(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲートバルブを介して第一室と第二室が設置されており、前記第一室と前記第二室との間で被搬送体が搬送される真空処理装置において、
前記ゲートバルブの弁箱の天井部に形成された開口には、透明窓を介して多数個のユニットセンサからなる光センサの少なくとも投光部が下向きに設けられており、前記多数個のユニットセンサは前記被搬送体の搬送方向と直角な方向に前記被搬送体の幅と同等以上の幅となるように等間隔に並べて配置されており、かつ隣り合う前記ユニットセンサには相互に差異を識別し得る波長の光による前記投光部と受光部との組合せが使用されており、
搬送されてくる前記被搬送体の先端が前記光センサによって検知されると、全ての前記ユニットセンサについて同期させて、前記投光部からの投光が前記受光部で受光されているか否かの観測を極短い一定の周期で開始し、前記投光が前記被搬送体の正常部分による反射によって前記受光部で受光されている状態、または前記投光が前記被搬送体の正常部分による遮断によって前記受光部で受光されていない状態をカウントして、該カウントを蓄積し、前記被搬送体の後端が前記光センサによって検知されると前記カウントを停止して、前記ユニットセンサ毎に蓄積されているカウント値（カウントの積算値）から形成される受光パターンまたは不受光パターンを正常な被搬送体についての同様の受光パターンまたは不受光パターンと比較し、欠落部分の有無を判定して欠落被搬送体を検出する高速演算部が前記光センサに接続されていることを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
前記第一室が前記真空処理装置の搬送室であり、前記第二室が前記真空処理装置の処理室であり、前記被搬送体が半導体のウェーハであることを特徴とする請求項１に記載の真空処理装置。
【請求項３】
真空処理装置の第一室と第二室との間に設置されているゲートバルブにおいて、
前記ゲートバルブの弁箱の天井部に形成された開口には、透明窓を介して多数個のユニットセンサからなる光センサの少なくとも投光部が下向きに設けられており、前記多数個のユニットセンサは前記被搬送体の搬送方向と直角な方向に前記被搬送体の幅と同等以上の幅となるように等間隔に並べて配置されており、かつ隣り合う前記ユニットセンサには相互に差異を識別し得る波長の光による投光部と受光部との組合せが使用されており、
搬送されてくる前記被搬送体の先端が前記光センサによって検知されると、全ての前記ユニットセンサについて同期させて、前記投光部からの投光が前記受光部で受光されているか否かの観測を極短い一定の周期で開始し、前記投光が前記被搬送体の正常部分による反射によって前記受光部で受光されている状態、または前記投光が前記被搬送体の正常部分による遮断によって前記受光部で受光されていない状態をカウントして、該カウントを蓄積し、前記被搬送体の後端が前記光センサによって検知されると前記カウントを停止して、前記ユニットセンサ毎に蓄積されているカウント値（カウントの積算値）から形成される受光パターンまたは不受光パターンを正常な被搬送体についての同様な受光パターンまたは不受光パターンと比較し、欠落部分の有無を判定して欠落被搬送体を検出する高速演算部が前記光センサに接続されていることを特徴とするゲートバルブ。
【請求項４】
前記第一室が前記真空処理装置の搬送室であり、前記第二室が前記真空処理装置の処理室であり、前記被搬送体が半導体のウェーハであることを特徴とする請求項３に記載のゲートバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空処理装置およびゲ−トバルブに関するものであり、更に詳しくは、搬送されてくる欠落部分を有する欠落被搬送体を搬送室と処理室との間のゲートバルブにおいて検出し得るようにした真空処理装置、およびそのゲートバルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、枚葉型の真空処理装置においては、中央の多角筒形状の搬送室の周囲にそれぞれゲートバルブを介してローディング室、複数の処理室、アンローディング室が接続されており、搬送室に設置された搬送ロボットによってローディング室から搬送室へ搬入されたウェーハが一つの処理室へ挿入され処理された後、搬送室へ引き出され、次の処理のために搬送室から他の処理室へ搬送することが行われ、最終的に搬送室へ引き出されたウェーハはアンローディング室を経て系外へ搬出されるように構成されている。そして、ウェーハに既に存在する内部ストレスや、処理プロセスで付加される外部ストレス（例えば処理室の一つであるスパッタ室においてホットプレート上で加熱されることによる熱ストレスや、スパッタ粒子が衝突することによる衝撃ストレス）によってウェーハに割れを生じ部分的に欠落する場合がある。そのほか、処理室内ではウェーハを静電チャック方式によってホットプレートに固定することが多いが、固定を開放した後の残留電荷によるホットプレートへの貼り付きも搬送ロボットによるピックアップ時に生ずる割れの原因になる。また極めて稀であるが、搬送中におけるウェーハ同志の衝突や搬送ロボットからの転落によって割れる場合もある。
【０００３】
そして、割れによって欠落部分を生じた欠落ウェーハを搬送することによって搬送トラブルが発生するほか、割れたウェーハがスパッタ室へ搬入されてスパッタされると、また、スパッタ処理中にウェーハに割れが発生すると、ウェーハが載置されたステージ面のウェーハ欠落部分に相当する箇所にスパッタ膜が形成されるので、以降はステージ面での均一な加熱が不能になる。そしてこれらのトラブルに伴う製品不良を生じたり、系を正常な状態に戻すために真空処理装置の運転を停止しメンテナンスを施すことによって稼動率の低下を招いて、多大の損出を蒙るようになる。
【０００４】
上記のような系において、欠落部分を有する欠落ウェーハを検出するために、従来の真空処理装置には三点式センサ・セットが使用されている。図１９は部分省略した従来の枚葉式の真空処理装置１００の平面図であり、真空処理装置１００は中央部に搬送ロボット１３１の設置された六角形の搬送室１１０が設けられ、その外周の六辺にはゲートバルブ１２０を介して処理室１１３、処理室１１４、および外部との間でウェーハを搬入、搬出するためのローディング室１１１、アンローディング室１１６が配置されている。そして図１９は水平面内で回転可能とされた搬送ロボット１３１が屈曲して伸縮するアーム１３３の先端側に取り付けられたハンド（ピックアップ）１３４にウェーハＷを載置して、処理室１１３と対向している状態を示し、搬送室１１０と処理室１１３との間でウェーハＷが搬出入される。
【０００５】
図１９において、正三角形の隅部に相当する位置にハッチングして描かれている小さい３個の丸印ｐ、ｑ、ｒは、搬送室１１０の天井部に設けられた欠落ウェーハ検出用の光透過型の三点センサーセットの投光部ｐ、ｑ、ｒであり、ハンド１３４は投光部ｐ、ｑ、ｒからの光の障害とならない位置に設けられている。そして、搬送室１１０の底部の図示されていないそれぞれの受光部に向けて投光され、投光部ｐ、ｑ、ｒと対応する受光部との間に存在するウェーハＷに付いて、投光部ｐ、ｑ、ｒの直下となる位置に存在する欠落部分が検出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、上述の三点式センサ・セットによるウェーハＷの欠落部分の検出方法には次に示すような問題点がある。
１）投光部ｐ、ｑ、ｒに対応する箇所に欠落部分が存在する場合には、その欠落    部分は検出されるが、それ以外の箇所に存在する欠落部分は検出されず、ウェーハＷの全体を確認できない。
２）処理室１１３と隣接する処理室１１４との間は狭いが、処理室１１４に付いても一点鎖線で示すように搬送ロボット１３１が対向する位置に回転され、搬送室１１０と処理室１１４との間でウェーハＷが搬出入されるので、本来ならば搬送室１１０の天井側に投光部ｐ'、ｑ'、ｒ'からなる三点式センサ・セットを設置すべきであるが、投光部ｒと投光部ｐ'との位置が重なるために、三点式センサ・セットを取り付けることはできない。
上記のようなことが原因となって、三点式センサ・セットが使用されている真空処理装置１００の欠落ウェーハの検出率は５０〜６０％にとどまっている。
これらの問題を解決するために、ウェーハＷに割れを生じた時点で例えば発生音を捉える等の方法は不確実性が大であり、割れを生じた後にウェーハＷの全体をＣＣＤカメラで撮像する方法は割れを明確に把握し得るが、ＣＣＤカメラが極めて高価であること、長い焦点距離を要すること等から装置コストを大幅に上昇させるという点で採用し難い。
【０００７】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、真空処理装置のゲートバルブを介して設置されている第一室と第二室との間で搬送されている多数の被搬送体の中から欠落部分を有する欠落被搬送体をほぼ完全に検出し得る真空処理装置、および欠落被搬送体の検出センサを備えたゲートバルブを提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は請求項１または請求項３の構成によって解決されるが、その解決手段を説明すれば、次の如くである。
【０００９】
請求項１の真空処理装置は、ゲートバルブを介して第一室と第二室が設置されており、第一室と第二室との間で被搬送体が搬送される真空処理装置において、ゲートバルブの弁箱の天井部に形成された開口には、透明窓を介して多数個のユニットセンサからなる光センサの少なくとも投光部が下向きに設けられており、該多数個のユニットセンサは被搬送体の搬送方向と直角な方向に被搬送体の幅と同等以上の幅となるように等間隔に並べて配置されており、かつ隣り合うユニットセンサには相互に差異を識別し得る波長の光による投光部と受光部との組合せが使用されており、搬送されてくる被搬送体の先端が光センサによって検知されると、全てのユニットセンサについて同期させて、投光部からの投光が前記受光部で受光されているか否かの観測を極短い一定の周期で開始し、前記投光が前記被搬送体の正常部分による反射によって前記受光部で受光されている状態、または前記投光が前記被搬送体の正常部分による遮断によって前記受光部で受光されていない状態をカウントして、該カウントを蓄積し、前記被搬送体の後端が前記光センサによって検知されると前記カウントを停止して、前記ユニットセンサ毎に蓄積されているカウント値（カウントの積算値）から形成される受光パターンまたは不受光パターンを正常な被搬送体についての同様の受光パターンまたは不受光パターンと比較し、欠落部分の有無を判定して欠落被搬送体を検出する高速演算部が前記光センサに接続されている。
【００１０】
このような真空処理装置は、光センサを構成する多数個のユニットセンサの受光部によって得られる受光パターンまたは不受光パターンから、搬送中の被搬送体に生じている欠落部部分を高い精度で判定することを可能ならしめる。
【００１１】
請求項３のゲートバルブは、真空処理装置の第一室と第二室との間に設置されているゲートバルブにおいて、ゲートバルブの弁箱の天井部に形成された開口には、透明窓を介して多数個のユニットセンサからなる光センサの少なくとも投光部が下向きに設けられており、該多数個のユニットセンサは被搬送体の搬送方向と直角な方向に被搬送体の幅と同等以上の幅となるように等間隔に並べて配置されており、かつ隣り合うユニットセンサには相互に差異を識別し得る波長の光による投光部と受光部との組合せが使用されており、搬送されてくる前記被搬送体の先端が前記光センサによって検知されると、全ての前記ユニットセンサについて同期させて、前記投光部からの投光が前記受光部で受光されているか否かの観測を極短い一定の周期で開始し、前記投光が前記被搬送体の正常部分による反射によって前記受光部で受光されている状態、または前記投光が前記被搬送体の正常部分による遮断によって前記受光部で受光されていない状態をカウントして、該カウントを蓄積し、前記被搬送体の後端が前記光センサによって検知されると前記カウントを停止して、前記ユニットセンサ毎に蓄積されているカウント値（カウントの積算値）から形成される受光パターンまたは不受光パターンを正常な被搬送体についての同様な受光パターンまたは不受光パターンと比較し、欠落部分の有無を判定して欠落被搬送体を検出する高速演算部が前記光センサに接続されている。
【００１２】
このようなゲートバルブは、光センサを構成する多数個のユニットセンサの受光部によって得られる受光パターンまたは不受光パターンから、搬送中の被搬送体に生じている欠落部分を高い精度で判定することを可能ならしめる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の真空処理装置およびゲートバルブは、ゲートバルブを介して接続されている真空処理装置の第一室と第二室との間で搬送される被搬送体の中に欠落部分を有する欠落被搬送体が存在する場合に、被搬送体の搬送中に、欠落被搬送体を光センサによって検出し得るようにした真空処理装置およびゲートバルブである。光センサには反射型光センサ、透過型光センサの何れも使用することも可能である。
【００１４】
すなわち、本発明の真空処理装置およびゲートバルブは、第一室と第二室との間のゲ−トバルブ内を搬送される被搬送体に対し、ゲートバルブの弁箱の開口に透明窓を介してラインセンサまたは面センサを設置することにより、搬送速度を低下させることなく、欠落被搬送体を高い精度でかつ迅速に検出することを可能にしたものである。
【００１５】
被搬送体の種類は、割れによって欠落部分を生ずるものである限りにおいて、特に限定されない。実施例においては、被搬送体として半導体のウェーハを取り上げたが、それ以外に、例えばガラス基板であってもよく、セラミックスの焼結体であってもよい。また真空処理装置の種類も、ゲートバルブを介して第一室と第二室とが接続されており被搬送体がゲートバルブ内を通過して両室間を搬送されるものである限りにおいて、特に限定されない。実施例においては、中央の六角筒形状の搬送室の各外周辺にゲートバルブを介して複数の処理室が配置された真空処理装置を例示したが、これ以外に、例えば複数の処理室がそれぞれゲートバルブを介して直線状に配置された真空処理装置であってもよく、脱ガス室と焼結室とがゲートバルブを介して接続された真空焼結炉であってもよい。
【００１６】
例えば第一室である搬送室と第二室である処理室との間で開とされたゲートバルブ内を搬送室の搬送ロボットのアームの先端の二股のハンドに支持されて水平に搬送される被搬送体の中で欠落部分を有する欠落被搬送体を光センサで検出する場合、光センサの投光部は被搬送体の上方となるゲートバルブの弁箱の天井部の開口に透明窓を介して設置される。投光部の光源としては、通常的には波長０．６μｍ〜０．７μｍの赤色を発光する連続発振の半導体レーザが使用され、対となる受光部も使用する波長において高い感度を有するフォトトランジスタが使用される。そのほか赤色以外の可視光線や赤外線を発光する半導体レーザも使用し得る。半導体レーザによる光センサは指向性が高いために投光部からの光の受光部における受光性を大とすることができる。また、光源としては半導体レーザに限られず各種のものが使用され、光としては紫外線も使用し得る。更には、例えば１ｋＨｚ以上の高周波数のパルス発振のレーザであれば連続発振のレーザに変えて使用することができる。そして、使用する透明窓としては、光センサの光に可視光または赤外線を使用する場合にはガラス窓が使用されるが、処理室の雰囲気が許す場合にはメタアクリレート系樹脂等の合成樹脂窓としてもよく、紫外線を使用する場合には石英ガラス窓が使用される。
【００１７】
そして、反射型光センサ、透過型光センサの何れを使用する場合も、被搬送体を支持する二股のハンドを、光センサが被搬送体の一部であると誤認することを避けることを要する。すなわち、反射型光センサでは、欠落部分でハンドが露出していると、被搬送体の欠落部分を通過すべき投光部からの投光はハンドで反射されて受光部で受光され、露出しているハンドが正常部分であると誤認されるので、ハンドの支持面は被搬送体との識別が可能な低反射面としておくことが必要である。透過型光センサでは、欠落部分でハンドが露出していると、欠落部分を透過すべき投光部からの投光はハンドで遮断されて受光部で受光されず、露出しているハンドが正常部分であると誤認されるので、ハンドは透明なものであることを要する。通常、搬送ロボットのハンドはＳＵＳ（ステンレス鋼）、アルミニウムなどの金属によるものが使用されるので、その場合、ハンドの表面は低反射面としておくことが望ましい。
【００１８】
反射型光センサを使用する場合、ゲートバルブの弁体は弁箱内で閉の位置から下方へ移動させて開とするものであってもよく、また側方へ移動させて開とするものであってもよい。他方、透過型光センサを使用する場合には受光部を弁箱の底面側に配置する関係上、弁体は閉の位置から側方へ移動させて開とするものとなる。更には、反射型光センサを使用する場合、投光部からの投光が被搬送体の正常部分で反射され受光部で受光されることを利用して、欠落部分を有する欠落被搬送体の検出が行われるが、光センサが開閉される弁体からの反射光を搬送されてくる被搬送体による反射光と誤認することを避けるため、投光部からの投光を反射させる弁体の面は低反射面としておくことが望ましい。低反射面とするには、弁体の反射面に直接に例えばショットブラストしてもよく、粗い研磨布で粗面化させてもよい。また、ブラスト処理された低反射面を有する板材を反射面に取り付けてもよい。
【００１９】
光センサには、多数個のユニットセンサを被搬送体の搬送方向と直角な方向に被搬送体の幅と同等以上の幅に並べて投光端部が被搬送体の面と平行なラインを形成するもの、すなわち、ラインセンサが使用される。ラインセンサ内の多数個のユニットセンサは等間隔に配置されるが、間隔の大きさは検出しようとする欠落部分の大きさによって決められる。すなわち、間隔が大きいと小さい欠落部分の検出は困難になり、間隔を小さくするほど小さい欠落部分を検出することができる。例えば、ウェーハを一定の間隔で搬送方向と平行にｎ分割し、分割した間隔の中央にそれぞれユニットセンサが位置するようにｎ個のユニットセンサを配置する。そしてｎ個のユニットセンサの内の中央の中央位置ユニットセンサによってウェーハの先端と後端を検知させる場合には、中央位置ユニットセンサの下方をウェーハの中心が通過するように、中央位置ユニットセンサとウェーハの搬送路との位置関係を設定することが望ましい。なお、ユニットセンサの個数が奇数の場合には配列の真中のユニットセンサを中央位置センサとすることができる。また、ユニットセンサの個数が偶数の場合には、中央部の何れか１個のユニットセンサを中央位置ユニットセンサとして配列することにより目的を達し得る。そのほか偶数の場合、厳密さには欠けるが、隣接する２個のユニットセンサの中間がウェーハの搬送方向の直径の上方にあるように配置し、当該２個のユニットセンサによる後述のカウント値の平均値を仮想の中央位置センサのカウント値とする便法も採用し得る。
【００２０】
ユニットセンサには投光端部と受光端部に光ファイバーを使用したものが好適に使用される。反射型光センサの場合、後述の図４に示すように、ユニットセンサの投光部と受光部とを被搬送体の搬送方向と並行に配置し、かつ投光部から投光され被搬送体の正常部分で反射された光が効率よく受光部で受光されるように、投光端部と受光端部は相互に向かい合う斜め下向き傾斜にセットされる。プラスチックス類による被覆で保護された光ファイバーは柔軟でありセット位置でのメンテナンスが容易であるほか、投光性能や受光性能が真空処理装置自体の磁気や熱による影響を受けにくいというメリットもある。
【００２１】
反射型光センサによる例えば欠落ウェーハの検出は次のようにして行うことができる。搬送ロボットによって搬送されるウェーハはゲートバルブ内をほぼ一定の速度で通過するが、上述したように、多数個のユニットセンサの中の中央位置ユニットセンサの下方をウェーハの中心が通過するように設定する。そして中央位置ユニットセンサがウェーハの先端を検知することにより、高速演算部によって、全てのユニットセンサにおいて同期させて、投光部から投光された光がウェーハの正常部分で反射されて受光部で受光されている状態を極短い一定の周期（例えば１ミリ秒）でカウントすることが開始され、その周期毎のカウントは高速演算部のレジスタに蓄積される。当然のことながら、投光部からの投光は欠落部分では反射されず受光部で受光されないのでカウントされない。上記のように、ミリ秒単位でカウントするのはウェーハが搬送されることによる反射点の移動距離を極めて短く分断して欠落部分を高い精度で検出するためである。
【００２２】
そして中央位置ユニットセンサがウェーハの後端を検知することにより全ユニットセンサの受光部での受光状態のカウントは停止される。そして、得られたユニットセンサ毎のカウント値（カウントの積算値）をユニットセンサの配列の順に並べることにより当該ウェーハについての受光パターンが形成されるが、その受光パターンを予め登録されている正常ウェーハに付いての同様な受光パターンと比較して欠落ウェーハの検出が行われる。欠落ウェーハでは欠落部分において受光がカウントされないために、それに応じて受光パターンが崩れるからである。そして、当該ウェーハが欠落ウェーハと判定される場合には、そのことを警告する異常信号が出力される。異常信号が出力された後は、簡易には真空処理装置の運転を停止し欠落ウェーハを取り出して運転を再開するようにしてもよく、また、搬送室内で欠落ウェーハを一時的に隔離して保存するようにしてもよい。なお、受光部が受光している状態のカウントの開始と停止は、中央位置ユニットセンサによるウェーハの先端と後端の検知による以外の方法を採用してもよい。勿論、正常ウェーハの場合には正常であるとする正常信号を出力させてもよい。
【００２３】
光センサには上記のようなラインセンサのほか、弁箱における取付け場所の面積が許す範囲で、２本またはそれ以上のラインセンサを平行に並べた面センサとしてもよく、それぞれのラインセンサにおいて欠落部分の検出を行って検出を繰り返すことにより検出精度の向上が可能になる。そのほか、平行な２本をずらせて並べ、一方のラインセンサの２個のユニットセンサの中間に他方のラインセンサのユニットセンサが位置するようにし、これらのユニットセンサを１本のラインセンサとして作動させることにより、ラインセンサの単位長さ当りのユニットセンサの密度を実質的に高めることができる。
【００２４】
そして、光センサには感度調整の可能なものが好適に使用される。例えばウェーハからの反射光量が小さい場合には受光感度を高め、反射光量が大である場合には受光感度を低下させて調整される。更には、多数個のユニットセンサには、波長が異なる少なくとも二種以上のユニットセンサを使用することが望ましく、並べられた多数個のユニットセンサの中で、隣り合うユニットセンサには、相互に異なる波長の光による投光部と受光部の組合せが使用される。この様な配置とすることにより、一つのユニットセンサの投光部から投光され被搬送体の正常部分で反射された光が隣のユニットセンサの受光部に到達して受光されることを防ぐことができ、欠落部分が正常部分として誤認されることを防ぎ得る。
【００２５】
受光状態のカウントの開始と停止を中央位置ユニットセンサによるウェーハの先端と後端の検知を基準にして行なう場合に、ウェーハがその中心を通る搬送方向の直線に沿って分断されていると、中央位置ユニットセンサがウェーハの先端を検知することができず、そのままではそのウェーハは欠落ウェーハとして認識されないことになる。搬送室にはウェーハが処理室から戻され、搬送ロボットのアームが完全に折り畳まれて処理室に対向するポジションとなった時にウェーハの存在を確認するポジショセンサーが設けられているが、上記のように中央位置ユニットセンサがウェーハの先端を検知しない場合に対処するために、中央位置ユニットセンサによって検知されなかったウェーハがポジションセンサによって検知される場合には、当該ウェーハは欠落ウェーハとし判定されるようになっている。勿論、多数個のユニットセンサの内の何れか１個でもウェーハの存在を検知することにより受光のカウントを開始するような回路を組むことにより、上記のような検知されないウェーハは発生しないが、それによって高速演算部の回路構成が複雑化してコストを上昇させる。
【００２６】
【実施例】
次に、本発明の真空処理装置およびゲ−トバルブを実施例によって図面を参照し具体的に説明する。
【００２７】
（実施例）  図１は枚葉式真空処理装置１の構成を概略的に示す部分省略平面図であり、図２は図１における［２］−［２］線方向の断面図である。枚葉式真空処理装置１は正六角筒形状の搬送室１０にゲートバルブ２０を介してスパッタ処理室１３が接続されているほか、一点鎖線で示すように、ローディング室１１、他の処理室１４、アンローディング室１６が同様に接続されている。そして、搬送室１０の中央部には、搬送ロボット３１が回転軸３２の回りに回転可能に設置されており、搬送ロボット３１は屈曲して伸縮可能な２本のアーム３３の先端部の二股のハンド（ピックアップ）３４に直径２００ｍｍの半導体のウェーハＷを載置して搬送する。すなわち、ローディング室１１から取り出したウェーハＷを処理室１３へ装填し、処理室１３での処理が終了すると、そのウェーハＷを取り出して処理室１４へ装填し処理する。そのほかにも処理室が配置されている場合にはその処理室で処理し、その処理が終了した後、アンローディング室１６へ搬送する。
【００２８】
そして、図１は処理室１３での処理が終了したウェーハＷがハンド３４上に載置され、図２も参照して、弁体２２が下降され開とされたゲートバルブ２０の弁箱２１の連絡口２１ｇを通って搬送されている状態を示す。そして、弁箱２１の天井部の開口２１ｗには硬質ガラス板２５を介して反射型光センサ４１のセンサ・ヘッド４２が取り付けられている。センサ・ヘッド４２は光ファイバーによる投光端部を備えた投光部４４と、光ファイバーによる受光端部を備えた受光部４５との組合せからなる１７個のユニットセンサ４３が１１．８ｍｍ間隔でウェーハＷの搬送方向と直角な幅方向にウェーハＷの直径と同等の幅で線状に配列してセットされている。なお、投光部４４の光源に使用している赤色光の半導体レーザには、波長が０．６〜０．７μｍの範囲内で、相互に差異を識別し得る波長のもの２種が使用されており、隣り合うユニットセンサ４３には波長が異る投光部４４と受光部４５の組合わせを有するものが使用されている。一列に並べられた１７個のユニットセンサ４３の下方を通過するウェーハＷに向けて各投光部４４から投光され、ウェーハＷの正常部分で反射される反射光は対応する受光部４５で受光されるが、欠落部分においては反射されず受光部４５で受光されないことを利用して欠落部分が検出される。そして受光部４５で受光されている状態の検出信号はセンサ・アンプ４７で増幅されて高速演算部４８へ入力され、高速演算部４８は、演算の結果、欠落ウェーハＷ’が検出された場合には異常信号を出力するようになっている。
【００２９】
上記のセンサ・ヘッド４２は通常のゲートバルブ２０のメンテナンス用開口を塞ぐ蓋板を取り外して設置したものであり、図３の左側の断面図に示すように、本来のゲートバルブ２０の弁箱２１の天井部にはメンテナンス用開口２１ｗが形成されており、同開口２１ｗは蓋板２４で閉じられている。そして、実線で示す弁体２２は開の位置にあり、一点鎖線で示す弁体２２は弁箱２１の連絡口２１ｇを塞いで閉の位置にある状態を示す。そして図３の右側の断面図に示すように、また図２も参照して、本実施例で使用する反射型光センサ４１は、蓋板２４を取り外し、透明窓付き蓋板としての硬質ガラス板２５を固定した開口枠２６を取り付け、その硬質ガラス板２５上に、投光部４４と受光部４５とがウェーハＷの搬送方向に沿って配置されているユニットセンサ４３を１７個並べたセンサ・ヘッド４２を取り付けたものである。そして、センサ・ヘッド４２においては、後述の図４に示すように、投光部４４の投光端部からの投光は硬質ガラス板２５を経由してウェーハＷの面で反射され、再び硬質ガラス板２５を経由して受光端部から受光部４５へ最も効率的に入射するように、相対する投光端部、受光端部は共に内側への斜め下向きの傾斜にセットされる。
【００３０】
図４は図２に示すゲートバルブ２０の弁箱２１の天井部に取り付けられた反射型光センサ４１のセンサ・ヘッド４２の要部を拡大して示す断面図であり、 図５は図４における［５］−［５］線方向の断面図である。図４、図５を参照して、ユニットセンサ４３の投光部４４の下端と受光部４５の下端との水平方向の間隔は２０ｍｍとされ、ウェーハＷの表面から投光部４４、受光部４５の下端までの高さｈは５３ｍｍとされている。そして図示せずとも、センサ・ヘッド４２は弁箱２１との間にスペーサを挿入することによって高さｈを５０〜６５ｍｍの範囲内で可変とされており、ウェーハＷからの反射光の受光部４５による受光量の調整が可能となっている。ユニットセンサ４３の投光部４４からの投光は、上述したように、所定の角度で硬質ガラス板２５を透過してウェーハＷの正常部分で反射され、硬質ガラス板２５を透過して受光部４５に至るように構成されている。そして硬質ガラス板２５を固定した開口枠２６、硬質ガラス板押さえ２７、およびセンサ・ヘッド固定部材２８は位置決めボルト２９で固定されており、ゲートバルブ２０のメンテナンスのためにセンサ・ヘッド４２が取り外され、再び固定される時に固定位置の再現性が確保されるようになっている。
【００３１】
また図３の右側の断面図を参照して、弁体２２は開閉のために上下へ移動されるが、この移動がウェーハＷの通過と誤認されることを防ぐために、弁体２２において投光部４４からの投光の反射面となる上面には、表面をショットブラストして低反射面としたＳＵＳ板２３が取り付けられている。そして、図５を参照して、センサ・ヘッド４２のユニットセンサ４３はウェーハＷの幅を１７分割した部分それぞれの中央に位置して１７個が配置されており、それぞれの投光部４４からウェーハＷの面に矢印で示すように下方へ投光される。
【００３２】
そして、欠落部分が存在する欠落ウェーハＷ' の反射型光センサ４１による検出は次のようにして行われる。図４、図５および後述の図９、図１０を参照し、ゲートバルブ２０を通過するウェーハＷの先端は１７個のユニットセンサ４３の両端から９番目の中央位置ユニットセンサ４３ｃによって検知されるが、ウェーハＷの先端が検知されると１７個の全ユニットセンサ４３において同期して、各投光部４４からの投光がウェーハＷの正常部で反射され、対応する受光部４５で受光されている状態のカウントが１ミリ秒の周期で開始される。欠落部分では反射されず受光部４５で受光されないのでカウントされない。そしてウェーハＷの通過に伴う周期毎の受光部４５で受光されている状態のカウントは高速演算部４８のレジスタに蓄積される。その後、中央位置ユニットセンサ４３ｃによってウェーハＷの後端が検知されると、全ユニットセンサ４３における上記のカウントは停止される。そしてユニットセンサ４３毎のカウント値（カウントの積算値）はレジスタに登録され、欠落部分のない正常ウェーハＷについての同様なユニットセンサ４３毎のカウント値と比較されて欠落部分の有無が判定される。
【００３３】
また、図６は搬送室１０に設けられているポジションセンサの配置を示す図であり、図６のＡはポジションセンサ３７のみを示し、それ以外の構成要素は図示を省略されている。そして図６のＢは図６のＡにおける［Ｂ］−［Ｂ］線方向の部分破断側面図である。図６のＡ、Ｂを参照して、搬送室１０にはローディング室１１、処理室１３、処理室１４、アンローディング室１６のそれぞれに対して搬送ロボットがアームを完全に折り畳んだ状態で対向するポジションとなった時に、そのハンドに載置されているウェーハＷをチェックするためのポジションセンサ３７が設けられている。ポジションセンサ３７は透過型光センサであり、天井側に投光部３８、底面側に受光部３９がそれぞれ硬質ガラス板付きの窓枠３８ｗ、３９ｗと共に取り付けられており、上述したように、ゲートバルブ２０の反射型光センサ４１における中央位置ユニットセンサ４３ｃが検知しなかったウェーハＷを、ポジションセンサ３７が検知する場合にはそのウェーハＷは欠落ウェーハＷ'と判定されるようになっている。
【００３４】
図７と続く図８は、ここまでに説明した欠落部分を有する欠落ウェーハＷ’を検出するためのプロセスをステップ（１）からステップ（１０）までによって示すフローチャートである。各ステップの内容はこれまでの説明と重複するので説明は省略するが、重複しない箇所を説明すると、ステップ（７）において欠落ウェーハが検出され異常信号が出力される場合において、真空処理装置自体にトラブルが発生している場合には、ステップ（７）−１の真空処理装置の運転の停止、ステップ（７）−２の真空処理装置を元の状態に復帰させるリカバリーが行われるが、真空処理装置自体にトラブルが発生しておらず、特別な操作を必要としない場合には、ステップ（７）からステップ（８）へ進むルートが取られる。
【００３５】
図９は欠落部分のない正常ウェーハＷの平面図であるが、図１０はこの正常ウェーハＷを、センサ・ヘッド４２の１７個のユニットセンサ４３によって搬送方向の先端から後端までの間において投光部４４からの投光が受光部４５で受光されていた状態を示す図である。すなわち、受光部４５で受光されている状態の検出を、１７個のユニットセンサ４３の下方を通過するウェーハＷの先端から開始し、ウェーハＷの後端に至ってカウントを終了した時の受光部４５で受光されている状態のカウント値(カウントの積算値)をユニットセンサ４３毎に示したものであり、Ｘ軸には１７個のユニットセンサ４３を配置の番号順に並べ、Ｙ軸には各ユニットセンサ４３の受光部４５における受光状態の検出のカウント値をプロットしたものである。図１０に見られるように、ウェーハＷの中心が下方を通過する左右から９番目の中央位置ユニットセンサ４３ｃのカウント値は約５４０であるが、中央から両側へ遠い距離にあるユニットセンサ４３ほどカウント値は小さくなり、両端の１番目と１７番目のユニットセンサ４３のカウント値は２１０ないし２２０であるような受光パターンとなっている。
【００３６】
これに対して図１１は搬送方向の後左側に欠落部分Ｗｄが存在する欠落ウェーハＷ'の平面図であるが、図１２は、この欠落ウェーハＷ'を１７個のユニットセンサ４３によって搬送方向の先端から後端までの間に受光部４５で受光されている状態を検出した時の、各ユニットセンサ４３の受光部４５における受光状態のカウント値を図９と同様にして示した図である。図１２に見られるように、欠落ウェーハＷ’の欠落部分Ｗｄに対応する５番目から８番目のユニットセンサ４３のカウント値が小さくなっている。このようにユニットセンサ４３毎のカウント値が正常ウェーハＷの場合のカウント値と比較して欠陥部分の有無が判定されるが、実際的は正常ウェーハＷのカウント値との差が適宜設定される許容範囲内である場合には正常であるとの信号が出力され、その差が上記許容範囲より大である場合には異常であるとの信号が出力される。
【００３７】
また、図１３は搬送方向の右側に欠落部分Ｗｄが存在する欠落ウェーハＷ”の平面図であるが、図１４は、この欠落ウェーハＷ”を同じく１７個のユニットセンサ４３によって搬送方向の先端から後端までの間に受光部４５で受光されている状態を検出した時の、各ユニットセンサ４３の受光部３５における受光状態のカウント値を図９と同様にして示した図である。図１２に見られるように、欠落ウェーハＷ”の欠落部分Ｗｄに対応する１７番目のユニットセンサ４３のカウント値が小さくなっている。製造プロセスにおいては、図１４のような正常ウェーハＷとは異なる受光パターンが得られることにより、１７個のユニットセンサ４３の下方を通過しているのは欠落ウェーハＷ”であると判定される。
【００３８】
図１５は欠落部分を持たないが表面の反射率が大である正常ウェーハＷｒの平面図であり、図１６はこの高反射正常ウェーハＷｒに付いての図９と同様な受光パターンを示す図である。また、図１７は欠落部分を持たないが外観的には白濁しており表面の反射率が小さい白濁正常ウェーハＷｍの平面図であり、図１８はこの白濁正常ウェーハＷｍに付いての図９と同様な受光パターンを示す図である。図１６、図１８、および図１０を比較して明らかなように、欠落部分が存在しない場合、高反射性正常ウェーハＷｒであっても、また白濁正常ウェーハＷｍであっても、それらの受光パターンは基準となる正常ウェーハＷと全く同様であり、欠落部分Ｗｄの有無の判定はウェーハの表面反射率や内部透明度の影響を受けないと言える。
【００３９】
以上、本発明の真空処理装置およびゲートバルブを実施例によって説明したが、勿論、本発明は実施例によって限定されることはなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００４０】
例えば本実施例においては、六角形の搬送室の外周に複数の処理室がゲートバルブを介して配置された真空処理装置を例示したが、本願発明の真空処理装置には、単数の準備室と単数の処理室がゲートバルブを介して接続された真空処理装置や、複数の処理室がそれぞれゲートバルブを介して直線状に接続された真空処理装置も含まれる。
また本実施例においては、直径２００ｍｍのウェーハに対して、１７個のユニットセンサを１１．８ｍｍピッチで配列したセンサ・ヘッドを使用したが、ウェーハの直径は２００ｍｍ以上で例えば３００ｍｍあってもよく、また２００ｍｍ以下であってもよい。またユニットセンサの配列ピッチは１１．８ｍｍに限らず、ユニットセンサのサイズによって１０ｍｍピッチ、または１０ｍｍ以下としてもよい。すなわち、ユニットセンサの個数の上限は、ウェーハの直径のサイズと使用するユニットセンサのサイズによって定まる。
【００４１】
また本実施例においては、処理室としてスパッタ室を例示したが、処理室がＣＶＤ（化学的気相成長）室、蒸着室、イオン注入室、熱処理室、またはドライエッチング室であっても同様である。また、被搬送体として半導体のウェーハを例示したが、半導体のウェーハ以外のものであってもよく、例えばガラス板ないしはセラミックス薄体のウェーハが被搬送体である場合にも本発明は適用される。
【００４２】
また本実施例においては、１７個のユニットセンサの投光部から投光される光のうち、搬送されるウェーハで反射され受光部で受光される光の有無を高速演算部において１ミリ秒の周期でカウントして蓄積し、１７個のユニットセンサ毎のカウントの積算値から得られる受光パターンを、正常なウェーハで得られる同様な受光パターンと比較して、搬送されるウェーハにおける欠落部分の有無を判定する場合を例示したが、これ以外によっても欠落ウェーハを検出することは可能である。実施例と同様に反射型光センサーを使用した時、投光部からの光は、ウェーハの欠落がない部分では反射光が受光部に一定の感度レベルで継続して受光され、欠落部分では反射光が受光されないので受光感度レベルは継続して０レベルとなる。従って、搬送されるウェーハについての欠落部分の有無は１７個のユニットセンサ毎に、例えば反射光が受光された時間および反射光が受光されなかった時間として把握されるので、正常なウェーハの対応する受光時間と比較することにより、搬送されているウェーハについて欠落部分の有無を検出することができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の真空処理装置およびゲートバルブは以上に説明したような形態で実施され、次に記載するような効果を奏する。
【００４４】
請求項１の真空処理装置によれば、ゲートバルブを介して接続されている第一室と第二室との間で被搬送室が搬送される真空処理装置において、ゲートバルブの弁箱の開口に透明窓を介して多数個のユニットセンサからなる光センサの少なくとも投光部が設けられており、多数個のユニットセンサは被搬送室の搬送方向と直角な方向に前記被搬送室の幅と同等以上の幅となるように等間隔に並べて配置されており、かつ隣り合うユニットセンサには相互に差異を識別し得る波長の光による投光部と受光部との組合せが使用されているので、各受光部によって得られる受光パターンまたは不受光パターンから欠落被搬送体に生じている欠落部分を高い精度で判定することを可能ならしめ、その結果、欠落被搬送体がそのまま次工程の処理室へ搬送され処理されることによるトラブル、製品不良や、次工程の処理室を元の状態に戻すための装置の停止等を招かない。
【００４４】
請求項２の真空処理装置によれば、光センサに高速演算部が接続されているので、搬送されてくる被搬送体について、光センサを構成する多数個の全てのユニットセンサの受光部によって得られる受光パターンまたは不受光パターンを正常被搬送体についての同様な受光パターンまたは不受光パターンと比較して、欠落部分の有無を高い精度で判定し欠落被搬送体を検出して対処することができ、欠落被搬送体がそのまま次工程の処理室で処理されることによるトラブルを回避することができる。
【００４５】
請求項３の真空処理装置によれば、半導体ウェーハについて請求項１または請求項２の効果を奏し得る。
【００４６】
請求項４のゲートバルブによれば、真空処理装置の第一室と第二室との間に設置されているゲートバルブにおいて、ゲートバルブの弁箱の開口に透明窓を介して多数個のユニットセンサからなる光センサの少なくとも投光部が設けられており、多数個のユニットセンサは被搬送室の搬送方向と直角な方向に被搬送室の幅と同等以上の幅となるように等間隔に並べて配置されており、かつ隣り合うユニットセンサには相互に差異を識別し得る波長の光による投光部と対応する受光部との組合せが使用されているので、各受光部によって得られる受光パターンまたは不受光パターンから欠落被搬送体に生じている欠落部分を高い精度で判定することを可能ならしめ、その結果、欠落被搬送体がそのまま次工程の処理室へ搬送され処理されることによるトラブル、製品不良や、次工程の処理室を元の状態に戻すための装置の停止等を招かない。
【００４７】
請求項５のゲートバルブによれば、光センサに高速演算部が接続されているので、搬送されてくる被搬送体について、光センサを構成する多数個の全てのユニットセンサの受光部によって得られる受光パターンまたは不受光パターンを正常被搬送体についての同様な受光パターンまたは不受光パターンと比較して、欠落部分の有無を高い精度で判定し欠落被搬送体を検出して対処することができ、欠落被搬送体がそのまま次工程の処理室で処理されることによるトラブルを回避することができる。
【００４８】
請求項６のゲートバルブによれば、半導体ウェーハについて請求項４または請求項５の効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例の真空処理装置の部分省略平面図である。
【図２】  図１における［２］−［２］線方向の断面図である。
【図３】  本来のゲートバルブと本発明の反射型光センサを取り付けたゲートバルブと            を概略的に示す断面図である。
【図４】  図２のゲートバルブの弁箱の上部と反射型光センサを示す拡大図である。
【図５】  図４における［５］−［５］線方向の断面図である。
【図６】  搬送室のポジションセンサの配置を示す図であり、Ａは平面図、ＢはＡに            おける［Ｂ］−［Ｂ］線方向の部分破断側面図である。
【図７】  図８と共に欠落ウェーハの検出プロセスを示すフローチャートである。
【図８】  図７に続くフローチャートである。
【図９】  正常ウェーハの平面図である。
【図１０】  同ウェーハの受光パターンを示す図である。
【図１１】  一例の欠落ウェーハの平面図である。
【図１２】  同ウェーハの受光パターンを示す図である。
【図１３】  他例の欠落ウェーハの平面図である。
【図１４】  同ウェーハの受光パターンを示す図である。
【図１５】  高反射正常ウェーハの平面図である。
【図１６】  同ウェーハの受光パターンを示す図である。
【図１７】  白濁正常ウェーハの平面図である。
【図１８】  同ウェーハの受光パターンを示す図である。
【図１９】  従来例の半導体製造装置の概略を示す図である。
【符号の説明】
１    枚葉式真空処理装置
１０    搬送室
１３    処理室（スパツタ室）
２０    ゲートバルブ
２１    弁箱
２２    弁体
２３    低反射ＳＵＳ板
２５    硬質ガラス板
３１    搬送ロボット
３３    アーム
３４    ハンド
３７    ポジションセンサ
４１    反射型光センサ
４２    センサ・ヘッド
４３    ユニットセンサ
４４    投光部
４５    受光部
４８    高速演算部
Ｗ      ウェーハ
【図１】
0004060098.tif 000002
【図２】
0004060098.tif 000003
【図３】
0004060098.tif 000004
【図４】
0004060098.tif 000005
【図５】
0004060098.tif 000006
【図６】
0004060098.tif 000007
【図７】
0004060098.tif 000008
【図８】
0004060098.tif 000009
【図９】
0004060098.tif 000010
【図１０】
0004060098.tif 000011
【図１１】
0004060098.tif 000012
【図１２】
0004060098.tif 000013
【図１３】
0004060098.tif 000014
【図１４】
0004060098.tif 000015
【図１５】
0004060098.tif 000016
【図１６】
0004060098.tif 000017
【図１７】
0004060098.tif 000018
【図１８】
0004060098.tif 000019
【図１９】
0004060098.tif 000020