JP2510286B2 - 半導体ウエハ計数装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体ウエハに成膜，エッチング等の各
種プロセス処理を行うウエハ処理装置，ないしはウエハ
検査装置と複数枚のウエハを収納したロード用，アンロ
ード用キャリアとの間でウエハの受け渡し操作を行うウ
エハ搬送ロボットに装備してキャリア内のウエハ収納枚
数，およびその収納位置を検出するようにした半導体ウ
エハ計数装置に関する。

〔従来の技術〕

まず頭記ウエハ搬送ロボットの一般構成，並びに該ウ
エハ搬送ロボットに装備した従来におけるウエハ計数装
置を第２図，第３図により説明する。

図において、１は半導体ウエハ、２は複数枚のウエハ
１を棚積み式に収納する前後面放形のキャリア、３がキ
ャリア２と次段のウエハ処理装置，ないしウエハ検査装
置との間でウエハ１を受け渡し操作するウエハ搬送ロボ
ットである。このロボット３は駆動部31と、該駆動部31
の駆動軸に連結して上下方向（Ｚ），旋回方向（θ）に
移動操作される上下，旋回移動モジュール32と、該モジ
ュール32の上で前後方向（Ｘ）に移動操作される直線移
動モジュール33と、該モジュール33に結合した真空吸着
チャックとしてのウエハ保持用ハンド34との組立体とし
て成る。

かかるウエハ搬送ロボット３によるウエハ１のハンド
リング動作は周知であり、ウエハ１を収納したキャリア
２をロボット３と向かい合うように所定位置にセット
し、この状態でまず図示状態からハンド34を180度旋回
してハンド34をキャリア２に向け、ここでロボット３の
操作でハンド34を上下，前後方向に操作してキャリア２
内に収容されているウエハ１を一枚宛取り出し、次にハ
ンド34を旋回，前後動操作して図示されてないウエハ処
理装置，ないしウエハ検査装置に受け渡しする。またウ
エハ１をキャリア２に回収させる場合には前記と逆な操
作で行う。

一方、前記ロボット３の操作でキャリア２よりウエハ
１を出し入れする際には、ウエハプロセス工程管理，お
よびロボット３の操作制御等のためにキャリア２内での
ウエハ収納枚数の確認，およびその収納位置を検出する
ことが必要であり、この計数手段としてロボット３は次
記のウエハ計数装置を装備している。かかるウエハ計数
装置として、第２図ではハンド34を取付けたモジュール
33にはハンド34と反対側に反射形光電センサ４が装備さ
れている。かかる構成で図示のように光電センサ４をキ
ャリア２に向けた状態でロボット３を上下方向（Ｚ）に
昇降操作することにより、光電センサ４の走査信号から
キャリア内のウエハ収納枚数，並びにその収納位置が検
出できる。なお図中５は光電センサ４のコントロール
部、６はロボット３の運転制御部である。

また第３図の例では、反射形光電センサの代わりに発
光素子と受光素子とを組合せた透過形光電センサを採用
しており、ロボット３のモジュール33には１個の発光素
子41が、該発光素子41に対向してキャリア２の背後側に
はキャリア２に並べてウエハ１の各収納段位置に対応す
る複数個の受光素子42が柱状のセンサホルダ７に取付け
られている。ここでロボット操作により発光素子41を昇
降操作することにより、受光素子42の走査信号からウエ
ハ１の収納枚数，並びにその収納位置が検出される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで上記した従来の各計数方式では次記のような
問題点がある。すなわち、第２図の方式ではロボット３
側に装備の反射形光電センサ４とキャリア２内に収納さ
れているウエハ１の端面との間の距離ｌにばらつきがあ
ると検出ミスが生じたり、またウエハ１に成層された成
膜成分によっては反射形光電センサでの検出が困難とな
る等、その信頼性が低い。これに対して第３図の透過形
光電センサを採用した方式では、第２図の反射形光電セ
ンサによる検出ミス発生を防止できる反面、キャリア２
のウエハ収納段数に対応した数の受光素子42を備える必
要があって設備面でのコスト高となる他、キャリア２に
おけるウエハ収納段のピッチ間隔が非常に狭い場合に
は、発光素子41から投光される光線の拡散が原因で隣接
し合う受光素子42の間で相互干渉を引き起こして計数ミ
スの発生するおそれがある。

この様な問題点を解決するものとして同じ出願人から
特願昭62−302835が先に出願されている。しかし、特願
昭62−302835においては、ロボット側に発光素子が備え
られているため、発光素子と受光素子との位置合わせが
難しいという問題がある。またロボットのハンドと発光
素子とが、直線移動モジュールに対して180度の位置に
設置されているので、ウエハを計数後にハンドによりウ
エハを取り出すには、ハンドをθ軸方向に180度旋回動
作させる必要がある。

この発明は上記の点にかんがみ成されたものであり、
その目的は、低コストで更に計数時のロボットのθ軸方
向180度旋回動作が不要で作業時間が短縮可能で、かつ
発光素子と受光素子との光軸調整を不要としてメンテナ
ンス性を向上でき、しかも確実なウエハ検出動作が得ら
れるようにした半導体ウエハ計数装置を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、この発明によれば、対
向し合う一対の発光素子と受光素子とから成る透過形光
電センサの一方の素子を凹形内にキャリアを挾んだ凹形
上下可動式のセンサホルダの前部に取り付け他方の素子
を前記センサホルダの後部に取付け、かつ該センサホル
ダを連結機構を介してロボットの上下移動モジュールへ
係脱可能に結合して構成するものとする。

〔作用〕

上記の構成でキャリア内に収納されているウエハを計
数する際には連結機構をロボット側に結合する。したが
ってロボットの昇降移動操作によりロボットのハンド取
付部の上下移動操作によりロボットのハンド取付部の上
下移動に連動してセンサホルダが従動し、センサホルダ
に装備した対向透過形光電センサの発光素子と受光素子
とがキャリアを挾んで対向したまま上下方向に同期移動
してキャリア内部を光学的に読取り走査することにな
る。これにより受光素子の走査信号からキャリア内のウ
エハ収納枚数，およびその収納位置を検出ミス発生のお
それなしに確実に検出することができる。しかも発光素
子と受光素子を凹形上下可動式センサホルダに装備する
ことによってセンサを一体化しているので、光軸調整が
不要となりメンテナンス性が向上する。また連結機構を
ロボット側に結合する際、ロボットのハンドはキャリア
側に向いておりウエハ取出しの姿勢で待機できるので計
数処理後のウエハ取出しまでの時間を短縮できる。更に
受光素子は１個装備するだけでよく低コストで構成でき
る。また前記ウエハ計数動作で得たデータを基にロボッ
トでウエハハンドリング操作を行う場合には、前記の連
結機構を後退操作してセンサホルダとロボットとの間を
切り離す。これによりセンサホルダとの干渉なしにロボ
ットを操作することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例を示すものであり、第２図，
第３図に対応する同一部材には同じ符合が付してある。
すなわちこの発明により、互いに対向し合う一対の発光
素子41と受光素子42とからなる透過形光電センサの発光
素子41がキャリア２を凹形内に挾むように配備した凹形
上下可動式センサホルダ７の前部に、発光素子41と対向
する受光素子42がキャリア２の背面側の前記センサホル
ダ７の後部に装着されており、かつ該センサホルダ７が
連結機構８を介してロボット３側の昇降，旋回移動モジ
ュール32に設けたフック35へ係脱可能に連結されてい
る。ここでセンサホルダ７は凹形の枠体として成り、そ
の基部がキャリア２を搭載する基台９より下方に引き出
したガイドロッド91にガイド支持されている。一方、連
結機構８は先端がロボット３のモジュール32に設けた前
記のフック35に係合し合う連結杆81と、該連結杆81を前
記センサホルダ７に対して前後方向にガイド支持したガ
イドロッド82と、センサホルダ７に搭載して連結杆81を
実線と点線位置との間で矢印Ｐ方向に前進，後退移動操
作する駆動シリンダ83とから構成されている。

次に上記構成によるウエハ計数動作に付いて説明す
る。まず連結杆81を図示実線位置に前進させてその先端
をロボット３側のフック35に係合させ、この状態で運転
制御部からの指令でロボット３を昇降操作することによ
り、センサホルダ７がロボット３の上下移動に従動し、
発光素子41と受光素子42とが対向し合う相対位置を保っ
たまま上下移動する。ここで光電センサを作動させるこ
とにより、キャリア２の内部を光学的に読取走査してウ
エハ１の収納枚数，およびその収納位置を検出すること
ができる。しかも上記の構成ではセンサホルダ７の昇降
操作をロボット３の上下移動に連動させるようにしてい
るのでセンサホルダ７に対する独立した駆動源が必要な
く、かつ発光素子41と受光素子42を対向位置を保持した
まま同期移動して走査することができる。

またウエハ計数の後にウエハハンドリング操作に移行
する場合には、前記した連結機構８の駆動シリンダ83に
より連結杆81を点線位置に後退操作してロボット３側の
フック35との係合を釈放する。これによりセンサホルダ
７との干渉なしにロボット３を操作できる。

なお、図示例では凹形上下可動式センサホルダ７の前
部に発光素子41を、前記センサホルダ７後部に受光素子
42を装備した例を示したが、逆に発光素子41を前記セン
サホルダ７後部に、受光素子42を前記センサホルダの前
部に装備して実施することも可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたようにこの発明によれば、対向し合う一対
の発光素子と受光素子とから成る透過形光電センサをキ
ャリアを凹形内に挾んだ凹形上下可動式センサホルダに
取付け、かつ該センサホルダを連結機構を介してロボッ
トの上下移動モジュールへ係脱可能に結合して構成した
ことにより、簡易，低コスト，かつコンパクトな構成で
キャリア内に収納されているウエハ枚数，収納位置を検
出ミスなしに確実に検出することができその信頼性が向
上すると共に、作業時間が短縮，メンテナンス性が向上
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の構成図、第２図，第３図はそれ
ぞれ従来における半導体ウエハ計数装置の構成図であ
る。各図において、 1:ウエハ、2:キャリア、3:ロボット、31:駆動部、32:上
下，旋回移動モジュール、33:直線移動モジュール、34:
ハンド、41:発光素子、42:受光素子、7:凹形上下可動式
センサホルダ、8:連結機構。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数枚の半導体ウエハを棚積み式に収納し
   た前後面開放形のキャリアとの間でウエハの出し入れ操
   作を行うウエハ搬送ロボットに装備してキャリア内のウ
   エハ収納枚数，およびその収納位置を検出する半導体ウ
   エハの計数装置であって、対向し合う一対の発光素子と
   受光素子とから成る透過形光電センサを前記キャリアを
   凹形内に挾んで配備した凹形上下可動式のセンサホルダ
   に取付け、かつ該センサホルダを連結機構を介してロボ
   ットの上下移動モジュールへ係脱可能に結合したことを
   特徴とする半導体ウエハ計数装置。