JPH11260893A - カセット内の収納物検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小さい占有スペースで、カセット内のウェハ
を確実に検出する。 【解決手段】 カセット２０のスロットと平行な方向に
レーザビーム１０３を投光し、スロットを通った反射ビ
ーム１０３Ｂの有無により、ウェハ１０の有無を確認す
るための、カセット室の側面５４Ａ、５６Ａに配設され
たレーザビームセンサ１００と、該レーザビームセンサ
１００から投光されたレーザビーム１０３Ａをカセット
室５４、５６内に導入し、カセット室内で反射された反
射ビーム１０３Ｂをレーザビームセンサ１００に導くた
めのミラー１３０を含む光ビーム導入出用のアクリル箱
１２２と、前記カセット室内の、前記スロットを挟んで
前記アクリル箱１２２と反対側に配設された反射板１２
０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カセット内の収納
物検出装置に係り、特に、半導体用ウェハの表面洗浄装
置に用いるのに好適な、収納物を収納するスロットを多
数備えたカセットの各スロット内の収納物の有無を、カ
セットを相対移動可能な状態で収容するカセット室の外
部から検出することが可能な、スロット内の収納物を確
実に検出でき、しかも、占有スペースも小さなカセット
内の収納物検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ製造工程等の真空容器中で用いら
れるウェハ搬送ロボット等でのウェハの自動搬送に際し
て、ウェハ搬送ロボットがウェハを自動的に取り出しに
いく際に、ウェハを収納するスロットを多数備えたカセ
ット内のどのスロットにウェハが入っているかを検出す
る必要がある。又、カセットを搭載するカセットステー
ジの周囲、例えばカセット室の寸法やウェハ搬送ロボッ
トの寸法を小さくするためには、ウェハ検出機構の占有
スペースも小さくする必要がある。

【０００３】このような目的で、従来は、図５（斜視
図）及び図６（正面図）に例示する如く、カセット２０
を搭載するカセットステージ２２上に、上向きに超音波
センサ２４を設け、図６に示す如く、その上方のウェハ
１０の下面までの距離Ｌを測定することにより、カセッ
ト２０内のウェハが入っている最下段のスロットを検出
することが行われていた。

【０００４】あるいは、図７に例示する如く、真空ロボ
ット２８のロボットアーム３０が昇降するタイプでは、
ウェハ１０を搬送するロボットハンド３２の後部に超音
波センサ等の距離センサ３２を設け、後ろ向きのロボッ
トハンド３２を真空ロボット２８によりカセット２０の
上下の寸法だけ昇降させて、ウェハ１０の側面までの距
離Ｍを検出することにより、カセット２０内のどのスロ
ットにウェハ１０が入っているかを一度に検出すること
も行われている。

【０００５】又、図８に例示する如く、カセットステー
ジ２２が昇降するタイプでは、カセット２０の後方若し
くは前方にレーザの投光器を設け、反対側に受光器を設
けるか、あるいは図８に示した如く、レーザ投受光器４
０を同じ側（図８ではカセット２０の前方）に設け、反
対側（図８ではカセット２０の後方）に反射板４４を設
け、ウェハ１０が存在する場合には、ビーム４２がウェ
ハ１０によって遮られることを利用して、各スロットに
おけるウェハ１０の有無を検出することも行われてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５及
び６に示した如く、カセットステージ２２上に、最下段
のウェハ１０の下面までの距離Ｌを検出する超音波セン
サ２４を設ける方法では、ウェハが存在する最下段のス
ロットしか検出できないため、最下段から順番にしかウ
ェハを取り出すことができず、上方のウェハを選択して
取り出すことはできないという問題点を有する。

【０００７】又、図７に示した如く、ロボットハンド３
２の後部に距離センサ３４を設けて、ウェハ１０までの
距離Ｍを検出する方法では、最初にどのスロットにウェ
ハが入っているかを一度に検出してしまうため、ウェハ
を選択して取り出すことは可能であるが、図５及び６に
示した方法と共通する問題点として、カセットステージ
２２や真空ロボット２８の内部に配線を通さなければな
らず、機構が複雑になる。特に、真空容器に取り付ける
場合は、配線のシールも問題になり、より複雑になる。
又、１つのロボットが複数のカセットを取り扱う場合に
は、独立したカセット検出はできない等の問題点を有し
ていた。

【０００８】一方、図８に示した如く、カセット２０の
前方と後方に、レーザの投光器及び受光器を設けるか、
あるいは、レーザ投受光器４０と反射板４４を設ける方
法では、カセット２０の前後にレーザ投受光器や反射板
等のスペースが必要となり、カセット室の寸法が大きく
なる。又、カセット２０の側方であるとカセットの出し
入れの邪魔になるため、カセットの下部にセンサ等を設
けることも考えられるが、この場合には、その高さ分だ
け、カセットの昇降ストロークが大きくなり、好ましく
ない等の問題点を有していた。

【０００９】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、小さい占有スペースで、カセット内
の収納物を確実に検出することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、収納物を収納
するスロットを多数備えたカセットの各スロット内の収
納物の有無を、カセットを相対移動可能な状態で収容す
るカセット室の外部から検出するためのカセット内の収
納物検出装置において、前記スロットと平行な方向に光
ビームを投光し、スロットを通った反射ビームの有無に
より、収納物の有無を検出するための、前記カセット室
の側面に配設された光ビームセンサと、該光ビームセン
サから投光された光ビームをカセット室内に導入し、カ
セット室内で反射された反射ビームを光ビームセンサに
導くための、光路変更手段（例えばミラー）を含む光ビ
ーム導入出手段と、前記カセット室内の、前記スロット
を挟んで前記光ビーム導入出手段と反対側に配設された
反射手段とを備えるようにして、前記課題を解決したも
のである。

【００１１】本発明においては、光ビームセンサがカセ
ット室の側面に配設され、ミラー等の光路変更手段を含
む光ビーム導入出手段により、カセット室内に光ビーム
を導入し、反射手段により反射された反射ビームを、再
び光ビーム導入出手段より光ビームセンサに導くように
したので、小さい占有スパースで、カセット内の収納物
を確実に検出することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。

【００１３】本実施形態が適用される半導体用ウェハの
表面洗浄装置の全体構成を図１に示す。この表面洗浄装
置には、装置外部から被洗浄物であるウェハ１０が多数
収容されたカセット２０が交互に搬入出され、ロードロ
ックされて、真空状態に排気される２つのカセット室５
４、５６と、洗浄前のウェハ１０を、前記カセット室５
４、５６の一方のカセット２０から１枚ずつ引き出し
て、矢印Ａに示す如く、次のバッファ室６２に搬入する
と共に、洗浄後のウェハを、バッファ室６２から搬出し
て、矢印Ｂに示す如く、所定のカセット２０に挿入する
ための、ウェハハンドリング用の、水平面内で伸縮と回
転の２軸動作可能な真空ロボット２８が配設されたロボ
ット室６０と、常時、真空に保たれているロボット室６
０とエアロゾル噴射ノズル６６から噴射される洗浄用の
エアロゾル６８により真空度が低下する洗浄室６４間の
圧力差を解消して、ウェハの受け渡しをするためのバッ
ファ室６２と、該バッファ室６２内で待機しているウェ
ハを、プロセスハンド７２により洗浄室６４に搬入（Ｙ
方向）しながら、ノズル穴のピッチ分だけ図の左右方向
（Ｘ方向）に走査するための走査機構７０と、下を通過
するウェハに対してエアロゾルを噴射して洗浄するため
のノズル６６を備えた洗浄室６４と、該ノズル６６に供
給されるＡｒ＋Ｎ2 混合ガスを冷却するための冷却器を
構成する冷凍機７６、コンプレッサ７８及び熱交換器８
０と、前記カセット室５４、５６、ロボット室６０、バ
ッファ室６２、洗浄室６４を排気して真空にするための
排気装置８２とが、主に備えられている。

【００１４】前記ロボット室６０には、ウェハ１０を搭
載可能なロボットハンド３２と、該ロボットハンド３２
を駆動するためのロボットアーム３０が設けられてい
る。

【００１５】図において、２２は、前記カセット２０を
搭載する、昇降及びステージ端部を中心に水平面内で回
転可能なカセットステージ、５４Ｄ、５６Ｄは、それぞ
れ、カセット室５４、５６のドア、５５、５７、６１
は、それぞれ、カセット室５４とロボット室６０間、カ
セット室５６とロボット室６０間、ロボット室６０とバ
ッファ室６２間に設けられたゲートバルブである。

【００１６】本実施形態は、このような表面洗浄装置に
おいて、図２（カセット室の平面図）及び図３（カセッ
ト室の側面図）に示す如く、カセット室５４、５６の互
いに離れた方の側面５４Ａ、５６Ａに、図４に示す如
く、投光器１０２と受光器１０４が一体とされた反射型
のレーザビームセンサ１００を、ビーム１０３が水平面
内になるように、又、位置を若干ずらせて配置する。

【００１７】該レーザビームセンサ１００の投光器１０
２と受光器１０４は、それぞれセンサ固定金具１１０、
１１１により水平方向に微調整可能な状態で、センサ取
付台１１２に取り付けられ、該センサ取付台１１２は、
前記カセット室側面５４Ａ、５６Ａに取り付けられてい
る。

【００１８】前記カセット室５４、５６のゲートバルブ
側の内面５４Ｂ、５６Ｂのゲート開口部の上部若しくは
下部には、レーザビーム１０３の反射板１２０が取り付
けられている。この反射板１２０の位置は、レーザビー
ム１０３の方向と同じ水平面内とされている。

【００１９】前記カセット室５４、５６のレーザビーム
センサ１００が取り付けられている側面５４Ａ、５６Ａ
のレーザビームを投光する方向には、開口部５４Ｃ、５
６Ｃが設けられ、外側に密閉構造になるようにアクリル
箱１２２が取り付けられている。このアクリル箱１２２
は、レーザビーム１０３が、該アクリル箱１２２の側面
１２２Ａに垂直に通過するように取り付けられている。
このアクリル箱１２２の内部には、前記投光器１０２か
ら投光されるレーザビーム１０３Ａを前記反射板１２０
に向けて反射でき、且つ、前記反射板１２０によって反
射されたレーザビーム１０３Ｂを前記受光器１０４に向
けて反射できる角度で、且つ、カセット室５４、５６の
底面と垂直にミラー１３０が設置されている。

【００２０】以下、実施形態の作用を説明する。

【００２１】前記レーザビームセンサ１００の投光器１
０２から出たレーザビーム１０３Ａは、前記アクリル箱
１２２の側面１２２Ａを通過して、ミラー１３０で反射
された後、反射板１２０に到達する。反射板１２０で反
射されたレーザビーム１０３Ｂは、再びミラー１３０で
反射された後、アクリル箱１２２の側面１２２Ａを通過
して、受光器１０４に届く。従って、該レーザビーム１
０３Ａ、１０３Ｂの通り道上に障害物がなければ、投光
器１０２から出たレーザビーム１０３Ａは、受光器１０
４に戻ってくるが、何か障害物があれば、受光器１０４
に戻ってこない。

【００２２】このような状態で、レーザビームの通り道
をカセット２０の壁が遮らないように、且つ、カセット
２０のスロット内をレーザビームが通過するようにカセ
ット２０を配置し、カセット２０内のウェハ１０のスロ
ットが、例えば最上段から最下段まで、レーザビームの
位置に来るように、カセット２０を昇降させる。

【００２３】すると、カセット２０内にウェハ１０が存
在すれば、レーザビームセンサ１００の投光器１０２か
ら出たレーザビームは、ウェハ１０により遮られて、レ
ーザビームセンサ１００の受光器１０４に戻ってこな
い。一方、カセット２０内にウェハ１０が存在しなけれ
ば、レーザビームセンサ１００の投光器１０２から出た
レーザビームは、遮られることなく、受光器１０４に戻
ってくる。従って、カセット２０の昇降位置とカセット
２０内のスロットの位置の対応を付けて、その高さでレ
ーザビームセンサ１００の受光器１０４の受光の有無を
調べれば、カセット２０内のどのスロットにウェハが存
在しているかが分かる。

【００２４】本実施形態においては、カセット室の内面
５４Ｂ、５６Ｂに反射板１２０を設けているので、レー
ザビームセンサ１００の受光器１０４により、反射光を
確実に検出することができる。なお、前記内面５４Ｂ、
５６Ｂが鏡面状態である場合等、十分な反射光が得られ
る場合には、反射板を省略することも可能である。又、
光ビームセンサの種類も、レーザビームセンサに限定さ
れない。

【００２５】又、前記実施形態においては、レーザビー
ムセンサ１００から投光されたレーザビーム１０３Ａを
カセット室内に導入し、カセット室内で反射された反射
ビーム１０３Ｂを受光器１０４に導くための光路変更手
段としてミラー１３０が用いられていたが、光路変更手
段はミラーに限定されず、例えば、プリズムの全反射等
を利用して光路を変更することも可能である。

【００２６】前記実施形態においては、本発明が、カセ
ット昇降型の半導体用ウェハの洗浄装置に適用されてい
たが、本発明の適用対象はこれに限定されず、ロボット
ハンド昇降型の洗浄装置や、液晶ガラス基板やハードデ
ィスク等のカセットからの取り出しや、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ、ＤＶＤ等のカセットからの取り出しにも、同様に
適用できることは明らかである。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、小さい占有スペース
で、カセット内の収納物の有無を確実に検出することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される半導体用ウェハの表面洗浄
装置の一例の全体構成を示す平面図

【図２】本発明の実施形態が配設されたカセット室を示
す平面図

【図３】同じく側面図

【図４】本実施形態で用いられているレーザビームセン
サの原理的な構成を示す略図

【図５】従来のウェハ検出機構の一例の構成を示す斜視
図

【図６】同じく正面図

【図７】従来のウェハ検出機構の他の例の構成を示す斜
視図

【図８】同じく更に他の例の構成を示す斜視図

【符号の説明】

１０…ウェハ（収納物） ２０…カセット ２２…カセットステージ ２８…真空ロボット ３０…ロボットアーム ３２…ロボットハンド ５４、５６…カセット室 １００…レーザビームセンサ １０２…投光器 １０３、１０３Ａ、１０３Ｂ…レーザビーム １０４…受光器 １１０、１１１…センサ固定金具 １１２…センサ取付台 １２０…反射板 １２２…アクリル箱 １３０…ミラー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】収納物を収納するスロットを多数備えたカ
   セットの各スロット内の収納物の有無を、カセットを相
   対移動可能な状態で収容するカセット室の外部から検出
   するためのカセット内の収納物検出装置において、 前記スロットと平行な方向に光ビームを投光し、スロッ
   トを通った反射ビームの有無により、収納物の有無を検
   出するための、前記カセット室の側面に配設された光ビ
   ームセンサと、 該光ビームセンサから投光された光ビームをカセット室
   内に導入し、カセット室内で反射された反射ビームを光
   ビームセンサに導くための、光路変更手段を含む光ビー
   ム導入出手段と、 前記カセット室内の、前記スロットを挟んで前記光ビー
   ム導入出手段と反対側に配設された反射手段と、 を備えたことを特徴とするカセット内の収納物検出装
   置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記光路変更手段がミ
   ラーであることを特徴とするカセット内の収納物検出装
   置。