JPH06244268A - 移載装置 - Google Patents

移載装置

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JPH06244268A
JPH06244268A JP5050225A JP5022593A JPH06244268A JP H06244268 A JPH06244268 A JP H06244268A JP 5050225 A JP5050225 A JP 5050225A JP 5022593 A JP5022593 A JP 5022593A JP H06244268 A JPH06244268 A JP H06244268A
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wafer
carrier
section
unit
container
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Satoru Osawa
哲 大沢
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Tokyo Electron Tohoku Ltd
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Tokyo Electron Ltd
Tokyo Electron Tohoku Ltd
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    • Y10S414/135—Associated with semiconductor wafer handling
    • Y10S414/137—Associated with semiconductor wafer handling including means for charging or discharging wafer cassette

Abstract

(57)【要約】 【目的】 キャリア（容器）内の半導体ウエハなどの板
状の被移載物について各段における有無及びキャリアか
らの飛び出しを、キャリアの周囲にセンサーを配置する
ことなく検知すること。 【構成】 移載装置１０のフォーク３が進退自在に設け
られている回転基台３の前面に、前方側に超音波を発振
する発振部４Ａと受振部４Ｂとを設ける。発振部４Ａか
らの超音波は、ウエハＷが存在すればその端面で反射さ
れる。従って反射波の有無により各段のウエハＷの有無
が検知でき、また反射波の強度や遅れ時間にもとづいて
ウエハＷの飛び出しを検知できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体製造工程
で用いられる移載装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造システムにおいては、処理ス
テーション間におけるウエハの移動やウエハの保管は、
上下両端が開口し、多数のスロットを有する例えばテフ
ロンなどからなる容器（通常「キャリア」あるいは「カ
セット」などと呼ばれる）に収納された状態で行われ
る。そして処理ステーションでは、例えば２５枚のウエ
ハが収納された容器（以下「キャリア」という。）が搬
出入ポートに搬入された後、当該位置にて、あるいは更
に別の場所に移された後、キャリア内のウエハがウエハ
移載装置によって、所定の場所例えばウエハボート（熱
処理の場合）やロードロック室（真空処理の場合）など
に移載される。
【０００３】このようなウエハの移載は、キャリアを起
こした状態で、つまりウエハが上下に配列された状態
で、移載装置のフォークをキャリアの前面開口部からス
ロット内に挿入し、ウエハをすくい上げることによって
行われるが、この場合ウエハがキャリア内に正しく収納
されていることが必要である。しかしながらキャリアを
キャリアステージに載置したときにそのときの衝撃によ
りウエハがキャリアから飛び出すことがあり、例えばウ
エハがスロット内で傾いていて不安定に保持されている
場合などには特に飛び出しやすい。またキャリアがキャ
リアステ−ジに長時間置かれている場合、ファン等の振
動によりウエハがキャリアから飛び出すこともある。
【０００４】ところでウエハがキャリアから飛び出して
いると、ウエハ移載装置のフォークの所定の位置から外
れて保持されているため、ウエハがフォークから落下す
ることがある。ウエハが落下するとそれ自体が製品とし
て使用できなくきなるし、破損した場合には、破片が飛
散して面倒な清掃作業を伴う上、ラインが停止して全体
的なスループットが低下する。
【０００５】またウエハがフォークから落下しなくと
も、例えば熱処理装置のウエハボートの支柱の溝部内に
移載する場合には各溝部の保持領域が狭いことから、フ
ォークからウエハボートへの受け渡し時にウエハが落下
することがある。従ってウエハの移載を高い信頼性をも
って行うためにはキャリア内におけるウエハの飛び出し
を検知してその検知時には直ちに移載装置を停止させる
と共に、オペレータに知らせることが必要である。
【０００６】更にキャリアからウエハを取り出す場合に
は、ウエハの飛び出しの他に、キャリア内の各段（各ス
ロット）におけるウエハの有無を検知する必要がある。
即ちウエハは常に一定の枚数が一定の順序でキャリア内
に収納されて処理ステーションに搬送されてくるとは限
らない。前段階の処理ステーションで事故が起こった場
合や、前段階の処理の検査を行うためにテスト用のウエ
ハをキャリアから抜き出す場合などがあり、このように
キャリア内にウエハの抜けがあったときには、システム
のコントローラ側で何段目にウエハがあって、何段目に
はウエハがないという情報を把握してウエハ移載装置に
教える必要がある。
【０００７】以上のようなキャリア内のウエハの収納状
態を検知する技術として、例えば特開平４−７５３６２
号公報には、キャリアステージに載置されたキャリアの
前面開口部に臨む位置に光路が形成されるように、キャ
リアの上下に夫々発光素子及び受光素子を配置し、ウエ
ハが光路を遮ったときに飛び出しと判定すると共に、キ
ャリアの前後に夫々発光素子及び受光素子を配置し、キ
ャリアステージを昇降させて光路を遮ったときにその段
にウエハが有ると判定することが記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかながら上述の検知
装置では、ウエハの飛び出し検知のためにキャリアを上
下方向に挟むようにして発光素子と受光素子とを配置
し、またウエハの有無を検知するためにキャリアを前後
方向に挟むように発光素子と受光素子とを配置している
ため、キャリアの配置に必要なスペースが大きくなって
しまう。
【０００９】更に検知の対象物であるウエハの厚さは約
０．７ｍｍであるため、発光素子及び受光素子の光軸の
高さをこのような狭い許容範囲の中で一致させなければ
ならず、その調整が困難である。
【００１０】本発明の目的は、容器内の各段における板
状の被移載物の有無及び被移載物の飛び出しを確実に検
知することができ、しかも装置の占有スペースが狭くて
済む移載装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、載置
部に置かれた容器内に上下に間隔をおいて複数収納され
ている板状の被移載物を移載する装置において、前記被
移載物を保持して前記容器内から取り出す進退自在な保
持部材を備え、前記載置部に対して相対的に昇降自在な
移載部と、この移載部に設けられ、前記保持部材の前方
側に超音波を発振する発振部及び超音波の反射波を受振
する受振部と、前記受振部で受振した反射波にもとづい
て容器内の各段における被移載物の有無と被移載物の飛
び出しとを検知する検知部と、を有してなることを特徴
とする。
【００１２】請求項２の発明は、板状の被移載物を上下
に間隔をおいて収納した容器を移載する装置において、
前記容器の載置部に対して昇降自在に構成され、当該容
器を保持して移載する移載部と、この移載部に設けら
れ、当該移載部の前方側に超音波を発振する発振部及び
超音波の反射波を受振する受振部と、前記受振部で受振
した反射波にもとづいて容器内の各段における被移載物
の有無と被移載物の飛び出しとを検知する検知部と、を
有してなることを特徴とする。
【００１３】
【作用】超音波発振部を容器の前面に対向するように位
置させてここから前方に超音波を発振すると、その放射
方向に被移載物が位置する場合には被移載物の端面によ
り超音波が反射し、この反射波が受振部で受振される。
従って受振部の受振信号を監視することにより被移載物
の有無を検知できる。
【００１４】また受渡した反射波の強度や反射時間など
を検知することにより、被移載物が所定の位置よりも移
載部側に位置しているか否かを把握できる。そこで移載
部を容器の前面に臨む位置にて例えば上から下へ移動さ
せれば移載部の高さ位置情報と受振部からの受振信号と
にもとづいて、容器内の各段における被移載物の有無及
び飛び出しを検知できる。
【００１５】
【実施例】図１は本発明の実施例に係るウエハ移載装置
がキャリアステージに対向している状態を示す概観斜視
図である。この移載装置１０は、昇降基体２と回転基体
３１と進退自在な保持部材であるフォーク３とを備えて
いる。前記昇降基体２は、鉛直方向に伸びるように設け
られたボールネジ２１に螺合して取り付けられていると
共に、垂直した２本のガイド棒２２に嵌合し、図示しな
いモータによりボールネジ２１を回転させることにより
ガイド棒２２にガイドされながら昇降する。
【００１６】前記回転基体３１は、前記昇降基体２の上
にθ方向即ち鉛直軸のまわりに回転自在に設けられてい
る。また前記フォーク３はこの回転基体３１上にガイド
レール３２にガイドされながら前進、後退できるように
設けられており、後述のウエハの周縁をガイドするよう
にウエハ保持面に対して段差が形成されたガイド部３３
を備えている。
【００１７】この実施例では、昇降基台２、回転基台３
１及びフォーク３により移載部３０が構成される。そし
てこの移載部３０例えば回転基台３１の前端部には、後
で詳述する超音波センサー４が取り付けられている。図
１において前記移載部３０と対向する位置には、被移載
物例えばウエハＷを最大２５枚上下に間隔をおいて収納
可能なキャリア（容器）Ｃが載置部例えばキャリアステ
ージＳに載置されている。
【００１８】前記超音波センサー４は図２に示すように
例えば超音波発振部（以下［発振部」という）４Ａ及び
超音波受振部（以下「受振部」という）４Ｂからなり、
発振部４Ａは前方に（フォーク３の前進方向に）超音波
を発振するように構成される。前記受振部４Ｂは、超音
波を受振したときに超音波のレベルに対応する大きさの
電気信号を出力するものであり、この受振部４Ｂには、
キャリアＣ内の各段におけるウエハＷの有無とウエハＷ
の飛び出しとを検知するための検知部５が接続されてい
る。
【００１９】前記検知部５は、受振部４Ｂよりの電気信
号を増幅するアンプ５１と、このアンプ５１の後段に接
続された判定部５２と、移載部３０の高さ位置（フォー
ク３の高さ位置）に対応する位置情報を出力する位置情
報出力部５３と、前記判定部５２及び位置情報出力部５
３の各出力信号にもとづいて、キャリアＣ内のスロット
番号毎にウエハＷの有無及び飛び出し有無を記述したデ
ータを作成するデータ作成部５４とを有している。
【００２０】前記判定部５２は、例えばアンプ５１から
の電圧レベルを互に異なるしきい値Ｖ１、Ｖ２と比較す
る機能を有する。このＶ１、Ｖ２について説明すると、
ウエハＷがキャリアＣのスロット内に収納されていると
きには発振部４Ａから発振された超音波が当該ウエハの
端面で反射され、この反射波を受振部４Ｂで受振して受
振部４Ｂからアンプ５１を介して電圧信号が出力される
が、前記しきい値Ｖ１は、このときのアンプ５１の出力
電圧レベルよりも例えば若干低いレベルであって、ウエ
ハＷが存在しないときのアンプ５１の出力電圧レベルよ
りも大きなレベルに設定される。
【００２１】またウエハＷがキャリアＣ内に飛び出しの
ない状態で正しく収納されている場合と、ウエハＷがキ
ャリアＣから飛び出している場合とでは、前記アンプ５
１の出力電圧レベルは、超音波センサー４とウエハＷと
の離間距離が短い分だけ後者の方が大きく、従ってしき
い値Ｖ２は、所定の飛び出し距離に対応した電圧レベル
に設定される。
【００２２】従って判定部５２における入力電圧レベル
は、ウエハＷがキャリアＣのスロットに無い場合にはＶ
１よりも小さく、ウエハＷが正常に（飛び出しのない状
態）収納されている場合にはＶ１とＶ２との間の大きさ
であり、ウエハＷが飛び出しているときにはＶ２よりも
大きい。このため判定部５２にて入力電圧レベルをＶ
１、Ｖ２と比較することにより、ウエハＷの有無及び飛
び出しに対応する信号が出力される。
【００２３】一方前記位置情報出力部５３は、移載部３
０を昇降するためのボールネジ２１を駆動するＺ駆動モ
ータ６１からの駆動量を図示しないエンコーダを介して
取り込み、その入力信号にもとづいて、フォーク３がキ
ャリアＣにおける何番目のスロットの高さ位置にあるか
を求めてスロット番号に対応する位置情報を出力する機
能を有する。
【００２４】更に前記データ作成部５４の後段には、制
御部６０が設けられ、この制御部６０は、データ作成部
５４内のデータをアクセスして、前記Ｚ駆動モータ６
１、フォーク３を駆動するＸ駆動モータ６２及び回転基
台６２をθ方向に駆動するθ駆動モータ６３に制御信号
を与え、また前記データ中にウエハＷの飛び出しのデー
タが含まれている場合には前記制御信号の出力を禁止し
て移載部３を停止すると共にアラーム信号を出力する機
能などを備えている。ただし判定部５２にてウエハＷが
飛び出していることを認識した場合には、直ちにインタ
ーロックをかけてシステムを停止するようにしてもよ
い。
【００２５】次に上述実施例の作用について述べる。先
ずウエハＷを収納したキャリアＣがキャリアステージＳ
上に載置されると共に、移載装置１０のフォークが前記
キャリアＣの前面に対向する位置まで回転基台３１が回
転し、超音波センサー４がキャリアＣの最上段のスロッ
トよりも上方側から最下段のスロットよりも下方側まで
移動するようにボールネジ２１を駆動して移載部３０を
昇降させる。
【００２６】このとき発振部４Ａから前方側に超音波を
発振させることにより、発振部４Ａと対向する位置にウ
エハＷが有するときには超音波がウエハＷの端面で反射
されて受振部４Ｂにて受振される。ウエハＷの厚さは
０．７ｍｍ程度と小さいため、これを確実に検出できる
ように超音波の周波数は、例えば２００ｋＨｚに設定さ
れる。図３（ａ）、（ｂ）は、キャリアＣ内のウエハＷ
の収納状態と受振部４Ｂよりアンプ５１を介して出力さ
れた電圧信号とを対応して示す図であり、図３（ｂ）の
１〜２５の数値はキャリアＣ内のスロット番号、Ｖ１、
Ｖ２は先述したしきい値である。この例では４段目のス
ロットにてウエハＷが抜けており、６段目のウエハＷが
飛び出している状態を表している。
【００２７】即ち移載部３０をキャリアＣの上から下ま
で降下させて超音波により走査するとアンプ５１の出力
電圧Ｖは図３（ｂ）のようになる。ウエハＷがキャリア
Ｃ内に正常に収納されている場合には前記出力電圧Ｖは
しきい値Ｖ１、Ｖ２の間にあるため判定部５２からは
「ウエハ有り」の情報が出力され、４段目のようにウエ
ハＷが無い場合には前記出力電圧ＶはＶ１よりも小さい
ので判定部５２からは「ウエハ無し」の情報が出力され
る。また６段目のようにウエハＷがキャリアＣから飛び
出している場合には判定部５２からは「飛び出し」の情
報が出力される。
【００２８】一方位置情報出力部５３からはそのときの
超音波センサー４の高さ位置つまりキャリアＣ内のスロ
ット位置の情報が出力されるのでデータ作成部５４にて
各スロット毎にウエハＷの有無及び飛び出しの有無を示
すデータが作成される。従って制御部６０ではこのデー
タをアクセスしてウエハＷの飛び出しがあった場合には
移載部３０の駆動を停止すると共に、アラームを発す
る。ただしこの動作は、先述したように判定部５２の出
力にもとづいてハード的に行うこともできる。
【００２９】そしてウエハＷの飛び出しがない場合に
は、制御部６０は前記データにもとづいて各モータ６１
〜６３を駆動制御してキャリアＣ内からウエハＷを取り
出すが、ウエハＷが無いスロットに対してはアクセスせ
ずに次のスロットに対してウエハＷを取りに行くように
制御する。ウエハＷの移載動作については、フォーク３
をウエハＷの下面より若干下方位置にてキャリアＣ内に
進入させ、次いで移載部３０を上昇させてフォーク３に
ウエハＷを保持させ、その後後退してウエハＷを取り出
し、回転基台３１を回転させて所定の位置例えば図示し
ないが熱処理装置のウエハボートにウエハＷを移載す
る。
【００３０】このような実施例によれば、超音波のウエ
ハＷの端面における反射波のレベルを検出しているた
め、キャリアの各段におけるウエハＷの有無の検知と飛
び出しの検知を同時に確実に行うことができる。そして
超音波の発振部４Ａと受振部４Ｂとを移載部３０に取り
付けているため、キャリアＣを挟むようにしてキャリア
Ｃの上下に、また前後に夫々センサーを配置しなくてよ
いので、キャリアＣのまわりにセンサーの配置スペース
を確保しなくて済む。
【００３１】またキャリアＣ内にウエハＷを収納し、昇
降基体２を昇降させれば、特定の移動を行った時点でウ
エハＷが検知され、このときの移動量とウエハＷのスロ
ット位置とが対応しているのでコンピュータ側ではウエ
ハＷのスロット位置を移動量から容易に求めることがで
きる。従って従来技術のような光軸の調整作業と比べて
スロット位置取り込みの調整作業が簡単である。
【００３２】以上において本発明では超音波の反射波の
レベルを検出する代りに、反射波の時間遅れを検出し、
その検出結果にもとづいてキャリアＣ内のウエハＷの有
無と飛び出しとを検知るようにしてもよい。図３は、こ
のような実施例を示す図であり、この実施例では、発振
部４Ａから間欠的に超音波を発振すると共に、これに電
圧を与えるための電圧発生部７１から電圧印加時にタイ
ミングパルスを出力させる。そして受振部４Ｂからの電
圧信号の立ち上がりに対応するパルスをパルス発生部７
０から発生させ、これらパルスの時間差を計測部７２で
計測し、その時間差にもとづき判定部７３でウエハＷの
有無及び飛び出しを判定するようにしている。なおその
後の処理は先の実施例と同様でる。
【００３３】ここで本発明の移載装置を用いた熱処理装
置の一例を図５に示すと、この熱処理装置は、キャリア
ステージ８１に載置されたキャリアＣをＸ、θ、Ｚ方向
に移動自在なキャリア移載装置８２により例えばキャリ
ア収納棚８０を介してウエハ受け渡し部８３に移載する
と共に、例えば先述の実施例で述べたと同様の構成のウ
エハ移載装置８４によりウエハ受け渡し部８３上のキャ
リアＣをウエハボート８５に移載し、ウエハボート８５
を上昇させて熱処理炉８６内に導入するものである。
【００３４】このような熱処理装置では、ウエハボート
８５が例えば熱変形により傾くことがあるが、本発明の
移載装置８４によりウエハボート８５の上端のフランジ
と下端のフランジとの夫々について移載装置８４との距
離を測定することによりウエハボート８５の傾きを検出
でき、直ちにオペレータに知らせて対応をとることがで
きる。またウエハ移載装置８４によりキャリアＣ内のウ
エハのみならずウエハボート８５におけるウエハの有無
や飛び出しをも検出することができる。図中８７は熱処
理炉８６の下端開口部を塞ぐ蓋である。
【００３５】更にまた本発明では、図５に示すようにキ
ャリア移載装置の昇降台８２ａに、既述した超音波セン
サー９を設け、この超音波センサー９によりキャリアＣ
内のウエハの有無と飛び出しとを検知してもよい。即ち
キャリアステージＣにて載置されたキャリアＣは奥側に
倒されて開口部（図５では上面にある開口部）がキャリ
ア移載装置８２と対向する状態になり、従ってキャリア
移載装置８２の昇降台８２ａを降下させて超音波センサ
ー９をキャリアＣの上から下まで移動させることによ
り、ウエハ移載装置を用いた場合と同様に上述の検知が
できる。なお図５の例では、キャリア移載装置８２は２
個の移載アーム８２ｂを備えているため、２個同時にキ
ャリアＣを移載できる構成となっており、超音波センサ
ー９も２個設けられている。
【００３６】以上において本発明の移載装置は真空処理
装置やレジスト処理装置などにも適用でき、また被移載
物は、半導体ウエハに限らずＬＣＤ基板であってもよ
い。そしてまた超音波の発振部と受振部とを共用し、反
射波による発振部の振動状態の変化を捉えて上述の検知
を行うようにしてもよい。
【００３７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、移載装置
に超音波の発振部及び受振部を設け、被移載物の端面か
らの反射波を受振しているため、容器内の各段における
被移載物の有無と飛び出しとを同時に確実に検知でき、
また容器の載置領域の周囲にセンサーを配置するスペー
スを確保しなくて済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す概観斜視図である。
【図２】本発明の実施例の要部を示すブロック図であ
る。
【図３】本発明の実施例の作用を説明するための説明図
である。
【図４】本発明の他の実施例の要部を示すブロック図で
ある。
【図５】本発明の移載装置を用いた熱処理装置を示す概
観斜視図である。
【符号の説明】
１０ 移載装置 ３ フォーク ３０ 移載部 ４、９ 超音波センサー ４Ａ 発振部 ４Ｂ 受振部 ５、７３ 検知部 ７１ 電圧出力部 ７２ 計測部 Ｃ キャリア Ｗ ウエハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｓ 15/04 9382−5Ｊ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 載置部に置かれた容器内に上下に間隔を
    おいて複数収納されている板状の被移載物を移載する装
    置において、 前記被移載物を保持して前記容器内から取り出す進退自
    在な保持部材を備え、前記載置部に対して相対的に昇降
    自在な移載部と、 この移載部に設けられ、前記保持部材の前方側に超音波
    を発振する発振部及び超音波の反射波を受振する受振部
    と、 前記受振部で受振した反射波にもとづいて容器内の各段
    における被移載物の有無と被移載物の飛び出しとを検知
    する検知部と、 を有してなることを特徴とする移載装置。
  2. 【請求項２】 板状の被移載物を上下に間隔をおいて収
    納した容器を移載する装置において、 前記容器の載置部に対して昇降自在に構成され、当該容
    器を保持して移載する移載部と、 この移載部に設けられ、当該移載部の前方側に超音波を
    発振する発振部及び超音波の反射波を受振する受振部
    と、 前記受振部で受振した反射波にもとづいて容器内の各段
    における被移載物の有無と被移載物の飛び出しとを検知
    する検知部と、 を有してなることを特徴とする移載装置。
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