JP2013021118A - ウェハ搬送容器保護ケース - Google Patents

Abstract

【課題】ウェハ搬送容器を外気に晒すことなく運搬可能で、ウェハ搬送容器の収容・取り出しが容易なウェハ搬送容器保護ケースを提供する。
【解決手段】実施形態によれば、ウェハ搬送容器としてのＦＯＵＰ４００を収容し、積載型搬送装置によって搬送されるウェハ搬送容器保護ケースとしてのＦＯＵＰ保護ケース１００である。ＦＯＵＰ保護ケース１００は、積載型搬送装置へ積載される底板１と、底板１上に設置される防振部材２と、天面が開放された箱状であり、防振部材２を介して底板１に支持され、ウェハ搬送容器を載置して収容する下ケース４と、取っ手５１を有し、下ケース４に上方から装着されて下ケース４を密閉する上ケース５と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、ウェハ搬送容器保護ケースに関する。

半導体製造システムでは、複数の半導体処理装置間でのウェハの受け渡しにはウェハ搬送システムが用いられている。ウェハ搬送システムにおいては、複数枚のウェハを収納可能なウェハ搬送容器（例えば、ＦＯＵＰ：Front-Opening Unified Pod）を用いてウェハが各半導体製造装置間で受け渡される。

ウェハ搬送容器は、クリーンルーム内で運用されることが前提であり、ウェハ搬送容器を一般雰囲気に晒す運用は不可能である。

しかしながら、クリーンルーム外、例えば棟間をまたいでウェハ搬送容器を運搬する必要がある場合もある。このような場合、緩衝体でウェハ搬送容器を梱包して搬送する手法があるが、この手法では、ウェハ搬送容器の梱包や取り出しを自動的に行うことができず、また緩衝体が発塵の原因にもなる。

特開２００７−１３７４５４号公報

一つの実施形態は、ウェハ搬送容器を外気に晒すことなく運搬可能で、ウェハ搬送容器の収容・取り出しが容易なウェハ搬送容器保護ケースを提供することを目的とする。

一つの実施形態によれば、ウェハ搬送容器を収容し、積載型搬送装置によって搬送されるウェハ搬送容器保護ケースである。ウェハ搬送容器保護ケースは、積載型搬送装置へ積載される底板と、底板上に設置される防振部材と、天面が開放された箱状であり、防振部材を介して底板に支持され、ウェハ搬送容器を載置して収容する下ケースと、取っ手を有し、下ケースに上方から装着されて下ケースを密閉する上ケースと、を備える。

図１は、第１の実施形態にかかるウェハ搬送容器保護ケースとしてのＦＯＵＰ保護ケースの斜視図。 図２は、ＦＯＵＰ保護ケースの構成を模式的に示す断面図。 図３は、底板の斜視図。 図４は、底板に中板を固定した状態を示す斜視図。 図５は、下ケースの斜視図。 図６は、ＦＯＵＰ位置決めピンが下ケースの底面から突出する部分の拡大断面図。 図７は、ウェハ搬送容器であるＦＯＵＰの外観の一例を示す斜視図。 図８は、実施形態によるＦＯＵＰ保護ケースが適用される半導体装置の製造設備の一例を模式的に示す図。 図９は、第２の実施形態にかかるウェハ搬送容器保護ケースとしてのＦＯＵＰ保護ケースの構成を模式的に示す断面図。

以下に添付図面を参照して、実施形態にかかるウェハ搬送容器保護ケースを詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかるウェハ搬送容器保護ケースとしてのＦＯＵＰ保護ケース１００の斜視図である。図２は、ＦＯＵＰ保護ケース１００の構成を模式的に示す断面図であり、図１中に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った断面を示している。ＦＯＵＰ保護ケース１００は、ウェハ搬送容器であるＦＯＵＰ４００を気密空間６００に収容するケースであり、底板１、防振部材２、中板３、下ケース４、及び上ケース５を有する。ＦＯＵＰ保護ケース１００は、図１に示すように、複数のローラ５０を備えたローラコンベアなどの積載型搬送装置に積載されて搬送される。

図３は、底板１の斜視図である。底板１は、積載型搬送装置への積載面１１の中央部が切り欠かれて開口１２が形成されている。底板１に開口１２を設けることにより、ローラ５０と底板１との接触面積が小さくなるため、搬送抵抗が減少する。底板１の上面１３（積載面１１と反対側の面）には防振部材２が固定されている。なお、図示する底板１は積載面の周縁部が反り返ってトレー状になっているが、単純な板状であっても良い。

図４は、底板１に中板３を固定した状態を示す斜視図である。中板３は、例えば、十字形状を呈し、防振部材２を介して底板１の上に設置される。防振部材２は、中板３の十字の各先端部に位置している。中板３の上にはＦＯＵＰ位置決めピン３１が複数（この場合は３個）突出している。ＦＯＵＰ位置決めピン３１は、中板３を貫通しかつ上方に突出するように、中板３に固定されている。中板３は、防振部材２を介して底板１に固定されており、積載型搬送装置から底板１に伝わった振動が防振部材２で減衰されて中板３には伝わりにくくなっている。また、中板３は、この場合、可撓性を有する。すなわち、中板３は、中央部分が端部の防振部材２の固定部位に対し若干突出しているため、中央の部分は撓むことが可能である。中板３が撓むことによって振動を吸収して底板１から下ケース４に振動が伝わることを防止している。また、中板３が下ケース４を支持するため、下ケース４自体の強度を高くしなくてもＦＯＵＰ４００の質量を支えることが可能であり、下ケース４の製造コストを低減することができる。

図５は、下ケース４の斜視図である。下ケース４は、天面が開放された箱状であり、中板３の上に搭載される。下ケース４の底面４１からＦＯＵＰ位置決めピン３１が上方へ突出している。下ケース４の側面の上縁部（上部周縁）には、図２にも示すように、外側に突出する下フランジ４２が形成されている。また、下ケース４の底面４１には、ＦＯＵＰ位置決めピン３１が突出する箇所の周囲にスペーサとして機能するリブ４７が設けられている。底面４１にリブ４７が設けられていることにより、図２に示したように、気密空間６００に収容されたＦＯＵＰ４００は下ケース４の底面４１とは非接触の状態（ＦＯＵＰ４００が底面４１から浮いた状態）となっている。図５には、リブ４７が環状である構成を示しているが、リブ４７は任意の形状であっても良い。

図６は、ＦＯＵＰ位置決めピン３１が下ケース４の底面４１から突出する部分の拡大断面図である。下ケース４の底面４１には、ＦＯＵＰ位置決めピン３１が挿入される穴４３が形成されている。穴４３の中板３側にはシール材４４が設置されており、ＦＯＵＰ位置決めピン３１が下ケース４の底面４１を貫通した状態では穴４３が気密封止されるようになっている。また、穴４３の内部には免震材４５が設置されており、搬送時の振動によってＦＯＵＰ位置決めピン３１と下ケース４とが擦れて摩耗粉が生じることを防止している。免震材４５は、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴムである。ＦＯＵＰ位置決めピン３１を下ケース４と別体とすることにより、摩擦係数が小さい金属などでＦＯＵＰ位置決めピン３１を形成することが可能となり、ＦＯＵＰ位置決めピン３１とＦＯＵＰ４００とが擦れて摩耗粉が発生することを防止できる。

図１、図２に示すように、上ケース５は、底面が開放された箱状であり、下ケース４と共にＦＯＵＰ４００を収容するための気密空間６００を形成する。上ケース５は、下ケース４に対する着脱のための取っ手５１を天面に備えている。また、上ケース５の端部には外側に突出する上フランジ５２が形成されている。図２に示すように、上フランジ５２は、下フランジ４２を上から覆って隙間無く接する形状となっている。下フランジ４２と上フランジ５２とを合わせることにより、下ケース４と上ケース５との位置決めがなされるとともに、上ケース５の自重によって下フランジ４２と上フランジ５２との隙間の気密性が保たれるようになっている。気密性を確保するためには、下フランジ４２と上フランジ５２との接触面積を十分確保する必要があるため、下フランジ４２及び上フランジ５２を大きく形成することが好ましい。また、下フランジ４２と上フランジ５２との合わせ面を外側に向かって下がる傾斜面とするようにしたり、下フランジ４２と上フランジ５２との合わせ面をラビリンス形状（凹凸が入り組む形状）にしたりすることで気密性を高めることができる。上フランジ５２が下フランジ４２を庇状に覆って下フランジ４２に密着することにより、ＦＯＵＰ保護ケース１００の気密性が保たれ、下ケース４と上ケース５との境界から異物がケース内に入ることを防止できる。

ＦＯＵＰ保護ケース１００においては、ＦＯＵＰ保護ケース１００内には、ＦＯＵＰ４００を位置決め固定するための位置決め部材としてのＦＯＵＰ位置決めピン３１が存在するのみで、ＦＯＵＰ４００を保護するための緩衝材などの内部収容物は存在しない。また、図２に示すように、ＦＯＵＰ４００は、下ケース４の底面４１に形成されたリブ４７およびＦＯＵＰ位置決めピン３１とのみ接触し、ＦＯＵＰ保護ケース１００内の他の部分（側面、天面など）とは接触しない。このため、ＦＯＵＰ４００に対する塵などの付着を少なくすることが可能となる。また、上ケース５と下ケース４とはロック機構を設けずに密封できるようになっており、また上ケース５を上方に移動するのみで上ケース５を下ケースか４から脱着できる構造となっているため、上ケース５をロボットによって容易に下ケース４から取り外すことが可能となる。

底板１の材料としては、ＡＢＳ樹脂などのプラスチックやアルミニウムなどの金属を適用可能である。防振部材２としては、防振ゲル（ウレタンゲル）、シリコーンゴムやスプリング、オイルダンパーなどを適用可能である。中板３、下ケース４及び上ケース５の材料としては、ＡＢＳ樹脂などのプラスチックを適用可能である。これらの材料はあくまでも一例であり、本発明がこれらの材料に限定されることはない。なお、ＦＯＵＰ位置決めピン３１を金属製とする場合には、中板３の表面に導電性皮膜（例えば、無電解Ｎｉ−Ｐめっき）を施しておけば、ＦＯＵＰ４００が帯電することを防止できる。また、ＦＯＵＰ４００をＦＯＵＰ保護ケース１００に位置決め固定するための部材としては、ＦＯＵＰ位置決めピン３１以外の部材を採用することが可能であるが、位置決め固定部材としてはＳＥＭＩ規格に沿ったキネマティックピンと同形状を採用することが好ましい。

なお、図２では下ケース４と上ケース５とを合わせた際に、ＦＯＵＰ４００を収容可能な空間が形成される構成を図示しているが、下ケース４が単独でＦＯＵＰ４００を収容できるだけの深さを有し、上ケース５が単に下ケース４の開放されている天面を塞ぐ構造であっても構わない。

図７は、ウェハ搬送容器であるＦＯＵＰ４００の外観の一例を示す斜視図である。ＦＯＵＰ４００は内部が空洞となっている直方体形状を有し、直方体形状の中の一つの面（例えば、前面）が、ＦＯＵＰ４００内に搬送対象を出し入れする際の開口となる収納部材４０１と、収納部材４０１の開口に着脱可能な蓋部材４０２と、を有する。搬送時には収納部材４０１の開口を覆うように蓋部材４０２が装着される。また、ＦＯＵＰ４００の上部には、搬送装置（ＯＨＴ：Over Head Hoist Transport）と接続される接続部４０４が設けられている。収納部材４０１内には、たとえば半導体装置の製造において、製造単位である１ロットで製造することができるウェハの枚数を収納できる。また、ＦＯＵＰ４００の底面には、例えばＳＥＭＩ規格に沿ったキネマティックピンと係合する位置決め用の穴（凹部：図示せず）が形成されており、下ケース４の底面４１に形成されたリブ４７の上へ載置する際に、ＦＯＵＰ位置決めピン３１が位置決め用の穴と係合するようになっている。

図８は、実施形態によるＦＯＵＰ保護ケース１００が適用される半導体装置の製造設備の一例を模式的に示す図である。半導体装置の製造設備は、Ａ棟１０１ＡとＢ棟１０１Ｂとを有し、それぞれに半導体装置を製造するための処理装置が配置されている。この半導体装置の製造設備は、処理対象物であるウェハを処理装置が配置された処理エリアに搬送して、処理を加えながら製品を製造する施設となっており、Ａ棟１０１Ａには、処理エリア１１０Ａ〜１６０Ａが設けられている。また、Ａ棟１０１Ａには、棟間発着エリア１７０Ａが設けられている。Ｂ棟１０１Ｂには、処理エリア１１０Ｂ〜１６０Ｂと、棟間発着エリア１７０Ｂとが設けられている。

上記の各処理エリア１１０Ａ〜１６０Ａ及び棟間発着エリア１７０Ａ間でのＦＯＵＰ４００の運搬には、搬送方式としてＯＨＴ、走行方式としてリニア駆動方式やモータ駆動方式を採用しているものとする。そのため、天井面に搬送路としてのレール１０３Ａが設置されており、レール１０３Ａに沿って搬送装置２００Ａが走行する。

処理エリア１１０Ａのレール１０３Ａの配設位置の一部には、処理対象であるウェハを格納するＦＯＵＰ４００を載置するストッカ１１１Ａが設けられ、ストッカ１１１Ａに近接して処理装置１１３Ａが設けられる。処理装置１１３Ａは、成膜装置、レジスト塗布装置、露光装置、現像装置、エッチング装置、洗浄装置などである。また、処理エリア１１０Ａには、ＦＯＵＰ４００内のウェハを各処理装置１１３Ａへと搬送するための搬送装置１１４Ａが設けられている。処理エリア１２０Ａ〜１６０Ａ、１１０Ｂ〜１６０Ｂも処理エリア１１０Ａと同様の構成が備えられている。

棟間発着エリア１７０Ａのレール１０３Ａの配設位置の一部には、処理対象であるウェハを格納するＦＯＵＰ４００を載置するストッカ１７１Ａが設けられ、ストッカ１７１Ａに近接して収容・取り出し装置１７４Ａが設けられている。さらに、棟間発着エリア１７０Ａには、ＦＯＵＰ保護ケース１００を複数収納するケース収納庫１７３Ａが設けられている。

棟間発着エリア１７０Ａと棟間発着エリア１７０Ｂとの間には積載型搬送装置３００が設けられている。Ａ棟１０１Ａ及びＢ棟１０１Ｂは清浄度の高いクリーンな環境であるのに対し、積載型搬送装置３００はＡ棟１０１Ａ及びＢ棟１０１Ｂと比較して清浄度の低い環境である。クリーンな環境でＦＯＵＰ４００をＦＯＵＰ保護ケース１００に収納、密閉構造にするため積載型搬送装置３００は清浄度の低い一般環境でも構わない。積載型搬送装置３００を清浄度の低い一般環境とすることで、クリーン環境に比べ安価な施工で実現可能となる。積載型搬送装置３００は、被搬送物を自装置上に積載して搬送する装置であり、例えばローラコンベアやベルトコンベアなどである。

ここで、半導体装置の製造工程の一連の処理を途中までＡ棟１０１Ａで行い、処理の続きをＢ棟１０１Ｂで行う場合を例として、半導体装置の製造設備の動作について説明する。処理エリア１１０Ａ〜１６０Ａでの処理を終えたウェハを収容したＦＯＵＰ４００が搬送装置２００Ａによってストッカ１７１Ａに載置されると、収容・取り出し装置１７４Ａは、ケース収納庫１７３ＡからＦＯＵＰ保護ケース１００を一つ搬出し、取っ手５１を保持して上ケース５を上方へ持ち上げて下ケース４から取り外す。そして、収容・取り出し装置１７４Ａは、ＦＯＵＰ４００を下ケース４に収容する。この際、ＦＯＵＰ位置決めピン３１によってＦＯＵＰ４００は所定の位置に固定される。ＦＯＵＰ４００を下ケース４に収容した後、収容・取り出し装置１７４Ａは、上ケース５を下ケース４に載せる。これにより、上フランジ５２は、上ケース５の自重によって下フランジ４２と密着し、ＦＯＵＰ４００を収容する空間は気密空間６００となる。

ＦＯＵＰ４００を収容したＦＯＵＰ保護ケース１００は、積載型搬送装置３００によってＢ棟１０１Ｂへ搬送される。

積載型搬送装置３００によってＡ棟１０１ＡからＦＯＵＰ保護ケース１００が搬送されてくると、収容・取り出し装置１７４Ｂは上ケース５を上方へ移動させることによって下ケース４から取り外す。収容・取り出し装置１７４Ｂは、上ケース５が取り外されることによって露出したＦＯＵＰ４００を上方へ移動させることによって下ケース４から取り出して、ストッカ１７１Ｂに載置させる。ＦＯＵＰ４００が取り出された下ケース４には、収容・取り出し装置１７４Ｂによって上ケース５が再び載せられ、ケース収納庫１７３Ｂに収納される。

収容・取り出し装置１７４Ｂによってストッカ１７１ＢにＦＯＵＰ４００が載置されると、搬送装置２００Ｂは、ストッカ１７１Ｂに載せられたＦＯＵＰ４００を、処理エリア１１０Ｂ〜１６０Ｂへ搬送する。

このように、本実施形態に係るＦＯＵＰ保護ケース１００は、下ケース４にＦＯＵＰ４００を収容して上ケース５を被せるだけでＦＯＵＰ４００の気密梱包が可能である。また、上ケース５を上方へ移動させるだけでＦＯＵＰ４００を下ケース４から取り出し可能な状態とすることができる。また、ＦＯＵＰ４００は、下ケース４の底面４１に形成されたリブ４７およびＦＯＵＰ位置決めピン３１とのみ接触し、ＦＯＵＰ保護ケース１００内の他の部分（側面、天面など）とは接触しない。このため、ＦＯＵＰ４００に対する塵などの付着を少なくすることが可能となる。また、上ケース５が下ケース４との離合用の取っ手５１を備えているため、下ケース４と上ケース５との離合作業は機械で行うことができる。従って、ＦＯＵＰ４００を棟間で搬送するに当たっての梱包や取り出し作業を機械化して自動で行うことが可能である。なお、中板３を省略した構成とすることも可能である。

また、下ケース４及び上ケース５が形成する気密空間６００の外に防振部材２が配置されるため、防振部材２で発生した粉塵等が気密空間６００内に侵入することがなく、気密空間６００内の空気を清浄に保つことができる。

（第２の実施形態）
図９は、第２の実施形態にかかるウェハ搬送容器保護ケースとしてのＦＯＵＰ保護ケース１００の構成を模式的に示す断面図である。本実施形態は、ＦＯＵＰ位置決めピン４６が下ケース４の底面４１と一体に設けられている点で第１の実施形態と相違する。

本実施形態では、ＦＯＵＰ位置決めピン４６が下ケース４の底面４１を貫通していないため、下ケース４とＦＯＵＰ位置決めピン４６との隙間によってＦＯＵＰ保護ケース１００の気密性が損なわれることはない。したがって、シール材や免震材などの部材を省略した構成とすることが可能である。

上記の各実施形態においては、ウェハ搬送容器保護ケースがウェハの出し入れのための開口を前面に備えたＦＯＵＰ４００を収容するＦＯＵＰ保護ケース１００である場合を例としたが、本発明はウェハの出し入れのための開口を前面以外（底面など）に備えたウェハ搬送容器を収容する場合でも適用可能である。

また、上記の各実施形態においては、下ケース４の底面４１に形成されたリブ４７の上にＦＯＵＰ４００が載置され、ＦＯＵＰ４００が下ケース４の底面４１と非接触の状態で気密空間６００に収容する構成を例としたが、リブ４７を省略した構成として、ＦＯＵＰ４００が下ケース４の底面４１と接触した状態で気密空間６００に収容されるようにすることも可能である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 底板、２ 防振部材、３ 中板、４ 下ケース、５ 上ケース、１２ 開口、３１、４６ ＦＯＵＰ位置決めピン、４２ 下フランジ、５１ 取っ手、５２ 上フランジ、１００ ＦＯＵＰ保護ケース、４００ ＦＯＵＰ。

Claims (5)

1. ウェハ搬送容器を収容し、積載型搬送装置によって搬送されるウェハ搬送容器保護ケースであって、
   前記積載型搬送装置へ積載される底板と、
   前記底板上に設置される防振部材と、
   天面が開放された箱状であり、前記防振部材を介して前記底板に支持され、前記ウェハ搬送容器を載置して収容する下ケースと、
   取っ手を有し、前記下ケースに上方から装着されて前記下ケースを密閉する上ケースと、
   を備えることを特徴とするウェハ搬送容器保護ケース。
2. 前記下ケースは、載置されるウェハ搬送容器の位置決めをする位置決め部材を備えることを特徴とする請求項１に記載のウェハ搬送容器保護ケース。
3. 可撓性を有し、前記防振部材と前記下ケースとの間に設置される中板をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のウェハ搬送容器保護ケース。
4. 前記位置決め部材が、前記中板及び前記下ケースの底面を貫通するように設けられることを特徴とする請求項３に記載のウェハ搬送容器保護ケース。
5. 前記下ケースは、上部周縁に形成された下フランジを備え、
   前記上ケースは、前記下フランジを覆って該下フランジと密接する上フランジを備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のウェハ搬送容器保護ケース。

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