JPH08213447A

JPH08213447A - 被移載体の検出装置

Info

Publication number: JPH08213447A
Application number: JP4123395A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Kikuchi; 寿菊地
Original assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Tohoku Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Tohoku Ltd
Priority date: 1995-02-06
Filing date: 1995-02-06
Publication date: 1996-08-20
Also published as: US5780849A; KR960032663A; TW406863U; KR100374099B1

Abstract

(57)【要約】【目的】キャリア内の各段における半導体ウエハの有
無の検出を速やかに行うこと、及びその検出の途中で昇
降部が止まって中断しても、その後キャリアをイニシャ
ル位置まで戻すことなく再開できるようにすること。【構成】昇降ステージ３３により昇降されるキャリア
Ｃに対して、各段のウエハＷを検出するよう光センサー
よりなるウエハの検出部５を設けると共に、昇降ステー
ジ３３に、透光部６１と非透光部６２とが長さ方向に配
列された表示部６を垂設し、この表示部６が例えば５個
の発受光部７１〜７５よりなる読み取り手段の光軸を横
切ることにより、読み取り手段から、キャリアＣの高さ
位置情報を得、ウエハの検出部５よりの信号と組み合わ
せて各段のウエハの有無を認識する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被移載体の検出装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造装置においては、処理ステー
ション間における半導体ウエハ（以下「ウエハ」とい
う）の移動やウエハの保管は、上下両端が開口し、多数
のスロットを有する例えばテフロンなどからなる容器
（通常「キャリア」あるいは「カセット」などと呼ばれ
る）に収納された状態で行われる。そして処理ステーシ
ョンでは、例えば２５枚のウエハが収納された容器（以
下「キャリア」という。）が搬出入ポートに搬入された
後、当該位置にて、あるいは更に別の場所に移された
後、キャリア内のウエハがウエハ移載装置によって、所
定の場所例えばウエハボート（熱処理の場合）やロード
ロック室（真空処理の場合）などに移載される。

【０００３】このようなウエハの移載は、キャリアを起
こした状態で、つまりウエハが上下に配列された状態
で、移載装置のフォークをキャリアの前面開口部からス
ロット内に挿入し、ウエハをすくい上げることによって
行われるが、この場合キャリア内の各段（各スロット）
におけるウエハの有無を検知する（いわゆるマッピング
を行う）必要がある。即ちウエハは常に一定の枚数が一
定の順序でキャリア内に収納されて処理ステーションに
搬送されてくるとは限らない。前段階の処理ステーショ
ンで事故が起こった場合や、前段階の処理の検査を行う
ためにテスト用のウエハをキャリアから抜き出す場合な
どがあり、このようにキャリア内にウエハの抜けがあっ
たときには、システムのコントローラ側で何段目にウエ
ハがあって、何段目にはウエハがないという情報を把握
してウエハ移載装置に教える必要がある。

【０００４】従来キャリア内におけるウエハの有無を検
出する手法としては、例えば図１０に示すように昇降ス
テージ１に載置されるキャリアＣを前後に挟むように発
光素子１１と受光素子１２とを設け、ボールネジ機構１
３により昇降ステージ１を昇降させてキャリアＣ内の最
上段から最下段まで光軸Ｌによりスキャンし、ボールネ
ジ機構１３を駆動するパルスモータＭに設けられたエン
コーダからのパルス量と、受光素子１２からのオン、オ
フ信号とを制御部１４に取り込んで前記パルス量に基づ
き光軸Ｌを横切るスロット番号を割り出し、こうしてキ
ャリアＣの各スロットのウエハＷの有無を検出するよう
にしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら従来
の手法では、ボールネジ機構１３の送り量に基づいてつ
まりエンコーダのパルス量に基づいてキャリアＣの高さ
位置情報を割り出しているので、ソフトウエアによる演
算を必要とし、このため処理に時間がかかり、スループ
ットの低下の一因になっていたし、また使用するコント
ローラの機種により処理速度が異なり、設計の自由度が
小さいという問題点もあった。そしてまたマッピングの
途中で電源が落ちてモータＭが止まってしまうと、キャ
リアＣをイニシャル位置まで戻してはじめからやり直さ
なければならず、この点からもスループット向上の妨げ
になっていた。

【０００６】本発明は、容器内の各段における被移載体
の有無の検出（マッピング）を早い速度で行うことがで
き、しかもマッピングの途中でモータが停止しても速や
かに再開することのできる被移載体の検出装置を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、板状
の被移載体を上下方向に間隔をおいて収容する容器に対
して、昇降部により被移載体の検出部を相対的に昇降さ
せ、前記検出部により容器内における各段の被移載体の
有無を検出する被移載体の検出装置において、前記昇降
部に設けられ、高さ方向に異なる光学的要素が配列され
た表示部と、この表示部の昇降路を横切るように光軸が
形成され、前記表示部の光学的要素を読み取る読取り手
段と、を備え、前記表示部は、前記読取り手段で読み取
られた表示が、前記検出部の検出領域における容器の高
さ位置を表示するように構成されていることを特徴とす
る。

【０００８】請求項２の発明は、板状の被移載体を上下
方向に間隔をおいて収容する容器に対して、昇降部によ
り被移載体の検出部を相対的に昇降させ、前記検出部に
より容器内における各段の被移載体の有無を検出する被
移載体の検出装置において、前記昇降部に設けられた読
取り手段と、この読取り手段により読み取られるように
当該読取り手段の光軸の昇降路上に配置され、高さ方向
に異なる光学的要素が配列された表示部と、を備え、前
記表示部は、前記読取り手段で読み取られた表示が、前
記検出部の検出領域における容器の高さ位置を表示する
ように構成されていることを特徴とする請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、
読取り手段は、高さ方向に並べられた複数の発受光部よ
りなり、表示部は、透光部および非透光部の組み合わせ
よりなることを特徴とする。

【０００９】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、表示部は、透光部および非透光部の代わりに、反射
部および非反射部の組み合わせよりなることを特徴とす
る。

【００１０】

【作用】例えば被移載体の検出部が静止し、容器が昇降
する場合を例にとると、容器の昇降により、読み取り手
段の光軸上の表示部の光学的要素が変わるが、光学的要
素を読み取ることによって、検出部の検出領域に位置す
る容器の高さ位置情報が分かる。例えば検出部が光セン
サである場合、この光センサの光軸上に容器の第１段目
が位置しているとすると、読み取り手段の光軸上の表示
部の光学的要素が第１段目である表示に相当するものに
なっている。例えば読み取り手段が高さ方向に並べられ
た複数の発受光部であるとすると、これら発受光部から
出力される検出信号のオン、オフの組み合わせが第１段
目を示すコードに相当することになる。

【００１１】従って被移載体の検出部から被移載体の有
無が検出されたとき、それが容器内の何段目についての
情報であるかということをハード的に把握できるため、
処理速度が早く、また途中で電源が落ちても容器をイニ
シャル位置に戻すことなく再開できる。

【００１２】

【実施例】以下本発明を縦型熱処理装置の入出力ポート
に設けた実施例について説明する。先ず図１に基づいて
縦型熱処理装置の全体構成について簡単に述べると、２
はウエハを例えば２５枚収容する容器であるキャリアの
入出力ポートであり、この入出力ポート２は、図示しな
いＡＧＶ（自動搬送ロボット）との間でウエハキャリア
の受け渡しを行う例えば２個の受け渡し口２１を備えて
いる。

【００１３】そして入出力ポート２から搬入されたキャ
リアＣは、Ｘ、θ、Ｚ方向に移動自在なキャリア移載機
構２２により例えばキャリア収納棚２３を介してウエハ
受け渡しステージ２４に移載されると共に、Ｘ、θ方向
に移動自在なウエハ移載機構２５によりウエハ受け渡し
ステージ２４上のキャリアＣ内のウエハがウエハボート
２６に移載され、ウエハボート２６を上昇させて熱処理
炉２７内に導入されることになる。

【００１４】ここで本発明の実施例に係る、被移載体検
出装置例えばウエハ検出装置は図２に示すように前記入
出力ポート２に組み込まれている。この入出力ポート２
は、上面側に受け渡し口２１が形成され、図示しないＡ
ＧＶが備えている箱状のカバー体３０が上面側に置かれ
るようになっている。このカバー体３０は受け渡し口に
連通するよう下面に開口部が形成されると共に、図２中
奥側の面にＡＧＶ本体からキャリアＣが搬送されるため
の開口部が形成されている。また入出力ポート２は、カ
バー体３０で囲まれるキャリアＣの受け渡し室３１の下
方側に装置内のキャリア移載機構２２との間でキャリア
Ｃの受け渡しが行われる移載室３２を備えている。

【００１５】前記移載室３２内には図示しない昇降機構
によりガイド３３ａに案内されながらキャリアＣを受け
渡し室３１と移載室３２との間で、昇降させるための昇
降ステージ３３と、この昇降ステージ３３により降下し
てきたキャリアＣを受け取って保持する４本の保持アー
ム３４（１本はキャリアＣに隠れて見えない）とが設け
られている。保持アーム３４は矢印のように前後方向に
回動し、昇降ステージ３３がキャリアＣを載せて移載室
内に降下したときに図２のように閉じた状態（前後に並
ぶ２本の保持アーム３４が平行になる状態）となって、
キャリアＣを受け取ることになる。

【００１６】キャリアＣは、図２及び図３に示すように
横に倒した状態においては、前面及び後面が開口すると
共に前面側の開口部からウエハＷの取り入れ、取り出し
ができるように構成されており、両側面の内側には、ウ
エハＷの周縁部を保持するように通常スロットなどと呼
ばれている保持溝４０が例えば２５段形成されている。
前記移載室３２の上端部には、キャリアＣ内の各段のウ
エハＷの有無を検出するためのウエハ検出部５が設けら
れている。このウエハ検出部５は、キャリアＣの昇降路
の前方側に配設された２個の発光部５１、５２と、前記
昇降路の後方側に配設された２個の受光部５３、５４と
からなり、発光部及び受光部よりなるセンサーの２組
（５１、５３）及び（５２、５４）は、各光軸ａ、ｂが
昇降ステージ３３上のキャリアＣの前後の開口部を通っ
て昇降路を横切るように、また例えばキャリアＣの中心
から左右に夫々例えば４５ｍｍずつ離れるように（即ち
各光軸ａ、ｂは左右方向に９０ｍｍ離れている）配置さ
れている。

【００１７】そして発光部５１（５２）及び受光部５３
（５４）の上下方向の位置関係については、図４に示す
ようにキャリアＣを昇降ステージ３３に置いたときにキ
ャリアＣ内の左右の対応するスロットの中心間を結ぶ面
Ｓ（つまり正常に保持された場合のウエハＷの面）に対
してθだけ光軸ａ（ｂ）が傾くように設定されており、
その傾きの程度は、例えば発光部５１（５２）の発光面
の中心と受光部５３（５４）の受光面の中心との高さ方
向の距離が３ｍｍとされる。

【００１８】前記昇降ステージ３３の下面の周縁付近に
は、図５及び図６に示すようにキャリアＣの高さ位置を
表示する帯状の板材よりなる表示部６（図２では省略し
てある）が垂設されている。一方移載室３２内には、例
えば発光部及び受光部を組み合わせた５個の発受光部７
１〜７５を上下に並べてなる読み取り手段７が設けられ
ており、この読み取り手段７は、各発受光部７１〜７５
の光軸Ｍが表示部６の昇降路を横切るように構成されて
いる。

【００１９】即ち読み取り手段７は表示部６が通過でき
るように切り欠き部７６が形成されており、この切り欠
き部７６内に光軸Ｍが形成されている。なお図５では便
宜上表示部６と読み取り手段７とは離して記載してあ
る。

【００２０】前記表示部６には、側部から矩形状に切り
込まれた透光部をなす切り欠き部６１が間隔をおいて複
数形成されており、この透光部（切り欠き部）６１の上
下両側の部分が非透光部６２を形成している。この表示
部６の具体的な一例を図７に示すと、透光部６１及び非
透光部６２の各々上下の長さは、前記発受光部７１〜７
５の１個分の上下の長さの整数倍に設定されており、透
光部６が読み取り手段７の光軸Ｍを横切る位置にあると
きには、発受光部の受光部が受光するので受光信号がオ
ンとなり、非透光部６２が光軸Ｍを横切る位置にあると
きには受光部が受光しないので受光信号がオフになる。

【００２１】従って表示部７の高さ位置に応じて各発受
光部７１〜７５からの信号のオン、オフの組み合わせが
決まることになる。例えば図６は読み取り手段７に対す
る表示部６の高さ位置と、読み取り手段７の各発受光部
７１〜７５（枠内の１〜５に相当する）よりの信号の組
み合わせと、を対応付けて示す図であり、「０」はオ
フ、「１」はオンに相当する。

【００２２】この例ではキャリアＣの０段目の保持溝つ
まりキャリアＣの下端板がウエハ検出部５の光軸ａ
（ｂ）上あるときに、表示部６の下端部の非透光部６２
が読み取り手段７の全ての光軸を遮断する位置となるよ
うに、またキャリアＣの各保持溝４０がウエハ検出部５
の光軸ａ（ｂ）と同レベルに位置するときに、その保持
溝４０の番号（上から何段目であるかという番号）と、
発受光部７１〜７５よりの信号の「１」、「０」の組み
合わせコードとが対応するように表示部６の透光部６１
と非透光部６２との配列が設定されている。

【００２３】例えばキャリアＣの下から１番面の保持溝
４０が前記ウエハ検出部の光軸ａ（ｂ）と同レベルに位
置するときには図７に示すように前記コードは（１００
００）となり、２５番目の保持溝４０については（０１
１０１）となる。ただしこの実施例では、キャリアＣの
上端板が前記光軸ａ（ｂ）と同レベルになったときにも
検出できるように、この上端板の位置に相当する仮想的
な３０番目の保持溝３０についても識別コード（０００
０１）が出力されるように表示部６が構成されている。

【００２４】一方実施例に係るウエハの検出装置は、ウ
エハＷの有無を検出するための前記受光部５３（５４）
よりの信号及び読み取り手段７よりの信号が取り込まれ
る制御部７０を備えており、この制御部７０は、読み取
り手段７よりの信号に基づいてキャリアＣの高さ位置を
割り出すと共にウエハ検出部５よりの信号に基づいてウ
エハＷの有無を検出し、これによりキャリアＣ内の各段
のウエハＷの有無を把握するつまりマッピングを行う機
能を有している。

【００２５】また図２に示すように前記移載室３２の上
部には、キャリアＣの正面開口部の昇降路に臨む位置
に、光軸が位置するように、左右に夫々発光部３５及び
受光部３６が設けられると共に、移載室３２の上部及び
下部には、キャリアＣの正面開口部の昇降路に臨む位置
に光軸が位置するように、発光部３７及び受光部３８が
設けられている。前記発光部３５及び受光部３６は、キ
ャリアＣからのウエハＷの飛び出しを検出するセンサー
であり、発光部３７及び受光部３８は、ウエハＷのオリ
エンテーションフラットが前方側に位置しているか否か
を検出するセンサーである。

【００２６】次に上述実施例の作用について述べる。
今、内部が不活性ガスでパージされた自動搬送ロボット
（図示せず）が上述の熱処理装置の入出力ポート２に到
着し、自動搬送ロボット側から、ウエハＷを収容したキ
ャリアＣが受け渡し室３１内に搬入されたとする。この
とき昇降ステージ３３は図５に示すように上限位置にあ
り、続いて降下する。キャリアＣの底面（仮想的な０番
目の保持溝）がウエハ検出部５の光軸ａ（ｂ）と同レベ
ルになったときに図８（ａ）に示すように（図７参
照）、読み取り手段７の各発受光部７１〜７５の受光信
号がオフ、つまり読み取り手段７の出力コードが（００
０００）になり、これにより制御部７０はウエハ検出部
５からの信号の読み込みのセットがされる。

【００２７】更にキャリアＣが降下して、図８（ｂ）に
示すようにキャリアＣ内の１番面の保持溝４０が光軸ａ
（ｂ）と同レベルになると、読み取り手段７の出力コー
ドが（１００００）になり、制御部７０は、このコード
によってウエハ検出部５の検出領域に１番目の保持溝４
０が位置していることを認識すると共に、ウエハ検出部
５からの出力信号に基づいてウエハＷの有無を認識し、
例えば図示しないメモリに保持溝４０の番号とウエハＷ
の有無とを対応させてデータを書き込む。こうして昇降
ステージ３３の降下に伴い、キャリアＣ内の１番目から
２５番目までの保持溝４０におけるウエハＷの有無が検
出される。

【００２８】そしてキャリアＣが降下して仮想的な３０
番目の保持溝が光軸ａ（ｂ）上に位置すると、この保持
溝のある個所はキャリアＣの上端板ＣＬに相当するので
ウエハ検出部５の出力信号はオフになる。このように３
０番目の保持溝を検出する理由は、仮にキャリアＣ内に
ウエハＷが１枚も収容されていないとすると、キャリア
Ｃが存在するか否かを認識することができなくなってし
まうので、キャリアＣの上端板ＣＬを検出することでキ
ャリアＣの存在を確認するようにしているのである。更
にキャリアＣが降下して光軸ａ（ｂ）上に仮想的な３１
番目の保持溝４０（上端板ＣＬよりも更に上の空間）が
位置すると、読み取り手段７からの出力コードは（００
０００）となり、制御部７０側ではウエハＷの検出を終
了する。その後昇降ステージ３３が下限位置まで降下
し、キャリアＣは図１に示すキャリア移載機構２２によ
り縦型熱処理装置本体内に搬入されることになる。

【００２９】ここでキャリアＣの１番目から２５番まで
の保持溝４０が光軸ａ（ｂ）を通過するのに１０秒かか
るように昇降ステージ３３の速度が設定されているとす
ると、ウエハ検出部５の出力信号の読み込みは例えば
０．２秒おきに行われ、このようにすれば例えば図９に
おいて５番目の保持溝４０の場合のように同じ保持溝内
に２枚重なって保持されている場合にも、ウエハ検出部
５からのオフ信号が連続して取り込まれるため、その状
態を制御部７０側で把握できる。またウエハ検出部５は
発光部及び受光部の組よりなるセンサーを２組（５１、
５３）（５２、５４）夫々左右に設けて、２個所でウエ
ハＷを検出しているため、例えば図９において８番目、
９番目の保持溝４０の場合のように、ウエハＷが異なる
段の保持溝４０に跨って保持されているときでも、ウエ
ハ検出部５の一方のセンサ−がオン、他方のセンサーが
オフになるので、この状態を制御部７０側で把握でき
る。

【００３０】上述実施例によればキャリアＣの高さ位置
情報、つまりウエハ検出部５の光軸ａ（ｂ）上にキャリ
アＣの何番目の保持溝４０が位置しているかという情報
を昇降ステージ３３と共に昇降する表示部６から得られ
る信号に基づいて把握し、いわばハード的に知ることが
できる。従ってキャリアＣのマッピングの途中で電源が
落ちるなどのトラブルによりキャリアＣが停止しても、
そのときのキャリアＣの高さ位置情報は表示部６から直
接読み取れるので、キャリアＣをイニシャル位置まで戻
すことなく再開することができる。また従来のようにエ
ンコーダを用いてパルス数をカウントし、ソフト演算に
より高さ位置情報を割り出す場合に比べて処理速度を早
めることができ、またコントローラの機種にかかわらず
処理速度がほとんど変わらないためコントローラの選定
の自由度が広く、設計を行いやすい。また長尺な表示部
６と、上下に配列された発受光部７１〜７５とを付設す
る構造であるから、省スペース化が可能である。

【００３１】以上においてウエハ検出部５としては反射
型のセンサーや超音波センサーを用いてもよいし、また
読み取り手段として反射型センサーを用いると共に表示
部６として反射部、非反射部を組み合わせるようにして
もよく、更には表示部６として保持溝の番号を表示する
バーコードを各高さ位置毎に形成するものであってもよ
い。更にまた読み取り手段７は５個の発受光部を組み合
わせることに限らずそれより多い発受光部を組み合わせ
ると共に、これに対応して表示部を形成し、認識できる
キャリアＣの高さ位置情報の数を増やしてもよい。

【００３２】そしてまた本発明では、移載室側に固定し
て表示部を静止させておき、読み取り手段を昇降ステー
ジに設けるようにしてもよいし、あるいはキャリアＣを
静止させておき、昇降部にウエハ検出部を設けてウエハ
検出部側を昇降させるようにしてもよく、この場合には
昇降部に例えば表示部を設けておけばよい。なお本発明
は、容器に相当する保持具に液晶パネル用のガラス基板
を上下に配列した場合に、このガラス基板の有無を検出
する場合に適用してもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、容器内の
各段の被移載体の有無を早い速度で検出でき、またマッ
ピングの途中で電源が落ちるなどしてもその後直ちに再
開することができ、スループットの向上を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る被移載体の検出装置を組
み込んだ縦型熱処理装置を示す斜視図である。

【図２】本発明の実施例を示す概略斜視図である。

【図３】キャリアを示す正面図である。

【図４】ウエハ検出部とキャリアの保持溝によるウエハ
の保持面との位置関係を示す説明図である。

【図５】本発明の実施例の要部を示す正面図である。

【図６】表示部及び読み取り手段を示す斜視図である。

【図７】表示部と読み取り手段より出力されるコードと
の関係を示す説明図である。

【図８】本発明の実施例の作用を示す説明図である。

【図９】キャリア内におけるウエハの収納状態を示す正
面図である。

【図１０】従来のウエハ検出装置を示す概略斜視図であ
る。

【符号の説明】

２入出力ポート３１受け渡し室３２移載室３３昇降ステージ４０保持溝ＣキャリアＷウエハ５ウエハ検出部６表示部６１透光部６２非透光部７読み取り手段７１〜７５発受光部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】板状の被移載体を上下方向に間隔をおい
て収容する容器に対して、昇降部により被移載体の検出
部を相対的に昇降させ、前記検出部により容器内におけ
る各段の被移載体の有無を検出する被移載体の検出装置
において、前記昇降部に設けられ、高さ方向に異なる光学的要素が
配列された表示部と、この表示部の昇降路を横切るように光軸が形成され、前
記表示部の光学的要素を読み取る読取り手段と、を備
え、前記表示部は、前記読取り手段で読み取られた表示が、
前記検出部の検出領域における容器の高さ位置を表示す
るように構成されていることを特徴とする被移載体の検
出装置。
【請求項２】板状の被移載体を上下方向に間隔をおい
て収容する容器に対して、昇降部により被移載体の検出
部を相対的に昇降させ、前記検出部により容器内におけ
る各段の被移載体の有無を検出する被移載体の検出装置
において、前記昇降部に設けられた読取り手段と、この読取り手段により読み取られるように当該読取り手
段の光軸の昇降路上に配置され、高さ方向に異なる光学
的要素が配列された表示部と、を備え、前記表示部は、前記読取り手段で読み取られた表示が、
前記検出部の検出領域における容器の高さ位置を表示す
るように構成されていることを特徴とする被移載体の検
出装置。
【請求項３】読取り手段は、高さ方向に並べられた複
数の発受光部よりなり、表示部は、透光部および非透光
部の組み合わせよりなることを特徴とする請求項１また
は２記載の被移載体の検出装置。
【請求項４】表示部は、透光部および非透光部の代わ
りに、反射部および非反射部の組み合わせよりなること
を特徴とする請求項３記載の被移載体の検出装置。