JP2008100802A - 基板保管庫 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の汚染リスクを高めることなくクリーン環境の形成を容易化する。
【解決手段】複数の基板Ｗが収容可能であるとともに上記基板Ｗを出し入れするための扉を有するカセット８０が多段に配置される多段棚５，５と、上記基板Ｗを載置可能な入出部６と、上記多段棚５，５及び上記入出部６の正面５ａ側に移動可能に配置されるとともに上記多段棚５，５と上記入出部６との間において上記基板Ｗの受け渡しを行う移載装置２０とを備える基板保管庫であって、上記移載装置２０は、上記基板Ｗを直接支持可能なハンド２６と、該ハンド２６の移動領域に外部よりもクリーン度が高いクリーン環境を形成するクリーン環境形成部２８とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板保管庫に関するものであり、特に、基板をクリーン環境下において移動する基板保管庫に関するものである。

半導体デバイスやＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）が製造されるクリーンルームでは、半導体ウエハやガラスプレート等の基板を複数枚ずつカセットに収容して、カセット毎に搬送したり基板保管庫に収容したりする技術が知られている。例えば、半導体ウエハの場合には、ＦＯＵＰ(Front-Opening Unified Pod)と呼ばれる規格化されたカセットが用いられている。

複数枚の基板をカセットに収容して搬送する方法は、少品種大量生産には好都合である。しかし、一つのカセットに同一の処理を行う基板だけを収容しなければならないことから、基板毎に異なる処理を施すような多品種少量生産の場合には、基板が数枚しか収容されていなカセットが増加して、各種処理装置における処理効率や基板保管庫の収容効率等が低下してしまうという問題があった。

このような問題を解決するために、特許文献１及び特許文献２に開示されるように、基板保管庫においてカセットに収容された基板を仕分けることによって、各種処理装置の処理効率や基板保管庫の収容効率を向上させる技術（いわゆるロット編成機）が提案されている。

このような技術においては、基板を受け渡すためのハンドを有するスタッカクレーン（移載装置）を備えており、スタッカクレーンが多段棚に沿って移動することによって、多段に設置されたカセットのうち、任意のカセットに対して基板の受け渡しが可能とされている。
ところで、基板保管庫で保管する基板は、半導体ウエハやガラスプレート等のクリーン度が高い環境で扱う必要があるものである。このため、スタッカクレーンが走行する領域は、外部と比較してクリーン度が高い環境とされている。
特開２００１−３１２１２号公報

しかしながら、スタッカクレーンが走行する空間は、すなわち保管庫本体の全体である。このため、このような広い空間のクリーン度を高く維持することは困難が生じる。
また、保管庫本体の内部においてスタッカクレーンが作業するために、スタッカクレーンの走行等の動作に伴って粉塵が発生する。このため、クリーン度を高く維持するためには、スタッカクレーンの動作に伴って発生する粉塵の対策を行う必要が生じる。
このように保管庫本体の全体にクリーン環境を形成するためには、種々の困難が伴うこととなる。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、基板の汚染リスクを高めることなくクリーン環境の形成を容易化することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、複数の基板が収容可能であるとともに上記基板を出し入れするための扉を有するカセットが多段に配置される多段棚と、上記基板を載置可能な入出部と、上記多段棚及び上記入出部の正面側に移動可能に配置されるとともに上記多段棚と上記入出部との間において上記基板の受け渡しを行う移載装置とを備える基板保管庫であって、上記移載装置が、上記基板を直接支持可能なハンドと、該ハンドの移動領域に外部よりもクリーン度が高いクリーン環境を形成するクリーン環境形成部とを備えることを特徴とする。

このような特徴を有する本発明によれば、移載装置が備えるクリーン環境形成部によって、ハンドの移動領域に外部よりもクリーン度が高いクリーン環境が形成される。

また、本発明においては、上記クリーン環境形成部が、上記ハンドの移動領域を覆う容器と、該容器の内部に外部よりもクリーン度の高い気体を供給する供給部とを備えるという構成を採用することができる。

また、本発明においては、上記クリーン環境形成部が、上記クリーン環境を維持した状態にて上記カセットの内部と上記容器の内部とを接続可能な接続手段を備えるという構成を採用することもできる。

また、本発明においては、上記接続手段が、上記カセットと上記容器とを密着させることによって、上記クリーン環境を維持した状態にて上記カセットの内部と上記容器の内部とを接続するという構成を採用することができる。

また、本発明においては、上記接続手段は、上記カセットと上記容器との間に形成される隙間からクリーン度の高い気体を噴出することによって、上記クリーン環境を維持した状態にて上記カセットの内部と上記容器の内部とを接続するという構成を採用することができる。

また、本発明においては、上記移載装置が、上記多段棚と上記入出部と間にて上記カセットを受け渡し可能な受渡手段と、該受渡手段によって受け渡されるカセットを載置可能な載置領域とを備えるという構成を採用することができる。

本発明によれば、移載装置が備えるクリーン環境形成部によって、ハンドの移動領域に外部よりもクリーン度が高いクリーン環境が形成される。つまり、移載装置上にのみクリーン環境が形成され、このクリーン環境内において基板の移動がなされる。したがって、従来の基板保管庫のように、保管庫本体の全体をクリーン環境とすることなく、基板が汚染されることを防止することができる。
よって、本発明によれば、基板の汚染リスクを高めることなくクリーン環境の形成を容易化することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明に係る基板保管庫の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るウエハ用保管庫１（基板保管庫）の概略構成を示す上面図である。
図２は、ウエハ用保管庫１の正面図である。
なお、図１及び図２においては、後述する多段棚５，５及び該多段棚５，５に設置されるウエハ収容カセット８０の図示を一部省略している。また、図２においては、後述する制御部５０の図示を省略している。

ウエハ用保管庫１は、所定の間隔を空けて平行に対向配置された２つの多段棚５，５と、一方の多段棚５の略中央部に設置される入出庫６と、２つの多段棚５，５の間に配置されるウエハ搬送部２０（移載装置）と、これらを統括的に制御する制御部５０等を備えている。

２つの多段棚５，５は、後述するウエハ収容カセット８０が多段に配置されるものであって、ウエハ収容カセット８０を載置するカセット載置位置５ｃが水平方向及び垂直方向に一定間隔で並ぶように、升目状に区画されている。
そして、２つの多段棚５，５は、所定の間隔を空けて、平行に対向配置されている。

入出庫６は、ウエハＷ（基板）が収容されたウエハ収容カセット８０あるいは空のウエハ収容カセットを載置可能なものであり、一方の多段棚５の略中央部に２つ設置されている。そして、これらの入出庫６を介して、ウエハ収容カセット８０に収容されたウエハＷが、内部がクリーン環境に保たれた保管庫本体２に対して出し入れされる。

図３は、ウエハ収容カセット８０を示す斜視図である。
ウエハ収容カセット８０は、複数枚のウエハＷを一定間隔を空けて重畳して収容する容器であって、ウエハＷを出し入れする正面開口８２が形成された容器本体８１と、正面開口８２を閉塞する気密蓋８３（扉）を有している。例えば、直径２００ｍｍや３００ｍｍのウエハＷを水平な状態で複数毎収容することができる。そして、その内部空間は、クリーン度が高く維持される。具体的には、クラス１程度のクリーン度に維持されている。
ウエハ収容カセット８０としては、ＳＥＭＩ規格に規定されているＦＯＵＰ（Front-Opening Unified Pod）が用いることができる。
また、各ウエハ収容カセット８０は、正面開口８２（気密蓋８３）がウエハ搬送部２０側（多段棚５，５の正面５ａ，５ａ）を向くように、多段棚５，５に載置される。

図１及び図２に戻り、ウエハ搬送部２０は、多段棚５，５の間の床面に、多段棚５，５に沿って敷設された２本のレール２１上を走行する走行部２２と、走行部２２に立設されるマスト２３と、該マスト２３に沿って上下方向に移動可能なケージ２４と、ケージ２４上に設置される枚葉搬送用ウエハローダ２６と、オープナー２７とを備えている。
そして、本実施形態のウエハ用保管庫１においては、ケージ２４に、枚葉搬送用ウエハローダ２６の移動領域を覆って設置される容器２８と、容器２８の上部に設置されるフィルタユニット２９（図２参照）とが設置されている。
このような、ウエハ搬送部２０は、走行部２２とケージ２４の位置制御によって、枚葉搬送用ウエハローダ２６及びオープナー２７を、多段棚５，５の正面５ａ，５ａに沿って、二次元方向に移動させることができる。すなわち、ウエハ搬送部２０は、多段棚５，５及び入出庫６の正面に移動可能に配置されている。

枚葉搬送用ウエハローダ２６は、図４の上面図に示すように、水平関節型ロボットであって、ケージ２４上に設置される本体部２６ａに一端が連結された３つのアームからなるアーム部２６ｂと、アーム部２６ｂの先端に接続されるとともにウエハＷを直接支持可能なハンド２６ｃとを備えている。

容器２８は、枚葉搬送用ウエハローダ２６の移動領域を覆うものである。この容器２８の多段棚５，５側の側面には、ウエハ収容カセット８０の正面開口８２と同一の大きさの開口２８ａが形成されており、該開口２８ａの各々にオープナー２７が嵌合されることによって、容器２８内部が密閉空間とされている。なお、オープナー２７は、ウエハ収容カセット８０の気密蓋８３の開閉を行うものであって、気密蓋８３を吸着又は挾持可能とされるとともに、容器２８の開口２８ａに嵌合された状態から、自らに対して上下左右に移動可能とされている。そして、オープナー２７が開口２８ａから移動された場合には、枚葉搬送用ウエハローダ２６のハンド２６ｃが開口２８ａを介して容器２８の外部に送出可能とされる。
フィルタユニット２９（供給部）は、外部のエア（気体）から粉塵等の異物を除去して、クリーン度の高いクリーンエアＸとして容器２８の内部に供給するものである。
そして、本実施形態のウエハ用保管庫１においては、フィルタユニット２９からクリーン度の高いクリーンエアＸが容器２８の内部に供給されることによって、容器２８の内部、すなわちハンド２６ｃの移動領域がクリーン環境とされる。すなわち、本実施形態のウエハ用保管庫１においては、容器２８及びフィルタユニット２９によって、本発明のクリーン環境形成部が構成されている。なお、容器２８内部は、ウエハ収容カセット８０の内部と同様に、クラス１程度のクリーン度に維持される。

制御部５０は、各ウエハＷや各ウエハ収容カセット８０に関する情報が入力される入力部５１と、入力されたウエハ情報を記憶するウエハ情報記憶部５２と、入力されたウエハ収容カセット情報を記憶するカセット情報記憶部５３と、ウエハ搬送部２０の動作指示情報を求める演算処理部５４と、演算処理部５４で決定したウエハ搬送部２０の動作指示情報を記憶する制御情報記憶部５５と、制御情報記憶部５５から読み出された動作指示情報をウエハ搬送部２０等に出力したり、ウエハ搬送部２０等からの情報が入力される入出力部５６とを備えている。

ウエハ情報としては、ＩＤ番号や各ウエハＷに施される各種処理情報や既に施された処理履歴情報等がある。また、カセット情報としては、ＩＤ番号やウエハ収容カセット８０が載置されたカセット載置位置５ｃの位置情報やウエハ収容状況等がある。
そして、演算処理部５４では、入力部５１で入力された情報から、入出庫６に載置されたウエハ収容カセット８０に収容された各ウエハＷの仕分け先を決定する。

次に、ウエハ用保管庫１の保管制御方法について説明する。

まず、ウエハＷが複数収納されたウエハ収容カセット８０と、空のウエハ収容カセット８０とが入出庫６に設置されると、これらのウエハ収容カセット８０及びウエハＷに関する情報が、制御部５０の入力部５１を介して演算処理部５４に入力される。

続いて制御部５０は、入出庫６に設置されたウエハ収容カセット８０に収容されるウエハＷに関する情報と多段棚５，５に設置されたウエハ収容カセット８０に関する情報をウエハ情報記憶部５２及びカセット情報記憶部５３から読み出し、演算処理部５４にて、これらの情報に基づいて入出庫６に設置されたウエハ収容カセット８０に収容された複数のウエハＷの各仕分け先を決定する。

そして、制御部５０は、決定された仕分け先に基づいてウエハ搬送部２０への動作指示情報を求め、これを記憶すると共に入出力部５６を介してウエハ搬送部２０に対して出力する。

ウエハ搬送部２０は、制御部５０からの指令に基づいて仕分け作業を開始する。まず、入出庫６に設置された、複数のウエハＷを収容するウエハ収容カセット８０に向けて移動する。そして、ウエハ搬送部２０は、走行部２２及びケージ２４を制御して、オープナー２７が対象のウエハ収容カセット８０に対向するように移動させる。

次いで、ウエハ搬送部２０は、制御部５０からの指令により、オープナー２７を移動させてウエハ収容カセット８０の気密蓋８３に密着、把持（又は吸着）させる。そして、再度オープナー２７が移動されることによって、気密蓋８３を外す。
なお、気密蓋８３を外す際には、容器２８の内部及びウエハ収容カセット８０の内部のクリーン環境を維持する必要がある。
このため、例えば、容器２８とウエハ収容カセット８０の容器本体８１とを密着させる密着機構（密着手段）を設置し、該密着機構によって外部の気体が容器２８の内部及びウエハ収容カセット８０の内部に流入しないような構成を採用することが好ましい。なお、この場合には、密着機構によって本発明の接続手段が構成されることとなる。
また、例えば、フィルタユニット２９から容器２８内部に供給するクリーンエアＸの流量を増加し、容器２８とウエハ収容カセット８０の容器本体８１との間に形成される隙間から外部の気体が流入しないようにパージする構成を採用することもできる。なお、この場合には、容器２８とウエハ収容カセット８０の容器本体８１との間に形成される隙間と、フィルタユニット２９とによって、本発明の接続手段が構成されることとなる。

次に、ウエハ搬送部２０は、枚葉搬送用ウエハローダ２６を制御して、枚葉搬送用ウエハローダ２６を気密蓋８３が取り外されたウエハ収容カセット８０に向けて移動させる。そして、ウエハ収容カセット８０の正面開口８２から容器本体８１内にハンド２６ｃを進入させて、ウエハＷを把持し、ケージ２４上に移載する。
その後、ウエハ搬送部２０は、オープナー２７が把持している気密蓋８３を容器本体８１に押し当てて、気密蓋８３を容器本体８１に取り付ける。このように気密蓋８３が取り付けられることによって、ウエハ収容カセット８０の内部がクリーン環境を維持された状態で密閉されるとともに、オープナー２７が容器２８の開口２８ａに嵌合されることによって、容器２８の内部もクリーン環境を維持された状態で密閉される。

そして、ウエハ搬送部２０は、ウエハＷを決定された仕分け先すなわちウエハ収容カセット８０に収容する。
具体的には、制御部５０からの指令により、ウエハ搬送部２０は、入出庫６に設置されたウエハ収容カセット８０に接続する場合と同様に、オープナー２７によってウエハ収容カセット８０の気密蓋８３を外した後、枚葉搬送用ウエハローダ２６によって、所定のウエハＷを容器本体８１内に受け渡す。その後、気密蓋８３を閉鎖する。
このような作業を繰り返すことによって、入出庫６に設置された複数のウエハＷが、所定のグループごとにウエハ収容カセット８０に収容される。このように、ウエハＷが所定のグループごとにウエハ収容カセット８０に収容されることで、容易にグループ化した状態にてウエハ用保管庫１からウエハＷを取り出すことができる。
なお、上述したウエハ搬送部２０の動作と逆の動作を行い、入出庫６に設置された空のウエハ収容カセット８０にウエハＷを受け渡すことによって、ウエハＷが搬出可能となる。

このような本実施形態のウエハ用保管庫１によれば、ウエハ搬送部２０が備える容器２８及びフィルタユニット２９によって、ハンド２６ｃの移動領域に外部よりもクリーン度が高いクリーン環境が形成される。つまり、ウエハ搬送部２０上にのみクリーン環境が形成され、このクリーン環境内においてウエハＷの移動がなされる。したがって、従来の基板保管庫のように、保管庫本体の全体をクリーン環境とすることなく、ウエハＷが汚染されることを防止することができる。
よって、本実施形態のウエハ用保管庫１によれば、ウエハＷの汚染リスクを高めることなくクリーン環境の形成を容易化することが可能となる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本第２実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

図５は、本発明の第２実施形態に係るウエハ用保管庫１００（基板保管庫）の概略構成を示す上面図である。
図６は、ウエハ用保管庫１００の正面図である。
なお、図５及び図６においては、多段棚５，５及び該多段棚５，５に設置されるウエハ収容カセット８０の図示を一部省略するとともに、制御部５０の図示を省略している。

これらの図に示すように、本実施形態のウエハ用保管庫１００においては、ケージ２４上に、ウエハＷをウエハ収容カセット８０ごと移動可能なカセット搬送ローダ１１０が設置される。また、カセット搬送ローダ１１０に支持されたウエハ収容カセット８０に向くように、容器２８の第２の開口２８ｂが形成され、さらに第２の開口２８ｂに嵌合される第２のオープナー１２０が設置されている。
カセット搬送ローダ１１０は、入出庫６あるいは多段棚５，５との間にてウエハ収容カセット８０を受け渡すものである。
また、第２のオープナー１２０は、カセット搬送ローダ１１０に支持されたウエハ収容カセット８０の気密蓋８３を自らに対して上下左右のいずれかの方向に開閉可能なものである。

このような構成を有する本実施形態のウエハ用保管庫１によれば、カセット搬送ローダ１１０によってウエハ収容カセット８０ごと複数のウエハＷを一括して、ウエハ搬送部２０に取り込むことができる。そして、第２のオープナー１２０によって取り込まれたウエハ収容カセット８０の気密蓋８３が外され、この状態にて、ウエハ搬送部２０が多段棚５，５に設置されたウエハ収容カセット８０に移動して、枚葉搬送用ウエハローダ２６によってウエハＷが仕分けることが可能となる。

なお、ウエハＷをウエハ用保管庫１００から搬出する場合には、多段棚５，５から複数のウエハＷが収容されたウエハ収容カセット８０を、カセット搬送ローダ１１０によってウエハ搬送部２０に取り込んだ後に入出庫６近傍まで搬送し、再度、カセット搬送ローダ１１０によって入出庫６に受け渡すことによって可能となる。

このような本実施形態のウエハ用保管庫１００においても、上記第１実施形態のウエハ用保管庫１と同様の効果を奏するとともに、ウエハＷ一枚の受け渡しごとにウエハ搬送部２０が多段棚５，５と入出庫６との間を行き来する必要がなくなる。よって、仕分け作業を短縮することができる。

なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲においてプロセス条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。

本発明の第１実施形態に係るウエハ用保管庫の概略構成を示す上面図である。 本発明の第１実施形態に係るウエハ用保管庫の概略構成を示す正面図である。 ウエハ収容カセットを示す斜視図である。 枚葉搬送用ウエハローダ近傍の上面図である。 本発明の第２実施形態に係るウエハ用保管庫の概略構成を示す上面図である。 本発明の第２実施形態に係るウエハ用保管庫の概略構成を示す正面図である。

符号の説明

１，１００……ウエハ用保管庫（基板保管庫）、５……多段棚、５ａ……正面、６……入出庫（入出部）、２０……ウエハ搬送部（移載装置）、２６……枚葉搬送用ウエハローダ、２６ｃ……ハンド、２７……オープナー、２８……容器、２９……フィルタユニット、８０……ウエハ収容カセット（カセット）、８３……気密蓋（扉）、１１０……カセット搬送ローダ（受渡手段）、Ｗ……ウエハ（基板）

Claims (6)

1. 複数の基板が収容可能であるとともに前記基板を出し入れするための扉を有するカセットが多段に配置される多段棚と、前記基板を載置可能な入出部と、前記多段棚及び前記入出部の正面側に移動可能に配置されるとともに前記多段棚と前記入出部との間において前記基板の受け渡しを行う移載装置とを備える基板保管庫であって、
   前記移載装置は、前記基板を直接支持可能なハンドと、
   該ハンドの移動領域に外部よりもクリーン度が高いクリーン環境を形成するクリーン環境形成部と
   を備えることを特徴とする基板保管庫。
2. 前記クリーン環境形成部は、前記ハンドの移動領域を覆う容器と、該容器の内部に外部よりもクリーン度の高い気体を供給する供給部とを備えることを特徴とする請求項１記載の基板保管庫。
3. 前記クリーン環境形成部は、前記クリーン環境を維持した状態にて前記カセットの内部と前記容器の内部とを接続可能な接続手段を備えることを特徴とする請求項２記載の基板保管庫。
4. 前記接続手段は、前記カセットと前記容器とを密着させることによって、前記クリーン環境を維持した状態にて前記カセットの内部と前記容器の内部とを接続することを特徴とする請求項３記載の基板保管庫。
5. 前記接続手段は、前記カセットと前記容器との間に形成される隙間からクリーン度の高い気体を噴出することによって、前記クリーン環境を維持した状態にて前記カセットの内部と前記容器の内部とを接続することを特徴とする請求項３記載の基板保管庫。
6. 前記移載装置は、前記多段棚と前記入出部と間にて前記カセットを受け渡し可能な受渡手段と、該受渡手段によって受け渡されるカセットを載置可能な載置領域とを備えることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の基板保管庫。
   

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