JPS6199345A - ウエハ位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明にウェハ位置検出装置に関し、特にウェハ搬送装
置に都合良く使用されるウェハ位置検出装置に１列する
。

一股にウェハに対して加工又は測定をおこなう装置本体
にはウェハを複数枚収納可能なキャリヤが設置されてい
る。ウェハは中ヤリャから装置本体に供給され、ここで
加工又は測定を終了しｔ後再びキャリヤに収納され、キ
ャリヤごと次の工程にまわされる。

従来キャリヤからウェハを搬出又は搬入するためにベル
トコンベア式の搬送装置およびハンド式の搬送装置が利
用されている。適１図は今までに知られているパンタグ
ラフ式のハンドラーを概略的に示した図である。このハ
ンドラーは、一端に設けられた軸３を中心として回動自
在なハントアーム１と、ハンドアーム１の他端に＠４を
介して同じく回動自在に一端を連結されたハンドアーム
２と、ハンドアーム２の他端に同じく枢動自在に連結さ
れ元ウェハー支持用フィンガー５とから構成されている
。なおハンドラーは、ハンドアーム１およびハンドアー
ム２をそれぞれ対をｋすように２本ずつ有している。

第１図は、ハンドアーム１およびハントアーム２を一直
線状に延ばし、ウェハーカセット６内に収納されｔウェ
ハ７の裏側にフィンガー５を位置させ元状態で示しｔも
のである。これに対しｖｇ２図は軸３の位置を固定点と
して軸３に向ってフィンガー５を引込め、ウエハーカセ
ットロからウェハー７を取り出し元状態で示した図であ
る。ここでハンドアーム２は、軸５を中心としｔアーム
１０回転に従って＠４を中心として折れ曲がるように回
転し、一方このときハンドアーム２の他端も同じく軸８
を中心としてフィンガー５に対して回転する。最終的に
ハンドアーム１とハンドアーム２とが電な９合い、対を
なすアーム同士が直線状に向かい合うような位置まで移
動する。

上述しｔハンドラーの構成に依れば、ハンドアームはウ
ェハーの所定の移動距離の半分の長さを有する必要があ
る。更【キャリヤから取り出しｔウェハを装置本体へ送
り込む等の理由によりウェハを回転させる場合、ノーン
ドアーム１とハンドアーム２とが重なり合い、対をなす
アーム同士が【直線状に向かい合つｔ状態で回転し、フ
ィンガー面上に載置されたウニノーの位置を変える必要
がある。この究めハンドラーの作動に必要とされる占有
面積が広くなってしまう。

これに加えて従来のハンドラーにおいてはハンドアーム
１およびハンドアーム２がフィンガーに対して同じ角度
で傾斜するような機構を備えていなければならない。

更に通常キャリヤ内には複数枚のウェハが収納されてい
るが、フィンガーを搬出すべき所望のウェハと１４接す
るウェハとの間に挿入するｔめに１ウエハの位置を正確
に検知する必要がある。そこでウェハハンドラーにウェ
ハＲｆｊｔ検知機構を組み込んで使用するのが好ましい
。

それ数本発明の目的は、ウェハ搬送装置に都合良く使用
されるウニへ位］ｌ倹知機構を提供することにある。

本発明のクエへ位置偵出装置が都合良く組み込まれるウ
ェハ搬送装置の・ハンドラーは、一端に設けられｔ軸９
を中心として回動自在なハンドアーム１０と、ハンドア
ーム１０の他端に軸１１を介して同じく回動自在に一端
を連結され　　　１几ハンドアーム１２と、ハンドアー
ム１２の他端に同じく枢動自在に連結されたウェハー支
持用フィンガー５とから構成されている。なおハンドラ
ーは、ハンドアーム１０およびハンドアーム１２をそれ
ぞれ対をがすように２本ずつ有している。

第３囚は、ハンドアーム１０およびハンドアーム１２を
一直線状に延ばし、ウェハーカセット６内に収容され九
ウェハ７の裏側にフィンガー５を位置させた状態で示し
苑ものである。これに対し第４南はＩ１１］９の位置を
固定点として軸９に向かってフィンガー５を引込め、ウ
ェハーカセット６からウェハー７を取や出した状態で示
した（２）である。ここでハンドアーム１２は、軸９を
中心としたアーム１０の回転に従って軸１１を中心とし
て折れ曲がるように回転し、一方このときハンドアーム
１２の他端も同じく軸１３を中心としてフィンガー５に
対して回転する。途中アーム１０とアーム１２とが重な
り合い、対をなすアーム同士が直線状に向かい合うよう
な位置（第２図参照）まで移動する。

このウェハ搬送装置のハンドラーにおいては、ハンドア
ーム１２は第２図に示されるよう々位置からウェハカセ
ット６と竺れる方向へ＠１１を中心として回３ノアする
。最終的にハンドアーム１０とハンドアーム１２は第３
図の状態と逆の方向に−ＫＩＲ状に延び、フィンガー５
はハンドアーム１０および１２の上方に重なり合うよう
に位置する。従ってこのハンドラーの場合、第１図に示
されｔ従来のハンドラーと比べてハンドアームの長さは
ウェハの所定の移動距離の４分の１で良く極めてコンパ
クトなものとなる。

又第４図に示されるようにアーム１ｏおよび１２はその
大部分がフィンガー５面上に載置されｔウェハ７の真下
に位置するため、ウェハ７を所望の方向に移動させるた
めハンドラーを回転させるとき必要とされる占有ｉＷ＋
ｎｔは極めて少なく々る。

ここで上述したようなハンドアーム１ｏおよび１２の作
動を可能とする機構について第５図を参照して説明する
。

軸９はアーム１０と一体的に構成され、＠９の内部には
プーリー１４が規み込オれている。−方軸１１はアーム
１２と一体であるプーリーから構成され、プーリー１４
とプーリー１１との間にはタイミングベルト１５が掛は
痩されている。従ってプーリー１４を回転［？＃させる
とタイミングベルト１５を介してプーリー１１に駆動力
が伝達される。

ここでフィンガー５を軸９に向かう方向へ引き寄せる際
直線的に移動させる九めには、アーム１０の傾斜角度と
アーム１０とアーム１２とのなる開き角度とが１：２の
関係を常に維持するようにプーリー１４の駆動力を定め
なければならない。

第６■および第７０はそれぞれ、本発明のウェハハンド
ラーにウニへ位ｆ１ｍ知機構を組み込んだ実施例の側面
図および平面口である。前述のとおりカセット６内には
複数枚のウェハ７が収納されているが、フィンガー５を
搬出すべき所望のウェハ７と隣接するウェハ７との間（
挿入するためには、ウェハの位置を正確に愼知する必要
がある。そこでウェハハンドラーにウェハ位置検知機構
を組み込んで使用するのが好ましい。本発明のウェハ立
置挾知機梯の基本的な構成は、レーザーｒＰ、１６と、
カセット６０毫側に配、ａされ几ガラスロッド１８と、
レーザー源１６から出ｔレーザー２０をガラスロッド１
８に向けて射出る、ミラー１７と、ガラスロットに入射
し几レーザーを検出する几めのホトセンサ１９、及び１
９′を有している。ガラスマッド１８は円柱形のガラス
の一部を荒摺りしｔものである。南示しｔものは上部が
ガラス往と直角に切断しであるが、その部分に反射膜を
コーティングしｔ方が望しい。更にロフト全体を反射ミ
ラーをコーディングし、入射部分のみスリット状に切り
かいても良い。フィンガー５とレーザー光路とのレベル
の差による立鷺補正の必要をなぐす友めに、フィンガー
５とレーザー光路とのレベルを極めて近接させるのが好
ましい。　　　　！なお、光源として、レーザーを用い
る理由はレーザーは直進性がすぐれているため直線形状
の物体の位置検知に適している湊らである。以上の構成
でウェハハンド８が仮に上方から下方に移動する時、ウ
ェハがその間に存在すればレーザ元２０はウェハでさえ
ぎられるのでロッド１８に入射せずホトセンサ１９は光
を検出しない。

ウェハが存在しなければホトセンサ１９はロッド１Ｂに
入射し九九を検出す。従って検知光の最も少い位置がウ
ニへの中心位置となる。この関係？第８図に示す。

第８図はガラスロッド１８の一端に設けられたホトセン
サ１９の検出光強度とハンドラの高さ方向の関係を示し
ている。ハンドラの高さが変９、レーザ元２０の入射位
置がホトセンサから離れて遠くなると、センナへ到達す
る光が弱くなり、振巾が少くなって来ることが判る。従
ってもしホトセンサがガラスロットの上端部のみに設け
であると、第８図のような出力関係になり、ハンドラが
下方に来九時、ウェハ位置検知が困難になることが想像
される。本発明はこれを解決するためになされｔもので
、ホトセンサをガラスロットの両端に設け、かつそれぞ
れの光検出信号を加え合せ九合成信号を用いることによ
り、クエへ位置を検知しよ艷というものである。即ち、
一端のホトセンサ出力が弱くなれば、反対側のセンサ出
力が強まるので、それらの加え合せてやれば、一定の変
化が得られる正確なり工へ位置を検出が可能にｋる。第
９−に信号の合成回路を示す、（９）中ＡＩ、ＡＩ’は
ホトセンサ１９．１９’の充電流を電圧に変換する電流
電圧変換回路、Ａ２＃ｉそれらを加算する加算回路であ
る。光源としてレーザー以外の例えばＩ、ＫＤ等を用い
た場合には光源からの光はある程度の広がりをもつため
、この広がった光で位置を検知したい所望のウェハが光
路を遮断することを検出することは極めて困難である。

これ以外にＴＶ左カメラでウニへの断面をみる方法本考
えられるが、ＴＶ左カメラ用いる場合はカメラレンズの
焦点合わせが必要となる。

ところがカセット内に収容されｔウニノーはウェハの出
し入れ方向においてかなり位置の′バラツキが大きいｔ
め正しい無点合わせができず、精密な位置検知には適さ
ない。加つるにＴＶカメラは高価で大きく複雑である。

要するにレーザーを用いたウェハの位置検知法は、光路
が＠線的であるために上下の隣接するウェハによる影響
がないばかりか、焦点合わせも不要であるため収容され
たウェハの出し入れ方向に沿つｔ位置のバラツキ（よる
検知精度の低下もない。更に本位置検出法は、レーザ光
の平行直進性を利用している為く、ウェハの大口径化（
も適している。更に本位置検出法の秀れている点は透過
するレーザ光の強度を検出する究めに光学系のアライメ
ントが極めて容易であることである。

ここで参照番号２１は、フィンガー５をカセット６から
抜き出すためにハンドアーム１０および１２を折り曲げ
るためのハンドアーム伸縮用駆動部である。参照番号２
２はフィンガー５面上に裁置さｒＬ几ラウェハフ向きを
変えるためにハンドラーを回転させるとき使用されるハ
ンドラー回転用モータである。

更に参照番号２５はハンドラー昇降機構であり、カセッ
ト６内に収容された任意の位置のウェハ７を取抄出すた
めにフィンガー５の高さを所望のレベルに変えることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のハンドラーを延ばした状態で示した図、 第２図は第１−のハ／ドラ−を折り曲げた状（１１で示
した図、 箒３図は搬送装置のハンドラーを運ばしｔ状態で示し九
因、 第４図は第３図のハンドラーを折り曲げた状態で示しｔ
図、 第５（９）はＷｃ３図く示されｔハンドラーのアームの
枢動機構を示しｔ園、 第６図および第７・（９）はそれぞれ、ハンドラーに本
発明のウニ八位置検知機構を組み込んだ実　　　　′１
施例の側面□□□および平面図１ 、Ｘ　８１／は、ウェハの位置とホトセンサの検出元強
麿との１係を示し九因、 第９（２）は温帯の合成回路を示しｔ園である、５・・
・・フィンガー ９・・・・軸 １０．１２・・・・ハンドアーム １１．１４・・・・プーリー １５・・・・タイミングベルト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザー源と、レーザー源から出たレーザー光をウェハ
   断面方向に向け射出させるミラーと、射出されたレーザ
   ー光を入射誘導するガラスロッドと、ガラスロッドに入
   射したレーザーを検出するためのホトセンサをガラスロ
   ッドの上下に有するウェハ位置検出装置。