JPH10308437A - キャリア及びキャリア内のウエハ検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光素子及び受光素子がキャリアの搬送路あ
るいは設置場所の上下あるいは左右において対峙して配
置されているため、キャリアを搬送する際にウエハ検出
器が邪魔になる。また、発光素子及び受光素子を対峙し
て配置するため、発光素子及び受光素子それぞれに固有
のスペースを割かざるを得ず、今後の省スペース化を勘
案すれば各素子に固有のスペースを割くことは好ましく
ない。一方、反射型のウエハ検出器を用いたウエハ検出
方法の場合には、反射鏡からの反射光かウエハからの反
射光かを識別することができず、ウエハの有無を誤って
検出する虞がある。 【解決手段】 本発明のキャリア１０は、キャリア本体
１１の上壁１１Ａに内部に向けて反射光線Ｌ2を返すコ
ーナキューブ１４を設け、反射光線Ｌ2の有無によって
上記キャリア本体内のウエハの有無を検出可能にしたこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造工程で
用いられる半導体ウエハ搬送用のキャリア及びキャリア
内のウエハ検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造工程では各半導体製造装置や
検査装置間で半導体ウエハ（以下、「単にウエハ」と称
す。）を搬送する場合にはキャリアが用いられる。キャ
リア内には例えば２５枚あるいは１３枚ずつ収納するこ
とができ、例えばウエハをロット単位でキャリア内に収
納し、ウエハに各種の処理を施し、検査するようにして
いる。また、各半導体製造装置ではキャリア単位でウエ
ハを受け入れ、キャリアを外部から遮断した状態でキャ
リアからウエハを取り出して所定の処理を施すため、キ
ャリア内の全ウエハが確実に取り出されたか否かを直接
確認する必要があるが、外部からは直接確認することは
できない。

【０００３】そのため、従来から半導体製造装置には例
えば発光素子及び受光素子を用いて光学的にウエハを検
出するウエハ検出器が装備されている。このようなウエ
ハ検出器の一機種は、例えば上下あるいは左右に互いに
対峙させて配置された発光素子及び受光素子を有し、両
素子間にキャリアを設置してキャリア内のウエハを検出
するタイプのものがある（以下、「対峙型ウエハ検出
器」と称す）。この対峙型の場合には、発光素子から相
対する受光素子に向けて赤外線等の光線を照射し、受光
素子における照射光線の検出の有無でキャリア内のウエ
ハの有無を検出している。また、他の機種は、例えば同
一側に配置された発光素子及び受光素子と、これら両者
と対向する位置に配置された反射鏡とを備えたものがあ
る（以下、「反射型ウエハ検出器」と称す）。この反射
型の場合には、発光素子から反射鏡に向けて光線を照射
し、受光素子における反射鏡からの反射光線の検出の有
無でキャリア内のウエハの有無を検出している。

【０００４】現在のところ、ウエハは６インチあるいは
８インチが主流であるが、いずれ一気に１２インチ（３
００ｍｍ）のウエハに移行する傾向にある。これに伴っ
て半導体製造装置は１２インチウエハ対応したものが開
発されつつある。この場合、単にウエハが大口径化、大
重量化するばかりではなく、ウエハに形成される集積回
路の線幅がサブクォータミクロン以下の超微細構造にな
るため、各半導体製造工場ではクリーンルームの超清浄
化技術やウエハの自動搬送化技術が益々重要になって来
る。このようにウエハが大口径化するに伴って半導体製
造の自動化が益々促進され、オペレータの介在する場面
が軽減されると、キャリア内のウエハの有無を従来にも
まして確実に検出する必要がある。

【０００５】そして、キャリア自体も従来のものをその
まま適用できなくなって来る。例えば、８インチのウエ
ハまでは各工程間でウエハを搬送する時にはウエハを立
てた状態でキャリアを搬送し、各工程の半導体製造装置
に対する搬出入を行う時にはウエハを水平にするのが一
般的であった。ところが、１２インチ（３００ｍｍ）の
ウエハの場合にはウエハを立てたまま搬送すると自重や
搬送時の振動等でウエハの下端部が損傷することがある
ため、ウエハを水平にした状態でキャリアを搬送し、各
工程の半導体製造装置に対する搬出入を行う時にはその
ままの水平状態で行うようになって来ている。現在のと
ころ、１２インチウエハ用のキャリアとしては、例えば
大きく分けてオープン方式のキャリアと、キャリアをポ
ッド内に収納して蓋をする密閉方式のポッド（例えば、
ユニファイド・ポッド）が考えられている。

【０００６】いずれのキャリアを用いるにしても、ウエ
ハに伴ってキャリアが大型化すると、半導体製造装置や
検査装置にも大型キャリア対策が必要になって来る。特
に、キャリア内のウエハを取りこぼしなく全てのウエハ
に対して処理を施したか否かが重要である。このように
ウエハの取りこぼしの有無を確認するためにも上述した
ウエハ検出器の役割が従来にもまして重要になって来
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
対峙型のウエハ検出器を用いたウエハ検出方法の場合に
は、発光素子及び受光素子がキャリアの搬送路あるいは
設置場所の上下あるいは左右において対峙して配置され
ているため、キャリアを搬送する際にウエハ検出器が邪
魔になることがあった。また、発光素子及び受光素子を
対峙して配置するため、発光素子及び受光素子それぞれ
に固有のスペースを割かざるを得ず、今後の省スペース
化を勘案すれば各素子に固有のスペースを割くことは好
ましくない。一方、従来の反射型のウエハ検出器を用い
たウエハ検出方法の場合には、反射鏡からの反射光かウ
エハからの反射光かを識別することができず、ウエハの
有無を誤って検出する虞がある。

【０００８】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、ウエハ検出器の設置場所の自由度を高める
と共に設置スペースの削減を図ることができ、もってキ
ャリア搬送の邪魔にならず、キャリア内のウエハの有無
を確実に検出を行うことができるキャリア及びキャリア
内のウエハ検出方法を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のキャリアは、キャリア本体にその内部に向けて反射光
を返すコーナキューブを設け、上記反射光の有無によっ
て上記キャリア本体内のウエハの有無を検出可能にした
ことを特徴とするものである。

【００１０】また、本発明の請求項２に記載のキャリア
内のウエハ検出方法は、キャリア内のウエハを検出する
方法において、上記キャリア本体に設けられ且つその内
部に向けて反射光を返すコーナキューブに向けて上記キ
ャリア本体の外部から光線を照射し、上記コーナキュー
ブからの反射光の有無により上記ウエハの有無を検出す
ることを特徴とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図５に示す実施形態
に基づいて本発明を説明する。本実施形態のキャリア１
０は、図１、図２に示すように、例えば１２インチ（３
００ｍｍ）のウエハを１３枚あるいは２５枚収納する、
ポリカーボネート、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケ
トン）等の合成樹脂によって形成された密閉式のポッド
として構成されている。このキャリア１０は、図１、図
２に示すように、上記材料によって透明に形成されたキ
ャリア本体１１と、このキャリア本体１１の前方開口に
着脱可能に装着された蓋１２とを有している。また、キ
ャリア本体１１の上壁１１Ａには被把持部１３が取り付
けられ、天井に配置されたキャリア搬送装置（図示せ
ず）によって被把持部１３を把持して各半導体製造装置
間でキャリア１０を自動搬送するようにしてある。更
に、このキャリア１０内には例えば窒素ガスが封入さ
れ、ウエハの自然酸化を極力防止すると共に内部をクリ
ーンな環境にしている。また、図１〜図４に示すように
本実施形態のキャリア１０の上壁１１Ａの一部には複数
のコーナキューブ１４が縦横に連続して設けられてい
る。尚、コーナキューブ１４について後述する。

【００１３】また、キャリア１０を設置する半導体製造
装置２０のキャリア関連部分は例えば図１、図２に示す
ように構成されている。即ち、各図に示すように、半導
体製造装置２０のフロントパネル２１にはキャリア１０
の蓋１２が嵌入する開口部２２が形成され、また、フロ
ントパネル２１には開口部２２に対応するキャリア載置
部２３が配設されている。このキャリア載置部２３は図
示しない駆動機構を介して基台２４上で前後（各図の矢
印方向）に移動できるように構成されている。キャリア
載置部２３上面には図２に示すように位置決め部材２５
が配設され、この位置決め部材２５を介してキャリア１
０を自動的に所定位置に位置決めできるようにしてあ
る。従って、キャリア１０を位置決め部材２５によって
位置決めした状態でキャリア載置部２３上に載置し、開
口部２２へ進出させると、キャリア１０の蓋１２が開口
部２２に嵌入して図１、図２に示す状態になる。また、
キャリア載置部２３の側方の下方にはフロントパネル２
１の近傍に位置させたウエハ検出器３０が配設され、こ
のウエハ検出器３０によってキャリア１０内にウエハＷ
が存在するか否かを光学的に検出するようにしてある。
このウエハ検出器３０は発光素子及び受光素子を内蔵
し、コーナキューブ１４と協働してウエハＷを検出する
ようにしてある。

【００１４】また、上記半導体製造装置２０は、例えば
図示しないキャリア１０のオープナ及びウエハＷの中継
室を備えている。そして、キャリア１０が図１、図２に
示すようにキャリア載置部２３上に載置されてフロント
パネル２１の開口部２２と嵌合すると、オープナが駆動
してキャリア１０の蓋１２を自動的に取り外してキャリ
ア本体１１の前面を開放すると共に、中継室に配設され
たウエハ搬送機構が駆動してキャリア１０内の全ウエハ
Ｗを一括して中継室内へ移載するようにしてある。そし
て、中継室内へウエハＷを移載した後、オープナが駆動
してキャリア１０のウエハ取出口に蓋１２をするように
してある。そして、ウエハ検出器３０はキャリア１０内
のウエハＷが全て中継室へ移載されたか否かを調べるよ
うにしてある。尚、中継室では全てのウエハをウエハ搬
送機構で保持したままウエハの処理を待機している。

【００１５】さて、次に本実施形態の要部である上記コ
ーナキューブ１４について図３、図４を参照しながら説
明する。コーナキューブ１４は、各図に示すように、互
いに直角に交わる三面を反射鏡１４Ａとして持つ三角錐
の反射鏡で、三角錐の底面１４Ｂが光学的に透明に形成
され、キャリア本体１１と同一材料でキャリア本体１１
と一体的に形成されている。また、図４に示すように各
コーナキューブ１４の底面１４Ｂは上壁１１Ａ内でその
内面に対して平行に形成され、各三角錐の頂点を含む仮
想の平面が各底面と平行になっている。このコーナキュ
ーブ１４は、底面１４Ｂへの入射光線Ｌ1は直角な三面
の反射鏡１４Ａで一回ずつ３回反射した後、反射光線Ｌ
2は底面１４Ｂから出射して元の方向へ戻る特性を有し
ている。即ち、コーナキューブ１４は、底面１４Ｂから
光線が入射すれば、底面に対する入射角とは無関係に反
射光線Ｌ2が入射光線Ｌ1と同一方向へ戻る特性を有して
いる。従って、ウエハ検出器３０は入射光線Ｌ1がコー
ナキューブ１４に当たり、しかも入射光線Ｌ1が全ての
ウエハＷの収納位置を横切る位置に設置すれば良いた
め、ウエハ検出器３０の設置位置の自由度が従来と比較
して格段に高くなり、キャリア１０の搬送時にキャリア
１０と干渉しない位置を適宜選択してウエハ検出器３０
を配置することができる。

【００１６】また、入射光線Ｌ1は偏光となっており、
コーナキューブ１４において反射を繰り返す間に偏光角
が変化する。そのため、ウエハ検出器３０の受光素子に
は偏光フィルタが装着され、コーナキューブ１４からの
偏光角が変化した反射光線Ｌ2を偏光フィルタを介して
受光するようにしてある。従って、万一、他の反射光線
がウエハ検出器３０に入射したとしても偏光フィルタに
よって遮断され、受光素子によって検出されることはな
い。

【００１７】次に、本実施形態のキャリア１０を用いた
ウエハ検出方法の一実施態様を説明する。例えば、キャ
リア搬送装置によって被把持部１３を把持してキャリア
１０を搬送し、半導体製造装置２０のキャリア載置部２
３上に載置すると、キャリア載置部２３がフロントパネ
ル２１に向けて進出し、キャリア１０の蓋１２がフロン
トパネル２１の開口部２２と嵌合する。その後、半導体
製造装置３０の図示しないオープナが駆動して蓋１２を
キャリア本体１１から取り外してウエハ取出口を開放す
る。次いで、図示しない中継室内のウエハ搬送機構が駆
動してキャリア１０内の全てのウエハＷを一括してキャ
リア１０から中継室へ移載する。その後、ウエハ検出器
３０が作動してキャリア１０内にウエハＷの取り残しが
ないか否かを検出する。

【００１８】即ち、ウエハ検出器３０の発光素子から光
線Ｌ1を照射すると、光線Ｌ1は図１に示すようにキャリ
ア本体１１の光学的に透明な底面１１Ｃを透過して上壁
１１Ａのコーナキューブ１４へ入射する。この入射光線
Ｌ1は三角錐の反射鏡１４Ａからなる三面で順次反射さ
れて反射光線Ｌ2として三角錐の底面１４Ｂを透過し、
透過後に反射光線Ｌ2はキャリア１０の内部を経由して
入射方向と同一方向を戻ってウエハ検出器３０の受光素
子で検出される。この時、キャリア１０内に一枚でもウ
エハＷの取り残しがあれば、発光素子からの光線Ｌ1は
コーナキューブ１４に到達せず、必然的に受光素子では
反射光Ｌ2を検出することがない。このように受光素子
で反射光Ｌ2を検出すれば、キャリア１０内にウエハＷ
が存在せず、ウエハＷの取り残しがないことを確認する
ことができる。逆に、受光素子で反射光線Ｌ2を検出し
なければ、キャリア１０内で光線Ｌ1がウエハＷにより
遮断されたことになり、ウエハＷの取り残しを確認する
ことができる。

【００１９】この時、ウエハＷから反射光線Ｌ2があっ
てもこの反射光線Ｌ2は入射光線Ｌ1とは別の方向を辿る
ため、ウエハ検出器３０の受光素子で反射光線Ｌ2を検
出することはない。万一、反射光線Ｌ2が入射光線Ｌ1と
同一方向を辿ったとしても、反射光線Ｌ2の偏光角が異
なるため受光素子の偏光フィルタによって遮断され、反
射光線Ｌ2を検出する虞はない。

【００２０】以上説明したように本実施形態によれば、
キャリア１０の上壁１１Ａにコーナキューブ１４を設
け、光線の入射方向に関係なく反射光線ｌ2を入射光線
Ｌ1と同一方向へ戻すようにしたため、ウエハ検出器３
０の発光素子及び受光素子を隣接させて纏めることがで
き、しかも、ウエハ検出器３０の取付位置の選択の自由
度が高まり、従来のようにキャリア搬送の邪魔になる位
置を避けてウエハ検出器３０を設置することができる。
また、ウエハＷの取り残しがあっても、ウエハＷへの入
射光線とウエハＷからの反射光線はそれぞれ全く方向が
異なるため、ウエハ検出器３０によって反射光線を検出
することがなく、従来のようにキャリア１０内のウエハ
Ｗの有無を誤って検出することはない。

【００２１】上記実施形態ではコーナキューブ１４をキ
ャリア本体１１の上壁１１Ａに設けた場合について説明
したが、図５に示すようにコーナキューブ１４をキャリ
ア本体１１の側壁１１Ｂに設けたものであっても良い。
本実施形態ではキャリア１０の側壁１１Ｂの一部にコー
ナキューブ１４を設けると共に、キャリア１０の前方の
やや側方にウエハ検出器３０を設けてある。そして、ウ
エハ検出器３０を上下方向に走査しながら光線をコーナ
キューブ１４に向けて照射するようにしてある。本実施
形態においても上記実施形態の場合と同様にキャリア１
０内のウエハＷの有無を検出することができる。また、
コーナキューブ１４を側壁１１Ａの上端から下端に渡っ
て設ければ、ウエハＷの有無のみならず、残存している
ウエハの収納位置まで確認することができる。

【００２２】尚、上記実施形態ではコーナキューブ１４
をキャリア本体１１の上壁１１Ａ及び側壁１１Ｂに設け
たものについて説明したが、本発明は上記各実施形態に
何等制限されるものではなく、コーナキューブは必要に
応じてキャリア本体の適宜の位置を選択して設けること
ができる。また、上記各実施形態ではウエハ検出器３０
を半導体製造装置２０のキャリア載置部２３に設けたも
のについて説明したが、キャリア内のウエハを検出する
場合であれば、如何なる場所でも本発明を適用すること
ができることは云うまでもない。

【００２３】

【発明の効果】本発明の請求項１及び請求項２に記載の
発明によれば、キャリア搬送の邪魔にならず、しかも設
置場所に制約を受けないでキャリア内のウエハの検出を
行うことができるキャリア及びキャリア内のウエハ検出
方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のキャリアと半導体製造装
置との関係を示す斜視図である。

【図２】図１に示すキャリアと半導体製造装置との関係
を示す断面図である。

【図３】図１に示すコーナキューブを拡大して示す平面
図である。

【図４】図３に示すコーナキューブと入射光及び反射光
の関係を説明するための断面図である。

【図５】本発明の他の実施形態のキャリアとウエハ検出
器との関係を説明するための平面図である。

【符号の説明】 １０ キャリア １１ キャリア本体 １４ コーナキューブ Ｗ ウエハ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャリア本体にその内部に向けて反射光
   を返すコーナキューブを設け、上記反射光の有無によっ
   て上記キャリア本体内のウエハの有無を検出可能にした
   ことを特徴とするキャリア。
2. 【請求項２】 キャリア内のウエハを検出する方法にお
   いて、上記キャリア本体に設けられ且つその内部に向け
   て反射光を返すコーナキューブに向けて上記キャリア本
   体の外部から光線を照射し、上記コーナキューブからの
   反射光の有無により上記ウエハの有無を検出することを
   特徴とするキャリア内のウエハ検出方法。