JP4079206B2 - Substrate inspection apparatus, substrate inspection method, and liquid processing apparatus including substrate inspection apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハやLCD基板等の各種基板を取り扱う際に使用される基板検査装置と基板検査方法、およびこの基板検査装置を備え、基板に対して所定の液処理や乾燥処理を施す液処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、半導体デバイスの製造工程においては、基板としての半導体ウエハ(ウエハ)を所定の薬液や純水等の洗浄液によって洗浄し、ウエハからパーティクル、有機汚染物、金属不純物等のコンタミネーション、エッチング処理後のポリマー等を除去するウエハ洗浄装置や、窒素(N2)ガス等の不活性ガスや揮発性および親水性の高いIPA蒸気等によってウエハから液滴を取り除いてウエハを乾燥させるウエハ乾燥装置が使用されている。
【0003】
このような洗浄・乾燥装置としては、複数枚のウエハをウエハ洗浄・乾燥室に収納してバッチ式に処理するものが知られている。一般的に、このような洗浄・乾燥装置においては、複数枚のウエハがその主面が略平行になるようにして収納された容器(フープ)を洗浄・乾燥装置の所定位置に載置し、搬送アームを用いてフープ内の複数のウエハを同時に取り出して洗浄・乾燥室へ搬入し、ウエハを保持する保持手段に移し替えて所定の処理を行った後に、再び搬送アームを用いて洗浄・乾燥室からフープへウエハを搬送するという作業が行われる。こうして所定の洗浄・乾燥処理が終了したウエハが収納されたフープは、次工程へと搬送される。
【0004】
ここで、例えば、フープからのウエハの搬送は、所定の枚数のウエハがフープに収納されているかどうかを各種センサを用いて確認した後に行われており、例えば、赤外線レーザセンサを用いてウエハの端面の位置を検出して枚数を計測する方法や、縦1列に配置された赤外線レーザセンサをフープの底より挿入してその透過光を受信することで枚数を計測する方法が知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の赤外線レーザセンサを用いた検査方法においては、赤外線レーザセンサの受信信号のオンオフのみを判断していたためにウエハの枚数を検査することはできても、ウエハが2枚重なって収納されていたり、斜めに収納されていたり(このような収納状態を以下「ジャンプスロット」という)した場合に、その状態を確認することができなかった。一方、オンオフ信号の信号パターンを全体的に精密に解析すれば、ウエハの2枚重ね等の状態を把握することは可能であるが、この場合には、膨大な信号データを処理しなければならず、検査時間が長くかかるという問題があった。
【0006】
ここで、例えば、フープ内でウエハが2枚重なって収納されていた場合には、ウエハをフープから搬出した際に、重なったウエハのうちの1枚が搬送アームから落下して洗浄・乾燥装置を汚したり、洗浄・乾燥室に搬入した際にウエハの保持手段が重なったウエハのうちの1枚を保持できずに破損、落下し、または保持手段に損傷を与える等するおそれがある。このような事故が生じた場合には、洗浄・乾燥装置の運転を一時停止し、清掃やメンテナンスの必要が生ずるばかりでなく、他のウエハの処理も不可能となる場合がある。
【0007】
また、フープ内でウエハが斜めに挿入されていた場合には、搬送アームをフープに挿入したときに搬送アームとフープが衝突して、ウエハの破損や搬送アームの損傷、破損したウエハによる他のウエハの損傷等が生ずるおそれがある。
【0008】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、フープに収納された基板の枚数のみでなく、収納状態を簡易にしかも正確に検査することができる基板検査装置と基板検査方法を提供することを目的とする。また、本発明は、このような基板検査装置を備えた液処理装置を提供することを目的とする。
【0009】
なお、近年、半導体デバイスの微細高集積化や量産化に伴って、ウエハの大きさについては、200mmφから300mmφへの大口径化が進んでおり、ウエハの大きさおよび重量が嵩むようになってきている。このことから、200mmφウエハの保存や搬送等は、例えば26枚のウエハを略鉛直状態で収納したフープを用いて取り扱われていたが、300mmφウエハの保存や搬送等は、例えば25枚のウエハを水平状態で収納したフープを用いて取り扱われる。
【0010】
ところが、前述した赤外線レーザの透過光を受信してウエハの状態を検査する場合には、測定対象物が大型化すると発信する赤外線レーザの強度を高めなければならなくなる問題が生じ、また、発光部と受信部の間にウエハの収納された容器を置く必要があることから、フープの構造や装置構成も制限される。本発明は、このような300mmφの大口径ウエハの取り扱いに対処可能とすることもまた目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は第1発明として、
複数の基板をその主面が略平行となるように所定間隔で収納可能な容器に収納された基板の収納状態を検査する基板検査装置であって、
前記容器に収納された基板の端面から所定距離だけ離れて配置された反射式センサと、前記反射式センサを基板の配列方向に移動させる移動機構と、前記反射式センサを前記移動機構によって移動させた際に検出された基板からの反射強度信号を、第1の強度レベルと、この第1の強度レベルよりも低い第2の強度レベルとでスライスし、前記第1の強度レベルでスライスして得られた第1のオン/オフ信号と、前記第2の強度レベルでスライスして得られた第2のオン/オフ信号と、を得る信号処理部と、前記第1及び第2のオン/オフ信号を解析して前記容器に収納された基板の収納状態を判断する演算処理部と、
を具備することを特徴とする基板検査装置、を提供する。
【0012】
本発明は第2発明として、
蓋体により開閉可能な基板搬送口を有し、複数の基板をその主面が略平行となるように所定間隔で収納可能な容器に収納された基板の収納状態を検査する基板検査装置であって、
前記容器の蓋体を基板の配列方向に移動させて前記基板搬送口を開閉する蓋体開閉機構と、前記蓋体開閉機構に取り付けられた反射式センサと、前記蓋体開閉機構の動きに合わせて前記反射式センサが移動する際に検出された基板からの反射強度信号を、第1の強度レベルと、この第1の強度レベルよりも低い第2の強度レベルとでスライスし、前記第1の強度レベルでスライスして得られた第1のオン/オフ信号と、前記第2の強度レベルでスライスして得られた第2のオン/オフ信号と、を得る信号処理部と、前記第1及び第2のオン/オフ信号を解析して前記容器に収納された基板の収納状態を判断する演算処理部と、を具備することを特徴とする基板検査装置、を提供する。
【0013】
本発明は、上記基板検査装置を用いた基板検査方法を提供する。すなわち、本発明は第3発明として、
複数の基板をその主面が略平行となるように所定間隔で収納可能な容器に収納された基板の収納状態を検査する基板検査方法であって、
信号発信部と信号受信部を有する反射式センサを基板の配列方向に移動させながら発信信号に対する前記容器内に収納された基板からの反射強度信号を得る第1工程と、前記第1工程において得られた反射強度信号を、前記第1の強度レベルと、この第1の強度レベルよりも低い第2の強度レベルとでスライスし、前記第1の強度レベルでスライスして得られた第1のオン/オフ信号と、前記第2の強度レベルでスライスして得られた第2のオン/オフ信号と、を得る第2工程と、前記第1及び第2のオン/オフ信号を解析して前記容器に収納された基板の収納状態を判断する第3工程と、を有することを特徴とする基板検査方法、を提供する。
【0014】
また、本発明は上記基板検査装置を備えた液処理装置を提供する。すなわち、本発明は第4発明として、
基板に所定の液処理を施す液処理装置であって、
複数の基板をその主面を略平行として収納可能な容器を載置する容器搬入出部と、前記容器搬入出部に載置された容器に収納された基板の収納状態を検査するセンサシステムと、前記容器に収納された基板に所定の液処理を施す液処理部と、前記容器と前記液処理部との間で基板の搬送を行う基板搬送部と、を具備し、前記センサシステムは、前記容器に収納された基板の端面から所定距離だけ離れて配置された反射式センサと、前記反射式センサを基板の配列方向に移動させる移動機構と、前記反射式センサを前記移動機構によって移動させた際に検出された基板からの反射強度信号を、第1の強度レベルと、この第1の強度レベルよりも低い第2の強度レベルとでスライスし、前記第1の強度レベルでスライスして得られた第1のオン/オフ信号と、前記第2の強度レベルでスライスして得られた第2のオン/オフ信号と、を得る信号処理部と、前記第1及び第2のオン/オフ信号を解析して前記容器に収納された基板の収納状態を判断する演算処理部と、を有することを特徴とする液処理装置、を提供する。
【0015】
本発明は第5発明として、
基板に所定の液処理を施す液処理装置であって、
蓋体により開閉可能な基板搬送口を有し、複数の基板をその主面が略平行となるように所定間隔で収納可能な容器を載置する容器搬入出部と、前記容器の蓋体を基板の配列方向に移動させて前記基板搬送口を開閉する蓋体開閉機構と、前記容器搬入出部に載置された容器に収納された基板の収納状態を検査するセンサシステムと、前記容器に収納された基板に所定の液処理を施す液処理部と、前記容器と前記液処理部との間で基板の搬送を行う基板搬送部と、を具備し、前記センサシステムは、前記蓋体開閉機構に取り付けられた反射式センサと、前記蓋体開閉機構の動きに合わせて前記反射式センサが移動する際に検出された基板からの反射強度信号を、第1の強度レベルと、この第1の強度レベルよりも低い第2の強度レベルとでスライスし、前記第1の強度レベルでスライスして得られた第1のオン/オフ信号と、前記第2の強度レベルでスライスして得られた第2のオン/オフ信号と、を得る信号処理部と、前記第1及び第2のオン/オフ信号を解析して前記容器に収納された基板の収納状態を判断する演算処理部と、を有することを特徴とする液処理装置、を提供する。
【0016】
上述した基板検査装置および基板検査方法ならびに基板検査装置を備えた液処理装置によれば、容器に収納された基板について、反射式センサによって得られる反射強度信号をそのまま解析するのではなく、変換された簡単なパターンを有する矩形信号等のオン/オフ信号を用いて解析を行うために、基板検査装置自体を安価に構成することができ、しかも、基板の枚数のみならず、2枚重ねやジャンプスロットという不正常な収納状態を簡易かつ正確にしかも短時間で検出することができる。こうして、スループットを低下させることなく、基板の破損や基板を搬送する機構の損傷を防止することができ、こうして、生産性(処理効率)、装置の保守性、メンテナンス性を向上させることができる。また、本発明は反射式センサを用いていることから測定対象となる基板の大きさに関係なく、検査装置を小型に構成できる利点があり、透過式センサを用いる場合のように基板の大型化によって出力の大きなセンサを準備する必要がない点でコスト的にも有利である。
【0017】
さらに、本発明の基板検査装置を用いた場合には、反射強度信号はアナログ信号として得られるが、この反射強度信号を少なくとも2つの強度レベルでスライスして基板の有無に対応するオン/オフ信号を得て、このオン/オフ信号におけるオン状態とオフ状態の転換点の出現位置から前記容器に収納された基板の収納状態を解析する方法を用いていることから、容器内における基板の所定の収納方向を問題とせず、従って、容器内に基板の主面が水平方向となるように収納されている場合または垂直方向となるように収納されている場合のいずれの場合にも用いることができる。なお、容器に形成された基板搬送口を開閉する蓋体があってこの蓋体を開閉する機構がある場合には、この蓋体を開閉する機構に反射式センサを取り付けることによって、基板検査装置の省スペース化が可能である。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について具体的に説明する。本発明の1つである液処理装置は、各種基板を被処理体とする洗浄処理装置、乾燥処理装置等に適用できるが、本実施形態では、半導体ウエハ(ウエハ)の搬入、洗浄、乾燥、搬出をバッチ式に一貫して行うように構成された洗浄処理装置を例として説明することとする。また、この洗浄処理装置は、本発明の基板検査装置をウエハ検査機構として備えた形態を有するものとし、このウエハ検査機構およびウエハ検査方法の実施の形態について説明することとする。
【0019】
図1は本実施形態に係る洗浄処理装置1の外観を示す斜視図である。図1に示されるように、洗浄処理装置1は、複数枚のウエハWを収納可能なフープ(収納容器)Fを載置するためのフープステージ2a〜2cが設けられているフープ搬入出部2と、ウエハWに対して洗浄処理を実施する洗浄処理ユニット3と、フープ搬入出部2と洗浄処理ユニット3との間に設けられ、ウエハWの搬送を行うウエハ搬送ユニット4と、液処理のための薬液を貯蔵等する薬液貯蔵ユニット5と、から主に構成されている。
【0020】
また、洗浄処理装置1に配設された各種の電動駆動機構や電子制御装置のための電源ボックス6と洗浄処理装置1を構成する各ユニットの温度制御を行うための温度制御ボックス7が洗浄処理ユニット3の上部に設けられており、ウエハ搬送ユニット4の上部には、洗浄処理装置1に設けられた各種の表示パネルを制御する表示ボックス9と、ウエハ搬送ユニット4に配設されたウエハ搬送機構16の制御装置が収納された搬送機構制御ボックス10が設けられている。また、薬液貯蔵ユニット5の上部には各ボックスからの熱排気を集めて排気する熱排気ボックス8が設けられている。
【0021】
図2に洗浄処理装置1の概略平面図を、図3に洗浄処理装置1の概略側面図を、図4に図3の概略側面図において一部の駆動機構を駆動させた状態を示した概略側面図をそれぞれ示す。ここで、図2〜図4においては、フープ搬入出部2、洗浄処理ユニット3、ウエハ搬送ユニット4、薬液貯蔵ユニット5のみを示し、洗浄処理ユニット3、ウエハ搬送ユニット4、薬液貯蔵ユニット5の上部に配設された電源ボックス6その他各種のボックス部については図示していない。また、後述するように、洗浄処理ユニット3は搬送部3aと洗浄部3bとに分けられるが、図3および図4においては、搬送部3aの概略構造が示されている。
【0022】
フープステージ2a〜2cに載置されるフープFは、ウエハWを複数枚、例えば25枚を所定間隔で主面が水平になるように収納することが可能となっており、フープFの一側面にはウエハWを搬入出するためのウエハ搬入出口が設けられている。フープFはウエハ搬入出口を開閉する蓋体11を有しており、この蓋体11は、後述する蓋体開閉機構15a〜15cによってフープFに脱着可能となっている。
【0023】
ウエハ搬送ユニット4とフープ搬入出部2との間の境界壁12には窓部12a〜12cが設けられており、フープFに形成されたウエハ搬入出口の外周部が窓部12a〜12cを閉塞し、また、蓋体11が蓋体開閉機構15a〜15cによって脱着可能な状態となるようにして、フープFはフープステージ2a〜2c上に載置される。
【0024】
境界壁12の内側(ウエハ搬送ユニット4側)には、窓部12a〜12cのそれぞれの位置に、窓部12a〜12cを開閉するシャッター13a〜13cとシャッター13a〜13cを昇降させる昇降機構14a〜14cとからなる蓋体開閉機構15a〜15cが配設されている。蓋体開閉機構15a〜15cは図示しない蓋体把持手段を有しており、これによりフープFの蓋体11をシャッター13a〜13cとともに昇降させることができるようになっている。
【0025】
フープFがフープステージ2a〜2cに載置されていないときには、シャッター13a〜13cが窓部12a〜12cを閉塞した状態にあり、外部からウエハ搬送ユニット4へのパーティクル等の侵入が防止されている。一方、ウエハWをフープFから搬出し、またはフープFへ搬入する際には、後述するウエハ搬送機構16の搬送アーム17a・17bがフープFにアクセスできるように、シャッター13a〜13cおよびフープFの蓋体11が蓋体開閉機構15a〜15cにより降下され、窓部12a〜12cは開口した状態とされる。
【0026】
ウエハ搬送ユニット4には、蓋体開閉機構15a〜15cのそれぞれに隣接して、フープF内のウエハWの枚数を計測するためのウエハ検査機構110が配設されている。このウエハ検査機構110は、例えば、赤外線レーザを用いた反射式光センサをZ方向(鉛直方向)にスキャンさせながら、ウエハWの端面からの反射光を受信し、フープFに収納されたウエハWの枚数や収納状態、例えば、ウエハWが所定のピッチで略平行に1枚ずつ収納されているかどうか、2枚のウエハWが重なって収納されていないかどうか、ウエハWが段差ずれして斜めに収納されていないかどうか、ウエハWがフープF内の所定位置から飛び出していないかどうか等を検査する。このウエハ検査機構110については、後により詳しく説明する。
【0027】
なお、ウエハ搬送機構16にウエハ検査機構110を取り付けて、ウエハ検査機構110をウエハ搬送機構16とともに移動可能な構造とすれば、ウエハ検査機構110は1カ所のみの配設で済ませることが可能である。また、例えば、ウエハWの収納枚数を確認するセンサと、ウエハWの収納状態を検査するセンサを別に設けることもできる。
【0028】
ウエハ搬送ユニット4には、清浄な空気をウエハ搬送ユニット4内に送風するためのフィルターファンユニット(FFU)24aが天井部に設けられており、このFFU24aからのダウンフローの一部は、窓部12a〜12cが開口されている状態では、窓部12a〜12cから外部に流れ出てフープステージ2a〜2cに載置されたフープFに流入する。こうしてフープF内のウエハWに清浄な空気を供給することで、ウエハWへのパーティクルの付着を防止できるようになっている。
【0029】
また、ウエハ搬送ユニット4にはウエハ搬送機構16が配設されており、ウエハ搬送機構16は、X方向に延在するガイドを具備するリニア駆動機構19と、ウエハWを保持する搬送アーム17a・17bと、搬送アーム17a・17bをそれぞれ保持する保持部18a・18bと、搬送アーム17a・17bおよび保持部18a・18bがそれぞれ配設されたスライド機構20a・20bと、スライド機構20a・20bが配置された回転自在なテーブル21と、テーブル21を回転させる回転機構22と、回転機構22から上の部分を昇降させる昇降機構23と、を有している。
【0030】
ウエハ搬送機構16に2系統の搬送アーム17a・17bを設けることで、例えば、搬送アーム17aを未処理のウエハWを搬送するために用い、搬送アーム17bを洗浄処理済みのウエハWを搬送するために用いることができるようになっている。この場合、例えば、1系統の搬送アームのみが配設されている場合と比較して、未処理のウエハWに付着していたパーティクル等が搬送アームに付着してさらに処理済みのウエハWに付着するといったことが有効に防止される。
【0031】
1個の搬送アーム17aは1枚のウエハWを搬送し、かつ、フープFに収納されている25枚のウエハWを一度に搬送可能なように、25個の搬送アーム17aが略平行に所定間隔で保持部18aに保持されており、25個の搬送アーム17bもまた略平行に所定間隔で保持部18bに保持されている。フープFまたは後述するロータ34と搬送アーム17a・17bとの間でウエハWの受け渡しを行う際には、搬送アーム17a・17bを所定距離ほど上下させる必要があるが、この搬送アーム17a・17bの昇降動作は昇降機構23より行うことができる。なお、保持部18a・18bに別途搬送アーム17a・17bを上下させる昇降機構を配設してもよい。
【0032】
搬送アーム17a・17bはスライド機構20a・20bによって保持部18a・18bともに搬送アーム17a・17bの長さ方向にスライド可能となっており、テーブル21は回転機構22によって水平面内で回転(図2に示すθ方向)可能に構成されている。また、搬送アーム17a・17bの高さは昇降機構23により調節可能であり、搬送アーム17a・17bは昇降機構23等とともにリニア駆動機構19によってX方向に移動可能である。こうして、搬送アーム17a・17bは、フープステージ2a〜2cに載置されたいずれのフープFおよびロータ34にもアクセスでき、こうしてフープステージ2a〜2cに載置されたフープFとロータ34との間で、ウエハWを水平状態として搬送することができるようになっている。
【0033】
従って、例えば、搬送アーム17aを未処理のウエハWを搬送するために用いるものとし、また、フープステージ2bに載置されたフープFから洗浄処理ユニット3に配設されたロータ34へ搬送する場合には、最初に搬送アーム17aがフープステージ2bに載置されたフープFにアクセスできるようにリニア駆動機構19を駆動させて搬送アーム17aをX方向に移動させる。次いで昇降機構23を駆動させて搬送アーム17aの高さを調節した後にスライド機構20aを動作させて搬送アーム17aおよび保持部18aをフープステージ2b側にスライドさせる。搬送アーム17aにウエハWを保持させて搬送アーム17aおよび保持部18aを元の位置に戻すことにより、フープFからウエハWが搬出された状態となる。
【0034】
次に、回転機構22を動作させてテーブル21を180°回転させつつ、リニア駆動機構19を駆動して搬送アーム17aがロータ34にアクセスできる状態とする。搬送アーム17aおよび保持部18aをロータ34側にスライドさせてウエハWをロータ34に受け渡し(図4参照)、再び搬送アーム17aおよび保持部18aを元の位置に戻せば、ウエハWのロータ34への搬送が終了する。
【0035】
上述したウエハ搬送機構16においては、搬送アーム17a・17bがテーブル21の回転中心に対して点対称な位置に配設されているので、スライド機構20a・20bが伸張していない状態でテーブル21を回転させると、搬送アーム17a・17bがウエハWを保持した状態であっても、搬送アーム17a・17bが回転時に通過する軌跡の範囲を狭くすることができる。こうして、洗浄処理装置1ではウエハ搬送ユニット4が省スペース化されている。
【0036】
ウエハ搬送ユニット4と洗浄処理ユニット3とを仕切る境界壁25には、ウエハWの搬送のための窓部25aが形成され、この窓部25aは、昇降機構26bにより昇降自在となっているシャッター26aによって開閉される。シャッター26aは洗浄処理装置1においては、ウエハ搬送ユニット4側に設けられているが、洗浄処理ユニット3側に設けることもできる。ウエハ搬送ユニット4と洗浄処理ユニット3との間でのウエハWの搬送はこの窓部25aを介して行われる。
【0037】
なお、シャッター26aにより、ウエハ搬送ユニット4と洗浄処理ユニット3の雰囲気が分離できるようになっていることから、例えば、洗浄処理ユニット3において処理液が飛散し、または処理液の蒸気が拡散等した場合でも、ウエハ搬送ユニット4にまで汚染が拡大することが防止される。
【0038】
洗浄処理ユニット3は、搬送部3aと洗浄部3bから構成されており、搬送部3aの天井部分には、フィルターファンユニット(FFU)24bが配設されており、搬送部3a内にパーティクルを除去した清浄な空気等が送風されるようになっている。
【0039】
また、搬送部3aには、ロータ回転機構27と、ロータ回転機構27の姿勢を制御する姿勢変換機構28と、ロータ回転機構27および姿勢変換機構28を垂直方向に移動させるZ軸リニア駆動機構29と、Z軸リニア駆動機構29を水平方向に移動させるX軸リニア駆動機構30と、姿勢変換機構28およびZ軸リニア駆動機構29から発生するパーティクルがロータ回転機構27側へ飛散してウエハWに付着等することを防止するためのカバー45と、X軸リニア駆動機構30から発生するパーティクルがロータ回転機構27側へ飛散してウエハWに付着等することを防止するためのカバー46と、が設けられている。
【0040】
ロータ回転機構27は、ウエハWを所定間隔で保持可能なロータ34と、ロータ34に保持されたウエハWが面内回転するようにロータ34を回転させるモータ(駆動機構)31と、姿勢変換機構28との連結部32と、ロータ34を後述する外側チャンバ71aに挿入した際に外側チャンバ71aに形成されたロータ搬入出口62cを閉塞する蓋体33と、連結部32と蓋体33を貫通してロータ34とモータ31を連結している回転軸50(後に示す図5・図7・図8参照)と、から構成されている。
【0041】
図5はロータ34の構造を示す斜視図であり、ロータ34は、所定の間隔をおいて配置された一対の円盤35a・35bと、ウエハWを保持するための溝等が形成された係止部材36aと、係止部材36aと同様に溝等が形成され開閉可能なホルダー36bと、ホルダー36bの開閉の可不可を制御するロックピン36cと、を有する。また、このホルダー36bの開閉を行うホルダー開閉機構80が境界壁25に設けられており(図3および図4参照)、ホルダー開閉機構80は、ロックピン押圧シリンダ81と、ホルダー開閉シリンダ82と、を有している。なお、境界壁25においてホルダー開閉機構80が設けられている部分にはカバー40が設けられており、ウエハ搬送ユニット4と洗浄処理ユニット3を隔離している。
【0042】
円盤35bの回転軸50への固定は、例えば、ネジ35cを用いて行うことができ、係止部材36aは、円盤35a・35bの外側からネジ止め等することで円盤35a・35b間に固定することができる。ロックピン36cは、例えば、通常の状態では外側に突出した状態にあり、この状態ではホルダー36bの開閉動作を行うことができず、一方、ホルダー開閉機構80がロータ34にアクセスして、ロックピン押圧シリンダ81からの押圧力によってロックピン36cがロータ34の内側に向かって押し込まれた状態となっているときには、ホルダー36bがホルダー開閉シリンダ82によって開閉自在な状態となるように設定することができる。
【0043】
こうして、ホルダー36bが開かれた状態においては、ロータ34と搬送アーム17a・17bとの間でのウエハWの受け渡しが可能であり、一方、ホルダー36bが閉じた状態では、ロータ34内のウエハWはロータ34から外部に飛び出すことがない状態に維持される。
【0044】
このホルダー開閉機構80は、ロータ34と搬送アーム17a・17bとの間でウエハWの受け渡しが行われる位置において、ロックピン押圧シリンダ81およびホルダー開閉シリンダ82がそれぞれロックピン36cとホルダー36bにアクセスできるように、図3に示した退避位置と図4に示した処理位置との間で回転自在となっている。上述したホルダー36bの開閉機構に準じ、ロックピン押圧シリンダ81は、処理位置においてロックピン36cをロータ34の内部に押し込むことができる押圧機構を有しており、また、ホルダー開閉シリンダ82は、円盤35aの外側においてホルダー36bにアクセスし、ホルダー36bを開閉するように動作する。
【0045】
上述したホルダー36b、ロックピン36c、ホルダー開閉機構80の形態に従ってホルダー36bを開く場合には、例えば、最初に退避位置にあるホルダー開閉機構80を処理位置に移動させてロータ34にアクセスさせ、ロックピン押圧シリンダ81によってロックピン36cがロータ34の内部に押し込まれた状態に保持する。この状態においてホルダー開閉シリンダ82を動作させてホルダー36bを開く。こうして、ウエハWの搬入出が可能となり、ウエハWの搬入出作業が終了したら、ホルダー36bを閉じた状態としたうえで、ロックピン押圧シリンダ81の押圧力を解除して、ロックピン36cが円盤35aから突出した状態、つまりホルダー36bにロックが掛かった状態に戻す。次いで、ホルダー開閉機構80を退避位置に戻せば、ウエハWの次処理に移行することが可能となる。
【0046】
ロータ回転機構27の姿勢を制御する姿勢変換機構28は、回転機構42と回転機構42に取り付けられた回転軸41とを有しており、回転軸41はロータ回転機構27の連結部32に固定されている。回転機構42によってロータ回転機構27全体を、図3または図4に示すようにウエハWが水平状態で保持されるような姿勢(縦姿勢)に保持することができ、また、後に図6に示すようにウエハWが垂直状態で保持されるような姿勢(横姿勢)に変換して保持することができるようになっている。
【0047】
Z軸リニア駆動機構29は、モータ43と、モータ43の回転駆動力と変位を姿勢変換機構28に伝える動力伝達部44と、ガイド47と、ガイド47を支持する支持体48と、を有している。姿勢変換機構28はガイド47に沿って移動できるようにガイド47と嵌合しており、モータ43を回転させるとこの回転駆動力と変位が動力伝達部44を介して姿勢変換機構28に伝えられ、姿勢変換機構28がロータ回転機構27とともにガイド47に沿ってZ方向(垂直方向)に所定距離移動することができるようになっている。
【0048】
なお、Z軸リニア駆動機構29としてモータ43の回転変位を直線変位に変換する機構を用いたが、このような機構に限定されるものではなく、例えば、モータ43の代わりに、エアーシリンダ等の直接に直線変位を生ずる駆動機構を用いても構わない。
【0049】
X軸リニア駆動機構30は、ガイド49と、図示しないモータと、モータに連結されたボールネジ39aと、ボールネジ39aに噛み合わされた噛み合わせ部材39bと、ガイド49に嵌合して噛み合わせ部材39bと支持体48とを連結する連結部材38と、を有している。モータを回転させることによってボールネジ39aが動作し、ボールネジ39aの動作に従って噛み合わせ部材39bはX方向に移動する。このとき、連結部材38が噛み合わせ部材39bと支持体48を連結していることから、連結部材38と支持体48もまた噛み合わせ部材39bとともにX方向に移動する。つまり、噛み合わせ部材39bがX方向に移動する際には、ロータ回転機構27と姿勢変換機構28とZ軸リニア駆動機構29が同時にX方向に移動するようになっている。
【0050】
図6は、姿勢変換機構28とZ軸リニア駆動機構29とX軸リニア駆動機構30を用いて、ロータ回転機構27を移動させるときの形態の一例を示す説明図であり、図6(a)はロータ回転機構27における連結部32の移動軌跡を示したものであり、図6(b)〜(e)はそれぞれ連結部32が位置P1〜P4にあるときのロータ回転機構27の状態(姿勢)を示している。以下、ウエハWを保持したロータ34を外側チャンバ71aに挿入するために、連結部32が位置P1から位置P4へ移動するようにロータ回転機構27を移動させる場合を例として説明する。
【0051】
連結部32が位置P1にあるときは、ロータ回転機構27はロータ34とウエハ搬送機構16との間でウエハWの受け渡しを行うことができる位置にあるものとし、このとき、ロータ回転機構27は縦姿勢の状態にある。ウエハWがロータ34に収納された状態において、まず、Z軸リニア駆動機構29を動作させて、ロータ回転機構27および姿勢変換機構28を連結部32が位置P2に移動するように上昇させる。そして位置P2においては、姿勢変換機構28を動作させて、ウエハWが水平保持から垂直保持の状態になるように、ロータ回転機構27全体を90°回転させ、ロータ回転機構27全体を横姿勢の状態とする。
【0052】
次に、ロータ回転機構27全体が横姿勢の状態のまま、連結部32が位置P3に移動するように、再びZ軸リニア駆動機構29を動作させて、ロータ回転機構27を上昇させる。このように、位置P2というロータ回転機構27を上昇させるときの中間地点でロータ回転機構27の姿勢変換を行うことにより、連結部32が位置P1や位置P3にあるときにロータ回転機構27を回転させる場合と比較して、ロータ回転機構27の回転に必要な空間が狭くとも足り、これにより、搬送部3aの占有容積を小さくすることが可能となる。
【0053】
連結部32が位置P3に到達したら、次に、X軸リニア駆動機構30を動作させて、連結部32の位置を位置P4まで水平移動させる。連結部32が位置P4にあるときには、ロータ34が外側チャンバ71aに挿入されて、外側チャンバ71aまたは後述する内側チャンバ71bを用いた洗浄処理を行うことが可能となっており、こうして、ロータ34をウエハ搬送機構16との受け渡し位置から洗浄処理位置まで移動させることができる。なお、連結部32が位置P4にあり、ロータ34が外側チャンバ71aに挿入された状態は、後に示す図7、図8に詳しく示している。
【0054】
ウエハWの洗浄処理が終了した後には、連結部32が位置P4から位置P1に移動するように、前述したロータ回転機構27の移動経路を逆にたどることで、ロータ34内のウエハWをウエハ搬送機構16に受け渡し可能となる位置まで、ロータ回転機構27を移動させることができることはいうまでもない。
【0055】
次に、洗浄部3bについて説明する。図7と図8は洗浄部3bに配設されたチャンバ70にロータ34が挿入されている状態を示した断面図である。ここで、チャンバ70は、固定された外側チャンバ71aと水平方向にスライド自在な内側チャンバ71bとからなる二重構造を有しており、図7は内側チャンバ71bを外側チャンバ71aの外側に退避させた退避位置にある状態を、図8は内側チャンバ71bを外側チャンバ71aに収納した処理位置にある状態をそれぞれ示している。なお、洗浄部3bには、円盤92a、リング部材92b、筒状体91が配設されており、円盤92aには洗浄液吐出ノズル73aと排気管73cが設けられ、筒状体91にはガス供給ノズル93と排気管94が設けられている。
【0056】
外側チャンバ71aは、筒状体61aと筒状体61aの端面に配設されたリング部材62a・62bを主な構成部材としており、リング部材62a・62bの内周面にはそれぞれシール機構63a・63bが配設されており、筒状体61aには水平方向に多数の処理液吐出口54が形成された処理液吐出ノズル53がノズルケース57に収納された状態で取り付けられ、また、外側チャンバ71aの下部には、処理液を排出するためのドレイン65aが形成されている。
【0057】
リング部材62aにはロータ34が進入または退出するためのロータ搬入出口62cが形成されており、このロータ搬入出口62cは図2に示すように蓋体62dによって開閉自在となっている。このロータ搬入出口62cは、ロータ34が外側チャンバ71aに進入した状態では、ロータ回転機構27に設けられた蓋体33により閉塞され、蓋体33の外周面とロータ搬入出口62cとの間はシール機構63aによりシールされる。こうして外側チャンバ71aから処理液が搬送部3aに飛散することが防止される。
【0058】
なお、シール機構63a・63bとしては、例えば、ゴム製シールリングや所定圧力の空気等を供給することによって膨張することでシール機能が生ずるゴム製チューブからなるもの等を用いることができ、このようなシール機構は、後述するシール機構67a・67bについても同様に用いられる。
【0059】
筒状体61aはリング部材62b側の外径がリング部材62a側の外径よりも大きく設定されており、筒状体61aはリング部材62a側よりもリング部材62b側が低く位置するように勾配を設けて配設されている。こうして、処理液吐出ノズル53からウエハWに向けて吐出された各種の処理液は、自然に筒状体61aの底面をリング部材62a側からリング部材62b側に流れて、ドレイン65aを通して外部に排出されるようになっている。
【0060】
なお、処理液吐出ノズル53には、薬液貯蔵ユニット5等の処理液供給源から純水やIPA、各種薬液といった処理液や窒素(N2)ガス等の乾燥ガスが供給されて、処理液吐出口54からロータ34に保持されたウエハWに向かって、これら処理液等を吐出することができるようになっている。また、処理液吐出ノズル53は、図7と図8では1本のみ示されているが、複数個配設することも可能であり、必ずしも筒状体61aの真上に設けなければならないものでもない。このことは、処理液吐出ノズル55についても同様である。
【0061】
内側チャンバ71bは、筒状体61bと筒状体61bの端面に配設されたリング部材66a・66bを主な構成部材としており、リング部材66a・66bの内周面にはそれぞれシール機構67a・67bが配設されている。筒状体61bには水平方向に多数の処理液吐出口56が形成された処理液吐出ノズル55がノズルケース58に収納された状態で取り付けられ、また、内側チャンバ71bの下部には、処理液を排出するためのドレイン65bが形成されている。
【0062】
筒状体61bは円筒状に形成されているが、その下部には処理液を外部に排出することを容易ならしめるために、筒状体61bから突出し所定の勾配を有する溝部69が形成されている。こうして、例えば、内側チャンバ71bが処理位置にあるときに、処理液吐出ノズル55からウエハWに向かって吐出された処理液は、溝部69を流れてドレイン65bを通して外部に排出される。なお、処理液吐出ノズル55には、薬液貯蔵ユニット5等の処理液供給源から各種薬液や純水、IPAといった処理液が供給されて、処理液吐出口56からロータ34に保持されたウエハWに向かって、これら処理液等を吐出することができるようになっている。
【0063】
内側チャンバ71bが処理位置にある場合には、図8に示されるように、リング部材66aの内周面と蓋体33との間はシール機構67aによってシールされ、また、リング部材66bとリング部材62bとの間がシール機構63bによってシールされ、かつ、リング部材66bと円盤92aとの間がシール機構67bによってシールされるようになっている。こうして、内側チャンバ71bが処理位置にある場合には、筒状体61b、リング部材66a・66b、円盤92a、蓋体33によって処理室52が形成される。
【0064】
一方、内側チャンバ71bが退避位置にある状態では、リング部材66aとリング部材62bとの間がシール機構63bによってシールされ、かつ、リング部材66aと円盤92aとの間がシール機構67aによってシールされるようになっている。こうして、内側チャンバ71bが退避位置にあるときには、図7に示されるように、筒状体61a、リング部材62a・62b、円盤92a、リング部材66a、蓋体33から、外側チャンバ71aによる処理室51が形成される。
【0065】
内側チャンバ71bが退避位置にある状態では、また、リング部材66bとリング部材92bとの間がシール機構67bによってシールされ、こうして、筒状体91の外周と筒状体61bの内周との間に狭い環状空間72が形成されるようになっている。こうして、環状空間72に処理液吐出ノズル55から洗浄液を吐出し、その後に筒状体91において複数箇所に設けられたガス供給ノズル93と処理液吐出ノズル55から窒素ガス等の乾燥ガスを噴射し、排気管94とドレイン65bから排気を行うことで、内側チャンバ71bの内周面の洗浄を行うことができるようになっている。このとき、環状空間72という狭い空間を利用することで使用する洗浄液の量が低減される。なお、ガス供給ノズル93から洗浄液を吐出するように構成してもよい。
【0066】
円盤92aに設けられた洗浄液吐出ノズル73aからは、円盤35aを洗浄、乾燥するための洗浄液や乾燥ガスが吐出可能となっており、また、蓋体33に設けられた洗浄液吐出ノズル73bからは円盤35bを洗浄、乾燥するための洗浄液や乾燥ガスが吐出可能となっている。さらに、洗浄液吐出ノズル73a・73bからは、処理室51・52を所定のガス雰囲気とするための所定のガスを吐出することも可能であり、円盤92aに設けられた排気管73cから処理室51・52の排気を行うことができるようになっている。
【0067】
次に、ウエハWがフープFにおいてどのような状態で収納されているかを検査するウエハ検査機構110について説明する。このような検査は、例えば、フープFからウエハWを搬出する前、および、洗浄処理の終了したウエハWをフープFに搬入した後、に行われる。以下の説明においては、フープFからウエハWを搬出する際のウエハWの収納状態の検査を例に説明することとする。
【0068】
図9は、ウエハ検査機構110の構成を示した説明図であり、ウエハ検査機構110は、反射式センサ111と、センサアンプ115と、反射式センサ111を垂直方向に移動させる昇降機構112と、反射式センサ111の高さ位置を検出する位置センサ113と、シーケンサ(演算処理装置)114と、を有している。昇降機構112は、ガイド116と、モータ117と、連結部材118およびモータ117のドライバ119から構成され、シーケンサ114は洗浄処理装置1全体の処理制御を行う制御装置120に接続されている。
【0069】
反射式センサ111としては、信号を発信する発信部と、発信された信号のうち測定対象物から反射してきた信号を受信する受信部とを有するものが用いられる。つまり、反射式センサ111は、原理的に測定対象物において反射する性質を有する信号を利用しているものであればよく、具体的には、赤外線レーザ等のレーザ光を用いたものが好適に用いられ、その他、超音波や熱線、LED(発光ダイオード)光等を用いることができる。このような反射式センサ111を用いる場合には透過式センサを用いる場合と比較して、測定対象物の形状によって仕様、例えば、赤外線レーザを用いたものであれば出力の大きさ等、が左右されない利点がある。
【0070】
反射式センサ111は連結部材118の下端に取り付けられており、連結部材118は、ドライバ119からの制御信号を受けたモータ117の回転駆動によってガイド116に沿って垂直方向に昇降自在となっている。こうして、反射式センサ111は、例えば、昇降機構112の動作によって、フープFの最下段に収納されたウエハWから最上段に収納されたウエハWに向かって、またはフープFの最上段に収納されたウエハWから最下段に収納されたウエハWに向かって、ウエハWの端面から処理距離だけ離れた状態でスキャンされる。
【0071】
このとき、反射式センサ111は各ウエハWに対して信号を発信するとともに発信した信号の反射信号を受信し、受信した信号はアナログ信号としてセンサアンプ115に送られる。センサアンプ115は、反射式センサ111から送られたアナログ信号を後述するように所定の強度でスライスした矩形信号等のオン/オフ信号に変換する機能を有し、この矩形信号がシーケンサ114に送られるようになっている。
【0072】
なお、反射式センサ111は、シャッター13a〜13cの上部に取り付けることも可能であり、この場合には、昇降機構14a〜14cが昇降機構112の役割を果たすことから、装置構造を簡単なものとすることができる利点がある。ウエハWをフープFから搬出する前に行われる反射式センサ111のスキャンは、シャッター13a〜13cを窓部12a〜12cを開口させるために下方に移動させることで行うことができ、また、処理済みのウエハWをフープFに収納した後に行われる反射式センサ111のスキャンは、シャッター13a〜13cを窓部12a〜12cを閉口させるために上方に移動させることで行うことができる。
【0073】
反射式センサ111をスキャンさせて上下位置を変化させたときの高さ位置は位置センサ113により検出され、この検出結果はシーケンサ114に送られて、センサアンプ115から送られた矩形信号と参照され、シーケンサ114においてウエハWの位置と収納状態の解析が行われる。なお、ウエハWの収納状態が判断されるということは、フープF内に収納されたウエハWの枚数も同時に検査されることは明らかである。
【0074】
反射式センサ111の高さ位置を測定する方法としては、直接に反射式センサ111の位置を測定する方法があるが、ウエハ検査機構110では連結部材118が変形しないことから、この連結部材118の高さ位置を測定することで、反射式センサ111の高さ位置の測定を行っている。
【0075】
位置センサ113としては、図9に示すように、ウエハWが正常にフープFに収容された状態と同じ間隔で発信部/受信部を有する複数のセンシング部113aが垂直方向に並べて設けられたものを用いることができる。この場合、各センシング部113aの高さと同じ高さに連結部材118が移動してくると、そのセンシング部からの受信信号が増大することで、反射式センサ111の位置を特定することができる。なお、リニアゲージ等を用いて、連結部材118の位置をある位置を起点として直接に座標計測することができるセンサを用いることもできる。
【0076】
ウエハ検査機構110は制御装置120からの信号を受けて動作を開始し、また、ウエハ検査機構110はウエハWのフープF内の収納状態の検査結果を制御装置120にフィードバックする。以下、具体的なウエハWの収納状態の検査方法について説明する。
【0077】
図10に、ウエハWのフープF内での収納状態を検査する方法の概略を示したフローチャートを示す。最初に、目視検査によりフープFに所定枚数のウエハWが正常な状態で収納されているフープFをフープステージ2aに載置する(ST1)。次に、蓋体開閉機構15aを動作させて、フープFの蓋体11をシャッター13aとともに移動させて窓部12aを開口させ、反射式センサ111の位置を、例えば、フープFの最下段に収納されたウエハW(1枚目のウエハWとする)よりも若干下方まで降下させる(ST2)。このときの反射式センサ111の位置をスキャン開始点とする。
【0078】
位置センサ113としては、上述したフープFに収納されたウエハWと同じ枚数のセンシング部113aが設けられたものを用いるものとし、反射式センサ111から所定強度の赤外線レーザをウエハWに向けて照射し、その反射信号を受信しながら、所定の一定速度で反射式センサ111を上昇させ、反射式センサ111の高さ位置を位置センサ113により測定する(ST3)。ここで、反射式センサ111が1枚目のウエハWに達したときには、位置センサ113に設けられた最も下側に位置するセンシング部113aが、連結部材118が真横にある状態を検知するように、予め位置センサ113の配設位置は調節されているものとする。
【0079】
この反射式センサ111の上昇に伴って得られる反射式センサ111からの受信信号とセンシング部113aの検出信号との関係は、横軸にセンシング部113aの位置、つまりウエハWの位置を、縦軸に反射式センサ111の受信信号強度、つまりウエハWからの反射信号強度(センサアンプ115によりスライスしていないアナログ信号波形)を取ると、図11のグラフのように表され、理想的な状態では、一定形状のピークが一定間隔で現れる信号パターンが得られることがわかる。これにより、所定の時間、範囲を逆算し、以降そのデータに基づいてウエハWの状態を確認できる。
【0080】
次に、得られたアナログ信号波形からウエハWの収納状態が未知であるフープFに収納されたウエハWの状態を検査するときのパラメータの設定を行う(ST4)。なお、ST1〜ST4の工程は準備工程となる
【0081】
具体的には、図11の横軸は反射式センサ111のスキャン時間でもあることから、得られたアナログ信号のピーク形状から、ピークが存在する時間幅ΔT1を設定する。具体的には、n(n=1〜25)枚目のウエハWについてのピークの立ち上がり開始時間TA(n)から立ち下がり終了時間TB(n)までの時間に設定することができ、この時間幅ΔT1は、全てのウエハWについて同じ値とする。
【0082】
また、ウエハ搬送アーム17a・17bがフープFに挿入された状態で占拠する位置範囲を時間のパラメータに変換して設定する。ここで、n枚目のウエハWについてのピークの立ち下がり終了時間TB(n)からn+1枚目のウエハWについてのピークの立ち上がり開始時間TA(n+1)に至る時間の範囲はウエハW間の間隙部に相当し、この間隙部にウエハ搬送アーム17a・17bが位置することとなるので、この立ち下がり終了時間TB(n)から立ち上がり開始時間TA(n+1)に至る間に、ウエハ搬送アーム17a・17bの位置を示すΔT2(アーム位置指示時間)を設定し、このアーム位置指示時間ΔT2もまた各ウエハW間で同じ値とする。
【0083】
図11においては、このアーム位置指示時間ΔT2は最も広い範囲、すなわち、立ち下がり終了時間TB(n)から立ち上がり開始時間TA(n+1)に至る範囲全体に設定している。こうして定められた時間幅ΔT1の絶対値とアーム位置指示時間ΔT2の絶対値は可変パラメータとすることができ、これにより、検査精度を調節することが可能である。例えば、時間幅ΔT1の絶対値を小さく取るとウエハWの位置をより厳しく判断することができる。但し、時間幅ΔT1は、後述する矩形信号1の立ち上がり時間ta(n)と立ち下がり時間tb(n)を図11のアナログ信号に適用した場合に得られる立ち上がり時間ta(n)と立ち下がり時間tb(n)の幅よりも広い範囲に設定する必要がある。
【0084】
図11において、各ウエハWについてピークの頂点が現れる時間t(n)は、反射式センサ111がウエハWの厚み方向のほぼ中央部を通過するときの時間、つまり各ウエハWの位置を示すと考えることができる。この時間t(n)(ウエハ位置指示時間)は、反射式センサ111のスキャン開始点が同じであって、反射式センサ111のスキャン速度が一定の場合には、一義的に定まることから、各ウエハWについてこのウエハ位置指示時間t(n)を記憶しておく。
【0085】
こうしてウエハ位置指示時間t(n)を記憶した場合には、ウエハ位置指示時間t(n)から、時間幅ΔT1の位置とセンサアンプ115から送られる矩形信号1および矩形信号2との相対的な位置の微調整を行い、適切な矩形信号1および矩形信号2の解析を行うことが可能となる。また、時間幅ΔT1の位置はこのウエハ位置指示時間t(n)と関係付けて設定することができる。
【0086】
なお、時間幅ΔT1とアーム位置指示時間ΔT2の設定においては、実際にフープFにおける収納状態が未知であるウエハWについて検査を行う際にも、反射式センサ111の赤外線レーザ出力、反射式センサ111とウエハWとの距離、反射式センサ111のスキャン速度を変更しないことを前提とし、これらの条件を変更する場合には、時間幅ΔT1とアーム位置指示時間ΔT2についても変更する必要が生ずる場合がある。
【0087】
上述したパラメータを設定した上で、洗浄処理を行うウエハWが収納されているフープF(ウエハWの収納状態は未知であるとする)について、ウエハWの収納状態の検査を行う。すなわち、フープFをフープステージ2aに載置して窓部12aを開口し、反射式センサ111の位置を、例えば、先に定めたスキャン開始点まで降下させ、その後、反射式センサ111から所定強度の赤外線レーザをウエハWに向けて照射し、その反射信号を受信しながら、所定の一定速度で反射式センサ111を上昇させ、反射式センサ111の高さ位置を位置センサ113により測定する(ST5)。得られたアナログ信号パターンを以下に説明する信号解析方法を用いて解析し、ウエハWの収納状態の良不良を判断する(ST6)。
【0088】
ST6におけるウエハWの収納状態の良不良の判断は、例えば、次に示す信号解析手法によって行われる。図12は、新たに測定されたアナログ信号と、そのアナログ信号処理方法を示した説明図である。図12(a)に示すように、得られたアナログ信号を任意の2つの強度レベル(第1のレベルI1および第2のレベルI2)でスライスして、図12(b)に示すような、第1のレベルI1でスライスして得られた矩形信号(矩形信号1)と第2のレベルI2でスライスして得られた矩形信号(矩形信号2)の2つのオン/オフ信号を得る。
【0089】
例えば、第1のレベルI1は出現したピークの半値幅を与えるレベルとし、第2のレベルI2は、第1のレベルI1よりも低くピークの立ち上がりよりも高いレベル、例えば、第1のレベルI1の大きさの1/3〜2/3の高さ範囲に設定することができる。なお、このようなアナログ信号のスライスはセンサアンプ115において行われ、シーケンサ114には反射式センサ111が受信したアナログ受信信号ではなく、センサアンプ115によってスライスされた矩形信号が送られる。センサアンプ115は、第1のレベルI1と第2のレベルI2の高さ位置を決定する機能をも有する。
【0090】
n枚目のウエハWについての矩形信号1の立ち上がり時間ta(n)(オフ状態からオン状態への変換点を指す)と立ち下がり時間tb(n)(オン状態からオフ状態への変換点を指す)が、予め設定された時間幅ΔT1内に存在する場合には、シーケンサ114において、n枚目のウエハWは正常な位置にあるものと判断する。このとき、矩形信号2の立ち上がり時間Ta(n)と立ち下がり時間Tb(n)もまた時間幅ΔT1内に存在することを確認すると、より正確性が高められる。図12に示された矩形信号1と矩形信号2が得られた場合、n枚目およびn+1枚目のウエハWは、この条件を満足することから、正常な位置にあるものと判断される。
【0091】
なお、例えば、n枚目のウエハWについて、矩形信号1の立ち上がり時間ta(n)と立ち下がり時間tb(n)は予め設定された時間幅ΔT1内に存在するが、矩形信号2の立ち上がり時間Ta(n)と立ち下がり時間Tb(n)のいずれか一方または両方が時間幅ΔT1内に存在せずにアーム位置指示時間ΔT2内に存在する場合には、ピーク強度が予め時間幅ΔT1を決定した際に使用されたピークよりも極端に大きくなっているものと考えられる。この場合には、例えば、n枚目のウエハWが所定位置よりもフープFから飛び出している可能性があると判断される。
【0092】
次に、その他の形態のアナログ信号の解析方法について、図13と図14を例に説明する。図13(a)に示したアナログ信号においては、n枚目のウエハWのピークが現れる部分に2本の強いピークが出現しており、この状態は、予めn枚目のウエハWを収納する部分に2枚のウエハWが重なって収納されていることを示している。この場合には、図13(b)に示した矩形信号1においては、少なくとも、時間幅ΔT1内に2箇所の立ち上がり時間ta(n)が現れることとなる。
【0093】
そこで、実際の検査においては、シーケンサ114は矩形信号1において時間幅ΔT1内に2箇所以上の立ち上がり時間ta(n)が現れている場合には、n枚目のウエハWを収納する部分に2枚(またはそれ以上)のウエハWが重なって収納されていると判断する。なお、この場合には、通常、矩形信号2における立ち下がり時間Tb(n)がアーム位置指示時間ΔT2内に現れることから、矩形信号2の形態から収納状態に何らかの異常が生じていることを察することが可能である。但し、矩形信号2の形態を考慮しなくともよい。
【0094】
図14(a)に示したアナログ信号においては、n枚目のウエハWとn+1枚目のウエハWの間に小ピークが現れ、n枚目のウエハWを示すピークは正常であるが、n+1枚目のウエハWを示すピークが現れるべき位置にピークが出現しておらず、この状態は、n+1枚目のウエハWがn枚目のウエハWを収納する段とn+1枚目のウエハWを収納する段との間で斜めに収納されているジャンプスロットの状態を示している。
【0095】
この場合には、図14(b)に示すように、アーム位置指示時間ΔT2内に矩形信号2の立ち上がり時間Ta(n+1)と立ち下がり時間Tb(n+1)が現れることとなる。なお、図14に示したアナログ信号の場合には、矩形信号1においてアーム位置指示時間ΔT2内に矩形信号1の立ち上がり時間ta(n+1)と立ち下がり時間tb(n+1)は現れないが、ピークがより強く現れた場合には、矩形信号1の立ち上がり時間ta(n+1)と立ち下がり時間tb(n+1)もまたアーム位置指示時間ΔT2内に現れる場合がある。
【0096】
そこで、実際の検査においては、シーケンサ114は矩形信号2においてアーム位置指示時間ΔT2内に立ち上がり時間Ta(n+1)と立ち下がり時間Tb(n+1)が現れている場合には、n+1枚目のウエハWがジャンプスロットの状態で収納されているものと判断する。
【0097】
上述したように、例えば、ウエハWが所定位置よりもフープFから飛び出している場合には、搬送アーム17aが正確にウエハWを保持することができない場合があり、ウエハWの落下、破損等が生ずるおそれがある。また、ウエハWが2枚重ねの状態となっている場合には、搬送アーム17aによって2枚が同時にロータ34に搬送された後、ロータ34が2枚の重なったウエハWを保持することができずにウエハWが破損したり、ロータ34が損傷する危険性がある。さらに、ウエハWがジャンプスロットの状態で収納されている場合には、搬送アーム17a・17bをフープFに挿入すると、搬送アーム17a・17bがウエハWを破壊し、また、搬送アーム17a・17bも損傷する危険性がある。
【0098】
さらにまた、上述した不良収納状態のみならず、n枚目のウエハWが当然にあることが予想される位置において、矩形信号1の立ち上がり時間ta(n)と立ち下がり時間tb(n)のいずれもが時間幅ΔT1内およびアーム位置指示時間ΔT2内にも現れない場合には、結局、ピークが存在しなかったこととなり、n枚目のウエハWが欠落しているものと判断される。この場合はウエハWの損傷等は起こらないと考えられるが、所定枚数のウエハWを処理することができないことから、生産管理上の問題を生ずるおそれがある。
【0099】
上述した信号解析方法を用いることによって、シーケンサ114において解析された結果は制御装置120に送られ(ST7)、制御装置120は、シーケンサ114がウエハWの収納状態に異常が認められないと判断した場合には、ウエハ搬送機構16によるウエハWの搬送を開始する(ST8a)。一方、ウエハWの収納状態に異常があると判断している場合には、例えば、警報を発してウエハ搬送機構16によるウエハWの搬送を中止する等する(ST8b)。
【0100】
次に、フープステージ2aに載置されたフープFをフープF1とし、フープステージ2bに載置されたフープFをフープF2として、これら2個のフープF1・F2に収納されたウエハWの洗浄処理を行う場合を例に、その洗浄処理工程について説明する。まず、25枚のウエハWが所定の間隔で平行に収納されたフープF1・F2を、フープF1・F2においてウエハWの出し入れを行うウエハ搬入出口が窓部12a・12bと対面するように、それぞれフープステージ2a・2bに載置する。
【0101】
最初にフープF1に収納されたウエハWを搬送するために、窓部12aを開口させてフープF1の内部とウエハ搬送ユニット4の内部が連通した状態とする。その後に、フープF1内のウエハWの枚数および収納状態の検査を、ウエハ検査機構110を用いて前述した検査方法により行う。ここで、ウエハWの収納状態に異常が検出された場合にはフープF1のウエハWについては処理を中断し、例えば、フープF2に収納されたウエハWの処理に移行する。
【0102】
フープF1内のウエハWに異常が検出されなかった場合には、フープF1に収納された全てのウエハWをウエハ搬送機構16を動作させて搬送アーム17aに移し替え、さらに窓部25aを開口した状態として、ウエハWを保持した搬送アーム17aをロータ34に挿入し、ウエハWをロータ34に移し替える。
【0103】
そして、洗浄処理ユニット3においては、姿勢変換機構28、Z軸リニア駆動機構29、X軸リニア駆動機構30を駆動させ、ロータ34が外側チャンバ71aに挿入されるようにロータ回転機構27を移動させ、所定の状態に保持する。こうして、例えば、最初に内側チャンバ71bを処理位置に移動させて、ロータ34を回転してウエハWを回転させながら、内側チャンバ71bを用いた薬液処理を行ない、その後に内側チャンバ71bを退避位置に移動させて、外側チャンバ71aを用いた水洗処理、IPA処理、窒素ガスによる乾燥処理を行う。一方、ウエハWを保持していない状態となったウエハ搬送機構16については、搬送アーム17aがフープステージ2bに載置されたフープF2にアクセスできるように移動させ、フープF1からウエハWを搬出した方法と同様の方法を用いて、搬送アーム17aにフープF2に収納されているウエハWを移し替える。
【0104】
続いて、洗浄処理が終了したウエハWを保持したロータ回転機構27については、ウエハWを搬送アーム17a・17bとの間で受け渡し可能な位置へ移動させ、また、搬送アーム17aにウエハWを保持したウエハ搬送機構16は、ウエハWを保持していない搬送アーム17bがロータ34にアクセスできる状態となるようにする。こうして、搬送アーム17bがロータ34に収納されたウエハWを受け取った後に、回転機構22を動作させて搬送アーム17aがロータ34にアクセスできるようにテーブル21を180°回転させ、搬送アーム17aからロータ34に未処理のウエハWを受け渡す。
【0105】
フープF2に収納されていた未処理のウエハWを保持したロータ回転機構27は、前述したフープF1に収納されていたウエハWの洗浄処理と同様の工程により洗浄処理を施し、その後にウエハWを搬送アーム17a・17bとの間で受け渡し可能な位置まで移動させる。その間に、ウエハ搬送機構16については、洗浄処理を終了したウエハWをフープF1に戻すように駆動し、その後、ウエハ搬送機構16を搬送アーム17bがロータ34にアクセスできる状態としておく。搬送アーム17bは洗浄処理が終了したフープF2のウエハWをロータ34から受け取り、このウエハWをフープF2に収納すれば、フープF1・F2に収納されたウエハWについての洗浄処理が終了する。
【0106】
なお、例えば、フープステージ2cにフープF3が配置されている場合については、フープF1のウエハWの処理が終了した後に、搬送アーム17aにフープF3に収容されたウエハWを移し替え、洗浄処理が終了したフープF2のウエハWをロータ34から搬出した後に、搬送アーム17aに保持されたウエハWをロータ34に移し替えることで、連続して所定の洗浄処理を行うことができる。
【0107】
以上、本発明の実施の形態について、本発明を洗浄処理装置に適用した場合について示したが、本発明は、収納容器に基板を搬入し、または収納容器から基板を搬出する操作が行われる全ての装置に適用することが可能である。例えば、レジストを塗布し現像するレジスト塗布・現像処理システムや、所定の塗布液を塗布して膜等を形成する塗布処理装置やエッチング処理装置等に適用することも可能である。また、基板としては半導体ウエハを例に挙げたが、これに限らず、反射式センサを用いて反射信号を受信することができる基板、例えば、金属基板、セラミックス基板、ガラス基板、樹脂基板等であってもよい。従って、これら各種の基板をフープFに収納して搬送し、所定の処理の際に取り出す作業を伴う装置に、本発明の基板検査装置および基板検査方法を適用することが可能である。
【0108】
【発明の効果】
上述した通り、本発明によれば、容器に収納された基板について、反射式センサによって得られる反射強度信号(アナログ信号)をそのまま解析するのではなく、変換された簡単なパターンの矩形信号等のオン/オフ信号を用いて解析を行うために、基板検査装置自体を安価に構成することができるという効果が得られる。しかも基板の枚数のみでなく、2枚重ねやジャンプスロットという不正常な収納状態をも検出することができることから、基板に対する所定の処理の進行に伴って、基板の破損や基板を搬送する機構に損傷が生ずることを防止することができ、こうして、生産性(処理効率)、装置の保守性、メンテナンス性が高められるという優れた効果を奏する。また、本発明の基板検査方法は、容器内における基板の所定の収納方向が基板の主面を水平方向とする場合または垂直方向とする場合のいずれにも適用することができる利点がある。さらに、反射式センサを用いていることから測定対象となる基板の大きさに関係なく、基板検査装置を小型に構成できる利点もある。なお、容器に形成された基板搬送口を開閉する蓋体がある場合には、この蓋体を移動させる蓋体開閉機構に反射式センサを設けることが可能であり、これによって基板検査装置を省スペース化することが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る洗浄処理装置を示す斜視図。
【図2】図1記載の洗浄処理装置の平面図。
【図3】図1記載の洗浄処理装置の側面図。
【図4】図1記載の洗浄処理装置の別の側面図。
【図5】ロータの構造を示す説明図。
【図6】洗浄処理装置に配設されたロータ回転機構の移動形態を示した説明図。
【図7】ロータをチャンバに挿入した状態の一例を示す断面図。
【図8】ロータをチャンバに挿入した状態の別の例を示す断面図。
【図9】ウエハ検査機構の構成を示す説明図。
【図10】ウエハ収納状態の検査工程を示す説明図。
【図11】ウエハが正常な状態でフープに収納された場合に、ウエハ検査機構によって得られる信号パターンの一例を示す説明図。
【図12】信号パターンおよびピーク形状からウエハの収納状態の良不良を判断する際の設定条件を示す説明図。
【図13】ウエハの収納状態に異常がある場合に、ウエハ検査機構によって得られる信号パターンの一例を示す説明図。
【図14】ウエハの収納状態に異常がある場合に、ウエハ検査機構によって得られる信号パターンの別の例を示す説明図。
【符号の説明】
1;洗浄処理装置
2;フープ搬入出部
3;洗浄処理ユニット
4;ウエハ搬送ユニット
5;薬液貯蔵ユニット
6;電源ボックス
16;ウエハ搬送機構
17a・17b;搬送アーム
27;ロータ回転機構
28;姿勢変換機構
29;Z軸リニア駆動機構
30;X軸リニア駆動機構
34;ロータ
71a;外側チャンバ
71b;内側チャンバ
110;ウエハ検査機構
111;反射式センサ
112;昇降機構
113;位置センサ
114;シーケンサ
115;センサアンプ
120;制御装置
W;半導体ウエハ(基板)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention includes a substrate inspection apparatus and a substrate inspection method used when handling various substrates such as a semiconductor wafer and an LCD substrate, and a liquid for performing predetermined liquid treatment and drying treatment on the substrate. The present invention relates to a processing apparatus.
[0002]
[Prior art]
For example, in a semiconductor device manufacturing process, a semiconductor wafer (wafer) as a substrate is cleaned with a cleaning solution such as a predetermined chemical solution or pure water, after contamination of particles, organic contaminants, metal impurities, etc. from the wafer, after etching treatment Wafer cleaning equipment that removes polymer, etc., and nitrogen (N 2 ) Wafer drying apparatuses are used that dry a wafer by removing droplets from the wafer with an inert gas such as a gas or an IPA vapor having high volatility and hydrophilicity.
[0003]
As such a cleaning / drying apparatus, one that stores a plurality of wafers in a wafer cleaning / drying chamber and processes them in a batch manner is known. Generally, in such a cleaning / drying apparatus, a container (hoop) in which a plurality of wafers are stored so that their main surfaces are substantially parallel is placed at a predetermined position of the cleaning / drying apparatus, A plurality of wafers in the hoop are simultaneously taken out using the transfer arm, transferred to the cleaning / drying chamber, transferred to a holding means for holding the wafer, subjected to predetermined processing, and then cleaned and dried using the transfer arm again. An operation of transferring the wafer from the chamber to the hoop is performed. The hoop containing the wafer that has been subjected to the predetermined cleaning / drying process is transferred to the next process.
[0004]
Here, for example, the transfer of the wafer from the hoop is performed after confirming whether or not a predetermined number of wafers are stored in the hoop using various sensors. For example, the wafer is transferred using an infrared laser sensor. There are known a method of measuring the number of sheets by detecting the position of the end face, and a method of measuring the number of sheets by inserting infrared laser sensors arranged in a vertical row from the bottom of the hoop and receiving the transmitted light. .
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such an inspection method using the conventional infrared laser sensor, since only the on / off state of the received signal of the infrared laser sensor is determined, the number of wafers can be inspected, but two wafers overlap. In such a case, it is impossible to confirm the state when the storage unit is stored at an angle or is stored obliquely (such a storage state is hereinafter referred to as a “jump slot”). On the other hand, if the signal pattern of the on / off signal is accurately analyzed as a whole, it is possible to grasp the state of two wafers, etc., but in this case, a large amount of signal data must be processed. There was a problem that the inspection time was long.
[0006]
Here, for example, when two wafers are stored in the FOUP, when the wafers are unloaded from the FOUP, one of the overlapped wafers falls from the transfer arm and is cleaned and dried. When the wafer is carried into the cleaning / drying chamber, one of the wafers on which the wafer holding means overlaps cannot be held and is damaged, dropped, or the holding means may be damaged. When such an accident occurs, the operation of the cleaning / drying apparatus is temporarily stopped, and not only cleaning and maintenance are required, but also processing of other wafers may be impossible.
[0007]
In addition, when the wafer is inserted obliquely in the hoop, the transfer arm and the hoop collide when the transfer arm is inserted into the hoop, and the wafer is damaged or the transfer arm is damaged. There is a risk of damage to the wafer.
[0008]
The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and is a substrate inspection apparatus capable of simply and accurately inspecting not only the number of substrates accommodated in a hoop but also the accommodation state. An object is to provide a substrate inspection method. Moreover, an object of this invention is to provide the liquid processing apparatus provided with such a board | substrate inspection apparatus.
[0009]
In recent years, with the fine integration and mass production of semiconductor devices, the size of wafers has increased from 200 mmφ to 300 mmφ, and the size and weight of wafers have increased. Yes. For this reason, storage and transfer of 200 mmφ wafers were handled using, for example, a hoop containing 26 wafers in a substantially vertical state, but storage and transfer of 300 mmφ wafers were performed using, for example, 25 wafers. It is handled using a hoop stored horizontally.
[0010]
However, when inspecting the state of the wafer by receiving the transmitted light of the above-described infrared laser, there arises a problem that the intensity of the infrared laser to be transmitted must be increased when the object to be measured is enlarged, and the light emitting unit Since the container in which the wafer is stored needs to be placed between the receiver and the receiver, the structure of the hoop and the apparatus configuration are also limited. Another object of the present invention is to make it possible to handle such a 300 mmφ large-diameter wafer.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a first invention,
A substrate inspection apparatus for inspecting a storage state of a substrate stored in a container that can store a plurality of substrates at predetermined intervals so that main surfaces thereof are substantially parallel,
A reflective sensor disposed at a predetermined distance from an end face of the substrate housed in the container, a moving mechanism for moving the reflective sensor in the direction of substrate arrangement, and the reflective sensor for moving the reflective sensor by the moving mechanism. Reflected intensity signal from the substrate detected during , A first on / off signal obtained by slicing at a first intensity level and a second intensity level lower than the first intensity level and slicing at the first intensity level; A second on / off signal obtained by slicing at a second intensity level; A signal processing unit for obtaining First and second An arithmetic processing unit that analyzes an on / off signal and determines a storage state of a substrate stored in the container;
A substrate inspection apparatus characterized by comprising:
[0012]
The present invention as the second invention,
A substrate inspection apparatus that has a substrate transfer opening that can be opened and closed by a lid, and inspects the storage state of substrates stored in a container that can store a plurality of substrates at predetermined intervals so that their main surfaces are substantially parallel. And
A lid opening / closing mechanism that moves the lid of the container in the substrate arrangement direction to open / close the substrate transport port, a reflective sensor attached to the lid opening / closing mechanism, and a movement of the lid opening / closing mechanism. The reflected intensity signal from the substrate detected when the reflective sensor moves , A first on / off signal obtained by slicing at a first intensity level and a second intensity level lower than the first intensity level and slicing at the first intensity level; A second on / off signal obtained by slicing at a second intensity level; A signal processing unit for obtaining First and second There is provided a substrate inspection apparatus comprising: an arithmetic processing unit that analyzes an on / off signal to determine a storage state of a substrate stored in the container.
[0013]
The present invention provides a substrate inspection method using the substrate inspection apparatus. That is, the present invention is the third invention,
A substrate inspection method for inspecting a storage state of a substrate stored in a container that can store a plurality of substrates at predetermined intervals so that their main surfaces are substantially parallel,
A first step of obtaining a reflection intensity signal from a substrate housed in the container with respect to a transmission signal while moving a reflective sensor having a signal transmission unit and a signal reception unit in the arrangement direction of the substrate, and obtained in the first step. The reflected intensity signal , A first on / off signal obtained by slicing at the first intensity level and a second intensity level lower than the first intensity level and slicing at the first intensity level; A second on / off signal obtained by slicing at the second intensity level; A second step of obtaining A third step of analyzing the first and second on / off signals to determine a storage state of the substrate stored in the container; There is provided a substrate inspection method characterized by comprising:
[0014]
Moreover, this invention provides the liquid processing apparatus provided with the said board | substrate inspection apparatus. That is, the present invention is the fourth invention,
A liquid processing apparatus for performing predetermined liquid processing on a substrate,
A container loading / unloading section for mounting a container capable of storing a plurality of substrates with their main surfaces substantially parallel; and a sensor system for inspecting the storage state of the substrates stored in the container mounted on the container loading / unloading section; A liquid processing unit that performs a predetermined liquid processing on the substrate housed in the container; and a substrate transport unit that transports the substrate between the container and the liquid processing unit. A reflective sensor disposed at a predetermined distance from an end face of the substrate housed in the container, a moving mechanism for moving the reflective sensor in the direction of substrate arrangement, and the reflective sensor for moving the reflective sensor by the moving mechanism. Reflected intensity signal from the substrate detected during , A first on / off signal obtained by slicing at a first intensity level and a second intensity level lower than the first intensity level and slicing at the first intensity level; A second on / off signal obtained by slicing at a second intensity level; A signal processing unit for obtaining First and second There is provided a liquid processing apparatus comprising: an arithmetic processing unit that analyzes an on / off signal to determine a storage state of a substrate stored in the container.
[0015]
The present invention as the fifth invention,
A liquid processing apparatus for performing predetermined liquid processing on a substrate,
A container carrying port that can be opened and closed by a lid, a container loading / unloading section for placing a container capable of storing a plurality of substrates at predetermined intervals so that the main surfaces thereof are substantially parallel; and a lid of the container. A lid opening / closing mechanism that opens and closes the substrate transfer port by moving the substrate in the arrangement direction of the substrate, a sensor system that inspects the storage state of the substrate stored in the container placed on the container loading / unloading unit, and the container A liquid processing unit that performs a predetermined liquid processing on the stored substrate; and a substrate transport unit that transports the substrate between the container and the liquid processing unit. A reflection sensor attached to the mechanism, and a reflection intensity signal from the substrate detected when the reflection sensor moves in accordance with the movement of the lid opening / closing mechanism. , A first on / off signal obtained by slicing at a first intensity level and a second intensity level lower than the first intensity level and slicing at the first intensity level; A second on / off signal obtained by slicing at a second intensity level; A signal processing unit for obtaining First and second There is provided a liquid processing apparatus comprising: an arithmetic processing unit that analyzes an on / off signal to determine a storage state of a substrate stored in the container.
[0016]
According to the substrate inspection apparatus, the substrate inspection method, and the liquid processing apparatus provided with the substrate inspection apparatus described above, the reflection intensity signal obtained by the reflective sensor is not directly analyzed but converted for the substrate stored in the container. In addition, since the analysis is performed using an on / off signal such as a rectangular signal having a simple pattern, the substrate inspection apparatus itself can be configured at low cost, and not only the number of substrates but also two overlapping or jumping An abnormal storage state called a slot can be detected easily and accurately in a short time. Thus, breakage of the substrate and damage to the mechanism for transporting the substrate can be prevented without reducing the throughput, and thus productivity (processing efficiency), apparatus maintainability, and maintainability can be improved. In addition, since the present invention uses a reflective sensor, there is an advantage that the inspection apparatus can be made small regardless of the size of the substrate to be measured, and the size of the substrate is increased as in the case of using a transmissive sensor. This is advantageous in terms of cost because it is not necessary to prepare a sensor with a large output.
[0017]
Furthermore, when the substrate inspection apparatus according to the present invention is used, the reflection intensity signal is obtained as an analog signal. The reflection intensity signal is sliced at at least two intensity levels, and an on / off signal corresponding to the presence or absence of the substrate is obtained. And using the method of analyzing the storage state of the substrate stored in the container from the appearance position of the turning point between the ON state and the OFF state in this ON / OFF signal, The storage direction does not matter, and therefore, it can be used in any case where the main surface of the substrate is stored in the container in the horizontal direction or in the vertical direction. . If there is a lid that opens and closes the substrate transport opening formed in the container and there is a mechanism for opening and closing the lid, a substrate inspection apparatus is provided by attaching a reflective sensor to the mechanism for opening and closing the lid. It is possible to save space.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. The liquid processing apparatus according to one aspect of the present invention can be applied to a cleaning processing apparatus, a drying processing apparatus, and the like using various substrates as objects to be processed. In this embodiment, a semiconductor wafer (wafer) is carried in, cleaned, dried, A cleaning processing apparatus configured to perform unloading in a batch manner will be described as an example. Further, this cleaning processing apparatus has a form provided with the substrate inspection apparatus of the present invention as a wafer inspection mechanism, and an embodiment of the wafer inspection mechanism and the wafer inspection method will be described.
[0019]
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a
[0020]
In addition, a
[0021]
FIG. 2 is a schematic plan view of the
[0022]
The FOUP F placed on the FOUP stages 2a to 2c can store a plurality of wafers W, for example, 25 wafers at predetermined intervals so that the main surface is horizontal, and one side surface of the FOUP F. Is provided with a wafer loading / unloading port for loading and unloading the wafer W. The FOUP F has a
[0023]
[0024]
On the inner side of the boundary wall 12 (on the wafer transfer unit 4 side),
[0025]
When the FOUP F is not placed on the FOUP stages 2a to 2c, the
[0026]
The wafer transfer unit 4 is provided with a
[0027]
Note that if the
[0028]
The wafer transfer unit 4 is provided with a filter fan unit (FFU) 24a for blowing clean air into the wafer transfer unit 4 on the ceiling. A part of the downflow from the
[0029]
Further, a
[0030]
By providing two systems of
[0031]
One
[0032]
The
[0033]
Accordingly, for example, the
[0034]
Next, while the
[0035]
In the
[0036]
A
[0037]
Since the atmosphere of the wafer transfer unit 4 and the
[0038]
The
[0039]
The
[0040]
The
[0041]
FIG. 5 is a perspective view showing the structure of the
[0042]
The
[0043]
Thus, when the
[0044]
The holder opening /
[0045]
When opening the
[0046]
The
[0047]
The Z-axis
[0048]
In addition, although the mechanism which converts the rotational displacement of the
[0049]
The X-axis
[0050]
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a mode in which the
[0051]
When the connecting
[0052]
Next, the Z-axis
[0053]
When the connecting
[0054]
After the cleaning process of the wafer W is completed, the wafer W in the
[0055]
Next, the
[0056]
The
[0057]
A rotor loading / unloading
[0058]
As the
[0059]
The
[0060]
The treatment
[0061]
The
[0062]
Although the
[0063]
When the
[0064]
On the other hand, in a state where the
[0065]
In the state where the
[0066]
A cleaning liquid and a drying gas for cleaning and drying the
[0067]
Next, the
[0068]
FIG. 9 is an explanatory view showing the configuration of the
[0069]
As the
[0070]
The
[0071]
At this time, the
[0072]
The
[0073]
The height position when the
[0074]
As a method of measuring the height position of the
[0075]
As the
[0076]
The
[0077]
FIG. 10 is a flowchart showing an outline of a method for inspecting the storage state of the wafer W in the FOUP F. First, the FOUP F in which a predetermined number of wafers W are stored in a normal state in the FOUP F by visual inspection is placed on the
[0078]
As the
[0079]
The relationship between the received signal from the
[0080]
Next, parameters are set for inspecting the state of the wafer W stored in the FOUP F whose storage state of the wafer W is unknown from the obtained analog signal waveform (ST4). The steps ST1 to ST4 are preparation steps.
[0081]
Specifically, since the horizontal axis of FIG. 11 is also the scan time of the
[0082]
Further, the position range occupied by the
[0083]
In FIG. 11, this arm position instruction time ΔT 2 Is set to the widest range, that is, the entire range from the falling end time TB (n) to the rising start time TA (n + 1). The time width ΔT thus determined 1 Absolute value and arm position indication time ΔT 2 The absolute value of can be a variable parameter, so that the inspection accuracy can be adjusted. For example, the time width ΔT 1 If the absolute value of is small, the position of the wafer W can be determined more strictly. However, time width ΔT 1 Are the rise time ta (n) and fall time tb (n) obtained when the rise time ta (n) and fall time tb (n) of the
[0084]
In FIG. 11, the time t (n) at which the peak apex appears for each wafer W indicates the time when the
[0085]
When the wafer position instruction time t (n) is stored in this way, the time width ΔT is calculated from the wafer position instruction time t (n). 1 It is possible to finely adjust the relative positions of the
[0086]
The time width ΔT 1 And arm position indication time ΔT 2 When the inspection is performed on the wafer W whose storage state in the FOUP F is actually unknown, the infrared laser output of the
[0087]
After setting the above-mentioned parameters, the storage state of the wafer W is inspected for the FOUP F in which the wafer W to be cleaned is stored (assuming the storage state of the wafer W is unknown). That is, the hoop F is placed on the
[0088]
The determination of whether the wafer W is stored in ST6 in ST6 is performed by, for example, the following signal analysis method. FIG. 12 is an explanatory diagram showing a newly measured analog signal and the analog signal processing method. As shown in FIG. 12 (a), the obtained analog signal is subjected to arbitrary two intensity levels (first level I 1 And second level I 2 ) To obtain a first level I as shown in FIG. 1 The rectangular signal (rectangular signal 1) obtained by slicing with the second level I 2 Two on / off signals of the rectangular signal (rectangular signal 2) obtained by slicing in (1) are obtained.
[0089]
For example, the first level I 1 Is a level that gives the half width of the peak that appears, and the second level I 2 Is the first level I 1 Lower and higher than the rising edge of the peak, eg, the first level I 1 Can be set to a height range of 1/3 to 2/3 of the size of. Note that such analog signal slicing is performed by the
[0090]
The rise time ta (n) of the
[0091]
For example, for the n-th wafer W, the rising time ta (n) and the falling time tb (n) of the
[0092]
Next, other forms of analog signal analysis methods will be described with reference to FIGS. 13 and 14. FIG. In the analog signal shown in FIG. 13A, two strong peaks appear in the portion where the peak of the n-th wafer W appears. In this state, the n-th wafer W is stored in advance. It is shown that two wafers W are stored in the portion so as to overlap each other. In this case, at least the time width ΔT in the
[0093]
Therefore, in the actual inspection, the
[0094]
In the analog signal shown in FIG. 14A, a small peak appears between the n-th wafer W and the n + 1-th wafer W, and the peak indicating the n-th wafer W is normal, but n + 1 A peak does not appear at a position where a peak indicating the first wafer W should appear. In this state, the n + 1-th wafer W is placed between the stage where the n-th wafer W is stored and the n + 1-th wafer W. The state of the jump slot stored diagonally between the storage stages is shown.
[0095]
In this case, as shown in FIG. 14B, the arm position instruction time ΔT 2 The rise time Ta (n + 1) and the fall time Tb (n + 1) of the
[0096]
Therefore, in the actual inspection, the
[0097]
As described above, for example, when the wafer W protrudes from the FOUP F beyond a predetermined position, the
[0098]
Furthermore, not only the above-described defective storage state, but also at the position where the nth wafer W is expected to be present, either the rising time ta (n) or the falling time tb (n) of the
[0099]
By using the signal analysis method described above, the result analyzed in the
[0100]
Next, the FOUP F placed on the
[0101]
First, in order to transfer the wafer W stored in the FOUP F1, the
[0102]
When no abnormality is detected in the wafer W in the FOUP F1, all the wafers W stored in the FOUP F1 are moved to the
[0103]
In the
[0104]
Subsequently, with respect to the
[0105]
The
[0106]
For example, in the case where the FOUP F3 is arranged on the
[0107]
As mentioned above, although the case where this invention was applied to the washing | cleaning processing apparatus was shown about embodiment of this invention, this invention is all operations in which a board | substrate is carried in to a storage container or a board | substrate is carried out from a storage container. It is possible to apply to the apparatus of. For example, the present invention can be applied to a resist coating / development processing system that coats and develops a resist, a coating processing apparatus that applies a predetermined coating solution to form a film, and an etching processing apparatus. In addition, the semiconductor wafer is exemplified as the substrate. However, the substrate is not limited to this, and a substrate that can receive a reflected signal using a reflective sensor, for example, a metal substrate, a ceramic substrate, a glass substrate, a resin substrate, etc. There may be. Therefore, it is possible to apply the substrate inspection apparatus and the substrate inspection method of the present invention to an apparatus that involves carrying these various substrates in the FOUP F, transporting them, and taking them out during a predetermined process.
[0108]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the reflection intensity signal (analog signal) obtained by the reflection sensor is not analyzed as it is with respect to the substrate stored in the container. Since the analysis is performed using the on / off signal, the substrate inspection apparatus itself can be configured at low cost. In addition, not only the number of substrates but also an abnormal storage state such as double stacking or jump slots can be detected, so that a mechanism for transporting the substrate or breaking the substrate with the progress of predetermined processing on the substrate can be detected. The occurrence of damage can be prevented, and thus the excellent effect of improving productivity (processing efficiency), device maintainability, and maintainability can be achieved. In addition, the substrate inspection method of the present invention has an advantage that it can be applied to the case where the predetermined storage direction of the substrate in the container is the horizontal direction or the vertical direction of the main surface of the substrate. Furthermore, since the reflective sensor is used, there is an advantage that the substrate inspection apparatus can be configured in a small size regardless of the size of the substrate to be measured. If there is a lid that opens and closes the substrate transfer port formed in the container, a reflective sensor can be provided in the lid opening and closing mechanism that moves the lid, thereby eliminating the substrate inspection apparatus. It is easy to make space.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a cleaning processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the cleaning processing apparatus shown in FIG.
3 is a side view of the cleaning processing apparatus shown in FIG. 1. FIG.
4 is another side view of the cleaning processing apparatus shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a structure of a rotor.
FIG. 6 is an explanatory view showing a moving form of a rotor rotating mechanism arranged in the cleaning processing apparatus.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a state in which a rotor is inserted into a chamber.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing another example of a state in which the rotor is inserted into the chamber.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a configuration of a wafer inspection mechanism.
FIG. 10 is an explanatory view showing an inspection process of a wafer storage state.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of a signal pattern obtained by a wafer inspection mechanism when a wafer is stored in a FOUP in a normal state.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing setting conditions when determining whether the wafer is in a good or bad condition from the signal pattern and the peak shape.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of a signal pattern obtained by the wafer inspection mechanism when there is an abnormality in the wafer storage state.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing another example of a signal pattern obtained by the wafer inspection mechanism when there is an abnormality in the wafer storage state.
[Explanation of symbols]
1: Cleaning processing equipment
2: Hoop carry-in / out section
3; Cleaning unit
4; Wafer transfer unit
5; Chemical solution storage unit
6; Power box
16: Wafer transfer mechanism
17a, 17b: Transfer arm
27; Rotor rotation mechanism
28; Posture change mechanism
29; Z-axis linear drive mechanism
30; X-axis linear drive mechanism
34; Rotor
71a; outer chamber
71b; inner chamber
110; Wafer inspection mechanism
111; Reflective sensor
112; Elevating mechanism
113; Position sensor
114; Sequencer
115; sensor amplifier
120; control device
W: Semiconductor wafer (substrate)
Claims (18)
前記容器に収納された基板の端面から所定距離だけ離れて配置された反射式センサと、
前記反射式センサを基板の配列方向に移動させる移動機構と、
前記反射式センサを前記移動機構によって移動させた際に検出された基板からの反射強度信号を、第1の強度レベルと、この第1の強度レベルよりも低い第2の強度レベルとでスライスし、前記第1の強度レベルでスライスして得られた第1のオン/オフ信号と、前記第2の強度レベルでスライスして得られた第2のオン/オフ信号と、を得る信号処理部と、
前記第1及び第2のオン/オフ信号を解析して前記容器に収納された基板の収納状態を判断する演算処理部と、
を具備することを特徴とする基板検査装置。A substrate inspection apparatus for inspecting a storage state of a substrate stored in a container that can store a plurality of substrates at predetermined intervals so that main surfaces thereof are substantially parallel,
A reflective sensor disposed at a predetermined distance from the end face of the substrate stored in the container;
A moving mechanism for moving the reflective sensor in the direction of arrangement of the substrates;
The reflected intensity signal from the substrate detected when the reflective sensor is moved by the moving mechanism is sliced at a first intensity level and a second intensity level lower than the first intensity level. A signal processing unit for obtaining a first on / off signal obtained by slicing at the first intensity level and a second on / off signal obtained by slicing at the second intensity level When,
An arithmetic processing unit for analyzing the first and second on / off signals and determining a storage state of the substrate stored in the container;
A board inspection apparatus comprising:
前記容器の蓋体を基板の配列方向に移動させて前記基板搬送口を開閉する蓋体開閉機構と、
前記蓋体開閉機構に取り付けられた反射式センサと、
前記蓋体開閉機構の動きに合わせて前記反射式センサが移動する際に検出された基板からの反射強度信号を、第1の強度レベルと、この第1の強度レベルよりも低い第2の強度レベルとでスライスし、前記第1の強度レベルでスライスして得られた第1のオン/オフ信号と、前記第2の強度レベルでスライスして得られた第2のオン/オフ信号と、を得る信号処理部と、
前記第1及び第2のオン/オフ信号を解析して前記容器に収納された基板の収納状態を判断する演算処理部と、
を具備することを特徴とする基板検査装置。A substrate inspection apparatus that has a substrate transfer opening that can be opened and closed by a lid, and inspects the storage state of substrates stored in a container that can store a plurality of substrates at predetermined intervals so that their main surfaces are substantially parallel. And
A lid opening / closing mechanism for moving the lid of the container in the arrangement direction of the substrates to open and close the substrate transport port;
A reflective sensor attached to the lid opening / closing mechanism;
A reflection intensity signal from the substrate detected when the reflective sensor moves in accordance with the movement of the lid opening / closing mechanism includes a first intensity level and a second intensity lower than the first intensity level. A first on / off signal obtained by slicing at the first intensity level, and a second on / off signal obtained by slicing at the second intensity level; A signal processing unit for obtaining
An arithmetic processing unit for analyzing the first and second on / off signals and determining a storage state of the substrate stored in the container;
A board inspection apparatus comprising:
前記第1のオン/オフ信号のオン状態からオフ状態への変換点、及び前記第2のオン/オフ信号のオン状態からオフ状態への変換点の双方が前記設定された時間幅内に存在するとき、前記容器に収納された基板の収納状態が正常である、と判断することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の基板検査装置。Both the conversion point from the on state to the off state of the first on / off signal and the conversion point from the on state to the off state of the second on / off signal exist within the set time width. 3. The substrate inspection apparatus according to claim 1, wherein the substrate inspection apparatus determines that the storage state of the substrate stored in the container is normal.
信号発信部と信号受信部を有する反射式センサを基板の配列方向に移動させながら発信信号に対する前記容器内に収納された基板からの反射強度信号を得る第1工程と、
前記第1工程において得られた反射強度信号を、前記第1の強度レベルと、この第1の強度レベルよりも低い第2の強度レベルとでスライスし、前記第1の強度レベルでスライスして得られた第1のオン/オフ信号と、前記第2の強度レベルでスライスして得られた 第2のオン/オフ信号と、を得る第2工程と、
前記第1及び第2のオン/オフ信号を解析して前記容器に収納された基板の収納状態を判断する第3工程と、
を有することを特徴とする基板検査方法。A substrate inspection method for inspecting a storage state of a substrate stored in a container that can store a plurality of substrates at predetermined intervals so that their main surfaces are substantially parallel,
A first step of obtaining a reflection intensity signal from a substrate stored in the container with respect to a transmission signal while moving a reflective sensor having a signal transmission unit and a signal reception unit in the arrangement direction of the substrate;
The reflected intensity signal obtained in the first step is sliced at the first intensity level and a second intensity level lower than the first intensity level, and sliced at the first intensity level. A second step of obtaining a first on / off signal obtained and a second on / off signal obtained by slicing at the second intensity level ;
A third step of analyzing the first and second on / off signals to determine a storage state of the substrate stored in the container;
A substrate inspection method characterized by comprising:
前記第1のオン/オフ信号のオン状態からオフ状態への変換点、及び前記第2のオン/オフ信号のオン状態からオフ状態への変換点の双方が前記設定された時間幅内に存在するとき、前記容器に収納された基板の収納状態が正常である、と判断することを特徴とする請求項8に記載の基板検査方法。Both the conversion point from the on state to the off state of the first on / off signal and the conversion point from the on state to the off state of the second on / off signal exist within the set time width. The method for inspecting a substrate according to claim 8, wherein when determining, the storage state of the substrate stored in the container is determined to be normal.
複数の基板をその主面を略平行として収納可能な容器を載置する容器搬入出部と、
前記容器搬入出部に載置された容器に収納された基板の収納状態を検査するセンサシステムと、
前記容器に収納された基板に所定の液処理を施す液処理部と、
前記容器と前記液処理部との間で基板の搬送を行う基板搬送部と、
を具備し、
前記センサシステムは、
前記容器に収納された基板の端面から所定距離だけ離れて配置された反射式センサと、
前記反射式センサを基板の配列方向に移動させる移動機構と、
前記反射式センサを前記移動機構によって移動させた際に検出された基板からの反射強度信号を、第1の強度レベルと、この第1の強度レベルよりも低い第2の強度レベルとでスライスし、前記第1の強度レベルでスライスして得られた第1のオン/オフ信号と、前記第2の強度レベルでスライスして得られた第2のオン/オフ信号と、を得る信号処理部と、
前記第1及び第2のオン/オフ信号を解析して前記容器に収納された基板の収納状態を判断する演算処理部と、
を有することを特徴とする液処理装置。A liquid processing apparatus for performing predetermined liquid processing on a substrate,
A container loading / unloading section for placing a container capable of storing a plurality of substrates with their main surfaces substantially parallel;
A sensor system for inspecting a storage state of a substrate stored in a container placed in the container loading / unloading unit;
A liquid processing unit that performs a predetermined liquid processing on the substrate stored in the container;
A substrate transfer unit for transferring a substrate between the container and the liquid processing unit;
Comprising
The sensor system includes:
A reflective sensor disposed at a predetermined distance from the end face of the substrate stored in the container;
A moving mechanism for moving the reflective sensor in the direction of arrangement of the substrates;
The reflected intensity signal from the substrate detected when the reflective sensor is moved by the moving mechanism is sliced at a first intensity level and a second intensity level lower than the first intensity level. A signal processing unit for obtaining a first on / off signal obtained by slicing at the first intensity level and a second on / off signal obtained by slicing at the second intensity level When,
An arithmetic processing unit for analyzing the first and second on / off signals and determining a storage state of the substrate stored in the container;
A liquid processing apparatus comprising:
蓋体により開閉可能な基板搬送口を有し、複数の基板をその主面が略平行となるように所定間隔で収納可能な容器を載置する容器搬入出部と、
前記容器の蓋体を基板の配列方向に移動させて前記基板搬送口を開閉する蓋体開閉機構と、
前記容器搬入出部に載置された容器に収納された基板の収納状態を検査するセンサシステムと、
前記容器に収納された基板に所定の液処理を施す液処理部と、
前記容器と前記液処理部との間で基板の搬送を行う基板搬送部と、
を具備し、
前記センサシステムは、
前記蓋体開閉機構に取り付けられた反射式センサと、
前記蓋体開閉機構の動きに合わせて前記反射式センサが移動する際に検出された基板からの反射強度信号を、第1の強度レベルと、この第1の強度レベルよりも低い第2の強度レベルとでスライスし、前記第1の強度レベルでスライスして得られた第1のオン/オフ信号と、前記第2の強度レベルでスライスして得られた第2のオン/オフ信号と、を得る信号処理部と、
前記第1及び第2のオン/オフ信号を解析して前記容器に収納された基板の収納状態を判断する演算処理部と、
を有することを特徴とする液処理装置。A liquid processing apparatus for performing predetermined liquid processing on a substrate,
A container carry-in / out section that has a substrate transport opening that can be opened and closed by a lid, and places a plurality of substrates that can be accommodated at predetermined intervals so that the main surfaces thereof are substantially parallel;
A lid opening / closing mechanism for moving the lid of the container in the arrangement direction of the substrates to open and close the substrate transport port;
A sensor system for inspecting a storage state of a substrate stored in a container placed in the container loading / unloading unit;
A liquid processing unit that performs a predetermined liquid processing on the substrate stored in the container;
A substrate transfer unit for transferring a substrate between the container and the liquid processing unit;
Comprising
The sensor system includes:
A reflective sensor attached to the lid opening / closing mechanism;
A reflection intensity signal from the substrate detected when the reflective sensor moves in accordance with the movement of the lid opening / closing mechanism includes a first intensity level and a second intensity lower than the first intensity level. A first on / off signal obtained by slicing at the first intensity level, and a second on / off signal obtained by slicing at the second intensity level; A signal processing unit for obtaining
An arithmetic processing unit for analyzing the first and second on / off signals and determining a storage state of the substrate stored in the container;
A liquid processing apparatus comprising:
複数枚の基板を保持し、前記基板を面内回転可能な基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板に所定の処理液を供給する処理液供給機構と、
前記基板保持手段を収納するスライド式の処理チャンバと、
を有することを特徴とする請求項12または請求項13に記載の液処理装置。The liquid processing unit is
A substrate holding means for holding a plurality of substrates and capable of rotating the substrate in a plane;
A processing liquid supply mechanism for supplying a predetermined processing liquid to the substrate held by the substrate holding means;
A slide-type processing chamber for storing the substrate holding means;
The liquid processing apparatus according to claim 12 or claim 13 characterized in that it has a.
前記第1のオン/オフ信号のオン状態からオフ状態への変換点、及び前記第2のオン/オフ信号のオン状態からオフ状態への変換点の双方が前記設定された時間幅内に存在するとき、前記容器に収納された基板の収納状態が正常である、と判断することを特徴とする請求項12または請求項13に記載の液処理装置。Both the conversion point from the on state to the off state of the first on / off signal and the conversion point from the on state to the off state of the second on / off signal exist within the set time width. 14. The liquid processing apparatus according to claim 12, wherein the liquid processing apparatus determines that the storage state of the substrate stored in the container is normal.
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