JPH04215452A - ウエハのロットナンバー自動読取装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体とくに集積回路の
ウエハの検査エリアにおいて、ウエハ管理用のロットナ
ンバーを読取るために使用するウエハのロットナンバー
自動読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体の製造工場において、製品とくに
集積回路の高集積度化に伴って、製造環境としてきわめ
て高度なクリーンルームが必須要件となっている。集積
回路の製造ラインでは、従来からウエハをロットナンバ
ーによって管理することがある。このロットナンバーの
読取りを人手を介して行った場合、クリーンルームのク
リーン度がそのオペレータによって低下され易い。そこ
でクリーンルームを良質な状態に保つため、各工程にお
いて無人化いいかえればロボット等による全自動化が望
まれている。

【０００３】従来、ウエハをロットナンバーによって管
理するため、ウエハ用のキャリアにロットナンバーをマ
ーキングしたものがあり、ウエハ用のキャリアを製作す
る際にその平坦な部位にロットナンバーを同時成形した
り、ロットナンバーが備えられた異種材料をウエハ用の
キャリアに設けている。後者のタイプには上記異種材料
を既製のウエハ用のキャリアに添付したもの、さらにロ
ットナンバーが表わされたバーコードシートをキャリア
の平坦な部位に貼付したものがある。

【０００４】上記ウエハ管理用のロットナンバーは、ウ
エハの製造ラインの各検査工程において、マーキングの
種別に応じたセンサ（例えば光センサ、バーコードリー
ダ及びＩＣカードリーダ等）によって読取られ、ウエハ
の製造処理情報として上位コンピュータまたは制御コン
ピュータに伝えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このようなロットナン
バーの読取り等のいわゆるパターン認識を自動処理した
場合、認識精度を良好にすることに伴って、ノイズ発生
等に起因する認識不能のエラー発生率は増大する傾向に
あり、パターン認識は人手によって行わざるを得なかっ
た。ところが人手によってロットナンバーを読取る場合
、クリーンルームのクリーン度が低下するという問題が
発生するとともに、操作ミスに起因したウエハ及びキャ
リアのロットナンバーに係る不一致の問題が発生する。

【０００６】またロットナンバーがキャリアの製造時に
予め同時成形されている場合、ロットナンバーは製造者
の仕様に一致していることはきわめて少なくなり、製造
者の管理仕様に変更を要するという不都合が生じる。さ
らに既製のウエハ用のキャリアに異種材料を添付する場
合には、製造者仕様のロットナンバーに対応させること
はできるものの、部品コストが増加するのみでなく添付
作業に手間取る。

【０００７】さらにまた既製のウエハ用のキャリアにバ
ーコードシートを貼付した場合には、容易にバーコード
シートを製造者仕様のロットナンバーに対応させること
はできるが、洗浄工程及び現像工程等のいわゆるウェッ
ト工程において、貼付済のバーコードシートが剥れるお
それを生じさせ、その場合には管理信頼度の低下を招く
。このようなバーコードシートの剥れを防止するために
、バーコードシートをウェット工程に耐えうる素材及び
接着剤を使用すればよいが、コストダウンを図ることは
困難になる。

【０００８】そこで本発明はクリーン度を低下させるこ
となく、またパターン認識不能の発生率を抑制して、ウ
エハのロットナンバーを読取ることができ、しかも製造
者の管理仕様の変更が不要となり、かつ、ウエハ上のロ
ットナンバーを直接識別するためキャリアへのウエハの
装着ミスのない自動読取装置の提供を目的とするもので
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、ウエハ用のキャリア内から装着済のウエハ
を所定位置に位置決めするためのステージへの搬送かつ
該ステージから該キャリア内への搬送のためのロボット
と、位置決め済の前記ウエハに予めマーキングされたロ
ットナンバーを撮像し該ロットナンバーの撮像信号を発
生させるための撮像回路と、前記撮像信号に基いてロッ
トナンバーを読取り該読取結果の良否に応じた前記ロボ
ットの制御信号を発生させるための制御回路と、該制御
回路の制御信号によって制御され前記ウエハ管理用のロ
ットナンバーを表示するための画像モニタとを備えた構
成としている。

【００１０】さらに前記ロットナンバーを読取る撮像回
路はＣＣＤカメラを含み、予め制御回路に格納されてい
るデータに従って前記撮像回路を上下動自在かつ傾倒自
在に駆動制御する駆動機構部を設けた構成としている。

【００１１】

【作　　用】このような構成としたことにより、ロボッ
トがキャリア内からにウエハをステージに搬送し、ウエ
ハがステージの所定位置に位置決めされると、撮像回路
はウエハに予めマーキングされたロットナンバーをウエ
ハの位置決め位置（ＣＣＤカメラ位置）において撮像し
、このロットナンバーの撮像信号を発生させる。次に制
御回路はこの撮像信号の読取結果に応じて制御信号を発
生させるので、ロボットは読取結果の良否に応じてウエ
ハ及びキャリアを所定位置に移載することができ、画像
モニタはウエハ管理用のロットナンバーを表示すること
ができる。この後、ロボットは次のウエハをステージに
搬送する。

【００１２】また撮像回路をＣＣＤカメラで構成すると
ともに駆動機構部を設けた場合、管理装置（上位コンピ
ュータ）から制御回路へのロットナンバー及び処理工程
を含む製造指示情報に基き、指示ロットナンバーに対応
した予め制御回路に入力されているデータを選択し、Ｃ
ＣＤカメラからなる撮像回路を上下動、傾き　（θ）　
方向に移動し、撮像回路を最適位置を自動的に決定する
ことができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例をについて説明する
。図１は本発明のウエハのロットナンバー自動読取装置
の概略構成を表わすもので、本発明は図示を省略した集
積回路のウエハの製造ラインのストッカ（キャリアの自
動収納棚）の入出庫口に配置されている。１は制御回路
を示しており、制御回路１は上記集積回路の製造ライン
を管理する管理装置２に交信可能にオンライン接続され
ている。制御回路１及び管理装置２はＣＰＵ及び内蔵メ
モリを主構成とし、管理装置２は制御回路１より上位の
ホストコンピュータと呼ばれるものである。

【００１４】上記制御回路１の内蔵メモリはＲＯＭ及び
ＲＡＭから構成され、ＲＯＭには各種演算用のデータ及
びプログラムが格納され、ＲＡＭはロットナンバの文字
認識、画像（または画素）データ格納及び各種データ演
算に充分な容量を有するものとする。本実施例では画像
データ格納用のＲＡＭとして、少なくとも　５１２×５
１２　×６ｂｉｔ及び　５１２×５１２　×１ｂｉｔ分
を各々２面格納しうる容量が割当られている。この２種
類のＲＡＭは、撮像回路４は（ＣＣＤカメラ）から画像
を入力したビデオ信号をアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）
変換し、Ａ／Ｄ変換後のビデオ信号を前者に多値メモリ
として格納する。 他方、後者には多値メモリの値が２値化され、２値多値
メモリとして格納されることになる。

【００１５】制御回路１は外部から指示を入力する入力
器３を備え、入力器３は電源スイッチ（図示省略）を有
するキーボードスイッチから構成されているが、マウス
またはライトペン等で構成してもよい。また入力器３の
表面には図示を省略した上記操作パネルが設けられ、こ
の上記操作パネルは少なくとも、キャリア８の在荷有無
、「ＯＫ」及び「ＮＧ」等、本ロットナンバー自動読取
装置の動作時における各ステップを表示することができ
る。

【００１６】制御回路１には撮像回路４、ロボット５、
画像モニタ６及び駆動機構部１４が接続されている。制
御回路１はＲＳ２３２Ｃ仕様の外部入出力インターフェ
イス（図示省略）を備え、図示を省略したドットプリン
タ、ＲＯＭライタ、磁気ディスクドライバ、補助用の撮
像回路４及び補助用のディスプレイ等の各オプション部
材の接続を可能にしている。

【００１７】本実施例では上記補助用のディスプレイ及
び補助用の撮像回路は、最大で８台まで接続可能な仕様
を備えるものとする。なお図１において、管理装置２、
入力器３、撮像回路４、ロボット５、画像モニタ６及び
駆動機構部としてのＣＣＤカメラ駆動部１４と制御回路
１との間の入出力インターフェイス、バスライン、電源
及びエレベータの図示は省略されている。また制御回路
１とロボット５との間及び制御回路１とＣＣＤカメラ駆
動部１４との間の入出力インターフェイスはパラレルで
整合が図られ、制御回路１及び管理装置２間の通信手順
はＳＥＣＳ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｅｑｕｉｐ
ｍｅｎｔ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｔａｎｄａ
ｒｄ＝半導体装置通信スタンダード）の取り決めに準拠
するものとする。

【００１８】撮像回路４はＣＣＤエリアカメラを含み、
予めウエハ７にマーキングされたロットナンバー（図示
省略）を撮像する。そしてこのロットナンバーの撮像信
号を発生させて制御回路１へ出力する。これにより制御
回路１は撮像信号に基いてウエハ７の管理用ロットナン
バーを認識することができる。本実施例では撮像回路４
には高速移動対象用で、メカニカルシャッタ付のものが
使用されている。

【００１９】ＣＣＤカメラ駆動部１４は図３及び図４に
示すように、撮像回路４の本体すなわちＣＣＤカメラ本
体をベース２０に取付け可能な構成を有している。そし
てＣＣＤカメラ駆動部１４は、制御回路１に予め格納（
入力）されている移動制御用データ（図示省略）に従っ
て、上下動（図５Ｚ方向）自在かつ傾倒（図５θ方向）
自在に駆動制御される。これによりＣＣＤカメラ駆動部
１４は撮像回路４の本体を上下動自在かつ傾倒自在に駆
動制御することができる。

【００２０】ＣＣＤカメラ駆動部１４は上記上下動につ
いて、モータ１５、送りねじ１６ガイドポール及びスラ
イドベアリング１８等の構成から可能化され、本実施例
では正方向及び逆方向ともに３０ｍｍ程度のピッチ移動
が可能なものとする。また上記傾倒についてはモータ１
５及びウォームギア１９等によって可能化され、本実施
例では正方向及び逆方向ともに３０度程度のピッチ回動
が可能なものとする。

【００２１】なおウエハ７表面の薄膜材料の種類（例え
ばＳｉＯ２，ＳｉＮ４，Ａｌ及びＷＳｉ　等）に応じて
反射角が微少ながら異るため、上述した移動制御用デー
タは、ステージ９すなわちウエハ７の上方に配置される
撮像回路４が、ウエハ７の管理用ロットナンバー読取り
に係る撮像に最適な位置決めを可能にするデータ値に定
められている（図５参照）。

【００２２】よって撮像回路４のウエハ７に対する位置
は上記移動制御用データに基いて、ウエハ７の薄膜材料
の種類応じ柔軟に決定されるため、管理用ロットナンバ
ーの読取不良の発生率を低減させることができる。

【００２３】ロボット５は、仮想線で示したキャリア８
内に装着済のウエハ７を仮想線で示したステージ９の所
定位置に搬送する。ステージ９はオリフラ（＝Ｏｒｉｅ
ｎｔａｔｉｏｎＦｌａｔ）合せ、すなわちウエハ７の位
置決めまたは方向合せをし、オリフラ合せ後においてウ
エハ７の管理用ロットナンバーが撮像されうるように、
撮像回路４に対する相対位置を定めている。本実施例で
は撮像回路４はステージ９の上方に配置されている（図
２参照）。

【００２４】図１の１０は光源で、光源１０はステージ
９の近傍に配置され、蛍光灯またはハロゲンランプから
なるものである。光源１０はウエハ７に設けられたロッ
トナンバーの部位に光を照射することにより、撮像回路
４のロットナンバーに係る撮像の良好化を図っている。

【００２５】ロボット５は後述する制御信号によって制
御され、ウエハ７用のキャリア８内に装着済のウエハ７
をステージ９の所定位置に搬送する。このウエハ７の搬
送機構は全て真空吸着によるアーム搬送方式で、ウエハ
７の裏面との擦れに起因した発塵量を可及的に少なくし
ている。

【００２６】上記制御信号は制御回路１から複数種類発
生され、制御回路１は、予め制御回路１に格納（入力）
されているデータに従って、ＣＣＤカメラ駆動部１４を
駆動制御し、上記撮像信号に基いてウエハ７の管理用ロ
ットナンバーを読取り、この読取結果の良否に応じ、検
査済ウエハ７を指定キャリア８に搬送・装着すると同時
に、その結果をモニタするため、互いに異る制御信号を
ロボット５及び画像モニタ６へ出力する。

【００２７】被読取ウエハ７が装着された所定数のキャ
リア８は、１１で示したアーム付きの無人搬送車（ＡＧ
Ｖ＝Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｇｕｉｄｅｄ　Ｖｅｈｉｃｌ
ｅ）によって、図２に示したエリア１及びエリア２まで
搬送された後、キャリア８の載置台１２へ移載される。

【００２８】また検査済のウエハ７を装着したキャリア
８は再びアーム付無人搬送車１１に移載され次工程に搬
送される。またアーム付無人搬送車１１は、図１に１３
で示した搬送コントローラによって制御され、搬送コン
トローラ１３は制御回路１または管理装置２によって制
御される。

【００２９】画像モニタ６はＣＲＴディスプレイからな
り、本実施例において画面は１４インチ程度の寸法で、
８色カラー表示用　６５０×５００　ドットの解像度を
有するものとする。画像モニタ６は上記制御信号に基い
て、少なくともウエハ７の管理用ロットナンバーの認識
良否と、検出及び認識したロットナンバーを表示する。 なお画像モニタ６はＣＲＴディスプレイの代りに、７セ
グメントＬＥＤまたは７セグメントＬＣＤ（バックライ
ト内蔵）等で構成してもよい。

【００３０】次にこのように構成されたウエハのロット
ナンバー自動読取装置の手動モードにおける動作を図６
について以下に説明する。本実施例では「１ロット」を
キャリア８「２個分」と定め、被読取ウエハ７は少なく
とも「１ロット」単位で検査される。そして検査時には
「１ロット」のいずれか一方のキャリア（エリア１）８
内のウエハ７についてのみロットナンバーが読取られ、
認識結果が良好であるときには他方のキャリア８内のウ
エハ７については検査されないよう、予め設定しておく
ものとする。

【００３１】まず本ロットナンバー自動読取装置に電源
を供給すると各構成部が初期化される。やがて制御回路
１（または管理装置２）は、搬送コントローラ１３を介
してアーム付無人搬送車１１を起動させる。これにより
被読取ウエハ７を装着したキャリア８が収納されたスト
ッカ入出庫口（図示省略）からアーム付無人搬送車１１
によって、キャリア８を取出し、このストッカ入出庫口
の近傍に配置された本ロットナンバー自動読取装置の図
２に示したエリア１及びエリア２まで搬送して載置台１
２に移載する（ｓ１、図３及び図４参照）。

【００３２】次に制御回路１は、キャリア８が載置台１
２に移載されたことを表示するために、ｓ２で上記操作
パネルにその旨を表示した後、この状況表示が正しいか
否かを判定する（ｓ３）。この判定が正しい場合にはｓ
４が実行される一方、そうでない場合にはキャリア８を
正しくセットし直して上記ｓ２を再度実行する。ｓ４で
はオペレータが上記操作パネルから１枚目のウエハ７検
査指示がなされると以下の動作が開始される。

【００３３】ｓ５において制御回路１は、キャリア８内
に装着済のウエハ７をロボット５によって取出した後、
ステージ９ヘ搬送する。ｓ６ではステージ９上のウエハ
８のオリフラ合せをする。オリフラ合せが完了すると、
制御回路１は撮像回路４を動作させる。撮像回路４はウ
エハ７に予めマーキングされたロットナンバーを撮像し
、このロットナンバーの撮像信号を発生させる。

【００３４】このとき制御回路１は入力された撮像信号
をＡ／Ｄ変換する。このＡ／Ｄ変換されたデジタル値信
号は制御回路１により、ロットナンバーの多値画像デー
タとしてＲＡＭ（　５１２×５１２　×６ｂｉｔ）に格
納された後、この画像データに画素演算を施して２値化
を図り、ノイズ除去等を施すことによって画質の向上を
図った後、この画素演算済の２値データを再度ＲＡＭ（
５１２×５１２　×１ｂｉｔ）に格納する。

【００３５】そして制御回路１はＲＡＭに格納された画
像データに基いて、ロットナンバーを１文字ずつ切出し
て正規化及び標本化する。制御回路１はこの標本化済デ
ータと、ＲＯＭに格納された文字の特徴を要素とする辞
書とを比較し、この辞書内から特定の文字を抽出する。 この後、制御回路１は、所定の編集を施すことによりロ
ットナンバーを読取り（認識し）、認識結果の良否に応
じた制御信号を発生させる。

【００３６】これによりｓ７において、画像モニタ６は
制御信号に基いてＲＡＭに格納された画像データを表示
するので、オペレータはウエハ７の管理用ロットナンバ
ーを目視によって識別することができる。他方、ロボッ
ト５は認識結果の良否に応じて検査済ウエハ７を所定位
置に移載する（後述）。

【００３７】ついでｓ８で、制御回路１は上記ｓ７にお
けるロットナンバーの認識結果が良好であるか否かを判
定し、良好であると判定されると、上記操作パネルには
「ＯＫ」である旨が表示される。その後、ｓ９でオペレ
ータが上記操作パネルから「ＯＫ」指示をすると、ｓ１
０で制御回路１はロボット５により、ステージ９上の検
査済ウエハ７を元のキャリア８内に装着する。このキャ
リア８はｓ１１で、ウエハ７とともに上記エレベータに
よって上昇される。しかる後、キャリア８はｓ１２にお
いて、アーム付無人搬送車（または手作業）１１により
載置台１２から所定一に移載されて次工程に搬送される
。

【００３８】また上記ｓ８で認識結果が良好でないと判
定されると、ｓ１３でその原因がロットナンバーの番号
違いであるか否かが判定される。そしてロットナンバー
の番号違いでないと判定された場合、ｓ１４において上
記ｓ７におけるロットナンバーの読取りが困難であるか
否かが判定される。ｓ１４で、ロットナンバーの読取り
が困難であると判定された場合には、ｓ１５においてオ
ペレータが上記操作パネルから次のウエハ７の「再検査
」指示をすると、検査済のウエハ７は元のキャリア８内
に装着された後、ｓ１５からｓ５にジャンプし、制御回
路１は同一のキャリア８に装着された次のウエハ７の検
査を再び実行する。他方、ｓ１４でロットナンバーの読
取りが困難でないと判定された場合には、ｓ１６でエラ
ー処理が実行される。

【００３９】また上記ｓ１３でロットナンバーの番号違
いであると判定された場合、上記操作パネルには「ＮＧ
」である旨が表示される。この後、ｓ１６でオペレータ
が上記操作パネルから「ＮＧ」を指示すると、ｓ１７で
制御回路１はロボット５により、ステージ９上のウエハ
７を元のキャリア８内に装着する。このキャリア８はｓ
１８で、ウエハ７とともに上記エレベータによって上昇
される。

【００４０】しかる後、キャリア８はｓ１９において、
アーム付無人搬送車（または手作業）１１により載置台
１２から所定の位置に移載され、ｓ２０においてその原
因を追及するためロット調査され。

【００４１】この後、アーム付無人搬送車１１が次のロ
ット単位の被読取ウエハ７を装着したキャリア８を本ロ
ットナンバー自動読取装置まで搬送し、載置台１２に移
載すると、上述した動作と同様にともにウエハ７はステ
ージ９の所定位置に位置決めされ、ウエハ７の管理用ロ
ットナンバーの読取りが順次、実行される。

【００４２】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成したの
で、各工程毎にウエハ表面の薄膜材料が異っても、その
種類に応じた撮像回路（ＣＤＤカメラ）の最適位置デー
タを予め制御回路に入力しておき、そのデータに基いて
駆動機構部を介して柔軟に撮像回路の位置を決めること
ができる。これにより混合ロットのウエハのロットナン
バーが容易、かつ、確実に読取られるので、ウエハの管
理信頼度の低下が防止されるとともにウエハ管理の作業
性が向上する。

【００４３】さらに上記混合ロットのウエハに対応可能
な本ロットナンバー自動読取装置をストッカ入出庫口近
傍または内部に配置することにより、異る工程及び装置
毎に専用機として備える必要がなくなり、これらを共通
使用することができることから、この共通化に起因する
大幅なコストの削減を図ることができる。

【００４４】また上記読取りは、ウエハに直接マーキン
グされたロットナンバーによって行われるので、半導体
製造者の管理仕様を変更しなくてよく、しかもキャリア
に特別な加工を施す必要がないため、大幅なコストアッ
プを招くことはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック図である。

【図２】図１ものの要部配置のブロック図である。

【図３】図１の駆動機構部を示した側面図である。

【図４】図３の駆動機構部を示した平面図である。

【図５】図１のウエハ及び撮像回路の相対位置を示した
側面図である。

【図６】図１の装置の手動モードにおける動作手順を示
す流れ図である。

【符号の説明】

１　　制御回路 ４　　撮像回路 ５　　ロボット ７　　ウエハ ８　　キャリア ９　　ステージ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ウエハ用のキャリア内から装着済のウ
   エハを所定位置に位置決めするためのステージに搬送し
   かつ該ステージから前記ウエハを前記キャリア内に搬送
   するためのロボットと、位置決め済の前記ウエハに予め
   マーキングされたウエハ管理用のロットナンバーを撮像
   し該ロットナンバーの撮像信号を発生させるための撮像
   回路と、前記撮像信号に基いて前記ロットナンバーを読
   取り該読取結果の良否に応じた前記ロボットの制御信号
   を発生させるための制御回路と、該制御回路の制御信号
   によって制御され前記ロットナンバーを表示するための
   画像モニタと、を備えたことを特徴とするウエハのロッ
   トナンバー自動読取装置。
2. 【請求項２】　　撮像回路はＣＣＤカメラを含み、予め
   制御回路に格納されているデータに従って前記撮像回路
   を上下動自在かつ傾倒自在に駆動制御する駆動機構部を
   設けたことを特徴とする請求項１に記載のロットナンバ
   ー自動読取装置。