(57)【要約】【課題】検出ユニットの位置調整が容易なマッピング装置を提供する。【解決手段】回帰ミラー３１は、入射する光を、入射方向Ａ１に対して反対の方向である反射方向Ａ２に反射する。投受光体３２は、投光部３３および受光部３４が一体に設けられる。投光部３３は、回帰ミラー３１に向けて光を投光し、受光部３４は、回帰ミラー３１によって反射された光を受光する。検出ユニット２２は、投光部３３から投光された光が受光部３４に受光されるまでの光路４３が半導体ウェハ２７に対して移動する移動経路４４内に、半導体ウェハ２７が配置されるように、設けられる。取得手段２４は、検出ユニット２２と半導体ウェハ２７との相対位置に関する情報である位置情報を取得し、演算手段２５は、取得手段２４で取得される位置情報と、受光部３４による受光情報とに基づいて、半導体ウェハ２７の配置状態を示すマッピング情報を算出する。【選択図】      図１
2004327501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出ユニットであって、入射する光を、この入射する光の入射方向に対して反対の方向である反射方向に反射する反射体と、反射体に向けて光を投光する投光部および投光部から投光され、かつ反射体によって反射された光を受光する受光部が一体に設けられる投受光体とを有し、板状体に対して、投光部から投光された光が受光部に受光されるまでの光路に対して交差する移動方向に変位自在に設けられ、前記光路の移動経路内に板状体が配置されるように設けられる検出ユニットと、
検出ユニットと板状体との相対位置に関する情報である位置情報を取得する取得手段と、
取得手段で取得される位置情報と、受光部による受光情報とに基づいて、板状体の配置状態を示すマッピング情報を算出する演算手段とを含むことを特徴とするマッピング装置。
【請求項２】
反射体は、帯状に形成されることを特徴とする請求項１記載のマッピング装置。
【請求項３】
投光部は、可視光を投光することを特徴とする請求項１または２記載のマッピング装置。
【請求項４】
投光部は、予め定める第１方向にだけ振動する偏光された光を投光し、
受光部は、予め定める第２方向にだけ振動する偏光された光を受光し、
反射体は、第１方向に振動する入射光を、第２方向に振動する反射光として反射することを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１つに記載のマッピング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば半導体ウェハなどの板状体の配置状態を示すマッピング情報を生成するマッピング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は、第１の従来の技術のマッピング装置の透過形光電センサ１を示す正面図である。マッピング装置は、変位移動する検出ユニットの検出情報と、検出ユニットの位置情報とに基づいて、半導体ウェハの配置状態を示すマッピング情報を生成する。第１の従来の技術のマッピング装置の検出ユニットは、透過形光電センサ１によって実現される。
【０００３】
透過形光電センサ１は、投光部２および受光部３が間隔をあけて対向して設けられ、投光部２から投光された光は受光部３で受光される。検出ユニットを変位させた場合、投光部２と受光部３との間を半導体ウェハ２７が通過すると、半導体ウェハ２７によって投光部２から投光された光が遮られて、受光状態が変化する。マッピング装置は、受光状態が変化したときの検出ユニットの位置に基づいて、半導体ウェハ２７の位置を検出する（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
図１１は、第２の従来の技術のマッピング装置の反射形光電センサ６を示す図である。第２の従来の技術のマッピング装置の検出ユニットは、反射形光電センサ６によって実現される。
【０００５】
反射形光電センサ６は、反射ミラー７および投受光体８が間隔をあけて対向して設けられる。投受光体８の投光部９から投光された光は、反射ミラー７によって反射され、投受光体８の受光部１０で受光される。上述した第１の従来の技術と同様に、第２の従来の技術のマッピング装置もまた、受光状態が変化したときの検出ユニットの位置に基づいて、半導体ウェハ２７の位置を検出する。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１２４２８９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図１２は、透過形光電センサ１の投光部２の投光軸Ｃ１と受光部３の受光軸Ｃ２とがずれた状態を示す正面図である。前記第１の従来の技術では、投光部２の投光軸Ｃ１と受光部３の受光軸Ｃ２とがずれると検出不良が生じてしまう。また投光軸Ｃ１と受光軸Ｃ２とが同軸となるように、投光部２および受光部３の位置調整を行うことは、作業者にとって手間がかかる作業となる。
【０００８】
特に、半導体ウェハ２７のように非常に薄い板状体の位置を検出する場合には、投光される光束の外径が小さい投光部２を用いる必要がある。このような投光部２を用いると、さらに投光軸Ｃ１と受光軸Ｃ２との一致精度を高くしなければ、検出不良が生じてしまう。したがって投光部２と受光部３との位置調整を正確に行う必要があり、位置調整作業がさらに手間がかかる作業となる。
【０００９】
図１３は、反射形光電センサ６の反射ミラー７の反射光軸Ｃ５と受光部１０の受光軸Ｃ４とがずれた状態を示す正面図である。反射形光電センサ６であっても、反射光軸Ｃ５と受光部１０の受光軸Ｃ４とがずれると検出不良が生じてしまう。反射光軸Ｃ５は、投光部９からの光が反射ミラー７によって反射した光軸である。前述と同様に、反射光軸Ｃ５と受光軸Ｃ４とが同軸になるように、反射ミラー７および投受光体８の位置調整を行うことは、作業者にとって手間がかかる作業となる。
【００１０】
したがって本発明の目的は、検出ユニットの位置調整が容易なマッピング装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、検出ユニットであって、入射する光を、この入射する光の入射方向に対して反対の方向である反射方向に反射する反射体と、反射体に向けて光を投光する投光部および投光部から投光され、かつ反射体によって反射された光を受光する受光部が一体に設けられる投受光体とを有し、板状体に対して、投光部から投光された光が受光部に受光されるまでの光路に対して交差する移動方向に変位自在に設けられ、前記光路の移動経路内に板状体が配置されるように設けられる検出ユニットと、
検出ユニットと板状体との相対位置に関する情報である位置情報を取得する取得手段と、
取得手段で取得される位置情報と、受光部による受光情報とに基づいて、板状体の配置状態を示すマッピング情報を算出する演算手段とを含むことを特徴とするマッピング装置である。
【００１２】
本発明に従えば、検出ユニットは、投受光体および反射体を有する。投光部は反射体に向けて光を投光し、反射体は投光部から投光された光を反射し、受光部は、投光部から投光され、かつ反射体によって反射された光を受光する。
【００１３】
反射体は、入射する光を、入射方向に対して反対の方向である反射方向に反射するので、投光部からの光を反射体に入射させるだけで、この投光部からの光が、反射体によって反射されて、受光部で受光される。
【００１４】
これによって、投光部からの光を反射体に入射させさえすれば、投受光体が設けられる位置が多少ずれたとしても、投光部からの光を受光部で受光することができる。言い換えると、投光部からの光が反射体に入射するように投受光体を位置決めするだけで、投光部から投光された光を受光部で受光することができる。このようにすることで、投光部の投光軸と受光部の受光軸とを容易に一致させることができ、検出ユニットの位置調整を容易にすることができる。
【００１５】
また本発明は、反射体は、帯状に形成されることを特徴とする。
本発明に従えば、反射体は、帯状に形成される。反射体は、板状体の位置を検出すべき検出方向の寸法に比べて、検出方向に交差する交差方向の寸法が長く形成される。板状体の位置を検出すべき検出方向の寸法を小さくすることで、板状体による遮光状態と非遮光状態とで、受光部が受光する受光光量差を大きくすることができる。また遮光状態となるときの検出方向に関する板状体の位置の範囲を小さくすることができる。これによって、板状体の位置の検出精度を高くすることができる。
【００１６】
反射体の検出方向寸法を小さくすると、反射面が小さくなってしまうが、本発明の反射体を用い、かつ反射体の交差方向の寸法を大きくすることによって、投光部からの光が反射面によって反射した光の光量を確保することができる。これによって受光部での受光光量を大きくすることができ、受光部が非遮光状態として検出するために必要な光量を得ることができる。
【００１７】
このように板状体の位置検出精度を高めるとともに、十分な受光光量を得ることができるので、精度よく板状体の位置を検出することができる。
【００１８】
また本発明は、投光部は、可視光を投光することを特徴とする。
本発明に従えば、投光部から投光される光は可視光であるので、投受光体の位置を調整する調整作業時に、調整作業者は、投光部からの光の照射領域を目視することができる。したがって調整作業者は、投光部からの光の照射領域を目視して確認しながら、投受光体の位置を調整することができ、調整作業をさらに容易に行うことができる。
【００１９】
また本発明は、投光部は、予め定める第１方向にだけ振動する偏光された光を投光し、
受光部は、予め定める第２方向にだけ振動する偏光された光を受光し、
反射体は、第１方向に振動する入射光を、第２方向に振動する反射光として反射することを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、投光部によって第１方向にだけ振動する偏光された光を投光し、この投光部から投光された第１方向に振動する入射光を、反射体によって、第２方向に振動する反射光として反射する。受光部は、第２方向にだけ振動する偏光された光を受光するので、投光部によって投光され、かつ反射体によって反射された光は、受光部で受光される。これに対して、投光部から投光されても、反射体によって反射されずに受光部まで導かれた光は、受光部で受光されない。投光部から投光されても、反射体によって反射されずに受光部まで導かれた光とは、投光部によって投光され、たとえば板状体によって反射された光などである。このように投光部によって投光され、かつ反射体によって反射された光だけを、受光部で受光することができるので、誤検出を防ぐことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態であるマッピング装置２１の検出ユニット２２を示す斜視図である。図２は、マッピング装置２１の全体の構成を示すブロック図である。マッピング装置２１は、検出ユニット２２、アンプユニット２３、取得手段２４および演算手段２５を含む。このマッピング装置２１は、予め定める並列方向Ｚに並ぶ各半導体ウェハ２７の配置状態を示すマッピング情報を生成する。半導体ウェハ２７は、円板形状に形成される板状体である。半導体ウェハ２７は、たとえば直径が２００ｍｍまたは３００ｍｍであり、厚みが０．７ｍｍである。
【００２２】
検出ユニット２２は、回帰ミラー３１および投受光体３２を有する。回帰ミラー３１は、入射する光を反射する反射体となる。特に、回帰ミラー３１は、入射する光を、この入射する光の入射方向Ａ１に対して反対の方向である反射方向Ａ２に反射する。入射方向Ａ１と反射方向Ａ２とは、平行または略平行で互いに向きが逆の方向である。
【００２３】
投受光体３２は、投光部３３と受光部３４とを有する。投光部３３は、回帰ミラー３１に向けて光を投光する。受光部３４は、投光部３３から投光され、かつ回帰ミラー３１によって反射された光を受光する。投受光体３２は、これらの投光部３３および受光部３４が一体に設けられている。
【００２４】
検出ユニット２２は、半導体ウェハ２７を搬送する搬送ロボット３５のハンド部３６に設けられる。ハンド部３６は、たとえば略Ｕ字形状に形成される。ハンド部３６は、基部３７と、基部３７から延びる一対の延在部分３８，３９を有する。一方の延在部分３８の先端部４１には、投受光体３２が設けられ、他方の延在部分３９の先端部４２には、回帰ミラー３１が設けられる。
【００２５】
ハンド部３６は、半導体ウェハ２７に対して、予め定める移動方向に変位自在に設けられる。一方の延在部分３８の先端部４１と他方の延在部分３９の先端部４２との間、したがって投受光体３２と回帰ミラー３１との間には、間隙領域７１が形成される。ハンド部３６を、半導体ウェハ２７に対して移動方向に変位させると、前記間隙領域７１を、半導体ウェハ２７の一部が通過する。
【００２６】
移動方向は、投光部３３から投光された光が受光部３４に受光されるまでの光路４３に対して交差する方向である。マッピング動作時においては、移動方向は、並列方向Ｚに対して平行であるので、移動方向には、並列方向Ｚと同一の参照符Ｚを付す。また本実施の形態では、並列方向Ｚは上下方向Ｚに対して平行であるので、並列方向Ｚおよび移動方向Ｚを上下方向Ｚと記載することがある。
【００２７】
ハンド部３６が半導体ウェハ２７に対して移動方向Ｚに移動されるとき、この移動にともなって前記光路４３が半導体ウェハ２７に対して移動する。したがって、検出ユニット２２は、マッピング動作時には、前記光路４３が半導体ウェハ２７に対して移動する移動経路４４内に、半導体ウェハ２７の一部が配置されるように設けられる。
【００２８】
アンプユニット２３は、光ファイバ４５，４６によって投受光体３２に接続される。アンプユニット２３は、発光素子および受光素子を有し、発光素子からの光は、光ファイバ４５を介して投受光体３２の投光部３３に導かれ、投受光体３２の受光部３４からの光は、光ファイバ４６を介して受光素子に導かれる。発光素子は、たとえば可視光である赤色光を発生する。この発光素子は、赤色発光ダイオードによって実現される。
【００２９】
アンプユニット２３は、受光部３４による受光情報を示す出力信号を演算手段２５に与える。前記出力信号は、受光部３４による受光状態に応じて、スイッチング態様が、ＯＮおよびＯＦＦのいずれかに切換わる。
【００３０】
取得手段２４は、検出ユニット２２と半導体ウェハ２７との相対位置に関する情報である位置情報を情報発生手段から取得する。本実施の形態では、前記情報発生手段は、ハンド部３６を駆動するハンド移動手段５４に設けられるエンコーダ４７である。取得手段２４は、エンコーダ４７によって与えられるエンコーダ値を位置情報として取得する。したがって位置情報は、ハンド移動手段５４によって変位されるハンド部３６の位置を示す。
【００３１】
演算手段２５は、取得手段２４で取得される位置情報と、アンプユニット２３からの受光部３４による受光情報とに基づいて、並列方向Ｚに並ぶ各半導体ウェハ２７の配置状態を示すマッピング情報を算出する。アンプユニット２３、取得手段２４および演算手段２５は、ハンド部３６とは別体に設けられており、予め定める位置に固定される。
【００３２】
投受光体３２は、一方の延在部分３８の先端部４１に設けられ、他方の延材部分３９に臨む。また回帰ミラー３１は、他方の延在部分３９の先端部４２に設けられ、一方の延在部分３８に臨む。
【００３３】
一方の延在部分３８の先端部４１には、凹部４８が形成される。この凹部４８には、図示しない複数、たとえば４つのねじ孔が形成されるねじ孔形成部が形成される。各ねじ孔形成部には、内ねじが形成される。また投受光体３２には、厚み方向に貫通する複数、たとえば４つの貫通孔５８（後述の図４参照）が形成される。各ねじ孔は、投受光体３２が位置調整された状態で、各貫通孔５８とほぼ同軸となる位置にそれぞれ形成される。また貫通孔５８は、ねじ孔よりも直径が大きく形成される。投受光体３２は、各貫通孔５８を各ねじ部材４９が挿通する。これらの各ねじ部材４９は、前記各ねじ孔に螺着される。投受光体３２は、各ねじ部材４９の頭部と一方の延在部分３８の先端部４１とに挟まれることによって、一方の延在部分３８の先端部４１に着脱可能にかつ位置調整可能に固定される。
【００３４】
投受光体３２が一方の延在部分３８に固定された状態では、投光部３３と受光部３４とは、上下方向Ｚに垂直な方向に並んで設けられる。また投光部３３は、受光部３４よりも、一方の延在部分３８の先端寄りであって、マッピング動作時に半導体ウェハ２７寄りとなる位置に配置される。
【００３５】
他方の延在部分３９の先端部４２には、回帰ミラー３１の形状に合わせた凹部５０が形成される。この凹部５０に、回帰ミラー３１が嵌め込まれる。回帰ミラー３１は、たとえば接着剤によって、他方の延在部分３９に接着されて固定される。回帰ミラー３１は、長方形状、いわゆる帯状に形成される。回帰ミラー３１の短辺方向である幅方向は、半導体ウェハ２７の位置を検出すべき検出方向である上下方向Ｚに対して平行に延びる。すなわちマッピング動作時においては、回帰ミラー３１の幅方向は、半導体ウェハ２７の厚み方向に対して平行な方向となる。また回帰ミラー３１の長辺方向は、検出方向に交差する交差方向に対して平行に延びる。また回帰ミラー３１の長辺方向は、投光部３３から受光部３４に向かう方向に対して平行な方向となることが好ましい。
【００３６】
上述したように、一方の延在部分３８の先端部４１と他方の延在部分３９の先端部４２との間、したがって投受光体３２と回帰ミラー３１との間には、間隙領域７１が形成される。間隙領域７１に半導体ウェハ２７が存在しないとき、すなわち投受光体３２と回帰ミラー３１との間に半導体ウェハ２７が介在しないとき、投光部３３から投光される光は、回帰ミラー３１によって反射され、受光部３４で受光される。間隙領域７１に半導体ウェハ２７が存在するとき、すなわち投受光体３２と回帰ミラー３１との間に半導体ウェハ２７が介在するとき、投光部３３から投光される光は、半導体ウェハ２７によって遮られるので、受光部３４で受光されない。
【００３７】
図３は、搬送ロボット３５の全体の構成を示す斜視図である。搬送ロボット３５は、昇降駆動部５２および水平駆動部５３を含む。昇降駆動部５２は、昇降駆動部５２は、ハンド部３６を上下方向Ｚに変位駆動するハンド移動手段５４となる。水平駆動部５３は、昇降駆動部５２に連結される。この水平駆動部５３は、半導体ウェハ２７を乗載するハンド部３６の基部３７が連結され、ハンド部３６を水平方向に変位駆動する。昇降駆動部５２および水平駆動部５３は、図示しない制御手段によって制御される。昇降駆動部５２には、ハンド部３６を上下動する駆動モータが設けられる。駆動モータには、その出力軸の回転角度を検出するエンコーダ４７が設けられ、エンコーダ４７が検出するエンコーダ値に基づくことによって、ハンド部３６の位置を求めることができる。
【００３８】
搬送ロボット３５は、マッピング装置２１から与えられるマッピング情報に基づいて、第１の収容体に収容される複数の半導体ウェハ２７の位置および有無を判断する。搬送ロボット３５は、マッピング情報に応じて効率よく半導体ウェハ２７を保持し、保持した半導体ウェハ２７を第２の収容体に移載する。このような搬送ロボット３５は、半導体製造システムに含まれる。搬送ロボット３５は、処理側収容体と、待機側収容体とにわたって、半導体ウェハ２７を搬送する。処理側収容体は、予め定めるプロセス処理が行われる半導体ウェハ２７を収容する。また待機側収容体は、プロセス処理前またはプロセス処理後の半導体ウェハ２７を収容する。
【００３９】
図４は、投受光体３２を拡大して示す斜視図である。投受光体３２は、略直方体形状である。投光部３３および受光部３４は、投受光体３２の一側面部５６の中央部に、相互に近接して配置される。投光部３３および受光部３４から延びる各光ファイバ４５，４６は、投受光体３２の前記一側面部５６とは反対の方向に臨む他側面部５７から突出する。
【００４０】
投光部３３および受光部３４は、同一の方向に臨む。たとえば投光部３３が光を投光する方向である投光方向Ｂ１と、受光部３４が光を受光する方向である受光方向Ｂ２とは、平行または略平行であり、その向きが逆である。
【００４１】
投受光体３２には、投受光体３２の厚み方向に貫通する４つの貫通孔５８が形成される。これらの貫通孔５８は、投受光体３２をその厚み方向から見た平面視において、各角隅部に設けられる。投受光体３２の各貫通孔５８は、これらの各貫通孔５８に各ねじ部材４９の頭部を除く残余の部分を挿通したときに、この残余の部分と投受光体３２との間に間隙が形成されるように、形成される。このように各貫通孔５８が形成されるので、投受光体３２の位置を調整することができる。
【００４２】
投受光体３２をハンド部３６に取付ける際には、投受光体３２の位置を調整した後、各ねじ部材４９を、各貫通孔５８を介してハンド部３６の各ねじ孔に螺合させ、ハンド部３６と各ねじ部材４９の頭部とによって、投受光体３２を挟んで固定する。
【００４３】
図５は、回帰ミラー３１を簡略化して示す斜視図である。図６は、回帰ミラー３１の一部を拡大して示す正面図である。回帰ミラー３１は、四面体であるコーナキューブ６１を複数有する。各コーナキューブ６１は、１つの透過面と、相互に垂直に交差する３つの反射面とを有する。コーナキューブ６１に対して透過面から入射した光は、各反射面によって反射し、透過面から出射する。各コーナキューブ６１は、透過面が仮想一平面に沿って設けられ、図６に示されるように、相互に隣接して配列される。このような回帰ミラー３１は、上述のように、入射する光を、この入射する光の入射方向Ａ１に対して反対の方向である反射方向Ａ２に反射する。
【００４４】
回帰ミラー３１は、帯状に形成される。回帰ミラー３１は、投光部３３からの光が照射される照射範囲１００を少なくとも部分的に含む位置に設けられる。また回帰ミラー３１内に投光部３３からの光が照射されるように、投受光体３２が設けられる。回帰ミラー３１は、その長辺方向寸法となる長さＷ１が投光部３３の照射範囲１００の長辺方向寸法Ｗ３よりも大きい。これによって投受光体２３の取付位置が少々ずれたとしても、投光部３３からの光を反射することができる。また回帰ミラー３１の長辺方向寸法Ｗ１が、照射範囲１００の長辺方向寸法Ｗ３よりも小さい場合に比べて、受光部３４が受光する光量を大きくすることができる。
【００４５】
また回帰ミラー３１は、その上下方向Ｚ寸法となる幅が短く形成される。これによって後述するように検出精度を向上することができる。回帰ミラー３１は、たとえば、長さＷ１が２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下であり、幅Ｗ２が２ｍｍに形成される。
【００４６】
図７は、ハンド部３６の一方および他方の延在部分３８，３９の先端部４１，４２を拡大して示す平面図である。投光部３３から回帰ミラー３１までの第１光路部分７２と、回帰ミラー３１から受光部３４までの第２光路部分７３とは、相互に近接しているが、図７においては、図解を容易にするために、第１および第２光路部分７２，７３を離して模式的に示す。上述の図１に示されるように、投光部３３は、受光部３４よりも、一方の延在部分３８の先端寄りに配置される。マッピング動作時においては、投光部３３から投光された光が受光部３４に受光されるまでの光路４３のうち、投光部３３から回帰ミラー３１までの第１光路部分７２の移動経路に半導体ウェハ２７が配置される。これによってマッピング情報を良好に生成することができる。
【００４７】
図８は、図７の切断面線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩから見た断面図である。図８（１）は回帰ミラー３１の幅が第１寸法Ｗ１であるときの状態を示し、図８（２）は比較例として回帰ミラー３１の幅が第１寸法Ｗ１よりも大きい第２寸法Ｗ１１であるときの状態を示す。図８（１）および図８（２）は、投受光体３２と回帰ミラー３１との間に半導体ウェハ２７が介在される状態、すなわち第１光路部分７２に半導体ウェハ２７が配置される状態を示す。
【００４８】
マッピングのために検出ユニット２２を上下方向Ｚに移動する移動時においては、第１光路部分７２と半導体ウェハ２７との位置関係に応じて、投光部３３からの光が入射する回帰ミラー３１の部分の面積が変化し、これによって回帰ミラー３１によって反射されて受光部３４で受光される光の光量が変化する。
【００４９】
回帰ミラー３１の幅が第１寸法Ｗ１よりも大きい第２寸法Ｗ１１である場合は、投光部３３と回帰ミラー３１との間に半導体ウェハ２７が存在するときでも、投光部３３から投光される光が回帰ミラー３１によって反射されて受光部３４で受光されてしまう。したがって投光部３３と回帰ミラー３１との間に半導体ウェハ２７が存在するときと、存在しないときとにおいて、受光部３４での受光光量の差が小さく、投光部３３と回帰ミラー３１との間に半導体ウェハ２７が存在するか否かを正確に判断することが困難である。
【００５０】
また回帰ミラー３１の幅が第１寸法Ｗ１よりも大きい第２寸法Ｗ１１である場合は、図８（２）に示されるように、半導体ウェハ２７が投光部３３に対して上下方向Ｚに関して同じ位置である第１位置７６に存在するときと、半導体ウェハ２７が前記第１位置７６に対して上下方向Ｚに微小位置Δｄだけずれた位置である第２位置７７に存在するときとにおいて、回帰ミラー３１の照射される部分の面積の差が小さく、したがって受光部３４での受光光量の差が小さい。したがって半導体ウェハ２７が第１位置７６に存在するときと、半導体ウェハ２７が第２位置７７に存在するときとを、区別することができない。
【００５１】
これらの点を考慮して、本実施の形態では、回帰ミラー３１の幅を第１寸法Ｗ１にしている。回帰ミラー３１の幅が第１寸法Ｗ１である場合は、投光部３３と回帰ミラー３１との間に半導体ウェハ２７が存在すると、投光部３３から投光される光が回帰ミラー３１によって反射されて受光部３４で受光されてしまうということが可及的に防がれる。したがって投光部３３と回帰ミラー３１との間に半導体ウェハ２７が存在するときと、存在しないときとにおいて、受光部３４での受光光量の差が大きく、投光部３３と回帰ミラー３１との間に半導体ウェハ２７が存在するか否かを正確に判断することができる。
【００５２】
また回帰ミラー３１の幅が第１寸法Ｗ１である場合は、半導体ウェハ２７が第１位置７６に存在するときと、半導体ウェハ２７が第２位置７７に存在するときとにおいて、回帰ミラー３１の照射される部分の面積の差が大きく、したがって受光部３４での受光光量の差が大きい。したがって半導体ウェハ２７が第１位置７６に存在するときと、半導体ウェハ２７が第２位置７７に存在するときとを、区別することができる。これによって、半導体ウェハ２７の上下方向Ｚの位置を正確に検出し、正確なマッピング情報を生成することができる。
【００５３】
図９は、検出ユニット２２の位置とそのときの受光部３４の受光情報との関係を示す図である。図９において、横軸は検出ユニット２２の位置情報を示し、縦軸は受光部３４の受光情報を示す。たとえば受光情報は、受光部３４による受光光量が予め定めるしきい値に対する高低に応じて設定される。受光光量が予め定めるしきい値よりも大きい場合をＯＦＦ状態とし、受光光量が予め定めるしきい値よりも小さい場合をＯＮ状態とする。したがって、間隙領域７１に半導体ウェハ２７の一部が介在され、半導体ウェハ２７によって光が遮られる遮光状態であるときは、ＯＮ状態である。間隙領域７１に半導体ウェハ２７が介在されず、半導体ウェハ２７によって光が遮られない非遮光状態であるときは、ＯＦＦ状態である。
【００５４】
検出ユニット２２を上下方向Ｚに移動する移動時には、搬送ロボット３５のエンコーダ４７によって位置情報を検出するとともに、検出ユニット２２およびアンプユニット２３によって受光情報を検出する。ハンド部３６を上下方向Ｚに移動する移動時には、各半導体ウェハ２７の配置状態に応じて、遮光状態および非遮光状態が繰り返される。
【００５５】
演算手段２５は、取得手段２４で取得される位置情報と、アンプユニット２３からの受光部３４による受光情報とに基づいて、各半導体ウェハ２７の配置状態を示すマッピング情報を算出する。並列方向Ｚに並ぶ各半導体ウェハ２７の配置状態は、位置情報および受光情報を対応させることによって求めることができる。
【００５６】
以上のように本実施の形態では、投受光体３２は、投光部３３および受光部３４が一体に設けられ、回帰ミラー３１は、入射する光を、入射方向Ａ１に対して反対の方向である反射方向Ａ２に反射するので、投光部３３からの光を回帰ミラー３１に入射させるだけで、この投光部３３からの光が、回帰ミラー３１によって反射されて、受光部３４で受光される。
【００５７】
したがって投光部３３からの光が回帰ミラー３１に入射するように投受光体３２を位置決めするだけで、投光部３３から投光され、かつ回帰ミラー３１によって反射された光を受光部３４で受光することができる。これによって、回帰ミラー３１には高精度な位置決めが不要である。また投受光体３２の取付位置が少々ずれたとしても、投光部３３から回帰ミラー３１に光を照射できれば、マッピングを行うことができる。したがって従来技術に比べて、投光部３３の光軸と受光部３４の光軸とを容易に一致させることができ、検出ユニット２２の位置調整を容易にすることができる。
【００５８】
このように離れた位置に配置される２つの部品のうち一方の部品の高度な位置決めが不要となるので、調整作業に要する時間を短縮することができ、また、調整に対する高度なスキルを有しない調整作業者でも、調整作業を行うことができる。また回帰ミラー３１には高度な位置決めが不要であるので、少なくとも回帰ミラー３１を取付けるための加工精度の高い取付部品は必要とされず、これによって前記取付部品のコストを削減することができる。
【００５９】
また本実施の形態では、回帰ミラー３１の、半導体ウェハ２７の厚み方向に平行な幅方向の寸法を小さくすることによって、半導体ウェハ２７による遮光状態と非遮光状態とで、受光部３４が受光する受光光量差を大きくすることができる。これによって、半導体ウェハ２７の位置の検出精度を高くすることができる。
【００６０】
回帰ミラー３１の短辺方向の寸法を小さくすると、反射面が小さくなってしまうが、本実施の形態では、回帰ミラー３１の、長辺方向の寸法を大きくすることによって、反射面を大きくすることができる。投光部３３から投光された光は、発散して回帰ミラー３１に入射する。回帰ミラー３１は、入射する光を、入射方向Ａ１に対して反対の方向である反射方向Ａ２に反射する。したがって投光部３３から投光された光は、回帰ミラー３１によって反射されることによって集光されて、受光部３４で受光される。したがって受光部３４での受光光量を大きくすることができる。
【００６１】
このように受光部３４での受光光量を大きくすることができるので、たとえば外乱光による誤差の影響を小さくし、これによっても半導体ウェハ２７の位置の検出精度を高くすることができる。また受光部３４での受光光量を大きくすることができるので、受光部３４が非遮光状態として検出するために必要な光量を十分に得ることができる。
【００６２】
このように半導体ウェハ２７の位置検出精度を高めるとともに、十分な受光光量を得ることができるので、精度よく半導体ウェハ２７の位置を検出することができる。
【００６３】
また本実施の形態では、投光部３３から投光される光が赤色光であるので、投受光体３２の位置を調整する調整作業時に、調整作業者は、投光部３３からの光の照射範囲１００を目視することができる。したがって調整作業者は、投光部３３からの光の照射範囲１００を目視して確認しながら、投受光体３２の位置を調整することができ、調整作業をさらに容易に行うことができる。
【００６４】
以上のような本発明の実施の形態は、発明の例示に過ぎず、発明の範囲内において、構成を変更してもよい。たとえば上述の実施の形態では、板状体は半導体ウェハ２７としたが半導体ウェハ２７に代えて、ガラス基板であってもよく、他の板状体であってもよい。なお、本発明のマッピング装置は、半導体ウェハ２７のように厚み寸法が非常に小さい薄厚体の位置検出に好適に用いることができる。
【００６５】
また上述の検出ユニット２２は、ハンド部３６以外の部分に設けられてもよい。また上述の投光部３３から投光される光は、赤色光以外の可視光であってもよく、また可視光でなくてもよい。また反射体は、回帰ミラー３１に代えて、プリズムによって実現されてもよい。この反射体は、回帰ミラー３１およびプリズムに限らず、入射する光を、この入射する光の入射方向Ａ１に対して反対の方向である反射方向Ａ２に反射するような性質、いわゆる回帰性を有するものであればよい。また全方向に対して回帰性を有する必要がなく、一部の方向に回帰性を有する場合であっても、その方向における投受光体３２の位置調整を容易にすることができる。
【００６６】
また上述の実施の形態では、取得手段２４は、搬送ロボット３５からのエンコーダ値を取得したが、取得手段２４自体が変位センサであってもよい。たとえば取得手段２４が、半導体ウェハ２７に対するハンド部３６の位置を検出して、これによって位置情報を取得してもよい。また検出ユニット２２に対して、各半導体ウェハ２７が収容される収容体が変位されてもよい。
【００６７】
また本発明の実施の他の形態として投光部は、予め定める第１方向にだけ振動する偏光された光を投光し、受光部は、予め定める第２方向にだけ振動する偏光された光を受光してもよい。この場合、投光部および受光部は、偏光フィルタをそれぞれ有する。各偏光フィルタは、偏光方向が相互に垂直であり、したがって前記第１および第２方向は相互に垂直である。回帰ミラーは、上述の実施の形態の回帰ミラー３１と同一である。この回帰ミラーは、第１方向に振動する入射光を、振動方向を９０°回転させて第２方向に振動する反射光として反射する。このような本発明の他の実施の形態によれば、受光部は、投光部から投光された光だけを受光するので、Ｓ／Ｎ比を向上することができ、誤検出を防ぐことができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の本発明によれば、投受光体は、投光部および受光部が一体に設けられ、反射体は、入射する光を、入射方向に対して反対の方向である反射方向に反射するので、投光部からの光を反射体に入射させるだけで、この投光部からの光が、反射体によって反射されて、受光部で受光される。
【００６９】
したがって投光部からの光が反射体に入射するように投受光体を位置決めするだけで、投光部から投光され、かつ反射体によって反射された光を受光部で受光することができる。したがって従来技術に比べて、投光部の光軸と受光部の光軸とを容易に一致させることができ、検出ユニットの位置調整を容易にすることができる。
【００７０】
このように離れた位置に配置される２つの部品のうち一方の部品の高度な位置決めが不要となるので、調整作業に要する時間を短縮することができ、また、調整に対する高度なスキルを有しない調整作業者でも、調整作業を行うことができる。また反射体には高度な位置決めが不要であるので、少なくとも反射体を取付けるための加工精度の高い取付部品は必要とされず、これによって前記取付部品のコストを削減することができる。
【００７１】
また請求項２記載の本発明によれば、反射体は、板状体の位置を検出すべき検出方向の寸法に比べて、検出方向に交差する交差方向の寸法が長く形成される。板状体の位置を検出すべき検出方向の寸法を小さくすることで、板状体による遮光状態と非遮光状態とで、受光部が受光する受光光量差を大きくすることができる。また遮光状態となるときの検出方向に関する板状体の位置の範囲を小さくすることができる。これによって、板状体の位置の検出精度を高くすることができる。
【００７２】
反射体の検出方向の寸法を小さくすると、反射面が小さくなってしまうが、本発明では、反射体の交差方向の寸法を大きくすることによって、反射面を大きくすることができる。投光部から投光された光が発散して反射体に入射した場合、入射した光は、反射体によって反射されることによって、受光部で集光される。したがって受光部での受光光量を大きくすることができる。このように受光部での受光光量を大きくすることができるので、受光部が非遮光状態として検出するために必要な光量を十分に得ることができる。
【００７３】
このように板状体の位置検出精度を高めるとともに、十分な受光光量を得ることができるので、精度よく板状体の位置を検出することができる。
【００７４】
また請求項３記載の本発明によれば、投光部から投光される光は可視光であるので、投受光体の位置を調整する調整作業時に、調整作業者は、投光部からの光の照射領域を目視することができる。したがって調整作業者は、投光部からの光の照射領域を目視して確認しながら、投受光体の位置を調整することができ、調整作業を容易に行うことができる。
【００７５】
また請求項４記載の本発明によれば、投光部によって第１方向にだけ振動する偏光された光を投光し、この投光部から投光された第１方向に振動する入射光を、反射体によって、第２方向に振動する反射光として反射する。受光部は、第２方向にだけ振動する偏光された光を受光するので、投光部によって投光され、かつ反射体によって反射された光は、受光部で受光される。これに対して、投光部から投光されても、反射体によって反射されずに受光部まで導かれた光は、受光部で受光されない。このように投光部によって投光され、かつ反射体によって反射された光だけを、受光部で受光することができるので、誤検出を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態であるマッピング装置２１の検出ユニット２２を示す斜視図である。
【図２】マッピング装置２１の全体の構成を示すブロック図である。
【図３】搬送ロボット３５の全体の構成を示す斜視図である。
【図４】投受光体３２を拡大して示す斜視図である。
【図５】回帰ミラー３１を簡略化して示す斜視図である。
【図６】回帰ミラー３１の一部を拡大して示す正面図である。
【図７】ハンド部３６の一方および他方の延在部分３８，３９の先端部４１，４２を拡大して示す平面図である。
【図８】図７の切断面線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩから見た断面図である。
【図９】検出ユニット２２の位置とそのときの受光部３４の受光情報との関係を示す図である。
【図１０】第１の従来の技術のマッピング装置の透過形光電センサ１を示す正面図である。
【図１１】第２の従来の技術のマッピング装置の反射形光電センサ６を示す図である。
【図１２】透過形光電センサ１の投光部２の投光軸Ｃ１と受光部３の受光軸Ｃ２とがずれた状態を示す正面図である。
【図１３】反射形光電センサ６の投光部９の投光軸Ｃ３が反射した反射光軸Ｃ５と受光部１０の受光軸Ｃ４とがずれた状態を示す正面図である。
【符号の説明】
２１  マッピング装置
２２  検出ユニット
２４  取得手段
２５  演算手段
３１  回帰ミラー
３２  投受光体
３３  投光部
３４  受光部
４３  光路
４４  移動経路
【図１】
2004327501.tif 000003
【図２】
2004327501.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004327501.tif 000007
【図６】
2004327501.tif 000008
【図７】
2004327501.tif 000009
【図８】
2004327501.tif 000010
【図９】
2004327501.tif 000011
【図１０】
2004327501.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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