JPH0286144A - 基板処理装置における基板装着姿勢検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体基板やフォトマスク用ガラス基板等の
薄板状基板（以下、基板という）を、スピンナ等の基板
処理装置に装着する際に、装着姿勢の良否を検出する装
置に関する。

〔従来の技術〕

スピンナ等の基板処理装置において、基板が正しい姿勢
で装着されず、傾いたり偏心していたりすると、回転に
際して基板が脱落して飛散する危険があるため、装着直
後に、回転起動に先だって基板装着姿勢の良否を確認す
る必要がある。

この基板装着姿勢の良否を検出する手段は、基板保持手
段として真空吸着式チャックを備える場合には、吸着用
の真空圧が所要レベルであるか否かによって検出するこ
とができるので、比較的容易である。しかし、単に支持
部材に基板を載置するメカニカル・チャックの場合には
、別途に基板姿勢を検出する手段を付設している。

たとえば特開昭５８−２１３５３号公報には、処理装置
に装着した基板に２方向から光ビームを投射して、それ
らの反射光を、光ビームの入射位置に応じて出力状態が
変化するように構成した対応する２組の光電装置で受光
し、それらの光電装置の出力状態に基づいて、基板装着
位置の良否を判定する手段が記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述先願時開公報の手段は、光ビームを投射する光源と
受光する光電装置とを、それぞれ２組必要とし、また、
各光電装置は、光ビームの入射位置に応じて出力状態を
変化させるために、それぞれ２個の受光素子を隣接させ
た装置であり、基板装着姿勢が正しい場合には、基板面
からの反射光ビームが２個の受光素子に均等に投射され
るような位置に設置するようにしている。

したがって、構成が複雑で、多数の部品を必要とする上
に、各受光素子の出力信号を処理するための回路も複雑
化するため、コスト高となる問題がある。

また、基板が正しい姿勢で装着されていても、基板の厚
さによって基板の上面の高さが変化するために、受光素
子の設置位置を基板の規格に応じて微妙に調節しなけれ
ばならないという、煩雑さが存在する。

本発明は、光源及び簡易な構成の光電装置を、それぞれ
］１個ずつ使用して、錫板装着姿勢の良否を的確に検出
する装置を実現するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上部を小径とした段差部を設けた複数本の支
持部材を、所要位置に配置して立設し、各支持部材の段
差部に被処理基板の縁部を載置して回転する基板処理装
置において、被処理等基板の縁部が、前記各支持部材の
段差部に均等に載置される正常な装着姿勢の場合には、
基板によって遮蔽され、一方、基板装着姿勢が正常でな
い場合には、１回転周期中の少なくとも１か所で、基板
により遮蔽されない光路に沿って、光ビームを投射する
光源と、該光ビームを受光する受光手段とを対設して配
置した装置である。

〔作　用〕

被処理基板の装着姿勢が正常であれば、光ビームの光路
は、１回転周期の全体にわたって基板によって遮蔽され
るため、受光手段に光ビームが入射せず、一方、装着姿
勢が正常でない場合には、１回転周期中に少なくとも１
か所で受光手段から信号が出力し、装着姿勢の不良を検
出できる。

〔第１実施例〕 第１図は本発明の第１実施例装置を示す斜視図、第２図
は同装置の要部を示す側断面図である。

モーター（１）により回転する垂直な主軸（２）の上端
のボス（３）から、放射状に突出する複数本（本実施例
では５本）のスポーク（４）によりリング（５）を支持
して、矢印（Ｒ）方向に回転させる。

リング（５）には、複数個（本実施例では５個）の支持
部材（６）を立設する。各支持部材（６）は、中段に段
差部を形成して、その上部を小径の当りピン（７）とし
てあり、被処理基板（Ｗ）が正常な姿勢で装着された場
合には、各支持部材（６）の段差部に基板（Ｗ）の綾部
がほぼ均等に載置されるように、各支持部材（６）を配
置しである。

一方、上記回転処理装置の両側に、光ビーム（Ｌ）を射
出する光源（８）と、その光ビーム（Ｌ）を受光する受
光器（９）とを対設する。光ビーム（Ｌ）の光路は、被
処理基板（Ｗ）が、正常な姿勢で複数個の支持部材（６
）に装着された場合には基板面で遮蔽されるが、装着姿
勢が正常でない場合には。

１回転周期中の少なくとも１か所で、受光器（９）に光
ビーム（Ｌ）が到達する位置に設定しである。

なお、この光路の具体的な説明は、第２図により後述す
る。

リング（５）の下方の主軸（２）に、回転基準位置検出
装置が付設しである。これは、周縁の一部に切欠き（ｔ
Ｏａ　）を形成した円板（１０）を主軸（２）に固着し
、切欠き（ｌｏａ）の位置を通る光路に沿って光源（１
１）と受光器（１２）を対設したもので、モーター（１
）により装置が回転する際に、１回転ごとに特定の角度
位置で受光器（１２）から信号を出力させるように構成
しである。

光源（８）と受光器（９）とは、第２図示の光路（Ｌ−
１）に沿った（８−１）と（９−１）の位置、あるいは
光路（Ｌ−ｎ）に沿った（８−ＩＩ）と（９−［）の位
置に配置される。

光路（Ｌ−１）は、図示のように、支持部材（６）の段
差部よりも低い高さでリング（５）の領域に入射し、出
射側では支持部材（６）の上端の当りピン（７）の範囲
の高さを通過するように、光源（８−！　）と受光器（
９−１）の位置を設定しである。

この場合、被処理基板が実線＜Ａ）で示す正常な姿勢で
各支持部材（６）の段差部に支持されていれば、光路（
Ｌ−１）が基板によって遮蔽され、かつ、装置が回転し
ても基板の装着姿勢が変化しないために、どの位置にお
いても受光器（９−＋）は受光せず、信号は出力しない
。

しかし、１点鎖線（Ｂ）で示すように、基板の縁部が１
つの支持部材（６）の小径部（７）の上端に乗り上げた
状態で載置された場合には、その乗り上げた綾部が受光
器（９−１）に向く位置では、光路（Ｌ−１）が基板に
よっては遮蔽されないため、受光器（９−１）に光ビー
ムが入射し、信号が出力する。

この信号出力により、基板の装着姿勢が正常でないこと
を検知できる。

しかし、基板の載置位置がさらに大きくずれて、２点鎖
線（Ｃ）で示すように、片側が支持部材（６）の上端に
乗り上げ、他側がリング（５）の上に落ちこんでいる場
合には、光路（Ｌ−１）が終始遮蔽されるため、検出す
ることができない。このような場合には、光源を（９−
［）として示すリング（５）より低位に設置することに
より、検出することができる。

第３図は、２個の受光器（９）及び（１１）の出力信号
を示すタイミングチャートで、最上段の「Ｒ」は受光器
（１１）から１回転ごとに出力する１回転パルスを示す
。

中段に「■」として示す３つのグラフは、受光器（９−
１）の出力を示し、符号（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、第２図
に示す基板の３種の姿勢に対応する。

下段にｒｌｌＪとして示す３つのグラフは、受光器（９
−ロ）の出力を示し、（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の符号はｒｌ
Ｊと同様である。

ｒｌＡＪのグラフは、基板が正常な姿勢で装着されてい
る場合で、上述のように、光路（Ｌ−１）が終始基板に
より遮蔽されるため、出力信号は１回転周期中を通じて
、「Ｌ」レベルに保持される。

ｒｌＢＪのグラフは、基板の縁部が支持部材（６）の上
端に乗り上げた（Ｂ）の場合で、１回転周期中に、その
乗り上げた部分が受光器（９−１）に向く位置で、出力
信号がｒ　ＨＪレベルとなり、装着姿勢が正常でないこ
とを報知する。

この図で縦軸方向の点線は、支持部材（６）の小径部（
７）が光路（Ｌ−１）をよぎる時期を示すものであり、
その位置では信号がｒｌＪレベルとなる。なお、光ビー
ムの入射側でも、支持部材（６）によって光ビームが遮
蔽されて、「Ｌ」レベルとなるが、煩雑さを避けるため
、図示を省略しである。

ｒＩｃＪのグラフは、基板の縁部が支持部材（６）の上
端に乗り上げ、かつ、他側がリング（５）の上面に落ち
こんだ（Ｃ）の場合で、このときは、１回転周期中を通
じて、光路（Ｌ−１）が遮蔽されるため、出力信号が常
に「Ｌ」レベルとなって、検出不能であることを示す。

この不都合は、前述のように光源（８）と受光器（９）
とを光路（Ｌ−［）に沿って配置することにより、解決
することができる。

「■」に示す３つのグラフにおいて、基板が正常な姿勢
で装着されている（Ａ、）の場合は、出力信号が１回転
周期中、終始ｒＬ」レベルに保持されるが、正常でない
（Ｂ）あるいは（Ｃ）の場合には、支持部材（６）に乗
り上げた基板の縁部が、受光器（９−０）に向く位置で
、ともに「Ｉ（」レベルとなって、基板の装着姿勢が不
良であることを報知する。

なお、この場合は、光ビームが支持部材（６）の他に、
リング（５）を支承するスポーク（４）によっても遮蔽
されるため、縦軸方向に鎖線で示すスポーク（４）の位
置でも、出力信号がｒＪレベルとなる。

上述のように、第１実施例装置は、被処理基板（Ｗ）を
各支持部材（６）に装着した姿勢が正常でない場合には
、１回転周期中の少なくとも１か所において、受光器（
９）の出力がｒ　ＨＪレベルとなるため、基板の装着姿
勢の良否を確実かつ容易に検出することができる。

〔第２実施例〕 第４図は本発明の第２実施例装置を示す斜視図、第５図
は同装置の要部側断面図である。

この第２実施例装置は、上述第１実施例装置と同様に、
被処理基板の装着姿勢の良否を検出する機能に併せて、
円板状基板の周縁の一部を直線状に切り落した、いわゆ
るオリエンテーション・フラットの向きを検出する機能
を備えるものである。

この装置は、第１実施例装置に準じて主軸（２）の上端
のボス（３）から、放射状に突出する複数本のスポーク
（４）により、リング（５）を支承して回転させ、リン
グ（５）に立設した複数個の支持部材（６）の段差部に
被処理基板（Ｗ）を載置して、装着する。

被処理基板（Ｗ）は、その周縁の一部にオリエンテーシ
ョン・フラット（Ｆ）が形成してあり、このオリエンテ
ーション・フラット（Ｆ）を、装置に対して特定の角度
方向に向けて、装着する必要があるものとする。

オリエンテーション・フラット（Ｆ）°の同室を検出す
るために、リング（５）の下方に光源（１３）を、上方
に受光器（１４）を対設する。光源（１３）が射出する
光ビームの光路（し」）は、被処理基板（Ｗ）の周縁部
で、オリエンテーション・フラット（Ｆ）の部分では遮
蔽されない位置を通り、かつ、支持部材（６）の上端の
当りピン（７）の高さの範囲を通るように、光源（１３
）と受光器（１４）の位置を設定する。

また、主軸（２）に付設した回転基準位置検出装置の円
板（１０）には、２か所に切欠き（１０ａ　）及び（１
０ｂ）を設けである。２個の切欠き（１０ａ　）（１０
ｂ　）の角度位置は、基板の装着に際して、所望の方向
に向いた状態のオリエンテーション・フラット（Ｆ）が
占めるべき角度範囲の両端部に対応する位置か、もしく
はそれよりやや外側の位置に設定する。

第６図は、第２実施例装置における２個の受光器の出力
信号を示すタイミングチャートである。

最上段の「Ｒ」のグラフは、受光器（１１）の出力を示
し、１回転周期中に、円板（ｌＯ）に設けた切欠き（１
０ａ　）及び（１０ｂ）に対応する位置（ａ）及び（ｂ
）で、「１〜■」レベルのパルス信号を出力する。

「Ａ」のグラフは、基板（Ｗ）が各支持部材（６）に正
常な姿勢で載置され、かつ、オリエンテーション・フラ
ット（Ｆ）が所要の方向を向いて装着された場合に、受
光器（１４）が出力する信号を示す。この場合は、オリ
エンテーション・フラット（Ｆ）の部分では光路（Ｌ−
１）が遮蔽されないために出力信号がｒ　ＨＪレベルと
なり、かつ、その「Ｈ」レベルの範囲が、２個のパルス
信号（ａ）と（ｂ）との間に含まれる。

「Ａ′」のグラフは、オリエンテーション・フラット（
Ｆ）の向きが所定方向から外れている場合で、受光器（
１４）によるオリエンテーション・フラット（Ｆ）の検
出信号が「Ｈ」レベルとなる範囲が、２個のパルス信号
（ａ）と（ｂ）との間からずれるため、オリエンテーシ
ョン・フラット（Ｆ）の向きが不適正であることを検出
できる。

また、ｒＢＪのグラフは、第５図に１点鎖線で示すよう
に、基板の縁部が支持部材（６）の上端に乗り上げたり
、他側がリング（５）の上に落ちこんだりした場合の、
受光器（１４）の出力信号の１例を示す。このときは、
オリエンテーション・フラットＣＦ）による場合よりも
、より広範囲にわたってｒＨ」レベルの信号が出力する
。

すなわち、第２実施例装置では、受光器（１４）の出力
が、受光器（１１）による２個のパルス（ａ）（ｂ）の
間に含まれる間のみ、ｒ　ＥＩ　Ｊレベルとなることに
よって、被処理基板（Ｗ）が正常な姿勢で、かつ、オリ
エンテーション・フラット（Ｆ）が所要の方向を向いて
、装着されたことを検出することができる。

一方、基板（Ｗ）が支持部材（６）に乗り上げたり、あ
るいはオリエンテーション・フラット（Ｆ）の向きが狂
っている場合には、受光器（１４）の出力がｒ　ＨＪレ
ベルとなる範囲が、２個のパルス（ａ　）（ｂ　）の範
囲からはみだすために、２組の受光器（１１）と（１４
）の出力信号を対比して処理することにより、基板（Ｗ
）の装着姿勢の良否を、確実かつ容易に検出することが
できる。

なお、円板（１０）に切欠きを１か所だけに設けてもよ
く、その場合は、１個の切欠きによるパルスの幅が、オ
リエンテーション・フラットの位置を示す信号となるよ
うに、切欠きの幅を対応させればよい。

〔その他の実施例〕

上述第１、第２両実施例は、被処理基板が円板状のもの
（たとえば半導体製造用シリコンウェハ等）を対象とし
た事例であるが１本発明は円板状の基板のみならず、長
方形のもの（たとえばガラスマスクや、プリント基板等
）であっても適用することができる。

第７図は、その１実施例を示す斜視図で、主軸（２）の
上端に、上述各実施例におけるリング（５）に代えて、
十字形状をなす回転腕（１５）を装着し、その各腕の先
端部に、上部が小径部（１７）に形成した支持部材（１
６）を立設したものである。

長方形の被処理基板（Ｐ）は、前記各実施例と同様に各
支持部材（１６）の段差部に載置して装着し、光源（１
８）及び受光器（１９）を、それぞれ前記第１実施例の
光源（８−１）及び受光器（９−１）に準じて配設する
。この場合、光ビームの光路（Ｌ−１？）が、被処理基
板（Ｐ）の領域中、長辺側の両縁に内接し、短辺の長さ
を直径とする円形領域（Ｓ）の範囲を通り、かつ、支持
部材（１６）の上端の当りピン（１７）の高さの範囲を
通るように、光源（１８）と受光器（１９）の位置を設
定することにより、前述第１実施例装置と同様に、被処
理基板（Ｐ）の装着姿勢の良否を検出することができる
。

〔発明の効果〕

（１）メカニカル・チャックにおける被処理基板の装着
姿勢の良否を、確実かつ容易に検出することができる。

（２）受光器に対して光ビームが入射することのの有無
によって検出するようにしており、従来装置のような受
光器に入射する光ビームの位置変化による検出ではない
ため、構成が簡易化され、製造及び保守が容易で、低コ
ストで実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例装置を示す斜視図、第２図
は同装置の要部側断面図、第３図は同装置における受光
器の出力を示すグラフ、第４図は第２実施例装置を示す
斜視図、第５図は同装置の要部側断面図、第６図は同装
置における受光器の出力を示すグラフ、第７図はその他
の実施例装置を示す斜視図である。 （１）・・・・モーター、　　（２）・・・・主軸、（
３）・・・・ボス、　　　　　（４）・・・・フォーク
、（５）・・・・リング、　　　（６）・・・・支持部
材、（７）・・・・小径部、　　　（８）・・・・光源
、（９）・・・・受光器、　　　（１０）・・・・円板
、（１０ａ）（１０ｂ）”切欠き、（１１）・・・・光
源、（１２）・・・・受光器、　　　（１３）・・・・
光源、（１４）・・・・受光器、 （１５）・・・・十字形状回転腕、（１６）・・・・支
持部材、（１７）・・・・小径部、　　　（１８）・・
・・光源、（１９）・・・・受光器、 （Ｗ）（Ｐ）・・・・被処理基板。 ￥ｉ／ｒ２ 稟 ｚ 輩 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 上部を小径とした段差部を設けた複数本の支持部材を所
   要の位置に配置して立設し、各支持部材の段差部に被処
   理基板の縁部を載置して回転する基板処理装置において
   、 被処理基板の縁部が前記複数個の支持部材の段差部に均
   等に載置される正常な装着姿勢の場合には、基板によっ
   て遮蔽され、一方、基板装着姿勢が正常でない場合には
   、１回転周期中の少なくとも１か所で、基板により遮光
   されない位置を通る光路に沿って、光ビームを投射する
   光源と、該光ビームを受光して信号を出力する受光手段
   とを、対設して配置した基板処理装置における基板装着
   姿勢検出装置。