JP3723954B2 - ウエハ検出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエハキャリアに収納されたウエハの有無及びその収納状態を検出するウエハ検出装置に関し、特にウエハの2枚重ねやそりを検出するのに適したウエハ検出装置に関する。
【0002】
【関連する背景技術】
シリコンウエハの製造においては、洗浄、熱処理、CVD、フォトレジスト等の多種類の工程を経なければならず、これらの工程間でウエハを容器に入れて搬送する必要がある。そして、シリコンウエハやガラスウエハを多数収納するに当たって、ウエハキャリアという収納容器が一般的に使用されている。このウエハキャリアは、筐体内壁に複数の段部(ラック)が形成され、この段部の夫々にウエハを挿入してウエハを所定間隔隔てて対向した状態で多数積層収納するものである。そして、ウエハキャリア内に収納されたウエハの枚数又は収納位置を検出する手段としては、くし形マッピングセンサを利用した検出手段や、透過形光電スイッチを移動させながら検出する検出手段が用いられている。
【0003】
くし形マッピングセンサとは、複数の反射型光電センサをくし歯状に配列したものであり、これを利用した検出手段は、くし歯状に配列されたセンサを所定間隔で対向して収納されたウエハの間隙に挿入し、センサ投光素子から投光した検出光がウエハによって反射されたか否かを受光素子で検知してウエハの有無を判断するものである。
【0004】
一方、透過形光電スイッチを移動させながらウエハの有無を検出する検出手段は、例えば、特開平6−85042号公報に開示されているように、透過形光電スイッチをウエハキャリアの両端に対向配置させ、このセンサをウエハキャリアに対して相対的に上下動させ、光電スイッチの受光量が一定の閾値を超えたか否かにより、ウエハキャリア内のウエハの有無を検出している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
くし形マッピングセンサを利用したウエハの有無検出では、図15に示すように、センサのくし部をウエハ同士の間隙に挿入するだけでウエハの収納枚数や収納場所を一度に検出できるが、ウエハをウエハキャリア内に完全に密封収納した状態では、検出時にセンサとウエハキャリアが干渉してしまい、この検出作業を行うことができない。即ち、くし形マッピングセンサを用いては、ウエハキャリアの外部からウエハの有無を検出することはできず、キャリアの蓋を開けるなど、必ずウエハキャリアの一部を開放してその開放部からウエハ同士の間隙にくし形センサを挿入する必要がある。
【0006】
このような検出方法ではウエハの密封状態を確保できず、ウエハの製造工程において清浄度(クリーン度)を高レベルで維持できないことになり、ウエハの歩留まりに悪影響を及ぼす。
又、ウエハ周縁部からの反射光によりウエハの有無を検出しているので、ウエハがキャリア内に2枚重ねの状態で収納されていても、単にウエハが存在することのみを検出し、ウエハが2枚重ねの状態で収納されていることを検出できない。更に、ウエハがキャリア内に斜めに収納された状態にあっても、単にウエハが存在することだけを検出し、ウエハの斜め収納状態を検出することもできない。同様に、ウエハにそりが生じていても、単にウエハが存在することだけを検出し、ウエハが反っていることを検出することはできない。
【0007】
更に、ウエハが斜め挿入された状態で収納されていると、検出時にマッピングセンサのくし部がウエハの周縁部に接触してウエハを傷付けたり、破損したりすることがある。
更に又、マッピングセンサ自体の構造は非常に複雑であり価格が高く、マッピングセンサに複数配設した光電素子の何れかが検出不能になっただけで、ウエハの有無を適正に検出できなくなるので、高価なセンサをその都度交換しなければならないという欠点を有する。
【0008】
透過形光電スイッチを移動させながら検出する検出手段は、ウエハキャリアの外部からウエハに向かって検出光を投光し、これをキャリア外部の受光部で受光することができるので、ウエハの有無検出時にウエハキャリアを開放する必要がない。即ち、ウエハをウエハキャリアに密封した状態のままウエハの有無を検出できるので、ウエハの清浄度を維持することができる。しかし、この検出手段は、単に光電センサの受光量が一定の閾値を超えた場合にのみウエハ有りと判断しているだけなので、ウエハキャリアの外部から検出する場合、キャリア表面に付いたキズやパーディングラインをウエハとして誤って検出してしまうことがある。
【0009】
同様に、受光量が一定の閾値を超えたか否かにより判断するのでは、ウエハが斜め挿入で収納されていたり、2枚重ね状態で収納されていたりしても、単にウエハ有りと判断するだけで、このような収納状態の異常を判断することはできない。又、ウエハ自体にそりがあっても、単にウエハ有りと判断するだけで、収納されたウエハが反っているという状態まで判断できない。
【0010】
一方、ウエハが積層状に収納された状態のウエハキャリアを両側から挟むような位置に透過型光電スイッチの投光部と受光部を設置することで、投光部から照射された光がウエハキャリアを透過して受光部に到達するようにし、投光部と受光部とを共に移動させて、ウエハが存在して受光量が落ち込んだところの谷底の平らな部分の幅、即ち、受光量の微分値がマイナスからゼロに変化した点より始まる微分値=ゼロの範囲を検出し、この平らな部分の幅及びこの幅の存在位置に基づいてウエハ収納の有無や、ウエハ2枚重ねやウエハそり等のウエハ収納異常を判断することも考えられる。
【0011】
しかし、ウエハ層の厚さが、受光量が落ち込んだところの平らな部分の幅に反映されると限らない。即ち、ウエハが2枚重ねになった場合、谷底の平らな部分の幅、即ち、微分値=ゼロの範囲がウエハ1枚の場合の2倍になるとは限らない。
これは、第1の理由としては、受光部に入光する光は、実際には直接入射光と間接入射光(検出対照のウエハ又は隣接するウエハに反射して受光部に到達する光)との総和であるが、検出対象のウエハのそり又は自重による撓み、隣接するウエハが存在するか否か等の諸条件の相違によって、受光部への間接入射光の到達のしかたが一定しないことが挙げられる。
【0012】
更に、第2の理由としては、ウエハ2枚重ねの場合は、ウエハ1枚の場合よりも自重による撓みが小さいことも挙げられる。
以上の理由により、上述の受光量の微分値ががゼロの範囲によってウエハの収納状態を判断する方法では、ウエハ収納の有無については正確に判断できると思われるが、ウエハに許容範囲内のそりがある場合、ウエハが1枚だけ収納されていてもウエハ2枚重ねと判断したり、逆にウエハ2枚重ねであるにも係わらずウエハ1枚と判断してしまう恐れがある。
【0013】
本発明の目的は、ウエハキャリアにウエハが収納されているか否かだけを判断するだけでなく、キャリア内のウエハ2枚重ねやウエハそり等の、ウエハの収納異常の有無をも的確に判断できるウエハ検出装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成すべく、本発明に係るウエハ検出装置は、ウエハキャリアに並べて収納されたウエハに該ウェハの外周面を横切るように検出光を投光する投光手段と、前記ウェハを間にして前記投光手段に対向する位置にて該投光手段によって投光された検出光を検出する受光手段と、前記投光手段及び受光手段をウエハキャリアに対して前記ウェハの並び方向に相対的に移動させ、且つその検出位置情報を出力する移動手段と、受光手段によって得られた受光量の変化と検出位置情報に基づき、ウエハの収納状態を判断する判断手段とを有するウエハ検出装置であって、判断手段が、一定の受光量基準値と当該基準値を超えた受光量の前記検出位置に従って変化する受光量曲線とで形成される受光量変化領域の面積に基づきウエハ収納異常を判断することを特徴としている。
【0015】
ウエハを一定の受光量基準値と当該基準値を超えた受光量曲線とで形成される受光量変化領域の面積が、ウエハ収納枚数やウエハそりの有無により顕著に変化するので、この面積に基づいて、ウエハの有無のみならずウエハ2枚重ねやウエハそり等のウエハ収納異常をも確実に判断することができる。
又、本発明の請求項2に係るウエハ検出装置は、ウエハキャリアに収納されたウエハに検出光を投光する投光手段と、投光手段によって投光された検出光を検出する受光手段と、ウエハの外周面を横切るように投光手段及び受光手段をウエハキャリアに対して相対的に移動させ、且つその検出位置情報を出力する移動手段と、受光手段によって得られた受光量の変化と前記検出位置情報に基づき、前記ウエハの収納状態を判断する判断手段とを有するウエハ検出装置であって、判断手段が、検出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点との間で規定される受光量変化領域の当該幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値に基づきウエハ収納異常の有無を判断することを特徴としている。
【0016】
ウエハを検出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点との間の幅によって規定される受光量変化領域の当該幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値が、ウエハ収納枚数やウエハそりの有無により顕著に変化するので、当該幅及び受光量ピーク値に基づき、ウエハ存在の有無のみならずウエハ2枚重ねやウエハそり等のウエハ収納異常の有無をも確実に判断することができる。
【0017】
更に又、本発明の請求項3に係るウエハ検出装置は、ウエハキャリアに収納されたウエハに検出光を投光する投光手段と、投光手段によって投光された検出光を検出する受光手段と、ウエハの外周面を横切るように投光手段及び受光手段をウエハキャリアに対して相対的に移動させ、且つその検出位置情報を出力する移動手段と、受光手段によって得られた受光量の変化と検出位置情報に基づき、ウエハの収納状態を判断する判断手段とを有するウエハ検出装置であって、判断手段が、検出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点とを含み、微分値がゼロからマイナスに変化する点と微分値がゼロからプラスに変化する点との間で規定される受光量変化領域の当該幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値に基づきウエハ収納異常を判断することを特徴としている。
【0018】
ウエハを検出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点とを含み、微分値がゼロからマイナスに変化する点と微分値がゼロからプラスに変化する点との間で規定される受光量変化領域の当該幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値が、ウエハ収納枚数やウエハそりの有無により顕著に変化するので、当該幅及び受光量ピーク値に基づき、ウエハ存在の有無のみならずウエハ2枚重ねやウエハそり等のウエハ収納異常の有無をも確実に判断することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面及びフローチャートを参照して、本発明に係るウエハ検出装置について説明する。
本発明に係るウエハ検出装置10の1つの実施の形態は、図1に示すように、ウエハ1に対して検出光を投受光する光電センサ11と、この光電センサ11をウエハキャリア30に沿って移動させる移動手段12と、この移動手段12によって移動した光電センサ11の各位置毎の受光状態から、キャリア内のウエハ1の収納状態を判断するセンサコントローラ20等とから構成されている。
【0020】
光電センサ11は、透過光検出タイプのものであり、投光部(投光手段)11a、受光部(受光手段)11b、センサ本体11c、及びこれらに接続され、光又は電気を伝える接続手段11f等とから構成されている。投光部11aと受光部11bはウエハキャリア30の両側に対向配置されている。
ウエハキャリア30の対向する内壁にはウエハ収納用の段部が所定間隔で形成されており、例えば、300mmのウエハ1が複数枚(例えば、13枚又は25枚)、夫々段部に係合して所定間隔隔てて積層収納されている。ウエハキャリア30は検出光を透過する材質でできており、投光部11aによって投光された検出光がウエハ1を透過して受光部11bで受光される場合は、受光量が減少し、投光部11aによって投光された検出光がウエハ1で遮られずに直接受光部11bで受光される場合は、受光量が減少しないようになっている。その一方、ウエハキャリア30にキズやパーティングラインがある場合、この部分を検出光が透過すると、検出光の一部が散乱して受光量が若干減少する。
【0021】
投光部11aと受光部11bは、センサスライドブロック12aを介してボールネジ12bに軸方向に移動可能に取り付けられ、ボールネジ12bの端部に設けられたパルスモータ12mによってウエハキャリア30の側部に沿って(図中、上下方向に)移動するようになっている。尚、ウエハキャリア30は図示しない保持手段によって定位置に保持できるようになっている。又、パルスモータ12mには、パルス発生器24から駆動パルスが送られると共に、受光部11bの検出位置情報を逐次、後述するCPU21cに送るようになっている。
【0022】
光電センサ本体11cは、センサコントローラ20に電気的に接続されており、パルスモータ12mは、モータ駆動用ドライバ12dを介してセンサコントローラ20に電気的に接続されている。又、センサコントローラ20は、装置コントローラ40とも電気的に接続されている。更に、モータ駆動用ドライバ12dと装置コントローラ40とは、電気的に接続されている。
【0023】
センサコントローラ20は、CPU21cとメモリ21mとから構成されてウエハ1の有無及び収納状態を判断する判断手段21と、判断手段21とセンサ本体11cとの間に介在するA/Dコンバータ22と、装置コントローラ40と判断手段21との間に介在するS/P変換器23と、モータ駆動用ドライバ12dと判断手段21との間に介在するパルス発生器24等とから構成される。
【0024】
次に、以上のように構成されたウエハ検出装置10を用いたウエハの有無及び収納状態の検出について、図2から図5に示すフローチャートに基づき説明する。
ウエハの有無及び収納状態を検出するに当たり、まず最初にパルスモータ12mを駆動し、光電センサ11の投光部11aと受光部11bをウエハキャリア30に沿って移動させるとともに、移動中にセンサ11が投受光を行い、各移動位置における受光量を検出する(ステップ10)。そして、検出されたアナログ光電出力をA/Dコンバータ22によってA/D変換してその受光量データを各検出位置データ毎に判断手段21に取り込む。続いて、この各位置毎の受光量データをノイズ除去するために平滑化処理を行う(ステップ11)。このノイズ除去の方法としては、CPU21cの内部でS/W(ソフトウェア)フィルタをかけて平滑化処理を行うが、光電センサ本体11cの内部でH/W(ハードウェア)フィルタをかけても良い。この平滑化処理によって、図8の一点鎖線で示すように、各検出位置毎の受光量の検出データが得られる。
【0025】
次に、受光量の自動補正を行う(ステップ12)。この補正は、ウエハキャリアの種類及び経時変化に起因するウエハキャリアの検出光透過状態の変化を吸収するために行う。具体的には、事前に選定した基準ウエハキャリアの、検出光がウエハを透過しない所定の位置(これを、以下「原点」とする。)の受光量を予め測定しておき、これを受光量基準値としてメモリ21mに記憶しておく。そして、ウエハの有無及び収納状態を検出すべきウエハキャリア30の原点における受光量と上述の基準となる受光量を比較し、この偏差を補正量とする。図8において、この補正量はxに相当する。そして、ステップ11で得られた各検出位置毎の受光量をこの補正量を用いて修正演算する。尚、この受光量補正は、単純なシフト(加減算)だけで行っても良く、キャリアの透過率自体が基準キャリアと異なる場合は、比例計算として乗算も検討しても良い。又、受光量基準値の測定を1回だけ行い、その後の各キャリアのウエハ検出にこの測定値を用いるようにしても良く、若しくは、各キャリア毎に夫々、受光量基準値を測定してこの測定値を夫々のキャリアのウエハ検出に用いるようにしても良い。この修正動作によって、図8の実線で示す補正後の受光量データが得られる。
【0026】
このように光電センサ11の位置データ毎の受光量データに対し、ノイズ除去及び受光量補正を行った受光量データの一例を図9に示す。この受光量データに基づき、以下の手順でウエハの有無及び収納状態の判別を行う。
図9に示す受光量データの曲線の傾きをCPU21cによって計算し、受光量変化の微分値が零となる範囲をピーク近傍として求める(ステップ13)。尚、微分値がほぼ零となる微少な範囲もピーク近傍に含めても良い。
【0027】
ここで、受光量変化の微分値が零となる範囲とは、本実施形態の場合、即ち、投受光手段が透過検出型センサの場合、図9に示す受光量変化を表す図の谷底の部分をいい、投受光手段が、本実施形態と異なり反射検出型センサの場合、受光量変化を表す図の頂上部となる。従って、受光量の1次微分が零となる範囲であって、2次微分が零となる範囲ではない。
【0028】
又、上述の微分値を計算するに当たって、ノイズ除去のための平滑化処理を同時に行っても良い。
上述の微分計算によって、図9においては3つのピーク近傍が求まることが分かる。ここで検出されたピーク近傍には、ウエハ近傍のピーク近傍とパーディングラインを含むキズ等のピーク近傍も含まれる。そして、ウエハの有無判別に当たっては、ステップ13で算出したピーク近傍の中からパーディングラインを含むウエハキャリアのキズ等に起因するピーク近傍を除外する必要がある。これらの除外すべきピーク近傍は、本来ウエハを収納すべき近傍にある場合と近傍外にある場合とが想定され、以下に示す手順でこれらの双方とも除外する。
【0029】
まず最初にウエハ収納部近傍外にピーク近傍があるか否かを判断する(ステップ14)。尚、光電センサ11の受光部は、パルスモータ12mによってボールねじ12bに沿って所定の速度で移動しながら検出光を受光しており、光電センサ11の位置情報はパルス発生器24がCPU21cに逐次送っているので、図9に示すように、センサ11の検出位置がウエハ収納部近傍の範囲であるかウエハ収納部近傍の範囲外であるかを容易に判断することができる。
【0030】
ウエハ収納部近傍外にピーク近傍がある場合は、このピーク近傍における受光量が所定の閾値を超えているか否かを判断する(ステップ30)。尚、この所定の閾値は、ウエハキャリア30の種類、ウエハ等についての実験結果から予め規定された値であり、透過型光電センサ11の場合、最大のキズと想定されるパーディングラインの受光量より若干下回った値となる。
【0031】
ピーク近傍における受光量が所定の閾値を超えている場合、即ち、図9に示す受光量が閾値を下回っている場合は、本来ウエハが収納されるべきでない位置に検出光を遮る何らかの障害物があると判断し、このような状態が最も起こりやすいウエハ斜め挿入等の収納異常がこの部分に最も近いウエハ収納部で生じていると判断する(ステップ31)。
【0032】
一方、ピーク近傍の受光量が所定の閾値を超えていない場合、即ち、図9に示す閾値を下回っていない場合は、ウエハやその他の障害物による遮光でなく、単に、ウエハキャリア30のキズやパーディングラインによって検出光の一部が散乱して受光量が低下したに過ぎないと判断し、ウエハの収納状態には異常がないとしてこれを無視する(ステップ32)。尚、図9において、所定の閾値は、最大のキズと想定されるパーディングラインの受光量より若干下に設けてある。
【0033】
ウエハ収納部近傍外に存在する全てのピーク近傍について上述のステップ30〜ステップ32を行ったか否かを判断し(ステップ33)、行われていない場合はこれを繰り返す。
続いて、ウエハ収納部近傍内にピーク近傍が有るか否かを判断し(ステップ15)、ピーク近傍が無い場合は、ウエハキャリアのウエハ収納部にウエハ未収納と判断して(ステップ16)、ウエハ有無の検出を終了する(ステップ17)。
【0034】
ピーク近傍がウエハ収納部近傍内に有る場合は、このピーク近傍における受光量が所定の閾値を超えているか否かを判断し(ステップ20)、超えていない場合は、ウエハによる検出光の遮光が生じていないとし、その収納部にウエハ無しと判断する(ステップ21)。従って、この範囲内にウエハが収納されておらず、且つこの範囲内にウエハキャリア30にキズやパーティングライン等があっても、ステップ32と同様にこれを無視することができる。
【0035】
ステップ20において、ウエハ収納部近傍内のピーク近傍における受光量が所定の閾値を超えていると判断したときは、ウエハ収納部にウエハが収納されていると判断し、続いてウエハ収納異常の有無を判断する(ステップ21a〜ステップ25)。
この判断ルーチンにおいては、まず最初に、図10に示すように、変化する受光量曲線とステップ20に規定された一定の閾値を表す直線とで囲まれる領域(図10中、ハッチング部)を受光量変化領域Rと規定し、この受光量変化領域Rの面積Sを算出する(ステップ21)。
【0036】
続いて、受光量変化領域Rの面積Sが所定の規定値以内か否かを判断し(ステップ22)、所定の規定値を超えているときは、その収納部にウエハが2枚重ね状態で収納されているか又はそりのあるウエハが収納されていると判断する(ステップ23)。ここでいう所定の規定値とは、正常なウエハが1枚だけ収納されている場合の受光量変化領域の面積と、そりのあるウエハが収納されている場合やウエハ2枚重ね状態で収納されている場合の受光量変化領域の面積とを区別できる一定の閾値である。
【0037】
例えば、図11に示すように、そりのあるウエハが収納されている場合、図12に示すように、そりのあるウエハの受光量変化領域(図12(b))の方がそりのないウエハの受光量変化領域(図12(a) )に較べて明らかに大きく形成されている。従って、そりのあるウエハの受光量変化領域の面積とそりのないウエハの受光量変化領域の面積との間に顕著な差異があり、この面積値を比較することでそりのあるウエハが収容されているのを容易且つ確実に判断することができる。ウエハ2枚重ねの状態も同様に、受光量変化領域の面積の大小に基づいて容易に判断できる。
【0038】
尚、変化する受光量の微分値がゼロの範囲、即ち、図12(a) (b)の受光量曲線の谷底の平らな部分(図12(a) (b) における受光量データの傾きの山と谷で挟まれた部分)の大小によってもウエハ2枚重ねやウエハそりを判断することも可能であるが、図12(a) (b) から明らかなように、そりのあるウエハが収納されている場合(図12 (b))とそりのないウエハが収納されている場合(図12 (b))とでは微分値がゼロの範囲(幅A'と幅A)に顕著な差異が生じない。従って、上述のように受光量変化領域の面積の大小によってウエハ収納異常を判断した方がより正確な判断を行えることは明らかである。
【0039】
次に、受光量変化領域Rの面積Sが一定の幅以内であると判断したときは、その収納部にそりのないウエハが1枚だけ収納されていると判断する(ステップ24)。
以上のステップ20〜ステップ24までをウエハ収納部近傍内の全てのピーク近傍について行い(ステップ25)、ウエハ収納の有無及び収納異常の判断を終了する(ステップ26)。そして、センサコントローラ20で得られたこの検出結果は、装置コントローラ40に出力される。
【0040】
尚、上述の検出ルーチンは、ウエハ収納の有無及び収納状態の判断を行う手順の一例を示したものであり、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において別の検出ルーチンが考えられることは言うまでもない。
次に、本発明の第2の実施形態に係るウエハ検出装置ついて説明する。
本発明の第2の実施形態に係るウエハ検出装置は、第1の実施形態に係るウエハ検出装置において、受光量変化領域の面積に基づいてウエハ収納状態を判断したのと異なり、検出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点との間で規定される受光量変化領域の当該幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値に基づきウエハ収納異常を判断することを特徴としている。
【0041】
具体的には、図10に示すように、変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点との間で限定される受光量曲線を受光量変化領域Pと規定し、この受光量変化領域Pの幅C及び受光量変化領域Pの受光量ピーク値が所定の規定値以内か否かでウエハ収納部にウエハ1枚だけ収納されている正常な収納状態か、ウエハ2枚収納又はそりのあるウエハ等の異常な収納状態かを判断する。
【0042】
以下、第2の実施形態に係るウエハ検出装置のウエハ収納状態検出ルーチンについて説明する。
第1の実施形態において、図2乃至図4に示した処理ルーチン、即ち、ステップ10乃至ステップ17、ステップ20乃至ステップ21、及びステップ30乃至ステップ33の処理ルーチンが、第2の実施形態におけるウエハ収納状態検出ルーチンにおいても利用される。
【0043】
続いて、第2の実施形態においては、図6に示すように、ステップ20乃至ステップ21の処理ルーチンが行われた後に、受光量曲線の特定区間で形成される受光量変化領域Pの幅C及び受光量ピーク値を算出する(ステップ41)。
その後、受光量変化領域Pの幅Cが所定の規定値を超えており、且つ受光量変化領域Pの受光量ピーク値が所定の規定値を超えているか否かを判断し(ステップ42)、共に所定の規定値を超えているときは、その収納部にウエハが2枚重ね状態で収納されているか又はそりのあるウエハが収納されていると判断する(ステップ43)。ここでいう所定の規定値とは、正常なウエハが1枚だけ収納されている場合と、そりのあるウエハが収納されている場合やウエハ2枚重ね状態で収納されている場合とを区別できる閾値である。
【0044】
より詳細には、図11に示すように、そりのあるウエハが収納されている場合、図12に示すように、そりのないウエハの受光量変化領域の幅C(図12(a))とそりのあるウエハの受光量変化領域の幅C'(図12(b))との間に明確な違いがあり、そりのあるウエハが収容されているのを容易且つ確実に判断することができる。ウエハ2枚重ねの状態も同様に、ウエハの受光量変化領域の幅Cと受光量ピーク値に基づいて容易に判断できる。
【0045】
尚、第1の実施形態の場合と同様に、変化する受光量の微分値がゼロの範囲、即ち、図12(a) (b)の受光量曲線の谷底の平らな部分(図12(a) (b) における受光量データの傾きの山と谷で挟まれた部分)の幅A,A’は、ウエハの収納状態の違いによってあまり変化しないことが分かる。従って、上述のように受光量変化領域の幅Cによってウエハ収納異常を検出した方がウエハ収納異常の有無をより正確に判断できることが明らかである。
【0046】
受光量変化領域Pの幅Cが所定の規定値以内か、又は受光量変化領域Pの受光量ピーク値が所定の規定値以内であると判断したときは、その収納部にそりのないウエハが1枚だけ収納されているとする(ステップ44)。
以上のステップ40〜ステップ44までをウエハ収納部近傍内の全てのピーク近傍について行い(ステップ45)、ウエハ収納の有無及び収納状態の判断を終了する(ステップ46)。そして、センサコントローラ20で得られたこの検出結果は、装置コントローラ40に出力される。
【0047】
更に、本発明の第3の実施形態に係るウエハ検出装置ついて説明する。
本発明の第3の実施形態に係るウエハ検出装置は、第1の実施形態に係るウエハ検出装置において、受光量変化領域の面積に基づいてウエハ収納状態を判断したのと異なり、検出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点とを含み、微分値がゼロからマイナスに変化する点と微分値がゼロからプラスに変化する点との間で規定される受光量変化領域の当該幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値に基づきウエハ収納異常を判断することを特徴としている。
【0048】
具体的には、図10に示すように、変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点とを含み、微分値がゼロからマイナスに変化する点と微分値がゼロからプラスに変化する点との間で規定される受光量曲線を受光量変化領域Qと規定し、この受光量変化領域Qの幅D及び受光量変化領域Qの受光量ピーク値が所定の規定値以内か否かでウエハ収納部にウエハ1枚だけ収納されている正常な収納状態か、ウエハ2枚重ね又はそりのあるウエハが収納されているかを判断する。
【0049】
以下、第3の実施形態に係るウエハ検出装置のウエハ収納状態検出ルーチンについて説明する。
第1の実施形態において、図2乃至図4に示した処理ルーチン、即ち、ステップ10乃至ステップ17、ステップ20乃至ステップ21、及びステップ30乃至ステップ33の処理ルーチンが、第3の実施形態におけるウエハ収納状態検出ルーチンにおいても行われる。
【0050】
第3の実施形態においては、ステップ20乃至ステップ21の処理ルーチンが行われた後に、受光量変化曲線の特定区間で形成される受光量変化領域Qの受光量ピーク値及び幅Dを算出する(ステップ51)。
続いて、受光量変化領域Qの幅Dが所定の規定値を超えており、且つ受光量変化領域Qの受光量ピーク値が所定の規定値を超えているか否かを判断し(ステップ52)、共に所定の規定値を超えているときは、その収納部にウエハが2枚重ね状態で収納されているか又はそりのあるウエハが収納されていると判断する(ステップ53)。ここでいう所定の規定値とは、正常なウエハが1枚だけ収納されている場合と、そりのあるウエハが収納されている場合やウエハ2枚重ね状態で収納されている場合とを区別できる閾値である。
【0051】
上述の2つの実施形態と同様に、そりのないウエハの受光量変化領域Qの幅D(図12(a))とそりのあるウエハの受光量変化領域Q'の幅D'(図12(b))との間に明確な違いがあり、そりのあるウエハが収容されているのを容易且つ確実に判断することができる。ウエハ2枚重ねの状態も同様に、ウエハの受光量変化領域の幅Dと受光量ピーク値に基づいて容易に判断できる。
【0052】
尚、上述の実施形態と同様に、変化する受光量の微分値がゼロの範囲で定義される幅(図12の幅A)の大小によってウエハ2枚重ねやウエハそりを判断する場合に較べて、上述のように受光量変化領域の幅Dによってウエハ収納異常を判断した方がより正確な判断を行えることは明らかである。
続いて、受光量変化領域Qの幅Dが所定の規定値以内か、又は受光量変化領域Qの受光量ピーク値が所定の規定値以内であると判断したときは、その収納部にそりのないウエハが1枚だけ収納されていると判断する(ステップ54)。
【0053】
以上のステップ50〜ステップ54までをウエハ収納部近傍内の全てのピーク近傍について行い(ステップ55)、ウエハ収納の有無及び収納異常の判断を終了する(ステップ56)。そして、センサコントローラ20で得られたこの検出結果は、装置コントローラ40に出力される。
尚、本発明の被検出物は、半導体のウエハに限定されず、カセットに収納されたハードディスクやCD(コンパクトディスク)等の有無及び収納状態を検出するのにも利用できる。
【0054】
又、本発明に係る上述の実施形態は、透過形光電センサを用いたが、反射形光電センサを用いてその反射光から受光量変化領域Rを求め、この受光量変化領域Rの状態に基づき、収納状態を判断するようにしても良い。この場合、検出光が被検出物を検出すると受光量が増大するので、図10と異なり、受光量の変化の山の一定の閾値以上を受光量変化領域Rとする。ウエハの外周面が滑らかであれば、このような反射形光電センサを用いても十分に反射光を検出することができるので、本発明の効果と同様の効果を得ることができる。
【0055】
同様に、上述の第2の実施形態及び第3の実施形態において反射形光電センサを利用することも可能である。
更に又、上述の実施形態と異なり、光電センサ11を固定し、ウエハキャリア30を移動させるようにしても良い。
【0056】
【実施例】
図13に示すように、内部に7段のウエハ収納部が形成されたウエハキャリアに、ウエハを適当に収納し、このウエハ収納状態を上述の第1乃至第3の実施形態に係るウエハ収納状態検出装置を用いて検出した。尚、検出結果を比較するために、変化する受光量の微分値がゼロの範囲(図中の幅A)を基準としてウエハ収納状態を検出する方法も併せて行った。
【0057】
その結果、図14の測定結果に示すように、受光レベルが、各ウエハ収納部に収納されたウエハに対応するように変化し、これに応じて受光レベルの微分値も変化した。そして、かかる測定結果に基づき、第1乃至第3の実施形態に係るウエハ収納状態検出装置を用いてウエハ収納状態を検出した場合と、変化する受光量の微分値がゼロの範囲の幅Aを基準としてウエハ収納状態を検出した場合の各ウエハ収納部におけるウエハ収納枚数を判断したところ、表1に示す結果が得られた。
【0058】
【表1】
【0059】
表1の比較例の判定枚数から明らかなように、比較例による検出方法でウエハ収納状態を検出した場合、各ウエハ収納部におけるウエハの有無については正確に判断できるが、収納されたウエハが2枚重ね状態か否かについてまでは正確に判断することができないことが分かった。
一方、表1の第1〜第3の実施形態に基づいて判定枚数から明らかなように、第1乃至第3の実施形態に係るウエハ収納状態検出装置の検出ルーチンによると、各ウエハ収納部におけるウエハの有無のみならず、収納されたウエハが2枚重ね状態か否かまで正確に判断できることが分かった。
従って、本発明の第1〜第3の実施形態に係るウエハ収納異常検出ルーチンの有用性について実際に確認することができた。
【0060】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るウエハ検出装置は、ウエハキャリアに収納されたウエハに検出光を投光する投光手段と、投光手段によって投光された検出光を検出する受光手段と、ウエハの外周面を横切るように投光手段及び受光手段をウエハキャリアに対して相対的に移動させ、且つその検出位置情報を出力する移動手段と、受光手段によって得られた受光量の変化と検出位置情報に基づき、ウエハの収納状態を判断する判断手段とを有するウエハ検出装置であって、判断手段は、一定の受光量基準値と当該基準値を超えた受光量曲線とで形成される受光量変化領域の面積に基づきウエハ収納異常を判断することを特徴としている。
【0061】
ウエハを一定の受光量基準値と当該基準値を超えた受光量曲線とで形成される受光量変化領域の面積に基づいて判断するので、ウエハ収納枚数の違いにより受光量変化領域の面積が明確に異なり、ウエハ層の厚さが検出ゲインに大きく反映される。従って、ウエハ存在の有無のみならずウエハ2枚重ねやウエハそり等のウエハ収納異常をも確実に検知することができる。
【0062】
又、本発明の請求項2に係るウエハ検出装置は、ウエハキャリアに収納されたウエハに検出光を投光する投光手段と、投光手段によって投光された検出光を検出する受光手段と、ウエハの外周面を横切るように投光手段及び受光手段をウエハキャリアに対して相対的に移動させ、且つその検出位置情報を出力する移動手段と、受光手段によって得られた受光量の変化と前記検出位置情報に基づき、前記ウエハの収納状態を判断する判断手段とを有するウエハ検出装置であって、判断手段は、検出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点との間で規定される受光量変化領域の当該幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値に基づきウエハ収納異常を判断することを特徴としている。
【0063】
ウエハを検出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点との間の幅によって規定される受光量変化領域の当該幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値に基づいて判断するので、ウエハ収納枚数の違いにより受光量変化領域の幅が明確に異なり、ウエハ層の厚さが検出ゲインに大きく反映される。従って、ウエハ存在の有無のみならずウエハ2枚重ねやウエハそり等のウエハ収納異常をも確実に検知することができる。
【0064】
更に又、本発明の請求項3に係るウエハ検出装置は、ウエハキャリアに収納されたウエハに検出光を投光する投光手段と、投光手段によって投光された検出光を検出する受光手段と、ウエハの外周面を横切るように投光手段及び受光手段をウエハキャリアに対して相対的に移動させ、且つその検出位置情報を出力する移動手段と、受光手段によって得られた受光量の変化と検出位置情報に基づき、ウエハの収納状態を判断する判断手段とを有するウエハ検出装置であって、判断手段は、検出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点とを含み、微分値がゼロからマイナスに変化する点と微分値がゼロからプラスに変化する点との間で規定される受光量変化領域の当該幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値に基づきウエハ収納異常を判断することを特徴としている。
【0065】
ウエハを検出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点とを含み、微分値がゼロからマイナスに変化する点と微分値がゼロからプラスに変化する点との間で規定される受光量変化領域の当該幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値に基づいて判断するので、ウエハ収納枚数の違いにより受光量変化領域の幅が明確に異なり、ウエハ層の厚さが検出ゲインに大きく反映される。従って、ウエハ存在の有無のみならずウエハ2枚重ねやウエハそり等のウエハ収納異常をも確実に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るウエハ検出装置を示す概略構成図である。
【図2】本発明の第1の実施形態に係るウエハ検出装置において、ウエハの有無及び収納異常を検出するための手順を示すフローチャートの一部である。
【図3】図2のフローチャートに続くフローチャートを示す図である。
【図4】図2のフローチャートに続くフローチャートを示す図である。
【図5】図4のフローチャートに続く残余のフローチャートを示す図である。
【図6】本発明の第2の実施形態に係るウエハ検出装置において、ウエハの収納異常を検出するための、図5に対応するフローチャートである。
【図7】本発明の第3の実施形態に係るウエハ検出装置において、ウエハの収納異常を検出するための、図5に対応するフローチャートである。
【図8】本発明に係るウエハ検出装置の受光量の補正を説明するための図である。
【図9】本発明に係るウエハ検出装置のウエハ有無の判断を説明するための図である。
【図10】本発明に係るウエハ検出装置のウエハ収納位置近傍での収納状態の判断を説明するための図である。
【図11】そりの生じたウエハがウエハキャリアに収納された状態を示す図である。
【図12】本発明に係るウエハ検出装置のウエハ収納状態の判断を説明するための図である。
【図13】本発明の実施例におけるウエハ収納状態を示す図である。
【図14】本発明の実施例において、ウエハ検出装置の受光量の測定結果を示す図である。
【図15】従来のくし形マッピングセンサを利用したウエハ検出の状態を示す図である。
【符号の説明】
1 ウエハ
10 ウエハ検出装置
11 光電センサ
11a 投光部
11b 受光部
12 移動手段
20 センサコントローラ
21 判断手段
21c CPU
21m メモリ
30 ウエハキャリア
Claims (3)
- ウエハキャリアに並べて収納されたウエハに該ウェハの外周面を横切るように検出光を投光する投光手段と、
前記ウェハを間にして前記投光手段に対向する位置にて該投光手段によって投光された検出光を検出する受光手段と、
前記投光手段及び前記受光手段をウエハキャリアに対して前記ウェハの並び方向に相対的に移動させ、且つその検出位置情報を出力する移動手段と、
前記受光手段によって得られた受光量の変化と前記検出位置情報に基づき、前記ウエハの収納状態を判断する判断手段とを有するウエハ検出装置であって、
前記判断手段は、一定の受光量基準値と当該基準値を超えた受光量の前記検出位置に従って変化する受光量曲線とで形成される受光量変化領域の面積に基づきウエハ収納異常を判断することを特徴とするウエハ検出装置。 - ウエハキャリアに並べて収納されたウエハに該ウェハの外周面を横切るように検出光を投光する投光手段と、
前記ウェハを間にして前記投光手段に対向する位置にて該投光手段によって投光された検出光を検出する受光手段と、
前記投光手段及び前記受光手段をウエハキャリアに対して前記ウェハの並び方向に相対的に移動させ、且つその検出位置情報を出力する移動手段と、
前記受光手段によって得られた受光量の変化と前記検出位置情報に基づき、前記ウエハの収納状態を判断する判断手段とを有するウエハ検出装置であって、
前記判断手段は、前記検出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点との間で規定される受光量変化領域の幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値に基づきウエハ収納異常を判断することを特徴とするウエハ検出装置。 - ウエハキャリアに並べて収納されたウエハに該ウェハの外周面を横切るように検出光を投光する投光手段と、
前記ウェハを間にして前記投光手段に対向する位置にて該投光手段によって投光された検出光を検出する受光手段と、
前記投光手段及び前記受光手段をウエハキャリアに対して前記ウェハの並び方向に相対的に移動させ、且つその検出位置情報を出力する移動手段と、
前記受光手段によって得られた受光量の変化と前記検出位置情報に基づき、前記ウエハの収納状態を判断する判断手段とを有するウエハ検出装置であって、
前記判断手段は、前記検出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点とを含み、微分値がゼロからマイナスに変化する点と微分値がゼロからプラスに変化する点との間で規定される受光量変化領域の幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値に基づきウエハ収納異常を判断することを特徴とするウエハ検出装置。
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