JPH01743A - ウエハカウンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、ウェハカセットに収納された半導体ウェハの
位置検知及び枚数検出を可能にしたウェハカウンタに関
する。

（従来の技術） 半導体集積回路（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　ｉｎｔ
ｅｇｒａｔｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ）を！ｌ１２造する場
合　ｇ造工程中の各日・ノド毎にウェハ（ｗａｆｅｒ）
有無の監視や次工程に供給するウェハの枚数の確認を行
うためにウェハカウンタを使用している。ウェハカウン
タは、ウェハカセットに収納したウェハの収納位置及び
枚数を検出する。

このようなウェハカウンタとして例えば実開昭６１−１
２０３４０号（Ｊａｐａｎｅｓｅ　ｕｔｉｌｉｔｙ　ｍ
ｏｄｅｌ　ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ　Ｈａ　８６−１２！
３３４０）がある。第１図は、このウェハカウンタによ
るウェハの位置及び枚数の検出の仕方を示している。す
なわち、図中の符号（υは、ウェハカセット（図示せず
）に収納されたウェハを示している。このウェハ（υの
表面に対して、所定の角度（０）で傾斜した状態で光軸
■を設定するようにして、投光素子０と受光素子０）が
対向配置されている。投光素子（３）と受光素子０）は
、ウェハωの配列方向に沿っ°て、ウェハ■の配置ピッ
チ（Ｄ）に等ししく移動ピッチで間欠的に移動するよう
になっている。そして、投光素子０から受光素子（イ）
に向って光軸■に沿って投光された赤外線をウェハ（１
）が遮断して、投光素子■に入力される赤外線の光量が
減衰した場合に、ウェハ（１）が存在していることを検
出する。逆に赤外線の光量の減衰がない場合に、ウェハ
（１）が存在していないことを検出する。かかるウェハ
（］〕の有無の検出を、投光素子（３）と受光素子０）
の間欠的な移動毎に行うことにより、ウェハ（１）の枚
数を検出する。

上記ウェハカウンタの他にキへ反射型のセンサーを用い
て、ウェハカセットの上方からウェハに向けて赤外線を
投光し、その反射光を受光することによりウェハの有無
を検出するウェハカウンタもある。この場合も、赤外線
の投光素子と反射光の受光素子をウェハの配列方向に沿
って間欠的にスキャニング（ｓｃａｎｎｉｎｇ）するこ
とにより、ウェハの枚数を検出する。

（発明が解決しようとする課Ｍ） しかし、このような貨来のウェハカウンタでは、投光し
た赤外線がウェハの表面やウェハの端部で乱反射する場
合がある。この場合、受光素子がウェハの誤検出をして
しまう。その結果、ウェハの位置及び枚数を正確に検知
できない問題があった。

さらにウェハカウンタとして実開昭（ｉｏ−１０１７／
１６号。

実開昭６１−５５３４１号、実開昭６１−１２７６３９
号、実開昭６１−１５３３４５号、実開昭６１−１２９
３４０号、実開昭６２−１４７３３号などの手段がある
。しかしウェハの移換えなどの工程に実用化添い問題が
あった。

本発明の目的は、簡単な構造で、Ｃかも、多数枚の半導
体ウェハの位置及び枚数を正確に、かつ。

瞬時に一括検知することができるウェハカウンタを安価
に提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、予め定められた間隔で収納配列された各ウェ
ハの周縁に嵌合する如く上記間隔で配列されたウェハガ
イドとこのウェハガイドに上記ウェハが嵌合した時光路
を遮断する如く設けられた投光素子と受光素子とからな
る検知素子対と、この検知素子対に電気的に接続されウ
ェハの有無を検出する信号処理部とを具備するウェハカ
ウンタである。

（作用効果） 本発明は、複数枚のウェハを予め定めた所定間隔で収納
し、この収納された各ウェハの周縁部に嵌合する位置に
設けられた投光素子と受光素子からなる検知素子対を、
ウェハの収納数に対応させて設けている。このため各々
のウェハによって投光素子と受光素子間で投光される光
が、ウェハの表。面に対してほぼ直交する状態で遮断さ
れる。この時の光量の変化を検知素子対に電気的に接続
された信号処理部で検出する。その結果、極めて簡単な
構造で、しかも、多数枚のウェハの位置及び枚数を正確
に、かつ、瞬時に一括検知できるものである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第２図は、本発明のウェハカウンタ（２０）を収容した
ウェハカセット（２１）の斜視図である。このウェハカ
セット（２１）は、断面Ｕ字状のデルリン（商品名）製
容器で両側壁（２１ａ）　（２１ｂ）に複数枚の各ウェ
ハ（２２）を夫々所定の間隔で保持しウェハの周縁部の
有効な半導体チップに影響しない深さ例えば１．５ｏｎ
の収容溝（２１ｃ）が多数個形成されている。

このカセット（２１）は６インチウェハの場合大きさ例
えば長さ１８０ｎｎ、幅１４５＋ｗ＋、　Ｈさ１６５ｍ
ｍで底面には多数のウェハ（２２）配列方向に落下しな
い程度の長方形状長さ１３０　ｍ、幅８８優の貫通孔（
２１ｄ）が設られでいる。上記ウェハカウンタ（２０）
は、図示しない昇降機構により、ウェハカセット（２１
）の底部下方から上記貫通孔（２１ｄ）を通り抜け、上
記ウェハ（２２）の周縁がくい込む如く昇降可能で、各
ウェハ（２２）の間隔を維持した状態でカウントする構
成になっている。上記ウェハ（２２）のくい込み址はウ
ェハの有効素子に影響しない領域である。

第３図は第２図のウェハカウンタ（２０）の拡大斜視図
である。図中符号（２３）は、直方体状の樹脂例えばデ
ルリン製ベースである。このベース（２３）面上の両側
部及び中央部には、ベース（２３）の長手方向に沿って
ウェハガイド（２４ａ）　（２４ｂ）　（２４ｃ）が多
数個突設されている。各々のウェハガイド（２４ａ）（
２４ｂ）　（２４ｃ）は、上記ウェハカセット（２１）
の収容溝（２１ｃ）と対応した配列にして設けられてい
る。すなわち、夫々のウェハガイド（２４ａ）　（２４
ｂ）　（２４ｃ）は、ウェハ（２２）が円滑に出入れで
きる間隔で互に離間している。ウェハの周縁部が挿入さ
れる深さは、半導体チップに影響しない深さに選択され
る。ウェハガイド（２４ａ）　（２４ｂ）　（２４ｃ）
は、ウェハとの接触による防塵対策として例えばデルリ
ンからなる材質で形成されている。一方のウェハガイド
（２４ａ）と中央部のウェハガイド（２４ｂ）との間に
は、多数個の電気絶縁体（２５）が突設している。電気
絶縁１体（２５）の配列は、ウェハガイド（２４ａ）（
２４ｂ）　（２４ｃ）の配列に対応して、複数枚のウェ
ハ（２２）が自在に出入れできる間隔に設定されている
。このようにウェハガイド（２４ａ）（２４ｂ）　（２
４ｃ）及び電気絶縁体（２５）は、カセット（２１）に
収容されたウェハ（２２）をカウンタ（２０）を上昇さ
せることにより取り上げ、下降させることによりカセッ
ト（２１）に収納される如くペニス　（２３）上に３列
＜シ歯状に突設されている。

これらのウェハガイド（２４ａ）　（２４ｂ）　（２４
ｃ）及び電気絶縁体（２５）の夫々の間隔は、例えば４
．７６２５ｍｍに設定されている。両側部のウェハガイ
ド（２４ａ）　（２４ｃ）の形状は、四角柱状でその先
端部はナイフェツジ状が望ましい。また、中央部のウェ
ハガイド（２４ｂ）の先端部は、台形状になっている。

これらの形状によってウェハ（２２）の出入れを容易に
している。

電気絶縁体（２５）には、半導体ウェハが挿入された時
光路を遮断する如く検知素子対（２６）が夫々取付けら
れている。検知素子対（２６）は、信号増幅部（２７ａ
）を介して信号処理部（２７ｂ）に電気的に接続されて
いる。

検知素子対（２６）は、第４図に示す如く、透過型セン
サからなる発光素子（２６ａ）と受光素子（２６ｂ）が
対向配置されたもので構成されている。

検知素子対（２６）は、第４図に示すように空間（、ａ
）を挟んで対向配置された発光素子（２６ａ）と受光素
子（２６ｂ）のホトカプラで構成されている。このため
この空間（ａ）内のウェハ（２２）の有無を光学的に検
知素子対（２６）によって検知することができろ。すな
わち、ウェハ（２２）のないときは、受光素子（２６ｂ
）が発光素子（２６ａ）からの光を受光し４、ウェハ（
２２）のある時は、受光素子（２６ｂ）の出力が零にな
る。同様に空間（ｂ）以降もウェハ（２２）の存在を検
知できる。このとき、検知素子対（２６）の列中の素子
の配置は、１列に直線的センサー０列を１列に形成する
と、ウェハカセット（２１）内に収納したウェハ（２２
）の収納間隔に合った発光素子（２６ａ）び受光素子（
２，６ｂ）間の空間形成がスペース的に困難なため、検
知素子対（２６）の列を電気絶縁体（２５）上に２列に
配設し、隣り合う上記空間における発光素子（２６ａ）
及び受光素子（２６ｂ）の位置をずらして設ける。この
ことにより省スペース化を行なうことが可能となリウエ
ハカセット（２１）のサイズに合う空間を形成すること
ができる。

次に、上述したＭ＆構のウェハカウンタ（２０）による
ウェハ（２２）の位置検知及び枚数検知方法を説明する
。

上述したウェハガイド（２，４ａ　）　（２４ｃ）列及
び検知素子対（２Ｇ）列を備えたウェハカウンタ（２０
）を、第５図に示すように昇降機−ｈ９ｉ１（２８）に
より押し上げる。

これにより複数枚のウェハ（２２）を収納したウェハカ
セット（２１）内へ、ウェハカウンタ（２０）を挿入す
る。この時、ウェハカウンタ（２０）のウェハカセット
（２１）内への挿入の方法は、逆にウェハカセット（２
１）を下降させてもよい。また、ウェハ（２２）が水平
状態にな、るようにウェハカセット（２１）を立てて、
ウェハカセット（２１）内にウェハカウンタ（２０）を
挿入１でもよい。

そして、ウェハカセット（２１）内に挿入されたウェハ
カウンタ（２０）は第６図に示すようトウモハガイド（
２４ａ）　（２４ｂ）によりウェハ（２２）をくし歯状
に配設された隣り合う検知素子対（２６）との空間にウ
ェハ（２２）が挿入される。そして、発光素子（２５，
ａ）から赤外線を発光し、ウェハ（２２）の有無を検知
する。

この時、ウェハ（２２）の位置及び枚数を信号処理部（
２７ｂ）で最終的に検知し、次工程装置へ報告したり、
モニター等で表示する。

上記実施例では、ウェハカウンタを位置検知及び枚数検
知のみで説明したが、同時にウェハの搬送を行なっても
よい。

以」二述べたようにこの実施例によれば、両端に設けた
ウェハガイド（２４ａ）　（２４ｃ）列の間にウェハガ
イド（２４ｂ）を設けたことにより、ウェハ（２２）を
ずらすことなく正確にガイド収納することが可能となる
。

更に、ウェハカセットに収納されたウェハを一括検知可
能なため、短時間で位置検知及び枚数検知が可能となる
。

また、ウェハカセット収納枚数以上の数のセンサーを設
けたため、特別な検知機構も必要とせず、従来装置の半
分以下のコストにより検知することが可能となる。

次に上記し牟ウェハカウンタの応用例は半導体装置の各
工程において有効に活用できる。さらにＣＶＤ炉、拡散
炉、酸化炉などの加熱炉で加熱処理する際耐熱性ボート
にウェハを移換る必要がある。

この移換え工程において、カセット内ウェハが途中空に
なっているとボートへ移換えた際当該ボートにおいても
、該当位置のウェハが空になる。

空の状態ではその部分についてウェハの配列が不揃いに
なる。

このウェハの不揃いは、炉内反応中の反応ガスの流れを
乱す結果を招く。

ガスの乱流は、処理の不均一を招き、歩留りに直接影響
する。

これらの問題を回避するためにこの発明のカウンタが適
用される。

この例を第７図に示めす。

即ち、例えば２５枚のウェハが収納されたウェハカセッ
トをストックするウェハストッカ（６１）を設け、前工
程が終了したウェハを一時スドックする。

このストッカ（６１）は第８図に示めすように横方向に
４個のウェハカセット（７１）を配列し、縦方向に５段
のカセット載置棚（７２）を奥側に５段配列されたカセ
ット列を、カセットの水平状態を維持した状態即ち各段
の棚板（７２）が水平状態を維持した状態で回転させ、
所望のカセットを取り出し位置に移送する。このような
カセットの保存機構は平面的に配列してもよいことは説
明するまでもない。

このようにして取り出されたカセット社搬送例えばベル
ト搬送されてオリエンテーションフラット部を合わせる
位置即ちオリフラ合せ部（６２）に搬送する。

このオリフラ合せ部（６２）では第９図に示めす如く、
カセット（８１）内に配列された２５枚のウェハ（８２
）を下方からローラ（８３）上に載せた状態でローラ（
８３）回転させると、図に示めす如くオリフラ部（８４
）にローラ（８３）が対向した位置でウェハ（８２）の
回転は停止する。従ってローラ（８３）も停止させる。

このローラ（８３）による整列では２５枚のウェハ（８
２）についてみるとわずかではあるがオリフラ部が而−
に整列していない。このわずかな不整列を下方から表面
平板（８５）を当接させて、完全面一に整列させる。こ
の整列手段は上記ローラ（８３）を２個ｎ（を列に配置
し、２個のローラの頂線で形成される平面にオリフラ面
を合わせると平板（８５）が不要である。この整列機上
記したウェハカウンタ（６３）にカセットを搬送する。

このカウンタ（６３）は上記実施例で説明したようにカ
ウンタ（６３）の溝に各ウェハを嵌合させ、ウェハの枚
数空位置の検出などを行って、処理ボートへの移換部（
６４）へ移送する。

この移換部（６４）では第１θ図に示めすように１カセ
ツト（９１）に２５枚収容されたウェハ列（９２）を、
円弧面に２５本のウェハの周縁部が嵌合される溝の設け
られたロボット操作によりウェハ把持体（９４）に移換
える。この移換えはカセット（９１）の下方からウェハ
支持体（図示せず）を−ヒ昇させることにより、各ウェ
ハ（９１）の自重で各溝に２５枚のウェハ（９１）が嵌
合する。

このようにしてウェハ支持体に収納されたウェハ列をさ
らにカセット（９１）上方に押し上げた状態でロボット
操作によりウェハ列の側面方向から２５枚同時にウェハ
把持体（９４）により挟持する。この挟持した状態でボ
ート例えば耐熱性の石英ボート（９３）の収納溝に搬送
路（９５）に沿って搬送する。

これを例えば４つのカセット（９１）についてこの操作
を実行することにより１００枚のウェハ（９２）を上記
石英ボー１−（９３）に移換えを行うことができる。

このようにしてウェハが収納された石英ボートを処理室
例えば拡散炉の反応管内に搬入する。

上記例において処理の都合でウェハの配列を変えたい場
合例えばプラズマＣＶＤ炉への挿入がある。

この場合には、カセットストッカ（６１）から取り出し
たカセット−個毎にカセットを回転台（６６）で１８０
度回転させ、回転させたウェハと回転させないカセット
からのウェハとを交互に一枚づつ取り出して配列すれば
良い。

さらに処理ボートのウェハ収納溝ピッチとカセットのウ
ェハ収納溝ピッチが異なる場合がある。

この場合は、カウンタでウェハの配列をチエツクしたの
ち、ピッチ変換工程（６７）を実行するようにすること
により実行できる。

この発明は上記実施例に限定されるものではない。

ここで、検知素子対は、透過型の素子で構成する。その
理由は、反射型の素子の場合に生ずるウェハ而での投光
の乱反射を防止して、検出精度を高めるためである。

検知素子対は、例えばホトカプラからなる発光素子と受
光素子で構成するのが望ましい。特に。

受光素子は、例えば太陽電池型の薄肉のものを使用し、
その占有空間を小さくしてウェハカセットのウェハ収納
容欲を大きくするのが望ましい。

検知素子対は、例えばガラスエポキシ樹脂等からなる電
気絶縁体に取付けるのが望ましい。その理１１０士、検
知素子対に対する電気的ノイズの影響を小さくして、検
出精度を高めるためである。

検知λ子対は、投光素子と受光素子間に出現する光軸が
、ウェハカセットに収納されたウェハのオリエンテーシ
ョンフラット面よりもウェハの中心側に位置するように
して、ウェハカセットに設けるのが望ましい。その理由
は、ウェハカセットに収納するウェハの方向の自由度を
大きくするためである。

また、検知素子対は、投光素子と受光素子間に出現する
光軸が、ウェハカセットに収納されたウェハの表面に対
して、はぼ直交する状態になるようにして、ウェハカセ
ットに設けるの、が望ましい。

その理１１０よ、投光がウェハの表面で乱反射するのを
防止するためである。

また、検知素子対は、ウェハの各収納領域に着脱自在に
してウェハカセットに設けても良い。その理由は、ウェ
ハカウンタによるウェハの位置検出及び枚数検出と同時
に、ウェハの各処理工程への搬出、或は各処理工程から
の搬入を容易にするためである。

ウェハカセットには、各々のウェハの各収納領域毎にウ
ェハガイドを設けて、ウェハの収納操作を容易にするこ
とが望ましい。二のウェハガイド及びウェハカセットは
、塵埃対策の面からは例えば樹脂例えば弗素系樹脂デル
リン（商品名）製のものとするのが望ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のウェハカウンタによるウェハの位置及
び枚数の検出の仕方を示す説明図、第２図は、本発明の
一実施例のウェハカウンタを収容したウエハカセッ１−
の斜視図、第３図は、第２図のウェハカセットの拡大斜
視図、第４図は、第２図の検知素子対の配置状態を示す
説明図、第５図は、第２同のウェハカウンタを昇降させ
る状態を示す説明図、第６図は、第２図ウェハカウンタ
によるウェハの位置及び枚数を検出する方法を示す説明
図、第７図・第８図・第９図および第１０図は第２図の
ウェハカウンタを利用した他の実施例を説明するための
図である。 特許出願人　東京エレクトロン株式会社第１図 第２図 （ａ） −第３図 第４図 第５図 第６図 第８図 （ｂ） 第９図 （ｂ） 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　予め定められた間隔で収納配列された各ウェハの周縁
   に嵌合する如く上記間隔で配列されたウェハガイドと、
   このウェハガイドに上記ウェハが嵌合した時光路を遮断
   する如く設けられた投光素子と受光素子からなる検知素
   子対と、この検知素子対に電気的に接続されウェハの有
   無を検出する信号処理部とを具備するウェハカウンタ。