(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハキャリアに並べて収納されたウエハに該ウェハの外周面を横切るように検出光を投光する投光手段と、
前記ウェハを間にして前記投光手段に対向する位置にて該投光手段によって投光された検出光を検出する受光手段と、
前記投光手段及び前記受光手段をウエハキャリアに対して前記ウェハの並び方向に相対的に移動させ、且つその検出位置情報を出力する移動手段と、
前記受光手段によって得られた受光量の変化と前記検出位置情報に基づき、前記ウエハの収納状態を判断する判断手段とを有するウエハ検出装置であって、
前記判断手段は、一定の受光量基準値と当該基準値を超えた受光量の前記検出位置に従って変化する受光量曲線とで形成される受光量変化領域の面積に基づきウエハ収納異常を判断することを特徴とするウエハ検出装置。
【請求項２】
ウエハキャリアに並べて収納されたウエハに該ウェハの外周面を横切るように検出光を投光する投光手段と、
前記ウェハを間にして前記投光手段に対向する位置にて該投光手段によって投光された検出光を検出する受光手段と、
前記投光手段及び前記受光手段をウエハキャリアに対して前記ウェハの並び方向に相対的に移動させ、且つその検出位置情報を出力する移動手段と、
前記受光手段によって得られた受光量の変化と前記検出位置情報に基づき、前記ウエハの収納状態を判断する判断手段とを有するウエハ検出装置であって、
前記判断手段は、前記検出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点との間で規定される受光量変化領域の幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値に基づきウエハ収納異常を判断することを特徴とするウエハ検出装置。
【請求項３】
ウエハキャリアに並べて収納されたウエハに該ウェハの外周面を横切るように検出光を投光する投光手段と、
前記ウェハを間にして前記投光手段に対向する位置にて該投光手段によって投光された検出光を検出する受光手段と、
前記投光手段及び前記受光手段をウエハキャリアに対して前記ウェハの並び方向に相対的に移動させ、且つその検出位置情報を出力する移動手段と、
前記受光手段によって得られた受光量の変化と前記検出位置情報に基づき、前記ウエハの収納状態を判断する判断手段とを有するウエハ検出装置であって、
前記判断手段は、前記検出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点とを含み、微分値がゼロからマイナスに変化する点と微分値がゼロからプラスに変化する点との間で規定される受光量変化領域の幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値に基づきウエハ収納異常を判断することを特徴とするウエハ検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエハキャリアに収納されたウエハの有無及びその収納状態を検出するウエハ検出装置に関し、特にウエハの２枚重ねやそりを検出するのに適したウエハ検出装置に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
シリコンウエハの製造においては、洗浄、熱処理、ＣＶＤ、フォトレジスト等の多種類の工程を経なければならず、これらの工程間でウエハを容器に入れて搬送する必要がある。そして、シリコンウエハやガラスウエハを多数収納するに当たって、ウエハキャリアという収納容器が一般的に使用されている。このウエハキャリアは、筐体内壁に複数の段部（ラック）が形成され、この段部の夫々にウエハを挿入してウエハを所定間隔隔てて対向した状態で多数積層収納するものである。そして、ウエハキャリア内に収納されたウエハの枚数又は収納位置を検出する手段としては、くし形マッピングセンサを利用した検出手段や、透過形光電スイッチを移動させながら検出する検出手段が用いられている。
【０００３】
くし形マッピングセンサとは、複数の反射型光電センサをくし歯状に配列したものであり、これを利用した検出手段は、くし歯状に配列されたセンサを所定間隔で対向して収納されたウエハの間隙に挿入し、センサ投光素子から投光した検出光がウエハによって反射されたか否かを受光素子で検知してウエハの有無を判断するものである。
【０００４】
一方、透過形光電スイッチを移動させながらウエハの有無を検出する検出手段は、例えば、特開平６−８５０４２号公報に開示されているように、透過形光電スイッチをウエハキャリアの両端に対向配置させ、このセンサをウエハキャリアに対して相対的に上下動させ、光電スイッチの受光量が一定の閾値を超えたか否かにより、ウエハキャリア内のウエハの有無を検出している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
くし形マッピングセンサを利用したウエハの有無検出では、図１５に示すように、センサのくし部をウエハ同士の間隙に挿入するだけでウエハの収納枚数や収納場所を一度に検出できるが、ウエハをウエハキャリア内に完全に密封収納した状態では、検出時にセンサとウエハキャリアが干渉してしまい、この検出作業を行うことができない。即ち、くし形マッピングセンサを用いては、ウエハキャリアの外部からウエハの有無を検出することはできず、キャリアの蓋を開けるなど、必ずウエハキャリアの一部を開放してその開放部からウエハ同士の間隙にくし形センサを挿入する必要がある。
【０００６】
このような検出方法ではウエハの密封状態を確保できず、ウエハの製造工程において清浄度（クリーン度）を高レベルで維持できないことになり、ウエハの歩留まりに悪影響を及ぼす。
又、ウエハ周縁部からの反射光によりウエハの有無を検出しているので、ウエハがキャリア内に２枚重ねの状態で収納されていても、単にウエハが存在することのみを検出し、ウエハが２枚重ねの状態で収納されていることを検出できない。更に、ウエハがキャリア内に斜めに収納された状態にあっても、単にウエハが存在することだけを検出し、ウエハの斜め収納状態を検出することもできない。同様に、ウエハにそりが生じていても、単にウエハが存在することだけを検出し、ウエハが反っていることを検出することはできない。
【０００７】
更に、ウエハが斜め挿入された状態で収納されていると、検出時にマッピングセンサのくし部がウエハの周縁部に接触してウエハを傷付けたり、破損したりすることがある。
更に又、マッピングセンサ自体の構造は非常に複雑であり価格が高く、マッピングセンサに複数配設した光電素子の何れかが検出不能になっただけで、ウエハの有無を適正に検出できなくなるので、高価なセンサをその都度交換しなければならないという欠点を有する。
【０００８】
透過形光電スイッチを移動させながら検出する検出手段は、ウエハキャリアの外部からウエハに向かって検出光を投光し、これをキャリア外部の受光部で受光することができるので、ウエハの有無検出時にウエハキャリアを開放する必要がない。即ち、ウエハをウエハキャリアに密封した状態のままウエハの有無を検出できるので、ウエハの清浄度を維持することができる。しかし、この検出手段は、単に光電センサの受光量が一定の閾値を超えた場合にのみウエハ有りと判断しているだけなので、ウエハキャリアの外部から検出する場合、キャリア表面に付いたキズやパーディングラインをウエハとして誤って検出してしまうことがある。
【０００９】
同様に、受光量が一定の閾値を超えたか否かにより判断するのでは、ウエハが斜め挿入で収納されていたり、２枚重ね状態で収納されていたりしても、単にウエハ有りと判断するだけで、このような収納状態の異常を判断することはできない。又、ウエハ自体にそりがあっても、単にウエハ有りと判断するだけで、収納されたウエハが反っているという状態まで判断できない。
【００１０】
一方、ウエハが積層状に収納された状態のウエハキャリアを両側から挟むような位置に透過型光電スイッチの投光部と受光部を設置することで、投光部から照射された光がウエハキャリアを透過して受光部に到達するようにし、投光部と受光部とを共に移動させて、ウエハが存在して受光量が落ち込んだところの谷底の平らな部分の幅、即ち、受光量の微分値がマイナスからゼロに変化した点より始まる微分値＝ゼロの範囲を検出し、この平らな部分の幅及びこの幅の存在位置に基づいてウエハ収納の有無や、ウエハ２枚重ねやウエハそり等のウエハ収納異常を判断することも考えられる。
【００１１】
しかし、ウエハ層の厚さが、受光量が落ち込んだところの平らな部分の幅に反映されると限らない。即ち、ウエハが２枚重ねになった場合、谷底の平らな部分の幅、即ち、微分値＝ゼロの範囲がウエハ１枚の場合の２倍になるとは限らない。
これは、第１の理由としては、受光部に入光する光は、実際には直接入射光と間接入射光（検出対照のウエハ又は隣接するウエハに反射して受光部に到達する光）との総和であるが、検出対象のウエハのそり又は自重による撓み、隣接するウエハが存在するか否か等の諸条件の相違によって、受光部への間接入射光の到達のしかたが一定しないことが挙げられる。
【００１２】
更に、第２の理由としては、ウエハ２枚重ねの場合は、ウエハ１枚の場合よりも自重による撓みが小さいことも挙げられる。
以上の理由により、上述の受光量の微分値ががゼロの範囲によってウエハの収納状態を判断する方法では、ウエハ収納の有無については正確に判断できると思われるが、ウエハに許容範囲内のそりがある場合、ウエハが１枚だけ収納されていてもウエハ２枚重ねと判断したり、逆にウエハ２枚重ねであるにも係わらずウエハ１枚と判断してしまう恐れがある。
【００１３】
本発明の目的は、ウエハキャリアにウエハが収納されているか否かだけを判断するだけでなく、キャリア内のウエハ２枚重ねやウエハそり等の、ウエハの収納異常の有無をも的確に判断できるウエハ検出装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成すべく、本発明に係るウエハ検出装置は、ウエハキャリアに並べて収納されたウエハに該ウェハの外周面を横切るように検出光を投光する投光手段と、前記ウェハを間にして前記投光手段に対向する位置にて該投光手段によって投光された検出光を検出する受光手段と、前記投光手段及び受光手段をウエハキャリアに対して前記ウェハの並び方向に相対的に移動させ、且つその検出位置情報を出力する移動手段と、受光手段によって得られた受光量の変化と検出位置情報に基づき、ウエハの収納状態を判断する判断手段とを有するウエハ検出装置であって、判断手段が、一定の受光量基準値と当該基準値を超えた受光量の前記検出位置に従って変化する受光量曲線とで形成される受光量変化領域の面積に基づきウエハ収納異常を判断することを特徴としている。
【００１５】
ウエハを一定の受光量基準値と当該基準値を超えた受光量曲線とで形成される受光量変化領域の面積が、ウエハ収納枚数やウエハそりの有無により顕著に変化するので、この面積に基づいて、ウエハの有無のみならずウエハ２枚重ねやウエハそり等のウエハ収納異常をも確実に判断することができる。
又、本発明の請求項２に係るウエハ検出装置は、ウエハキャリアに収納されたウエハに検出光を投光する投光手段と、投光手段によって投光された検出光を検出する受光手段と、ウエハの外周面を横切るように投光手段及び受光手段をウエハキャリアに対して相対的に移動させ、且つその検出位置情報を出力する移動手段と、受光手段によって得られた受光量の変化と前記検出位置情報に基づき、前記ウエハの収納状態を判断する判断手段とを有するウエハ検出装置であって、判断手段が、検出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点との間で規定される受光量変化領域の当該幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値に基づきウエハ収納異常の有無を判断することを特徴としている。
【００１６】
ウエハを検出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点との間の幅によって規定される受光量変化領域の当該幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値が、ウエハ収納枚数やウエハそりの有無により顕著に変化するので、当該幅及び受光量ピーク値に基づき、ウエハ存在の有無のみならずウエハ２枚重ねやウエハそり等のウエハ収納異常の有無をも確実に判断することができる。
【００１７】
更に又、本発明の請求項３に係るウエハ検出装置は、ウエハキャリアに収納されたウエハに検出光を投光する投光手段と、投光手段によって投光された検出光を検出する受光手段と、ウエハの外周面を横切るように投光手段及び受光手段をウエハキャリアに対して相対的に移動させ、且つその検出位置情報を出力する移動手段と、受光手段によって得られた受光量の変化と検出位置情報に基づき、ウエハの収納状態を判断する判断手段とを有するウエハ検出装置であって、判断手段が、検出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点とを含み、微分値がゼロからマイナスに変化する点と微分値がゼロからプラスに変化する点との間で規定される受光量変化領域の当該幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値に基づきウエハ収納異常を判断することを特徴としている。
【００１８】
ウエハを検出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点とを含み、微分値がゼロからマイナスに変化する点と微分値がゼロからプラスに変化する点との間で規定される受光量変化領域の当該幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値が、ウエハ収納枚数やウエハそりの有無により顕著に変化するので、当該幅及び受光量ピーク値に基づき、ウエハ存在の有無のみならずウエハ２枚重ねやウエハそり等のウエハ収納異常の有無をも確実に判断することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面及びフローチャートを参照して、本発明に係るウエハ検出装置について説明する。
本発明に係るウエハ検出装置１０の１つの実施の形態は、図１に示すように、ウエハ１に対して検出光を投受光する光電センサ１１と、この光電センサ１１をウエハキャリア３０に沿って移動させる移動手段１２と、この移動手段１２によって移動した光電センサ１１の各位置毎の受光状態から、キャリア内のウエハ１の収納状態を判断するセンサコントローラ２０等とから構成されている。
【００２０】
光電センサ１１は、透過光検出タイプのものであり、投光部（投光手段）１１ａ、受光部（受光手段）１１ｂ、センサ本体１１ｃ、及びこれらに接続され、光又は電気を伝える接続手段１１ｆ等とから構成されている。投光部１１ａと受光部１１ｂはウエハキャリア３０の両側に対向配置されている。
ウエハキャリア３０の対向する内壁にはウエハ収納用の段部が所定間隔で形成されており、例えば、３００mmのウエハ１が複数枚（例えば、１３枚又は２５枚）、夫々段部に係合して所定間隔隔てて積層収納されている。ウエハキャリア３０は検出光を透過する材質でできており、投光部１１ａによって投光された検出光がウエハ１を透過して受光部１１ｂで受光される場合は、受光量が減少し、投光部１１ａによって投光された検出光がウエハ１で遮られずに直接受光部１１ｂで受光される場合は、受光量が減少しないようになっている。その一方、ウエハキャリア３０にキズやパーティングラインがある場合、この部分を検出光が透過すると、検出光の一部が散乱して受光量が若干減少する。
【００２１】
投光部１１ａと受光部１１ｂは、センサスライドブロック１２ａを介してボールネジ１２ｂに軸方向に移動可能に取り付けられ、ボールネジ１２ｂの端部に設けられたパルスモータ１２ｍによってウエハキャリア３０の側部に沿って（図中、上下方向に）移動するようになっている。尚、ウエハキャリア３０は図示しない保持手段によって定位置に保持できるようになっている。又、パルスモータ１２ｍには、パルス発生器２４から駆動パルスが送られると共に、受光部１１ｂの検出位置情報を逐次、後述するＣＰＵ２１ｃに送るようになっている。
【００２２】
光電センサ本体１１ｃは、センサコントローラ２０に電気的に接続されており、パルスモータ１２ｍは、モータ駆動用ドライバ１２ｄを介してセンサコントローラ２０に電気的に接続されている。又、センサコントローラ２０は、装置コントローラ４０とも電気的に接続されている。更に、モータ駆動用ドライバ１２ｄと装置コントローラ４０とは、電気的に接続されている。
【００２３】
センサコントローラ２０は、ＣＰＵ２１ｃとメモリ２１ｍとから構成されてウエハ１の有無及び収納状態を判断する判断手段２１と、判断手段２１とセンサ本体１１ｃとの間に介在するＡ／Ｄコンバータ２２と、装置コントローラ４０と判断手段２１との間に介在するＳ／Ｐ変換器２３と、モータ駆動用ドライバ１２ｄと判断手段２１との間に介在するパルス発生器２４等とから構成される。
【００２４】
次に、以上のように構成されたウエハ検出装置１０を用いたウエハの有無及び収納状態の検出について、図２から図５に示すフローチャートに基づき説明する。
ウエハの有無及び収納状態を検出するに当たり、まず最初にパルスモータ１２ｍを駆動し、光電センサ１１の投光部１１ａと受光部１１ｂをウエハキャリア３０に沿って移動させるとともに、移動中にセンサ１１が投受光を行い、各移動位置における受光量を検出する（ステップ１０）。そして、検出されたアナログ光電出力をＡ/Ｄコンバータ２２によってＡ/Ｄ変換してその受光量データを各検出位置データ毎に判断手段２１に取り込む。続いて、この各位置毎の受光量データをノイズ除去するために平滑化処理を行う（ステップ１１）。このノイズ除去の方法としては、ＣＰＵ２１ｃの内部でＳ／Ｗ（ソフトウェア）フィルタをかけて平滑化処理を行うが、光電センサ本体１１ｃの内部でＨ／Ｗ（ハードウェア）フィルタをかけても良い。この平滑化処理によって、図８の一点鎖線で示すように、各検出位置毎の受光量の検出データが得られる。
【００２５】
次に、受光量の自動補正を行う（ステップ１２）。この補正は、ウエハキャリアの種類及び経時変化に起因するウエハキャリアの検出光透過状態の変化を吸収するために行う。具体的には、事前に選定した基準ウエハキャリアの、検出光がウエハを透過しない所定の位置（これを、以下「原点」とする。）の受光量を予め測定しておき、これを受光量基準値としてメモリ２１ｍに記憶しておく。そして、ウエハの有無及び収納状態を検出すべきウエハキャリア３０の原点における受光量と上述の基準となる受光量を比較し、この偏差を補正量とする。図８において、この補正量はｘに相当する。そして、ステップ１１で得られた各検出位置毎の受光量をこの補正量を用いて修正演算する。尚、この受光量補正は、単純なシフト（加減算）だけで行っても良く、キャリアの透過率自体が基準キャリアと異なる場合は、比例計算として乗算も検討しても良い。又、受光量基準値の測定を１回だけ行い、その後の各キャリアのウエハ検出にこの測定値を用いるようにしても良く、若しくは、各キャリア毎に夫々、受光量基準値を測定してこの測定値を夫々のキャリアのウエハ検出に用いるようにしても良い。この修正動作によって、図８の実線で示す補正後の受光量データが得られる。
【００２６】
このように光電センサ１１の位置データ毎の受光量データに対し、ノイズ除去及び受光量補正を行った受光量データの一例を図９に示す。この受光量データに基づき、以下の手順でウエハの有無及び収納状態の判別を行う。
図９に示す受光量データの曲線の傾きをＣＰＵ２１ｃによって計算し、受光量変化の微分値が零となる範囲をピーク近傍として求める（ステップ１３）。尚、微分値がほぼ零となる微少な範囲もピーク近傍に含めても良い。
【００２７】
ここで、受光量変化の微分値が零となる範囲とは、本実施形態の場合、即ち、投受光手段が透過検出型センサの場合、図９に示す受光量変化を表す図の谷底の部分をいい、投受光手段が、本実施形態と異なり反射検出型センサの場合、受光量変化を表す図の頂上部となる。従って、受光量の１次微分が零となる範囲であって、２次微分が零となる範囲ではない。
【００２８】
又、上述の微分値を計算するに当たって、ノイズ除去のための平滑化処理を同時に行っても良い。
上述の微分計算によって、図９においては３つのピーク近傍が求まることが分かる。ここで検出されたピーク近傍には、ウエハ近傍のピーク近傍とパーディングラインを含むキズ等のピーク近傍も含まれる。そして、ウエハの有無判別に当たっては、ステップ１３で算出したピーク近傍の中からパーディングラインを含むウエハキャリアのキズ等に起因するピーク近傍を除外する必要がある。これらの除外すべきピーク近傍は、本来ウエハを収納すべき近傍にある場合と近傍外にある場合とが想定され、以下に示す手順でこれらの双方とも除外する。
【００２９】
まず最初にウエハ収納部近傍外にピーク近傍があるか否かを判断する（ステップ１４）。尚、光電センサ１１の受光部は、パルスモータ１２ｍによってボールねじ１２ｂに沿って所定の速度で移動しながら検出光を受光しており、光電センサ１１の位置情報はパルス発生器２４がＣＰＵ２１ｃに逐次送っているので、図９に示すように、センサ１１の検出位置がウエハ収納部近傍の範囲であるかウエハ収納部近傍の範囲外であるかを容易に判断することができる。
【００３０】
ウエハ収納部近傍外にピーク近傍がある場合は、このピーク近傍における受光量が所定の閾値を超えているか否かを判断する（ステップ３０）。尚、この所定の閾値は、ウエハキャリア３０の種類、ウエハ等についての実験結果から予め規定された値であり、透過型光電センサ１１の場合、最大のキズと想定されるパーディングラインの受光量より若干下回った値となる。
【００３１】
ピーク近傍における受光量が所定の閾値を超えている場合、即ち、図９に示す受光量が閾値を下回っている場合は、本来ウエハが収納されるべきでない位置に検出光を遮る何らかの障害物があると判断し、このような状態が最も起こりやすいウエハ斜め挿入等の収納異常がこの部分に最も近いウエハ収納部で生じていると判断する（ステップ３１）。
【００３２】
一方、ピーク近傍の受光量が所定の閾値を超えていない場合、即ち、図９に示す閾値を下回っていない場合は、ウエハやその他の障害物による遮光でなく、単に、ウエハキャリア３０のキズやパーディングラインによって検出光の一部が散乱して受光量が低下したに過ぎないと判断し、ウエハの収納状態には異常がないとしてこれを無視する（ステップ３２）。尚、図９において、所定の閾値は、最大のキズと想定されるパーディングラインの受光量より若干下に設けてある。
【００３３】
ウエハ収納部近傍外に存在する全てのピーク近傍について上述のステップ３０〜ステップ３２を行ったか否かを判断し（ステップ３３）、行われていない場合はこれを繰り返す。
続いて、ウエハ収納部近傍内にピーク近傍が有るか否かを判断し（ステップ１５）、ピーク近傍が無い場合は、ウエハキャリアのウエハ収納部にウエハ未収納と判断して（ステップ１６）、ウエハ有無の検出を終了する（ステップ１７）。
【００３４】
ピーク近傍がウエハ収納部近傍内に有る場合は、このピーク近傍における受光量が所定の閾値を超えているか否かを判断し（ステップ２０）、超えていない場合は、ウエハによる検出光の遮光が生じていないとし、その収納部にウエハ無しと判断する（ステップ２１）。従って、この範囲内にウエハが収納されておらず、且つこの範囲内にウエハキャリア３０にキズやパーティングライン等があっても、ステップ３２と同様にこれを無視することができる。
【００３５】
ステップ２０において、ウエハ収納部近傍内のピーク近傍における受光量が所定の閾値を超えていると判断したときは、ウエハ収納部にウエハが収納されていると判断し、続いてウエハ収納異常の有無を判断する（ステップ２１ａ〜ステップ２５）。
この判断ルーチンにおいては、まず最初に、図１０に示すように、変化する受光量曲線とステップ２０に規定された一定の閾値を表す直線とで囲まれる領域（図１０中、ハッチング部）を受光量変化領域Ｒと規定し、この受光量変化領域Ｒの面積Ｓを算出する（ステップ２１）。
【００３６】
続いて、受光量変化領域Ｒの面積Ｓが所定の規定値以内か否かを判断し（ステップ２２）、所定の規定値を超えているときは、その収納部にウエハが２枚重ね状態で収納されているか又はそりのあるウエハが収納されていると判断する（ステップ２３）。ここでいう所定の規定値とは、正常なウエハが１枚だけ収納されている場合の受光量変化領域の面積と、そりのあるウエハが収納されている場合やウエハ２枚重ね状態で収納されている場合の受光量変化領域の面積とを区別できる一定の閾値である。
【００３７】
例えば、図１１に示すように、そりのあるウエハが収納されている場合、図１２に示すように、そりのあるウエハの受光量変化領域（図１２(b)）の方がそりのないウエハの受光量変化領域（図１２(a) ）に較べて明らかに大きく形成されている。従って、そりのあるウエハの受光量変化領域の面積とそりのないウエハの受光量変化領域の面積との間に顕著な差異があり、この面積値を比較することでそりのあるウエハが収容されているのを容易且つ確実に判断することができる。ウエハ２枚重ねの状態も同様に、受光量変化領域の面積の大小に基づいて容易に判断できる。
【００３８】
尚、変化する受光量の微分値がゼロの範囲、即ち、図１２(a) (b)の受光量曲線の谷底の平らな部分（図１２(a) (b) における受光量データの傾きの山と谷で挟まれた部分）の大小によってもウエハ２枚重ねやウエハそりを判断することも可能であるが、図１２(a) (b) から明らかなように、そりのあるウエハが収納されている場合（図１２ (b)）とそりのないウエハが収納されている場合（図１２ (b)）とでは微分値がゼロの範囲（幅Ａ'と幅Ａ）に顕著な差異が生じない。従って、上述のように受光量変化領域の面積の大小によってウエハ収納異常を判断した方がより正確な判断を行えることは明らかである。
【００３９】
次に、受光量変化領域Ｒの面積Ｓが一定の幅以内であると判断したときは、その収納部にそりのないウエハが１枚だけ収納されていると判断する（ステップ２４）。
以上のステップ２０〜ステップ２４までをウエハ収納部近傍内の全てのピーク近傍について行い（ステップ２５）、ウエハ収納の有無及び収納異常の判断を終了する（ステップ２６）。そして、センサコントローラ２０で得られたこの検出結果は、装置コントローラ４０に出力される。
【００４０】
尚、上述の検出ルーチンは、ウエハ収納の有無及び収納状態の判断を行う手順の一例を示したものであり、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において別の検出ルーチンが考えられることは言うまでもない。
次に、本発明の第２の実施形態に係るウエハ検出装置ついて説明する。
本発明の第２の実施形態に係るウエハ検出装置は、第１の実施形態に係るウエハ検出装置において、受光量変化領域の面積に基づいてウエハ収納状態を判断したのと異なり、検出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点との間で規定される受光量変化領域の当該幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値に基づきウエハ収納異常を判断することを特徴としている。
【００４１】
具体的には、図１０に示すように、変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点との間で限定される受光量曲線を受光量変化領域Ｐと規定し、この受光量変化領域Ｐの幅Ｃ及び受光量変化領域Ｐの受光量ピーク値が所定の規定値以内か否かでウエハ収納部にウエハ１枚だけ収納されている正常な収納状態か、ウエハ２枚収納又はそりのあるウエハ等の異常な収納状態かを判断する。
【００４２】
以下、第２の実施形態に係るウエハ検出装置のウエハ収納状態検出ルーチンについて説明する。
第１の実施形態において、図２乃至図４に示した処理ルーチン、即ち、ステップ１０乃至ステップ１７、ステップ２０乃至ステップ２１、及びステップ３０乃至ステップ３３の処理ルーチンが、第２の実施形態におけるウエハ収納状態検出ルーチンにおいても利用される。
【００４３】
続いて、第２の実施形態においては、図６に示すように、ステップ２０乃至ステップ２１の処理ルーチンが行われた後に、受光量曲線の特定区間で形成される受光量変化領域Ｐの幅Ｃ及び受光量ピーク値を算出する（ステップ４１）。
その後、受光量変化領域Ｐの幅Ｃが所定の規定値を超えており、且つ受光量変化領域Ｐの受光量ピーク値が所定の規定値を超えているか否かを判断し（ステップ４２）、共に所定の規定値を超えているときは、その収納部にウエハが２枚重ね状態で収納されているか又はそりのあるウエハが収納されていると判断する（ステップ４３）。ここでいう所定の規定値とは、正常なウエハが１枚だけ収納されている場合と、そりのあるウエハが収納されている場合やウエハ２枚重ね状態で収納されている場合とを区別できる閾値である。
【００４４】
より詳細には、図１１に示すように、そりのあるウエハが収納されている場合、図１２に示すように、そりのないウエハの受光量変化領域の幅Ｃ（図１２(a)）とそりのあるウエハの受光量変化領域の幅Ｃ'（図１２(b)）との間に明確な違いがあり、そりのあるウエハが収容されているのを容易且つ確実に判断することができる。ウエハ２枚重ねの状態も同様に、ウエハの受光量変化領域の幅Ｃと受光量ピーク値に基づいて容易に判断できる。
【００４５】
尚、第１の実施形態の場合と同様に、変化する受光量の微分値がゼロの範囲、即ち、図１２(a) (b)の受光量曲線の谷底の平らな部分（図１２(a) (b) における受光量データの傾きの山と谷で挟まれた部分）の幅Ａ，Ａ’は、ウエハの収納状態の違いによってあまり変化しないことが分かる。従って、上述のように受光量変化領域の幅Ｃによってウエハ収納異常を検出した方がウエハ収納異常の有無をより正確に判断できることが明らかである。
【００４６】
受光量変化領域Ｐの幅Ｃが所定の規定値以内か、又は受光量変化領域Ｐの受光量ピーク値が所定の規定値以内であると判断したときは、その収納部にそりのないウエハが１枚だけ収納されているとする（ステップ４４）。
以上のステップ４０〜ステップ４４までをウエハ収納部近傍内の全てのピーク近傍について行い（ステップ４５）、ウエハ収納の有無及び収納状態の判断を終了する（ステップ４６）。そして、センサコントローラ２０で得られたこの検出結果は、装置コントローラ４０に出力される。
【００４７】
更に、本発明の第３の実施形態に係るウエハ検出装置ついて説明する。
本発明の第３の実施形態に係るウエハ検出装置は、第１の実施形態に係るウエハ検出装置において、受光量変化領域の面積に基づいてウエハ収納状態を判断したのと異なり、検出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点とを含み、微分値がゼロからマイナスに変化する点と微分値がゼロからプラスに変化する点との間で規定される受光量変化領域の当該幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値に基づきウエハ収納異常を判断することを特徴としている。
【００４８】
具体的には、図１０に示すように、変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点とを含み、微分値がゼロからマイナスに変化する点と微分値がゼロからプラスに変化する点との間で規定される受光量曲線を受光量変化領域Ｑと規定し、この受光量変化領域Ｑの幅Ｄ及び受光量変化領域Ｑの受光量ピーク値が所定の規定値以内か否かでウエハ収納部にウエハ１枚だけ収納されている正常な収納状態か、ウエハ２枚重ね又はそりのあるウエハが収納されているかを判断する。
【００４９】
以下、第３の実施形態に係るウエハ検出装置のウエハ収納状態検出ルーチンについて説明する。
第１の実施形態において、図２乃至図４に示した処理ルーチン、即ち、ステップ１０乃至ステップ１７、ステップ２０乃至ステップ２１、及びステップ３０乃至ステップ３３の処理ルーチンが、第３の実施形態におけるウエハ収納状態検出ルーチンにおいても行われる。
【００５０】
第３の実施形態においては、ステップ２０乃至ステップ２１の処理ルーチンが行われた後に、受光量変化曲線の特定区間で形成される受光量変化領域Ｑの受光量ピーク値及び幅Ｄを算出する（ステップ５１）。
続いて、受光量変化領域Ｑの幅Ｄが所定の規定値を超えており、且つ受光量変化領域Ｑの受光量ピーク値が所定の規定値を超えているか否かを判断し（ステップ５２）、共に所定の規定値を超えているときは、その収納部にウエハが２枚重ね状態で収納されているか又はそりのあるウエハが収納されていると判断する（ステップ５３）。ここでいう所定の規定値とは、正常なウエハが１枚だけ収納されている場合と、そりのあるウエハが収納されている場合やウエハ２枚重ね状態で収納されている場合とを区別できる閾値である。
【００５１】
上述の２つの実施形態と同様に、そりのないウエハの受光量変化領域Ｑの幅Ｄ（図１２(a)）とそりのあるウエハの受光量変化領域Ｑ'の幅Ｄ'（図１２(b)）との間に明確な違いがあり、そりのあるウエハが収容されているのを容易且つ確実に判断することができる。ウエハ２枚重ねの状態も同様に、ウエハの受光量変化領域の幅Ｄと受光量ピーク値に基づいて容易に判断できる。
【００５２】
尚、上述の実施形態と同様に、変化する受光量の微分値がゼロの範囲で定義される幅（図１２の幅Ａ）の大小によってウエハ２枚重ねやウエハそりを判断する場合に較べて、上述のように受光量変化領域の幅Ｄによってウエハ収納異常を判断した方がより正確な判断を行えることは明らかである。
続いて、受光量変化領域Ｑの幅Ｄが所定の規定値以内か、又は受光量変化領域Ｑの受光量ピーク値が所定の規定値以内であると判断したときは、その収納部にそりのないウエハが１枚だけ収納されていると判断する（ステップ５４）。
【００５３】
以上のステップ５０〜ステップ５４までをウエハ収納部近傍内の全てのピーク近傍について行い（ステップ５５）、ウエハ収納の有無及び収納異常の判断を終了する（ステップ５６）。そして、センサコントローラ２０で得られたこの検出結果は、装置コントローラ４０に出力される。
尚、本発明の被検出物は、半導体のウエハに限定されず、カセットに収納されたハードディスクやＣＤ（コンパクトディスク）等の有無及び収納状態を検出するのにも利用できる。
【００５４】
又、本発明に係る上述の実施形態は、透過形光電センサを用いたが、反射形光電センサを用いてその反射光から受光量変化領域Ｒを求め、この受光量変化領域Ｒの状態に基づき、収納状態を判断するようにしても良い。この場合、検出光が被検出物を検出すると受光量が増大するので、図１０と異なり、受光量の変化の山の一定の閾値以上を受光量変化領域Ｒとする。ウエハの外周面が滑らかであれば、このような反射形光電センサを用いても十分に反射光を検出することができるので、本発明の効果と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
同様に、上述の第２の実施形態及び第３の実施形態において反射形光電センサを利用することも可能である。
更に又、上述の実施形態と異なり、光電センサ１１を固定し、ウエハキャリア３０を移動させるようにしても良い。
【００５６】
【実施例】
図１３に示すように、内部に７段のウエハ収納部が形成されたウエハキャリアに、ウエハを適当に収納し、このウエハ収納状態を上述の第１乃至第３の実施形態に係るウエハ収納状態検出装置を用いて検出した。尚、検出結果を比較するために、変化する受光量の微分値がゼロの範囲（図中の幅Ａ）を基準としてウエハ収納状態を検出する方法も併せて行った。
【００５７】
その結果、図１４の測定結果に示すように、受光レベルが、各ウエハ収納部に収納されたウエハに対応するように変化し、これに応じて受光レベルの微分値も変化した。そして、かかる測定結果に基づき、第１乃至第３の実施形態に係るウエハ収納状態検出装置を用いてウエハ収納状態を検出した場合と、変化する受光量の微分値がゼロの範囲の幅Ａを基準としてウエハ収納状態を検出した場合の各ウエハ収納部におけるウエハ収納枚数を判断したところ、表１に示す結果が得られた。
【００５８】
【表１】
0003723954.tif 000002
【００５９】
表１の比較例の判定枚数から明らかなように、比較例による検出方法でウエハ収納状態を検出した場合、各ウエハ収納部におけるウエハの有無については正確に判断できるが、収納されたウエハが２枚重ね状態か否かについてまでは正確に判断することができないことが分かった。
一方、表１の第１〜第３の実施形態に基づいて判定枚数から明らかなように、第１乃至第３の実施形態に係るウエハ収納状態検出装置の検出ルーチンによると、各ウエハ収納部におけるウエハの有無のみならず、収納されたウエハが２枚重ね状態か否かまで正確に判断できることが分かった。
従って、本発明の第１〜第３の実施形態に係るウエハ収納異常検出ルーチンの有用性について実際に確認することができた。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るウエハ検出装置は、ウエハキャリアに収納されたウエハに検出光を投光する投光手段と、投光手段によって投光された検出光を検出する受光手段と、ウエハの外周面を横切るように投光手段及び受光手段をウエハキャリアに対して相対的に移動させ、且つその検出位置情報を出力する移動手段と、受光手段によって得られた受光量の変化と検出位置情報に基づき、ウエハの収納状態を判断する判断手段とを有するウエハ検出装置であって、判断手段は、一定の受光量基準値と当該基準値を超えた受光量曲線とで形成される受光量変化領域の面積に基づきウエハ収納異常を判断することを特徴としている。
【００６１】
ウエハを一定の受光量基準値と当該基準値を超えた受光量曲線とで形成される受光量変化領域の面積に基づいて判断するので、ウエハ収納枚数の違いにより受光量変化領域の面積が明確に異なり、ウエハ層の厚さが検出ゲインに大きく反映される。従って、ウエハ存在の有無のみならずウエハ２枚重ねやウエハそり等のウエハ収納異常をも確実に検知することができる。
【００６２】
又、本発明の請求項２に係るウエハ検出装置は、ウエハキャリアに収納されたウエハに検出光を投光する投光手段と、投光手段によって投光された検出光を検出する受光手段と、ウエハの外周面を横切るように投光手段及び受光手段をウエハキャリアに対して相対的に移動させ、且つその検出位置情報を出力する移動手段と、受光手段によって得られた受光量の変化と前記検出位置情報に基づき、前記ウエハの収納状態を判断する判断手段とを有するウエハ検出装置であって、判断手段は、検出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点との間で規定される受光量変化領域の当該幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値に基づきウエハ収納異常を判断することを特徴としている。
【００６３】
ウエハを検出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点との間の幅によって規定される受光量変化領域の当該幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値に基づいて判断するので、ウエハ収納枚数の違いにより受光量変化領域の幅が明確に異なり、ウエハ層の厚さが検出ゲインに大きく反映される。従って、ウエハ存在の有無のみならずウエハ２枚重ねやウエハそり等のウエハ収納異常をも確実に検知することができる。
【００６４】
更に又、本発明の請求項３に係るウエハ検出装置は、ウエハキャリアに収納されたウエハに検出光を投光する投光手段と、投光手段によって投光された検出光を検出する受光手段と、ウエハの外周面を横切るように投光手段及び受光手段をウエハキャリアに対して相対的に移動させ、且つその検出位置情報を出力する移動手段と、受光手段によって得られた受光量の変化と検出位置情報に基づき、ウエハの収納状態を判断する判断手段とを有するウエハ検出装置であって、判断手段は、検出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点とを含み、微分値がゼロからマイナスに変化する点と微分値がゼロからプラスに変化する点との間で規定される受光量変化領域の当該幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値に基づきウエハ収納異常を判断することを特徴としている。
【００６５】
ウエハを検出位置情報に従って変化する受光量の微分値の、隣接する極小点と極大点とを含み、微分値がゼロからマイナスに変化する点と微分値がゼロからプラスに変化する点との間で規定される受光量変化領域の当該幅及び当該受光量変化領域の受光量ピーク値に基づいて判断するので、ウエハ収納枚数の違いにより受光量変化領域の幅が明確に異なり、ウエハ層の厚さが検出ゲインに大きく反映される。従って、ウエハ存在の有無のみならずウエハ２枚重ねやウエハそり等のウエハ収納異常をも確実に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るウエハ検出装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るウエハ検出装置において、ウエハの有無及び収納異常を検出するための手順を示すフローチャートの一部である。
【図３】図２のフローチャートに続くフローチャートを示す図である。
【図４】図２のフローチャートに続くフローチャートを示す図である。
【図５】図４のフローチャートに続く残余のフローチャートを示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るウエハ検出装置において、ウエハの収納異常を検出するための、図５に対応するフローチャートである。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るウエハ検出装置において、ウエハの収納異常を検出するための、図５に対応するフローチャートである。
【図８】本発明に係るウエハ検出装置の受光量の補正を説明するための図である。
【図９】本発明に係るウエハ検出装置のウエハ有無の判断を説明するための図である。
【図１０】本発明に係るウエハ検出装置のウエハ収納位置近傍での収納状態の判断を説明するための図である。
【図１１】そりの生じたウエハがウエハキャリアに収納された状態を示す図である。
【図１２】本発明に係るウエハ検出装置のウエハ収納状態の判断を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施例におけるウエハ収納状態を示す図である。
【図１４】本発明の実施例において、ウエハ検出装置の受光量の測定結果を示す図である。
【図１５】従来のくし形マッピングセンサを利用したウエハ検出の状態を示す図である。
【符号の説明】
１    ウエハ
１０    ウエハ検出装置
１１    光電センサ
１１ａ    投光部
１１ｂ    受光部
１２    移動手段
２０    センサコントローラ
２１    判断手段
２１ｃ    ＣＰＵ
２１ｍ    メモリ
３０    ウエハキャリア
【図１】
0003723954.tif 000003
【図２】
0003723954.tif 000004
【図３】
0003723954.tif 000005
【図４】
0003723954.tif 000006
【図５】
0003723954.tif 000007
【図６】
0003723954.tif 000008
【図７】
0003723954.tif 000009
【図８】
0003723954.tif 000010
【図９】
0003723954.tif 000011
【図１０】
0003723954.tif 000012
【図１１】
0003723954.tif 000013
【図１２】
0003723954.tif 000014
【図１３】
0003723954.tif 000015
【図１４】
0003723954.tif 000016
【図１５】
0003723954.tif 000017