JP3034286U - ウェハキャリアの歪み測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェハキャリアの歪みを測定するウェハキャ
リア歪み測定装置において、低コスト化を図るととも
に、より簡単な操作で測定を行うことができるようにす
る。 【解決手段】 アーム１２，１３先端の各接触部１０を
ウェハキャリア２内に挿入した状態でウェハキャリア２
内で垂直方向に移動させ、移動開始から各接触部１０が
棚部上面と接触するまでのキャリア変位量を各接触部ご
とに計測し、これを基準ウェハキャリア２に対して測定
した時のキャリア変位量と比較して歪みを測定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、半導体ウェハ等を収容するウェハキャリアの歪みを測定するウェハ キャリア歪み測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、半導体ウェハ等のウェハから半導体部品等を生産する現場において は、ウェハをウェハキャリア内に複数枚収容し、該ウェハキャリアからロボット により自動的にウェハを取り出して順次加工処理工程に供給し、また加工処理後 もウェハを順次ウェハキャリアに戻すという作業を行っている。このように、ウ ェハをウェハキャリア単位で取り扱い、作業者が直接にウェハに触れないように することで、ＩＣ等の精密加工部品の品質を高く保つことが可能となる。

【０００３】 上記ウェハキャリアには、左右両側壁の内側にウェハの周縁を載置するための 複数の棚板が形成されている。この棚板にはウェハの端部以外の部分が接しない ように、中央には切り欠きが設けられており、また前面は（物によっては背面も ）ウェハ収容、取り出しのために開放されている。このウェハキャリアは、前述 したような加工処理の現場のみならず、販売に際しての輸送、保管に使用されて いる。

【０００４】 ところで、ウェハキャリアへのウェハの収容や該キャリアからのウェハの取り 出しは、ロボットのメカニカルハンドにより行われる。このロボットによる搬送 や位置決め等の精度は極めて高いため、ウェハキャリアの変形によりウェハが本 来の位置よりも僅かにずれた位置にあると、収容、取り出しの際に、次のような 不具合を生じる。すなわち、ウェハキャリアにウェハを収容する際には、メカニ カルハンドの先端がウェハを掴んだ状態でウェハキャリア内に進入したときに、 ウェハがウェハキャリア内の棚部と衝突してウェハをキズつけてしまう。また、 ウェハキャリアからウェハを取り出す際には、メカニカルハンドの先端が、ウェ ハキャリア内に進入したときウェハに衝突して鳥出しができなかったり、ウェハ をキズつけたりしてしまう。

【０００５】 一般に、ウェハキャリアの大半はプラスチックなどの樹脂成型品であり、いか に精密に成形したとしても、熱変形や経時変化等により歪みが生じやすいため、 ウェハキャリアの歪み測定が必要となっていた。

【０００６】 従来のこの種の歪み測定装置としては、例えばウェハキャリア内の棚部に検査 用のウェハをセットし、このウェハの高さ、傾きなどを複数のレーザセンサによ り測定するようにしたものや、エアマイクロメータと呼ばれるギャップの測定装 置を備えた検査用の測定治具をウェハキャリア内に挿入し、棚部間のギャップの 位置を正確に測定することによりウェハキャリアの歪みを検査するようにしたも のが知られている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来技術のうち、レーザセンサを用いたものにおいては、 高価なレーザセンサが複数個必要となるため、コストが高くなるという問題点が あった。また、レーザセンサの位置決めには高精度が要求されるうえ、測定の度 に検査用ウェハをセットしなければならないなど、測定に手間と時間がかかると いう問題点があった。

【０００８】 一方、エアマイクロメータを用いたものにおいては、コストが高くなるという 問題点があった。また、エアマイクロメータは高い位置精度が要求されるうえ、 測定レンジが狭いため、測定すべきウェハキャリア内に測定治具を挿入する際に 高精度の調整が必要であり、測定に神経を使い、手間と時間がかかるという問題 があった。

【０００９】 また、いずれのものにおいても、高精度の調整が要求されるため調整に神経を 要するのみならず、一旦設定したものも外部からの振動その他の外的要因で崩れ やすく、その場合の再調整が面倒であるという実用上の難点がある。

【００１０】 本考案は、上記従来装置に比べて低コスト化が可能になるとともに、より簡単 な操作で測定を行うことができ、さらに高精度の調整が不要で、しかも一旦設定 した測定位置が崩れても再調整が不要、もしくは極めて容易なウェハキャリアの 歪み測定装置を提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案による歪み測定装置は、少なくとも前面が開放され、左右両側壁に半導 体ウェハの周縁を載置するための複数の棚部が形成されたウェハキャリアの歪み を測定する測定装置であって、 下面に接触部が設けられた先端が定位置から上方向に微動可能に構成されたア ーム部を複数個備え、前記接触部が前記ウェハキャリアの左右両側壁に形成され た同一高さ位置の棚部上面上方の待機位置までそれぞれ進入可能に配置され、前 記各接触部の上方向への移動を検知し、該各接触部が前記定位置から上方向への 移動を開始したときに検知信号を出力する検知手段と、 前記各接触部が前記待機位置から、前記棚部上面に接触位置まで移動するよう に前記ウェハキャリアと前記測定手段とを垂直方向に相対移動させる垂直移動手 段と、 該相対移動の移動量を測定して出力する垂直移動量出力手段と、 前記垂直方向の相対移動時に、前記各接触部のいずれかの接触部が前記棚部上 面に最初に接触して前記検知信号が出力されてから、いずれ型の接触部が前記棚 部上面に接触して前記検知信号が出力されるまでのキャリア変位量を計測する計 測手段と、 前記計測手段で計測されたキャリア変位量を、基準となるウェハキャリアにつ いて計測したときのキャリア変位量に対する偏差として出力する歪み量出力手段 とを備えたことを特徴とするものである。

【００１２】 なお、上記接触部とは、必ずしも棚部上面に機械的に接触するものでなくても よく、例えば半導体との物理的接触を避けたい場合には、ピン状の接触子の先端 からエアを吹き出すようにして、極く小さいエアクッションを介して棚部に疑似 接触する方式のものとしてもよい。

【００１３】 上記歪み測定装置において、検知手段の各接触部が略同一平面上に保たれたま まで待機位置に配置されるように、水平移動手段により前記検知手段とウェハキ ャリアとを水平方向に相対移動させ、さらにこの状態から前記接触部と棚部上面 とが接触するように、垂直移動手段により前記ウェハキャリアと前記検知手段と を垂直方向に相対移動（例えば検知手段全体を下降）させると、前記検知手段の 各接触部は徐々にウェハキャリア内の棚部上面と接触し、上方向へ押し上げられ る。そして、接触部が定位置から上方へ移動し始めると、該接触部に対応する検 知手段から検知信号が出力される。こうして複数の接触部が全て上方への移動を 開始し、それぞれの検知手段から検知信号が出力されると、計測手段は前記垂直 移動手段による垂直方向への相対移動の開始から検知信号が出力されるまでのキ ャリア変位量を、各接触部ごとに計測する。この場合、仮にウェハキャリアの棚 部に歪みがなく、棚部上面の高さが完全に同一であったとしても、各接触部の高 さを完全に正確に同一にすることは実際上できないので、相対移動の開始から検 知信号が出力されるまでのウェハキャリア移動量は接触部ごとに異なったものと なる。歪み量出力手段では、基準となるウェハキャリアについて予め計測した各 接触部のキャリア変位量が記憶されており、測定したウェハキャリアの各接触部 のキャリア変位量を、前記基準となるウェハキャリアについて計測した各接触部 のキャリア変位量に対する偏差として出力する。これによると、各接触部が完全 に同一平面上になくても、あらかじめ基準となるウェハキャリアについて計測し たときの各接触部のキャリア変位量を基準値とすることにより、その後に測定し たウェハキャリアのキャリア変位量を、全て基準値に対する偏差として表すこと ができる。したがって、使用者は各接触部ごとに出力された偏差を参照し、その 値が許容範囲内に入っているか否かを調べることにより、ウェハキャリアの歪み の良否を判定することができる。

【００１４】 ここで、アーム部先端の定位置とは、アーム部先端に外力が作用しておらず、 アーム部全体が静止しているときの位置をいう。この定位置では、各先端の下部 に設けられた接触部は略同一平面上にある。本来、各接触部は同一平面上にある ことが望ましいが、実際に複数の接触部を完全に同一平面上にセットすることは 難しい。そこで、本考案においては各接触部を略同一平面上にセットするものと し、計測された各接触部のキャリア変位量を、基準となるキャリア変位量に対す る偏差として出力するようにしている。

【００１５】 また、待機位置とは、各アーム部先端の接触部が測定開始前に配置される位置 をいう。この待機位置では、各アーム部先端の接触部は平面的に棚部上面上方の 測定点上にあり、かつ前記棚部上面とは非接触の状態を保っている。

【００１６】 前記移動検知手段とは、アーム部の先端下部に設けられた接触部の上方向への 移動を検知し、該接触部が上方向への移動を開始した瞬間に移動検知信号を出力 することができれば、いかなるものであってもよい。具体的には、例えばアーム の変動を、アームの一部を挟んで対向して設けられた発光素子と受光素子とから なる光センサにより検知するものを用いることができる。

【００１７】 前記水平移動手段としては、検知手段の各接触部がウェハキャリア内の待機位 置に配置されるように移動可能なものであれば、どのように構成されたものであ ってもよい。例えば検知手段を固定し、該検知手段に向かってウェハキャリアを 水平方向に移動するような移動装置、またはウェハキャリアを固定し、該ウェハ キャリアに向かって検知手段を水平方向に移動するような移動装置、あるいは検 知手段とウェハキャリアの両方を互いに水平方向に移動するような移動装置など を用いることができる。

【００１８】 例えばウェハキャリアを固定して、検知手段を水平方向に移動するように構成 した場合には、検知手段からウェハキャリアに向かってガイドレール等を配設し 、該ガイドレールに沿って検知手段全体又はアーム部を水平方向にスライドさせ るような機構を用いることができる。なお、水平方向へのスライドは、検知手段 にスライドハンドルを設け、手動により該ハンドルをウェハキャリア側に押し出 し又は引き戻すようにしてもよいし、ギヤの回転を水平方向の往復運動に変換す るようなギヤ機構を設け、該ギヤ機構を手動又はパルスモータ等により回転させ る等の手法を用いることができる。

【００１９】 前記垂直移動手段としては、検知手段の各接触部が待機位置に配置されている 状態から、徐々にウェハキャリア内の棚部上面と接触するように移動可能なもの でれば、どのように構成されたものであってもよい。例えばウェハキャリアを固 定し、検知手段を垂直方向に移動するような移動装置、または検知手段を固定し 、ウェハキャリアを垂直方向に移動するような移動装置、あるいはウェハキャリ アと検知手段の両方を互いに垂直方向に移動するような移動装置などを用いるこ とができる。例えば検知手段を固定して、ウェハキャリアを垂直方向に移動する ように構成した場合には、ウェハキャリアを載置するキャリア台と、該キャリア 台を垂直方向に昇降させる昇降装置とを設け、キャリア台に載置されたウェハキ ャリアを昇降装置により垂直方向にスライドさせるような機構を用いることがで きる。なお、垂直方向へのスライドは、ギヤの回転を垂直方向の往復運動に変換 するようなギヤ機構を設け、該ギヤ機構を手動又はパルスモータ等により回転さ せる等の手法を用いることができる。

【００２０】 また、前記垂直移動手段において、相対移動時の移動量をキャリア変位量とし て出力するとは、例えば検知手段を固定して、ウェハキャリアを垂直方向に移動 するように構成した場合には、ウェハキャリアの移動量を、その移動距離に対応 したパルス数で出力することをいう。例えば０．０１mmごとに１パルスが出力さ れるとすると、ウェハキャリアが垂直方向に１mm移動したときには１００パルス がキャリア変位量として出力される。

【００２１】 本考案による歪み測定装置は、前記各接触部の前記待機位置を、前記ウェハキ ャリア前面の手前側と奥側にそれぞれ設定することもできる。これによると、各 接触部は左右両側壁に形成された同一高さ位置の棚部上面であって、かつウェハ キャリア前面の手前側と奥側にそれぞれ接触することになるため、接触部はウェ ハが載置される棚部上の４点を測定することになる。

【００２２】 また、前記検知手段を垂直方向に複数配設し、前記ウェハキャリアの複数の異 なる高さ位置の棚部における歪みを測定するようにしてもよい。このようにする と、複数の検知手段をウェハキャリアの最上部、中央、最下部等に配設すること により、ウェハキャリア全体の歪みを測定することができる。

【００２３】 前記検知手段の各アーム部は、先端と後端が上下反対方向に移動するよう長手 方向の所定位置で軸支して回動自在とし、前記先端に形成された接触部の上方向 への移動を、前記後端に配設された検知手段により後端の下方向への移動として 検知するようにすることができる。

【００２４】

【考案の効果】

本考案による歪み測定装置においては、複数の接触部を略同一平面上に保った ままでウェハキャリア内を垂直方向に移動し、該移動開始から棚部上面と接触部 との接触が検知されるまでのキャリア変位量を各接触部ごとに計測するとともに 、計測したキャリア変位量を、基準となるウェハキャリアのキャリア変位量に対 する偏差として出力するようにしたので、レーザセンサやエアマイクロメータ等 の高精度を要求される装置を用いて測定する場合に比べて、より簡単な操作で測 定を行うことができる。

【００２５】 すなわち、基準ウェハキャリアとの比較で測定するものであるから、検知手段 の測定位置の設定に高精度が要求されないため、測定位置の調整に神経を使うこ とがなく、しかも一旦設定した測定位置が崩れても再調整が不要、もしくは極め て粗い設定でよいという実用上優れた効果を奏することができる。換言すれば、 製作誤差という環境定数、また種々の機械的変動による環境定数の変動に対して 何ら特別な補正操作の手を加えることなく、容易に正確な測定ができるという点 で実用上非常に有利である。

【００２６】 しかも、前記レーザセンサやエアマイクロメータ等の高価な部品を用いる必要 がないので、低コスト化を図ることができる。

【００２７】 なお、ウェハキャリアが載置される棚部上の少なくとも４点を測定するように したものにおいては、棚部の傾きだけでなく、捻れ具合をも測定することができ る。また、複数の検知手段によりウェハキャリア内の異なる高さ位置の棚部にお ける歪みを測定するようにしたものにおいては、ウェハキャリアの上部のみ、あ るいは下部のみの部分的な歪み具合を測定することができる。

【００２８】

【考案の実施の形態】

以下、本考案に係わるウェハキャリアの歪み測定装置の一実施形態を図面を参 照して説明する。なお、各図においては、歪み測定装置の構造、外観等を必要に 応じて簡略化または省略している。

【００２９】 図１は、本実施の形態による歪み測定装置の概略斜視図である。この歪み測定 装置１は、ウェハキャリア２の歪みを測定する測定部３と、該測定部３をウェハ キャリア２向かって水平方向に移動する水平移動部４と、ウェハキャリア２を垂 直方向に移動する垂直移動部５と、歪み量算出部６と、操作パネル７とから構成 されている。

【００３０】 まず、測定部３について説明する。

【００３１】 図２は、測定部３の内部構造を示す概略平面図、図３は図２のＸ−Ｘ線断面に 相当する概略側断面図である。以下、図２及び図３を適宜参照しながら測定部３ の構造を説明する。

【００３２】 測定部３には、先端が後述する定位置から上方に移動可能に構成されたアーム 部１１、１２、１３、１４が配設されている。各アーム部の先端には、支持板１ １ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａがそれぞれ配設されており、各支持板の先端下部 には半球形の接触部１０が形成されている。各アーム部先端は、測定時以外は図 ３に示すような定位置で静止している。すなわち、定位置とは各アーム部先端に 外力が作用しておらず、アーム部全体が静止しているときの位置をいう。また、 アーム部先端が定位置にあるときには、図３の線ａで示すように接触部１０は略 同一平面上に位置するように構成されている。

【００３３】 なお、この実施形態の測定部３においては、ウェハキャリア３の上、中、下、 ３か所の歪みを測定するため、図３に示すようにアーム部が３段に配設されてい る。しかし、各段におけるアーム部の構成はほぼ同一であるため、この実施形態 では最上段にあるアーム部１１〜１４についてのみ説明する。

【００３４】 前記各アーム部１１〜１４は、その長手方向の所定位置において軸１５により 軸支されており、各アーム部は、この軸１５を中心としてそれぞれ独立して回動 自在となるように構成されている。なお、軸１５は測定部３の左右両側板３ａ、 ３ｂの間に掛け渡されている。各アーム部１１〜１４の後端には、センサ板１６ 、１７、１８、１９が配設されており、さらに、このセンサ板１６〜１９と対向 する位置には移動センサ２１、２２、２３、２４が配設されている。この移動セ ンサ２１〜２４は、発光素子と受光素子とからなる光センサにより構成されてい る。図２において、略凹形に形成された部分20の対向する両内面にそれぞれ図示 しない発光素子と受光素子が配設され、その間に前記センサ板16〜19が非接触で 挿入されている。接触部１０が定位置にあるときは、図３に示すようにセンサ板 が両センサ間を遮断しているため、発光素子から照射された光は受光素子には到 達しないが、アームの下降にともない接触部１０がウェハキャリアの棚部に接触 して上方に移動すると、アーム部は軸１５を中心として反時計方向に回動するた め、センサ板16〜19は下方に移動する。すると、発光素子と受光素子との間が開 放されるため、発光素子から照射された光が受光素子に到達する。これにより、 前記接触部１０の上方への移動が移動検知センサにより検知され、移動検知信号 が後述する歪み量算出部６へ出力される。本実施形態の測定部３においては、各 アーム部１１〜１４を長手方向の所定位置で軸支し、各アーム部先端と連動する 後端に移動センサ２１〜２４を配設するようにしたので、各アーム部先端に設け られた接触部１０の移動を簡単な構造により検知することができる。

【００３５】 移動センサ２１〜２４は、それぞれ下端の所定位置において軸２５により軸支 されている。また、上端は測定部３の背板３ｃとそれぞれスペーサ２６を介して ボルト２７により係合固定されている。なお、軸２５は測定部３の左右両側板３ ａ、３ｂの間に掛け渡されている。

【００３６】 また、アーム部１１〜１４のセンサ板寄りの上面には、調整ネジ２８が取り付 けられている。この調整ネジ２８はアーム部先端の平面位置を調整するためのも ので、この調整ネジ２８の高さを調整することにより、各アーム部先端の接触部 １０を定位置に設定することができる。なお、中段及び下段のアーム部に取り付 けられた調整ネジ２８は、測定部３の左右両側板３ａ、３ｂ間に掛け渡された内 部仕切板２９の下部と当接している。

【００３７】 次に、水平移動部４について説明する。

【００３８】 図１に示すように、本実施形態の水平移動部４は、測定部３を矢印方向に水平 移動するように構成されており、この水平移動によってウェハキャリア２内に測 定部３を挿入し、またウェハキャリア２から測定部３を待避させている。

【００３９】 測定部３を水平移動させる機構としては、図示しないガイドレールに沿って測 定部３全体を水平方向にスライドさせるような機構が用いられている。測定部３ の背面には、図示しないスライドハンドルが取り付けられており、該スライドハ ンドルをウェハキャリア２側に押し込むことにより、前記アーム部をウェハキャ リア２内に進入させることができる。また、前記スライドハンドルを引き戻すこ とにより、前記アーム部をウェハキャリア２内から退避させることができる。こ れらの動作はいずれも手動により行われるが、例えばギヤの回転を水平方向の往 復運動に変換するようなギヤ機構を設け、該ギヤ機構を手動又はパルスモータ等 により回転させる等の手法により測定部３を移動させるようにしてもよい。

【００４０】 また、水平移動部４の構成は、測定部３の各アーム部先端がウェハキャリア２ 内の後述する待機位置に配置されるように移動可能なものであれば、どのように 構成されたものであってもよい。例えば、測定部３を固定し、該測定部３に向か ってウェハキャリア２を水平方向に移動するようにしたものや、測定部３とウェ ハキャリア２の両方を互いに水平方向に移動するようにしたものなどを用いるこ とができる。

【００４１】 次に、垂直移動部５について説明する。

【００４２】 図１に示すように、本実施形態の垂直移動部５は、キャリア台５ａ上に固定配 置されたウェハキャリア２を矢印方向に垂直移動するように構成されており、こ の垂直移動によってウェハキャリア２を後述する待機位置から上方に持ち上げ、 また、ウェハキャリア２を元の待機位置に復帰させる。

【００４３】 ウェハキャリア２を垂直移動させる機構としては、キャリア台５ａを垂直方向 に昇降させる図示しない昇降装置が設けられている。垂直方向への移動は、ギヤ の回転を垂直方向の往復運動に変換するギヤ機構が設けられ、該ギヤ機構と連動 する図示しないキャリア昇降ハンドルを手動で回すことにより行う。このキャリ ア昇降ハンドルを所定方向に回すとキャリア台５ａは上方に移動し始めるが、必 要以上に移動させるとアーム部を破損するおそれがあるので、所定距離だけ移動 した後はハンドルが回らないように構成されている。なお、前記ギヤ機構をパル スモータ等により回転させるようにしてもよい。

【００４４】 また、垂直移動部５の構成は、測定部３の各接触部１０が後述する待機位置に 配置されている状態から、徐々にウェハキャリア２内の後述する棚部上面と接触 するように移動可能なものでれば、どのように構成されたものであってもよい。 例えば、ウェハキャリア２を固定し、測定部３を垂直方向に移動するようにした ものや、ウェハキャリア２と測定部３の両方を互いに垂直方向に移動するように したものなどを用いることができる。

【００４５】 さらに、前記垂直移動部５においては、垂直移動時の移動量をキャリア変位量 として歪み算出部６に出力している。ここでは、ウェハキャリア２の垂直方向へ の移動量を、その移動距離に対応したパルス数で出力するようにしている。例え ば０．０１mmごとに１パルスが出力されるとすると、ウェハキャリア２が垂直方 向に１mm移動したときには１００パルスがキャリア変位量として出力される。本 実施形態のように、キャリア変位量をデジタル数値で計測すると、キャリア変位 量をアナログ数値で計測するようにした場合に比べて測定誤差を少なくすること ができるので、より高精度な測定が可能となる。

【００４６】 図４は、測定部３の各アーム部先端がウェハキャリア内の待機位置に配置され た状態を示す概念平面図である。測定部３をウェハキャリア２側にスライドさせ 、図４に示すように各アーム部先端をウェハキャリア２内に完全に挿入すると、 各接触部１０はウェハキャリア２内の各測定点上に配置される。図４の各接触部 １０の真下が測定点となる。

【００４７】 図５は、図４のＹ−Ｙ断面に相当する概略断面図である。ウェハキャリア２に は、左右両側壁２ａ、２ｂの間にウェハを載置するための複数の棚板３１が形成 されており、待機位置における各アーム部先端の接触部１０は、同一高さ位置に ある棚板上面３１ａの上方の各測定点上に配置されている。この待機位置におい て、各アーム部先端の接触部１０は定位置にあり、また各接触部１０と棚部上面 ３１ａとは非接触の状態を保っている。

【００４８】 なお、本実施の形態においては、棚部上面３１ａのうち、特にウェハキャリア 前面の手前側と奥側の４点を測定するようにしている。このように棚部上面３１ ａ上の４点を測定することにより、同一高さ位置にある左右の棚部３１の傾きだ けでなく、捻れ具合をも測定することができる。なお、測定点は４点以上あって もよい。

【００４９】 次に、歪み算出部６のシステム構成を、図６に示すブロック図を用いて簡単に 説明する。

【００５０】 歪み算出部６は、計測手段４１、歪み量出力手段４２、歪み判定手段４３、表 示手段４４から構成されている。

【００５１】 計測手段４１は、移動センサ２１〜２４及び垂直移動部５と接続されており、 移動センサ２１〜２４からは検知信号が、垂直移動部５からはキャリア変位量を 示すパルス信号がそれぞれ入力される。計測手段４１は、垂直移動部５によるウ ェハキャリア２の上方への移動開始から、移動センサ２１〜２４により検知信号 が出力されるまでのキャリア変位量を、各接触部１０ごとに計測する。

【００５２】 歪み量出力手段４２は、計測手段４１で計測された各接触部１０のキャリア変 位量を、基準となるウェハキャリアについて計測したときの各接触部のキャリア 変位量に対する偏差として算出し、歪み判定部４３に出力する。

【００５３】 歪み判定手段４３は、前記歪み量出力手段４２の出力する偏差が、あらかじめ 設定された許容範囲を越えるかどうかを判定し、判定結果を表示手段４４に出力 する。

【００５４】 表示手段４４は、装置本体前面の操作パネル７（図１参照）に配設されており 、前記歪み判定手段４３から出力された判定結果を、数値、メッセージ等の使用 者が認識可能な形式で表示する。

【００５５】 本実施の形態のように、歪み算出部６に歪み判定手段４３を設けた場合には、 測定したウェハキャリアの偏差が許容範囲を越えるかどうかの判定を人為的に行 う必要がないので、測定したウェハキャリアの歪みの良否を正確、かつ速やかに 判定することができる。ただし、歪み量出力手段４２で算出した偏差を表示手段 ４４に数値等で表示し、使用者により歪みの良否を判定させるようにしてもよい 。また、外部コンピュータと接続し、測定データをファイル形式で管理すること もできる。

【００５６】 次に、以上のように構成された歪み測定装置１において、ウェハキャリアの歪 み測定を行う場合の動作について説明する。

【００５７】 最初に、基準となるウェハキャリア（以下、基準ウェハキャリアという）につ いてキャリア変位量を測定する。

【００５８】 この基準ウェハキャリアは、各部が歪みなく基準寸法となるように例えば金属 で精密に製作された検査用のウェハキャリアである。

【００５９】 まず、図１に示すように、基準ウェハキャリアを垂直移動部５のキャリア台５ ａ上に載置する。次に、水平移動部４により測定部３を基準ウェハキャリアに向 かってスライドさせ。各アーム部先端の接触部１０を図４のように待機位置に配 置させる。このとき、各アーム部先端の接触部１０は、同一高さ位置にある棚部 上面上方と非接触の状態にある。

【００６０】 次に、垂直移動部５の図示しないキャリア昇降ハンドルを所定方向に回して、 基準ウェハキャリアを待機位置から上方に移動させる。すると、図５と同一断面 で示す図６のように、各アーム部先端の接触部１０は、徐々にウェハキャリア２ 内の棚部上面３１ａと接近し、やがて接触して棚部上面３１ａにより上方へ押し 上げられる。そして、接触部１０が上方に移動すると、各アーム部先端の上方へ の移動が移動センサ２１〜２４により検知され、検知信号が歪み量算出部６の計 測手段４１へ出力される。なお、各接触部１０は略同一平面上にあり、寸法的に は若干のバラツキがあるため、基準ウェハキャリアを上方に移動させたときに、 ４つの接触部１０が棚部上面３１ａに同時に接触することはない。すなわち、図 ７に示すように、各接触部１０のうち、最も下方に位置する接触部１０（この場 合は、アーム部１２に設けられた接触部１０）から順に棚部上面３１ａに接触す ることになる。

【００６１】 計測手段４１では、垂直移動部５による基準ウェハキャリアの上方への移動開 始から、移動センサ２１〜２４により検知信号が出力されるまでのキャリア変位 量を各接触部１０ごとに計測し、全ての接触部１０についてのキャリア変位量を 基準データとして記憶する。本実施形態では、キャリア変位量をウェハキャリア の上方への移動量に対応するパルス数で表している。ここでは、基準ウェハキャ リアについて、図８に示すような基準データが得られたものとする。図８の測定 点Ａ〜Ｄは、図４の各接触部１０を示す符号Ａ〜Ｄに対応している。また、ここ では最上段にあるアーム部先端の接触部についてのみ基準データを示すものとす る。図８の基準データには若干のバラツキがあるが、後述するように測定データ は基準データに対する偏差として算出されるため、基準データはどのようにバラ ついていても測定精度には影響しない。なお、図８に示す数値は、実際の測定時 の数値とは必ずしも対応していない。

【００６２】 さて、基準ウェハキャリアについてキャリア変位量を測定した後、キャリア昇 降ハンドルを逆方向に回して基準ウェハキャリアを待機位置に復帰させる。そし て、水平移動部４により測定部３をスライドさせ、基準ウェハキャリアから待避 させる。これで、基準ウェハキャリアについてのキャリア変位量の測定が完了し たことになる。

【００６３】 次に、検査対象となるウェハキャリア（以下、製品ウェハキャリアという）に ついてキャリア変位量を測定する。ただし、製品ウェハキャリアについてのキャ リア変位量の測定手順は、先に説明した基準ウェハキャリアの場合と同じである ため、ここでは説明を省略する。

【００６４】 計測手段４１は、垂直移動部５による製品ウェハキャリアの上方への移動開始 から、移動センサ２１〜２４により検知信号が出力されるまでのキャリア変位量 を各接触部１０ごとに計測し、全ての接触部１０についてのキャリア変位量を測 定データとして記憶する。ここでは製品ウェハキャリア１〜３について測定を行 い、図８に示すようにそれぞれ測定データ１〜３が得られたものとする。（実際 には、測定誤差を最小にするため、この製品ウェハキャリアについて複数回測定 をしてその平均値を測定値とする。） 次に、歪み量出力手段４２は、計測手段４１で計測された各製品ウェハキャリ アのキャリア変位量を、基準ウェハキャリアについて計測したときのキャリア変 位量に対する偏差として出力する。図８では、各測定データ１〜３の下段に算出 した偏差を示す。

【００６５】 歪み判定手段４３は、前記歪み量出力手段４２の出力する偏差が、あらかじめ 設定された許容範囲を越えるかどうかを判定する。例えば、許容範囲を±３とす ると、測定データ１は偏差の最小値と最大値との差が３であり許容範囲内にある ため、この製品ウェハキャリア１については良と判定される。一方、測定データ ２および３については偏差の最小値と最大値との差がそれぞれ５および７であり 許容範囲を超えているので、製品ウェハキャリア２および３については、不良と 判定される。歪み判定手段４３における判定結果を図９に示す。

【００６６】 これらの判定結果は、装置本体前面の操作パネル７に配設された表示パネル上 に表示される。なお、判定結果は製品ウェハキャリアを測定するごとに表示して もよいし、１ロットごとにまとめて記憶しておき、記録紙などに出力するように してもよい。

【００６７】 以上説明したように、本実施形態に係わる歪み測定装置１においては、従来装 置のようにレーザセンサやエアーマイクロメータ等の高精度を要求される装置を 用いることがないので、低コスト化を図ることができる。

【００６８】 また、各アーム部先端の接触部は略同一平面上に保たれていればよいので、レ ーザセンサ等の高精度な装置を用いる場合に比べて、位置決めや調整を簡単に行 うことができる。しかも、測定の度に検査用ウェハをセットする必要がないので 、測定に手間と時間がかからず、より簡単な操作で測定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施の形態による歪み測定装置の概
略斜視図

【図２】測定部の内部構造を示す概略平面図

【図３】図２のＸ−Ｘ断面に相当する概略断面図

【図４】各アーム部先端がウェハキャリア内の待機位置
に配置された状態を示す概念平面図

【図５】図４のＹ−Ｙ断面に相当する概略断面図（待機
位置）

【図６】歪み算出部のシステム構成を示すブロック図

【図７】図４のＹＹ断面に相当する概略断面図（測定
時）

【図８】測定点Ａ〜Ｄにおける基準データを各測定デー
タを示す図

【図９】歪み判定手段における判定結果を示す図

【符号の説明】

１ 歪み測定装置 ２ ウェハキャリア ３ 測定部 ４ 水平移動部 ５ 垂直移動部 ６ 歪み測定部 ７ 操作パネル １０ 接触部 １１〜１４ アーム部 ２１〜２４ 移動センサ ３１ 棚部 ３１ａ 棚部上面 ４１ 計測手段 ４２ 歪み量出力手段 ４３ 歪み判定手段 ４４ 表示手段

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも前面が開放され、左右両側壁
   に半導体ウェハの周縁を載置するための複数の棚部が形
   成されたウェハキャリアの歪みを測定する測定装置であ
   って、 下面に接触部が設けられた先端が定位置から上方向に微
   動可能に構成されたアーム部を複数個備え、前記接触部
   が前記ウェハキャリアの左右両側壁に形成された同一高
   さ位置の棚部上面上方の待機位置までそれぞれ進入可能
   に配置され、前記各接触部の上方向への移動を検知し、
   該各接触部が前記定位置から上方向への移動を開始した
   ときに検知信号を出力する検知手段と、 前記各接触部が前記待機位置から、前記棚部上面に接触
   位置まで移動するように前記ウェハキャリアと前記測定
   手段とを垂直方向に相対移動させる垂直移動手段と、 該相対移動の移動量を測定して出力する垂直移動量出力
   手段と、 前記垂直方向の相対移動時に、前記各接触部のいずれか
   の接触部が前記棚部上面に最初に接触して前記検知信号
   が出力されてから、いずれ型の接触部が前記棚部上面に
   接触して前記検知信号が出力されるまでのキャリア変位
   量を計測する計測手段と、 前記計測手段で計測されたキャリア変位量を、基準とな
   るウェハキャリアについて計測したときのキャリア変位
   量に対する偏差として出力する歪み量出力手段とを備え
   たことを特徴とするウェハキャリアの歪み測定装置。
2. 【請求項２】 前記各接触部の前記待機位置を、前記ウ
   ェハキャリア前面の手前側と奥側にそれぞれ設定したこ
   とを特徴とする請求項１記載のウェハキャリアの歪み測
   定装置。
3. 【請求項３】 前記検知手段を垂直方向に複数配設し、
   前記ウェハキャリアの複数の異なる高さ位置の棚部にお
   ける歪みを測定するようにしたことを特徴とする請求項
   １記載のウェハキャリアの歪み測定装置。
4. 【請求項４】 前記垂直移動手段の出力するキャリア変
   位量を、前記ウェハキャリアの移動量に対応するパルス
   数としたことを特徴とする請求項１記載のウェハキャリ
   アの歪み測定装置。
5. 【請求項５】 前記検知手段の各アーム部は、先端と後
   端が上下反対方向に移動するよう回動自在に長手方向の
   所定位置で軸支され、前記先端に形成された接触部の上
   方向への移動を、前記後端に配設された移動検知手段に
   より検知することを特徴とする請求項１記載のウェハキ
   ャリアの歪み測定装置。