JPH06150871A - ウェーハ浮き上がり検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウェーハディスクに設けられたウェーハ保持
機構におけるウェーハのウェーハディスクからの浮き上
がりを検出することができるウェーハ浮き上がり検出装
置を提供する。 【構成】 このウェーハ浮き上がり検出装置は、ウェー
ハディスク４の各ウェーハ保持機構１０の固定ブロック
１４、１６に設けられた光学ヘッド２０、２２を備え
る。光学ヘッド２０は、ウェーハディスク４の裏面側か
らの光２５を、ウェーハディスク４の表面近くを光学ヘ
ッド２２に向けて進むように出力する。この光学ヘッド
２０には、真空容器２外の発光器２４からの光２５が光
ファイバ２８および中継レンズユニット３２を経由して
導かれる。光学ヘッド２２からの光２５は、中継レンズ
ユニット３４および光ファイバ３０を経由して真空容器
２外の受光器２６へ導かれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばイオン注入装
置、イオンビームエッチング装置、薄膜形成装置等に用
いられるものであって、ウェーハディスクに設けられた
ウェーハ保持機構におけるウェーハのウェーハディスク
からの浮き上がりを検出するウェーハ浮き上がり検出装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】バッチ処理式のイオン注入装置等におい
ては、真空容器内に収納された回転式のウェーハディス
クの周縁部に複数枚のウェーハを装着して、複数枚のウ
ェーハに対して一括してイオン注入等の処理を施す。

【０００３】そのようなウェーハディスクの一例を図５
および図６に示す。このウェーハディスク４は、図示し
ない真空容器（図１の真空容器２参照）内に収納されて
いて、例えば矢印Ａのように回転させられ、また場合に
よっては回転と同時に並進させられることもある。

【０００４】このウェーハディスク４の周縁部には、図
５では一つしか図示していないけれども、複数のウェー
ハ保持機構１０が設けられている。このウェーハ保持機
構１０は、互いに三角状に配置されたスライドブロック
１２と二つの固定ブロック１４、１６とによって、図５
および図６中に実線で示すように、ウェーハ６の端面を
押さえてウェーハ６を１枚ずつ保持（挟持）するもので
ある。スライドブロック１２は、図示しない機構によっ
て矢印Ｂのように前後にスライドさせられる。ちなみ
に、ウェーハ６の厚さは例えば約０．７ｍｍであり、ス
ライドブロック１２および固定ブロック１４、１６のウ
ェーハディスク４上の高さは例えば約３ｍｍである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなウェーハ
保持機構１０においては、ウェーハ６を保持する際に、
何らかの不都合によって、例えばウェーハ搬送ロボット
のアーム上でウェーハの位置がずれる等によって、ウェ
ーハ６がスライドブロック１２および固定ブロック１
４、１６間に正しく置かれずにずれが生じると、例えば
図５および図６中に２点鎖線で示すように、ウェーハ６
の一部分が固定ブロック１４等の上に乗り上げてウェー
ハ６がウェーハディスク４から浮き上がってしまい、ウ
ェーハ保持機構１０に正しく保持されないことが起こ
る。

【０００６】仮にこのようにウェーハ６が浮き上がった
ままでウェーハディスク４を回転ささると、ウェーハ６
が脱落して破損するという問題が生じる。

【０００７】そこでこの発明は、上記のようなウェーハ
ディスクに設けられたウェーハ保持機構におけるウェー
ハのウェーハディスクからの浮き上がりを検出すること
ができるウェーハ浮き上がり検出装置を提供することを
主たる目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のウェーハ浮き上がり検出装置は、前述し
たような各ウェーハ保持機構の一方の固定ブロックの内
側端部にウェーハディスクを貫通させてそれぞれ設けら
れていて、ウェーハディスクの裏面側からの光を受けて
それをウェーハディスクの表面近くであってウェーハの
厚さよりも近い所を他方の固定ブロックに向けてウェー
ハディスクの表面に沿って進むように出力する第１の光
学ヘッドと、各ウェーハ保持機構の他方の固定ブロック
の内側端部にウェーハディスクを貫通させてそれぞれ設
けられていて、第１の光学ヘッドからの光を受けてそれ
をウェーハディスクの裏面側へ出力する第２の光学ヘッ
ドと、真空容器の外側に設けられていて光を発する発光
器と、この発光器からの光を真空容器を貫通して真空容
器内へ導く第１の光ファイバと、ウェーハディスクの裏
面側に位置する固定部に固定されていて、ウェーハディ
スクを一定の検出位置に停止させた状態で、第１の光フ
ァイバからの光を空間を通して第１の光学ヘッドに入射
させる第１の中継レンズユニットと、ウェーハディスク
の裏面側の固定部に固定されていて、ウェーハディスク
を前記検出位置に停止させた状態で、第２の光学ヘッド
からの光を空間を通して受ける第２の中継レンズユニッ
トと、この第２の中継レンズユニットからの光を真空容
器を貫通して真空容器外へ導く第２の光ファイバと、真
空容器の外側に設けられていて、この第２の光ファイバ
からの光を受けてそれを電気信号に変換する受光器とを
備えることを特徴とする。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、発光器から出力された光
は、第１の光ファイバおよび第１の中継レンズユニット
を経由して、ウェーハディスク上の第１の光学ヘッドへ
と導かれる。

【００１０】そして、ウェーハ保持機構にウェーハが正
しく保持されている場合は、ウェーハはウェーハディス
クから浮き上がっていないので、第１の光学ヘッドから
出力された光は、このウェーハに遮られて、第２の光学
ヘッドには到達しない。

【００１１】一方、ウェーハ保持機構においてウェーハ
がウェーハディスクから浮き上がっている場合は、第１
の光学ヘッドから出力された光は、ウェーハに遮られる
ことなく第２の光学ヘッドに到達する。そしてこの光
が、第２の中継レンズユニットおよび第２の光ファイバ
を経由して受光器に導かれる。これによって、ウェーハ
の浮き上がりを検出することができる。

【００１２】

【実施例】図１は、この発明の一実施例に係るウェーハ
浮き上がり検出装置の構成を示す概略断面図である。図
２は、この発明の一実施例に係るウェーハ浮き上がり検
出装置を設けたウェーハディスクを部分的に示す平面図
である。図５および図６の例と同一または相当する部分
には同一符号を付し、重複説明は省略する。

【００１３】この実施例のウェーハ浮き上がり検出装置
は、第１の光学ヘッド２０、第２の光学ヘッド２２、発
光器２４、受光器２６、第１の光ファイバ２８、第２の
光ファイバ３０、第１の中継レンズユニット３２および
第２の中継レンズユニット３４を備えている。

【００１４】第１の光学ヘッド２０は、前述したウェー
ハディスク４上の全てのウェーハ保持機構１０の一方の
固定ブロック１４の内側端部に、ウェーハディスク４を
貫通させて、それぞれ設けられている。この各光学ヘッ
ド２０は、ウェーハディスク４の裏面側からの光２５を
受けてそれを、ウェーハディスク４の表面近くであって
ウェーハ６の厚さ（例えば前述したように約０．７ｍ
ｍ）よりも近い所を他方の固定ブロック１６に向けて、
より具体的にはそこに設けられた第２の光学ヘッド２２
に向けて、ウェーハディスク４の表面に沿って進むよう
に出力する。各光学ヘッド２０および２２は、例えば、
幾つかの光学レンズおよび反射鏡の組み合わせから成
る。

【００１５】第２の光学ヘッド２２は、上記各ウェーハ
保持機構１０の他方の固定ブロック１６の内側端部にウ
ェーハディスク４を貫通させてそれぞれ設けられてい
る。この各光学ヘッド２２は、対向する光学ヘッド２０
からの光２５を受けてそれをウェーハディスク４の裏面
側へ出力する。

【００１６】発光器２４は、ウェーハディスク４を収納
する真空容器２の外側に設けられていて、前記光２５を
発する。この発光器２４は、例えば発光ダイオードから
成る。

【００１７】第１の光ファイバ２８は、発光器２４から
の光２５を真空容器２を貫通して真空容器２内へ導く。
３８はその真空シール部である。

【００１８】第１の中継レンズユニット３２は、ウェー
ハディスク４の裏面側に位置する固定部３６に固定され
ていて、ウェーハディスク４を一定の検出位置に停止さ
せた状態で、図１に示すように、第１の光ファイバ２８
からの光２５を空間を通してウェーハディスク４上の第
１の光学ヘッド２０に入射させる。

【００１９】第２の中継レンズユニット３４は、上記固
定部３６に固定されていて、ウェーハディスク４を前記
検出位置に停止させた状態で、図１に示すように、ウェ
ーハディスク４上の第２の光学ヘッド２２からの光２５
を空間を通して受ける。この中継レンズユニット３２お
よび３４は、例えば、幾つかの光学レンズの組み合わせ
から成る。

【００２０】前記検出位置は、例えば、ウェーハディス
ク４上のウェーハ保持機構１０に対してウェーハ６を搬
出入（着脱）する位置である。そして、ウェーハディス
ク４を例えば矢印Ａ方向に一定ピッチずつ回転させるこ
とにより、ウェーハディスク４上の全ての光学ヘッド２
０および２２を、順次、中継レンズユニット３２および
３４にそれぞれ対向させて光学的に結合させることがで
きる。

【００２１】第２の光ファイバ３０は、中継レンズユニ
ット３４からの光２５を真空容器２を貫通して真空容器
２外へ導く。４０はその真空シール部である。

【００２２】受光器２６は、真空容器２の外側に設けら
れていて、光ファイバ３０からの光２５を受けてそれを
電気信号に変換する。この受光器２６は、例えば、フォ
トダイオードあるいはフォトトランジスタおよび出力回
路等から成る。

【００２３】上記のようなウェーハ浮き上がり検出装置
の動作例を説明すると、発光器２４から出力された光２
５は、第１の光ファイバ２８および第１の中継レンズユ
ニット３２を経由して、ウェーハディスク４上の第１の
光学ヘッド２０へと導かれる。

【００２４】そして、ウェーハ保持機構１０に図２中に
実線で示すようにウェーハ６が正しく保持されている場
合は、図３に示すように、ウェーハ６はウェーハディス
ク４から浮き上がっていないので、第１の光学ヘッド２
０から出力された光２５は、このウェーハ６に遮られ
て、第２の光学ヘッド２２には到達しない。

【００２５】一方、ウェーハ保持機構１０においてウェ
ーハ６が正しく置かれずに、例えば図２中に２点鎖線で
示すようにウェーハ６の一部分が固定ブロック１４上に
乗り上げる等して、ウェーハ６がウェーハディスク４か
ら浮き上がっていると、前述したように光学ヘッド２２
からの光２５はウェーハディスク４のごく表面近傍を通
っているので、図４に示すように、第１の光学ヘッド２
０から出力された光２５は、ウェーハ６に遮られること
なく第２の光学ヘッド２２に到達する。そしてこの光２
５が、図１に示すように、第２の中継レンズユニット３
４および第２の光ファイバ３０を経由して受光器２６に
導かれ、受光器２６はそれに応じた信号を出力する。こ
れによって、ウェーハ６の浮き上がりを検出することが
できる。この検出結果を利用することにより、ウェーハ
６の脱落による破損等が起こるのを未然に防止すること
ができる。

【００２６】そしてウェーハディスク４を前述したよう
に一定ピッチずつ回転させることにより、上記のような
検出を、ウェーハディスク４上の全てのウェーハ保持機
構１０におけるウェーハ６について行うことができる。

【００２７】しかもこのウェーハ浮き上がり検出装置で
は、単にウェーハディスク４上の各ウェーハ保持機構１
０に発光器および受光器をそれぞれ設けてウェーハ６の
浮き上がりを検出する場合に比べて、次のような効果が
得られる。

【００２８】 真空容器２内に発光器および受光器を
収納すると、それらから、更にはそれらに対する電気配
線から、ガスが発生して真空容器２内の真空度を悪化さ
せる要因になると共に、真空中において発光器および受
光器が正しく動作しない恐れがあるが、この検出装置で
は発光器２４および受光器２６を真空容器２の外に設け
ているので、そのような不都合が全く起こらない。

【００２９】 ウェーハディスク４上の各ウェーハ保
持機構１０に発光器および受光器をそれぞれ設けるとウ
ェーハディスク４上で多くのスペースが必要になると共
に、ウェーハディスク４は回転および場合によっては並
進もするので、ウェーハディスク４上の各発光器および
受光器に対する電気配線が困難になるが、この検出装置
では各ウェーハ保持機構１０には小さな光学ヘッド２０
および２２を埋め込んでおけば良いので余分なスペース
を必要とせず、また電気配線も全く不要である。

【００３０】 多数のウェーハ保持機構１０に対し
て、一組の発光器２４、受光器２６、光ファイバ２８お
よび３０ならびに中継レンズユニット３２および３４を
共用できるので、コスト的にも安くできる。

【００３１】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ウェー
ハディスクに設けられた各ウェーハ保持機構におけるウ
ェーハのウェーハディスクからの浮き上がりを検出する
ことができる。そしてこの検出結果を利用することによ
り、ウェーハの脱落による破損等が起こるのを未然に防
止することができる。

【００３２】しかもこのウェーハ浮き上がり検出装置で
は、単にウェーハディスク上の各ウェーハ保持機構に発
光器および受光器をそれぞれ設けてウェーハの浮き上が
りを検出する場合に比べて、次のような効果が得られ
る。

【００３３】 真空容器内に発光器および受光器を収
納すると、それらから、更にはそれらに対する電気配線
から、ガスが発生して真空容器内の真空度を悪化させる
要因になると共に、真空中において発光器および受光器
が正しく動作しない恐れがあるが、この検出装置では発
光器および受光器を真空容器の外に設けているので、そ
のような不都合が全く起こらない。

【００３４】 ウェーハディスク上の各ウェーハ保持
機構に発光器および受光器をそれぞれ設けるとウェーハ
ディスク上で多くのスペースが必要になると共に、ウェ
ーハディスクは回転および場合によっては並進もするの
で、ウェーハディスク上の各発光器および受光器に対す
る電気配線が困難になるが、この検出装置では各ウェー
ハ保持機構には小さな光学ヘッドを埋め込んでおけば良
いので余分なスペースを必要とせず、また電気配線も全
く不要である。

【００３５】 多数のウェーハ保持機構に対して、一
組の発光器、受光器、光ファイバならびに中継レンズユ
ニットを共用できるので、コスト的にも安くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るウェーハ浮き上がり
検出装置の構成を示す概略断面図である。

【図２】この発明の一実施例に係るウェーハ浮き上がり
検出装置を設けたウェーハディスクを部分的に示す平面
図である。

【図３】ウェーハが正しく保持されている場合を示す断
面図である。

【図４】ウェーハがウェーハディスクから浮き上がって
いる場合を示す断面図である。

【図５】従来のウェーハディスクを部分的に示す平面図
である。

【図６】図５の線Ｃ−Ｃに沿う概略拡大断面図である。

【符号の説明】

２ 真空容器 ４ ウェーハディスク ６ ウェーハ １０ ウェーハ保持機構 １２ スライドブロック １４，１６ 固定ブロック ２０ 第１の光学ヘッド ２２ 第２の光学ヘッド ２４ 発光器 ２５ 光 ２６ 受光器 ２８ 第１の光ファイバ ３０ 第２の光ファイバ ３２ 第１の中継レンズユニット ３４ 第２の中継レンズユニット ３６ 固定部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｎ 8418−4Ｍ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空容器内に収納された回転式のウェー
   ハディスクであって、その周縁部に、互いに三角状に配
   置されたスライドブロックと二つの固定ブロックとによ
   ってウェーハの端面を押さえてウェーハを保持するウェ
   ーハ保持機構を複数有するものの各ウェーハ保持機構に
   おけるウェーハの浮き上がりを検出する装置であって、
   前記各ウェーハ保持機構の一方の固定ブロックの内側端
   部にウェーハディスクを貫通させてそれぞれ設けられて
   いて、ウェーハディスクの裏面側からの光を受けてそれ
   をウェーハディスクの表面近くであってウェーハの厚さ
   よりも近い所を他方の固定ブロックに向けてウェーハデ
   ィスクの表面に沿って進むように出力する第１の光学ヘ
   ッドと、各ウェーハ保持機構の他方の固定ブロックの内
   側端部にウェーハディスクを貫通させてそれぞれ設けら
   れていて、第１の光学ヘッドからの光を受けてそれをウ
   ェーハディスクの裏面側へ出力する第２の光学ヘッド
   と、真空容器の外側に設けられていて光を発する発光器
   と、この発光器からの光を真空容器を貫通して真空容器
   内へ導く第１の光ファイバと、ウェーハディスクの裏面
   側に位置する固定部に固定されていて、ウェーハディス
   クを一定の検出位置に停止させた状態で、第１の光ファ
   イバからの光を空間を通して第１の光学ヘッドに入射さ
   せる第１の中継レンズユニットと、ウェーハディスクの
   裏面側の固定部に固定されていて、ウェーハディスクを
   前記検出位置に停止させた状態で、第２の光学ヘッドか
   らの光を空間を通して受ける第２の中継レンズユニット
   と、この第２の中継レンズユニットからの光を真空容器
   を貫通して真空容器外へ導く第２の光ファイバと、真空
   容器の外側に設けられていて、この第２の光ファイバか
   らの光を受けてそれを電気信号に変換する受光器とを備
   えることを特徴とするウェーハ浮き上がり検出装置。