(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運び込まれたカセット内に収納されたウエハを取出し、処理装置に搬送するウエハ搬送ロボットを備えたウエハ搬送装置において、
前記ウエハ搬送ロボットは、前記カセットの前面箇所で上下動するウエハ搬送ロボットであって、
ウエハの外周弧面の２点間を非接触に挟む距離だけ間隔を開けたＵ字状先端部を持つウエハ検出ハンドを、ウエハ取出しハンドの上面或いは下面箇所に配設し、ウエハ取出しハンドに対し駆動軸の駆動で、前記Ｕ字状先端部を当該配設位置から前記カセットに対向するように回動可能に取付けしめ、
該ウエハ検出ハンドは投光器と受光器をＵ字状先端部に対向配置させた透過式センサー、及び該透過式センサーの光路と干渉しない箇所でセンサー光軸を鉛直となるようにした反射式センサーとを備え、
前記Ｕ字状先端部がカセットに対向するように回動する際に、事前に前記ウエハ取出しハンドを前記カセットから離れる方向に移動させる構成となしたことを特徴とするウエハ搬送装置。
【請求項２】
ウエハ検出ハンドを前記カセットに対向させる際は、１８０°の回動をすることを特徴とした請求項１記載のウエハ搬送装置。
【請求項３】
ウエハ検出ハンドの底面側中央に反射式センサーを備えたものとなしたことを特徴とした請求項１又は２記載のウエハ搬送装置。
【請求項４】
ウエハ取出しハンドを左右一対備えたものとなし、このうちの１つはコ字状アームに形成し、該コ字状アームの上段側裏面部にウエハ検出ハンドを取付けしめたことを特徴とする請求項１，２又は３記載のウエハ搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ウエハ搬送ロボットにより、カセット内に収納された半導体ウエハを処理装置に搬送するウエハ搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来のウエハ搬送装置の構造を示す図である。該図５に於いて、ステージ１０の上にはカセット１が載荷できるようになっており、ステージ１０の下部には上下機構７により上下動作可能なアーム２と該アーム２の一端にはセンサー３の投光器３ａが、もう一端にはセンサーの受光器３ｂが取付けられており、夫々れの電源線（図示せず）、信号線（図示せず）は制御装置９に接続されている。また、カセット１のウエハ取出し方向にはウエハ搬送ロボット４が設置されている。
【０００３】
ＡＧＶ（Automatic  Guided Vehicle）またはＯＨＴ（Overhead Hoist Transport）などでステージ１０上に載荷されたカセット１は、最初にカセット１内のウエハ５がどの棚に入っているか認識する動作を行う。これは通常、カセット１はウエハ５を１０枚から２５枚収納できる構造になっており、どの棚にウエハ５が収納されているか分からないためである。
ステージ１０にカセット１が載荷されると制御装置９は、センサーの取付けられたアーム２を最下面から最上面まで設定された速度で上昇するよう指示を行う。この過程に於いて、センサー出力信号とアーム２の移動量との組合せにより、制御装置９はウエハ位置情報を得ることができる。
アームが最上部まで上昇すると制御装置９は、ウエハの載荷情報を上位装置に伝達する。而して、上位装置からの命令によりウエハ搬送装置６は、制御装置９にて命令を処理しウエハ搬送ロボット４へ指示された段の棚のウエハ５をウエハ処理装置８に搬送を行い、処理の終わったウエハ５を指示された段の棚に収納するように指令を送る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の装置は前記のようにウエハマッピング機構が専用の機構であるため、装置設置の占有面積を大きくとり、ウエハ５のサイズが２００ｍｍから３００ｍｍと大型化される方向にある現在、ますます装置の大型化に拍車がかかっている。而して、装置の大型化はクリーンルームの建設費用及び維持費用のコストアップに直結するため、半導体デバイスメーカーからは省スペース装置の開発が待ち望まれている。また、構造が複雑なため製造コストの上昇をもたらしていた。
【０００５】
また、特開平７−１５３８１８号で開示されている透過式センサーをカセットとウエハの隙間に挿入し上下する移動機構の場合、ウエハ取出し方向に飛出したウエハを検出する手段を併せ持っていないため、何らかの理由で透過式センサーによりウエハを破損してしまうだけではなく、破損したウエハの破片がカセット内の他のウエハにも付着してしまい最悪の場合、それらのウエハを破棄せねばならず、歩留まりの低下をもたらす問題がある。
また、破損したウエハの破片を除去するには、装置を停止しなければならないため、生産性の悪化をももたらすことになる。さらに破損したウエハの破片が透過式センサーを破損する場合もあり、多くの修理時間を必要とし生産性の悪化をもたらす問題がある。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、その目的は占有設置面積の少ないコンパクトで低価格のウエハ搬送装置を提供することにある。
本発明の、さらに別の目的はウエハの破損を発生させることなく、高い信頼性を持ったウエハ搬送装置を提供することにある。
【０００６】
本発明は、ウエハ取出しハンドを備えたカセット前面箇所で上下動するウエハ搬送ロボットに於いて、ウエハの外周弧面の２点間を非接触に挟む距離だけ間隔を開けたＵ字状先端部を持つウエハ検出ハンドを、ウエハ取出しハンドの上面或いは下面箇所に、ウエハ取出しハンドによるウエハ搬送動作の邪魔とならないよう配設し、ウエハ取出しハンドに対し駆動軸の駆動で、前記Ｕ字状先端部を当該配設位置からカセット前面側に対向するように回動可能に取付けしめ、該ウエハ検出ハンドは投光器と受光器をＵ字状先端部に対向配置させた透過式センサー、及び該透過式センサーの光路と干渉しない箇所でセンサー光軸を鉛直となるようにした反射式センサーとを備え、前記Ｕ字状先端部がカセット前面側に対向するように回動する際に、前記ウエハ検出ハンドが他に干渉しないよう、事前に前記ウエハ取出しハンドを前記カセット前面箇所の反対方向に前進させる構成となしたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るウエハ搬送ロボットの斜視図である。１１はウエハ搬送ロボット本体、１２は該本体１１に取付けられるウエハ取出しハンドであって、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び１２’ａ，１２’ｂ，１２’ｃのアーム及びウエハ載置プレート１２ｄ，１２’ｄとからなる。図示例はウエハ取出しハンド１２を左右一対のものに構成し、各ハンドは本体１１内に組込まれた図示しない駆動手段により伸縮作動されるのであり、この構成は本件出願人に係る特許第２７４９３１４号に示したものと同様である。
【０００８】
本実施例に於いて、取出しハンド１２に於けるコ字状アーム１２ｃの上段裏面部には、Ｕ字状に形成したウエハ検出ハンド１３を、アーム１２ｃ内に収蔵したモータ１４の駆動で、θ＝０°〜１８０°の範囲で揺動若しくは回動するよう設けしめてある。（図示例は揺動するものを示す）
【０００９】
ここに、Ｕ字状の対向間距離Ｌはウエハ５の外周弧面ｆの２点間を非接触に挟むことを可能とするものとなし、且つ対向する先端部には投光器１５ａと受光器１５ｂとからなる透過式センサー１５が取付けてある。一方、その底面部中央箇所には上記透過式センサー１５の光路と干渉しないようにして、センサー光軸を鉛直となした反射式センサー１６が取付けてある。
【００１０】
他方、１７はウエハを載荷するカセットであって、ウエハ５がカセット１７の棚段を介し、鉛直な高さ方向へ多数枚収納させてある。而して、該カセット１７の前面開放部は上記ウエハ検出ハンド１３が後述するウエハ検知作業時に、少しその内部へ支障なく入り込み可能になしてある。なお、１８はカセット１７の前面下部位置に設けた反射板である。
【００１１】
本発明に係るウエハ搬送ロボットは以上の如く構成させてあり、以下その作用について説明する。図２は側面図、図３は図２に対応する平面図であって、ウエハ搬送装置に内にカセット１７が運び込まれた場合、制御装置９はウエハ搬送ロボット本体１１をカセット１７の取出し方向に対し、所定関係位置となるように回動させ、ウエハ検出ハンド１３の透過式センサー１５がカセット１７のウエハ取出し側を向くように、モータ１４を駆動させて原点位置ＰからＰ’の１８０°回動させる。そのさい、ウエハ検出ハンド１３が他の物体等に干渉しないよう、事前にウエハ検出ハンド１３の取付けられたコ字状アーム側のウエハ取出しハンド１２ｃを図面２のＢで示す如く左方向へ若干前進させるようにする。
【００１２】
次に、この状態でウエハ搬送ロボット本体１１を上昇させ、図２及び図３のＣに示す如くウエハ検出ハンド１３をカセット１７に於ける最上段のウエハ５より少し高い位置に移動させる。而して、ウエハ取出しハンド１２ｃをカセット１７へ向けて予め設定した位置までを限度として移動させるのであり、このさい反射式センサー１６の投光器からの光路が反射板１８で反射して帰り、光路が遮断されない場合にはカセット１７内に収納されたウエハ５の飛び出しがないものとして認識される。
【００１３】
これに対し、ウエハ５’の如く飛び出しがある場合には、光路が遮断されてこれを認識するものとなる。
今若し、上記ウエハ５’の如き飛び出しのある状態でウエハマッピングを行う際には、搬送ロボット本体１１の下降中にウエハ検出ロボット１３が上記飛び出しウエハ５’と接触し、該ウエハ５’を破損させるのであり、従って予め制御装置９が異常発生を上位装置に伝達し、ウエハ取出しハンド１２ｃを原点位置に戻し、上位装置の指令で飛び出しウエハ５’のトラブルが解消されるまで待機させるのである。
【００１４】
上記実施例ではウエハ取出しハンド１２ｃを搬送ロボット本体１１とカセット１７との対向間距離で定まる特定位置まで移動させ、飛び出しウエハを検出するものについて説明したが、他の例としてウエハ取出しハンド１２ｃを移動させ、反射式センサー１６がウエハ５を検出した位置と、初めにウエハ取出しハンド１２ｃを移動させて標準状態で載置されているウエハ５を検出したさいに制御装置９が記憶していたものとを比較することにより、カセット１７内のウエハが飛び出しているか否かを検出するようになしても良い。
【００１５】
ところで、上記作動で反射式センサー１６がウエハ５の飛び出しを検知しなかった場合、図２及び図３の各Ｄで示す如く、ウエハ検出ハンド１３を透過式センサー１５の投光器１５ａ及び受光器１５ｂがウエハ５を検出可能な位置へ移動させる。続いて一点鎖線位置に示す如くウエハ搬送ロボット本体１１を下降させることにより、ウエハ検出ハンド１３を共に下降させる。
そして、受光器１５ｂがウエハ５を検出しないで最下段まで移動した場合、ウエハ検出ハンド１３を初めの原点位置まで後退させ、カセット内にウエハが存在しないことを上位装置へ伝達する。
【００１６】
これに対し、通常はカセット１７内にウエハ５が存在するためウエハ５が透過式センサー１５の光路を遮断し、受光器１５ｂからの遮光信号が制御装置９に出力され、制御装置９は遮光信号が出力された上下方向の移動量を記憶するものとなる。そして、ウエハ検出ハンド１３が最下部まで移動を終えると、ウエハ取出しハンド１２ｃを初めの原点ｐまで後退させるのである。
【００１７】
本発明装置では、上記の通り構成してカセット１７内のウエハ認識情報を得るのであり、その結果を上位装置へ伝達する。そして、上記一連のウエハ認識情報を得るための処理が終了した後に、制御装置９は上位統括装置からの指令を処理し、ウエハ搬送ロボット１１がカセット１７内の指定された棚のウエハ５をウエハ処理装置８へ搬送するように指令を送る。また、同様に処理の終了したウエハ５をカセット１７の指定された棚段へ搬送するように、ウエハ搬送ロボット１１に指令を送るのである。
図４は上記の作動順序を図表化したフローシートである。
【００１８】
上記実施例ではウエハ取出しハンドを左右一対の対称配設したものを示したが、単一の取出しハンドとすることも差支えない。このさい、コ字状ハンドを採用して同様に実施することも出来るが、コ字状ハンドを採用しないものでは単にそのアーム上面位置に設けるようになしても良い。また、ウエハ検出ハンドを０°〜１８０°の範囲で揺動させるものについて示したが、０°〜１８０°のあと、１８０°〜３６０°の回動で原点位置に復帰させるようになしても差支えない。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の如く構成したウエハ搬送ロボットによれば、ウエハ検出ハンドをウエハ取出しハンドと兼用のアームでウエハ搬送動作中、その上面或いは下面箇所に邪魔とならないよう配設させることを可能となして、コンパクト化が図れる。而して、この一体化は作動操作が一定の順序に規制化されるものとなすから、誤動作で制御操作中誤ってウエハ検出センサーが破損されたりすることのないものであり、又占有設置面積を少なく且つ低価格化のウエハマッピング作用の行われるものとなるのである。一方ウエハ飛び出し検知機能についても同様であって、ウエハの破損を生じさせることなく、高い信頼性を持ったウエハ搬送装置を提供することができるものとなる。他方、搬送システムの安定稼働に大きく寄与することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置に係るウエハ搬送ロボットの斜視図である。
【図２】上記装置の作動状態を示す側面図である。
【図３】図２は夫々れに対応する平面図である。
【図４】フローシートである。
【図５】従来装置を示すものである。
【符号の説明】
１      カセット
２      アーム
３      センサー
４      搬送ロボット
５      ウエハ
６      ウエハ搬送装置
８      ウエハ処理装置
９      制御装置
１１    ウエハ搬送ロボット本体
１２    ウエハ取出しハンド
１３    ウエハ検出ハンド
１４    モータ
１５    透過式センサー
１５ａ  投光器
１５ｂ  受光器
１６    反射式センサー
１７    カセット
１８    反射板
【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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