JP2010060473A - 物体検出装置および物体位置ずれ検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特殊な構造の反射板を必要とせずに、半導体基板の有無を確実に検出する。
【解決手段】照射光（６）が反射板（５）で反射されたときの反射光（６ａ）から得られる反射点（Ｒａ）の位置と、照射光（６）が半導体基板（Ｓ）で反射されたときの反射光（６ｃ）から得られる反射点（Ｒｃ）の位置の違いを検出して、半導体基板（Ｓ）の有無を判定する。
【効果】特殊な構造の反射板を必要とせずに、半導体基板の有無を確実に検出できる。特殊な反射板を必要としないから、コスト高にならず、容易に実施できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、物体検出装置および物体位置ずれ検出装置に関し、更に詳しくは、特殊な反射板を必要とせずに物体の有無を検出することが出来る物体検出装置および物体の位置ずれを検出することが出来る物体位置ずれ検出装置に関する。

従来、基板の移相方向に対して交差する方向に照射光を照射する発光部と、照射光の波動特性を変化させて反射する反射体と、前記反射体で反射された反射光のみを受光する受光部とを有する基板の検出装置が知られている（特許文献１参照）。
特開２００３−６５７１１号公報

上記従来の基板の検出装置では、照射光の波動特性を変化させて反射する反射体が必要であるが、これは例えば偏光反射板のような特殊な反射板であり、コスト高になり、実施が容易でない問題点がある。
そこで、本発明の目的は、特殊な反射板を必要とせずに物体の有無を検出することが出来る物体検出装置および物体の位置ずれを検出することが出来る物体位置ずれ検出装置を提供することにある。

第１の観点では、本発明は、物体（Ｓ）が載置されると塞がれる開口部（４ａ）を有する物体載置台（４）と、前記物体載置台（４）に載置された物体（Ｓ）に対して照射光（６）を照射する光照射手段（２）と、前記物体載置台（４）に物体（Ｓ）が載置されていないときに物体（Ｓ）で反射されずに前記開口部（４ａ）を通過した照射光（６）を反射する反射板（５）と、前記物体載置台（４）に物体（Ｓ）が載置されていないときに前記照射光（６）が前記反射板（５）で反射された反射光（６ａ）および前記物体載置台（４）に物体（Ｓ）が載置されているときに前記照射光（６）が物体（Ｓ）で反射された反射光（６ｃ）を検出する光検出手段（３）と、前記光検出手段（３）で検出された反射光（６ａ，６ｃ）の反射点（Ｒａ，Ｒｃ）の位置を求める位置測定手段（９）と、測定した反射点の位置（Ｒａ，Ｒｃ）に基づいて前記載置台（４）に物体（Ｓ）が載置されているか否かを判定する判定手段（１１）とを具備したことを特徴とする物体検出装置（１００）を提供する。
上記第１の観点による物体検出装置（１００）において、照射光（６）が反射板（５）で反射されたときの反射光（６ａ）から得られる反射点（Ｒａ）の位置と、照射光（６）が物体（Ｓ）で反射されたときの反射光（６ｃ）から得られる反射点（Ｒｃ）の位置とは、明らかに異なり、確実に判別できる。すなわち、上記第１の観点による物体検出装置（１００）では、物体の有無を確実に検出できる。そして、特殊な反射板を必要としないから、コスト高にならず、容易に実施できる。

第２の観点では、本発明は、前記第１の観点による物体検出装置（１００）を複数具備すると共に、前記複数の物体検出装置（１００）の判定出力を基に物体の位置ずれを判定する位置ずれ判定手段（１２）を具備したことを特徴とする物体位置ずれ検出装置（２００）を提供する。
上記第２の観点による物体位置ずれ検出装置（２００）では、複数の位置において物体を検出することにより、物体の位置ずれを検出することが出来る。

本発明の物体検出装置によれば、特殊な反射板を必要とせずに物体の有無を検出することが出来る。

以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。

図１，図２は、実施例１にかかる半導体基板検出装置１００の構成説明図である。
この半導体基板検出装置１００は、チャンバー１内に半導体基板Ｓが搬入されたか否かを検出する装置であり、チャンバー１内に設置され且つ開口部４ａを有する載置台４と、載置台４の開口部４ａの下方のチャンバー底面に設置された反射板５と、チャンバー１の外部に設置された光照射手段２および光検出手段３と、光検出手段３の出力を基に反射光の反射点の位置を測定する位置測定回路９と、反射板５の反射点Ｒａの位置を記憶している記憶回路１０と、位置測定回路９で得た反射点の位置と記憶回路１０に記憶している反射板５の反射点の位置Ｒａとを比較して半導体基板Ｓの有無を判定する判定回路１１とを具備している。

半導体基板Ｓは、ゲート１ｇを介して、チャンバー１に搬入／搬出される。載置台４の開口部４ａを塞ぐように載置台４に載置された半導体基板Ｓの表面は、ほぼ水平面となる。

反射板５は、例えば表面が粗面化されたアルミ板である。

光照射手段２は、例えば半導体レーザであり、ビーム状の照射光６を、例えば水平面に対して３０゜〜６０゜の角度で斜めに出射する。

載置台４に半導体基板Ｓが載置されていないとき、照射光６は、チャンバー１の開口部１ａを塞ぐガラス７およびチャンバー１の開口部１ａを通して、さらに、載置台４の開口部４ａを通して、反射板５に照射され、反射板５の反射点Ｒａで乱反射される。そして、乱反射光６ａが光検出手段３で検出される。

載置台４に半導体基板Ｓが載置されているとき、照射光６は、チャンバー１の開口部１ａを塞ぐガラス７およびチャンバー１の開口部１ａを通して、半導体基板Ｓに照射され、半導体基板Ｓの反射点Ｒｃで乱反射される。そして、乱反射光６ｃが光検出手段３で検出される。なお、半導体基板Ｓの表面が鏡面である場合は、乱反射光６ｃはほとんど無いので、光検出手段３で反射光は検出されない。

光検出手段３は、例えばＣＣＤカメラであり、乱反射光６ａを受光した画像または乱反射光６ｃを受光した画像を出力する。この場合、反射点ＲａとＲｃは、画像上で異なる位置になるので、確実に判別できる。

位置測定回路９，記憶回路１０および判定回路１１は、例えばコンピュータである。

判定回路１１は、位置測定回路９で得た反射点の位置と記憶回路１０に記憶している反射板５の反射点の位置Ｒａとを比較して許容範囲内で一致すれば半導体基板Ｓが無いと判定し、許容範囲内で一致しなければ半導体基板Ｓが有ると判定する。なお、光検出手段３で反射光が検出されない場合も、半導体基板Ｓが有ると判定する。

半導体基板Ｓが有ると判定されると、半導体基板Ｓに対する処理作業が実行される。

実施例１の物体検出装置１００によれば次の効果が得られる。
（１）半導体基板Ｓより遠方の反射板５を検出できるか否かで半導体基板Ｓの有無を判定するため、半導体基板Ｓの表面状態に依存せず、確実に検出を行うことが出来る。
（２）反射板５は、特別な材質・形状のものでなくてもよく、取り付けに特別な精度を必要とせず、様々な雰囲気に対応でき、安価に済み、容易に実施できる。

チャンバー１の床面を反射板５として利用してもよい。

有無を検出する対象は、半導体基板Ｓに限定されない。

図３，図４，図５は、実施例４にかかる半導体基板位置ずれ検出装置２００の構成説明図である。
この半導体基板位置ずれ検出装置２００は、チャンバー１内の載置台４上の正しい位置に半導体基板Ｓが載置されているか位置ずれしているかを検出する装置であり、チャンバー１内に設置されるピン状の載置台４と、載置台４の下方に設置される反射板５，５’と、チャンバー１の外部に設置された光照射手段２，２’および光検出手段３，３’と、光検出手段３の出力を基に反射光の反射点の位置を測定する位置測定回路９と、反射板５の反射点Ｒａの位置を記憶している記憶回路１０と、位置測定回路９で得た反射点の位置と記憶回路１０に記憶している反射板５の反射点の位置Ｒａとを比較して半導体基板Ｓが光軸上にあるか否かを判定する判定回路１１と、光検出手段３’の出力を基に反射光の反射点の位置を測定する位置測定回路９’と、反射板５’の反射点Ｒａ’の位置を記憶している記憶回路１０’と、位置測定回路９’で得た反射点の位置と記憶回路１０’に記憶している反射板５’の反射点の位置Ｒａ’とを比較して半導体基板Ｓが光軸上にあるか否かを判定する判定回路１１’と、複数の判定回路１１，１１’の情報を基に半導体基板Ｓの位置ずれを判定するずれ判定回路１２とを具備している。

半導体基板Ｓは、ゲート１ｇを介してチャンバー１に搬入／搬出される。搬入／搬出は基板搬送装置１４によって行われる。基板搬送装置１４は、例えばロボットである。

例えば半導体基板Ｓの図３〜５における左右方向の位置ずれを検知したい場合、半導体基板Ｓが載置台４上の正しい位置にあるとき、半導体基板Ｓの上面左右端縁部分に照射光６，６’が照射されるように複数の光照射手段２，２’が設置される。

図３に示すように、半導体基板Ｓが載置台４上の正しい位置にあるとき、半導体基板Ｓ上の反射点Ｒｃ，Ｒｃ’からの乱反射光６ｃ，６ｃ’が光検知手段３，３’に受光され、半導体基板Ｓが有るとの判定出力が判定回路１１，１１’からずれ判定回路１２に入力される。そこで、ずれ判定回路１２は、載置台４上の正しい位置に半導体基板Ｓが位置していると判定する。
半導体基板Ｓが載置台４上の正しい位置にあれば、半導体基板Ｓに対する必要な処理が実行される。

一方、図４に示すように、半導体基板Ｓの位置が図４における左方向にずれているとき、反射板５上の反射点Ｒａからの乱反射光６ａが光検知手段３に受光され、半導体基板Ｓが無いとの判定出力が判定回路１１からずれ判定回路１２に入力され、半導体基板Ｓ上の反射点Ｒｃ’からの乱反射光６ｃ’が光検知手段３’に受光され、半導体基板Ｓが有るとの判定出力が判定回路１１’からずれ判定回路１２に入力される。そこで、ずれ判定回路１２は、図４における左方向にずれた位置に半導体基板Ｓが位置していると判定する。
搬送装置制御回路１３は、ずれ判定回路１２の出力を基に、半導体基板Ｓを図４における右方向に移動するように基板搬送装置１４を駆動すると共に異常発生の警報を出すなどの処理を行う。

また、図５に示すように、半導体基板Ｓの位置が図５における右方向にずれているとき、半導体基板Ｓ上の反射点Ｒｃからの乱反射光６ｃが光検知手段３に受光され、半導体基板Ｓが有るとの判定出力が判定回路１１からずれ判定回路１２に入力され、反射板５’上の反射点Ｒａ’からの乱反射光６ａ’が光検知手段３’に受光され、半導体基板Ｓが無いとの判定出力が判定回路１１’からずれ判定回路１２に入力される。そこで、ずれ判定回路１２は、図５における右方向にずれた位置に半導体基板Ｓが位置していると判定する。
搬送装置制御回路１３は、ずれ判定回路１２の出力を基に、半導体基板Ｓを図５における左方向に移動するように基板搬送装置１４を駆動すると共に異常発生の警報を出すなどの処理を行う。

半導体基板Ｓの位置修正の機構を載置台４に組み込んでもよい。

本発明の物体検出装置および物体位置ずれ検出装置は、例えば半導体基板製造装置に有用である。

実施例１にかかる物体検出装置の構成説明図（半導体基板有り）である。 実施例１にかかる物体検出装置の構成説明図（半導体基板無し）である。 実施例４にかかる物体位置ずれ検出装置の構成説明図（ずれ無し）である。 実施例４にかかる物体位置ずれ検出装置の構成説明図（左ずれ）である。 実施例４にかかる物体位置ずれ検出装置の構成説明図（右ずれ）である。

符号の説明

１ チャンバ
１ａ 開口部
１ｇ ゲート
２，２’ 光照射手段
３，３’ 光検出手段
４ 載置台
５，５’ 反射板
６，６’ 照射光
６ａ，６ｃ，６ａ’，６ｃ’ 乱反射光
９，９’ 位置測定回路
１０，１０’ 記憶回路
１１，１１’ 判定回路
１２ ずれ判定回路
１３ 搬送装置制御回路
１４ 基板搬送装置
１００ 物体検出装置
２００ 物体位置ずれ検出装置
Ｒａ，Ｒｃ，Ｒａ’，Ｒｃ’ 反射点
Ｓ 半導体基板

Claims (2)

1. 物体（Ｓ）が載置されると塞がれる開口部（４ａ）を有する物体載置台（４）と、前記物体載置台（４）に載置された物体（Ｓ）に対して照射光（６）を照射する光照射手段（２）と、前記物体載置台（４）に物体（Ｓ）が載置されていないときに物体（Ｓ）で反射されずに前記開口部（４ａ）を通過した照射光（６）を反射する反射板（５）と、前記物体載置台（４）に物体（Ｓ）が載置されていないときに前記照射光（６）が前記反射板（５）で反射された反射光（６ａ）および前記物体載置台（４）に物体（Ｓ）が載置されているときに前記照射光（６）が物体（Ｓ）で反射された反射光（６ｃ）を検出する光検出手段（３）と、前記光検出手段（３）で検出された反射光（６ａ，６ｃ）の反射点（Ｒａ，Ｒｃ）の位置を求める位置測定手段（９）と、測定した反射点の位置（Ｒａ，Ｒｃ）に基づいて前記載置台（４）に物体（Ｓ）が載置されているか否かを判定する判定手段（１１）とを具備したことを特徴とする物体検出装置（１００）。
2. 請求項１に記載の物体検出装置（１００）を複数具備すると共に、前記複数の物体検出装置（１００）の判定出力を基に物体の位置ずれを判定する位置ずれ判定手段（１２）を具備したことを特徴とする物体位置ずれ検出装置（２００）。

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