JPH09148404A

JPH09148404A - 基板搬送装置

Info

Publication number: JPH09148404A
Application number: JP32837795A
Authority: JP
Inventors: Yoshiji Oka; 義二岡; Masayuki Itabane; 昌行板羽; Yoshimitsu Fukutomi; 義光福冨; Toshiya Yuge; 俊哉弓削
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-11-22
Filing date: 1995-11-22
Publication date: 1997-06-06
Anticipated expiration: 2015-11-22
Also published as: JP3399728B2

Abstract

(57)【要約】【課題】搬送アームと基板との干渉の可能性を低減す
る。【解決手段】基板搬送装置は、カセット内に収納され
ている基板同士の垂直方向のクリアランスを検出するク
リアランス測定手段と、クリアランスが所定の臨界値未
満の場合には、搬送アームを斜めの軌跡に沿って上昇さ
せつつ基板の間に挿入するアーム駆動手段と、を備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、搬送アームを用
いて、カセット内に収納された半導体ウェハ等の基板を
搬送する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェハ処理装置などにおいては、
搬送アームによってカセット内に収納された基板が１枚
ずつ取り出される。従来は、カセット内に収納されてい
る基板の位置を検出して、基板同士の間隙に搬送アーム
を水平に挿入していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、カセット内
に設けられた基板収納用の溝は、後ろ上がりに製作され
ていることが多い。また、カセットそのものが歪んでい
ることもある。このため、カセット内に収納されている
基板は、やや前傾していることが多い。この前傾量が多
い場合には、基板同士のクリアランスが搬送アームの厚
みよりも小さくなる場合がある。従って、搬送アームを
水平に挿入すると、搬送アームと基板とが干渉してしま
う場合があった。

【０００４】この発明は、従来技術における上述の課題
を解決するためになされたものであり、搬送アームと基
板との干渉の可能性を低減することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
述の課題の少なくとも一部を解決するため、第１の発明
は、搬送アームを用いてカセット内に収納された基板を
搬送する装置であって、前記カセット内に収納されてい
る基板同士の垂直方向のクリアランスを検出するクリア
ランス測定手段と、前記クリアランスが所定の臨界値未
満の場合には、前記搬送アームを斜めの軌跡に沿って上
昇させつつ基板の間に挿入するアーム駆動手段と、を備
える。

【０００６】クリアランスが所定の臨界値未満の場合に
は、搬送アームを水平に挿入すると、搬送アームと基板
が干渉してしまう可能性が高い。そこで、このような場
合に、搬送アームを斜めの軌跡に沿って上昇させつつ基
板の間に挿入するようにすれば、搬送アームと基板との
干渉の可能性を低減することができる。

【０００７】なお、前記アーム駆動手段は、前記クリア
ランスの値に応じて前記斜めの軌跡における上昇幅を調
整する手段を備えることが好ましい。

【０００８】クリアランスの値が小さい場合に上昇幅を
大きくすれば、クリアランスの値が小さい場合にも搬送
アームと基板との干渉の可能性を低減できる。

【０００９】また、前記アーム駆動手段は、前記クリア
ランスが前記臨界値以上の場合には、前記搬送アームを
基板の間に水平方向に挿入することが好ましい。

【００１０】クリアランスが臨界値以上の場合には、搬
送アームを水平に挿入しても搬送アームと基板が干渉し
てしまう可能性が低いので、そのまま水平に挿入するこ
とが可能である。

【００１１】上記の基板搬送装置は、さらに、前記クリ
アランスが所定の限界値未満の場合には、前記搬送アー
ムの挿入を中止するとともに警報を発生する手段を備え
ることが好ましい。

【００１２】こうすれば、搬送アームと基板との干渉の
可能性が高い場合に、その旨を作業者に通知することが
でき、また、基板を損傷してしまうことを防止すること
ができる。

【００１３】なお、前記クリアランス測定手段は、前記
クリアランスを記憶するクリアランス記憶手段を備え、
前記アーム駆動手段は、前記カセットから取り出された
基板を前記カセット内に再度収納する際に、前記斜めの
軌跡を逆に辿って前記基板を前記カセット内に収納する
ように前記搬送アームを駆動することが好ましい。

【００１４】こうすれば、カセットから一旦搬出された
基板を再度収納する際にも、搬送アームとカセット内に
収納済みの基板との干渉の可能性を低減することができ
る。

【００１５】

【発明の他の態様】この発明は、以下のような他の態様
も含んでいる。第１の態様は、搬送アームを用いてカセ
ット内に収納された基板を搬送する方法であって、前記
カセット内に収納されている基板同士の垂直方向のクリ
アランスを検出し、前記クリアランスが所定の臨界値未
満の場合には、前記搬送アームを斜めの軌跡に沿って上
昇させつつ基板の間に挿入する。

【００１６】第２の態様は、上記第１の発明において、
前記クリアランス測定手段が、前記カセットを挟んで対
向して配置された投光素子と受光素子とを備える光セン
サと、前記光センサと前記カセットの少なくとも一方を
相対的に垂直方向に移動させる垂直駆動手段と、前記光
センサと前記カセットが相対的に垂直移動する際に前記
光センサが発生する出力波形から、前記カセット内に存
在する基板同士のクリアランスを検出するクリアランス
検出手段と、を備える。

【００１７】光センサの光は基板によって遮光されて非
受光状態となる。従って、光センサとカセットが相対的
に垂直移動する際に光センサが発生する出力波形から、
カセットに収納されている基板同士のクリアランスを検
出することができる。

【００１８】なお、前記カセットは、基板の挿入・取り
出しのための基板挿入口と、前記基板挿入口とは反対側
に設けられた開口部とを有しており、前記投光素子と受
光素子は、前記投光素子から出射された光が前記基板挿
入口と前記開口部とを通過して前記受光素子で受光され
る位置に配置されていることが好ましい。

【００１９】こうすれば、搬送アームの侵入方向（基板
挿入口と開口部とを結ぶ方向）にほぼ沿って投影された
基板同士のクリアランスを決定することができる。

【００２０】また、前記投光素子と受光素子は、略水平
に配置されていることが好ましい。

【００２１】こうすれば、基板の垂直方向のクリアラン
スを正確に決定することができる。

【００２２】さらに、前記クリアランス検出手段は、前
記受光素子が受光状態であることを示す前記光センサの
出力レベルの範囲を基板同士のクリアランスとして決定
する手段を備えることが好ましい。

【００２３】また、前記クリアランス検出手段は、前記
光センサと前記カセットが相対的に一定距離だけ垂直移
動するたびに１パルスの位置パルス信号を発生する位置
パルス信号発生手段と、前記位置パルス信号のパルス数
をカウントするカウンタと、前記光センサの出力レベル
が切り替わるタイミングにおける前記カウンタのカウン
ト値を順次記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶さ
れた前記カウント値から前記カセット内に収納された基
板同士のクリアランスを決定する位置決定手段と、を備
えることが好ましい。

【００２４】こうすれば、基板によって光センサが遮光
されるか否かに応じて、光センサの出力レベルが切り替
わる。従って、この出力レベルが切り替わるタイミング
におけるカウント値から、基板同士のクリアランスを決
定することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】

Ａ．装置の構成：次に、本発明の実施の形態を実施例に
基づき説明する。図１は、この発明の実施例の装置を備
えた半導体ウェハ処理装置を示す斜視図である。この半
導体ウェハ処理装置は、半導体ウェハ等の基板を熱処理
するための装置であり、カセットＣへのウェハＷの取り
出しと搬入を行なうためのインデクサユニット（基板搬
入・搬出ユニット）１と、カセットＣから取り出された
ウェハＷに種々の処理を施すためのプロセスユニット群
２とを備えている。インデクサユニット１は、カセット
Ｃを載置するためのカセットテーブル３と、カセットＣ
へのウェハＷの搬入と取り出しを行なう基板取出機構４
とを備えている。また、プロセスユニット群２は、回転
処理ユニット１１１，１１２と、熱処理ユニット１２１
〜１２３と、これらの各ユニットにウェハＷを搬送する
ための基板搬送機構９とを備えている。

【００２６】図２は、インデクサユニット１の平面図で
ある。インデクサユニット１のカセットテーブル３の上
には、ウェハＷを多段に収納する複数個のカセットＣが
設置される。このカセットテーブル３の内部には、後述
する基板検出装置の要部が設けられている。

【００２７】基板取出機構４は、昇降および前後動が可
能な基板搬送アーム５を備えている。この基板搬送アー
ム５は、各カセットＣ内の溝に収納されたウェハＷを取
り出したり、あるいはカセットＣ内の溝にウェハＷを収
納したりする機能を有する。基板取出機構４は、さら
に、基板搬送アーム５によって取り出されたウェハＷを
載置するための昇降自在な３本の支持ピン６１〜６３
と、支持ピン６１〜６３によって支持されたウェハＷの
中心位置合わせを行う位置合わせ板７１〜７２を備えて
いる。位置合わせ板７１〜７２の上には、ウェハＷの外
径と略同一曲率になるように配列された複数本の突起８
があり、位置合わせ板７１〜７２が水平往復動すること
により、突起８がウェハＷの周辺に当接・離間して、ウ
ェハＷの中心位置合わせを行うようになっている。

【００２８】基板取出機構４によってカセットＣから取
り出されたウェハＷは、基板受渡し位置（図１に示す位
置Ｐ）に移送された後、プロセスユニット群２の基板搬
送機構９（図１）に受け渡される。

【００２９】基板搬送機構９は、ウェハＷを載置するた
めの略Ｕ字状の２組の基板支持アーム１０を有してい
る。基板搬送機構９は、予め設定された処理レシピ（処
理の手順を規定したデータ）に従って、プロセスユニッ
ト群２の各ユニットにおいてウェハＷを交換しながら順
次搬送していく。プロセスユニット群２で処理されたウ
ェハＷは、基板受渡し位置Ｐにおいて、基板搬送機構９
から基板取出機構４へ受け渡された後、基板取出機構４
によってカセットＣ内に戻される。

【００３０】図３は基板検出装置の機械的構成を示す一
部破断正面図である。基板検出装置は、カセットテーブ
ル３に載置された各カセットＣの周囲を昇降（垂直移
動）するブラケット２１を備えている。このブラケット
２１は、図２に示すように、略コの字状の形状を有して
おり、各カセットＣを取り囲む位置にそれぞれ配置され
ている。ブラケット２１の先端部には、カセットＣ内に
収納されたウェハＷを検出するために、投光素子２２と
受光素子２３からなる光センサ２４が取り付けられてい
る。受光素子２３は、カセットＣの前面にある基板挿入
口Ｃａの前方側に設けられている。また、投光素子２２
は基板挿入口Ｃａとは反対側の開口部Ｃｂの後方側に設
けられている。投光素子２２および受光素子２３は、そ
の光軸がほぼ水平に、かつ、基板搬送アーム１０に平行
になるように取り付けられている。投光素子２２から射
出された光Ｌは、後端の開口部ＣｂからカセットＣ内に
入り、基板挿入口Ｃａから出て受光素子２３で受光され
る。カセットＣ内にウェハＷが収納されている場合に
は、この光ＬはウェハＷによって遮断される。このよう
に、投光素子２２と受光素子２３の位置は、光Ｌがカセ
ットＣの前後に設けられた２つの開口Ｃａ，Ｃｂを通過
するように設定されている。この結果、カセットＣ内に
収納されているウェハＷによって、光Ｌが確実に遮断さ
れるようにすることができる。ウェハＷによって光Ｌが
遮断される垂直方向の範囲は、基板搬送アーム５の侵入
方向（基板挿入口５ａと開口部５ｂとを結ぶ方向）に沿
ってウェハＷを投影した範囲に相当する。なお、投光素
子２２と受光素子２３の位置は、逆にすることも可能で
ある。

【００３１】図３に示すように、カセットテーブル３の
下方には、ブラケット２１を昇降させるための昇降機構
２５が設けられている。昇降機構２５は、支持板２０に
垂直方向に並設支持されたロッドレスシリンダ２６と、
ロッドレスシリンダ２６に摺動自在に嵌入された可動部
材２８とを備えている。可動部材２８の上には、カセッ
トテーブル３を貫通する縦部材２９が設けられており、
この縦部材２９がブラケット２１に連結されている。ま
た、可動部材２８の側面には、光遮蔽板３０が設けられ
ており、光遮蔽板３０の下方にはフォトインタラプタで
構成されたタイミングセンサ３２が設けられている。停
止状態では、光遮蔽板３０がタイミングセンサ３２の隙
間に挿入されており、タイミングセンサ３２は非受光状
態に保たれている。昇降機構２５が動作を開始して光遮
蔽板３０がタイミングセンサ３２を受光状態にすると、
タイミングセンサ３２がブラケット２１（すなわち光セ
ンサ２４）が所定の原点位置にあることを示す信号を発
生する。可動部材２８には、さらに、光センサ２４の垂
直方向位置を示す位置パルス信号を発生するリニアスケ
ールセンサ３４が設けられている。なお、光センサ２４
の垂直方向位置を示す信号を発生するセンサとしては、
リニアスケールセンサに限らず、各種のエンコーダなど
の他の手段を利用することができる。

【００３２】ロッドレスシリンダ２６の図示しない駆動
機構がロッドレスシリンダ２６の上下端からエアーを供
給すると、ロッドレスシリンダ２６内の図示しない磁石
が上下動する。すると、これに伴って可動部材２８が上
下動し、ブラケット２１に取り付けられた光センサ２４
がカセットＣの周囲に沿って昇降する。この時、リニア
スケールセンサ３４は、可動部材２８が所定の距離だけ
昇降するたびに１パルスの位置パルス信号を発生する。

【００３３】なお、昇降機構２５は、上述のようなロッ
ドレスシリンダ２６に限らず、通常のエアーシリンダ
や、モータによる螺子送り機構などで構成することも可
能である。

【００３４】図４は、基板検出装置の電気的構成を示す
概念図である。受光素子２３は、光Ｌを受光しているか
否かを示す受光信号ＳL を発生する。タイミングセンサ
３２は、ブラケット２１が所定の原点位置にあることを
示す原点位置信号ＳREF を発生する。また、リニアスケ
ールセンサ３４は、光センサ２４の移動距離を示す位置
パルス信号ＳP1を発生する。これらの信号ＳL ，ＳP1，
ＳREF は、基板位置検出装置４０に入力されている。

【００３５】基板位置検出装置４０は、バス４１にそれ
ぞれ接続されているＣＰＵ４２と、メインメモリ４４
と、ＦＩＦＯメモリ４６と、第１のアップダウンカウン
タ４８とを備えている。基板位置検出装置４０は、さら
に、２つのセレクタ５１，５２と、チャタリング防止回
路５４と、ラッチ５６と、第２のアップダウンカウンタ
５８と、ＰＬＬ回路６０とを有している。

【００３６】第１のセレクタ５１には、カセットテーブ
ル３上の各カセットＣ用の受光素子２３からの受光信号
ＳL がそれぞれ入力されている。図１の例では、カセッ
トテーブル３に４台のカセットＣを設置できるので、４
つの受光信号ＳL が第１のセレクタ５１に入力される。
第２のセレクタ５２には、各カセット用のリニアスケー
ルセンサ３４からの位置パルス信号ＳP1がそれぞれ入力
されている。なお、２つのセレクタ５１，５２は、ＣＰ
Ｕ４２から与えられた選択信号ＳＥＬに従って、４つの
信号から１つを選択する。

【００３７】第２のセレクタ５２で選択された位置パル
ス信号ＳP1は、ＰＬＬ回路６０に入力されて、位置パル
ス信号ＳP1の周波数の整数倍の周波数を有する第２の位
置パルス信号ＳP2に変換される。例えば、元の位置パル
ス信号ＳP1が０．１ｍｍ毎に１パルス発生する信号であ
る場合に、ＰＬＬ回路６０によってその周波数を４倍す
れば、第２の位置パルス信号ＳP2は０．０２５ｍｍ毎に
１パルス発生する信号となる。ＰＬＬ回路６０を設ける
のは、位置パルス信号ＳP2の分解能（１パルスに相当す
る距離）を十分小さな値にするためである。従って、元
の位置パルス信号ＳP1の分解能が十分に小さい場合に
は、ＰＬＬ回路６０を省略することができる。なお、リ
ニアスケールセンサ３４とＰＬＬ回路６０は、本発明に
おける位置信号発生手段に相当する。

【００３８】ＰＬＬ回路６０で生成された第２の位置パ
ルス信号ＳP2は、２つのアップダウンカウンタ４８，５
８と、チャタリング防止回路５４とに供給されている。
位置パルス信号ＳP1，ＳP2は、ブラケット２１（すなわ
ち光センサ２４）の上昇時にパルスを発生するアップ信
号と、下降時にパルスを発生するダウン信号とを含んで
いる。２つのアップダウンカウンタ４８，５８は、これ
らのアップ信号とダウン信号のパルス数をアップ／ダウ
ンカウントする。従って、アップダウンカウンタ４８，
５８のカウント値は、光センサ２４の垂直位置を示して
いる。

【００３９】なお、２つのアップダウンカウンタ４８，
５８は、タイミングセンサ３２が発生する原点位置信号
ＳREF によってイネーブルされて、その動作を開始す
る。この際、同時に２つのカウンタ４８，５８のカウン
ト値も０にクリアされる。なお、各カセット用の原点位
置信号ＳREF はワイヤードＯＲが取られており、いずれ
かのカセット用の原点位置信号ＳREF がオン状態になれ
ば、アップダウンカウンタ４８，５８の動作が開始され
る。

【００４０】ＣＰＵ４２は、第１のアップダウンカウン
タ４８のカウント値を監視して、ブラケット２１がその
上端位置まで上昇したか否かを判断している。すなわ
ち、アップダウンカウンタ４８のカウント値が所定の上
限値に達した場合には、ブラケット２１が上端まで上昇
したものと判断してその上昇動作を停止し、ブラケット
２１を逆に下降させる。

【００４１】チャタリング防止回路５４は、受光信号Ｓ
L のレベルが切り替わったことを示すタイミング信号Ｓ
T を生成している。但し、チャタリング防止回路５４
は、受光信号ＳL のレベルが切り替わった後に、位置パ
ルス信号ＳP2のパルスが所定個数（例えば５パルス）連
続して発生した時に、１パルスのタイミング信号ＳT を
発生する。この結果、受光信号ＳL にチャタリングが発
生した場合にも、タイミング信号ＳT のチャタリングを
防止することができる。

【００４２】第２のアップダウンカウンタ５８のカウン
ト値ＣＮＴは、チャタリング防止回路５４が生成するタ
イミング信号ＳT に従ってラッチされてＦＩＦＯメモリ
４６に書き込まれるので、受光信号ＳL のレベルが切り
替わった時点におけるカウント値ＣＮＴがＦＩＦＯメモ
リ４６に順次記憶されていくことになる。

【００４３】Ｂ．カセットＣと基板搬送アーム５の構造
およびウェハ位置の検出動作：図５は、基板取出機構４
の構成を示す説明図である。すなわち、図５（Ａ）は、
ウェハＷを保持した基板搬送アーム５がカセットＣ内に
挿入された状態の平面図であり、図５（Ｂ）はその側面
図である。但し、図５（Ｂ）では、基板搬送アーム５を
駆動する機構が描かれており、カセットＣとブラケット
２１は省略されている。

【００４４】図５（Ｂ）に示すように、基板搬送アーム
５は板状の部材であり、後端の厚肉板状部５ａと、中央
の薄肉板状部５ｂと、薄肉板状部５ｂの先端部に設けら
れた突起部５ｃとを有している。厚肉板状部５ａの厚み
ｔ１は例えば約１．５ｍｍ、薄肉板状部５ｂの厚みｔ２
は約１．０ｍｍ、突起部５ｃの厚みｔ３は約１．０ｍｍ
である。

【００４５】厚肉板状部５ａの後端付近には、基板搬送
アーム５を駆動するアーム駆動機構８０が設けられてい
る。アーム駆動機構８０は、基板搬送アーム５に連結さ
れた垂直軸８２と、垂直軸８２を昇降させる垂直駆動部
８４と、垂直駆動部８４を水平方向に沿って案内する水
平ガイド８６と、垂直駆動部８４を水平ガイド８６に沿
って水平方向に移動させる水平駆動部８８と、垂直駆動
部８４および水平駆動部８８を制御する駆動制御部８９
とを備えている。なお、駆動制御部８９は、基板位置検
出装置４０と電気的に接続されている。

【００４６】図６（Ａ）は、カセットＣの構造を示す平
面図であり、図６（Ｂ）はそのＢ−Ｂ矢視断面図であ
る。但し、図６（Ｂ）においては、図示の便宜上、カセ
ットＣ後方の開口部Ｃｂに近い構造の線を省略してい
る。カセットＣの側面板９０の内側には、多数の溝９２
が設けられており、この溝９２に沿ってウェハＷが収納
される。また、カセットＣは、その上端に上面板９４を
有しており、また、下端付近にはＨバーと呼ばれる構造
部材９６を有している。Ｈバー９６の名前は、その平面
形状が略Ｈ型であることに由来している。

【００４７】図６（Ａ）に示すように、投光素子２２か
ら出射された光Ｌは、カセットＣ後端の開口部Ｃｂから
カセットＣ内に入射され、基板挿入口Ｃａを通過した後
に受光素子２３に受光される。従って、図６（Ｂ）に示
すように、カセットテーブル３上に設置されたカセット
Ｃの周囲に沿って、光センサ２４（投光素子２２と受光
素子２３）が垂直方向に移動すると、投光素子２２から
出射された光Ｌは、カセットテーブル３と、カセットの
Ｈバー９６と、カセット内に収納されたウェハＷと、カ
セットの上面板９４とによってそれぞれ遮断される。

【００４８】図７は、光センサ２４が上昇する際に受光
素子２３が発生する受光信号ＳL の波形を示す説明図で
ある。すなわち、図７（Ｂ）は図６（Ｂ）に対応する構
造を模式的に示しており、図７（Ａ）は、これに対応す
る受光信号ＳL の波形を示している。図７（Ａ）に示す
ように、この実施例ではカセットＣ内にウェハＷが２５
枚収納できるものと仮定しており、その一部にウェハＷ
が実際に収納されているものとしている。受光素子２３
が受光状態にある時には受光信号ＳL は０レベル（Ｌレ
ベル）を示し、受光素子２３が非受光状態（遮光状態）
にある時には受光信号ＳL は１レベル（Ｈレベル）を示
す。

【００４９】図８は、図４に示す基板位置検出装置４０
の動作を示すタイミングチャートである。図８（ａ）は
ＰＬＬ回路６０が生成する第２の位置パルス信号ＳP2で
あり、図８（ｂ）はタイミングセンサ３２が発生する原
点位置信号ＳREF 、図８（ｃ）は受光素子２３が発生す
る受光信号ＳL 、図８（ｄ）はＦＩＦＯメモリ４６に記
憶されるカウント値ＣＮＴである。

【００５０】光センサ２４が上昇を始め、タイミングセ
ンサ３２の原点位置信号ＳREF がＨレベルになると、こ
れに応じて基板位置検出装置４０の動作が開始される。
この時、アップダウンカウンタ４８，５８のカウント値
も０に初期化される。図８（ａ）に示すように、位置パ
ルス信号ＳP2は、光センサ２４が所定の距離だけ（例え
ば０．０２５ｍｍ）移動するたびに１パルス発生してい
る。アップダウンカウンタ４８，５８は、この位置パル
ス信号ＳP2のパルス数をアップカウントする。なお、こ
の実施例では、光センサ２４が一定速度で上昇すると仮
定している。従って、図８（ａ）に示す位置パルス信号
ＳP2はアップ信号である。また、ダウン信号はパルスが
発生していない。

【００５１】受光素子２３が発生する受光信号ＳL （図
８（ｃ））のレベルが切り替わると、図８（ｄ）に示す
ように第２のアップダウンカウンタ５８のカウント値Ｃ
ＮＴがラッチ５６で保持されて、ＦＩＦＯメモリ４６に
記憶される。従って、ＦＩＦＯメモリ４６には、受光信
号ＳL のレベルが切り替わる時刻Ｔ１，Ｔ２…のそれぞ
れにおけるカウント値ＣＮＴが順次記憶されていく。

【００５２】カウント値ＣＮＴは、タイミングセンサ３
２で規定された原点位置からの垂直方向の距離を示して
いる。すなわち、ＦＩＦＯメモリ４６に記憶されたカウ
ント値ＣＮＴから、各時刻Ｔ１，Ｔ２…における光セン
サ２４の垂直位置を算出することができる。カセットＣ
のＨバー９６や上面板９４の位置は予め解っている。そ
こで、ＣＰＵ４２は、このＦＩＦＯメモリ４６に記憶さ
れたカウント値ＣＮＴから、カセットＣ内に収納されて
いるウェハＷのそれぞれの垂直方向の位置範囲を決定す
る。また、ウェハＷの垂直方向の位置範囲が決定される
と、ウェハＷ同士のクリアランスも同時に決定できる。

【００５３】本実施例における基板位置決定装置４０
は、本発明における基板位置検出手段およびクリアラン
ス測定手段に相当する。また、ＣＰＵ４２は、本発明に
おける位置決定手段としての機能を有している。位置決
定手段としての機能を実現するためのソフトウェアプロ
グラム（アプリケーションプログラム）は、フロッピデ
ィスクやＣＤ−ＲＯＭ等の携帯型記憶媒体（可搬型記憶
媒体）に格納され、携帯型記憶媒体からメインメモリ４
４または図示しない外部記憶装置に転送され、実行時に
はメインメモリ４４に記憶されている。

【００５４】なお、前述したように、実際には、図４に
示すチャタリング防止回路５４が、受光信号ＳL のレベ
ルが切り替わった後に、位置パルス信号ＳP2のパルスが
所定個数（例えば５パルス）連続して発生した時に、１
パルスのタイミング信号ＳTを発生している。従って、
カウント値ＣＮＴがラッチ５６が保持されるタイミング
は５パルス分ずつ遅れている。従って、ＦＩＦＯメモリ
４６に記憶されたカウント値ＣＮＴから算出された位置
から５パルス分を差し引いた位置が正確な測定位置とな
る。

【００５５】図７（Ｂ）に示すように、水平に収納され
ているウェハＷに対しては、受光信号ＳL が１レベル
（Ｈレベル）である期間がウェハＷの厚みにほぼ相当し
ている。一方、傾いて収納されているウェハＷに対して
は、受光信号ＳL が１レベル（Ｈレベル）である期間
は、ウェハＷを水平方向の光で投影した時の厚みに相当
するので、ウェハＷの実際の厚みよりもかなり広い。こ
のように、ウェハＷが傾斜状態で収納されている時に
も、そのウェハＷの垂直方向の収納範囲が解り、また、
ウェハ同士のクリアランスも知ることができる。そこ
で、この実施例では、以下に説明するように、ウェハ同
士のクリアランスに応じて基板搬送アーム５を動作させ
ることによって、基板搬送アーム５とウェハＷとが衝突
するのを防止している。

【００５６】図９は、ウェハ同士のクリアランスに応じ
た基板搬送アーム５の動作モードを示す説明図である。
図９は、カセットＣ内における標準的なウェハの収納ピ
ッチが６．３５ｍｍである場合の例である。また、２枚
のウェハＷ１，Ｗ２のうちで、上方のウェハＷ１を取出
す場合を想定してる。

【００５７】図９（Ａ）のように、２枚のウェハＷ１，
Ｗ２の間のクリアランスＣＬが４．５ｍｍ以上の場合に
は、基板搬送アーム５の下面を、上方のウェハＷ１の下
面位置から３．５ｍｍ下の高さに設定し、この高さを保
ったままで基板搬送アーム５を水平に移動させてウェハ
Ｗ１，Ｗ２の間に挿入する。基板搬送アーム５の最大厚
みは２．５ｍｍなので、このように挿入しても、基板搬
送アーム５の上端（すなわち突起部５ｃの上端）と、上
方のウェハＷ１の下面との間には１ｍｍ以上の隙間があ
る。また、基板搬送アーム５の下端と下方のウェハ２の
上面との間にも１ｍｍ以上の隙間がある。従って、基板
搬送アーム５を水平に挿入しても基板搬送アーム５とウ
ェハＷ１，Ｗ２とが干渉することはない。

【００５８】図９（Ｂ）のように、２枚のウェハＷ１，
Ｗ２のクリアランスＣＬが３．１ｍｍ以上４．５ｍｍ未
満の範囲にある場合には、基板搬送アーム５の下面を、
上方のウェハＷ１の下面位置から次の式で与えられる距
離ｄだけ下側に設定する。

【００５９】ｄ＝３．５−（４．５−ＣＬ）／２［ｍｍ］

【００６０】上記の式に従って距離ｄを決定すれば、
４．５ｍｍとクリアランスＣＬとの差の１／２だけ、基
板搬送アーム５の下面を図９（Ａ）の位置より上に設定
することになる。この状態でも基板搬送アーム５と、各
ウェハとの間には隙間が確保される。従って、基板搬送
アーム５を水平に挿入しても基板搬送アーム５とウェハ
Ｗ１，Ｗ２とが干渉することはない。

【００６１】図９（Ｃ）のように、２枚のウェハＷ１，
Ｗ２のクリアランスＣＬが２．１ｍｍ以上３．１ｍｍ未
満の範囲にある場合は、２枚のウェハＷ１，Ｗ２が共に
前傾していると考えられる。そこで、この場合には、ま
ず基板搬送アーム５の下面を、上方のウェハＷ１の下面
位置から２．８ｍｍ下の高さに設定する。そして、この
高さで基板搬送アーム５を水平方向に挿入を開始し、ウ
ェハＷ１の下方において基板搬送アーム５を０．８ｍｍ
上昇させつつ挿入する。

【００６２】図１０は、図９（Ｃ）の場合における基板
搬送アーム５の移動軌跡を示す説明図である。図１０
（Ａ）に示すように、まず、基板搬送アーム５の下面を
上方のウェハＷ１の下面位置から２．８ｍｍ下の高さに
保ったまま水平方向に挿入する。そして、突起部５ｃが
ウェハＷ１の前端（図１０では右側端部）の下方に到達
した位置から、一点鎖線で示す軌跡ＴＲに沿って斜め方
向に直線的に基板搬送アーム５を移動させる。この軌跡
ＴＲは、基板搬送アーム５のコーナー部５ｐの軌跡であ
る。図１０（Ｂ）は、斜め方向の軌跡の終端まで基板搬
送アーム５が移動した状態を示している。図１０（Ｂ）
の位置では、図１０（Ａ）の位置よりも基板搬送アーム
５が０．８ｍｍ上昇しているので、基板搬送アーム５の
下面が下方のウェハＷ２の上面に接触することがない。
図１０（Ｂ）の位置からは、基板搬送アーム５が垂直方
向に上昇して上方のウェハＷ１を受け取る。なお、図１
０に示す基板搬送アーム５の動作は、図５に示す駆動制
御部８９が垂直駆動部８４と水平駆動部８８を制御する
ことによって達成される。

【００６３】図９（Ｄ）のように、２枚のウェハＷ１，
Ｗ２のクリアランスＣＬが２．１ｍｍ未満１．０ｍｍ以
上である場合には、基板搬送アーム５の下面を、上方の
ウェハＷ１の下面位置から２．８ｍｍ下の高さに設定す
る。これは図９（Ｃ）の場合と同様である。そして、こ
の高さで基板搬送アーム５の挿入を開始し、ウェハＷ１
の下において基板搬送アーム５を１．５ｍｍ上昇させつ
つ挿入する。この軌跡は図１０に示すものとほぼ同様で
あり、斜め方向の軌跡における垂直方向の移動距離（す
なわち上昇幅）が異なるだけである。

【００６４】２枚のウェハＷ１，Ｗ２のクリアランスＣ
Ｌが１．０ｍｍ未満の場合には、基板搬送アーム５をウ
ェハＷ１，Ｗ２と干渉させずに挿入することが困難なの
で、基板位置検出装置４０は、挿入が困難であることを
作業者に伝達するための警報（警報音や警報表示）を発
生する。また、駆動制御部８９は、基板搬送アーム５を
停止させる。このようにクリアランスＣＬが所定の限界
値（例えば１．０ｍｍ）未満の場合に、基板搬送アーム
５を停止するとともに警報を発生するようにすれば、基
板搬送アーム５を無理に挿入してウェハＷ１，Ｗ２を損
傷することを防止できる。

【００６５】このように、本実施例では、基板搬送アー
ム５の侵入方向に沿って測定した２枚のウェハＷ１，Ｗ
２のクリアランスＣＬに応じて、駆動制御部８９が基板
搬送アーム５の挿入の軌跡を変更している。これによっ
て、基板搬送アーム５の先端が２枚のウェハＷ１，Ｗ２
と衝突することを防止するとともに、基板搬送アーム５
の下面が下方のウェハＷ２の上面と接触することも防止
している。すなわち、クリアランスＣＬが基板搬送アー
ム５の最大厚み（２．５ｍｍ）に所定の余裕（０．６ｍ
ｍ）を持たせた臨界値（３．１ｍｍ）以上の場合（図９
（Ａ），（Ｂ））には、基板搬送アーム５を水平に挿入
する。一方、クリアランスＣＬが臨界値未満で限界値
（１．０ｍｍ）以上の場合（図９（Ｃ），（Ｄ））に
は、ウェハＷ１，Ｗ２の前端の位置に基板搬送アーム５
の先端部が到達するまで基板搬送アーム５を水平に挿入
し、その後、斜め方向の軌跡ＴＲに沿って上昇させつつ
基板搬送アーム５を挿入している。この斜め方向の軌跡
ＴＲにおける垂直方向の移動距離は、基板搬送アーム５
の下面が下方のウェハＷ２の上面と接触しないように、
クリアランスＣＬの値に応じて決定される。通常は、基
板搬送アーム５の先端部の厚みは基板搬送アーム５の最
大厚みよりも小さいので、このような斜め方向の軌跡Ｔ
Ｒで基板搬送アーム５を挿入することによって、基板搬
送アーム５と２枚のウェハＷ１，Ｗ２との干渉を防止す
ることができる。

【００６６】なお、上記の臨界値や限界値等の各値は単
なる例示であり、カセットＣ内のウェハの収納ピッチや
基板搬送アーム５の厚み等に応じて適切な値がそれぞれ
設定される。

【００６７】カセットＣから取り出されたウェハＷ１
は、プロセスユニット群２における処理が終了した後
に、同一のカセットＣ内に戻される。この際、基板搬送
アーム５の駆動制御部８９（図５）は、ウェハＷ１を取
出す際の軌跡ＴＲを逆に辿ってカセットＣにウェハＷ１
を戻す。こうすれば、ウェハＷ１をカセットＣに収納す
る際にも基板搬送アーム５がその下方のウェハＷ２と干
渉しないようにすることができる。カセットＣ内の各ウ
ェハの収納状態（クリアランスＣＬを含む）は基板位置
検出装置４０内のメインメモリ４４（図４）に記憶され
ており、この収納状態に従って駆動制御部８９が上述の
制御を実行する。

【００６８】なお、この発明は上記の実施例や実施形態
に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々の態様において実施することが可能であり、
例えば次のような変形も可能である。

【００６９】（１）光センサ２４を昇降させる代わり
に、カセットＣを昇降させるようにしてもよい。すなわ
ち、光センサ２４とカセットＣの少なくとも一方を相対
的に垂直方向に移動させるようにすればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の装置を備えた半導体ウェハ
処理装置を示す斜視図。

【図２】インデクサユニット１の平面図。

【図３】基板検出装置の機械的構成を示す一部破断正面
図。

【図４】基板検出装置の電気的構成を示す概念図。

【図５】基板取出機構４の構成を示す説明図。

【図６】カセットＣの構造を示す説明図。

【図７】光センサ２４が垂直方向に移動した際に受光素
子２３が発生する受光信号ＳLの波形を示す説明図。

【図８】基板位置検出装置４０の動作を示すタイミング
チャート。

【図９】ウェハ同士のクリアランスに応じた基板搬送ア
ーム５の動作モードを示す説明図。

【図１０】基板搬送アーム５を斜めに挿入する場合の移
動軌跡を示す説明図。

【符号の説明】

１…インデクサユニット２…プロセスユニット群３…カセットテーブル４…基板取出機構５…基板搬送アーム５ａ…厚肉板状部５ｂ…薄肉板状部５ｃ…突起部５ｐ…コーナー部８…突起９…基板搬送機構１０…基板支持アーム２０…支持板２１…ブラケット２２…投光素子２３…受光素子２４…光センサ２５…昇降機構２６…ロッドレスシリンダ２７…駆動機構２８…可動部材２９…縦部材３０…光遮蔽板３２…タイミングセンサ３４…リニアスケールセンサ４０…基板位置検出装置４１…バス４２…ＣＰＵ４４…メインメモリ４６…ＦＩＦＯメモリ４８…アップダウンカウンタ５１，５２…セレクタ５４…チャタリング防止回路５６…ラッチ５８…アップダウンカウンタ６０…ＰＬＬ回路６１〜６３…支持ピン７１〜７２…位置合わせ板８０…アーム駆動機構８２…垂直軸８４…垂直駆動部８６…水平ガイド８８…水平駆動部８９…駆動制御部９０…側面板９２…溝９４…上面板９６…Ｈバー１１１，１１２…回転処理ユニット１２１〜１２３…熱処理ユニットＣ…カセットＣａ…基板挿入口Ｃｂ…開口部ＳL…受光信号ＳP1，ＳP2…位置パルス信号ＳREF…原点位置信号ＳT…タイミング信号ＳＥＬ…選択信号Ｗ…ウェハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｇ０１Ｂ 21/00 Ｇ０１Ｂ 21/00 Ｈ (72)発明者福冨義光京都市伏見区羽束師古川町322番地大日本スクリーン製造株式会社洛西事業所内 (72)発明者弓削俊哉京都市伏見区羽束師古川町322番地大日本スクリーン製造株式会社洛西事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】搬送アームを用いてカセット内に収納さ
れた基板を搬送する装置であって、前記カセット内に収納されている基板同士の垂直方向の
クリアランスを検出するクリアランス測定手段と、前記クリアランスが所定の臨界値未満の場合には、前記
搬送アームを斜めの軌跡に沿って上昇させつつ基板の間
に挿入するアーム駆動手段と、を備える基板搬送装置。
【請求項２】請求項１記載の基板搬送装置であって、前記アーム駆動手段は、前記クリアランスの値に応じて前記斜めの軌跡における
上昇幅を調整する手段を備える、基板搬送装置。
【請求項３】請求項１または２記載の基板搬送装置で
あって、前記アーム駆動手段は、前記クリアランスが前記臨界値以上の場合には、前記搬
送アームを基板の間に水平方向に挿入する、基板搬送装
置。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の基
板搬送装置であって、さらに、前記クリアランスが所定の限界値未満の場合には、前記
搬送アームの挿入を中止するとともに警報を発生する手
段を備える、基板搬送装置。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の基
板搬送装置であって、前記クリアランス測定手段は、前記クリアランスを記憶
するクリアランス記憶手段を備え、前記アーム駆動手段は、前記カセットから取り出された
基板を前記カセット内に再度収納する際に、前記斜めの
軌跡を逆に辿って前記基板を前記カセット内に収納する
ように前記搬送アームを駆動する、基板搬送装置。