JPH0272650A - 基板収納装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は複数のウェハまたはレチクル（本明細書では両
者を総称して基板という）を収納するキャリアから基板
を１枚ずつ取り出しあるいは回収する基板収納装置に関
し、特に、基板の姿勢状態を検知できるようにして基板
を障害なく取り出せるようにした基板収納装置に関する
。

［従来の技術］ 従来、ウェハ（基板の一例）を並列に収納したキャリア
から１枚ずつ取り出してウェハ露光装置やその他の装置
に供給し、また、別のキャリア内に１枚ずつ回収するウ
ェハ収納装置が知られている。これらの装置は穆動可能
なハンド（保持手段の一例）によってウェハを保持し、
ハントを出入れすることによりウェハ供給及び回収する
ものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、ウェハがキャリア内で正しい姿勢で載置
されていない場合や、キャリアの製作誤差があってウェ
ハが正しい位置にない場合には、ウェハ自身あるいはハ
ンド等を破損してしまうという問題点があった。

本発明は、このような問題点を解決し、キャリア内でウ
ェハが傾けられた状態で載置されていたり、キャリアの
製作誤差やキャリアの変形によって所定の位置にウェハ
がない場合でもウェハあるいはアーム等を破損すること
なくウェハを取り出しまたは収納できる装置を提供する
ことを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため本発明では、キャリア内に収納
された基板を搬出するために該基板を保持する基板保持
手段と、キャリア内の基板収納位置から所定の位置で該
基板収納位置における基板の有無を検知する有無センサ
と、該有無センサによって検知する基板までの距離を該
有無センサとは別の所定位置で測定する測距センサとを
備え、基板をキャリアから搬出するにあたっては該有無
センサと測距センサとによって該基板の姿勢状態を検知
するようにしている。

また、有無センサと測距センサからの出力を反映するた
めの手段として、例えば、これらからの出力を考慮して
キャリアを駆動することによりキャリアから搬出される
べき基板を前記基板保持手段に対する受渡し位置に位置
決めする駆動制御手段をさらに備えるようにしている。

［作用］ この構成において、基板搬出にあたっては、有無センサ
と測距センサとによって搬出されるへきウニへの有無検
知とウェハ位置の測定が行なわれ、その有無検知信号と
測距信号によって、例えばキャリア内にウェハが段違い
で収納されている場合などのウェハ姿勢状態が検出され
る。そして、この結果を用いてキャリアの補正駆動量を
演算し、キャリアの駆動を制御して、より精度よくウェ
ハの搬出が行なわれる。したがって、キャリアの製作誤
差や変形などを原因とするキャリアとウニへの接触等の
危険を防いだ搬出が行なわれる。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るウェハキャリア収納装
置とウェハハンドの概略構成図、第２図はこのウェハキ
ャリア収納装置によってウェハが取り出されるウェハキ
ャリアの断面図である。

第１図のウェハキャリア収納装置は、同図に示すように
、ウェハキャリア１内に収納されたウェハ２ａ〜２０等
を搬出するためにウェハ２ａ〜２０等を保持するウェハ
ハンド３と、キャリア１内の各ウェハ収納位置から所定
の位置で該ウェハ収納位置におけるウェハの有無を検知
する静電容量センサ等のウェハ有無センサ４と、有無セ
ンサ４によって検知するウェハまでの距離を有無センサ
４とは別の所定位置で測定する測距センサ５とを備える
。また、有無センサ４と測距センサ５からの出力を考慮
してキャリア１を駆動することによりキャリア１から搬
出されるべきウェハをウェハハンド３に対する受渡し位
置に位置決めする駆動制御手段を備える。第３図は、こ
の制御手段の電気回路を示すブロック図であり、第４図
はこの制御手段を備えた第１図の装置によるウェハ搬出
手順を示すフローチャートである。

ウェハキャリア１は、上下移動するキャリア台６に設置
されており、キャリア台６はＤＣモータ等のアクチュエ
ータであるパルスモータフによって移動する。ウェハ有
無センサ４と光反射型の測距センサ５はウェハキャリア
１内のウェハの下側にキャリア１とは別構成で固定され
ている。

次に、第１図の装置によるウェハ搬出手順の概要を第１
図および第３図を用いて説明する。

ウェハ２Ｃをウェハハンド３によって搬送する場合、ウ
ェハ有無センサ４によってウェハ有を検出後、測距セン
サ５によってその位置からウエハ２ｅ裏面までの高さ方
向の距離を測距する。この測距値はレベルコンバータ８
を経てからＡＤ変換器９においてデジタル信号に変換さ
れ、さらにラッチ回路１０を経てから変位量演算回路１
１において本来正常位置とされるウェハ位置との差が演
算され、この結果がμコントローラ１２に人力される。

μコントローラ１２はこの演算結果によりウェハキャリ
ア１の駆動量を決定する。そしてウェハ２Ｃをキャリア
１から搬出するにあたっては、ウェハハンド３がキャリ
ア１内に挿入されてから、μコントローラ１２は決定し
たキャリアの駆動量をパルスモータコントローラ１３に
出力しトライバ１４によってパルスモータ７を駆動する
ことによりキャリア１を下降する。これによりウェハハ
ンド３上にウェハ２Ｃが載置される。また、ウェハハン
ド３がウェハ２Ｃを確実に保持するためには、ウェハハ
ンド３をキャリア１内に挿入する際、ウェハハンド３と
ウェハ２Ｃとか接触しないようなりリアランスがあるこ
とが必要である。また、この際ウェハ２Ｃの保持方法は
、本実施例ては真空吸着であるが、例えば静電チャック
で保持する方法も可能である。

このようにしてウェハハント３にウェハ２Ｃが保持され
た後、ウェハハンド３をキャリア１から退避させてから
ウェハ有無センサ４と測距センサ５とでウェハ２ｃが無
いことを検知することによりウェハ２Ｃが搬出されたこ
とを確認することができる。さらに、次のウェハ２ｂの
搬出も上記シーケンスを繰り返すことによって行なうこ
とができる。これらの搬出手順はキャリア１内にウェハ
がすべて水平状態て載置されていることによって成立つ
ものである。

しかしながら、例えば第２図に示すように、キャリア１
内にウェハが何らかの原因によって段違いに収納されて
いる場合や、キャリア１内体に製作誤差あるいは変形が
ある場合においては、ウェハの収納位置が所定の位置に
対してばらつきを生じるため、搬出時にウェハとキャリ
ア１との接触やウェハハント３によるウェハ吸着不良が
生したりする。また、段違いに収納されているウェハに
対してはウェハハンド３によるウェハ破損の恐れがでて
くる。そのため本実施例では、このような状況にも充分
対処できる搬送シーケンスを実現しており、この具体的
なシーケンスを第２図および第４図に沿って次に説明す
る。

キャリア１からのウェハ搬出を開始すると、まずキャリ
ア１の初期設定を行う（ステップ１０１）。この初期設
定ではキャリア１を上昇駆動し初期位置まで移動する。

これによってパルスモータコントローラ１３と搬出シー
ケンスの初期化が行なわれる。

次に、ウェハキャリア１はコントローラ１３ｈ）らの指
令により、初期設定後では１枚目のウェハ測距位置、シ
ーケンス途中ではＮ枚目のウェハ測距位置まで下降する
（ステップ１０２）。そして、ウェハ有無を静電センサ
４によって検出しくステップ１０３）、その結果ウェハ
有の場合にはそのクエへが差込違いであるかどうかを測
距センサ５によって検出する（ステップ１０４）。

ここで、第２図に示すように、キャリア１内のウェハが
ウェハ２ｄの状態にあるときには、ステップ１０４にお
いて、ウェハ有の検出と測距可能な範囲内にあることと
が判断される。

しかし、ウェハ２ｅや２ｆのようにウェハが段違いで収
納される場合であってウェハ２ｅの状態にあるときは、
ウェハ有無センサ４で検出しようとするウェハ位置が正
常位置ではウェハ２ｄの位置であるのに対し、キャリア
１の収納スペースの１ピッチ分上方付近にウェハ２ｅと
して存在することになる。従って、有無センサ４の検出
閾値をウェハ２ｄと２ｅとの間のレベルＡに設定してお
けば、有無センサ４による検出結果は無と判断される。

また、測距センサ５は、測距しようとするウェハ２ｅの
位置がほとんどウェハ２ｄの位置とかわらないような範
囲において測距範囲は任意に調整可能ではあるが、図中
Ｂで示すような測距範囲に設定しておけば、ウェハ２ｅ
の測距は可能となる。

従ってウェハ２ｅの場合については、２つのセンサ４と
５の出力を比較して、ウェハの姿勢状態がキャリア１の
中で段違いに載置されている状態である差込み違いと判
断されエラーとなりシーケンスはストップしてキャリア
１の駆動やウェハハンド３の挿入は行なわれず、エラー
処理待ちとなる（ステップ１１４）。ウェハ２ｅの状態
ては、搬出のためウェハハンド３を挿入しキャリア１を
下降させてウェハハンド３上にウェハを保持しようとし
ても、差込み違いによるウニへの姿勢は制御できないた
め保持不良となり、ウェハ搬出の際クエへをウェハハン
ド３から落下させ破損する恐れがあるからである。

ウェハ２ｆの場合には、ウェハ有無センサ４は有を検出
し、測距センサ５は測距範囲外と検知する。従って、こ
の場合もウェハ２ｅの場合と同じ処理が施されシーケン
スはストップされる。

このよ）にクエへの差込み違いの場合は、差込み違いで
あることを２つのセンサ４と５の出力の比較を行なって
ウェハが斜状態で載置されていることを検知し、ウェハ
破損とウニハントへの吸着不良を未然に防ぐシーケンス
となっている。

ウェハ２ｄの場合のようにカセット１内で正常に載置さ
れているときのシーケンスでは、次に、ウェハ裏面位置
の測距を行ない（ステップ１０５）、この測距値に基づ
いて補正量の演算を行って補正駆動量を決定する（ステ
ップ１０６）。これは、カセットの製作誤差やウェハキ
ャリアの変形によるウェハ収納位置のばらつきを補正す
るためのものである。

第５図はキャリア１の拡大した断面図であり、ウェハハ
ンド３が挿入された状態を示す。有無センサはここては
図示ししていない。以下、第５図をも参照して説明する
。

ステップ１０６における補正量の計算結果、ウェハが所
定の位置にない場合は補正駆動を行う（ステップ１０７
）。ウェハが正常位置にあるウェハ２ｇの場合には、測
距センサ５による測距値×０が出力される。

いずれにしても、その後、正常位置にあると判定されれ
ば（ステップ１０８）、ウェハハンド３を挿入しくステ
ップ１０９）、キャリア１を下降させてウェハ保持を行
う（ステップ１１０）。この場合のキャリア移動量は第
５図に示すようにｙであり、ウェハは破線で示したウェ
ハ２１の位置にくる（実際はウェハ位置は固定でキャリ
ア位置が変わるのだが、図示の都合上キャリアを固定と
して表わした）。このときウェハ２１はウェハハンド３
上に載置され、真空吸着により保持される。

ここで、測距センサ５の出力より算出された測距値が測
距値×０のときはウェハ位置が正常位置にあるため補正
量はなく、キャリアを下降する際の補正駆動はない。と
ころが本来ウェハ２ｇの位置にキャリア１を駆動しても
、キャリア１の製作誤差や変形例えば歪みなどがある。

この場合ウェハ位置はウェハ２ｈの位置になる可能性が
ある（この場合も位置関係をわかりやすくためキャリア
を固定して表わし、また、ウェハ位置のばらつきも極端
にして第５図に示している）。ただし、ウェハ２ｈの位
置は測距センサ５の測距範囲内にある。

このような場合、測距センサ５による測距はこのとき測
距値×１を出力し、これと正常位置のときの測距出力×
０との変位量△Ｘを算出し、ウェハ位置が正常位置でな
いことを判断する（ステップ１０８）。そして、キャリ
ア１を下降するときのキャリア穆動補正量△Ｘを計算し
、この第５図において△Ｘに相当するキャリア１の駆動
量に基づいてパルスモータコントローラ１３によりパル
スモータ７を制御駆動しウェハ位置が正常位置２１にく
るようにキャリア１の補正駆動を行ない（ステップ１０
７）ウェハが正常位置であることを確認しくステップ１
０８）、その後、ウェハハント３を挿入しくステップ１
０９）、キャリア１の下降とウェハ保持により（ステッ
プ１１０）、ウェハの正常搬出が可能となる。

ステップ１０６においてキャリアの補正量穆動量へＸを
算出した後、ウェハ２１と２ｈとの差△ｙを算出し、ウ
ェハハンド３を挿入後△ｙに相当したパルスモータの駆
動をステップ１１０において制御してもウェハ保持は可
能である。ただし、ウェハは測距したときにウェハハン
ド３と干渉しない位置にあることが前提で、ウェハ２ｇ
の位置よりも上方にある必要がある。

このようにして、ウェハ位置を測距した結果、正常位置
にない場合にはそのウェハがウェハ２ｇの正常なウェハ
位置に対してどれだけのばらつき量があるかを測距セン
サによって検出し、キャリア１の補正駆動を行うことで
搬出時のキャリア１とウェハとの接触搬送や、ウェハの
ウェハハンド３に対する吸着不良、さらにはウェハハン
ド３とウェハとの干渉によるウェハ破損を未然に防止す
ることができる。

ウェハをウェハハンド３によフて保持し、搬出（ステッ
プ１１１）した後は、ウェハが無いことを再度ウェハ有
無センサ４と測距センサ５により確認しくステップ１１
２）、ステップ１０２へ戻って、次のウェハ搬出シーケ
ンスに移る。

また、ステップ１０３および１０４において、クエへの
有無センサ４と測距センサ５の両方ともウェハ無の検出
をした場合にはその位置にウェハが収納されていないと
し、ウェハ無と判断され（ステップ１１３）ステップ２
に戻る。

ウェハをキャリアから搬出する場合において、以上のよ
うにしてウェハ有無センサ４と測距センサ５を用いて第
４図に示したシーケンスを行うことでキャリアとの接触
や、ウニへの破損やウェハハンドへの吸着不良を未然に
防止でき、確実な搬出を実現することができる。

次に、ウェハ回収方法についての説明をする。

第６図はウェハキャリア１の拡大した断面図である。同
図において、２ｊは回収されたウェハ、２にはウェハハ
ント３が挿入されキャリア内に回収するときのウェハを
示す。また、第７図はこの回収シーケンスを表わしたフ
ローチャートである。

ウェハ回収を開始すると、ウェハをウェハハンド３によ
ってキャリア１内に回収するシーケンスにおいても、キ
ャリア１について初期設定を行う（ステップ２０１）。

上述と同様の初期化駆動を行うが、キャリア１は下降駆
動し初期化位置まで移動してパルスモータコントローラ
１３と回収シーケンスの初期化が行なわれる。次に、キ
ャリア１はコントローラ１３からの指令により測距位置
までキャリア１の上昇を行う（ステップ２０２）。この
場合、初期設定後においては１枚目のウェハ測距位置、
シーケンス途中であればＮ枚目のウェハ測距位置まで上
昇する。上昇後、ウェハ有無センサ４によりウェハ有の
検出確認を行う（ステップ２０３）。もし、ウェハ無の
検出をした場合はキャリア１のウェハ収納の１ピッチ分
（ウェハ１枚の収納スペース分）キャリアｌの下降を行
い（ステップ２０４）、再度ウェハ有無センサ４の検出
を行う。この状態は第６図に対応し、ウェハ有無センサ
４はウェハ２ｊを検知する。そして測距センサ５により
ウェハ裏面の測距を行い（ステップ２０５）、測距値ｙ
０を算出することでキャリア１の補正量を演算する（ス
テップ２０６）。この補正量の算出理由は、キャリアの
製作誤差や、変形などがあった場合、ウェハキャリア１
とウェハとがウェハ２Ｊ２や２ｍのような位置関係にな
る場合があり、その状態ではウニへの上面もしくは下面
をキャリア１と接触しなからウェハ搬送を行う可能性が
ありウェハ破損や接触による塵埃発生が充分起こりつる
からである（実際はウェハ位置は固定でキャリア位置が
変わる）。従って測距値より挿入するウェハおよびウェ
ハハンド３の位置と、ウェハとキャリア１とが挿入時に
接触しないウェハ２にの位置との差が補正量とされる。

第６図においては、ウェハ２Ｊ２の時には△ｙ１、ウェ
ハ２ｍの時には△ｙ２が補正量となる。

ステップ２０７ではこの補正量分だけキャリアの上昇あ
るいは下降駆動を行いウェハ挿入時にウェハ２にの位置
にくるような制御を行う。そしてステップ２０８におい
てウェハハンド３を挿入した後、キャリア１をウェハ収
納の１ピッチ分ｙ１だけ駆動しくステップ２０９）、キ
ャリア１内にウェハを収納させる。当然この時のウェハ
ハンド３の吸着は解除されている。ウェハハンド３はキ
ャリア１内にウェハを回収しこれを終了した時点で退避
する（ステップ２１０）。また、ウェハ有無センサ４は
回収したウニへの有無を確認しくステップ２１１）ウェ
ハが有ならばひき続き次のシーケンスへ、ウェハが無け
ればキャリア内にウェハが正常に回収されていないこと
と判断しエラーとしてエラー処理が行われる（ステップ
２１２）。

以上のシーケンスのように、本実施例ではウニ八回収に
おいて、キャリアの製作誤差や変形によって回収時にウ
ェハとキャリアが接触して回収動作を行ったりウェハが
破損したりするのを測距センサ５でウェハ裏面までの測
距を行いその測距値からキャリア補正量を算出し、駆動
制御して上記のような事故を未然に防ぐことを実現して
いる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれは、基板有無センサと
測距センサを用いることにより、以下の効果を奏する。

■　基板をキャリアから搬出、回収する時の基板の破損
あるいはキャリアと基板との接触搬送を防ぐことができ
る。

■　■の効果により真空内での搬送においては塵埃発生
が生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るウェハキャリア収納
装置とウェハハンドの概略構成図、第２図は、第１図の
ウェハキャリア収納装置によってウェハが取り出される
ウェハキャリアの断面図、 第３図は、第１図の装置の制御手段の電気回路を示すブ
ロック図、 第４図は、第３図の制御手段を備えた第１図の装置によ
るウェハ搬出手順を示すフローチャート、 第５図および第６図は、ウェハキャリア１の拡大した断
面図、そして 第７図は、第１図の装置による回収シーケンスを表わし
たフローチャートである。 １：ウェハキャリア、 ４：ウェハ有無センサ、 ５：測距センサ、 ２ａ〜２ｍ・ウェハ、 ７：アクチュエータ、 ３・ウェハハンド。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）キャリア内に収納された基板を搬出するために該
   基板を保持する基板保持手段と、キャリア内の基板収納
   位置から所定の位置で該基板収納位置における基板の有
   無を検知する有無センサと、該有無センサによって検知
   する基板までの距離を該有無センサとは別の所定位置で
   測定する測距センサとを備え、基板をキャリアから搬出
   するにあたっては該有無センサと測距センサとによって
   該基板の姿勢状態を検知することを特徴とする基板収納
   装置。
2. （２）前記有無センサと測距センサからの出力を考慮し
   てキャリアを駆動することによりキャリアから搬出され
   るべき基板を前記基板保持手段に対する受渡し位置に位
   置決めする駆動制御手段を備えた、請求項１記載の基板
   収納装置。