JPH11214483A - カセット内ウエフア検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ポッドカセットに収納したウエフアを検出す
ることができ、その検出中にウエフアの搬送を行うロボ
ットはウエフアの検出動作とは独立した動きを取ること
ができるカセット内ウエフア検出装置を提供する。 【解決手段】 カセットに収納されたウエフアを該カセ
ットとセンサの相対移動で検出する。カセットは蓋２の
着脱で気密の封止や解除ができるポッドカセット１であ
り、蓋を着脱するオープナー１０８と、オープナーに取
り付けられたウエハの検知センサ１５と、処理台上に置
かれたポッドカセットの蓋をオープナーが着脱する際の
オープナーとポッドカセットとの相対移動時に検知セン
サの出力に基づいて該カセット内に収納されたウエフア
１０４の有無を検出する手段を有する。検知センサをオ
ープナーの上面左右両端部に配置し、ポッドカセットに
収納されているウエフアのほぼ中心位置の方向に移動さ
せ得る手段を介して取り付けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカセット内ウエフア
検出装置に係わり、特に蓋の着脱で気密の封止や解除を
することができるポッド（莢）タイプのカセット（以
下、ポッドカセットと略記する）に収納されている半導
体などのウエフアを検出する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体ウエフア用カセットは、カ
セットの前後が解放状態にありウエフアをカセットの左
右両側壁で支持する構造で、ウエファがカセットの前後
面で露出していた。カセットに収納されている半導体な
どのウエフアを検出する従来の装置としては、例えば、
カセットの前面に透過形センサの発光素子を配置し、カ
セットの後方に透過形センサの受光素子を配置し、カセ
ットを上下いずれかの方向に移動させることによって、
発光素子からの光線（光軸）がウエフアで遮断されるこ
とを検出してウエフアを検出するものや、ウエフアを搬
送するロボットのアームに反射形センサを取付け、アー
ムを上昇又は下降させることにより、反射光を得てウエ
フアを検出するものなどがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】蓋の着脱で気密の封止
や解除をすることができる開口部が１ヶ所しかないポッ
ドカセットでは、カセット内を通過させてセンサの検出
光を透過させる従来技術は、検出光が該カセットを透過
できないので使用できない。

【０００４】またロボットのアームに反射形センサを設
置した従来技術では、ロボットはウエフアの検出中にア
ームの先端にあるハンドを用いて他の動作をすることが
不可能であり、スループットが悪い。さらに、ウエフア
の有無は検出できてもウエフアの段違い挿入や誤挿入等
の検出は不可能である。

【０００５】それゆえ本発明の目的は、ポッドカセット
においてウエフアを検出することができ、その検出中に
ウエフアの搬送を行うロボットはウエフアの検出動作と
は独立した動きを取ることができるカセット内ウエフア
検出装置を提供することにある。

【０００６】さらに、本発明の他の目的はポッドカセッ
トにおいてウエフアの段違い挿入や誤挿入等の検出をす
ることができるカセット内ウエフア検出装置を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の特徴とするところは、カセットに収納されたウエフ
アを該カセットとセンサの相対移動で検出するカセット
内ウエフア検出装置において、カセットは蓋の着脱で気
密の封止や解除をすることができるポッドカセットであ
り、ポッドカセットの蓋を着脱するオープナーと、オー
プナーに取り付けられたウエハの検知センサと、処理台
上に置かれたポッドカセットの蓋をオープナーが着脱す
る際、該ポッドカセット内に収納されたウエフアの配列
方向でのオープナーとポッドカセットとの相対移動時に
検知センサの出力に基づいてウエフアの有無を検出する
手段とを有することにある。

【０００８】好ましくは、検知センサをオープナーの上
部左右両端部に配置し、ポッドカセットに収納されてい
るウエフアのほぼ中心位置に向かう方向に沿って先端を
移動させ得る手段を介して検知センサを取り付ける。

【０００９】さらに好ましくは、透過型の検知センサを
その光軸がポッドカセットの開口面および該ポッドカセ
ットに収納されるウエフアと平行になるようにオープナ
ーに取り付ける。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
〜図７を用いて説明する。

【００１１】図２において、１００は半導体処理設備
で、金属蒸着部１０１とアニーリング部１０２と２個の
ポッドカセット設置部１０３とこれら各部間で一点鎖線
で示した半導体ウエフア１０４を移載する搬送部１０５
とを備えている。ポッドカセット設置部１０３に置かれ
るポッドカセット１は、図中左右方向に移動するテーブ
ル１０６で搬送部１０５の開口１０７にほぼ気密にはめ
込まれる。

【００１２】搬送部１０５における開口１０７の内側に
ポッドカセット１の蓋を開ける機能と開口１０７を塞ぐ
機能とを有するオープナー１０８がある。ポッドカセッ
ト１が外されるときは、オープナー１０８が開口１０７
を覆って外気侵入を遮断する。なお、上側の開口１０７
におけるオープナーの図示は煩雑さを避けるために省略
し、下側の開口１０７におけるオープナー１０８のみが
点線で示されている。

【００１３】金属蒸着部１０１，アニーリング部１０２
と搬送部１０５とはゲートバルブ１０９，１１０を介し
て連通される。搬送部１０５にはレール１１１が図中上
下方向に延在している。レール１１１上を図において上
下に移動する多関節ロボット１１２があって、先端のハ
ンドに半導体ウエフア１０４を載せて金属蒸着部１０
１，アニーリング部１０２，ポッドカセット設置部１０
３に置かれるポッドカセット１間を多関節ロボット１１
２のｘ，ｙ，ｚ軸方向の移動およびθ軸回転などにより
移載して所望な処理を行う。

【００１４】半導体処理設備１００における一連の処理
は制御部１１３で伝送線１１４を介して上位ホスト機と
交信をしながらソフト的に管理している。

【００１５】ポッドカセット１は図３に示すように内部
に複数枚の半導体ウエフア１０４を多段に桟で区切られ
た間隔を持って収納し、蓋２をはめてリンク３を動かし
ロックをするとポッドカセット１内を外部と遮断された
クリーンな環境に保つことができる。ポッドカセット１
におけるリンク３の操作や蓋２の着脱は図２のオープナ
ー１０８で行う。ポッドカセット１における蓋２の着脱
やロックはオープナー１０８で操作ができるものであれ
ばリンク３以外の任意の手段でよい。

【００１６】図４はオープナー１０８でポッドカセット
１における蓋２のロックを解除しさらに蓋２を脱離させ
る状況を示している。オープナー１０８の図示していな
い吸着盤が蓋２の前面中央部に吸着し、ロック解除機構
がリンク３を回転させると蓋２はポッドカセット１から
外れる。その後、図４に矢印Ａ，Ｂで示すようにオープ
ナー１０８を移動すると、図５に示すようにポッドカセ
ット１は解放され、収納されている半導体ウエフア１０
４を取り出すことができる状態になる。図４の矢印Ａ，
Ｂとは逆の図５の矢印Ｃ，Ｄで示すようにオープナー１
０８を移動させると図４のように蓋２を装着することが
できる。

【００１７】図１にオープナー１０８に備えられている
ウエフア検出機構を示す。図１ではオープナー１０８上
面の右半分を示しているが、オープナー１０８の上部左
右両端部には、固定アーム１２にペンシリンダ１３が取
り付けられ、そのシリンダ軸１３aの先端に固定金具１
４を介して検知センサ１５が設けられている。検知セン
サ１５は反射型で、光軸は二点鎖線で示すように半導体
ウエフア１０４の中心位置に向っている。従って、ウエ
フアが真円であれば、光軸がウエフアと交差する時、検
知センサ１５からの検出光はウエフア周縁部に直角に入
射し、反射光の少なくとも一部は光軸に沿って検知セン
サ１５へ戻ってくる。

【００１８】図示を省略した左側の検知センサと共に、
検知センサ１５はウエフア検知時にペンシリンダ１３で
半導体ウエフア１０４の中心位置に向けて周縁部に直角
に近付くように移動され、検出精度を高めるようになっ
ている。検知終了後は逆方向に移動され、蓋２の着脱の
障害にならぬようになっている。なお、図１における１
６は検知センサ１５の検知信号を図２に示した制御部１
１３に送る伝送線、１７はペンシリンダ１３を動作させ
る動力線である。

【００１９】オープナー１０８の上部左右両端部に設置
された２個の検知センサ１５は、図４、図５に矢印Ｂあ
るいはＣで示したオープナー１０８の縦方向移動時、す
なわちオープナー１０８とポッドカセット１との該ポッ
ドカセット内に収納された半導体ウエフア１０４の配列
方向での相対移動時に半導体ウエフア１０４の有無を検
出する。

【００２０】図６（ａ）に示すように、２個の検知セン
サ１５の光軸が矢印Ｅ，Ｆの方向にスイープされると
き、半導体ウエフア１０４があれば反射光は各検知セン
サ１５で受信され、図６（ｂ）に示す検知信号をだす。
この検知信号が同時に生ずれば半導体ウエフア１０４は
ポッドカセット１の桟１ａに水平に収納されていると認
知される。

【００２１】図７（ｂ）に示すように検知信号がずれて
生じるときは図７（ａ）に示すように半導体ウエフア１
０４はポッドカセット１の桟１ａに誤って段違いになっ
て斜めに収納されていると認知される。このように検知
センサ１５の検知信号と検知位置を対応付けることによ
って、半導体ウエフア１０４の有無だけでなく斜め収納
も確認でき、ポッドカセット１内における全半導体ウエ
フア１０４の収納状況を制御部１１３に内蔵の記憶部に
記録（マッピング）できる。そしてその記録データを利
用して、搬送部１０５における多関節ロボット１１２に
より金属蒸着部１０１，アニーリング部１０２，ポッド
カセット設置部１０３に置かれたポッドカセット１間で
の半導体ウエフア１０４の搬送移載を行う。

【００２２】この実施形態では、検知センサをオープナ
ー１０８に設置しているので格別な手段は不要であり、
オープナー自体の動作中に検出をすることができる。多
関節ロボット１１２は半導体ウエフア１０４の検知（検
出動作）に無関係であるから、オープナー１０８の動作
中に独立して自由に行動できる。

【００２３】次に本発明の他の実施形態を図８に従って
説明する。なお、同図において、図１に示したものと同
一物あるいは相当物には同一引用符号を付けている。

【００２４】図８において、２１はオープナー１０８の
上端部に設置したモータ、２２はホルダー２３をポッド
カセット１の開口面Ａの方向に往復させるピニオン・ラ
ックである。ホルダー２３の先端は二股に分かれてお
り、一方の端部に発光素子２４ａ，他方の端部に受光素
子２４ｂを設けてある。発光素子２４ａと受光素子２４
ｂ間の光軸は、ポッドカセット１の開口面Ａおよび該ポ
ッドカセットに収納されるウエフア１０４と平行になる
ようにしている。

【００２５】ウエファ１０４は大口径になるほど中央部
が凹むが、多段に収納されたウエファのうち隣接した段
のウエファ間を光軸が二点鎖線で示すように走る場合に
光軸はウエフア１０４と平行とみなす。ホルダー２３の
腕部および両端部は、ウエファ１０４の周縁に接触しな
い位置に配置される。図４の矢印Ｂあるいは図５の矢印
Ｃ方向にオープナー１０８を移動させると、図６
（ｂ）、図７（ｃ）の２つの信号を合成したような信号
が得られる。ウエフアが平行に格納されている場合は遮
光状態に応じた短いパルスが発生する。図７（ａ）に示
すように、ポッドカセット１内でのウエフア１０４の段
違い挿入があると１段以上の期間にわたった長いパルス
が発生する。このようにして段違い挿入や誤挿入等の検
出をすることができる。

【００２６】次に、本発明の更に他の実施形態を図９に
従って説明する。なお、同図において、図１および図８
に示したものと同一物あるいは相当物には同一引用符号
を付けている。

【００２７】図９において、オープナー１０８の上に間
隔部材１０８ｂを介してオープナー１０８の上面部と平
行に支持板１０８ａが支持されている。モータ２１はオ
ープナー１０８の上面部と支持板１０８ａの下面部の間
に位置するように支持板１０８ａの下面部に設置されて
いる。モータ２１は回転軸２１ａを有する。

【００２８】支持板１０８ａにはモータ２１の回転軸２
１ａの位置から離れた所に支軸２６が設けられている。
回転軸２１ａと支軸２６にそれぞれ連結アーム２５ａ、
２５ｂが結合されている。連結アーム２５ａ、２５ｂの
先端部にホルダー２３が回転可能に軸支されており、オ
ープナー１０８に対してホルダー２３が矢印で示すよう
に連結アーム２５ａ、２５ｂで移動する。従ってこれら
は、所謂、平行クランクアームを構成している。ホルダ
ー２３には固定金具１４で発光素子２４ａ、受光素子２
４ｂが設けられている。発光素子２４ａ、受光素子２４
ｂでウエフア１０４の検知センサを構成している。

【００２９】オープナー１０８で蓋２の着脱を行う場
合、ホルダー２３はモータ２１の駆動に伴う軸２１ａの
回転で連結アーム２５ａ、２５ｂによりオープナー１０
８の上面部と支持板１０８ａの下面部の間に畳み込まれ
た状態になり、蓋２の着脱の邪魔にならないようになっ
ている。ウエフア１０４の検知をするときは、図に示す
ように、モータ２１の駆動に伴う軸２１ａの逆方向への
回転による連結アーム２５ａ、２５ｂの回転動作により
ホルダー２３がポッドカセット１の開口部Ａに近づい
て、発光素子２４ａ、受光素子２４ｂ間の二点鎖線で示
す光軸が開口部Ａやウエフア１０４と平行になるように
している。

【００３０】このような構成で、図８に示した実施形態
と同様に、段違い挿入や誤挿入等の検出をすることがで
きる。そして、連結アーム２５ａ、２５ｂなどによる簡
単な機構で検知センサとウエフア１０４などとの平行度
を容易に検出することができる。

【００３１】図９のものは搬送部１０５とオープナー１
０８の間隔を狭くしたい場合に有効である。逆に間隔を
取りたい場合には連結アーム２５ａ、２５ｂなどによる
平行クランクアーム機構は、パンタグラフ機構のものに
替えることができる。

【００３２】図９の平行クランクアーム機構や上記のパ
ンタグラフ機構は支持板１０８ａを用いないで、オープ
ナー１０８の上面部に直接設けてもよい。

【００３３】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ポ
ッドカセットに収納したウエフアを検出することがで
き、その検出中にウエフアの搬送を行うロボットはウエ
フアの検出動作とは独立した動きを取ることができるカ
セット内ウエフア検出装置を得ることができる。さら
に、本発明によれば、ポッドカセットにおいてウエフア
の段違い挿入や誤挿入等の検出をすることができるカセ
ット内ウエフア検出装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すもので、ポッドカセ
ットに収納された半導体ウエフアをオープナーに取り付
けた検知センサで検出している状況を示した図である。

【図２】ポッドカセットが設置された半導体処理設備を
上方からみた部分断面図である。

【図３】蓋を開けたポッドカセット内に半導体ウエフア
が収納された状況を示す図である。

【図４】オープナーでポッドカセットの蓋を開ける状況
を示す図である。

【図５】オープナーでポッドカセットの蓋を開ける状況
を示す図である。

【図６】オープナーでポッドカセットの蓋を開ける際に
正しく収納された半導体ウエフアを検出する状況を示す
図である。

【図７】オープナーでポッドカセットの蓋を開ける際に
誤って収納された半導体ウエフアを検出する状況を示す
図である。

【図８】本発明の他の実施形態を示す一部破断平面図で
あり、ポッドカセットに収納された半導体ウエフアをオ
ープナーに取り付けた検知センサで検出している状況を
示した図である。

【図９】本発明の更に他の実施形態を示す一部破断平面
図であり、図８と同様に、ポッドカセットに収納された
半導体ウエフアをオープナーに取り付けた検知センサで
検出している状況を示した図である。

【符号の説明】

１ ポッドカセット １ａ 桟 ２ 蓋 ３ リンク １２ 固定アーム １３ ペンシリンダ １４ 固定金具 １５ 検知センサ １０３ ポッドカセット設置部 １０４ 半導体ウエフア １０５ 搬送部 １０８ オープナー １１２ 多関節ロボット １１３ 制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カセットに収納されたウエフアを該カセッ
   トとセンサの相対移動で検出するカセット内ウエフア検
   出装置において、 カセットは蓋の着脱で気密の封止や解除をすることがで
   きるポッドカセットであり、 ポッドカセットの蓋を着脱するオープナーと、 オープナーに取り付けられたウエハの検知センサと、 処理台上に置かれたポッドカセットの蓋をオープナーが
   着脱する際、該ポッドカセット内に収納されたウエフア
   の配列方向でのオープナーとポッドカセットとの相対移
   動時に検知センサの出力に基づいてウエフアの有無を検
   出する手段とを有することを特徴とするカセット内ウエ
   フア検出装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載のカセット内ウエフア検出
   装置において、上記検知センサは、オープナーの上部左
   右両端部に配置され、ポッドカセットに収納されている
   ウエフアのほぼ中心位置に向かう方向に沿って先端を移
   動させ得る手段を介して取り付けられていることを特徴
   とするカセット内ウエフア検出装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載のカセット内ウエフア検出
   装置において、上記検知センサは透過型の光検知センサ
   であり、その光軸がポッドカセットの開口面および該ポ
   ッドカセットに収納されるウエフアと平行になるように
   設定されていることを特徴とするカセット内ウエフア検
   出装置。