JPH03500700A - ウエハーディスクのプロセスキャリア用バーコードリモート認識装置 - 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】 ウェハーディスクのプロセス キャリア用バーコードリモー ト認識装置 発明の背景 １、発明の分野 本発明はバーコードリモート認識装置を使用して１工場内の異った場所及び異っ た工場間で種々の異ったプロセス操作によって、半導体ウェハー又はメモリディ スクのバッチを含むプロセスキャリアの進行を識別、追跡及びモニターする装置 に関する。

２、先行技術の説明 半導体製造産業においては半導体ウェハーを含むプロセスキャリアを、それらが 種々の加工工程に投入するために製造工場から数多くの異った場所へ移動させね ばならない、そのような加工工程には、エツチング、クリーニング、写真製版を 使った工程及びその他の種々の製造、試験、加工操作に供することが含まれる。

メモリーディスクの製造にも同じように１つの製造設備内及び異った設備間での 一連の製造工程を含む、この産業においてはウェハー又はメモリーディスクは通 常、キャリア内でディスク又はウェハーを扱うにしても加工操作のために移動さ せて又キャリアに戻すにしても、製造及び加工装置に対して適当な位置に支持す るように特に設計されたキャリアのバッチ内で取扱われる。１つのバッチは、以 下に定義され用いられるように１つ又はそれ以上（キャリアの容量一杯まで）の 半導体ウェハー又はメモリーディスクを意味する。

ウェハー又はメモリーディスクの１つのバッチを含むプロセスキャリアが１つの 工場内を移動する場合、製造及び加工操作を通じてその進行を追跡するのが望ま しい、これは通常、これらの異った操作中特殊なバッチを含むプロセスキャリア を追跡する記録紙を駆動するかあるいは手動キーボードといった半自動装置で手 動を基本にして行われてきた。ウェハーディスクを含むプロセスキャリアの位置 をモニターする方法と装置については１９８７年６月１１日出願され、同じく譲 渡された米国特許出願第０７７０６１，９３５号に開示されており、それにはウ ェハー又はメモリーディスク用キャリアと関連づけられた符号化表面音波トラン スポング構造のＲＦ識別が含まれている。しかしながらディスクとそれを含むキ ャリアの位置をモニターする、信頼性のある、低廉な、産業界の他の製造分野で も使甲されるモニター、追跡装置とも共働し、迅速で信頼のおける非接触モニタ ーができかつウェハー加工で用いられる種々の化学物質に浸されない方法を提供 することが望ましい０本発明はそれらの要望に答える位置モニタ一方式を提供す るものである。

符号化されたバーコード指標を使って識別、追跡し記入する方法は過去約１５年 間行われてきた。バーコード指標は通常異った幅を有する並行に間隔をとった複 数の線からなる。データは線の幅と間隔に符号化され、その線に直角をなす方向 にコードを横切って光学プローブが走査されると、プローブ内の光線が特殊なコ ードに特有の仕方に変調される。この変調された光線が電子光学検出器により方 向づけられ検出され、その後得られた信号が電子コンピュータに処理貯蔵されバ ーコード識別が可能な時間の長さにも拘わらず、製造加工を通して半導体ウェハ ー又はメモリーディスクを含むプロセスキャリアの位置と進度のモニターにバー コードの識別、追跡及び記入を利用することはこれまでのところなかった。ウェ ハー又はメモリーディスクにバーコード方式を適用することが行われなかったの は、これらのキャリアが通常の使用条件下で曝される強い化学的、温度的加工環 境にあったからであり、その条件下では大抵のバーコード票が損傷をうける。環 流のバーコード票は接着剤により基質面に接着されている。これらの票及び／又 はその接着剤は強い化学物質の作用ですぐ変質されるものである。更に新しい接 着剤がプロセスキャリアその典型はテフロンであるが、その表面に極めてよく着 くが、これらの新しぃ接着剤でもこの工程で使われる化学物質には直き変質され る。プロセスキャリア用としてよいとされるバーコード票はキャリアが使える間 化学的浸食に影響されてはならないし、化学工程の浴槽を汚染するか汚染に貢献 するかしてはならない。

本発明はバーコード票をプロセスキャリアに付着するためのカプセル方式を提供 するものであるが、それによってキャリアがさらされることになる強い化学的環 境からバーコード票を保護し、その一方向時にバーコード指標が通常使用される バーコードスキャナー好ましくはレーザースキャナーによって迅速がっ正確に読 みとれるようにすることである。

発明の要約 本発明は複数の加工工程を通して半導体ウェハー又はメモリーディスクのバッチ を含む複数のプロセスキャリアの位置と進度をモニターする方法を提供するもの である。その方法にはウェハー又はメモリーディスクのバッチのそれぞれをウェ ハー又はディスクを平行かつ軸方向に並べて支持するように構成したギヤリアに 挿入することを含む、キャリアは工場内の色々な場所での加工中半導体ウェハー 及びメモリーディスクのバッチがキャリアから脱落しないようにされている。各 キャリアには符号化されたバーコード指標が設けてあり、キャリアにはプロセス キャリアがさらされる強い化学的環境から最適な保護が得られるようにキャリア につけられる。バーコード票はキャリアとその中に含まれるウェハー又はディス クの関連バッチを特定的に識別するために符号化される。加工設備内での種々の 位置への各キャリアの接近が複数のバーコード指標リーダーユニットにより検出 されるが、各ユニットは異った位置の１つに配され、特定のキャリアに付着され た特定的に符号化されたバーコード指標票によってその検出範囲でどのキャリア の特徴をも識別するように構成配列されている。加工中のバッチを含むプロセス キャリアの進度はバーコード指標リーダーユニットからのキャリア識別情報を貯 蔵し新規にすることによってモニターされる。

図面の簡単な説明 第１図は典型的なキャリアの一部断面を含む斜視図、第２図はバーコード指標モ ニタ一方式のブロック図、第３図は典型的な工場設備の模式レイアウト図、第４ 図は本発明によりカプセル化した符号化バーコード指標票を有する第１図による 典型的キャリアの斜視図、 第５図は本発明の他の実施例によるキャリア面にカプセル化されたバーコード票 をつけるためのカバーの横面図、 第６図は面上に第５図のカバーを用いたカプセル化バーコードを有するプロセス キャリアの斜視図である。

好ましい実施例の詳細な説明 第１図において、複数の半導体ウェハー又はメモリーディスク１７を軸方向に並 行等間隔に搬送及び支持するのに適した典型的なウェハー又はディスクキャリア が記号１２で一般的に示されている。用語“ディスク”は以降半導体ウェハー又 はコンピューターメモリディスクのいずれかを指称するのに使用される。という のはここに記載する技術は上記のいずれかの製品並びに幅寸法より厚みが実質的 に小さい他の同類の製品に適しているからである。そのようなキャリアは現在、 ミネソタ　５５３１８．チャスカ、１０２　ジョナサン　ブールバード　ノース のフルオロウェア　インクから買うことができ、−ＩＱ的に半導体製造業で広く 使われている。従来、そのキャリアは製造工程中記録紙を特定のキャリアとその 中に含まれるウェハー又はディスクのバッチとを関連させるか又は手動キイボー ド入力などによる半自動装置で溝付けされてき成型されたキャリア１２には凹部 １４が設けられており、その大きさはキャリアの頂部の開口されたディスク受入 端のリップ１５近傍の平らな側壁の１つにバーコード票１６が入る程度である。

バーコード票１６を納めた後その凹所に嵌り込む大きさの透明カバー１８がキャ リア１２に気密に加熱密封される。好ましくはカバー１２は一般的にテフロンと いった過弗素化合成樹脂からなるキャリア本体と同じ材料で形成される。加熱密 封によるカプセルによりバーコード票はディスク加工に使用される種々の化学物 質の浸食から防止される。バーコード票をキャリアの頂部間ロディスク受入端の 突出リップ１５の直下に納めることでキャリア１２が製造及び搬送工程で普通の 態様においては何の障をもたらさない、第４図は第１図に示す実施例と同じく本 発明による簡易バーコード票を有するプロセスキャリアを示している。

選択的に、バーコード読みとりユニットに見えるようにしながら化学的浸食から バーコード票を保護するカプセル化方法が使用し得る。加えて、バーコード票は それを収納する凹部を経費をかけて加工することなくウェハーキャリアのいかな る平らな表面にとりつけてもよい、バーコード票をウェハーキャリアのどの平ら な部分にでもつけることによりバーコードの位置の選択を他の工程や、個々の工 程実施に使う装置にとって最も障害を少なくして特殊な走査に最も都合がよいよ うに設定することができる。

例えば、第６図に示すように、票５４を受入れる凹部な設ける要なく票５４がキ ャリア５０のどの平らな面にでもカプセル化方法によって付着できる０票５４を カプセル方法によってキャリア５０の面に付着させるためのバーコードカバー５ ２が加熱封入工程９票５４をその位置へ保持する付勢されたタブ５６を備えてい る。バーコードカバー５２はバーコードカバー１８と同じ材料で造られ、それは また一般的にはキャリア５０又は１２に使われるものと同じである。

本発明によるとバーコード票として特に適したある特定の材料がある。バーコー ド票基材としては電解アルミニウム、ステンレス鋼、カフトンなどのポリミド合 成樹脂、テフロンなどの過弗素化合成樹脂、代表的使用条件下で強い化学的環境 に抵抗する許容限界を示すポリエステル合成樹脂とセラミックがある０本発明に よるバーコード票のカプセル化のテストは下記の半導体加工に使われる化学物質 を使って行われた。

テストに使われた半導体加工化学物質 化学物質　構造式　比 弗化水素酸　ＨＦ：ＨｚＯｌ：１ 希釈弗化水素酸　ＨＪ：ＨＦ（５０％ｌ　１５：１緩衝弗化水素酸　肝：ＮＨＪ ：Ｈａｏ　８９：４０：１１硝酸　ＨＮＯｓ：ＨｉＯ７：３ アルミニウムエツチ　Ｈ，ＰＯ，：ＨＮＯ，Ｃ０ＯＨ：　８５：５：５：５王水 　ＨＮＯＩ：ＨＣＩ　１：３ ピラニア　Ｈ２ＳＯ，：ＨｉＯ，５：ＩＲＣＡクリーン　Ｈａｏ：ＮＨ＜ＯＨ： ＨｔＯｔ　９：２：１水酸化ナトリウム　ＮａＯＨ：Ｈｚｏ　１：１塩酸　ＨＣ Ｉ：Ｈｚｏ　３７：６３ 全ての比と％は量で表わされている。カプトンのバーコード票はミズーリ、セン トルイスのワトソンレーベルブログクッ社からＰＣ−１００シリーズとして購入 できこれらの化学物質としては良質である２電解アルミニウムはアイオワ、メー ソン市のメタルクラフト社から入手でき弗化水素酸、塩酸又は硝酸以外の化学物 質で良好である。セラミックバーコード票はミネソタ、ミネアポリスのコンピュ ータイブ社からコンピユーセラミックの名で購入でき、ポリフルオロカーボンフ ィルム（Ｔ　Ｅ　Ｄ　ＬＡＲ）を被覆したポリエステル票はワトソンレーブルブ ロダクッ社からＩＤＰ−２００シリーズとして購入できる。

好ましくは、バーコード指標は正確な読みとりができるように写真製版でバーコ ード基材に施こされる。テスト条件はレーザーバーコードスキャナーが、厚みが 約０．０９インチの加熱密封テフロンＤＦＡ透明カバーを通してバーコード票を 正確に読めることを示した。

バーコード票１６又は５４は複数の間隔をとった異った幅の平行線からなる０通 常は明るい反射背景上の黒い線が用いられるが逆に黒い背景に明るい線も亦使用 される。

データは線の幅と間隔に符号化され、光学的プローブが線に直交して走査される とプローブ内で光線が特定のバーコードに唯１のものに変調される。走査は手動 でも自動でも可能である。変調された光線はフォトダイオード又はフォトトラン ジスタといった電子光学検出器に導かれ検出される。そこから得られる信号が処 理されコンピューターに貯蔵される。コンピューターはキャリアと関連する情報 を記入し、識別しそして処理するようにプログラムされる。

一般に、電子光学的プローブ検出器、あるいはバーコードを走査するのにバーコ ードリーグ−２３は少なくとも２つの基本要素を備えている。それらは照光器と 光受信器である。照光器は通常平行光源ではない白熱燈又は発光ダイオード、又 は最近では非凝集非平行レーザー光源である。照光器は光線をバーコード面に向 けるレンズに連結され、その面から光が反射され光受信器によって集められる。

光受信器は第２のレンズを使って光線を電子光学的検出器に収束させる。光源と 光検出器は夫々のレンズと並んで位置していてよいしあるいは離して電子要素又 は光ファイバーを使って連結してもよい、を子光学検出器からの信号は処理され 電子コンピュータ３８に貯蔵される。

本発明の目的のために、レーザー又は非凝集光源を基にしたバーコードスキャナ ーが好ましいものと考えられているがその理由はカプセル化バーコードの迅速、 信頼性のある非接触走査ができるからである。光源としてレーザー管を使うバー コードリーグは通常レーザースキャナーと称され、はなれたバーコードを読むに は充分深い視野を持りている。この業界で普通に知られているそのようなレーザ ースキャナーは一般にレーザー光線をバーコードを横切って走査させるのに回転 ドラムあるいは多面鏡又はホログラムで方向すけ操作する０反射された光は光電 池に入射され対応電圧が生起されバーコードの長さについての電圧パターンが生 成される。ドラム又はミラー又Ｃｔホログラムの回転速度番ま知られてしするの で、反射と長さとの関係が電圧一時間関係に変換されてカプセル化された符号化 バーコードに含まれる情報を解読するのに使われる０本発明においてレーザーバ ーコードスキャン技術を使うことによってディスクキャリアから離れたバーコー ドをそれらが固定又は手持ちのコンベア又はそれに続く加工でのリーダーを通過 する際に読みとることができる。既に示したようにレーザー光源による固定及び 手持ちリーダー又はスキャナーいずれも現在入手可能である０例えばそのような ものは米国特許第４、５６０．８６２号、　４．５００．７７６、４．４６ＣＩ 、　１２（１、４，４５０，３５０，４，４３１，９１２、４，３８７，２９７ 、４，３３３，００６にみられる。更に携帯用レーザースキャナーも符号化され たバーコード指標をそれが走査ヘッドの下又は側方を通過するときに読めるよう にすることもできる０例えば米国特許第４，３６９、３６１にそれがみられる。

これによるとキャリア壁土のバーコード記号がスキャナーを通過するときに操作 者の方を向くようにされたスキャナーヘッドに生起されるレーザー光線でバーコ ード記号を視て登録するようになっている。−バーコード指標識別信号が伝達さ れるコンピューターはまたキャリアやディスク１２に関連する情報に対する迅速 なデータ入手端末を構成するブリンク−、キーボード、通信ボート、視聴覚発声 器、データディスプレイといった種々の周辺装置に連結することができる。

第２図のブロック図は種々のバーコードリーダー又はスキャナーと関連するバー コード票の作動をよりよ（例示する。この例示のために、バーコード１６又は５ ４をつけた単一キャリア１２又は５０が示されているが、複数の同−又は異った キャリアが特定の製造設備内の又は設備間での加工に供される数多くのディスク バッチを搬送して貯蔵するのに用いられる。バーコードリーダー又はスキャナー ２３はバーコード票１６又は５４の面に光線を当てる。１つのバーコードとその キャリアの識別はスキャナー２３により数フィート離れた距離で行い得る。キャ リア１２又は５０はバーコード１６又は５４がスキャナーに光学的に見えるとこ ろに導かれねばならない。

複数のバーコード指標リーダー２３が通常１つの製造設備で使われるが各リーダ ーは特定の製造工程が行われる位置に隣接して固定される。バーコードリーダー 出力は全てリーダー又はスキャナー２３からの信号を変換器又はディジタイザ− ３０に接続される。示された好ましい実施例においてバーコードリーダーはディ ジタイザ−３０又はコンピューター３８でアナログディジタル変換され、バーコ ード票１６又は５４のそれぞれ及びそれと関連するキャリア及び半導体ウェハー 又はメモリーディスクバッチを特定的に識別するディジタル数字に符号化される 。バーコード１６又は５４及びそれを検出した特定のバーコードリーダーからの 出力信号と関連する特定識別数字はマスターコンピユークーにいかなる箇所、い かなる時でもどのキャリアが加工設備内のどの位置にあるかを判別させる。

典型的な設備が第３図に例示されているが、記号２３で示される複数のリモート バーコードリーダーがステーションＩ−■とじて示す適当な位置での加工設備に 固定されている。１つ又はそれ以上のバーコードリーダー２３が特定ステーショ ンの傍に位置しキャリアがステーションに入ってきて出ていく、又は中間位置に あるところをモニターしている。バーコード２３Ａ　−２３Ｈからの出力は伝達 ！２８へ接続され伝達線２８はその信号を、設備の内側又は外側の都合のよいと ころに位置させたコンピユークー３８に変換器３０を介して接続する。特定のバ ーコード票１６を持つキャリア１２又は５０に設備内をステーションからステー ションと動き回るので、異ったステーションにキャリアがあることが個々のリー ダー２３Ａ　−２３８からコンピューター３８によって確認されて記録される。

当業者によれば、以上に開示された方法及び装置の種々の変形及び付加は添附し た請求の範囲に定義され、確保される発明の新規な特徴から離れることなくなし 得ることが認識されるであろう。

浄書（内容に変更なし） 手続補正書（方刻 平成２年１１月２２日扁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．数個の位置で複数の工程をうける複数のバッチの進度をモニターする方法で あって、 前記ディスクの各バッチを、ディスクを軸方向に平行に間隔をとって並べたディ スクを支持し配列させたプロセスキャリアに挿入し、 各キャリアに前記キャリアにカプセル化され、キャリアとその中に挿入されたバ ッチを特定的に識別するように構成、配列及び符号化された、光学的に見得るバ ーコード票を備え、 それぞれがいくつかの箇所の１箇所の近傍に位置し、いずれかの符号化されたバ ーコード指標票の識別をその検出範囲内で行うように構成及び配列された複数の 制限範囲バーコードリーダーユニットの操作によって前記１箇所にある各キャリ アの存在を検知し、かつ、 前記リーターユニットから受ける位置情報を種々の位置を通じてディスクの少な くとも１つのバッチの進度をモニターする工程とからなる方法。 ２．符号化されたバーコード指標リーターユニットのそれぞれが、その検出範囲 内においてレーザー光源からの変調光線をバーコード票に発するとともに、バー コード票がその光線を受けて受光器にバーコード票に特定の特徴と、票が付着さ れているキャリアの特定の特徴とを表わす反射光線を返すことを特徴とする請求 項１の方法。 ３．キャリアが過弗素化合成樹脂からまたバーコード票が電解アルミニウム、ポ リミド合成樹脂、ステンレススチール、過弗素化合成樹脂、セラミック又はポリ エステル合成樹脂から形成され、バーコード票が過弗素化合成樹脂の光学的に透 明なカバーの下に加熱密封状態にキャリアの面に付着されている請求項２の方法 。 ４．複数の工程をうけるディスクのバッチを追跡する装置であって、 それぞれが少なくとも１つのバッチを備え、単一のキャリアを特定的に識別する ために線と線の間隔に符号化したデータを含む、異った幅を有し、異った間隔を とった平行線からなる光学的に可視なバーコード票を外部の垂直壁面上にカプセ ル化した複数のキャリアと、 前記線に直交する方向にバーコードを横切るように変調光線を向け、前記バーコ ードに特定的な特徴を備える反射光線を受けるように構成かつ配列した少なくと も１個のリモート認識バーコードリーダーと、及び、 バーコードリーダーからの出力を受けどのキャリアがどのバーコードリーダーの 範囲にあるかを示す制御信号を供給する制御手段とを有する装置。 ５．バーコードリーダーユニットのそれぞれがレーザー光線からの変調光線を検 出範囲内のバーコード票へ向け、１方バーコード票が光線を受けてバーコード票 とそれが付着されているキャリアに特定的な特徴を示す反射光を返すことを特徴 とする請求項４記載の装置。 ６．前記バーコード票がキャリア面に該票を支持するように構成配列した凹部内 に納め、 前記バーコード票を覆いかつ密封するように構成配列した光学的に透明なカバー で密封してとりつけられてなる請求項４記載の装置。 ７．前記キャリアが過弗素化合成樹脂で形成され、バーコード票が電解アルミニ ウム、ステンレススチール、過弗素化合成樹脂、セラミック、ポリエステル合成 樹脂又はポリミド合成樹脂で形成されかつ過弗素化合成樹脂の光学的に透明なカ バーの下にキャリアの平らな面に気密に加熱封入で付着させてなる請求項４記載 の装置。 ８．平行に、軸方向に間隔をとって配列し光学的に可視のバーコード票をキャリ ア内にカプセル化し、キャリアとその中に設けたバッチを特定的に識別するよう に構成、配列及び符号化するようにした少なくとも１個のディスクのバッチを支 持するためのバーコード化されたプロセスキャリア。 ９．前記バーコード票が、ディスク加工で通常受ける強い化学的環境から保護さ れるようにキャリアにカプセル化されてなる請求項８のプロセスキャリア。 １０前記バーコード票の基材が電解アルミニウム、ステンレススチール、過弗素 化合成樹脂、ポリミド合成樹脂、セラミック又はポリエステル合成樹脂である請 求項９のプロセスキャリア。 １１．記プロセスキャリアが過弗素化合成樹脂からなり、バーコード票が過弗素 化合成樹脂の光学的に可視のカバーの下に気密に加熱封入されてなる請求項１０ のプロセスキャリア。