JPH02198926A

JPH02198926A - カセット内のウェハ取出し制御方式

Info

Publication number: JPH02198926A
Application number: JP1785789A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Chikamatsu; 秀一近松; Toshiaki Yanai; 谷内　俊明
Original assignee: Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1989-01-27
Filing date: 1989-01-27
Publication date: 1990-08-07
Anticipated expiration: 2015-08-14
Also published as: JP3075561B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、カセット内のウェハ取出し制御方式に関し
、詳しくは、半導体製造ラインにおいて、カセット内の
任意の棚に収納されているウェハをカセットから効率よ
く取り出すことができるようなウェハハンドリング処理
の改良に関する。

［従来の技術］半導体の基本材料であるウェハは、製造ラインにおいて
はカセットに収納されて、各処理装置間を搬送されて装
置の所定位置に載置される。

第２図（ａ）に示すように、カセット２には多数のウェ
ハ１が、上下方向に一定のギャップをなして積層される
。各処理装置においては、図（ｂ）に示すように、カセ
ット２の前方のウェハ出し口側にウェハ取出機構４が設
けられていて、この機構は、モータ４ａにより上下移動
機構４ｂが回転アーム４ｃを垂直に移動させ、回転アー
ム４ｃの先端に設けられた吸着アーム４ｄがウェハ１に
接触し、ウェハの端部をウェハ１の裏面側から吸着して
ウェハを取り出す。なお、ウェハ１をカセット２に収納
する場合には、前記と逆の動作となる。

また、図示矢印Ａは吸着アーム４ｄに対する吸着エアー
管を示す。

［解決しようとする課題］ウェハを収納するカセットは、通常、プラスチック製で
あり、製造メーカによって、その収納ピッチに相違及び
、成形時のひずみによるカセット寸法のばらつきが存在
するため、ウェハ取出機構４とカセット２との関係を微
調整しなければ、自動的にウェハの取出しができない。

しかし、カセットを装着する都度、微調整を行うと装置
の処理効率が低下する。

また、上記のウェハの取出しにあっては、ウェハ取出機
構４は、別途の制御回路により制御されるが、この制御
は、カセット２内のすべての位置にウェハ１が収納され
た、いわば清杯の伏態として上記一定のギャップ間隔で
逐次移動する方式が採られる。しかしながら、各処理装
置における処理段階で不良のウェハが取り去られること
があって、清杯でなく、一部が欠落した杖態となる場合
も起こる。このような欠落部分に対しても上記の吸着動
作を行うことは明らかに時間のロスとなる。

この発明は、このような従来の問題点を解決するもので
あって、カセットの収納ピッチが相違していても、或い
はウェハが欠落していても、実際にウェハのある位置を
検出して容易にハンドリング処理をすることができるカ
セット内のウェハ取出し制御方式を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］この発明の特徴は、カセット内に上下方向に一定のギャ
ップをなして収納されたウェハのウェハ取出しにおける
、カセット内のウェハの有無或いはその位置を検出する
ものであって、ウェハに対して、カセットの前方に設け
られ、ウェハ取出しを行う吸着アームを有する上下移動
機構に光源を設けて光ビームを照射し、カセットを載置
する載置台の側面の光源に対応する位置に、例えば、Ｃ
ＣＤ等の１ラインイメージセンサ（リニア光センサの一
例として）をほぼカセットの高さに対応して設けて光ビ
ームを受光し、その検出信号をデータ処理装置が受けて
、ウェハのその有無を含めて、カセット内の各ウェハの
位置をデータ処理装置で算出してメモリに記憶してカセ
ットからウェハを取出すウェハハンドリング機構を効率
よく制御するものである。

しかし、前記の目的を達成するこの発明のカセット内の
ウェハ取出し制御方式の構成は、ウェハの出し口と反対
側のカセットの背面或いはこの背面に隣接して後ろ側に
配設され、ウェハが収納される高さに対応して設けられ
たリニア光センサと、このリニア光センサに対して出し
口側から光を照射する光源と、この光源をカセットの高
さ方向に沿って上下に移動させる移動機構と、メモリを
有し、リニア光センサの出力信号を受ける処理装置とを
備えていて、光源をカセットの高さ方向に沿って上又は
下方向に移動させて、その移動に応じて得られるリニア
光センサの出力信号に基づき処理Ｖ２置が各ウェハの位
置データを得てそのデータをメモリに保持し、このメモ
リのデータによりカセットからウェハを取出すウェハ取
出機構の位置決め制御を行うものである。

［作用］上記の構成によるカセット内のウェハの位置の検出にあ
っては、光源よりの光ビームが上下移動機構により垂直
方向に移動するとき、カセット内のウェハに遮られてウ
ェハの収納された位置底じてリニア光センサの対応する
位置の受光素子が光を受光しなくなるので、これにより
カセット内の実際のウェハの位置を検出することができ
る。

その結果、カセットのサイズやピッチずれに影響される
ことなく、効率的なウェハの位置検出ができる。

そこで、この受光信号をリニア光センサの出力として得
て、その出力信号を処理装置においてデータ処理するこ
とにより、カセット内のウェハの位置を算出でき、それ
をメモリに記憶しておき、このメモリのデータによって
、ウェハハンドリング装置等のウェハ取出しアーム等の
位置決め制御をすれば、実際にウェハのある位置に対応
した位置決め制御ができるため、カセットのサイズやピ
ッチずれに影響されることなく、効率的なウェハ取出し
処理が可能となる。

［実施例］第１図は、この発明によるカセット内のウェハの取出し
制御方式の一実施例の構成図である。同図）において、
ウェハ１を収納したカセット２は載置台３に載置される
。カセットの背面には、第２図（ａ）に示した切欠きに
２ａがあるので、載置台３の対応する位置に切欠き部３
ａを設け、ここにＣＣＤのリニア光センサとしてｌライ
ンイメージセンサ５を取り付ける。なお、この１ライン
イメージセンサ５は、カセット２におけるウェハ１の出
し入れ口側と反対側のカセフ２トの背面に直接或いはこ
の背面に隣接した位置でウェハ１が収納される高さ方向
に対応して設けられていればよい。

また、カセット２の出し入れ口の前面側に隣接して設け
られている上下移動機構４ｂの適当な箇所に光源４ｅを
取付ける。このようにすれば、上下移動機構４ｂの移動
により、光源４ｅの光ビームＢがウェハ間のギャップを
通して１ラインイメージセンサ５に受光されるが、ウェ
ハが有るときは光が遮断されてウェハの位置が検出され
る。

こうして検出された信号は、増幅器と、Ａ／Ｄコンバー
タ、そしてデジタルコンパレータなどのレベル判定回路
等とを有する信号処理回路６を介して制御装置７に入力
される。制御装置７は、各種の処理プログラムを記憶し
たＲＯＭ等を有する演算処理装置（ＭＰＵ）８と、各種
のデータを記憶するＲＡＭ等からなるメモリ（ＭＥＭ）
９等とを備えていて、処理袋Ｗ１７は、１ラインイメー
ジセンサ５から得られる信号を前記信号処理回路６を介
して１ラインイメージセンサ５を構成する各単位受光素
子である画素５ａ（なお、画素５ａは図では拡大して示
している）の対応の信号を“１”“０”の信号として受
けて、そのうちの“０”の位置を光を受けない位置、す
なわち、ウェハ１が存在する位置として処理する。

なお、信号処理回路６は、そのレベル判定回路により、
閾値以下の信号があるときに、ウェハがあると判定して
、′０”の信号を発生し、そうでないときに“ｌ”の信
号を発生する。このように閾値を設けて判定することに
より１ラインイメージセンサの各画素の特性のばらつき
をキャンセルすることができる。この場合、′１”と“
０”とは、反転させて論理を逆にして用いてもよいこと
はもちろんである。

さて、処理袋Ｗ１７は、ＭＰＵ８の制御により、あらか
じめモータ４ａと上下移動機構４ｂにより光学検出器の
光源４ｅをカセット２の高さ範囲内で移動させる。また
、このとき、２位置検出器１０によりモータ４ａの回転
数をカウントすることで吸着アーム４ｄのＺ位置を検出
し、検出されたＺ位置に対応するメモリ９のアドレスに
、１ラインイメージセンサ５により得られる検出データ
を記憶する。ウェハ取出しにおいては、吸着アーム４ｄ
のＺ座標方向（上下方向の位置）の移動に対応して記憶
された検出データをメモリ９から読出し、制御回路１１
とドライバ１２により吸着アーム４ｄをウェハの存在す
るＺ位置に逐次位置決めしてウェハの取出しを行う。こ
の場合、ウェハが欠落した位置はジャンプされることに
なることは当然である。

第２図は、第１図に対する処理装置７についての詳細ブ
ロック構成を示すもので、まず、あらかじめ行われるカ
セット２内のウェハ１の位置の検出データの記憶につい
て説明すると、ＭＰＵ８の制御により制御回路１１及び
ドライバ１２によりモータ４ａを回転させて、−り下移
動機横４ｂがカセット２の高さ範囲を上下方向に、例え
ば、下から上へと移動する。光源４ｅよりのレーザビー
ムＢがカセット２内のウェハ１により遮蔽されて、ＣＣ
Ｄの１ラインイメージセンサ５の対応する画＊５ａの受
光量が変化し、受光量に比例した電荷が蓄積される。こ
の電荷は、ＣＣＤ駆動回路７１により逐次読出されて、
検出信号として増幅器７４に加えられ、増幅器７４によ
り適当なレベルに調整された読出し信号は、Ａ／Ｄ変換
器７５によりデジタル化されて、デジタルコンパレータ
７８に入力され、ここで、閾値判定が行われる。

一方、ＭＰＵ８よりレジスタ７７にはあらかじめ適当な
閾値がデジタル値で設定されており、この閾値に対して
上記の入力した信号が画素対応で比較されて、′１”０
”のデジタル信号が取出され、これが検出データとして
メモリ９に記憶される。この場合、検出データの各ビッ
トは、それぞれの画素に対応していて検出位置分解能は
、画素対応の微小量となる。そこで、順次受けるビット
データを画素番号（下側から０．１，２．　　・・命と
すると仮定する）に対応させて、これを順次記憶すれば
、画素単位の位置をスケールをとするデータとなる。そ
こで、画素の長さを単位として光源４ｅを上下移動させ
ることで、ウェハの収納ピッチ等に対する寸法データを
算出して得ることができる。

ところで、メモリ９に対する前記の検出データの記憶に
おいては、前記の画素番号も記憶される。

すなわち、ＣＣＤ駆動回路７１の駆動パルスをカウンタ
７２によりカウントして画素番号のデータを作り、これ
と画素対応に検出されるデータ七を、Ｚ位置検出器１０
から得られる吸着アーム４ｄのＺ位置のアドレス信号に
対応してメモリ９の各アドレスに記憶させるようにする
。このようにすることで、メモリ９の各アドレスは、吸
着アーム４ｄのＺ座標に対応させて、画素対応でウェハ
の有無が記憶できる。

なお、この場合、ウェハの有無を示すビットデータが複
数ビットになるときに、例えば、′１”のビットの後に
　ＭＱ”のビットが数ビット続いて、ウェハの位置を示
す場合には、その中心ビットの位置等をウェハの位置決
め位置とする。なお、この場合は、ウェハの有無を１ビ
ツトのデータで示すようなデータ変換を行ってもよい。

また、Ｚ座標を上位アドレスとし、画素番号を下位アド
レスとして、画素番号と２位置とをアドレス信号として
検出データをメモリ９に記憶するようにしてもよい。こ
のようにした場合には、メモリ９から検出データを読出
したときに、その画素番号を順次読出して、ウェハの存
在を示す“０”又は“１”のビットすうが何個連続する
かを、その“１”、００″の数値と基準値とを比較する
ことでからウェハの有無を検出でき、さらに、ウェハの
有りを示すビットの中央位置を位置決め位置とすること
も可能である。

また、ウェハの存在するピッチは、特定の範囲にあるの
で、前記の画素番号を選択的に指定してその選択された
画素の範囲において、′１”、“０”の状態データ（ウ
ェハの有無のデータ）データを得ることでノイズ等に対
して安定したウェハ検出ができ、かつ安定した制御がで
きる。

このようなデータをメモリ９に記憶することで、この検
出データをアドレス対応にメモリ９から読出せば、その
２座標の位置にウェハがあるか否かが判定できる。すな
わち、′０”が記憶されていれば、ウェハがカセット２
内に存在し　ａｉ１″が記憶されていれば、ウェハがな
いことになる。なお、この場合の“１”、′０”は、反
転して記憶すれば逆の関係になる。

ここで、図示のラッチ７３及びラッチ１３は、それぞれ
カウンタ７２のカウント数と、Ｚ位置検出器１０の信号
とをラッチしてそれぞれの信号のタイミングを採るため
のものである。

次に、ウェハの取出し制御では、ＭＰＵ８により、メモ
リ９の検出データを読み出してその“１”、８０″のデ
ータを側御回路１１に転送し、ドライバ１２を制御して
ウェハの存在しない位置をジャンプし、ウェハ１のある
位置に吸着アームを移動停止してウェハの取出しを行い
、カセット２内のすべてのウェハが逐次効率よく取出す
ことができる。　第２図の（ｂ）は、光源４ｅと光ビー
ムの方向を詳細に示すもので、光源にはレーザダイオー
ド４１を使用し、レンズ４２によりコリメートし、スリ
ット４３によりビーム径を細く絞る。ビームＢは、隣接
するウェハｌａと１ｂ間の一定のギャップＧを丁度通過
できるような角度、例えば、２〜３度に傾斜させる。こ
れにより、ウェハ表面の反射光に妨害されず厚さの薄い
ウェハでも確実に検出することができる。

以上説明してきたが、実施例では、ＣＣＤの１ラインイ
メージセンサを用いているが、ウェハの高さ方向に直線
状に配列されて、光の受光位置の信号が直線状に配列さ
れた位置に対応して得られるようなリニア光センサであ
ればどのようなものであってもよい。

実施例では、メモリのアドレスを上下移動機構による吸
着アームのＺ軸の位置に対応させているが、画素の長さ
を単位として光源を上下移動させることで、ウェハの収
納ピッチ等に対する寸法データを算出することができる
ので、この寸法データにより位置決め制御をしてもよい
。

実施例における光源と１ラインイメージセンサとからな
る光学検出器の構成は、実施例で示すものに限定される
ものでなく、検出データが得られるものであれば、どの
ような構成でも差し支えない。

［発明の効果コ以」二の構成による、この発明のウェハ取出し制御方式
にあっては、あらかじめ、カセット内のウェハの有無、
すなわち、その存在位置が検出されてメモリに記憶され
、これが読出されてカセットからウェハの取出しが行わ
れるので、規格の異なる各種のカセットに対して、自動
的にウェハ取出しのハンドリング処理ができ、しかも、
制御装置にカセットに関する定数などをいちいち設定し
なくても済む。また、特に、ウェハが欠落した位置は、
吸着アームがジャンプして無駄な吸着アームの動作が省
略されてこれによっても時間が短縮される。その結果、
半導体製造ラインの稼働率の向上に寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明によるカセット内のウェハのウェハ
取出し制御方式の一実施例の構成図、第２図は、その制
御部分を中心とした詳細構成のブロック構成図、第２図
（ｂ）は、その光学検出部分の詳細図、第３図（ａ）及
び（ｂ）は、ウェハを収納したカセットの外観図と、ウ
ェハに対する従来のウェハ取出し方式の説明図である。１・・・ウェハ、　　　　　　２・・・カセット、２ａ
、３ａ・・・切り欠き部、３・・・載置台、４・・・ウ
ェハ取出し機構、４ａ−・・モータ、４ｂ・・・上下移
動機構、　４Ｃ・・・回転アーム、４ｄ・・・吸着アー
ム、　　４ｅ・・・光源、５・・・１ラインイメージセ
ンサ、６・・・信号処理回路、７・・・制御装置、　　
　８・・・ＭＰＵ。９・・・メモリ、　　　　　　１０・・・Ｚ位置検出器
、７１・・・ＣＣＤ駆動回路、　７２・・・カウンタ、
１１．７３・・・ラッチ、　７４・・・増幅器、７５・
・・Ａ／Ｄ変換１．　　７θ・・・コンパレータ、７７
・・・レジスタ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）カセット内に上下方向に一定のギャップをなして
収納されたウェハを取出すウェハ取出し制御システムに
おいて、前記ウェハの出し口と反対側の前記カセットの
背面或いはこの背面に隣接して後ろ側に配設され、前記
ウェハが収納される高さに対応して設けられたリニア光
センサと、このリニア光センサに対して前記出し口側か
ら光を照射する光源と、この光源を前記カセットの高さ
方向に沿って上下に移動させる移動機構と、メモリを有
し、前記リニア光センサの出力信号を受ける処理装置と
を備え、前記光源を前記カセットの高さ方向に沿って上
又は下方向に移動させて、その移動に応じて得られる前
記リニア光センサの出力信号に基づき前記処理装置が各
ウェハの位置データ得てそのデータを前記メモリに保持
し、このメモリのデータにより前記カセットからウェハ
を取出すウェハ取出機構の位置決め制御を行うことを特
徴とするカセット内のウェハ取出し制御方式。
（２）移動機構は、ウェハをウェハカセットから取出す
ウェハハンドリング機構であり、光源は、このウェハハ
ンドリング機構に取付けられていることを特徴とする請
求項１記載のカセット内のウェハ取出し制御方式。
（３）リニア光センサは、直線状に複数の単位受光素子
が配置されたＣＣＤで構成され、光源から前記リニア光
センサに照射される光は、傾斜していることを特徴とす
る請求項１又は２記載のカセット内のウェハ取出し制御
方式。
（４）カセット内に上下方向に一定のギャップをなして
収納されたウェハを取出すウェハ取出し制御システムに
おいて、前記ウェハの出し口と反対側の前記カセットの
背面或いはこの背面に隣接して後ろ側に配設され、前記
ウェハが収納される高さに対応して設けられたリニア光
センサと、このリニア光センサに対して前記出し口側か
ら光を照射する光源と、この光源を前記カセットの高さ
方向に沿って上下に移動させる移動機構と、前記リニア
光センサの出力信号を受ける処理装置とを備え、前記処
理装置は、アドレスが前記上下移動機構の上下方向の移
動位置に対応付けられたメモリを有していて、前記光源
を前記カセットの高さ方向に沿って上又は下方向に移動
させて、その移動に応じて得られる前記リニア光センサ
の出力信号に基づいて検出データを得て、これを前記上
下移動機構の移動位置に対応して前記メモリの対応する
アドレスの位置に記憶し、このメモリのデータにより前
記カセットからウェハを取出すウェハ取出機構の位置決
め制御を行うことを特徴とするカセット内のウェハ取出
し制御方式。
（５）移動機構は、ウェハをウェハカセットから取出す
ウェハハンドリング機構であり、光源は、このウェハハ
ンドリング機構に取付けられていることを特徴とする請
求項４記載のカセット内のウェハ取出し制御方式。
（６）リニア光センサは、直線状に複数の単位受光素子
が配置されたＣＣＤで構成され、光源から前記リニア光
センサに照射される光は、傾斜していることを特徴とす
る請求項４又は５記載のカセット内のウェハ取出し制御
方式。