JP2004096114A - 基板検査装置、およびこれを利用した基板洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】　ウエハーが受容される処理容器の底部状態を感知できるようにして、基板破損率を減らすことのできる基板検査装置、ならびにこの基板検査装置を利用して洗浄工程収率を高める基板洗浄装置を提供する。
【解決手段】　基板検査装置は、所定の処理空間を形成する処理容器１０と、処理容器１０の底部に設置されて基板Ｗを底部と直立されている状態に設置する基板ガイド２１と、処理容器１０の両側に設置されて基板ガイド２１に直立されるように設置されている基板Ｗを感知する第１感知機３０と、処理容器１０の底と側部に設置され、処理容器１０の底部に横になっている基板Ｗと、異物質を感知する第２感知機５０とを備える。
【選択図】　　　　　　図２

Description

　本発明は、半導体ウエハー、または液晶グラス基板などの薄型の基板の有無を感知するための基板検査装置及びこれを利用した基板洗浄装置に関する。

　一般的にウェットステーション（ＷＥＴ　ＳＴＡＴＩＯＮ）は、洗浄水（ＤＥＩＯＮＩＺＥＤ　ＷＡＴＥＲ）、または化学薬品（ＣＨＥＭＩＣＡＬ）が盛られるバス（ＢＡＴＨ）の内部に複数の基板を一括的に積置する基板ガイドが設置されて構成される。

　また、前述したようなバスが複数設置されて、洗浄処理された基板は搬送アームにより各バスを順次に移動しながら所定の洗浄工程を実施する。

　この時、前記バスの両側には、発光素子及び受光素子でできている光センシング機が設置されて前記バスの内部への基板入出状態を感知するように構成される（特許文献１参照）。

　この構成は、数個のケミカル用バス及び洗浄水用バスでできていて異物質を洗浄する半導体ウェットステーションにおいて、前記それぞれのケミカル用バス、ならびに洗浄水用バスにウエハーの入出状態を点検することのできるウエハー感知機が設置され、前記ウエハー感知機はウエハーの下半部を感知するように各バスの下半部に設置されていることを特徴とする。

　しかし、前述の構成では、例えばバスの下半部にウエハー感知機を設置したとしても、ウエハーが立った状態でのみ、そのウエハーの存在の有無を感知する構造であるため、バスの底状態に対しては全く感知できないという問題点がある。

　すなわち、バスの底部に横たわっている場合には、その状態を感知することが不可能であるだけでなく、バスに欠片や異物質が残留していても、それ以上の状態感知が不可能だという問題点がある。

　また、他の例として、透過材料で形成されているウエハー洗浄処理槽の側壁外側に光センサーを設置し、その光センサーによってウエハー処理槽のウエハー存在を感知するようになっていることを特徴とする構成が公開されている（特許文献２参照）。

　しかし、この構成もまたバスの底状態を感知できない構造であり、やはり特許文献１と同一の問題点を有する。

　前述したように、バスの底部状態を正確に感知できなくなる場合、一連の段階によって順に供給されるウエハーが連続的に破損される問題点が発生する。
大韓民国実用新案公開１９９９−００３８６１０号公報（公開日：１９９９年１０月２５日、考案の名称：半導体ウェットステーションのウエハー感知装置） 特開２０００−１２４３９３号公報（公開日：２０００年４月２８日、発明の名称：ウエハー洗浄処理槽のウエハー検知装置）

　従って、本発明は前述した問題点を解決するために案出されたものである。

　本発明の目的は、ウエハーが受容される処理容器の底部状態を感知できるようにして、基板破損率を減らすことのできる基板検査装置を提供する。

　また、本発明の他の目的は、前述の基板検査装置を利用して洗浄工程収率を高める基板洗浄装置を提供する。

　前述した目的を達成するための本発明の第１観点によると、所定の処理空間を提供する処理容器と、前記処理容器の底部に設置されて基板を前記底部と直立されている状態に設置する基板ガイドと、前記処理容器の両側に設置され、前記基板ガイドに直立されるように設置された基板を感知する第１感知機と、及び前記処理容器の底と側部に設置され、前記処理容器の底部に横たわっている基板と異物質を感知する第２感知機とを備えていることを特徴とする基板検査装置を提供する。

　前記第１感知機は、前記処理容器の側部に設置され、その照射光軸が前記直立した基板と直交するように照射される少なくとも一つの第１発光機と、前記第１発光機と対抗する側に設置されて前記第１発光機の照射光を受光する少なくとも一つの第１受光機とを備えることが望ましい。

　前記第２感知機は、前記処理用の一側に設置されて、前記基板に対して所定の角度で照射光を照射する少なくとも一つの第２発光機と、前記処理容器の底に設置されて前記第２発光機の照射光を所定の角度で反射させる反射機と、前記処理容器の側部に設置されて反射機を通じて反射された光を受光する第２受光機とを備えることが望ましい。

　前記ウエハーガイドは、光透過材質とし、その光透過材質は石英であることが望ましい。

　前記処理容器は、透過材質で形成され、前記第１基板感知機、第２基板感知機、および前記反射機は、前記処理容器の外側に設置され、前記処理容器は石英材質で構成することが望ましい。

　前記反射機は、反射鏡（ミラー）で製作することが望ましい。

　前記処理容器は、その内部にケミカル、または洗浄水を受容することが望ましい。

　本発明の第２観点によると、所定の処理空間を提供する処理容器と、前記処理容器の底部に設置され、基板を前記底部と直立した状態で設置する基板ガイドと、前記処理容器の両側に設置され、前記基板ガイドに直立に設置された基板を感知する第１感知機と、前記処理容器の底と側部に設置され、前記処理容器の底部に横たわっている基板と異物質を感知する第２感知機と、前記複数の基板をつかむ搬送アームと、前記搬送アームを前記処理容器の上側で昇下降させるように構成されて前記基板ガイドから基板をローディング／アンローディングさせる駆動機及び前記第１感知機、第２感知機と連結されて前記第１感知機と第２感知機から伝達される信号を基礎にして前記駆動機に駆動信号を出力する制御機とを備えることを特徴とする基板洗浄装置を提供する。

　前記第１感知機は、前記処理容器の側部に設置され、その照射光軸が前記直立した基板と直交に照射される少なくとも一つの第１発光機と、前記第１発光機と対向する側に設置されて前記第１発光機の照射光を受光する少なくとも一つの第１受光機を有することが望ましい。

　前記第２感知機は、前記処理容器の一側に設置されて前記基板に対して所定の角度で照射光を照射する少なくとも一つの第２発光機と、前記処理容器の底に設置されて前記第２発光機の照射光を所定の角度で反射させる反射機と、前記処理容器の側部に設置されて反射機を通じて反射された光を受光する第２受光機を有することが望ましい。

　前記ウエハーガイドは、透過材質とし、その透過材質は石英であることが望ましい。

　前記処理容器は、透過材質で形成され、前記第１基板感知機、第２基板感知機及び前記反射機は、前記処理容器の外側に設置され、前記処理容器は石英材質で構成されることが望ましい。

　前記反射機は、反射鏡（ミラー）で製作することが望ましい。

　前記処理容器は、その内部にケミカル、または洗浄水を受容することが望ましい。

　本発明は、基板の入出状態を感知するとともに、その底面に残留した基板、または破損欠片などの存在有無状態を感知して基板の追加的な破損を防止することができ、工程処理不良率を減らすメリットがある。

　以下添付されている図１を参照して、本発明の一つの実施例による基板検査装置の構成について更に詳しく説明する。

　図面で示すように所定の処理空間を形成する処理容器１０が有り、前記処理容器１０の内部には、処理される基板Ｓ（例えば、半導体ウエハー、または液晶表示装置のグラス基板等）がこの基板ガイド２１の上に、直立されている状態で積置される。

　前記処理容器１０の第１側部１１には、前記基板（Ｓ）の直立面に対して直交されている方向で照射光を出射する第１発光機３１及び前記第１発光機３１の照射光を受光するように第２側部１３に設置されている第１受光機３３で構成される第１基板感知機３０が用意される。

　また、前記処理容器１０の底部１５には、例えば、反射鏡で製作されている反射機４０が設置され、前記処理容器１０の第１側部１１、第２側部１３には第２基板感知機５０が設置される。

　前記第２基板感知機５０は、前記処理容器１０の第１側部１１に設置されて前記反射機４０側で光を所定角度で照射する第２発光機５１と、前記反射機４０を通って反射される光を受光する第２受光機５３で構成され、前記第２基板感知機５０は図示されたように複数設置して処理容器１０の底部１５に死角地域が発生しないようにすることが望ましい。

　前記基板ガイド２１は、光を透過させる透過材質、例えば、石英で製作することが望ましい。

　また、望ましくは前記処理容器１０も、光を透過させる光透過材質で、たとえば石英材質で製作して、前記第１基板有無感知機３０、第２基板有無感知機５０、及び反射機４０を処理容器１０の外側に設置する。

　このように、第１基板有無感知機３０、第２基板有無感知機５０、及び反射機４０を処理容器１０の外側に設置すると、前記処理容器１０内部の環境的要因（例えば、工程ガス、工程ウォーター等）によって前記第１基板有無感知機３０、第２基板有無感知機５０、及び反射機４０に影響を及ぼすことを簡単に解消できる。

　図２は、前記図１の構成が適用されている半導体ウエハー洗浄装置の構成を示す図面である。

　前記図面で、図１の構成と同一である部分に対しては、同一符号を明記し、それについて詳しい説明は省略する。

　図示されているように、前記処理容器１０の内部には、前記図１の基板（Ｓ）に該当するウエハー（“Ｗ”で表示する）を洗浄処理するためのケミカル、または洗浄水（以下、処理液“Ｌ”と称す）が受容され、前記処理容器１０の一側には、駆動機６０によってアップダウン動作を実施するのと同時に、水平移動を実施して前記処理容器１０の内部に用意されている基板ガイド２１にウエハー（Ｗ）を搬送する搬送アーム６３が設置される。

　前記駆動機６０は、制御機７０に連結されて前記制御機７０の命令により駆動動作を実施する。

　前記制御機７０は、第１基板感知機３０と第２基板感知機５０である第１受光機３３と第２受光機５３の信号を伝達受けて、その異常状態を判断することで、異常状態が発生時、前記駆動機６０に駆動停止信号を出力させるとともに、表示機８０を通じて作業者に対してその異常状態を知らせるように構成される。

　前述したように構成されたウエハー洗浄装置は、駆動機６０の駆動信号による搬送アーム６３がアップダウン動作を実施して複数のウエハー（Ｗ）が基板ガイド２１にローディング／アンローディングされる。

　この時、前記第１基板感知機３０によりウエハー（Ｗ）の入出状態を感知する。

　すなわち、複数のウエハー（Ｗ）が基板ガイド２１に直立された状態となり、第１発光機３１から出射される照射光が遮断されて、ウエハー（Ｗ）が処理容器１０の内部に流入されたことを認識し、ウエハー（Ｗ）が処理容器１０を出る時は、前記第１受光機３３に照射光が伝達されてウエハー（Ｗ）がすべて引き出されたことを認識して洗浄作業を続けて実施する。

　しかし、ウエハーが破損されたり、またはそのまま引き出されなくなり、処理容器１０の底１５、または基板ガイド２１に残留される場合には、前記第１基板感知機３０は、これを感知せず、正常状態として判別して一連の洗浄作業を続けて実施することになる。

　このような場合、連続してローディングされるウエハー（Ｗ）に衝撃を加え、ウエハー（Ｗ）を持続的に破損させるが、残留物質などによる汚染が発生して処理不良率を高めてしまうという問題点が発生する。

　しかし、このような問題点は、第２基板感知機５０により解決が可能となる。

　すなわち、前記第２基板感知機５０の第２発光機５１で所定角度に照射光を反射機４０側に出射すると、前記反射機４０を通じて反射された光は、第２受光機５３に入射される。

　この時、前記基板ガイド２１、または処理容器１０の底面１５にウエハー（Ｗ）が横たわっているか、異常残留物質が存在する場合の受光状態と、正常的である状態での受光状態とは異なって現れるだろう。

　このような状態に対する信号を制御機７０が伝達受け、異常状態有無を判断し、異常状態が発生していると時には、前記制御機７０は、駆動機６０で駆動停止信号を出力して搬送アーム６３の動作を拘束するとともに、表示機８０を通じてその異常状態を知らせることにより作業者に対し速やかな処置を取れるようにして、連続的にウエハー（Ｗ）が破損される問題点を解消できる。

　（発明の効果）
　前述したように本発明は、基板の入出状態を感知するとともに、その底面に残留した基板、または破損欠片などの存在有無状態を感知して、基板の追加的な破損を防止することができ、工程処理不良率を減らすメリットがある。

　以上、本発明の詳細な説明では、具体的な実施例について説明したが、本発明の範疇を外れない限度内で、様々な変形が可能である。従って、本発明の範囲は、説明された実施例に限定されて定まられるものではなく、前述の特許請求範囲は勿論、この特許請求範囲と均等なものによって定められなければならない。

本発明の一つの実施例による基板有無検査装置の構成を概略的に示す図面である。 前記図１の基板有無検査装置がウエハー洗浄装置に適用されている状態を示す図面である。

符号の説明

１０…処理容器、
１１，１３…第１，２側部、
１５…底部、
Ｓ（Ｗ）…基板（ウエハー）、
２１…基板ガイド、
３０…第１基板感知機、
３１…第１発光機、
３３…第１受光機、
４０　…　反射機、
５０…第２基板感知機、
５１…第２発光機、
５３…第２受光機、
６０…駆動機、
６３…搬送アーム、
７０…制御機、
８０…表示機。

Claims (18)

1. 　所定の処理空間を提供する処理容器と、
   　前記処理容器の底部に設置され、基板を前記底部と直立されている状態で設置する基板ガイドと、
   　前記処理容器の両側に設置され、前記基板ガイドに直立されるように設置された基板を感知する第１感知機と、
   　前記処理容器の底と側部に設置され、前記処理容器の底部に横たわっている基板、ならびに異物質を感知する第２感知機と、
   　を備えることを特徴とする基板検査装置。
2. 　前記第１感知機は、
   　前記処理容器の側部に設置され、その照射光軸が前記直立されている基板と直交されるように少なくとも一つの第１発光機と、
   　前記第１発光機と対向する側に設置されて前記第１発光機の照射光を受光する少なくとも一つの第１受光機とを備えることを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。
3. 　前記第２感知機は、
   　前記処理容器の一側に設置され、前記基板に対して所定の角度で照射光を照射する少なくとも一つの第２発光機と、
   　前記処理容器の底に設置され、前記第２発光機の照射光を所定の角度で反射させる反射機と、
   　前記処理容器の側部に設置され、反射機を通って反射された光を受光する少なくとも一つの第２受光機とを備えることを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。
4. 　前記ウエハーガイドは、光透過材質でできていることを特徴とする請求項１に記載の基板装置。
5. 　前記光透過材質は、石英であることを特徴とする請求項４に記載の基板検査装置。
6. 　前記処理容器は透過材質で形成され、
   　前記第１基板感知機、第２基板感知機、及び前記反射機は、前記処理容器の外側に設置されることを特徴とする請求項３に記載の基板検査装置。
7. 　前記処理容器は、石英材質で構成されていることを特徴とする請求項６に記載の基板検査装置。
8. 　前記反射機は、反射鏡（ミラー）で製作されているのを特徴とする請求項３に記載の基板有無検査装置。
9. 　前記処理容器は、その内部にケミカル、または洗浄水を受容することを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。
10. 　所定の処理空間を提供する処理容器と、
    　前記処理容器の底部に設置され、前記基板を前記底部と直立された状態で設置する基板ガイドと、
    　前記処理容器の両側に設置され、前記基板ガイドに直立されるように設置された基板を感知する第１感知機と、
    　前記処理容器の底と側部に設置され、前記処理容器の底部に横たわっている基板と異物質を感知する第２感知機と、
    　前記複数の基板をつかむ搬送アームと、
    　前記搬送アームを前記処理容器の上側で昇下降させるように構成され、前記基板ガイドから基板をローディング／アンローディングさせる駆動機と、
    　前記第１、２感知機と連結され、前記第１，２感知機から伝達される信号を基にして前記駆動機に駆動信号を出力する制御機と、
    　を備えることを特徴とする基板洗浄装置。
11. 　前記第１感知機は、
    　前記処理容器の側部に設置され、その照射光軸が前記直立された基板と直交されるように照射される少なくとも一つの第１発光機と、
    　前記第１発光機と対向する側に設置され、前記第１発光機の照射光を受光する少なくとも一つの第１光機とを備えることを特徴とする請求項１０に記載の基板洗浄装置。
12. 　前記第２感知機は、
    　前記処理容器の一側に設置され、前記基板に対する所定の角度で照射光を照射する少なくとも一つの第２発光機と、
    　前記処理容器の底に設置され、第２発光機の照射光を所定の角度で反射させる反射機と、
    　前記処理容器の側部に設置され反射機を通じて反射された光を受光する少なくとも一つの第２受光機とを備えることを特徴とする請求項１０に記載の基板洗浄装置。
13. 　前記ウエハーガイドは、光透過材質でできていることを特徴とする請求項１０に記載の基板洗浄装置。
14. 　前記光透過材質は、石英であることを特徴とする請求項１３に記載の基板洗浄装置。
15. 　前記処理容器は、透過材質で形成され、
    　前記第１基板感知機，第２基板感知機、及び前記反射機は、前記処理容器の外側に設置されることを特徴とする請求項１２に記載の基板洗浄装置。
16. 　前記処理容器は、石英材質で構成されていることを特徴とする請求項１５に記載の基板洗浄装置。
17. 　前記反射機は、反射鏡（ミラー）で製作されていることを特徴とする請求項１２に記載の基板洗浄装置。
18. 　前記処理容器は、その内部にケミカル、または洗浄水を受容することを特徴とする請求項１０に記載の基板洗浄装置。

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