JP2514214B2 - ウエハ取出し収納装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ウエハをキャリア外へ取り出したり或いは
キャリア内へ収納したりするウエハ取出し収納装置に関
する。

〔従来の技術〕

ウエハは、キャリア内に収納されている時、キャリア
の両側内壁に上下方向に等間隔に形成された複数段の溝
（以下スロットと称する）の一つに、他のウエハとの間
に十分な隙間をもつようにして両端が支えられている。
そして、これらのウエハの取り出し及び収納は吸着アー
ムとキャリアの相対位置をずらすことにより行ってい
る。即ち、取り出し動作は、吸着アームを所定段のウエ
ハの下側に挿入（状態１）後、吸着アームにウエハが乗
る状態に吸着アームとキャリアの相対位置をずらし（状
態２…この時ウエハは上記スロット内で遊んでいる状態
である。）、バキュームをONにしてウエハを吸着アーム
に吸着してキャリア内から取り出す。又、収納動作はこ
れとは逆であって、状態２の相対位置でウエハを吸着し
ている吸着アームをキャリア内に挿入し、バキュームを
OFFにした後状態１に相対位置をずらしてスロットにウ
エハの両端を乗せ、吸着アームを引き戻す。この動作の
組み合わせで、キャリア内のウエハを順次又は数枚おき
に取り出して検査装置に搬送し、又検査を終了したウエ
ハを同一のキャリア内に或は別に用意されたキャリア内
に収納する。

通常キャリア内のスロットのピッチは4.76mmであり、
ウエハの厚みは0.7mm位であるので、ウエハ間の隙間は4
mm位である。又、キャリアは樹脂モールド製で歪んでい
るものも多い。又、ウエハの外周部は位置出しの為の直
線部（以下オリフラと称する）があり、このオリフラが
スロットにのると傾いてしまう。以上の要因で、前記4m
mの隙間も実際上2mm程度になってしまうので、吸着アー
ムを薄くし且つ吸着アーム，ウエハの相対的停止位置
（実際はオーバーラン等により狂い易い。）を正確にし
ないと、吸着アームによりウエハを傷つける恐れがあ
る。そこで、従来は上記問題の解決の為に、キャリアの
駆動制御をステッピングモータを用いた開ループ制御で
行ったり、サーボモータを用いた閉ループ制御で行った
り、特開昭61−99344号公報に記載の装置の如く、レー
ザ光を用いてウエハ端面を検出し位置制御を行うように
していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記従来例では駆動原としてステッピング
モータやサーボモータを用いているので、駆動源自身は
勿論のこと制御系も高価になっしまうという問題があっ
た。また、ステッピングモータを用いた開ループ制御で
は、脱調してもそのまま続行してしまうため、十分大き
なトルクをもつモータを用いらなければならず、その結
果やはり高価になってしまうという問題があった。又、
検出系においてレーザ光を用いてウエハ端面を検出し位
置制御する方法は、高価であり構造も複雑であるという
問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、安価で正確な動作を行
い得るウエハ取出し収納装置を提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

本発明によるウエハ取出し収納装置は、複数のウエハ
を水平状態で上下方向に等ピッチで支持する複数段の溝
が設けられたウエハ収納容器に対して、前記溝と溝の間
に挿脱されるアームにより所定のウエハを出し入れする
ようにしたウエハ取出し収納装置において、上記ウエハ
収納容器と上記アームを相対的に上下移動せしめる上下
駆動手段と、前記両者の相対的上下位置を検出する位置
検出手段と、前記位置検出手段からの信号により前記上
下駆動手段を制御する制御手段とを備え、前記アームが
前記所定のウエハを出し入れすべき位置より一定の微少
距離離れた位置にきたことが検出された時前記相対的上
下移動を一旦停止するか又は大幅に減速せしめ、その後
寸動し前記アームが前記出し入れすべき位置に一致した
ことが検出された時前記相対的上下移動を停止せしめる
ようにしたことにより、出し入れすべき位置で相対的上
下移動を停止する直前の移動ストロークが微少且つ一定
であるようにして、オーバーランが極めて少なく且つ停
止位置のバラツキも極めて少なくなるようにして、アー
ムが確実に所定のウエハ挿脱位置に位置せしめられるよ
うにしたものである。

〔実施例〕

以下、図示した一実施例に基づき本発明を詳細に説明
する。第１図は本発明によるウエハ取出し収納装置の一
実施例を含むウエハ搬送装置の概略平面図、第２図は上
記実施例の要部斜視図である。

１は基台、２は基台１に取付けられたキャリアエレベ
ータであって、キャリアエレベータ２によって第３図に
示した如き構造のキャリア３が上下動せしめられるよう
になっている。キャリア３の両側内壁には上下方向に等
間隔に複数段のスロット3aが形成されており、これらの
夫々に第４図に示した如きオリフラ4aを有するウエハ４
の両端が挿入されて支持されるようになっている。又、
キャリアエレベータ２は、第２図に示した如く、キャリ
ア３がセットされるキャリアテーブル５と、キャリアテ
ーブル５に固着されたナット６と、ナット６に螺合して
いて正逆回転することによりキャリアテーブル５を上下
方向に送る送りネジ７と、ベルト８を介して送りネジ７
を正逆駆動するDCモータ９と、キャリアテーブル５に固
着された光電センサ10と、キャリアテーブル５が上下動
する時光電センサ10のON又はOFFを行って位置検出信号
を発生せしめるスリット板11とから構成されている。そ
して、スリット板11には、第５図に示した如く、キャリ
ア３のスロット3aの１ピッチに対して２個のスリット11
aが設けられており、例えばＮ段目上,N段目下というよ
うに同一のスロット3aに対して二ケ所の位置検出信号が
発生せしめられるようになっている。

尚、キャリア３と後述する吸着アームとの相対位置
は、Ｎ段目上の位置検出信号を受けてキャリア３が停止
した時はＮ段目のスロット3aに支持されたウエハ４の下
面が吸着アームの上面よりも高い位置になり、Ｎ段目下
の位置検出信号を受けてキャリア３が停止した時はＮ段
目のスロット3aに支持されたウエハ４の下面が吸着アー
ムの上面よりも低い位置になるようになっているものと
する。

12は基台１に矢印Ａ方向（水平方向）に摺動可能に取
付けられていてキャリア３の隣接するスロット3a,3a間
に挿脱される吸着アーム、13は吸着アーム12の先端部の
小孔12aを負圧にしてウエハ４に対する吸着力を発生せ
しめるバキュームホームであって、これらが上記キャリ
アエレベータ２とキャリア３と図示されてはいないが光
学センサ10から信号を受けつつDCモータ9,吸着アーム12
の駆動部及び負圧供給部を制御する制御回路とからウエ
ハ取出し収納装置を構成している。

再び第１図において、14は基台１に上下動可能に設け
られたセンタリングテーブル、15は基台１上においてセ
ンタリングテーブル14と同芯的に配設され且つ矢印Ｂ方
向（径方向）に移動して両者の間隔が変化せしめるよう
になっている一対のセンタ出しガイド、16は基台１上に
上下動且つ水平回動可能に取付けられたウエハ交換アー
ム、17は検鏡装置、18は検鏡装置17に矢印Ｃ方向に摺動
可能に取付けられたステージであって、これらは図示し
ない制御回路により所定のシーケンスに従い且つ互いに
干渉し合わないように動作するようになっているものと
する。

まず、ウエハ搬送装置全体の動作について説明する。
キャリアエレベータ２にセットされたキャリア３内のウ
エハ４は、吸着アーム12により取出されてそのままセン
タリングテーブル14に搬送される。続いてセンタ出しガ
イド15によりウエハ４のセンタリングが行われ、その後
ウエハ４はウエハ交換アーム16によりステージ18上に移
される。これと同時にステージ18上にあったウエハ４
は、ウエハ交換アーム16によりセンタリング部に待機し
ていた吸着アーム12上に移される。そのウエハ４は、そ
のままキャリア３まで搬送されてキャリア３内に戻され
る。続いて吸着アーム12によりキャリア３内から次のウ
エハ４が取り出されてセンタリングテーブル14上に移さ
れる。一方、ステージ18上に移されるウエハ４は検鏡装
置17で検鏡された後、再びウエハ交換アーム16によりセ
ンタリングテーブル14上のウエハ４と交換される。そし
て、以上の動作が繰り返される。

次にウエハ取出し収納装置の動作について説明する。
キャリア３内からＮ段目のウエハを取出す場合は、図示
しない制御回路によりキャリアエレベータ２を制御して
キャリア３を上昇又は下降せしめ、光電センサ10がＮ段
目下の位置を検出した時そこで一旦キャリア３を停止せ
しめる。続いてキャリア３を上昇せしめ光電センサ10が
Ｎ段目上の位置を検出した時再停止せしめた後、吸着ア
ーム12をＮ段目のウエハ４を下側に挿入する。次に、キ
ャリア３を下降せしめる光電センサ10がＮ段目下の位置
を検出した時停止せしめることによりＮ段目のウエハ４
を吸着アーム12上に乗せ、続いて吸着アーム12の負圧を
ONにしてウエハ４を吸着せしめ、その後吸着アーム12を
キャリア３外へ引き出す。かくして、Ｎ段目のウエハ４
の取出しが完了する。

又、キャリア３内のＮ段目ノスロット3aへウエハ４を
収納する場合は、上記と同様にしてキャリア３を上昇ま
たは下降せしめ、Ｎ段目上の位置で一旦キャリア３を停
止せしめ、続いてキャリア３を下降せしめＮ段目下の位
置で再停止せしめた後、ウエハ４を吸着している吸着ア
ーム12をＮ段目のスロット3aの上側に挿入し、更に吸着
アーム12の負圧をOFFにする。次にキャリア３を上昇せ
しめてＮ段目上の位置で停止せしめることによりウエハ
４をＮ段目のスロット3aに乗せ、その後吸着アーム12を
キャリア３外へ引き出す。かくして、Ｎ段目のスロット
3aへのウエハ４の収納が完了する。

尚、ウエハ検査工程では、全数検査（キャリア３内の
全ウエハ４の検査）と抜取検査（キャリア３内の何枚か
のウエハ４の検査）があり、又検査順はウエハ４を順次
並んだ順から行ったり、ランダムに行ったりするが、第
６図はキャリア３内のウエハ４を順次下から全数検査す
る場合のキャリア３と吸着アーム12の動作過程の途中を
示し、又、第７図はキャリア３内のウエハ４を順次下か
ら５枚おきに抜取検査する場合のキャリア３と吸着アー
ム４の動作過程の途中を示している。

以上、本発明によるウエハ取出し収納装置の動作につ
いて説明したが、本発明装置は、キャリア３を、ウエハ
４を出し入れすべき位置より一定の微少距離（キャリア
３のスロット3aの1/2ピッチ分）離れた位置に来た時一
旦停止せしめ、その後上記出し入れすべき位置に来た時
停止せしめるようになっているので、上記出し入れすべ
き位置で停止する直前のキャリア３の移動ストロークが
微少且つ一定となり、その結果停止直前の速度が極めて
小さく且つ一定となるのでオーバランが極めて少なく且
つ停止位置のバラツキも極めて少なくなり、停止位置精
度が非常に高くなる。又、ウエハ４の取出し収納を順次
並んだ順から行ってもランダムに行っても停止位置精度
は変わらない。又、特に上記実施例の場合は、ウエハ４
の取出し時及び収納時のキャリア３の上記出し入れすべ
き位置で停止する直前の動作方向が各々一定である（例
えばＮ段目上停止時は上昇後であり、Ｎ段目下停止時は
下降後である）ので、停止位置のバラツキも一層少なく
なり、停止位置精度が一層高い。従って、極めて正確な
動作を行うことができる。

上記実施例のキャリア停止時の誤差を示したのが第８
図であり、第８図（ａ）はウエハ取出し時のキャリア３
の停止動作を第８図（ｂ）はウエハ収納時のキャリア３
の停止動作を夫々示している。又、これとの比較のため
に従来例のキャリア停止時の誤差を示したのが第９図で
あって、第９図（ａ）はウエハ取り出し時のキャリア３
の停止動作を第９図（ｂ）はウエハ収納時のキャリア３
の停止動作を夫々示している。第９図から明らかなよう
に、ウエハ４を出し入れすべき位置に直にキャリア３を
停止せしめた場合、その前の位置からのストローク（距
離）が大きく且つ異なることから停止直前の速度が大き
く且つバラツキも大きく、その結果オーバランが大きく
且つ停止位置のバラツキも大きい。又、停止前の動作方
向が上昇か下降によっても停止位置に違いが出てくるの
が明らかである。この点について、スリット板11のスリ
ット11aの幅を狭くすれば動作方向による停止位置のバ
ラツキは小さくできるが、本発明装置と比較した場合該
バラツキはやはり大きい。

又、本発明装置は、従来装置にキャリア３を一回余分
に停止せしめる機能を付加するだけで構成できるので、
製造コストが安くて済む。

尚、上記実施例とは異なり、キャリア３がウエハ４を
出し入れすべき位置より一定の微少距離離れた位置に来
た時キャリア３を大幅に減速せしめた後、上記出し入れ
すべき位置にキャリア３を停止せしめるようにしても、
上記実施例と同様な作用効果が得られる。又、キャリア
３の代り吸着アーム12を上下動せしめるようにしても良
い。スリット板11のスリット板11aの幅を狭くすれば、
停止位置精度が向上するのは言うまでもない。又、光学
センサ10を二個用いて、ある段目の上下の位置検出信号
を別々の光学センサ10で発生せしめるようにしても良
い。又、本発明装置はウエハだけでなく例えばCD等の各
種薄板の取出し収納装置に応用できることは言うまでも
ない。

〔発明の効果〕 上述の如く、本発明によるウエハ取出し収納装置は、
安価で正確な動作を行い得るという実用上重要な利点を
有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるウエハ取出し収納装置の一実施例
を含むウエハ搬送装置の概略平面図、第２図は上記実施
例の要部斜視図、第３図及び第４図は夫々キャリア及び
ウエハの斜視図、第５図は上記実施例のスリット板の要
部側面図、第６図及び第７図は夫々上記実施例を用いて
ウエハの全数検査及び抜取検査を行う場合のキャリアと
吸着アームの動作過程の途中を示す図、第８図及び第９
図は夫々上記実施例及び従来例のキャリア停止時の誤差
を示した図である。 １……基台、２……キャリアエレベータ、３……キャリ
ア、3a……スロット、４……ウエハ、５……キャリアテ
ーブル、６……ナット、７……送りネジ、８……ベル
ト、９……DCモータ、10……光学センサ、11……スリッ
ト板、11a……スリット、12……吸着アーム、13……バ
キュームホース、14……センタリングテーブル、15……
センタ出しガイド、16……ウエハ交換アーム、17……検
鏡装置、18……ステージ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のウエハを水平状態で上下方向に等ピ
   ッチで支持する複数段の溝が設けられたウエハ収納容器
   に対して、前記溝と溝の間に挿脱されるアームにより所
   定のウエハを出し入れするようにしたウエハ取出し収納
   装置において、上記ウエハ収納容器と上記アームを相対
   的に上下移動せしめる上下駆動手段と、前記両者の相対
   的上下位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手
   段からの信号により前記上下駆動手段を制御する制御手
   段とを備え、前記アームが前記所定のウエハを出し入れ
   すべき位置より一定の微少距離離れた位置にきたことが
   検出された時前記相対的上下移動を一旦停止するか又は
   大幅に減速せしめ、その後寸動し前記アームが前記出し
   入れすべき位置に一致したことが検出された時前記相対
   的上下移動を停止せしめるようにしたことを特徴とする
   ウエハ取出し収納装置。