JP2013165177A - Stocker device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、形状が一定している容器を自動的に搬入、留置、搬出するストッカー装置に関する。詳しくは、精密電子部品用平板状物を清浄状態に収納した容器を一時保管するためのもので、その保管用筐体には多数の棚段を形成し、各棚段に対する搬入、留置、搬出などの全ては自動制御で行われる。 The present invention relates to a stocker device that automatically carries in, detains, and carries out a container having a constant shape. Specifically, it is intended for temporary storage of containers that store flat electronic components for precision electronic parts in a clean state. The storage case is formed with a number of shelves, and each shelf is loaded, placed, and unloaded. All of these are performed automatically.
半導体ウエハや液晶表示板用基板などの平板状物である精密電子部品は、フォトレジストの塗布、薄膜蒸着、酸化膜や硝化膜の作成、エッチング、熱処理などの種々の製造工程や検査工程が順次行われる。被処理平板状物はこれら各製造工程や検査工程の各工程間を清浄容器に収納された状態でOHT(Overhead Hoist Transfer:天井走行無人搬送車)やAGV(Automated Guided Vehicle:無軌道式無人搬送車)、RGV(Rail Guided Vehicle:有軌道式無人搬送車)といった搬送装置により搬送される。特に半導体製造工場においては、取手を備えていて人が手に持って移送することも想定したFOUP(Front−Opening Unified Pod)と呼ばれる清浄容器内に被処理平板状物である半導体ウエハが収納され各工程間の搬送に使用されている。 Precision electronic components, which are flat objects such as semiconductor wafers and substrates for liquid crystal display panels, are successively subjected to various manufacturing and inspection processes such as photoresist coating, thin film deposition, oxide film and nitrification film formation, etching, and heat treatment. Done. The plate-like object to be processed is stored in a clean container between each of the manufacturing processes and the inspection processes. The OHT (Overhead Hoist Transfer) or the AGV (Automated Guided Vehicle) is an unmanned guided vehicle. ) And RGV (Rail Guided Vehicle). In particular, in a semiconductor manufacturing factory, a semiconductor wafer as a flat plate to be processed is stored in a clean container called FOUP (Front-Opening Unified Pod) that has a handle and is assumed to be carried by a person. Used for conveyance between each process.
しかし、各工程に於ける処理時間が一定ではなく異なるため、滞留を余儀なくされる工程では、棚を設けて清浄容器を一時保管させたり処理速度の遅い工程は複数列に分けて並行処理させたりして、各工程での待ち時間を出来るだけ少なくし連続して各製造工程や各検査工程に供給する工夫がなされている。 However, because the processing time in each process is not constant and differs, in the process where residence is forced, shelves are provided to temporarily store clean containers, and processes with slow processing speed are divided into multiple rows and processed in parallel. Thus, a device has been devised in which the waiting time in each process is reduced as much as possible and is continuously supplied to each manufacturing process and each inspection process.
例えば特許文献1では、図12に開示されているように、容器であるカセットから被処理平板状物である半導体ウエハを移載するドッキングステーション(ロードポート)を2式備え、それらの間に上下方向の搬送空間と、その空間の左右両側で且つドッキングステーションの上方に複数個の棚段を配置した構造として、搬送機がカセットを掴んで上記空間を搬送して、ドッキングステーションに載置するようにした半導体デバイス用基板を搬送する中・小型のカセット自動保管装置が提案されている。
この自動保管装置では、前の工程から手動またはAGVによりローディングプラットフォームへ搬送されたカセットは、搬送機により順次ドッキングステーション若しくは棚段に移送される。その後、各種処理の終了したカセットがある場合には、そのカセットをカセットムーバによりローディングプラットフォーム(カセット載置台)に移送され、手動または不図示のAGVにより次の工程へと搬送されることとなる。
For example, in
In this automatic storage device, cassettes that have been manually or AGV transported from the previous process are sequentially transported to a docking station or shelf by a transporter. Thereafter, when there is a cassette for which various processes have been completed, the cassette is transferred to a loading platform (cassette mounting table) by a cassette mover, and is transferred to the next process manually or by an AGV (not shown).
また、製造装置や検査装置の処理スピードが高速化したことにより、より大量のカセットを収納することが出来る自動保管装置も提案されている。特許文献2では、図13に開示されているように、ロードポート上部に配置したストッカー(棚部)に加えて、FOUP移送ロボットを挟んで対向する位置にもストッカーを配置した半導体ウエハ搬送システムを提案している。これによりストッカーが保管することができるFOUPの数は増加することとなった。
In addition, an automatic storage device capable of storing a larger amount of cassettes has been proposed due to the increased processing speed of manufacturing apparatuses and inspection apparatuses. In
しかしながら、上記自動保管装置の場合には、次のような問題点が指摘されている。
すなわち、上記自動保管装置では、ロードポートが並ぶ方向に対し平行に配置されたロボット移動レール上に上下方向に伸縮可能な移送ロボットを設置し、これら移動レール及び移送ロボットを動作させることでストッカー内に保管されるFOUPを移送することとしている。移送ロボットは伸縮可能な機構を内部に有するものとなっているで、高い位置に配置された棚にアクセスしようとすると移送ロボットが大型化し、ストッカーと対向するストッカー間寸法が増大してしまい、結果として装置全体のフットプリントが増大してしまうこととなる。
However, in the case of the automatic storage device, the following problems have been pointed out.
That is, in the automatic storage device, a transfer robot that can be expanded and contracted in the vertical direction is installed on a robot moving rail arranged in parallel with the direction in which the load ports are arranged, and the moving rail and the transfer robot are operated to move the inside of the stocker. The FOUP that is stored in is transported. Since the transfer robot has a mechanism that can be expanded and contracted inside, trying to access a shelf placed at a high position increases the size of the transfer robot and increases the dimension between the stockers facing the stocker. As a result, the footprint of the entire apparatus increases.
さらに、対向するストッカーが邪魔をして、人が手動で若しくはAGVといった自動搬送台車がロードポートに対してFOUPを受渡しすることが出来ず、OHTによる上部空間からのFOUPの受渡ししか出来ないものとなってしまう。また、半導体製造工場内にて既存の製造装置や検査装置に対して上記のような自動保管装置を追加設置する場合、対向するストッカーが通路側に突出してしまうため、人の通行が困難になり、AGVの走行ルートを変更する必要があるといった問題点も生じる。半導体や液晶表示板用基板の製造工程においては、円滑な自動化について上記のような工夫がなされていても、イレギュラーなトラブルや工程間の割り込み等が発生した場合には、清浄容器を人の手によって各種工程間で移送することもあり、こういったトラブルや割り込みに対しても即座に対応出来る装置が求められている。 Furthermore, the opposite stocker gets in the way, and the person can't deliver the FOUP manually or AGV to the load port by hand or the FOUP can only be delivered from the upper space by OHT. turn into. In addition, when an automatic storage device such as that described above is additionally installed in an existing manufacturing device or inspection device in a semiconductor manufacturing factory, the opposite stocker protrudes toward the passage, making it difficult for people to pass. There is also a problem that it is necessary to change the traveling route of the AGV. In the manufacturing process of semiconductors and liquid crystal display panel substrates, even if the above-mentioned measures are taken for smooth automation, if irregular troubles or interruptions between processes occur, clean containers must be There is a need to transfer between various processes by hand, and there is a need for a device that can immediately respond to such troubles and interruptions.
本発明は、上記問題点に着目し、これを有効に解決すべく考案されたもので、既存の製造装置や検査装置に対しても設置が容易で、装置の大型化を抑えることができるとともに、多くの容器を留置し、効率良く搬入搬出が行えるストッカー装置を提供するものである。 The present invention has been devised in order to effectively solve the above-mentioned problems, and can be easily installed on existing manufacturing apparatuses and inspection apparatuses, and can suppress the enlargement of the apparatus. The present invention provides a stocker device in which a large number of containers are detained and can be carried in and out efficiently.
上記問題点を解決するための本発明の請求項1に記載のストッカー装置は、蓋をした内部に精密電子部品を清浄状態に収納する容器を、処理装置に対して搬入、留置、搬出するストッカー装置であって、前記処理装置は、前記容器を搬入、搬出するための載置台を有し、左右両脇に夫々2本の支柱が配置された筐体と、前記筐体の支柱間に水平方向の上下動可能(Z軸)となるように取り付けられた支持梁と、前記支持梁に左右動可能(X方向)に取り付けられた搬送機と、前記搬送機には、一端を回動可能に支持され他端に前記容器を保持する保持機構を有する回動アームを備え、前記容器を高さ方向へ載置させるための棚板を前記容器の高さ寸法より大きな間隔で垂直方向に、且つ、前記載置台のX方向のいずれかの位置の上方に1つ以上配設させた第1の棚群と、前記搬送機の可動エリアを挟み、且つ、前記第1の棚群に対向する位置に第2の棚群を配設したことを特徴とする。
In order to solve the above problems, a stocker according to
上記構成とすることで、搬送機は上下動可能となるように取り付けられた支持梁に左右動可能に取り付けられているので、結果としてストッカー装置全体の奥行き寸法を抑えることが出来る。 By setting it as the said structure, since the conveyance machine is attached to the support beam attached so that vertical movement is possible, the depth dimension of the whole stocker apparatus can be suppressed as a result.
また、本発明の請求項2に記載のストッカー装置は、請求項1に記載のストッカー装置であって、前記第2の棚群は、床面から1300mm以上離間した上方位置に配置されていることを特徴とする。
In addition, the stocker device according to
上記構成とすることで、第2の棚群の下部を通過することでAGVや人が手動で容器の受渡しを行うことが可能となる。 By setting it as the said structure, AGV and a person can deliver a container manually by passing the lower part of a 2nd shelf group.
また、本発明の請求項3に記載のストッカー装置は、請求項1もしくは2に記載のストッカー装置であって、前記回動アームは前記搬送機の下方部分に配設されていて、前記容器の上方部分を把持することを特徴とする。 A stocker device according to a third aspect of the present invention is the stocker device according to the first or second aspect, wherein the rotating arm is disposed in a lower portion of the transporter, and The upper part is gripped.
上記構成とすることで、容器の上方部分を把持した回動アームが、搬送機及び支持梁の下方にて回動し、支持梁を挟んで対向する位置に配置された第1の棚群と第2の棚群の間での容器の受け渡しが可能となる。 With the above configuration, the rotation arm that grips the upper portion of the container rotates below the transporter and the support beam, and the first shelf group disposed at a position opposed to the support beam. The container can be delivered between the second shelf groups.
また、本発明の請求項4に記載のストッカー装置は、請求項1から3に記載のストッカー装置であって、前記鉛直方向に複数個配設された容器の列をさらに複数列設け、且つ、隣り合う列の間隔は、少なくとも容器の横幅寸法より大きな間隔になされていることを特徴とする。
Further, a stocker device according to
上記構成とすることで、搬送機によって把持された容器は、鉛直方向に複数個配置された容器の列の間を通過することで上下方向に移動することが可能となる。すなわち、搬送機に把持された容器は、横方向に移動することで上下方向に昇降動作ができる空間に移動することが可能となる。 With the above-described configuration, the containers gripped by the transporter can move in the vertical direction by passing between a plurality of containers arranged in the vertical direction. That is, the container gripped by the transporter can move to a space that can be moved up and down in the vertical direction by moving in the horizontal direction.
また、本発明の請求項5に記載のストッカー装置は、請求項1から4に記載のストッカー装置であって、前記支柱の少なくとも片方で、搬送機の支持梁は金属板を屈曲させた歪吸収部材を介して取り付けられることを特徴とする。
Further, the stocker device according to
上記構成とすることで、動的偏重荷重による支持梁の水平状態や上下動作に及ぼす悪影響や支柱の僅かな傾きによる支柱間の距離のズレを歪吸収部材で吸収することができるので、支持梁の円滑な上下動が可能となる。 By adopting the above configuration, it is possible to absorb the adverse effects on the horizontal state and vertical movement of the support beam due to dynamic load and the displacement of the distance between the columns due to the slight inclination of the columns with the strain absorbing member. Smooth vertical movement is possible.
また、本発明の請求項6に記載のストッカー装置は、請求項1から5に記載のストッカー装置であって、前記第1の棚と前記第2の棚の離間する寸法は、前記搬送機の厚み方向の寸法以上であり且つ、前記容器の幅方向の寸法以下であることを特徴とする。 A stocker device according to a sixth aspect of the present invention is the stocker device according to the first to fifth aspects, wherein the first shelf and the second shelf are separated from each other by a distance between the first shelf and the second shelf. It is not less than the dimension in the thickness direction and not more than the dimension in the width direction of the container.
上記構成とすることで、ストッカー装置の奥行き寸法を小さくすることができる。 By setting it as the said structure, the depth dimension of a stocker apparatus can be made small.
また、本発明の請求項7に記載のストッカー装置は、請求項1から6に記載のストッカー装置であって、前記アームが1本であることを特徴とする。さらに、本発明の請求項8に記載のストッカー装置は、請求項1から7に記載のストッカー装置であって、前記第1の棚群及び/または第2の棚群の縦列数が、前記載置台と同じであることを特徴とする。
A stocker device according to a seventh aspect of the present invention is the stocker device according to the first to sixth aspects, wherein the number of the arms is one. Furthermore, the stocker device according to
本発明によれば、既存の製造装置や検査装置に対しても設置が容易で、装置の大型化を抑えることができるとともに、多くの容器を留置し、効率の良い搬入搬出を図ることができる。 According to the present invention, installation is easy with respect to existing manufacturing apparatuses and inspection apparatuses, and it is possible to suppress an increase in the size of the apparatus, and it is possible to detain many containers and achieve efficient loading and unloading. .
以下に、この発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図1は装置全体の一部切り欠き正面図、図2は図1の左側を切除した状態の一部切り欠き斜視図、図3は図2の背面側から見た状態の要部説明図である。 各図に於いて、1は本実施例に係るストッカー装置であり、2はストッカー装置1を形成する筐体であって、左右両脇にそれぞれ向かい合う状態に2組の支柱3a、3b、4a、4bを使用して一定容積に作成されたものである。なお、支柱3a、3b、4a、4bは全て鉛直状態で立設されている。5は上記筐体2の前面側支柱3a、3b間に跨設させる支持梁であり、この支持梁5の左右両側端部に於ける係合部材6が上記支柱3a、3bの対向する内側の縦方向に穿設した細溝7内に係合されて、次に説明する昇降駆動手段によって鉛直方向に昇降移動させるようになっている。8は支柱3a、3bの対向する内面側上部に取り付けられた一対のモータであって、各モータ8の駆動軸に取り付けられたプーリ9と対応する他の支柱4a、4bの所定の箇所には、滑車10が取り付けられている。
なお、図3に於いて、ストッカー装置1対向する位置に、ストッカー装置1から分離した状態で対向ストッカーとして第2の棚群28の筐体30を示しているが、これは説明図の便宜上のものであり、実際には図2の通り、ストッカー装置1を形成する筐体2と対向ストッカーである第2の棚群28を形成する筐体30とは、ボルトや溶接等の一体化手段によって一体化されたものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a partially cutaway front view of the entire apparatus, FIG. 2 is a partially cutaway perspective view in a state where the left side of FIG. 1 is cut off, and FIG. 3 is an explanatory view of a main part as viewed from the back side of FIG. is there. In each figure, 1 is a stocker device according to the present embodiment, 2 is a housing forming the
In FIG. 3, the
11は前記支持梁5の上下動を案内する支柱3a、3bと対向する反対側支柱4a、4bに対し、これと同様に各支柱4a、4bの対向する内面の縦方向へ穿設した細溝7内に係合されて上下動させられるバランス用荷重体であり、それぞれのバランス荷重体11は前記支持梁4と後述する搬送機12を含む全体重量を二分した重量でバランスするようにすると共に、バランス荷重体11と支持梁4とはベルト13で連結されている。この構造によって、モータ8の比較的小出力の駆動で、搬送機12の取り付けられた支持梁5の上下動作が行われることとなる。
11 is a narrow groove drilled in the longitudinal direction of the opposing inner surface of each
搬送機12は上記の上下動するように構成した支持梁5の水平方向に往復移動できるように取り付けられていて、この構成は、図3に見られる通り支持梁5の長さ方向内部へネジ軸14を設け、そのネジ軸14をその片端に取り付けたモータ15で駆動されるようになっている。モータ15によりネジ軸14を正転、逆転駆動させることにより、ネジ軸14に螺合する不図示の雌ネジ体に固定された搬送機12は、支持梁5の長さ方向に左右動させられることとなる。上記構成とすることで、モータ8やプーリ9、ベルト13といった上下動に係る部材を比較的小さなスペース内に配置することが出来るので、図1に示すとおり装置全体の幅方向に於ける寸法を該当するEFEM34とほぼ同じ程度寸法とすることが出来るので、EFEM34が小さな間隔で複数並べられた工場内に於いても、隣り合ったEFEM34に干渉することなく設置することが出来る。さらに、上方向に伸長させ、棚板25の設置個数を多くしたい場合でも、支柱3、4やベルト13といった上下動に係る部材を変更するだけで容易に対応が可能となる。
The
また、清浄容器16に平板状精密電子部品の一つである半導体ウエハを収納したものでは、その総重量は凡そ10kg程度のものとなる。これを搬送機12のアーム部17で保持させて支持梁5の長さ方向で左右動させながら清浄容器16の搬入・留置・搬出等を行うとき、支持梁4は動的偏重荷重によりその水平状態や上下動作に悪影響を及ぼされるものとなる。そこで、本実施例では、支持梁5の端縁部に係合部材6として、金属板材を多段に屈曲させた折り返し型歪吸収部材53を取り付け、この折り返し型歪吸収部材53を介して支柱4a、4bに穿設した細溝7内と係合させるものである。具体的には、図10に見られる通り、内周面にボールベアリング54を有する滑動体55をボルトネジ56で取り付け、滑動体55が細溝7に止着されているレール部材57を抱くようにした構成にする。
Further, when a semiconductor wafer, which is one of flat precision electronic components, is stored in the
図10に示す実施例では支持梁5の片端のみに折り返し型歪吸収部材53を取り付けたものを示したが、他端側の係合部材6も同様に実施しても差し支えない。さらに、この折り返し型歪吸収部材53は、支持梁4は動的偏重荷重によりその水平状態や上下動作に及ぼす悪影響を減滅させるのみならず、支柱4a、4bの立設状態での相対的な位置ズレや角度ズレをも吸収し、支持梁5の安定した上下動を可能としている。
In the embodiment shown in FIG. 10, the folding-type
次に、搬送機12について詳しく説明していく。図4は本実施例に於ける搬送機12の内部を示した断面図であり、図5は本実施例に係るストッカー装置1を備えた半導体ウエハ処理システム31を側面から見た部分断面図である。搬送機12は、清浄容器16を把持し回転移動させるアーム部17と、雌ネジ体に固定され、内部にアーム部17を回転動作させる駆動源であるモータ18を備える本体部19とからなる。アーム部17には先端部分に清浄容器16を保持するための保持部材20が備えられていて、この保持部材20がモータ21の回転動作により往復動作することで、清浄容器16上部に配置された把持部23を保持する状態と保持を開放する状態へと移動可能な構造となっている。
なお、本実施例のストッカー装置1は半導体工場内に設置されるものとしている。従って、清浄容器16は半導体ウエハを収納するFOUPであり、把持部23は半導体製造装置及び設備に関しての国際的な規格であるSEMI(Semiconductor Equipment and Materials International)規格にて寸法や取り付け位置が規定されているトップ・ハンドリング・フランジのことである。
Next, the
In addition, the
アーム部17の基端部分は本体部19に軸受を介して回転自在に片持ち支持されている。アーム部17の基端部分の本体部19に貫通する部分には、プーリ22aが固定されていて、本体部19内部に備えられたモータ18の回転軸に固定されたプーリ22bとの間でベルト24を介して連結されている。この構造によって、モータ18の回転動作により、アーム部17は、回転軸Aを中心軸として水平面内での360度以上の回転動作が可能となる。
The base end portion of the
次に、清浄容器16を載置する棚について説明する。本発明のストッカー装置1には上下動する支持梁5の移動面に関して、対向する両側に多数の清浄容器16を受け入れ且つ一時的に保管しておくための棚板25が複数配設されていて、具体的には後方側支柱3a、3b間に壁板26を取り付け、この壁板26に対し棚板25を多数配設して第1の棚群27としている。第1の棚群27の備える棚板25は、上面視して各ロードポート35のステージ37と同一の平面上に位置するように配置されているので、位置の調整を行うことなく、最上段の棚板25とOHT33との間での清浄容器16の受渡しが可能となる。さらに、第1の棚群27に対し、上下動及び左右動する搬送機12に備えられたアーム部17の回動軸Aが移動する移動面に関して対称の位置に棚板25を多数配設して第2の棚群28とする構成となっている。各棚板25は上下に一定の間隔を保って鉛直に配置され、一つの列を形成している。
Next, a shelf on which the cleaning
各棚板25は筐体2の上下方向へ清浄容器16の高さ寸法hとアーム部17の高さ寸法h’の和よりも大きい間隔寸法Hを有するように配置されていて、且つ各棚板25は、後述する移載及び搬出の観点から高さ方向へ一列設けるだけではなく、横方向へ複数列設けるように配置されている。本実施例では、右端と左端のロードポート35の上方に、二列に並設したものであり、この配列にするとき隣接する列間の距離Wは清浄容器16の横巾寸法wよりもやや大きな寸法とする必要がある。上記寸法とすることによって、アーム部17によって保持された清浄容器16は、棚板25の列間を通過することで上下方向への移動が可能となり、上下に配置された棚板25の間を通過することで左右方向に移動可能となる。
Each
また、29は各棚板25上に設けた位置決めピンであって、清浄容器16であるFOUPの底面部に設けられた円錐状の凹みと対合することにより棚板25上に於ける清浄容器16の的確な位置決めが自動的に行われるものとなる。また、位置決めピン29の高さ寸法をSとしたとき、上下の棚板25の間隔寸法Hは、清浄容器16の高さ寸法hとアーム部17の高さ寸法h’及び位置決めピン29の高さ寸法Sの和よりも大きくする必要がある。前記寸法とすることで、位置決めピン29上に対合載置された清浄容器16をアーム部17により持ち上げ、搬送することが可能となる。
なお、本発明のストッカー装置1はEFEM34前面に当接する位置に設置されるが、筐体2で規定される第1の棚群27の奥行き寸法Dは、EFEM34前面から、AGV32までの最小離間寸法dよりも小さいものとしている。この寸法とすることで、既に設置されたEFEM34に本発明のストッカー装置1を追加で設置する場合でも、半導体ウエハ処理システム31全体を移動させたり、AGV32やOHT33の軌道を変更したりする必要はなくなるので、短時間の工事期間で安価に設置することが可能となる。
Although the
次に、本実施例に於ける第2の棚群28について説明する。第2の棚群28は第1の棚群27に対し、搬送機12の可動エリアを挟んだ位置で且つ、第1の棚群27に対向する位置に配置されていて、第1の棚群27と同様に第2の棚群27を形成する筐体30と、その筐体30に固定され清浄容器16を載置する複数の棚板25とから成っている。筐体30は第1の棚群27を形成する筐体2にボルトや溶接といった固定手段によって固定されている。筐体30内部に複数配設されている棚板25は、第1の棚群27の棚板25の配置に対して、支持梁5の延在する方向及び支持梁5の上下動する面に関して対称の位置に配置されている。より詳しく述べると、支持梁5に備えられた搬送機12を構成するアーム部17の旋回軸の移動する面に関して対称の位置に配置されている。この配置とすることで、第1の棚群27にアクセスしていたアーム部17は、アーム部17の旋回軸Aを中心に180度旋回動作することで第2の棚群28の対向する棚にアクセスすることが可能となる。
Next, the
さらに、第2の棚群28の筐体30は床面に設置されるのではなく、床面から離間した位置に第1の棚群27の筐体にボルトや溶接といった固定手段によって固定されていることを特徴としている。特に発明のストッカー装置1を半導体製造工場に設置する場合には、第2の棚群28の配置された直下の空間は、AGV32が走行する空間として利用される場合が殆どであるので、第2の棚群28はAGV32の走行を干渉しない程度床面から離間した位置に配置する必要がある。AGV32は清浄容器16であるFOUPを工場内の各処理装置36間で搬送する装置であるが、FOUPの処理装置36への受渡しは、ロードポート35上のステージ37にFOUPを載置する若しくは受け取ることで行われる。SEMI規格では、ステージ37にFOUPを載置したときのFOUP底面から床面までの高さは約900mmに規定されている。さらに、一般的によく利用されている清浄容器16であるFOUPは、高さ寸法が約340mmである。このことから、受渡し時のFOUPの持ち上げる最の空間寸法を考慮すると、第2の棚群28は、工場床面から最低でも1300mm離間した位置に底部が位置するように配置されていれば、AGV32の移送動作を干渉することは無くなる。
Further, the
また、ステージ37へのFOUPの受渡しを人手で頻繁に行うという場合には、上記寸法よりもより高い位置に第2の棚群28の底面が位置するように配置することが望ましい。特に、第2の棚群28が配置される場所は、AGV32のみならず人の通る通路となっている場合があるので、そういった工場内に設置する場合には、床面から1700mm程度離間させた位置に配置することが望ましい。さらに、ストッカー装置1のステージ37付近にエリアセンサのような非接触の透過式センサを備え、AGV32や人のロードポートへのアクセスを検知することで支持梁5や搬送機12の動作を停止させるようにインターロック機能を備えておけば、誤動作による人やAGV32との衝突を回避することが可能となる。
In addition, when the FOUP is frequently delivered manually to the
次に、本実施例の使用例と作動について詳しく図4、図5を参照して説明する。半導体ウエハは、FOUPと呼ばれる清浄容器16内部に上下方向に一定間隔を開けて棚段状に収納されて各処理工程間を搬送される。AGV32やOHT33若しくは手動で前の工程から運ばれてきた清浄容器16は、半導体処理システムの一部であるEFEM(Equipment Front End Module)34と呼ばれる装置に移送される。
Next, a usage example and operation of the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. The semiconductor wafers are stored in a shelf shape at regular intervals in the vertical direction inside a
EFEM34は移送されてきた清浄容器16をロードポート35上に載置し、清浄容器16内部に収納された未処理の半導体ウエハを隣接して配置された処理装置36へと受渡し行い、処理の終わった半導体ウエハは清浄容器16内部に収納する装置であり、内部には不図示のウエハ搬送ロボットを備えている。ロードポート35は、EFEM34に一つ以上備えられていて、清浄容器16の蓋の開閉や各清浄容器16が有する固有のIDコードを読み取る機能を有する。ロードポート35には、清浄容器16を載置するステージ37が備えられていて、このステージ37は駆動手段によって清浄容器16の受渡しを行う位置と清浄容器16の蓋を開閉するドック位置との間を水平移動可能な構造を有している。
また、ステージ37上には、キネマティックピンと呼ばれる位置決め機能を有する支持ピンが複数配置されていて、清浄容器16の底面部に設けられた円錐状の凹みと対合することにより、棚板25上に於ける清浄容器16の的確な位置決めが自動的に行われるものとなっている。
The
Further, a plurality of support pins having a positioning function called kinematic pins are arranged on the
手動またはAGV32やOHT33によって清浄容器16を載置されたステージ37は、駆動手段によって清浄容器16の受渡し位置からドック位置まで前進する。このドック位置まで前進することで、ロードポート34が備えるFOUPオープナと清浄容器16の蓋が一体化され、蓋開閉機構によってこの蓋が開けられる。
蓋が開けられることによって、清浄容器16の内部に収納されている半導体ウエハは、EFEM33内部に配置された不図示の搬送ロボットによって、順次清浄容器16から取り出され処理装置36内部へと搬送される。処理装置36によりレジスト塗布、エッチング、露光といった各種処理を施された半導体ウエハは、搬送ロボットによって清浄容器16内部に戻される。規定の枚数の半導体ウエハを収納した清浄容器16は、蓋開閉機構によって蓋を閉じられ、ステージ駆動手段によって受け渡し位置まで移動させられた後、AGV31やOHT32、若しくは手動で次の工程へと搬送されることになるが、この時、他の処理装置の都合により、処理済みの清浄容器16が直ぐに撤去されなかったり、新たな未処理の半導体ウエハを収納した清浄容器16が到着しなかったりした場合、その処理装置は待機状態となってしまい生産性の悪化を招いてしまう。また反対に、他の処理装置での処理を終了した半導体ウエハを収納した清浄容器16を載置しようとしても、その処理装置が受け入れ態勢に無い場合には、その処理済み清浄容器16はそのまま前の処理装置のロードポート35のステージ37上に留置されることとなり、前の処理装置の生産性を悪化させてしまうことになる。こういった各処理装置における処理スピードの差から発生する清浄容器16の滞留を解消するために本発明のストッカー装置1が設置される。
The
When the lid is opened, the semiconductor wafers stored in the
本実施例におけるストッカー装置1は、EFEM34に隣接して設置されるもので、図1に示すように、正面視すると、EFEM34本体に突出するように備えられたロードポート35を跨ぐように設置されている。清浄容器16を載置する棚板25はロードポート35のステージ37上方とAGV32の走行する軌道の上方の空間に配置されていて、これらの棚板25とステージ37との間を搬送機12によって清浄容器16は移動させられる。
The
本実施例では3つのロードポート35を有しているEFEM34に隣接して設置されたストッカー装置1について説明する。ストッカー装置1において、ロードポート35のステージ37が配置された位置の上方に配置されている第1の棚群27は、複数の棚板25を、右端と左端のロードポート35の上方に所定の上下方向の間隔をもって鉛直方向に配置されている。中央のロードポート35の上方は、清浄容器16の鉛直方向の移動空間となっているので棚板25は配置されていない。清浄容器16は搬送機12によってこの移動空間内を上下方向に移動することとなる。なお、本実施例では、第1の棚群27は左右のロードポート35の上方に3段、第2の棚群28では2段の棚板25を備えることとしているが、棚板25の段数はこれに限られるものではなく、設置される工場の天井高さやOHT33の設置高さによって適宜設定されるものである。
In this embodiment, the
本実施例のストッカー装置1をEFEM34に隣接する位置に設置した場合、ロードポート35のステージ37がAGV32との間で清浄容器16を受け渡しする位置として規定されている待機位置に位置している時に、搬送機12がそのステージ37に載置された清浄容器16を把持できる位置となるように、アーム部17の長さと設置位置を設定されている。また、このアーム部17によって把持された清浄容器16が、載置できるように第1の棚群27の棚板25は配置されていて、さらに、第1の棚群27に対面した位置から180度旋回した位置に、第2の棚群28の棚板25が配置されている。
When the
ここで、搬送機12が清浄容器16の保持部23を掴み、目的の棚板25へ搬送する手順について、図6を参照して詳しく説明していく。なお、上記構成から成るストッカー装置1全体の作動及び諸々の入力信号を受けての清浄容器16の取り扱いの指令、上位制御手段との通信等を行う不図示の制御部は、支柱3aと4aとの間及び支柱3bと4bとの間に設けられた空間内に配置されている。
OHT33によって他の工程から運ばれてきた清浄容器16は、まず、第1の棚群27の最上段に位置する棚板25に載置される。それぞれの棚板25には、清浄容器16の載置の有無を認識する在荷センサが組み込まれていて、清浄容器16の有無信号を不図示の制御部に送信する。ここで制御部は、搬送機12に目的の清浄容器16を所定の載置場所まで移送するように信号を送信する。信号を受け取った搬送機12はモータ8、15を動作させ予め教示された位置まで移動し清浄容器16の保持動作に移行する。清浄容器16の保持可能な位置まで移動した搬送機12は保持部材20によって清浄容器16の上部に配置された保持部23を保持し、そのまま上昇動作を行う。この上昇動作によって、清浄容器16は位置決めピン29から離間することとなる。図6(a)参照。
Here, the procedure in which the
The cleaning
位置決めピン29から清浄容器16を持ち上げると、制御部はモータ15を動作させ、清浄容器16を保持した搬送機12を棚板25の列が配置されていない空間まで水平移動させる。この移動後のアーム部17の旋回軸Aは図面上のBの位置に移動したこととなる。図6(b)参照。その後制御部はモータ18を動作させ、アーム部17を旋回軸Aを中心に上面視反時計回りに旋回動作させる。なお、この時、清浄容器16が載置されていた棚板25の隣に位置する棚板25上に清浄容器16が載置されていない場合には、アーム部17をそのまま旋回動作させても差し支え無いが、隣の棚板25に清浄容器16が載置されている場合には、清浄容器16同士が衝突してしまうので、制御部はアーム部17の旋回動作に連動して、モータ15を動作させて、アーム部17の回転軸AがB’の位置に来るまで、本体部19を矢印の方向に水平移動させる。図6(c)参照。この動作を行うことによって狭隘な空間内においても、清浄容器16を他の部材に衝突させることなく移動させることが可能となる。
When the cleaning
この後もアーム部17の旋回動作とそれに連動した本体部19の水平移動が続けられ、アーム部17が反時計回りに90度旋回動作を行うことでアーム部17は支持梁5と平行となり、この時、旋回動作に連動した搬送機12の水平方向移動により回転軸AはB”の位置まで移動することとなる。図6(d)参照。その後、アーム部17はもう90度旋回動作をすることでアーム部17及び清浄容器16は当初の位置から水平面内において180度旋回した位置に移動することとなる。この90度の旋回動作をする際に、他の部材への衝突を避けるために、アーム部17の旋回動作に連動させて、制御部は回転軸Aが図面上のB”の位置からBの位置まで移動するようにモータ15を動作させる。図6(e)(f)参照。 上記の動作を行った後、搬送機12は所定の載置場所に移動するために、昇降移動及び水平移動を行い、最後に目的の棚板25へ清浄容器16を載置し、保持部材20を保持位置から開放位置に動作させることで清浄容器16の移送は完了する。
After this, the turning movement of the
上記の移送動作に加え、本実施例の搬送機12ではアーム部17は水平面内において360度以上の旋回動作が可能であるので、上面視反時計回りでの移送のみならず、時計回りでの移送も可能である。前述した反時計回りでの移送では、衝突を避けるために支持梁5に沿ってB”の方向への連動動作を行っていたが、位置の都合上左方向への連動動作が行えない場合には、時計回りの旋回動作とそれに連動して上面視右方向への連動動作を行うことによって移載が可能となる。
In addition to the above-described transfer operation, in the
ところで、本実施例の場合、清浄容器16を対向する棚板25に載せ替える場合には保持した清浄容器16も旋回軸を中心にして回転してしまうので、第1の棚群27に載置された清浄容器16を第2の棚群28に移載した場合、清浄容器16の開口部の向きも180度回転した位置となってしまう。清浄容器16をOHT33やロードポート35と受け渡しを行うのは第1の棚群27であるので、大きな問題とはならないが、例えば、OHT33との受渡しを第1の棚群27と第2の棚群28の両方から行いたい場合には、この清浄容器16の向きを変えることなく移載動作が可能なアーム部38を備える第2の実施例が有効なものとなる。
この第2の実施例であるアーム部38を示したものが図7である。第1の実施例のアーム部17では、把持部材20はモータ18によって往復動作が可能な構造となっていたが、本実施例が備える保持部材40は、保持部23と噛み合うような断面形状を有していて、軸受39aを介して回転自在にアーム部38に取り付けられている。保持部材40の軸受39aを挟んで反対側の端はアーム部38内にてプーリ41が取り付けられている。
By the way, in the case of the present embodiment, when the cleaning
FIG. 7 shows the
また、アーム部38の基端部は、第1の実施例と同様に、本体部19に軸受39bを介して回転自在に片持ち支持されていて、アーム部38の本体部19に貫通する部分には、プーリ42が固定されていて、本体部19内部に備えられたモータ18の回転軸に固定されたプーリ22aとの間でベルト24を介して連結されている。また、プーリ42は中空構造となっていて、このプーリ42の中央部分には、本体部19に固定されたシャフト43が軸受を介してプーリ42を同軸状に貫通していて、このシャフト43の先端部分にはプーリ44が固定されている。このプーリ41と44との間はタイミングベルト45で掛け渡されている。また、プーリ41とプーリ44は同一の径とギア溝を有していて、回転比は1対1となっている。この構造によって、モータ18の動作によってアーム部40がN度回転させられたら、保持部材40は回転軸を中心に−N度回転することになり、従って、アーム部40の回転動作による清浄容器16の姿勢変化は無くなり、アーム部38は保持した清浄容器16の姿勢を変えることなく、直線的に移送することができる。
Similarly to the first embodiment, the base end portion of the
図8は上記第2の実施例のアーム部38によって清浄容器16を移送動作を示した図である。棚板25に載置された目的の清浄容器16を水平移動と上昇移動によって把持した搬送機12は旋回動作可能な位置まで移動する。図8(a)参照。その後、搬送機12はアーム部38を回転軸Aを中心に反時計回りに180度回転動作させる。この時、第1の実施例と同様に、回転動作に伴う清浄容器16の衝突を回避するために搬送機12は、アーム部38の回転動作に連動して回転軸AがC地点からC”地点までの往復動を行う。図8(b)〜(e)参照。この時、清浄容器16とそれを保持している保持部材40は搬送機12の本体部19に固定されたプーリ44にベルト45とプーリ41を介して連結されているので、アーム部38の回転動作に影響されず、常に一定の姿勢を維持したまま搬送機12の動作によって移動することとなる。この構成によって、アーム部19の回転動作に搬送機12の支持梁5上の往復動を連動させることによって、清浄容器16は一定の姿勢を維持したまま、第1の棚群27と第2の棚群28間を直線的に移動することが出来る。
FIG. 8 is a view showing an operation of transferring the cleaning
ここまでの実施例では搬送機12は保持部23を掴んで清浄容器16の上部を保持しているが、他の実施例では清浄容器16の鍔部分を保持して移送することも可能である。半導体ウエハを収納する清浄容器16であるFOUPでは、容器上部に把持のために設けられた保持部23をトップ・ハンドリング・フランジとして規定されているが、このトップ・ハンドリング・フランジとは別に、FOUP外壁の左右両側面にはサイド・フォークリフト・フランジ50と呼ばれる鍔状の突起が設けられていて、このサイド・フォークリフト・フランジ50に保持部材46を下方から当接することで清浄容器16を保持することが可能となる。図9がこの第3の実施例の搬送機を示した図で、(a)がその側面断面図であり、(b)が清浄容器16を保持した状態である閉位置を示した上面図、(c)が保持を開放した状態である開位置を示した上面図である。
In the embodiments so far, the
本実施例での清浄容器16を保持する保持部材46は、清浄容器16の鍔部分に当接する上面を平坦にした左右一対の棒状のもので、根本部分はスライドガイド47を介して揺動可能に本体部48に固定されている。この揺動可能に固定された保持部材46を開位置と閉位置の間で揺動させる駆動源としてエアシリンダ49が備えられている。
さらに、保持部材46の上面には、円柱状の突起51が備えられていて、この突起がサイド・フォークリフト・フランジ50に設けられた位置決め用のノッチ52に係合することで、位置決めが行われるとともに、移送中の振動による位置ズレを防止している。
また、本実施例の保持部材46は、清浄容器16を下方から保持するという構造から、支持梁5よりの上方に位置していて、清浄容器16を保持した状態で支持梁5の上方で旋回動作が可能なように上下方向に十分な空間有して備えられている。
The holding
Further, a
Further, the holding
次に、本実施例の保持部材46による清浄容器16の保持動作について説明する。水平方向の移動及び上下方向の移動は先の実施例同様で、水平移動については各棚板25に載置された清浄容器16の頂部とその上側に配置された棚板の25の間を支持梁5の延在する方向に沿って移動し、上下方向については各棚群の棚板25の配置されていない列を上下移動することによって、目的の清浄容器16の上部まで移動する。その後、エアシリンダ49によって保持部材49を開位置に動作させる。その後、保持部材49をサイド・フォークリフト・フランジ50よりのも下の位置まで昇降機構により下降させる。下降後、保持部材49を閉位置まで動作させ、昇降機構を動作させて保持部材49を上昇させる。ここで、サイド・フォークリフト・フランジ50底面と保持部材49の上面とが接触し、保持部材49が清浄容器16を保持することとなる。その後は、他の実施例と同様の移送動作を行い、清浄容器16を目的の棚板25上に載置するよう移送動作を行う。
Next, the holding | maintenance operation | movement of the cleaning
なお、この実施例の利点として以下のことが挙げられる。すなわち、保持部材49はサイド・フォークリフト・フランジ50を利用して清浄容器16を保持しているので、清浄容器16の頂部に備えられたトップ・フランジは使われていない。そこで、棚板25に一旦清浄容器16を載置することなく、保持部材49がサイド・フォークリフト・フランジ50で清浄容器16を保持した状態でOHT33に清浄容器16を受け渡すことが可能となる。OHT33はトップ・フランジを利用して清浄容器16を保持する構造となっているので、保持部材49と干渉することなく確実に受け渡しを行うことが可能となる。
The advantages of this embodiment are as follows. That is, since the holding
ところで、表面処理の終了した半導体ウエハを収納した清浄容器16を、次の工程に移送する前にストッカー装置1で保管することにより、不具合が発生する場合がある。例えば、成膜やエッチング、露光といった工程が終了した後に半導体ウエハを清浄容器16内に収納したままにしておくと、処理後にウエハ表面に残留した化学物質が清浄容器16内部に拡散したり、成膜処理を終了したウエハ表面が清浄容器16内部の空気と反応して自然酸化膜を形成してしまったりして、次の工程での不具合の原因となってしまうことがある。そこで、清浄容器16の内部に窒素等の不活性ガスで満たし容器内部を不活性ガス雰囲気にすることで、こういったトラブルを予防する措置がとられている。しかし、ストッカー装置1に保管している間にも、清浄容器16のシール部分や継ぎ目から不活性ガスは外部に漏れ出していってしまい希望する効果を維持できなくなってしまう場合がある。こういった不具合を解消するために、各棚板25に窒素などの不活性ガスを供給する供給口を設け、清浄容器16を保管している間、容器内部に不活性ガスを適宜供給することとしてもよい。こうすることで、清浄容器16内部の不活性ガス濃度が低下するタイミングで適宜不活性ガスを供給できれば、長時間にわたって清浄容器16を保管することになっても、清浄容器16内部の状態を安定して維持することが可能となり、歩留まりの低下を抑制することができる。
By the way, when the
また、半導体ウエハを収納する清浄容器16には、固有の識別番号が付与されたバーコードシールが貼付されている。そこで、各棚板25や搬送機12にこのバーコードを読み取るバーコード・リーダーを備えることとしてもよい。清浄容器16をどこの棚に移送したかという情報を不図示の制御部内にて管理するか、若しくは上位のホスト制御装置に送信することで、工場内の各清浄容器16の管理が容易なものとなる。
In addition, a bar code seal assigned with a unique identification number is affixed to the cleaning
また、アーム部17が清浄容器16を保持して、回転軸Aを中心に回転動作を行うという動作を行うために、棚板25の奥行き側の寸法に回転動作のための空間を設けて置く必要がある。さらに、搬送機12の動作空間を確保するために、棚板25と搬送機12との間にも余裕を持った空間があることが望ましい。そこで、棚板25にロードポート35が有する水平移動可能なステージ37と同様の、搬送機12に向かって進退動作の可能な移動ステージ59を備えることとしても良い。図11に示すように、棚板25に進退動作可能な移動ステージ59を備え、搬送機12が移動ステージ59に載置した清浄容器16にアクセスする時には、棚板25内に備えられた駆動手段によって移動ステージ59を搬送機12に向かって前進させることとし、それ以外の時には、移動ステージ59を後退させることで搬送機12の可動空間を大きくするのである。上記構成とすることで、棚板25の奥行き寸法を短縮することができ、装置全体の寸法を小さくすることが出来る。また、清浄容器16を載置する位置が移動可能となるので、搬送機12から清浄容器16の載置位置を調整する位置決め作業が比較的簡単にできる。さらに、アーム部17の全長を短くすることが可能となる。
Further, in order to perform an operation in which the
Claims (8)
前記処理装置は、前記容器を搬入、搬出するための載置台を有し、
左右両脇に夫々2本の支柱が配置された筐体と、
前記筐体の支柱間に水平方向の上下動可能となるように取り付けられた支持梁と、
前記支持梁に左右動可能に取り付けられた搬送機と、
前記搬送機には、一端を回動可能に支持され他端に前記容器を保持する保持機構を有する回動アームを備え、
前記容器を高さ方向へ載置させるための棚板を前記容器の高さ寸法より大きな間隔で垂直方向に、且つ、前記載置台のX方向のいずれかの位置の上方に1つ以上配設させた第1の棚群と、
前記搬送機の可動エリアを挟み、且つ、前記第1の棚群に対向する位置に第2の棚群を配設した、ことを特徴とする、ストッカー装置。 A container for storing a precision electronic component in a clean state inside a lid, which is a stocker device for carrying in, placing, and carrying out the processing device,
The processing apparatus has a mounting table for loading and unloading the container,
A housing in which two struts are arranged on both sides,
A support beam attached so as to be movable in the horizontal direction between the columns of the housing;
A transporter attached to the support beam so as to be laterally movable;
The transport machine includes a rotating arm having a holding mechanism that rotatably supports one end and holds the container at the other end,
One or more shelf plates for placing the container in the height direction are arranged in the vertical direction at an interval larger than the height dimension of the container and above any position in the X direction of the mounting table. A first shelf group,
A stocker apparatus, wherein a second shelf group is disposed at a position opposite to the first shelf group with a movable area of the transporter interposed therebetween.
ことを特徴とする請求項1に記載のストッカー装置。 The second shelf group is disposed at an upper position separated from the floor by 1300 mm or more.
The stocker device according to claim 1.
且つ、隣り合う列の間隔は、
少なくとも容器の横幅寸法より大きな間隔になされている
ことを特徴とする請求項1から3に記載のストッカー装置。 A plurality of rows of containers arranged in the vertical direction are further provided,
And the interval between adjacent rows is
4. The stocker device according to claim 1, wherein the stocker device has an interval larger than at least a width dimension of the container.
搬送機の支持梁は金属板を屈曲させた歪吸収部材を介して取り付けられる
ことを特徴とする請求項1から4に記載のストッカー装置。 On at least one of the columns,
5. The stocker device according to claim 1, wherein the support beam of the transporter is attached via a strain absorbing member obtained by bending a metal plate.
ことを特徴とする請求項1から5に記載のストッカー装置。 The dimension which the said 1st shelf and the said 2nd shelf space apart is more than the dimension of the thickness direction of the said conveying machine, and is below the dimension of the width direction of the said container, The 1 to 5 characterized by the above-mentioned. The stocker device described in 1.
ことを特徴とする請求項1から6に記載のストッカー装置。 The stocker device according to claim 1, wherein the number of the arms is one.
ことを特徴とする請求項1から7に記載のストッカー装置。 8. The stocker device according to claim 1, wherein the number of columns of the first shelf group and / or the second shelf group is the same as that of the mounting table.
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Cited By (2)
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CN104326202A (en) * | 2014-06-26 | 2015-02-04 | 国家电网公司 | Stereoscopic warehouse |
JPWO2017090186A1 (en) * | 2015-11-27 | 2018-10-18 | 株式会社Kokusai Electric | Substrate processing equipment |
-
2012
- 2012-02-10 JP JP2012027519A patent/JP2013165177A/en active Pending
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