JP3327130B2 - 物体検出方法およびウエハ搬送アームの検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ある領域内に物体
が存在するか否かを検出する方法および装置に関し、特
に本発明は、半導体装置製造工程において、ウエハをあ
る工程から次の工程に搬送するウエハ搬送アームの存在
検出に用いるのに好適な物体検出方法およびウエハ搬送
アームの検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ウエハ上に集積回路を製造する工程（半
導体装置製造工程）には様々な工程が存在するが、その
中の一つに、ウエハにレジストを塗布する工程、レジス
トが塗布されたウエハに露光を行う工程、露光が終了し
たウエハのレジストを現像する工程がある。上記工程の
処理を迅速に行うため、ウエハを高速で回転させながら
レジストを塗布する機構と露光後のレジストを現像する
機構を持つコーターデベロッパと呼ばれる装置と、レジ
スト塗布後のウエハに回路パターンを露光する露光装置
とを機械的に連結させ、ウエハへのレジスト塗布・露光
・現像の工程を自動的に一連の作業として処理・加工す
る場合が多い。

【０００３】近年、上記コーターデベロッパに、ウエハ
周辺部に塗布された余分なレジストを除去するための周
辺露光部を設けたものが使用されるようになってきた。
上記一連の工程において、周辺露光を行おうとすると、
周辺露光は、ウエハにレジストが塗布された後、露光処
理前に行うか、もしくは、ウエハが露光装置により露光
された後、現像する前に行うかのどちらかである。この
ため、上記のようにコーターデベロッパと露光装置とが
連結されている場合は、周辺露光装置はコーターデベロ
ッパに搭載される場合が多い。

【０００４】図８は上記したコーターデベロッパと露光
装置とを連結したものに周辺露光装置を搭載した装置の
レイアウトの一例を示す図である。同図において、１は
コーターデベロッパ、２は露光装置であり、コーターデ
ベロックパ１には、処理前のウエハＷを収納するウエハ
カセット２ａ、処理後のウエハＷを収納するウエハカセ
ット２ｂ、スピンコート法等によりウエハＷにレジスト
を塗布するレジスト塗布部３、上記周辺露光部４、露光
済のウエハを現像する現像部５が設けられている。そし
て、これら各部と露光装置２の間に移動用レール６が設
けられており、レール６上を搬送アーム１０を備えたウ
エハ搬送手段が移動する。

【０００５】図９は上記ウエハ搬送手段の一例を示す図
であり、同図（ａ）はウエハ搬送手段の搬送アームを上
から見た概略図、（ｂ）はウエハ搬送手段を側面から見
た概略図である。同図において、６は移動用レールであ
り、移動用レース６上には、移動部１２が移動可能に取
り付けられている。移動部１２にはアーム支持部１１が
取り付けられ、アーム支持部１１が上下動することによ
り、搬送アーム１０はＺ方向（同図の上下方向）に移動
する。さらに、同図（ａ）の矢印に示すように搬送用ア
ーム１０は回転する。

【０００６】図１０は搬送アーム１０の形状例を示す図
であり、搬送アームとしては、例えば、同図（ａ）に示
すようなフォーク状のもの、（ｂ）（ｃ）に示すような
円弧状でウエハＷの外周部を保持するもの等が使用され
る。これら搬送アーム１０には例えば真空チャック等の
ウエハ固定手段が設けられており、ウエハＷは搬送アー
ム１０上に載置・固定され、移動レール６に沿って搬送
される。

【０００７】図８において、ウエハＷは次にようにして
処理・加工される。 （１）搬送アーム１０により、ウエハカセット２ａから
未処理のウエハＷを取り出し、レジスト塗布部３まで搬
送する。ウエハＷをレジスト塗布部３にセットし、搬送
アーム１０が退避する。 （２）レジスト塗布部３においてウエハＷにレジストを
塗布する。 （３）搬送アーム１０によりレジスト塗布部３からレジ
スト塗布済ウエハＷを取り出し、露光装置２のウエハ搬
入部７まで搬送する。露光装置２の搬送手段（図示せ
ず）は、上記レジスト塗布済のウエハＷを露光装置２に
セットし、露光処理が行われる。露光装置２によりウエ
ハＷへの回路パターンの露光が終了すると、上記搬送手
段（図示せず）は露光済ウエハをウエハ搬出部８にセッ
トする。

【０００８】（４）搬送アーム１０によりウエハ搬出部
８からウエハＷを取り出し、ウエハＷを周辺露光部４の
処理ステージ（後述する）にセットし周辺露光を行う。 （５）搬送アーム１０により周辺露光済のウエハＷを周
辺露光部４から取り出し、露光済ウエハＷを現像部５ま
で搬送する。現像部５において、露光済ウエハＷの現像
処理を行う。 （６）現像済ウエハＷを搬送アーム１０により現像部５
から取り出し、搬送アーム１０によりウエハカセット２
ｂまで搬送し、現像処理済のウエハＷをウエハカセット
２ｂに収納する。

【０００９】図１１は上記周辺露光部４の構成を示す図
である。周辺露光部４の周辺露光装置はウエハＷの周辺
部を露光しているときに露光光が外部に漏れ、他の未現
像レジストが塗布されたウエハに露光光が照射されるこ
とがないように遮光板４ａで囲まれている。遮光板４ａ
にはウエハＷを搬入・搬出するための開口部４ｈが設け
られている。開口部４ｈには、シャッタ駆動機構ＳＨＤ
により駆動されるシャッタ４ｇが設けられており、周辺
露光中に、シャッタ４ｇを閉じ、露光光が外部に漏れな
いようにする。

【００１０】周辺露光部４の遮光板４ａ内には、露光光
出射端駆動機構４ｂと、該露光光出射端駆動機構４ｂに
取り付けられた露光光出射端４ｃと、ウエハＷを載置す
る処理ステージ４ｄと、処理ステージ４ｄを回転させる
処理ステージ駆動機構４ｅとが設けられている。そし
て、光ファイバＬＦを介して露光光出射端４ｃに露光光
を供給し、回転する処理ステージ４ｄに載置されたウエ
ハＷの周辺部に、露光光出射端４ｃからの露光光を照射
して周辺露光を行う。

【００１１】周辺露光部４においては、次のようにして
ウエハ周辺露光が行われる。 （１）シャッタ駆動機構ＳＨＤによりシャッタ４ｇが駆
動され、開口部４ｈが開く。 （２）ウエハＷを保持した搬送アーム１０が開口部４ｈ
からウエハＷを周辺露光部４内に搬入し、ウエハＷを処
理ステージ４ｄの上まで移動させる。 （３）ピン４ｆ（３〜４本）が図示しない駆動機構によ
り所定量上昇し、搬送アーム１０上のウエハＷを受け取
る。搬送アーム１０はウエハＷがピン４ｆにより支持さ
れると、開口部４ｆから周辺露光部４の外部に退避す
る。ピン４ｆが下降してウエハＷを処理ステージ４ｄ上
に載置する。なお、上記のようにピン４ｆを使用してウ
エハＷを処理ステージ４ｄ上に載置する代わりに、処理
ステージ４ｄを上昇／下降させる処理ステージ上下駆動
機構を設け、搬送アーム１０によりウエハＷが処理ステ
ージ４ｄの上まで移動したとき、処理ステージ４ｄを所
定量上昇させて、搬送アーム１０から処理ステージ４ｄ
上にウエハＷを移し、その後処理ステージ４ｄを所定量
下降させるようにしてもよい。また、搬送アーム１０よ
りウエハＷが処理ステージ４ｄの上まで移動したとき、
アーム支持部１１を下方向に動かし搬送アーム１０を所
定量下降させて搬送アーム１０から処理ステージ４ｄ上
にウエハＷを移すようにしてもよい。

【００１２】（４）搬送アーム１０が周辺露光部４の外
部に退避しシャッタ４ｇが閉じる。 （５）ウエハＷの周辺露光処理を開始する。 すなわち、露光光源（図示せず）が放射する露光光を光
ファイバＬＦを介して露光光出射端４ｃに導き、露光光
出射端４ｃより露光光を放射するとともに、処理ステー
ジ駆動機構４ｅにより処理ステージ４ｄを回転させる。
そして、図示しないウエハ周辺検出手段によりウエハＷ
の周辺を検出しつつ、露光光出射端駆動機構４ｂにより
露光光出射端４ｃを移動させ、露光光出射端４ｃから放
射される露光光をウエハＷの周辺部の予め定められた領
域に照射して周辺部露光処理を行う。 （６）露光処理が終了すると、露光光出射端４ｃからの
露光光の放射を停止し、シャッタ４ｇを開く。 （７）周辺露光処理が終了したウエハＷを回収するた
め、搬送アーム１０が、開口部４ｈから周辺露光部４内
に挿入され、上記（３）で説明したのと逆の手順でウエ
ハＷが搬送アーム１０上に移され、ウエハＷを保持した
搬送アーム１０は周辺露光部４外に退避する。

【００１３】ところで、上記周辺露光部４において、搬
送アーム１０によりウエハＷを搬入・搬出する際、シャ
ッタ４ｇが開閉されるが、搬送アーム１０が周辺露光部
４内に挿入されている状態でシャッタ４ｇが閉じると、
搬送アーム１０が破損したり、また、搬送アーム１０が
ウエハＷを保持しているときには、ウエハＷの破損を招
く。

【００１４】正常な状態で装置が運転されている場合に
は、上記問題が生ずることはないが、例えば、次のよう
な場合には上記状態が発生することがある。 ウエハ
Ｗ搬送中になんらかのトラブルにより、通電状態のまま
搬送アーム１０が周辺露光部内に挿入された状態で搬送
アーム１０の動作が停止した場合。この場合に、例え
ば、装置が発生したトラブルを検知できなかったり、あ
るいは、搬送アーム１０を駆動する動作シーケンス以外
の動作シーケンスが動作していると、次の手順であるシ
ャッタ４ｇの閉動作が行われ搬送アーム１０が挿入され
ている状態でシャッタ４ｇが閉じる。 修理・保守の
ために、装置を通電した状態で、搬送アーム１０を手動
で周辺露光部４内に挿入したまま保持しなければならな
い場合。この場合に、例えば、作業者の操作ミスで、シ
ャッタ４ｇを閉じる制御指令を与えると、搬送アーム１
０が挿入されている状態でシャッタ４ｇが閉じる。

【００１５】上記のような事故を防止するため、通常、
上記周辺露光部４の開口部４ｈの周辺には、開口部４ｈ
の周辺に存在する障害物を検出するセンサＳが取り付け
られている。そして、開口部４ｈの付近になんらかの障
害物がある場合、上記センサＳによりそれを検出して、
シャッタ４ｇを閉じる制御命令が発せられても、その命
令に優先して「障害物あり」として、シャッタ４ｇを閉
じないように制御している。

【００１６】上記センサＳとしては、一般に、図１２に
示すように、開口部４ｈの上下に対向して配置された発
光素子ＰＤと受光素子ＰＴからなる透過型センサＳが用
いられる。透過型センサＳは、赤外線等の光を発する発
光素子ＰＤ、該光を受光する受光素子ＰＴから構成され
ており、発光素子ＰＤと受光素子ＰＴ間に障害物がある
と上記光が遮られ、障害物ありの出力を発生する。ここ
で、前記図１０に示したように、搬送アーム１０の形状
は様々であり、上記透過型センサＳを使用する場合、図
１２に示したように一組の発光素子と受光素子からなる
透過型センサＳを開口部の中央付近に設けただけでは、
搬送アーム１０の存在を検出できない場合がある。

【００１７】例えば、図１３（ａ）に示すように、フォ
ーク状の搬送アーム１０を使用する場合、同図の状態
でアームが停止した場合には搬送アーム１０の存在を検
出できるが、同図の状態で停止した場合には搬送アー
ム１０の存在を検出できない。また、図１３（ｂ）に示
すように、円弧状の搬送アーム１０を使用する場合、
，の状態のときには搬送アーム１０の存在を検出す
ることができるが、の状態で停止した場合には搬送ア
ーム１０の存在を検出できない。すなわち、上記した種
々の形状の搬送アームの存在を検出するためには、複数
組の透過型センサＳを所定の間隔で開口部４ｈに配置し
なければならない。通常、搬送アーム１０の幅は、１０
ｍｍ程度であり、搬送アーム１０が開口部４ｈのどの位
置にあっても存在を検出できるようにするためには、透
過型センサＳの組を１０ｍｍ以内の間隔で配置する必要
がある。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、透過型セン
サの発光素子ＰＤの発光の指向性は悪く、通常、発光素
子ＰＤから放射される光は１０°程度の広がりを持つ。
また、受光素子ＰＴも同様に指向性が悪く、受光面に対
して垂直に入射する光だけでなく、斜めから入射する光
を受光・検出する。このため、図１４に示すように、複
数組の発光素子ＰＤと受光素子ＰＴとを複数個狭い範囲
に並べて配置し、発光素子ＰＤと受光素子ＰＴの間隔を
所定値以上とした場合、発光素子ＰＤを同時に発光させ
ると、例えば、発光素子ＰＤ２の発光する光を受光素子
ＰＴ１，ＰＴ２，ＰＴ３が受光・検出してしまい、障害
物Ｈがあってもその存在を検出できない場合が生ずる。

【００１９】発光素子ＰＤと受光素子ＰＴの間隔を狭め
れば、隣接する発光素子からの光の影響を受けなくなる
が、周辺露光部４において、搬送アーム１０が移動する
ときの上下の振動等に対する位置的な余裕度を考慮する
と、ウエハＷを出し入れする開口部４ｈは一定の幅が必
要である。このため、発光素子ＰＤと受光素子ＰＴの間
隔もその幅以上となり、実際には発光素子ＰＤと受光素
子ＰＴの間隔は５０ｍｍ程度となる。この間隔で、発光
素子ＰＤと受光素子ＰＴからなる透過型センサＳを１０
ｍｍ毎に並べると、図１４に示すように、受光素子は、
対向する発光素子からの光のみでなく、他の発光素子か
らの光を受光してしまう。

【００２０】そこで、図１５（ａ）に示すように、各発
光素子ＰＤ、受光素子ＰＴの先端に指向性を良くするた
めのレンズＬｅを取り付ければ、発光素子ＰＤと受光素
子ＰＴの間隔が広い場合でも、発光素子ＰＤからの光は
対向する受光素子ＰＴ以外の受光素子に影響を与えるこ
とがなくなる。しかし、この場合には、発光素子ＰＤと
受光素子ＰＴの光軸を±１〜２ｍｍ以内に調整する精密
な作業が必要となり、透過型センサＳの組が多い場合に
は、大幅に作業調整時間が増大する。また、別途、レン
ズを購入しなければならずコストが上昇する。

【００２１】また、図１５（ｂ）に示すように、発光素
子ＰＤの発光面、および受光素子ＰＴの受光面にスリッ
トＳＬＴを設け、拡散光を制限する方法も考えられる。
しかし、この場合には、スリットＳＬＴにより発光量と
受光量が共に制限されるため、センサ受光感度に余裕度
が無くなり、スリットＳＬＴの取り付け位置の精度が悪
い場合や、発光素子ＰＤよりの発光が経時劣化により微
小な低下を起こしたりすると、障害物が存在しない場合
でも、受光素子ＰＴが受光を検知できない場合が生ず
る。

【００２２】本発明は上記した従来技術の問題点を考慮
してなされたものであって、本発明の第１の目的は、複
数組の透過型センサを並べて配置した物体検知方法にお
いて、透過型センサにレンズやスリットを付加すること
なく、確実に障害物の存在を検出することができる物体
検出方法を提供することである。本発明の第２の目的
は、並べて配置された複数組の透過型センサを使用し
て、ウエハ搬送アームの存在を検出するウエハ搬送アー
ムの検出装置において、透過型センサにレンズやスリッ
トを付加することなく、確実に搬送アームの存在を検出
することができるウエハ搬送アームの検出装置を提供す
ることである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】前記したように、透過型
センサの発光素子を同時に発光させると、障害物があっ
ても受光素子が対向する発光素子以外の発光素子から光
を受光し、障害物の検出ができない場合が生ずる。そこ
で、本発明においては、透過型センサの全ての発光素子
を同時に発光させるのではなく、各センサを個別に順次
発光させることにより、隣接するセンサの影響を抑制す
る。

【００２４】すなわち、本発明においては、次のように
して前記課題を解決する。一組の発光部と受光部を有す
る透過型センサを物体の進入・退避方向と略垂直方向に
所定の間隔をもって複数組配置し、上記透過型センサの
内、ある透過型センサを動作させ、該透過型センサの動
作終了後、該透過型センサの光の影響を受けない位置に
配置された受光部を有する透過型センサを動作させ、以
後、同様に透過型センサを順次動作させることにより、
複数組の透過型センサの受光部と発光部間に存在する物
体を検出する。

【００２５】本発明の請求項１〜２の発明は上記のよう
にして物体／搬送アームの存在を検出するようにしたの
で、透過型センサにレンズやスリットを付加することな
く、搬送アーム等の幅の比較的狭い物体の存在を確実に
検出することができる。特に、透過型センサの発光部か
らの光が隣接する透過型センサの受光部の出力に影響を
与えなくなるまでの待機時間を設けることなく順次透過
型センサを動作させることができるので、検出時間を短
縮することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１は本発明における透過型セン
サ（以下センサと略記する）の配置の一例を示す図であ
る。同図は前記した周辺露光部４の開口部４ｈにセンサ
Ｓを取り付けた状態を示しており、前記図１２のＡ−Ａ
断面図に相当する。なお、以下の説明では、周辺露光部
４の開口部４ｈにおける搬送アームの存在の検知につい
て説明するが、本発明の適用対象は周辺露光部における
搬送アームの検出に限定されるものではなく、その他種
々の形状の物体の存在検出に適用することができる。

【００２７】図１において、４ａは遮光板、４ｈは開口
部、４ｇはシャッタであり、開口部４ｈの中心から右側
の部分の上下に、発光素子ＰＤと受光素子ＰＴが対向し
て配置された透過型センサＳが設けられている。搬送ア
ーム１０の幅は前記したように約１０ｍｍであり、この
搬送アーム１０の存在を検出するため、透過型センサＳ
は約６．５ｍｍの間隔で１５組配置されている。また、
発光素子ＰＤと受光素子ＰＴの間隔は前記したように５
０ｍｍである。本発明においては、上記のように複数組
並べて配置したセンサＳを同時に発光させるのではなく
各センサＳを個別に作動させ、隣接するセンサＳの影響
を抑制する。

【００２８】図２は本発明におけるセンサＳの駆動回路
の構成の一例を示す図である。同図において、Ｂ１は発
光素子を搭載した発光側基板、Ｂ２は受光素子を搭載し
た受光側基板である。発光側基板Ｂ１は前記した周辺露
光部４の開口部４ｈの例えば下側に配置され、受光側基
板Ｂ２は開口部４ｈの例えば上側に配置されており、発
光側基板Ｂ１の発光素子ＰＤからの光が、受光側基板Ｂ
２に設けられた受光素子ＰＴで受光される。発光側基板
Ｂ１には、発振器ＯＳＣと、発振器ＯＳＣが出力するク
ロックパルスを計数するカウンタＣｎと、カウンタＣｎ
の計数値をデコードするラインデコーダＤｅｃと、ライ
ンデコーダＤｅｃの出力を増幅するドライバＤｒ１，Ｄ
ｒ２と、ドライバＤｒ１，Ｄｒ２により駆動される発光
素子ＰＤ０〜ＰＤ１４が搭載されている。

【００２９】また、受光側基板Ｂ２には、受光素子ＰＴ
０〜ＰＴ１４と、発光側基板Ｂ１に搭載されたカウンタ
Ｃｎの計数値に応じて受光素子ＰＴ０〜ＰＴ１４の出力
を選択するマルチプレクサＭＸ１，ＭＸ２と、ナンドゲ
ートＮＡＮＤと、マルチバイブレータＭＢが搭載されて
いる。そして、マルチバイブレータＭＢの出力はアンド
ゲートＡＮＤの一方の入力に接続され、アンドゲートＡ
ＮＤの他方の入力には図示しない制御回路が出力するシ
ャッタ閉指令信号が入力される。そして、アンドゲート
ＡＮＤは両入力がハイレベルになるとシャッタ閉指令を
出力する。

【００３０】図２の回路は次のように動作する。発振器
ＯＳＣが出力するクロックパルスはカウンタＣｎに入力
され、カウンタＣｎは上記クロックパルスを計数する。
カウンタＣｎの計数値はアドレス信号として発光側基板
Ｂ１に設けられたラインデコーダＤｅｃと、受光側基板
Ｂ２に設けられたマルチプレクサＭＸ１，ＭＸ２に与え
られる。本実施例におけるラインデコーダＤｅｃの出力
端子は０〜１５の１６個であり、これに対応してカウン
タＣｎの計数値の最大値は例えば１６に設定されてお
り、カウンタＣｎは上記クロックパルスを１６個計数す
ると０に戻り、再び、０，１，２，…とクロックパルス
を計数する。

【００３１】なお、センサＳが例えば図２に示すように
１５組設けられている場合、上記カウンタＣｎの計数値
の最大値、および、ラインデコーダＤｅｃの出力端子数
は１５でよく、本実施例の場合には、ラインデコーダＤ
ｅｃの出力端子数が１６であるので、それに合わせてカ
ウンタＣｎのカウント値を１６としている。ラインデコ
ーダＤｅｃは、カウンタＣｎの計数値をデコードし、計
数値に応じてその出力端子０〜１５の内の一つの出力端
子をハイレベルとする。例えば、カウンタＣｎの計数値
が０のときは、ラインデコーダＤｅｃの出力端子０がハ
イレベルとなり、計数値が１になるとラインデコーダＤ
ｅｃの出力端子１がハイレベルとなる。以下同様にカウ
ンタＣｎの計数値に対応したラインデコーダＤｅｃの出
力端子がハイレベルとなる。

【００３２】ラインデコーダＤｅｃの出力端子がハイレ
ベルとなると、それに接続されたドライバＤｒ１または
Ｄｒ２の入力端子がハイレベルとなる。図２の場合に
は、ラインデコーダＤｅｃの第１番目の出力端子０がド
ライバＤｒ１の第１番目の入力端子に接続され、第２番
目の出力端子１はドライバＤｒ１の第５番目の入力端子
に接続されているので、カウンタＣｎのカウント値が０
のとき、ラインデコーダＤｅｃの第１番目の出力端子０
がハイレベルになり、ドライバＤｒ１の第１番目の入力
端子がハイレベルとなる。また、カウンタＣｎのカウン
ト値が１のとき、ラインデコーダＤｅｃの第２番目の出
力端子１がハイレベルになり、ドライバＤｒ１の第５番
目の入力端子がハイレベルとなる。以下同様にカウンタ
Ｃｎのカウント値に応じてラインデコーダＤｅｃの出力
端子が順次ハイレベルとなり、それに接続されたドライ
バＤｒ１，Ｄｒ２の入力端子がハイレベルとなる。

【００３３】ドライバＤｒ１，Ｄｒ２の入力端子がハイ
レベルになると、その入力端子に対応したドライバＤｒ
１，Ｄｒ２の出力端子がハイレベルとなり、その出力端
子に接続された発光素子ＰＤ０〜ＰＤ１４が順次発光す
る。一方、上記カウンタＣｎのカウント値は、アドレス
信号として受光側基板Ｂ２のマルチプレクサＭＸ１，Ｍ
Ｘ２に与えられる。マルチプレクサＭＸ１，ＭＸ２の出
力は通常ハイレベルであり、上記アドレス信号により選
択された受光素子ＰＴ０〜ＰＴ１４が光を受光すると、
その出力がローレベルとなる。

【００３４】図２では２個のマルチプレクサＭＸ１，Ｍ
Ｘ２が設けられており、マルチプレクサＭＸ１はカウン
タＣｎのカウント値が０〜７のときそのカウント値に対
応した入力端子に加わる信号を選択して出力し、マルチ
プレクサＭＸ２はカウンタＣｎのカウント値が８〜１５
のときそのカウント値に対応した入力端子に加わる信号
を選択して出力する。そして、マルチプレクサＭＸ１，
ＭＸ２の出力はナンドゲートＮＡＮＤに入力され、ナン
ドゲートＮＡＮＤはマルチプレクサＭＸ１，ＭＸ２の出
力の両方もしくはいずれか一方がローレベルになったと
き、出力をハイレベルとする。例えば、図２において、
カウンタＣｎのカウント値が０で、ドライバＤｒ１の第
１番目の出力端子に接続された発光素子ＰＤ０が発光し
たとき、マルチプレクサＭＸ１は上記カウント値に応じ
た受光素子ＰＴ０の出力を選択する。

【００３５】そして、発光素子ＰＤ０と受光素子ＰＴ０
の間に搬送アーム１０がない場合、受光素子ＰＴ０が光
を受光し、その出力がローレベルになるので、マルチプ
レクサＭＸ１の出力はローレベルとなる。また、マルチ
プレクサＭＸ２の出力はハイレベルであるので、ナンド
ゲートＮＡＮＤの出力はハイレベルとなる。一方、発光
素子ＰＤ０と受光素子ＰＴ０の間に搬送アーム１０があ
ると、受光素子ＰＴ０が光を受光せず、その出力がハイ
レベルであるので、マルチプレクサＭＸ１の出力もハイ
レベルとなる。また、マルチプレクサＭＸ２の出力はハ
イレベルであるので、ナンドゲートＮＡＮＤの出力はロ
ーレベルとなる。

【００３６】すなわち、カウンタＣｎのカウント値が０
のとき、発光素子ＰＤ０と受光素子ＰＴ０の間に搬送ア
ーム１０がない場合には、ナンドゲートＮＡＮＤの出力
はハイレベルとなり、搬送アーム１０がある場合にはロ
ーレベルとなる。同様にカウンタＣｎのカウント値が１
のときに、発光素子ＰＤ４と受光素子ＰＴ４の間に搬送
アーム１０がない場合には、ナンドゲートＮＡＮＤの出
力はハイレベルとなり、搬送アーム１０がある場合には
ローレベルとなる。以下、同様に、カウンタＣｎのカウ
ント値に応じて発光素子ＰＤ０〜ＰＤ１４が順次発光し
たとき、発光した発光素子と、それに対向する受光素子
の間に搬送アーム１０がない場合には、ナンドゲートＮ
ＡＮＤの出力はハイレベルとなり、搬送アーム１０があ
る場合にはナンドゲートＮＡＮＤの出力はローレベルと
なる。

【００３７】ナンドゲートＮＡＮＤの出力はマルチバイ
ブレータＭＢに与えられ、マルチバイブレータＭＢはナ
ンドゲートＮＡＮＤが出力するローレベルの信号を一定
期間（例えば、全発光素子ＰＤ０〜ＰＤ１４がすべて発
光し終わるまでの１走査期間以上）保持する。このた
め、発光素子ＰＤ０〜ＰＤ１４と受光素子ＰＴ０〜ＰＴ
１の間に搬送アーム１０があると、マルチバイブレータ
ＭＢの出力はローレベルとなる。マルチバイブレータＭ
Ｂの出力はアンドゲートＡＮＤに与えられ、アンドゲー
トＡＮＤは、発光素子ＰＤ０〜ＰＤ１４と受光素子ＰＴ
０〜ＰＴ１４の間に搬送アーム１０があるためマルチバ
イブレータＭＢの出力がローレベルであると、シャッタ
閉指令が入力されてもシャッタ閉出力を発生しない。

【００３８】以上のように、発光素子ＰＤ０〜ＰＤ１４
と受光素子ＰＴ０〜ＰＴ１４を同期させて個別に動作さ
せることにより、隣接する発光素子からの光の影響を抑
制することができ、搬送アームの存在を確実に検出する
ことができる。発光素子ＰＤ０〜ＰＤ１４と受光素子Ｐ
Ｔ０〜ＰＴ１４の動作順番は、ランイデコーダＤｅｃと
ドライバＤｒ１，Ｄｒ２との接続、および、受光素子Ｐ
Ｔ０〜ＰＴ１４とマルチプレクサＭＸ１，ＭＸ２との接
続により変えることができ、図２の場合には、後述する
実施例２の４個おきに発光素子ＰＤ０〜ＰＤ１４、受光
素子ＰＴ０〜ＰＴ１５を動作させる場合を示している。

【００３９】図３は透過型センサの動作特性を説明する
図である。透過型センサは同図（ａ）に示すように発光
素子ＰＤと、受光素子ＰＴと、発光素子ＰＤを駆動する
とともに受光素子ＰＴの出力を増幅するアンプＡＭＰか
ら構成されており、発光素子ＰＤ、受光素子ＰＴとアン
プＡｍｐ間はリード線もしくは光ファイバで接続されて
いる。そして、発光素子ＰＤ、受光素子ＰＴとアンプＡ
ｍｐ間をリード線で接続する場合には、発光素子ＰＤ中
に発光ダイオード等の発光手段が設けられ、受光素子Ｐ
Ｔ中にフォトトランジスタ等の受光手段が設けられる。
また、発光素子ＰＤ、受光素子ＰＴとアンプＡｍｐ間を
光ファイバで接続する場合には、上記発光手段、受光手
段はアンプＡｍｐ中に設けられ、該発光手段が発光する
光を光ファイバ介して発光素子ＰＤ送る。また、受光素
子ＰＴで受光された光は同様に光ファイバを介してアン
プＡｍｐに送られ、アンプＡｍｐ中に設けたフォトトラ
ンジスタ等の受光手段で光を電気信号に変換する。

【００４０】図３（ｂ）は上記受光手段として使用され
るフォトトランジスタＴｒの動作を説明する図である。
フォトトランジスタＴｒが光を受光しなくなっても、上
記エミッタ電流ｉは直ぐに消滅せず、所定期間持続する
（受光素子ＰＴが光を受光しなくなってからエミッタ電
流が略０となる時間を立ち下がり時間という）。

【００４１】図３（ｃ）は発光素子と上記フォトトラン
ジスタから構成される受光素子の動作を示す図であり、
同図に示すように、発光素子の立ち上がり／立ち下がり
時間と受光素子の立ち上がり時間（受光面に光が当たっ
てエミッタに電流が流れ始める時間）は充分に短いが、
受光素子の立ち下がり時間は０．２〜０．３ｍｓ必要と
する。このため、前記したように、発光素子と受光素子
を同期して個別に動作させる場合であっても、受光素子
の立ち下がり時間を考慮しないと、後述するように、搬
送アームが存在するにもかかわらず受光素子が光を受光
しているという誤った信号を出力する場合が生ずる。

【００４２】次に、本発明における発光素子／受光素子
の動作順序について説明する。図４は本発明の前提とな
る透過型センサの動作順序を説明する図である。この例
では、同図に示すように一端のセンサＳ０から順番に各
センサＳ１〜Ｓ１４を動作させる。すなわち、まず発光
素子ＰＤ０を発光させるとともに、前記したマルチプレ
クサＭＸ１により受光素子ＰＴ０の出力を選択して出力
し、ついで、発光素子ＰＤ０の発光を停止して、発光素
子ＰＤ１を発光させ、受光素子ＰＴ１の出力を選択して
出力する。以下同様に、発光素子ＰＤ２→ＰＤ３→，
…，→ＰＤ１４の順番で発光素子を発光させ、これに同
期して受光素子ＰＴ２→ＰＴ３→，…，→ＰＴ１４の順
番で各受光素子の出力を選択して出力する。

【００４３】上記のように動作させることにより、各発
光素子ＰＤ／受光素子ＰＴの動作間隔を適切に選定すれ
ば、隣接する発光素子の影響を受けることなく搬送アー
ムの存在を検出することができる。例えば、同図に示す
ように搬送アーム１０が発光素子ＰＤ１と受光素子ＰＴ
１の間にある場合、発光素子ＰＤ０が発光したとき、受
光素子ＰＴ１でも光は受光されるが、受光素子ＰＴ１の
出力は選択されていないので出力に影響を与えることが
なく、また、発光素子ＰＴ１が発光しているとき、他の
発光素子は発光していないので、他の発光素子からの光
が受光素子ＰＴ１に入射することがなく、確実に発光素
子ＰＤ１と受光素子ＰＴ１の間にある搬送アーム１０を
検出することができる。

【００４４】ここで、センサの動作後、隣接したセンサ
を動作させる際には、前記図３で説明した受光素子の立
ち下がり時間を考慮する必要がある。例えば、図４にお
いて、発光素子ＰＤ０が発光しているとき、受光素子Ｐ
Ｔ１は発光素子ＰＤ０からの光を受光しており、発光素
子ＰＤ０が発光を停止しても、前記図３で説明したよう
に、受光素子ＰＴ１のエミッタ電流は約０．３ｍｓ程度
流れ続ける。このため、発光素子ＰＤ０／受光素子ＰＴ
０からなるセンサＳ０の動作終了後、直ちに、発光素子
ＰＤ１／受光素子ＰＴ１からなるセンサＳ１を動作させ
ると、発光素子ＰＤ１と受光素子ＰＴ１間に搬送アーム
１０があっても、受光素子ＰＴ１は出力を発生し、搬送
アーム１０の存在を検出できない場合が生ずる。

【００４５】すなわち、このように隣接したセンサＳを
順番に動作させる場合には、上記立ち下がり時間だけ待
機させた後、隣接する発光素子／受光素子を動作させる
必要がある。したがって、発光素子／受光素子が１５組
あり、前記図３に示したように、各センサＳの動作時間
が０．５ｍｓで立ち下がり時間が０．３ｍｓの場合、図
４に示した順序で全てのセンサＳを動作させるのに、
（０．５＋０．３）×１４＋０．５＝１１．７ｍｓかか
ることとなる。

【００４６】なお、上記例では、透過型センサＳ０〜Ｓ
１４の内の一組のセンサを順次動作させているが、図５
に示すように所定距離離れた複数組のセンサを同時に順
次動作させるようにしてもよい。例えば、同図に示すよ
うに、まず、センサＳ０，Ｓ５，Ｓ１０を同時に動作さ
せ、次にセンサＳ１，Ｓ６，Ｓ１１を同時に動作させ、
以下同様に、センサＳ２，Ｓ７，Ｓ１２→Ｓ３，Ｓ８，
Ｓ１３→Ｓ４，Ｓ９，Ｓ１４→Ｓ０，Ｓ５，Ｓ１０→，
…の順序で各センサを順番に動作させるようにしてもよ
い。上記の場合、同時に動作させるセンサの発光素子
（例えばセンサＳ５の発光素子ＰＤ５）からの光が、同
時に動作する他のセンサの受光素子（例えば、センサＳ
０，Ｓ１０の受光素子）で受光されないように、同時に
動作させるセンサ相互の距離を所定距離離しておく必要
がある。

【００４７】例えば、前記図１に示したように各センサ
間の距離が６．５ｍｍで、発光素子ＰＤと受光素子ＰＴ
の距離が５０ｍｍの場合には、後述する図７で説明する
ような発光・受光素子を使って場合、センサ間距離×４
だけ離れたセンサを同時に動作させれば、他のセンサの
発光素子からの光を受光素子が受光し誤った出力すると
いう問題を回避することができる。また、このように動
作させれば、複数のセンサを同時に動作させることがで
きるので、検出時間を短縮することができる。

【００４８】しかし、上記のように隣接した発光素子／
受光素子を順番に動作させる場合には、受光素子の立ち
下がり時間を考慮する必要があり検出に遅れが生ずる。
そこで本発明では、あるセンサＳを動作させた後、該セ
ンサＳから所定距離だけ離れたセンサＳを動作させるこ
とにより、隣接するセンサＳの発光素子ＰＤの影響を除
去するとともに、上記検出遅れの問題を回避するように
したものである。

【００４９】図６は本実施例の透過型センサの動作順序
を示す図である。本実施例においては、同図に示すよう
に発光素子ＰＤ０／受光素子ＰＴ０からなるセンサＳ０
を動作させた後に、該センサＳ０から所定距離離れた発
光素子ＰＤ４／受光素子ＰＴ４からなるセンサＳ４を動
作させ、次いで、発光素子ＰＤ８／受光素子ＰＴ８から
なるセンサＳ８を動作させる。以下同様に、センサＳ１
２→センサＳ１→センサＳ５→，…の順序で各センサを
動作させる。すなわち、第１の実施例のようにセンサＳ
を端から順番に動作させるのではなく、所定距離離れた
センサを順次動作させる。なお、あるセンサを動作させ
てから、次にどの程度の距離離れたセンサを動作させる
かは各センサ間の距離、発光素子と受光素子との距離等
に応じて適宜選択することができる。

【００５０】前記図１に示したセンサ間距離６．５ｍ
ｍ、発光素子と受光素子の距離５０ｍｍの場合につい
て、ある発光素子からの光が対向する受光素子以外の受
光素子に与える影響を調べたところ次の結果が得られ
た。図７は、上記条件で複数組のセンサＳを配置したと
き、ある発光素子からの光が対向する受光素子以外の受
光素子に与える影響の一例を示す図である。センサＳの
間隔が同図に示すように６．５ｍｍ、発光素子ＰＤと受
光素子ＰＴの距離が５０ｍｍのとき、発光素子ＰＤ０に
対向する受光素子ＰＴ０が受光する光を１００％とする
と、同図に示すように、発光素子ＰＤ０からの光を受光
素子ＰＴ１は５６％、受光素子ＰＴ２は２３％、受光素
子ＰＴ３は６％、受光素子ＰＴ５は約１％受光する。

【００５１】すなわち、上記条件の場合、あるセンサＳ
n の発光素子を発光させたとき、そのセンサＳｎから
６．５ｍｍ×４離れたセンサＳｎ＋４，Ｓｎ−４の受光
素子は、上記発光したセンサＳｎの光の影響をほとんど
受けない。したがって、上記条件のとき、図６に示す順
序でセンサＳを動作させれば、前記図３で説明した受光
素子の立ち下がり時間を考慮する必要がなく、前記実施
例１で説明したような待機時間を設けずに次々にセンサ
を動作させることができ、検出遅れを小さくすることが
できる。例えば、１５組のセンサがあり、前記図３に示
したように各センサの動作時間が０．５ｍｓの場合、全
ての発光素子／受光素子を動作させるに要する時間は
０．５×１５＝７．５ｍｓとなり、前記実施例１に較べ
て検出時間を短縮することができる。

【００５２】なお、本実施例においても、センサ数が多
い場合には、図５に示したのと同様、複数のセンサを同
時に動作させることができる。なお、このように動作さ
せる場合には、あるセンサを動作させたとき、該センサ
から所定距離範囲内に配置されたセンサ（例えば前記条
件の場合は、６．５ｍｍ×４の範囲内に設けられたセン
サ）が上記センサの次に動作しないように動作順番を設
定する必要がある。また、上記実施例では、周辺露光部
へのウエハの搬入・搬出におけるウエハ搬送アームの検
出について説明したが、本発明は上記実施例に限定され
るものではなく、その他の処理部へのウエハの搬入・搬
出におけるウエハ搬送アームの検出にも適用でき、さら
に、ウエハ搬送アームのような特殊な形状の物体の存在
検出に適用することもできる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、以下の
効果を得ることができる。一組の発光部と受光部を有す
る透過型センサを物体の進入・退避方向と略垂直方向に
所定の間隔をもって複数組配置し、上記透過型センサの
内、ある透過型センサを動作させ、該透過型センサの動
作終了後、該透過型センサの光の影響を受けない位置に
配置された受光部を有する透過型センサを動作させ、以
後、同様に透過型センサを順次動作させることにより、
複数組の透過型センサの受光部と発光部間に存在する物
体を検出するようにしたので、透過型センサに、高い光
軸調整精度を要求されるレンズや、高い取り付け位置精
度が要求され受光感度調整の余裕度を減少させるスリッ
トを付加することなく、搬送アーム等の幅の比較的狭い
物体の存在を確実に検出することができる。また、透過
型センサの発光部からの光が隣接する透過型センサの受
光部の出力に影響を与えなくなるまでの待機時間を設け
ることなく順次透過型センサを動作させることができる
ので、検出時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における透過型センサの配置の一例を示
す図である。

【図２】本発明における透過型センサの駆動回路の構成
の一例を示す図である。

【図３】透過型センサの動作特性を説明する図である。

【図４】本発明の前提となる透過型センサの動作順序を
説明する図である。

【図５】複数のセンサを同時に動作させる場合の動作順
序の一例を示す図である。

【図６】本発明の実施例の透過型センサの動作順序を説
明する図である。

【図７】発光素子の光が並べて配置された受光素子に与
える影響の一例を示す図である。

【図８】周辺露光装置を搭載した装置のレイアウトの一
例を示す図である。

【図９】ウエハ搬送手段の一例を示す図である。

【図１０】搬送アームの形状例を示す図である。

【図１１】周辺露光部の構成を示す図である。

【図１２】透過型センサの配置例を示す図である。

【図１３】一組の透過型センサによる搬送アームの検出
動作を説明する図である。

【図１４】複数組の透過型センサを並べて配置したとき
の動作を説明する図である。

【図１５】透過型センサにレンズ、スリットを設けた場
合の構成を示す図である。

【符号の説明】

４ 周辺露光部 Ｓ センサ ４ａ 遮光板 ４ｈ 開口部 ４ｇ シャッタ ＰＤ０〜１４ 発光素子 ＰＴ０〜１４ 受光素子 １０ 搬送アーム Ｂ１ 発光側基板 Ｂ２ 受光素子 ＯＳＣ 発振器 Ｃｎ カウンタ Ｄｅｃ ラインデコーダ Ｄｒ１，Ｄｒ２ ドライバ ＭＸ１，ＭＸ２ マルチプレクサ ＮＡＮＤ ナンドゲート ＭＢ マルチバイブレータ ＡＮＤ アンドゲート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/68 G01B 11/00 - 11/16 G01V 8/20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一組の発光部と受光部を有する透過型セ
   ンサを物体の進入・退避方向と略垂直方向に所定の間隔
   をもって複数組配置し、 上記透過型センサの内、ある透過型センサを動作させ、
   該透過型センサの動作終了後、該透過型センサの光の影
   響を受けない位置に配置された受光部を有する透過型セ
   ンサを動作させ、以後、同様に透過型センサを順次動作
   させることにより、複数組の透過型センサの受光部と発
   光部間に存在する物体を検出することを特徴とする物体
   検出方法。
2. 【請求項２】 ウエハに所定の処理を施す処理装置を囲
   む遮蔽板に設けられた開口部と、該開口部を介して上記
   遮蔽板内へウエハを搬入・搬出するウエハ搬送アームと
   を備え、 上記開口部に設けた透過型センサにより上記搬送アーム
   が上記開口部の近傍に存在するか否かを検出するウエハ
   搬送アームの検出装置であって、 上記開口部に、上記ウエハ搬送アームの幅より狭い間隔
   で複数組の透過型センサを並べて配置するとともに、該
   複数組の透過型センサの動作を制御する制御装置を設
   け、 上記制御装置により、上記透過型センサの内のある透過
   型センサを動作させ、 該透過型センサの動作終了後、該透過型センサの光の影
   響を受けない位置に配置された受光部を有する透過型セ
   ンサを動作させ、以下同様の動作を繰り返して、 複数の透過型センサを順次動作させ、透過型センサの受
   光部と発光部間に存在する搬送アームを検出することを
   特徴するウエハ搬送アームの検出装置。