JP3915159B2

JP3915159B2 - ウエハ用カセット検査装置

Info

Publication number: JP3915159B2
Application number: JP3453097A
Authority: JP
Inventors: 元水流
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-02-19
Filing date: 1997-02-19
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2017-02-19
Also published as: JPH10233427A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエハを整列収納するカセットの変形や歪みを検査する、ウエハ用カセット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体産業の発展に伴い、半導体装置の製造工場においては、ウエハを整列収納したカセットの搬送の自動化が進められている。このような搬送の自動化は、主に、ロボットなどの搬送機械によって搬送がなされることにより実現されている。
ところで、このようなロボットなどの搬送機械による搬送方式では、カセットに変形や歪みがある場合に、搬送上のトラブルが発生してしまうことがある。したがって、トラブルを防止するため、カセットに変形や歪みが生じていないかを検査する必要がある。
従来、カセットの変形や歪みを検査するにあたっては、これら変形や歪みを高精度に測定するロボットタイプの検査装置が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このロボットタイプの検査装置は、高精度に測定を行うため構造が複雑で高価であり、また取り扱いが難しく、故障も多いものとなっている。しかも、これを用いた検査では、検査（測定）時間が一つのカセットに対して１０分程度かかってしまうため、多量にカセットを使用する場合に検査時間ロスが大きくなってしまう。また、このような検査時間ロスを無くすため専用工程を設けることも考えられるが、その場合にはＴＡＴ（turn-around-time）の低下を招くといった新たな不都合を生じてしまう。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、簡略な構造でありしたがって安価で取り扱いが容易であり、しかもカセットの変形や歪みの有無の検査を短時間で行うことのできるウエハ用カセット検査装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のウエハ用カセット検査装置では、カセットを載置するための底板と、該底板上に設けられてカセットの底部を位置決めする位置決め部材と、前記底板上にてカセットの側面側に配置される一対の側板と、該一対の側板の一方の側に配置され、かつカセットのウエハ入口側に配置される背板とを備えてなり、前記側板には、発光部と受光部とからなる第一の光センサが、発光部と受光部とが互いに対向した状態となるようにして該側板の一方に発光部が、他方に受光部が配設され、かつ、該第一の光センサが、位置決め部材によって位置決めされるカセットの下部前側と、下部後側と、上部前側と、上部後側の４か所にそれぞれ配設されており、前記背板には、前記位置決め部材によって位置決めされるカセットのウエハ入口側の両側の端縁よりそれぞれ外側でかつ該端縁のそれぞれの近傍に、その正面に該端縁が位置しているか否かを検出する第二の光センサが配設されていることを前記課題の解決手段とした。
【０００６】
このウエハ用カセット検査装置によれば、第一の光センサそれぞれを予めカセットのスリット位置に合わせておくことにより、カセットの下部前後および上部前後の４か所の位置検出を行うことが可能になり、また、第二の光センサによってカセットの両側の端縁の位置ずれを検出することが可能になる。したがって、第一の光センサによってカセットの下部前後および上部前後の４か所のスリットがそれぞれカセット底面に対し予め設定された位置にあるか否かが分かり、また第二の光センサによってカセットの両側の端縁の位置ずれがあるか否かが分かることにより、カセットに変形や歪みがあるか否かが分かる。
【０００７】
また、前記ウエハ用カセット検査装置においては、第一の光センサを、それぞれその位置が可変な状態で側板に取り付けるのが好ましく、このように可変にすれば、カセットの種類が変わりしたがってそのスリットの高さが変わっても、これに対応してその位置検出を行うことが可能になる。
また、前記ウエハ用カセット検査装置においては、位置決め部材としてカセットの種類に応じた複数種の形状のものを用意し、これらのうちの一つを、前記底板上に着脱可能に固定するのが好ましく、このように位置決め部材を複数種用意すれば、形状の異なる複数のカセットに対してそれぞれに変形や歪みの有無を検査することが可能になる。
【０００８】
また、前記ウエハ用カセット検査装置においては、第二の光センサを、それぞれその位置が可変な状態で背板に取り付けるのが好ましく、このように可変にすれば、カセットの種類が変わりしたがってその横幅が変わっても、これに対応してその端縁の位置ずれを検出することが可能になる。
また、前記ウエハ用カセット検査装置においては、側板の少なくとも一方を、これら側板が離間しあるいは近づくよう前記底板上にて可動に設けるのが好ましく、このように側板を可動に設ければ、カセットの種類が変わりしたがってその横幅が変わっても、これに対応してカセットのセットを行うことが可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のウエハ用カセット検査装置を詳しく説明する。
図１、図２、図３は本発明のウエハ用カセット検査装置の一実施形態例を示す図であり、図１はウエハ用カセット検査装置の平面図、図２は同じく正面図（図１における背板５側と反対の側から見た図）、図３は同じく側面図である。これらの図において符号１はウエハ用カセット検査装置であり、このウエハ用カセット検査装置１は、ウエハを整列収納するための複数のスリットを有したウエハ用カセットの変形を検査するためのものである。
【００１０】
ここで、ウエハ用カセット検査装置１の説明に先立ち、この検査装置１の検査対象となるウエハ用カセットについて図４を参照して説明する。
図４において符号５０はウエハ用カセット（以下、カセットと略称する）である。このカセット５０は、一方を開口した略箱状のもので、その開口部分をウエハ入口５１としたものである。このウエハ入口５１に対して左右の側板部５２、５２には、それぞれ多数のスリット５３…が水平方向に並列形成されている。これらスリット５３…は、左右の側板部５２、５２にて互いに向かい合うスリット５３、５３で対をなしており、この対のスリット５３、５３に一枚のウエハＷの両側が架け渡されるこにより、ウエハＷはこの対のスリット５３、５３間に固定されるようになっている。したがって、これらスリット５３の対がカセット５０の下側から上側にかけて等間隔で多数形成されていることにより、カセット５０はこれらスリット５３の対の数分、ウエハＷを整列収納できるようになっているのである。なお、スリット５３は、当然その幅がウエハＷの厚さより十分に大きく形成されている。
【００１１】
また、カセット５０のウエハ入口５１側には、左右の側板部５２、５２の端縁に連続してそれぞれ外側（横側）に延びる前延出板５４が形成されている。さらにカセット５０のウエハ入口５１と反対の側には、ウエハ入口５１の反対方向に延びる一対の後延出板５５、５５が形成されている。これら前延出板５４、後延出板５５は、後述するようにカセット５０を本発明のウエハ用カセット検査装置１で検査する際に、その位置決めのために用いられるようになっている。
【００１２】
図１、図２、図３に示したウエハ用カセット検査装置１は、このような構成のカセット５０の変形の有無を検査するためのもので、カセット５０を載置するための底板２と、該底板２上に設けられてカセット５０の底部を位置決めする位置決め部材３と、前記底板２上にてカセット５０の側面側に配置される一対の側板４ａ、４ｂと、該一対の側板４ａ、４ｂの一方の側に配置されてカセット５０のウエハ入口側を受ける背板５とを備えて構成されたものである。
【００１３】
底板２は、図１に示したようにカセット５０の底面に比べ十分に大きく形成された矩形状のもので、その上面における一方の短辺側には、長辺方向に沿う一対の溝６、６が形成されている。これら溝６、６は、後述するように前記一対の側板のうちの一方の側板４ａの位置を移動させる際の、案内溝として機能するものである。
【００１４】
位置決め部材３は、螺子等の公知の固定手段（図示略）によって底板２に着脱可能に固定されたもので、カセット５０の底部に嵌合する内部形状を有したものである。すなわち、この位置決め部材３は、カセット５０の底部の外形に対応する内部形状を有したもので、カセット５０の前延出板５４の裏面（後延出板５５側の面）に当接する前位置決め部７と、該前位置決め部７の外側にて前延出板５４の外側縁に当接する縁位置決め部８と、カセット５０の後延出板５５に係合する後位置決め部９とを有し、かつ、両側にカセット５０の側板部５２に当接する細板状の横位置決め部１０を有して形成されたものである。
なお、この位置決め部材３としては、検査対象となるカセットの種類に応じ、予め形状の異なる複数種のものが用意されている。したがって、検査毎に対象となるカセットに対応した位置決め部材３を用いることにより、単一種のカセットだけでなく複数種のカセットに対し、その位置決めが行えるようになっているのである。
【００１５】
側板４ａ、４ｂは、図２に示したように底板２の上面に当接する固定板部１１ａと、カセット５０の側面側に位置した状態となる側板本体１１ｂとからなる横面視Ｌ字状のもので、固定板部１１ａが底板２に螺子止めされたことによって底板２に固定されたものである。これら側板４ａ、４ｂのうち一方の側板４ａは、底板２上にてその位置が可動なものとなっている。すなわち、該側板４ａを固定する螺子１２が底板２に形成された前記溝６に沿って該溝６内を移動することにより、該側板４ａは、他方の側板４ｂと相対向した状態を維持しつつ底板２上にてその位置を移動できるようになっているのである。なお、他方の側板４ｂは、底板２に螺子止めされたことによってその位置が底板２に固定されている。
【００１６】
また、これら側板４ａ、４ｂには、第一の光センサ１３が合計４か所に配設されている。第一の光センサ１３は、発光素子からなる発光部１３ａと受光素子からなる受光部１３ｂとによって構成されたものである。これらは、互いに底板２に対して平行となる面上にて対向した状態となるように、例えば一方の側板４ａに発光部１３ａが、他方の側板４ｂに受光部１３ｂが設けられて構成されたもので、発光部１３ａから発せられた光を受光部１３ｂで受け、これにより発光部１３ａと受光部１３ｂとの間に光を遮断する物体があるか否かを検知するようになっている。
【００１７】
これら第一の光センサ１３…は、図１、図２、図３に示したように、側板４ａ（４ｂ）の下部で前側と下部で後側、および上部で前側と上部で後側の４か所にそれぞれ配置されたもので、図３に示したように側板４ａ、４ｂにおける前記４か所のそれぞれの箇所に形成された縦長の長孔１４に、挿通された状態で取り付けられたものである。すなわち、該第一の光センサ１３は、位置決め部材３によって位置決めされるカセット５０の下部で後側と下部で前側、および上部で後側と上部で前側の４か所に位置するようにそれぞれ配設されているのである。
【００１８】
ここで、同じ側板４ａ（４ｂ）にて横方向に隣合う二つの発光部１３ａ、１３ａ、および受光部１３ｂ、１３ｂは、図３に示したようにそれぞれセンサフレーム１５によって一体化されている。センサフレーム１５は、細長い矩形板状のもので、その両端部に形成した一対の孔（図示略）内にそれぞれ発光部１３ａあるいは受光部１３ｂを固定したものである。また、このセンサフレーム１５は、側板４ａ（４ｂ）の外面側に上下移動調節可能に螺子止め固定されたものである。すなわち、側板４ａ、４ｂには、第一の光センサ１３の発光部１３ａあるいは受光部１３ｂを挿通させる前記長孔１４とは別に、センサフレーム１５取付用の長孔１６が形成されており、センサフレーム１５はこの長孔１６内にてボルトとナットとからなる螺子で上下移動調節可能に螺子止め固定されているのである。
【００１９】
背板５は、図１に示したように前記位置決め部材３によって位置決めされるカセット５０のウエハ入口５１側となるように配置されたもので、位置決め部材３の前記縁位置決め部８の端部８ａに当接した状態で底板２に固定されたものである。この背板５の両端部には、平面視した状態にて、前記位置決め部材３の縁位置決め部８の延長線上に第二の光センサ１７が配設されている。そして、このように縁位置決め部８の延長線上に配設されたことによって第二の光センサ１７は、前記位置決め部材３によって位置決めされるカセット５０のウエハ入口側の両側の端縁よりそれぞれ僅か外側に、すなわち該端縁のそれぞれの近傍に配設されたものとなる。
【００２０】
この第二の光センサ１７は、第一の光センサ１３とは異なり発光部と受光部とが一体化された例えば光ファイバ型のもので、発光部からその正面側に光を発し、この発射光が出射側で障害物に反射して戻ってくるのを受光部で受光するように構成されたものである。したがって、この第二の光センサ１７は、その正面側（光出射側）における所定距離までの間に障害物があるか否か、すなわち、カセット５０の変形によってその正面側に該カセット５０のウエハ入口側の側端縁が位置しているか否かを検知するようになっている。なお、この第２の光センサ１７は、それぞれ背板５の両端部に形成された横長の長孔（図示略）内に挿通された状態で固定されたもので、前記第一の光センサ１３と同様に、該長孔内を横移動調節可能に固定されたものである。
【００２１】
次に、このような構成のウエハ用カセット検査装置１による、カセット５０の検査方法を説明する。
まず、カセット５０の検査に先立ち、第一の光センサ１３、第二の光センサ１７の位置を例えば変形や歪みのない正常なカセット５０を用いてそれぞれ調節し、正規な位置にセットする。ここで、正規な位置とは、第一の光センサ１３については側板４ａ（４ｂ）におけるそれぞれの位置にて、その発光部１３ａと受光部１３ｂとが結ぶ光路が、位置決め部材３によって位置決め固定されたカセット５０の適宜な位置のスリット５３を通過する位置とする。
【００２２】
なお、スリット５３にウエハＷを収納した状態で検査する場合には、スリット５３の幅とウエハの厚みとの差にあたる部分、すなわちウエハの上面とスリットの上縁との間の開口部分を前記の正規な位置とし、この位置に第一の光センサ１３の光路位置を対応させるようにセットする。また、第二の光センサ１７については、前記の位置決め固定された変形や歪みのない正常なカセット５０の、カセット入口５１側の前延出板５４、５４のそれぞれより僅かに外側に向く位置を正規な位置とする。
【００２３】
続いて、この正常なカセット５０をウエハ用カセット検査装置１から外し、検査対象となるカセット５０を、該検査装置１における位置決め部材３によって決まる正規な位置にセットする。ここで、位置決め部材３による位置決めについては、カセット５０の前延出板５４、５４の外側端を縁位置決め部８にそれぞれ当接させ、かつ該前延出板５４、５４の裏面（後延出板５５側の面）を前位置決め部７に当接させるとともに、カセット５０の側板部５２を横位置決め部１０に当接させ、さらにカセット５０の後延出板５５に後位置決め部９を係合させることによって行う。
【００２４】
このようにして検査対象となるカセット５０を正規な位置にセットしたら、図５に示す検査フローチャートに従い、カセット５０に変形や歪みがあるか否かを検査する。
まず、第一の光センサ１３における上部で前側（背板５と反対の側）の光センサ１３により、その発光部１３ａからの光が受光部１３ｂに到達するか否かを検出し（ステップ１、以下ＳＴ１と記す）、これにより正常な状態である場合の対のスリット５３、５３の位置から該スリット位置がずれていないかを判定する。すなわち、発光部１３ａからの光が受光部１３ｂに到達しなかった場合には、カセット５０が変形しているとし、上部カセット溝ＮＧとしてカセット検査判定を不合格とする。
また、光センサ１３の発光部１３ａからの光を受光部１３ｂが受光し、したがって上部のスリット５３における前側（カセット５０にあっては後側）の位置がずれていないと判定された場合には、ステップ２に移る。
【００２５】
ステップ２では、第一の光センサ１３における上部で後側（背板５側）の光センサ１３により、その発光部１３ａからの光が受光部１３ｂに到達するか否かを検出する。
このような検出により、先の場合と同様にして上部のスリットにおける後側（カセット５０にあっては前側）に位置ずれがあり、カセット５０が変形していると判定された場合には、やはり上部カセット溝ＮＧとしてカセット検査判定を不合格とする。
一方、スリット５３の位置がずれていないと判定された場合には、上部カセット溝ＯＫとし、さらにステップ３に移る。
【００２６】
ステップ３では、第一の光センサ１３における下部で前側（背板５と反対の側）の光センサ１３により、その発光部１３ａからの光が受光部１３ｂに到達するか否かを検出し、先の検出と同様に判定する。そして、カセット５０が変形していると判定された場合には、下部カセット溝ＮＧとしてカセット検査判定を不合格とする。一方、スリット５３の位置がずれていないと判定された場合には、ステップ４に移る。
【００２７】
ステップ４では、第一の光センサ１３における下部で後側（背板５側）の光センサ１３により、その発光部１３ａからの光が受光部１３ｂに到達するか否かを検出し、先の検出と同様に判定する。そして、カセット５０が変形していると判定された場合には、下部カセット溝ＮＧとしてカセット検査判定を不合格とする。一方、スリット５３の位置がずれていないと判定された場合には、下部カセット溝ＯＫとし、ステップ５に移る。
【００２８】
ステップ５では、第二の光センサ１７における一方の側、例えば左側の光センサ１７により、該光センサ１７の光出射側にカセット５０の前延出板５４が位置していないかを、すなわち前延出板５４が位置することによって発光部からの発射光が前延出板５４で反射し、これが戻ってきて受光部で受光されるか否かを検知する。そして、受光部で反射光が受光され、前延出板５４が位置すると検知された場合には、本来あってはならない位置に前延出板５４があることから、カセット傾きＮＧとしてカセット検査判定を不合格とする。
また、受光部で反射光が受光されず、したがって前延出板５４が正規な位置にあると判定された場合には、ステップ６に移る。
【００２９】
ステップ６では、第二の光センサ１７における他方の側、例えば右側の光センサ１７により、ステップ５と同様にして該光センサ１７の光出射側にカセット５０の前延出板５４が位置していないかを検知する。そして、受光部で反射光が受光され、前延出板５４が位置すると検知された場合には、カセット傾きＮＧとしてカセット検査判定を不合格とする。
また、受光部で反射光が受光されず、したがって前延出板５４が正規な位置にあると判定された場合には、カセット傾きＯＫとし、これによりカセット５０に変形や歪みがないとしてカセット検査判定を合格とする。
【００３０】
すなわち、このような検査によれば、カセット５０の上下前後の４か所において、左右で対をなすスリット５３、５３がカセット５０の底面に対して同じ高さにあり、したがって全体として水平が保たれていることが第一の光センサ１３…で確認され、さらに、カセット５０が左右のいずれにも傾いていないことが第二の光センサ１７で確認されることにより、カセット５０に変形や歪みがないと判断されるのである。
【００３１】
よって、このウエハ用カセット検査装置１にあっては、カセット５０を位置決め部材３で決められる正規な位置に置き（セットし）、各光センサ１３、１７でそれぞれ自動的に位置ずれの有無を検出することにより、カセット５０に変形や歪みがあるか否かを簡単にしかも短時間（３秒以内）に検査することができる。したがって、このように短時間で検査を行うことができ、またウエハＷが収納された状態でも検査を行うことができるので、検査のための専用工程を設けることなく作業工程内にて検査を行うことができ、これによりＴＡＴの向上を図ることができる。
【００３２】
また、前記ウエハ用カセット検査装置１では、第一の光センサ１３が、それぞれその位置が可変な状態でセンサフレーム１５を介して側板４ａ、４ｂに取り付けられているので、カセットの種類が変わりしたがってそのスリット５３の高さが変わっても、これに対応してその位置検出を行うことができる。
また、位置決め部材３としてカセットの種類に応じた複数種の形状のものが用意されているので、検査毎に対象となるカセットに対応した位置決め部材３を選択してこれを用いることにより、単一種のカセットだけでなく複数種のカセットに対してその位置決めを行うことができ、したがって、形状の異なる複数のカセットに対してそれぞれに変形や歪みの有無を検査することができる。
【００３３】
また、第二の光センサが、それぞれその位置が可変な状態で背板５に取り付けられているので、カセットの種類が変わりしたがってその横幅が変わっても、これに対応してその端縁の位置ずれを検出することができる。
また、一方の側板４ａが、これら側板４ａ、４ｂが離間しあるいは近づくよう前記底板２上にて可動に設けられているので、カセットの種類が変わりしたがってその横幅が変わっても、これに対応してカセットのセットを行うことができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のウエハ用カセット検査装置は、カセットを位置決め部材で決められる正規な位置に置く（セットする）だけで、第一の光センサ、および第二の光センサによってそれぞれ自動的に位置ずれの有無を検出することができるようにしたものであるから、カセットに変形や歪みがあるか否かを簡単にしかも短時間（３秒以内）で検査することができる。したがって、このように短時間で検査を行うことができ、またウエハが収納された状態でも検査を行うことができることから、検査のための専用工程を設けることなく作業工程内にて検査を行うことができ、これによりＴＡＴの向上を図ることができる。
また、従来のロボットタイプの検査装置に比べ構造が簡略であることから、安価でしかも取り扱いも容易なものとなり、したがって半導体装置の製造コストの低減化に寄与するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるウエハ用カセット検査装置の一実施形態例の、概略構成を示す平面図である。
【図２】本発明におけるウエハ用カセット検査装置の一実施形態例の、概略構成を示す正面図である。
【図３】本発明におけるウエハ用カセット検査装置の一実施形態例の、概略構成を示す側面図である。
【図４】図１、図２、図３に示したウエハ用カセット検査装置の検査対象となるカセットの概略構成を示す斜視図である。
【図５】図１、図２、図３に示したウエハ用カセット検査装置による、カセットの検査方法を説明するための検査フローチャート図である。
【符号の説明】
１ウエハ用カセット検査装置２底板３位置決め部材
４ａ、４ｂ側板５背板１３第一の光センサ
１７第二の光センサ５０ウエハ用カセット５１ウエハ入口
５３スリット

Claims

ウエハを整列収納するための複数のスリットを有したカセットの変形を検査するための装置であって、
カセットを載置するための底板と、
該底板上に設けられてカセットの底部を位置決めする位置決め部材と、
前記底板上にてカセットの側面側に配置される一対の側板と、
該一対の側板の一方の側に配置され、かつカセットのウエハ入口側に配置される背板とを備えてなり、
前記側板には、発光部と受光部とからなる第一の光センサが、発光部と受光部とが互いに対向した状態となるようにして該側板の一方に発光部が、他方に受光部が配設され、かつ、該第一の光センサが、位置決め部材によって位置決めされるカセットの下部前側と、下部後側と、上部前側と、上部後側の４か所にそれぞれ配設されており、
前記背板には、前記位置決め部材によって位置決めされるカセットのウエハ入口側の両側の端縁よりそれぞれ外側でかつ該端縁のそれぞれの近傍に、その正面に該端縁が位置しているか否かを検出する第二の光センサが配設されている
ことを特徴とするウエハ用カセット検査装置。
前記第一の光センサは、それぞれその位置が可変な状態で側板に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１記載のウエハ用カセット検査装置。
前記位置決め部材として、カセットの種類に応じた複数種の形状のものが用意され、これらのうちの一つが、前記底板上に着脱可能に固定されている
ことを特徴とする請求項１記載のウエハ用カセット検査装置。
前記第二の光センサは、それぞれその位置が可変な状態で背板に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１記載のウエハ用カセット検査装置。
前記側板の少なくとも一方が、これら側板が離間しあるいは近づくよう前記底板上にて可動に設けられている
ことを特徴とする請求項１記載のウエハ用カセット検査装置。