JP2020524915A - ウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティ - Google Patents
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Abstract
上部キャビティと、下部キャビティと、昇降制御装置と、ウエハ載置台と、ウエハ突き出しピンと、センサが実装されたマニピュレータとを含み、昇降制御装置は、上部キャビティの上下移動を制御するように上部キャビティに接続され、ウエハ載置台及びウエハ突き出しピンは、下部キャビティ内に設けられ、下部キャビティの外部にウエハ位置検出ユニットが設けられるウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティ。ウエハ位置検出ユニットは、第１光電送信モジュールと、第１光電受信モジュールと、第２光電送信モジュールと、第２光電受信モジュールと、制御モジュールと、駆動モジュールと、アラームモジュールとを含む。【選択図】図５
Description
本発明は、半導体製造装置分野に関し、特にウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティに関する。
近年、気相腐食の方式（気相フッ化水素）により酸化ケイ素を腐食している。液相腐食に比べて、気相腐食は、（１）ブロッキングすることなくメムスの素子を解放することができ、（２）表面張力の影響を受けないため、反応物の拡散能力が液相の場合よりも４つのオーダ高いので、化学反応の進行がより容易になり、（３）アルミニウム、アルミナ、フォトレジストなどの様々な材料に対する互換性に優れ、（４）通常真空下で使用されているため、表面予洗浄モジュールとしてモジュール化組立機器（例えば、物理蒸着装置など）に集積することができるなどの利点を有する。フッ化水素気相腐食は、メムスの部品の製造に使用されるだけではなく、表面前処理キャビティとして金属汚染気相分解収集システム（Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＶＰＤ）に集積されている。金属汚染気相分解収集システムにおいて、フッ化水素気相腐食キャビティには下式（１）の化学反応が発生することにより、バルクシリコン表面の自然酸化物層が気相腐食の形で分解して消耗され、疎水性Ｓｉ−Ｈ結合（Ｓｉ−Ｈ）で形成された表面が残ることによって、特製の液体スキャン液による汚染の収集が便利になる。
４ＨＦ（ガス）＋ＳｉＯ２（固体）→ＳｉＦ４（ガス）↑＋２Ｈ２Ｏ （１）
フッ化水素（ＨＦ）源に水が含まれるか否かにより、気相フッ化水素機器は、（１）純度９９．９９％以上のＨＦガスを用いる無水フッ化水素源機器と（２）含水気相フッ化水素機器（ＨＦ−Ｈ２Ｏシステム）に分けることができる。使用コストを考えると、一般的に、ＶＰＤ機器には、高価の無水ＨＦガス（５Ｎ以上の純度）ではなく、含水ＨＦ源システムが配置されている。ハイエンドアプリケーション（例えば、数百万のマイクロミラーアレイ）の場合無水ＨＦ機器を使用しなければならないが、通常、使用コストを考慮すると、プロセス要求が高すぎない場合、特にＶＰＤ市場の場合は、含水ＨＦ源の機器を使用すればよい。本明細書において、含水ＨＦ源の機器及びそのフッ化水素気相腐食キャビティ（以下、ＶＨＦキャビティと略す）のみが考慮される。含水ＨＦ源で形成される気相フッ化水素は腐食性を有するため、それと接触する管路、継手及びキャビティは防腐性を有する必要がある。通常、加工の難しさ及び後続の保守費用の観点から、ＶＨＦキャビティ及び管路の材質は、互換性のあるプラスチックを使用している。
明らかに、ＶＨＦプロセスにはローディング（ｌｏａｄｉｎｇ）及びアンローディング（ｕｎｌｏａｄｉｎｇ）の過程、即ち、ウエハを気相腐食キャビティのウエハチャック（ｃｈｕｃｋ）に搬送する過程及びウエハチャックからウエハを取り外す過程が欠かさない。このような過程は、簡単に言うと、以下の手順である。ローディング過程において、キャビティを開き、マニピュレータによりウエハをキャビティに送入し、マニピュレータで真空を解消し、ウエハがマニピュレータの高さを超えるようにキャビティ突き出しピンを引き上げ、マニピュレータをキャビティから引き出し、キャビティ突き出しピンによりウエハをウエハチャック上に下降させ、キャビティを閉める。上記過程が終了後、アンローディング過程は、以下の手順である。アンローディング過程において、キャビティを開き、キャビティ突き出しピンによりウエハをマニピュレータの入った位置よりもやや高いところに昇降させ、マニピュレータがキャビティに入ってウエハの下方に至り、突き出しピンによりウエハを下降させ、ウエハをマニピュレータに載置させ、突き出しピンが初期位置まで引き続き下降し、マニピュレータが真空をオンにし、マニピュレータがウエハをキャビティ外につれ、キャビティを閉めるか、次のウエハの送入を待つ。
ローディング及びアンローディングは、キャビティの複数の突き出しピンとマニピュレータが緊密に協力して完成する過程であり、適切に協力していない場合、ウエハがマニピュレータから滑り落ちるか、又はマニピュレータがウエハに衝突するなどの場合があり、ウエハ又はマニピュレータのダメージが引き起こされる恐れがある。上記問題を回避するために、通常、キャビティにウエハ位置検出器を設けることにより、ウエハ位置が正常でない場合には、事前にアラームし、すべての機械的動作を停止することができる。特許文献１の図２には、光電センサにより透明な観察窓を介してウエハの位置を検出することが開示されている。このような反射型単一光学センサは、キャビティ内にウエハが存在するか否か、及びウエハの位置が水平面と平行であるか否かを判断できるが、ウエハが水平面上に変位したか否かを判断できない。
また、このように透明窓を介して組み立てられた光学センサは、最適なソリューションではない。ＶＨＦプロセスに水の含有量が過剰になると、下式（２）の化学反応が発生する。窒化ケイ素（ＳｉＮ）まで腐食されると、下式（３）の化学反応が発生する。この２つの反応では、いずれも不揮発性固体残渣が形成されやすい。このような固体残渣が透明窓の内壁に体積した厚さがある程度に達すると、この光学センサの検出精度に影響を与える恐れがある。センサがキャビティ内に内蔵されたとしても、同じ問題があり、センサの選択では、その耐食性を考慮しなければならない。
Ｈ２ＳｉＦ６（固体）＋３Ｈ２Ｏ→Ｈ２ＳｉＯ３（固体）＋６ＨＦ（ガス）↑ （２）
ＨＦ（ガス）＋ＳｉＮ（固体）→（ＮＨ４）２ＳｉＦ６（固体） （３）
含水ＨＦ源で形成された気相フッ化水素が腐食性を有するため、それと接触する管路、継手及びキャビティは、耐食性を有する必要がある。一般的なキャビティの材料の中に、ＰＶＣのみが透明であるため、ＰＶＣは観察窓の一般的な材料である。固体残渣の形成を抑制するために、ＶＨＦ工プロセスにおいてアルコール蒸気を使用する場合がある。しかし、ＰＶＣはエタノールなどと完全な互換性を有しないので、ウエハ位置を検出するためには、他の方法を採用しなければならない。
特許文献１：ＪＰ４９０３７６４Ｂ２
本発明は、上記問題を解決するために、上部キャビティと、下部キャビティと、昇降制御装置と、ウエハ載置台と、ウエハ突き出しピンと、センサが実装されたマニピュレータとを含むウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティであって、前記昇降制御装置は、前記上部キャビティの上下移動を制御するように前記上部キャビティに接続され、前記ウエハ載置台及び前記ウエハ突き出しピンは、前記下部キャビティに設けられ、前記下部キャビティの外部にウエハ位置検出ユニットが設けられる、ウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティを提供する。
本発明に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティにおいて、好ましくは、前記キャビティのウエハ位置検出ユニットは、第１光電送信モジュールと、第１光電受信モジュールと、第２光電送信モジュールと、第２光電受信モジュールと、制御モジュールと、駆動モジュールと、アラームモジュールとを含む。
本発明に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティにおいて、好ましくは、前記下部キャビティの内部にウエハ有無検出ユニットがさらに設けられる。
本発明に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティにおいて、好ましくは、前記ウエハ有無検出ユニットは、近接センサ、静電容量式センサ、電気誘導センサ、又は光学センサである。
本発明に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティにおいて、好ましくは、前記ウエハ位置検出ユニットは、第１光電送受信モジュール及び第２光電送受信モジュールをさらに含み、前記第１光電送受信モジュール及び前記第２光電送受信モジュールは、それぞれ前記気相腐食キャビティと組み合わせて使用されるウエハ運送マニピュレータのアームの両端に設けられる。
本発明に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティにおいて、好ましくは、前記第１光電送信モジュール、前記第２光電送信モジュールは、レーザ光発射モジュールであり、前記第１光電受信モジュール、前記第２光電受信モジュールは、レーザ光受信モジュールである。
本発明に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティにおいて、好ましくは、前記第１光電送受信モジュール及び前記第２光電送受信モジュールは、それ自体でレーザ光を発射し、反射してきたレーザ光を受信して検出することができるレーザ光送受信モジュールである。
本発明に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティにおいて、好ましくは、前記上部キャビティ及び前記下部キャビティの材質は、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）のうちの１種又は複数種の組み合わせである。
本発明に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティにおいて、好ましくは、導入される気相源は、フッ化水素（ＨＦ）、塩化水素（ＨＣｌ）、臭化水素（ＨＢｒ）、ヨウ化水素（ＨＩ）、二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）の組み合わせである。
本発明に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティにおいて、好ましくは、前記昇降制御装置は、駆動装置及び変位センサを含み、前記駆動装置は、エアシリンダ又は電動シリンダであり、前記変位センサは、光学センサ又は近接センサである。
本発明に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティでは、そのキャビティ内のウエハチャックでのウエハ、又はロボットアームでのウエハの位置が水平面に平行であるか否か、又は水平面上に横方向にずれたか否かは、いずれも検出され得る。また、ウエハ位置検出装置はキャビティの外面に設けられるため、上記固体残留物に干渉されることがない。
本発明の目的、技術手段及び利点をより分かりやすくするために、以下、本発明の実施例の図面を参照しながら本発明の実施例の技術手段を明確かつ完全に説明する。理解され得るように、本明細書に記載の具体的な実施例は、本発明を解釈するためのものに過ぎず、本発明を限定するものではない。挙げられる実施例は、本発明の一部の実施例だけであり、全ての実施例ではない。本発明の実施例に基づいて当業者が創造的な労力なしで得られる他のすべての実施例は、本発明の保護範囲に含まれる。
本明細書において、用語「上」、「下」、「水平」、「垂直」などで示される向き又は位置関係は、図面に示される向き又は位置関係であり、本発明の説明を容易にし、説明を簡略化するためだけであり、装置又は部品が必ず特定の向きを有し、特定の方位で構成及び操作されることを示唆するものではないため、本発明を制限するものではない。また、本明細書において、別段の明示的記述及び制限がない限り、用語「連接」、「接続」は広い意味で理解されるべきであり、例えば、固定接続、取り外し可能な接続若しくは一体的接続であってもよく、機械的接続若しくは電気的接続であってもよく、直接接続若しくは中間媒体を介する間接接続であってもよく、両部材同士の連通であってもよい。当業者にとって、本発明における上記用語の特定の意味は、ケースバイケースで理解することができる。
図１は、本発明の第１実施形態に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティが閉合された状態の斜面図である。図２は、本発明の第１実施形態に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティが開放された状態の斜面図である。図３は、本発明の第１実施形態に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティの下部キャビティの上面図である。図１から図３に示すように、本発明に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティは、上部キャビティ１と、下部キャビティ２と、昇降制御装置３と、ウエハ載置台４と、ウエハ突き出しピン（未図示）とを含む。昇降制御装置３は、上部キャビティ１の上下移動を制御するように上部キャビティ１に接続され、ウエハ載置台４及びウエハ突き出しピンは、下部キャビティ２内に設けられる。下部キャビティ２の外部にウエハ位置検出ユニット６が設けられる。
図４は、本発明の第１実施形態に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティにおけるウエハ位置検出ユニット６の機能ブロック図である。図３、図４に示すように、本発明の第１実施形態に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティにおいて、ウエハ位置検出ユニット６は、第１光電送信モジュール６１と、第１光電受信モジュール６２と、第２光電送信モジュール６３と、第２光電受信モジュール６４と、制御モジュール６５と、駆動モジュール６６と、アラームモジュール６７とを含む。
図３、図４に示すように、本発明の第１実施形態に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティにおいて、第１光電送信モジュール６１と第１光電受信モジュール６２、及び第２光電送信モジュール６３と第２光電受信モジュール６４は、それぞれ互いに対向するように下部キャビティ１の周縁外側に設けられる。具体的には、第１光電送信モジュール６１と第１光電受信モジュール６２は、互いに対向して下部キャビティ１の周縁外側に設けられ、好ましくは、第１光電送信モジュール６１と第１光電受信モジュール６２を連結する線が下部キャビティ１の中心を通過する。第２光電送信モジュール６３と第２光電受信モジュール６４は、互いに対向して下部キャビティ１の周縁外側に設けられ、好ましくは、第２光電送信モジュール６３と第２光電受信モジュール６４を連結する線も下部キャビティ１の中心を通過する。第１光電送信モジュール６１と第１光電受信モジュール６２を連結する線と、第２光電送信モジュール６３と第３光電受信モジュール６４を連結する線とは、一定の角度を形成し、この角度が９０度であり、即ち、両者が互いに垂直であることが好ましい。つまり、好ましくは、第１光電送信モジュール６１、第１光電受信モジュール６２、第２光電送信モジュール６３及び第２光電受信モジュール６４は、下部キャビティ１の周縁外側に均一に分布する。
図４に示すように、本発明の第１実施形態に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティにおいて、第１光電送信モジュール６１、第１光電受信モジュール６２、第２光電送信モジュール６３及び第２光電受信モジュール６４は、それぞれ制御モジュール６５に接続される。第１光電送信モジュール６１、第１光電受信モジュール６２、第２光電送信モジュール６３及び第２光電受信モジュール６４は、それぞれ下部キャビティ１の周縁外側に配置され、ウエハを運送するマニピュレータがウエハを載置してキャビティに入りウエハ位置を検出し始めるときに、制御モジュール６５は、それぞれ第１光電送信モジュール６１及び第２光電送信モジュール６３に、第１光電送信モジュール６１及び第２光電送信モジュール６３が光波を発射するように光波を発射する制御信号を送信する。同時に、制御モジュール６５は、第１光電受信モジュール６２及び第２光電受信モジュール６４からの信号の有無及び強度を検出し、制御モジュール６５が検出した第１光電受信モジュール６２及び第２光電受信モジュール６４からの信号強度がいずれも事前に設定された所定信号強度と一致する場合、ウエハが水平方向に対して傾斜していないと判断する。一方、制御モジュール６５が第１光電受信モジュール６２若しくは第２光電受信モジュール６４から信号強度を検出できなかったか、又は検出した第１光電受信モジュール６２若しくは第２光電受信モジュール６４からの信号強度の１つが事前に設定された所定信号強度と一致しない場合、厳密に言えば、検出した第１光電受信モジュール６２若しくは第２光電受信モジュール６４からの信号強度が事前に設定された所定信号強度よりも大幅に低下した場合、ウエハが水平方向に対して傾斜することにより第１光電送信モジュール６１及び第２光電送信モジュール６３から出射した光波が遮られたと判断する。本発明の第１実施形態に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティにおいて、第１光電受信モジュール６２又は第２光電受信モジュール６４からの信号強度と事前に設定された所定信号強度との差に基づいて、ウエハが水平方向に対して傾斜していないか否かを検出して判断する。ウエハが水平方向に対して傾斜したと判断した場合、アラームモジュール６７からアラーム情報を送信して作業者に通知する。同時に、制御モジュール６５が駆動モジュール６６に駆動制御信号に送信し、駆動モジュール６６がウエハ突き出しピンの作動機構を制御してウエハを調整する。
図５は、本発明の第２実施形態に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティの下部キャビティの上面図である。図６は、本発明の第２実施形態に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティのウエハ有無検出ユニットの機能ブロック図である。本発明の第２実施形態に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティの構造は、ウエハ有無検出ユニット７をさらに含む以外、本発明の第１実施形態に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティの構造と基本的に同じである。このウエハ有無検出ユニット７は、下部キャビティ２のウエハ載置台４に配置され、ウエハ載置台４にウエハが存在するか否かを検出する。ウエハ有無検出ユニット７は、同様に制御モジュール６５に接続され、ウエハ位置検出ユニット６と制御モジュール６５、駆動モジュール６６及びアラームモジュール６７を共用する。ウエハを運送するマニピュレータがウエハを載置してキャビティに入りウエハの位置を検出しようするときに、ウエハの有無を最初に検出する必要がある。ウエハの厚さが比較的薄い（通常、７７５μｍ未満）ので、本発明の第１実施形態に係るウエハ位置検出ユニット６は、ウエハが水平方向に対して傾斜しているか否かを判断できるが、ウエハ載置台４にウエハがないことを検出できない場合がある。そのため、ウエハ載置台４にウエハが載置されていない場合は、ウエハが載置されており、かつウエハが水平方向に対して傾斜していない場合として誤判断される恐れがある。本発明の第２実施形態に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティにおいて、ウエハ有無検出ユニット７を設けることにより、最初にウエハの存在について検出することができる。これによって、ウエハ載置台４にウエハが載置されていない場合が効果的に除かれる。具体的には、ウエハ有無検出ユニット７に静電容量式近接センサを配置することができ、ウエハ載置台４にウエハが載置されている場合及び載置されていない場合には、センサの静電容量値が変化し、制御モジュール６５が検出したウエハ有無検出ユニット７からの信号強度も異なるため、ウエハ載置台４にウエハが載置されていないか否かを正確に判断することができる。もちろん、ウエハ有無検出ユニット７は、光学センサを用いてウエハ載置台４にウエハが載置されていないか否かを判断してもよい。
図７Ａ〜図７Ｃは、本発明の第３実施形態に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティのウエハ位置検出ユニットの上面概略図である。本発明の第３実施形態に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティは、本発明の第２実施形態に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティのもとに、ウエハを運送するマニピュレータ９のマニピュレータアーム部１０の両側にそれぞれ第１光電送受信モジュール１１及び第２光電送受信モジュール１２が設けられる。前記第１光電送受信モジュール１１及び第２光電送受信モジュール１２には、光電送信部品及び光電受信部品を有する。光電送信部品は、パルス光波を発し、光電受信部品は、反射してきた光波を検出する。第１光電送受信モジュール１１及び第２光電送受信モジュール１２は、制御モジュール６５にも接続される。マニピュレータ９が所定位置に移動し、ウエハ１００を載置するときに、制御モジュール６５は、第１光電送受信モジュール１１及び第２光電送受信モジュール１２における光電送信部品に光波発射制御信号を送信し、第１光電送受信モジュール１１及び第２光電送受信モジュール１２における光電送信部品に光波を発射させる。同時に、制御モジュール６５は、第１光電送受信モジュール１１及び第２光電送受信モジュール１２における光電受信部品に光波受信制御信号を送信し、第１光電送受信モジュール１１及び第２光電送受信モジュール１２における光電受信部品に反射してきた光波を受信させる。制御モジュール６５におけるタイマーは、第１光電送受信モジュール１１における光電送信部品が光波を発射してから第１光電送受信モジュール１１における光電受信部品が反射してきた光波を受信するまでの時間差を計り、前記時間差をｔ１とする。同様に、制御モジュール６５におけるタイマーは、第２光電送受信モジュール１２における光電送信部品が光波を発射してから第２光電送受信モジュール１２における光電受信部品が反射してきた光波を受信するまでの時間差を計り、前記時間差をｔ２とする。第１光電送受信モジュール１１及び第２光電送受信モジュール１２は、マニピュレータアーム部１０の縦方向中心線に対して対称的に設けられる。マニピュレータ９が正確な位置でウエハ１００を載置するときに、ウエハ１００は、マニピュレータアーム部１０の縦方向中心線に対して対称的である。従って、マニピュレータ９が正確な位置でウエハ１００を載置する場合、第１光電送受信モジュール１１における光電送信部品が光波を発射してから第１光電送受信モジュール１１における光電受信部品が反射してきた光波を受信するための時間差ｔ１は、第２光電送受信モジュール１２における光電送信部品が光波を発射してから第２光電送受信モジュール１２における光電受信部品が反射してきた光波を受信するまでの時間差ｔ２とほぼ等しく、かつ事前に設定された所定時間差ｔ０とほぼ等しい（図７Ａ）。マニピュレータ９が正確な位置ではなく、前後方向にずれた位置でウエハ１００を載置する場合、第１光電送受信モジュール１１における光電送信部品が光波を発射してから第１光電送受信モジュール１１における光電受信部品が反射してきた光波を受信するまでの時間差ｔ１、及び／又は第２光電送受信モジュール１２における光電送信部品が光波を発射してから第２光電送受信モジュール１２における光電受信部品が反射してきた光波を受信するまでの時間差ｔ２は、事前に設定された所定時間差ｔ０より大きいかより小さい。第１光電送受信モジュール１１における光電送信部品が光波を発射してから第１光電送受信モジュール１１における光電受信部品が反射してきた光波を受信するまでの時間差ｔ１、及び／又は第２光電送受信モジュール１２における光電送信部品が光波を発射してから第２光電送受信モジュール１２における光電受信部品が反射してきた光波を受信するまでの時間差ｔ２が事前に設定された所定時間差ｔ０よりも大きい場合、ウエハ１００が正確な位置よりもマニピュレータアーム部１０から遠いと判定し、この場合、制御モジュール６５は駆動モジュール６６に駆動制御信号を送信し、マニピュレータ９の位置が正確な載置位置まで調整されるようにマニピュレータ９の作動機構を制御する。一方、第１光電送受信モジュール１１における光電送信部品が光波を発射してから第１光電送受信モジュール１１における光電受信部品が反射してきた光波を受信するまでの時間差ｔ１、及び／又は第２光電送受信モジュール１２における光電送信部品が光波を発射してから第２光電送受信モジュール１２における光電受信部品が反射してきた光波を受信するまでの時間差ｔ２が事前に設定された所定時間差ｔ０よりも小さい場合、ウエハ１００が正確な位置よりもマニピュレータアーム部１０に近いと判定し、この場合、制御モジュール６５は、同様に駆動モジュール６６に駆動制御信号を送信し、マニピュレータの位置が正確な載置位置まで調整されるようにマニピュレータ９の作動機構を制御する。
また、第１光電送受信モジュール１１における光電送信部品が光波を発射してから第１光電送受信モジュール１１における光電受信部品が反射してきた光波を受信するまでの時間差ｔ１が、第２光電送受信モジュール１２における光電送信部品が光波を発射してから第２光電送受信モジュール１２における光電受信部品が反射してきた光波を受信するまでの時間差ｔ２とほぼ等しいことではなく、大きく違っている場合、ウエハ１００が正確な位置に対して左右方向にずれたと判定する。具体的には、第１光電送受信モジュール１１及び第２光電送受信モジュール１２がいずれも反射光波信号を検出し、かつ第１光電送受信モジュール１１における光電送信部品が光波を発射してから第１光電送受信モジュール１１における光電受信部品が反射してきた光波を受信するまでの時間差ｔ１が、第２光電送受信モジュール１２における光電送信部品が光波を発射してから第２光電送受信モジュール１２における光電受信部品が反射してきた光波を受信するまでの時間差ｔ２よりも小さい場合、ウエハ１００が正確な位置に対して図の左方向にずれたと判定する（図７Ｂ）。この場合、制御モジュール６５は、駆動モジュール６６に駆動制御信号を送信し、マニピュレータの位置が正確な載置位置まで調整されるようにマニピュレータ９の作動機構を制御する。一方、第１光電送受信モジュール１１及び第２光電送受信モジュール１２がいずれも反射光波信号を検出し、かつ第１光電送受信モジュール１１における光電送信部品が光波を発射してから第１光電送受信モジュール１１における光電受信部品が反射してきた光波を受信するまでの時間差ｔ１が、第２光電送受信モジュール１２における光電送信部品から光波を発射してから第２光電送受信モジュール１２における光電受信部品が反射してきた光波を受信するまでの時間差ｔ２よりも大きい場合、ウエハ１００が正確な位置に対して図の右方向にずれたと判定する（図７Ｃ）。この場合、制御モジュール６５は、同様に駆動モジュール６６に駆動制御信号を送信し、マニピュレータの位置が正確な載置位置まで調整されるようにマニピュレータ９の作動機構を制御する。
このようにして、本発明の第３実施形態に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティは、まず、ウエハ有無検出ユニット７によりウエハ載置台８にウエハが載置されていない状況を除き、次に、キャビティの外側に配置された第１光電送信モジュール６１、第１光電受信モジュール６２、第２光電送信モジュール６３、第２光電受信モジュール６４によりウエハが縦方向に傾斜しているか否かを判断することができ、最後に、マニピュレータ９のマニピュレータアーム部１０の中心線の両側に対称的に設けられた第１光電送受信モジュール１１及び第２光電送受信モジュール１２により、ウエハ１００がマニピュレータ９に対して水平面内の前后方向又は左右方向にずれたか正確に判断することができる。この過程において、ウエハが縦方向に傾斜したか、又は水平面内の前后方向又は左右方向にずれたと判断した場合、制御モジュール６５は、アラームモジュール６７がアラーム信号を送信して作業者に通知するように制御し、作業者はウエハ１００を正確な位置まで正確に調整することができる。これによって、移動部材とウエハとの非正常な接触が回避され、ウエハの破砕又は設備の損害が防止される。
本発明の第１実施形態から第３実施形態に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティにおいて、好ましくは、前記第１光電送信モジュール、前記第２光電送信モジュール、及び前記第３光電送信モジュールは、レーザ光発射モジュールである。前記第１光電受信モジュール、前記第２光電受信モジュール、及び前記第３光電受信モジュールは、レーザ光受信モジュールである。好ましくは、前記第１光電送受信モジュール及び前記第２光電送受信モジュールは、レーザ光送受信モジュールである。レーザ光は、単色性、方向性及び短波長において独特な優位性を有するため、レーザ光を本発明の光波として使用することにより、モジュールのウエハ位置検出の精度及び正確率を向上できる。半導体レーザ光素子が発射した短波長半導体レーザ光を使用することが好ましい。
本発明のウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティにおいて、上部キャビティ１及び下部キャビティ２の材質は、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）のうちの１種又は複数種の組み合わせである。導入される気相源は、フッ化水素（ＨＦ）、塩化水素（ＨＣｌ）、臭化水素（ＨＢｒ）、ヨウ化水素（ＨＩ）、二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）のうちの１種又は複数種の組み合わせである。
本発明に係るウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティにおいて、昇降制御装置３は、駆動装置及び変位センサを含む。駆動装置は、エアシリンダ又は電動シリンダであってもよく、変位センサは、光学センサ又は近接センサであってもよい。
以上の説明は、本発明の具体的な実施形態に過ぎず、本発明の保護範囲を限定するものではない。当業者であれば、本発明が開示する技術範囲内において変化又は置換を容易に想到することができ、これらの変化や置換は、本発明の保護範囲内に含まれるべきである。
１ 上部キャビティ、
２ 下部キャビティ、
３ 昇降制御装置、
４ ウエハ載置台、
６ ウエハ位置検出ユニット、
６１ 第１光電送信モジュール、
６２ 第１光電受信モジュール、
６３ 第２光電送信モジュール、
６４ 第２光電受信モジュール、
６５ 制御モジュール、
６６ 駆動モジュール、
６７ アラームモジュール、
７ ウエハ有無検出ユニット、
９ マニピュレータ、
１０ マニピュレータアーム部、
１１ 第１光電送受信モジュール、
１２ 第２光電送受信モジュール、
１００ ウエハ。
２ 下部キャビティ、
３ 昇降制御装置、
４ ウエハ載置台、
６ ウエハ位置検出ユニット、
６１ 第１光電送信モジュール、
６２ 第１光電受信モジュール、
６３ 第２光電送信モジュール、
６４ 第２光電受信モジュール、
６５ 制御モジュール、
６６ 駆動モジュール、
６７ アラームモジュール、
７ ウエハ有無検出ユニット、
９ マニピュレータ、
１０ マニピュレータアーム部、
１１ 第１光電送受信モジュール、
１２ 第２光電送受信モジュール、
１００ ウエハ。
Claims (10)
- 上部キャビティと、下部キャビティと、昇降制御装置と、ウエハ載置台と、ウエハ突き出しピンと、マニピュレータとを含むウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティであって、
前記昇降制御装置は、前記上部キャビティの上下移動を制御するように前記上部キャビティに接続され、前記ウエハ載置台及び前記ウエハ突き出しピンは、前記下部キャビティに設けられ、
前記下部キャビティの外部にウエハ位置検出ユニットが設けられることを特徴とする、ウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティ。 - 前記ウエハ位置検出ユニットは、第１光電送信モジュールと、第１光電受信モジュールと、第２光電送信モジュールと、第２光電受信モジュールと、制御モジュールと、駆動モジュールと、アラームモジュールとを含むことを特徴とする、請求項１に記載のウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティ。
- 前記下部キャビティの内部には、ウエハ有無検出ユニットがさらに設けられることを特徴とする、請求項１又は２に記載のウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティ。
- 前記ウエハ有無検出ユニットは、近接センサ、静電容量式センサ、電気誘導センサ又は光学センサである、ことを特徴とする、請求項３に記載のウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティ。
- 前記ウエハ位置検出ユニットは、第１光電送受信モジュール及び第２光電送受信モジュールをさらに含み、前記第１光電送受信モジュール及び前記第２光電送受信モジュールは、それぞれ前記気相腐食キャビティと組み合わせて使用されるウエハ運送マニピュレータのアームの両端に設けられることを特徴とする、請求項２に記載のウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティ。
- 前記第１光電送信モジュール、前記第２光電送信モジュールは、レーザ光発射モジュールであり、前記第１光電受信モジュール、前記第２光電受信モジュールは、レーザ光受信モジュールであることを特徴とする、請求項２に記載のウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティ。
- 前記第１光電送受信モジュール及び前記第２光電送受信モジュールは、それ自体でレーザ光を発射し、反射してきたレーザ光を受信して検出することができるレーザ光送受信モジュールであることを特徴とする、請求項５に記載のウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティ。
- 前記上部キャビティ及び前記下部キャビティの材質は、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）のうちの１種又は複数種の組み合わせであることを特徴とする、請求項１に記載のウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティ。
- 導入される気相源は、フッ化水素（ＨＦ）、塩化水素（ＨＣｌ）、臭化水素（ＨＢｒ）、ヨウ化水素（ＨＩ）、二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）のうちの１種又は複数種の組み合わせであることを特徴とする、請求項１に記載のウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティ。
- 前記昇降制御装置は、駆動装置及び変位センサを含み、前記駆動装置は、エアシリンダ又は電動シリンダであり、前記変位センサは、光学センサ又は静電容量式センサであることを特徴とする、請求項１に記載のウエハ位置検出装置を有する気相腐食キャビティ。
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