(57)【要約】【課題】ウエハ操作の習熟度等を簡単に判定することができるウエハハンドリングチェッカーを提供する。【解決手段】カセット１０のスロット１１には、表面に導電性被膜が形成された複数のウエハ１が収納され、各ウエハ１は電極１３を介して制御ボックス３０から“Ｈ”レベルの電位が与えられる。また、真空ピンセット２０の導電性の吸着部２１は、接地電位に接続されている。コンピュータ４０の指示で、操作対象のウエハ１に対応するＬＥＤ１３が点灯され、操作者は指示されたウエハ１を真空ピンセット２０で操作する。制御ボックス３０では、各電極１３の電位が検出され、所定のウエハ１が正しく操作されたか否かが判定される。誤操作の場合は直ちにブザー３４で示され、全般的な操作の結果はコンピュータ４０に記録される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に導電性の被膜が施された半導体またはセラミックス、或いは導電性を有する材料で形成された操作練習用の複数のウエハと、
ウエハ収納用の複数のスロットを有し、これらの各スロットに前記ウエハが挿入されたときに接触する電極が設けられたカセットと、
前記ウエハを操作するために導電性の吸着部を有するピンセットと、
前記カセットの各電極と前記ピンセットの吸着部との間に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記カセットの各電極の電位または該電極に流れる電流を検出することによって、前記ピンセットと前記ウエハの接触を検出する状態検出手段とを、備えたことを特徴とするウエハハンドリングチェッカー。
【請求項２】
前記カセットは、操作指定情報に基づいて操作対象の前記ウエハを指示する表示手段を有することを特徴とする請求項１記載のウエハハンドリングチェッカー。
【請求項３】
前記状態検出手段による検出結果と前記操作指定情報に基づいて、操作誤りの有無を判定する判定手段を有することを特徴とする請求項２記載のウエハハンドリングチェッカー。
【請求項４】
前記判定手段は、前記操作誤りが有ると判定したときに音響を発生する出力手段を備えたことを特徴とする請求項３記載のウエハハンドリングチェッカー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハの操作状態をチェックするためのウエハハンドリングチェッカーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２３０２２号公報
【０００４】
従来、半導体製造におけるウエハ操作の教育は、教育対象者にウエハ搬送用のカセットの各スロットに収納された本物のウエハの移し替え操作を行わせ、移動後のウエハの表面を検査して傷等の欠陥の増加数を調べ、操作の習熟度を測定することが一般的であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のウエハ操作の練習方法では、操作の前にウエハの欠陥数を検査し、操作の後に再度そのウエハの欠陥数を検査して、操作中の欠陥の増加数を調べる必要があった。このため、ウエハの検査に膨大の作業量と時間が必要になるばかりでなく、損傷の度合いが大きいウエハは再利用が困難なため、廃棄処分しなければならず、材料費もかかるという課題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、ウエハハンドリングチェッカーを、例えば、表面に導電性の被膜が施された操作練習用の複数のウエハと、ウエハ収納用の複数のスロットを有し、これらの各スロットに前記ウエハが挿入されたときに接触する電極が設けられたカセットと、前記ウエハを操作するために導電性の吸着部を有するピンセットと、前記カセットの各電極と前記ピンセットの吸着部との間に電圧を印加する電圧印加手段と、前記カセットの各電極の電位または該電極に流れる電流を検出することによって、前記ピンセットと前記ウエハの接触を検出する状態検出手段とで構成している。
【０００７】
本発明によれば、以上のようにウエハハンドリングチェッカーを構成したので、次のようにしてウエハ操作の練習を行うことができる。
【０００８】
ウエハ収納用のカセットのスロットに、操作練習用の複数のウエハを挿入する。これにより、各ウエハはスロットに設けられた電極に接触する。ウエハ操作の練習者が、ピンセットの吸着部をカセットに収納されたウエハに接触させると、電圧印加手段から印加された電圧によって、接触されたウエハを介して対応する電極と吸着部との間に電流が流れる。各電極の電位または電流が状態検出手段によって検出され、ピンセットとウエハの接触の状態が検出される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態を示すウエハハンドリングチェッカーの概念図である。
このウエハハンドリングチェッカーは、複数のウエハ１ａ，１ｂ，…，１ｎを収納する絶縁性の材料で形成されたウエハ搬送用のカセット１０、このカセット１０からウエハ１ａ〜１ｎを１枚ずつ取り出して移し替えるための真空ピンセット２０、制御ボックス３０、及びコンピュータ４０で構成されている。ウエハ１ａ〜１ｎは、ウエハ操作練習専用のもので、半導体ウエハの表面全体に金等の導電性の被膜を形成したものである。
【００１０】
カセット１０には、ウエハ１ａ〜１ｎを仕切って収納するためのスロット１１ａ，１１ｂ，…，１１ｎが設けられている。カセット１０の上部には、各スロット１１ａ〜１１ｎに対応して、操作対象のウエハを指示するための表示手段（例えば、発光ダイオード、以下、「ＬＥＤ」という）１２ａ，１２ｂ，…，１２ｎが取り付けられている。一方、各スロット１１ａ〜１１ｎの底部には、これらスロットに挿入されたウエハに接触して、各ウエハを個別に電源電位（レベル“Ｈ”）にプルアップする電極１３ａ，１３ｂ，…，１３ｎが設けられている。
【００１１】
真空ピンセット２０は、開口部を有する吸着部２１と、柄部２２と、図示しない真空ポンプとで構成されている。吸着部２１は開口部側をウエハ１に接触させ、この開口部の内部を真空ポンプからの吸引で真空状態にすることによって、ウエハ１を吸着するものである。柄部２２は、操作者がウエハ操作を行うために握る箇所であり、この柄部２２に吸着部２１の真空状態を操作するためのスイッチ２３が設けられている。吸着部２１は、表面に金等の導電性の被膜が形成され、制御ボックス３０から引き出された信号線３１ａを介して接地電位（レベル“Ｌ”）に接続されるようになっている。
【００１２】
制御ボックス３０は、カセット１０及び真空ピンセット２０と、コンピュータ４０との間における信号制御を行うもので、信号線３１ａで真空ピンセット２０に接続されるほか、信号線３１ｂでカセット１０に接続され、インタフェースケーブル３２でコンピュータ４０に接続されている。制御ボックス３０には、スイッチ３３とブザー３４が設けられ、更にカセット１０に対する制御と状態監視等を行うための制御回路が収容されている。
【００１３】
スイッチ３３は、ウエハ操作の練習者が指示されたウエハの移し替え操作を行った後で、次の操作指示を受けるときに押すものである。また、ブザー３４は、ウエハの移し替え操作時に、誤って別のウエハを選択したり他のウエハに接触させてしまった時に、鳴動して練習者に操作ミスを知らせるためのものである。
【００１４】
コンピュータ４０は、制御ボックス３０に対して、操作練習の順序を指示したり、練習結果を記録するものである。
【００１５】
図２は、図１のウエハハンドリングチェッカーの概略を示す構成図である。
このウエハハンドリングチェッカーは、前述したカセット１０における各スロット１１ａ〜１１ｎのＬＥＤ１２ａ〜１２ｎを駆動するＬＥＤ駆動部３５を有している。また、各電極１３ａ〜１３ｎを電源電位（レベル“Ｈ”）にプルアップする電圧印加手段（例えば、プルアップ抵抗）３６ａ，３６ｂ，…，３６ｎと、これらの各電極１３ａ〜１３ｎの信号波形を整形する波形整形部３７ａ，３７ｂ，…，３７ｎと、状態検出手段（例えば、状態検出部）３８を有している。
【００１６】
プルアップ抵抗３６ａ〜３６ｎは、各電極１３ａ〜１３ｎを介してスロット１１ａ〜１１ｎに挿入されたウエハに“Ｈ”の電位を与えておき、真空ピンセット２０が接触したウエハのみを“Ｌ”の電位にすることによって、ウエハの状態を検出するためのものである。波形整形部３７ａ〜３７ｎは、真空ピンセット２０がウエハに接触したときに生じるチャタリング等の不適切な信号を除去し、正確な状態検出を行うための信号を出力するものである。波形整形部３７ａ〜３７ｎの出力側には、状態検出部３８が接続されている。
【００１７】
ＬＥＤ駆動部３５と状態検出部３８は、判定手段（例えば、制御判定部）３９に接続され、この制御判定部３９にスイッチ３３と出力手段（例えば、ブザー）３４が接続されている。更に制御判定部３９は、操作指定部４１及び記録部４２として動作するコンピュータ４０に接続されている。これらのＬＥＤ駆動部３５、状態検出部３８及び制御判定部３９は、プルアップ抵抗３６ａ〜３６ｎ及び波形整形部３７ａ〜３７ｎと共に、図１に示した制御ボックス３０内に収容されている。
【００１８】
次に、動作を説明する。
まず、ウエハ操作練習の準備として、カセット１０の所定のスロット（例えば、スロット１１ｎ）を除き、その他のスロット１１ａ〜１１ｍすべてに、ウエハ操作練習用のウエハ１ａ〜１ｍを挿入する。更に、制御ボックス３０、コンピュータ４０、及び真空ポンプを起動する。
【００１９】
次に、練習者は、制御ボックス３０のスイッチ３３を押す。制御判定部３９では、スイッチ３３の信号に従って、操作指定部４１から移し替え対象のウエハが挿入されたスロット（例えば、スロット１１ｂ）を指定する操作指定情報を読み出す。更に制御判定部３９は、操作指定情報に基づいて、操作対象のウエハ１ｂに対応するＬＥＤ１２ｂを点灯させるための駆動信号を、ＬＥＤ駆動部３５に与える。ＬＥＤ駆動部３５では、駆動信号に従ってＬＥＤ１２ｂを点灯させる。
【００２０】
練習者は、点灯されたＬＥＤ１２ｂで指示されたウエハ１ｂを、真空ピンセット２０で吸着してスロット１１ｂから取り出し、空きスロット１１ｎに移動させる。この時のウエハ移し替え操作の状況は、各電極１３ａ〜１３ｎの電位に基づいて、状態検出部３８によって逐一監視される。
【００２１】
即ち、真空ピンセット２０の吸着部２１が指示されたウエハ１ｂに接触すると、この吸着部２１は接地電位に接続されているので、カセット１０のスロット１１ｂに設けられた電極１３ｂは、導電性のウエハ１ｂを介して“Ｌ”となる。この時、その他の電極１３はプルアップ抵抗３６を介して電源電位に接続されているので“Ｈ”である。これにより、状態検出部３８では、指定されたウエハ１ｂに真空ピンセット２０が接触したことを検出できる。
【００２２】
次に、スロット１１ｂからウエハ１ｂが取り出されると、電極１３ｂはウエハ１ｂから離れ、プルアップ抵抗３６ｂによって“Ｈ”に戻るので、状態検出部３８では、ウエハ１ｂが取り出されたことを検出できる。
【００２３】
更に、取り出されたウエハ１ｂが空きスロット１ｎに挿入されると、このスロット１１ｎに設けられた電極１３ｎは、導電性のウエハ及び真空ピンセット２０の吸着部２１ｂを介して“Ｌ”となる。これにより、状態検出部３８では、ウエハがスロット１ｎに移されたことを検出することができる。
【００２４】
移し替え操作中に、吸着部２１が指示されたウエハ１ｂ以外のウエハ１ｉに接触したり、移動中のウエハ１ｂが他のウエハ１ｉに接触すると、接触されたウエハ１ｉに対応する電極１３ｉが“Ｌ”となる。このような各電極１３ａ〜１３ｎの状態は、状態検出部３８から操作状態情報として制御判定部３９に与えられる。
【００２５】
制御判定部３９では、操作指定部４１から読み出した操作指定情報と状態検出部３８で検出された操作状態情報とを比較し、操作ミスの有無を判定する。操作ミスと判定したときには、直ちにブザー３４を鳴動させて練習者に注意を喚起させることができる。
【００２６】
指示されたウエハの移し替えが終了すると、練習者は制御ボックス３０のスイッチ３３を押す。これにより、制御判定部３９は、操作指定部４１から次の移し替え対象のウエハを指定する操作指定情報を読み出し、同様の動作が繰り返される。
【００２７】
このようにして、一連のウエハ操作練習が完了すると、操作ミスの有無や回数、及び操作時間等の練習結果情報が記録部４２に出力されれて記録される。
【００２８】
以上のように、本実施形態のウエハハンドリングチェッカーは、表面全体に導電性の被膜を蒸着したウエハ操作練習用のウエハ１と、導電性の吸着部２１を有する真空ピンセット２０を用いているため、操作練習の状態を短時間で確実に調べることができるという利点がある。更に、操作練習用のウエハ１は、何回でも繰り返して使用できるので、経費の節減ができるという利点がある。
【００２９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
【００３０】
（ａ）  ウエハ１は、半導体ウエハの表面全体に導電性の被膜を形成したものを用いているが、導電性被膜を施したセラミックスや、導電性を有する材料を同様の形状に形成したものを用いても良い。
【００３１】
（ｂ）  ウエハ１を“Ｈ”にプルアップしておき、接地電位に接続された真空ピンセット２０を使用することによって、ウエハのレベル変化に基づいて操作状態を検出するようにしているが、ウエハを“Ｌ”にプルダウンしておき、電源電位に接続された真空ピンセットを使用しても良い。また、ウエハと真空ピンセットの間に流れる電流を検出するようにしても良い。
【００３２】
（ｃ）  専用の制御ボックス３０と汎用のコンピュータ４０を組み合わせて、ＬＥＤ駆動部３５、波形整形部３７、状態検出部３８、制御判定部３９、操作指定部４１及び記録部４２等の各処理部を構成しているが、全体の構成方法は任意である。即ち、専用の制御装置として一体化しても良いし、制御ボックスを単なる入出力部として全体を汎用のコンピュータのソフトウエアで制御するように構成しても良い。
【００３３】
（ｄ）  スイッチ３３やブザー３４に代えて、キーボードやスピーカ等の入出力機器を用いても良い。
【００３４】
（ｅ）  ウエハハンドリングチェッカーを、操作員のウエハ操作練習に用いた場合の動作について説明したが、ロボットを用いてウエハ搬送を行う場合には、真空ピンセット２０をロボットのアームに置き換えることにより、ロボットによるウエハ搬送状態をチェックすることができる。
【００３５】
（ｆ）  （ｅ）によって正確に調整されたロボットを使用することにより、カセット１０の変形を検出するために使用することもできる。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、第１及び第２の発明によれば、操作練習用の導電性のウエハを収納して、該ウエハに電圧を印加するための電極が設けられたカセットと、ピンセットの導電性の吸着部がカセットに収納されたウエハに接触したことを検出する状態検出手段を備えている。これにより、簡単かつ迅速にウエハ操作の状態を知ることができる。
【００３７】
第３の発明によれば、状態検出手段による検出結果と操作指定情報に基づいて、操作誤りの有無を判定する判定手段を有している。これにより、第１の発明の効果に加えて、ウエハ操作の習熟度等を判定することができる。
【００３８】
第４の発明によれば、操作誤りが有ると判定したときに音響を発生する出力手段を備えている。これにより、操作の練習者は誤操作をその場で知ることができるので、学習効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すウエハハンドリングチェッカーの概念図である。
【図２】図１のウエハハンドリングチェッカーの概略を示す構成図である。
【符号の説明】
１    ウエハ
１０    カセット
１１    スロット
１２    ＬＥＤ
１３    電極
２０    真空ピンセット
２１    吸着部
３０    制御ボックス
３３    スイッチ
３４    ブザー
３５    ＬＥＤ駆動部
３６    プルアップ抵抗
３７    波形整形部
３８    状態検出部
３９    制御判定部
４０    コンピュータ
４１    操作指定部
４２    記録部
【図１】
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【図２】
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