JP2002164416A

JP2002164416A - 被検出体の検出装置とこれを用いた処理システム

Info

Publication number: JP2002164416A
Application number: JP2001275709A
Authority: JP
Inventors: Mikio Takahashi; 幹生高橋
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2000-09-13
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2002-06-07

Abstract

(57)【要約】【課題】被検出体の表面状態に関係なくこの有無を確
実に認識することができる被検出体の検出装置を提供す
る。【解決手段】被検出体２６の検出装置２０において、
検出光Ｌ１を射出する発光素子４と、前記検出光の反射
光Ｌ２を受光する受光素子６と、前記発光素子に対して
被検出体の検出空間を介して配置されると共に、主とし
て光の入射方向に光を反射する反射面を有し、この反射
面に対する前記検出光の入射方向が、前記反射面２２Ａ
の法線方向よりも所定の角度だけ傾斜された反射体２２
と、を備える。これにより、被検出体の表面状態に関係
なくこの有無を確実に認識することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
処理システムに主として用いられる被検出体の検出装置
及びこれを用いた処理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体デバイスを製造するため
には、半導体ウエハに対して、成膜処理、エッチング処
理、酸化拡散処理等の各種の処理が施されるが、このよ
うな各種の処理はそれぞれの処理に対応する半導体製造
装置に対して自動的に半導体ウエハが搬送され、そし
て、予めプログラム化された手順にて処理チャンバ内で
処理が自動的に施され、更に処理後のウエハは、また、
自動的に搬出されている。このようなウエハの自動搬送
系において、搬送経路の必要な各ポイントにて、実際に
半導体ウエハが位置しているのか否かを確認すること
は、ウエハを安定的に搬送経路に沿って搬送するために
は重要なことである。

【０００３】このため、一般的な半導体の処理システム
にあっては、要所要所に半導体ウエハの存否を確認する
ための検出装置が設けられている。ここで一般的な検出
装置について説明する。図９は従来の検出装置に用いら
れる一般的なセンサ部を示す斜視図、図１０は従来の検
出装置を用いて半導体ウエハの有無を検出する時の状態
を示す図、図１１は従来の検出装置を用いて半導体ウエ
ハの有無を検出する時の検出原理を説明する説明図であ
る。図９に示すように、このセンサ部２は、検出光を射
出する発光素子４と、この射出した検出光の反射光を受
光する受光素子６とが並設されている。この発光素子４
からは、例えば波長が７００ｎｍ程度の光が射出され
る。また、この両素子４、６にケーブル８を介して例え
ばマイクロコンピュータ等よりなる判別部１０が接続さ
れており、上記受光素子６における受光結果に基づいて
半導体ウエハの存否を判断するようになっている。

【０００４】そして、上記発光素子４の前面には、例え
ば図中において横方向への偏光（図１１参照）しか通さ
ない横偏光フィルタ１１が配置され、また、受光素子６
の前面には、上記偏光方向とは９０度ずれた、すなわち
図中において縦方向への偏光（図１１も参照）しか通さ
ない縦偏光フィルタ１２が配置される。そして、このセ
ンサ部２の検出光Ｌ１の照射方向には、所定の距離だけ
隔てて反射体１４を配置している。この反射体１４の反
射面１４Ａは、上記照射方向に対して略垂直になるよう
に、すなわち上記照射方向と上記反射面１４Ａに立てた
法線の方向が略一致するように設定されている。また、
上記反射面１４Ａの性質は、特定方向の振動面を有する
光が当たっても、この偏光方向を乱して全ての方向に振
動方向が存在するような反射光Ｌ２を形成し得るように
なっている。これに対して、一般的な半導体ウエハの表
面は鏡面状態になっており、この表面に入射した光が反
射される場合には、反射光の振動方向は、入射光の振動
方向を乱すこともなく、これを維持した状態で反射され
るので、入射光の振動方向と同じ状態となっている。

【０００５】このような検出装置において、発光素子４
より射出された検出光Ｌ１は、横偏光フィルタ１１にて
横方向に振動する検出光となって照射され、反射体１
４、或いは被検出体である半導体ウエハＷの表面で反射
し、この反射光Ｌ２は縦偏光フィルタ１２及び受光素子
６に向かって入射してくる。ここで、検出空間Ｓに半導
体ウエハＷが存在しない場合には、図１０（Ａ）及び図
１１（Ａ）に示すように、検出光Ｌ１は振動方向を乱す
ような反射面１４Ａになされた反射体１４にて反射され
るので、この反射光Ｌ２にはあらゆる方向の振動成分を
含む。従って、この反射光Ｌ２の内の縦方向の振動成分
は縦偏光フィルタ１２を通過して受光素子６に検出され
ることになり、この結果、判別部１０は半導体ウエハＷ
が検出空間Ｓに存在しないこと認識する。

【０００６】これに対して、図１０（Ｂ）及び図１１
（Ｂ）に示すように、検出空間Ｓに半導体ウエハＷが存
在する場合には、この半導体ウエハＷの表面が一般的に
は鏡面状態になされていることから、検出光Ｌ１の振動
方向はそのまま維持された状態で反射され、従って、反
射光Ｌ２は横方向に振動している。このため、この反射
光Ｌ２は、横偏光フィルタ１２を通過することができず
にここで反射されるので、受光素子６は反射光Ｌ２を検
出することができず、この結果、判別部１０は半導体ウ
エハＷが検出空間Ｓに存在することを認識する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな従来の検出装置にあっては、半導体ウエハＷの表面
である反射面が、上述のように検出光Ｌ１の振動方向を
乱さないような反射光Ｌ２となるような鏡面状態となっ
ていることを前提としている。しかしながら、最近にあ
っては、半導体ウエハＷの表面に堆積される膜が、種々
開発されるに至っており、中でも例えば、反射防止膜な
どとして用いられるある種の窒化膜のように、この窒化
膜が半導体ウエハＷの表面に堆積されていると、この表
面は上述したような鏡面状態ではなくなってその振動方
向を乱すように作用する。従って、この窒化膜が形成さ
れているウエハ表面に入射した検出光Ｌ１が反射される
時には、この反射光Ｌ２には図１０（Ａ）に示すよう
に、あらゆる方向に振動成分が含まれた状態となり、結
果的に、この反射光Ｌ２の内の縦方向の振動成分が縦偏
光フィルタ１２を通過して受光素子６に検出されてしま
うので、判別部１０は半導体ウエハＷが検出空間Ｓに存
在しないと判断し、誤った認識を下す場合があった。

【０００８】また、これに関連する発明として、特開平
５−２９４４０５号公報に開示されているように、ウエ
ハを載置する載置台上に、部分的に傾斜面を有する凹部
状反射部を形成することも行われているが、この場合に
は載置台の表面に凹部状反射部を精度良く形成しなけれ
ばならず、コスト高を招来する不都合があった。本発明
は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決す
べく創案されたものである。本発明の目的は、被検出体
の表面状態に関係なくこの有無を確実に認識することが
できる被検出体の検出装置及びこれを用いた処理システ
ムを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
検出光を射出する発光素子と、前記検出光の反射光を受
光する受光素子と、前記発光素子に対して被検出体の検
出空間を介して配置されると共に、主として光の入射方
向に光を反射する反射面を有し、この反射面に対する前
記検出光の入射方向が、前記反射面の法線方向よりも所
定の角度だけ傾斜された反射体と、を備えたことを特徴
とする被検出体の検出装置である。これによれば、検出
空間に被検出体が存在しない場合には検出光は、反射体
の反射面により主としてその入射方向に向けて反射され
るので、この反射光を受光素子で受光して被検出体の不
存在を認識でき、また、検出空間に被検出体が存在する
場合には、上記検出光は被検出体の表面に斜め方向から
入射するので、この反射光は被検出体の表面の法線に対
して反対方向に反射することになって受光素子に検出さ
れることはなく、従って、被検出体の存在を認識するこ
とができる。従って、被検出体の表面の状態がどのよう
になっていても、すなわち反射光の振動方向がどのよう
になっていても、被検出体の存否を正確に且つ確実に認
識することが可能となる。

【００１０】この場合、例えば請求項２に規定するよう
に、前記検出空間に位置することのある前記被検出体の
反射面に対する前記検出光の入射方向が、前記被検出体
の反射面の法線方向よりも所定の角度だけ傾斜されてい
る。また、例えば請求項３に規定するように、前記発光
素子と前記受光素子とは並設されて一体的に設けられて
いる。

【００１１】また、請求項４に規定する発明は、一対の
発光素子及び受光素子とが一体的に構成されたセンサ部
と、前記センサ部とは被検出体が存在可能な検出空間を
空けて配置され、実質的に直交する２つの面からなり、
検出光の入射方向と同方向に沿って反射光を射出する反
射面対が全面上に多数形成された反射体と、前記センサ
部を駆動制御し、前記受光素子から得られた前記反射光
に基づき被検出体の存在を判別する判別部と、で構成さ
れ、前記センサ部は、斜め方向から前記反射面対及び前
記被検出体へ検出光を射出する位置に配置されることを
特徴とする被検出体の検出装置である。この場合、例え
ば請求項５に規定するように、前記検出光は、前記反射
体の反射面における法線方向に対して、６〜２５度の範
囲内の斜め方向から前記反射体に入射するように設定す
る。また、例えば請求項６に規定するように、前記反射
面対は、多面錐体の斜面により形成されており、前記多
面錐体の頂角は実質的に９０度に設定されている。請求
項７に係る発明は、被処理体に対して所定の処理を施す
処理システムにおいて、上記検出装置を備えたことを特
徴とする処理システムである。これによれば、被処理体
を処理システム内にて搬送する場合に、特定個所におけ
るこの被処理体（被検出体）の存否を確実に検出して認
識することが可能となる。この場合、例えば請求項８に
規定するように、前記検出装置は、前記被処理体を保持
して回転させる回転台と、前記被処理体を前記回転台に
移載する移載機構と、前記被処理体の外周輪郭を検出す
る輪郭センサ部と、前記輪郭センサ部の検出結果に基づ
いて位置ずれ量を求める位置ずれ検出部とを有する位置
合わせ装置に設ける。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る被検出体の
検出装置とこれを用いた処理システムの一実施例を添付
図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る被検出体
の検出装置を示す斜視図、図２は本発明の検出装置に用
いる反射体を示す拡大図、図３は被検出体（被処理体）
を検出する時の状態を示す図である。尚、先に説明した
部分と同一構成部分については同一参照符号を付して説
明する。

【００１３】図１に示すように、この被検出体の検出装
置２０は、センサ部２を有し、このセンサ部２は、検出
光Ｌ１を射出する発光素子４と、この射出した検出光Ｌ
１の反射光Ｌ２を受光する受光素子６とが並設されてい
る。この発光素子４からは、例えば波長が７００ｎｍ程
度の光が射出される。また、この両素子４、６にケーブ
ル８を介して例えばマイクロコンピュータ等よりなる判
別部１０が接続されており、上記受光素子６における受
光結果に基づいて被検査体の存否を判断するようになっ
ている。

【００１４】そして、上記発光素子４の前面には、例え
ば図中において横方向への偏光（図１１参照）しか通さ
ない横偏光フィルタ１１が配置され、また、受光素子６
の前面には、上記偏光方向とは９０度ずれた、すなわち
図中において縦方向への偏光（図１１も参照）しか通さ
ない縦偏光フィルタ１２が配置される。尚、これらの両
フィルタ１１、１２は設けなくてもよい。そして、この
センサ部２の検出光Ｌ１の照射方向には、所定の距離だ
け隔てて本発明の特徴とする反射体２２を配置してい
る。

【００１５】そして、この反射体２２と上記センサ部２
との間が検出空間Ｓとして構成される。ここで、この反
射体２２は、主として光の入射方向に光を反射する反射
面２２Ａを有しており、且つ、この反射面２２Ａに対す
る上記検出光Ｌ１の入射光方向が、上記反射面２２Ａを
マクロ的に見た時のこの反射面２２Ａの法線Ｈ１の方
向、すなわち法線方向よりも所定の各度θ１だけ傾斜さ
れている。具体的には、上記反射体２２の反射面２２Ａ
は、例えば自転車の最後尾に設けた後尾反射板のような
機能を有しており、この後尾反射板の反射面に対する法
線を中心とする一定の開き角の範囲内ならば、どのよう
な方向から光が入射してきても、略その入射方向に向け
て反射光を反射させる、という機能を有している。

【００１６】このような反射体２２の反射面２２Ａは、
例えば図２に示すように構成される。すなわち、表面が
光の振動方向を乱す鏡面状態になされて頂角α１が略９
０度になされた微小な多数の多面錐体、例えば四角錐体
２４を設けてなり、しかも、その四角錐体２４の頂点の
方向を、法線方向（図２中において真上の方向）のみな
らず、法線方向から少しずつの角度で法線から離れるよ
うに傾いた方向にも向けて形成されている。図２中にお
いて、破線で示す矢印は、頂点の向けられた方向を示し
ている。尚、多面錐体としては、上記した四角錐体に限
定されず、例えば三角錐体、五角錐体、六角錐体、八角
錐体等も用いることができる。図２においては、微小な
四角錐体２４は数個程度しか記載されていないが、実際
には、各頂点方向に対して非常に多くの四角錐体２４が
設けられることになる。これにより、法線Ｈ１を中心と
して上記頂点が向けられた方向の範囲内において、特定
の入射方向からくる光に対しては、その入射方向に対し
て反射光を射出することが可能となる。尚、この反射面
２２Ａの構成は単に一例を示したに過ぎず、上述したと
同様な作用を示す反射面２２Ａならば、どのような構成
の反射面でも用いることができる。その一例については
後述する。

【００１７】次に、以上のように構成された検出装置２
０を用いて行われる被検出体２６の存否の検出動作につ
いて図３も参照して説明する。まず、図１に示すように
センサ部２の発光素子４より射出された検出光Ｌ１は、
横偏光フィルタ１１にて横方向に振動する検出光となっ
て照射され、反射体２２の表面で反射し、この反射光Ｌ
２は縦偏光フィルタ１２及び受光素子６に向かって入射
してくる。ここで、検出空間Ｓに被検出体２（図３参
照）が存在しない場合には、図１に示すように、検出光
Ｌ１は反射体２２の反射面２２Ａに対して入射角がθ１
となる斜め方向から入射し、そして、この反射面２２Ａ
の作用により、反射光Ｌ２は検出光Ｌ１の入射方向に向
けて、すなわちセンサ部２の方向に向けて反射される。
また、この反射光Ｌ２にはあらゆる方向の振動成分を含
む。従って、この反射光Ｌ２の内の縦方向の振動成分は
縦偏光フィルタ１２を通過して受光素子６に検出される
ことになり、この結果、判別部１０は被検出体２６（図
３参照）が検出空間Ｓに存在しないことを認識する。

【００１８】これに対して、図３に示すように、検出空
間Ｓに被検出体２６が存在する場合には、この被検出体
２６の表面に検出光Ｌ１が当たると、この検出光Ｌ１
は、反射の法則に従って、法線Ｈ１の反対側において反
射角θ１の方向に反射光Ｌ２となって反射して行く。こ
のため、この反射光Ｌ２は、受光素子６にて検出するこ
とができず、この結果、判別部１０は被検出体２６が検
出空間Ｓに存在することを認識する。

【００１９】この場合、検出空間Ｓにおける被検出体２
６の反射面の法線Ｈ２の方向は、上記検出光Ｌ１の射出
方向よりも所定の角度θ２だけずれるように被検出体２
６の侵入位置或いは、角度を設定しておき、被検出体２
６の反射面からの反射光Ｌ２が受光素子６に入射しない
ようにしておく。図示例では反射体２２の反射面２２Ａ
と被検出体２６が略平行になっているので、角度θ１＝
θ２となっている。このように、被検出体２６の表面状
態がどのようになっていても、すなわち反射光の振動方
向がどのようになっていても、被検出体の存否を正確
に、且つ確実に認識することが可能となる。ここで、上
記法線Ｈ１に対する検出光Ｌ１の角度θ１は、被検出体
２６からの反射光Ｌ２が受光素子６に入射しないで且つ
前記反射体２２の反射面２２Ａがカバーし得る角度範囲
（検出光Ｌ１の入射方向に対して反射光Ｌ２を反射し得
る角度範囲）内である必要があり、例えば６度〜２５度
の範囲内、好ましくは１１度〜２０度程度の範囲内であ
る。尚、図２に示す反射体２２では、各四角錐体２４の
頂点の方向を、法線Ｈ１の方向から少しずつ角度をずら
すようにしたが、これに限定されず、全ての頂点の方向
を法線方向と同じ方向に設定してもよい。図４はこのよ
うな反射体の変形例を示す拡大図である。図４に示すよ
うに、ここでは反射体２２の各四角錐体２４の頂点の角
度α２は、全て実質的に９０度程度に設定されており、
また、各頂点の方向（図中破線で示す）は、反射体２２
に対する法線Ｈ１と同じ方向に向けられている。そし
て、この四角錐体２４の斜面が反射面２２Ａとなってい
る。そして、隣り合う四角錐体２４の対向する一対の反
射面２２Ａが互いに直交して谷部を形成しており、この
一対の反射面２２Ａが反射面対２２ａとして構成され
る。従って、このような反射面対２２ａが平面的に多数
配置されることになる。この反射体２２においても、図
２にて説明した反射体と同様な作用を示す。すなわち、
図４に示すように反射体２２に対してあらゆる方向から
入射する検出光Ｌ１は、上記反射面対２２ａを構成する
一対の反射面２２Ａにて２回反射して上記入射光と略同
じ方向へ向けて反射し、反射光Ｌ２として射出されるこ
とになる。

【００２０】次に、上記被検出体の検出装置２０を、半
導体ウエハに対して種々の処理を施す処理システムに適
用した場合を例にとって説明する。図５は本発明の検出
装置を備えた半導体ウエハの処理システムを示す概略平
面図、図６は処理システムの位置合わせ装置を示す構成
図、図７は反射体を設けたウエハフォークを示す平面
図、図８は位置合わせ装置の主要部を示す拡大図であ
る。図示するように、この処理システム３０は、被処理
体、例えば半導体ウエハＷに対して窒化シリコンや窒化
チタンのような窒化膜を堆積させる２台の成膜装置３
２、３４と、本発明の検出装置２０を設けた位置合わせ
装置３６と、これらの各装置３２、３４、３６間と共通
に連結されて、真空状態を維持しつつ、各装置間にウエ
ハを移載する共通搬送装置３８とにより主に構成されて
いる。更に、ここでは、ウエハの搬入・搬出効率を向上
させるために、複数の半導体ウエハを収容可能なカセッ
トＣを収容して真空引き可能になされて上記共通搬送装
置３８に連結された２つのカセット収容室４０Ａ，４０
Ｂを有しており、いわゆるクラスタツール化されてい
る。

【００２１】共通搬送装置３８の一側には、それぞれゲ
ートバルブＧ１，Ｇ２を介して第１のカセット収容室４
０Ａ及び第２のカセット収容室４０Ｂがそれぞれ接続さ
れている。これらの両カセット収容室４０Ａ，４０Ｂ
は、この装置全体のウエハ搬出入ポートを構成するもの
であり、それぞれ昇降及び旋回自在なカセットステージ
（図示せず）を備えている。共通搬送装置３８及び両カ
セット収容室４０Ａ，４０Ｂは、それぞれ気密構造に構
成され、両カセット収容室４０Ａ，４０Ｂには、外部の
作業室雰囲気との間を開閉して大気開放可能にそれぞれ
ゲートドアＧ３，Ｇ４が設けられ、開放されたゲートド
アＧ３、Ｇ４を介してカセットＣが搬出入される。

【００２２】共通搬送装置３８内の移載用アーム機構４
２は、屈伸及び旋回可能になされた多関節アームよりな
り、両カセット収容室４０Ａ，４０Ｂと各成膜装置３
２、３４及び位置合わせ装置３６との間でウエハを移載
するものである。そして、この共通搬送装置３８には、
各ゲートバルブＧ５，Ｇ６を介してそれぞれ成膜装置３
２及び成膜装置３４が連結されている。また、共通搬送
装置３８内と上記位置合わせ装置３６内は、常時連通さ
れている。ここで、図６乃至図８を参照して本発明の検
出装置２０を設けた位置合わせ装置３６について詳述す
る。図６にも示すように、この位置合わせ装置３６は、
上記共通搬送装置３８へ連通された、例えばアルミニウ
ム製の容器状の筐体５０を有している。この筐体５０内
には、ウエハＷを保持して回転する回転台５２が設けら
れており、この回転台５２の回転軸５４は、筐体５０の
底部５０Ａを貫通して回転モータ５６に接続されてい
る。この回転軸５４の底部５０Ａに対する貫通部には、
例えば磁性流体シール５８が介在されており、筐体５０
内の気密性を維持しつつ、この回転軸５４の回転を許容
している。

【００２３】また、この筐体５０内には、半導体ウエハ
Ｗを上記回転台５２に移載するための移載機構６０が設
置される。具体的には、この移載機構６０は、昇降ロッ
ド６２の上端に水平方向に取り付けた２股状のウエハフ
ォーク６４を有しており、このウエハフォーク６４に、
上方に突出させて４本の支持ピン６６を取り付けて、こ
の支持ピン６６の上端でウエハＷの裏面に当接してこれ
を支持するようになっている。また、上記昇降ロッド６
２は、筐体底部５０Ａを貫通しており、この貫通部に
は、金属製の蛇腹状のベローズ６８が介在されて、筐体
５０内の気密性を維持しつつこの昇降ロッド６２を図示
しないアクチュエータにより昇降可能としている。

【００２４】そして、この筐体５０には、半導体ウエハ
Ｗの外周輪郭を検出する輪郭センサ部７０が設けられ
る。具体的には、この輪郭センサ部７０は、筐体５０の
天井部５０Ｂに設けた帯状の検査光Ｌ５を発する輪郭用
発光素子７２と、筐体底部５０Ａに設けたライン状の輪
郭用受光素子７４とよりなる。上記輪郭用発光素子７２
及び輪郭用受光素子７４の各取付部には、図示しないシ
ール部材を介して例えば石英製の透過窓７６、７８がそ
れぞれ設けられており、上記輪郭用発光素子７２から上
記回転台５２上に適正な位置に載置されているウエハＷ
の外周端を横切るような位置に帯状の検査光Ｌ５を射出
し得るようになっている。そして、上記輪郭用発光素子
７２及び上記輪郭用受光素子７４は、例えばマイクロコ
ンピュータ等よりなる位置ずれ検出部８０へ接続されて
おり、この受光素子７４の出力値に基づいてウエハＷの
偏芯量と偏芯方向を求めて、これを位置合わせするよう
になっている。

【００２５】そして、このように構成された位置合わせ
装置３６に前述した本発明の被検出体の検出装置２０が
設けられる。具体的には、被検出体はここで半導体ウエ
ハＷであり、上記検出装置２０のセンサ部２は、筐体５
０の天井部５０Ｂに設けている。すなわち、図８に示す
ようにこの天井部５０Ｂに開口８２を形成し、この開口
８２に図示しないＯリング等のシール部材８６を介して
石英等よりなる透過窓８４を気密に設け、この周囲を取
付枠８８で固定する。そして、この透過窓８４の外側
に、上記取付枠８８にボルト９０でもって一端を固定し
た屈曲金具９２に接合するようにして上記センサ部２を
固定して設けている。そして、このセンサ部２には、ケ
ーブル８を介して判別部１０が接続される。また、この
センサ部２は、垂直方向に対して角度θ１、例えば１５
度程度だけ傾けて設ける点は、図１において説明した通
りである。

【００２６】一方、これに対して、反射体２２は、図７
及び図８に示すように、昇降移動するウエハフォーク６
４の一側に水平に設けられている。この場合、ウエハフ
ォーク６４の昇降にともなって、この反射体２２も距離
Ｘ１だけのストロークでもって上下動するが、このスト
ローク範囲内のいずれの位置でも上記センサ部２からの
検出光Ｌ１が上記反射体２２の反射面２２Ａに入射し得
るような状態に設定しておく。

【００２７】次に、このように構成された処理システム
３０における半導体ウエハＷの流れについて説明する。
まず、未処理の半導体ウエハＷを例えば２５枚収容した
カセットＣを第１のカセット収容室４０Ａ内のカセット
ステージ（図示せず）上に載置し、続いてゲートドアＧ
３を閉じてこの室内をＮ₂ ガスの不活性ガス雰囲気にす
ると共に、この収容室４０Ａ内を真空引きする。

【００２８】次に、ゲートバルブＧ１を開き、カセット
収容室４０Ａ内を予め真空引きされて不活性ガス雰囲気
になされた共通搬送装置３８内と連通し、この装置３８
内の移載用アーム機構４２を用いてウエハＷを搬入す
る。次に、このウエハＷを位置合わせ装置３６内へ搬入
して、後述するようにこの位置ずれを検出してこれを補
正することにより位置合わせを行う。位置合わせ後の半
導体ウエハＷは、再度移載用アーム機構４２により搬出
され、そして、例えば成膜装置３２、３４に順次搬入
し、それぞれの成膜装置３２、３４内でこれに所定の成
膜処理を施す。そして、この成膜処理が完了したなら
ば、処理済みのウエハＷは例えば他方のカセット収容室
４０Ｂ内のカセットＣ内に収容されることになる。ここ
で、上記位置合わせ装置３６内における動作について詳
しく説明する。まず、共通搬送装置３８内の移載用アー
ム機構４２に保持された半導体ウエハＷがこの筐体５０
内に収容されると、移載機構６０を上昇させることによ
り、このウエハフォーク６４に設けた４本の支持ピン６
６でウエハＷの裏面を支持して、ウエハＷはこれに受け
渡される。そして、上記移載用アーム機構４２を屈曲さ
せて退避させた後に、このウエハフォーク６４を降下さ
せて回転台５２よりも更に下方に位置させることによ
り、このウエハＷは、回転台５２に受け渡されて、これ
に支持される。

【００２９】次に、この回転台５２を駆動してウエハＷ
を一回転以上回転させつつ輪郭センサ部７０を駆動し、
輪郭用発光素子７２からの検査光Ｌ５を輪郭用受光素子
７４で受けることによって、ウエハＷの輪郭の位置を検
出する。そして、この検出結果によって、位置ずれ検出
部８０は、ウエハの位置ずれ量を求め、次に、移載用ア
ーム機構４２で上記ウエハＷを受け取る際に、上記位置
ずれ量を補償するように受け取ることになる。さて、こ
のような一連の動作途中において、検出装置２０のセン
サ部２の発光素子４からは、前述したように検出光Ｌ１
が反射体２２の反射面２２Ａに向けて射出しており、こ
のウエハフォーク６４上に半導体ウエハＷが載置されて
いるか否かが常時監視されている。この場合、先に説明
したように、ウエハフォーク６４がウエハＷを保持して
いない時には、検出光Ｌ１が反射体２２の反射面２２Ａ
に入射し、この入射方向に向けて反射光Ｌ２を射出する
ことから反射光Ｌ２はセンサ部２の受光素子６で受光さ
れ、判別部１０はウエハＷの不存在を認識する。

【００３０】これに対して、ウエハフォーク６４上にウ
エハＷを保持している場合には、この検出光Ｌ１は、前
述したように他の方向に反射されてしまうので、受光素
子６には反射光が入射しなくなり、この結果、判別部１
０はウエハＷの存在を認識することになる。尚、ウエハ
Ｗが回転台５２上に載置している間も、上記検出光Ｌ１
は、ウエハＷによって遮断されて他の方向に反射される
ので、判別部１０はウエハＷの存在を認識することにな
る。この場合、ウエハＷの表面の状態に関係なく、すな
わちウエハＷの表面に形成されている膜種に関係なくウ
エハＷの存否を正確に、且つ確実に認識することが可能
となる。

【００３１】尚、このようなウエハの存否の認識の結果
に基づいてウエハの搬送操作に、ソフトウエア的にイン
ターロックがかけられるのは勿論である。例えば、この
位置合わせ装置３６内にウエハＷが存在すると、認識さ
れているにもかかわらず、移載用アーム機構４２が別の
ウエハＷを位置合わせ装置３６内へ搬入しようとする指
令がなされた場合には、この搬入指令は上記検出装置２
０の”ウエハ有り”の認識結果によりインターロックが
かけられることになる。尚、本実施例にあっては、成膜
装置３２、３４を有する処理システム３０を例にとって
説明したが、これに限定されず、エッチング装置、酸化
拡散装置、スパッタ装置等の全ての処理装置にも適用で
きる。また、ここでは本発明の検出装置２０を位置合わ
せ装置３６内に設けた場合を例にとって説明したが、こ
れに限定されず、例えば共通搬送装置３８内の各装置に
対するゲートバルブの直前など、ウエハＷの存否を確認
する必要のある個所には全て本発明の検出装置を設ける
ことができる。この場合には、反射体２２は容器底部に
設けるようにすればよい。また、被処理体としては、半
導体ウエハに限定されず、ガラス基板、ＬＣＤ基板等も
適用することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の被検出体
の検出装置とこれを用いた処理システムによれば、次の
ように優れた作用効果を発揮することができる。請求項
１乃至６に係る発明によれば、検出空間に被検出体が存
在しない場合には検出光は、反射体の反射面により主と
してその入射方向に向けて反射されるので、この反射光
を受光素子で受光して被検出体の不存在を認識でき、ま
た、検出空間に被検出体が存在する場合には、上記検出
光は被検出体の表面に斜め方向から入射するので、この
反射光は被検出体の表面の法線に対して反対方向に反射
することになって受光素子に検出されることはなく、従
って、被検出体の存在を認識することができる。従っ
て、被検出体の表面の状態がどのようになっていても、
すなわち反射光の振動方向がどのようになっていても、
被検出体の存否を正確に且つ確実に認識することができ
る。請求項７または８に係る発明によれば、被処理体を
処理システム内にて搬送する場合に、特定個所における
この被処理体（被検出体）の存否を確実に検出して認識
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る被検出体の検出装置を示す斜視図
である。

【図２】本発明の検出装置に用いる反射体を示す拡大図
である。

【図３】被検出体（被処理体）を検出する時の状態を示
す図である。

【図４】反射体の変形例を示す拡大図である。

【図５】本発明の検出装置を備えた半導体ウエハの処理
システムを示す概略平面図である。

【図６】処理システムの位置合わせ装置を示す構成図で
ある。

【図７】反射体を設けたウエハフォークを示す平面図で
ある。

【図８】位置合わせ装置の主要部を示す拡大図である。

【図９】従来の検出装置に用いられる一般的なセンサ部
を示す斜視図である。

【図１０】従来の検出装置を用いて半導体ウエハの有無
を検出する時の状態を示す図である。

【図１１】従来の検出装置を用いて半導体ウエハの有無
を検出する時の検出原理を説明する説明図である。

【符号の説明】

２センサ部４発光素子６受光素子１０判別部２０被検出体の検出装置２２反射体２２Ａ反射面２２ａ反射面対２６被検出体３０処理システム３２，３４成膜装置３６位置合わせ装置３８共通搬送装置４２移載用アーム機構５０回転台６０移載機構６４ウエハフォーク７０輪郭センサ部８０位置ずれ検出部Ｌ１検出光Ｌ２反射光Ｓ検出空間Ｗ半導体ウエハ（被処理体）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検出光を射出する発光素子と、前記検出
光の反射光を受光する受光素子と、前記発光素子に対し
て被検出体の検出空間を介して配置されると共に、主と
して光の入射方向に光を反射する反射面を有し、この反
射面に対する前記検出光の入射方向が、前記反射面の法
線方向よりも所定の角度だけ傾斜された反射体と、を備
えたことを特徴とする被検出体の検出装置。
【請求項２】前記検出空間に位置することのある前記
被検出体の反射面に対する前記検出光の入射方向が、前
記被検出体の反射面の法線方向よりも所定の角度だけ傾
斜されていることを特徴とする請求項１記載の被検出体
の検出装置。
【請求項３】前記発光素子と前記受光素子とは並設さ
れて一体的に設けられていることを特徴とする請求項１
または２記載の被検出体の検出装置。
【請求項４】一対の発光素子及び受光素子とが一体的
に構成されたセンサ部と、前記センサ部とは被検出体が存在可能な検出空間を空け
て配置され、実質的に直交する２つの面からなり、検出
光の入射方向と同方向に沿って反射光を射出する反射面
対が全面上に多数形成された反射体と、前記センサ部を駆動制御し、前記受光素子から得られた
前記反射光に基づき被検出体の存在を判別する判別部
と、で構成され、前記センサ部は、斜め方向から前記反射面対及び前記被
検出体へ検出光を射出する位置に配置されることを特徴
とする被検出体の検出装置。
【請求項５】前記検出光は、前記反射体の反射面にお
ける法線方向に対して、６〜２５度の範囲内の斜め方向
から前記反射体に入射することを特徴とする請求項１ま
たは４記載の被検出体の検出装置。
【請求項６】前記反射面対は、多面錐体の斜面により
形成されており、前記多面錐体の頂角は実質的に９０度
に設定されていることを特徴とする請求項４または５記
載の被検出体の検出装置。
【請求項７】被処理体に対して所定の処理を施す処理
システムにおいて、請求項１乃至６のいづれかに記載す
る検出装置を備えたことを特徴とする処理システム。
【請求項８】前記検出装置は、前記被処理体を保持し
て回転させる回転台と、前記被処理体を前記回転台に移
載する移載機構と、前記被処理体の外周輪郭を検出する
輪郭センサ部と、前記輪郭センサ部の検出結果に基づい
て位置ずれ量を求める位置ずれ検出部とを有する位置合
わせ装置に設けられることを特徴とする請求項７記載の
処理システム。