JP2000012670A - 基板カセット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハの収納の有無の検出に制約の少なく、
基板取扱装置のチャンバ内の空間の汚染を少なくするこ
とができる密封型の基板カセットを提供することであ
る。 【解決手段】 ウエハＷの搬出入用の開口部を有する略
直方体状の箱体１２の内部に複数のウエハＷを支持する
ための棚板部１５を設け、該開口部に着脱可能に蓋体１
３を取り付けて箱体１２の内部を密封するようにした基
板カセット１１において、箱体１２の開口部と反対側の
後壁部１４に各棚板部１５に対応する複数の貫通孔１６
を形成し、各貫通孔１６を開閉する開閉扉１７をスライ
ド可能に取り付けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置、ＣＣ
Ｄ等の撮像素子、薄膜磁気ヘッドなどのマイクロデバイ
スを製造するための基板を収納する基板カセットに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣ等の半導体装置は、シリコン等から
なるウエハ（基板）に対して、酸化膜の形成、フォトレ
ジストの塗布、パターンの転写、現像、エッチング、ド
ーピング等の処理や各種の計測・検査が行われることに
より製造される。従って、マイクロデバイス製造システ
ムは、ウエハ上にフォトレジストを塗布するコータ（レ
ジスト塗布装置）、マスク上のパターンを転写露光する
ステッパ（露光装置）、転写されたパターンを現像する
デベロッパ（現像装置）、その他の各種プロセス装置、
各種計測・検査装置、ウエハを保管する保管装置（以
下、これらの各装置を基板取扱装置ということがある）
等を備えて構成され、一の工程で処理が実施されたウエ
ハは、次の工程へ搬送され、順次必要な処理が実施され
るようになっている。

【０００３】これらの各種の装置間でのウエハの搬送
は、一般にウエハ収納容器としての基板カセット（ウエ
ハキャリッジ）に収納して行われる。基板カセットとし
ては、その前面が開放されたカセット本体の両側部及び
後部の内側にウエハの周縁部近傍を支持する複数の上下
に配列された棚板部を配設して構成された開放型（オー
プン型）のものが一般に使用されているが、搬送中にウ
エハが埃等により汚染されることを防止するため、その
前面以外が気密的に形成された箱体にウエハの周縁部近
傍を支持する複数の上下に配列された棚板部を配設し、
ウエハの収納後に該箱体の開口を蓋体により閉塞するよ
うにした密封型（クローズ型）のものが使用されること
がある。

【０００４】このような密封型の基板カセットは、その
内部に複数のウエハを収納した後に開口が閉塞された状
態でカセット搬送車や人手により搬送され、基板取扱装
置のチャンバなどの内部に設置されたカセット載置台な
どの上に載置され、該蓋体を取り外した後に、ロボット
ハンドなどにより基板カセットから１枚ずつウエハが取
り出され、処理後のウエハは該基板カセットにあるいは
他の同様の基板カセットに収納され、再び蓋体により開
口が閉塞された後に他の装置に同様に搬送される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、一般に基板取
扱装置においては、ロボットハンドなどによる基板カセ
ットに対するウエハの搬出入の効率化や事故防止のため
に、基板カセット内の各棚板部にウエハが収納されてい
るか否かが、例えば光学式の検出装置により検出される
が、従来の密封型の基板カセットでは、ウエハ搬出入用
の開口以外の部分は気密的に構成されているから、該開
口を選択的に開閉する蓋体を取り外した状態で該開口の
外側から反射光式の検出装置（送光部からの検出光の検
出対象物での反射光の有無を該送光部と同じ側で受光部
により検出するもの）しか用いることができず、その内
部のウエハの存否の検出に制約が多いという問題があっ
た。

【０００６】また、基板取扱装置のチャンバ内で密封型
の基板カセットの蓋体を取り外した場合に、基板カセッ
ト内部が比較的に清浄でない場合に、該チャンバ内部が
汚染される場合があるという問題もあった。

【０００７】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、その目的とするところは、内部
の棚に基板が収納されているか否かの検出に制約の少な
い密封型の基板カセットを提供することである。また、
カセット内部が比較的に清浄でない場合であっても処理
環境を汚染することが少ない基板カセットを提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以下、この項に示す説明
では、理解の容易化のため、本発明の各構成要件に実施
形態の図に示す参照符号を付して説明するが、本発明の
各構成要件は、これら参照符号によって限定されるもの
ではない。

【０００９】上記目的を達成するための本発明の基板カ
セットは、基板搬出入用の開口部を有する箱体（１２）
の内部に複数の基板（Ｗ）を支持するための棚（１５）
を設け、該開口部に着脱可能に蓋体（１３）を取り付け
て該箱体内部を密封するようにした基板カセット（１
１）において、前記箱体の前記開口部と反対側の面（１
４）に貫通孔（１６）を形成し、該貫通孔を開閉する開
閉扉（１７）を取り付けたことを特徴とする。

【００１０】本発明によると、箱体の開口部と反対側の
面に貫通孔を形成したので、該開口部の外側とこれと反
対側である該貫通孔の外側との間で、透過光式の検出装
置（送光部から検出光の透過の有無を該送光部と検出対
象物を挟んで反対側で受光部により検出するもの）をも
採用することができるようになり、各棚に基板が収納さ
れているか否かの検出についての制約を少なくすること
ができ、任意に各種の検出方式を採用することができる
ようになる。また、該貫通孔を開閉する開閉扉を取り付
けているので、基板カセット内の基板の存否の検出中は
開閉扉を開き、基板カセットの搬送中は該開閉扉を閉じ
ることにより、搬送中に基板カセット内部に埃等が入り
込んで汚染されることが少ない。

【００１１】加えて、この基板カセット（１１）の前記
箱体（１２）の前記開口部が該箱体内部の気圧よりも高
気圧の空調空間内に位置された状態で、前記開閉扉（１
７）を開くとともに、前記蓋体（１３）を取り外し、こ
の状態で該箱体の棚（１５）に対する基板（Ｗ）の搬出
入を行うようにすることにより、該蓋体を取り外したと
きに、該空調空間内の気体がこの基板カセットの内部に
進入し、該貫通孔（１６）を介して該空調空間の外に排
出されるので、基板カセット内が比較的に清浄でなかっ
た場合であっても該空調空間内を汚染することを少なく
することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００１３】まず、ＩＣ等のマイクロデバイスの製造工
程を簡単に説明すると、その表面に酸化膜が形成された
ウエハは、ウエハ保管庫などから取り出され、その上面
（デバイス形成面）上にコータ（レジスト塗布装置）に
よりフォトレジストが塗布される。次いで、ステッパ
（露光装置）によりマスク（又はレチクル）に形成され
たパターンに対応したパターンの像が投影されることに
より、ウエハ上のフォトレジストが選択的に感光され、
パターンの転写が行われる。その後、デベロッパ（現像
装置）やその他の各種プロセス装置により現像、エッチ
ング、ドーピング等の処理が施され、これらの一連の処
理が十数回繰り返された後に電極等が形成される。これ
らの処理の途中であるいは処理の後に計測器などにより
必要な計測や検査が実施され、ウエハ上に複数の素子が
形成される。その後、適宜にダイシング、ボンディン
グ、モールディング等の処理が実施されることにより、
ＩＣ等のマイクロデバイスが製造される。なお、前記の
コータ、ステッパ、デベロッパ、各種検査装置などを総
称して、以下、基板取扱装置ということがある。

【００１４】これらの基板取扱装置間でのウエハの搬送
は、開放型の基板カセットを用いて行われることが多い
が、搬送中におけるウエハへの埃などの付着やウエハの
搬出入に伴う基板取扱装置のチャンバ内部の環境劣化を
防止するなどの観点から、密封型の基板カセットが用い
られる場合がある。各基板取扱装置のチャンバ、その内
部あるいはその近傍には、基板カセットを着脱自在に載
置するためのカセット載置台が設けられている。また、
基板カセットを搬送するカセット搬送車にも基板カセッ
トを着脱自在に載置するためのカセット載置台が設けら
れている。基板カセットは、カセット用のロボットハン
ドなどからなる移載装置により、あるいは人手により、
カセット搬送車などのカセット載置台と基板取扱装置の
カセット載置台との間で適宜に移載される。

【００１５】図１は本発明の一実施形態の密封型の基板
カセットの概略構成を示す図であり、（ａ）は側断面
図、（ｂ）は背面図である。

【００１６】同図に示されているように、この基板カセ
ット１１のカセット本体は、その一の面（正面）のみが
ウエハ搬出入のために開放され、その他の部分は基本的
に密封された略直方体状の箱体１２及び該箱体の開口部
を選択的に閉塞又は開放する蓋体１３から構成されてい
る。

【００１７】これらの箱体１２及び蓋体１３はそれぞれ
樹脂などから製造されている。箱体１２の両側壁部（該
開口を正面に見て左右の側壁）の内面及び後壁部（該開
口を正面に見て背面側の壁）１４の内面には、それぞれ
複数の上下に配列されたウエハＷを支持するための棚板
部１５が一体的に形成されている。これらの棚板部１５
のそれぞれは高さ方向に互いに対応する位置に配置され
ており、同一の高さに存在する３つの棚板部１５により
一のウエハ収納棚が構成される。ウエハ収納棚を構成す
る各棚板部１５はウエハＷの周縁部近傍を支持するもの
であり、各ウエハ収納棚にウエハＷを水平に収納するこ
とができるようになっている。これらの各棚板部１５
は、８インチウエハ（直径２００ｍｍ）、１２インチウ
エハ（直径３００ｍｍ）、あるいは他のサイズのウエハ
の周縁部近傍を３箇所で支持するように配置されてい
る。

【００１８】箱体１２の天板部（該開口を正面に見て上
側の壁）の上面には、作業員などがこの基板カセット１
１を取り扱う場合の便宜のために、取手（不図示）が一
体的に設けられる場合がある。また、箱体１２の底板部
（該開口を正面に見て下側の壁）の下面には、この基板
カセット１１が載置されるカセット載置台上に配設され
ている凸部とともに、位置決め用のキネマティック・カ
ップリングを構成する３つの凹部（不図示）が配設され
る場合がある。

【００１９】この基板カセット１１の箱体１２の後壁部
１４には、箱体１２の内外に貫通する複数のスリット状
の貫通孔１６が上下に配列的に形成されている。これら
の貫通孔１６は箱体１２の後壁部１４の内部に形成され
ている各棚板部１５にそれぞれ対応するとともに、その
長手方向が該棚板部１５に支持されるウエハＷの面方向
と概略一致するように形成されている。

【００２０】また、箱体１２の後壁部１４の外面（背
面）には、複数の窓を有する略板状の開閉扉１７が上下
にスライド可能に取り付けられている。開閉扉１７の各
窓１８は、後壁部１４の貫通孔１６にそれぞれ対応して
形成されており、開閉扉１７を下側にスライドさせるこ
とにより、各窓１８と各貫通孔１６が対応して、棚板部
１５に支持されたウエハＷの側面に対して外側からセン
シングでき、開閉扉１７を上側にスライドさせることに
より、各窓１８と各貫通孔１６との対応が解除されて、
各貫通孔１６が開閉扉１７の窓１８以外の部分により閉
塞される。

【００２１】箱体１２のウエハ搬出入用の開口は、ウエ
ハＷを各棚部１５に適宜に収納した後に、蓋体１３によ
り気密的に閉塞される。蓋体１３はフランジ部及び箱体
１２の開口部近傍の内側に嵌合する嵌合部を有してお
り、不図示のロック機構により選択的にロック又はロッ
ク解除できるようになっている。ロック機構は該嵌合部
から外側にスライド可能に突出する複数のピンを有して
おり、レバーを人手により、あるいは該蓋体着脱用の自
動着脱装置などにより操作することにより、該ピンの先
端が箱体１２に形成された対応する穴に進入することに
よりロックされ、あるいは該ピンが該穴から脱出するこ
とによりロックが解除されるようになっている。

【００２２】内部の各棚板部１５の全部又は一部にウエ
ハＷを支持・収納した基板カセット１１は、図２に示さ
れているように、基板取扱装置（例えば、露光装置）の
チャンバ１９に一体的に設けられたカセット載置台２０
上に載置される。なお、カセット載置台２０はチャンバ
１９と別に設けられていてもよい。基板取扱装置のチャ
ンバ１９の内部はその外部環境よりも高気圧となるよう
に、かつ所定の温度となるように空調装置により制御さ
れている。箱体１２は、チャンバ１９の開口部（任意に
開閉できる）にその蓋体１３（開口）の近傍部分がわず
かに挿入された状態となるようにカセット載置台２０上
に載置される。このとき、基板カセット１１とチャンバ
１９の開口部との隙間は十分に気密された状態となるも
のとする。この状態で、基板カセット１１の蓋体１３の
ロック機構を解除して該蓋体１３を箱体１２から取り外
す。この取り外し作業は人手により、あるいは自動着脱
装置により行われる。なお、基板カセット１１の蓋体１
３の取り外しと、チャンバ１９の開口部の開放動作を連
動するように構成することができる。

【００２３】上述の箱体１２からの蓋体１３の取り外し
作業と前後して、箱体１２の背面の開閉扉１７を人手に
より、あるいは専用の自動開閉装置（不図示）などによ
り下側にスライドして、開閉扉１７の各窓１８と箱体１
２の後壁部１４の各貫通孔１６を相対せしめる。この状
態で、チャンバ１９内は比較的に高圧なので、チャンバ
１９内の気体（この実施形態では、空気）が箱体１２内
部に進入するとともに、貫通孔１６及び窓１８を介して
外部環境に放出される。従って、基板カセット１１の内
部に埃などが存在していたとしても、それらがチャンバ
１９の内部に進入することはなく、外部環境に放出され
るため、基板取扱装置のチャンバ１９の内部を清浄に保
つことができる。

【００２４】次いで、ウエハＷの存否を検出するウエア
検出装置の送光部２１及び受光部２２が相対的に降下す
る。この送光部２１は送光側支持部に複数の発光素子２
３を上下に配列的に取り付けて構成され、受光部２２は
受光側支持部に複数の受光素子２４を上下に配列的に取
り付けて構成されている。各発光素子２３及び各受光素
子２４は互いに対応する位置に配置されており、このウ
エハ検出装置は、発光素子２３による検出光が受光素子
２４により受光されるか否かにより、その光路中の障害
物（ウエハ）の有無を検出する透過光型の検出装置であ
る。

【００２５】基板カセット１１の各棚板部１５にウエハ
Ｗが支持されているか否かは、該ウエハ検出装置により
検出され、ウエハＷの存在が検出された棚板部１５に支
持されているウエハＷは、真空吸引部を有するロボット
ハンド（不図示）によりその裏面が吸着保持されて取り
出され、適宜に処理がなされた後、該基板カセット１１
のウエハの存在が検出されていない棚板部１５に、ある
いは同様の他の基板カセットに収納される。

【００２６】処理後のウエハＷが収納された基板カセッ
ト１１の開口部は、上述した蓋体１３の取り外し作業と
逆の作業が行われることにより、蓋体１３により閉塞さ
れるとともに、開閉扉１７を上側にスライドして箱体１
２の後壁部１４の貫通孔１６を閉じた状態とした後に、
カセット載置台２０から移載装置により、あるいは人手
により降ろされ、次の処理工程を構成する基板取扱装置
まで搬送され、同様な作業・手続きが行われる。

【００２７】本実施形態によると、箱体１２の開口部と
反対側の後壁部１４に貫通孔１６を形成したので、該開
口部の外側とこれと反対側である該貫通孔１６の外側と
の間で、透過光式のウエハ検出装置を採用することがで
きるようになり、各棚板部１５にウエアＷが収納されて
いるか否かの検出についての制約を少なくすることがで
きる。また、該貫通孔１６を開閉するスライド式の開閉
扉１７を取り付けているので、基板カセット１１内のウ
エハＷの存否の検出中は開閉扉１７を開き、基板カセッ
ト１１の搬送中は該開閉扉１７を閉じることにより、搬
送中に基板カセット１１内部に埃等が入り込んで汚染さ
れることを少なくすることができる。

【００２８】加えて、この基板カセット１１の箱体１２
の開口部近傍を基板取扱装置のチャンバ１９の開口部に
挿入した状態で、蓋体１３及び開閉扉１７を開き、この
状態で該箱体の棚板部１５に対する基板の搬出入を行う
ようにしており、該チャンバ１９の内部は基板カセット
１１の内部よりも高圧なので、蓋体１３を取り外したと
きに、該チャンバ１９の内部の気体が基板カセット１１
の内部に進入し、該貫通孔１６及び開閉扉１７の窓１８
を介してチャンバ１９の外部に排出され、従って基板カ
セット１１内が比較的に清浄でなかった場合であっても
該チャンバ１９内を汚染することが少ない。

【００２９】なお、以上説明した実施形態は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。従って、
上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的
範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨であ
る。

【００３０】例えば、上述した実施形態では、ウエハＷ
の存否を検出するウエハ検出装置として、送光部２１及
び受光部２２を上下移動させるものを採用しているが、
固定されたものとしてもよい。この場合には、送光部２
１は基板カセット１１からウエハＷの搬出入に支障がな
い程度に離間させて配置するのがよい。

【００３１】また、上述した実施形態では、ウエハ検出
装置として、複数の発光素子２３とこれらに対応する複
数の受光素子２４を相対的に配置して、基板カセット１
１の各棚板部１５に対するウエハＷの収納の有無を一括
的に検出するようにしているが、図３に示されているよ
うに、単独の発光素子２３とこれに対応する単独の受光
素子２４を配置して、これらを基板カセット１１の各棚
板部１５毎に順次移動しつつ、各棚板部１５に対するウ
エハＷの収納の有無を逐次的に検出するようにしてもよ
い。この場合において、ウエハ検出装置の送光部２１及
び受光部２２は上下移動するものでなく固定されたもの
とし、基板カセット１１を昇降装置などにより上下に移
動しつつ、各棚板部１５に対するウエハＷの収納の有無
を検出するようにしてもよい。

【００３２】さらに、基板カセット１１の後壁部１４の
貫通孔１６はスリット状である必要は必ずしもなく、他
の形状であってもよく、該貫通孔１６を開閉する開閉扉
１７は上下にスライドするものに限らず、左右にスライ
ドするように構成することができる。また、開閉扉１７
は、そのようなスライド式のものでなく、着脱式のもの
であってもよく、あるいは回動可能に支持するようにし
たものでもよい。加えて、基板カセット１１の後壁部１
４の各貫通孔１６を一括的に開閉するものでなく、それ
ぞれ独立的に開閉するようにしてもよい。

【００３３】また、上述の実施形態では、基板取扱装置
のチャンバ１９に一体的に設けられたカセット載置台２
０上に基板カセット１１を載置するようにしているが、
該チャンバとは独立して設けられたカセット載置台上に
載置するようにでき、この場合には該カセット載置台を
上下に昇降する昇降装置を設けて、基板カセット１１の
移載は比較的に下側で実施し、カセット載置台を上昇さ
せた位置で固定して、該基板カセット１１内のウエハの
搬出入を行うようにしてもよい。このような構成は、基
板取扱装置の装置構成に応じて適宜に選定することがで
きる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
その内部の棚に基板が収納されているか否かの検出に制
約の少ない密封型の基板カセットを提供することができ
るという効果がある。また、カセット内部が比較的に清
浄でない場合であっても処理環境を汚染することが少な
い基板カセットを提供することができるという効果もあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態の基板カセットの構成を
示す図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）は背面図であ
る。

【図２】 本発明の一実施形態の基板カセットを基板取
扱装置のカセット載置台上に載置した状態の側断面図で
ある。

【図３】 本発明の他の実施形態の基板カセットを基板
取扱装置のカセット載置台上に載置した状態の側断面図
である。

【符号の説明】

Ｗ… ウエハ １１… 基板カセット １２… 箱体 １３… 蓋体 １４… 後壁部 １５… 棚板部 １６… 貫通孔 １７… 開閉扉 １８… 窓 １９… 基板取扱装置のチャンバ ２０… カセット載置台 ２１… ウエハ検出装置の送光部 ２２… ウエハ検出装置の受光部 ２３… 発光素子 ２４… 受光素子

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3E096 AA06 BA16 BB03 CA02 CB03 DA17 DA18 DA30 DB06 DC01 EA02X EA02Y FA03 FA40 GA20 5F031 BB01 BB04 GG02 GG12 KK04 KK06 KK07 KK09 LL01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板搬出入用の開口部を有する箱体の内
   部に複数の基板を支持するための棚を設け、該開口部に
   着脱可能に蓋体を取り付けて該箱体内部を密封するよう
   にした基板カセットにおいて、 前記箱体の前記開口部と反対側の面に貫通孔を形成し、
   該貫通孔を開閉する開閉扉を取り付けたことを特徴とす
   る基板カセット。
2. 【請求項２】 前記貫通孔は前記棚に支持される基板の
   それぞれに対応するように複数形成されることを特徴と
   する請求項１に記載の基板カセット。
3. 【請求項３】 前記貫通孔は前記棚に支持される基板の
   面方向にその長手方向が概略一致するように形成された
   スリット状であることを特徴とする請求項２に記載の基
   板カセット。
4. 【請求項４】 前記開閉扉は前記貫通孔に対応する窓を
   有する板状であり、前記箱体にスライド可能に保持され
   ていることを特徴とする請求項２に記載の基板カセッ
   ト。
5. 【請求項５】 前記箱体の各棚に基板が支持されている
   か否かが、前記開閉扉を開いた状態で前記貫通孔を介し
   て光学的に検出されることを特徴とする請求項１に記載
   の基板カセット。
6. 【請求項６】 前記箱体の前記開口部が該箱体内部の気
   圧よりも高気圧の空調空間内に位置された状態で、前記
   開閉扉を開くとともに、前記蓋体を取り外し、該箱体の
   棚に対する基板の搬出入が行われることを特徴とする請
   求項１に記載の基板カセット。