JP2003273190A - 真空処理装置、ゲ−トバルブ、および欠落被搬送体の検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 欠落部分を有する被搬送体を検出し得る真空
処理装置、同被搬送体の検出センサーを備えたゲートバ
ルブ、同被搬送体の検出方法を提供すること。 【解決手段】 真空処理装置の搬送室１０とスパッタ室
１３を接続するゲ−トバルブの弁体の天井開口部にガラ
ス窓を介して１７個のユニットセンサー４３からなる反
射型光センサー４１をセットする。反射型光センサー４
１は投光部４４と受光部４５を備えた１７個のユニット
センサー４３がウェーハＷの搬送方向と直角な幅方向に
並ぶラインセンサーであり、その直下を通過するウェー
ハＷの先端から後端までの間、各ユニットセンサー４３
を同期させて１ミリ秒の周期で投光部４４からウェーハ
Ｗで反射されて受光部４５で受光される光をカウント
し、ユニットセンサー４３毎のカウント値から形成され
る受光パターンを正常ウェーハの同様な受光パターンと
比較して欠落部分の有無を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空処理装置、ゲ
−トバルブ、および欠落被搬送体の検出方法に関するも
のであり、更に詳しくは、欠落被搬送体を検出し得る真
空処理装置、欠落被搬送体の検出センサーを備えたゲー
トバルブ、および検出センサーによる欠落被搬送体の検
出方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、枚葉型の真空処理装置において
は、中央の多角形状の搬送室の周囲にそれぞれゲートバ
ルブを介してローディング室、複数の処理室、アンロー
ディング室が接続されており、搬送室に設置された搬送
ロボットによってローディング室から搬送室へ搬入され
たウェーハが一つの処理室へ挿入され処理された後、搬
送室へ引き出され、次の処理のために搬送室から他の処
理室へ搬送することが行われ、最終的に搬送室へ引き出
されたウェーハはアンローディング室を経て系外へ搬出
されるように構成されている。そして、ウェーハに既に
存在する内部ストレスや、処理プロセスで付加される外
部ストレス（例えば処理室の一つであるスパッタ室にお
いてホットプレート上で加熱されることによる熱ストレ
スや、スパッタ粒子が衝突することによる衝撃ストレ
ス）によって割れを生じ、部分的に欠落する場合があ
る。そのほか、処理室内ではウェーハを静電チャック方
式によってホットプレートに固定することが多いが、固
定を開放した後の残留電荷によるホットプレートへの貼
り付きも搬送ロボットによるピックアップ時に生ずる割
れの原因になる。また極めて稀であるが、搬送中におけ
るウェーハ同志の衝突や搬送ロボットからの転落によっ
て割れる場合もある。

【０００３】そして、割れによって欠落部分を生じた欠
落ウェーハを搬送することによって搬送トラブルが発生
するほか、割れたウェーハがスパッタ室へ搬入されてス
パッタされると、また、スパッタ処理中にウェーハに割
れが発生すると、ウェーハが載置されたステージ面のウ
ェーハ欠落部分に相当する箇所にスパッタ膜が形成され
るので、以降はステージ面での均一な加熱が不能にな
る。そしてこれらのトラブルに伴う製品不良を生じた
り、系を正常な状態に戻すために真空処理装置の運転を
停止しメンテナンスを施すことによって稼動率の低下を
招いて、多大の損出を蒙るようになる。

【０００４】上記のような系において、欠落部分を有す
る欠落ウェーハを検出するために、従来の真空処理装置
には三点式センサーセットが使用されている。図１９は
部分省略した従来の枚葉式の真空処理装置１００の平面
図であり、真空処理装置１００は中央部に搬送ロボット
１３１の設置された六角形の搬送室１１０が設けられ、
その外周の六辺にはゲートバルブ１２０を介して処理室
１１３、処理室１１４、および外部との間でウェーハを
搬入、搬出するためのローディング室１１１、アンロー
ディング室１１６が配置されている。そして、図１９は
水平面内で回転可能とされた搬送ロボット１３１が屈曲
して伸縮するアーム１３３の先端側に取り付けられたハ
ンド（ピックアップ）１３４にウェーハＷを載置して、
処理室１１３と対向している状態を示し、搬送室１１０
と処理室１１３との間でウェーハＷが搬出入される。

【０００５】図１９において、正三角形の隅部に相当す
る位置にハッチングして描かれている小さい３個の丸印
ｐ、ｑ、ｒは、搬送室１１０の天井部に設けられた欠落
ウェーハ検出用の光透過型の三点センサーセットの投光
部ｐ、ｑ、ｒであり、ハンド１３４が投光部ｐ、ｑ、ｒ
からの光の障害とならない位置に設けられている。そし
て、搬送室１１０の底部の図示されていないそれぞれの
受光部に向けて投光され、投光部ｐ、ｑ、ｒと対応する
受光部との間に存在するウェーハＷに付いて、投光部
ｐ、ｑ、ｒの直下となる位置に存在する欠落部分が検出
される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、上述の三
点式センサーセットによるウェーハＷの欠落部分の検出
方法には次に示すような問題点がある。 １）投光部ｐ、ｑ、ｒに対応する箇所に欠落部分が存在
する場合には、その欠落部分は検出されるが、それ以外
の箇所に存在する欠落部分は検出されず、ウェーハＷの
全体を確認できない。 ２）処理室１１３と隣接する処理室１１４との間は狭い
が、処理室１１４に付いても一点鎖線で示すように搬送
ロボット１３１が対向する位置に回転され、搬送室１１
０と処理室１１４との間でウェーハＷが搬出入されるの
で、本来ならば搬送室１１０の天井側に投光部ｐ’、
ｑ’、ｒ’からなる三点式センサーセットを設置すべき
であるが、投光部ｒと投光部ｐ’との位置が重なるため
に、三点式センサーセットを取り付けることはできな
い。 上記のようなことが原因となって、三点式センサーセッ
トが使用されている真空処理装置１００の欠落ウェーハ
の検出率は５０〜６０％にとどまっている。これらの問
題を解決するために、ウェーハＷに割れを生じた時点で
例えば発生音を捉える等の方法は不確実性が大であり、
割れを生じた後にウェーハＷの全体をＣＣＤカメラで撮
像する方法は割れを明確に把握し得るが、ＣＣＤカメラ
が極めて高価であること、長い焦点距離を要すること等
から装置コストを大幅に上昇させるという点で採用し難
い。

【０００７】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、製造
プロセスにおいて搬送されている多数の被搬送体の中か
ら欠落部分を有する欠落被搬送体をほぼ完全に検出し得
る真空処理装置、同被搬送体の検出センサーを備えたゲ
−トバルブ、および同被搬送体の検出方法を提供するこ
とを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題は請求項１、
請求項１１、または請求項２０の構成によって解決され
るが、その解決手段を説明すれば、次の如くである。

【０００９】請求項１の真空処理装置は、ゲートバルブ
を介して第一室と第二室とが設置されており、第一室と
第二室との間で被搬送体が搬送される真空処理装置にお
いて、ゲートバルブが開とされて搬送される被搬送体に
対し、被搬送体の搬送方向と直角な方向に被搬送体の幅
と同等以上の幅で、被搬送体の面とほぼ平行な投光線ま
たは投光面を形成するように配列された多数個のユニッ
トセンサーからなる光センサーの少なくとも投光部がゲ
ートバルブの弁箱の開口を覆う透明窓を介して取り付け
られている装置である。このような真空処理装置は、欠
落部分を有する欠落被搬送体が例えば第二室へ搬入され
る前に欠落被搬送体を検出することができるので、欠落
被搬送体が第二室へ搬入され処理されることを回避する
ことができ、そのまま第二室で処理された場合に誘起さ
れる第二室の処理条件変化による製品不良や、第二室を
元の状態に復帰させるためのメンテナンス作業を行うこ
とによる稼動率の低下を招かない。

【００１０】請求項１に従属する請求項２の真空処理装
置は、第一室が搬送室、第二室が処理室であり、被搬送
体が半導体のウェーハである真空処理装置である。この
ような真空処理装置は、欠落部分を有する欠落ウェーハ
を高い確率で検出することができ、その都度、装置を停
止して対処することができるので、ロット単位で処理さ
れることの多いウェーハを欠落ウェーハが存在するまま
処理を続けてロット全体が製品不良となるような損失を
回避することができる。

【００１１】請求項２に従属する請求項３の真空処理装
置は、光センサーがウェーハの正常部分からの反射光を
受光し、欠落部分からは反射光を受光しないことによっ
て欠落部分を有する欠落ウェーハを検出する反射型光セ
ンサーであり、通過するウェーハの上方となる弁箱の上
部開口に透明窓を介して投光部と受光部が取り付けられ
ている装置である。このような真空処理装置は、弁体を
弁箱内から下方へ移動させて開とするゲートバルブを採
用することができ、搬送室が多角形状であり、その外周
辺にゲートバルブを介して処理室が密に配置される場合
にも、弁体の移動に立体的な障害を生じないほか、弁箱
の上部に反射型光センサーを無理なく配置することがで
きる。

【００１２】請求項３に従属する請求項４の真空処理装
置は、ユニットセンサーの投光端部および受光端部が光
ファイバーで構成されている装置である。このような真
空処理装置は、配列の単位長さ当りのユニットセンサー
の密度を高め得るほか、光ファイバーがフレキシブルで
あるため設定位置でのメンテナンス作業が容易であり、
かつ、光センサーが真空処理装置自体の熱や磁気の影響
を受けず、欠落ウェーハの検出精度を一層高めることが
できる。

【００１３】請求項３に従属する請求項５の真空処理装
置は、相互に波長の異なる投光部と受光部を有するユニ
ットセンサーが隣接して配置されている装置である。こ
のような真空処理装置は、一つのユニットセンサーの投
光部からの光が隣接するユニットセンサーの受光部で受
光されることによって生ずる誤りを回避することができ
る。

【００１４】請求項３に従属する請求項６の真空処理装
置は、ゲ−トバルブの弁体中の、反射型光センサーから
の投光を反射させる面が低反射面とされている装置であ
る。このような真空処理装置は、反射型光センサーが弁
体の移動を被搬送体の搬送とする誤認、誤認に伴う誤作
動を予防することができる。

【００１５】請求項３に従属する請求項７の真空処理装
置は、反射型光センサーが一般的なゲートバルブのメン
テナンス用開口の蓋板を交換して取り付けた透明窓付き
蓋板の透明窓を介して取り付けられている装置である。
このような真空処理装置は、従来の既設真空処理装置の
簡易な改造によるものであることを可能ならしめる。

【００１６】請求項３に従属する請求項８の真空処理装
置は、反射型光センサーの取り付け部材が位置決めボル
トによって固定されている装置である。このような真空
処理装置は、メンテナンスに際し取り外された反射型光
センサーの再取り付け時における組み立て精度の保持、
再現を容易化させる。

【００１７】請求項３に従属する請求項９の真空処理装
置は、幅方向に配列された多数個のユニットセンサーの
中のウェーハの搬送方向の直径の上方に位置させる中央
位置ユニットセンサーが通過するウェーハの先端を検知
することにより、ユニットセンサーの全てにおいて投光
部から投光されウェーハで反射されて受光部で受光され
る光を極短い一定の周期で好ましくは同期させてカウン
トを開始し、中央位置ユニットセンサーがウェーハの後
端を検知することにより受光のカウントを停止し、蓄積
されたユニットセンサー毎のカウント値によって形成さ
れる受光パターンを正常ウェーハの同様な受光パターン
と比較して欠落部分の有無を判定する高速演算部を具備
している装置である。このような真空処理装置は、ゲー
トバルブ内を通過するウェーハについて欠落部分の有無
を瞬時に高精度で判定することができる。

【００１８】請求項３に従属する請求項１０の真空処理
装置は、中央位置ユニットセンサーが検知し得ないウェ
ーハを、搬送室に設置されたポジションセンサーが検知
する場合には、そのウェーハは欠落ウェーハとして判定
される装置である。このような真空処理装置は、ウェー
ハが搬送方向の直径に沿って二つ割れしたものであっ
て、ゲートバルブの中央位置ユニットセンサーが当該ウ
ェーハを検知しない場合にも、搬送室のポジションセン
サーはそのウェーハを検知することができ、中央位置ユ
ニットセンサーが不能な検知を救済することができる。

【００１９】請求項１１のゲートバルブは、被搬送体が
搬送される真空処理装置の第一室と第二室との間に介装
されるゲートバルブにおいて、ゲートバルブが開とされ
て通過する被搬送体に対し被搬送体の搬送方向と直角な
幅方向に被搬送体の幅と同等以上の幅で被搬送体の面に
ほぼ平行な投光線または投光面を形成するように配列さ
れた多数個のユニットセンサーからなる光センサーの少
なくとも投光部がゲートバルブの弁箱の開口に透明窓を
介して取り付けられているバルブである。このようなゲ
ートバルブは、欠落部分を有する欠落被搬送体が例えば
第二室へ搬入される前に欠落被搬送体を検出することが
できるので、欠落被搬送体が第二室へ搬入され処理され
ることを回避することができ、そのまま第二室で処理さ
れた場合に誘起される第二室の処理条件変化による製品
不良や、第二室を元の状態に復帰させるためのメンテナ
ンス作業を行うことによる稼動率の低下を招かない。

【００２０】請求項１１に従属する請求項１２のゲート
バルブは、第一室が搬送室、第二室が処理室であり、被
搬送体が半導体のウェーハである場合のゲートバルブで
ある。このようなゲートバルブは、欠落ウェーハを高い
確率で検出することができ、その都度、装置を停止して
対処することができるので、ロット単位で処理されるこ
との多いウェーハを欠落ウェーハが存在するまま処理を
続けてロット全体が製品不良となるような損失を回避す
ることができる。

【００２１】請求項１２に従属する請求項１３のゲート
バルブは、光センサーが、ウェーハの正常部分からの反
射光を受光し欠落部分からは反射光を受光しないことに
よって欠落部分を検出する反射型光センサーであり、通
過するウェーハの上方となる弁箱の上部開口に透明窓を
介して投光部と受光部が取り付けられているバルブであ
る。このようなゲートバルブは、弁体を弁箱内から下方
へ移動させて開とするゲートバルブを採用することがで
き、搬送室が多角形状であり、その外周辺のそれぞれに
ゲートバルブを介して処理室が密に配置される場合に
も、弁体の移動に立体的な障害を生じないほか、弁箱の
上部に反射型光センサーを無理なく配置することができ
る。

【００２２】請求項１３に従属する請求項１４のゲート
バルブは、ユニットセンサーの投光端部および受光端部
が光ファイバーで構成されているバルブである。このよ
うなゲートバルブは、配列の単位長さ当りのユニットセ
ンサーの密度を高め得るほか、光ファイバーがフレキシ
ブルであるため設定位置でのメンテナンス作業が容易で
あり、かつ、光センサーが真空処理装置自体の熱や磁気
の影響を受けず、欠落ウェーハの検出精度を一層高める
ことができる。

【００２３】請求項１３に従属する請求項１５のゲート
バルブは、相互に波長の異なる投光部と受光部を有する
ユニットセンサーが隣接して配置されているバルブであ
る。このようなゲートバルブは、一つのユニットセンサ
ーの投光部からの光が隣接するユニットセンサーの受光
部で受光されることによって生ずる誤りを回避すること
ができる。

【００２４】請求項１３に従属する請求項１６のゲート
バルブは、ゲ−トバルブの弁体中の、反射型光センサー
からの投光を反射させる面が低反射面とされているバル
ブである。このようなゲートバルブは、反射型光センサ
ーが弁体の移動を被搬送体の搬送とする誤認、誤認に伴
う誤作動を予防することができる。

【００２５】請求項１３に従属する請求項１７のゲート
バルブは、反射型光センサーが一般的なゲートバルブの
メンテナンス用開口の蓋板を交換して取り付けた透明窓
付き蓋板の透明窓を介して取り付けられているバルブで
ある。このようなゲートバルブは、従来のゲートバルブ
の簡易な改造によって反射型光センサーを取り付けるこ
とを可能にする。

【００２６】請求項１３に従属する請求項１８のゲート
バルブは、反射型光センサーを構成する各部材が位置決
めボルトによって固定されているバルブである。このよ
うなゲートバルブは、メンテナンスに際し取り外された
反射型光センサーの再取り付け時における組み立て精度
の保持、再現を容易化させる。

【００２７】請求項１３に従属する請求項１９のゲート
バルブは、幅方向に配列された多数個のユニットセンサ
ーの中のウェーハの搬送方向の直径の上方に位置させる
中央位置ユニットセンサーが通過するウェーハの先端を
検知することにより、ユニットセンサーの全てにおいて
投光部から投光されウェーハで反射されて受光部で受光
される光を極短い一定の周期で好ましくは同期させてカ
ウントを開始し、中央位置ユニットセンサーがウェーハ
の後端を検知することにより受光のカウントを停止し、
蓄積されたユニットセンサー毎のカウント値によって形
成される受光パターンを正常ウェーハの同様な受光パタ
ーンと比較して欠落部分の有無を判定する高速演算部を
具備しているバルブである。このようなゲートバルブ
は、ゲートバルブ内を通過するウェーハについて欠落部
分の有無を瞬時に高精度で判定することができる。

【００２８】請求項１３に従属する請求項２０のゲート
バルブは、中央位置ユニットセンサーが全く検知しない
ウェーハを搬送室に設置されたポジションセンサーが検
知する場合に、当該ウェーハは欠落ウェーハと判定され
るバルブである。このようなゲートバルブは、ウェーハ
が搬送方向の直径に沿って二つ割れしたようなものであ
って、中央位置ユニットセンサーが当該ウェーハを検知
し得ない場合にも、搬送室のポジションセンサーは検知
することができ、中央位置ユニットセンサーが不能な検
知を救済することができる。

【００２９】請求項２１の欠落被搬送体の検出方法は、
ゲートバルブを介して接続された真空処理装置の第一室
と第二室との間を搬送される欠落部分を有する欠落被搬
送体の検出方法において、 ゲートバルブが開とされて
通過する被搬送体に対し、被搬送体の搬送方向と直角な
幅方向に被搬送体の幅と同等以上の幅で被搬送体の面と
ほぼ平行な投光線または投光面を形成するように配列さ
れた多数個のユニットセンサーからなり、少なくとも投
光部がゲートバルブの弁箱の開口に透明窓を介して取り
付けられた光センサーによって欠落被搬送体を検出する
検出方法である。このような欠落被搬送体の検出方法
は、欠落部分を有する欠落被搬送体が例えば第二室へ搬
入される前に欠落被搬送体を検出することができるの
で、欠落被搬送体が第二室へ搬入され処理されることを
回避することができ、そのまま第二室で処理された場合
に誘起される第二室の処理条件変化による製品不良や、
第二室を元の状態に復帰させるためのメンテナンス作業
を行うことによる稼動率の低下を招かない。

【００３０】請求項２１に従属する請求項２２の欠落被
搬送体の検出方法は、第一室が搬送室、第二室が処理室
であり、被搬送体が半導体のウェーハである場合の検出
方法である。このような欠落被搬送体の検出方法は、欠
落ウェーハを高い確率で検出することができ、その都
度、装置を停止して対処することができるので、ロット
単位で処理されることの多いウェーハを欠落ウェーハが
存在するまま処理を続けてロット全体が製品不良となる
ような損失を回避することができる。

【００３１】請求項２２に従属する請求項２３の欠落被
搬送体の検出方法は、光センサーとして、ウェーハの正
常部分からの反射光を受光し欠落部分からは反射光を受
光しない反射型光センサーであり、通過するウェーハの
上方となる弁箱の上部開口に透明窓を介して投光部と受
光部が取り付けられたものを使用する検出方法である。
このような欠落被搬送体の検出方法は、弁体を弁箱内か
ら下方へ移動させて開とするゲートバルブを採用するこ
とができ、搬送室が多角形状であり、その外周辺のそれ
ぞれにゲートバルブを介して処理室が密に配置される場
合にも、弁体の移動に立体的な障害を生じないほか、弁
箱の上部に反射型光センサーを無理なく配置することが
できる。

【００３２】請求項２３に従属する請求項２４の欠落被
搬送体の検出方法は、ユニットセンサーとして、投光端
部および受光端部が光ファイバーからなるものを使用す
る検出方法である。このような欠落被搬送体の検出方法
は、単位長さ当りのユニットセンサーの密度を高め得る
ほか、光ファイバーがフレキシブルであるため設定位置
でのメンテナンス作業が容易であり、かつ、光センサー
が真空処理装置自体の熱や磁気の影響を受けず、欠落ウ
ェーハの検出精度を一層高めることができる。

【００３３】請求項２３に従属する請求項２５の欠落被
搬送体の検出方法は、相互に異なる波長の投光部と受光
部を有するユニットセンサーが隣接して配置されたもの
を使用する検出方法である。このような欠落被搬送体の
検出方法は、一つのユニットセンサーの投光部からの光
が隣接するユニットセンサーの受光部で受光されること
によって生ずる誤りを回避することができる。

【００３４】請求項２３に従属する請求項２６の欠落被
搬送体の検出方法は、ゲートバルブの弁体中の、反射型
光センサーからの投光を反射させる面を低反射面とする
検出方法である。このような欠落被搬送体の検出方法
は、反射型光センサーが弁体の移動を被搬送体の搬送と
する誤認、誤認に伴う誤作動を予防することができる。

【００３５】請求項２３に従属する請求項２７の欠落被
搬送体の検出方法は、幅方向に配列された多数個のユニ
ットセンサーの中のウェーハの搬送方向の直径の上方に
位置させる中央位置ユニットセンサーが通過するウェー
ハの先端を検知することにより、ユニットセンサーの全
てにおいて投光部から投光されウェーハで反射されて受
光部で受光される光を極短い一定の周期で好ましくは同
期させてカウントを開始し、中央位置ユニットセンサー
がウェーハの後端を検知することにより受光のカウント
を停止し、蓄積されたユニットセンサー毎のカウント値
によって形成される受光パターンを正常ウェーハの同様
な受光パターンと比較して欠落部分の有無を判定するプ
ロセスを付属の高速演算部によって実行する検出方法で
ある。このような欠落被搬送体の検出方法は、ゲートバ
ルブ内を通過するウェーハについて欠落部分の有無を瞬
時に高精度で判定することができる。

【００３６】請求項２３に従属する請求項２８の欠落被
搬送体の検出方法は、中央位置ユニットセンサーによっ
て検知されないウェーハが搬送室のポジションセンサー
によって検知される場合に、当該ウェーハを欠落ウェー
ハと判定する検出方法である。このような欠落被搬送体
の検出方法は、ウェーハが搬送方向の直径に沿って二つ
割れしたようなものであって、中央位置ユニットセンサ
ーが当該ウェーハを検知しない場合にも、搬送室のポジ
ションセンサーは検知することができ、中央位置ユニッ
トセンサーが不能な検知を救済することができる。

【００３７】

【発明の実施の形態】本発明の真空処理装置は、上述し
たように、ゲートバルブを介して第一室と第二室とが設
置されており、第一室と第二室との間で被搬送体が搬送
される真空処理装置において、ゲートバルブが開とされ
て搬送される被搬送体に対し、被搬送体の搬送方向と直
角な幅方向に被搬送体の幅と同等以上の幅で、被搬送体
の面とほぼ平行な投光線または投光面を形成するように
配列された多数個のユニットセンサーからなる光センサ
ーの少なくとも投光部がゲートバルブの弁箱の開口に透
明窓を介して取り付けられている真空処理装置であり、
上述の光センサーを備えており欠落被搬送体の検出が可
能なゲートバルブであり、その欠落被搬送体の検出方法
である。

【００３８】すなわち、本発明の真空処理装置の要点
は、第一室と第二室との間のゲ−トバルブ内を搬送され
る被搬送体に対し、ゲートバルブの弁箱の開口に透明窓
を介してラインセンサーまたは面センサーを配置するこ
とにより、欠落被搬送体を高精度でかつ迅速に検出する
ことを可能にしたことにある。

【００３９】被搬送体の種類は、割れによって欠落部分
を生ずるものである限りにおいて、特に限定されない。
実施例においては、被搬送体として半導体のウェーハを
取り上げたが、それ以外に、例えばガラス基板であって
もよく、セラミックスの焼結体であってもよい。また真
空処理装置の種類も、ゲートバルブを介して第一室と第
二室とが接続されており被搬送体がゲートバルブ内を通
過して両室間を搬送されるものである限りにおいて、特
に限定されない。実施例においては、中央の多角搬送室
の各外周辺にゲートバルブを介して複数の処理室が配置
された真空処理装置を例示したが、これ以外に、例えば
複数の処理室がそれぞれゲートバルブを介して直線状に
配置された真空処理装置であってもよく、脱ガス室と焼
結室とがゲートバルブを介して接続された真空焼結炉で
あってもよい。

【００４０】例えば第一室である搬送室と第二室である
処理室との間で開とされたゲートバルブ内を搬送室の搬
送ロボットの先端ハンドに支持されて水平に搬送される
ウェーハの中で欠落部分を有する欠落ウェーハを光セン
サーで検出する場合、光センサーは反射型光センサー、
透過型センサーの何れも使用し得るが、少なくとも、投
光部はウェーハの上方となるゲートバルブの弁箱の上部
開口に透明窓を介して設置されることになる。光センサ
ーの投光部の光源としては、通常的には波長０．６μｍ
〜０．７μｍの赤色を発光する連続発振の半導体レーザ
が使用され、対となる受光部も使用する波長において高
い感度を有するフォトトランジスタが使用される。その
ほか赤色以外の可視光線や赤外線を発光する半導体レー
ザーも使用し得る。半導体レーザーによる光センサーは
指向性が高いために投光部からの光の受光部における受
光性を大とすることができる。また、光源としては半導
体レーザーに限られず各種のものが使用され、光として
は紫外線も使用し得る。更には、例えば１ｋＨｚ以上の
高周波数のパルス発振のレーザーであれば連続発振のレ
ーザーに変えて使用することができる。そして、使用す
る透明窓としては、光センサーの光に可視光または赤外
線を使用する場合にはガラス窓が使用されるが、処理室
の雰囲気が許す場合にはメタアクリレート系樹脂等の合
成樹脂窓としてもよく、紫外線を使用する場合には石英
ガラス窓が使用される。

【００４１】そして、反射型光センサー、透過型センサ
ーの何れを使用する場合も、光センサーがウェーハを支
持するハンドをウェーハの一部であると誤認することを
避けることを要する。すなわち、投光部からの光がウェ
ーハの正常部分では反射されてウェーハの上方の受光部
で受光され、欠落部分では反射がなく受光部で受光され
ないことを利用して欠落部分の有無を判定する反射型光
センサーを使用する場合には、ユニットセンサーの対と
なる投光部と受光部はウェーハの搬送方向に並べてセッ
トすることによりケーブル等の付属物の立体的な障害を
避けることができ、ウェーハの幅方向におけるユニット
センサーの配置密度を高くすることができる。また、ハ
ンドが支持するウェーハよりはみ出す部分においてセン
サーの光を反射し、ウェーハと誤認されることを避ける
ために、ハンドの支持面はウェーハとの識別が可能な程
度の低反射面としておくことが必要である。投光部から
の光がウェーハの正常部分では遮られてウェーハ下方の
受光部に受光されず、欠落部分では遮られることなく下
方の受光部で受光されることを利用する透過型光センサ
ーを使用する場合には、ハンドは透明なものであること
を要する。通常、搬送ロボットのハンドはＳＵＳ（ステ
ンレス鋼）、アルミニウムなどの金属によるものが使用
されるので、その場合、ハンドの表面は低反射面として
おくことが望ましい。

【００４２】反射型光センサーを使用する場合、ゲート
バルブの弁体は弁箱内から下方へ移動させて開とするも
のであってもよく、また側方へ移動させて開とするもの
であってもよい。他方、透過型光センサーを使用する場
合には受光部を弁箱の底面側に配置する関係上、弁体は
側方へ移動させて開とするものとなる。更には、反射型
光センサーを使用する場合、後述するように、通過する
ウェーハの先端からの反射光を受光することによって、
ウェーハからの反射光の受光をカウントして欠落部分の
検出が開始されるが、光センサーが開閉される弁体から
の反射光を搬送されてくるウェーハによる反射光と誤認
することを避けるために、光センサーからの投光を反射
させる弁体の面は低反射面としておくことが望ましい。
低反射面とするには、弁体の反射面に直接に例えばショ
ットブラストしてもよく、粗い研磨布で粗面化させても
よい。また、ブラスト処理された低反射面を有する板材
を反射面に取り付けてもよい。

【００４３】光センサーには多数個のユニットセンサー
が被搬送体の搬送方向と直角な幅方向に被搬送体の幅と
同等以上の幅で一列に並んでウェーハの面とほぼ平行な
投光線を形成するもの、すなわち、ラインセンサーが使
用される。ラインセンサー内の多数個のユニットセンサ
ーは等間隔に配置されるが、間隔の大きさは検出しよう
とする欠落部分の大きさによって決められる。すなわ
ち、間隔が大きいと小さい欠落部分の検出は困難にな
り、間隔を小さくするほど小さい欠落部分を検出するこ
とができる。例えば、ウェーハを搬送方向と平行にある
一定間隔でｎ分割し、分割した間隔の中央にそれぞれユ
ニットセンサーが位置するようにｎ個のユニットセンサ
ーを配置する。そして、ｎ個の内の中央のユニットセン
サーは、通過するウェーハの先端と後端を的確に検知し
得るように、ウェーハの搬送方向の直径の上方に配置す
ることが望ましい。

【００４４】ユニットセンサーには投光端部と受光端部
に光ファイバーを使用したものが好適に使用される。反
射型光センサーの場合、ユニットセンサーの投光部と受
光部は搬送方向に向かい合うように配置し、投光部から
投光されウェーハ面で反射された光が効率よく受光部で
受光されるように、投光端部と受光端部は相互に内向き
に傾斜にされてセットされる。プラスチックス類による
被覆で保護された光ファイバーは柔軟でありセット位置
でのメンテナンスが容易であるほか、投光性能や受光性
能が真空処理装置自体の磁気や熱による影響を受けにく
いというメリットもある。

【００４５】光センサーによる欠落ウェーハの検出は次
のようにして行うことができる。搬送ロボットによって
搬送されるウェーハはゲートバルブ内をほぼ一定の速度
で通過するが、上述したように、多数個のユニットセン
サーで中の中央部の１個は、ウェーハの搬送方向の直径
の上方に位置させることを要する。このユニットセンサ
ーを中央位置ユニットセンサーと称するとして、中央位
置ユニットセンサーがウェーハの先端を検知することに
より、全てのユニットセンサーにおいて、投光部から投
光されウェーハの上面で反射されて受光部に至る受光が
高速演算部において極短い一定の周期（例えば１ミリ
秒）で同期してカウントを開始され、その刻々のカウン
トは高速演算部のレジスターに蓄積される。上記のミリ
秒単位でのカウントはウェーハが搬送されることによる
反射点の移動距離を極めて短く分断して欠落部分を検出
するためである。ユニットセンサーの個数が奇数の場合
には配列の真中のユニットセンサーを中央位置センサー
とすることができる。また、ユニットセンサーの個数が
偶数の場合には、中央部の何れか１個のユニットセンサ
ーを中央位置ユニットセンサーとして配列することによ
り目的を達し得る。そのほか偶数の場合、厳密さには欠
けるが、隣接する２個のユニットセンサーの中間がウェ
ーハの搬送方向の直径の上方にあるように配置し、当該
２個のユニットセンサーによる後述のカウント値の平均
値を仮想の中央位置センサーのカウント値とする便法も
採用し得る。

【００４６】そして中央位置ユニットセンサーがウェー
ハの後端を検知することにより全ユニットセンサーでの
受光のカウントが終了される。この時の全ユニットセン
サーにおいて受光のカウントは必ずしも同期させること
を要する訳ではない。そして、得られたユニットセンサ
ー毎のカウント値をユニットセンサーの配列の順に並べ
ることにより当該ウェーハについての受光パターンが形
成されるが、その受光パターンを予め登録されている正
常ウェーハに付いての同様な受光パターンと比較して欠
落ウェーハの検出が行われる。欠落ウェーハは欠落部分
において受光がカウントされないために、それに応じて
受光パターンが崩れるからである。そして、当該ウェー
ハが欠落ウェーハと判定される場合には、そのことを告
知する異常信号が出力される。異常信号が出力された後
は、簡易には真空処理装置の運転を停止し欠落ウェーハ
を取り出して運転を再開するようにしてもよく、また、
搬送室内で欠落ウェーハを一時的に隔離して保存するよ
うにしてもよい。なお、受光のカウントの開始と終了は
中央位置ユニットセンサーによるウェーハの先端と後端
の検知による以外の方法を採用してもよい。勿論、正常
ウェーハの場合には正常であるとする正常信号を出力さ
せてもよい。

【００４７】光センサーには上記のようなラインセンサ
ーのほか、弁箱における取付け場所の面積が許す範囲
で、２本またはそれ以上のラインセンサーを平行に並べ
た面センサーとしてもよく、それぞれのラインセンサー
において欠落部分の検出を行って検出を繰り返すことに
より検出精度の向上が可能になる。そのほか、平行な２
本をずらせて並べ、一方のラインセンサーの２個のユニ
ットセンサーの中間に他方のラインセンサーのユニット
センサーが位置するようにし、これらのユニットセンサ
ーを１本のラインセンサーとして作動させることによ
り、ラインセンサーの単位長さ当りのユニットセンサー
の密度を実質的に高めることができる。

【００４８】そして、光センサーには感度調整の可能な
ものが好適に使用される。ウェーハからの反射光量が小
さい場合には感度を高め、反射光量が大である場合には
感度を低下させて調整される。更には、多数個のユニッ
トセンサーには、波長が異なる少なくとも二種以上のユ
ニットセンサーを使用することが望ましく、整列されて
隣接するユニットセンサーは相互に異なる波長の投光部
と受光部を有するものが組み合わされる。この様な配置
とすることにより、一つのユニットセンサーの投光部か
ら投光されウェーハで反射された光が隣接するユニット
センサーの受光部に到達して受光されることを防ぐこと
ができ、欠落部分が正常部分として誤認されることを防
ぎ得る。使用する光は可視光線に限らず紫外線から赤外
線までの範囲内において適宜選択される。

【００４９】上述したように、受光カウントの開始と終
了を中央位置ユニットセンサーがウェーハの先端と後端
の検知による場合には、例えばウェーハが搬送方向の直
径に沿って二つに分断されていると、中央位置ユニット
センサーはそのウェーハを検知することができず、その
ままではそのウェーハは欠落ウェーハとして認識されな
いことになる。搬送室にはウェーハが処理室から戻さ
れ、搬送ロボットのアームが完全に折り畳まれて処理室
に対向するポジションとなった時にウェーハの存在を確
認するポジショセンサーが設けられているが、上記のよ
うに中央位置ユニットセンサーがウェーハを検知しない
場合に対処するために、中央位置ユニットセンサーによ
って検知されなかったウェーハがポジションセンサーに
よって検知される場合には、当該ウェーハは欠落ウェー
ハとし判定されるようになっている。勿論、多数個のユ
ニットセンサーの内の何れか１個でもウェーハの存在を
検知することにより受光のカウントを開始するような回
路を組むことにより、上記のような検知されないウェー
ハは発生しないが、それによって高速演算部の回路構成
が複雑化してコストを上昇させる。

【００５０】

【実施例】次に、本発明の真空処理装置、ゲ−トバル
ブ、および欠落被搬送体の検出方法を、実施例によって
図面を参照し具体的に説明する。

【００５１】（実施例）図１は枚葉式真空処理装置１の
構成を概略的に示す部分省略平面図であり、図２は図１
に［２］−［２］線方向の断面図である。枚葉式真空処
理装置１は正六角形の搬送室１０にゲートバルブ２０を
介してスパッタ処理室１３が接続されているほか、一点
鎖線で示すように、ローディング室１１、他の処理室１
４、アンローディング室１６が同様に接続されている。
そして、搬送室１０の中央部には、搬送ロボット３１が
回転軸３２の回りに回転可能に設置されており、搬送ロ
ボット３１は屈曲して伸縮可能な２本のアーム３３の先
端部の二股のハンド（ピックアップ）３４に直径２００
ｍｍの半導体のウェーハＷを載置して搬送する。すなわ
ち、ローディング室１１から取り出したウェーハＷを処
理室１３へ装填し、処理室１３での処理が終了すると、
そのウェーハＷを取り出して処理室１４へ装填し処理す
る。そのほかにも処理室が配置されている場合にはその
処理室での処理が終了した後、アンローディング室１６
へ搬送する。

【００５２】そして、図１は処理室１３での処理が終了
したウェーハＷがハンド３４上に載置され、図２も参照
して、弁体２２が下降され開とされたゲートバルブ２０
の弁箱２１の連絡口２１ｇを通って搬送されている状態
を示す。そして、弁箱２１の天井面には硬質ガラス板２
５を介して反射型光センサー４１のセンサーヘッド４２
が取り付けられている。センサーヘッド４２は光ファイ
バーによる投光端部を備えた投光部４４と、光ファイバ
ーによる受光端部を備えた受光部４５との組合せからな
る１７個のユニットセンサー４３が１１．８ｍｍ間隔で
ウェーハＷの搬送方向と直角な幅方向にウェーハＷの直
径と同等の幅で線状に配列してセットされており、な
お、投光部４４の光源に使用している半導体レーザーに
は赤色光の波長０．６〜０．７μｍの範囲内で波長の相
違が識別し得る程度に離れた波長のもの２種が使用され
ており、投光部４４と受光部４５との組合わせが相互に
波長が異るように隣接して配置されている。そして、下
方を通過するウェーハＷの面に対し、投光部４４から投
光されウェーハＷの正常部分から反射される光は対応す
る受光部４５で受光されるが、欠落部分においては反射
されず受光部で受光されないことを利用して欠落部分の
存在を検出するものである。そして、受光部４５による
受光の検出信号はセンサーアンプ４７で増幅されて高速
演算部４８へ入力され、高速演算部４８は、演算の結
果、欠落ウェーハＷ’が検出された場合には異常信号を
出力するようになっている。

【００５３】上記のセンサーヘッド４２は通常のゲート
バルブ２０のメンテナンス用開口を塞ぐ蓋板を取り外し
て設置したものであり、図３の左側に断面を示すよう
に、本来のゲートバルブ２０の弁箱２１の天井部にはメ
ンテナンス用開口２３が形成されており、同開口２３は
蓋板２４で閉じられている。そして、実線で示す弁体２
２は開の位置にあり、一点鎖線で示す弁体２２は弁箱２
１の連絡口２１ｇを塞いで閉の位置にある状態を示す。
そして図３の右側に示すように、また図２も参照して本
実施例の反射型光センサー４１は、蓋板２４を取り外
し、透明窓付き蓋板としての硬質ガラス板２５を固定し
た開口枠２６を取り付け、その硬質ガラス板２５上に、
投光部４４と受光部４５とがウェーハＷの搬送方向に並
ぶユニットセンサー４３を１７個並べたセンサーヘッド
４２を取り付けたものである。そして、センサーヘッド
４２においては、図２に示すように、投光部４４の投光
端部からの投光は硬質ガラス板２５を経由してウェーハ
Ｗの面で反射され、再び硬質ガラス板２５を経由して受
光端部から受光部４５へ最も効率的に入射するように、
相対する投光端部、受光端部は共に内側へ下向きに傾斜
してセットされる。

【００５４】図４は図２におけるゲートバルブ２０と、
その弁箱２１の天井部に取り付けられた反射型光センサ
ー４１のセンサーヘッド４２の要部を拡大して示す断面
図であり、図５は図４における［５］−［５］線方向の
断面図である。図４、図５を参照して、ユニットセンサ
ー４３の投光部４４の下端と受光部４５の下端との水平
方向の間隔は２０ｍｍとされ、ウェーハＷの表面から投
光部４４、受光部４５の下端までの高さｈは５３ｍｍと
されている。そして図示せずとも、センサーヘッド４２
は弁箱２１との間にスペーサーを挿入することによって
高さｈを５０〜６５ｍｍの範囲内で可変とされており、
ウェーハＷからの反射光の受光部４５による受光量の調
整が可能となっている。投光部４４と受光部４５との組
合せからなるユニットセンサー４３の投光部４４からの
投光は、上述したように、所定の角度で硬質ガラス板２
５を透過してウェーハＷの面に至り、反射されて硬質ガ
ラス板２５を透過して受光部４５に至るように構成され
ている。そして、硬質ガラス板２５を固定した開口枠２
６、硬質ガラス板押さえ２７、およびセンサーヘッド固
定部材２８は位置決めボルト２９で固定されており、ゲ
ートバルブ２０のメンテナンスのためにセンサーヘッド
４２が取り外され、再び固定される時に固定位置の再現
性が確保されるようになっている。

【００５５】また図２も参照して、弁体２２は開閉のた
めに上下へ移動されるが、この移動がウェーハＷの通過
と誤認されることを防ぐために、弁体２２において投光
部４４からの投光の反射面となる上面には、表面をショ
ットブラストして低反射面としたＳＵＳ板２３が取り付
けられている。そして、図５を参照して、センサーヘッ
ド４２のユニットセンサー４３はウェーハＷの幅を１７
分割したそれぞれの中央に対応して１７個が設けられて
おり、それぞれの投光部４４からウェーハＷの面に矢印
で示すように下方へ投光される。

【００５６】そして、欠落部分が存在する欠落ウェーハ
Ｗ' の反射型光センサー４１による検出は次のようにし
て行われる。図４、図５および後述の図９、図１０を参
照し、ゲートバルブ２０を通過するウェーハＷの先端は
１７個のユニットセンサー４３の両端から９番目の中央
位置ユニットセンサー４３ｃによって検知されるが、ウ
ェーハＷの先端が検知されると１７個の全ユニットセン
サー４３において、同期して１ミリ秒の周期で受光部４
５における受光のカウントが開始され、ウェーハＷの通
過に伴う刻々の受光は高速演算部４８のレジスターに蓄
積される。その後、同じく中央位置ユニットセンサー４
３ｃによってウェーハＷの後端が検知されると、全ユニ
ットウェーハ４３における受光のカウントは終了され
る。そしてユニットセンサー４３毎のカウント値（全カ
ウント）はレジスターに登録され、欠落部分のない正常
ウェーハＷについての同様なユニットセンサー４３毎の
カウント値と比較されて欠落部分の有無が判定される。

【００５７】また、図６は搬送室１０に設けられている
ポジションセンサーの配置を示す図であり、図６のＡは
ポジションセンサー３７のみを示し、それ以外の構成要
素は図示を省略されている。また図６のＢは図６のＡに
おける［Ｂ］−［Ｂ］線方向の同様な部分破断側面図で
ある。図６のＡ、Ｂを参照して、搬送室１０にはローデ
ィング室１１、処理室１３、処理室１４、アンローディ
ング室１６のそれぞれに対して搬送ロボットがアームを
完全に折り畳んだ状態で対向するポジションとなった時
に、そのハンドに載置されているウェーハＷをチェック
するためのポジションセンサー３７が設けられている。
ポジションセンサー３７は透過型光センサーであり、天
井側に投光部３８、底面側に受光部３９がそれぞれ硬質
ガラス板付きの窓枠３８ｗ、３９ｗと共に取り付けられ
ており、上述したように、ゲートバルブ２０の反射型光
センサー４１における中央位置ユニットセンサー４３ｃ
が検知しなかったウェーハＷを、ポジションセンサー３
７が検知する場合にはそのウェーハＷは欠落ウェーハ
Ｗ'と判定されるようになっている。

【００５８】図７と続く図８は、ここまでに説明した欠
落部分を有する欠落ウェーハＷ’を検出するためのプロ
セスをステップ（１）からステップ（１０）までによっ
て示すフローチャートである。各ステップの内容はこれ
までの説明と重複するので説明は省略するが、重複しな
い箇所を説明すると、ステップ（７）において欠落ウェ
ーハが検出され異常信号が出力される場合において、真
空処理装置自体にトラブルが発生している場合には、ス
テップ（７）−１の真空処理装置の運転の停止、ステッ
プ（７）−２の真空処理装置を元の状態に復帰させるリ
カバリーが行われるが、真空処理装置自体にトラブルが
発生しておらず、特別な操作を必要としない場合には、
ステップ（７）からステップ（８）へ進むルートが取ら
れる。

【００５９】図９は欠落部分のない正常ウェーハＷの平
面図であるが、図１０はこの正常ウェーハＷを、センサ
ーヘッド４２の１７個のユニットセンサー４３によって
搬送方向の先端から後端までの間において投光部４４か
らの投光が受光部４５で受光された状態を示す図であ
る。すなわち、受光部４５における受光の検出を、ユニ
ットセンサー４３の下方を通過するウェーハＷの先端か
ら開始し、ウェーハＷの後端に至ってカウントを終了し
た時の受光のカウント値をユニットセンサー４３毎に示
したものであり、Ｘ軸には１７個のユニットセンサー４
３を配置の番号順に並べ、Ｙ軸には各ユニットセンサー
４３の受光部４５における受光検出のカウント値をプロ
ットしたものである。図１０に見られるように、ウェー
ハＷの直径部分を走査する左右から９番目の中央位置ユ
ニットセンサー４３ｃのカウント値は約５４０である
が、中央から両側へ遠い距離にあるユニットセンサー４
３ほどカウント値は小さくなり、両端の１番目と１７番
目のユニットセンサー４３のカウント値は２１０ないし
２２０であるような受光パターンとなっている。

【００６０】これに対して図１１は搬送方向の後左側に
欠落部分Ｗｄが存在する欠落ウェーハＷ'の平面図であ
るが、図１２は、この欠落ウェーハＷ'を１７個のユニ
ットセンサー４３によって搬送方向の先端から後端まで
走査した時の、各ユニットセンサー４３の受光部４５に
おける受光のカウント値を図９と同様にして示した図で
ある。図１２に見られるように、欠落ウェーハＷ’の欠
落部分Ｗｄに対応する５番目から８番目のユニットセン
サー４３のカウント値が小さくなっている。このように
ユニットセンサー４３毎のカウント値が正常ウェーハＷ
の場合のカウント値と比較して欠陥部分の有無が判定さ
れるが、実際的は正常ウェーハＷのカウント値との差が
適宜設定される許容範囲内である場合には正常であると
の信号が出力され、その差が上記許容範囲より大である
場合には異常であるとの信号が出力される。

【００６１】また、図１３は搬送方向の右側に欠落部分
Ｗｄが存在する欠落ウェーハＷ”の平面図であるが、図
１４は、この欠落ウェーハＷ”を同じく１７個のユニッ
トセンサー４３によって搬送方向の先端から後端まで走
査した時の、各ユニットセンサー４３の受光部３５にお
ける受光のカウント値を図９と同様にして示した図であ
る。図１２に見られるように、欠落ウェーハＷ”の欠落
部分Ｗｄに対応する１７番目のユニットセンサー４３の
カウント値が小さくなっている。製造プロセスにおいて
は、図１４のような正常ウェーハＷとは異なる受光パタ
ーンが得られることにより、ユニットセンサー４３の直
下を通過しているのは欠落ウェーハＷ”であると判定さ
れる。

【００６２】図１５は欠落部分を持たないが表面の反射
率が大である正常ウェーハＷｒの平面図であり、図１６
はこの高反射正常ウェーハＷｒに付いての図９と同様な
受光パターンを示す図である。また、図１７は欠落部分
を持たないが外観的には白濁しており表面の反射率が小
さい白濁正常ウェーハＷｍの平面図であり、図１８はこ
の白濁正常ウェーハＷｍに付いての図９と同様な受光パ
ターンを示す図である。図１６、図１８、および図９を
比較して明らかなように、欠落部分が存在しない限りに
おいて、高反射性正常ウェーハＷｒであっても、また白
濁正常ウェーハＷｍであっても、それらの受光パターン
は基準となる正常ウェーハＷと全く同様であり、欠落部
分Ｗｄの有無の判定はウェーハの表面反射率や内部透明
度の影響を受けないと言える。

【００６３】以上、本発明の真空処理装置、ゲートバル
ブ、および欠落部分を有する被搬送体の検出方法を実施
例によって説明したが、勿論、本発明は実施例によって
限定されることはなく、本発明の技術的思想に基づいて
種々の変形が可能である。

【００６４】例えば本実施例においては、多角形の搬送
室の外周に複数の処理室がゲートバルブを介して配置さ
れた真空処理装置を例示したが、単数の準備室と単数の
処理室がゲートバルブを介して接続された真空処理装置
や、複数の処理室がそれぞれゲートバルブを介して直線
状に接続された真空処理装置も含まれる。また本実施例
においては、直径２００ｍｍのウェーハに対して、１７
個のユニットセンサーを１１．８ｍｍピッチで配列した
センサーヘッドを使用したが、ウェーハの直径は２００
ｍｍ以上で例えば３００ｍｍあってもよく、また２００
ｍｍ以下であってもよい。また、ユニットセンサーの配
列ピッチは１１．８ｍｍに限らず、ユニットセンサーの
サイズによって１０ｍｍピッチ、または１０ｍｍ以下と
してもよい。すなわち、ユニットセンサーの個数の上限
は、ウェーハの直径と使用するユニットセンサーのサイ
ズによって定まる。

【００６５】また本実施例においては、処理室としてス
パッタ室を例示したが、処理室がＣＶＤ（化学的気相成
長）室、蒸着室、イオン注入室、熱処理室、またはドラ
イエッチング室であっても同様である。また、被搬送体
として半導体のウェーハを例示したが、ウェーハ以外で
あってもよく、例えばガラス基板ないしはセラミックス
の薄体が被搬送体である場合にも本発明は適用される。

【００６６】また本実施例においては、１７個のユニッ
トセンサーの投光部から投光される光のうち、搬送され
るウェーハで反射され受光部で受光される光の有無を高
速演算部において１ミリ秒の周期でカウントして蓄積
し、１７個のユニットセンサー毎のカウント積算値から
得られる受光パターンを、正常なウェーハで得られる同
様な受光パターンと比較して、搬送されるウェーハにお
ける欠落部分の有無を判定する場合を例示したが、これ
以外によっても欠落ウェーハを検出することは可能であ
る。実施例と同様に反射型光センサーを使用した時、投
光部からの光は、ウェーハの欠落がない部分では反射光
が受光部に一定の感度レベルで継続して受光され、欠落
部分では反射光が受光されないので受光感度レベルは継
続して０レベルとなる。従って、搬送されるウェーハに
ついての欠落部分の有無は１７個のユニットセンサー毎
に、例えば反射光が受光された時間および反射光が受光
されなかった時間として把握されるので、正常なウェー
ハの対応する受光時間と比較することにより、搬送され
ているウェーハについて欠落部分の有無を検出すること
ができる。

【００６７】

【発明の効果】本発明の真空処理装置、ゲートバルブ、
および欠落被搬送体の検出方法は以上に説明したような
形態で実施され、次に記載するような効果を奏する。

【００６８】請求項１の真空処理装置によれば、欠落被
搬送体をほぼ確実に検出することができるので、欠落被
搬送体がそのまま次工程の処理室へ搬送され処理される
ことによって引き起こされる搬送トラブル、製品不良
や、次工程の処理室を元の状態に戻すための装置の停止
に伴う稼動率の低下を招かない。請求項２の真空処理装
置によれば、欠落ウェーハを高い確率で検出することが
でき、装置を停止して対処することができるので、ロッ
ト単位で処理されることの多いウェーハを欠落ウェーハ
が存在するまま処理を続けてロット全体が製品不良とな
る損失を回避することができる。

【００６９】請求項３の真空処理装置によれば、搬送さ
れるウェーハの上方に反射型光センサーが設置されるの
で、弁箱内から弁体を下方へ移動させて開とするゲート
バルブを採用することができ、搬送室が多角形状であ
り、その外周辺にゲートバルブを介して処理室が密に配
置される場合にも、弁体の移動に立体的な障害を生じな
いほか、弁箱の上部に反射型光センサーを無理なく配置
することができる。請求項４の真空処理装置によれば、
ユニットセンサーの投光端部および受光端部が光ファイ
バーで構成されているので、単位面積当りのユニットセ
ンサーの設置密度を高め得るほか、フレキシブルである
ため設定位置でのメンテナンス作業が容易であり、かつ
真空処理装置からの熱や磁場の影響を受けず誤作動する
ことを防ぎ得る。

【００７０】請求項５の真空処理装置によれば、光セン
サーが波長の異なる２種以上のユニットセンサーからな
り、隣接するユニットセンサーの投光部と受光部が相互
に異なる波長によるものととされているので、一つのユ
ニットセンサーの投光部からの光が隣接するユニットセ
ンサーの受光部で受光される誤認によって生ずるトラブ
ルを回避することができる。請求項６の真空処理装置に
よれば、弁体中の反射型光センサーの投光を反射させる
部分が低反射性の面とされているので、反射型光センサ
ーが開閉される弁体を搬送されて来るウェーハとする誤
認、誤認に伴う誤作動を招かない。

【００７１】請求項７の真空処理装置によれば、ゲート
バルブを簡単に改造して反射型光センサー取り付けるこ
とができるので、従来の既設真空処理装置においても搬
送するウェーハ中の欠落ウェーハを確実に検出すること
を可能にする。請求項８の真空処理装置によれば、取り
外した反射型光センサーを取り付けるに当たって組み立
て精度が容易に再現されるので、必ずしも熟練作業者を
要せずかつ短時間で取り付けることが可能である。

【００７２】請求項９の真空処理装置によれば、高速演
算部が、ウェーハの先端から後端までの間で、ユニット
センサー毎に投光部から投光されウェーハで反射されて
受光部で受光される光を極短い周期で好ましくは同期さ
せてカウントし、蓄積されたユニットセンサー毎のカウ
ント値によって形成される受光パターンを正常ウェーハ
の同様な受光パターンと比較するので、ウェーハにおけ
る欠落部分の有無を瞬時に高精度で判定することがで
き、割れによる損害を防ぐと共に真空処理装置の生産性
を低下させない。請求項１０の真空処理装置によれば、
中央位置ユニットセンサーが検知しないウェーハを搬送
室のポジションセンサーが検知する場合には、当該ウェ
ーハは欠落ウェーハとして処分されるので、欠落ウェー
ハを搬送し処理することによって誘起されるトラブルを
回避することができる。

【００７３】請求項１１のゲートバルブによれば、欠落
被搬送体をほぼ確実に検出することができるので、欠落
被搬送体がそのまま次工程の処理室へ搬送され処理され
ることによって引き起こされる搬送トラブル、製品不良
や、次工程の処理室を元の状態に戻すための装置の停
止、稼動率の低下を招かない。請求項１２のゲートバル
ブによれば、欠落ウェーハを高い確率で検出することが
でき、装置を停止して対処することができるので、ロッ
ト単位で処理されることの多いウェーハを欠落ウェーハ
が存在するまま処理を続けてロット全体が製品不良とな
る損失を回避することができる。

【００７４】請求項１３のゲートバルブによれば、搬送
ロボットのハンドに載置されて搬送されるウェーハに対
し、その上方に反射型光センサーが設置されるので、弁
箱内から弁体を下方へ移動させて開とするゲートバルブ
を採用することができ、搬送室が多角形状であり、その
外周辺にゲートバルブを介して処理室が密に配置される
場合にも、弁体の移動に立体的な障害を生じないほか、
弁箱の上部に反射型光センサーを無理なく配置すること
ができる。請求項１４のゲートバルブによれば、ユニッ
トセンサーの投光端部および受光端部が光ファイバーで
構成されているので、単位面積当りのユニットセンサー
の設置密度を高め得るほか、フレキシブルであるため設
定位置でのメンテナンス作業が容易であり、かつ真空処
理装置からの熱や磁場の影響を受けず誤作動することを
防ぎ得る。

【００７５】請求項１５のゲートバルブによれば、光セ
ンサーが波長の異なる２種以上のユニットセンサーから
なり、投光部と受光部において隣接するユニットセンサ
ーが相互に異なる波長とされているので、一つのユニッ
トセンサーの投光部からの光が隣接するユニットセンサ
ーの受光部で受光される誤認によって生ずるトラブルを
回避することができる。請求項１６のゲートバルブによ
れば、弁体中の反射型光センサーの投光を反射させる部
分が低反射性の面とされているので、反射型光センサー
が開閉される弁体を搬送されうるウェーハとする誤認、
誤認に伴う誤作動を招かない。

【００７６】請求項１７のゲートバルブによれば、従来
の既設真空処理装置における汎用ゲートバルブを簡単に
改造して反射型光センサー取り付けることができるの
で、ゲートバルブ中を搬送されるウェーハ中の欠落ウェ
ーハを確実に検出することが可能になる。請求項１８の
ゲートバルブによれば、取り外した反射型光センサーを
以前と同様にゲートバルブへ取り付けるに当たっても、
組み立て精度が容易に再現されるので、必ずしも熟練作
業者を要せずかつ短時間で取り付けが完了する。

【００７７】請求項１９のゲートバルブによれば、高速
演算部が、ウェーハの先端から後端までの間で、ユニッ
トセンサー毎に投光部から投光されウェーハで反射され
て受光部で受光される光を極短い周期で好ましくは同期
させてカウントし、蓄積されたユニットセンサー毎のカ
ウント値によって形成される受光パターンを正常ウェー
ハの同様な受光パターンと比較するので、ウェーハにお
ける欠落部分の有無を瞬時に高精度で判定することがで
き、割れによる損害を防ぐと共に真空処理装置の生産性
を低下させない。請求項２０のゲートバルブによれば、
中央位置ユニットセンサーが検知しないウェーハを搬送
室のポジションセンサーが検知する場合には、当該ウェ
ーハは欠落ウェーハとして処分されるので、欠落ウェー
ハを搬送し処理することによって誘起されるトラブルを
回避することができる。

【００７８】請求項２１の欠落被搬送体の検出方法によ
れば、欠落被搬送体をほぼ確実に検出することができる
ので、欠落被搬送体がそのまま次工程の処理室へ搬送さ
れ処理されることによって引き起こされる搬送トラブ
ル、製品不良や、次工程の処理室を元の状態に戻すため
の装置の停止、稼動率の低下を招かない。請求項２２の
欠落被搬送体の検出方法によれば、欠落ウェーハを高い
確率で検出することができ、装置を停止して対処するこ
とができるので、ロット単位で処理されることの多いウ
ェーハを欠落ウェーハが存在するまま処理を続けてロッ
ト全体が製品不良となる損失を回避することができる。

【００７９】請求項２３の欠落被搬送体の検出方法によ
れば、光センサーとしてウェーハの正常部分からの反射
光を受光し欠落部分からは受光しない反射型光センサー
であり通過するウェーハの上方となる弁箱の上部開口に
投光部と受光部が取り付けられたものを使用するので、
弁箱内から弁体を下方へ移動させて開とするゲートバル
ブを採用することができ、搬送室が多角形状であり、そ
の外周辺にゲートバルブを介して処理室が密に配置され
る場合にも、弁体の移動に立体的な障害を生じないほ
か、弁箱の上部に反射型光センサーを無理なく配置する
ことができる。請求項２４の欠落被搬送体の検出方法に
よれば、ユニットセンサーの投光端部および受光端部が
光ファイバーで構成されたものを使用するので、単位面
積当りのユニットセンサーの設置密度を高め得るほか、
フレキシブルであるため設定位置でのメンテナンス作業
が容易であり、かつ真空処理装置からの熱や磁場の影響
を受けず誤作動することを防ぎ得る。

【００８０】請求項２５の欠落被搬送体の検出方法によ
れば、光センサーが波長の異なる２種以上のユニットセ
ンサーからなり、隣接するユニットセンサーの投光部と
受光部が相互に異なる波長となるように整列されている
ので、一つのユニットセンサーの投光部からの光が隣接
するユニットセンサーの受光部で受光される誤認によっ
て生ずるトラブルを回避することができる。請求項２６
の欠落被搬送体の検出方法によれば、弁体中の反射型光
センサーの投光を反射させる面を低反射面とするので、
反射型光センサーが開閉される弁体を搬送されうるウェ
ーハとする誤認、誤認に伴う誤作動を招かない。

【００８１】請求項２７の欠落被搬送体の検出方法によ
れば、高速演算部が、ウェーハの先端から後端までの間
で、ユニットセンサー毎に投光部から投光されウェーハ
で反射されて受光部で受光される光を極短い一定の周期
で好ましくは同期させてカウントし、蓄積されたユニッ
トセンサー毎のカウント値によって形成される受光パタ
ーンを正常ウェーハの同様な受光パターンと比較する作
業を高速演算部で行うので、欠落ウェーハを瞬時かつ高
精度で検出することができ、真空処理装置の生産性を低
下させない。請求項２８の欠落被搬送体の検出方法によ
れば、中央位置ユニットセンサーが検知しないウェーハ
を搬送室のポジションセンサーが検知する場合には、当
該ウェーハは欠落ウェーハとして処分するで、欠落ウェ
ーハを搬送し処理することによって誘起されるトラブル
を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の真空処理装置の部分省略平面図であ
る。

【図２】図１における［２］−［２］線方向の断面図で
ある。

【図３】本来のゲートバルブと本発明の反射型光センサ
ーを取り付けたゲートバルブとを概略的に示す断面図で
ある。

【図４】図１のゲートバルブと反射型光センサーを示す
拡大図である。

【図５】図４における［５］−［５］線方向の断面図で
ある。

【図６】搬送室のポジションセンサーの配置を示す図で
あり、Ａは平面図、ＢはＡにおける［Ｂ］−［Ｂ］線方
向の部分破断側面図である。

【図７】図８と共に欠落ウェーハの検出プロセスを示す
フローチャートである。

【図８】図７に続くフローチャートである。

【図９】正常ウェーハの平面図である。

【図１０】同上ウェーハの受光パターンを示す図であ
る。

【図１１】一例の欠落ウェーハの平面図である。

【図１２】同上ウェーハの受光パターンを示す図であ
る。

【図１３】他例の欠落ウェーハの平面図である。

【図１４】同上ウェーハの受光パターンを示す図であ
る。

【図１５】高反射正常ウェーハの平面図である。

【図１６】同上ウェーハの受光パターンを示す図であ
る。

【図１７】白濁正常ウェーハの の平面図である。

【図１８】同上ウェーハの受光パターンを示す図であ
る。

【図１９】従来例の真空処理装置の部分省略平面図であ
る。

【符号の説明】

１ 枚葉式真空処理装置 １０ 搬送室 １３ 処理室（スパツタ室） ２０ ゲートバルブ ２１ 弁箱 ２２ 弁体 ２３ 低 反射ＳＵＳ板 ２５ 硬質ガラス板 ３１ 搬送ロボット ３３ アーム ３４ ハンド ３７ ポジションセンサー ４１ 反射型光センサー ４２ センサーヘッド ４３ ユニットセンサー ４４ 投光部 ４５ 受光部 ４８ 高速演算部 Ｗ ウェーハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｃ２３Ｃ 14/50 Ｃ２３Ｃ 16/44 Ｆ 16/44 Ｈ０１Ｌ 21/302 １０１Ｇ (72)発明者 檀上 康徳 静岡県裾野市須山1220−14 株式会社アル バック富士裾野工場内 (72)発明者 斎藤 和彦 静岡県裾野市須山1220−14 株式会社アル バック富士裾野工場内 Ｆターム(参考） 4K029 DA03 KA01 4K030 GA12 KA39 5F004 AA16 BB00 BC01 BC06 5F031 CA02 CA05 FA01 FA02 FA07 FA12 GA43 GA47 JA03 JA05 JA06 JA17 JA21 JA22 JA36 JA40 MA28 MA29 MA32 NA05 NA09 PA16 5F045 BB08 BB15 BB20 EN01 EN06

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゲートバルブを介して第一室と第二室と
   が設置されており、前記第一室と前記第二室との間で被
   搬送体が搬送される真空処理装置において、 前記ゲートバルブが開とされて搬送される前記被搬送体
   に対し、前記被搬送体の搬送方向と直角な幅方向に前記
   被搬送体の幅と同等以上の幅で、前記被搬送体の面とほ
   ぼ平行な投光線または投光面を形成するように配列され
   た多数個のユニットセンサーからなる光センサーの少な
   くとも投光部が前記ゲートバルブの弁箱の開口に透明窓
   を介して取り付けられていることを特徴とする真空処理
   装置。
2. 【請求項２】 前記第一室が搬送室、前記第二室が処理
   室であり、前記被搬送体が半導体のウェーハであること
   を特徴とする請求項１に記載の真空処理装置。
3. 【請求項３】 前記光センサーが、前記ウェーハの正常
   部分からの反射光を受光し前記欠落部分からは反射光を
   受光しないことによって前記欠落部分を有する欠落ウェ
   ーハを検出する反射型光センサーであり、通過する前記
   ウェーハの上方となる前記弁箱の上部開口に前記透明窓
   を介して投光部と受光部が取り付けられていることを特
   徴とする請求項２に記載の真空処理装置。
4. 【請求項４】 前記ユニットセンサーの投光端部および
   受光端部が光ファイバーで構成されていることを特徴と
   する請求項３に記載の真空処理装置。
5. 【請求項５】 相互に異なる波長の投光部と受光部を有
   するユニットセンサーが隣接して配置されていることを
   特徴とする請求項３に記載の真空処理装置。
6. 【請求項６】 前記ゲ−トバルブの弁体中の、前記反射
   型光センサーからの投光を反射させる面が低反射面とさ
   れていることを特徴とする請求項３に記載の真空処理装
   置。
7. 【請求項７】 前記反射型光センサーが一般的なゲート
   バルブのメンテナンス用開口の蓋板を交換して取り付け
   た透明窓付き蓋板の透明窓を介して取り付けられている
   ことを特徴とする請求項３に記載の真空処理装置。
8. 【請求項８】 前記反射型光センサーを構成する各部材
   が位置決めボルトによって固定されていることを特徴と
   する請求項３に記載の真空処理装置。
9. 【請求項９】 前記幅方向に整列された多数個の前記ユ
   ニットセンサーの中の前記ウェーハの搬送方向の直径の
   上方に位置させる中央位置ユニットセンサーが通過する
   前記ウェーハの先端を検知することにより、前記ユニッ
   トセンサーの全てにおいて投光部から投光され前記ウェ
   ーハで反射されて受光部で受光される光を極短い一定の
   周期で好ましくは同期させてカウントを開始し、前記中
   央位置ユニットセンサーが前記ウェーハの後端を検知す
   ることにより受光のカウントを停止し、蓄積された前記
   ユニットセンサー毎のカウント値によって形成される受
   光パターンを正常ウェーハの同様な受光パターンと比較
   して前記欠落部分の有無を判定する高速演算部を具備し
   ていることを特徴と請求項３に記載の真空処理装置。
10. 【請求項１０】 前記中央位置ユニットセンサーが全く
    検出し得ない前記ウェーハを前記搬送室に設置されたポ
    ジションセンサーが検知する場合に、当該ウェーハは前
    記欠落ウェーハと判定されることを特徴とする請求項３
    に記載の真空処理装置。
11. 【請求項１１】 被搬送体が搬送される真空処理装置の
    第一室と第二室との間に介装されるゲートバルブにおい
    て、 前記ゲートバルブが開とされて通過する前記被搬送体に
    対し、前記被搬送体の搬送方向と直角な幅方向に前記被
    搬送体の幅と同等以上の幅で前記被搬送体の面にほぼ平
    行な投光線または投光面を形成するように配列された多
    数個のユニットセンサーからなる光センサーの少なくと
    も投光部が前記ゲートバルブの弁箱の開口に透明窓を介
    して取り付けられていることを特徴とするゲートバル
    ブ。
12. 【請求項１２】 前記第一室が搬送室、前記第二室が処
    理室であり、前記被搬送体が半導体のウェーハであるこ
    とを特徴とする請求項１１に記載のゲートバルブ。
13. 【請求項１３】 前記光センサーが、前記ウェーハの正
    常部分からの反射光を受光し、欠落部分からは反射光を
    受光しないことによって前記欠落部分を検出する反射型
    光センサーであり、通過する前記ウェーハの上方となる
    前記弁箱の上部開口に前記透明窓を介して投光部と受光
    部が取り付けられていることを特徴とする請求項１２に
    記載のゲートバルブ。
14. 【請求項１４】 前記ユニットセンサーの投光端部およ
    び受光端部が光ファイバーで構成されていることを特徴
    とする請求項１３に記載のゲートバルブ。
15. 【請求項１５】 相互に波長の異なる投光部と受光部を
    有するユニットセンサーが隣接して配置されていること
    を特徴とする請求項１３に記載のゲートバルブ。
16. 【請求項１６】 前記ゲ−トバルブの弁体中の、前記反
    射型光センサーからの投光を反射させる面が低反射面と
    されていることを特徴とする請求項１３に記載のゲート
    バルブ。
17. 【請求項１７】 前記反射型光センサーが一般的なゲー
    トバルブのメンテナンス用開口の蓋板を交換して取り付
    けた透明窓付き蓋板の透明窓を介して取り付けられてい
    ることを特徴とする請求項１３に記載のゲートバルブ。
18. 【請求項１８】 前記反射型光センサーを構成する各部
    材が位置決めボルトによって固定されていることを特徴
    とする請求項１３に記載のゲートバルブ。
19. 【請求項１９】 前記幅方向に整列された多数個の前記
    ユニットセンサーの中の前記ウェーハの搬送方向の直径
    の上方に位置させる中央位置ユニットセンサーが通過す
    る前記ウェーハの先端を検知することにより、前記ユニ
    ットセンの全てにおいて投光部から投光され前記ウェー
    ハで反射されて受光部で受光される光を極短い一定の周
    期で好ましくは同期させてカウントを開始し、前記中央
    位置ユニットセンサーが前記ウェーハの後端を検知する
    ことにより受光のカウントを停止し、蓄積された前記ユ
    ニットセンサー毎のカウント値によって形成される受光
    パターンを正常ウェーハの同様な受光パターンと比較し
    て前記欠落部分の有無を判定する高速演算部を具備して
    いることを特徴と請求項１３に記載のゲートバルブ。
20. 【請求項２０】 前記中央位置ユニットセンサーが全く
    検知しない前記ウェーハを前記搬送室に設置されたポジ
    ションセンサーが検知する場合に、当該ウェーハは前記
    欠落ウェーハと判定されることを特徴とする請求項１３
    に記載のゲートバルブ。
21. 【請求項２１】 ゲートバルブを介して第一室と第二室
    とが設置されており、前記第一室と前記第二室との間を
    搬送される被搬送体中に欠落部分を有する欠落被搬送体
    が存在する場合の前記欠落被搬送体の検出方法におい
    て、 前記ゲートバルブが開とされて通過する前記被搬送体に
    対し、前記被搬送体の搬送方向と直角な幅方向に前記被
    搬送体の幅と同等以上の幅で前記被搬送体の面とほぼ平
    行な投光線または投光面を形成するように配列された多
    数個のユニットセンサーからなり、少なくとも投光部が
    前記ゲートバルブの弁箱の開口に透明窓を介して取り付
    けられた光センサーによって前記欠落被搬送体を検出す
    ることを特徴とする欠落被搬送体の検出方法。
22. 【請求項２２】 前記第一室が真空処理装置の搬送室、
    前記第二室が前記真空処理装置の処理室であり、前記被
    搬送体が半導体のウェーハであることを特徴とする請求
    項２１に記載の欠落被搬送体の検出方法。
23. 【請求項２３】 前記光センサーとして、前記ウェーハ
    の正常部分からの反射光を受光し前記欠落部分からは反
    射光を受光しない反射型光センサーであり、通過する前
    記ウェーハの上方となる前記弁箱の上部開口に前記透明
    窓を介して投光部と受光部が取り付けられたものを使用
    することを特徴とする請求項２２に記載の欠落被搬送体
    の検出方法。
24. 【請求項２４】 前記ユニットセンサーとして、投光端
    部および受光端部が光ファイバーからなるものを使用す
    ることを特徴とする請求項２３に記載の欠落被搬送体の
    検出方法。
25. 【請求項２５】 相互に異なる波長の投光部と受光部を
    有するユニットセンサーが隣接して配置されているもの
    を使用することを特徴とする請求項２３に記載の欠落被
    搬送体の検出方法。
26. 【請求項２６】 前記ゲートバルブの弁体中の、前記反
    射型光センサーからの投光を反射させる面を低反射面と
    することを特徴とする請求項２３に記載の欠落被搬送体
    の検出方法。
27. 【請求項２７】 前記幅方向に整列された多数個のユニ
    ットセンサーの中の前記ウェーハの搬送方向の直径の上
    方に位置させる中央位置ユニットセンサーが通過する前
    記ウェーハの先端を検知することにより、前記ユニット
    センサーの全てにおいて投光部から投光され前記ウェー
    ハで反射されて受光部で受光される光を極短い一定の周
    期で好ましくは同期させてカウントを開始し、前記中央
    位置ユニットセンサーが前記ウェーハの後端を検知する
    ことにより受光のカウントを停止し、蓄積された前記ユ
    ニットセンサー毎のカウント値によって形成される受光
    パターンを正常ウェーハの同様な受光パターンと比較し
    て前記欠落部分の有無を判定するプロセスを付属の高速
    演算部によって実行することを特徴とする請求項２３に
    記載の欠落被搬送体の検出方法。
28. 【請求項２８】 前記中央位置ユニットセンサーによっ
    て検知されない前記ウェーハが前記搬送室のポジション
    センサーによって検知される場合に、当該ウェーハを前
    記欠落ウェーハと判定することを特徴とする請求項２３
    に記載の欠落被搬送体の検出方法。