JPH07245270A - ウェ−ハ取り残し検知システムを有するｃｖｄ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体製造用ＣＶＤ装置において、反応炉で
処理されたウェ−ハの取り残しを早期に検出し、且つ、
確実に検知して早期に対応措置を講じ、反応炉の稼働率
の向上を図る。 【構成】 カセット移載ロボット１２とウェ−ハ移載ロ
ボット１０との間に、ウェ−ハを水平に所定の間隔で上
下に配置する縦型のウェ−ハカセット１１中のウェ−ハ
を検知するための縦型ウェ−ハ検知装置３を備えたバッ
ファストッカ１を配置して、処理直後のウェ−ハ枚数を
早期に且つ確実に検知可能にした構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシリコン等の半導体ウェ
−ハの表面に減圧下で化学処理、加熱処理などの処理を
行うための、いわゆる減圧ＣＶＤ装置において改良され
た処理済のウェ−ハの取り残し検知システムを有するＣ
ＶＤ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の半導体ウェ−ハの表面を処
理するＣＶＤシステムの構成を示す概略斜視図である。
図中の符号１５はウェ−ハカセット１１を仮置きする棚
を複数列配置したキャリアストッカである。従来のシス
テムでは、石英チュ−ブ６と、該石英チュ−ブの四周を
取り囲む図示されない反応炉と、ウェ−ハボ−ト７と、
その昇降装置８と、ボ−ト移載装置９と、前記キャリア
ストッカ１５と、ウェ−ハ移載ロボット１０と、ウェ−
ハカセット１１を移載するカセット移載ロボット１２
と、カセットロ−ダ１３等がこれら全体を収容する図示
しない大きな箱形のユニットボックス内に配置されてい
る。

【０００３】本図によってウェ−ハの流れを説明する
と、前記ユニットボックスの外側で図示しないウェ−ハ
をカセットの棚に積載して準備されたウェ−ハカセット
１１が、前記ユニットボックスの出入口を通り、カセッ
トロ−ダ１３へ通常２個が一組になって送られ、カセッ
ト移載ロボット１２によりキャリアストッカ１５の所定
の棚に置かれる。次にウェ−ハ移載ロボット１０がウェ
−ハカセット１１に収容されたウェ−ハを、通常１枚毎
乃至５枚毎にウェ−ハカセット１１からウェ−ハボ−ト
７に移載する。ウェ−ハボ−ト７は、通常、ウェ−ハが
１２０枚乃至１５０枚収容できるように設計されてお
り、所定の枚数が積載されたウェ−ハボ−ト７は、ボ−
ト移載装置９によってマニホ−ルド６ａの真下に位置さ
れる。更にウェ−ハボ−ト７は、昇降装置８によって上
昇されて石英チュ−ブ６の中に装入され、マニホ−ルド
キャップ６ｂが蓋をして石英チュ−ブ内の気密が保たれ
た後、石英チュ−ブ６内が減圧され、更に加熱されてそ
の後所定の操作によってウェ−ハの表面が処理される。
反応炉内で上記処理が完了したウェ−ハは、上記の逆工
程で搬出され前記ユニットボックスの出入口を通って外
に搬出される。

【０００４】この１バッチのウェ−ハが処理されている
間に、次に処理される所定の枚数による別のバッチのウ
ェ−ハを積載した複数のウェ−ハカセット１１は、キャ
リアストッカ１５まで搬送されて、前のタクトで処理済
のウェ−ハをウェ−ハボ−ト７から取り出した後、直ち
に前記キャリアストッカ１５で待機している新しいウェ
−ハがウェ−ハボ−ト７に移載される。このようにし
て、反応炉が効率的に稼働できるように反応炉の空費時
間の短縮を図っている。ＣＶＤ装置において、半導体ウ
ェ−ハは多数枚が短時間に繰り返し処理されて、生産量
を向上しコストダウンが図られているが、薄いウェ−ハ
を多数枚繰り返して移送するため、移載洩れを生じて装
置の処理能力を下げたり、あるいは後続のウェ−ハの移
載の障害となり円滑な処理を妨げることがある。従来の
ウェ−ハ取り残し検知システムの作動を説明すると、上
記ユニットボックスの出入口でウェ−ハカセット１１に
載せられているウェ−ハを搬入時と搬出時に目視により
確認し、取り残しが確認された時、装置を適当な工程で
停止して原因を調べ対策を講じていた。しかしながら、
装置を停止するまでは、後続のバッチのウェ−ハが処理
能力や歩留まりの低下を来したまま継続して処理されて
いた。

【０００５】このような対策の遅れを防止し、又検知コ
ストを低減するために、センサを使用した自動検知の手
段として、例えば実開昭６１−１２９３４０号公報を始
めとして種々のものが提案されている。実開昭６１−１
２９３４０号公報は発光素子と受光素子を対向配置して
ウェ−ハの存否を１枚毎検知する手段を開示するもので
あるが、ウェ−ハの面に対してセンサの光軸が斜めであ
るため、反射光の散乱により誤検出する欠点があった。
特開昭６４−７４３号公報（特願昭６３−２０９５８
号）は、横型炉に供給される水平方向に配置されたウェ
−ハカセット上に、垂直に立てたウェ−ハが横方向に並
列されて積載された、所定枚数のウェ−ハの有無を同時
に検出する櫛形ウェ−ハカウンタを開示している。図７
はこの櫛形のウェ−ハカウンタ２０を示す斜視図であ
り、図８はこのウェ−ハカウンタ２０が、横型ウェ−ハ
カセット２１の中央内部の開口部２１ｄから上昇して、
ウェ−ハカセット２１に支持されたウェ−ハＷを検知可
能にした状態を示す斜視図である。

【０００６】図７に示したウェ−ハカウンタ２０のデル
リン製ベ−ス２３の上部に備えられた多数のウェ−ハガ
イド２４ａ、２４ｂ、２４ｃは各々ウェ−ハカセット２
１に収容される複数のウェ−ハＷの配置ピッチに合わせ
た寸法で配置されている。全てのウェ−ハガイド２４ａ
〜２４ｃは、ウェ−ハカウンタ２０中のウェ−ハＷが直
立せず傾いている場合でも、隣り合うウェ−ハガイド２
４ａ−２４ａの間、２４ｂ−２４ｂの間さらに２４ｃ−
２４ｃの間にウェ−ハＷを収容できるようにするため、
それぞれの頭部においてナイフエッジあるいは台形状に
成形されている。ウェ−ハＷの枚数より１枚多い電気絶
縁体２５の長手方向で対向し対になる面には、それぞれ
の面に発光素子２６ａと受光素子２６ｂが対になって嵌
合されてセンサ２６を構成し、両素子の間に挿入された
ウェ−ハＷの存否が検知される。図９はウェ−ハカウン
タ２０が上昇してウェ−ハＷを挿入した検知状態を示す
部分断面正面図である。ウェ−ハＷが隣り合うウェ−ハ
ガイド２４ａ−２４ａの間、２４ｂ−２４ｂの間さらに
２４ｃ−２４ｃの間に挿入される深さは、半導体チップ
に影響されない深さ、１．５ｍｍ以内であり、ウェ−ハ
下部の前後の間隔はウェ−ハよりも相対的に大きいの
で、図のようにウェ−ハＷが傾いて誤検知をする可能性
がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記櫛形ウェ−ハカウ
ンタ２０は、ウェ−ハＷの一括検知及びウェ−ハＷの面
に対して直角に近い光軸によりウェ−ハＷを検知する点
で、以前のウェ−ハ検知手段の課題を改良したが、複雑
なナイフエッジの加工やウェ−ハガイド２４ａ〜２４ｃ
など多数の部品点数を要するため製造コストが高いこと
や、ウェ−ハＷの傾斜による誤検出の可能性を残してい
る点で改良の余地が残されていた。さらに、ウェ−ハガ
イド２４ａ〜２４ｃにナイフエッジ等を設けてウェ−ハ
Ｗのずれを矯正することは、ウェ−ハＷの素材である硬
いケイ素でウェ−ハガイド２４ａ〜２４ｃを削ることに
なり、ＣＶＤ装置の汚染を招く不利が指摘されていた。
又、頻繁な検知操作に対して、ウェ−ハカセットそのも
のの対になる面にセンサを備えることも前記の特開昭６
４−７４３号公報で示唆されているが、全てのウェ−ハ
カセットにセンサを設置することは、コスト的に割高に
なることが自明である。上記のような課題を解消して、
更に早期にウェ−ハの取り残しを検出して、対応処置を
速やかに行い、反応炉の稼動率を向上することが本発明
の目的である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によるＣＶＤ装置
のウェ−ハ取り残し検知システムでは、縦型に整列され
た所定の検知センサの対が並び、水平に左右方向に回転
可能な櫛形の一括検知装置をバッファストッカの所定の
棚に取り付け、反応炉に供給する前と反応炉で処理後の
それぞれ水平に載置されたウェ−ハ枚数を検知して、制
御装置によって比較する。又、縦型のウェ−ハカセット
に水平に所定の間隔で載置されるウェ−ハに対して、予
め設定したピッチでセンサを設置することにより、上記
のようなウェ−ハガイドやナイフエッジ等複雑な部材無
しに簡潔なウェ−ハ検知システムを構成した。

【０００９】

【作用】ウェ−ハを水平に所定の間隔で上下に配置する
縦型のウェ−ハカセットと、このウェ−ハカセット収容
されるウェ−ハのピッチに対応して設けられた所定枚数
のプレ−トの、対面する２つの面に配置された発光素子
と受光素子によるセンサを有する縦型で櫛形の一括検知
装置により、ウェ−ハの面に直交する光路によって確実
な検知を可能にし、且つ、検知装置の製作を簡易化でき
る。さらに、バッファストッカの検知装置を取り付ける
棚に、水平方向左右に検知装置を首振り可能にして、検
知処理能力を向上させる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明によるウェ−ハ取り残し検知シ
ステムを有するＣＶＤ装置の一実施例を示す概略斜視図
である。なお、図１〜図５おいて図６〜図９と同じ部材
または部品には同じ符号を付し、重複した説明を省略す
る。本発明によるウェ−ハ取り残し検知システムを有す
るバッファストッカ付ＣＶＤ装置の構成は、上記した図
６による半導体ウェ−ハの表面を処理するＣＶＤ装置シ
ステムにおけるキャリアストッカ１５の代わりにバッフ
ァストッカ１が配置されている点が異なるだけである。
本発明によるバッファストッカ１はこの例では最上段が
予備棚２、その下が検知装置３を取り付けた検知棚４、
第三、四段が通常の棚５、５となっており、ウェ−ハカ
セット１１は各棚にそれぞれ２個積載される。本発明に
よるウェ−ハカセット１１は、ウェ−ハを水平にして縦
積みしたことが、前記従来の技術による特開昭６４−７
４３号公報によるウェ−ハカセットと異なる。図２はバ
ッファストッカ１の棚に取り付けられた櫛形の一括検知
装置の拡大平面図を、図３は図２のＡ矢視拡大図を、又
図４は図３のＢ部拡大図をそれぞれ示すものである。検
知装置３は、検知装置を取り付けた検知棚４に取り付け
られたロ−タリシリンダ３ａの回転軸３ｂにシリンダブ
ラケット３ｃが固定され、シリンダブラケット３ｃに箱
形に内蔵のツインロッドシリンダ３ｄがボルトなどで取
り付けられ、更に直角に曲げられた板状のセンサブラケ
ット３ｅを介して櫛形の２５枚一括式のウェ−ハセンサ
３ｆが取り付けられる。

【００１１】図４は２６枚のプレ−ト３ｇの一部を示す
が、それぞれの対向する面に発光素子３ｈ、受光素子３
ｉが取り付けられている。ツインロッドシリンダ３ｄは
エアにより駆動され、図２に一点鎖線で示すウェ−ハカ
セット１１ａ、１１ｂに載置された２５枚であるべきウ
ェ−ハＷに向けてウェ−ハセンサ３ｆを前進させて、左
側のウェ−ハカセット１１ｂ上のウェ−ハＷの有無を検
知し、次にロ−タリシリンダ３ａにより９０°回転して
図で右側のウェ−ハカセット１１ａ上のウェ−ハＷを検
知する。ウェ−ハＷの流れは前記の従来のシステムと同
様であるが、バッファストッカ１においては異なるので
以下に説明する。図５はバッファストッカ１における複
数のウェ−ハカセットとウェ−ハの積載状態を示す概略
正面図であり、図５（Ａ）から図５（Ｆ）にかけて順次
作業が進行して行く。図５において、ウェ−ハが空の状
態のウェ−ハカセットを１１ａ〜１１ｆで示し、同じウ
ェ−ハカセットでウェ−ハが積載されている状態のウェ
−ハカセットを１１ａ〜１１ｆのように下線を付して示
す。図５（Ａ）では検知棚４にウェ−ハカセット１１ａ
と１１ｂが、棚５、５にウェ−ハカセット１１ｃ〜１１
ｆが載置されている。これらのウェ−ハカセットはユニ
ットボックスに搬入される際に予めユニットボックスの
出入口で、好ましくは本発明による櫛形一括検知装置３
により、それぞれに積載されたウェ−ハの枚数が検知さ
れ制御装置に記憶されている。

【００１２】ウェ−ハカセット１１ａと１１ｂは先にバ
ッファストッカ１に載置され、後続のウェ−ハカセット
１１ｃと１１ｄが搬入される時点では既にウェ−ハ移載
ロボット１０によってウェ−ハがウェ−ハボ−ト７へ移
載され始めている。図５（Ａ）のウェ−ハカセット１１
ｅと１１ｆが載置された段階では、ウェ−ハカセット１
１ａと１１ｂは既に空になっており、また、ウェ−ハカ
セット１１ｃと１１ｄ中のウェ−ハもウェ−ハボ−ト７
に移載されつつある。以下同様にして全てのウェ−ハカ
セット中のウェ−ハがウェ−ハボ−ト７へ移載される
と、図５（Ｂ）に示したようにこれらのウェ−ハカセッ
ト１１ａ〜１１ｆは全て空になる。ウェ−ハボ−ト７に
載置されたウェ−ハが反応炉内で所定時間処理された
後、ウェ−ハボ−ト７は反応炉外に搬出され、ウェ−ハ
はウェ−ハ移載ロボット１０によってウェ−ハボ−ト７
から所定のウェ−ハカセットに戻される。先ず、ウェ−
ハボ−ト７から検知棚４のウェ−ハカセット１１ａと１
１ｂにウェ−ハが戻される。図５（Ｃ）は検知棚４のウ
ェ−ハカセット１１ａと１１ｂにウェ−ハが戻された状
態を示す。この状態で直ちに検知装置３が作動し、図２
で説明した方法によりウェ−ハカセット１１ａと１１ｂ
に戻されたウェ−ハ枚数が検知され、制御装置に予め記
憶された搬入時の枚数と比較される。図５（Ｄ）は検知
済みウェ−ハカセット１１ａと１１ｂがカセット移載ロ
ボット１２によって予備棚２に移載された状態を示すも
のである。

【００１３】上記処理済みウェ−ハの検知と併行してウ
ェ−ハ移載ロボット１０は、ウェ−ハボ−ト７に残され
たウェ−ハをウェ−ハカセット１１ｃと１１ｄに移載す
る。この移載終了後、ウェ−ハカセット１１ｃと１１ｄ
はカセット移載ロボット１２によって検知棚４に移載さ
れる。図５（Ｅ）に示したようにウェ−ハが戻されたウ
ェ−ハカセット１１ｃと１１ｄは、検知棚４において上
記と同様にウェ−ハ枚数が検知される。ウェ−ハカセッ
ト１１ｃと１１ｄは上記検知後第三段の棚５へ戻され
る。さらに、同様にして最後の処理済みウェ−ハが戻さ
れたウェ−ハカセット１１ｅと１１ｆがウェ−ハ枚数の
検知のため検知棚４に移動され、図５（Ｆ）に示す状態
で検知される。この間に、予め記憶された処理前のウェ
−ハ枚数と、処理後のウェ−ハ検知枚数とが不一致であ
れば、取り残しが生じたことを示す警報が発せられ、直
ちに対応処置が講じられる。全部のウェ−ハカセットに
異状がない場合は図５（Ｆ）の状態から、例えば検知棚
４上のウェ−ハカセット１１ｅと１１ｆをカセット移載
ロボット１２によりカセットロ−ダ１３へ移載し、これ
らと交代に未処理ウェ−ハを収容した別のウェ−ハカセ
ットを検知棚４へ移載し、その後引き続いてウェ−ハ移
載ロボット１０の作動が開始されて上記の一連の動作が
繰り返される。

【００１４】なお、上記説明ではウェ−ハカセット１１
ｃ〜１１ｆの検知棚４への移載をウェ−ハがウェ−ハカ
セットへ戻された後としたが、先ず空のウェ−ハカセッ
トを棚５、５から検知棚４へ移載しその後ウェ−ハを戻
す方法によってもよい。また、バッファストッカ１で検
知済みのウェ−ハカセットは予備棚２に移載せず、直ち
にユニットボックス外に搬出し、上記検知処理などと並
行して予備棚２には未処理のウェ−ハを収容したウェ−
ハカセットをユニットボックス外から搬入し所定の棚に
備えることにより、さらに本発明の効果を大きくするも
のである。

【００１５】

【発明の効果】上記のように、縦型ウェ−ハカセット中
のウェ−ハの取り残しは反応炉での処理直後に検知され
るので、原因究明、応急処理が速やかに講ぜられ、反応
炉が遊休する空費時間が短縮されるので、稼動率の向上
が達せられる。また、検知棚の１台の検知装置により同
じ棚の２個のウェ−ハカセット中のウェ−ハ枚数を検知
可能にしたため、低コストで、且つ、待ち時間がなく効
率的にウェ−ハを検知可能にし、また本装置における検
知装置は、ウェ−ハと接触して装置内を汚染することな
く使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるウェ−ハ取り残し検知システムを
有するＣＶＤ装置の一実施例による概略斜視図である。

【図２】バッファストッカの棚に取り付けられた櫛形一
括検知装置の拡大平面図である。

【図３】図２のＡ矢視拡大図である。

【図４】図３のＢ部拡大図である。

【図５】バッファストッカにおけるウェ−ハカセットと
ウェ−ハの積載状態を示す概略正面図であり、同図
（Ａ）から（Ｆ）は作業の流れを示すものである。

【図６】従来の半導体ウェ−ハの表面を処理するＣＶＤ
装置の構成を示す概略斜視図である。

【図７】従来の技術による横型ウェ−ハカウンタを示す
斜視図である。

【図８】従来の技術によりウェ−ハを支持した横型ウェ
−ハカセットのウェ−ハを横型ウェ−ハカウンタが検知
している状態を示す斜視図である。

【図９】従来の技術により横型ウェ−ハカウンタが上昇
してウェ−ハを挿入した検知状態の一例を示す部分断面
正面図である。

【符号の説明】

１ バッファストッカ ２ 予備棚 ３ 検知装置 ４ 検知棚 ５ 棚 ６ 石英チュ−ブ ７ ウェ−ハボ−ト １０ ウェ−ハ移載ロボット １１ ウェ−ハカセット １２ カセット移載ロボット Ｗ ウェ−ハ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ユニットボックス内でウェ−ハを処理す
   る反応炉と、ウェ−ハ移載ロボットと、カセット移載ロ
   ボットと、カセットロ−ダと、ウェ−ハを水平に載置す
   る縦型ウェ−ハカセットと、制御装置と、複数の発光素
   子と受光素子の検知センサの対を含む櫛形のウェ−ハ検
   知装置とを含んで成る半導体製造用ＣＶＤ装置におい
   て、 前記ＣＶＤ装置は前記ウェ−ハ移載ロボットと前記カセ
   ット移載ロボットとの間に配置された、縦型に所定の数
   の検知センサの対が配列され所定の角度で水平方向左右
   に傾角可能な一括検知装置と、前記検知装置を備えた検
   知棚と、少なくとも１個の予備棚と、所定の複数個の通
   常の棚とを有するバッファストッカとを備え、前記検知
   装置は、前記縦型ウェ−ハカセットに水平に収容され前
   記バッファストッカの前記検知装置を備えた棚に積載さ
   れた処理前のウェ−ハの枚数を一括検知し、又ウェ−ハ
   を処理する前記反応炉内の石英チュ−ブから取り出され
   たウェ−ハボ−トから、前記ウェ−ハ移載ロボットによ
   って前記バッファストッカの検知装置を備えた棚上の前
   記縦型ウェ−ハカセットに移載された処理済みウェ−ハ
   の枚数を一括検知し、前記処理前に検知されたウェ−ハ
   の枚数と、前記処理済みウェ−ハ枚数とを比較して、ウ
   ェ−ハの取り残しを早期に検知し、対処可能にすること
   を特徴とするウェ−ハ取り残し検知システムを有するＣ
   ＶＤ装置。