(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板を収納するカセットから基板を取り出し、その基板に対して電気的特性の計測を行う測定装置で所定処理を行う基板処理装置において、
前記カセットを載置するカセット載置部と、
前記カセットから取り出された基板の位置合わせを行う位置合わせ手段と、
前記測定装置に対して基板の搬入・搬出を行う第１の基板搬送手段と、
前記カセットと位置合わせ手段の間、およびこの位置合わせ手段と前記第１の基板搬送手段の間で基板を搬送する第２の基板搬送手段とを備え、
前記カセット載置部、位置合わせ手段、および第１の基板搬送手段の第２の搬送手段からの基板の受け取り位置が上下方向に階層的に配設され、
前記カセット載置部の下方に前記位置合わせ手段が配置され、この位置合わせ手段の下方に前記第１の基板搬送手段が配置され、
開閉部が基板の搬入・搬出方向で前記第１の基板搬送手段に対向するように、前記測定装置を配設し、
前記第２の基板搬送手段は、上下方向及び前記第１の基板搬送手段の搬入・搬出方向と直交する方向に基板の搬送をする
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記第２の基板搬送手段は、前記カセットと前記第１の基板搬送手段の間で基板を搬送することを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の基板処理装置において、
前記位置合わせ手段および前記第１の基板搬送手段の位置の上下方向両側に配設され、前記基板の有無を検出する基板検出手段と、
この基板検出手段の検出信号に基づき、前記位置合わせ手段および前記第１の基板搬送手段での基板の有無を判断する制御手段とをさらに備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の基板処理装置において、
前記制御手段が、前記第１の基板搬送手段上に基板が残っていると判断した場合、前記第１の基板搬送手段を初期化させ、第２の基板搬送手段により前記第１の基板搬送手段から基板を受け取らせ、受け取った基板を前記カセットへ搬送させることを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の基板処理装置において、
前記制御手段が、位置合わせ手段上に基板が残っていると判断した場合、前記第２の基板搬送手段により前記位置合わせ手段にある基板を受け取らせ、受け取った基板を前記カセットへ搬送させることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項３ないし請求項５のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記制御手段が、前記第１の基板搬送手段上に基板が残っていると判断した場合、前記第２の基板搬送手段により基板を前記カセットへ搬送させることを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記位置合わせ手段は、第１のサイズの基板の位置合わせ用の第１凹部材と、第２のサイズの基板の位置合わせ用の第２凹部材とを備えることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハなどの基板に対して、半導体装置の製造、評価、検査および電気特性の計測などの所定処理を施す基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の基板処理装置は、例えば半導体製造工程のクリーンルーム内などに設けられ、半導体ウエハをカセットキャリアから取り出してその半導体ウエハに対してＣ−Ｖ曲線などの電気特性の計測など所定処理を施した後、その半導体ウエハをカセットキャリア内に回収するものであった。このような基板処理装置の構成例について以下の図９および図１０に示している。
【０００３】
図９は従来の基板処理装置の概略構成を示す正面図であり、図１０は図９の基板処理装置のＥＥ′断面図である。
【０００４】
図９および図１０において、この基板処理装置７１上の左手前側には、複数の半導体ウエハ７２を階層的に収納するカセットキャリア７３を載置し、かつこのカセットキャリア７３と共にその取り出し位置から手前側にスライドさせて引き出し可能なカセット載置部７４が配設されている。また、カセットキャリア７３には半導体ウエハ７２を左右方向に搬入・搬出可能な開口部７３ａが配設されており、この開口部７３ａに対向し得るようにインデクサアーム７５が配設されている。このインデクサアーム７５の下方位置にはトランスファアーム７６が配設され、その右側には、半導体ウエハ７２に対してＣ−Ｖ曲線などの電気特性の計測などの所定処理を施す測定室７７が配設されている。この測定室７７には、半導体ウエハ７２を左右方向に搬入・搬出可能な開閉部７７ａが配設され、このトランスファアーム７６はこの開閉部７７ａに対向して配設されている。
【０００５】
また、インデクサアーム７５のアーム駆動部７８は、カセットキャリア７３とセンタリング部（図示せず）の間および、このセンタリング部（図示せず）とトランスファアーム７６の間でこのインデクサアーム７５を左右方向および上下方向に移動させる構成となっている。また、インデクサアーム７５は、そのアーム先端部で半導体ウエハ７２を下方から支持すると共に、その中央下面をアーム先端吸引部で吸引して導体ウエハ７２を固定した状態で、カセットキャリア７３内に載置された半導体ウエハ７２を取り出すと共に、センタリング部（図示せず）で円形の半導体ウエハ７２の外径を挾み込むことによってインデクサアーム７５の半導体ウエハ７２の保持位置を調整した後、インデクサアーム７５はトランスファアーム７６上へと下方に搬送させる。
【０００６】
また、このトランスファアーム７６は、半導体ウエハ７２に所定の計測を行う測定室７７の搬入・搬出用の開閉部７７ａを介して、測定室７７内の半導体ウエハ載置台７９と、インデクサアーム７５からの半導体ウエハ７２の受け取り位置との間で半導体ウエハ７２の搬送を行うように構成されている。また、測定室７７では半導体ウエハ載置台７９は搬入・搬出位置と計測位置との間で移動可能に構成されている。以上のインデクサアーム７５およびトランスファアーム７６の移動および吸引動作は、図示しないモータおよびその駆動制御部によりなされている。
【０００７】
この構成により、まず、カセット載置部７４上には右側面に開口部７３ａが位置するようにカセットキャリア７３が載置された後、カセットキャリア７３と共にカセット載置部７４を手前側から奥側にスライドさせて半導体ウエハ７２の搬出位置にセットされる。このように、カセット載置部７４を手前側と奥側の間でスライド可能に構成したことによって、カセットキャリア７３をカセット載置部７４上にセットするのにオペレータが装置本体奥側に入る必要がなくなり、装置本体の手前でカセットキャリア７３をカセット載置部７４上にセットすることができる。
【０００８】
次に、インデクサアーム７５の先端吸引部がカセットキャリア７３の開口部７３ａ内に移動し、カセットキャリア７３内に載置された半導体ウエハ７２の中央下面を支持すると共に吸引して開口部７３ａ外に取り出した後、センタリング部（図示せず）で円形の半導体ウエハ７２の外径を挾み込むことによってインデクサアーム７５の半導体ウエハ保持位置のセンター合わせをしてウエハ保持位置の調整をする。
【０００９】
さらに、インデクサアーム７５は半導体ウエハ７２を下方のトランスファアーム７６上に搬送する。このトランスファアーム７６は、その先端アーム上で半導体ウエハ７２を固定すべく吸引した状態で測定室７７内の半導体ウエハ載置台７９上に搬入・搬出用の開閉部７７ａを介して搬送する。測定室７７内の半導体ウエハ載置台７９上に載置された半導体ウエハ７２は半導体ウエハ載置台７９と共に計測位置に移動してＣ−Ｖ曲線などの電気特性の測定がなされた後に搬入・搬出位置に戻され、搬入・搬出用の開閉部７７ａを介してトランスファアーム７６によって取り出されることになる。このように、計測が完了した半導体ウエハ７２は、トランスファアーム７６から受け渡されたインデクサアーム７５によってカセットキャリア７３内に回収されることになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成では、半導体ウエハ７２のサイズが例えば２００ｍｍから３００ｍｍと大きくなれば、装置本体の横方向の間口寸法もその影響を受けて大きくなる。つまり、従来は、装置本体の間口方向にウエハサイズ２００ｍｍの３枚分が少なくとも必要であったが、ウエハサイズが３００ｍｍと大きくなると装置本体の間口サイズが大幅に大きくなって装置全体が大型化し、クリーンルーム内における装置の設置スペースも大幅に大きくなってしまうという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、装置本体の間口寸法を小さくでき、また、半導体ウエハのサイズが大きくなっても、装置本体の間口寸法の増加を防止することができ、クリーンルーム内における装置の設置スペースの増加を防止することができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の基板処理装置は、複数の基板を収納するカセットから基板を取り出し、その基板に対して電気的特性の計測を行う測定装置で所定処理を行う基板処理装置において、前記カセットを載置するカセット載置部と、前記カセットから取り出された基板の位置合わせを行う位置合わせ手段と、前記測定装置に対して基板の搬入・搬出を行う第１の基板搬送手段と、前記カセットと位置合わせ手段の間、およびこの位置合わせ手段と前記第１の基板搬送手段の間で基板を搬送する第２の基板搬送手段とを備え、前記カセット載置部、位置合わせ手段、および第１の基板搬送手段の第２の搬送手段からの基板の受け取り位置が上下方向に階層的に配設され、前記カセット載置部の下方に前記位置合わせ手段が配置され、この位置合わせ手段の下方に前記第１の基板搬送手段が配置され、開閉部が基板の搬入・搬出方向で前記第１の基板搬送手段に対向するように、前記測定装置を配設し、前記第２の基板搬送手段は、上下方向及び前記第１の基板搬送手段の搬入・搬出方向と直交する方向に基板の搬送をすることを特徴とするものである。
【００１３】
この構成により、カセット載置部、位置合わせ手段、および第１の基板搬送手段の第２の搬送手段からの基板の受け取り位置を上下方向に階層的に配設したので、装置本体の間口方向におけるレイアウトの簡素化が可能となり、装置本体の間口寸法を小さく構成することが可能となる。また、基板サイズが例えば直径２００ｍｍから直径３００ｍｍと大きくなっても、例えば従来のような基板サイズが直径２００ｍｍ３枚分程度の間口寸法を、基板サイズが直径３００ｍｍの２枚分程度の間口寸法とすることが可能となって、装置本体の間口方向の寸法増加が防止されて、クリーンルーム内における装置の設置スペースの増加も防止可能となる。
【００１４】
また、この構成により、カセット載置部の下方に位置合わせ手段を配置し、さらにその下方に第１の基板搬送手段を配置したので、カセット載置部上のカセットから基板を取り出して、位置合わせ手段さらに第１の基板搬送手段に基板を搬送する第２の基板搬送手段の動作が最短距離でスムーズになされる。また、装置本体の間口方向におけるレイアウトの簡素化が可能となり、装置本体の間口寸法を小さく構成することが可能となる。
【００１５】
また、本発明の基板処理装置は、第２の基板搬送手段が、カセットと第１の基 板搬送手段の間で基板を搬送することを特徴とするものである。
【００１６】
この構成により、第２の基板搬送手段がカセットと第１の基板搬送手段の間で基板を搬送するので、基板処理部での処理の終えた基板を第２の基板搬送手段により第１の基板搬送手段からカセットへ直接搬送される。
【００１７】
また、本発明の基板処理装置は、位置合わせ手段および第１の基板搬送手段の位置の上下方向両側に配設され、基板の有無を検出する基板検出手段と、この基板検出手段の検出信号に基づき、前記位置合わせ手段および前記第１の基板搬送手段での基板の有無を判断する制御手段とをさらに備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
この構成により、位置合わせ手段および第１の基板搬送手段の位置の上下方向両側に配設された基板検出手段が基板の有無を検出し、制御手段が、検出された検出信号に基づいて基板の位置を判断するので、位置合わせ手段や第１の基板検出手段に残っている基板の検出が可能となり、異常停止時に基板の搬送経路全体で、基板が残っているか否かを検出する。
【００１９】
また、本発明の基板処理装置は、制御手段が、第１の基板搬送手段上に基板が残っていると判断した場合、第１の基板搬送手段を初期化させ、第２の基板搬送手段により第１の基板搬送手段から基板を受け取らせ、受け取った基板をカセットへ搬送させることを特徴とするものである。
【００２０】
この構成により、制御手段が第１の基板搬送手段上に基板が残っていると判断した場合、第１の基板搬送手段および第２の基板搬送手段により基板がカセットへ搬送される。
【００２１】
また、本発明の基板処理装置は、制御手段が、位置合わせ手段上に基板が残っていると判断した場合、第２の基板搬送手段により位置合わせ手段にある基板を受け取らせ、受け取った基板をカセットへ搬送させることを特徴とするものである。
【００２２】
この構成により、制御手段が位置合わせ手段上に基板が残っていると判断した場合、第２の基板搬送手段により基板がカセットへ搬送される。
【００２３】
また、本発明の基板処理装置は、制御手段が、第１の基板搬送手段上に基板が残っていると判断した場合、第２の基板搬送手段により基板をカセットへ搬送させることを特徴とするものである。
【００２４】
この構成により、制御手段が第１の基板搬送手段上に基板が残っていると判断した場合、第２の基板搬送手段により基板がカセットへ搬送される。
【００２５】
また、本発明の基板処理装置は、位置合わせ手段は、第１のサイズの基板の位置合わせ用の第１凹部材と、第２のサイズの基板の位置合わせ用の第２凹部材とを備えることを特徴とするものである。
【００２６】
この構成により、第１のサイズの基板が位置合わせ手段にある場合、第１凹部材で位置合わせを行い、第２のサイズの基板が位置合わせ手段にある場合、第２凹部材で位置合わせを行う。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る基板処理装置の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は本発明の一実施形態における基板処理装置の概略構成を示す正面図であり、図２は図１の基板処理装置のＤＤ′断面図である。
【００２９】
図１および図２において、この基板処理装置１における架台２上の左手前側には、左右方向に移動可能な第１の基板搬送手段としてのトランスファアーム３が配設され、また、このトランスファアーム３の上方には、位置合わせ手段としてのセンタリング部４が架台２上に主柱で支持された状態で配設されている。さらに、このセンタリング部４の上部にはカセット部であるカセットキャリア５の載置台６が配設されている。これらのトランスファアーム３、センタリング部４、カセットキャリア５およびその載置台６は、垂直方向に階層的にそれぞれ配設されている。
【００３０】
また、これらのトランスファアーム３、センタリング部４およびカセットキャリア５の奥側には、第２の基板搬送手段としてのアーム駆動部７およびインデクサアーム８が配設されており、アーム駆動部７によってインデクサアーム８が上下方向および前後方向に移動可能なように構成されている。また、これらのトランスファアーム３、センタリング部４およびカセットキャリア５とインデクサアーム８の右側の架台２上には、半導体ウエハ９に対してＣ−Ｖ曲線などの電気的特性の計測を行う測定装置１０が配設されている。この測定装置１０には、半導体ウエハ９を左右方向に搬入・搬出可能な開閉部１０ａが配設されており、この開閉部１０ａにトランスファアーム３がその進行方向に対して対向するように配設されている。
【００３１】
このカセットキャリア５には複数の半導体ウエハ９が階層的に収納されており、これらの半導体ウエハ９をそれぞれ、奥側から前後方向Ａに搬出または搬入可能な開口部５ａが配設されている。また、インデクサアーム８には、図３に示すように、円形の半導体ウエハ９の外径に略合うような円弧状の凹部材１１が配設されており、この凹部材１１の中央部から保持アーム部１２が延設されている。このインデクサアーム８がカセットキャリア５内から半導体ウエハ９を搬出する際には、カセットキャリア５の開口部５ａを介して、インデクサアーム８の保持アーム部１２は、そのアーム先端部で半導体ウエハ９を下方から支持すると共に、その中央下面をアーム先端吸引部１３で吸引して半導体ウエハ９を固定した状態で、カセットキャリア５内に載置された半導体ウエハ９を搬出する構成である。このとき、円弧状の凹部材１１が半導体ウエハ９の外径に当接した状態で半導体ウエハ９が取り出される。
【００３２】
また、センタリング部４の奥側には、図３に示すように、円形の半導体ウエハ９の外径に略合うような円弧状の凹部材１４が配設されており、インデクサアーム８の保持アーム部１２および凹部材１１が半導体ウエハ９を保持した状態でセンタリング部４内に入ってセンタリングする際に、これらの円弧状の凹部材１１，１４で半導体ウエハ９の両端部を互いに外側から挾み込むことによって保持アーム部１２による半導体ウエハ９の保持位置のセンター合わせをして良好に位置ずれを修正することができる。なお、半導体ウエハ９はその外径サイズが３００ｍｍの場合であって、例えば外径サイズが２００ｍｍの半導体ウエハ９ａでは、図３の２点鎖線に示すように構成される。このとき、センタリング部４の奥側には、円形の半導体ウエハ９ａの外径に略合うような円弧状の凹部材１４ａが上記凹部材１４と階段状に内側に連接されている。
【００３３】
さらに、インデクサアーム８は、カセットキャリア５の開口部５ａに対向した位置および、センタリング部４の開口部４ａに対向した位置、トランスファアーム３の側方に対向した位置にそれぞれ上下方向に移動可能なように構成されている。また、インデクサアーム８は、開口部５ａを介してカセットキャリア５の内外を移動可能であり、また、開口部４ａを介してセンタリング部４の内外を移動可能であり、さらに、トランスファアーム３に対して半導体ウエハ９を受渡しまたは取り出しすべく移動可能である。図４はトランスファアーム３への半導体ウエハ９の受渡しの場合を示しており、ハンド３ａとインデクサアーム８の保持アーム部１２とが当たらないように略馬蹄形状のハンド３ａの片側には切欠き部３ｂが形成されている。さらに、このハンド３ａの上面には、そのハンド３ａの外形に沿って円弧状の吸引溝３ｃが形成されており、吸引溝３ｃを介してハンド３ａ上に載置された半導体ウエハ９を吸引して固定する構成である。このように、インデクサアーム８は、カセットキャリア５とセンタリング部４の間および、このセンタリング部４とトランスファアーム３上の間でこのインデクサアーム８を上下方向および前後方向Ａに移動させて半導体ウエハ９を順次搬送し受渡しまたは取り出し可能なようになっている。
【００３４】
さらに、トランスファアーム３は、測定装置１０内の半導体ウエハ載置台１５と、インデクサアーム８からの半導体ウエハ９の受け取り位置との間で半導体ウエハ９の搬入・搬出を行うように構成されている。また、この測定装置１０内では半導体ウエハ載置台１５は搬入・搬出位置と計測位置との間で移動可能に構成されている。さらに、トランスファアーム３のハンド３ａによる半導体ウエハ載置台１５への受渡しに際して、図５に示すように、円形の半導体ウエハ載置台１５はハンド３ａの内径内に位置して半導体ウエハ載置台１５よりも大きい外径の半導体ウエハ９を容易に載置してセットすることができる。
【００３５】
さらに、センタリング部４の上部中央位置には発光素子１６が配設されており、また、この発光素子１６に対向すると共に、トランスファアーム３による受渡し位置の下方側に、受光素子１７が配設されている。これらの発光素子１６および受光素子１７は、センタリング部４および、トランスファアーム３による受渡し位置における半導体ウエハ９の有無を検出するようになっている。
【００３６】
ここで、測定装置１０の概略構成について説明する。
【００３７】
図６は図１および図２の基板処理装置における測定装置１０の構成を示す図である。
【００３８】
図６において、半導体ウエハ９を収容して計測する測定装置１０の測定部２１は、ベース２２と、このベース２２上に設けられた駆動装置２３と、この駆動装置２３のボールねじ部２４に連結された架台２５と、架台２５上に載置された試料テーブルとしての半導体ウエハ載置台１５とを備えている。これらの半導体ウエハ載置台１５と架台２５はボールねじ部２４により移動自在に構成されており、また、半導体ウエハ載置台１５は、図示しないモータによって駆動されて平面内で回転自在に構成されている。
【００３９】
また、この測定部２１の筐体上部２６の開口部には、フランジ２７が固定されており、このフランジ２７から下方に、ピエゾ素子を利用した３つの圧電アクチュエータ部２８，２９，３０が設けられている。これらの圧電アクチュエータ部２８，２９，３０の下方には支持板３１が設けられ、この支持板３１の下方に延設された支持筒３２の先端部にはセンサヘッド３３が固定されている。このセンサヘッド３３は、レーザ光導入用の直角プリズム３４と、この直角プリズム３４の底面に透光性の電極形成部３５とを有している。また、支持筒３２には、レーザ発振器３６と受光センサ３７とが、直角プリズム３４および電極形成部３５を介したレーザ光路の両端位置に配設されている。
【００４０】
さらに、半導体ウエハ９の電気的測定を行う際には、センサヘッド３３の底面と半導体ウエハ９の表面とのギャップが約１μｍ以下に保たれる。これらのレーザ発振器３６、センサヘッド３３および受光センサ３７で構成される光学系は、このギャップを精密に測定するための測定系である。この光学測定系は、レーザ発振器３６からのレーザ光がセンサヘッド３３の底面で幾何学的な全反射条件で反射する際の、レーザ光のトンネリング現象を利用しており、受光センサ３７とこれに接続された光量測定器３８とで測定される光量に基づいてギャップの値を測定している。
【００４１】
さらに、圧電アクチュエータ部２８，２９，３０は位置制御装置３９に接続されており、位置制御装置３９を介して圧電アクチュエータ部２８，２９，３０の長さを変化させてセンサヘッド３３の底面と半導体ウエハ９の表面とのギャップを調整することができる。また、センサヘッド３３の底面に形成された電極と、金属製の半導体ウエハ載置台１５にはインピーダンスメータ４０が接続されている。これらの光量測定器３８、位置制御装置３９およびインピーダンスメータ４０にはホストコントローラ４１が接続されており、このホストコントローラ４１によって、半導体ウエハ９に対してＣ−Ｖ曲線などの所定の電気的特性の計測を行う測定装置１０全体の制御や、得られたデータの処理が行われる。
【００４２】
図７は図１および図２の基板処理装置の各部制御のハード構成を示すブロック図である。
【００４３】
図７において、制御部５１には、ＬＥＤなどの発光素子１６が接続されていると共に、この発光素子１６からの光を受光するホトトランジスタなどの受光素子１７がその出力を増幅するアンプ５２を介して接続されており、制御部２１は、発光素子１６と受光素子１７間の遮光の有無、つまり、センタリング部４および、トランスファアーム３による受渡し位置における半導体ウエハ９の有無を判定する。これらの発光素子１６および受光素子１７で基板検出手段としてのウエハ検出センサ５３が構成されている。
【００４４】
また、制御部５１にはＤＣモータドライバー５４を介してトランスファアーム駆動用のＤＣモータ５５が接続されており、ＤＣモータ５５の駆動でトランスファアーム３を移動可能である。この場合、例えば、このＤＣモータ５５の回転軸とプーリ（図示せず）間にはワイヤー（図示せず）が巻回されており、このワイヤー（図示せず）にトランスファアーム３が固定され、かつトランスファアーム３は案内ガイド（図示せず）に沿って左方向または右方向に移動可能に構成することができる。
【００４５】
また、制御部５１にはステピングモータドライバー５６を介してインデクサアーム駆動用のステピングモータ５７が接続されており、ステピングモータ５７の駆動でインデクサアーム８を移動可能である。この場合、例えば、このステピングモータ５７の場合も上記ＤＣモータ５５の場合と同様に、ステピングモータ２９の回転軸とプーリ（図示せず）の間にワイヤー（図示せず）が巻回されており、このワイヤー（図示せず）に、インデクサアーム８に連結された連結アームが固定され、かつこの連結アームはインデクサアーム８と共に案内ガイド（図示せず）に沿って前方向または後方向に移動可能に構成することができる。
【００４６】
さらに、制御部５１は半導体ウエハ９を吸引して固定すべくトランスファアーム３の吸引溝３ｃを負圧にする吸引手段５８を所定のタイミングで駆動させると共に、半導体ウエハ９を吸引して固定すべくインデクサアーム８の吸引部１３を負圧にする吸引手段５９を所定のタイミングで駆動させる。このトランスファアーム３の吸引溝３ｃ内には圧力センサ６０が配設されており、この圧力センサ６０が接続された制御部５１は、この圧力センサ６０が所定レベル以下の負圧を検出したときにはトランスファアーム３上に半導体ウエハ９が載置されていると判断し、また、圧力センサ６０が所定レベル以上の圧力を検出したときにはトランスファアーム３上に半導体ウエハ９が載置されていないと判断する。また、インデクサアーム８の吸引部１３内には圧力センサ６１が配設されており、この圧力センサ６１が接続された制御部５１は、この圧力センサ６１が所定レベル以下の負圧を検出したときにはインデクサアーム８上に半導体ウエハ９が載置されていると判断し、また、圧力センサ６１が所定レベル以上の圧力を検出したときにはインデクサアーム８上に半導体ウエハ９が載置されていないと判断することができる。
【００４７】
この構成により、以下、その作用を説明する。
【００４８】
図８は図１および図２の基板処理装置の動作を示すフローチャートである。
【００４９】
制御部内の図示しないタイマー装置および各種位置検出手段によって、所定時間ごとのトランスファアーム３やインデクサアーム８などの位置を監視しており、例えば半導体ウエハ９のひっかかりや異常動作などでトランスファアーム３やインデクサアーム８がでたらめな位置にある場合などの異常時に、装置を非常停止させている。
【００５０】
この場合に、図８に示すように、まず、ステップＳ１の原点検出で、トランスファアーム３およびインデクサアーム８の初期化を実施し、トランスファアーム３およびインデクサアーム８はスタート位置に戻るべく動作し始める。このとき、ステップＳ２で、カセットキャリア５からインデクサアーム８、センタリング部４を介してインデクサアーム８からトランスファアーム３へのウエハ搬送経路において、半導体ウエハ９が残っていないかどうかを検出する。例えば、発光素子１６と受光素子１７からなるウエハ検出センサ５３からの検出信号によって制御部５１は、センタリング部４および、インデクサアーム８とトランスファアーム３の受渡し位置における半導体ウエハ９の有無を検出する。また、圧力センサ６０からの検出圧力値に応じて制御部５１は、トランスファアーム３上に半導体ウエハ９があるかどうかを検出し、また、圧力センサ６１からの検出圧力値に応じて制御部５１は、インデクサアーム８上に半導体ウエハ９があるかどうかを検出する。これらを組み合わせることによって、制御部５１は、半導体ウエハ９が、カセットキャリア５とセンタリング部４間のインデクサアーム８上、センタリング部４、センタリング部４とトランスファアーム３間のインデクサアーム８上、インデクサアーム８とトランスファアーム３の受渡し位置、さらには、搬送途中のトランスファアーム３上のいずれに存在しているかを判定することができる。
【００５１】
ここで、ウエハ検出センサ５３によるウエハ検出を導入したのは、圧力センサ６０によるウエハ検出だけでは、センタリング部４におけるセンタリング時にはインデクサアーム８は吸引を停止しているために、センタリング部４における半導体ウエハ９の有無を検出できなかったのをできるようにするためである。また、ウエハ検出センサ５３によるウエハ検出を導入したのは、半導体ウエハ９のウエハサイズが直径２００ｍｍの場合など、トランスファアーム３の吸引溝３ｃ上に半導体ウエハ９のオリフラがくるようなときには空気もれなどでその吸引圧力が不安定となるので、圧力センサ６１によるウエハ検出だけでは、トランスファアーム３上の半導体ウエハ９の有無を検出できなかったのをできるようにするためである。
【００５２】
つまり、ウエハ検出センサ５３によるウエハ検出がなされず、圧力センサ６１ によるウエハ検出がなされた場合には、半導体ウエハ９が、カセットキャリア５とセンタリング部４の間かまたは、センタリング部４とトランスファアーム３の間のインデクサアーム８上に存在することになり、何れにしても半導体ウエハ９はインデクサアーム８上に存在することになる。また、ウエハ検出センサ５３によるウエハ検出がなされ、圧力センサ６１によるウエハ検出がなされない場合には、半導体ウエハ９はセンタリング部４に存在することになる。さらに、ウエハ検出センサ５３によるウエハ検出がなされ、圧力センサ６１によるウエハ検出がなされた場合には、半導体ウエハ９は、トランスファアーム３との受渡し位置におけるインデクサアーム８上に存在することになる。
【００５３】
このとき、半導体ウエハ９がセンタリング部４上に存在し、ウエハ検出センサ５３によって遮光状態を検出している場合には、インデクサアーム８の復帰動作時に、インデクサアーム８を動作させても遮光状態のままであり、また、半導体ウエハ９がトランスファアーム３との受渡し位置におけるインデクサアーム８上に存在し、ウエハ検出センサ５３によって遮光状態を検出している場合には、インデクサアーム８の復帰動作時に、インデクサアーム８を動作させると、ウエハ検出センサ５３によって遮光状態から透光状態を検出することで、半導体ウエハ９が、センタリング部４かまたは、トランスファアーム３との受渡し位置におけるインデクサアーム８上かどうかを区別することができる。
【００５４】
また、ウエハ検出センサ５３によるウエハ検出がなされ、圧力センサ６０によるウエハ検出がなされた場合には、半導体ウエハ９は、インデクサアーム８との受渡し位置におけるトランスファアーム３上に存在することになるが、半導体ウエハ９のウエハサイズが直径３００ｍｍの場合など、圧力センサ６０によるウエハ検出が不安定な場合もあるので、ウエハ検出センサ５３によるウエハ検出に加えて、半導体ウエハ９がインデクサアーム８上にない場合にインデクサアーム８との受渡し位置におけるトランスファアーム３上に存在すると判定する。
【００５５】
また、ウエハ検出センサ５３によるウエハ検出がなされず、圧力センサ６０に よるウエハ検出がなされた場合には、半導体ウエハ９は、搬送途中のトランスファアーム３上に存在することになるが、半導体ウエハ９のウエハサイズが直径３００ｍｍの場合など、圧力センサ６０によるウエハ検出が不安定な場合もあるので、ウエハ検出センサ５３によるウエハ不検出に加えて、トランスファアーム３の復帰動作時に、トランスファアーム３を動作させると、ウエハ検出センサ５３によって遮光状態から透光状態を検出することで、半導体ウエハ９がインデクサアーム８との受渡し位置におけるトランスファアーム３上に存在することを検出する。
【００５６】
さらに、ウエハ検出センサ５３によるウエハ検出がなされず、圧力センサ６１によるウエハ検出もなされず、トランスファアーム３の復帰動作時にも、ウエハ検出センサ５３によって透光状態から遮光状態を検出しない場合には、半導体ウエハ９は、インデクサアーム８、センタリング部４およびトランスファアーム３の何れの位置にも存在せず、半導体ウエハ９がカセットキャリア５から取り出されていないと判定する。このようにして、ウエハ搬送経路内の残置ウエハ検出を行うことができる。
【００５７】
次に、ステップＳ３で、制御部５１は、ウエハ搬送経路内に半導体ウエハ９が残っていると判定した場合には、ステップＳ４で半導体ウエハ９がトランスファアーム３側かまたはセンタリング部４側に存在するかどうかを判定する。ステップＳ４で半導体ウエハ９がトランスファアーム３側かまたはセンタリング部４側に存在する場合には、ステップＳ５でインデクサアーム８が半導体ウエハ９の残っている位置に移動する。つまり、上記残置ウエハ検出でトランスファアーム３上に半導体ウエハ９が残っていれば、トランスファアーム３の初期化でトランスファアーム３はインデクサアーム８との半導体ウエハ９の受渡し位置に戻ってくるので、インデクサアーム８はその受渡し位置に移動してインデクサアーム８側に半導体ウエハ９を取り込めばよく、また、上記残置ウエハ検出でセンタリング部４に半導体ウエハ９が残っていれば、インデクサアーム８はセンタリング部４に移動してインデクサアーム８側に半導体ウエハ９を取り込めばよい。また、ステップＳ４で半導体ウエハ９がトランスファアーム３側にも、センタリング部４側にも存在せず、インデクサアーム８側に存在する場合には、半導体ウエハ９はインデクサアーム８と共にインデクサアーム８の初期位置に戻ってくる。その後、インデクサアーム８上に残置した半導体ウエハ９を、ステップＳ６でインデクサアーム８によってカセットキャリア５の空スロットに戻して半導体ウエハ９をカセットキャリア５内に回収し、その後、処理をステップＳ１に戻す。
【００５８】
また、ステップＳ３で、制御部５１は、ウエハ搬送経路内に半導体ウエハ９が残っていないと判定した場合には、ステップＳ７で、インデクサアーム８の先端吸引部１３がカセットキャリア５の開口部５ａ内に移動し、カセットキャリア５内に載置された半導体ウエハ９の中央下面を支持すると共に吸引動作をして開口部５ａ外に半導体ウエハ９を取り出した後、センタリング部４に向けて搬送する。さらに、ステップＳ８で、センタリング部４において、円形の半導体ウエハ９の外径を凹部材１１，１４で両側から挾み込むことによってインデクサアーム８の半導体ウエハ保持位置をセンタリングして位置調整する。このとき、インデクサアーム８は半導体ウエハ９の位置調整を容易にするために吸引を停止している。さらに、ステップＳ９で、インデクサアーム８は半導体ウエハ９をセンタリング部４からその下方のトランスファアーム３上に搬送する。
【００５９】
さらに、ステップＳ１０で、このトランスファアーム３は、そのアーム上で半導体ウエハ９を固定すべく吸引した状態で測定装置１０内の半導体ウエハ載置台１５上に搬入・搬出用の開閉部１０ａを介して搬送する。その後、半導体ウエハ載置台１５上の半導体ウエハ９は搬入・搬出位置から測定位置に半導体ウエハ載置台１５と共に移動して、ステップＳ１１でその半導体ウエハ９に対してＣ−Ｖ曲線などの所定の電気的特性の計測が行われる。その電気的特性の計測後、半導体ウエハ載置台１５上の半導体ウエハ９は測定位置から搬入・搬出位置に半導体ウエハ載置台１５と共に移動し、半導体ウエハ載置台１５上に載置された半導体ウエハ９は、ステップＳ１２で、搬入・搬出用の開閉部１０ａを介してトランスファアーム３によって取り出されてインデクサアーム８への受渡し位置まで搬送される。さらに、ステップＳ１３で、トランスファアーム３との受渡し位置で半導体ウエハ９を受け取ったインデクサアーム８は、半導体ウエハ９をカセットキャリア５内に搬送して半導体ウエハ９を回収する。
【００６０】
したがって、カセットキャリア５が載置されたカセット載置部６、センタリング部４およびトランスファアーム３をこの順に上下方向に階層的に配設したため、装置本体の間口方向のレイアウトの簡素化を行うことができて、装置本体の間口寸法の短縮化を図ることができる。また、ウエハサイズが例えば直径２００ｍｍから直径３００ｍｍと大きくなったとしても、例えば従来のような基板サイズが直径２００ｍｍ３枚分程度の間口寸法を、基板サイズが直径３００ｍｍの２枚分程度の間口寸法とすることができて、装置本体の間口寸法の増加を防止でき、クリーンルーム内における装置の設置スペースの増加も防止することができる。
【００６１】
また、従来は、トランスファアーム３およびインデクサアーム８で基板保持用に吸引しており、その吸引圧力を検出することで搬送途中の基板がトランスファアーム３側にあるのかまたはインデクサアーム８側にあるのかを判定していたが、センタリング部４でセンターを合わせるためにその吸引を止めているので、センタリング部４ではウエハ検出ができず、また、トランスファアーム３の吸引部にオリフラが位置する場合にもウエハ検出ができなかった。本発明においては、センタリング部４およびトランスファアーム３との受渡し位置を含む上下方向に光透過型のウエハ検出センサ５３を設けるようにしたので、従来ではウエハ検出できなかったセンタリング部４やトランスファアーム３との受渡し位置でのウエハ検出も可能となり、異常停止時の残置ウエハの発見が基板搬送経路全体で容易になされ得る。
【００６２】
従来は、カセットキャリア５からインデクサアーム８によって取り出した半導体ウエハ９をトランスファアーム３まで上下方向に搬送する途中でセンタリングしていたので、センタリング部４での半導体ウエハ９の有無を検出する光センサを設置しようとすると、カセットキャリア５の高さ分をも含んでしまい、光センサの設置距離が大き過ぎて容易にウエハ検出をすることができなかったが、本発明においては、カセットキャリア５から取り出した半導体ウエハ９を、センタリング部４にインデクサアーム８で水平に挿入してセンタリングするようにしており、また同様に、インデクサアーム８で水平に移動させてトランスファアーム３との受渡し位置に半導体ウエハ９を位置させるようにしたので、センタリング部４およびトランスファアーム３との受渡し位置を含む場合であっても、光センサの設置距離が大き過ぎることはなく、容易にウエハ検出をすることができる。
【００６３】
また、ウエハサイズが例えば直径２００ｍｍから直径３００ｍｍと大きくなるとかなり重くなって、カセットキャリア５の設置位置ができるだけ低い位置にあることが望ましいが、本発明のように、カセット載置部６、センタリング部４およびトランスファアーム３を上下方向に階層的に配設した場合にはカセット載置部６が高くなって、カセット載置部６が、できるだけ低い位置にあることが望ましいことと矛盾することになる。これを解決するために、架台２自体を低く設定している。
【００６４】
なお、本実施形態では、上側から、カセットキャリア５が載置されたカセット載置部６、センタリング部４さらにトランスファアーム３の順に階層的に設けたが、階層的に配設される順番はこれに限ることはない。本実施形態のように、カセット載置部６、センタリング部４さらにトランスファアーム３の順に階層的に設けた場合には、カセット載置部６上のカセットキャリア５から半導体ウエハ９を取り出して、センタリング部４さらにトランスファアーム３に半導体ウエハ９を搬送するインデクサアーム８の動作が最短距離でスムーズになされる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の基板処理装置によれば、カセット載置部、位置合わせ手段および第１の基板搬送手段の第２の搬送手段からの基板の受け取り位置を上下方向に階層的に配設し、開閉部が基板の搬入・搬出方向で第１の基板搬送手段に対向するように前記測定装置を配設し、第２の基板搬送手段は、上下方向及び前記第１の基板搬送手段の搬入・搬出方向と直交する方向に基板の搬送をするため、装置本体の間口方向のレイアウトの簡素化を行うことができ、基板サイズが直径２００ｍｍから例えば直径３００ｍｍと大きくなっても、例えば装置本体の間口方向に基板サイズが直径２００ｍｍ３枚分の寸法と、基板サイズが直径３００ｍｍの２枚分の寸法と同等になって、装置本体の間口寸法の増加を防止できて、クリーンルーム内における装置の設置スペースの増加も防止することができる。
【００６６】
また、本発明の基板処理装置によれば、カセット載置部の下方に位置合わせ手段を配置し、この位置合わせ手段の下方に第１の基板搬送手段を配置したため、カセットから第１の基板搬送手段まで基板を搬送する第２の基板搬送手段の動作を最短距離でスムーズに行うことができる。さらに、装置本体の間口方向におけるレイアウトの簡素化が可能となり、装置本体の間口寸法を小さく構成することができる。
【００６７】
また、本発明の基板処理装置によれば、第２の基板搬送手段がカセットと第１の基板搬送手段の間で基板の搬送を行うため、基板処理部での処理の終えた基板をカセットへ搬送する第２の基板搬送手段の動作を最短距離でスムーズに行うことができる。
【００６８】
また、本発明の基板処理装置によれば、位置合わせ手段および第１の基板搬送手段の位置の上下方向両側に配設された基板検出手段が基板の有無を検出し、制御手段が、検出された検出信号に基づいて前記位置合わせ手段および前記第１の基板搬送手段での基板の有無を判断するので、位置合わせ手段や第１の基板搬送手段に残っている基板の検出ができ、異常停止時に基板の搬送経路全体で、基板が残っているか否かを検出できる。
【００６９】
また、本発明の基板処理装置によれば、第１の基板搬送手段上に基板が残っていると判断した場合、第１の基板搬送手段および第２の基板搬送手段により基板がカセットへ搬送されるので、残っている基板をスムーズにカセットへ回収できる。
【００７０】
また、本発明の基板処理装置によれば、位置合わせ手段上に基板が残っている と判断した場合、第２の基板搬送手段により基板がカセットへ搬送されるので、残っている基板をスムーズにカセットへ回収できる。
【００７１】
また、本発明の基板処理装置によれば、第１の基板搬送手段上に基板が残っていると判断した場合、第２の基板搬送手段により基板がカセットへ搬送されるので、残っている基板をスムーズにカセットへ回収できる。
【００７２】
また、本発明の基板処理装置によれば、第１のサイズの基板が位置合わせ手段にある場合、第１凹部材で位置合わせを行い、第２のサイズの基板が位置合わせ手段にある場合、第２凹部材で位置合わせを行うので、複数の基板のサイズの位置合わせを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態における基板処理装置の概略構成を示す正面図である。
【図２】  図１の基板処理装置のＤＤ′断面図である。
【図３】  図１のセンタリング部４における半導体ウエハ９のセンタリング状態を示す平面図である。
【図４】  図１のインデクサアーム８からトランスファアーム３への半導体ウエハ９の受渡し状態を示す平面図である。
【図５】  図１のトランスファアーム３から半導体ウエハ載置台１５への半導体ウエハ９の受渡し状態を示す平面図である。
【図６】  図１および図２の基板処理装置における測定装置１０の構成を示す図である。
【図７】  図１および図２の基板処理装置の各部制御のハード構成を示すブロック図である。
【図８】  図１および図２の基板処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】  従来の基板処理装置の概略構成を示す正面図である。
【図１０】  図９の基板処理装置のＥＥ′断面図である。
【符号の説明】
１    基板処理装置
３    トランスファアーム
３ａ    ハンド
４    センタリング部
５    カセットキャリア
５ａ    開口部
６    載置台
７    アーム駆動部
８    インデクサアーム
９    半導体ウエハ
１０    測定装置
１０ａ    開閉部
１１，１４    凹部材
１２    保持アーム部
１３    アーム先端吸引部
１５    半導体ウエハ載置台
１６    発光素子
１７    受光素子
２１    測定部
５１    制御部
５３    ウエハ検出センサ
５４    ＤＣモータドライバー
５５    ＤＣモータ
５６    ステピングモータドライバー
５７    ステピングモータ
５８，５９    吸引手段
６０，６１    圧力センサ
【図１】
0003638735.tif 000002
【図２】
0003638735.tif 000003
【図３】
0003638735.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003638735.tif 000007
【図７】
0003638735.tif 000008
【図８】
0003638735.tif 000009
【図９】
0003638735.tif 000010
【図１０】
0003638735.tif 000011