JPH0611070B2

JPH0611070B2 - ウエハカウンタ

Info

Publication number: JPH0611070B2
Application number: JP63020958A
Authority: JP
Inventors: 俊彦加々美; 和良小林; 英二浅川; 厚長田; 功三原; 靖二阿部
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1987-02-13
Filing date: 1988-01-29
Publication date: 1994-02-09
Anticipated expiration: 2009-02-09
Also published as: JPS64743A

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、ウエハカセットに収納された半導体ウエハの
位置検知及び枚数検出を可能にしたウエハカウンタに関
する。

（従来の技術）半導体集積回路（Semiconductor integrated circuit）
を製造する場合、製造工程中の各ロッド毎にウエハ（ｗ
ａｆｅｒ）有無の監視や次工程に供給するウエハの枚数
の確認を行うためにウエハカウンタを使用している。ウ
エハカウンタは、ウエハカセットに収納したウエハの収
納位置及び枚数を検出する。

このようなウエハカウンタとして例えば実開昭61-12934
0号（Japanese utility model disclosure No.86-12934
0）がある。第１図は、このウエハカウンタによるウエ
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(1)は、ウエハカセット（図示せず）に
収納されたウエハを示している。このウエハ(1)の表面
に対して、所定の角度(θ)で傾斜した状態で光軸(2)を
設定するようにして、投光素子(3)と受光素子(4)が対向
配置されている。投光素子(3)と受光素子(4)は、ウエハ
(1)の配列方向に沿って、ウエハ(1)の配置ピッチ(D)に
等しい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(3)から受光素子(4)に向って光軸
(2)に沿って投光された赤外線をウエハ(1)が遮断して、
受光素子(4)に入力される赤外線の光量が減衰した場合
に、ウエハ(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、ウエハ(1)が存在して
いないことを検出する。かかるウエハ(1)の有無の検出
を、投光素子(3)と受光素子(4)の間欠的な移動毎に行う
ことにより、ウエハ(1)の枚数を検出する。

上記ウエハカウンタの他にも、反射型のセンサーを用い
て、ウエハカセットの上方からウエ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エハの有無
を検出するウエハカウンタもある。この場合も、赤外線
の投光素子と反射光の受光素子をウエハの配列方向に沿
って間欠的にスキャニング（ｓｃａｎｎｉｎｇ）するこ
とにより、ウエハの枚数を検出する。

（発明が解決しようとする課題）しかし、このような従来のウエハカウンタでは、投光し
た赤外線がウエハの表面やウエハの端部で乱反射する場
合がある。この場合、受光素子がウエハの誤検出をして
しまう。その結果、ウエハの位置及び枚数を正確に検知
できない問題があった。さらにウエハカウンタとして実
開昭60-101746号，実開昭61-55431号，実開昭61-127639
号，実開昭61-153345号，実開昭61-129340号，実開昭62
-14733号などの手段がある。しかしウエハの移換えなど
の工程に実用化難い問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、
省スペース化を図ることができ、しかも、多数枚の半導
体ウエハの位置及び枚数を半導体ウエハのオリエンテー
ションフラットの向きに左右されることなく、全ウエハ
を漏らさずに正確かつ瞬時に一括して検出することがで
きるウエハカウンタを提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段）本発明のウエハカウンタは、複数枚のウエハをそれぞれ
予め定めた間隔で離隔してウエハカセットに収納したウ
エハの位置検出及び枚数検出を行なうウエハカウンタに
おいて、上記ウエハカセットに収納されたウエハを１枚
置きに挟むように対向配置した発光素子と受光素子とか
らなる透過型センサをウエハカセットの長手方向に直線
状に配列して上記各ウエハを１枚置きに検出する第１の
センサ列と、この第１のセンサ列で検出するウエハ以外
の１枚置きのウエハを検出するように上記第１のセンサ
列と同構成の透過型センサを直線状に配列した第２のセ
ンサ列と、これらの各センサ列を構成する各透過型セン
サの発光素子と受光素子がそれぞれ上記各ウエハのオリ
エンテーションフラットよりもウエハの中心寄りに位置
するように各センサ列をそれぞれ互いに並列に支持する
ベースとを備えたことを特徴とする。

（作用）本発明によれば、ウエハカセットに収納されたウエハの
位置及び枚数を検出する際に、第１のセンサ列は各透過
型センサの発光素子と受光素子がウエハカセット内で１
枚置きのウエハをそれぞれのオリエンテーションフラッ
トよりもウエハの中心寄りで挟んで対向すると共に、第
２のセンサ列も第１のセンサ列と同様に各透過型センサ
の発光素子と受光素子がウエハカセット内の残りの１枚
置きのウエハをそれぞれのオリエンテーションフラット
よりもウエハの中心寄りで挟んだ状態で対向し、ウエハ
のオリエンテーションフラットの向きとは関係なく第
１、第２のセンサ列により全ウエハを漏らすことなく一
括して同時且つ確実にそれぞれその位置及び枚数を検出
することができる。

（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、本発明のウエハカウンタ(20)を収容したウエ
ハカセット(21)の斜視図である。このウエハカセット(2
1)は、断面Ｕ字状のデルリン（商品名）製容器で、その
両側壁(21a)(21b)に複数枚の各ウエハ(22)を夫々所定の
間隔で保持しウエ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1.5mm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インチウエハの場合大
きさ例えば長さ180mm、幅145mm、高さ165mmで底面には
多数のウエハ(22)配列方向に落下しない程度の長方形状
長さ130mm、幅88mmの貫通孔(21d)が設られている。上記
ウエハカウンタ(20)は、図示しない昇降機構により、ウ
エハカセット(21)の底部下方から上記貫通孔(21d)を通
り抜け、上記ウエハ(22)の周縁がくい込む如く昇降可能
で、各ウエハ(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。上記ウエハ(22)のくい込み量はウエ
ハの有効素子に影響しない領域である。

第３図は第２図のウエハカウンタ(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エハガイド(24
a)(24b)(24c)が多数個突設されている。各々のウエハガ
イド(24a)(24b)(24c)は、上記ウエハカセット(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、夫々のウエハガイド(24a)(24b)(24c)は、ウエハ
(22)が円滑に出入れできる間隔で互に離間している。ウ
エ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。ウエハガイド(24a)(24b)(24
c)は、ウエ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。一方のウエハガイ
ド(24a)と中央部のウエハガイド(24b)との間には、多数
個の電気絶縁体(25)が突設している。電気絶縁体(25)の
配列は、ウエハガイド(24a)(24b)(24c)の配列に対応し
て、複数枚のウエハ(22)が自在に出入れできる間隔に設
定されている。このようにウエハガイド(24a)(24b)(24
c)及び電気絶縁体(25)は、カセット(21)に収容されたウ
エハ(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
くベース(23)上に３列くし歯状に突設されている。これ
らのウエハガイド(24a)(24b)(24c)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
側部のウエハガイド(24a)(24c)の形状は、四角柱状でそ
の先端部はナイフエッジ状が望ましい。また、中央部の
ウエハガイド(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エハ(22)の出入れを容易にして
いる。電気絶縁体(25)には、半導体ウエハが挿入された
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
エハ(22)の有無を光学的に検知素子対(26)によって検知
することができる。すなわち、ウエハ(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、
ウエハ(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)以降もウエハ(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(7)列を１列に形成すると、ウエ
ハカセット(21)内に収納したウエハ(22)の収納間隔に合
った発光素子(26a)び受光素子(26b)間の空間形成がスペ
ース的に困難なため、検知素子対(26)のセンサ列を電気
絶縁体(25)上に第１のセンサ列及び第２のセンサ列とし
て２列に配設し、隣り合う上記空間における発光素子(2
6a)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りウエハ
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、上述した機構のウエハカウンタ(20)によるウエハ
(22)の位置検知及び枚数検知方法を説明する。

上述したウエハガイド(24a)(24c)列及び検知素子対(26)
列を備えたウエハカウンタ(20)を、第５図に示すように
昇降機構(28)により押し上げる。これにより複数枚のウ
エハ(22)を収納したウエハカセット(21)内へ、ウエハカ
ウンタ(20)を挿入する。この時、ウエハカウンタ(20)の
ウエハカセット(21)内への挿入の方法は、逆にウエハカ
セット(21)を下降させてもよい。また、ウエハ(22)が水
平状態になるようにウエハカセット(21)を立てて、ウエ
ハカセット(21)内にウエハカウンタ(20)を挿入してもよ
い。

そして、ウエハカセット(21)内に挿入されたウエハカウ
ンタ(20)は第６図に示すようにウエハガイド(24a)(24b)
によりウエハ(22)をくし歯状に配設された隣り合う検知
素子対(26)との空間にウエハ(22)が挿入される。そし
て、発光素子(26a)から赤外線を発光し、ウエハ(22)の
有無を検知する。この時、ウエハ(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、ウエハカウンタを位置検知及び枚数検
知のみで説明したが、同時にウエハの搬送を行なっても
よい。

以上述べたようにこの実施例によれば、両端に設けたウ
エハガイド(24a)(24c)列の間にウエハガイド(24b)を設
けたことにより、ウエハ(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、ウエハカセットに収納されたウエハを一括検知可
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、ウエ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。

次に上記したウエ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
にウエハを移換る必要がある。

この移換え工程において、カセット内ウエハが途中空に
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、当該位置のウエハが空になる。空の状態ではその部
分についてウエハの配列が不揃いになる。

このウエハの不揃いは、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枚のウエハが収納されたウエハカセット
をストックするウエハストッカ(61)を設け、前工程が終
了したウエハを一時ストックする。

このストッカ(61)は第８図に示めすように横方向に４個
のウエハカセット(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は搬送例えばベル
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枚のウエハ(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)が対向した位置でウエハ(8
2)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枚のウエハ(82)につい
てみるとわずかではあるがオリフラ部が面一に整列して
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個並列に配置し、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。この整列後上記したウエハカウンタ(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)の溝に各ウエハを嵌合さ
せ、ウエ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10図に示めすように１カセット(9
1)に25枚収容されたウエハ列(92)を、円弧面に25本のウ
エハの周縁部が嵌合される溝の設けられたロボット操作
によりウエハ把持体(94)に移換える。この移換えはカセ
ット(91)の下方からウエハ支持体（図示せず）を上昇さ
せることにより、各ウエハの自重で各溝に２５枚のウエ
ハ列(92)が嵌合する。

このようにしてウエハ支持体に収納されたウエハ列をさ
らにカセット(91)上方に押し上げた状態でロボット操作
によりウエハ列の側面方向から25枚同時にウエハ把持体
(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枚のウエハ(92)を上記石英ボート
(93)に移換えを行うことができる。このようにしてウエ
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エ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
セット一個毎にカセットを回転台(66)で180度回転さ
せ、回転させたウエハと回転させないカセットからのウ
エ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エハ収納溝ピッチとカセットのウ
エハ収納溝ピッチが異なる場合がある。この場合は、カ
ウンタでウエハの配列をチェックしたのち、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エハ面での投光
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
小さくしてウエハカセットのウエハ収納容量を大きくす
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。その理由は、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
度も高めるためである。

検知素子対は、投光素子と受光素子間に出現する光軸
が、ウエハカセットに収納されたウエハのオリエンテー
ションフラット面よりもウエハの中心側に位置するよう
にして、ウエハカセットに設けるのが望ましい。その理
由は、ウエハカセットに収納するウエハの方向の自由度
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、ウエハカセットに収納されたウエハの表面に対
して、ほぼ直交する状態になるようにして、ウエハカセ
ットに設けるのが望ましい。その理由は、投光がウエハ
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、ウエハの各収納領域に着脱自在に
してウエハカセットに設けても良い。その理由は、ウエ
ハカウンタによるウエハの位置検出及び枚数検出と同時
に、ウエ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。

ウエハカセットには、各々のウエハの各収納領域毎にウ
エハガイドを設けて、ウエハの収納操作を容易にするこ
とが望ましい。このウエハガイド及びウエハカセット
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。

以上説明したように本発明によれば、複数枚のウエハを
それぞれ予め定めた間隔で離隔してウエハカセットに収
納したウエハの位置検出及び枚数検出を行なうウエハカ
ウンタにおいて、上記ウエハカセットに収納されたウエ
ハを１枚置きに挟むように対向配置した発光素子と受光
素子とからなる透過型センサをウエハカセットの長手方
向に直線状に配列して上記各ウエハを１枚置きに検出す
る第１のセンサ列と、この第１のセンサ列で検出するウ
エハ以外の１枚置きのウエハを検出するように上記第１
のセンサ列と同構成の透過型センサを直線状に配列した
第２のセンサ列と、これらの各センサ列を構成する各透
過型センサの発光素子と受光素子がそれぞれ上記各ウエ
ハのオリエンテーションフラットよりもウエハの中心寄
りに位置するように各センサ列をそれぞれ互いに並列に
支持するベースとを設けたため、省スペース化を図るこ
とができ、しかも、多数枚の半導体ウエハの位置及び枚
数を半導体ウエハのオリエンテーションフラットの向き
に左右されることなく、全ウエハを漏らさずに正確かつ
瞬時に一括して検出することができるウエハカウンタを
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のウエハカウンタによるウエハの位置及
び枚数の検出の仕方を示す説明図、第２図は、本発明の
一実施例のウエハカウンタを収容したウエハカセットの
斜視図、第３図は、第２図のウエ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図のウエ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図ウエハカウンタに
よるウエ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
エ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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長田厚東京都新宿区西新宿１丁目26番２号東京エレクトロン株式会社内 (72)発明者原功三東京都新宿区西新宿１丁目26番２号東京エレクトロン株式会社内 (72)発明者阿部靖二東京都新宿区西新宿１丁目26番２号東京エレクトロン株式会社内 (56)参考文献特開昭63−13344（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−153345（ＪＰ，Ｕ) 実開昭60−170869（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数枚のウエハをそれぞれ予め定めた間隔
で離隔してウエハカセットに収納したウエハの位置検出
及び枚数検出を行なうウエハカウンタにおいて、上記ウエハカセットに収納されたウエハを１枚置きに挟
むように対向配置した発光素子と受光素子とからなる透
過型センサをウエハカセットの長手方向に直線状に配列
して上記各ウエハを１枚置きに検出する第１のセンサ列
と、この第１のセンサ列で検出するウエハ以外の１枚置きの
ウエハを検出するように上記第１のセンサ列と同構成の
透過型センサを直線状に配列した第２のセンサ列と、これらの各センサ列を構成する各透過型センサの発光素
子と受光素子がそれぞれ上記各ウエハのオリエンテーシ
ョンフラットよりもウエハの中心寄りに位置するように
各センサ列をそれぞれ互いに並列に支持するベースとを
備えたことを特徴とするウエハカウンタ。