JPH04340245A - ウエハ移送装置 - 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、ウエハを収納すべき
収納箱のウエハの収納、取出し等に用いられるウエハ移
送装置に関する。

【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、そのベルトによって下段のウエハから１枚ずつ
順に取り出すようにされていた。このようなベルト駆動
装置によるウエハの取出しは、ベルトに接触可能なウエ
ハのみの取出しが可能であるから、収納箱内の任意のウ
エハを選択的に取り出すことができない。即ち、測定し
たウエハを収納箱に一旦戻すと、そのウエハが最下段に
ある場合は別にして、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、ウエハの検
査に際し、その検査効率を高めるとともに、先ず、移送
の自動化が要請されるところである。従来、ウエハを移
送する装置として例えば、特開昭５０−１２６１７５号
「ウエーハ供給装置」、特開昭５８−１２３７３６号「
ウエハー転送方式および装置」、特公昭６３−３２２４
９号「試料交換装置」、特開昭５８−１３８０４６号「
ウエハ移替装置」、特開昭５８−１８２８４６号「半導
体基板の移替え装置」、特開昭５８−１５５７３５号「
ウエハ搬送装置」等が提案されている。これらのもので
は、収納箱内のウエハを任意に選択して取出し又は収納
箱にウエハを収納することは困難である。

【０００４】そこで、この発明は、信頼性の高いウエハ
の移送を実現することにより、収納箱内のウエハの取出
し、収納箱へのウエハの収納に適するウエハ移送装置の
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
移送装置は、前面側及び後面側を開放して任意の間隔で
複数枚のウエハ（４）を収納する収納箱（５）と、この
収納箱内のウエハの有無を検出するウエハ検出手段（ウ
エハ検出装置ｅ）と、前記収納箱の前面側に設置されて
移送すべき前記ウエハを載せるアーム（取出しアーム９
）と、前記収納箱内に前記アームを前記収納箱の内外に
進退させ、前記収納箱と前記アームとの間で前記ウエハ
の授受を行うアーム進退機構（パルスモータ１３、プー
リ１４及びベルト１５）と、このアーム進退機構及び前
記ウエハ検出手段が設置されて前記収納箱に対する上下
方向の相対的な位置関係を変更させ、前記ウエハの検出
を行わせるとともに、前記収納箱とアームとの間で前記
ウエハの授受を行わせる昇降機構（エレベータ２）と、
前記収納箱中の取り出すべき前記ウエハ又は収納すべき
ウエハにより、前記ウエハ検出手段の検出出力を受け、
前記昇降機構及び前記アームの移動を制御するとともに
、前記収納箱と前記アームとの間で前記ウエハの授受の
制御を行う制御手段（制御部２０）とを備えたことを特
徴とする。

【０００６】

【作用】このような構成によれば、前面側及び後面側が
開放された収納箱に対し、アームを進退させるとともに
、アームは昇降機構によって昇降する。そして、収納箱
のウエハの有無はウエハ検出手段によって検出され、収
納箱から取り出すべきウエハ及び収納箱の収納すべき位
置が検出される。このウエハ検出出力を受け、制御手段
を以て収納箱から取り出すべきウエハ又は収納箱に収納
すべきウエハに応じてアームの進退及び昇降の各制御が
実行される。即ち、収納箱内にアームを挿入してそのア
ーム上にウエハを載せて収納箱から取り出し、また、ア
ームに収納すべきウエハを載せ、アームとともにウエハ
を収納箱に収納することにより、ウエハの取出し及び収
納等ウエハの移送を効率よく行うことができる。

【０００７】

【実施例】図１は、この発明のウエハ移送装置の実施例
を示す。この実施例のウエハ移送装置は、ウエハの検出
、取出し及び収納装置として構成されたものであり、ウ
エハを非接触で検出するウエハ検出手段としてのウエハ
検出装置ｅとともに、収納箱に対するウエハの取出し及
び収納を行うウエハ取出・収納装置ｈが並設されている
。

【０００８】即ち、図３は、この発明のウエハ移送装置
におけるウエハ検出装置ｅの部分を示し、装置本体１に
は昇降機構としてのエレベータ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が設置されているとともに、
このハーフミラー６を介して光ビームＬｉ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Ｌｉを
受光して反射する反射鏡３が設置され、この反射鏡３か
ら得られる反射光ビームＬｒ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
位置を変更させて収納箱５内のウエハ４に順次に光ビー
ムＬｉを照射するための位置変更手段を構成している。 したがって、ウエハ検出装置ｅでは、発光素子７から発
射する光ビームＬｉはハーフミラー６を通過し、反射鏡
３で反射光ビームＬｒ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３に示すように、ウエハ４が無い場合には光ビーム
Ｌｉ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４に示すように、
ウエハ４に当たって反射光ビームＬｒ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
の有無によって反射光ビームＬｒに強弱が生じる。 したがって、受光素子８には、ウエハ４の有無を表す反
射光ビームＬｒ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】そして、ウエハ取出・収納装置ｈでは、図
１に示すように、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】そして、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
納するための上下方向への移送を行う昇降機構としての
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を行
うアーム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、エレベータ２の昇降と相俟
ってアーム９にウエハ４の授受を行わせるベルト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
方向に移動させるアーム進退機構を成し、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４を吸着する吸着面には、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、ウエハの有無の
検出後、図２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。この状態でモータ１３を逆転
させると、ベルト１０とともにアーム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１に示したウエハ移送装
置の制御システムを示す。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１１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】そして、図６は、この発明のウエハ移送装
置の制御系統を示す。即ち、このウエハ移送装置には、
移送を制御する制御手段として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２
０には、ウエハ４の移送制御プログラムを実行するＣＰ
Ｕ２１、移送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。ＣＰＵ２１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】このように構成されたウエハ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、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、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、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が行われた後、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Ｓ２１
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】このような移送制御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、ＣＰＵ２
１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
取り出す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が載せられると、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が収納されたウエハ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が挿入できる高さに取出しアー
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Ｌｒを戻して受光素子８で受光す
るようにしたが、反射鏡３に代えて受光素子を設置し、
収納箱５を通過して光ビームＬｉを直接受光することに
より、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】また、実施例では、ウエハ検出手段として
光学的な検出装置を用いたが、ウエハ検出手段としては
光ビーム以外の検出媒体を用いても同様にウエハの検出
を行うことができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、収納箱に収納されているウエハの有無及び位置の検出
に基づいて信頼性の高いウエハの移送を実現できるとと
もに、収納箱内の任意のウエハを取出し、又は収納箱の
任意の位置にウエハを収納することができ、ウエハの取
出し及び収納の高精度化及びランダムアクセスによる高
能率化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のウエハ移送装置の実施例を示す斜視
図である。

【図２】図１に示すウエハ移送装置におけるウエハの取
出し状態を示す斜視図である。

【図３】図１に示すウエハ移送装置におけるウエハ検出
装置を示す斜視図である。

【図４】図３に示すウエハ検出装置によるウエハの検出
を示す斜視図である。

【図５】この発明のウエハ移送装置の制御システムを示
すブロック図である。

【図６】図５に示した制御系統における制御装置を示す
ブロック図である。

【図７】ウエハの移送制御プログラムを示すフローチャ
ートである。

【図８】ウエハの移送制御プログラムを示すフローチャ
ートである。

【図９】ウエハの移送制御プログラムを示すフローチャ
ートである。

【図１０】ウエハの移送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（ウエハ検出手段）ｈ　　　
　ウエハ取出・収納装置 ２　　　　エレベータ（昇降機構） ４　　　　ウエハ ５　　　　収納箱 ９　　　　取出しアーム １３　　パルスモータ（アーム進退機構）１４　　プー
リ（アーム進退機構） １５　　ベルト（アーム進退機構） ２０　　制御部（制御手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　前面側及び後面側を開放して任意の間
   隔で複数枚のウエハを収納する収納箱と、この収納箱内
   のウエハの有無を検出するウエハ検出手段と、前記収納
   箱の前面側に設置されて移送すべき前記ウエハを載せる
   アームと、前記収納箱内に前記アームを前記収納箱の内
   外に進退させ、前記収納箱と前記アームとの間で前記ウ
   エハの授受を行うアーム進退機構と、このアーム進退機
   構及び前記ウエハ検出手段が設置されて前記収納箱に対
   する上下方向の相対的な位置関係を変更させ、前記ウエ
   ハの検出を行わせるとともに、前記収納箱とアームとの
   間で前記ウエハの授受を行わせる昇降機構と、前記収納
   箱中の取り出すべき前記ウエハ又は収納すべきウエハに
   より、前記ウエハ検出手段の検出出力を受け、前記昇降
   機構及び前記アームの移動を制御するとともに、前記収
   納箱と前記アームとの間で前記ウエハの授受の制御を行
   う制御手段と、を備えたことを特徴とするウエハ移送装
   置。