(57)【要約】      （修正有）【課題】投光機能及び受光機能の光軸調整を容易とし、ウェハの有無を含む収納状態を検知できる半導体ウェハ搬送装置を提供する。【解決手段】ウェハ収納ケースに対してウェハ７の出し入れ、搬送を行うにあたり、ウェハ７の収納状態を検知するための検知部４を具備し、検知部４はウェハ７との周端部の任意の２点を少なくとも挟み込むように離間配置させた投受光部４４及びリフレクタ４３を備え、投受光部４４が投光した検知光をウェハ７又はリフレクタ４３で反射させた後、その反射光を当該投受光部４４で受光するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハ収納ケースに対してウェハの出し入れ、搬送を行うための半導体ウェハ搬送装置であって、
前記ウェハの収納状態を検知するための検知部を具備し、
前記検知部は前記ウェハの周端部の任意の２点を少なくとも挟み込むように離間配置させた投受光部及びリフレクタを備え、前記投受光部が投光した光をウェハ又はリフレクタで反射させた後、その反射光を当該投受光部で受光するようにしていることを特徴とする半導体ウェハ搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハ収納ケース内における半導体ウェハの検知を適正化した半導体ウェハ搬送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体を製造する際に用いられる、シリコン製で薄い円盤状のウェハが、ＦＯＵＰ（Front
Open Unified Pod）と呼ばれるウェハ収納ケースの中に納められており、当該ウェハ収納ケース内には、当該ウェハを所定ピッチで数十枚程度収めるべく、受け面が多段に設けられている。このウェハ収納ケースから１枚ずつウェハを取り出して搬送する装置が、半導体ウェハ搬送装置として知られている。
【０００３】
この半導体ウェハ搬送装置は、特許文献１及び２にも挙げられているように、搬送基台にウェハを保持するための保持部を設けて、この保持部をウェハ収納ケースの中に挿入して当該ケース内に収納されているウェハを当該保持部の上面に移し替えて保持し、この状態で搬送基台を適宜の装置まで移動させることにより、ウェハの搬送を行うものである。
【０００４】
この際に、ウェハ収納ケース内における収納状態を、保持部とは別体に設けられた検知機構によって検知するようにしている。
【０００５】
特許文献１は、ウェハの搬送装置にウェハ保持手段と透過式センサによるウェハ検出機構を備え、センサ受光手段の出力情報によりウェハ収納ケース内のウェハ収納状態を判定するものである。具体的にウェハ検出機構は、一対のアームにそれぞれ投光部および受光部を離間させて設け、ウェハを挟む位置に移動させた一対のアーム間において投光部の投光した光を受光部に受光させるように構成して、そのアームを上下に移動させることで、光がウェハに遮断される間隔を通じて得られるウェハの見掛け上の厚みからウェハの傾きを検知するようにしている。
【０００６】
特許文献２は、収納容器の側面方向からウェハの周縁部に向けてビームを投光可能に設け、投光したビームをウェハで反射させて、その反射光量を検出することで、ウェハの割れや重なり等を検出するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許２８６８６４５号公報
【特許文献２】特開２００３−９２３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、かかる特許文献１の構成では、投光部及び受光部のセンサ光軸を一直線に合わせる必要があるために、各々の投光部及び受光部の設置の向き及び位置の調整に手間がかかるという問題がある。また、投光部及び受光部がそれぞれ別経路に設けられているため、それぞれに配線スペースをアーム上に確保する必要があり、構成が煩雑なものとなる。
【０００９】
一方、特許文献２の構成では、半導体製造過程におけるウェハ表面に形成される膜によって表面が曇ることがあり、またやウェハ材料によっては反射光量が一律ではないために、計測対象物に反射させて反射光を受光する構造のものでは、投光量の調整を行わなければウェハ有無の検出にも利用できない場合がある。
【００１０】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、光軸調整を容易にし、搬送装置の配線や構成をシンプルにした半導体ウェハ搬送装置を新たに提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
【００１２】
すなわち、本発明に係る半導体ウェハ搬送装置は、ウェハ収納ケースに対してウェハの出し入れ、搬送を行うためのものであって、前記ウェハの収納状態を検知するための検知部を具備し、前記検知部は前記ウェハの終端部の任意の２点を少なくとも挟み込むように離間配置させた投受光部及びリフレクタを備え、前記投受光部が投光した光をウェハ又はリフレクタで反射させた後、その反射光を当該投受光部で受光するようにしていることを特徴とする。
【００１３】
このように構成すると、リフレクタは投受光部から投光された光軸に向かって反射する特性を持つため、光軸調整時にリフレクタ側の向きを微調整する必要がなく、投受光部の厳密な角度及び位置調整も不要となる。
【００１４】
また、投光機能と受光機能を一つにまとめて投受光部として設置したため、検知部に設けられた電力供給や検知信号の伝達を行う配線の設置スペースを減らすことができ、搬送装置の配線の簡略化も図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、以上説明したように、投光と受光の機能を一つにまとめて投受光部とし、この投受光部をリフレクタと対をなして用いるようにしたので、光軸の微調整が不要となり、加えて配線及び配線スペースの削減、さらには複数組の反射式センサを用いる必要のない簡易な構成を実現した半導体ウェハ搬送装置を提供できるという優れた効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体ウェハ搬送装置を示す全体斜視図。
【図２】図１に対応する側面図。
【図３】同実施形態における制御系要素の機能構成を示すブロック図。
【図４】本発明の変形例を示す平面図。
【図５】図４に対応し、保持部を取り外して前方から見た斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
【００１８】
図１及び図２は、本実施形態の半導体ウェハ搬送装置を示している。この半導体ウェハ搬送装置は、土台となる搬送基台１と、この搬送基台１に設けられた昇降移動部１１と、基端２１aが昇降移動部１１に支持された状態で先端２２ｂを水平面内で移動可能とした水平移動部２と、水平移動部２の先端２２ｂに設けられて回転支点を挟んだ対向位置に一体となって設けられた保持部３及び検知部４と、これらを制御する制御手段５（図３参照）とで構成されており、ウェハ収納ケース６内にウェハ７を収納し、また収納されているウェハ７を取り出して搬送するようにしている。
【００１９】
具体的に説明すると、搬送基台１は、搬送を要する場所に固定状態で設置される。
【００２０】
昇降移動部１１は、内蔵されているモータ１１ａによって、上端側に取り付けられた水平移動部２を昇降移動する。
【００２１】
水平移動部２は、第１のアーム２１と第２のアーム２２を備えている。具体的には、第１のアーム２１の基端２１ａを昇降移動部１１の上端側に回転支軸を介して取り付け（ここを第１関節部２Ａとする）、第１のアーム２１の先端２１ｂに第２のアーム２２の基端２２ａを上側から重合する状態で回転支軸を介して取り付け（ここを第２関節部２Ｂとする）、第２のアーム２２の先端２２ｂに検知部４と保持部３の間を接続する接続部３４を上方から被せるようにして回転支軸を介して取り付けてある（ここを第３関節部２Ｃとする）。これら第１、第２、第３関節部２Ａ、２Ｂ、２Ｃを駆動するために、図示しない駆動部（例えば、モータ、ギヤ、エアシリンダ、ボールネジ、ベルト等）が搬送基台１や第１、第２のアーム２１、２２内に各々設けられており、それぞれが独立して回転し、アーム２１、２２の角度を変更することができる。
【００２２】
保持部３は、上面の一部に円弧状の段部３１ｘを備え、その先端側に位置する凹部３１にウェハ７を載置するようにしている。
【００２３】
検知部４は、二股に枝分かれした状態の第１の突起部４１と第２の突起部４２が所定距離を隔てて略平行に延在しており、それぞれの先端部４１ａ、４２ａ間の間隔Δは、図３に模式的な平面図として示すウェハ収納ケース６内に進入可能かつウェハ７の直径７ｒよりも狭くなるように構成されている。そして、それらの突起部４１、４２の対応位置に、リフレクタ４３と投受光部４４が対向して設けられている。これら投受光部４４及びリフレクタ４３は、前記ウェハ７の周端部７ａの任意の２点を少なくとも挟み込むように離間配置される。
【００２４】
リフレクタ４３は、入力された光の光軸ΔＸに沿って光を反射する反射板であり、光の反射率が良く光量が安定し、例えば自転車の安全表示や道路工事の警告表示などに用いられる一般的なものである。
【００２５】
投受光部４４は、反射型の光電センサ等によって構成されるもので、図３に示すように、検知光αを投光するとともに投光した検知光αに対する反射光βが返ってきた場合にこれを光学的に検知する機能を併せ持つ。ここで図１に示す符合４４ａは、当該投受光部４４に電力供給や検知信号の伝達を行うために一方の突出部４２に設けられた配線を指し示しており、リフレクタ４３側の突出部４３には給電の必要がないことから配線は設けられていない。
【００２６】
図３に示す制御手段５は、ＣＰＵ、メモリ及びインターフェイスを具備する通常のマイクロコンピュータユニットにより構成されて、メモリ内に搬送制御ルーチン等の所要のプログラムが書き込まれており、ＣＰＵは適宜必要なプログラムを呼び出して実行することにより、周辺ハードリソースと協働して、所期の搬送動作が実現される。
【００２７】
具体的に制御手段５は、投受光部４４へ信号を入出力してウェハ７の有無を判定する判定制御部５１と、昇降移動部１１及び水平移動部２を制御して保持部３や検知部４を所定の位置に移動させるアーム制御部５２とを具備し且つこれらの制御を司るように構成されている。
【００２８】
以下、このような半導体ウェハ搬送装置を用いて、ウェハ収納ケース６内に収納されたウェハ７の有無を含む収納状態を検出する処理手順を、ウェハ収納ケース６内からウェハ７を取り出して搬送する処理手順を主として例示して説明する。
【００２９】
まず、制御手段５は、アーム制御部５２を介して水平移動部２や昇降移動部１１に制御信号を発し、検知部４を図２に示すウェハ収納ケース６内の底壁６１近くに挿入させる。図１及び図２は、水平移動部２に支持される保持部３及び検知部４のうち、保持部３の方が先端に位置した状態を示しているが、検知部４を作動させる際には第３間接部Ｃを中心に接続部３４を１８０°回転させて検知部４を先端側に位置づけておく。この結果、検知部４の第１突起部４１及び第２突起部４２にそれぞれ設けたリフレクタ４３及び投受光部４４が図３に示すようにウェハ収納ケース６内に挿入される。そして、判定制御部５１とアーム制御部５２とを連動して起動させて、アームの高さを変えながら判定制御部によってウェハ７の有無を判定する。
【００３０】
例えば、第１の突起部４１と第２の突起部４２との間にウェハ７が存在していなければ、投受光部４４からの検知光αはリフレクタ４３に達した後、光軸ΔＸに沿った反射光βとなって、投受光部４４に再帰して受光し、判定制御部５１はウェハによる遮光無しと判定するが、投受光部４４からの検知光αがウェハ７の周端部７ａで遮断されると、投受光部４４は反射光βを検出せず、判定制御部５１は、その位置はウェハ７により遮光されていることを検知することができる。
【００３１】
このようにして、検知部４をウェハ収納ケース６内の最上段の収納位置の高さまで上昇させることで、ウェハ収納ケース６内の各段についてウェハ７の有無や収納状態を検知する。収納状態とは、ウェハが複数枚重なっていないか、段違いで収納されていないか等をいう。
【００３２】
検出が終了すると、制御手段５は、アーム制御部５２を介して水平移動部２を駆動して検知部４をウェハ収納ケース６内から取り外した後、第３関節部２Ｃを中心に接続部３４を１８０°回転させて保持部３が先端側を向くように姿勢変更する。そして、アーム制御部５２は、保持部３をウェハ収納ケース６内に前進させて、ウェハ７の収納が確認されている段から、ウェハ７の下側に非接触状態で保持部３を挿入し、続いて、昇降移動部１１を用いて保持部３を上昇させることにより、ウェハ７を保持部３に設けられた円弧状の凹部３１に載置する。そして、水平移動部２が保持部３を搬送基台１側に後退させる。最後に、ウェハ７を適宜の装置へ搬送して処理を終了する。
【００３３】
以上のように、本実施形態の半導体ウェハ搬送装置は、ウェハ収納ケース６に対してウェハ７の出し入れ、搬送を行うにあたり、前記ウェハ７の収納状態を検知するための検知部４を具備し、前記検知部４は前記ウェハ７との周端部の任意の２点を少なくとも挟み込むように離間配置させた投受光部４４及びリフレクタ４３を備え、前記投受光部４４が投光した検知光αをウェハ７又はリフレクタ４３で反射させた後、その反射光βを当該投受光部４４で受光するようにしているものである。
【００３４】
そして、リフレクタ４３は投受光部４４から投光された光軸ΔＸに向かって反射する特性を持つため、光軸ΔＸの調整時にリフレクタ側の向きを微調整する必要がなく、投受光部４４が配置された第２の突起部４２のみの光軸ΔＸの調整を実施するだけで済むとともに、投受光部４４の厳密な角度及び位置調整も不要になるため、組み付けやセッティングを極めて簡素に行うことが可能となる。
【００３５】
また、投光機能と受光機能を一つにまとめて投受光部４４として設置したため、検知部４に設けられた電力供給や検知信号の伝達を行う配線４４ａの設置スペースを減らすことができ、搬送装置の配線４４ａ及びその配線処理の簡略化も図ることができる。
【００３６】
さらに、リフレクタ４３からの反射光βを検出に用い、この反射光βが入光するか遮られるかによってウェハ７の有無やウェハ７の状態を検出するようにしているため、ウェハ７の周端部７ａからの反射光βを利用する場合や、リフレクタ４３を設置せずに第１の突起部４１だけからの反射光βを利用する場合に比べて、検出精度も有効に向上させることができる。勿論、ウェハ７が存在する場合には投受光部４４に入光しないのが通例であるが、乱反射して入光する場合があっても、光の強度からリフレクタ４３で反射したのかウェハ７で反射したのかを識別させることは容易である。
【００３７】
加えて、投光部と受光部を別々に複数組で設ける必要がなくなることにより、半導体ウェハ搬送装置の製造コスト削減及び装置全体の構成の一層の簡略化を図ることが可能となる。
【００３８】
さらに、ウェハ７を保持する保持部３が、検知部４とともに第３関節部２Ｃを構成する回転支点を挟んで対向する位置に一体で備えられて、前記回転支点の回りに反転可能であるとともに、共通の昇降移動部１１及び水平移動部２に支持されているので、半導体ウェハ搬送装置の機構や制御をよりシンプルにすることができる。
【００３９】
特に、ウェハ７の製造工程において、ウェハ７が高温状態であったり、ウェハ７の表面に薬剤が塗布されている場合等があり、保持部３上のウェハ７が載置されるアーム３１に検知部４を設けると、検知部４を構成する受光部等に悪影響が及ぶ恐れがあるが、本実施形態において検知部４は保持部３に対して離間した位置に設けてあるため、このような不具合も有効に回避することができる。
【００４０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。
【００４１】
例えば、図４及び図５に示すのは、別異の半導体ウェハ搬送装置であり、図４が当該半導体ウェハ搬送装置の平面図を示し、図５が保持部１０３を取り外して前方から見た斜視図である。
【００４２】
具体的に説明すると、この半導体ウェハ搬送装置は、基台レール１００に沿って移動可能な搬送基台１０１と、当該搬送基台１０１内に設けられた昇降移動部１１１と、当該昇降移動部１１１の上部に設けられた水平移動部１０２と、図示しない制御手段とから構成されており、さらに保持部１０３と検知部１０４が、本実施形態ではそれぞれ独立した状態で構成されている。
【００４３】
水平移動部１０２は、左右対称に設けられた第１のアーム１２１と第２のアーム１２２を備えている。より詳細には、昇降移動部１１１の直上に第１のアーム１２１の基端１２１ａが回転支軸を介して取り付けられており、(ここを第１関節部１０２Ａとする)、第１のアーム１２１の先端１２１ｂの上側に第２のアーム１２２の基端１２２ａが回転支軸を介して取り付けられている（ここを第２関節部１０２Ｂとする）。そして、一対の第２のアーム１２２の先端１２２ｂに、保持部１０３が回転支軸を介して備えられている（ここを第３関節部１０２Ｃとする）。
【００４４】
これらの第１、第２のアーム１２１、１２２は、それぞれの内部に図示しない駆動部（例えば、モータ、ギヤ、エアシリンダ、ボールネジ、ベルト等）が備わっており、第１、第２、第３関節部１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃを駆動して、保持部１０３を基台レールレール１００と直交する方向に水平移動可能にしている。
【００４５】
検知部１０４は、昇降移動部１１１の上端側において第１のアーム１２１、１２１の基端１２１ａ、１２１ａ間に設けられた中間レール１４５に沿って前記保持部１０３の移動方向と同一方向への進退移動を可能にしている。そして、この検知部１０４は、一実施形態と同様に二股に分かれており、当該検知部１０４の第１、第２の突起部１４１、１４２に、リフレクタ１４３と投受光部１４４をそれぞれ備えている。これら投受光部１４４及びリフレクタ１４３は、前記実施形態と同様、ウェハの周端部の任意の２点を少なくとも挟み込むように離間配置される。
【００４６】
そして、電力供給や検知信号を当該投受光部１４４に伝達する配線１４４ａが、検知部１０４の第２の突起部１４２上に設けられている。
【００４７】
以上のような半導体ウェハ搬送装置を用いて図示しないウェハ収納ケース内のウェハの有無を含む収納状態を検知する場合は、制御手段が、水平移動部１０２によって保持部１０３を後退させた状態で、検知部１０４を中間レール１４５に沿って前進させ、一実施形態と同様に昇降移動部１１１によってウェハ収納ケースの最下段から最上段まで検知部１０４を上昇させながら、リフレクタ１４３における反射を利用した投受光部１４４での検知光の投受光により、制御手段内に設けられた判定制御部によってウェハの有無を含む収納状態の判定を行うものである。
【００４８】
このように構成しても、簡易な構成を通じて前記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４９】
その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【００５０】
４、１０４…検知部
６…ウェハ収納ケース
７…ウェハ
４３、１４３…リフレクタ
４４、１４４…投受光部
α…検知光
β…反射光
【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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