(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カセットに収納されたウエファ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ァ検出装置において、
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、その内部に複数枚のウエファを多段に桟で区切られた間隔を持って収納するようになっており、
該ポッドカセットの蓋を着脱するオープナーと、
該オープナーの上部左右両端に、該ポッドカセットに収納されているウエファのほぼ中心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ウエハの検知センサと、
処理台上に置かれた該ポッドカセットの蓋を該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該オープナーと該ポッドカセットとの相対移動時に該検知センサの出力に基づいてウエファの有無を検出するウエファ検出手段とを有することを特徴とするカセット内ウエファ検出装置。
【請求項２】
カセットに収納されたウエファ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ァ検出装置において、
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、その内部に複数枚のウエファを多段に桟で区切られた間隔を持って収納するようになっており、
該ポッドカセットの蓋を着脱するオープナーと、
光軸が該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ァと平行になるように該オープナーに取り付けた透過型の光検知センサからなるウエファの検知センサと、
処理台上に置かれたポッドカセットの蓋を該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ァの配列方向での該オープナーと該ポッドカセットとの相対移動時に該検知センサの出力に基づいてウエファの有無を検出するウエファ検出手段とを有することを特徴とするカセット内ウエファ検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載のカセット内ウエフア検出装置において、さらに、該検知センサの光軸を該ポッドカセット内に水平に収納されたウエファで遮光したときの該検知センサの出力よりも該検知センサの出力が長い期間にわたって発生する場合に該ポッドカセットにおける桟にウエファが段違いで挿入されていることを検出するウエファ段違い挿入検出手段とを有することを特徴とするカセット内ウエファ検出装置。
【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】
発明の一観点によれば、カセットに収納されたウエファ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ァ検出装置において、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、その内部に複数枚のウエファを多段に桟で区切られた間隔を持って収納するようになっており、該ポッドカセットの蓋を着脱するオープナーと、該オープナーの上部左右両端に、該ポッドカセットに収納されているウエファのほぼ中心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ウエハの検知センサと、処理台上に置かれた該ポッドカセットの蓋を該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該オープナーと該ポッドカセットとの相対移動時に該検知センサの出力に基づいてウエファの有無を検出するウエファ検出手段とを有することを特徴とするカセット内ウエファ検出装置が提供される。
【０００８】
本発明の他の観点によれば、カセットに収納されたウエファ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ァ検出装置において、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、その内部に複数枚のウエファを多段に桟で区切られた間隔を持って収納するようになっており、該ポッドカセットの蓋を着脱するオープナーと、光軸が該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ァと平行になるように該オープナーに取り付けた透過型の光検知センサからなるウエファの検知センサと、処理台上に置かれたポッドカセットの蓋を該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ァの配列方向での該オープナーと該ポッドカセットとの相対移動時に該検知センサの出力に基づいてウエファの有無を検出するウエファ検出手段とを有することを特徴とするカセット内ウエファ検出装置が提供される。
【０００９】
さらに好ましくは、該検知センサの光軸を該ポッドカセット内に水平に収納されたウエファで遮光したときの該検知センサの出力よりも該検知センサの出力が長い期間にわたって発生する場合に該ポッドカセットにおける桟にウエファが段違いで挿入されていることを検出するウエファ段違い挿入検出手段とを有する。
【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１０１，アニーリング部１０２，ポッドカセット設置部１０３に置かれるポッドカセット１間を多関節ロボット１１２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１０４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１０８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１４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１６は検知センサ１５の検知信号を図２に示した制御部１１３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１０４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２４ｂ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２１ａ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２４ｂが設けられている。発光素子２４ａ、受光素子２４ｂ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１０８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１０８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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003590517.tif 000007
【図７】
0003590517.tif 000008
【図８】
0003590517.tif 000009
【図９】
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