(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハの出し入れのために前面が開放され、左右の側壁の内側にウエハを１枚ずつ収納する１対の溝が所定の間隔で上下に多数対形成されたカセットに収納された所定の直径のウエハを分析する蛍光Ｘ線分析装置であって、
カセットが載置されるカセット台と、
ウエハを検知する検知手段と、
前記カセット台と検知手段を相対的に上下方向に移動させる移動手段と、
前記カセット台に載置されたカセットからウエハを搬送する搬送手段と、
前記移動手段を駆動し、前記検知手段からの検知信号に基づいて前記カセット台に載置されたカセットにおけるウエハの収納間隔が所定の基準値よりも小さい場合に基準値逸脱検出信号を発する検出手段とを備えた蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項２】
ウエハの出し入れのために前面が開放され、左右の側壁の内側にウエハを１枚ずつ収納する１対の溝が所定の間隔で上下に多数対形成されたカセットに収納された所定の直径のウエハを分析する蛍光Ｘ線分析装置であって、
カセットが載置されるカセット台と、
ウエハを検知する検知手段と、
前記カセット台と検知手段を相対的に上下方向に移動させる移動手段と、
前記カセット台に載置されたカセットからウエハを搬送する搬送手段と、
前記移動手段を駆動し、前記検知手段からの検知信号に基づいて前記カセット台に載置されたカセットにおけるウエハの収納間隔が所定の基準値よりも小さい場合に警告を発するとともに、前記搬送手段を駆動不能にする警告手段とを備えた蛍光Ｘ線分析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カセットに収納された半導体ウエハ等のウエハを分析する蛍光Ｘ線分析装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、いわゆる蛍光Ｘ線分析装置を用いて、半導体ウエハの汚染分析等が行われているが、ウエハは円板状で、１５０ｍｍ（６インチ）、２００ｍｍ（８インチ）、３００ｍｍ（１２インチ）等複数種類の直径のものがあり、それぞれ、ウエハの直径に応じた所定の規格（ＳＥＭＩ；Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ）の寸法形状をもつ既製の（量産品の）カセットに収納されて取り扱われる。既製のカセット２２の一例を、ウエハを出し入れする側２２ａの反対側２２ｄから見た斜視図である図２に示す。
【０００３】
ここで、図３の正面の部分図に示すように、カセット２２は、ウエハ１の出し入れのために一面２２ａ（この面を上面にして使用される場合等もあるが、本願ではこの面を前面として使用し、以下、前面と呼ぶ）が開放され、左右の側壁２２ｂの内側にウエハを１枚ずつ収納する１対の溝２２ｃが所定の間隔ｐで上下に多数対形成されている。例えば、１５０ｍｍ用のカセット２２には４．７６ｍｍ間隔の溝が２５対あってウエハ１が２５枚まで収納でき、２００ｍｍ用のカセット２２には６．３５ｍｍ間隔の溝が２５対または２６対あってウエハ１が２５枚または２６枚まで収納でき、３００ｍｍ用のカセット２２には１０ｍｍ間隔の溝が１３対または２５対あってウエハ１が１３枚または２５枚まで収納できる。なお、図２に示すように、前面２２ａ、後面２２ｄ、側壁２２ｂに対して上面２２ｅには、持ち運びのための把手２２ｆが形成されている。
【０００４】
一方、このようなカセット２２に収納されたウエハ１を分析する蛍光Ｘ線分析装置においては、カセット台に載置されたカセット２２中のウエハ１を１枚ずつ搬送手段であるロボットハンドで搬出入して試料台で分析を行う。ここで、直径の大きいウエハ１ほど重いので、それを搬送するロボットハンドも剛性を高めるべく先端のハンド部等を厚く形成する。したがって、ロボットハンドのハンド部が干渉せずにウエハ１間に挿入できるように、前述したように、ウエハ１の直径が大きくなるほど、対応する図３のカセット２２の溝の間隔ｐも大きくなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、３種類の直径のウエハ１を分析対象とする、すなわち、３種類のサイズのカセット２２を扱う蛍光Ｘ線分析装置においては、構造の簡単のため、ロボットハンドは、最も重い３００ｍｍのウエハ１に対応するものを備えて、１５０ｍｍ、２００ｍｍのウエハ１にも用いる。そうすると、６．３５ｍｍ間隔で収納された２００ｍｍのウエハ１は搬出入できるとしても、４．７６ｍｍ間隔で収納された１５０ｍｍのウエハ１に対しては、ウエハ１間の隙間が狭すぎてハンド部が挿入できず、無理に挿入しようとすると、ウエハ１に干渉してウエハ１の損傷、破損を招くおそれがある。
【０００６】
これを回避するために、１５０ｍｍ用のカセット２２については、操作者が注意して、例えば溝２２ｃの１つおきに、すなわち９．５２ｍｍ間隔でウエハ１を収納することも考えられるが、ミスが生じやすく、それだけでは確実でない。また、カセット２２はその目的、形状から樹脂成形により製作されるが、規格品よりも収納間隔ｐを広げた１５０ｍｍ用のカセット２２を樹脂成形により製作するには膨大な費用を要し、現実的でない。
【０００７】
本発明は前記従来の問題に鑑みてなされたもので、カセットに収納されたウエハを分析する蛍光Ｘ線分析装置において、カセット中のウエハを、損傷等のトラブルを防止して安全確実に搬出入できるものを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の蛍光Ｘ線分析装置は、まず、ウエハの出し入れのために前面が開放され、左右の側壁の内側にウエハを１枚ずつ収納する１対の溝が所定の間隔で上下に多数対形成されたカセットに収納された所定の直径のウエハを分析する蛍光Ｘ線分析装置である。そして、カセットが載置されるカセット台と、ウエハを検知する検知手段と、前記カセット台と検知手段を相対的に上下方向に移動させる移動手段と、前記カセット台に載置されたカセットからウエハを搬送する搬送手段とを備えている。さらに、前記移動手段を駆動し、前記検知手段からの検知信号に基づいて前記カセット台に載置されたカセットにおけるウエハの収納間隔が所定の基準値よりも小さい場合に基準値逸脱検出信号を発する検出手段を備えている。
【０００９】
請求項１の装置では、既製のカセットを用い、例えば、１５０ｍｍ用のカセットについては操作者が注意して溝の１つおきに（９．５２ｍｍ間隔で）ウエハを収納して用いるが、操作者が誤って４．７６ｍｍ間隔でウエハを収納してカセット台に載置しても、前記構成により、４．７６ｍｍという収納間隔が、本装置が備えているロボットハンド（搬送手段）を容易にウエハ間に挿入できる所定の基準値（例えば６ｍｍ）よりも小さい場合には、検出手段が基準値逸脱検出信号を発するから、３００ｍｍのウエハに対応したロボットハンドがウエハに干渉して損傷させること等を防止するための対処が可能になり、安全確実にウエハを搬出入できる。
【００１０】
請求項２の蛍光Ｘ線分析装置は、まず、ウエハの出し入れのために前面が開放され、左右の側壁の内側にウエハを１枚ずつ収納する１対の溝が所定の間隔で上下に多数対形成されたカセットに収納された所定の直径のウエハを分析する蛍光Ｘ線分析装置である。そして、カセットが載置されるカセット台と、ウエハを検知する検知手段と、前記カセット台と検知手段を相対的に上下方向に移動させる移動手段と、前記カセット台に載置されたカセットからウエハを搬送する搬送手段とを備えている。さらに、前記移動手段を駆動し、前記検知手段からの検知信号に基づいて前記カセット台に載置されたカセットにおけるウエハの収納間隔が所定の基準値よりも小さい場合に警告を発するとともに、前記搬送手段を駆動不能にする警告手段を備えている。
【００１１】
請求項２の装置では、既製のカセットを用い、例えば、１５０ｍｍ用のカセットについては操作者が注意して溝の１つおきに（９．５２ｍｍ間隔で）ウエハを収納して用いるが、操作者が誤って４．７６ｍｍ間隔でウエハを収納してカセット台に載置しても、前記構成により、４．７６ｍｍという収納間隔が、本装置が備えているロボットハンド（搬送手段）を容易にウエハ間に挿入できる所定の基準値（例えば６ｍｍ）よりも小さい場合には、警告手段が警告を発するとともに、ロボットハンドを駆動不能にするから、３００ｍｍのウエハに対応したロボットハンドがウエハに干渉して損傷させること等が防止され、安全確実にウエハを搬出入できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態の装置について説明する。この装置は、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍの３種類の直径のウエハ１を分析対象とし、図１の側面図に示すように、試料台５に載置された試料であるウエハ１にＸ線管等のＸ線源６から１次Ｘ線７を照射して、発生する蛍光Ｘ線８の強度を検出部１２で測定して分析する蛍光Ｘ線分析装置である。検出部１２は、ウエハ１から発生する蛍光Ｘ線８を分光する分光素子９と、その分光素子９で分光された蛍光Ｘ線１０の強度を測定する検出器１１等からなるが、分光素子９を用いずにエネルギー分解能の高い検出器例えばＳＳＤ等で構成してもよい。
【００１３】
また、この装置は、ウエハ１が収納されたカセット２２が載置されるカセット台３と、そのカセット台３に載置されたカセット２２から試料台５へウエハ１を搬出し、逆に試料台５からカセット２２へウエハ１を搬入する搬送手段であるロボットハンド４とを備えている。このロボットハンド４は、最も重い３００ｍｍのウエハ１を十分な剛性をもって支持できるように、先端のハンド部４ａ等が適切な寸法形状に形成されており、ハンド部４ａは、任意の高さの水平面内において任意の位置で任意の方向を向くことができる。試料台５には、ウエハ１の搬出入に支障がないように、ハンド部４ａが通過できる切り欠き部５ａが形成されている。
【００１４】
このような構成により、カセット台３に載置されたカセット２２からウエハ１を１枚ずつロボットハンド４で搬出して試料台５へ載置し、Ｘ線源６から１次Ｘ線７を照射して、発生する蛍光Ｘ線８の強度を検出部１２で測定した後、ロボットハンド４でカセット２２のもとの位置（溝２２ｃ）に搬入することを繰り返し、カセット２２に収納されたすべてのウエハ１について分析を行うことができる。なお、実際には試料台５は真空容器内にあるので、その中に第２の搬送手段である搬送装置を設け、その外にロボットハンド４とカセット台３を設け、ロボットハンド４でカセット２２と搬送装置との間でウエハ１を搬送し、搬送装置でロボットハンド４と試料台５との間でウエハ１を搬送するようにしてもよい。
【００１５】
この装置のロボットハンド４のハンド部４ａは、１０ｍｍ間隔で既製のカセット２２に収納された３００ｍｍのウエハ１間、および、６．３５ｍｍ間隔で既製のカセット２２に収納された２００ｍｍのウエハ１間には容易に挿入できるが、４．７６ｍｍ間隔で既製のカセット２２に収納された１５０ｍｍのウエハ１に対しては、ウエハ１間の隙間が狭すぎて挿入できない。  
【００１６】
そして、この装置は、ウエハ１を検知する検知手段１４と、カセット台３と検知手段１４を相対的に上下方向に移動させる移動手段１５とを備え、さらに、移動手段１５を駆動し、検知手段１４からの検知信号に基づいてカセット台３に載置されたカセット２２におけるウエハ１の収納間隔ｑが所定の基準値よりも小さい場合に警告を発するとともに、ロボットハンド４を駆動不能にする警告手段１６を備えている。具体的には、検知手段１４は、例えば透過型レーザセンサであって、カセット台３に載置されたカセット２２を挟んで対向するように配置された発光器１４ａと受光器１４ｂとからなり、発光器１４ａから出て受光器１４ｂに届いていたレーザ光がウエハ１により遮断されることにより、ウエハ１を検知する。なお、警告手段１６は、移動手段１５を駆動して検知手段１４からの検知信号に基づいてカセット台３に載置されたカセット２２におけるウエハ１の収納間隔ｑが所定の基準値よりも小さい場合に基準値逸脱検出信号を発する検出手段の一種である。
【００１７】
移動手段１５は、パルスモータおよびその回転軸に連結されて発光器１４ａと受光器１４ｂを支持するスライド機構等からなり、発光器１４ａと受光器１４ｂを同じ高さに維持しつつ双方を上下させる。なお、移動手段１５は、固定された検知手段１４に対し、カセット２２を載置したカセット台３を上下させるものであってもよい。
【００１８】
警告手段１６は、移動手段１５を駆動して検知手段１４を例えばカセット２２の上端近傍の高さから下へ移動させ、検知手段１４からの検知信号に基づいて、カセット台３に載置されたカセット２２におけるウエハ１の収納間隔ｑが所定の基準値例えば６ｍｍよりも小さい場合に、ＣＲＴ等の表示手段１６ａに、ウエハ１間の隙間が狭すぎてロボットハンド４のハンド部４ａを挿入できない旨の警告を表示するとともに、ロボットハンド４を駆動不能にする。
【００１９】
ここで、所定の基準値は、ロボットハンド４のハンド部４ａを容易にウエハ１間に挿入できるようなウエハ１の収納間隔として定めることができる。また、表示手段１６ａは、分析結果の表示等にも用いることができる。なお、警告手段１６による警告は、音声等によってもよい。さらに、検知手段１４からの検知信号に基づいて、カセット２２におけるどの高さ（位置）にウエハ１が収納されているかを判定するいわゆるマッピングを行ったり、カセット２２のサイズすなわち収納されたウエハ１の直径を求めることもできる（特願平１０−２６６３１４号参照）。
【００２０】
本実施形態の装置では、既製のカセット２２を用い、１５０ｍｍ用のカセット２２については操作者が注意して溝２２ｃ（図３）の１つおきにすなわち９．５２ｍｍ間隔でウエハ１を収納して用いるが、操作者が誤って４．７６ｍｍ間隔でウエハ１を収納してカセット台３に載置しても、４．７６ｍｍという収納間隔が、本装置が備えているロボットハンド４のハンド部４ａを容易にウエハ１間に挿入できる所定の基準値（６ｍｍ）よりも小さい場合には、警告手段１６が警告を発するとともに、ロボットハンド４を駆動不能にするから、３００ｍｍのウエハ１に対応したロボットハンド４がウエハ１に干渉して損傷させること等が防止され、安全確実にウエハ１を搬出入できる。
【００２１】
なお、本実施形態の装置では、図１のロボットハンド４のハンド部４ａが、１０ｍｍ間隔で既製のカセット２２に収納された３００ｍｍのウエハ１間、および、６．３５ｍｍ間隔で既製のカセット２２に収納された２００ｍｍのウエハ１間には容易に挿入できるとしたが、破損した標準試料であるウエハの破片を別のウエハ１に貼り付けて標準試料として使用を続ける等、通常のウエハ１よりも厚いウエハ１をもカセット２２に収納して分析に供する場合には、３００ｍｍ用や２００ｍｍ用の既製のカセット２２を用いる場合にも、ウエハ１間の隙間が狭すぎてハンド部４ａが挿入できないためにウエハ１の損傷等を招くおそれがある。
【００２２】
そのような場合には、図１の警告手段１６において前記所定の基準値をより大きく設定することにより対処できる。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、カセットに収納されたウエハを分析する蛍光Ｘ線分析装置において、カセット中のウエハを、損傷等のトラブルを防止して安全確実に搬出入できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の蛍光Ｘ線分析装置の側面図である。
【図２】既製のカセットの一例を後方から見た斜視図である。
【図３】同カセットの正面の部分図である。
【符号の説明】
１…ウエハ、３…カセット台、４…搬送手段（ロボットハンド）、１４…検知手段、１５…移動手段、１６…警告手段、２２…既製のカセット、２２ａ…カセットの前面、２２ｂ…カセットの側壁、２２ｃ…溝、ｐ…所定の間隔、ｑ…所定の基準値。
【図１】
0003600850.tif 000002
【図２】
0003600850.tif 000003
【図３】
0003600850.tif 000004