点および該第２の支点を支持する支点支持
   部とを備え、該半導体処理装置に対してドア開閉用駆動
   装置と該マッピングフレーム駆動装置と該支点支持部と
   を前記鉛直方向に移動可能な可動部と、 該ドアが該蓋を保持し前記ドア開閉用駆動装置の駆動に
   より該ドアアームが該支点中心に回動して該ポッドから
   該蓋を分離した後に、前記マッピングフレーム駆動装置
   の駆動により該マッピングフレームが該支点中心に回動
   することで前記一対の透過式センサが該開口から該ポッ
   ド内に挿入され、 該可動部が移動することにより該一対の透過式センサの
   それぞれを結ぶ線が前記段に載置された半導体ウェーハ
   を横切ることを特徴とするウェーハマッピング装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のウェーハマッピング装
   置であって、 該半導体ウェーハ処理装置内には装置の上部から下部に
   向かう空気流があって、 該第１の支点および該第２の支点はポッドの下面より下
   側に位置することを特徴とするウェーハマッピング装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１乃至２に記載のウェーハマッピ
   ング装置であって、 該マッピングフレームアームは水平方向に延びるロッド
   を備え、 該支点支持部は水平方向に延びる貫通孔を備え、 該ロッドが該貫通孔を貫通することにより該第２の支点
   が構成され、 該貫通孔の両端部のロッドには磁性流体シールを備えて
   いることを特徴とするウェーハマッピング装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３に記載のウェーハマッピ
   ング装置であって、 該第１の支点と該第２の支点とは同軸であることを特徴
   とするウェーハマッピング装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４に記載のウェーハマッピ
   ング装置であって、さらに、 一定間隔で配置した指標手段を有するセンサードグと、 該指標手段を挟むように配置される第２の透過式センサ
   とを備える該ウェーハマッピング装置。