JPH02305449A - ウェーハ枚数計数装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、ウェーハ枚数計数装置特に半導体製造装置で
ある縦型拡散ＣＶＤ装置に於けるつ工−ハ枚数計数装置
に関するものである。

［従来の技術］ 半導体製造装置の１つに縦型ＣＶＤ装置かある。これは
、実願昭６３−１７２３７号にも見られる様に、カセッ
トに装填されたウェーハを移載機によってボートに移載
し、該ボートを炉内の反応室へ装入して、加熱反応させ
るものである。

従来、前記移載機によりウェーハを把持する場合、ツイ
ーサか使用されており、このツイーザによりカセット内
のウェーハを吸着して取出し、更に移載機の駆動機構に
よって、ボートに隙間なく並べて装填する。ところで、
ボートに隙間なく移載するには、カセット内にウェーハ
か全部装填されているか、或は歯抜けなく前詰めされて
いなければならず、更にカセットに未挿入部分がある場
合は、予めオペレータが何枚入っているかを数えて、制
御装置にその枚数を入力しておく必要がある。移載機の
制御装置は、これらの情報に基づいて、前記駆動機構を
作動させていた。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記した従来のものでは、カセット内にウェ
ーハが全部、或は所要枚数のウェーハが前詰されて装填
されていることが前提となっており、カセットへの誤挿
入により歯抜かあっな場合には移載機が正しく動作しな
い。

更に、オペレータがウェーハの枚数を数えることは手間
がかかる作業であると共に数を誤ることも考えられる。

数を誤った場合には、ボートでウェーハが２枚重つたり
、間かあいたりしてやはり移載の正しい機能が果せない
という問題がある。

本発明は上記実情に鑑み、ウェーハの検出、ウェーハの
枚数を計数し得るウェーハ計数装置を提供し、オペレー
タの誤作業による不具合を解消し、カセット内へのウェ
ーハの装填状態に左右されることなく正しくウェーハ移
載動作が行われる様にしようとするものである。

［課題を解決する為の手段］ 本発明は、カセットに装填されるウェーハの面と直角な
方向に移動可能としたウェーハ有無検出用の反射形セン
サと、該反射形センサの位置を検出する位置検出部と、
前記反射形センサからのウェーハ有無信号と位置検出部
からの位置信号により、ウェーハの枚数とウェーハのカ
セット内での位置を演算する演算処理部を具備したこと
を特徴とするものである。

［作　　用］ 反射形センサをウェーハ面と直角方向に移動させつつ、
反射形センサの位置を検出し、同時に反射形センサから
の有無信号を監視し、位置信号と有無信号の検出対比よ
りウェーハ枚数の計数、ウェーハのカセット内での位置
を検出する。

［実　施　例］ 以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例を説明する。

第１図は、本発明が実施される縦型拡散ＣｖＤ装置の内
部斜視図である。

第１図に於いて１はヒータで、反応室８内のウェーハを
加熱するものである。４は反応室８内ヘウエーハ２を載
置したボート３をロード・アンロードするエレベータ、
５はウェーハ２をカセットからボート３へ及びボート３
からカセットへ移載するウェーハ移載機、６はウェーハ
２の移載中に炉口９からの輻射熱及び空気の巻き込みを
防止する炉口シャッタである。

７はカセットを複列、多段（図では２列４段）に収納す
るカセットストッカである。

本実施例に係るウェーハ枚数計数装置１０は、前記移載
機５に設けられる。

前記カセットストッカ７は移載機に対して水平方向に移
動可能であり、又移載機５はウェーハチャックを水平方
向に移動させる水平動機構部１１と昇降させる昇降動機
横部１２と更に回転させる為の回転動機横部１３とを具
備している。

以下、該縦型ＣＶＤ拡散装置の作動の概略を説明する。

上記の構成に於いて先ず、カセットストッカ７にウェー
ハを装填したカセット１４を所要数収納させる０次に、
昇降動機横部１２によりウェーハ枚数計数装置１０を最
下位置とすると共に該ウェーハ枚数計数装置１０をカセ
ットストッカ７の１列に対峙させ、更に最上位置迄上昇
させる。

この上昇の過程でカセットストッカ７のどこの棚のカセ
ット１４に何枚のウェーハが装填されているかを測定す
る（第２図）。

１列が完了すると、前記カセットストツカ７を移動させ
、カセットストッカ７の■列にウェーハ枚数計数装置１
０を対峙させ、最下位置から最上位置迄移動させ、前記
したと同様に■列についてのウェーハの存在、枚数を測
定する（第３図）。

次に、回転動Ｒ構部１３でウェーハチャックかウェーハ
収出姿勢となる様回転させる。

ウェーハチャックのウェーハ吸着解放、水平動Ｒ横部１
１、昇降動機構部１２、回転動Ｒ構部１３の［１により
、カセットストッカ７の所要の位置のセットを選択し、
更に該カセットよりウェーハ２を取出し、ボート３へ移
載する（第４図）又、ボート３からカセット１４側への
移載については、上記と逆の作動で行う。

以下、本発明の第１の実施例を説明する。

前記ウェーハ枚数計数装置１０の機構部について第５図
〜第７図に於いて説明する。尚、第１図で示したウェー
ハ枚数計数装置１０の取付は位置は説明を容易にする為
、左右逆の位置で示しである。又、本実施例では反射形
センサとして光センサを用いている。

水平方向に延びるスライドガイド１５を設け、該スライ
ドガイド１５にスライドブロック１６を摺動自在に設け
、該スライドブロック１６に基板１７を固着する。該基
板１７の上端に金具１８を介してウェーハ検出ユニット
１９を取付ける。

該ウェーハ検出ユニット１９は、発光素子と受光素子及
び増幅器等を内蔵するセンサ本体２０と該センサ本体２
０から水平に延出すライトガイド２１から成る。更に、
該ライトガイド２１は特に図示しないが、投光光路であ
る１本のオプティカルファイバ、と受光光路であるもう
１本のオプティカルファイバをプロテクトチューブで囲
繞保持したものである。

前記スライドガイド１５の下方、該スライドカイト１５
と平行にドライブシャフト２２を設け、該ドライブシャ
フト２２に可動ブロック２３が嵌合されている。該ドラ
イブシャフト２２はエアシリンダ、リニアモータ、成は
モータによって回転されるリフリューシャフトであって
、前記可動ブロック２３をドライブシャフト２２に沿っ
て移動させるものである。又、可動ブロック２３と前記
基板１７とが係合しており、前記ドライブシャフト２２
はウェーハ検出ユツト１９を水平方向に移動させる為の
アクチュエータとなっている。

尚、図中２４は行程端位置決め用のストッパ、２５は行
程端での衡機をＭｆｌｔする為のダンパ、２６はカバー
である。

而して、ウェーハ枚数計数時にはドライブシャフト２２
でウェーハ検出ユニット１９をウェーハ２の側へ前進さ
せ、非計数時には後退させておく。

次に、第８図、第９図に於いてウェーハ枚数計数装置の
制御部について説明する。

第８図中１２は前記した昇降動機構部を示し、図中では
回転機横部、水平動Ｒ構部、ツイーサ等を省略しである
が、ウェーハ枚数計数装置１０は第２図〜第４図でも示
される様にツイーザを水平動させる水平動機構部１１に
一体に設けである。

該水平動機構部１１は、昇降モータ２７によって回転さ
れるスクリューシャフト２８に螺合しており、昇降モー
タ２７の回転によって昇降する様になっている。該昇降
モータ２７は駆動部３２によって駆動され、該モータ２
７の回転量はエンコーダ２９によって検出され駆動部３
２ヘフイードバツクされる。

又、第８図中、３０はシーケンス制御、同期制御等を行
う主制御部、３１は該主制御部からの指令によって前記
昇降モータ２７を駆動させるモータ制御部、３３は前記
ウェーハ検出ユニット１９からのウェーハ検出信号と駆
動部３２からの位置パルスにより、カセットの何段目の
位置にウェーハが有るか、無いかを判別し、その結果を
記憶する計数部、３４は操作部である。

第９図は、第８図に於ける計数関係部分の詳細を示して
いる。

前記センサ本体２０は、発光素子３５．受光素子３６及
び受光素子３６からの信号を受は増幅、波形整理を行う
信号処理器３７から構成される装置部３３はエンコータ
２９からの位相の異なる信号の増幅等を行う信号処理器
３８．入力される位相の違により方向判別する方向判別
器３９、方向判別器３９からの信号をカウントするカウ
ンタ４０．該カウンタ４０からの信号でウェーハ検出位
置を判断し、又センサ本体２０からのウェーハ有無信号
で第１１図に示す様なウェーハ有無マツプを作成する、
演算処理部４１を有する。又、該演算処理部４１は、セ
ンサ移動信号をドライブシャフト駆動部４２に発する。

該センサ移動信号は計数開始時と計数終了時に発せられ
、計数開始時の信号でドライブシャフト駆動部４２は、
前記ドライブシャフト２２を駆動してウェーハ検出ユニ
ット１９を前進させ、計数終了時の信号でウェーハ検出
ユニット１９を後退させる。

以下、上記構成に係るウェー八枚数計数装置の作用につ
いて第１０図を参照して説明する。

本実施例に係るウェーハ検出ではライトガイド２１の先
端をウェーハ２の端面に接近させた位置（例えば数１１
１１の間隔）で発光素子３５からの光を投光し、ウェー
ハ２の端面から反射された光を受光素子３６で感知すれ
ば、該受光素子３６がウェーハ有の信号を発する。而し
て、ウェーハ検出ユニット１９を昇降モータ２１の駆動
でカセット１４の最下位置から最上位ｉ迄スキャンさせ
てカセット１４全体についてのウェーハの有無検出を行
う。

更に、本実施例では１枚のウェーハ２に一ノき、受光素
子３６の検出範囲を△Ｚｓのみとし、ウェーハ２の収納
ピッチΔＺに対して△Ｚ−△Ｚ３の不感帯を設けている
。これは、ある位置のウェーハの有無検出を行っている
時に上下のつ工−ハの影響で受光素子３６が誤感知しな
い様にしたものであり、前記△Ｚ８の値はウェーハの厚
み、カセット１４の消１４ａのピッチ誤差、形状誤差等
を勘案し、実験により或は経験によって定める。

尚、該△Ｚ、△Ｚ＃についてはシーケンスプログラム入
力時に設定入力りでおく。

ウェーハ検出ユニット１９をウェーハ検知しようとする
カセット１４のＺ方向基準位置（例えば最下位置）迄移
動する。カウンタ４０は該基準位置での値を基準値とし
て演算処理部４１に入力する。又、演算処理部４１には
主制御部３０から前記ウェーハ検知範囲△Ｚ３及び△２
が入力されており、該演算処理部４１はウェーハ検出ユ
ニット１９が基準値から△Ｚ５上昇する間、信号処理器
３７からの信号ｃウェーハの有無信号）を監視する。

ウェーハ検出ユニット１９が△ｚ、Ｊの距離を移動中に
ウェーハの有の信号が入力された場合に、ウェーハ有の
判断をする。尚、ノイズによる誤判断を避ける為、ウェ
ーハ有の信号が設定した時間以上連続した場合にのみウ
ェーハ有の信号を有効としている。

次に、ウェーハ検出ユニット１９の移動量がΔＺｓを越
えΔＺに到達する以前は、不感帯として信号処理器３７
からの信号の有無に拘ず、ウェーハ有無の判断をしない
、これは、前記した理由でウェーハの誤検知を避ける為
である。

ウェーハ検出ユニット１９の移動量がΔＺに達すると前
記基準値に△２を加えたものを新しい基準値として更新
する。

この更新された基準より、更に△Ｚｓの範囲をウェーハ
検知範囲としてウェーハの有無の監視をする。

斯かる作動を繰返し、カセット全体についてのウェーハ
の有無検出を行う、又、その時々の基準値はカセット中
のウェーハの位置（例えば下から５段目等）を示すもの
で、各基準値に対応させて、ウェーハの有無を入力記憶
させれば、第１１図に示すウェーハ有無マツプが作成で
き、ウェーハ有無マッグ中の有の信号を加算すれば、あ
るカセット１４に装填されたウェーハの数を求めること
ができる。

尚、第１１図中右肩の数字はカセットの清番号（番地）
、升中の１．０の数字は１が有、Ｏが無の信号である。

演算処理部４１は、１つのカセット全体のつ工−ハ検知
が完了すると前記作成したウェーハ有無マンプを主制御
部３０へ入力する。主制御部３０は、１つのカセットに
ついてのウェーハ検知が完了すると他のカセットについ
てのウェーハ検知を指令する。而して、カセットストッ
カ１に収納させた全てのカセットについてのウェーハ検
知を行う（第２図〜第４図）。

主制御部３０に全てのカセットについてのウェーハの有
無、各カセットのウェーハの数の情報が入力されると、
ウェーハ移載機５を入力された情報に基づきウェーハ２
の移載作業を行わせる。

次に、反射形センサとして超音波センサを用いた第２の
実施例を説明する。

第１２図は、反射形センサを超音波センサとした縦型拡
散装置の概要を示している。

又、第１３図〜第１５図は超音波センサを設けたウェー
ハ枚数計数装置の機構部を示しており、前述した第５図
〜第７図に相当するものである。

尚、第１３図〜第１５図中、第５図〜第７図中で示した
ものと同一のものには同符号を付しである。

本実施例に於いても超音波センサを具備するウェーハ検
出ユニット１９′はウェーハに対して近接離反し得る様
、水平方向に移動可能にスライドブロック１６に金具１
８′、基板１７を介して取付けである。

該金具１８′はＬ字形状をしており、該金具１８′の垂
直辺部に超音波センサ４４がその発音面、受音面をウェ
ーハ群の周端面と対峙する様に固着しである。

而して、ウェーハ２を検出する場合には、ドライブシャ
フト２２を駆動して、ウェーハ検出ユニット１９′を前
進させた状態とし、計数を行わない場合はウェーハ検出
ユニット１９′を後退させた状態とする。

ウェーハの有無の検出は発音面より超音波を発し、ウェ
ーハの周端面で反射された超音波を受音面より感知する
ことでウェーハ有の判断をする。

第１６図は超音波センサ４４を示すものであり、該超音
波センサ４４は送信用振動子４５、受信用振動子４６、
パルス送信回路４７、パルス受信回路４８、及び制御回
路４９から構成されており、制御回路４９からの信号で
パルス送信回路４７は送信用振動子４５に所定の超音波
振動をさせる。送信用振動子４５から発せられた超音波
はウェーハ２が存在するとウェーハ２の周端面に当り、
反射し、更に受信用振動子４６を振動させる。受信用振
動子４６の振動は、パルス受信回路４８で電気信号に変
換され、増幅されて制御回路４９へ入力される。

制御回路４９はパルス受信回路４８からの信号に対し、
ウェーハ有無の判定をする。ウェーハ有無の判定信号は
前記した計数部３３に入力される。

ここで、計数部３３の計数作用については前記した第１
の実施例と同様であるので省略する。

超音波センサを用いたことによる特色について以下に説
明する。

超音波センサの特徴として対称物との距離を大きくとれ
、且焦点深度も深い、従って、光反射式センサと比ベウ
エーハとの距離を大きくとれると共にウェーハに多少不
整いがあっても測定が可能である。而して、ウェーハと
の接触を一層回避することがで、ウェーハとの接触によ
るウェーハの破損、ウェーハの汚染等、事故発生の確率
を更に低減する。又、検出の媒体が超音波である為ウェ
ー八表面の状態に影響を受けない、ウェーハは蒸着等の
表面処理を行うと、表面に透光性の皮膜が生成される。

この為、光を測定媒体とすると入射光と反射光とが干渉
する場合も考えられる。ところが、超音波を媒体とする
とウェーハの表面状態に影響を受けることがないのであ
らゆる場合に確実にウェーハの有無検知を行える。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、ウェーハの検知をする
ことかできるので、カセットにウェーハを装填する作業
で、作業者がウェーハの数を数えたり、更にウェーハの
配置に気を配る必要がなくなり、人出作業に於ける煩雑
さを解消し得ると共に誤作業による損失を解消し得る。

更に、ウェーハの検知を可能にすることで、縦型拡散Ｃ
ＶＤ装置の高度な自動化、汎用性を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るウェーハ計数装置を装備した線型
拡散装置の概要を示す斜視図、第２図〜第４図はそれぞ
れ該縦型拡散装置の平面図に該当し、ウェーハ検出手順
を示す説明図、第５図は第１の実施例の側面図、第６図
は同前平面図、第７図は同前正面図、第８図は該実施例
の制御ブロック図、第９図は該ブロック図の部分詳細図
、第１０図はウェーハ検知についての説明図、第１１図
はウェーハ有無マツプを示す図、第１２図は本発明に係
るウェーハ計数装置を装備した縦型拡散装置の概要を示
す斜視図、第１３図は第２の実施例の側面図、第１４図
は同前平面図、第１５図は同前正面図、第１６図は超音
波センサのブロック図である。 ２はウェーハ、５はウェーハ移載機、１０はウェーハ枚
数計数装置、１９はウェーハ検出ユニット、３３は計数
部、３４は操作部、３５は発光素子、３６は受光素子、
４１は演算処理部、４４は超音波センサを示す。 特　　許　　出　　願　　人 国際電気株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）カセットに装填されるウェーハの面と直角な方向に
   移動可能としたウェーハ有無検出用の反射形センサと、
   該反射形センサの位置を検出する位置検出部と、前記反
   射形センサからのウェーハ有無信号と位置検出部からの
   位置信号により、ウェーハの枚数とウェーハのカセット
   内での位置を演算する演算処理部を具備したことを特徴
   とするウェーハ枚数計数装置。 ２）反射形センサを反射形光センサとした請求項第１項
   記載のウェーハ枚数計数装置。 ３）反射形センサを超音波センサとした請求項第１項記
   載のウェーハ枚数計数装置。 ４）ウェーハをカセットからボートへ、ボートからウェ
   ーハへ移載する移載機を有する縦型拡散ＣＶＤ装置の該
   移載機のウェーハ把持機構部に反射形センサを設けた請
   求項第１項記載のウェーハ枚数計数装置。 ５）ウェーハ及びその近傍を含む範囲をウェーハ検知範
   囲とすると共に該範囲をカセットのウェーハ収納ピッチ
   より小さくし、反射形センサ検知位置が該範囲にある時
   のみウェーハの検知を行う様にした請求項第１項記載の
   ウェーハ枚数計数装置。