JPH04218942A - ウエハ検出装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ウエハの収納箱等に
おけるウエハの検出に用いられるウエハ検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ウエハの測定においては、検査す
べきウエハを収納した収納箱の下側にベルト駆動装置を
設置してベルトによって下段からウエハを１枚ずつ順に
取り出すようにされていた。このような装置では、順に
ウエハを取り出すため、収納箱から任意のウエハを選択
的に取り出すことができない。例えば、測定したウエハ
を収納箱に一旦戻すと、そのウエハが最下端にある場合
は別として収納箱から必要に応じて任意のウエハを選択
的に取り出すことができないため、ウエハの再測定を困
難にしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
収納箱に収納されているウエハを測定する場合において
、収納箱内の任意のウエハを選択的に取出し又はその収
納箱に測定したウエハの収納の自動化には、その前提と
して収納箱内のウエハの有無の検出の自動化が不可欠で
あり、しかも、その高精度化が要請される。

【０００４】そこで、この発明は、収納箱内におけるウ
エハの検出を非接触で行い、その検出の高精度化を実現
したウエハ検出装置の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち、この発明のウエハ
検出装置は、前後方向に光を透過可能に開放されて一定
の間隔で複数のウエハ（４）を収納可能な収納箱（５）
と、この収納箱に任意に収納された前記ウエハに対して
前記収納箱の前面側から光ビームを照射する光ビーム照
射手段（発光素子７）と、前記収納箱内を通過した前記
光ビームを受光し、前記ウエハの有無を表す検出信号を
発生する受光手段（反射鏡３及び受光素子８）とを備え
たウエハ検出装置であって、前記受光手段及び前記光ビ
ーム照射手段と前記収納箱との相対的な位置を変更させ
（位置変更手段として例えば、エレベータ２）、前記光
ビームを前記収納箱内の前記ウエハに順次に照射するこ
とを可能にしたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】このような構成によれば、光ビーム照射手段に
よって光ビームを収納箱内のウエハに照射し、収納箱を
通過した光ビームを受光手段で受光する。受光手段に収
納箱内のウエハの有無を表す光ビームが受光されると、
受光手段にはウエハの有無を表す検出信号が得られる。 そして、受光手段及び光ビーム照射手段と収納箱との相
対的な位置を変更させて、収納箱内のウエハに光ビーム
を順次に照射することにより、位置の変更に応じて受光
手段にはウエハの有無を表す検出信号が得られる。

【０００７】

【実施例】図１は、この発明のウエハ検出装置の実施例
を示す。装置本体１にはエレベータ２が取り付けられ、
装置本体１の上面には検出すべきウエハ４を収納した収
納箱５が設置されている。収納箱５は、前後に開放され
、その両側内壁部にウエハ４を一定の間隔で保持するた
めの複数の溝部が形成されている。また、装置本体１の
背面側には反射鏡３が固定されている。エレベータ２の
ステージには、ハーフミラー６が設置され、このハーフ
ミラー６を介して光ビームＬを収納箱５側に照射する光
ビーム照射手段として発光素子７が設置されているとと
もに、収納箱５を通過した光ビームＬを受光する手段と
して反射鏡３が設置され、この反射鏡３から得られる反
射光としての光ビームＬを受光する受光手段として受光
素子８が設置されている。即ち、エレベータ２は、図２
に示すように、発光素子７及び受光素子８を上下方向（
Ｙ：ｕｐ及び−Ｙ：ｄｏｗｎ）に移送することにより、
発光素子７及び受光素子８と収納箱５との相対的な位置
を変更させ、光ビームＬを収納箱５内のウエハ４に順次
に照射することを可能にした位置変更手段を構成してい
る。

【０００８】このような構成によれば、発光素子７から
発射された光ビームＬはハーフミラー６を通過し、反射
鏡３で反射した光ビームＬがもとの光軸を通って、ハー
フミラー６に戻り受光素子８に入射される。そこで、装
置本体１に対して下から上にエレベータ２をスキャンす
ると、図１に示すように、ウエハ４が無い場合には光ビ
ームＬがウエハ４の無い部分を通過して反射鏡３で反射
された後、受光素子８に入り、また、図２に示すように
、ウエハ４に当たって反射した光ビームＬはハーフミラ
ー６を通して上方に反射される結果、収納箱５内のウエ
ハ４の有無によって光ビームＬに強弱が生じ、受光素子
８には、ウエハ４の有無を表す光ビームＬが受光され、
ウエハ４の検出信号として微電流の変化が得られる。

【０００９】次に、図３は、図１に示したウエハ検出装
置にウエハ取出・収納装置を並設したウエハ検出・取出
・収納装置の実施例を示し、図１に示したウエハ検出装
置ｅと同一部分には同一符号を付してある。即ち、発光
素子７、受光素子８及びハーフミラー６が設置されたエ
レベータ２は、パルスモータ１１によって駆動されるボ
ールスクリュー１２に取り付けられるとともに２本のガ
イドシャフト１６によって摺動可能に支持されている。

【００１０】ウエハ取出・収納装置ｈは、収納箱５から
ウエハ４を取出し又はウエハ４を収納箱５に収納するウ
エハ移送手段であって上下方向の位置変更手段としての
エレベータ２を兼用している。このウエハ取出・収納装
置ｈには、収納箱５の内部に挿入してウエハ４を載せて
取り出すための平板状を成すウエハ取出し及び収納手段
として取出しアーム９が設けられており、この取出しア
ーム９の一端にはベルト１５が固定されている。ベルト
１５は、取出しアーム９の移動に対応した間隔を以て設
置された一対のプーリ１４間に懸け回されている。即ち
、ベルト１５は、回転によって取出しアーム９を収納箱
５に向かって前後方向、図中Ｘ方向に移動させる手段で
あって、パルスモータ１３からベルト１５を介して加え
られる回転力を受けて回転する。

【００１１】そして、取出しアーム９のウエハ４の載置
部分、即ち、ウエハ３の吸着面には、ウエハ４を吸着す
るためのバキュームをウエハ４に作用させるバキューム
穴が設けられている。

【００１２】このような構成によれば、ウエハの有無を
検出した後、図４に示すように、パルスモータ１３によ
ってベルト１０を駆動して取り出した取出しアーム９を
前方に移動させて取り出すべきウエハ４の下面側に挿入
する。パルスモータ１３を停止させ、次に、エレベータ
２を僅かに上昇させた後、バキュームを動作して取出し
アーム９の上面にウエハ４を吸着させる。この状態でパ
ルスモータ１３を逆転させると、ベルト１０とともに取
出しアーム９が後方に移動し、ウエハ４が取出しアーム
９によって収納箱５から取り出されることになる。

【００１３】次に、図５は、図３に示したウエハ検出・
取出・収納装置のシステム構成を示す。スタートスイッ
チａは、ウエハ４の検出、取出し又は収納の開始を指令
する手段である。記憶手段ｇには、アドレスとともに位
置決め情報が記憶されている。スタートスイッチａが操
作されると、選択手段ｂを介してアドレス指定手段ｆに
指定開始命令が与えられ、ウエハ検出装置ｅからの位置
情報をもとに収納箱５内にあるウエハ４の位置が決定さ
れる。

【００１４】取出し制御手段ｃは、収納箱５からウエハ
４の取出しを制御し、収納制御手段ｄは取出しアーム９
を通してウエハ４の収納箱５への収納を制御する手段で
ある。これらの制御手段ｃ、ｄからの制御出力はエレベ
ータ２を駆動するエレベータ駆動装置ｉに加えられてウ
エハ取出・収納装置ｈに加えられる。即ち、ウエハ取出
・収納装置ｈのパルスモータ１３及びエレベータ駆動装
置ｉは取出し制御装置手段ｃ、又は収納制御手段ｄから
の情報に基づいて位置決め制御が行われ、収納箱５から
のウエハ４の取出し又は収納箱５へウエハ４の収納が行
われる。

【００１５】検出手段ｊは、検査の度にウエハ４が何処
に置かれているかの情報を検出する手段であって、その
検出出力は選択手段ｂに供給され、それによりウエハ４
の取出し、又はウエハ４の収納が選択される。

【００１６】次に、図６は、ウエハ検出・取出・収納装
置の制御系統を示す。即ち、このウエハ検出・取出・収
納装置には、１ボードのマイクロコンピュータからなる
制御部２０が設置され、この制御部２０には、ウエハ４
の検出・取出・収納制御プログラムを実行するＣＰＵ２
１、検出・取出・収納制御プログラムを記憶した記憶手
段としてのＲＯＭ２２、ＣＰＵ２１の演算途上のデータ
や検出信号を格納する記憶手段としてのＲＡＭ２３とと
もに入力ポート２４が設置されている。入力ポート２４
にはウエハ検出装置ｅ、バキューム検出器３１及びリミ
ット検出器３２からの検出信号が加えられている。ＣＰ
Ｕ２１から得られる制御出力はエレベータ駆動回路３３
、ウエハ取出・収納駆動回路３４及び固定ピン回路３５
に加えられている。エレベータ駆動回路３３の駆動出力
はパルスモータ１１、ウエハ取出・収納駆動回路３４の
駆動出力はパルスモータ１３に加えられている。

【００１７】そして、ＲＡＭ２３に記憶されるアドレス
及びウエハ位置は、表１の通りである。

【００１８】

【表１】

【００１９】以上の構成において、ウエハ４の検出、取
出し及び収納の制御動作を図７ないし図９に示すフロー
チャートを参照して説明する。図７に示すように、ステ
ップＳ１では初期設定によりＲＡＭ２３の記憶内容を消
去し、ステップＳ２に移行する。ステップＳ２ではスタ
ートスイッチａがオンかオフかが判断され、スタートス
イッチａがオンの場合、ステップＳ３に移行する。ステ
ップＳ３では初期入力か否かが判定され、初期入力の場
合、ステップＳ４に移行して初期入力処理（図８）の呼
び出し及びその処理が実行される。ステップＳ３で初期
入力でないと判断された場合にはステップＳ５に移行し
、ウエハの取出しか収納かが判断され、収納の場合には
ステップＳ６に移行し、取出しの場合にはステップＳ９
に移行する。ステップＳ６では自動か手動かの判断が行
われる。自動の場合にはステップＳ７に移行してウエハ
収納場所の読み込み処理を行い、手動の場合にはステッ
プＳ８に移行してウエハ収納段数の読み込み処理を行っ
た後、ステップＳ１２に移行する。

【００２０】また、ステップＳ５で取出しと判断された
場合には、ステップＳ９に移行して自動か手動かの判断
が行われ、自動の場合にはステップＳ１０に移行して取
出しウエハの読み込み処理、手動の場合にはステップＳ
１１に移行して取出しウエハの段数読み込み処理が行わ
れた後、ステップＳ１２に移行する。

【００２１】ステップＳ１２ではエレベータ２の移動量
の算出が行われた後、ステップＳ１３に移行する。ステ
ップＳ１３ではエレベータ２の位置に補正量を加算する
処理が行われた後、ステップＳ１４に移行する。ステッ
プＳ１４ではウエハの取出しか収納かの判断が行われ、
収納の場合にはステップＳ１５に移行し、取出しの場合
にはステップＳ１６に移行する。ステップＳ１５では収
納処理の呼び出し及びその処理（図９）が行われた後、
ステップＳ１７に移行する。また、ステップＳ１６では
ウエハの取出し処理の呼び出し及びその処理（図１０）
が行われた後、ステップＳ１７に移行する。ステップＳ
１７では処理すべきウエハが終了したか否かが判断され
、処理すべきウエハがある場合にはステップＳ３に戻り
、前述したステップＳ３〜Ｓ１７の処理が再び行われ、
また、処理すべきウエハが終了した場合には総ての処理
を完了する。

【００２２】次に、図８は、初期入力処理を示す。即ち
、ステップＳ１８では取出しアーム９をエレベータ２の
ステージの原点位置に設定し、ステップＳ１９に移行す
る。ステップＳ１９ではその取出しアーム９をエレベー
タ２の初期設定値に設定し、ステップＳ２０に移行する
。ステップＳ２０では固定ピンが下がり、ステップＳ２
１に移行する。ステップＳ２１で自動と判断された場合
にはステップＳ２２に移行してウエハの出し入れ設定を
行った後、ステップＳ２３に移行し、手動と判断された
場合には、ステップＳ２２を省略してステップＳ２３に
移行する。

【００２３】ステップＳ２３ではエレベータ２のステー
ジが駆動され、ステップＳ２４に移行してウエハの有無
が判定される。即ち、ステップＳ２４でウエハ検出装置
の検出出力に基づいてウエハが存在していると判断され
た場合には、ステップＳ２５に移行し、ウエハが存在し
ていない場合にはステップＳ２７に移行する。ステップ
Ｓ２５ではウエハ位置の計算が行われた後、ステップＳ
２６に移行する。ステップＳ２６ではウエハナンバーと
ウエハ位置よりアドレステーブルが作成され、ステップ
Ｓ２７に移行する。ステップＳ２７では上限であるか否
かが判定され、上限でない場合には再びステップＳ２３
に戻り、また、上限である場合には、図７のステップＳ
３に戻り、初期入力処理を完了する。

【００２４】次に、図９はウエハ４の収納処理を示す。 この収納処理では、ステップＳ３０でエレベータ２のス
テージが収納箱５のウエハ収納位置まで駆動し、ステッ
プＳ３１に移行する。ステップＳ３１では固定ピンバキ
ュームをオフ状態とし、ウエハ取出しバキュームをオン
状態とする。次に、ステップＳ３２では固定ピンが下が
り、ステップＳ３３では取出しアーム９をウエハ収納位
置まで駆動する。次に、ステップＳ３４では取出しアー
ム９のバキュームを解除し、取出しアーム９上のウエハ
４は収納箱５の収納位置に収納される。次に、ステップ
Ｓ３５ではエレベータ２のステージが下がり、ステップ
Ｓ３６では取出しアーム９は原点位置に復帰し、収納処
理を完了し、図７に示すステップＳ１７に移行する。

【００２５】次に、図１０はウエハ４の取出し処理を示
す。この取出し処理では、ステップＳ３７でエレベータ
２のステージが収納箱５のウエハ収納位置まで駆動し、
ステップＳ３８に移行する。ステップＳ３８では収納箱
５に収納されているウエハ４の中心位置まで取出しアー
ム９を駆動し、ステップＳ３９に移行する。ステップＳ
３９では取出しアーム９のバキュームをオン状態とし、
取出しアーム９に取り出すべきウエハ４を吸着させる。 ステップＳ４０ではエレベータ２のステージを上昇させ
た後、ステップＳ４１に移行する。ステップＳ４１では
取出しアーム９をエレベータ２のステージの原点位置に
復帰させた後、ステップＳ４２に移行し、取出しアーム
９に対するバキュームを解除するとともに固定ピンのバ
キュームを動作させ、ステップＳ４３に移行する。ステ
ップＳ４３では固定ピンが上がり、ウエハ４の取出し処
理を完了し、図７に示すステップＳ１７に移行する。

【００２６】このようなプログラム処理において、収納
箱５から指定されたウエハ４を取り出す場合、収納箱５
内のウエハ位置状態をウエハ検出装置ｅにて検出した検
出データをＲＡＭ２３から読み出し、ＣＰＵ２１からの
出力がエレベータ駆動回路３３で駆動出力に変換される
。この結果、パルスモータ１１が駆動されてボールスク
リュー１２が回転し、エレベータ２をウエハを取出し可
能な位置まで上昇させる。

【００２７】収納箱５のウエハ４と取出しアーム９の上
面の関係は、取り出すべきウエハ４より僅かに低い位置
に取出しアーム９の吸着面を位置させている。取出しア
ーム９は、収納箱５におけるウエハ４の収納間隔により
薄く形成されているとともに、その移動位置はウエハ４
の間隔内に設定されるので、収納箱５に取出しアーム９
を挿入しても、取り出すべきウエハ４に衝突することは
ない。

【００２８】そして、取出しアーム９は、吸着面の中心
をウエハ４の中心まで挿入する。この状態で取出しアー
ム９９の吸着面にウエハ４が載せられ、ＣＰＵ２１から
の指令によってバキュームを作用させると、取出しアー
ム９の吸着面にウエハ４が吸着される。このとき、ウエ
ハ４で取出しアーム９の吸着面の穴が塞がれてバキュー
ム穴の圧力が低くなり、ウエハ４の吸着がバキューム検
出器３１が検出され、その検出出力によってバキューム
スイッチが働き、ＣＰＵ２１にウエハ４の吸着情報が伝
達される。この吸着情報に基づいて、ＣＰＵ２１から取
出しアーム９の移動命令が出力され、この結果、ウエハ
取出・収納駆動回路３４から駆動出力が発せられてパル
スモータ１３が回転し、取出しアーム９をＢ点位置まで
移動させる。取出しアーム９を基準の高さの位置までエ
レベーター２を移動させた後、取出しアーム９に対する
バキュームを解除する。Ｂ点に位置している固定ピンが
バキュームで上昇して、ウエハ４は固定ピンで持ち上げ
られ基準の位置にセットされる。このとき、固定ピンの
上面にバキュームが働いており、ウエハ４が吸着される
。

【００２９】また、収納箱５の指定された位置にウエハ
４を収納する場合には、固定ピンを取出しアーム９より
下降させることにより、取出しアーム９にバキュームが
働きウエハ４を吸着するため、バキュームスイッチが働
きＣＰＵ２１に伝達され、ＣＰＵ２１から制御出力が得
られ、ウエハ取出し・収納駆動回路３４から駆動出力が
パルスモータ１３に加えられ、その回転によって指定さ
れた位置まで、取出しアーム９は収納箱５内のウエハ４
に衝突しない高さで移動する。即ち、収納箱５のポケッ
トの中間部におけるウエハ４が挿入できる高さまで取出
しアーム９を移動させ、その位置にウエハ４を収納し、
バキュームを解除した後、前述したウエハ４の取出しの
場合と同様に取出しアーム９を後退させて原位置に復帰
させる。

【００３０】なお、実施例では、反射鏡３を設置して発
光素子７側に光ビームＬを戻して受光素子８に受光する
ようにしたが、反射鏡３に代えて受光素子を設置するこ
とにより、収納箱５を通過して光ビームＬを直接受光し
て収納箱５内のウエハ４の有無を検出するようにしても
よい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、収納箱に光ビームを照射し、収納箱を透過した光ビー
ムを受光するので、収納箱内に収納されているウエハの
有無を高精度に非接触で検出することができ、ウエハの
移送、即ち、収納箱から任意のウエハの取出しや収納箱
の任意の位置へのウエハの収納を行う場合、ウエハの移
送の高能率化及び自動化に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のウエハ検出装置の実施例である。

【図２】図１に示すウエハ検出装置におけるウエハの検
出を示す斜視図である。

【図３】図１に示したウエハ検出装置の実施例であるウ
エハ検出・収納・取出装置を示す斜視図である。

【図４】図３に示すウエハ検出・収納・取出装置による
ウエハの取出し状態を示す図である。

【図５】図３に示したウエハ検出・収納・取出装置の制
御システムを示すブロック図である。

【図６】図５に示した制御システムに用いられる制御装
置を示すブロック図である。

【図７】ウエハ検出・収納・取出装置の制御プログラム
を示すフローチャートである。

【図８】ウエハ検出・収納・取出装置の制御プログラム
を示すフローチャートである。

【図９】ウエハ検出・収納・取出装置の制御プログラム
を示すフローチャートである。

【図１０】ウエハ検出・収納・取出装置の制御プログラ
ムを示すフローチャートである。

【符号の説明】

ｅ　　ウエハ検出装置 ２　　エレベータ（位置変更手段） ３　　反射鏡（受光手段） ４　　ウエハ ５　　収納箱 ７　　発光素子（光ビーム照射手段） ８　　受光素子（受光手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　前後方向に光を透過可能に開放されて
   一定の間隔で複数のウエハを収納可能な収納箱と、この
   収納箱に任意に収納された前記ウエハに対して前記収納
   箱の前面側から光ビームを照射する光ビーム照射手段と
   、前記収納箱内を通過した前記光ビームを受光し、前記
   ウエハの有無を表す検出信号を発生する受光手段と、を
   備えたウエハ検出装置であって、前記受光手段及び前記
   光ビーム照射手段と前記収納箱との相対的な位置を変更
   させ、前記光ビームを前記収納箱内の前記ウエハに順次
   に照射することを可能にしたことを特徴とするウエハ検
   出装置。