JPH03160744A - 半導体ウエハ収納装置及びこれを備えたウエハ搬送システム - 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〕 本発明は，半導体ウェハを収納するウェハ収納装置及び
これを備えたウェハ搬送システムに関する． 〔従来の技術〕 従来より、半導体製造においては、！２造過程にある多
数の半導体ウェハ（以下、ウェハとする）をカセット内
に収納し、これらのウェハをウェハ取出し・搬送機構に
より一枚ずつ取出して、次の作業位置に搬送している． 第３図及び第４図は、この種の搬送システムの従来例を
示し、第３回にその要部斜視図を，第４図にウェハ取出
し・搬送機構の動作状態を示してある。

これらの図において、１はウェハ収納装置の本体となる
カセットで、図示されていない昇降機構付きベースに搭
載される．また、カセットｌは一対の左右側板ＩＡ，Ｉ
Ｂが対向状態で結合配置され、側板ＩＡ，ＩＩ３の各内
側には、水平方向に突出したウェハ支特用の棚部２が上
下方向に並べて配設される。

側板ＩＡの各棚部２と側板ＩＢの各棚部２とは、互いに
対向し，これらの対向する棚部２間がそれぞれのウェハ
収納部位Ｋとなって、同一カセット１内に多数のウェハ
収納部位Ｋｌ，Ｋ２，Ｋ３・・・Ｋｎが確保される。

ウェハ４は、これらのウェハ収納部位Ｋｌ，Ｋ２・・・
Ｋｎに載置されることで，上下方向に一定の間隔を置い
て重ね収納される， カセットｌの前面には、ウェハ４を収納及び取出すため
の取出口３が形或される． ５はウェハ取出し・搬送機構となる真空式の吸着アーム
で、アーム５Ａの先端に真空吸着＠５Ｂが取付けてある
．真空吸着板５Ｂは、第４図に示すように内部に真空通
路５Ｃを有し、その上面に吸着部５Ｄが配設される。

このような構或において、カセットｌからウェハ４を取
出す場合には、カセットｌを昇降させて、カセット内の
該当のウェハ収納部位（指定アドレスのウェハ収納部位
）を規定の取出し位置にセットする．その後、待機状態
にある吸着アーム５を取出口３に導き、真空吸着板５Ｂ
を指定のウェハ収納部位に差し込ませ、その位置にある
ウェハ４を吸着した後に取出して、次の作業位置に搬送
する， また、ウェハ４の取出しを行う場合には、次のようにし
てウェハ有無の検知を行っていた。

第４図に示すように、真空吸着アーム５がカセット１内
のウェハ４を取りに行った時、電磁弁６がオンし（開き
）、この時に真空ポンプ７と真空吸着板５Ｉ３，真空圧
力センサ８との間に、真空流路が形成される．そして、
ウェハ４を吸着した時には、真空圧力センサ８が真空状
態を検知し、これによりウェハを検知していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述した従来のウェハ検知方式によれば、真空吸着アー
ムがウェハを取りに行った後にウェハ検知動作が行われ
る。従って、ウェハが存在しない場合でも、カセット内
のウェハ収納部位まで真空吸若アームを移動させて、形
だけのウェハ取出し動作を行うことになり、その分だけ
、作業に無駄が生じる。

また、真空吸着アームの真空流路が目づまりした時には
、ウェハが無いのに真空検知を行うことになる．また、
ウェハが破損している場合等は、ウェハが存在している
にもかかわらず、真空検知を行わないこともあった．そ
して、これらの誤検知，動作不良時にシステムがエラー
となり、装置の再立ち上げに時間をとられていた． 本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは，カセットに収納されているウェハを取
りに行く前にウェハ検知を可能にし、且つウェハ検知を
確実にして、システムの動作不良をなくすことにある． 〔課題を解決するための手段〕 本発明は，上記目的を達成するために、次のような課題
解決手段を提案する。

第１の課題解決手段は、ウェハ収納装誼に関するもので
、その内容は、 複数枚のウェハを上下方向に間隔をおいて重ね収納する
カセットを備え、このカセットの少なくとも−・面には
，ウェハ取出し機構或いはウェハ取出し・搬送機構を出
入りさせるための取出口を設けてなるウェハ収納装置に
おいて、 前記ウェハを検知するための透過型の光センサを装備し
，この光センサと前記カセットとは，昇降機構を介して
上下方向の相対的な移動が可能な配置構造とし、 且つ前記光センサの投光部・受光部間を結ぶ光路は、前
記カセット内のウェハ収納空間のうちウェハ取出し位置
にセットされたウェハ収納部位の面に斜めに交わり、ウ
ェハ取出し位置以外にある他のウェハ収納部位に対して
は光路がそれるようにその傾斜角度を設定してなる。

第２の課題解決手段は、上記第１の課題解決手段を利用
して、次のような搬送システムを構成する。

すなわち、複数枚のウェハを上下方向に間隔をおいて重
ね収納する空間，及びウェハの取出口を有するカセット
と、 前記取出口から出入りして、前記カセット内のウェハを
一枚ずつ取出して搬送するウェハ取出し・搬送機構と、 前記カセットを前記ウェハ取出し・搬送機構に対し相対
的に上下移動させて．カセット内の指定のウェハ収納部
位をウェハ取出し位置にセットする昇降機構とを備えて
なるシステムにおいて、前記第ｌの課題解決手段と同様
に設定されたウェハ検知用の透過型光センサを装備し、
且つ、前記光センサの信号より前記半導体ウェハが検知
されると、前記ウェハ取出し・搬送機構に対し半導体ウ
ェハの取出し，搬送に関する指令信号を発する制御手段
を有し、 この制御手段は，半導体ウェハが検知されない場合には
、そのウェハ収納部位での半導体ウェハの取出し，搬送
を中止して、次に指定されたウェハ収納部位が前記ウェ
ハ取出し位置にくるように前記昇降機構に対し指令信号
を発するように設定される． 〔作用〕 第ｌの課題解決手段によれば、カセット内のウェハの取
出しを行う場合には、カセットと光センサとを相対的に
移動させて，カセット内の取出し指定されたウェハ収納
部位（指定アドレスのウェハ収納部位）を規定のウェハ
取出し位置にセットする．この時に、ウェハ検知用の光
センサの信号が取り込まれる． この光センサの光路は、ウェハ取出し位置にあるウェハ
収納部位の面に対し傾斜しつつ交わるよう設定してある
ので、取出し位置にセットされたウェハ収納部位にウェ
ハが存在している場合にはセンサビームが遮られ、ウェ
ハが存在していない時には、センサビームが透過して受
光部に至る．このようにして、ウェハの有無が検知され
る．また、本課題解決手段では、ウェハ取出し位置のウ
ェハ収納部位をセンサビームが透過した場合（取出し位
ｎにウェハが存在していない場合）には、そのセンサビ
ームは、ウェハ取出し位置以外の他のウェハ収納部位に
対しては、その光路がそれるので，他のウェハ収納部位
にあるウェハを誤検知することはない． 従って、本課題解決手段によれば、ウェハ取出し位置に
おけるウェハ検知を光センサを用いて、ウェハ取出しに
行く前に検知することが可能となる。さらに、この検知
によりウェハ取出し動作の可否を事前に判断できる． 第２の課題解決手段では、前記光センサによりウェハの
存在を検知すると、制御系がウェハ取出し・搬送機構に
対し、ウェハの取出し，搬送を指令することになる．ウ
ェハ取出し・搬送機構は、この指令に従って、カセット
内の該当のウェハ収納部位に至り、そのウェハを取出し
た後に，これを次の作業位置まで搬送する． また、ウェハ有りの検知がなされない場合には、そのウ
ェハ収納部位でのウェハ取出し・搬送動作が中止される
．そして、次に指定されたウェハ収納部位がウェハ取出
し位置にくるように制御される． そして、このような動作を状況に応じて自動的に行い、
連続したウェハ取出し・搬送作業が行われる． 〔実施例〕 本発明の実施例を第１図及び第２図に基づき説明する． 第１図は，本発明の一実施例を示す要部斜視図、第２図
は，本実施例に用いる光センサとウェハ収納部位との位
置関係を示す図である．なお、これらの図において、第
３図及び第４図の従来例と同一符号は．同一或いは共通
する要素を示す．本実施例のカセット１は、第３図のカ
セット同様に多数のウェハ収納部位Ｋｌ，Ｋ２・・・Ｋ
ｎが形成され、各ウェハ収納部位に収納されるウェハ４
は、互いに一定の間隔をおいて重ね状態にある．また，
カセット１は昇降ベース（図示せず）に搭載される．こ
の昇降ベースは、パルスモータで駆動制御される昇降機
構により、上下方向にパルス量に比例して上下方向に移
動する．この昇降動作により，カセットｔ内の指定アド
レスのウェハ収納部位をウェハ取出し位置にセットする
．このセットは、位置決め用のアドレス表示を行ったス
リット板（図示省略）にフオトカプラ（図示省略）の光
を通すことで、ウェハ取出し指定されたアドレスを監視
しながら実行される。

９は透過型の光センサで，投光部９Ａと受光部９Ｂとで
構或される．本実施例の光センサ９は、カセット１の側
板ＩＡの後方と、側板ＩＢの前方に固定配置される．す
なわち、側板１Ａの後方、側板ＩＢの前方に取付板１０
Ａ及びＩＯＢがカセット１と離して配置され、取付板１
０Ａに投光部９Ａを、取付板１０Ｂに受光部９Ｂを取付
ける．また、投光部９Ａ，受光部９ｎは、上下方向に斜
めに配誼され、その光路Ｐがウェハ取出し位置にあるウ
ェハ収納部と斜めに交わる。本実施例では、ウェハ収納
部位の中心、換言すればウェハ収納部位の中心に光路が
交わり、この収納部位にウェハ４が存在する時には、ウ
ェハ中心にセンサビームが当たるように設定してある．
また、光路Ｐの傾斜角は，第２図に示すように、ウェハ
取出し位置にあるウェハ収納部位のみにセンサビームＰ
が入射し、それ以外のウェハ収納部位に対してはビーム
がそれるように角度設定してある。

第２図の符号１ｌは，光センサ９の検知信号を増幅する
ためのアンプ、１２は制御回路、１３はカセット昇降機
構を馳動させるための回路、１４は真空吸着アーム（ウ
ェハ取出し・搬送機構）５を駆動させるための回路，１
５は電磁弁６及び真空ポンプ７を翻動させるための回路
である。真空吸着アーム５の構造は、第１図及び第２図
の従来例と同様の構造なので、図示省略してある．制御
回路１２は、光センサ９の検知信なによりウェハの有無
を判定する機能と、カセット昇降機構及び真仝吸着アー
ム５の一連の動作を制御する機能を有する。

以下、本実施例の動作を説明する． カセット１内のウェハ４の取出しを行う場合には、制御
回路１２の指令により、邸動パルスが発せられ、昇降卵
動回路１３を介して昇降機構が駆動制御される．この酩
動制御により，カセットｌが上下方向に移動する．そし
て、アドレス表示されたスリット板とフォトカプラとに
より、ウェハ取出し指定されたアドレスのウェハ収納部
位が取出し位置にくるように監視される． 一方、光センサ９は、システム稼働中は常時センサビー
ムＰをウェハ取出し位置に投射し，指定のウェハ収納部
位がウェハ取出し位置にセットされると、センサ９の信
号が制御回路ｌ２にアンプ１ｌを介して取り込まれる。

センサビームＰは、指定のウェハ収納部位にウェハ４が
存在している場合には、光が遮られる．ウェハが存在し
ていない場合には，そのウェハ収納部位をセンサビーム
が透過し、受光部９Ｂにて光が感知される． これらの光の感知の無し及び有りの信号により、ウェハ
の有無が制御回路１２にて判定される．制御回路１２は
，ウェハ有りの判定を行うと、ウェハ取出し・搬送馳動
回路ｌ４に翻動信号を送り、待機状態にある真空吸若ア
ーム５（第１図参照）をカセット１の取出口３を介して
カセット内に導入する二そして、吸着アーム５が指定の
ウェハ収納部位に至ると，吸着アーム５の真空ボンプ７
及び電磁弁６が翻動制御され、ウェハ４が吸着され、そ
の後、このウェハ４が次の作業位置まで搬送される． なお，本実施例では、第４図の従来例で述べた真空圧力
センサ８を有する．従って、ウェハ４を真空吸着した時
には、真空ポンプ７Ｉ真空吸着アーム５，真仝圧力セン
サ８との間で真空状態となり、真空圧力センサ８の信号
が出刀され、この信号を制御回路１２が取り込むことで
、真空吸着アーム５がウェハ４を取出したことを確認す
る．一方、光センサ９の信号により、ウェハ取出し位置
にウェハが存在しない旨の判定がなされると、制御回路
１２は、ウェハ取出し・搬送に関する信号を出力せず、
カセット昇降駆動回路１３に駆動パルスを送る．そして
，この駆動パルスにより、次の指定アドレスのウェハ収
納部位がウェハ取出し位置に至るように、カセット１が
昇降制御される。

このような一連の動作を繰返し実行することで、連続的
な自動搬送作業が実行される． しかして、本実施例によれば、次のような効果を奏する
． ■カセット１内のウェハ４を取り出す場合には、事前に
光センサ９を用いてウェハ有無の検知を行い得る．特に
、カセット１内に多数のウェハ４が重ね収納されていて
も、光センサ９のビーム傾斜角を設定することで、指定
位置のみのウェハ有無を事前に確実に検知でき、ウェハ
検知性能の信頼性を高めることができる。

■そして、ウェハが無い場合には，そのウェハ収納部位
での取出しを中止して、次に指定されたウェハ収納部位
をウェハ取出し位置にセットさせるので、従来のように
ウェハ４が無いのに真空吸着アーム５がウェハを取りに
行くといった動作を省き、ウェハ取出し・搬送作業の合
理化を図り得る．■また、光センサ９及び真空圧力セン
サ８で２重のウェハ有無の検知を行うので，ウェハが存
在している時に，吸着不良が生じた場合でも、これを判
断して、適正な対処を行い得る． ■光センサ９の光路Ｐは，取出し位置にあるウェハ収納
部位の中心に傾斜してかかるので、ウェハ収納部位の面
に対し、ウェハ４が多少傾いて収納され位置ずれが生じ
ていても、そのウェハ４の位置をとらえることができ、
ウェハ検知の信頼性をさらに高めることができる． ■ウェハの有無を非接触状態で検知するので、ウェハへ
のごみ付着確率が低減できる． なお上記実施例では、ウェハ検知を、光センサ９と真空
圧力センサ８とで、２重に行っているが光センサ９だけ
を用いてもよい． また、上記光センサ９の配置は、カセット１の前後位置
に配置しているが，これに限定されるものではなく、カ
セット１の左右位置にセンサビームを通す空間を確保し
てもよい．さらに，カセット１側を固定し、光センサ９
及び真空吸着アーム５の方を上下方向に移動させてもよ
い．〔発明の効果〕 第１の課題解決手段によれば．多数のウェハを重ね収納
するカセットであっても、光センサの配＠構造に工夫を
施すことで、ウェハ取出し位置に対象を絞って、その位
置のウェハ有無の検知を非接触状態で行い得る． また，このウェハ検知は、ウェハを取りに行く前に確実
に検知することができ、従来の真空圧力センサによるウ
ェハ検知方式に較べ、その検知性能及び信頼性を高める
ことができる。

さらに、第２の課題解決手段によれば、上記事前検知を
搬送システムに利用することで、取出し位置にウェハが
存在している場合にのみ、ウェハ取出し・搬送を実行さ
せ、ウェハが存在していない場合には、直ちに次のウェ
ハ収納部位をウェハ取出し位置にセットさせるので、ウ
ェハ取出し・搬送作業の合理化を図り、またウェハ検知
性能を高めることで，システムの動作不良をなくすこと
ができる．

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す要部斜視図、第２図
は、上記実施例に用いる透過型光センサとカセット内の
ウェハ収納部位との位置関係及び制御系の構成を示す説
明図，第３図は、従来のウェハ搬送システムを示す要部
斜視図、第４図は、上記従来例に用いるウェハ検知のメ
カニズムを示す説明図である． １・・・カセット、ＬＡ，ＩＢ・・・左右側板、２・・
・棚部，３・・・取出口，４・・・半導体ウェハ、５・
・・真空吸着アーム（ウェハ取出し・殿送機構）、８・
・・真空圧力センサ、９　（９Ａ，９Ｂ）・・・光セン
サ（投光部，受光部）−　１０Ａ，ＩＯＢ・・・取付板
，１２・・・制御回路、１３・・・カセット昇降駆動回
路、１４・・・ウェハ・搬送駆動回路，Ｐ・・・光路（
センサビーム〉、Ｋ１〜Ｋｎ・・・ウェハ収納部位． 第 １ 図 Ｋ１ 〜Ｋ１・・ウェハ収納部位。 第 ２ 図 Ｐ 第 ３ 図 １ 第 ４ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数枚の半導体ウェハを上下方向に間隔をおいて重
   ね収納するカセットを備え、このカセットの少なくとも
   一面には、ウェハ取出し機構或いはウェハ取出し・搬送
   機構を出入りさせるための取出口を設けてなるウェハ収
   納装置において、 前記半導体ウェハを検知するための透過型の光センサを
   装備し、この光センサと前記カセットとは、昇降機構を
   介して上下方向の相対的な移動が可能な配置構造とし、 且つ前記光センサの投光部・受光部間を結ぶ光路は、前
   記カセット内のウェハ収納空間のうちウェハ取出し位置
   にセットされたウェハ収納部位の面に斜めに交わり、ウ
   ェハ取出し位置以外にある他のウェハ収納部位に対して
   は光路がそれるようにその傾斜角度を設定してなること
   を特徴とする半導体ウェハ収納装置。 ２、第１請求項において、前記光センサの光路は、前記
   ウェハ取出し位置にセットされたウェハ収納部位の中心
   と斜めに交わる半導体ウェハ収納装置。 ３、第１請求項又は第２請求項において、前記カセット
   は、昇降機構を備えたベースに支持されて上下方向に移
   動可能とし、一方、前記光センサは、前記カセットの上
   下移動コースの近くに固定配置される半導体ウェハ収納
   装置。 ４、複数枚の半導体ウェハを上下方向に間隔をおいて重
   ね収納する空間、及び半導体ウェハの取出口を有するカ
   セットと、 前記取出口から出入りして、前記カセット内の半導体ウ
   ェハを一枚ずつ取出して搬送するウェハ取出し・搬送機
   構と、 前記カセットを前記ウェハ取出し・搬送機構に対し相対
   的に上下移動させて、カセット内のウェハ収納空間のう
   ち指定のウェハ収納部位をウェハ取出し位置にセットす
   る昇降機構とを備えてなるシステムにおいて、 前記半導体ウェハを検知するための透過型の光センサを
   装備し、この光センサと前記カセットとは、昇降機構を
   介して上下方向の相対的な移動が可能な配置構造とし、 前記光センサの投光部・受光部間を結ぶ光路は、前記カ
   セット内のウェハ収納空間のうちウェハ取出し位置にセ
   ットされたウェハ収納部位の面に斜めに交わり、ウェハ
   取出し位置以外にある他のウェハ収納部位に対しては光
   路がそれるようにその傾斜角度を設定し、 且つ、前記光センサの信号より前記半導体ウェハが検知
   されると、前記ウェハ取出し・搬送機構に対し半導体ウ
   ェハの取出し、搬送に関する指令信号を発する制御手段
   を有し、 この制御手段は、半導体ウェハが検知されない場合には
   、そのウェハ収納部位での半導体ウェハの取出し、搬送
   を中止して、次に指定されたウェハ収納部位が前記ウェ
   ハ取出し位置にくるように前記昇降機構に対し指令信号
   を発することを特徴とする半導体ウェハの搬送システム
   。 ５、第４請求項において、前記ウェハ取出し・搬送機構
   は、ウェハ取出し用の真空吸着部を有するアームを備え
   、 前記真空吸着部の真空通路には、ウェハ吸着時の真空圧
   力より半導体ウェハの有無を検知する真空圧力センサを
   配設し、この真空圧力センサと前記光センサとにより２
   重のウェハ検知を行うように設定してなる半導体ウェハ
   の搬送システム。