JP2500205B2

JP2500205B2 - ウエハ移送装置

Info

Publication number: JP2500205B2
Application number: JP8359991A
Authority: JP
Inventors: 鉄也宇都宮; 晴彦吉岡; 渉望月; 保人山本
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1991-03-23
Filing date: 1991-03-23
Publication date: 1996-05-29
Anticipated expiration: 2011-05-29
Also published as: JPH04242953A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ウエハを収納する収
納箱におけるウエハの収納、取出し等に用いられるウエ
ハ移送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ウエハの測定においては、検査す
べきウエハを収納した収納箱の下側にベルト駆動装置を
設置し、そのベルトによって下段のウエハから１枚ずつ
順に取り出すようにされていた。このようなベルト駆動
装置によるウエハの取出しは、ベルトに接触可能なウエ
ハのみの取出しが可能であるから、収納箱内の任意のウ
エハを選択的に取り出すことができない。即ち、測定し
たウエハを収納箱に一旦戻すと、そのウエハが最下段に
ある場合は別にして、収納箱から必要に応じて任意のウ
エハを選択的に取り出すことができないため、ウエハの
再測定を困難にしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、収納箱に収
納されているウエハを取り出して測定する場合におい
て、その測定効率を高めるには、先ず、ウエハの移送を
自動化することが必要である。従来のウエハを移送する
装置として、例えば、特開昭５０−１２６１７５号「ウ
エーハ供給装置」、特開昭５８−１２３７３６号「ウエ
ハー転送方式および装置」、特公昭６３−３２２４９号
「試料交換装置」、特開昭５８−１３８０４６号「ウエ
ハ移替装置」、特開昭５８−１８２８４６号「半導体基
板の移替え装置」、特開昭５８−１５５７３５号「ウエ
ハ搬送装置」等が提案されている。これらのものでは、
収納箱内のウエハを任意に選択して取出し又は収納箱内
にウエハを収納することは困難である。

【０００４】そこで、この発明は、信頼性の高いウエハ
の移送を実現することにより、収納箱内のウエハの取出
し、収納箱へのウエハの収納に適するウエハ移送装置の
提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明のウエハ移送装
置は、第１図ないし第１０図に例示するように、少なく
とも前面が開放されるとともに、対向する一対の側部の
それぞれの内側に一定の間隔で離間した複数の溝部が形
成され、これら対向する溝部のそれぞれでウエハの両縁
部を支持することにより、上下方向に複数枚の前記ウエ
ハを水平状態で収納する収納箱と、この収納箱を載置さ
せる装置本体と、この装置本体上に載置された収納箱の
開放した前面の前方の装置本体上に取り付けられて、前
記収納箱に収納された前記ウエハに対して上下方向に移
動する昇降機構と、この昇降機構上に設置され、平板状
のウエハ載置部を備えたアームと、前記昇降機構に取り
付けられて回転駆動手段から駆動力を受け、この駆動力
を水平方向の移動力に変換して前記アームを前記収納箱
の内外に進退させ、前記アーム載置部に前記ウエハを載
せて、そのウエハを前記収納箱に出し入れを行なわせる
アーム進退機構と、前記収納箱側に光を照射することに
よって、前記収納箱の前記ウエハからの反射光により前
記収納箱内のウエハの有無及びその位置を検出する検出
手段と、この検出手段の検出出力により前記昇降機構及
び前記アーム進退機構を制御する制御手段とを備えて、
前記検出手段の検出出力に基づいて前記昇降機構及び前
記アーム進退機構を制御して前記アームの位置を操作す
ることにより、前記収納箱から前記ウエハの取出し又は
前記収納箱に対する前記ウエハの収納を行なうことを特
徴とする。

【０００６】

【作用】このような構成によれば、前面側が開放された
収納箱に対し、アームを進退させるとともに、アームは
昇降機構によって昇降する。即ち、収納箱内にアームを
挿入してそのアーム上にウエハを載せて収納箱から取り
出し、また、アームに収納すべきウエハを載せ、アーム
とともにウエハを収納箱に収納することにより、ウエハ
の取出し及び収納等ウエハの移送を効率よく行うことが
できる。

【０００７】

【実施例】図１は、この発明のウエハ移送装置の実施例
を示す。この実施例のウエハ移送装置は、ウエハの検
出、取出し及び収納装置として構成されたものであり、
ウエハ検出装置ｅ及びウエハ取出・収納装置ｈが並設さ
れている。

【０００８】即ち、図３は、この発明のウエハ移送装置
におけるウエハ検出装置ｅの部分を示し、装置本体１に
は昇降機構としてのエレベータ２が取り付けられ、装置
本体１の上面には検出すべきウエハ４を収納した収納箱
５が設置されている。収納箱５は、前後に開放され、そ
の両側内壁部にウエハ４を一定の間隔で保持するための
複数の溝部が形成されている。また、装置本体１の背面
側には反射鏡３が固定されている。エレベータ２のステ
ージには、ハーフミラー６が設置されているとともに、
このハーフミラー６を介して光ビームＬｉを収納箱５側
に照射する光ビーム照射手段として発光素子７が設置さ
れているとともに、収納箱５を通過した光ビームＬｉを
受光して反射する反射鏡３が設置され、この反射鏡３か
ら得られる反射光ビームＬｒを受光する受光手段として
受光素子８が設置されている。即ち、エレベータ２は、
図２に示すように、発光素子７及び受光素子８を上下方
向（Ｙ：ｕｐ及び−Ｙ：ｄｏｗｎ）に移送することによ
り、発光素子７及び受光素子８と収納箱５との相対的な
位置を変更させて収納箱５内のウエハ４に順次に光ビー
ムＬｉを照射するための位置変更手段を構成している。
したがって、ウエハ検出装置ｅでは、発光素子７から発
射する光ビームＬｉはハーフミラー６を通過し、反射鏡
３で反射光ビームＬｒがもとの光軸を通って、ハーフミ
ラー６に戻り受光素子８に入射される。そこで、装置本
体１に対して下から上にエレベータ２をスキャンする
と、図３に示すように、ウエハ４が無い場合には光ビー
ムＬｉがウエハ４の無い部分を通過して反射鏡３で反射
された後、受光素子８に入り、また、図４に示すよう
に、ウエハ４に当たって反射光ビームＬｒはハーフミラ
ー６を通して上方に反射される結果、収納箱５内のウエ
ハ４の有無によって反射光ビームＬｒに強弱が生じる。
したがって、受光素子８には、ウエハ４の有無を表す反
射光ビームＬｒが受光され、ウエハ４の検出信号として
微電流の変化が得られる。

【０００９】そして、ウエハ取出・収納装置ｈは、図１
に示すように、発光素子７、受光素子８及びハーフミラ
ー６が設置されたエレベータ２は、パルスモータ１１に
よって駆動されるボールスクリュー１２に取り付けられ
るとともに２本のガイドシャフト１６によって摺動可能
に支持されている。

【００１０】そして、ウエハ取出・収納装置ｈは、収納
箱５からウエハ４を取出し又はウエハ４を収納箱５に収
納するための上下方向への移送を行う昇降機構としての
エレベータ２を兼用している。このウエハ取出・収納装
置ｈには、収納箱５の内部に挿入してウエハ４の取出し
及び収納を行う平板状を成すウエハ載置部を備えた取出
しアーム９が設けられている。この取出しアーム９は、
ガイドシャフト１０を以て水平方向に摺動可能に支持さ
れており、その一端には、エレベータ２の昇降と相俟っ
て取出しアーム９にウエハ４の授受を行わせるベルト１
５が固定されている。そして、ベルト１５は、取出しア
ーム９の移動に対応した間隔を以て設置された一対のプ
ーリ１４間に懸け回されている。即ち、ベルト１５は、
回転によって取出しアーム９を収納箱５に向かって前後
方向、図中Ｘ方向に移動させるアーム進退機構を成し、
パルスモータ１３からベルト１５を介して加えられる回
転力を受けて回転する。

【００１１】そして、取出しアーム９のウエハ４の載置
部、即ち、ウエハ４の吸着面には、ウエハ４を吸着させ
るためのバキュームをウエハ４に作用させるバキューム
穴が設けられている。

【００１２】このような構成によれば、ウエハの有無を
検出した後、図２に示すように、パルスモータ１３によ
ってベルト１５を駆動して取出しアーム９を前方に移動
させて取り出すべきウエハ４の下面側に挿入する。パル
スモータ１３を停止させ、次に、エレベータ２を僅かに
上昇させた後、バキュームを動作して取出しアーム９の
ウエハ載置面にウエハ４を吸着させる。この状態でモー
タ１３を逆転させると、ベルト１５とともに取出しアー
ム９が後方に移動し、取出しアーム９によってウエハ４
が収納箱５から取り出されることになる。

【００１３】次に、図５は、図１に示したウエハ移送装
置の移送システムの構成を示す。スタートスイッチａ
は、ウエハ４の検出、取出し又は収納の開始を指令する
手段である。記憶手段ｇには、アドレスとともに位置決
め情報が記憶されている。スタートスイッチａが操作さ
れると、選択手段ｂを介してアドレス指定手段ｆに指定
開始命令が与えられ、ウエハ検出装置ｅからの位置情報
をもとに収納箱５内にあるウエハ４の位置が決定され
る。

【００１４】取出し制御手段ｃは、収納箱５からウエハ
４の取出しを制御し、収納制御手段ｄは取出しアーム９
を通してウエハ４の収納箱５への収納を制御する手段で
ある。これらの制御手段ｃ、ｄからの制御出力はエレベ
ータ２を駆動するエレベータ駆動装置ｉに加えられてウ
エハ取出・収納装置ｈに加えられる。即ち、ウエハ取出
・収納装置ｈのパルスモータ１３及びエレベータ駆動装
置ｉは、取出し制御装置手段ｃ、又は収納制御手段ｄか
らの情報に基づいて位置決め制御が行われ、収納箱５か
らのウエハ４の取出し又は収納箱５へウエハ４の収納が
行われる。

【００１５】検出手段ｊは、検査の度にウエハ４が何処
に置かれているかの情報を検出する手段であって、その
検出出力は選択手段ｂに供給され、それによりウエハ４
の取出し、又はウエハ４の収納が選択される。

【００１６】そして、図６は、この発明のウエハ移送装
置の制御系統を示す。即ち、このウエハ移送装置には、
移送制御手段として１ボードのマイクロコンピュータか
らなる制御部２０が設置され、この制御部２０には、ウ
エハ４の移送制御プログラムを実行するＣＰＵ２１、移
送制御プログラムを記憶した記憶手段としてのＲＯＭ２
２、ＣＰＵ２１の演算途上のデータや検出信号を格納す
る記憶手段としてのＲＡＭ２３とともに入力ポート２４
が設置されている。入力ポート２４にはウエハ検出装置
ｅ、バキューム検出器３１及びリミット検出器３２から
の検出信号が加えられている。ＣＰＵ２１から得られる
制御出力はエレベータ駆動回路３３、ウエハ取出・収納
駆動回路３４及び固定ピン回路３５に加えられている。
エレベータ駆動回路３３の駆動出力はパルスモータ１
１、ウエハ取出・収納駆動回路３４の駆動出力はパルス
モータ１３に加えられている。

【００１７】そして、ＲＡＭ２３に記憶されるアドレス
及びウエハ位置は、表１の通りである。

【００１８】

【表１】

【００１９】以上の構成において、ウエハ４の検出、取
出し及び収納の移送制御動作を図７ないし図９に示すフ
ローチャートを参照して説明する。図７に示すように、
ステップＳ１では初期設定によりＲＡＭ２３の記憶内容
を消去し、ステップＳ２に移行する。ステップＳ２では
スタートスイッチａがオンかオフかが判断され、スター
トスイッチａがオンの場合、ステップＳ３に移行する。
ステップＳ３では初期入力か否かが判定され、初期入力
の場合、ステップＳ４に移行して初期入力処理（図８）
の呼び出し及びその処理が実行される。ステップＳ３で
初期入力でないと判断された場合にはステップＳ５に移
行し、ウエハの取出しか収納かが判断され、収納の場
合、ステップＳ６に移行し、取出しの場合にはステップ
Ｓ９に移行する。ステップＳ６では自動か手動かの判断
が行われ、自動の場合にはステップＳ７に移行し、ウエ
ハ収納場所の読み込み処理、手動の場合にはステップＳ
８に移行してウエハ収納段数の読み込み処理が行われた
後、ステップＳ１２に移行する。

【００２０】また、ステップＳ５で取出しと判断された
場合には、ステップＳ９に移行して自動か手動かの判断
が行われ、自動の場合にはステップＳ１０に移行して取
出しウエハの読み込み処理、手動の場合にはステップＳ
１１に移行して取出しウエハの段数読み込み処理が行わ
れた後、ステップＳ１２に移行する。

【００２１】ステップＳ１２ではエレベータ２の移動量
の算出が行われた後、ステップＳ１３に移行する。ステ
ップＳ１３ではエレベータ２の位置に補正量を加算する
処理が行われた後、ステップＳ１４に移行する。ステッ
プＳ１４ではウエハの取出しか収納かの判断が行われ、
収納の場合にはステップＳ１５に移行し、取出しの場合
にはステップＳ１６に移行する。ステップＳ１５では収
納処理の呼び出し及びその処理（図９）が行われた後、
ステップＳ１７に移行する。また、ステップＳ１６では
ウエハの取出し処理の呼び出し及びその処理（図１０）
が行われた後、ステップＳ１７に移行する。ステップＳ
１７では処理すべきウエハが終了したか否かが判断さ
れ、処理すべきウエハがある場合にはステップＳ３に戻
り、前述したステップＳ３〜Ｓ１７の処理が再び行わ
れ、また、処理すべきウエハが終了した場合には総ての
処理を完了する。

【００２２】次に、図８は、初期入力処理を示す。即
ち、ステップＳ１８では取出しアーム９をエレベータ２
のステージの原点位置に設定し、ステップＳ１９に移行
する。ステップＳ１９ではその取出しアーム９をエレベ
ータ２の初期設定値に設定し、ステップＳ２０に移行す
る。ステップＳ２０では固定ピンが下がり、ステップＳ
２１に移行する。ステップＳ２１で自動と判断された場
合にはステップＳ２２に移行してウエハの出し入れ設定
を行った後、ステップＳ２３に移行し、手動と判断され
た場合には、ステップＳ２２を省略してステップＳ２３
に移行する。

【００２３】ステップＳ２３ではエレベータ２のステー
ジが駆動され、ステップＳ２４に移行してウエハの有無
が判定される。即ち、ステップＳ２４でウエハ検出装置
の検出出力に基づいてウエハが存在していると判断され
た場合には、ステップＳ２５に移行し、ウエハが存在し
ていない場合にはステップＳ２７に移行する。ステップ
Ｓ２５ではウエハ位置の計算が行われた後、ステップＳ
２６に移行する。ステップＳ２６ではウエハナンバーと
ウエハ位置よりアドレステーブルが作成され、ステップ
Ｓ２７に移行する。ステップＳ２７では上限であるか否
かが判定され、上限でない場合には再びステップＳ２３
に戻り、また、上限である場合には、図７のステップＳ
３に戻り、初期入力処理を完了する。

【００２４】次に、図９はウエハ４の収納処理を示す。
この収納処理では、ステップＳ３０でエレベータ２のス
テージが収納箱５のウエハ収納位置まで駆動し、ステッ
プＳ３１に移行する。ステップＳ３１では固定ピンバキ
ュームをオフ状態とし、ウエハ取出しバキュームをオン
状態とする。次に、ステップＳ３２では固定ピンが下が
り、ステップＳ３３では取出しアーム９をウエハ収納位
置まで駆動する。次に、ステップＳ３４では取出しアー
ム９のバキュームを解除し、取出しアーム９上のウエハ
４は収納箱５の収納位置に収納される。次に、ステップ
Ｓ３５ではエレベータ２のステージが下がり、ステップ
Ｓ３６では取出しアーム９は原点位置に復帰し、収納処
理を完了し、図７に示すステップＳ１７に移行する。

【００２５】次に、図１０はウエハ４の取出し処理を示
す。この取出し処理では、ステップＳ３７でエレベータ
２のステージが収納箱５のウエハ収納位置まで駆動し、
ステップＳ３８に移行する。ステップＳ３８では収納箱
５に収納されているウエハ４の中心位置まで取出しアー
ム９を駆動し、ステップＳ３９に移行する。ステップＳ
３９では取出しアーム９のバキュームをオン状態とし、
取出しアーム９に取り出すべきウエハ４を吸着させる。
ステップＳ４０ではエレベータ２のステージを上昇さ
せ、ステップＳ４１に移行する。ステップＳ４１では取
出しアーム９をエレベータ２のステージの原点位置に復
帰させた後、ステップＳ４２に移行し、取出しアーム９
に対するバキュームを解除するとともに固定ピンのバキ
ュームを動作させ、ステップＳ４３に移行する。ステッ
プＳ４３では固定ピンが上がり、ウエハ４の取出し処理
を完了し、図７に示すステップＳ１７に移行する。

【００２６】このようなプログラム処理において、収納
箱５から指定されたウエハ４を取り出す場合、収納箱５
内のウエハ位置状態をウエハ検出装置ｅにて検出した検
出データをＲＡＭ２３から読み出し、ＣＰＵ２１からの
出力がエレベータ駆動回路３３で駆動出力に変換され
る。この結果、パルスモータ１１が駆動されてボールス
クリュー１２が回転し、エレベータ２をウエハを取り出
す位置まで上昇させる。

【００２７】収納箱５のウエハ４と取出しアーム９の上
面の関係は、取り出すべきウエハ４より僅かに低い位置
に取出しアーム９の吸着面を位置させている。取出しア
ーム９は、収納箱５におけるウエハ４の収納間隔により
薄く形成されているとともに、その移動位置はウエハ４
の間隔内に設定されるので、収納箱５取出しアーム９を
挿入しても、取り出すべきウエハ４に衝突することはな
い。

【００２８】そして、取出しアーム９は、吸着面の中心
をウエハ４の中心まで挿入する。この状態で取出しアー
ム９９の吸着面にウエハ４が載せられると、ＣＰＵ２１
からの指令によってバキュームを作用させると、取出し
アーム９の吸着面にウエハ４が吸着される。このとき、
ウエハ４で取出しアーム９の吸着面の穴が塞がれてバキ
ューム穴の圧力が低くなり、ウエハ４の吸着がバキュー
ム検出器３１が検出され、その検出出力によってバキュ
ームスイッチが働き、ＣＰＵ２１にウエハ４の吸着情報
が伝達される。この吸着情報に基づいて、ＣＰＵ２１か
ら取出しアーム９の移動命令が出力され、この結果、ウ
エハ取出・収納駆動回路３４から駆動出力が発せられて
パルスモータ１３が回転し、取出しアーム９をＢ点位置
まで移動させる。取出しアーム９を基準の高さの位置ま
でエレベータ２を移動させた後、取出しアーム９に対す
るバキュームを解除する。Ｂ点に位置している固定ピン
がバキュームで上昇して、ウエハ４は固定ピンで持ち上
げられ基準の位置にセットされる。このとき、固定ピン
の上面にバキュームが働いており、ウエハ４が吸着され
る。

【００２９】そして、収納箱５の指定された位置にウエ
ハ４を収納する場合には、固定ピンを取出しアーム９よ
り下降させることにより、取出しアーム９にバキューム
が働きウエハ４を吸着するため、バキュームスイッチが
働きＣＰＵ２１に伝達され、ＣＰＵ２１から制御出力が
得られ、ウエハ取出し・収納駆動回路３４から駆動出力
がパルスモータ１３に加えられ、その回転によって指定
された位置まで取出しアーム９が収納されたウエハ４に
衝突しない高さで移動する。即ち、収納箱５のポケット
の中間部におけるウエハ４が挿入できる高さまで取出し
アーム９を移動させ、その位置にウエハ４を収納し、バ
キュームを解除した後、前述したウエハ４の取出しの場
合と同様に取出しアーム９を後退させて原位置に復帰さ
せる。

【００３０】なお、実施例では、反射鏡３を設置して発
光素子７側に光ビームＬを戻して受光素子８に受光する
ようにしたが、反射鏡３に代えて受光素子を設置し、収
納箱５を通過して光ビームＬを直接受光することによ
り、収納箱５内のウエハ４の有無を検出するようにして
もよい。

【００３１】また、実施例では、ウエハの検出媒体とし
て光ビームを用いたが、ウエハの検出には光ビーム以外
の検出媒体を用いてもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、信頼性の高いウエハの移送を実現でき、収納箱内の
任意のウエハを取出し、又は収納箱の任意の位置にウエ
ハを収納することができ、ウエハの取出し及び収納を高
精度化とともにランダムアクセスによる高能率化を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のウエハ移送装置の実施例を示す斜視
図である。

【図２】図１に示すウエハ移送装置におけるウエハの取
出し状態を示す斜視図である。

【図３】図１に示すウエハ移送装置におけるウエハ検出
装置を示す斜視図である。

【図４】図３に示すウエハ検出装置によるウエハの検出
を示す斜視図である。

【図５】この発明のウエハ移送装置の制御系統を示すブ
ロック図である。

【図６】図５に示した制御系統に用いられる制御装置を
示すブロック図である。

【図７】ウエハの移送制御プログラムを示すフローチャ
ートである。

【図８】ウエハの移送制御プログラムを示すフローチャ
ートである。

【図９】ウエハの移送制御プログラムを示すフローチャ
ートである。

【図１０】ウエハの移送制御プログラムを示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

ｅウエハ検出装置ｆウエハ取出・収納装置２エレベータ（昇降機構）４ウエハ５収納箱９取出しアーム１３パルスモータ（アーム進退機構）１４プーリ（アーム進退機構）１５ベルト（アーム進退機構）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも前面が開放されるとともに、
対向する一対の側部のそれぞれの内側に一定の間隔で離
間した複数の溝部が形成され、これら対向する溝部のそ
れぞれでウエハの両縁部を支持することにより、上下方
向に複数枚の前記ウエハを水平状態で収納する収納箱
と、この収納箱を載置させる装置本体と、この装置本体上に載置された収納箱の開放した前面の前
方の装置本体上に取り付けられて、前記収納箱に収納さ
れた前記ウエハに対して上下方向に移動する昇降機構
と、この昇降機構上に設置され、平板状のウエハ載置部を備
えたアームと、前記昇降機構に取り付けられて回転駆動手段から駆動力
を受け、この駆動力を水平方向の移動力に変換して前記
アームを前記収納箱の内外に進退させ、前記アーム載置
部に前記ウエハを載せて、そのウエハを前記収納箱に出
し入れを行なわせるアーム進退機構と、前記収納箱側に光を照射することによって、前記収納箱
の前記ウエハからの反射光により前記収納箱内のウエハ
の有無及びその位置を検出する検出手段と、この検出手段の検出出力により前記昇降機構及び前記ア
ーム進退機構を制御する制御手段と、を備えて、前記検出手段の検出出力に基づいて前記昇降
機構及び前記アーム進退機構を制御して前記アームの位
置を操作することにより、前記収納箱から前記ウエハの
取出し又は前記収納箱に対する前記ウエハの収納を行な
うことを特徴とするウエハ移送装置。