(57)【要約】【課題】ウエハカセットの変形等に起因して、半導体ウエハ搬送のためのプレートが半導体ウエハ間に正常な状態で挿入されず、半導体ウエハの破損や異物発生という問題を解消する。【解決手段】センサーシステム２００のセンサーアーム１７を、上方に向けて一定の速度で移動させることで、センサー１５を半導体ウエハ１の配列に沿って上方に一定の速度で移動させて、各半導体ウエハ１の上下方向の位置、すなわち高さの測定を行う。そして、位置ずれを起こしたウエハが存在する場合には、位置ずれの情報を、ウエハ搬送装置１００に与え、位置ずれを起こした半導体ウエハ１の搬送にかかわるプレート７を支持するプレートアクチュエータ１９に、位置ずれの方向および大きさに合わせてプレートアクチュエータ１９の厚さを調整する所定の電圧を印加して、プレート７の上下方向の位置を調整する。【選択図】　　　　図１
2004022807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体ウエハを全ての主面が同一方向を向くように配列して収納可能で、前記複数の半導体ウエハの配列方向が上下方向となるように使用される半導体ウエハカセットと、
前記半導体ウエハカセットに対して、前記複数の半導体ウエハを同時に出し入れ可能な半導体ウエハ搬送手段と、
前記半導体ウエハカセット内に収納された前記複数の半導体ウエハの個々の上下方向の位置を非接触で検出するセンサーシステムと、を備え、
前記半導体ウエハ搬送手段は、
前記複数の半導体ウエハに１対１で対応して配設された複数のウエハ載置板と、　前記複数のウエハ載置板のそれぞれに対応して設けられ、前記センサーシステムで検出された前記複数の半導体ウエハの個々の上下方向の位置情報に基づいて、前記複数のウエハ載置板の上下方向の位置を調整可能な複数のウエハ載置板位置調整手段とを有する、半導体処理装置。
【請求項２】
前記ウエハ載置板位置調整手段は、
前記複数のウエハ載置板の、前記半導体ウエハカセット内に挿入される側とは反対側の端縁部に、その主面が接触するように取り付けられたアクチュエータであり、
前記アクチュエータは、前記主面に垂直な方向の長さが伸縮する構成を有する、請求項１記載の半導体処理装置。
【請求項３】
前記アクチュエータは、印加電圧に比例して前記主面に垂直な方向の長さが伸縮する圧電アクチュエータであって、
前記半導体ウエハ搬送手段は、
前記複数の半導体ウエハの個々の上下方向の位置情報に基づいて、前記印加電圧を設定する制御手段を有する、請求項１記載の半導体処理装置。
【請求項４】
前記センサーシステムは、光センサーを備え、
前記光センサーおよび前記半導体ウエハカセットは、上下方向に一定の速度で相対的に移動可能であって、
前記光センサーは、前記半導体ウエハカセットに収納された前記複数の半導体ウエハの側面に対して順に光を照射して、前記側面からの反射光の検出タイミングと前記一定の速度とに基づいて、前記複数の半導体ウエハの上下方向の位置を検出する、請求項１記載の半導体処理装置。
【請求項５】
前記光センサーは、
前記半導体ウエハカセットに対して、上下方向に前記一定の速度で移動可能に構成される、請求項４記載の半導体処理装置。
【請求項６】
前記半導体ウエハカセットは、
前記前記光センサーに対して、上下方向に前記一定の速度で移動可能に構成される、請求項４記載の半導体処理装置。
【請求項７】
請求項４記載の半導体処理装置において前記複数のウエハ載置板の上下方向の位置を調整する調整方法であって、
前記光センサーが、前記半導体ウエハカセットに対して、上下方向の原点位置を検出するステップと、
前記光センサーが、前記半導体ウエハカセットに収納された前記複数の半導体ウエハに対して、下段側から順に光を照射するように前記光センサーおよび前記半導体ウエハカセットを上下方向に前記一定の速度で相対的に移動させ、個々の半導体ウエハの前記側面からの反射光の検出が開始され始めるタイミングと前記一定の速度とに基づいて、前記原点位置から前記複数の半導体ウエハの個々の下主面の位置までの実測高さを取得するステップと、
前記実測高さと、前記複数の半導体ウエハの個々の下主面の位置として、予め設定された設定高さとを比較して、両者の差に基づいて前記複数のウエハ載置板位置調整手段を制御して、前記複数のウエハ載置板の上下方向の位置を調整するステップと、を備える半導体処理装置の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体処理装置に関し、特に、搭載されたウエハカセットに対する半導体ウエハの出し入れのための半導体ウエハの搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの生産に用いられている半導体処理装置おいては、一般的に未処理ウエハや、処理済みウエハの半導体ウエハを一時的に収納するウエハカセットを備えている。
【０００３】
以下の説明においては、上記ウエハカセットに半導体ウエハを複数枚同時に水平に出し入れするウエハ搬送機構を有する半導体処理装置を例として説明する。
【０００４】
図６に、半導体処理装置のカセットステージ４上に搭載したウエハカセット２から、複数枚の半導体ウエハ１を一度に水平に取り出す前の状態を、ウエハカセット２およびウエハ搬送装置９０の上方から見た場合として示し、図７に、ウエハカセット２から、複数枚の半導体ウエハ１を一度に水平に取り出す途中の状態を、ウエハカセット２の上方から見た場合として示す。
【０００５】
ここで、ウエハカセット２は、一般的に半導体デバイスの生産に用いられているものを示し、複数枚の半導体ウエハ１を主面が向かい合うように上下方向に配列して収納する構成となっており、図６および図７に示すように、側壁内面にはウエハ１を載置するウエハガイド３が複数設けられ、ウエハどうしが接触しないようにウエハ間には隙間が保たれるように配設されている。そして、当該隙間には、搬送に際して半導体ウエハ１を載置するプレート７が挿入される構成となっている。
【０００６】
また、図７に示されるように、ウエハカセット２は側壁の一面が開口部ＯＰとなって、そこからウエハ１を出し入れする構成であり、図７においては、開口部ＯＰからプレート７が挿入された状態を示している。なお、図７においては、ウエハカセット２の上部壁２１の一部を破断して示している。
【０００７】
ここで、図７に示す状態でのウエハカセット２の断面構成と、ウエハ搬送装置９０の一部とを図８に示す。
【０００８】
図８に示すように、ウエハカセット２の底部壁２２の外側面には、カセットステージ４上の所定位置にウエハカセット２を正確に載置するための複数のカセット脚５が設けられており、当該カセット脚５は、カセットステージ４上の所定位置に設けられたカセットガイド６に係合して、ウエハカセット２の位置を一義的に定める構成となっている。
【０００９】
なお、図８においては、全ての半導体ウエハ１の裏面（半導体素子を形成しない面であって下主面とも呼称する面）が、カセットステージ４側を向くように収納されている。
【００１０】
ここで、図７および図８を用いて、ウエハ搬送装置９０の構成について説明する。図７および図８に示すように、ウエハ搬送装置９０は、複数のプレート７が上下方向に配列して取り付けられているプレートベース９、プレートベース９が上下方向に移動可能に取り付けられている上下移動ベース１０、上下移動ベース１０が前後方向移動可能であってかつ回動も可能に取り付けられている前後回転移動ベース１１、前後回転移動ベース１１上に設けられ上下移動ベース１０の前後方向の移動に際してのガイドとなる前後移動ガイド１２、前後回転移動ベース１１の下主面に係合し、前後回転移動ベース１１の左右方向の移動を可能とする左右移動ベース１３および左右移動ベース１３上に設けられ前後回転移動ベース１１の左右方向の移動に際してのガイドとなる左右移動ガイド１４とを備えて構成されている。
【００１１】
なお、以上において、前後方向とはプレート７をウエハカセットに出し入れする方向であり、左右方向とは前後方向に対して平面内で直交する方向であり、上下方向とは、半導体ウエハ１の配列方向と定義する。これは、以下の説明においても同様である。
【００１２】
また、図６〜図８では、半導体処理装置における本発明と関係の薄い部分の記載は省略しており、また、半導体ウエハ１を吸着保持するためにプレート７に設けられる真空吸着用の穴や、半導体ウエハ１の側面に係合させるためのプレート７先端のツメ等の記載も省略している。
【００１３】
さらにウエハカセット２においては、半導体ウエハ１を出し入れする開口部ＯＰに脱着可能な蓋や、当該蓋を自動で脱着するために半導体処理装置に設けられた機構については記載を省略している。
【００１４】
次に、図６〜図８を用いて、ウエハカセット２から半導体ウエハ１を複数枚同時に取り出す動作について説明する。
【００１５】
図６に示す状態においては、上下移動ベース１０はウエハカセット２から最も離れた位置にあり、プレートベース９に取り付けられたプレート７は、ウエハカセット２から完全に離れた位置にある。
【００１６】
ウエハカセット２から半導体ウエハ１を取り出すに際しては、上下移動ベース１０が前後回転移動ベース１１上の前後移動ガイド１２に沿ってウエハカセット２の方向に向けて移動し、これに伴ってプレートベース９に取り付けられたプレート７が、ウエハカセット２の開口部ＯＰから挿入され、ウエハカセット２内に収納されている半導体ウエハ１間に挿入される。なお、図７では、ウエハカセット２の最も奥までプレート７が挿入された状態を示している。
【００１７】
この後、各プレート７が、それぞれの上方に位置する半導体ウエハ１の裏面（および側面）に接触し、半導体ウエハ１を保持してさらに上方に移動するように上下移動ベース１０が移動し、半導体ウエハ１が持ち上げられてウエハガイド３より離れる。
【００１８】
その後、上下移動ベース１０がウエハカセット２から離れる方向に水平移動することで半導体ウエハ１がウエハカセット２から取り出される。なお、半導体ウエハ１をウエハカセット２内に収納するに際しては、上記と逆の動作が行われる。
【００１９】
ここで、プレート７が、ウエハカセット２内のウエハ間に挿入される動作について、図９〜図１３を用いてさらに説明する。なお、図９〜図１３においては、プレート７の先端には半導体ウエハ１の側面に係合して保持するツメ８を記載している。
【００２０】
図９は、プレート７が半導体ウエハ１間に正常な状態（プレート７が上方および下方の半導体ウエハ１と予め規定された間隔を保った状態）で挿入され、ウエハカセット２最も奥まで到達した状態を示している。この状態では、プレート７は上方に位置する半導体ウエハ１の裏面には接触しておらず、ツメ８も半導体ウエハ１には接触せずに挿入されている。
【００２１】
図１０は、上下移動ベース１０（図７参照）が上方に移動するに伴って、プレート７の先端のツメ８が半導体ウエハ１の側面に接触した状態を示している。
【００２２】
この後、上下移動ベース１０がさらに上方向に移動することで、半導体ウエハ１がツメ８によって上方に押し上げられ、ウエハガイド３（図７参照）より離れる。この状態ではプレート７の主面は半導体ウエハ１の裏面には接触せず、ツメ８で側面のみが保持されることとなる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
図９および図１０においては、プレート７が半導体ウエハ１間に正常な状態で挿入された状態を説明したが、ウエハカセット２の変形、ウエハカセット２の構成部材の収縮、伸長などによりウエハガイド３（図７参照）の位置や、傾きが、カセットステージ４に接するカセット脚５に対して変動することで、半導体ウエハ１のプレート７に対する位置が変動し、プレート７が半導体ウエハ１間に正常な状態で挿入されなくなる可能性がある。
【００２４】
以下、プレート７が半導体ウエハ１間に正常な状態で挿入されない場合について、図１１〜図１３を用いて説明する。
【００２５】
すなわち、図１１は、プレート７の先端のツメ８が挿入時に半導体ウエハ１の側面に衝突した状態を示しており、図１２はプレート７が下方の半導体ウエハ１の表面（上主面）に接触した状態を示しており、図１８は、半導体ウエハ１が正しくツメ８上に載せられておらず、さらに後の搬送において、脱落等の搬送ミスを起こす可能性を含んだ状態を示している。
【００２６】
これら、図１１〜図１３に示した状態が発生した場合には、半導体ウエハ１の破損や半導体ウエハ１への傷、異物発生を招き、半導体ウエハ１上の表面（上主面）に形成される製品チップの破損等により、半導体装置の製造歩留まりの低下を招くこととなる。
【００２７】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、半導体ウエハを水平方向に搬送する場合に、ウエハカセットの変形等に起因して、半導体ウエハ搬送のためのプレートが半導体ウエハ間に正常な状態で挿入されず、半導体ウエハの破損や異物発生という問題を解消することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る請求項１記載の半導体処理装置は、複数の半導体ウエハを全ての主面が同一方向を向くように配列して収納可能で、前記複数の半導体ウエハの配列方向が上下方向となるように使用される半導体ウエハカセットと、前記半導体ウエハカセットに対して、前記複数の半導体ウエハを同時に出し入れ可能な半導体ウエハ搬送手段と、前記半導体ウエハカセット内に収納された前記複数の半導体ウエハの個々の上下方向の位置を非接触で検出するセンサーシステムとを備え、前記半導体ウエハ搬送手段は、前記複数の半導体ウエハに１対１で対応して配設された複数のウエハ載置板と、前記複数のウエハ載置板のそれぞれに対応して設けられ、前記センサーシステムで検出された前記複数の半導体ウエハの個々の上下方向の位置情報に基づいて、前記複数のウエハ載置板の上下方向の位置を調整可能な複数のウエハ載置板位置調整手段とを有している。
【００２９】
本発明に係る請求項２記載の半導体処理装置は、前記ウエハ載置板位置調整手段が、前記複数のウエハ載置板の、前記半導体ウエハカセット内に挿入される側とは反対側の端縁部に、その主面が接触するように取り付けられたアクチュエータであり、前記アクチュエータは、前記主面に垂直な方向の長さが伸縮する構成を有する。
【００３０】
本発明に係る請求項３記載の半導体処理装置は、前記アクチュエータが、印加電圧に比例して前記主面に垂直な方向の長さが伸縮する圧電アクチュエータであって、前記半導体ウエハ搬送手段が、前記複数の半導体ウエハの個々の上下方向の位置情報に基づいて、前記印加電圧を設定する制御手段を有している。
【００３１】
本発明に係る請求項４記載の半導体処理装置は、前記センサーシステムが、光センサーを備え、前記光センサーおよび前記半導体ウエハカセットは、上下方向に一定の速度で相対的に移動可能であって、前記光センサーは、前記半導体ウエハカセットに収納された前記複数の半導体ウエハの側面に対して順に光を照射して、前記側面からの反射光の検出タイミングと前記一定の速度とに基づいて、前記複数の半導体ウエハの上下方向の位置を検出する。
【００３２】
本発明に係る請求項５記載の半導体処理装置は、前記光センサーが、前記半導体ウエハカセットに対して、上下方向に前記一定の速度で移動可能に構成される。
【００３３】
本発明に係る請求項６記載の半導体処理装置は、前記半導体ウエハカセットが、前記前記光センサーに対して、上下方向に前記一定の速度で移動可能に構成される。
【００３４】
本発明に係る請求項７記載の半導体処理装置の調整方法は、請求項４記載の半導体処理装置において前記複数のウエハ載置板の上下方向の位置を調整する調整方法であって、前記光センサーが、前記半導体ウエハカセットに対して、上下方向の原点位置を検出するステップと、前記光センサーが、前記半導体ウエハカセットに収納された前記複数の半導体ウエハに対して、下段側から順に光を照射するように前記光センサーおよび前記半導体ウエハカセットを上下方向に前記一定の速度で相対的に移動させ、個々の半導体ウエハの前記側面からの反射光の検出が開始され始めるタイミングと前記一定の速度とに基づいて、前記原点位置から前記複数の半導体ウエハの個々の下主面の位置までの実測高さを取得するステップと、前記実測高さと、前記複数の半導体ウエハの個々の下主面の位置として、予め設定された設定高さとを比較して、両者の差に基づいて前記複数のウエハ載置板位置調整手段を制御して、前記複数のウエハ載置板の上下方向の位置を調整するステップとを備えている。
【００３５】
【発明の実施の形態】
図１〜図５を用いて本発明に係る実施の形態について説明する。なお、以下の説明においては、ウエハカセットに半導体ウエハを複数枚同時に水平に出し入れするウエハ搬送装置を有する半導体処理装置を例として説明する。
【００３６】
＜１．装置構成＞
まず、図１〜図４を用いて実施の形態に係る半導体処理装置の構成について説明する。
【００３７】
図１に、半導体処理装置のカセットステージ４上に搭載したウエハカセット２から、複数枚の半導体ウエハ１を一度に水平に取り出す前の状態を、ウエハ搬送装置１００、センサーシステム２００およびウエハカセット２の上方から見た場合として示す。また、図１に示す状態でのウエハカセット２の断面構成と、ウエハ搬送装置１００およびセンサーシステム２００の側面構成を図２に示す。
【００３８】
ここで、ウエハカセット２は、一般的に半導体デバイスの生産に用いられているものを示し、複数枚の半導体ウエハ１を主面が向かい合うように上下方向に配列して収納する構成となっており、図１に示すように、側壁内面にはウエハ１を載置するウエハガイド３が複数設けられ、ウエハどうしが接触しないようにウエハ間には隙間が保たれるように配設されている。そして、当該隙間には、搬送に際して半導体ウエハ１を載置するプレート７が挿入される構成となっている。
【００３９】
また、図１に示されるように、ウエハカセット２は側壁の一面が開口部ＯＰとなって、そこからウエハ１を出し入れする構成である。なお、図１においては、ウエハカセット２の上部壁２１の一部を破断して示している。
【００４０】
図２に示すように、ウエハカセット２の底部壁２２の外側面には、カセットステージ４上の所定位置にウエハカセット２を正確に載置するための複数のカセット脚５が設けられており、当該カセット脚５は、カセットステージ４上の所定位置に設けられたカセットガイド６に係合して、ウエハカセット２の位置を一義的に定める構成となっている。
【００４１】
なお、図２においては、全ての半導体ウエハ１の裏面（半導体素子を形成しない面であって下主面とも呼称する面）が、カセットステージ４側を向くように収納されている。
【００４２】
次に、ウエハ搬送装置１００の構成について説明する。図１および図２に示すように、ウエハ搬送装置１００は、複数のプレート７が上下方向に配列して取り付けられ、各プレート７の上下方向の位置を個々に調整可能なプレートアクチュエータ１９（ウエハ載置板位置調整手段）を備えたプレートベース９Ａ、プレートベース９Ａが上下方向に移動可能に取り付けられている上下移動ベース１０、上下移動ベース１０が前後方向移動可能であってかつ回動も可能に取り付けられている前後回転移動ベース１１、前後回転移動ベース１１上に設けられ上下移動ベース１０の前後方向の移動に際してのガイドとなる前後移動ガイド１２、前後回転移動ベース１１の下主面に係合し、前後回転移動ベース１１の左右方向の移動を可能とする左右移動ベース１３および左右移動ベース１３上に設けられ前後回転移動ベース１１の左右方向の移動に際してのガイドとなる左右移動ガイド１４とを備えて構成されている。
【００４３】
ここで、プレートアクチュエータ１９について説明する。図３はプレートベース９Ａにおけるプレートアクチュエータ１９とプレート７との接続部分を示す図である。図３に示すように、プレートベース９Ａは複数のプレート７を取り付けるために、フィン状に設けられた複数の取り付けベース９１を有しており、取り付けベース９１の上面（プレート７を取り付ける側の面）には、それぞれプレートアクチュエータ１９が、その一方の主面が接するように取り付けられている。
【００４４】
そして、各プレートアクチュエータ１９の他方の主面上には、プレート７のウエハカセット２に挿入される側とは反対側の端縁部が接続される構成となっている。なお、プレートアクチュエータ１９は、図１においてハッチングを付して模式的に示すように、プレート７の幅と同程度の長さを有しており、プレート７を確実に取り付けることができる。
【００４５】
プレートアクチュエータ１９は、加える電圧に比例して一方向の長さが伸縮する素子であり、本実施の形態においては図３に示すようにプレート７を取り付けた状態で所定の電圧を印加すると、その主面に垂直な方向の長さ（すなわち厚さ）が伸長するように構成されており、プレートアクチュエータ１９の厚みが厚くなって、プレート７が上方に移動するように構成されている。
【００４６】
なお、プレートアクチュエータ１９には、いわゆる圧電アクチュエータを使用すれば良く、圧電セラミックス（ジルコンチタン酸鉛、チタン酸バリウムなどの多結晶体）の薄膜の積層体を使用すれば良い。
【００４７】
また、プレートアクチュエータ１９の移動精度は０．０１ｍｍ程度であり、可動範囲は、最大でウエハカセット２に収納される半導体ウエハ１の収納間隔程度を有すれば良い。例えば、直径３００ｍｍの半導体ウエハを収納する場合の間隔は１０ｍｍであり、直径２００ｍｍの半導体ウエハを収納する場合の間隔は６．３５ｍｍであるので、何れの半導体ウエハを使用するかでプレートアクチュエータ１９の可動範囲を設定すれば良い。
【００４８】
なお、上記収納間隔程度の可動範囲を有することは望ましいが、基本的には、ウエハカセット２の変形による半導体ウエハ１の上下方向の位置変化に対応した距離だけ可動できれば良いので、上記可動範囲よりも小さくても問題はない。
【００４９】
次に、センサーシステム２００の構成について説明する。センサーシステム２００は、ウエハ搬送装置１００とウエハカセット２との間に配設され、カセットステージ４上に載置されたウエハカセット２内の半導体ウエハ１の上下方向の位置を検出するシステムである。
【００５０】
センサーシステム２００は、ウエハカセット２内の半導体ウエハ１の上下方向の位置を非接触で検出するセンサー１５と、センサー１５が取り付けられ、センサー１５を上下方向に移動させるためのセンサーベース１６と、センサー１５をセンサーベース１６に固定するためのセンサーアーム１７と、センサーアーム１７を上下方向に移動させるためのセンサーガイド１８とを備えている。
【００５１】
ここで、図４を用いてセンサー１５の構成についてさらに説明する。図４は、センサー１５と半導体ウエハ１とを上方から見た構成を示しており、センサー１５は、半導体ウエハ１の側面円周に沿う方向に、並んで配置された発光部１５１および受光部１５２を備え、発光部１５１から照射された光、例えば赤外光が半導体ウエハ１の側面で反射して受光部１５２で検出されるか否かで、半導体ウエハ１の存在の有無を確認するセンサーである。
【００５２】
なお、以上において、前後方向とはプレート７をウエハカセットに出し入れする方向であり、左右方向とは前後方向に対して平面内で直交する方向であり、上下方向とは、半導体ウエハ１の配列方向と定義する。これは、以下の説明においても同様である。
【００５３】
また、図１および図２では、半導体処理装置における本発明と関係の薄い部分の記載は省略しており、また、半導体ウエハ１を吸着保持するためにプレート７に設けられる真空吸着用の穴や、半導体ウエハ１の側面に係合させるためのプレート７先端のツメ等の記載も省略している。
【００５４】
さらにウエハカセット２においては、半導体ウエハ１を出し入れする開口部ＯＰに脱着可能な蓋や、当該蓋を自動で脱着するために半導体処理装置に設けられた機構については記載を省略している。
【００５５】
＜２．搬送動作＞
次に、図１、２および図５を用いて、ウエハ搬送装置１００およびセンサーシステム２００を用いてウエハカセット２から半導体ウエハ１を複数枚同時に取り出す動作について説明する。
【００５６】
図１は、半導体処理装置のカセットステージ４上に搭載したウエハカセット２から、複数枚の半導体ウエハ１を一度に水平に取り出す前の状態を示しており、上下移動ベース１０はウエハカセット２から最も離れた位置にあり、プレートベース９に取り付けられたプレート７は、ウエハカセット２から完全に離れた位置にある。また、センサーシステム２００のセンサー１５は、検出の原点となるカセットステージ４の上主面の位置を検出する位置にある。
【００５７】
そして、ウエハカセット２から半導体ウエハ１を取り出すのに先だって、センサーシステム２００のセンサーベース１６に設けられたセンサーガイド１８に沿ってセンサーアーム１７を上方に向けて一定の速度で移動させることで、センサー１５を半導体ウエハ１の配列に沿って上方に一定の速度で移動させて、各半導体ウエハ１の上下方向の位置、すなわち高さの測定を行う。
【００５８】
センサー１５は、先に説明したように、発光部１５１から発せられた光の半導体ウエハ１の側面での反射光を受光部１５２で検出するものであり、反射光の検出タイミングと、センサー１５の移動速度に基づいて半導体ウエハ１の上下方向の位置を測定する。
【００５９】
この測定について図５を用いてさらに説明する。図５は、センサー１５の上下方向の移動による位置測定を模式的に示す図である。
【００６０】
図５において、最初に、カセットステージ４に向けて光を照射し、カセットステージ４の上主面の位置を検出して原点Ｏとする。
【００６１】
すなわち、センサー１５の発する光束ＬＢがカセットステージ４の側面に照射されているうちは、反射光が検出されるが、センサー１５が上方（図中の矢示方向）に移動してカセットステージ４の側面から外れると反射光が検出されなくなるので、反射光が検出されなくなった位置を原点Ｏとする。
【００６２】
そして、原点Ｏから出発して、センサー１５を上方に一定の速度で移動させると、やがてウエハカセット２の最下段の半導体ウエハ１の下主面側の側面に光束ＬＢが照射されて、反射光が検出される。センサー１５の移動開始から反射光が検出され始めるまでの時間を測定し、その時間とセンサー１５の移動速度とを乗算することで、原点Ｏから最下段の半導体ウエハ１の下主面までの位置、すなわち半導体ウエハ１の下主面の高さＨ１を得ることができる。
【００６３】
センサー１５がさらに移動すると、やがて光束ＬＢは最下段の半導体ウエハ１の側面から外れ、反射光は検出されなくなる。なお、このときの時間を用いることで、原点Ｏから最下段の半導体ウエハ１の上主面までの位置を測定するようにしても良い。
【００６４】
そして、さらにセンサー１５が移動すると、やがて光束ＬＢは最下段の半導体ウエハ１より１段上の半導体ウエハ１（２段目の半導体ウエハ１）の下主面側の側面に光束ＬＢが照射されて、反射光が検出される。センサー１５の移動開始から再び反射光が検出され始めるまでの時間を測定することで、原点Ｏから２段目の半導体ウエハ１の下主面までの位置、すなわち高さＨ２を測定することができる。なお、高さＨ１およびＨ２は実測高さと呼称することもできる。
【００６５】
半導体ウエハ１の厚さＴは周知であるので、高さＨ２から高さＨ１および半導体ウエハ１の厚さＴを差し引くことで、最下段の半導体ウエハ１の上主面から２段目の半導体ウエハ１の下主面までの間隔Ｌを得ることもできる。
【００６６】
他の半導体ウエハ１についても同様の手法により原点Ｏからの位置を得ることができる。このようにして得られたそれぞれの半導体ウエハ１の位置情報に基づいて、ウエハカセット２の変形等に起因して、予め定めた位置（設定高さ）よりも上方あるいは下方にずれた半導体ウエハ１の有無を確認する。
【００６７】
そして、位置ずれを起こしたウエハが存在する場合には、該当ウエハの場所（段数）および位置ずれの大きさ等の情報を、ウエハ搬送装置１００の制御装置（図示せず）に与え、当該制御装置が、位置ずれを起こした半導体ウエハ１の搬送にかかわるプレート７を支持するプレートアクチュエータ１９に、位置ずれの方向および大きさに合わせてプレートアクチュエータ１９の厚さを調整する所定の電圧を印加する。ここで与えられる電圧は、半導体ウエハ１が下方にずれている場合は、そのずれの大きさに合わせてプレートアクチュエータ１９の厚さを薄くする電圧が与えられ、半導体ウエハ１が上方にずれている場合は、そのずれの大きさに合わせてプレートアクチュエータ１９の厚さを厚くする電圧が与えられる。このように、プレートアクチュエータ１９の厚さを調整する。
【００６８】
この調整は、ウエハ間においてはウエハ間に正常な状態で挿入されるように、また、半導体ウエハ１が上部にしか存在しない場合にはプレート７が半導体ウエハ１に対し最適な位置を保つように調整される。なお、上記制御装置は、マイクロコンピュータ等で構成することができ、当該マイクロコンピュータは、ウエハ搬送装置１００だけでなく半導体処理装置全体の制御を行うように構成することも可能である。
【００６９】
同様の調整は、全てのプレート７について実行可能であり、このような調整を行うことで、ウエハカセット２の変形等が発生した場合でも、プレート７を半導体ウエハ１間に正常な状態で挿入することができる。
【００７０】
この後、各プレート７が、それぞれの上方に位置する半導体ウエハ１の裏面（正確には側面）に接触し、半導体ウエハ１を保持してさらに上方に移動するように上下移動ベース１０が移動し、半導体ウエハ１が持ち上げられてウエハガイド３より離れる。
【００７１】
その後、上下移動ベース１０がウエハカセット２から離れる方向に水平移動することで半導体ウエハ１がウエハカセット２から取り出される。
【００７２】
＜３．作用効果＞
以上説明したように、ウエハカセット２から半導体ウエハ１を取り出すのに際して、ウエハカセット２内の複数の半導体ウエハ１の上下方向の位置を測定し、当該測定結果に基づいてウエハ搬送装置１００のプレート７の上下方向の位置を調整することで、ウエハカセット２の変形等に起因して半導体ウエハ１の位置ずれが生じた場合であっても、プレート７を半導体ウエハ１間に正常な状態で挿入することができ、半導体ウエハ１にプレート７が衝突することによる半導体ウエハ１の破損や、異物発生を防止でき、半導体装置の製造歩留まりの低下を防止できる。
【００７３】
なお以上の説明においては、センサーシステム２００として、センサー１５が上下方向に移動する構成を示したが、これに代えてカセットステージ４が上下方向に移動可能な構成としてセンサー１５は固定した構成であっても良い。これによりセンサーシステムの構成を極めて簡略化できる。
【００７４】
また、センサー１５は発光部１５１および受光部１５２が設けられた光センサーとして説明したが、これに限ったものでなく、例えばビデオカメラ（ＣＣＤカメラ）のようなもので画像情報を取得し、当該画像情報から半導体ウエハ１の位置を検出する構成を採用しても良い。要するに、半導体ウエハ１の上下方向の位置情報を正確に取得し、当該情報に基づいてプレートアクチュエータ１９を制御できるのであれば、センサーシステムの方式は限定されない。
【００７５】
また、ウエハ搬送装置１００においては、プレートアクチュエータ１９は、加える電圧に比例して一方向の長さが伸縮する素子であると説明したが、これに限ったものではなく、例えばエアシリンダーのような構成であっても良く、可動範囲が最大で１０ｍｍ程度で、移動精度が０．０１ｍｍ程度得られるアクチュエータであれば良い。
【００７６】
【発明の効果】
本発明に係る請求項１記載の半導体処理装置によれば、半導体ウエハ搬送手段が、複数のウエハ載置板のそれぞれに対応して設けられ、センサーシステムで検出された複数の半導体ウエハの個々の上下方向の位置情報に基づいて、複数のウエハ載置板の上下方向の位置を調整することで、半導体ウエハカセットの変形等に起因して半導体ウエハの位置ずれが生じた場合であっても、ウエハ載置板を半導体ウエハ間に正常な状態で挿入することができ、半導体ウエハにウエハ載置板が衝突することによる半導体ウエハの破損や、異物発生を防止でき、半導体装置の製造歩留まりの低下を防止できる。
【００７７】
本発明に係る請求項２記載の半導体処理装置によれば、ウエハ載置板位置調整手段の具体的構成を得ることができる。
【００７８】
本発明に係る請求項３記載の半導体処理装置によれば、ウエハ載置板位置調整手段として圧電アクチュエータを用いるので、ウエハ載置板の位置制御を電気信号で制御できる。
【００７９】
本発明に係る請求項４記載の半導体処理装置によれば、センサーシステムの具体的な構成を得ることができる。
【００８０】
本発明に係る請求項５記載の半導体処理装置によれば、光センサーを半導体ウエハカセットに対して、上下方向に一定の速度で移動させるので、複雑な移動機構を必要としない。
【００８１】
本発明に係る請求項６記載の半導体処理装置によれば、ウエハカセットを光センサーに対して、上下方向に一定の速度で移動させるので、センサーシステムの構成を極めて簡略化できる。
【００８２】
本発明に係る請求項７記載の半導体処理装置の調整方法によれば、光センサーを用いて複数の半導体ウエハの上下方向の位置を測定する場合の、具体的な測定方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態の半導体処理装置の構成を示す平面図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の半導体処理装置の構成を示す側面図である。
【図３】本発明に係る実施の形態の半導体処理装置のプレートベースの部分詳細図である。
【図４】本発明に係る実施の形態の半導体処理装置のセンサーの構成を説明する図である。
【図５】本発明に係る実施の形態の半導体処理装置のセンサーによる位置測定を模式的に示す図である。
【図６】従来の半導体処理装置の構成を示す平面図である。
【図７】従来の半導体処理装置の構成を示す平面図である。
【図８】従来の半導体処理装置の構成を示す側面図である。
【図９】プレートによる半導体ウエハの搬送動作を説明する図である。
【図１０】プレートによる半導体ウエハの搬送動作を説明する図である。
【図１１】プレートによる半導体ウエハの搬送動作を説明する図である。
【図１２】プレートによる半導体ウエハの搬送動作を説明する図である。
【図１３】プレートによる半導体ウエハの搬送動作を説明する図である。
【符号の説明】
１　半導体ウエハ、２　ウエハカセット、４　カセットステージ、７　プレート、９Ａ　プレートベース、１０　上下移動ベース、１５　センサー、１６　センサーベース、１７　センサーアーム、１８　センサーガイド、１９　プレートアクチュエータ、１００　ウエハ搬送装置、２００　センサーシステム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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