JP2010232560A - マッピング機構、ｆｏｕｐ、及びロードポート - Google Patents

Abstract

【課題】ＦＯＵＰの蓋部を開けることなくＦＯＵＰ内のウェーハに対するマッピング処理を適切に行うことができるとともに、構造の簡素化及び不要なコストアップ抑制を図ることが可能なマッピング機構を提供する。
【解決手段】高さ方向へ複数段に亘ってウェーハＷを載置し得るウェーハ載置部と開閉可能な蓋部１２とを有するＦＯＵＰ１に対してマッピングを行うマッピング機構Ｍを、ロードポートに設けた投光部２４１及び受光部２４２と、投光部２４１と受光部２４２との間においてＦＯＵＰ１におけるウェーハ載置部の各段部に載置されたウェーハＷの少なくとも一部を横切り得る光路Ｌ上に設けられ光を透過させる窓部１２Ｂ、１２Ｃとから構成した。
【選択図】図４

Description

本発明は、ＦＯＵＰに対してマッピングを行うマッピング機構に関するものである。

半導体の製造工程においては、歩留まりや品質の向上のため、クリーンルーム内でのウェーハの処理がなされている。しかしながら、素子の高集積化や回路の微細化、ウェーハの大型化が進んでいる今日では、小さな塵をクリーンルーム内の全体で管理することは、コスト的にも技術的にも困難となってきている。このため、近年では、クリーンルーム内全体の清浄度向上に代わる方法として、ウェーハの周囲の局所的な空間についてのみ清浄度をより向上させる「ミニエンバイロメント方式」を取り入れ、ウェーハの搬送その他の処理を行う手段が採用されている。ミニエンバイロメント方式では、ウェーハを高清浄な環境で搬送・保管するためのＦＯＵＰ（Front-Opening Unified Pod）と呼ばれる格納用容器と、ＦＯＵＰ内のウェーハを半導体製造装置との間で出し入れするとともに搬送装置との間でＦＯＵＰの受け渡しを行うインターフェース部の装置であるロードポート（Load Port）が重要な装置として利用されている。すなわち、クリーンルーム内において特にＦＯＵＰ内と半導体製造装置内とを高清浄度に維持しながら、ロードポートを配置した空間、換言すればＦＯＵＰ外と半導体製造装置外とを比較的低清浄度とすることで、クリーンルームの建設・稼働コストを抑制するようにされている。

ところで、ＦＯＵＰ内のウェーハを半導体製造装置へ移送する前に、ＦＯＵＰ内に複数段積みされたウェーハの数や有無、或いは収納姿勢を認識（マッピング）するマッピング処理が行われる。マッピング処理を行うマッピング機構は通常ロードポートに設けられており、ＦＯＵＰの蓋部を開けた後、マッピング機構におけるセンサ部をＦＯＵＰ内に挿入し、センサ部でウェーハの有無、傾き、或いは重なりを検知するようにしていた。

しかしながら、このようなマッピング機構は、マッピング処理を行うに際してＦＯＵＰの蓋部を開ける工程が必ず要求されるため、マッピング処理に時間が掛かるという問題があった。

そこで、ＦＯＵＰの蓋部を開けることなくマッピング処理が行えるようにしたマッピング機構も考えられている。例えば、特許文献１には、ＦＯＵＰの側壁にＦＯＵＰ内の気密性を損なわないように構成されたウェーハ検知用扉を設け、このウェーハ検知用扉から透過型センサを高さ方向に所定ピッチで設けた櫛状の検知センサを挿入して、ウェーハ同士の隙間にそれぞれ透過型センサを挿入した状態でセンサ光が遮られるか否かによってウェーハの有無を検知する態様が開示されている。また、特許文献２には、カメラ及び放射源を有する撮像システムをＦＯＵＰの近傍に配置して、放射源により照射されウェーハで反射した光をカメラが検知するか否かによってウェーハの有無を検知する態様が開示されている。さらに、特許文献３には、ロードポートのドア部に、一対の反射型光センサを設け、ドア部の昇降時に各反射型光センサから光を照射し、ウェーハからの反射光を両方の反射型光センサが受光するか否か、或いは一方の反射型光センサのみが受光したか否かによってウェーハの有無または傾きを検知する態様が開示されている。

特開２０００−２７７５９０号公報 特開２００５−６４５１５号公報 特開２００５−６４０５５号公報

ところが、特許文献１に記載された態様であれば、マッピング処理を行う度に検知センサでウェーハ検知用扉を押圧するため、押圧時の負荷等によってセンサ自体が損傷するおそれがあり、長期に亘って適切なマッピング処理機能を維持することが困難である。さらに、透過型センサを高さ方向に櫛状に設けること自体、構造の複雑化を招来するものであり、透過型センサ同士のピッチの精度が低ければ透過型センサがウェーハに接触して適切なマッピング処理を行うことができない場合が生じるという問題もあった。

また、特許文献２に記載された態様では、撮像システムを必須とするため、コストが増加するとともに、放射源から照射されウェーハで反射した光をカメラによって検知するため、ウェーハの種類によって反射率が異なればその影響を受けやすく、マッピング処理の精度・信頼性が低下するという問題があった。さらに、特許文献３に記載された一対の反射型センサを用いる態様であっても、やはりウェーハの種類等が変わって反射率も変われば、マッピング処理を常に高精度で行うことが困難であった。

本発明は、このような問題に着目してなされたものであって、主たる目的は、ＦＯＵＰの蓋部を開けることなくマッピング処理を適切に行うことができるとともに、構造の簡素化及び不要なコストアップの抑制を図ることが可能なマッピング機構を提供することにある。

すなわち本発明のマッピング機構は、高さ方向へ複数段に亘ってウェーハを載置し得るウェーハ載置部と開閉可能な蓋部とを有するＦＯＵＰに対してマッピングを行うものであって、ＦＯＵＰ外に設けられる投光部及び受光部と、投光部と受光部との間においてウェーハ載置部の各段部に載置されたウェーハの少なくとも一部を横切り得る光路上に設けられた光を透過させる窓部とを備え、ＦＯＵＰにおけるウェーハ載置部の全段部に亘って光を通過させることによってＦＯＵＰに対するマッピングを行うものであることを特徴とする。ただし、本発明においてＦＯＵＰに設けられる窓部は、光を透過するもののＦＯＵＰ内の内部空間を開放し得るものではない。

ここで、「高さ方向へ複数段に亘ってウェーハを載置するウェーハ載置部」とは、換言すれば、ウェーハ載置部が、高さ方向に複数の段部を有し、各段部にそれぞれウェーハを載置することが可能なものである、ということである。
このようなマッピング機構であれば、ＦＯＵＰ外に設けた投光部から照射される光がＦＯＵＰに設けた窓部を通過してＦＯＵＰ外に設けた受光部で検知され得るため、マッピング処理を行う際に、ＦＯＵＰの蓋部を開ける必要がないため、作業効率及び作業スピードが向上する。また本発明では、検知センサでウェーハ検知用扉を押圧する必要がないため、投光部及び受光部が押圧時の負荷によって損傷するという事態が起こり得ず、長期に亘って適切なマッピング処理機能を維持することができる。しかも、センサ自体を投光部及び受光部によって構成しているため、上述したウェーハで反射される光を検知する態様と比較して、ウェーハ毎に異なり得る反射率の影響を受けることなく、マッピング処理を高精度で行うことができ、信頼性の高いマッピング処理結果を得ることができる。

また、本発明のマッピング機構は、投光部及び受光部との間で投光部から出力される光を受光部に入力され得るように反射させる反射手段と、窓部とを、ＦＯＵＰの蓋部に設けることができる。このような構成とすることにより、蓋部を開放してウェーハをＦＯＵＰに対して出し入れする際にウェーハが反射手段に干渉することを確実に回避することができ、ＦＯＵＰに対するウェーハの出し入れ時にウェーハが不意に損傷することを防止できる。

特に、本発明のマッピング機構では、投光部及び受光部を、ＦＯＵＰを載置しＦＯＵＰ内に収容されているウェーハを所定の半導体製造装置内とＦＯＵＰ内との間で出し入れするロードポートのうち、ＦＯＵＰの蓋部と対面して昇降動作により当該蓋部を開閉するドア部に設けることができる。このような態様であれば、受光部及び投光部とウェーハとの距離を可及的に短くすることができ、マッピング処理の精度を高めることができる。この場合、投光部及び受光部を高さ方向に移動可能なドア部に一体的に設け、ドア部の昇降移動に伴って投光部及び受光部を昇降動作させるようにすれば、投光部及び受光部だけを昇降させる専用の機構が不要であり、構造の簡素化をも有効に図ることができる。

また、本発明のＦＯＵＰは、上述したマッピング機構を構成する際に好適に用いられるものである。具体的には、高さ方向へ複数段に亘ってウェーハを載置し得るウェーハ載置部と開閉可能な蓋部とを有するＦＯＵＰであって、このＦＯＵＰ外に設けられた投光部と受光部との間の光路を、蓋部を通ってウェーハ載置部の各段部に載置されたウェーハの少なくとも一部を横切り得る位置に設定し、蓋部のうち光路上に光を透過させる窓部を設けていることを特徴とする。このようなＦＯＵＰであれば、上述したマッピング機構と同様又は略同様の作用効果、すなわち、マッピング処理を行う際に、蓋部を開ける必要がないため、作業効率及び作業スピードが向上するとともに、長期に亘って適切なマッピング処理機能を維持することができるという作用効果を奏する。

また、本発明のロードポートは、上述したマッピング機構を構成する際に好適に用いられるものである。具体的には、高さ方向へ複数段に亘ってウェーハを載置し得るウェーハ載置部を有するＦＯＵＰが載置可能であって、且つ載置された前記ＦＯＵＰ内に収容されているウェーハを所定の半導体製造装置内と当該ＦＯＵＰ内との間で出し入れするロードポートであって、ＦＯＵＰに設けられた光を透過させる窓部を通過してウェーハ載置部の各段部に載置されたウェーハの少なくとも一部を横切り得る光路を形成する投光部及び受光部を備えたものであることを特徴とする。このようなロードポートであれば、上述したマッピング機構と同様又は略同様の作用効果を奏し、ＦＯＵＰに対するマッピング処理を迅速且つ正確に行うことができる。

本発明によれば、ＦＯＵＰの蓋部を開けることなくＦＯＵＰに対するマッピング処理を迅速且つ正確に行うことができるとともに、構造の簡素化及び不要なコストアップ抑制を図ることが可能なマッピング機構を提供することができる。

本発明の第１実施形態において、クリーンルームにおけるロードポートと半導体製造装置との相対位置関係を模式的に示す平面図。 同実施形態に係るマッピング機構を適用したロードポート及びＦＯＵＰの模式的な側面図。 同実施形態におけるロードポートの模式的な正面図。 同実施形態に係るマッピング機構の作動原理を模式的に示す図。 本発明の第２実施形態に係るマッピング機構を適用したロードポート及びＦＯＵＰの模式的な側面図。 同実施形態に係るマッピング機構の作動原理を模式的に示す図。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
〈第１実施形態〉第１実施形態に係るマッピング機構Ｍは、ＦＯＵＰ１に対してマッピングを行うものであり、ロードポート２に設けた投光部２４１及び受光部２４２と、ＦＯＵＰ１のうち投光部２４１と受光部２４２との間の光路Ｌ上に設けた窓部（第１窓部１２Ｂ、第２窓部１２Ｃ）とを備えたものである（図４参照）。

ロードポート２は、半導体の製造工程において用いられ、図１乃至図３に示すように、共通のクリーンルームＡ内において半導体製造装置Ｂに隣接して配置されるものであり、ＦＯＵＰ１の蓋部１２を密着させて開閉し、ウェーハＷをＦＯＵＰ１内と半導体製造装置Ｂ内との間で出し入れするものである。ここで、図１はロードポート２とその周辺を上から見た平面図として、クリーンルームＡにおけるロードポート２と半導体製造装置Ｂとの相対位置関係を模式的に示している。ロードポート２は、ＦＯＵＰ１内に収容されたウェーハＷを半導体製造装置Ｂ内に払い出すとともに、半導体製造装置Ｂで処理されたウェーハＷをＦＯＵＰ１内に収容する機能を有するものである。このような構成により、クリーンルームＡにおいて、半導体製造装置Ｂ内及びＦＯＵＰ１内は高清浄度に維持される一方、ロードポート２を配置した空間、換言すれば半導体製造装置Ｂ外及びＦＯＵＰ１外は比較的低清浄度とすることができる。

ロードポート２は、ほぼ矩形板状をなし略鉛直姿勢で配置されるフレーム２１と、このフレーム２１の高さ方向中央部からやや上方寄りの位置に略水平姿勢で設けた載置板２２と、フレーム２１のうち載置板２２とほぼ同じ高さ位置に開口下縁を設定し半導体製造装置Ｂ内に連通し得る開口部２３と、この開口部２３を開閉するドア部２４とを備えたものである。載置板２２はフレーム２１の前面から前方に延びる支持台２５に支持されている。載置板２２には、上向きに突出させた３つの突起２２ａを形成している。これら３つの突起２２ａは、これら３つの突起２２ａをＦＯＵＰ１の底面に形成された穴（図示省略）に係合させることで、載置板２２上におけるＦＯＵＰ１の位置決めを図っている。

ドア部２４は、高さ方向に昇降動作可能なものであり、ＦＯＵＰ１を載置板２２に載置した状態においてＦＯＵＰ１の背面に設けた蓋部１２に密着した状態で昇降動作することにより蓋部１２を開閉することができる一方で、ＦＯＵＰ１を載置板２２に載置した状態においてＦＯＵＰ１の蓋部１２に近接した状態で単独で昇降動作可能なものでもある。また、このドア部２４には、蓋部１２に設けたラッチ部１２Ａの係合孔１２ｂに係合可能な係合爪２４ａと、蓋部１２をドア部２４に吸い付け得る吸着パッド２４ｂとを設けている。なお、ロードポート２には、ドア部２４を開閉するためのドア開閉機構２６を設けている（図２参照）。

そして、本実施形態では、図４に示すように、ドア部２４に、投光部２４１と受光部２４２（光電センサ）とを設けている。投光部２４１及び受光部２４２は、同じ高さ位置に設けられ、ドア部２４の幅方向中央位置から各側縁に向かって等距離離間させた位置にそれぞれ設けている。本実施形態では、投光部２４１及び受光部２４２を、係合爪２４ａよりも側縁に寄った位置に設けている。さらに、投光部２４１の先端及び受光部２４２の先端がドア部２４の前向面２４ｆと面一またはほぼ面一となるようにドア部２４に一体的に取り付けている。また、投光部２４１からの照射光がドア部２４の幅方向と直交或いはほぼ直交する方向に進むように投光部２４１の向きを設定するとともに、後述する反射ミラー（第１反射ミラー１２Ｄ、第２反射ミラー１２Ｅ）によってドア部２４の幅方向と直交またはほぼ直交する方向に反射する光を感知するように受光部２４２の向きを設定している。本実施形態では、これら投光部２４１及び受光部２４２を、閉めた状態にあるドア部２４の上端部近傍箇所、具体的には、載置板２２に載せたＦＯＵＰ１内に収容されるウェーハＷのうち最上段のウェーハＷを検知可能な高さ位置に配している。そして、これら投光部２４１及び受光部２４２は、ドア部２４の下降動作に伴って下方に移動することにより、ＦＯＵＰ１内に収納された最上段のウェーハＷから最下段のウェーハＷまで全てのウェーハＷを順次検知可能なものとなる。

一方、ＦＯＵＰ１は、後方にのみ開口した概略箱型のＦＯＵＰ本体１１と、ＦＯＵＰ本体１１の後方を蓋封し得る蓋部１２とを備えたものである。ＦＯＵＰ本体１１は、前壁１１１、左右一対の側壁１１２、上壁１１３及び底壁１１４を一体に有し、これら各壁によって囲まれる内部空間にウェーハＷを複数段所定ピッチで載せることが可能な棚部（本発明における「ウェーハ載置部」に相当、図示省略）を備えたものである。つまり、棚部は、高さ方向に複数の段部を有し、各段部にそれぞれウェーハを載置することが可能なものである。この棚部は、前方及び後方に開口する概略筒状をなし、各側壁にウェーハＷのエッジ部分を支持し得るスリットを所定ピッチで設け、スリットにウェーハＷのエッジを載せることによって、高さ方向へ複数段に亘ってウェーハを載置することができるようにしている。ＦＯＵＰ本体１１を構成する各壁１１１、１１２、１１３、１１４同士の境界部分は緩やかな湾曲形状をなす。また、上壁１１３における上向面の中央部には、搬送装置（ＯＨＴ：Over Head Transport）に把持されるフランジ部１１５を設けている。

蓋部１２は、ロードポート２のドア部２４と対面し得るものであり、概略板状をなす。蓋部１２には、この蓋部１２をＦＯＵＰ本体１１にロックするラッチ部１２Ａを設けている。ラッチ部１２Ａは、水平軸回りに回動可能な回転板１２ａと、回転板１２ａの中央に形成された係合孔１２ｂと、回転板１２ａの回動に伴ってＦＯＵＰ本体１１の上壁１１３、底壁１１４に設けた図示しないラッチ孔に係合可能なロック位置とラッチ孔との係合状態を解除するアンロック位置との間で移動可能なラッチ本体１２ｃとを備えた既知のものである。本実施形態では、左右一対のラッチ部１２Ａを蓋部１２のうち幅方向中央位置から側縁に向かって等距離離間させた位置にそれぞれ設けている。

そして、この蓋部１２のうち、ラッチ部１２Ａを避けた位置に窓部（第１窓部１２Ｂ、第２窓部１２Ｃ）を設けている。具体的には、ラッチ部１２Ａよりも側縁に寄った位置であって且つＦＯＵＰ本体１１の側壁１１２の内向面よりも幅方向中央側に寄った位置に第１窓部１２Ｂ、第２窓部１２Ｃを設けている。これら第１窓部１２Ｂ及び第２窓部１２Ｃは、蓋部１２のうちロードポート２の載置板２２にＦＯＵＰ１を載せた状態において前述した投光部２４１及び受光部２４２とそれぞれ対面し得る位置に配されている。窓部（第１窓部１２Ｂ、第２窓部１２Ｃ）は、例えばポリカーボネート（Polycarbonate）等の透過性のある素材から形成され、それぞれ蓋部１２の高さ方向に沿って直線上に延び当該蓋部１２に一体的に取り付けられている。なお、窓部（第１窓部１２Ｂ、第２窓部１２Ｃ）を蓋部１２に対して着脱可能に取り付けておき、破損や経年変化等によって所期の透過性を発揮し得なくなった場合に新たな窓部と交換できるようにすることもできる。

本実施形態のＦＯＵＰ１は、さらに、ウェーハＷのエッジのうち蓋部１２側に寄った部分を横切る仮想直線上であって当該ウェーハＷのエッジに干渉しない位置に、投光部２４１及び受光部２４２との間で投光部２４１から出力される光を受光部２４２に入力され得るように反射させる反射手段（第１反射ミラー１２Ｄ、第２反射ミラー１２Ｅ）を設けている。本実施形態では、ＦＯＵＰ１のうち蓋部１２に反射手段（第１反射ミラー１２Ｄ、第２反射ミラー１２Ｅ）を設けている。具体的には、蓋部１２のうちＦＯＵＰの前壁１１１と対面する側の面から前壁１１１側に突出させて設けたアーム１２Ｈによって反射手段（第１反射ミラー１２Ｄ、第２反射ミラー１２Ｅ）を支持している。そして、本実施形態のマッピング機構Ｍは、投光部２４１から出力される光が第１窓部１２Ｂを通ってＦＯＵＰ１内に進入し、第１反射ミラー１２Ｄの反射面１２Ｄａに反射してウェーハＷのエッジを平面視において横切り、第２反射ミラー１２Ｅの反射面１２Ｅａに反射して第２窓部１２Ｃを通ってＦＯＵＰ１外へ進み受光部２４２に入力され得るように、第１反射ミラー１２Ｄ及び第２反射ミラー１２Ｅの配置角度を設定している。なお、蓋部１２に対する各反射ミラー（第１反射ミラー１２Ｄ、第２反射ミラー１２Ｅ）の反射面の角度を調整可能とすべく、反射ミラー（第１反射ミラー１２Ｄ、第２反射ミラー１２Ｅ）を鉛直軸回りに回動可能に構成したり、或いは反射ミラー（第１反射ミラー１２Ｄ、第２反射ミラー１２Ｅ）自体を水平面方向に移動自在に構成してもよい。各反射ミラー（第１反射ミラー１２Ｄ、第２反射ミラー１２Ｅ）は、ＦＯＵＰ１内において高さ方向に延び、少なくとも上端をＦＯＵＰ１内において最上段の段部に載せたウェーハＷよりも高い位置に設定するとともに下端を最下段の段部に載せたウェーハＷよりも低い位置に設定している。また、蓋部１２を開けた状態でウェーハＷをＦＯＵＰ１外へ払い出す時やＦＯＵＰ１内に戻す時にウェーハＷが反射ミラー（第１反射ミラー１２Ｄ、第２反射ミラー１２Ｅ）に干渉しないように反射ミラー（第１反射ミラー１２Ｄ、第２反射ミラー１２Ｅ）の設置箇所を設定している。

次に、このようなマッピング機構Ｍによるマッピング処理を行う手順及び作用について説明する。

先ず、搬送装置によってＦＯＵＰ１をロードポート２の載置板２２に載置する。この際、ＦＯＵＰ１の底面に形成された穴（図示省略）を載置板２２に設けた各突起２２ａに係合させることによりＦＯＵＰ１が載置板２２に対して位置決めされた状態で載置される。この状態で、または載置板２２に設けた図示しないスライド機構によってＦＯＵＰ１をドア部２４に対して近付ける方向に移動させた状態で、マッピング機構Ｍは投光部２４１から信号光を出力（発射）する。この信号光は、前述した光路Ｌを辿るため、具体的にはＦＯＵＰ１の蓋部１２に形成した第１窓部１２Ｂを通過し、第１反射ミラー１２Ｄの反射面１２Ｄａに反射して、ウェーハＷのエッジを平面視において横切り得る光路Ｌを辿る。その結果、ウェーハＷがＦＯＵＰ１内において棚部の段部（スリット）に正常な姿勢で収納（載置）されている場合には、投光部２４１から信号光がウェーハＷのエッジに干渉し、第２反射ミラー１２Ｅの反射面１２Ｅａに反射して、ＦＯＵＰ１の蓋部１２に形成した第２窓部１２Ｃを通過した後に受光部２４２で検出され得る光量は出力時の光量よりも低い又はゼロとなる一方、ＦＯＵＰ１内にウェーハＷが存在しない場合には、投光部２４１からの信号光がウェーハＷのエッジに干渉することはなく平面視においてウェーハＷのエッジを横切る光路Ｌを辿り、さらに第２反射ミラー１２Ｅの反射面１２Ｅａに反射して、第２窓部１２Ｃを通過した後に受光部２４２で検出され得る光量は出力時の光量と同じ又はほぼ同じである。したがって、投光部２４１から信号光を出力（発射）しながら、ドア部２４を下方へ移動させて、投光部２４１及び受光部２４２もＦＯＵＰ１に対して下方へ移動させることにより、ＦＯＵＰ１における棚部の全段部に亘って光路Ｌに沿って光を通過させることができ、これによってＦＯＵＰ１に対するマッピングを行うことができる。具体的には、マッピング機構Ｍは、ＦＯＵＰ１における棚部の全段部に亘って光路Ｌに沿って光を通過させることによって、受光部２４２で受ける光量の変化及び光を受ける時間の変化に基づいてＦＯＵＰ１内の棚部に設けた各段部にそれぞれウェーハＷが載置されているか否か、ウェーハＷが傾いていないか否か、及び複数のウェーハＷが重なっていないか否かを検出することができる。

以上の手順によりマッピング処理を終えた後、載置板２２に設けた図示しないスライド機構によってＦＯＵＰ１をドア部２４に対してさらに近付ける方向に移動させて、ドア部２４の吸着パッド２４ｂにより蓋部１２を吸着する。この時点でドア部２４の係合爪２４ａが蓋部１２の係合孔１２ｂに係合し、係合爪２４ａを回動させることによって回転板１２ａも回動し、ラッチ本体１２ｃがロック位置からアンロック位置に移動する。その結果、蓋部１２がＦＯＵＰ本体１１から取り外し可能な状態となり、この蓋部１２を後方（ロードポート２側）へ移動させて、さらに下方へ移動させることにより、ロードポート２の開口部２３が開放される。この状態で、ＦＯＵＰ１内のウェーハＷのうちマッピング処理工程において異常が検出されなかったウェーハＷは、半導体製造装置内に設けた図示しないウェーハＷ移送装置（移送ロボット）によって半導体製造処理装置内へ順次移送され、半導体製造処理工程を終えた後ＦＯＵＰ１内に再度収容される。

このように、本実施形態に係るマッピング機構Ｍは、ＦＯＵＰ１外に設けた投光部２４１及び受光部２４２と、ＦＯＵＰ１のうち棚部の各段部に載置されたウェーハＷの少なくとも一部を横切る投光部２４１と受光部２４２との間の光路Ｌ上に設けられ光を透過させる第１窓部１２Ｂ、第２窓部１２Ｃとを備えたものであるため、ＦＯＵＰ１の蓋部１２を閉じたままマッピング処理を行うことができ、マッピング処理を行う際に蓋部１２を開けることが要求される態様と比較して、マッピング処理自体に要する時間及びマッピング処理を開始するまでに要する時間を短縮することができる。また、撮像システムを用いる従前の態様と比較して構造の簡素化及び低コスト化を有効に図ることができ、さらに一対の反射型センサを用いる態様と比較すれば、ウェーハＷにより異なる反射率に影響を受けることなく、ＦＯＵＰ１に設けた窓部１２Ｂ、１２Ｃを透過して受光部２４２で検出する光量の変化に基づいて適切なマッピング処理を行うことができる。

特に、投光部２４１及び受光部２４２をロードポート２に設けているため、マッピング処理を終えた後、ウェーハＷを半導体製造装置内へ払い出す処理をスムーズに行うことができる。しかも、投光部２４１及び受光部２４２を、ロードポート２のうちＦＯＵＰ１の蓋部１２と対向するドア部２４に設けているため、受光部２４２及び投光部２４１とウェーハＷとの離間距離を可及的に短くすることができ、マッピング処理の精度を高めることができるとともに、ドア部２４の昇降移動に伴って投光部２４１及び受光部２４２も昇降移動するため、投光部２４１及び受光部２４２だけを昇降させる専用の機構が不要であり、構造の簡素化をも有効に図ることができる。

さらに、本実施形態のマッピング機構Ｍは、窓部１２Ｂ、１２ＣをＦＯＵＰ１のうち平坦な蓋部１２に形成し、窓部１２Ｂ、１２Ｃのフラットな起立面に対して平面視直交またはほぼ直交する方向に投光部２４１及び受光部２４２を配しているため、窓部１２Ｂ、１２Ｃを透過する際に光が大きく屈折する事態を回避することができ、正確なマッピング処理を行うことができる。さらに、本実施形態に係るマッピング機構Ｍは、投光部２４１及び受光部２４２との間で投光部２４１から出力される光を受光部２４２に入力され得るように反射させる反射手段（反射ミラー１２Ｄ、１２Ｅ）もＦＯＵＰ１の蓋部１２に設けているため、蓋部１２を開放してウェーハＷをＦＯＵＰ１に対して出し入れする際にウェーハＷが反射手段（反射ミラー１２Ｄ、１２Ｅ）に干渉することを確実に回避することができ、ＦＯＵＰ１に対するウェーハＷの出し入れ時にウェーハＷが不意に損傷することを防止できる。

〈第２実施形態〉第２実施形態に係るマッピング機構ＸＭは、図５及び図６に示すように、投光部Ｘ２４１及び受光部Ｘ２４２をロードポートＸ２のドア部Ｘ２４に設けるという点は第１実施形態に係るマッピング機構Ｍと同様であるが、投光部Ｘ２４１及び受光部Ｘ２４２をドア部Ｘ２４の前向面よりも前方、すなわちＦＯＵＰ１側に突出させている点、及びＦＯＵＰＸ１の蓋部Ｘ１２にこれら突出させた投光部Ｘ２４１及び受光部Ｘ２４２が挿入可能な凹部（第１凹部Ｘ１２Ｆ、第２凹部Ｘ１２Ｇ）を形成して、これら凹部（第１凹部Ｘ１２Ｆ、第２凹部Ｘ１２Ｇ）のうち少なくとも他方の凹部（第２凹部Ｘ１２Ｇ、第１凹部Ｘ１２Ｆ）に対面する部分に窓部（第１窓部Ｘ１２Ｂ、第２窓部Ｘ１２Ｃ）を形成している点が異なる。なお、以下の説明及び図５、図６では、第１実施形態と対応する要素や部分には符号の先頭に「Ｘ」を付すとともに、詳細な説明は省略する。

詳述すると、投光部Ｘ２４１及び受光部Ｘ２４２は、少なくともマッピングする際にＦＯＵＰＸ１の凹部（第１凹部Ｘ１２Ｆ、第２凹部Ｘ１２Ｇ）内に先端部を位置付けることができるものである。投光部Ｘ２４１及び受光部Ｘ２４２は、ドア部Ｘ２４に対して先端部を接離させる方向に進退動作または折り畳み動作、或いは伸縮動作可能なものであってもよい。本実施形態のマッピング機構ＸＭでは、投光部Ｘ２４１が蓋部Ｘ１２の幅方向と平行な方向に光を照射する。

一方、ＦＯＵＰＸ１の蓋部Ｘ１２に設けた凹部（第１凹部Ｘ１２Ｆ、第２凹部Ｘ１２Ｇ）は、ＦＯＵＰＸ１の前壁Ｘ１１１側に凹み、ＦＯＵＰＸ１の高さ方向に連続して形成されたものである。そして、各凹部Ｘ１２Ｆ、Ｘ１２Ｇのうち、他方の凹部Ｘ１２Ｇ、Ｘ１２Ｆと向き合う起立壁Ｘ１２Ｆａ、Ｘ１２Ｇａにそれぞれ窓部（第１窓部Ｘ１２Ｂ、第２窓部Ｘ１２Ｃ）を設けている。第１窓部Ｘ１２Ｂ及び第２窓部Ｘ１２Ｃは、例えばポリカーボネート等の透過性のある素材から形成され、それぞれ凹部Ｘ１２Ｇ、Ｘ１２Ｆの高さ方向全域に亘って設けられている。なお、窓部Ｘ１２Ｂ、Ｘ１２Ｃを蓋部１２に対して着脱可能に取り付けておき、破損や経年変化等によって所期の透過性を発揮し得なくなった場合に新たな窓部と交換できるようにすることもできる。本実施形態では、ウェーハＷのエッジのうち蓋部Ｘ１２側に寄った部分を横切る仮想直線上であって当該ウェーハＷのエッジ及び前述の段部に干渉しない位置に第１窓部Ｘ１２Ｂ、第２窓部Ｘ１２Ｃを設けている。このような構成を採用する第２実施形態では、第１実施形態で述べた反射手段（第１反射ミラー１２Ｄ、第２反射ミラー１２Ｅ）が不要となる。そして、本実施形態のマッピング機構ＸＭは、投光部Ｘ２４１から出力される光が第１窓部Ｘ１２Ｂを通ってＦＯＵＰＸ１内に進入して、棚部の段部に載置され得るウェーハＷのエッジを横切り、第２窓部Ｘ１２Ｃを通ってＦＯＵＰＸ１外へ進み受光部Ｘ２４２に入力され得るように設定している。つまり、図６からも明らかなように、投光部Ｘ２４１と受光部Ｘ２４２との間に形成される光路ＸＬは、蓋部Ｘ１２の幅方向に平行又はほぼ平行な直線上を辿るものとなる。

次に、このようなマッピング機構ＸＭによるマッピング処理を行う手順及び作用について説明する。

先ず、搬送装置によってロードポートＸ２の載置板Ｘ２２上に搬送されたＦＯＵＰＸ１は、底面に形成された穴（図示省略）を載置板Ｘ２２に設けた各突起Ｘ２２ａに係合させることにより載置板Ｘ２２に対して位置決めされた状態となる。この時点で、図６に示すように、または載置板Ｘ２２に設けた図示しないスライド機構によってＦＯＵＰＸ１をドア部Ｘ２４に対して近付ける方向に移動させた時点で、マッピング機構ＸＭは、投光部Ｘ２４１及び受光部Ｘ２４２の先端部をそれぞれ第１凹部Ｘ１２Ｆ、第２凹部Ｘ１２Ｇに挿入した状態となり、投光部Ｘ２４１から信号光を出力する。この信号光は、ＦＯＵＰＸ１の第１凹部Ｘ１２Ｆに設けた第１窓部Ｘ１２Ｂを通過し、棚部の段部に載置されたウェーハＷのエッジを横切り得る光路ＸＬを辿る。その結果、ウェーハＷがＦＯＵＰＸ１内に正常な姿勢で収納されている場合には、投光部Ｘ２４１からの信号光がウェーハＷのエッジに干渉し、第２凹部Ｘ１２Ｇに設けた第２窓部Ｘ１２Ｃを通過して受光部Ｘ２４２で検出される光量は出力時の光量よりも低い又はゼロとなる一方、ＦＯＵＰ１内にウェーハＷが存在しない場合には、投光部Ｘ２４１からの信号光がウェーハＷのエッジに干渉することなく平面視においてウェーハＷのエッジを横切る光路ＸＬを辿り、第２窓部Ｘ１２Ｃを通過して受光部Ｘ２４２で検出される光量は出力時の光量と同じ又はほぼ同じである。したがって、投光部Ｘ２４１から信号光を出力しながら、ドア部Ｘ２４を下方へ移動させて、投光部Ｘ２４１及び受光部Ｘ２４２もＦＯＵＰＸ１に対して下方へ移動させることにより、マッピング機構ＸＭは受光部Ｘ２４２で受ける光量の変化及び光を受ける時間の変化に基づいてＦＯＵＰＸ１内に設けた各段部にそれぞれウェーハＷが載置されているか否か、ウェーハＷが傾いていないか否か、及び複数のウェーハＷが重なっていないか否かを検出することができる。

このように、本実施形態に係るマッピング機構ＸＭであっても上述した第１実施形態に係るマッピング機構Ｍと同様またはほぼ同様の効果を奏するとともに、投光部Ｘ２４１と受光部Ｘ２４２との間に形成される光路ＸＬがウェーハＷのエッジを横切る単純な直線上を辿るものであるため、マッピング精度をさらに高めることができる。さらに、蓋部に反射手段（反射ミラー）を設ける必要もないため、構造の単純化をも図ることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、窓部は、ＦＯＵＰのうち丸みを帯びた面（湾曲面）以外、すなわちフラットな面に形成されていることが好ましく、窓部が投光部から出力される光の進行方向或いは受光部に入力される光の進行方向に対して直交またはほぼ直交しないフラットな面、すなわち光の進行方向に対して平面視傾斜したフラットな面に窓部を設けた態様であってもよい。

また、窓部が、ポリカーボネート（Polycarbonate）以外の素材、例えばアクリル樹脂、強化ガラス等の素材からなるものであっても勿論構わない。また、反射手段をＦＯＵＰのうち蓋部以外の部分（例えばＦＯＵＰ本体等）にアーム等の支持部材を介して取り付ける態様や支持部材を介さず直接ＦＯＵＰ内部（ＦＯＵＰ本体等）に取り付ける態様を採用してもよい。反射手段を備えたマッピング機構を採用する場合、ロードポートに投光部及び受光部を同じ位置に設け（例えば図４における投光部２４１を設けた位置に受光部も設け）るとともに、蓋部に１つの窓部を設け、投光部から出力される光が窓部を通過してウェーハ載置部の段部に載置されたウェーハの少なくとも一部を横切り、その光が反射手段（例えば１枚の反射ミラー）で反射して同じ光路を辿って窓部を通過し、受光部に入力され得るように構成してもよい。この場合、投光部及び受光部と反射手段との間における光路はＦＯＵＰの奥行き方向（前後方向）と平行又は略平行なものとなることが好ましい。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１、Ｘ１…ＦＯＵＰ
１２、Ｘ１２…蓋部
１２Ｂ、Ｘ１２Ｂ…第１窓部
１２Ｃ、Ｘ１２Ｃ…第２窓部
１２Ｄ、１２Ｅ…反射手段（第１反射ミラー、第２反射ミラー）
２、Ｘ２…ロードポート
２４、Ｘ２４…ドア部
２４１、Ｘ２４１…投光部
２４２、Ｘ２４２…受光部
Ｌ、ＸＬ…光路
Ｍ、ＸＭ…マッピング機構
Ｗ…ウェーハ

Claims (5)

1. 高さ方向へ複数段に亘ってウェーハを載置し得るウェーハ載置部と開閉可能な蓋部とを有するＦＯＵＰに対してマッピングを行うマッピング機構であって、
   前記ＦＯＵＰ外に設けられる投光部及び受光部と、
   前記ＦＯＵＰのうち前記投光部と前記受光部との間において前記ウェーハ載置部の各段部に載置された前記ウェーハの少なくとも一部を横切り得る光路上に設けられて光を透過させる窓部とを備え、
   前記ＦＯＵＰにおける前記ウェーハ載置部の全段部に亘って前記光を通過させることによって前記ＦＯＵＰに対するマッピングを行うものであることを特徴とするマッピング機構。
2. 前記窓部と、前記投光部及び前記受光部との間で前記投光部から出力される光を前記受光部に入力され得るように反射させる反射手段とを、前記ＦＯＵＰの前記蓋部に設けている請求項１に記載のマッピング機構。
3. 前記投光部及び前記受光部を、前記ＦＯＵＰを載置し当該ＦＯＵＰ内に収容されているウェーハを所定の半導体製造装置内と当該ＦＯＵＰ内との間で出し入れするロードポートのうち、前記ＦＯＵＰの前記蓋部と対面して昇降動作により当該蓋部を開閉するドア部に設けている請求項１又は２の何れかに記載のマッピング機構。
4. 高さ方向へ複数段に亘ってウェーハを載置し得るウェーハ載置部と開閉可能な蓋部とを有するＦＯＵＰであって、
   当該ＦＯＵＰ外に設けられた投光部と受光部との間の光路を、前記蓋部を通って前記ウェーハ載置部の各段部に載置した前記ウェーハの少なくとも一部を横切り得る位置に設定しており、
   前記蓋部のうち前記光路上に光を透過させる窓部を設けていることを特徴とするＦＯＵＰ。
5. 高さ方向へ複数段に亘ってウェーハを載置し得るウェーハ載置部を有するＦＯＵＰが載置可能であって、且つ載置された前記ＦＯＵＰ内に収容されているウェーハを所定の半導体製造装置内と当該ＦＯＵＰ内との間で出し入れするロードポートであって、
   前記ＦＯＵＰに設けられた光を透過させる窓部を通過して前記ウェーハ載置部の各段部に載置された前記ウェーハの少なくとも一部を横切り得る光路を形成する投光部及び受光部を備えたものであることを特徴とするロードポート。

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