JP2006128294A

JP2006128294A - ウェハ検出装置

Info

Publication number: JP2006128294A
Application number: JP2004312605A
Authority: JP
Inventors: Kensuke Suzuki; 健介鈴木
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 2004-10-27
Filing date: 2004-10-27
Publication date: 2006-05-18

Abstract

【課題】ロードポート等においてウェハ収容容器からウェハを取り出す際に、前垂れウェハとロボットとの干渉を防止することである。
【解決手段】ロードポート２には、ウェハ検出装置１が備えられている。ウェハ検出装置１は、上下にスライド自在なマッピング機構部５を備え、マッピング機構部５は、ウェハ収容容器３０内に挿入される一対のマッパー８を有している。各マッパー８の先端には、センサヘッド発光部１１とセンサヘッド受光部１２とが１つずつ設けられており、正常状態のウェハＷと平行な光軸が形成されるようになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウェハ検出装置に関する。

半導体などのウェハを保管するキャリアとしては、前開一体形ポッド（ＦＯＵＰ）など、複数のウェハを収容可能なウェハ収容容器が知られている。
ここで、図３に従来のウェハ収容容器の一例を示す。ウェハ収容容器３０は、ウェハＷを収容する筐体３１を有し、筐体３１の上部にはマッシュルーム３２が設けられている。筐体３１内には、ウェハＷが載置されるスロット３３が、上下に複数設けられている。さらに、筐体３１の前面には、ウェハＷの搬出入口３４が形成されている。なお、この搬出入口３４には、不図示の蓋３５が取り付けられ、搬出入口３４が密閉されるようになっている。

このようなウェハ収容容器３０は、不図示のロボットなどによって搬送され、蓋３５を開閉する装置（以下、ロードポートという）に設置される。ロードポートは、ウェハに所定の処理を施す装置（ウェハ処理装置）等に取り付けられる付加的な装置である。図４に一例を示すロードポート４０は、ウェハ収容容器３０を位置決めして載置するテーブル４１と、ウェハ収容容器３０の蓋３５（図３参照）を自動で開ける機構と、筐体３１の搬出入口３４が密着させられるポート４２と、ポート４２内に配置されるロボット４３とを備えている。ロボット４３は、多関節のロボットアーム４４を有し、ロボットアーム４４の先端には、ウェハＷを下側から保持するハンド部４５が設けられている。

ところで、ウェハ収容容器３０に、正しくウェハＷが収容されていなかったり、搬送途中で振動等によってウェハＷの位置がずれてしまったりすることがある。このような場合に、正常なウェハＷを搬出できるように、ロードポート４０には、ロボット４３で搬出する際のウェハＷの収容状態を検出する装置を備えたものがある（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
特許文献１に開示されている装置は、ウェハの側方にビーム光を照射する手段と、このビーム光がウェハで反射したときに反射光を受光する手段とを、水平方向に沿って複数組備えるものである。複数組の反射光から、ウェハが割れていたり、スロットに斜め保持されていたりした場合に、そのようなウェハを検出することが可能になる。
特許文献２に開示されている装置は、ウェハの端面を照射する白色光源と、ウェハの端面の像を撮像する撮像装置を備え、撮像画像を画像処理することでウェハの収容状態が検出される。
特開２００３−９２３３８号公報特開２００３−２８２６７５号公報

しかしながら、従来の装置は、装置構成が複雑であり、迅速な判断が行えず、ロードポート４０からウェハＷを速やかに搬出することができなかった。
また、図５に示すウェハＷ１のように、符号Ｗ２で示すような正常積載状態から、スロット３３の前面をウェハ傾き支点Ｐ１として、ウェハＷの搬出入口３４側の部分が下方向に傾いた場合（以下、このような状態のウェハを、前垂れウェハＷ１という）、従来の装置では反射光が検出されなくなるが、この場合にウェハＷが無いのか、前垂れ状態にあるのかを区別することができなかった。また、ウェハＷが前垂れ状態にあるときの傾斜角度と、反射光の光量とを相関性良く検出することが困難であった。前垂れウェハＷ１を正しく検出できていない場合には、予め正常積載状態に対して教示されているウェハの位置に基づいてロードポート４０のロボット４３を稼動させると、ロボットアーム４４と、前垂れウェハＷ１とが干渉してしまうという問題が生じていた。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロードポート等においてウェハ収容容器からウェハを取り出す際に、前垂れウェハとロボットとの干渉を防止することである。

上記の課題を解決する本発明の請求項１に係る発明は、複数のウェハを収容するウェハ収容容器に所定の間隔で複数設けられたスロットに保持される前記ウェハの収容状態を検出する装置であって、前記ウェハに向けて発光する発光部と、前記発光部からの光を受光する受光部とを前記スロットと平行な面上に、前記ウェハが前記スロットから突出する部分の少なくとも一部を挟むように設けたことを特徴とするウェハ検出装置とした。
このウェハ検出装置は、発光部で発光させた光が、受光部に受光される。このときの光軸は、スロットと略平行になっており、そのスロットにウェハが正常に載置されていた場合には、光の少なくとも一部が受光部に至るまでに遮断される。その結果、受光部の受光量が減る。これに対して、ウェハが前垂れしていた場合には、光が遮断されないので受光部の受光量は減らない。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のウェハ検出装置において、前記発光部と、前記受光部とを、前記ウェハ収容容器に沿って同期して移動させる移動機構を備えることを特徴とする。
このウェハ検出装置は、受光部及び発光部を、例えば下方に移動させながら、ウェハの検出を行う。すなわち、ウェハが前垂れ状態である場合には、正常な位置では受光量は減らないが、その位置よりも低い位置で受光量が減る。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載のウェハ検出装置において、前記スロットに正しい姿勢で収容されている場合の前記ウェハの位置を予め記憶するメモリと、前記メモリに記憶されている前記ウェハの位置に対する前記受光部の受光量に基づいて検出される前記ウェハの位置の差を算出し、この差が所定の閾値を越えた場合に、前記ウェハの位置が異常であると判定する判定する判定手段とを備えることを特徴とする。
このウェハ検出装置は、正常位置に対する実際のウェハの位置を検出する。

本発明によれば、発光部と受光部とをウェハの少なくとも一部を挟むように配置し、正常状態のウェハと平行な光軸が形成されるようにしたので、ウェハが前垂れを起こしているか否かを簡単か構成で精度良く検出することができる。このよって、ウェハを搬送するロボットなどと、前垂れしたウェハとが干渉することを防止できる。

発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に、本実施の形態におけるウェハ検出装置の概略構成を示す。
ウェハ検出装置１は、ロードポート２に取り付けられており、ポート３内で垂直に延びる２本の支柱４を有している。これら支柱４は、ウェハ収容容器３０の前方に、かつウェハ収容容器３０の幅よりも広い間隔で配設されている。さらに、支柱４の高さは、ウェハ収容容器３０よりも高くなっている。これら支柱４の間には、マッピング機構部５が設けられている。マッピング機構部５は、各支柱４に沿って上下方向に移動自在な一対のスライダ６（移動機構）と、スライダ６間に水平に架け渡されたベース部７と、ベース部７から延設される２本のマッパー８と、スライダ６などの制御を行う制御部９とを備え、制御部９は上位ホスト１０に接続されている。

マッパー８は、ウェハ収容容器３０の幅方向の中心から幅方向にすこしずれた位置を基部８ａとして、ここから水平に、かつ幅方向に開くように延設されている。つまり、基部８ａ側のマッパー８間の距離よりも、マッパー８の先端部８ｂ間の距離の方が長くなっている。一方のマッパー８の先端には、センサヘッド発光部１１が設けられている。センサヘッド発光部１１は、他方のマッパー８の先端部８ｂに向けて光を発する向きに取り付けられている。そして、他方のマッパー８の先端部８ｂには、センサヘッド受光部１２が設けられている。センサヘッド受光部１２は、センサヘッド発光部１１からの光を受光して、電気信号を出力する。ここで、センサヘッド発光部１１と、センサヘッド受光部１２とを結ぶ直線は、センサ光軸となる。このセンサ光軸は、ロードポート２の水平軸と平行で、かつウェハ収容容器３０のスロット３３の水平軸と平行である。

制御部９は、スライダ６と、センサヘッド発光部１１と、センサヘッド受光部１２とに接続されており、マッパー８の高さ方向の制御と、センサヘッド発光部１１の発光制御と、センサヘッド受光部１２から出力される電気信号の処理とを行う。また、制御部９は、メモリ１３を備え、このメモリ１３には、スロット３３に正常に載置されたウェハ（正常積載ウェハＷ２）の教示位置と、後述する検出用判定閾値とが記憶されている。さらに、制御部９は、前垂れ判定手段１４を備え、前垂れウェハＷ１が存在する場合には、その旨を上位ホスト１０に報告するようになっている。
上位ホスト１０は、ウェハ検出装置１の制御と、ロボット４３などのロードポート２全体の制御を行うコンピュータである。

次に、この実施の形態の作用について説明する。
まず、ウェハＷを収容したウェハ収容容器３０をロードポート２に搬入し、テーブル１５の所定位置に固定する。このとき、図２に示すように、マッパー８は、上方位置に待機しており、マッパー８の先端部８ｂは、搬出入口３４からウェハ収容容器３０内に挿入されている。なお、上方位置とは、ウェハ収容容器３０の一番上のスロット３３よりも高く、かつウェハ収容容器３０の上部の内面よりも低い高さに相当する位置である。
ウェハ収容容器３０の配置が終了したら、制御部９は、センサヘッド発光部１１を発光させる。この光は、センサヘッド受光部１２に受光され、センサヘッド受光部１２は、所定の電気信号を制御部９に出力する。上方位置では、一番上のスロット３３に収容されているウェハＷよりも高い位置にセンサヘッド発光部１１及び、センサヘッド受光部１２が保持されているので、センサヘッド受光部１２からは、センサ光軸上に遮蔽物（ウェハＷ）がないことを示す電気信号が出力される。

さらに、制御部９は、スライダ６を移動させ、マッパー８を徐々に降下させる。この間、センサヘッド発光部１１は、発光し続けるので、マッパー８と共に降下するセンサ光軸が一番上のウェハＷの先端部分によって遮られる。この先端部分は、スロット３３からウェハ収容容器３０の搬出入口３４に向かって突出する部分である。
ウェハＷがセンサ光軸に入り込むことで、センサヘッド受光部１２は、受光光量が減るので、これに応じて、例えば、電圧が相対的に低い電電気信号が出力される。このような電気信号は、ウェハＷを検出したことを示す検出信号となるので、制御部９は、この検出信号を受け取ったときのマッパー８の高さをウェハＷの実測位置としてメモリ１３に記憶する。そして、前垂れ判定手段１４で、ウェハＷの実測位置と、予めメモリ１３に記憶されているウェハＷの教示位置とを比較する。比較の結果、実測位置と教示位置とのずれが検出用判定閾値を越えていた場合には、そのスロット３３のウェハＷは前垂れウェハＷ１であると判定する。そして、ウェハ収容容器３０の全てのスロット３３に対してウェハ位置の判定を行い、前垂れウェハＷ１と検出されたウェハＷのデータを上位ホスト１０に送信する。

上位ホスト１０は、このデータを受け取ったら、前垂れウェハＷ１のスロット位置を特定し、前垂れウェハＷ１との干渉を避けるようにロボット４３を稼動させる。例えば、上位ホスト１０は、正常積載ウェハＷ２のみを搬出するようにロボット４３の動きを制御しても良いし、前垂れウェハＷ１のスロット３３には、教示位置よりも下方からウェハを搬出するようにロボット４３の制御パラメータに修正を加えても良い。

この実施の形態によれば、ロードポート２に、ウェハＷの先端部を挟むように配置された一対のマッパー８を設け、正常積載ウェハＷ２と略平行なセンサ光軸を形成するようにしたので、センサ光が遮られるか否かで、ウェハＷの前垂れを簡単に検出することができる。さらに、一対のマッパー８を同期して下方にスライド移動するようにしたので、上下に載置される複数のウェハＷの前垂れを順番に検出することが可能になる。そして、ウェハＷの前垂れが検出された場合、これに合わせて上位ホスト１０がロボット４３の制御を行うようにしたので、前垂れウェハＷ１とロボット４３とが干渉して、前垂れウェハＷ１を破損等することを防止できる。
ここにおいて、スロット３３間にウェハＷが全く検出されない場合には、そのスロット位置にはウェハＷが収容されていないことが容易に確認できる。

なお、本発明は、前記の実施の形態に限定されずに広く応用することができる。
例えば、ウェハ検出装置１は、ロードポート２と別体で構成しても良い。この場合には、ウェハＷを搬送するロボットにウェハ検出装置１を設けたり、ウェハ検出装置１を単体で構成し、独自に前垂れウェハＷ１を検出するようにしても良い。この場合には、ウェハ検出装置１は、上位ホスト１０においてウェハ位置の検出に用いられる機能を制御部９に備えるように構成される。
また、前垂れウェハＷ１のスロット位置を制御部９で判定し、そのようなスロット位置の情報を上位ホスト１０に送信するようにしても良い。
マッパー８の待機位置を下方に設定し、測定時にマッパー８を徐々に上昇させるようにしても良い。
マッパー８は、基部８ａを中心に回動自在に構成されても良い。ウェハＷのサイズに合わせてセンサヘッド発光部１１と、センサヘッド受光部１２との間の距離を調整することが可能になる。また、マッパー８は、ベース部７に略垂直に固定されていても良い。

本発明の実施の形態におけるウェハ検出装置を備えるロードポートの概略構成を示す図である。ウェハ検出装置の作用を説明するための図である。従来におけるウェハ収容容器を示す一部破断側面図である。従来におけるウェハの搬出を説明する図である。前垂れウェハとロボットとの干渉を説明する図である。

符号の説明

１ウェハ検出装置
６スライダ（移動機構）
１１センサヘッド発光部
１２センサヘッド受光部
１３メモリ
１４前垂れ判定手段
３０ウェハ収容容器
３３スロット
Ｗウェハ

Claims

複数のウェハを収容するウェハ収容容器に所定の間隔で複数設けられたスロットに保持される前記ウェハの収容状態を検出する装置であって、
前記ウェハに向けて発光する発光部と、前記発光部からの光を受光する受光部とを前記スロットと平行な面上に、前記ウェハが前記スロットから突出する部分の少なくとも一部を挟むように設けたことを特徴とするウェハ検出装置。
前記発光部と、前記受光部とを、前記ウェハ収容容器に沿って同期して移動させる移動機構を備えることを特徴とする請求項１に記載のウェハ検出装置。
前記スロットに正しい姿勢で収容されている場合の前記ウェハの位置を予め記憶するメモリと、前記メモリに記憶されている前記ウェハの位置に対する前記受光部の受光量に基づいて検出される前記ウェハの位置の差を算出し、この差が所定の閾値を越えた場合に、前記ウェハの位置が異常であると判定する判定する判定手段とを備えることを特徴とする請求項２に記載のウェハ検出装置。