JPS63188951A - カセツトのウエ−ハ取出し・収納装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半４体デバイス等の製造装置、特に量産用の装
置において、自動でウェーハをカセットから取り出した
り、カセットに収納する操作を行うカセットのウェーハ
取出し・収納装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、カセットからのウェーハの取出し、カセットへ
のウェーハの収納を行うためには、■カセットを所定の
位置に位置決めする機能。

■所定の位置のウェーハを検出する機能。

■カセットから所定の位置にあるウェーハを取り出す機
能。

或いは、カセットの所定の位置にウェーハを収納する機
能を有することが必要である。

以下、従来用いられている代表的な装置について、図面
を用いて説明する。

第１図は代表的なカセットの一例を示す斜視図で、２，
２ａはそれぞれカセット１の対向する上部内面と上部側
面に設けられた溝を示す。これらの溝２．２ａでウェー
ハを収納するスロットを構成する。ウェーハは第１図の
スロット方向（Ｂ方向）から収納、取出しが行われる。

スロット間隔Ｐは定まっており、通常４．７６ｍｍであ
る。またカセット１はスロット方向と直角方向（六方向
）に移動される。

第７図は従来用いられている代表的な装置の一例を示す
側面図で、３はスロットに収納したつ工−ハ、４はカセ
ット移動用モータ、４ａはカセット移動のための動力伝
達系、５はスロットを水平方向にカセット１を保持した
カセットホルダ、６はスロット位置検出センサ、６ａは
位置ゲージ、７はウェーハ３の取出し・収納用０リング
ベルト、８はベルト支持ローラ、９はウェーハセンサを
示す。

前述■のカセット位置決め機能はカセット移動用モータ
４と動力伝達系４ａによりカセットホルダ５を移動させ
、更にスロット位置検出センサ６と位置ゲージ６ａによ
り所定位置を検出し、カセットｌの所定のスロットが０
リングベルト７に対応した位置に停止するように作用さ
せることで達成される。スロット位置検出センサ６と位
置ゲージ６ａの一例を第８図に示す。この例では位置ゲ
ージ６ａとして、スロット間隔Ｐに対応したスリット６
Ａを有する板を用い、スロット位置検出センサ６として
は公知の透過形光型スイッチ（投光、受光器）を使用し
ている。また、■のウェーハ検出機能を満足させるため
に、０リングベルト７直上のつ工−ハ３のみ検出する反
射形光型スイッチ（投光。

受光器）を用いている。■のウェーハ取出し・収納機能
は０リングベルト７を正、逆回転させることにより達成
される。

第９図はその他の従来例で、第７図の例ではスロットが
水平方向であるのに対して、この例では垂直方向になっ
ているのが特長である。上記■のカセット１の位置検出
はスロット位置検出センサ６と位置ゲージ６ａによる方
法の他にも、この例で示すように、駆動軸４ａの回転に
比例した電気的パルスを発生するエンコーダ１０を用い
る方法や、カセット移動モータ４にパルスモータを用い
てパルスを計測する方法など多様である。上記■のウェ
ーハ検出機能を満足するためには、ウェーハと接触すべ
き位置に小孔のあいたツィーザ１１を所定の位置におき
、真空ポンプ１２で小孔に至る経路を減圧することによ
り達成される。すなわち、ウェーハ３があればツィーザ
１１はウェーハ３をチャッキング（真空チャック）し、
圧力センサ１３は低い圧力を検出し、ウェーハがないと
きは圧力センサ１３は高い圧力を示すので利用できる。

■のウェーハ取出し・収納機能はツィーザ１１を上下す
ることにより達成される。

上述の従来例の他にも、例えばカセットホルダ５を固定
（移動させない）しておいて、第９図破線矢印（−→）
の如くツィーザ１１を所定距離だけ水平移動させるなど
、様々なバリエーションがあるが公知のものとして省略
する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、最近のニーズとして、■、連続的に多くのカ
セットのウェーハを自動処理できること。

■、槽構造簡単でコストが安く信頼性が高いこと。

等がある。

■の連続的自動処理については、第７図の例では２つ以
上の同じ構造を用いているなど、第９図の例ではカセッ
トを複数個設置することにより従来技術で実現できるが
、一般に＠の構造が複雑でコスト高になり信頼性が悪（
なるという問題点がある。

本発明の目的は簡単な構造で安価であり、信頼性が高く
連続像に多くのカセットのウェーハを取出し・収納する
ことができる装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明装置は上記の問題点を解決し上記目的を達成する
ため第１図〜第６図示のようにカセット１を搬送するベ
ルト１７と、このベルト１７の駆動系と、カセット１の
上下動を防止するプーリ１８と、カセットｌの横方向の
動きを抑えガイドするカセットガイド１９と、カセット
１の有無を検出するカセットセンサ２０．２０ａと、カ
セット１のスロット内のウェーハ３の有無を検出するウ
ェーハセンサ２１゜２１ａと、カセット１のスロットを
検出するスロットセンサ２２．２２ａまたは２４と、カ
セット１のスロソト内のウェーハ３を取出し、あるいは
収納するツィーザ１１と、このツィーザ１１の駆動系と
、上記カセットセンサ２０．２０ａの出力とウェーハセ
ンサ２１，２１ａの出力とスロットセンサ２２．２２ａ
または２４の出力によりベル目７の駆動系とツィーザ１
１の駆動系を制御する制御系とよりなる構成としたもの
である。

〔作　用〕

ベルト１７を駆動系により駆動すると、カセット１がプ
ーリ１８により上下動することなくまたカセットガイド
１９により横方向に振れることなく送られる。送られて
きたカセット１はカセットセンサ２０．２０ａにより検
出され、検出されたカセットのスロット内のウェーハ３
の有無がウェーハセンサ２１．２１ａにより検出され、
またスロットはスロットセンサ２２．２２ａあるいは２
４により検出される。これらのセンサの出力により制御
系が作動せしめられ、ベルト１７の駆動系が停止せしめ
られると共にツィーザ１１の駆動系が作動せしめられて
カセット１のスロット内のウェーハ３が取り出され、あ
るいはスロット内にウェーハ３が収納され、しかる後カ
セット１はベルト１７の駆動系が作動せしめられて送り
出されるものである。

〔実施例〕

以下図面により本発明の詳細な説明する。

第１図はカセットの一例を示す斜視図、第２図は本発明
装置の一実施例を示す側面図、第３図は第２図のＩ−Ｉ
ＩＩ線矢視平面図、第４図は本発明におけるカセットの
断面に対するセンサ及びカセットガイドの配置を示す図
、第５図は第４図の■−■線における矢視平断面図、第
６図はカセット側面側からみたウェーハとウェーハセン
サの関係を示す図である。

第１図において２，２ａはそれぞれカセット１の対向す
る上部内面と上部側面に設けられた溝を示す。これらの
溝２，２ａでウェーハを収納するスロットを構成する。

ウェーハは第１図のスロット方向（Ｂ方向）から収納、
取出しが行われる。スロット間隔Ｐは定まっており、通
常４．７６ｎ＋である。

またカセット１はスロット方向と直角方向（Ａ方向）に
移動される。

第２図において１４はパルスモータ等の回転駆動部の出
力部、１５はタイミングベルト、１６はベルト支持ロー
ラで、これらはベルト１７の駆動系を構成する。ベル目
７はカセット１を搬送するためのものであり、１８はベ
ルト１７の撓み（上下動）を防止するプーリ、１９はカ
セット１の横方向の動きを抑えガイドするカセットガイ
ド（第３図及び第４図参照）である。２０．２０ａはカ
セット１を検出するカセットセンサ（第４図参照）　、
２１．２１ａはカセット１のスロット内のウェーハ３を
検出する透過形ウェーハセンサ（第４回及び第９図参照
）　、２２，２２ａはカセット１のスロットを検出する
透過形スロットセンサ（第４図参照）、２４は同じく反
射形スロットセンサ（第３図〜第５図参照）、２３はス
ロット仕切り部の先端部（第５図参照）である。１１は
カセット１のスロット内のウェーハ３を取出し、あるい
は収納するツィーザであり、１２はツィーザ１１のウェ
ーハ３と接触する位置に設けられた小孔に至る経路を減
圧する真空ポンプ、１３は圧力検出センサで、これらは
ツィーザ１１の駆動系の一部を構成する。

図示していないが、カセットセンサ２０．２０ａの出力
とウェーハセンサ２１．２１ａの出力とスロットセンサ
２２．２２ａまたは２４の出力によりベルト１７の駆動
系とツィーザ１１の駆動系を制御する制御系を有してい
る。

ベルト１７を１４〜１７の駆動系により例えば右側から
左側へ駆動すると、ウェーハ収納前のカセット１が右側
から送られる。送られてきたカセット１はカセットセン
サ２０．２０ａにより検出され、検出されたカセット１
のスロット内のウェーハ３の有無がウェーハセンサ２１
．２１ａにより検出される。この場合、例えば投光器２
１の光が受光器２１ａに達することでウェーハ３がない
ことが検出される。またスロットはスロットセンサ２２
．２２ａまたは２４により検出される。

これらのセンサの出力により制御系（図示せず）が作動
せしめられ、ベル目７の駆動系が停止せしめられると共
にツィーザ１１の１２　、１３の駆動系が作動せしめら
れ、ツィーザ１１に吸着されたウェーハ３はスロット内
に下降して挿入され、その吸着が解除されて収納される
ことになり、次いでツィーザ１１はスロット内より脱出
（上昇）せしめられる。

以下、カセットｌはスロット間隔Ｐずつ搬送され、上記
の動作の繰り返しにより順次スロット内にウェーハ３が
収納されて行く。終了すると収納前のカセット１が右側
から送られると同時に収納済みのカセットｌが左側より
送り出されるものである。

ベルト１７を左側から右側へ駆動すれば、カセット１の
スロット内のウェーハ３を取り出すことができる。ベル
ト１７を同一方向に駆動してウェーハの収納・取出しを
行うようにしてもよい。

次に本発明の構成部を個別に具体的に説明する。

１４〜１７のベルト駆動系は、カセッ）１を連続的に搬
送するのに有利であることは自明である。たとえば、第
２図の右側から処理前のカセットを送ると同時に処理済
のカセットを左側がらとどこおりなく送り出すことがで
きる。従来例のように、カセットホルダ５をネジ４ａで
送るような構造の場合は、上述と同様な搬送を行う場合
、カセットの置き換え操作を必要とするか、余分な往復
運動の必要なことは自明であろう。

但し、カセットを正しく位置決めし、特定のスロットか
らウェーハを取り出したり、収納するのは一見困難にみ
える。それは次の理由による。

■　カセット１とへシト１１間には必ず、すべりのある
ことが予想されること。

■　通常用いている確実な位置決め手段（たとえば、カ
セットホルダ５の移動量をカセットホルダ５に取付られ
た光電スイッチ６と固定位置に取り付けられた板のスリ
ット６Ａとで検出する第８図示のような方法）が使えな
いこと。

或いは、連続処理のニーズが未だ充分でながったためも
あるかもしれないが、第２図に示すように、ベルト系を
用いてカセット内のウェーハの取出し・収納を行う装置
は、従来全く用いられていない。

１８はカセッＩ−１とウェーハ３の重量を支え、カセッ
ト１の上下動を制限するためのプーリで、ベルト１７の
剛性に応じて、適当な間隔で配置する。

この処理により、一般にカセット１の上下動を０．１鶴
以下に抑えることができる。

本発明はベルト１７とカセットｌとのすべりを許容する
ものであるが、停止時慣性によってカセット１がオーバ
ランするのは位置決め誤差を生ずるので好ましくない。

従って、ベルト１７とカセット１のまさつ係数は大きい
方がよい。カセット１がテフロンで、ベルト１７をネオ
プレンとしたときμ＝０．３程度は容易に得られる。送
り速度を２０ｍｍ／５ｅｃ（通常この程度あればプロセ
スを律速しない）としたとき、停止時のオーバラン量は
一般に０．１龍以下にできる。

１９はカセットガイドで、第４図に示すように、カセッ
ト１の進行方向と垂直な方向の動きを制限する。カセッ
ト１の変形を考慮しても、この方向の変位は、実験の結
果、通常０．５鰭以下にできることがわかった。カセッ
ト１には第４図中の仮想線（２点鎖線）で示すように出
っ張りのあるものもあるため、ガイド１９は通常カセッ
ト１の内側（第４図参照）に設けることが好ましい。

２帆２０ａはウェーハ３のハンドリング位置のカセット
ｌの有無を検出する機能を有する。カセット１がないと
きは投光器２０より光を発し、受光器２０ａで受光する
。２１．２１ａはウェーハ３の取出し・収納を行う位置
（ツィーザ１１の上下する位置）のつ工−ハ３の有無を
検出するためのセンサで、ツィーザ１１の昇降の部間に
ならないように、また、該当するウェーハを確実に検出
できるように、第４図。

第６図に示すように角度を持たせて取りつけである。２
１は投光器、２１ａは受光器で、ウェーハ３があるとき
はウェーハによるしゃ光を検出する。

２２．２２ａは透過形のスロットセンサで、第１図中の
２に示す溝を検出するために設けられたものである。ス
ロット内のウェーハの有無により検出状態が異なるので
、複雑な信号処理を行う必要があり、位置の調節もやや
厄介であるが、２４によるスロットセンサ（第５図参照
）が使えないときには有効である。

第５図は第４図のＶ−Ｖ線断面を模式的に見た図で、２
３はスロット仕切り部の先端部を示す。２４はこの先端
部２３を検出するための反射形スロットセンサ、スロッ
トはこのセンサ２４の受光部の入力変化で検出できるも
のである。先端部２３の形状はカセットにより様々であ
るが、通常用いられているカセットについては十分検出
可能であることを実験的に確認した。反射形スロットセ
ンサ２４の透過形スロットセンサ２２，２２ａに対する
利点は、■設置、調節が容易、■ウェーへの有無によら
ず明確にスロットを検出できる点である。検出波長は６
６０重ｍでスロット仕切部の先端部２３とスロットセン
サ２４の先端の距離は３１以下の程度で可能なので、極
めて実用的であることがわかった。

実施例では、ベルト駆動源としてパルスモータを用い、
１パルスで約０．０４１重、ベルト１７が動くように減
速した。パルスモータを使用する利点はその静止トルク
の大きいことで、停止時ベルト系がオーバランすること
はない。但し、振動を起こすので、慣性ダンパを使用す
る等適当な防振対策が必要である。

尚、実施例では、ツィーザ１１の厚みを２１１とすると
、カセット１の進行方向の停止精度（バラツキ）を０．
５＋＊ｍ　（±０．２５ｍｍ）以内に抑える必要があっ
た（ツィーザ１１がとなりのウェーハに触れない条件）
が、実際には精度０．４ｓ＊　（±０．２＋ｕ）以下が
安定に得られた。

実験によると、停止位置のバラツキ要因は、■、カセッ
ト１の変形によるもの　約０．１ｎｍ■、検出位置（溝
）の形状の違いによるもの十カセットの上下及び横方向
の変位によるもの＋測定誤差　　約０．２錦 ■、オーバラン量のバラツキによる誤差０．１１−以下 で、センサのヒステリシスやカセットの振動、ベルトの
伸び等は誤差要因にならないことがわかった。

従って、現在用いられているカセットでも十分であるが
、カセット検出部位の寸法精度が上がれば、更に良い結
果が期待できる。

〔発明の効果〕

上述の説明より判るように本発明によれば、■、従来例
に比して単純な構造で安価であり、信頼性が高く、カセ
ット内、カセット間ウェーハの連続処理が可能である。

■、スロットを直接検出する方式なので、スロットピッ
チＰのバラツキによらず、該当スロットに応じた位置決
めができる。

■、移動時ベルト１７とのすべりを許容できるので、ツ
ィーザ１１との位置合わせはカセットガイド１９とスロ
ットセンサ２２．２２ａまたは２４のみで通常十分であ
る（ツィーザとユニット全体との相対的な位置合わせが
不要なばかりでなく、従来問題であったギアのバックラ
ッシュや位置ゲージ６ａ　（第３図）の変位などもない
）。

【図面の簡単な説明】

第１図はカセットの一例を示す斜視図、第２図は本発明
装置の一実施例を示す側面図、第３図は第２図のｍ−ｍ
線矢視平面図、第４図は本発明におけるカセットの断面
に対するセンサ及びカセットガイドの配置を示す図、第
５図は第４図のＶ−■線における矢視平断面図、第６図
はカセット側面側からみたウェーハとウェーハセンサの
関係を示す図、第７図は従来装置の一例を示す側面図、
第８図は第７図におけるスロットセンサと位置ゲージの
一例を示す斜視図、第９図は従来装置の他側を示す側面
図である。 １・・・・・・カセット、２，２ａ・・・・・・溝（ス
ロット）、３・・・・・・ウェーハ、１１・・・・・・
ツィーザ、１７・・・・・・ベルト、１８・・・・・・
プーリ、１９・・・・・・カセットガイド、２０．２０
ａ・・・・・・カセットセンサ、２１．２１ａ・・・・
・・ウェーハセンサ、２２．２２ａ；２４・・・・・・
スロットセンサ。 ）＄−１目 カセ−／￥ 寡３劇 箋ｑ目 答／２′口 算ａ目 箋９劇

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　カセット１を搬送するベルト１７と、このベルト１７
   の駆動系と、カセット１の上下動を防止するプーリ１８
   と、カセット１の横方向の動きを抑えガイドするカセッ
   トガイド１９と、カセット１の有無を検出するカセット
   センサ２０、２０ａと、カセット１のスロット内のウェ
   ーハ３の有無を検出するウェーハセンサ２１、２１ａと
   、カセット１のスロットを検出するスロットセンサ２２
   、２２ａまたは２４と、カセット１のスロット内のウェ
   ーハ３を取出し、あるいは収納するツィーザ１１と、こ
   のツィーザ１１の駆動系と、上記カセットセンサ２０、
   ２０ａの出力とウェーハセンサ２１、２１ａの出力とス
   ロットセンサ２２、２２ａまたは２４の出力によりベル
   ト１７の駆動系とツィーザ１１の駆動系を制御する制御
   系とよりなるカセットのウェーハ取出し・収納装置。