JPH088329A

JPH088329A - キャリア保持装置及びこれによるウェハ検知方法

Info

Publication number: JPH088329A
Application number: JP14051894A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Morihira; 淳志森平; Hidenobu Shirai; 秀信白井
Original assignee: Fujitsu VLSI Ltd; Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu VLSI Ltd; Fujitsu Ltd
Priority date: 1994-06-22
Filing date: 1994-06-22
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は半導体製造工程で搬送されるウェハ
が収納されたキャリアを保持するキャリア保持装置及び
これによるウェハの有無を検知するウェハ検知方法に関
し、ウェハ検知の時間短縮を図り、スループットの向上
を図ることを目的とする。【構成】ウェハ４３を収納するキャリア４２がステー
ジ３５、リアガイド３７ａ，３７ｂに搭載されて保持台
３２の位置まで移動される際に、ウェハ４３のキャリア
４２への収納状態における負荷特性が検出される。そし
て、コントロール部４１が検出された負荷特性のパター
ンと、予め設定された負荷特性のパターンとを比較照合
して、該当する負荷特性のパターンに対するウェハ４３
の収納位置、枚数を検知する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造工程で搬送
されるウェハが収納されたキャリアを保持するキャリア
保持装置及びこれによるウェハの有無を検知するウェハ
検知方法に関する。

【０００２】近年、半導体製造工程においては製造コス
トの低減を図るために、ウェハの単位時間当りの処理能
力（スループット）の向上が要求されている。そのた
め、各処理ユニットにおけるウェハの保持時間を短縮す
る必要がある。

【０００３】

【従来の技術】近年、半導体製造工程で、ウェハ処理を
行う際にウェハを所定枚数キャリアに収納し、当該キャ
リア単位で各半導体処理装置等に搬送する。搬送された
半導体処理装置等ではキャリアをキャリアステージ上に
載置し、キャリア内のウェハの有無やウェハの収納位置
を検出確認する。

【０００４】ここで、図９に、従来のキャリアステージ
の構成図を示す。図９において、キャリアステージ１１
は、保持台１２の一端のシャフト１３により回動自在に
回動台１４が連結され、回動台１４にステージ１５が取
り付けられる。

【０００５】シャフト１３は、駆動モータ１６よりタイ
ミングベルト１７を介して回転され、これに伴って回動
台１４及びステージ１５が回動するチルト機構を構成す
る。また、ステージ１５には、キャリア１５の背部に対
応する箇所にリアガイド１８ａ，１８ｂ（１８ｂは図に
表われず）が設けられる。

【０００６】一方、ウェハ１９はキャリア２０に所定枚
数（例えば２５枚）水平に収納され、キャリア２０がス
テージ１５上に搭載される。そして、上下動自在な透過
型ビームセンサ（２１ａ，２１ｂ、図１０（Ｃ）参照）
によりウェハ有無の検知が行われる。

【０００７】このキャリアステージ１１は、ステージ１
５が保持台１２上に位置された状態でチルトダウン状態
となり、図９に示すようにステージ１５上にキャリア２
０を搭載する位置に位置された状態がチルトアップ状態
となる。

【０００８】そこで、図１０に、図９のチルト機構の動
作説明図を示す。図１０（Ａ）は、駆動モータ１６より
タイミングベルト１７を介してシャフト１３が回転して
回動台１４、ステージ１５が回動してチルトアップした
状態であり、矢印方向よりウェハ１９が収納されたキャ
リア２０がステージ１５上に搭載される。

【０００９】図１０（Ｂ）は、ステージ１５上にキャリ
ア２０が搭載されると、駆動モータ１６よりシャフト１
３が逆方向に回転して回動台１４、ステージ１５を保持
台１２上の位置に回動させてチルトダウンした状態であ
る。この状態でキャリア２０内のウェハ１９が水平状態
となる。

【００１０】そして、図１０（Ｃ）に示すように、透過
型ビームセンサ２１ａ，２１ｂをピッチ送りで一段ごと
に上下動させてキャリア２０内のウェハ１９の有無を検
知するものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のように
ステージ１５のチルトダウンが行われた後にキャリア２
０内の総ての段についてウェハ１９の有無を検知するこ
とから、キャリアステージ１１上にキャリア２０を搭載
してからウェハ１９の有無の検知が終了するまで長時間
を要する。すなわち、処理前のウェハ１９の保持時間が
長くなり、スループットが低下するという問題がある。

【００１２】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、ウェハ検知の時間短縮を図り、スループットの
向上を図るキャリア保持装置及びウェハ検知方法を提供
することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１では、半導体製造における所定数のウェハ
を収納したキャリアを搭載部に搭載して保持するキャリ
ア保持装置において、前記キャリアを、前記搭載部に搭
載する搭載位置より所定の保持位置に移動させる移動手
段と、該移動手段による該キャリアの移動時に、前記ウ
ェハの該キャリアへの収納状態における負荷特性を検出
する検出手段と、予めウェハの該キャリアへの収納状態
に対する負荷特性のパターンが所定数設定され、該検出
手段で検出された該負荷特性のパターンより、該当する
設定された負荷特性に対する該ウェハの収納状態を得る
制御手段と、を有する構成すとる。

【００１４】請求項２では、前記移動手段を、前記搭載
部を搭載位置より駆動部で回動される回動部材により前
記保持位置まで移動させる構成とし、前記検出手段を、
該回動部材の歪を検出する歪検出部で構成する。

【００１５】請求個項３では、前記検出手段を、前記搭
載部の所定位置に設けた前記キャリアの圧力状態を検出
する所定数の圧電部材により構成する。

【００１６】請求項４では、前記移動手段を、前記搭載
部を搭載位置より駆動部で回動される回動部材により前
記保持位置まで移動させる構成とし、前記検出手段を、
該駆動部からの出力値を検出する構成とする。

【００１７】請求項５では、半導体製造における所定数
のウェハが収納されたキャリアが請求項１記載のキャリ
ア保持装置の搭載部に搭載されて移動手段により保持位
置まで移動され、該キャリア内の該ウェハの有無を検出
するウェハ検知方法であって、前記キャリア保持装置が
備える検出手段により前記ウェハの前記キャリアへの収
納状態に対応する負荷特性を検出する工程と、予めウェ
ハの該キャリアへの収納状態に対する負荷特性のパター
ンが所定数設定され、該検出手段で検出された負荷特性
のパターンを、設定された所定数の負荷特性に比較照合
させる工程と、該当する設定された負荷特性に対する該
ウェハの収納状態を得る工程と、を含む構成とする。

【００１８】請求項６では、請求項５において、前記移
動手段は前記搭載部を駆動部で回動部材を回動させて移
動させるもので、前記検出手段により検出される負荷特
性を、該回動部材の歪より検出する。

【００１９】請求項７では、記検出手段により検出され
る負荷特性を、前記キャリアの前記搭載部への圧力状態
より検出する。

【００２０】請求項８では、請求項５において、前記移
動手段は前記搭載部を駆動部で回動部材を回動させて移
動させるもので、前記検出手段により検出される負荷特
性を、前記駆動部からの出力値より検出する。

【００２１】

【作用】上述のように、請求項１及び５の発明では、キ
ャリアが搭載部に搭載されて保持位置まで移動される際
に、ウェハのキャリアへの収納状態における負荷特性が
検出され、予め設定された負荷特性のパターンに該当さ
れた負荷特性のパターンに対するウェハの収納状態を検
出する。これにより、キャリアが保持位置に位置された
ときのウェハ有無の検知をウェハ一枚ごとに行う必要が
なく、ウェハ検知の時間短縮を図り、スループットの向
上を図ることが可能となる。

【００２２】請求項２〜４及び請求項６〜８の発明で
は、検出手段によるキャリア移動時のウェハのキャリア
への収納状態における負荷特性を、回動部材の歪、キャ
リアの搭載部への圧力状態又は駆動部の出力値より検出
する。これにより、容易にウェハ検知が可能となってウ
ェハ検知の時間短縮が図られ、スループットの向上を図
ることが可能となる。

【００２３】

【実施例】図１に、本発明の第１実施例を示す。図１
（Ａ）は側面構成図、図１（Ｂ）は背面構成図である。
図１（Ａ），（Ｂ）に示すキャリア保持装置であるキャ
リアステージ３１Ａは、保持台３２の一端にシャフト３
３が設けられており、このシャフト３３に回動台３４が
取り付けられ、矢印方向に回動される。このシャフト３
３及び一端の取付板３６にリアガイド３７ａ，３７ｂが
取り付けられる。このステージ３５、取付板３６及びリ
アガイド３７ａ，３７ｂとにより搭載部が構成される。

【００２４】また、シャフト３３は駆動部であるモータ
３８によりタイミングベルト３９を介して回動される。
これらシャフト３３、回動台３４、モータ３８、タイミ
ングベルト３９により移動手段を構成する。そして、シ
ャフト３３には、検出手段としての歪検出部である歪ゲ
ージ４０が取り付けられ、歪ゲージ４０より歪に応じた
電気信号が制御手段であるコントロール部４１に送られ
る。

【００２５】一方、キャリア４２には所定枚数（例えば
２５枚）収納可能なウェハ４３が水平状態で所定部分に
所定数収納される。

【００２６】なお、コントロール部４１は、記憶部を備
えており、ウェハ４３のキャリア４２への収納状態（収
納位置、収納枚数）の総ての組み合せの歪による負荷特
性のデータが設定され該記憶部に目されている（後述す
る）。

【００２７】ここで、図２に、図１とのキャリアステー
ジの動作説明図を示す。まず、図２（Ａ）において、モ
ータ３８の駆動により、シャフト３３及び回動台３４が
保持台３２より離れる方向に回動される。この状態がチ
ルトアップ状態であり、搭載部であるステージ３５及び
リアガイド３７ａ，３７ｂのキャリア搭載位置となる。

【００２８】そして、ウェハ４３が所定数収納されたキ
ャリア４２が搬送されてきて矢印方向よりステージ３５
及びリアガイド３７ａ，３７ｂに搭載される。

【００２９】また、図２（Ｂ）において、モータ３８を
逆方向に回転させると、ステージ３５が保持台３２に近
づく方向で回動し、保持台３２上にウェハ４３が水平状
態となるようにキャリア４２が保持される。この状態が
チルトダウン状態であり、キャリア４２の保持位置とな
る。

【００３０】そして、キャリア４２がチルトアップ状態
からチルトダウン状態に移動するときに、歪ゲージ４０
の歪信号がキャリア４２の位置に応じて順次コントロー
ル部４１に入力される。すなわち、コントロール部４１
において、キャリア４２のチルトアップ状態からチルト
ダウン状態までの歪ゲージ４０の歪の変位が負荷特性と
して入力される。

【００３１】ここで、図３に、シャフトの回転方向にお
ける負荷モーメントの説明図を示す。前述の図２（Ａ）
に示すようにステージ３５、リアガイド３７ａ，３８ｂ
がチルトアップした状態でキャリア４２が搭載されてい
ると、キャリア４２はシャフト３３を中心として回転方
向に負荷を与え、キャリア４２に収納されるウェハ４３
の収納位置や枚数の収納状態によってそれぞれ異なった
負荷が生じる。

【００３２】これは、図３（Ａ）に示すように、それぞ
れのウェハ４３の重心位置における重心Ｇ₀の回転方向
成分Ｇ₁と、ウェハ４３の重心及びシャフト３３間の距
離とを乗算したモーメント、すなわちシャフト３３の回
転方向にかかる負荷モーメントが、図３（Ｂ）に示すよ
うにウェハ４３の重心とシャフト３３間の距離に比例す
るためである。

【００３３】従って、キャリア４２内のウェハ４３の収
納状態を、キャリア４２のチルトダウンを行う際に生じ
る負荷変化の波形を歪ゲージ４０より読み取ることで検
知することが可能となる。

【００３４】そこで、図４にウェハ位置に対する負荷モ
ーメントの説明図を示すと共に、図５に図４の負荷モー
メントの説明図を示す。図４（Ａ）はステージ３５がチ
ルトアップ状態で搭載されるキャリア４２の下段側にウ
ェハ４３が収納された場合を示しており、図４（Ｂ）は
キャリア４２の上段側に同じ枚数のウェハ４３が収納さ
れた場合を示している。

【００３５】また、図５（Ａ）は図４（Ａ）の場合のチ
ルトダウン経過時間に対するシャフト３３（歪ゲージ４
０）にかかる回転方向の負荷モーメントのグラフであ
り、図５（Ｂ）は図４（Ｂ）の場合の負荷モーメントの
グラフである。

【００３６】図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、キャリ
ア４２に同じ枚数のウェハ４３が収納されている場合で
あっても収納位置によって、図４（Ｂ）（図５（Ｂ））
の場合の方がシャフト３３の回転方向にかかる負荷モー
メントが大きくなる。

【００３７】従って、キャリア４２に対するウェハ４３
の収納位置や枚数の総ての組み合せの負荷特性（負荷モ
ーメントのグラフ）の波形パターンを予め求めてこれら
をコントロール部４１の記憶部にメモリしておき、歪ゲ
ージ４０からの歪信号で得られる負荷特性の波形パター
ンと比較照合することでウェハ４３の収納状態を検知す
ることができるものである。

【００３８】そこで、図６に、コントロール部によるウ
ェハ検知の動作フローチャートを示す。図６において、
ステージ３５がチルトアップ状態のときに所定のウェハ
４３が収納されたキャリア４２が搭載され、チルトダウ
ンされる際に、歪ゲージ４０より歪信号がコントロール
部４１に入力され、チルトダウンが終了するまでの負荷
モーメント（負荷特性）の波形パターンが検出される
（ステップ（Ｓ）１）。

【００３９】この検出された負荷特性の波形パターン
と、予めメモリされている所定数の負荷特性のパターン
とを比較照合する（Ｓ２）。そして、該当する設定され
た負荷特性の波形パターンに対するウェハ４３の収納状
態、すなわちキャリア４２内のウェハ４３の収納位置や
枚数を検知するものである（Ｓ３）。

【００４０】このように、キャリア４２が搭載されたス
テージ３５がチルトダウンした後にセンサ等でウェハ有
無の検知を行う必要がなく、ウェハ検知の時間を短縮す
ることができ、ウェハ処理におけるスループットを向上
させることができる。

【００４１】次に、図７に、本発明の第２実施例の構成
図を示す。図７に示すキャリアステージ３１Ｂは、図１
に示すキャリアステージ３１Ａの歪ゲージ４０に代え
て、ステージ３５及びリアガイド３７ａ（３７ｂ）に検
出手段としての圧電部材である圧電素子４４ａ〜４４ｄ
が設けられる。そして、圧電素子４４ａ〜４４ｄからの
出力信号がそれぞれコントロール部４１ａが入力され
る。

【００４２】この圧電素子４４ａ〜４４ｄは、ステージ
３５及びリアガイド３７ａ，３７ｂにキャリア４２が搭
載されてチルトダウンされるときにキャリア４２による
外部応力（負荷モーメント）に応じて圧力状態の電気信
号をコントロール部４１ａに出力する。この外部応力の
変化が図５（Ａ），（Ｂ）に示すような負荷特性の波形
パターンとして得られる。

【００４３】従って、コントロール部４１ａは上述と同
様に、外部応力による負荷特性の波形パターンを、キャ
リア４２へのウェハ４３の収納位置や枚数の総ての組み
合せで予め求めてコントロール部４１ａの記憶部にメモ
リされる。そして、圧電素子４４ａ〜４４ｄのそれぞれ
から送られる外部応力の信号で得られる負荷特性の波形
パターンと比較照合してウェハ４３の収納状態を検知す
るものである。

【００４４】これによっても、容易にウェハ検知が可能
となり、ウェハ検知の時間短縮、ウェハ処理のスループ
ットを向上させることができる。

【００４５】次に、図８に、本発明の第３実施例の構成
図を示す。図８（Ａ）に示すキャリアステージ３１Ｃ
は、図１に示すキャリアステージ３１Ａの歪ゲージ４０
からの信号で負荷特性を検出するのに対して、検出手段
としてモータ３８より出力電流を得てその出力値の変化
を負荷特性として検出する構成としたものである。

【００４６】すなわち、図８（Ｂ）に示すようにモータ
３８への電流供給ラインの一部をコントロール部４１ｂ
に接続する。

【００４７】これは、モータ３８が駆動する負荷に応じ
て駆動電流が変化する特性を用いるもので、上述と同様
に、図５（Ａ），（Ｂ）に示すような出力電流値変化に
よる負荷特性の波形パターンをキャリア４２へのウェハ
４３の収納位置や枚数の総ての組み合せで予め求めてコ
ントロール部４１ｂの記憶部にメモリされる。

【００４８】そして、モータ３９からの出力電流値の変
化で得られる負荷特性の波形パターンと、メモリされた
波形パターンとを比較照合してウェハ４３の収納状態を
検知するものである。

【００４９】これによっても、容易にウェハ検知が可能
となり、ウェハ検知の時間短縮、ウェハ処理のスループ
ットを向上させることができるものである。

【００５０】

【発明の効果】以上のように、請求項１及び５の発明に
よれば、キャリアが搭載部に搭載されて保持位置まで移
動される際に、ウェハのキャリアへの収納状態における
負荷特性が検出され、予め設定された負荷特性のパター
ンに該当された負荷特性のパターンに対するウェハの収
納状態を検出することにより、キャリアが保持位置に位
置されたときのウェハ有無の検知をウェハ一枚ごとに行
う必要がなく、ウェハ検知の時間短縮を図り、スループ
ットの向上を図ることができる。

【００５１】請求項２〜４及び請求項６〜８の発明によ
れば、検出手段によるキャリア移動時のウェハのキャリ
アへの収納状態における負荷特性を、回動部材の歪、キ
ャリアの搭載部への圧力状態又は駆動部の出力値より検
出することにより、容易にウェハ検知が可能となってウ
ェハ検知の時間短縮が図られ、スループットの向上を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構成図である。

【図２】図１のキャリアステージの動作説明図である。

【図３】シャフトの回転方向における負荷モーメントの
説明図である。

【図４】ウェハ位置に対する負荷モーメントの説明図で
ある。

【図５】図４の負荷モーメントのグラフである。

【図６】コントロール部によるウェハ検知の動作フロー
チャートである。

【図７】本発明の第２実施例の構成図である。

【図８】本発明の第３実施例の構成図である。

【図９】従来のキャリアステージの構成図である。

【図１０】図９のチルト機構の動作説明図である。

【符号の説明】

３１Ａ〜３１Ｃキャリアステージ３２保持台３３シャフト３４回動台３５ステージ３７ａ，３７ｂリアガイド３８モータ３９タイミングベルト４０歪ゲージ４１，４１ａ，４１ｂコントロール部４２キャリア４３ウェハ４４ａ〜４４ｄ圧電素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体製造における所定数のウェハ（４
３）を収納したキャリア（４２）を搭載部に搭載して保
持するキャリア保持装置において、前記キャリア（４２）を、前記搭載部（３５，３７ａ，
３７ｂ）に搭載する搭載位置より所定の保持位置に移動
させる移動手段（３３，３４，３８，３９）と、該移動手段（３３，３４，３８，３９）による該キャリ
ア（４２）の移動時に、前記ウェハ（４３）の該キャリ
ア（４２）への収納状態における負荷特性を検出する検
出手段（４０，４４ａ〜４４ｄ）と、予めウェハ（４３）の該キャリア（４２）への収納状態
に対する負荷特性のパターンが所定数設定され、該検出
手段（４０，４４ａ〜４４ｄ）で検出された該負荷特性
のパターンより、該当する設定された負荷特性に対する
該ウェハ（４３）の収納状態を得る制御手段（４１，４
１ａ，４１ｂ）と、を有することを特徴とするキャリア保持装置。
【請求項２】前記移動手段を、前記搭載部（３５，３
７ａ，３７ｂ）を搭載位置より駆動部（３８）で回動さ
れる回動部材（３３）により前記保持位置まで移動させ
る構成とし、前記検出手段を、該回動部材（３３）の歪を検出する歪
検出部（４０）で構成することを特徴とする請求項１記
載のキャリア保持装置。
【請求項３】前記検出手段を、前記搭載部（３５，３
７ａ，３７ｂ）の所定位置に設けた前記キャリア（４
２）の圧力状態を検出する所定数の圧電部材（４４ａ〜
４４ｄ）により構成することを特徴とする請求項１記載
のキャリア保持装置。
【請求項４】前記移動手段を、前記搭載部（３５，３
７ａ，３７ｂ）を搭載位置より駆動部（３８）で回動さ
れる回動部材（３３）により前記保持位置まで移動させ
る構成とし、前記検出手段を、該駆動部（３８）からの出力値を検出
する構成とすることを特徴とする請求項１記載のキャリ
ア保持装置。
【請求項５】半導体製造における所定数のウェハ（４
３）が収納されたキャリア（４２）が請求項１記載のキ
ャリア保持装置（３１Ａ〜３１Ｃ）の搭載部（３５，３
７ａ，３７ｂ）に搭載されて移動手段（３３，３４，３
８，３９）により保持位置まで移動され、該キャリア
（４２）内の該ウェハ（４３）の有無を検出するウェハ
検知方法であって、前記キャリア保持装置（３１Ａ〜３１Ｃ）が備える検出
手段（４０，４４ａ〜４４ｄ）により前記ウェハ（４
３）の前記キャリア（４２）への収納状態に対応する負
荷特性を検出する工程と、予めウェハ（４３）の該キャリア（４２）への収納状態
に対する負荷特性のパターンが所定数設定され、該検出
手段（４０，４４ａ〜４４ｄ）で検出された負荷特性の
パターンを、設定された所定数の負荷特性に比較照合さ
せる工程と、該当する設定された負荷特性に対する該ウェハ（４３）
の収納状態を得る工程と、を含むことを特徴とするウェハ検知方法。
【請求項６】前記移動手段は前記搭載部（３５，３７
ａ，３７ｂ）を駆動部（３８）で回動部材（３３）を回
動させて移動させるもので、前記検出手段（４０）によ
り検出される負荷特性を、該回動部材（３３）の歪より
検出することを特徴とする請求項５記載のウェハ検知方
法。
【請求項７】前記検出手段（４４ａ〜４４ｂ）により
検出される負荷特性を、前記キャリア（４２）の前記搭
載部（３５，３７ａ，３７ｂ）への圧力状態より検出す
ることを特徴とする請求項５記載のウェハ検知方法。
【請求項８】前記移動手段は前記搭載部（３５，３７
ａ，３７ｂ）を駆動部（３８）で回動部材（３３）を回
動させて移動させるもので、前記検出手段により検出さ
れる負荷特性を、前記駆動部（３８）からの出力値より
検出することを特徴とする請求項５記載のウェハ検知方
法。