JP4006784B2 - 天井搬送装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、天井側に配された軌道を走行し、キャリアを把持するハンド部を上限位置で固定した状態で走行し、所定場所で開閉自在な把持部を有するハンド部を吊り下げ部材により所定位置まで昇降させてキャリアを移載し、クリーンルーム内等に配置されたプロセス処理装置相互間にキャリアを搬送する天井搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばクリーンルームにおける半導体デバイス製造用ウェーハ搬送システムにおいては、天井側の軌道を走行する天井搬送車を用い、ウェーハの入ったキャリアを半導体プロセス処理装置同志の間又は半導体プロセス処理装置とストッカとの間で搬送しながら処理をすることが行われる。ここでキャリアとは、ＭＥ(Mini Enviroment) ボックス、ボックス、カセット等の搬送用容器の総称である。
【０００３】
この天井搬送車は、軌道に沿って走行する走行台車部、この走行台車部に設けられたハンド吊り下げ部、このハンド吊り下げ部から昇降自在に吊り下げられたハンド部からなり、プロセス処理装置のロードポートに置かれたキャリアを前記ハンド部の把持部で把持し、前記ハンド吊り下げ部がハンド部を上昇させ、前記吊り下げ部と前記ハンド部が一体になった状態で前記走行台車部が前記軌道に沿って走行する構造になっている。
【０００４】
このような半導体デバイス製造用ウェーハ搬送システムにおいて、図５に示される２００ｍｍボックス型のキャリア２０１が使用されている。このキャリア２０１の底が蓋になっており、重心がボックスの中央に位置する構造になっている。そのため、取っ手２０２はボックス上面に四角枠状に設けられており、天井搬送車のハンド部の把持部が取っ手２０２を把持する場合には、把持部の開閉自在な爪をボックス中央に向かって作動させ取っ手２０２に引っかけるだけで、バランス良く把持できた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高精度で高性能の半導体デバイスを安価に製作するために、シリコンウェーハの大型化が行われようとしている。例えば３００ｍｍウェーハによる半導体デバイスの製造においては、図２のように、側面の開口２１と、上面にあって前記開口２１に向かう方向に延在する取っ手２２とを具えるキャリア３が提案されるにいたった。側面のように横に蓋１３が付くと、蓋１３の開閉のための機構のために、蓋１３がある前方部分の重量が重くなる。即ち、蓋１３のある前方に重心が移動したボックス形状になる。それでも、取っ手２２はボックス形状の上面の中央即ち前後方向の略中央に取り付けられるため、取っ手２２の中程位置と重心位置が大きくずれることになった。
【０００６】
そのため、従来通り取っ手部２２の蓋１３方向の中程を把持して、吊り上げると、ボックス形状のキャリア３が傾き易くなった。傾かないまでも、天井搬送車の吊り下げ部からの吊り下げ部材の張力のアンバランスが生じ、吊り下げ時の昇降によりハンド部即ちキャリア３の揺れが大きくなってキャリア３の姿勢が不安定になるという問題点が生じがちである。そこで、取っ手部の点で把持するのではなく、取っ手部２２の延在方向の多点で固定的に把持し、キャリア３の姿勢を保つことが考えられる。しかし、キャリア３の重心のずれをハンド部で吸収するなると、ハンド部の大型化、重量化が必要になるという問題点が生じる。
【０００７】
本発明は、このような課題に対応するためになされたものであって、側面に開口があって重心がボックス中心からずれたキャリアを安定して把持できる天井搬送装置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】
上記課題を解決する本発明は、天井側の軌道に沿って走行自在な天井搬送車によりキャリアを搬送する天井搬送装置であって、前記天井搬送車は、前記軌道に対する走行台車部と、前記走行台車部に設けられたハンド吊り下げ部と、前記ハンド吊り下げ部から吊り下げ部材を介して昇降可能に吊り下げられ、前記キャリアに対する把持部を備えたハンド部とを具えてなり、前記キャリアは、側面の開口と、上面にあって前記開口に向かう方向に延在する取っ手部とを具えてなり、前記把持部の前記取っ手部に対する把持点を前記キャリアの重心位置付近としたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明において、前記キャリアの前記重心位置は、空の状態での重心位置と搬送物を収納している状態での重心位置との間に設定されている。
【００１０】
また、本発明において、前記ハンド部の前記把持部又は前記キャリアの前記取っ手部に突起部が設けられて把持点を構成するようにした。
【００１１】
また、本発明において、前記吊り下げ部材が前記ハンド部に対して複数本取り付けられ、前記取っ手部の延在方向における前記吊り下げ部材の中間位置と、前記キャリアを把持した前記ハンド部の合計の重心位置とが略一致している。
【００１２】
また、本発明において、前記キャリアは、ウェーハを収納するものである。
【００１３】
【本発明の実施形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。図１は、天井搬送装置の側面図であり、図２はキャリアの斜視図であり、図３は他のハンド部の斜視図である。
【００１４】
図１において、本発明の天井搬送装置１は、天井搬送車２とキャリア３とからなっている。天井搬送車２は、建物等の天井側に設けられた軌道４を走行する走行台車部６と、この走行台車部６に固設されたハンド吊り下げ部７と、ハンド吊り下げ部７に巻取り可能な吊り下げ部材８を介して昇降可能に吊下げられたハンド部９とを有し、ハンド部９に設けられた開閉可能な爪からなる把持部１０によりキャリア３の取っ手２２を把持するようになっている。
【００１５】
走行台車部６は、軌道４に機器全体を走行可能に引っかけ、図示されない駆動輪によって、軌道４に沿って走行自在とする駆動機構が内蔵されたものである。ハンド吊り下げ部７は、正方形配置の４本又は正三角形配置の３本のワイヤ又はリボン等の吊り下げ部材８を巻き上げ可能とする機構を内蔵したものである。ハンド部９は、吊り下げ部材８の下端に取り付けられた枠体であり、点で把持できる爪部材を開閉可能とする把持部１０を前記枠体の両側に取り付けたものである。ハンド部９の枠体は下側枠体９ａと上側枠体９ｂとからなり、下側枠体９ａに前記把持部１０が設けられ、吊り下げ部材８を上限まで巻き上げると、上側枠体９ｂがハンド吊り下げ部７の凹部７ａに入って位置決め固定される。
【００１６】
図２において、キャリア３は、前面が開口２１となり、後面が湾曲部となり、上下面で囲ったボックス形状であって、多数のウェーハ２４を上下に積み重ね状に差し込み可能とする棚を有するものである。キャリア３の前面の開口２４には、蓋２３が自動開閉機構により開閉可能に取り付けられている。またキャリア３の上面の中央には中抜きの四角板を上面と隙間を有して取り付けた取っ手部２２がある。この取っ手部２２は、開口２４に向かって延在する平行な一対の延在部分２４ａと、開口２４と平行に延在する一対の延在部分２４ｂとを有する。通常は、一対の延在部分２４ａのそれぞれの一点を把持すると、キャリアの全体を点で把持できる構造になっている。
【００１７】
図１に戻り、キャリア３は前方に蓋２３を有する構造であるため、ウェーハが入っていない空の場合にはキリャア３の中央から蓋２３の側へずれたＧ２点に重心位置がある。キャリア３内に一杯にウェーハを収納した状態にすると、前記Ｇ２点から中央の側にずれたＧ１点に重心位置が移動する。そして、ハンド部９の把持部１０はＧ１点とＧ２点の間に配設されている。すなわち、把持部１０の把持点は、キャリア３の空及び満の重心位置の間にあって、これら重心位置と略一致している。
【００１８】
さらに、ハンド部９の下側枠体９ａは蓋２３と反対側に余分に飛び出た形状になっており、ハンド部９とキャリア３とを合わせた合計部分の重心を中心側のＧ３点に寄せるようになっている。そして、このキャリア３とハンド部９の合計の重心位置Ｇ３から取っ手部２２の延在方向等分位置に吊り下げ部材８が配設されている。
【００１９】
本発明の天井搬送装置１によるキャリア３の搬送動作を説明する。図１において、天井搬送車２のハンド吊り下げ部７からハンド部９を下降させてキャリア３を把持部１０の爪１０で把持した後に、ハンド部９を昇降させることでキャリア３を吊下状態で把持する。このとき、空又は満において、キャリア９の重心位置はＧ１点とＧ２点との間にあり、この間で把持部１０が把持するため、キャリア３は空又は満にかかわらず、点で把持する場合であっても略水平姿勢を保つことができる。さらに、キャリア３とハンド部９を合わせた合計の重心位置Ｇ３の両側等分位置に吊り下げ部材８が配設されているため、吊り下げ部材８にかかる張力も略均等になる。そのため、キャリア９の略水平姿勢を無理せず保ったまま、スムーズに昇降させる事が可能になる。また、ハンド部９の上側枠体９ｂをハンド吊り下げ部７の凹部７ａに嵌めて固定した後に、走行台車部６が軌道４に沿って走行するが、キャリア３は安定姿勢を保ったまま搬送される。
【００２０】
図３は他の把持部５０を示す。図１の把持部１０は元々点把持に適した形状であったが、図３の把持部５０は断面コの字状チャネルを図示されないキャリア３の開口２４に向かって開閉自在に延在させたものである。そのため、図２のキャリア３の取っ手部２２の開口２４に向かう延在部分２２ａの全体を覆うように把持することができ、キャリア３の把持が確実になる。ただし、キャリア３の自然な姿勢を保つために、把持部５０のチャネルの底面に山形の突起部５１が形成されている。この突起部５１は図１のＧ１位置とＧ２位置との中間に位置するように設けら、キャリア３の取っ手部に対する支持点を構成する。従って、図１の場合と同様に、キャリア３を略水平姿勢で把持できる。キャリア３の姿勢が大きく傾いた場合には、チャネルの上辺と下辺で取っ手部２２が規制されるため、キャリア３が大きく傾くことがない。なお、突起部５１は、把持部１０に上向きに設ける場合に限らず、キャリア３の取っ手部２２に下向きに設けるものであってもよい。
【００２１】
つぎに、図１乃至図３で説明した天井搬送装置が半導体デバイス製造用ウェーハ搬送システムに適用された場合について図４により説明する。クリーンルム内に配置された半導体プロセス処理装置１０２やストッカ１０３等の間で、半導体デバイス製造用ウェーハＷ（以下、単に、「ウェーハＷ」という）を搬送する搬送システムとして、ウェーハＷが複数枚単位で収納されたキャリア３を吊下げ状態で搬送する天井搬送車２が用いられる。天井搬送車２は軌道１０６に沿って走行自在であり、軌道１０６、天井搬送車２、キャリア３等で天井搬送システム１０１が構成される。
【００２２】
天井搬送システム１０１の軌道１０６は、クリーンルーム内に並設された複数の半導体プロセス処理装置１０２やストッカ１０３のロードポート１１０上に配置されたループ状となっている。天井搬送車２は、キャリア３を吊下げ状態で把持するハンド部９を有している。
【００２３】
天井搬送システム１０１により、キャリア３に収納されたウェーハＷを搬送するには、図示されない走行台車部を軌道１０６に走行させることで、ハンド部９をプロセス装置１０２（又はストッカ１０３）のロートポート１１０上に移動させる。図示されない位置調整機構によって、ハンド部９がロードポート１１０位置の真上の位置になるように位置の微調整を行う。続いて、吊り下げ部材８を伸ばすことでハンド部９をロードポート１１０上にあるキャリア３を把持できる位置まで降ろす。次いで、ハンド部９の図示されない把持部の爪を開閉作動させることでキャリア３上部の取っ手部を掴み、吊り下げ部材８を巻き上げることでウェーハＷを収納したキャリア３を天井搬送車３に一体にする。
【００２４】
ハンド部９が巻き上げられ固定された後に、走行台車部６を走行させることで、他のプロセス処理装置１０２やストッカ１０３等のロードポート１１０上に搬送し、ハンド部９の位置調整を行った後に、吊り下げ部材８を伸ばすことで他のプロセス装置１０２やストッカ１０３のロードポート１１０上にキャリア３降ろす。この状態で、ハンド９の把持部の爪を開作動することで、キャリア３をロードポート１１０上に載置し、再び吊り下げ部材８を巻き上げることで、次回の搬送に移行する。
【００２５】
以上のような、キャリア３の搬送において、キャリア３を取っ手部の一対の延在部分の各々において、シーソー状に点で支持するように把持するため、ハンド部９の簡素化、軽量化が可能になる。また前面に開口を有するキャリア３の重心位置に合った取っ手部を把持するため、キャリア３の略水平姿勢も保たれる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によると、キャリアの姿勢を保つために、キャリアの重心のずれを吸収できる程度にハンド部を重くする必要がなくなり、ハンド部を小型軽量にすることができる。その結果、ハンドつり下げ部や天井搬送車全体の小型軽量化も図れ、低消費電力、高性能、低価格の天井搬送車を提供できる。また、吊り下げ部の揺れが小さくなるため、搬送時間が短くなり、天井搬送システムで最も大切な搬送量の増大が可能になる。
【００２７】
また、本発明によると、キャリアが空の場合でも、満の場合でも、キャリアの姿勢を簡単に水平に保つことができる。
【００２８】
また、本発明によると、取っ手部又は把持部の突起部により、キャリアの取っ手部を点で支持でき、取っ手部又は把持部の形状にかかわらず、キャリアをバランス良く把持できる。
【００２９】
また、本発明によると、吊り下げ部材の張力のアンバランスがなくなり、ハンド部の昇降時の揺れを少なくすることができる。
【００３０】
また、本発明によると、シリコンウェーハの大型化に対応することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】天井搬送装置の側面図である。
【図２】キャリアの斜視図である。
【図３】他のハンド部の斜視図である。
【図４】本発明の天井搬送装置が適用された半導体デバイス製造用ウェーハ搬送システムを示す斜視図である。
【図５】従来のキャリアの斜視図である。
【符号の説明】
１ 天井搬送装置
２ 天井搬送車
３ キャリア
６ 走行台車部
７ ハンド吊下部
９ ハンド部
１０，５０ 把持部
２１ 開口
２２ 取っ手
２３ 蓋
５１ 突起部（支持点）

Claims (4)

1. 天井側の軌道に沿って走行自在な天井搬送車によりキャリアを搬送する天井搬送装置であって、
   前記天井搬送車は、
   前記軌道に対する走行台車部と、
   前記走行台車部に設けられたハンド吊り下げ部と、
   前記ハンド吊り下げ部から吊り下げ部材を介して昇降可能に吊り下げられ、前記キャリアに対する把持部を備えたハンド部とを具えてなり、
   前記キャリアは、
   側面の開口と、
   上面にあって前記開口に向かう方向に延在する取っ手部とを具えてなり、
   前記把持部は、先端に前記取っ手部を支持する把持点を有する山型の突起部を具えており、
   前記突起部は、前記把持点が空の状態での前記キャリアの重心位置と搬送物を収納している状態での前記キャリアの重心位置との間に設定されることを特徴とする天井搬送装置。
2. 天井側の軌道に沿って走行自在な天井搬送車によりキャリアを搬送する天井搬送装置であって、
   前記天井搬送車は、
   前記軌道に対する走行台車部と、
   前記走行台車部に設けられたハンド吊り下げ部と、
   前記ハンド吊り下げ部から吊り下げ部材を介して昇降可能に吊り下げられ、前記キャリアに対する把持部を備えたハンド部とを具えてなり、
   前記キャリアは、
   側面の開口と、
   上面にあって前記開口に向かう方向に延在する取っ手部とを具えてなり、
   前記取っ手部は、先端を前記把持部に載置することで、前記把持部により支持される把持点を有する山型の突起部を具えており、
   前記突起部は、前記把持点が空の状態での前記キャリアの重心位置と搬送物を収納している状態での前記キャリアの重心位置との間に設定されることを特徴とする天井搬送装置。
3. 前記吊り下げ部材は、前記ハンド部に対して複数本取り付けられており、前記キャリアを把持した前記ハンド部の合計の重心位置を中心として対向した延在方向等分位置に配設されていることを特徴とする請求項１又は２記載の天井搬送装置。
4. 前記キャリアは、ウェーハを収納するものである請求項１〜３の何れかに記載の天井搬送装置。

Images