JP2002124561A - 基板の識別情報を読み取り可能な基板収納容器及び基板の識別情報の読み取り方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の個別管理が可能であり、基板収納容器
の蓋体を開けずに、基板の表面に形成された識別情報を
精度良く読み取る事が可能な基板収納容器及び基板の識
別情報の読み取り方法を提供すること。 【解決手段】 開口部を有し基板を収納する容器本体１
１と、前記開口部をシール可能に閉鎖する蓋体１２とを
有する基板収納容器１０であって、該基板収納容器１０
が基板１の位置決め機構２１、１５と、基板に形成され
た識別情報３の読み取り手段２２と、外部との通信手段
２３とを有するものである。また、前記識別情報の読み
取り方法が、基板収納容器の内部で基板を回転させなが
ら、基板の位置検出と位置決めを行い、前記基板の識別
情報を前記読み取り手段によって読み取り、基板加工装
置の制御システムへ前記識別情報を送信するものであ
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、半導体ウェーハ
（以下、ウェーハ）、マスクブランク、液晶セルあるい
は記録媒体などの基板を内部に収納し、基板の輸送と、
基板を加工・処理する加工装置に対する位置決めや加工
装置間の搬送及び又は貯蔵に使用される基板収納容器に
関し、特に、基板毎の識別情報の読み取りを可能とした
基板収納容器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体の製造に使われるウェーハ
やマスクブランク等の基板は、工程内で使用される搬送
用容器の外側面に、バーコード、数字あるいはその他の
識別情報が貼着されていて、それを外部から読み取るこ
とにより搬送用容器単位で工程管理がなされていた。ま
た、こうした識別情報並びにその読みとり方法は、各工
場毎に異なる仕様が選定されていた。

【０００３】近年、半導体デバイスの生産工程が非常に
複雑多岐に渡ること及びその生産設備が非常に高価であ
ることから、複数の工場間で分業して基板の処理や加工
がなされて最終製品が生産されている。そのため、生産
性を上げるために、各工場の稼働状況に合わせてフレキ
シブルに加工工程を組んだり、特定の加工についてはそ
の加工を得意とする別会社に依託するなど、加工途中の
基板の搬送が頻繁に行われている。従って、こうした複
雑な生産工程による基板の生産にあたっては、基板の識
別に関わる情報を正確に読み取り、正しい工程に投入す
る必要がある。

【０００４】また、近年、基板の大口径化が著しく、例
えば、ウェーハでは口径が３００ｍｍ以上のものがある
が、大口径化した基板を取り扱う半導体生産工場では、
加工がなされる空間を部分的に高度にクリーン化して、
こうした局所環境下で基板に回路形成を行うことが提案
されている。このような基板の大口径化の動きの中で、
基板を収納する収納容器や、基板収納容器を載置して位
置決めをした後に蓋体を取り除くオープナー、あるいは
蓋体を取り除いた基板収納容器から基板をアンローディ
ングして生産設備に基板を供給する搬送設備について、
ＳＥＭＩ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｅｑｕｉｐｍ
ｅｎｔ ａｎｄ ＭａｔｅｒｉａｌｓＩｎｓｔｉｔｕｔ
ｅ）による国際的な標準仕様の規格化が進んでいる。

【０００５】基板を搬送する基板収納容器としては、こ
うした高度にクリーン化された局所環境間で基板を自動
で搬送でき、しかも蓋体を自動開閉可能なものが必要で
ある。そこで、基板収納容器の前面に開口部を有して基
板を水平状態で収納し、開口部をシール可能に閉鎖して
容器本体に係合するメカニカルラッチ手段を内蔵する蓋
体とからなる基板収納容器（ＦＯＵＰ：Ｆｒｏｎｔ Ｏ
ｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）が規格化（Ｓ
ＥＭＩ規格Ｍ４７．１）されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来は、基板を収納す
る基板収納容器の外表部に識別情報を設け、収納する基
板を一括管理していた。この場合、基板収納容器に収納
された基板は、全て同一の加工条件で加工されるため、
基板毎に異なる加工工程を設定するには、基板収納容器
に収納する基板の枚数を減らすことで対応可能である
が、基板収納容器の使用量が増えるので、保管スペース
が増大してコスト高を招くと言った問題があった。

【０００７】また、基板の大口径化や最小加工線幅の微
細化が著しい近代的な半導体工場においては、より一層
の生産の効率化やフレキシブルな生産体制を取るため
に、その工程管理の最低単位に基板の識別番号を用いる
ことが必須となってきている。即ち、工程毎あるいは工
程ブロック毎に搬送容器の中に収納されている基板の識
別情報、例えば、認識番号を読み取り、工程の進行状
況、工程の作業条件などとの照合確認作業が行われる。
この照合確認作業が正確に行われないと、工程進行の変
更が迅速にできない、誤った条件への基板の投入あるい
は誤った工程への基板の投入など、生産上大きな問題を
生じることになる。

【０００８】その為、半導体生産工場で生産に使用され
る基板について、基板単位で工程管理を行うことも国際
標準規格化が検討されている。例えば、口径３００ｍｍ
のウェーハでは、ウェーハ認識番号がウェーハ端面の所
定の位置に２次元バーコードとしてレーザー光等で刻印
されることが決められた。

【０００９】しかしながら、従来の基板収納容器では、
基板収納容器に収納される基板はきちんと位置決めがな
されておらず、仮に当初に位置決めがなされていても、
基板の加工中に何度も基板収納容器から出し入れされる
ので、位置が揃わない状態になり、透明な基板収納容器
の外側から各基板の識別情報を精度良く読み取ることが
困難であった。従って、基板の識別情報を確認するため
には、その都度蓋体を開けて基板を一度取り出し、基板
の位置合わせをしてから識別番号を確認する必要があっ
た。しかしながら、蓋体の開閉回数が多くなると、その
分基板に対する汚染物が容器内部に侵入することとな
り、基板の生産歩留まりを悪くする恐れがあった。

【００１０】本発明は前記問題点を解決するためになさ
れたもので、基板の個別管理が可能であり、基板収納容
器の蓋体を開けずに、基板の表面に形成された識別情報
を精度良く読み取る事が可能な基板収納容器及び基板の
識別情報の読み取り方法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の基板収納容器
は、開口部を有し基板を収納する容器本体と、前記開口
部をシール可能に閉鎖する蓋体とを有する基板収納容器
であって、該基板収納容器が基板の位置決め機構と、基
板に形成された識別情報の読み取り手段と、外部との通
信手段とを有するものである。また、前記位置決め機構
が、基板を回転可能に支持する回転支持部と、基板の位
置決め箇所の検出手段とを有するものでもよい。

【００１２】また、本発明の基板の識別情報の読み取り
方法が、開口部を有し基板を収納する容器本体と、前記
開口部をシール可能に閉鎖する蓋体と、基板を回転可能
に支持する回転支持部と、基板に形成された基板の識別
情報の読み取り手段を有する基板収納容器を用い、該基
板収納容器の蓋体を開けずに、基板収納容器の内部で基
板を回転させながら、基板の位置検出と位置決めを行
い、前記基板の識別情報を前記読み取り手段によって読
み取り、基板加工装置の制御システムへ前記基板の識別
情報を送信するものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照にして本発明の
実施の形態を説明する。図１は、本発明による基板収納
容器の第１実施形態の分解斜視図である。図２は、図１
に示す基板収納容器の天面部を除いて示した概略平面図
である。図３は、図１に示す基板収納容器における回転
支持部の説明図である。図４は、図６に示す基板収納容
器の蓋体に設けられる回転支持部における倒Ｖ字状のＶ
字溝の基板支持部を示し、（ａ）は上下対称のもの、
（ｂ）は上下非対称のものである。図５は、図２に示す
基板の識別情報の検出手段の説明図である。図６は、本
発明による基板収納容器の第２実施形態の分解斜視図で
ある。図７は、本発明による基板収納容器の第３実施形
態の分解斜視図である。

【００１４】図１に示すように、本発明の第１実施形態
の基板収納容器１０は、容器本体１１と開口部をシール
可能に閉鎖する蓋体１２とからなり、蓋体１２には、開
口部を密封状態で閉鎖するために蓋体１２周縁部に取り
付けられるガスケット１３と、収納される基板１に当接
してこれを保持する為に蓋体１２内面に設けられる回転
支持部１４とを有する。容器本体１１は、収納される基
板１に当接してこれを保持する為に容器本体１１内面に
設けられる回転支持部１５と、容器本体１１の底面に基
板の加工装置（図示せず）に位置決めする為の複数個の
位置決め手段１６ａを備えたボトムプレート１６とを有
する。

【００１５】更に、基板収納容器１０を搬送する為の部
品として、容器本体１１の天面に着脱自在に取り付けら
れるロボティックフランジ１７、容器本体１１の外側壁
に取り付けられる一対のサイドレール１８と一対のマニ
ュアルハンドル（図示せず）及び底部に設けられる一対
のボトムレール１９が必要に応じて備えられている。

【００１６】基板収納容器１０には、容器本体１１の背
面側に設けられ、基板収納容器１０に収納される複数枚
の全ての基板１の確認が可能な大きさの透明部材によっ
て形成された窓部２０の外側面に、基板１の位置決め箇
所であるＶ字状の切り欠き（以下、ノッチ２）の検出手
段２１と基板１の識別情報３の読み取り手段２２と、基
板１から読み取った情報を基板の加工装置の制御システ
ムである加工装置の制御装置２８に送信するための通信
手段である送信機２３が取り付けられる。

【００１７】基板１のノッチ２の検出手段２１と識別情
報３の読みとり手段２２は、基板収納容器１０に収納さ
れる複数枚の基板１の一端とそれぞれ相対するように基
板１と同じ数だけ設けられている。尚、ノッチ２の検出
手段２１と識別情報３の読み取り手段２２、あるいは送
信機２３は、容器本体１１の内部に設けてもよい。ま
た、その場合には窓部２０はなくてもよいが、内部の基
板１を確認するためあるいは可視光を利用する送信機２
３が内部に設けられる場合には、透明な窓部２０を設け
ることが好ましい。

【００１８】以上のように構成される基板収納容器１０
における少なくとも容器本体１１、ロボティックフラン
ジ１７、ボトムプレート１６及びサイドレール１８は、
十分な剛性と強度を有するポリカーボネートや、アクリ
ル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン等の熱可塑性樹
脂、あるいは前述した熱可塑性樹脂をベース樹脂とし
て、導電性樹脂とのアロイ化技術や炭素繊維や金属繊維
などの導電性添加物が添加されて帯電防止性が付与され
た熱可塑性樹脂などから成形される。あるいは、熱可塑
性樹脂に導電性ポリマーの皮膜を塗布したり、コーティ
ングしたりして導電性を付与しても良い。

【００１９】蓋体１２は、矩形をした箱形に形成されて
おり、断面コの字状をしたベース部１２ａとベース部の
開口部を覆うようにねじ等で固定される表面プレート１
２ｂから構成されている。また、蓋体１２は内部が中空
状となっており、この中空部には、容器本体１１に蓋体
１２を係止するための一対のラッチ機構（図示せず）が
設けられている。ベース部１２ａの側壁には、ラッチ機
構の係止部が出入りする略長方形状の貫通穴が複数個設
けられている。更に、蓋体１２の表面プレート１２ｂの
外表面には、ラッチ機構を外部から操作する為の蓋体開
閉装置の操作キーが挿入されるキー溝が設けられてい
る。尚、蓋体１２は、容器本体１１と同様のポリカーボ
ネート等の合成樹脂あるいはこれに帯電防止性が付与さ
れた材料から形成される。

【００２０】次に、基板１のノッチ２の検出手段２１と
識別情報３の読み取り手段２２の詳細、並びに識別情報
３の読み取り方法について図２から図５を用いて説明す
る。

【００２１】基板１の位置決め機構は、基板を回転可能
に支持する回転支持部１５と、基板の位置決め箇所であ
るノッチ２の検出手段２１とからなる。図２に示すよう
に、基板１を回転可能に支持する回転支持部１４、１５
が容器本体１１側に二対、蓋体１２内面に一対配置され
ており、１枚又は複数枚の基板１を水平に支持してい
る。基板１を安定的に支持するには、このように容器本
体１１の開口部側と奥側にそれぞれ一対ずつ合計二対の
回転支持部１５を配置するのが好ましい。また、少なく
とも容器本体１１の奥側の背面には、透明材を用いて容
器本体１１と２色成形等で一体化された窓部２０が形成
されており、窓部２０の外側面に基板１のノッチ２の検
出手段２１と、基板の識別情報３の読み取り手段２２が
それぞれの基板１に向き合うように配置される。

【００２２】図３に示すように、回転支持部１５は、中
心部に垂直方向に伸びる１本の回転軸１５ａを有し、回
転軸１５ａは、下部又は上部でアクチュエータ２４に接
続されていて回転運動が可能となる。また、回転軸１５
ａには基板１を支持する当接部１５ｂが一定間隔で連結
されており、容器本体１１に回転支持部１４、１５を複
数対設けたことで、基板１を水平に支持可能で、しかも
回転可能に支持している。回転支持部１５の当接部１５
ｂは、断面が凸レンズ状や菱形状等に形成される。

【００２３】回転支持部１５は、従来から用いられてき
た基板支持棚の替わりに用いられることもでき、その場
合には、回転支持部１５を基板支持棚の一部に埋め込ま
れるように設置しておき、通常の基板の搬送や保管に使
用するときは、支持棚で基板を支持し、基板の識別確認
が必要となり基板１を回転させるときに回転支持部１５
を保持するアクチュエータ２４により回転支持部１５全
体を僅かに上方に移動し、基板１を基板支持棚から浮揚
させて回転させる構成としてもよい。

【００２４】尚、蓋体１２の内面に設けられる回転支持
部１４の当接部１４ｃ、１４ｄの形状は、図５に示すよ
うな上下対称あるいは上下非対称の倒Ｖ字状のＶ字溝を
有し、Ｖ字溝を形成する傾斜面で基板１の外周部と当接
して保持可能とする形状であることが好ましい。

【００２５】また、容器本体１１の開口部と向き合う蓋
体１２の内表面に設けられる回転支持部１４は、図１に
示すように、蓋体１２内表面の上方及び下方から蓋体１
２内表面から垂直方向に突き出た二対のサポート部材１
４ａ、１４ｂに挟まれるように保持される。サポート部
材１４ａ、１４ｂは蓋体１２と一体に形成することもで
きるし、別体として形成して取り付けても良い。回転支
持部１４は、基板１への汚染がないようにポリエーテル
エーテルケトンやポリカーボネート、ポリブチレンテレ
フタレート等の熱可塑性樹脂、あるいは、各種の熱可塑
性エラストマーから形成される。

【００２６】回転支持部１５のアクチュエーター２４と
しては、モーター等を使うことができる。また、アクチ
ュエーター２４の駆動源２５として、基板収納容器１０
に電池を内蔵したり、あるいは基板収納容器１０の一端
に電気や圧空等との接続端子２６を設けておき、基板収
納容器１０を所定の加工装置に搭載したときに、接続端
子２６を介して電気や圧空等が供給されるようにしても
良い。

【００２７】回転支持部１５は、通常は固定されていて
回転しない状態とし、外部から駆動源２５に作動の信号
が入ると回転し、停止の信号が入ると回転が停止される
ようにする。回転支持部１５の作動に関する信号の送受
信は、電波や光を利用して外部の装置と通信するように
しても良いし、コネクタを介して外部の装置と接続する
ものでも良い。

【００２８】図５に示す基板１の識別情報３の読み取り
手段２２は、レーザー光等の光源と光学センサー、ある
いは画像認識センサー等から構成されており、そして基
板１の識別情報３がノッチ２から円周方向に一定角度回
転した位置に形成されているので、ノッチ２の位置決
め、即ち基板１の位置決めがされると識別情報３に対し
て適性な位置になるように配置されている。尚、識別情
報３の読み取り手段２２は、基板１に設けられた識別情
報３を斜め上方あるいは斜め下方から読み取り可能とな
るように、基板１の表面に対して斜め上あるいは斜め下
方向に設けられている。

【００２９】基板１の位置決めは、回転支持部１５を作
動させて基板収納容器１０の内部で基板１を一定速度で
回転させながら、基板１の円周部と相対するように設け
られた光源と、光源から出た光がノッチ２で反射した反
射光を検出する光学センサー等で構成されるノッチ２の
検出手段２１により、基板１の円周部に形成されたノッ
チ２を検出した時に、回転支持部１５に停止信号を出し
て基板１の回転を停止させることにより行われる。

【００３０】以上の操作を基板収納容器１０に収納する
基板１毎に繰り返し行うことで、全ての基板１の識別情
報３を正確に読み取ることができる。基板１のノッチ２
の検出手段２１と識別情報３の読み取り手段２２は、こ
れまで述べたように各基板１毎に対峙するように配置し
ても良いが、１組のノッチ２の検出手段２１と識別情報
３の読み取り手段２２を垂直方向に移動させて全ての基
板の情報を読み取るようにしても良い。

【００３１】基板収納容器１０におけるノッチ２の検出
手段２１及び識別情報３の読み取り手段２２を用いて読
み取られた識別情報３は、次に示す通信手段を介して、
識別情報３の確認と工程管理を行う加工装置の制御装置
２８に送信されて、基板収納容器１０が搭載される加工
装置が制御される。

【００３２】読み取られた識別情報３は通信データとし
て変調されて、赤外線等の光通信方式あるいはマイクロ
波方式電磁誘導方式等に適した各送信インターフェース
を介して送信機２３から送信され、加工装置の制御装置
２８に設けられた受信機２７で非接触の状態でデータが
受信される。加工装置の制御装置２８において、受信さ
れたデータから基板１のロット・加工履歴が確認された
後、加工装置の制御装置２８により制御された加工装置
は、予め設定された正しい加工工程に基板１を一枚毎に
振り分けて投入する。以上のように、基板１単位で識別
情報３を確認できるので、間違って別の工程に投入され
ることがなく、基板収納容器１０を区別する必要もない
ので、保管スペースを縮小することができる。

【００３３】次に、本発明の第２実施形態の基板収納容
器４０を図６に示す。基板収納容器４０において、回転
支持部４４の一対を蓋体４２の裏面に取り付け、容器本
体４１に設けられる回転支持部４５と共同して基板１を
支持し、蓋体４２の内側に基板１のノッチ２の検出手段
５１、基板１の識別情報３の読み取り手段５２、外部と
の通信手段である送信機５３とを設けておき、基板収納
容器４０から読み取られた基板１の識別情報３を送信機
５３から送信して、加工装置の制御装置５８の受信機５
７で受信する構成である。尚、基板収納容器４０の収納
された基板１の確認をするために、容器本体４１の背面
部などに、透明な窓部２０を設けることが好ましい。
尚、各手段の作動方法等は、前記第１実施形態と同様で
あるので詳しい説明は省略する。図中４６はボトムプレ
ートである。

【００３４】次に、本発明の第３実施形態の基板収納容
器７０を図７に示す。基板収納容器７０は、これまでの
実施形態と同様に、外部から遠隔操作可能な回転支持部
７５を設けて、基板１を回転可能に支持し、基板１のノ
ッチ２の検出手段８１と識別情報３の読み取り手段８２
とを基板収納容器７０側ではなく加工装置側に設けて、
外部から識別情報３を読み取る構成である。識別情報３
の読み取りは、容器本体７１の一部又は全部を透明材と
して形成することで可能となり、前記検出手段８１及び
読み取り手段８２の設置位置は何処でも構わないが、基
板収納容器７０の搬送部材の設置場所を考えると、容器
本体７１の背面に複数枚の基板１の全部が確認可能な透
明材で形成した窓部８０を設け、この窓部８０を通して
基板１のノッチ２の検出と識別情報３の読み取りを行う
ことが好ましい。

【００３５】この場合、ノッチ３の検出手段８１と識別
情報３の読み取り手段８２を基板収納容器７０の外部に
設けたので、基板収納容器７０をよりコンパクトに形成
できるほか、ノッチ３の検出手段８１と識別情報３の読
み取り手段８２の上下移動、あるいは設備に設けられた
加工装置の制御装置８８との間の信号のやりとりを有接
点で行えるので、安価にそして確実に行うことかでき
る。尚、図中７２は蓋体、７４は回転支持部、７６はボ
トムプレートである。

【００３６】以上の実施形態では、円形の基板１の位置
決めをするため、回転させて基準位置を検出したが、角
形の基板の場合には、幅寄せ等の手法にて位置決めが可
能である。尚、基板が位置決めされた後の識別情報の読
み取り及び読み取ったデータの送信は、前記と同様にし
て行える。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、基板収納容器内部で基
板を回転させて基板のノッチ位置を検出することによ
り、基板の識別情報の読み取り手段に対して識別情報を
精度良く位置決めできるので、蓋体を開ける事無く基板
に表示された識別情報を正確に読み取ることができる。
従って、基板を汚染することがなく、且つ生産性が向上
する。また、基板の個別管理が可能であるので、従来の
容器単位での管理に比べて基板収納容器の保管スペース
を削減でき、且つ複雑な生産工程にフレキシブルに対応
可能であることから、生産効率を向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による基板収納容器の第１実施形態の分
解斜視図である。

【図２】図１に示す基板収納容器の天面部を除いて示し
た概略平面図である。

【図３】図１に示す基板収納容器における回転支持部の
説明図である。

【図４】図１に示す基板収納容器の蓋体に設けられる回
転支持部における倒Ｖ字状のＶ字溝の基板支持部を示
し、（ａ）は上下対称のもの、（ｂ）は上下非対称のも
のである。

【図５】図２に示す基板の識別情報の検出手段の説明図
である。

【図６】本発明による基板収納容器の第２実施形態の分
解斜視図である。

【図７】本発明による基板収納容器の第３実施形態の分
解斜視図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ ノッチ ３ 識別情報 １０、４０、７０ 基板収納容器 １１、４１、７１ 容器本体 １２、４２、７２ 蓋体 １２ａ ベース部 １２ｂ 表面プレート １３ ガスケット １４、１５、４４、４５、７４、７５ 回転支持部 １４ａ、１４ｂ サポート部材 １４ｃ、１４ｄ、１５ｂ 当接部 １５ａ 回転軸 １６、４６ ボトムプレート １６ａ 位置決め手段 １７ ロボティックフランジ １８ サイドレール １９ ボトムレール ２０、５０、８０ 窓部 ２１、５１、８１ 検出手段 ２２、５２、８２ 読み取り手段 ２３、５３ 送信機 ２４ アクチュエータ ２５ 駆動源 ２６ 接続端子 ２７、５７ 受信機 ２８、５８、８８ 加工装置の制御装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口部を有し基板を収納する容器本体
   と、前記開口部をシール可能に閉鎖する蓋体とを有する
   基板収納容器であって、該基板収納容器が基板の位置決
   め機構と、基板に形成された識別情報の読み取り手段
   と、外部との通信手段とを有することを特徴とする基板
   の識別情報を読み取り可能な基板収納容器。
2. 【請求項２】 前記位置決め機構が、基板を回転可能に
   支持する回転支持部と、基板の位置決め箇所の検出手段
   とを有する請求項１に記載の基板の識別情報を読み取り
   可能な基板収納容器。
3. 【請求項３】 開口部を有し基板を収納する容器本体
   と、前記開口部をシール可能に閉鎖する蓋体と、基板を
   回転可能に支持する回転支持部と、基板に形成された基
   板の識別情報の読み取り手段を有する基板収納容器を用
   い、該基板収納容器の蓋体を開けずに、基板収納容器の
   内部で基板を回転させながら、基板の位置検出と位置決
   めを行い、前記基板の識別情報を前記読み取り手段によ
   って読み取り、基板加工装置の制御システムへ前記基板
   の識別情報を送信することを特徴とする基板の識別情報
   の読み取り方法。