JP5319646B2 - 半導体ウエハ収納容器検査装置及び検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエハを収納する収納容器の清浄度を検査する半導体ウエハ収納容器検査装置及び検査方法に関する。

半導体デバイスの製造設備には、複数の基板処理装置が配置される設備全体をクリーンルームとするダウンフロー方式と、各基板処理装置を周囲の清浄度よりも高い環境とし、半導体ウエハを収納容器に気密状態に保持させて各基板処理装置間で搬送するミニエンバイロメント方式とがある。ダウンフロー方式は、多大な設備投資を必要とするため、近年は、ミニエンバイロメント方式が多く採用されている。

ミニエンバイロメント方式で使用される半導体ウエハの収納容器は、フープ（ＦＯＵＰ：Front Opening Unified Pod）と称される。フープは、前面に開口部を有し、内部に形成した棚に複数の半導体ウエハが載置され、開口部に蓋を装着して密閉することにより、内部の清浄度を維持するように構成されている。

ところで、フープに収納される半導体ウエハには、各基板処理装置において、プラズマ処理やエッチング処理等が行われる際に、汚染源となるパーティクルが付着する場合がある。これらのパーティクルがフープ内に残存していると、製造される半導体デバイスに不具合の発生するおそれがある。

そこで、専用の洗浄装置を用いてフープの内部を定期的に洗浄し、付着したパーティクルを除去する処理が行われる（特許文献１参照）。一方、洗浄装置によって洗浄されたフープは、内部が所望の清浄度まで洗浄されているか否かを検査する必要がある。この検査を行うための計測装置として、特許文献２に開示された先行技術がある。

特許文献２に開示された計測装置では、フープの内部にパーティクル剥離促進ノズルを挿入し、内壁に向かって加熱ガスや水蒸気を吹き付け、付着したパーティクルを剥離させ、次いで、パーティクル採集ノズルを用いて、内壁から剥離したパーティクルを収集し、収集されたパーティクルをパーティクルカウンタで計測することにより、フープの清浄度を検査する。

特開２００５−１０９５２３号公報 特開２００９−６５０２９号公報

しかしながら、特許文献２の計測装置では、パーティクル剥離促進ノズルから噴出される加熱ガスや水蒸気を、フープの内壁のあらゆる部分に吹き付けることは不可能であり、収集できないパーティクルがフープ内に残存することがある。従って、特許文献２の計測装置の場合、信頼性の高い検査結果を得ることはできない。

本発明は、前記の不具合を解消するためになされたものであって、コンパクトに構成され、且つ、半導体ウエハを収納する収納容器の清浄度を正しく検査することのできる信頼性の高い半導体ウエハ収納容器検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。

本発明に係る半導体ウエハ収納容器検査装置は、半導体ウエハを収納する収納容器の清浄度を検査する検査装置において、前記収納容器を搬送する搬送ロボットと、前記搬送ロボットにより搬送された前記収納容器の開口部に装着される蓋を開閉する蓋開閉ユニットと、前記開口部より前記収納容器の内部に検査液を供給する検査液供給ユニットと、前記搬送ロボットにより搬送された前記収納容器を保持し、前記収納容器を回動させる容器回動ユニットと、前記収納容器の内部に供給された前記検査液をサンプリングするサンプリングユニットと、サンプリングされた前記検査液の清浄度を検査する検査ユニットと、少なくとも、前記搬送ロボット、前記蓋開閉ユニット、前記検査液供給ユニット、前記容器回動ユニット及び前記サンプリングユニットを収容する筐体と、を備え、前記容器回動ユニットは、前記検査液が供給されて前記蓋開閉ユニットにより前記蓋が閉められた前記収納容器を回動させ、前記サンプリングユニットは、回動された後の前記収納容器から前記検査液をサンプリングして前記検査ユニットに供給することを特徴とする。

前記半導体ウエハ収納容器検査装置において、前記容器回動ユニットは、保持した前記収納容器を直交する２軸の回りにそれぞれ回動可能に構成されることを特徴とする。

前記半導体ウエハ収納容器検査装置において、前記収納容器の位置決め孔に係合する第１位置決めピンを有し、前記収納容器が位置決め載置される第１容器載置台を備え、前記搬送ロボットは、前記第１容器載置台と前記容器回動ユニットとの間で前記収納容器を搬送することを特徴とする。

前記半導体ウエハ収納容器検査装置において、前記容器回動ユニットは、前記収納容器の位置決め孔に係合する第２位置決めピンを有し、前記収納容器が載置される第２容器載置台と、前記第２容器載置台に対向する位置に配設され、前記収納容器に係合することで前記収納容器を固定する固定板とを備え、前記固定板は、前記収納容器に対して近接離間可能に構成されることを特徴とする。

本発明に係る半導体ウエハ収納容器検査方法は、半導体ウエハを収納する収納容器の清浄度を検査する検査方法において、前記収納容器の蓋を開け、内部に検査液を供給するステップと、内部に前記検査液が供給された前記収納容器の前記蓋を閉め、前記収納容器を回動させるステップと、回動させた後の前記収納容器の内部から前記検査液をサンプリングするステップと、サンプリングされた前記検査液の清浄度を検査するステップと、を有することを特徴とする。

本発明の半導体ウエハ収納容器検査装置及び検査方法では、収納容器の内部に検査液を供給した後、収納容器の蓋を閉めて回動させることにより、内壁に付着しているパーティクルの全てを検査液中に取り出すことができる。従って、その検査液をサンプリングすることにより、収納容器の清浄度を正しく検査することのできる信頼性の高い装置及び方法を提供することができる。この装置及び方法を用いることにより、当該収納容器に収納される半導体ウエハがパーティクルによって汚染される不具合を確実に回避することができる。

また、本発明の半導体ウエハ収納容器検査装置は、収納容器を搬送する搬送ロボット、収納容器を回動させる容器回動ユニット、収納容器の蓋を開閉する蓋開閉ユニット、収納容器に検査液を供給する検査液供給ユニット及び検査液をサンプリングするサンプリングユニットを筐体内に収容させることにより、外界の影響を受けることのない清浄度の極めて高い環境を備えたコンパクトな装置を提供することができる。

本実施形態のフープ検査装置の全体構成斜視図である。 検査対象であるフープの分解斜視図である。 検査対象であるフープを底面側から見た斜視図である。 本実施形態のフープ検査装置の内部側面図である。 本実施形態のフープ検査装置の内部平面図である。 本実施形態のフープ検査装置に収容されるフープ搬送ロボットのハンドの斜視図である。 図６に示すフープ搬送ロボットのハンドの正面図である。 本実施形態のフープ検査装置に収容されるフープ回動ユニットの斜視図である。 図８に示すフープ回動ユニットの正面図である。 本実施形態のフープ検査装置に収容される蓋開閉ユニットの斜視図である。 図１０に示す蓋開閉ユニットの側面図である。 本実施形態のフープ検査装置に収容されるフープ回動ユニットに保持されたフープの本体部に純水を供給する純水供給ユニットと、フープの本体部から純水をサンプリングするサンプリングユニットとを含む構成の斜視図である。 本実施形態のフープ検査装置のシステムブロック図である。 本実施形態のフープ検査方法のフローチャートである。 本実施形態のフープ検査装置に収容される蓋開閉ユニットによる開蓋動作の説明図である。 本実施形態のフープ検査装置に収容される蓋開閉ユニットによる開蓋動作の説明図である。 本実施形態のフープ検査装置に収容されるフープ回動ユニットによるフープ回動動作の説明図である。 本実施形態のフープ検査装置に収容されるフープ回動ユニットによるフープ回動動作の説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態のフープ検査装置１０の全体構成斜視図である。

フープ検査装置１０は、半導体デバイスの製造設備で使用される半導体ウエハを収納する収納容器であるフープ１２の内部の清浄度を検査する装置である。フープ検査装置１０は、以下に説明する内部の各機構を外界から隔離して、高い清浄度を維持することのできる筐体１４を備える。筐体１４の上面部には、図示しないフィルタを介して外気を取り込むファン１５が配設される。筐体１４の正面中央部には、上下に開閉するフロントドア１６が配設されフープ検査装置１０の内部にフープ１２を搬入するための開口部１８が形成される。開口部１８の前部には、フープ１２が位置決め載置されるロードポート２０（第１容器載置台）が配設される。ロードポート２０の側部には、フープ検査装置１０を操作するための操作パネル２２及びキーボード２４が配設される。操作パネル２２は、例えば、液晶タッチパネルからなり、操作のための情報やフープ検査装置１０の動作状況を表示する。

＜フープ１２の構成＞
図２は、検査対象であるフープ１２の分解斜視図であり、図３は、検査対象であるフープ１２を底面側から見た斜視図である。

フープ１２は、略直方体形状からなり、内部に複数の半導体ウエハを収納する本体部２６と、本体部２６の開口部２８に着脱可能に装着される蓋３０とを備える。本体部２６の上面部には、位置決め用のテーパ付き凹部３２を有するフランジ部３４が形成され、フランジ部３４が形成された上面部と反対の底面部には、位置決め孔３６ａ〜３６ｃ、３８ａ〜３８ｃ及び４０が形成される。円形の位置決め孔３６ａ〜３６ｃ及び３８ａ〜３８ｃは、三角形の略頂点となる位置に形成され、長方形の位置決め孔４０は、中央部に形成される。蓋３０には、後述する蓋開閉ユニット５０のロック解除ピン１７６ａ、１７６ｂ（図１１参照）が係合するラッチキー４２ａ、４２ｂと、蓋開閉ユニット５０の位置決めピン１８１ａ、１８１ｂ（図１１参照）が係合するピン孔４３ａ、４３ｂとが形成される。ラッチキー４２ａ、４２ｂにロック解除ピン１７６ａ、１７６ｂを係合させて回転させることにより、蓋３０の側部から上下に突出する係合爪４４ａ、４４ｂが本体部２６の開口部２８の上下に形成される係合穴２７ａ、２７ｂから離脱して蓋３０の内部に収容され、開口部２８に対する蓋３０のロック状態が解除される。

＜フープ検査装置１０の構成＞
図４は、フープ検査装置１０の内部側面図であり、図５は、フープ検査装置１０の内部平面図である。

フープ検査装置１０の筐体１４の内部には、フープ搬送ロボット４６（搬送ロボット）、フープ回動ユニット４８（容器回動ユニット）、蓋開閉ユニット５０、純水供給ユニット５２（検査液供給ユニット）、サンプリングユニット５４、検査ユニット５６及び制御部５８が収容される。

フープ検査装置１０のロードポート２０には、図５に示すように、フープ１２の底部に形成された位置決め孔３６ａ〜３６ｃに係合する位置決めピン６０ａ〜６０ｃ（第１位置決めピン）が配設される。また、これらの位置決めピン６０ａ〜６０ｃに隣接して、フープ１２がロードポート２０に正しく位置決めされたときに、フープ１２の底面部により押圧されるフープ検知センサ６２ａ〜６２ｃが配設される。

フープ搬送ロボット４６は、ロードポート２０に位置決め載置されたフープ１２をフープ回動ユニット４８まで搬送するスカラロボットである。フープ搬送ロボット４６は、筐体１４内の前方である開口部１８側に立設するコラム６４の上部に固定されるベース６６と、ベース６６に一端部が軸支されて水平面内で回動する第１アーム６８と、第１アーム６８の他端部に一端部が軸支されて水平面内で回動する第２アーム７０と、第２アーム７０の他端部に軸支されて上下方向に変位する第３アーム７２と、第３アームの下端部に一端部が固定されて水平面内で回動するハンド７４とを備える。

＜ハンド７４の構成＞
図６は、フープ検査装置１０に収容されるフープ搬送ロボット４６のハンド７４の斜視図であり、図７は、図６に示すフープ搬送ロボット４６のハンド７４の正面図である。

ハンド７４は、第３アーム７２の下端部に一端部が軸支されるハンド本体７６を有する。ハンド本体７６の第３アーム７２寄りの上面部には、ロータリアクチュエータ７８が装着されており、ロータリアクチュエータ７８の回転軸８０には、水平面内で回動するメインリンク８２が固定される。メインリンク８２の一端部には、第１サブリンク８４ａ及び第２サブリンク８６ａを介してシャフト８８ａの一端部が連結される。シャフト８８ａは、ブラケット８９ａ〜８９ｃによりハンド本体７６に回転可能な状態で保持され、ハンド本体７６に沿って延在する。シャフト８８ａの他端部には、略Ｌ字形状の爪部９０ａが連結される。同様に、メインリンク８２の他端部には、第１サブリンク８４ｂ及び第２サブリンク８６ｂを介してシャフト８８ｂの一端部が連結される。シャフト８８ｂは、ブラケット９２ａ〜９２ｃによりハンド本体７６に回転可能な状態で保持され、シャフト８８ａと平行にハンド本体７６に沿って延在する。シャフト８８ｂの他端部には、略Ｌ字形状の爪部９０ｂが連結される。ハンド７４の爪部９０ａ、９０ｂは、フープ１２のフランジ部３４を把持する（図７参照）。

＜フープ回動ユニット４８の構成＞
フープ回動ユニット４８は、フープ搬送ロボット４６により搬送されたフープ１２を保持し、フープ１２を直交する２軸の回りにそれぞれ回動可能としたものである。フープ回動ユニット４８は、筐体１４内の後方である後述する制御部５８側に立設するコラム９４に支持され、ロート状に形成されたドレイン槽９６の略中央部に配設される（図４、図５参照）。

なお、ドレイン槽９６は、後述する純水を受けるものであり、下部中央部には、純水を排出するためのドレインパイプ９８が連結される。また、ドレイン槽９６には、フープ１２を搬入するための開口部１００がロードポート２０側に形成される。

図８は、フープ検査装置１０に収容されるフープ回動ユニット４８の斜視図であり、図９は、図８に示すフープ回動ユニット４８の正面図である。

フープ回動ユニット４８は、コラム９４に装着されるモータ１０２を有し、このモータ１０２の回転軸１０４には、ベルト１０６を介してプーリ１０８が連結される。プーリ１０８の回転軸１１０には、長尺な板体の両側をフープ検査装置１０の前方の開口部１８側に折り曲げた形状からなるブラケット１１２が連結される。ブラケット１１２は、中央部分が回転軸１１０に固定されており、この回転軸１１０を中心として矢印θ３及びθ４の方向に回動可能に構成される。

回転軸１１０の軸線方向と平行な方向に折り曲げられたブラケット１１２の側板１１４ａ、１１４ｂ間には、フープ１２を保持する枠体１１６が配設される。枠体１１６は、ブラケット１１２の側板１１４ａ、１１４ｂに軸支される側部フレーム１１８ａ、１１８ｂと、側部フレーム１１８ａ、１１８ｂの下端部間を連結する下部支持フレーム１２０（第２容器載置台）と、スライドプレート１２２ａ、１２２ｂを介して、側部フレーム１１８ａ、１１８ｂの上端部間を連結する上部支持フレーム１２４ａ、１２４ｂとを備える。側板１１４ｂには、モータ１１５が装着されており、このモータ１１５の回転軸１１７が側部フレーム１１８ｂに連結される。従って、枠体１１６は、モータ１１５の回転軸１１７を中心として矢印θ１及びθ２の方向に回動可能に構成される。

下部支持フレーム１２０の上面部には、フープ１２の底面部に形成された位置決め孔３６ａ〜３６ｃ及び３８ａ〜３８ｃ（図３参照）が係合する位置決めピン１２６ａ〜１２６ｃ及び１２８ａ〜１２８ｃと、長方形の位置決め孔４０が係合する位置決め凸部１３０とが配設される。上部支持フレーム１２４ａ、１２４ｂの中央部には、下部支持フレーム１２０に対向して固定板１３４が配設される。固定板１３４には、フープ１２の上面部に形成されたフランジ部３４のテーパ付き凹部３２に係合するテーパ付き凸部１３２が形成される。

上部支持フレーム１２４ａ、１２４ｂの両端部に配設されるスライドプレート１２２ａ、１２２ｂは、側部フレーム１１８ａ、１１８ｂに沿って上下に延在するガイドレール１３６ａ、１３６ｂに係合し、上下に変位可能である。従って、上部支持フレーム１２４ａ、１２４ｂ及び固定板１３４は、スライドプレート１２２ａ、１２２ｂとともに上下に変位可能に構成される。また、固定板１３４は、上下に変位することで、枠体１１６に保持されたフープ１２に対して近接離間可能となる。スライドプレート１２２ａ、１２２ｂの下端部には、第１リンク１３８ａ、１３８ｂの上端部が連結される。第１リンク１３８ａ、１３８ｂは、下部支持フレーム１２０を貫通し、その下端部には、第２リンク１４０ａ、１４０ｂが連結される。第２リンク１４０ａ、１４０ｂは、下部支持フレーム１２０の下面部において、シャフト１４２により連結される。シャフト１４２には、ロータリアクチュエータ１４４が連結される。シャフト１４２は、ロータリアクチュエータ１４４によって回動し、その両端部に連結される第２リンク１４０ａ、１４０ｂを介して第１リンク１３８ａ、１３８ｂを上下に移動させ、これにより、スライドプレート１２２ａ、１２２ｂが上下に移動する。

＜蓋開閉ユニット５０の構成＞
蓋開閉ユニット５０は、フープ回動ユニット４８に保持されたフープ１２の蓋３０の開閉を行う。図１０は、フープ検査装置１０に収容される蓋開閉ユニット５０の斜視図である。図１１は、図１０に示す蓋開閉ユニット５０の側面図である。

蓋開閉ユニット５０は、フープ回動ユニット４８を支持するコラム９４の上端部に固定された基板１４６に配設される。基板１４６の下面部には、昇降シリンダ１４８が装着され、この昇降シリンダ１４８のロッド１５０の上端部に支持板１５２が固定される。支持板１５２は、ガイドロッド１５４ａ〜１５４ｄによって案内された状態で、昇降シリンダ１４８により上下に移動可能に構成される。支持板１５２の下面部には、ブラケット１５６が固定され、このブラケット１５６に開閉シリンダ１５８が軸支される。開閉シリンダ１５８のロッド１６０は、支持板１５２に形成した孔部１６２を介して支持板１５２の上部に突出する。

支持板１５２の上面部には、ブラケット１６４ａ、１６４ｂにより回動可能に軸支された支点軸１６６が配設される。支点軸１６６には、湾曲した形状からなるリンク１６８の中間部が連結される。リンク１６８の一端部は、開閉シリンダ１５８のロッド１６０の上端部に連結され、リンク１６８の他端部には、シャフト１７０が連結される。シャフト１７０の両端部には、平行に配設される２本のアーム１７２ａ、１７２ｂが連結される。アーム１７２ａ、１７２ｂは、一端部が支点軸１６６に軸支され、他端部間に支持プレート１７４が固定される。支持プレート１７４の下面部には、フープ１２の蓋３０に配設されたラッチキー４２ａ、４２ｂ（図２参照）に係合するロック解除ピン１７６ａ、１７６ｂが配設される。ロック解除ピン１７６ａ、１７６ｂは、支持プレート１７４の上面部に配設されたロータリアクチュエータ１７８ａ、１７８ｂにより回動可能に構成される。また、支持プレート１７４の下面部には、フープ１２の蓋３０に形成されたピン孔４３ａ、４３ｂに係合する位置決めピン１８１ａ、１８１ｂを有する吸盤１８０ａ、１８０ｂと、フープ１２の本体部２６に当接して保持状態を確保する支持体１８３ａ、１８３ｂとが配設される。吸盤１８０ａ、１８０ｂは、図示しない吸引源に連結される。

＜純水供給ユニット５２及びサンプリングユニット５４の構成＞
図１２は、フープ検査装置１０に収容されるフープ回動ユニット４８に保持されたフープ１２の本体部２６に検査液である純水を供給する純水供給ユニット５２と、フープ１２の本体部２６から純水をサンプリングするサンプリングユニット５４とを含む構成の斜視図である。

純水供給ユニット５２は、ドレイン槽９６の側部に立設されたガイドレール１８２に沿って上下に移動可能な本体部１８４を備える。本体部１８４には、ロータリアクチュエータ１８６を介して、上方向に延在した後、一旦水平方向に折り曲げられ、次いで、下方向に延在する供給用配管１８８が連結される。また、上方向に延在する供給用配管１８８の上端部には、供給用配管１８８に純水を供給するための配管１９２が連結される。供給用配管１８８は、ロータリアクチュエータ１８６により旋回することで、供給用配管１８８の供給口１８９をフープ１２の本体部２６の内部と、ドレイン槽９６の側部に配設した水受け部１９４との間で移動可能に構成される。

サンプリングユニット５４は、ドレイン槽９６の側部に立設されたガイドレール１９６に沿って上下に移動可能な本体部１９８を備える。本体部１９８には、ロータリアクチュエータ２００を介して、純水供給ユニット５２の供給用配管１８８と同じ形状のサンプリング用配管２０２が連結される。下方向に延在するサンプリング用配管２０２の下端部には、フープ１２の内部の純水をサンプリングするためのピペット２０４が配設される。また、上方向に延在するサンプリング用配管２０２の上端部には、サンプリング用配管２０２からサンプリングした純水を検査ユニット５６に供給するための配管２０６が連結される。サンプリング用配管２０２は、ロータリアクチュエータ２００により旋回することで、ピペット２０４をフープ１２の本体部２６の内部と、ドレイン槽９６の側部に配設したチェック用純水受け部２０８との間で移動可能に構成される。

検査ユニット５６は、サンプリングユニット５４によりサンプリングされ、配管２０６を介して供給される純水の清浄度を検査する装置である。検査ユニット５６としては、周知の装置を使用することができる。例えば、サンプリングされた純水にレーザビームを照射し、その散乱光の発生回数や強度に基づき、サンプリングされた純水に含まれるパーティクルの量を計測して清浄度を求めるパーティクルカウンタを使用することができる。

図１３は、フープ検査装置１０のシステムブロック図である。フープ検査装置１０の全体を統括制御する制御部５８には、操作パネル２２、キーボード２４、ロードポート２０に配設されるフープ検知センサ６２ａ〜６２ｃ、フープ搬送ロボット４６、フープ回動ユニット４８、蓋開閉ユニット５０、純水供給ユニット５２、サンプリングユニット５４及び検査ユニット５６が接続される。

＜フープ１２の検査方法＞
本実施形態のフープ検査装置１０は、基本的には以上のように構成される。次に、図１４に示すフローチャートに基づき、フープ検査装置１０によるフープ１２の検査方法について説明する。

作業者が操作パネル２２を操作してフープ検査装置１０を始動させた後、前工程で内部が洗浄された空のフープ１２を、図示しない搬送装置により上部のフランジ部３４（図２参照）を把持した状態で搬送し、フープ１２の蓋３０をフープ検査装置１０の開口部１８側とした状態で、フープ検査装置１０のロードポート２０に載置する（ステップＳ１、図１、図４参照）。フープ１２がロードポート２０の正しい位置に載置されると、ロードポート２０に配設されている位置決めピン６０ａ〜６０ｃが、フープ１２の底面部に形成した位置決め孔３６ａ〜３６ｃに係合する。そして、ロードポート２０に配設されている３つのフープ検知センサ６２ａ〜６２ｃがフープ１２の底面部によって押圧されることにより、フープ１２がロードポート２０の正しい位置に位置決めされたことが確認される（ステップＳ２）。なお、フープ１２のロードポート２０への載置作業は、作業者が手作業で行ってもよい。

ロードポート２０にフープ１２が位置決め載置されたことが確認されると、制御部５８は、フロントドア１６を下方向に移動させて開口部１８を開放する（ステップＳ３）。

次に、制御部５８は、フープ搬送ロボット４６を駆動制御する。フープ搬送ロボット４６は、第１アーム６８、第２アーム７０及び第３アーム７２を動作させ、第３アーム７２に連結されたハンド７４を、開口部１８を介してロードポート２０に載置されているフープ１２の上部に移動させる。次いで、図６に示すように、ハンド７４のロータリアクチュエータ７８を駆動し、メインリンク８２を矢印Ａ方向に回転させると、第１サブリンク８４ａ、８４ｂ及び第２サブリンク８６ａ、８６ｂを介して、シャフト８８ａ、８８ｂが矢印Ｂ方向に回転する。従って、シャフト８８ａ、８８ｂの先端部側に連結されている爪部９０ａ、９０ｂが矢印Ｃ方向に移動し、爪部９０ａ、９０ｂ間が開く。そこで、フープ搬送ロボット４６の第３アーム７２を所定量だけ下降させることにより、開放状態とされた爪部９０ａ、９０ｂ間にフープ１２のフランジ部３４が配置される。次いで、ハンド７４のロータリアクチュエータ７８を駆動し、メインリンク８２を矢印Ｄ方向に回転させると、シャフト８８ａ、８８ｂが矢印Ｅ方向に回転し、爪部９０ａ、９０ｂが矢印Ｆ方向に移動して爪部９０ａ、９０ｂ間が閉じる。この結果、フープ１２のフランジ部３４が爪部９０ａ、９０ｂにより把持される。

ハンド７４によりフープ１２を把持したフープ搬送ロボット４６は、第３アーム７２を所定量だけ上昇させることにより、フープ１２をロードポート２０の位置決めピン６０ａ〜６０ｃから離脱させた後、開口部１８を介してフープ１２をフープ検査装置１０の内部に搬入する（ステップＳ４）。フープ１２がフープ検査装置１０の内部に搬入されると、制御部５８は、フロントドア１６を上方向に移動させて開口部１８を閉塞する（ステップＳ５）。これにより、フープ検査装置１０の内部の清浄度が確保される。

フープ搬送ロボット４６は、把持しているフープ１２を水平面内で１８０°旋回させ、蓋３０を開口部１８側に向かせた後、フープ１２をドレイン槽９６の開口部１００からフープ回動ユニット４８の枠体１１６内に搬入し、下部支持フレーム１２０上に載置する（ステップＳ６、図８、図９参照）。この場合、フープ１２の底部に形成されている位置決め孔３６ａ〜３６ｃ、３８ａ〜３８ｃ及び４０に、下部支持フレーム１２０上に形成されている位置決めピン１２６ａ〜１２６ｃ、１２８ａ〜１２８ｃ及び位置決め凸部１３０が係合することで、フープ１２がフープ回動ユニット４８に位置決めされる。

フープ１２が下部支持フレーム１２０に位置決め載置された後、フープ搬送ロボット４６は、把持しているフープ１２のフランジ部３４からハンド７４の爪部９０ａ、９０ｂを開放し、次いで、フープ回動ユニット４８から待避して原位置に戻る（ステップＳ７）。なお、フープ搬送ロボット４６のハンド７４は、図６に示すように、上下方向の幅が小さく構成されているため、フープ１２のフランジ部３４と、枠体１１６の上部支持フレーム１２４ａ、１２４ｂとの間の間隙が狭くても、容易に出入することができる。従って、その分、フープ回動ユニット４８をコンパクトに構成することができる。

フープ搬送ロボット４６のハンド７４がフープ回動ユニット４８から待避した後、フープ回動ユニット４８の上部支持フレーム１２４ａ、１２４ｂを下降させる。下部支持フレーム１２０の下面部に配設されているロータリアクチュエータ１４４を駆動すると、シャフト１４２が回動し、第２リンク１４０ａ、１４０ｂ及び第１リンク１３８ａ、１３８ｂを介して、スライドプレート１２２ａ、１２２ｂがガイドレール１３６ａ、１３６ｂに沿って下降する。従って、スライドプレート１２２ａ、１２２ｂ間に支持されている上部支持フレーム１２４ａ、１２４ｂが下降し、上部支持フレーム１２４ａ、１２４ｂの中央部に装着されている固定板１３４に形成されたテーパ付き凸部１３２が、フープ１２のフランジ部３４の中央に形成されているテーパ付き凹部３２に係合する。この結果、フープ１２は、底面部が下部支持フレーム１２０の位置決めピン１２６ａ〜１２６ｃ、１２８ａ〜１２８ｃ及び位置決め凸部１３０により位置決めされた状態で支持されるとともに、上面部がフランジ部３４のテーパ付き凹部３２に係合する上部支持フレーム１２４ａ、１２４ｂの固定板１３４に形成されたテーパ付き凸部１３２により位置決め支持され、フープ回動ユニット４８に確実に固定される（ステップＳ８）。

フープ回動ユニット４８は、フープ１２を位置決め固定した後、ブラケット１１２に装着されているモータ１１５を駆動し、枠体１１６を図８の矢印θ２方向に９０°回転させ、フープ１２に装着されている蓋３０を上位置に移動させる（ステップＳ９、図１５参照）。

次いで、制御部５８は、蓋開閉ユニット５０を駆動制御し、フープ１２の蓋３０を取り外す。すなわち、図１０及び図１１において、蓋開閉ユニット５０の開閉シリンダ１５８が駆動されると、ロッド１６０が上昇し、ロッド１６０の上端部に一端部が連結されたリンク１６８が支点軸１６６を中心として矢印Ｇ方向に回転する。リンク１６８の回転に伴い、リンク１６８の他端部にシャフト１７０を介して連結されているアーム１７２ａ、１７２ｂが回転し、アーム１７２ａ、１７２ｂの端部に連結された支持プレート１７４が、フープ１２の蓋３０に接近する。

このとき、支持プレート１７４に配設されている吸盤１８０ａ、１８０ｂの中央から突出する位置決めピン１８１ａ、１８１ｂが蓋３０のピン孔４３ａ、４３ｂに係合するとともに、支持体１８３ａ、１８３ｂが蓋３０に当接する。次いで、図示しない吸引源を駆動することで、吸盤１８０ａ、１８０ｂにより蓋３０が吸着される。また、ロック解除ピン１７６ａ、１７６ｂがフープ１２の蓋３０に配設されているラッチキー４２ａ、４２ｂに係合する。そして、ロータリアクチュエータ１７８ａ、１７８ｂを駆動してロック解除ピン１７６ａ、１７６ｂを回動させることにより、ロック解除ピン１７６ａ、１７６ｂが回動して係合爪４４ａ、４４ｂがフープ１２の本体部２６の係合穴２７ａ、２７ｂから離脱し、蓋３０のロック状態が解除される。

支持プレート１７４の吸盤１８０ａ、１８０ｂにより蓋３０を吸着した状態で（図１５参照）、蓋開閉ユニット５０の昇降シリンダ１４８を駆動し、支持板１５２を上方向に所定量だけ上昇させる。これにより、蓋３０がフープ１２の本体部２６から離脱する。次いで、開閉シリンダ１５８が駆動され、ロッド１６０が下降すると、リンク１６８が支点軸１６６を中心として矢印Ｈ方向に回転する。リンク１６８の回転に伴い、蓋３０を吸着保持した支持プレート１７４が矢印Ｈ方向に移動し、フープ１２の開口部２８が開放される（ステップＳ１０、図１６参照）。

フープ１２の蓋３０が開放された後、制御部５８は、ドレイン槽９６の側部に配設された純水供給ユニット５２を駆動制御する。純水供給ユニット５２は、ロータリアクチュエータ１８６を駆動して供給用配管１８８を矢印Ｊ方向に旋回させ（図１２参照）、供給用配管１８８の純水の供給口１８９をフープ回動ユニット４８に保持されているフープ１２の本体部２６の上部まで移動させる。そして、供給口１８９がフープ１２の本体部２６内の最下部に接近するまで、本体部１８４をガイドレール１８２に沿って下方向に移動させる。その後、供給用配管１８８を介して、本体部２６内への純水の供給を開始する（ステップＳ１１）。供給用配管１８８は、本体部２６内の純水の水面の上昇に合わせて上昇させる。供給用配管１８８を水面とともに上昇させることにより、後述する検査ユニット５６による検査に対して不適切な気泡が純水内に混入する不具合を回避することができる。

フープ１２の本体部２６に所定量の純水を供給した後、純水供給ユニット５２は、供給用配管１８８を矢印Ｋ方向に旋回させ、供給口１８９を水受け部１９４に待避させる。このとき、供給用配管１８８内に残存する純水は、水受け部１９４によって受け止められるため、フープ検査装置１０の他の機器に純水が掛かってしまうことはない。

次いで、制御部５８は、蓋開閉ユニット５０を駆動制御し、所定量の純水が供給されたフープ１２の本体部２６に蓋３０を装着する（ステップＳ１２）。なお、蓋３０を閉めるときの蓋開閉ユニット５０の動作は、蓋３０を開けるときの動作と逆の動作であるため、その説明は省略する。フープ１２の蓋３０を閉めた蓋開閉ユニット５０は、ラッチキー４２ａ、４２ｂを回動させて蓋３０を本体部２６にロックさせた後、吸盤１８０ａ、１８０ｂによる吸着を解除し、支持プレート１７４を矢印Ｈ方向（図１６参照）に移動させてフープ回動ユニット４８の上方に待避させる。

次に、制御部５８は、フープ回動ユニット４８を駆動制御し、ブラケット１１２及び枠体１１６を回動させる。先ず、ブラケット１１２に装着されているモータ１１５を駆動し、フープ１２の蓋３０が上位置にある図１７の状態から、枠体１１６を矢印θ１の方向に１８０°回転させる。次いで、枠体１１６を矢印θ２の方向に１８０°回転させ、フープ１２を図１７の状態に戻す（ステップＳ１３）。このようにして、フープ１２の本体部２６を矢印θ１、θ２の方向に回転させることにより、フープ１２の蓋３０の内面から、フープ１２の本体部２６の位置決め孔３６ａ〜３６ｃが形成されている面を経由して、フープ１２の本体部２６のフランジ部３４が形成されている面の内面まで純水を充分に行き渡らせることができる。そして、これらの面にパーティクルが付着している場合には、パーティクルが純水中に混入する。

次いで、ブラケット１１２に連結されているモータ１０２を駆動し、図１８の状態から、枠体１１６を矢印θ３の方向に４５°回転させる。次いで、枠体１１６を図１８の状態に一旦戻し、矢印θ４の方向に４５°回転させた後、再び、矢印θ３の方向に９０°回転させて図１８の状態に戻す（ステップＳ１４）。このようにして、フープ１２の本体部２６を矢印θ３、θ４の方向に回転させることにより、フープ１２の本体部２６のフランジ部３４及び位置決め孔３６ａ〜３６ｃが形成されている面に直交する残りの２つの面に純水を充分に行き渡らせることができる。そして、これらの面にパーティクルが付着している場合には、パーティクルが純水中に混入する。

フープ１２を矢印θ１〜θ４の各方向に回転させた後、制御部５８は、フープ回動ユニット４８の上部に待機している蓋開閉ユニット５０を駆動制御し、ステップＳ１０の動作と同様にして、フープ１２の蓋３０を開蓋する（ステップＳ１５、図１５、図１６）。この場合、蓋３０を開蓋した蓋開閉ユニット５０は、鉛直上方よりもドレイン槽９６側に、例えば、１０°程度傾斜した状態で支持プレート１７４を保持して停止する。従って、支持プレート１７４に保持されている蓋３０に付着している純水は、ドレイン槽９６内に落下する。

次に、制御部５８は、ドレイン槽９６の側部に配設されたサンプリングユニット５４を駆動制御する。サンプリングユニット５４は、ロータリアクチュエータ２００を駆動してサンプリング用配管２０２を矢印Ｋ方向に旋回させ（図１２参照）、サンプリング用配管２０２のピペット２０４をフープ回動ユニット４８に保持されているフープ１２の本体部２６の上部まで移動させる。そして、本体部１９８をガイドレール１９６に沿って下方向に移動させ、ピペット２０４によりフープ１２の本体部２６に収容されている純水をサンプリングする（ステップＳ１６）。

サンプリングされた純水は、サンプリング用配管２０２から配管２０６を介して検査ユニット５６に供給され、純水中に含まれるパーティクルの検査が行われる（ステップＳ１７）。この場合、検査ユニット５６は、例えば、サンプリングした純水に対してレーザビームを照射し、その散乱光の強度に基づいて、サンプリングした純水の清浄度を検査する。検査結果は、検査対象であるフープ１２の識別番号とともに記録し、必要に応じて操作パネル２２に表示させることができる。

ここで、検査対象であるフープ１２は、サンプリングユニット５４による純水のサンプリングに先立ち、フープ回動ユニット４８によって前後左右に充分に回動されることで、蓋３０を含む本体部２６の内面の全ての部分に純水が行き渡っている。従って、フープ１２の内部にあるパーティクルは、確実に純水中に混入されることになる。この結果、検査ユニット５６は、フープ１２の内部の清浄度を正しく検査することができる。

一方、純水をサンプリングしたサンプリングユニット５４は、サンプリング用配管２０２を矢印Ｊ方向（図１２参照）に旋回させ、ピペット２０４をチェック用純水受け部２０８に待避させる。なお、チェック用純水受け部２０８には、純水供給ユニット５２からフープ１２の本体部２６に純水を供給し、この純水をサンプリングユニット５４によりサンプリングして検査ユニット５６に供給することで、検査に使用する純水の状態を定期的にチェックすることができる。

フープ１２から純水がサンプリングされた後、制御部５８は、フープ回動ユニット４８を駆動制御してフープ１２を矢印θ１（図１７参照）の方向に１８０°回転させ、本体部２６に収容されている純水をドレイン槽９６に排水する（ステップＳ１８）。

フープ１２から純水を排水した後、フープ１２を矢印θ２（図１７参照）の方向に１８０°回転させて開口部２８を上位置とし、蓋開閉ユニット５０により蓋３０が本体部２６に装着されて閉蓋される（ステップＳ１９）。蓋開閉ユニット５０をフープ回動ユニット４８の上方に待避させた後、フープ回動ユニット４８により本体部２６が矢印θ１の方向に９０°回転されることで、フランジ部３４が上面部となるように配置された後、フープ回動ユニット４８の固定板１３４が上昇してフランジ部３４から離間する。そして、フープ搬送ロボット４６によりフランジ部３４が把持され、水平面内で１８０°旋回された後、フープ１２がフープ検査装置１０のロードポート２０に搬出される（ステップＳ２０）。

なお、ロードポート２０に搬出されたフープ１２は、ステップＳ１７の検査ステップにおいて、所定の清浄度のレベルを満たしていないと判定された場合、必要に応じて廃棄され、又は、再度、洗浄工程に回される。一方、所定の清浄度のレベルを満たしていると判定されたフープ１２は、半導体ウエハの製造工程に提供される。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更することが可能である。

例えば、フープ検査装置１０の内部には、清浄度の高い状態で動作させる必要のある機器のみを配置すればよく、従って、検査ユニット５６は、フープ検査装置１０の外部に配置することができる。

また、検査対象であるフープ１２の主たる形状寸法は、半導体製造装置材料協会（SEMI：Semiconductor Equipment and Material Institute）で規定されており、この規定の範囲においてフープ１２を位置決め固定できるものであれば、フランジ部３４及び位置決め孔３６ａ〜３６ｃ、３８ａ〜３８ｃ及び４０の寸法や配置を除き、任意の形状とすることができる。

また、フープ回動ユニット４８は、θ１、θ２方向と、θ３、θ４方向とにそれぞれ独立に回動するものとして説明したが、例えば、θ１及びθ３方向に同時に回動させ、また、θ２及びθ４方向に同時に回動させることで、フープ１２の内部に純水を行き渡らせるようにしてもよい。さらに、フープ回動ユニット４８によるフープ１２の回動角度θ１〜θ４は、純水をフープ１２の内部に充分に行き渡らせることができるのであれば、任意の角度に設定することができる。

さらに、フープ１２の清浄度を検査する検査液として、純水を用いるものとして説明したが、フープ１２内の清浄度を検査できるものであれば、純水以外の検査液を用いることもできる。

１０…フープ検査装置
１２…フープ
１４…筐体
１５…ファン
１６…フロントドア
１８…開口部
２０…ロードポート
２２…操作パネル
２４…キーボード
２６、１８４、１９８…本体部
２７ａ、２７ｂ…係合穴
２８…開口部
３０…蓋
３２…テーパ付き凹部
３４…フランジ部
３６ａ〜３６ｃ、３８ａ〜３８ｃ、４０…位置決め孔
４２ａ、４２ｂ…ラッチキー
４３ａ、４３ｂ…ピン孔
４４ａ、４４ｂ…係合爪
４６…フープ搬送ロボット
４８…フープ回動ユニット
５０…蓋開閉ユニット
５２…純水供給ユニット
５４…サンプリングユニット
５６…検査ユニット
５８…制御部
６０ａ〜６０ｃ、１２６ａ〜１２６ｃ、１２８ａ〜１２８ｃ、１８１ａ、１８１ｂ…位置決めピン
６２ａ〜６２ｃ…フープ検知センサ
６４、９４…コラム
６６…ベース
６８…第１アーム
７０…第２アーム
７２…第３アーム
７４…ハンド
７６…ハンド本体
７８、１４４、１７８ａ、１７８ｂ、１８６、２００…ロータリアクチュエータ
８０、１０４、１１０、１１７…回転軸
８２…メインリンク
８４ａ、８４ｂ…第１サブリンク
８６ａ、８６ｂ…第２サブリンク
８８ａ、８８ｂ、１４２、１７０…シャフト
９０ａ、９０ｂ…爪部
９２ａ〜９２ｃ、１１２、１５６、１６４ａ、１６４ｂ…ブラケット
９６…ドレイン槽
９８…ドレインパイプ
１００…開口部
１０２、１１５…モータ
１０６…ベルト
１０８…プーリ
１１４ａ、１１４ｂ…側板
１１６…枠体
１１８ａ、１１８ｂ…側部フレーム
１２０…下部支持フレーム
１２２ａ、１２２ｂ…スライドプレート
１２４ａ、１２４ｂ…上部支持フレーム
１３０…位置決め凸部
１３２…テーパ付き凸部
１３４…固定板
１３６ａ、１３６ｂ、１８２、１９６…ガイドレール
１３８ａ、１３８ｂ…第１リンク
１４０ａ、１４０ｂ…第２リンク
１４６…基板
１４８…昇降シリンダ
１５２…支持板
１５４ａ〜１５４ｄ…ガイドロッド
１５８…開閉シリンダ
１５０、１６０…ロッド
１６２…孔部
１６６…支点軸
１６８…リンク
１７２ａ、１７２ｂ…アーム
１７４…支持プレート
１７６ａ、１７６ｂ…ロック解除ピン
１８０ａ、１８０ｂ…吸盤
１８３ａ、１８３ｂ…支持体
１８８…供給用配管
１８９…供給口
１９２、２０６…配管
１９４…水受け部
２０２…サンプリング用配管
２０４…ピペット
２０８…チェック用純水受け部

Claims (5)

1. 半導体ウエハを収納する収納容器の清浄度を検査する検査装置において、
   前記収納容器を搬送する搬送ロボットと、
   前記搬送ロボットにより搬送された前記収納容器の開口部に装着される蓋を開閉する蓋開閉ユニットと、
   前記開口部より前記収納容器の内部に検査液を供給する検査液供給ユニットと、
   前記搬送ロボットにより搬送された前記収納容器を保持し、前記収納容器を回動させる容器回動ユニットと、
   前記収納容器の内部に供給された前記検査液をサンプリングするサンプリングユニットと、
   サンプリングされた前記検査液の清浄度を検査する検査ユニットと、
   少なくとも、前記搬送ロボット、前記蓋開閉ユニット、前記検査液供給ユニット、前記容器回動ユニット及び前記サンプリングユニットを収容する筐体と、
   を備え、前記容器回動ユニットは、前記検査液が供給されて前記蓋開閉ユニットにより前記蓋が閉められた前記収納容器を回動させ、前記サンプリングユニットは、回動された後の前記収納容器から前記検査液をサンプリングして前記検査ユニットに供給することを特徴とする半導体ウエハ収納容器検査装置。
2. 請求項１記載の半導体ウエハ収納容器検査装置において、
   前記容器回動ユニットは、保持した前記収納容器を直交する２軸の回りにそれぞれ回動可能に構成されることを特徴とする半導体ウエハ収納容器検査装置。
3. 請求項１又は２記載の半導体ウエハ収納容器検査装置において、
   前記収納容器の位置決め孔に係合する第１位置決めピンを有し、前記収納容器が位置決め載置される第１容器載置台を備え、
   前記搬送ロボットは、前記第１容器載置台と前記容器回動ユニットとの間で前記収納容器を搬送することを特徴とする半導体ウエハ収納容器検査装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体ウエハ収納容器検査装置において、
   前記容器回動ユニットは、前記収納容器の位置決め孔に係合する第２位置決めピンを有し、前記収納容器が載置される第２容器載置台と、前記第２容器載置台に対向する位置に配設され、前記収納容器に係合することで前記収納容器を固定する固定板とを備え、
   前記固定板は、前記収納容器に対して近接離間可能に構成されることを特徴とする半導体ウエハ収納容器検査装置。
5. 半導体ウエハを収納する収納容器の清浄度を検査する検査方法において、
   前記収納容器の蓋を開け、内部に検査液を供給するステップと、
   内部に前記検査液が供給された前記収納容器の前記蓋を閉め、前記収納容器を回動させるステップと、
   回動させた後の前記収納容器の内部から前記検査液をサンプリングするステップと、
   サンプリングされた前記検査液の清浄度を検査するステップと、
   を有することを特徴とする半導体ウエハ収納容器の検査方法。

Images