JP2009135276A

JP2009135276A - 基板搬送装置

Info

Publication number: JP2009135276A
Application number: JP2007310237A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Fukuda; 崇一福田; Atsushi Yamamoto; 敦史山本; Hideaki Mito; 秀明水戸
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2009-06-18

Abstract

【課題】センサー劣化やウエハカセットステージ駆動系の性能劣化及び動作不良を検知し、搬送異常が発生する前に復旧作業を可能とする。
【解決手段】カセットステージ３はウエハカセット搬送位置より垂直方向の上方へ駆動し、センサー発光部４及びセンサー受光部５によりウエハカセット２内のウエハ枚数とスロット位置を計測する。このとき、センサー発光部４から投光した光はセンサー受光部５で受光し電気信号へ変換され、センサー強度信号を電圧で出力する。基板搬送制御部８は、センサー受光部５より出力された電圧と、カセットステージ駆動量からウエハカセット２内のウエハ枚数とスロット位置を計測し、その結果をＣＩＭ７内のデータと照合する。ＣＩＭ７はデータ照合の結果、ＣＩＭデータと不一致の場合は、ＣＩＭ７への通信、装置操作パネルでの異常表示などの異常発報を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置の製造に用いるウエハカセットから装置処理部へウエハを搬送するための基板搬送装置に関するものである。

従来の基板搬送装置は、特許文献１に開示されているような透過型センサーを設置し、ウエハカセット内のウエハの反り量を検知し、ウエハ搬送時にウエハ搬送用ロボットハンドのアーム挿入位置を補正する制御手段を有している。

また、反射型センサーを設置し、ウエハカセット内のウエハ位置を検知し、ウエハ搬送時にウエハ搬送用ロボットハンドのアーム挿入位置を補正する制御手段を有している特許文献２に開示されているようなものもある。

また、特許文献３のように、ウエハ搬送用ロボットハンドに反射式フォトセンサーを設置し、ウエハカセット内のウエハのうち所定の位置からの位置ずれ（ウエハカセット内からのウエハの飛び出し）を検知し、位置ずれを検知した場合に前記ロボットハンドを停止させる制御手段及び警報を出す報知手段を有しているものもある。

以下、図面を参照しながら、従来の基板搬送装置の一例について説明する。
図６は、従来の基板搬送装置の構成を示す図である。図６において、２１はウエハである。２２はウエハカセットで、５〜１０ｍｍピッチでウエハを収納するスロットが形成されており、直径２００ｍｍウエハ２１を２５枚水平に収納できる。２３はカセットステージで、ウエハカセット２２を保持し、図示を省略した駆動系により上下方向に駆動できる。２４はセンサー発光部、２５はセンサー受光部で、光路がウエハカセット２２内を通過するように装置に固定されて透過型センサーを構成している。２６は搬送アームでウエハカセット２内から図示を省略した基板処理部へウエハ２１を搬送する。２７はＣＩＭでウエハカセット内のウエハ枚数及びスロット位置を含む処理情報を統括する。２８は基板搬送制御部で、透過型センサーによるウエハカセット２２内のウエハ枚数とスロット位置の計測結果とＣＩＭ２７内のデータとを照合し、基板処理部への搬送可否を判断する。

以上のように構成された基板搬送装置について、以下、その動作を説明する。

まず、ウエハ２１はウエハカセット２２のスロットに挿入されカセットステージ２３上に搬送される。カセットステージ２３はウエハカセット搬送位置より垂直方向の上方へ駆動し、センサー発光部２４及びセンサー受光部２５によりウエハカセット２２内のウエハ枚数とスロット位置を計測する。このとき、センサー発光部２４から投光した光はセンサー受光部２５で受光し電気信号へ変換され、センサー強度信号を電圧で出力する。基板搬送制御部２８は、センサー受光部２５より出力された電圧と、カセットステージ駆動量からウエハカセット２２内のウエハ枚数とスロット位置を計測し、その結果をＣＩＭ２７内のデータと照合する。ＣＩＭ２７は前記データ照合の結果、基板処理部への搬送可否を判断する。

次に、搬送可否の判断について説明する。前記ウエハ枚数とスロット位置をＣＩＭ２７に登録されているデータと照合する。照合の結果、ＣＩＭデータと一致した場合は、ウエハカセット２２内のウエハ２１を搬送アーム２６により基板処理部へ搬送する。また、基板処理部への搬送時には搬送アーム２６のウエハ取り出し位置を前記カセットステージ駆動量よりウエハカセット２２の個体差によるスロット位置やウエハ反りによる微少変動を検知し、搬送アーム２６とウエハステージ２３の上下動位置の補正を行う。また、照合の結果、ＣＩＭデータと不一致の場合は、ＣＩＭ２７への通信、装置操作パネルへの異常表示などの異常発報し、以後のウエハ２２の搬送動作を停止する。
特開２００５−２６００１０号公報特開平８−８１００８号公報特開２０００−１２４２９０号公報

しかしながら、上記の構成では、センサー劣化やウエハカセットステージ駆動系の性能劣化及び動作不良を検知できないので、搬送異常や設備停止が発生するまで異常を検知できないため、搬送異常によるウエハ破損や設備停止による生産性低下を発生するという問題点を有していた。

本発明は、上記問題点に鑑み、センサー劣化やウエハカセットステージ駆動系の性能劣化及び動作不良を検知し、搬送異常が発生する前に復旧作業を可能とする基板搬送装置を提供するものである。

上記問題点を解決するために本発明の基板搬送装置は、センサー発光部とセンサー受光部を駆動させる手段を有し、センサー光路を可動するという構成を備えたものである。また、センサー出力信号を受信及び記録及び演算を可能とする手段を有し、前記センサー出力の変移量からセンサー劣化及びウエハカセットステージ駆動系の性能劣化及び動作不良を検知する手段を有し、性能劣化検知時に警報を発する発報手段を有し、搬送異常が発生する前に復旧作業を可能とするという構成を備えたものである。

以上のように、本発明は、センサー発光部とセンサー受光部を駆動させる手段と、センサー出力信号を受信及び記録及び演算を可能とする手段と、センサー出力の変移量からセンサー劣化及びウエハカセットステージ駆動系の性能劣化及び動作不良を検知する手段と、性能劣化検知時に警報を発する発報手段と、を設ける事により、搬送異常が発生する前に復旧作業を可能にすることができる。

以下、本発明の実施形態の基板搬送装置について、図面を参照しながら説明する。

図１は本実施形態における基板搬送装置の構成を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は斜視図である。

図１において、１はウエハである。２は、ウエハカセットであって、５〜１０ｍｍピッチでウエハを収納するスロットが形成されており、直径２００ｍｍウエハ１を２５枚水平に収納できる。３は、カセットステージであって、ウエハカセット２を保持し、図示を省略した駆動系により上下方向に駆動できる。４はセンサー発光部、５は、センサー受光部であって、光路がウエハカセット２内を通過するように装置に固定されて透過型センサーを構成している。６は搬送アームでウエハカセット２内から図示を省略した基板処理部へウエハ１を搬送する。７は、ＣＩＭであって、ウエハカセット内のウエハ枚数及びスロット位置を含む処理情報を統括する。８は、基板搬送制御部であって、透過型センサーによるウエハカセット２内のウエハ枚数とスロット位置の計測結果とＣＩＭ７内のデータと照合し基板処理部への搬送可否を判断する。９は、モニタリングシステムであって、センサー受光部５の出力電圧およびＣＩＭ７より処理中のウエハのロット情報を収集、記録及びデータ解析を行う。

図２は本実施形態におけるセンサー電圧とカセット内のウェハ位置の関係を示す図である。時系列に２組のセンサーで２５枚のウエハを計測し、少なくとも１組のセンサーで４枚目及び１９枚目及び２４枚目の３枚のウエハを未検出状態であることを示している。

図３は本実施形態におけるセンサーの駆動部の概略を示す側面図である。

１１は発光素子、１２は第１の台板で発光素子１１を固定している、１３は長さが一定の固定部、１４ａおよび１４ｂは圧電素子で電圧により長さが変動する。１５は第２の台板で固定部１３および圧電素子１４を装置本体に固定する。

図４は本実施形態におけるセンサーの光路を示す図であって、（ａ）と（ｂ）は光路が基板中心からｒ√２の位置を通る場合の側面図と平面図、（ｃ）と（ｄ）は光路が基板中心を通る場合の側面図と平面図である。図４を参照して本実施形態の基板半増装置の動作について説明する。

まず、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、ウエハカセット２の基板間隔（ピッチ）が５ｍｍで、ウエハ１の基板直径２００ｍｍの場合、基板中心より外周方向へ１００√２ｍｍの位置を通過するセンサー光路において、図３に示す圧電素子（たとえばピエゾ素子）１４ａおよび１４ｂに電圧をかけ長さを変化させる事で固定部１３とカンチレバーを構成し微少角度を約１．９度に設定する。このときウエハ１がウエハカセット２に正常にセットされているときはセンサー光路が遮られず、ウエハ１が５ｍｍ飛び出した場合にはセンサー光路が遮られるように設定する。

また、図４（ｃ）および（ｄ）に示すように、ウエハ１の基板直径２００ｍｍの場合、基板中心より通過するセンサー光路において図３に示すセンサー光路微少角度を約１．４度に設定する。

この結果、ウエハカセット２内のスロットにウエハ有無を検知することが可能である事に加え、５ｍｍ以上の基板位置ずれ（ウエハカセットからの飛び出し）が発生した場合、ウエハ間隔での受光すべき信号が遮断されるため位置ずれ（ウエハカセットからの飛び出し）を検出可能になる。また、受光時間の変動から、５ｍｍ以下の基板位置ずれの検知も可能になる。なお、ウエハサイズ、ウエハの厚み、スロット間隔などプロセスによる変動や径時変化による光路修正が必要な場合、また、検出感度の変動に応じて圧電素子の長さを変化させる事で光路を変更する事ができる。

次に、図１に示すように、ウエハ１はウエハカセット２のスロットに挿入されカセットステージ３上に搬送される。カセットステージ３はウエハカセット搬送位置より垂直方向の上方へ駆動し、センサー発光部４及びセンサー受光部５によりウエハカセット２内のウエハ枚数とスロット位置を計測する。このとき、センサー発光部４から投光した光はセンサー受光部５で受光し電気信号へ変換され、センサー強度信号を電圧で出力する。基板搬送制御部８は、センサー受光部５より出力された電圧と、カセットステージ駆動量からウエハカセット２内のウエハ枚数とスロット位置を計測し、その結果をＣＩＭ７内のデータと照合する。ＣＩＭ７は前記データ照合の結果、基板処理部への搬送可否を判断する。

次に、搬送可否の判断について説明する。前記ウエハ枚数とスロット位置をＣＩＭ７に登録されているデータと照合する。照合の結果、ＣＩＭデータと一致した場合は、ウエハカセット２内のウエハ１を搬送アーム６により基板処理部へ搬送する。また、基板処理部への搬送時には搬送アーム６のウエハ取り出し位置をカセットステージ駆動量よりウエハカセットの個体差によるスロット位置やウエハ反りによる微少変動を検知し、搬送アームとウエハステージ上下動位置の補正を行う。また、照合の結果、ＣＩＭデータと不一致の場合は、ＣＩＭ７への通信、装置操作パネルでの異常表示などの異常発報を行う。以後のウエハ１の搬送動作を停止する。

次に、センサー劣化やウエハカセットステージ駆動系の性能劣化及び動作不良を検知について説明する。

モニタリングシステム９はセンサー受光部５より出力された電圧とＣＩＭ７からウエハカセット２内のウエハ情報を収集し、時系列に電圧とウエハ情報を記録する。ウエハカセット２の装置内搬入後からの記録収集頻度は、本実施例では１Ｈｚから１０Ｈｚ（１秒間に１回から１０回）であるが、前記電圧及びウエハ情報の変動頻度に応じて変更可能である。前記センサー強度信号の電圧は、前記センサーの光路がウエハ１等で遮られた時点（遮光時）で出力が０Ｖになり、前記光路が遮られない場合（透過時）は６．５Ｖを出力するように設定されている。受光状態の変動により電圧も変動するため、電圧が３．５Ｖ以上の場合に透過と判断し、電圧が１．５Ｖ未満の場合に遮光と判断しウエハ２の有無と位置を計測する。

カセットステージ３の駆動に異常があり、上昇速度が変動する場合は、前記センサー強度信号の電圧が遮光時に０Ｖまで低下しない、または透過時に６．５Ｖまで上昇しないという状況が発生する。

図２に示すように、センサー強度信号の電圧を時系列にウエハカセットの位置と関連付けて測定する事により、カセットステージの特定起動位置でセンサー電圧の遮光時の上昇またはセンサー電圧透過時の下降を検知し、あらかじめ設定した電圧まで低下した（例えば透過時の電圧が５Ｖまで低下した）際に、カセットステージ駆動異常を発報することにより、ウエハ検知不能になる前にステージ駆動異常の検知を可能にする。

また、複数回のウエハカセット駆動時のセンサー電圧を記録し、あらかじめ設定した回数（例えば連続で３回）をあらかじめ設定した電圧まで低下した際に、カセットステージ駆動異常を発報することにより、ウエハ検知不能になる前にステージ駆動異常の検知を可能にする。

さらに、センサー強度信号の電圧を時系列にウエハカセットの位置と関連付けて表示することにより、駆動異常の発生するウエハカセット位置が容易に解析し、駆動系修理の再に早期に復旧が可能と成る。

以上のように本実施例によれば、センサー出力信号を受信及び記録及び演算を可能とする手段と、前記センサー出力の変移量からセンサー劣化及びウエハカセットステージ駆動系の性能劣化及び動作不良を検知する手段と、性能劣化検知時に警報を発する発報手段と、を設けることにより、搬送異常が発生する前に復旧作業を可能にする事ができる。

なお、本実施例ではセンサーを固定しウエハカセットを駆動させウエハを計測しているが、センサーを駆動させてもよい。また本実施例では透過型センサーを用いたが反射型センサーや非光学的センサーを用いても同様の効果が得られる。

また、センサー光路中に鏡（ミラー）やレンズを１つ以上入れる事によりセンサー受光部に効率よく集光できる。また、センサー受光部をアレイ状に配置する事によっても同様の効果が得られる。本実施例ではセンサー発光部を駆動させ航路を変化させたが、光路中に設置した鏡（ミラー）やレンズを駆動させても同様の効果が得られる。

図５は上記の配置の構成例を説明するための光路中の光学部品の位置関係を示す図であって、１６は鏡、１７はレンズを示す。

図５において、（ａ）は鏡１６をセンサー光路における基板通過後に設置した例を示し、（ｂ）は鏡１６をセンサー光路における基板通過前に設置した例を示す。さらに（ｃ）はレンズ１７をセンサー光路における基板通過後に設置した例を示す。

本発明の基板搬送装置は、センサー出力信号を受信及び記録及び演算を可能とする手段と、センサー出力の変移量からセンサー劣化及びウエハカセットステージ駆動系の性能劣化及び動作不良を検知する手段と、性能劣化検知時に警報を発する発報手段とを有し、半導体製造のウエハカセットから装置処理部へウエハを搬送する工程における基板搬送装置として有用である。また、フラットパネル搬送等の用途にも応用できる。

本発明の実施形態である基板搬送装置の構成を示す図本実施形態におけるセンサー電圧とカセット内のウエハ位置の関係を示す図本実施形態におけるセンサーの駆動部の概略を示す図本実施形態におけるセンサーの光路を示す図本実施形態における光路中の光学部品の位置関係を示す図従来の基板搬送装置の構成を示す構成図

符号の説明

１ウエハ
２ウエハカセット
３カセットステージ
４センサー発光部
５センサー受光部
６搬送アーム
７ＣＩＭ
８基板搬送制御部
９モニタリングシステム
１１発光素子
１２第１の台板
１３固定部
１４圧電素子
１５第２の台板
１６鏡
１７レンズ

Claims

センサーを用いて基板収納部の基板位置を計測し、その後に基板収納部から基板を搬送する基板搬送装置において、
前記センサーの出力信号を受信する手段と、
前記センサーの出力信号を記録する手段と、
前記センサーの出力信号を演算する手段と、
前記センサーの出力の変移量を検知する手段と、
前記変移量があらかじめ設定した値になると警報を発報する手段とを備えたことを特徴とする基板搬送装置。
前記センサーとして、２組の透過型センサーを用いたことを特徴とする請求項１記載の基板搬送装置。
前記透過型センサーは、発光部を有し、前記発光部の位置及び角度を変化させる手段を有することを特徴とする請求項２記載の基板搬送装置。
前記発光部からの光の光路中に少なくとも１箇所に曲面を有する鏡を設置したことを特徴とする請求項３記載の基板搬送装置。
前記鏡の位置及び角度を変化させる手段を備えたことを特徴とする請求項４記載の基板搬送装置。
前記発光部からの光の光路中に少なくとも１箇所にレンズを設置したことを特徴とする請求項３記載の基板搬送装置。
前記レンズの位置及び角度を変化させることを特徴とする請求項６記載の基板搬送装置。
前記透過型センサーの受光部をアレイ状に配置したことを特徴とする請求項２記載の基板搬送装置。