特許 7419693 ウエハマッピング装置およびロードポート装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-15

(45)【発行日】2024-01-23

(54)【発明の名称】ウエハマッピング装置およびロードポート装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20240116BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 A

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019134715

(22)【出願日】2019-07-22

(65)【公開番号】P2021019124

(43)【公開日】2021-02-15

【審査請求日】2022-05-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001494

【氏名又は名称】前田・鈴木国際特許弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】阿部 知史

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 宏

(72)【発明者】

【氏名】小番 達裕

【審査官】渡井 高広

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－００９８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－３１２３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０９３９５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０２９２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３２７９１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の検出軸を有する第１のセンサと、
前記第１の検出軸に対して傾いている第２の検出軸を有する第２のセンサと、
前記第１のセンサおよび前記第２のセンサを、前記第１の検出軸および前記第２の検出軸が検出対象であるウエハの１つ１つに順次交差するように、前記ウエハの配列方向に沿って移動させる移動手段と、を有し、
前記第１のセンサは第１の発光部と第１の受光部とを有し、前記第１の検出軸は、前記第１の発光部と前記第１の受光部とを結び、
前記第２のセンサは第２の発光部と第２の受光部とを有し、前記第２の検出軸は、前記第２の発光部と前記第２の受光部とを結び、
前記第１のセンサの前記第１の発光部と前記第１の受光部とは常に所定の間隔で配置され、前記第２のセンサの前記第２の発光部と前記第２の受光部とは常に所定の間隔で配置されるように、前記第１の発光部、前記第１の受光部、前記第２の発光部、前記第２の受光部は、相対的に移動不能に１つのマッピングフレームに対して固定的に設置されているウエハマッピング装置。

【請求項2】

前記第１の発光部と前記第２の受光部は、前記第１の検出軸または前記第２の検出軸が前記ウエハと交差する交差領域に対して一方側を前記配列方向に沿って移動し、
前記第１の受光部と前記第２の発光部は、前記交差領域に対して他方側を前記配列方向に沿って移動する請求項１に記載のウエハマッピング装置。

【請求項3】

前記第１の発光部および前記第２の発光部の少なくともいずれか一方に、当該発光部から出射する光束の前記ウエハの配列方向の幅を絞るスリット部が設けられている請求項１または請求項２に記載のウエハマッピング装置。

【請求項4】

前記移動手段は、前記第１のセンサと前記第２のセンサとを一体に移動させる請求項１から請求項３までのいずれかに記載のウエハマッピング装置。

【請求項5】

前記第１の検出軸と前記第２の検出軸とは、前記配列方向に直交する方向から見て交差することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載のウエハマッピング装置。

【請求項6】

前記配列方向に直交する方向から見て、前記第１の検出軸と前記第２の検出軸とが交差してなす狭角は１～４度である請求項５に記載のウエハマッピング装置。

【請求項7】

前記第１の検出軸と前記第２の検出軸とは、前記配列方向から見て交差することを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載のウエハマッピング装置。

【請求項8】

前記第１の検出軸および前記第２の検出軸が、前記配列方向に直交する面に対してなす狭角は０．５～２度である請求項１から請求項７までのいずれかに記載のウエハマッピング装置。

【請求項9】

前記第１のセンサおよび前記第２のセンサによる信号から前記ウエハの収容状態を検出する演算部を有し、
前記第１のセンサは前記第１の検出軸が前記ウエハのうち所定の１つに交差していることを示す第１検出信号を前記演算部に出力し、
前記第２のセンサは前記第２の検出軸が前記ウエハのうち前記所定の１つに交差していることを示す第２検出信号を前記演算部に出力し、
前記演算部は、前記第１検出信号と前記第２検出信号との長さの比を用いて、前記ウエハの収容状態を検出する請求項１から請求項８までのいずれかに記載のウエハマッピング装置。

【請求項10】

請求項１から請求項９までのいずれかに記載のウエハマッピング装置と、
前記ウエハを収容するポッドを載置する載置部と、
前記ポッドの蓋を開閉するドアと、を有するロードポート装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウエハマッピング装置およびロードポート装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ロードポート装置のようにウエハを受け渡しする装置には、ポッドなどに収容されるウエハの収容状態を検出するウエハマッピング装置が備えられる。ウエハマッピング装置は、ポッド内に収容されるウエハの数、位置を検出するとともに、ウエハが正常に収容されているかを検出する（特許文献１参照）。ウエハマッピング装置によって検出するウエハは、シリコンウエハやこれに処理を施したものの他、ガラス基板などの薄板状の材料が含まれる。

【0003】

一方、ウエハの大径化や薄型化が進み、また、半導体工場内での処理が多様化することにより、ウエハマッピング装置の検出対象であるウエハに、反りなどの変形が生じるケースが増えている。これにより、従来のマッピングデバイスでは、正常に収容されているウエハと、斜めに異常収容されているものの反りなどの変形が発生しているウエハとを適切に区別することができず、誤検出が生じるという問題が発生している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１１－３５３８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、ウエハに反りなどの変形が生じている場合であっても、ウエハの収容状態を適切に検出できるウエハマッピング装置およびこのようなウエハマッピング装置を備えるロードポート装置に関する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明のマッピング装置は、
第１の検出軸を有する第１のセンサと、
前記第１の検出軸に対して傾いている第２の検出軸を有する第２のセンサと、
前記第１のセンサおよび前記第２のセンサを、前記第１の検出軸および前記第２の検出軸が検出対象であるウエハの１つ１つに順次交差するように、前記ウエハの配列方向に沿って移動させる移動手段と、を有する。

【0007】

本発明に係るマッピング装置は、検出軸が互いに平行ではなく傾きを有する２つのセンサを用いてウエハを検出することにより、正常に収容されているウエハと、斜めに異常収容されているが反りなどの変形が発生しているウエハとを適切に区別することができる。すなわち、センサが一つだけである場合、斜めに異常収容されているウエハであっても、ウエハが所定の形状に変形している場合には、正常に収容されているウエハと同じように検出され、誤検出してしまう問題がある。しかしながら、検出軸の向きが異なる２つのセンサを用いる本発明では、斜めに異常収容されており、かつウエハに変形が生じているウエハに対しては、第１のセンサと第２のセンサで検出信号に差異が生じる。したがって、本発明に係るマッピング装置は、斜めに異常収容されているものの反りなどの変形が発生しているウエハを、正常に収容されるウエハと適切に区別することができる。また、本発明に係るウエハマッピング装置は、たとえウエハに変形が生じていても、ウエハの位置、数およびウエハが正常に収容されているか否かを、適切に検出することができる。

【0008】

また、たとえば、前記第１のセンサは第１の発光部と第１の受光部とを有し、前記第１の検出軸は、前記第１の発光部と前記第１の受光部とを結んでもよく、
前記第２のセンサは第２の発光部と第２の受光部とを有し、前記第２の検出軸は、前記第２の発光部と前記第２の受光部とを結んでもよい。

【0009】

第１のセンサおよび第２のセンサとしては、特に限定されないが、発光部と受光部とを有する光学式センサを用いることにより、シンプルで精度の高いウエハマッピング装置を実現できる。

【0010】

また、たとえば、前記第１の発光部と前記第２の受光部は、前記第１の検出軸または前記第２の検出軸が前記ウエハと交差する交差領域に対して一方側を前記配列方向に沿って移動してもよく、
前記第１の受光部と前記第２の発光部は、前記交差領域に対して他方側を前記配列方向に沿って移動してもよい。

【0011】

光学式の第１のセンサと第２のセンサについて、受光部と発光部とを互いにクロスさせて配置することにより、対応する発光部とは異なる発光部からの光が受光部に入射する問題を防止し、検出精度を高めることができる。また、第１センサと第２センサとを、近づけて配置することができるため、小型化の観点でも有利である。

【0012】

また、たとえば、前記移動手段は、前記第１のセンサと前記第２のセンサとを一体に移動させてもよい。

【0013】

移動手段は、第１のセンサと第２のセンサとを独立して移動させることができるものであってもよいが、第１のセンサと第２のセンサとを一体に移動させるものであってもよい。これにより、センサの移動手段およびセンサの位置検出を１つにまとめることができるため、装置を簡略化できる。

【0014】

また、たとえば、前記第１の検出軸と前記第２の検出軸とは、前記配列方向に直交する方向から見て交差してもよい。

【0015】

第１の検出軸と第２の検出軸とがこのように傾いていることにより、第１の検出軸がウエハに交差する領域と、第２の検出軸がウエハに交差する領域とを近づけることができる。これにより、ウエハが変形していることによる信号の差異を、より明確に検出できる。

【0016】

また、たとえば、前記配列方向に直交する方向から見て、前記第１の検出軸と前記第２の検出軸とが交差してなす狭角は１～４度であってもよい。

【0017】

第１の検出軸と第２の検出軸との狭角を所定の角度以上とすることにより、異常収容されているウエハを、正常に収容されているウエハに対して、より明確に区別できる。また、第１の検出軸と第２の検出軸との狭角を所定の角度以下とすることにより、過度の検出ばらつきを防止するともに、対象とするウエハ以外のウエハや障害物により、検出が阻害される問題を防止できる。

【0018】

また、たとえば、前記第１の検出軸と前記第２の検出軸とは、前記配列方向から見て交差してもよい。

【0019】

第１の検出軸と第２の検出軸とが、配列方向から見て交差していることにより、ウエハに反りなどの変形が生じていることを検出することができる。

【0020】

また、たとえば、前記第１の検出軸および前記第２の検出軸が、前記配列方向に直交する面に対してなす狭角は０．５～２度であってもよい。

【0021】

第１の検出軸および第２の検出軸が、配列方向に直交する面に対して水平ではなく、所定の角度を以上の角度をなすことにより、ウエハにより散乱した光が受光部に入射する問題を防止し、検出精度を向上させることができる。また、所定の角度以下とすることにより、過度な検出のばらつきを防止するともに、対象とするウエハ以外のウエハや障害物により、検出が阻害される問題を防止できる。

【0022】

また、たとえば、本発明に係るウエハマッピング装置は、前記第１のセンサおよび前記第２のセンサによる信号から前記ウエハの収容状態を検出する演算部を有してもよく、
前記第１のセンサは前記第１の検出軸が前記ウエハのうち所定の１つに交差していることを示す第１検出信号を前記演算部に出力してもよく、
前記第２のセンサは前記第２の検出軸が前記ウエハのうち前記所定の１つに交差していることを示す第２検出信号を前記演算部に出力してもよく、
前記演算部は、前記第１検出信号と前記第２検出信号との長さの比を用いて、前記ウエハの収容状態を検出してもよい。

【0023】

斜めに異常収容されているウエハでありながら、ウエハが変形していることによって、１つのセンサからの検出信号のみからでは、正常に収容されているウエハと同じような検出信号しか得られない場合がる。しかし、本発明の２つのセンサから得られる第１検出信号と第２検出信号とは、ウエハの収容状態およびウエハの変形に応じて、Ｚ軸方向の長さの比が変化する。したがって、このような演算部は、斜めに異常収容されており、かつ、反りなどの変形が発生しているウエハを、正常に収容されるウエハと区別し、異常収容されているウエハとして適切な検出を行うことができる。

【0024】

本発明に係るロードポート装置は、ウエハマッピング装置と、
前記ウエハを収容するポッドを載置する載置部と、
前記ポッドの蓋を開閉するドアと、を有する。

【0025】

本発明に係るロードポート装置およびウエハマッピング装置は、どのような半導体処理装置または半導体工場で用いられてもよいが、たとえば、薄型、大径または変形しやすいウエハを取り扱う半導体工場で、特に好適に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係るウエハマッピング装置を有するロードポート装置の概略図である。

【図2】図２は、図１に示すウエハマッピング装置に含まれるセンサ付近の要部拡大図である。

【図3】図３は、図２に示されるセンサの一部を拡大した拡大図である。

【図4】図４は、図１に示すウエハマッピング装置による検出動作における第１の段階を示す説明図である。

【図5】図５は、図１に示すウエハマッピング装置による検出動作における第２の段階を示す説明図である。

【図6】図６は、図１に示すウエハマッピング装置による検出動作における第３の段階を示す説明図である。

【図7】図７は、図１に示すウエハマッピング装置における第１の検出軸と第２の検出軸とを説明した概念図である。

【図8】図８は、本発明に係るウエハマッピング装置による検出動作と検出信号の第１実施例を説明する概念図である。

【図9】図９は、本発明に係るウエハマッピング装置による検出動作と検出信号の第２実施例を説明する概念図である。

【図10】図１０は、図５に示す検出動作における第２の段階における検出軸の位置を示す説明図である。

【図11】図１１は、本発明の変形例に係るウエハマッピング装置のセンサの一部を拡大した拡大図である。

【図12】図１２は、本発明のウエハマッピング装置によるウエハの検出処理の一例を表すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るウエハマッピング装置２０（以下、単に「マッピング装置２０」とも言う。）を有するロードポート装置１０の概略斜視図である。後述するように、マッピング装置２０は、ロードポート装置１０に載置されるポッド１２（図４参照）内に収容されるウエハ１４の収容状態を検知する。

【0028】

ロードポート装置１０は、半導体工場において、ＥＦＥＭ（付図示）などに取り付けられて使用される。ロードポート装置１０は、ポッド１２（図４参照）などに収容されて半導体工場内を搬送されるウエハを、ポッド１２から所定の半導体処理装置に受け渡すためのインターフェース部として機能する。なお、ウエハを収容するポッド１２としては、ＦＯＵＰ、ＦＯＳＢ、ＳＭＩＦなどが挙げられるが、特に限定されない。

【0029】

図１に示すように、ロードポート装置１０は、マッピング装置２０の他に、ウエハ１４を収容するポッド１２を載置する載置部１９、ＥＦＥＭの開口を塞ぐように取り付けられるフレーム部１６、ポッド１２の蓋１３とフレーム部１６のフレーム開口とを開閉するドア１５などを有する。なお、マッピング装置２０は、ロードポート装置１０に備えられるものに限定されず、ポッド１２や、ポッド１２以外のウエハを収容する棚などに対して、ウエハ１４の収容状態を検知するのに用いられる。

【0030】

図１に示すように、マッピング装置２０は、マッピングフレーム５４を有する。マッピングフレーム５４は、ウエハ１４を検出するためのセンサ（第１のセンサ３０、第２のセンサ４０（図２参照））を支持する部材であり、フレーム部１６のＹ軸正方向側（フレーム部１６に対して載置部１９とは反対側）に設けられている。マッピングフレーム５４は、枠状の形状を有しており、ドア１５の近くであって、ドア１５に干渉しないように配置されている。

【0031】

図１に示すように、マッピングフレーム５４のフレーム上辺部５４ｂには、センサ取付部５５ａ、５５ｂが設けられている。また、マッピングフレーム５４は、下方に伸びるアーム部分５４ａを有している。アーム部分５４ａは、マッピングフレーム５４を移動させる移動手段（第１移動手段２２、第２移動手段２４（図４参照））に接続している。なお、ロードポート装置１０およびマッピング装置２０の説明では、上下方向をＺ軸方向、Ｚ軸に垂直であって載置部１９がフレーム５５に対して接近・離間する方向をＹ軸方向、Ｚ軸およびＹ軸に垂直な方向をＸ軸方向とする。

【0032】

図２は、図１に示すマッピングフレーム５４のフレーム上辺部５４ｂを拡大した部分拡大図である。マッピング装置２０は、検出対象であるウエハ１４の収容状態を検出する第１のセンサ３０と第２のセンサ４０とを有する。第１のセンサ３０は、第１の発光部３４と第１の受光部３６とを有しており、第２のセンサ４０は、第２の発光部４４と第２の受光部４６とを有している。

【0033】

図７は、第１のセンサ３０と第２のセンサ４０の配置を模式的に表す概念図である。図７に示すように、第１のセンサ３０は、第１の発光部３４と第１の受光部３６とを結ぶ第１の検出軸３２を有する。また、第２のセンサ４０は、第２の発光部４４と第２の受光部４６とを結ぶ第２の検出軸４２を有する。第１のセンサ３０および第２のセンサ４０は、それぞれの検出軸３２、４２がウエハ１４と交差することにより受光部３６、４６が受ける発光部３４、４４の光量が変化することを用いて、ウエハ１４の収容状態を検出する。

【0034】

マッピング装置２０が有する第１のセンサ３０および第２のセンサ４０は、光学式のセンサ（光電センサ）であるが、第１のセンサ３０および第２のセンサ４０としてはこれに限定されない。たとえば、マッピング装置２０は、超音波センサ、磁気センサのような他の方式の透過型センサを用いてもよい。

【0035】

また、マッピング装置２０が有する第１の発光部３４および第２の発光部４４としては、たとえば可視光ＬＥＤ、赤外線ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤなどがあげられるが、ＬＤ（レーザーダイオード）などのＬＥＤ以外の発光部を用いてもよく、特に限定されない。また、マッピング装置２０が有する第１の受光部３６および第２の受光部４６としては、たとえばフォトトランジスタ、フォトダイオード、赤外線検出素子などがあげられるが、特に限定されない。

【0036】

図２に示すように、フレーム上辺部５４ｂには、２つのセンサ取付部５５ａ、５５ｂが、Ｘ軸方向に間隔を空けて設けられている。第１のセンサ３０および第２のセンサ４０は、その発光部３４、４４と受光部３６、４６とを、一方側のセンサ取付部５５ａと他方側のセンサ取付部５５ｂに分けて配置される。これにより、各センサ３０、４０の受光部３６、４６と発光部３４、４４とは、Ｘ軸方向に所定の間隔を空けて配置される。

【0037】

また、図３に示すように、一つのセンサ取付部５５ｂには、一方のセンサ３０、４０の発光部３４、４４（図３では第２のセンサ４０の第２の発光部４４）と、他方のセンサ３０、４０の受光部３６、４６（図３では第１のセンサ３０の第１の受光部３６）とが対になって取り付けられている。すなわち、図２に示すように、Ｘ軸負方向側のセンサ取付部５５ａには、第１の発光部３４と第２の受光部４６が固定されており、Ｘ軸正方向側のセンサ取付部５５ｂには、第１の受光部３６と第２の発光部４４とが固定されている。このように配置された発光部３４、４４と受光部３６、４６は、マッピングフレーム５４の上下動に伴い、Ｚ軸方向に移動する。すなわち、図８に示すように、センサ取付部５５ａに取り付けられる第１の発光部３４と第２の受光部４６とは、第１の検出軸３２または第２の検出軸４２がウエハ１４に対して交差する交差領域Ｅ１に対して一方側であるＸ軸負方向側を、ウエハ１４の配列方向であるＺ軸方向に沿って移動する。また、センサ取付部５５ｂに取り付けられる第１の受光部３６と第２の発光部４４とは、交差領域Ｅ１に対して他方側であるＸ軸正方向側を、ウエハ１４の配列方向であるＺ軸方向に沿って移動する。

【0038】

また、図７に示すように、マッピング装置２０において、第１の検出軸３２と第２の検出軸４２とは平行ではなく、第２の検出軸４２は第１の検出軸３２に対して傾いている。すなわち、図２に示すように、センサ取付部５５ａに固定される第１の発光部３４は第２の受光部４６より下方に配置されており、センサ取付部５５ｂに固定される第１の受光部３６は第２の発光部４４より上方に配置されている。このように、発光部３４、４４と受光部３６、４６を配置することにより、図７に示すように、第１の検出軸３２と第２の検出軸４２とは、ウエハ１４の配列方向であるＺ軸に直交する方向（たとえばＹ軸方向）から見て交差する。

【0039】

図７に示すように、配列方向に直交する方向（Ｙ軸方向）から見て、第１の検出軸３２と第２の検出軸４２とが交差してなす狭角θ３は、たとえば１～４度とすることができる。第１の検出軸３２と第２の検出軸４２との狭角θ３を所定の角度以上とすることにより、異常収容されているウエハ１４を、正常に収容されているウエハ１４に対して、より明確に区別できる。また、第１の検出軸３２と第２の検出軸４２との狭角θ３を所定の角度以下とすることにより、過度の検出ばらつきを防止するとともに、対象とするウエハ１４以外のウエハ１４や障害物により、検出が阻害される問題を防止できる。

【0040】

また、第１の検出軸３２が配列方向に直交する面（ＸＹ平面、水平面）に対してなす狭角θ１と、第２の検出軸４２が配列方向に直交する面（ＸＹ平面、水平面）に対してなす狭角θ２とは、たとえば０．５～２度とすることができる。第１の検出軸３２および第２の検出軸４２が、配列方向に直交する面に対して水平ではなく、所定の角度以上の角度をなすことにより、ウエハ１４により散乱した光が受光部３６、４６に入射する問題を防止し、検出精度を向上させることができる。また、所定の角度以下とすることにより、過度の検出ばらつきを防止するとともに、対象とするウエハ以外のウエハや障害物により、検出が阻害される問題を防止できる。

【0041】

マッピング装置２０では、図７に示すように、配列方向に直交する方向（Ｙ軸方向）から見て、第１の検出軸３２と第２の検出軸４２とが交差しているが、第１の検出軸３２と第２の検出軸４２との配置はこれに限定されない。すなわち、第２の検出軸４２が第１の検出軸３２に対して傾いていればどのような配置であってもよく、たとえば、図７に示す第１の検出軸３２が、第２の検出軸４２に対してＺ軸方向にオフセットしており第２の検出軸４２に対して交差しない配置であってもかまわない。

【0042】

また、図８に示すように、第１の検出軸３２がウエハ１４、１４ａと交差する領域と、第２の検出軸４２がウエハ１４、１４ａと交差する領域とは略一致する。また、配列方向に直交する方向から見て、第１の検出軸３２と第２の検出軸４２とは、ウエハ１４、１４ａとの交差領域Ｅ１で交差している。これにより、第１の検出軸３２と第２の検出軸４２との間でウエハ１４に交差する角度の差を大きくすることが可能となり、また、狭い間隔で配列されているウエハ１４を好適に検出できる。なお、図７に示す角度θ１と角度θ２は、同じ角度としてもよい。また、第１の検出軸３２と第２の検出軸４２とは、配列方向（Ｚ軸方向）から見て交差していてもよいが、特に限定されない。さらに、第１の検出軸３２と第２の検出軸４２とは、軸同士が実際に（３次元で見て）交差していてもよいが、光の干渉を避けるために、第１の検出軸３２と第２の検出軸４２とはずらして配置されていてもよい。

【0043】

図４は、図１に示すロードポート装置１０およびマッピング装置２０の動作の第１の段階を示す説明図であり、ロードポート装置１０を側面（Ｘ軸負方向側）から見た図である。図４に示すように、マッピング装置２０は、第１のセンサ３０および第２のセンサ４０を移動させる第１移動手段２２および第２移動手段２４を有する。

【0044】

第１移動手段２２は、第１のセンサ３０および第２のセンサ４０を、ウエハ１４の配列方向であるＺ軸方向に移動させる。第１移動手段２２は、マッピングフレーム５４を移動させる駆動源としてのエアシリンダや電磁モータなどを有するが、第１移動手段２２としてはこれらに限定されない。また、第１のセンサ３０および第２のセンサ４０が取り付けられるマッピングフレーム５４は、後述する第２移動手段２４を介して、第１移動手段２２に接続されている。なお、第１移動手段２２には、第３移動手段６０を介してドア１５が接続されており、第１移動手段２２は、ドア１５をＺ軸方向に移動させる移動手段を兼ねている。図４および図５に示すように、第３移動手段６０は、ドア１５を旋回させるか、またはＹ軸方向に平行移動させることにより、ポッド１２の蓋１３およびフレーム部１６を開閉することができる。

【0045】

図２に示すように、第１のセンサ３０および第２のセンサ４０は、いずれも１つのマッピングフレーム５５に固定されている。したがって、図４に示す第１移動手段２２は、第１のセンサ３０および第２のセンサ４０を一体に移動させる。ただし、マッピング装置２０が有する第１移動手段２２としてはこれに限定されず、第１移動手段２２は、第１のセンサ３０と第２のセンサ４０とを個別に、独立して移動させることができるものであってもよい。

【0046】

第２移動手段２４は、マッピングフレーム５４に取付られる第１のセンサ３０および第２のセンサ４０を、Ｙ軸方向に移動させることができる。第２移動手段２４は、マッピングフレーム５４を旋回させるか、もしくはマッピングフレーム５４をＹ軸方向に平行移動させることにより、第１のセンサ３０および第２のセンサ４０をＹ軸方向に移動させる。

【0047】

図４～図６を用いて、マッピング装置２０における検出動作におけるロードポート装置１０の動作を説明する。図４は、マッピング装置２０におけるウエハ１４の検出動作における第１の段階を示している。図４に示す第１の段階では、ロードポート装置１０の載置部１９に、ウエハ１４を収容するポッド１２が載置されているが、ポッド１２の蓋１３は閉じられており、ポッド１２はロードポート装置１０のフレーム部１６に対して接続されていない。また、図４に示す状態では、マッピング装置２０自体は、検出動作を開始していない。

【0048】

図５は、マッピング装置２０におけるウエハ１４の検出動作における第２の段階を示している。図５に示す第２の段階では、載置部１９に載置されたポッド１２がフレーム部１６に対して接続されており、ドア１５によってポッド１２の蓋１２が開放されている。ドア１５は、図４に示すようにフレーム部１６に係合している状態でポッド１２の蓋１３と係合した後、図５に示すように第３移動手段６０がドア１５をＹ軸正方向側に引き込むことにより、ポッド１２の蓋１３が開放される。

【0049】

さらに、マッピング装置２０の第２移動手段２４が、マッピングフレーム５４を移動させ、マッピングフレーム５４の上端付近に固定されている第１および第２のセンサ３０、４０を、ポッド１２の内部に挿入する。図５に示す状態では、第１および第２のセンサ３０、４０の検出軸３２、４２は、ポッド１２における最上段の棚に収容されるウエハ１４より高い位置に配置されている。ただし、図１０に示すように、第１および第２のセンサ３０、４０は、Ｚ軸方向から見て検出軸３２、４２がウエハ１４に重なる位置まで、ポッド１２内に挿入されている。なお、第１および第２のセンサ３０、４０をポッド１２の内部に挿入する動作において、第１移動手段２２がマッピングフレーム５４をＺ軸方向に移動させ、第１および第２のセンサ３０、４０のＺ軸方向の位置を調整してもよい。

【0050】

図６は、マッピング装置２０におけるウエハ１４の検出動作における第３の段階を示している。図６に示す第３の段階では、第１移動手段２２がマッピングフレーム５４をＺ軸方向に移動させることにより、図５において最上段の棚に収容されるウエハ１４より高い位置に配置されていたセンサ３０、４０を、図６に示すように最下段の棚に収容されるウエハ１４より低い位置まで移動させる。

【0051】

すなわち、第１移動手段２２は、第１のセンサ３０および第２のセンサ４０を、第１の検出軸３２および第２の検出軸４２が検出対象であるウエハ１４の１つ１つに順次交差するように、配列方向であるＺ軸方向に沿って移動させる。この際、第１のセンサ３０および第２のセンサ４０は、ウエハ１４による遮蔽に伴い変化する検出信号を、図６に示すマッピング装置２０の演算部５０に出力する。また、マッピング装置２０は、センサ位置検出部５２を有しており、センサ位置検出部５２は、第１のセンサ３０および第２のセンサ４０のＺ軸方向の位置を検出し、演算部５０に出力する。

【0052】

演算部５０は、第１のセンサ３０および第２のセンサ４０からの検出信号と、センサ位置検出部５２からの位置情報などを用いて、ポッド１２に収容されるウエハ１４の収容状態を検出する。

【0053】

次に、図８、図９および図１２を用いて、マッピング装置２０の演算部５０によるウエハ１４の正常収容・異常収容の判断の具体例について、さらに詳細に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例のみには限定されない。

【0054】

図８は、図２および図７に示す第１のセンサ３０および第２のセンサ４０が、ポッド１２内に異常配置されたウエハ１４ａを検出した際の検出例を説明する概念図である。図８（ａ）は、第１のセンサ３０の第１の検出軸３２および第２のセンサ４０の第２の検出軸４２の配置と、検出対象であるウエハ１４ａの形状との関係を示したものである。図８（ｂ）は、図８（ａ）で示すウエハ１４ａを検出した場合に、第１のセンサ３０および第２のセンサ４０から得られる検出信号を示したものである。

【0055】

図８（ａ）、（ｂ）に示す例では、ポッド１２内のウエハ１４の一つであるウエハ１４ａが、ポッド１２内の異なる高さの棚に斜めに収容されている場合を想定している。このような場合、仮にウエハ１４ａが湾曲していないとすれば、検出軸３２、４２がウエハ１４ａに交差していることを示す（検出軸３２、４２が交差領域Ｅ１を通る）検出信号のＺ軸方向の位置が、ウエハ１４が棚に水平に正常収容されていることを示す正規の位置範囲Ｐ１からずれる。これにより、演算部５０は、ウエハ１４ａが、正常に収容されておらず、斜めに異常収容されていることを検出する。

【0056】

しかしながら、図８（ａ）に示す第１の検出軸３２とウエハ１４ａとの関係のように、検出対象であるウエハ１４ａが、交差領域Ｅ１において第１の検出軸３２の交差角度が小さくなる方向に湾曲している場合、第１のセンサ３０からの検出信号は、図８（ｂ）に示す状態になる。すなわち、このようなウエハ１４ａに対しては、第１のセンサ３０がウエハ１４ａに交差していることを示す第１検出信号Ｓ１１のＺ方向の位置が、ウエハ１４が棚に水平に正常収容されていることを示す正規の位置範囲Ｐ１の範囲内となる場合がある。そうすると、演算部５０は、第１のセンサ３０からの検出信号のみでは、ウエハ１４ａが異常収容されていることを検出できない。

【0057】

ここで、マッピング装置２０は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の検出軸３２に対して傾いている第２の検出軸４２を有する第２のセンサ４０からの検出信号を用いて、ウエハ１４ａの異常収容を検出できる。すなわち、第２の検出軸４２は、交差領域Ｅ１において検出対象であるウエハ１４ａに対して交差する角度が、第１の検出軸４１とは異なる。したがって、第２のセンサ４０がウエハ１４ａに交差していることを示す第２検出信号Ｓ２１の長さＬＳ２１や、第２検出信号Ｓ２１のＺ方向の位置は、第１のセンサ３０による第１検出信号Ｓ１１のそれに対して、たとえウエハ１４ａが湾曲していたとしても、ウエハ１４ａが斜めに異常収容されていることに応じて変化する。これにより、マッピング装置２０の演算部５０は、図８（ｂ）に示すような、第１のセンサ３０からの第１検出信号Ｓ１１と、第２のセンサ４０の第２検出信号Ｓ２１との違いから、ウエハ１４ａが湾曲している状態においても、ウエハ１４ａが斜めに異常収容されていることを検出できる。

【0058】

図１２は、所定の１つのウエハ１４ａが、ポッド１２に正常収容されているか異常収容されているかを、演算部５０が判断する処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ００１において、演算部５０は、ウエハ１４ａの収容状態が正常であるか否かを判断する一連の処理を開始する。

【0059】

ステップＳ００２において、演算部５０は、図８（ｂ）に示す第１検出信号Ｓ１１が、正規の位置範囲Ｐ１の範囲内にあるか否かを判断する。ステップＳ００２において、第１検出信号Ｓ１１が正規の位置範囲Ｐ１の範囲内に無い場合、演算部５０は、ステップＳ０００５へ進み、ウエハ１４ａは異常収容であると判断する。これに対して、ステップＳ００２において、第１検出信号Ｓ１１が正規の位置範囲Ｐ１の範囲内にある場合は、演算部５０はステップＳ００３の処理へ進む。

【0060】

ステップＳ００３において、演算部５０は、図８（ｂ）に示す第１検出信号Ｓ１１と第２検出信号Ｓ２１の長さの比（ＬＳ１１／ＬＳ２１）を算出し、長さの比（ＬＳ１１／ＬＳ２１）が所定範囲内であるか否かを判断する。演算部５０は、長さの比（ＬＳ１１／ＬＳ２１）が所定範囲内である場合は、ステップＳ０００４へ進み、ウエハ１４ａは正常収容であると判断する。これに対して、演算部５０は、長さの比（ＬＳ１１／ＬＳ２１）が所定範囲外である場合は、ステップＳ０００５へ進み、ウエハ１４ａは異常収容であると判断する。第１検出信号Ｓ１１が正規の位置範囲Ｐ１の範囲内にあり、かつ、長さの比（ＬＳ１１／ＬＳ２１）が所定範囲外である場合、図８（ａ）に示すように、湾曲しているウエハ１４ａが、斜めに異常収容されている可能性が考えられるためである。

【0061】

演算部５０は、ステップＳ００４およびステップＳ００５によりウエハ１４ａの収容状態に関する判断を行った後、ステップＳ００６に進み一連の処理を終了する。演算部５０は、図４に示すポッド１２に収容されるすべてのウエハ１４について図１２に示す処理を行うことにより、ウエハ１４の１つ１つに対して、収容状態を検出することができる。

【0062】

図９は、図８と同様に、第１のセンサ３０および第２のセンサ４０が、ポッド１２内に異常配置されたウエハ１４ｂを検出した際の検出例を説明する概念図である。図９（ａ）、（ｂ）に示すように、ウエハ１４ｂが上方向に凸面を形成するように湾曲している場合であっても、ウエハ１４ａが下方向に凸面を形成するように湾曲している場合と同様に、ウエハ１４ｂの異常収容を検出できる。

【0063】

すなわち、図９に示す例でも、第２のセンサ４０がウエハ１４ｂに交差していることを示す第２検出信号Ｓ２１の長さＬＳ２１や、第２検出信号Ｓ２１のＺ方向の位置は、第１のセンサ３０による第１検出信号Ｓ１１のそれに対して、たとえウエハ１４ｂが湾曲していたとしても、ウエハ１４ｂが斜めに異常収容されていることに応じて変化する。マッピング装置２０の演算部５０は、図９（ｂ）に示すような、第１のセンサ３０からの第１検出信号Ｓ１１と、第２のセンサ４０の第２検出信号Ｓ２１との違いから、ウエハ１４ａが湾曲している状態においても、ウエハ１４ａが斜めに異常収容されていることを検出できる。

【0064】

以上のように、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではなく、他の実施形態や変形例を含むことは言うまでもない。たとえば、図１２を用いて説明した処理では、演算部５０は、図８に示す第１検出信号Ｓ１１と第２検出信号Ｓ２１の長さの比（ＬＳ１１／ＬＳ２１）に基づきウエハ１４ａの異常収容を検出したが、演算部５０は、他の演算処理によってウエハ１４ａの異常収容を検出してもよい。

【0065】

たとえば、演算部５０は、図８に示す第１検出信号Ｓ１１のＺ軸方向の位置および第２検出信号Ｓ２１のＺ軸方向の位置のうち少なくとも一方が、正規の位置範囲Ｐ１の範囲内に無い場合に、ウエハ１４ａの異常収容を検出してもよい。また、演算部５０は、第１検出信号Ｓ１１の長さＬＳ１１と第２検出信号Ｓ２１の長さＬＳ２１の差や、第１検出信号Ｓ１１と第２検出信号Ｓ２１と中心位置の違いに基づき、ウエハ１４ａの正常収容または異常収容を検出してもよい。

【0066】

図１１は、変形例に係るマッピング装置に備えられるセンサ取付部１５５ｂ、第１の発光部１３４および第２の受光部１４６を示す斜視図である。図１１に示すように、マッピング装置の第１の発光部１３４には、第１の発光部１３４から出射する光束のＺ軸方向の幅を絞るスリット部１６３が設けられていてもよい。スリット部１６３のＺ軸方向の開口幅は、これと直交する方向の開口幅より狭い。このようなスリット部１６３を第１の発光部１３４に設けることにより、たとえウエハ１４の厚みが薄い場合であっても、第１の発光部１３４からの光束がウエハ１４により適切に遮蔽され、マッピング装置は、好適にウエハ１４の収容状態を検出できる。なお、スリット部１６３は、第２の発光部４４に設けてもよい。

【符号の説明】

【0067】

１０…ロードポート装置
１２…ポッド
１３…蓋
１４、１４ａ…ウエハ
１５…ドア
１６…フレーム部
１９…載置部
２０…ウエハマッピング装置
２２…第１移動手段
２４…第２移動手段
３０…第１のセンサ
３２…第１の検出軸
３４、１３４…第１の発光部
３６…第１の受光部
４０…第２のセンサ
４２…第２の検出軸
４４…第２の発光部
４６、１４６…第２の受光部
５０…演算部
５２…センサ位置検出部
５４…マッピングフレーム
５４ａ…アーム部分
５４ｂ…フレーム上辺部
５５ａ、５５ｂ、１５５ｂ…センサ取付部
６０…第３移動手段
１６３…スリット部
Ｓ１１…第１検出信号
Ｓ２１…第２検出信号
ＬＳ１１、ＬＳ２１…長さ
ＬＳ１１／ＬＳ２１…長さの比
Ｅ１…交差領域
Ｐ１…正規の位置範囲

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】