JP4517740B2

JP4517740B2 - 基板バッファ装置、及び基板の収容方法

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Publication number: JP4517740B2
Application number: JP2004179533A
Authority: JP
Inventors: 保良北澤
Original assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Current assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Priority date: 2004-06-17
Filing date: 2004-06-17
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2024-06-17
Also published as: JP2006001696A

Description

本発明は、処理装置の間で滞留する基板、或いは、キャリアカセットに収容されている基板を一時的に保管するための基板バッファ装置、及び基板バッファ装置を構成する各バッファカセット装置に基板を収容する方法に関するものである。

半導体を製造するための基板（ガラス基板）は、複数台の処理装置によって処理されている。各処理装置における基板の処理速度は異なるため、処理速度の早い処理装置と遅い処理装置との間で基板が滞留する場合があり、滞留した基板を一時的に保管するためのバッファ装置が公知である（特許文献１参照）。

近時、基板の大きさ及び種類は増加していて多種多様に亘っている。各処理装置で処理される基板は、同一の大きさ・種類のものであり、異なる大きさ・種類の基板を同時に処理することは困難である。この場合、仕掛り状態の基板のうち、処理の優先順位の低い基板を一時的に保管する必要がある。

ここで、基板の処理装置は、クリーンルームに配置される。例えば、図８に示される垂直層流形のクリーンルームでは、クリーナ５３、フォト装置５４等の処理装置は空気清浄度の高い作業部Ｌ₁に設置され、空気清浄度の比較的低い保全部Ｌ₂には、配管やポンプ類が設置されている。近時、基板の種類の増大により、キャリアカセットＫが収容されるカセットストッカ４９を、作業部Ｌ₁だけでなく保全部Ｌ₂にも設置するということが行われている。上記したように、従来、あまり活用されていなかった保全部Ｌ₂をも活用できるようにすることが望まれている。
特開２００４−７５２０３号公報

本発明は、上記した不具合に鑑み、処理装置どうしの間で滞留する基板、或いはキャリアカセットに収容されている基板を一時的に保管できるようにして、処理装置、或いはキャリアカセットの稼働効率を向上させることを課題としている。

上記課題を解決するための請求項１の発明は、処理装置の間で滞留する基板、或いは、キャリアカセットに収容されている基板を一時的に保管するための基板バッファ装置であって、複数枚の基板を多段にして収容可能なバッファカセット装置と、前記処理装置又は前記キャリアカセットと、前記バッファカセット装置とに接続して配置され、それらの間で基板の受け渡しを行うための基板受渡し装置とから成り、前記バッファカセット装置は、複数枚の基板を多段にして保持すべく、前記基板の搬入出方向と直交する水平方向及び垂直方向の双方に沿って所定間隔をおいて複数本のワイヤが、直方体枠状のフレームに張力付与状態で取付けられた構成であって、固定配置されるバッファカセットと、前記バッファカセットに対して相対的に昇降可能に配設され、水平面内における各段のワイヤと干渉しない位置に配置された複数本の回転軸を駆動回転させることにより、基板を搬入出させる構成の基板搬入出ユニットとを備え、前記基板受渡し装置は、前記バッファカセット装置に対して昇降可能に配置され、当該基板受渡し装置と前記基板搬入出ユニットとが互いに対応する位置まで前記バッファカセットに対してそれぞれ昇降させて停止した状態で、前記基板受渡し装置と前記基板搬入出ユニットとの間で基板を移送させて、前記バッファカセットに対する基板の搬入出が行われる構成であることを特徴としている。

処理装置又はキャリアカセットから基板受渡し装置に受け渡された基板は、前記基板受渡し装置の奥側に固定設置されるバッファカセット装置に搬入される。即ち、前記バッファカセット装置を構成する基板搬入出ユニットが、バッファカセットに対して昇降され、当該バッファカセットに対して昇降可能に配置された前記基板受渡し装置と対応して配置される。このとき、前記基板搬入出ユニットを構成する複数本の回転軸は、水平面内における各段のワイヤと干渉しない位置に配設されていて、昇降する基板搬入出ユニットと各ワイヤとが干渉するおそれはない。基板受渡し装置から送り込まれ、基板搬入出ユニットに受け渡された基板は、駆動回転する各回転軸によって移送され、各段のワイヤによって形成される収容棚に配置される。この状態で基板搬入出ユニットを下降させると、各回転軸に支持されている基板は、各ワイヤによって水平に支持されて収容される。支持状態の基板には無用なストレスが作用しないと共に、各段の収容棚の高さを低くできて、従来のバッファ装置のカセットよりも基板の収容枚数を多くできる。バッファカセット装置に収容されている基板を搬出させる場合、上記と逆の作用が行われる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記基板受渡し装置は、昇降ベースと、前記キャリアカセット内の基板の出し入れを行うために前記昇降ベースに対して前記基板の搬入出方向に移動可能な引出しアームを備えた引出しアーム装置と、移送ローラが前記引出しアームの上面を超えて突出可能なように前記昇降ベースに対して昇降する移送ローラ装置とを備えていることを特徴としている。
請求項２の発明によれば、キャリアカセットに対する基板の搬入出は、昇降ベースに対して移送ローラ装置を下降させた状態で、引出しアーム装置を前記基板の搬入出方向に移動させて行う。一方、バッファカセットに対する基板の搬入出は、移送ローラの一部が前記引出しアーム装置を構成する引出しアームの上面から突出した状態で、当該移送ローラ装置とバッファカセット装置を構成する基板搬入出ユニットとを同一高さに設置して行う。これにより、キャリアカセットとバッファカセットとの間において、基板の搬入出をスムーズに行える。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明を前提として、各バッファカセット装置の間で基板が移送可能なように、複数台のバッファカセット装置が、基板の搬入出方向に沿って連結されていることを特徴としている。

請求項３の発明においては、基板を収容すべきバッファカセット装置、及び当該バッファカセット装置よりも手前側の全てのバッファカセット装置の各基板搬入出ユニットを、全て同一段における基板の支持位置よりも僅かに上方に配置して、当該バッファカセット装置よりも手前側のバッファカセット装置の基板搬入出ユニットをコンベアとして利用することにより、各バッファカセット装置相互に関しては奥側のバッファカセット装置が優先であって、個々のバッファカセット装置に関しては上段が優先となるようにして、各バッファカセット装置のバッファカセットに基板を順次搬入する。そして、基板収容に係るバッファカセット装置の基板搬入出ユニットに基板が移送された後に、前記基板搬入出ユニットを僅かに下降させて、同一水平面に配置された複数本のワイヤに基板を支持させる。
このため、基板受渡し装置と複数台のバッファカセット装置の全てを定置させたままで、バッファカセット装置の増設分だけ基板の収容量が増す。即ち、複数台のバッファカセット装置を基板の搬入出方向と直交する方向に並べた場合には、基板受渡し装置と複数台のバッファカセット装置の少なくとも一方を基板の搬入出方向と直交する方向に移動させないと、基板の搬入出を行えない構成に対して改良されている。

処理ラインに対して基板を搬入出する場合においても、基板受渡し装置と複数台のバッファカセット装置の全てを定置させたままで、基板受渡し装置と最も手前側のバッファカセット装置の間、及び相前後する各バッファカセット装置の間において基板の搬入出を行えるので、処理ラインの「タクトタイム」に対応させて相前後する各バッファカセット装置の間において基板を搬入出できる。

請求項４の発明は、請求項３の発明を前提として、前記バッファカセット装置どうしの連結部分に、連結されたバッファカセット装置の側に基板が飛び出したことを検出するためのセンサが取付けられていることを特徴としている。この発明では、後続するバッファカセット装置から、その手前側のバッファカセット装置に入り込んだ基板によって、当該手前側のバッファカセット装置の基板搬入出ユニットの昇降が妨げられることが防止されると共に、前記基板が損傷することが防止される。

請求項５の発明は、請求項３又は４の発明を前提として、連結された複数台のバッファカセット装置のうち、最も奥側を除く残りのバッファカセット装置のバッファカセットには、収容状態の基板の奥側の端面を当接させて位置決めするストッパ板が、各収容棚毎に設けられて、相上下する各ストッパ板の間が、基板の移送空間となっていることを特徴としている。この発明では、ストッパ板に当接して停止した基板が、そのままの状態で各段のワイヤに支持されるため、各基板の収容位置がほぼ一定になり、各基板に無用なストレスが作用することが防止されるという利点を損なうことなく、各基板を、相上下する各ストッパ板の間に設けられた移送空間を通過して、連結状態の各バッファカセット装置の間を移送させることができる。

請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの発明を前提として、前記基板搬入出ユニットを構成する各回転軸の外径は、両端部から中央部にかけて徐々に大きくなっていることを特徴としている。従来のストレート回転軸の場合、軸方向のほぼ中央部における撓み量が最も大きくなる。前記ストレート回転軸が撓み状態で回転することにより、基板における前記ストレート回転軸の軸方向のほぼ中央部で支持された部分が断続的に叩かれて損傷し易くなるという不具合が発生するが、この発明では、中央部の外径が最大となっているため、当該部分の断面係数が最大となって撓み量が小さくなり、基板を損傷させる度合が小さくなる。

請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかの発明を前提として、前記基板受渡し装置と前記バッファカセット装置を、クリーンルームの保全部に設置したことを特徴としている。この発明では、クリーンルームの保全部を有効活用できる。

請求項８の発明は、請求項３の基板バッファ装置を用いて、基板の搬入出方向に沿って連結された複数台のバッファカセット装置の各バッファカセットに基板を上段から下段に向けて順次収容する方法であって、各バッファカセット装置の基板搬入出ユニットをそれぞれ同一段に配置して、各バッファカセットの同一段において、奥側のバッファカセットから手前側のバッファカセットに順次基板を収容した後に、各バッファカセット装置の基板搬入出ユニットを一斉に一段ずつ下げて各バッファカセットに基板を収容することを特徴としている。

奥側のバッファカセット装置におけるバッファカセットの各段の全てに基板を収容した後に、その手前側のバッファカセット装置のバッファカセットに同様にして基板を収容させる方法に比較して、各基板搬入出ユニットの総昇降回数が激減するため、各基板搬入出ユニットの昇降制御が容易になると共に、バッファカセット装置を構成する可動部の損耗も少なくなる。

本発明は、処理装置の間で滞留する基板、或いは、キャリアカセットに収容されている基板を一時的に保管するための基板バッファ装置であって、複数枚の基板を多段にして収容可能なバッファカセット装置と、前記処理装置又は前記キャリアカセットと、前記バッファカセット装置とに接続して配置され、それらの間で基板の受け渡しを行うための基板受渡し装置とから成り、前記バッファカセット装置は、複数枚の基板を多段にして保持すべく、前記基板の搬入出方向と直交する水平方向及び垂直方向の双方に沿って所定間隔をおいて複数本のワイヤが、直方体枠状のフレームに張力付与状態で取付けられた構成であって、固定配置されるバッファカセットと、前記バッファカセットに対して相対的に昇降可能に配設され、水平面内における各段のワイヤと干渉しない位置に配置された複数本の回転軸を駆動回転させることにより、基板を搬入出させる構成の基板搬入出ユニットとを備え、前記基板受渡し装置は、前記バッファカセット装置に対して昇降可能となっていることを特徴としている。このため、バッファカセット装置により、処理装置の間で滞留する基板、或いは、キャリアカセットに収容された基板を一時的に保管することができると共に、基板受渡し装置により、前記バッファカセット装置に保管された基板を搬入出することができ、基板の滞留による各処理装置の停止時間が短くなり、各処理装置の稼働効率が向上する。

以下、本発明の最良実施例を挙げて、本発明を更に詳細に説明する。図１は第１実施例の基板バッファ装置Ａ₁の全体正面図、図２は同じく平面図、図３は一部を破断したバッファカセット装置Ｂの斜視図、図４はバッファカセット装置Ｂの正面図、図５は同じく平面図、図６は基板搬入出ユニットＤの斜視図、図７はストッパ板３２の部分の拡大正面図である。

図１及び図２に示されるように、第１実施例の基板バッファ装置Ａ₁は、キャリアカセットＫに接続して設置された基板受渡し装置Ｒ₁と、前記基板受渡し装置Ｒ₁に接続し、基板Ｇの搬入出方向Ｐに沿って連結された３台のバッファカセット装置Ｂとから構成されている。キャリアカセットＫに収容されている仕掛り状態の基板Ｇが、基板受渡し装置Ｒ₁によって各バッファカセット装置Ｂに移送され、一時保管される。以降、各バッファカセット装置Ｂにおいて、キャリアカセットＫの側を「手前側」と記載し、その反対側を「奥側」と記載する。本実施例の基板Ｇの大きさは、例えば、１５００mm×１８５０mmで、厚みは１mmである。

最初に、バッファカセット装置Ｂについて説明する。各バッファカセット装置Ｂの構成は同一なので、ここでは、基板受渡し装置Ｒ₁に接続して設置されたバッファカセット装置Ｂについてのみ説明する。図３ないし図５に示されるように、バッファカセット装置Ｂは、基板Ｇを多段に収容するためのバッファカセットＣと、バッファカセットＣに基板Ｇを移送して収容するための基板搬入出ユニットＤとから構成されている。バッファカセットＣと基板搬入出ユニットＤは、いずれもバッファカセット装置Ｂの装置フレームＦ₁の内部に配設されている。前記装置フレームＦ₁は平面視において略正方形状であり、各コーナー部に立設された４本の各支柱１の上下端部を、上梁２と下梁３で連結した構成であり、長方形枠状を呈している。そして、装置フレームＦ₁の正面部における幅方向のほぼ中央部には、基板搬入出ユニットＤを昇降させるためのボールねじ４（後述）を取付けるためのボールねじ支柱５が立設されていると共に、前記ボールねじ支柱５の両側に、各ガイドレール６（後述）を取付けるためのガイドレール支柱７が立設されている。該装置フレームＦ₁の両側面部は、基板Ｇを搬入出させるために開口されている。

バッファカセットＣについて説明する。図３ないし図５に示されるように、バッファカセットＣを構成するカセットフレームＦ₂は、前述した装置フレームＦ₁よりも少し小さな長方形枠状であり、該装置フレームＦ₁の正面側と背面側の各下梁３に取付けられた基台８に立設されている。カセットフレームＦ₂の正面部と背面部には、複数本（本実施例の場合、８本）の支柱９が相対向して立設されている。各支柱９には、搬入された基板Ｇを支持するためのワイヤ１１が、高さ方向に所定間隔をおいて張力付与状態で取付けられている。そして、高さ方向における各ワイヤ１１どうしの間には、基板Ｇを収容するための収容棚Ｓが形成されている。また、正面視における各支柱９どうしの間には、基板搬入出ユニットＤを昇降させるための昇降用空間部Ｖが形成されている。なお、図３において、１２は、補強のための梁である。また、図３では、図示を容易にするため、ワイヤ１１の一部を省略して表示してある。

基板搬入出ユニットＤについて説明する。図４ないし図６に示されるように、バッファカセット装置Ｂの正面側と背面側におけるバッファカセットＣと装置フレームＦ₁との間には、水平方向に沿って一対の支持部材１３a,１３b が取付けられている。各支持部材１３a,１３b の両端部には、バッファカセット装置Ｂの奥行方向に沿って各チャンネル材１４が取付けられていて、各チャンネル材１４の両端部の上部に、前記支持部材１３a,１３b とほぼ平行にして、一対の回転軸支持板１５a,１５b が対向して固着されている。正面側の回転軸支持板１５ａには、長手方向に所定間隔をおいて複数個（本実施例の場合、１７個）の軸受支持部材１６が固着されている。各軸受支持部材１６及び背面側の回転軸支持板１５ｂには、それぞれ軸受１７が対向配置されていて、各軸受１７に、ストレート丸棒より成る回転軸１８が回転自在に支承されている。各回転軸１８には、軸方向に所定間隔をおいて、複数個（本実施例の場合、８個）の移送ローラ１９が装着されている。

図６に示されるように、各回転軸１８における正面側の端部は、正面側の回転軸支持板１５ａから突出されていて、当該突出部分に各ウォームホイール２１が装着されている。また、正面側の回転軸支持板１５ａには、横方向に所定間隔をおいてブラケット２２が取付けられていて、各ブラケット２２に、磁気カップリングのウォーム軸２３が回転自在に支承されている。該ウォーム軸２３において、各ウォームホイール２１の直下の部分には、それぞれウォーム２４が装着されていて、対応するウォームホイール２１とウォーム２４とが噛合されている。また、前記ウォーム軸２３の一端部にはプーリ２５が装着されていて、該プーリ２５の直下に配設されたモータプーリ２６とベルト２７によって連結されている。前記モータプーリ２６は、モータブラケット（図示せず）によって支持される移送モータＭ₁のモータ軸２８に装着されている。移送モータＭ₁を作動させ、そのモータ軸２８を所定方向に回転させると、ウォーム軸２３が同方向に回転し、各ウォームホイール２１が回転される。これにより、すべての回転軸１８が、同一方向に駆動回転される。この結果、各移送ローラ１９に支持された基板Ｇが、バッファカセットＣに搬入出される。

図５に示されるように、前記各回転軸１８は、バッファカセットＣを構成する各支柱９どうしの間に形成された昇降用空間部Ｖに配置されている。また、一対の支持部材１３a,１３b 及び一対の回転軸支持板１５a,１５b は、いずれも各支柱９の外側に配置されている。このため、基板搬入出ユニットＤを昇降させるとき、該基板搬入出ユニットＤを構成する一対の支持部材１３a,１３b 、各回転軸支持板１５a,１５b 及び各回転軸１８が、バッファカセットＣと干渉することはない。これは、基板搬入出ユニットＤが昇降可能であることを意味している。

次に、基板搬入出ユニットＤを昇降させる手段について説明する。図４及び図５に示されるように、装置フレームＦ₁の正面部に取付けられたボールねじ支柱５には、高さ方向に沿ってボールねじ４が配設されている。また、両側のガイドレール支柱７の背面部には、高さ方向に沿って各ガイドレール６が取付けられている。そして、前記ボールねじ４に螺合されるナット体４ａと、前記一対のガイドレール６に装着される各ガイド体２９が、正面側の支持部材１３ａに固着されている。また、図４に示されるように、前記ボールねじ４の下端部は、ギアボックス３１を介して昇降モータＭ₂のモータ軸（図示せず）に接続されている。昇降モータＭ₂を作動させると、ボールねじ４が所定方向に回転される。そして、基板搬入出ユニットＤが、一対のガイドレール６にガイドされて昇降される。

図４に示されるように、前記バッファカセットＣのカセットフレームＦ₂において、最も奥側の部分（基板受渡し装置Ｒ₁から最も遠い部分）に配置された支柱９には、搬入される基板Ｇの停止位置を定めるためのストッパ板３２が、各収容棚Ｓに対応して取付けられている。即ち、図５に示されるように、バッファカセットＣのカセットフレームＦ₂における最も奥側の部分に立設された支柱９には、各収容棚Ｓに対応して、一対のストッパ板３２が固着されている。各ストッパ板３２の先端部は、搬入される基板Ｇの奥行方向の両端部に掛かるように、各支柱９から内方に突出されている。図７に示されるように、各ストッパ板３２の下端面は、対応するワイヤ１１よりも僅かに低い位置に配置されていて、同じく上端面は、前記ワイヤ１１よりも少し高い位置に配置されている。また、高さ方向における各ストッパ板３２どうしの間には、基板Ｇを移送させるための移送空間３２ａが形成されている。

図７に示されるように、基板搬入出ユニットＤによって、基板ＧがバッファカセットＣに搬入されるとき、各移送ローラ１９の上端縁が、前記基板Ｇが収容される収容棚Ｓの各ワイヤ１１の上端縁よりも僅かに上方に配置される。このため、基板Ｇの底面部と各ワイヤ１１とが接触するおそれはない。奥側に移送された基板Ｇは、先端部をストッパ板３２に当接させて停止する。この状態で、基板搬入出ユニットＤを下降させると、それに伴って基板Ｇも下降される。各移送ローラ１９の上端縁が各ワイヤ１１の下端縁よりも下方に配置されると、基板Ｇは基板搬入出ユニットＤから離脱されて、各ワイヤ１１に支持される。この結果、バッファカセットＣに収容される各基板Ｇの収容位置が、ほぼ一定になる。

図１に示されるように、本実施例の基板バッファ装置Ａ₁では、３台のバッファカセット装置Ｂが連結されている。手前側のバッファカセット装置Ｂに収容されている基板Ｇを、奥側のバッファカセット装置Ｂに移送する場合には、基板搬入出ユニットＤにより、基板Ｇをストッパ板３２の上端面よりも上方に持ち上げて、各移送ローラ１９を駆動回転させる。基板Ｇは、持ち上げられることにより、高さ方向におけるストッパ板３２どうしの移送空間３２ａを通過可能となり、そのまま奥側のバッファカセット装置Ｂに移送される（図１２参照）。

また、図１に示されるように、バッファカセット装置Ｂどうしの連結部分には、基板Ｇがストッパ板３２どうしの移送空間３２ａを通過したことを検出するための飛出し検出センサ３３が取付けられている。バッファカセットＣに収容されている基板Ｇが、何らかの原因（例えば、基板搬入出ユニットＤの保守点検時に基板Ｇが移動される等）でバッファカセットＣから飛び出したままの場合、隣接する基板搬入出ユニットＤが昇降したときに接触して、該基板Ｇを損傷させるおそれがある。しかし、前記飛出し検出センサ３３により、バッファカセットＣから飛び出した状態の基板Ｇを検出できるため、上記した不具合を回避できる。また、基板Ｇが移送される際にも、飛出し検出センサ３３が基板Ｇを検出することにより、隣接するバッファカセット装置Ｂ（基板Ｇが移送される側のバッファカセット装置Ｂ）の基板搬入出ユニットＤを作動させるように構成することができる。これにより、基板Ｇを移送させるときにのみ基板搬入出ユニットＤを作動させることができる。

次に、基板受渡し装置Ｒ₁について簡単に説明する。図１及び図２に示されるように、基板受渡し装置Ｒ₁は、バッファカセット装置ＢとキャリアカセットＫの間に両者に接続して配置される。基板受渡し装置Ｒ₁は、ベース３４に取付けられた門形状のフレーム３５に、昇降ベース３６が、ボールねじ等の昇降手段（図示せず）により昇降可能にして取付けられた構成である。前記昇降ベース３６には、キャリアカセットＫに収容されている基板Ｇを引き出すための引出しアーム装置Ｅ₁と、引き出された基板Ｇを持ち上げて、バッファカセット装置Ｂに搬入するための移送ローラ装置Ｅ₂が配設されている。

引出しアーム装置Ｅ₁について説明する。図１及び図２に示されるように、引出しアーム装置Ｅ₁を構成する引出しブラケット３７は、図示しない移動手段により、昇降ベース３６に対して基板Ｇの搬入出方向Ｐに沿って水平移動可能である。引出しブラケット３７の上面には、基板Ｇの搬入出方向Ｐに沿って３本の引出しアーム３８が延設されている。各引出しアーム３８の長さは、キャリアカセットＫに収容される基板Ｇの長さに対応している。各引出しアーム３８の上面部には、基板Ｇを真空吸着するための複数個の吸着孔３８ａが所定間隔をおいて設けられている。

次に、移送ローラ装置Ｅ₂について説明する。図２に示されるように、昇降ベース３６の奥行方向（基板Ｇの搬入出方向Ｐと直交する方向）に沿って複数本（本実施例の場合、１５本）の回転軸３９が支承されている。各回転軸３９には、軸方向に所定間隔をおいて各移送ローラ４１が装着されている。各回転軸３９が、図示しない回転手段により駆動回転されると、各移送ローラ４１も駆動回転される。また、移送ローラ装置Ｅ₂は、図示しない昇降手段により、昇降ベース３６に対して昇降可能である。各移送ローラ４１は、前述した各引出しアーム３８の間に配設されているため、昇降した際に、各引出しアーム３８と干渉することはない。これにより、移送ローラ装置Ｅ₂は、各回転軸３９が引出しアーム３８の直下に配置されるまで昇降可能である。移送ローラ装置Ｅ₂が上昇されると、各移送ローラ４１の上端縁は各引出しアーム３８の上面よりも僅かに上方に配置される（図１０参照）。即ち、移送ローラ装置Ｅ₂が昇降することにより、引出しアーム３８に支持されている基板Ｇは、各移送ローラ４１に移し変えられて支持される。この状態で、各回転軸３９を駆動回転させると、基板Ｇが、搬入出方向Ｐに沿って水平移動される。

次に、キャリアカセットＫについて簡単に説明する。図１及び図２に示されるように、キャリアカセットＫは、カセットベース４２に載置されている。キャリアカセットＫの側面部は開口されていると共に、正面部と背面部における同一高さ位置には、複数枚の基板Ｇを多段に支持するための支持ピン４３が突設されている。キャリアカセットＫに収容された各基板Ｇは、奥行方向の両端部を前記各支持ピン４３によって支持される。収容状態における各基板Ｇの直下の部分には、引出しアーム装置Ｅ₁の各引出しアーム３８を挿入させるためのアーム挿入空間４４が形成される。

本発明に係る基板バッファ装置Ａ₁の作用について、該基板バッファ装置Ａ₁を垂直層流形のクリーンルームの保全部Ｌ₂に収容した場合を説明する。図８に示されるように、垂直層流形のクリーンルームは、上部に配設された送風装置４５から清浄空気を下方に送り込むことにより、作業部Ｌ₁を清浄に保持する形態である。作業部Ｌ₁に送り込まれた清浄空気は、グレーチング床面４６を通って保全部Ｌ₂に入り込み、両側のダクト４７を通って送風装置４５に戻る。図８において、空気の流れを各矢印４８で示す。基板Ｇの処理装置（クリーナ５３、フォト装置５４等）は、空気清浄度の高い作業部Ｌ₁に設置されていて、複数台のキャリアカセットＫが収容されたカセットストッカ４９は、作業部Ｌ₁と保全部Ｌ₂との両方に跨がって設置されている。前記カセットストッカ４９に収容された各キャリアカセットＫの収容位置は、カセットチェンジャ（図示せず）により変更可能である。また、保全部Ｌ₂には、グレーチング床面４６を介して作業部Ｌ₁のパーティクルが入ってくるおそれがあるため、各バッファカセット装置Ｂを局所的に密閉した部屋５０に収納することが望ましい。そして、前記部屋５０の一方側の壁の部分にファンフィルタユニット（図示せず）を配設し、ファンフィルタユニットから基板Ｇの搬入出方向Ｐと直交する水平方向に清浄空気を送る。清浄空気の気流は、高さ方向における基板Ｇどうしの間を通過しながら他方側の壁に達した後、下方に送られ、各バッファカセット装置Ｂの下部を通って、再度ファンフィルタユニットに回収される。これにより、密閉した部屋５０内の清浄度が保持され、基板Ｇを汚染するが防止される。なお、図８において、５１は、キャリアカセットＫに収容されている基板Ｇを処理装置に移送するためのロボットである。

カセットストッカ４９の最下段に配置されているキャリアカセットＫに仕掛り状態の基板Ｇが収容されていて、該基板Ｇを、バッファカセット装置Ｂに収容する場合の作用について説明する。図９に示されるように、基板受渡し装置Ｒ₁の昇降ベース３６が上昇し、各引出しアーム３８が、キャリアカセットＫから引き出される基板Ｇ（以下、「特定基板Ｇ’」と記載する）の直下のアーム挿入空間４４と対向配置される。引出しブラケット３７を前進させ、各引出しアーム３８を特定基板Ｇ’の直下のアーム挿入空間４４に挿入させる。その状態を、図９において二点鎖線で示す。昇降ベース３６を僅かに上昇させ、特定基板Ｇ’を各支持ピン４３から各引出しアーム３８に移し変えて支持させると共に、真空吸着装置を作動させて、前記特定基板Ｇ’を各引出しアーム３８に真空吸着させる。この状態で、引出しブラケット３７を後退させると、前記特定基板Ｇ’は、各引出しアーム３８に吸着されたまま、キャリアカセットＫから引き出される。引き出された特定基板Ｇ’を、図９において二点鎖線で示す。なお、図９ないし図１３においては、各バッファカセット装置Ｂを局所的に密閉するための部屋５０の記載を省略してある。

図１０に示されるように、昇降ベース３６に対して移送ローラ装置Ｅ₂を上昇させる。各移送ローラ４１の上端縁が、引出しアーム３８の上面よりも僅かに上方に配置され、引出しアーム３８に支持されていた特定基板Ｇ’が、各移送ローラ４１に移し変えられて支持される。この状態で、各移送ローラ４１を所定方向に駆動回転させると、特定基板Ｇ’が奥側に移送される。

そして、バッファカセット装置Ｂの基板搬入出ユニットＤは、予め、バッファカセット装置Ｂに収容されている各基板Ｇのうち、最下段に収容されている基板Ｇの直下に配置されている。このとき、前記基板搬入出ユニットＤの各移送ローラ１９の上端縁は、各ワイヤ１１の上端縁よりも僅かに上方に配置されている。基板受渡し装置Ｒ₁の昇降ベース３６が下降し、該昇降ベース３６が、基板搬入出ユニットＤと対応する位置に配置される。各移送ローラ４１の上端縁は、基板搬入出ユニットＤの各移送ローラ１９の上端縁とほぼ同一高さに配置される。各移送ローラ１９，４１を駆動回転させることにより、特定基板Ｇ’は、移送ローラ装置Ｅ₂の各移送ローラ４１から、基板搬入出ユニットＤの各移送ローラ１９に移送され、バッファカセットＣに進入する。基板搬入出ユニットＤの各移送ローラ１９は、各ワイヤ１１よりも上方に配置されているため、移送中の特定基板Ｇ’が、ワイヤ１１に接触して損傷するおそれはない。

図７に示されるように、前記特定基板Ｇ’は、先端部をストッパ板３２に当接させて停止する。そして、図１１に示されるように、基板搬入出ユニットＤを下降させる。特定基板Ｇ’は、先端部をストッパ板３２に当接させたまま下降され、各ワイヤ１１に支持される。これにより、バッファカセットＣに収容された各基板Ｇは、平面視においてほぼ同一位置に配置される。

バッファカセット装置Ｂに収容された特定基板Ｇ’を、隣接するバッファカセット装置Ｂに移送させるには、図１２に示されるように、基板搬入出ユニットＤを上昇させて、前記特定基板Ｇ’をストッパ板３２どうしにおける高さ方向の移送空間３２ａに配置させて各移送ローラ１９を駆動回転させる。特定基板Ｇ’は、各ストッパ板３２どうしの移送空間３２ａを通過し、奥側のバッファカセット装置Ｂに移送される。ここで、バッファカセット装置Ｂどうしの連結部分には、特定基板Ｇ’が、前記連結部を通過したことを検出するための飛出し検出センサ３３が取付けられている。飛出し検出センサ３３が特定基板Ｇ’を検出すると、奥側のバッファカセット装置Ｂの基板搬入出ユニットＤの各移送ローラ１９が駆動回転され、前記特定基板Ｇ’が奥側のバッファカセット装置Ｂに搬入される。バッファカセット装置Ｂから基板Ｇを搬出させる場合には、上記と逆の作用が行われる。上記した作用により、キャリアカセットＫとバッファカセット装置Ｂとの間、或いはバッファカセット装置Ｂどうしの間で、基板Ｇを搬入出させることができる。

本実施例のバッファカセット装置Ｂは、張力付与状態で取付けられた各ワイヤ１１に、基板Ｇを支持させる構成である。このため、基板Ｇが収容される各収容棚Ｓの高さを最小にすることができ、複数枚の基板Ｇを収容できる。しかも、収容状態の各基板Ｇは、全体に亘ってほぼ水平な状態が保持されるため、各基板Ｇに無用なストレスが掛からない。また、バッファカセット装置Ｂに収容可能な大きさの基板Ｇであれば、大きさに関係なく、多種類の基板Ｇを収容することもできる。

本実施例の基板バッファ装置Ａ₁では、複数枚の基板Ｇをそれらの種類や処理の優先順位によって、多様な収容方法で各バッファカセット装置Ｂに収容させることができる。例えば、図１３の（イ）に示される収容方法は、各バッファカセット装置Ｂにおける同一高さの収容棚Ｓに、奥側から手前側に向けて順に収容させる場合である。この収容方法の場合、各バッファカセット装置Ｂの基板搬入出ユニットＤは、ほぼ同一高さ位置に配置されて、基板Ｇを各ワイヤ１１に支持させた後、一段ずつ下げられる。また、図１３の（ロ）に示される収容方法は、最も奥側のバッファカセット装置ＢにおけるバッファカセットＣの各収容棚Ｓの全てに基板Ｇを収容した後に、その手前側のバッファカセット装置ＢのバッファカセットＣに同様にして基板Ｇを収容させる方法である。図１３の（イ）の収容方法では、（ロ）の収容方法に比較して、各基板搬入出ユニットＤの総昇降回数が激減するため、各基板搬入出ユニットＤの昇降制御が容易になると共に、各バッファカセット装置Ｂを構成する可動部の損耗も少なくなるという利点がある。

本実施例の基板バッファ装置Ａ₁では、基板受渡し装置Ｒ₁に受け渡され、基板受渡し装置Ｒ₁の奥側に設置されたバッファカセット装置Ｂに搬入された基板Ｇは、各バッファカセット装置Ｂを構成する基板搬入出ユニットＤの作用によってのみ奥側のバッファカセット装置Ｂに移送される。これは、１枚の基板Ｇが、基板受渡し装置Ｒ₁からバッファカセット装置Ｂに受け渡されて、更に奥側のバッファカセット装置Ｂに移送される場合であっても、前記基板Ｇを各バッファカセット装置Ｂの間で移送する操作と基板受渡し装置Ｒ₁の操作が無関係であることを意味している。このため、複数台のバッファカセット装置Ｂが設置されていても、基板受渡し装置Ｒ₁が１枚の基板Ｇを搬入させるために必要な時間は、バッファカセット装置Ｂが１台のみである場合と同一である。換言すれば、複数台のバッファカセット装置Ｂを設置しても、１枚当りの基板Ｇの搬入に係る基板受渡し装置Ｒ₁の稼働時間は同一であり、その稼働効率が低下することはない。

また、第１実施例の基板バッファ装置Ａ₁を、基板Ｇの処理ラインに設置して、処理ラインに対して基板Ｇを搬入出させる場合においても、基板受渡し装置Ｒ₁と各バッファカセット装置Ｂの全てを定置させたままで、基板受渡し装置Ｒ₁と最も手前側のバッファカセット装置Ｂの間、及び相前後する各バッファカセット装置Ｂの間において基板Ｇの搬入出を行えるので、処理ラインの「タクトタイム」に対応させて相前後する各バッファカセット装置Ｂの間において基板Ｇを搬入出できる。

上記した結果、第１実施例の基板バッファ装置Ａ₁では、カセットストッカ４９の各キャリアカセットＫに収容されている複数枚の基板Ｇのうち、バッファカセット装置Ｂに、処理の優先順位の低い基板Ｇのみを一時的に保管しておくことができる。この結果、カセットストッカ４９のキャリアカセットＫには、処理の優先順位の高い基板Ｇのみを収容させておくことができ、仕掛り状態で収容されている複数枚の基板Ｇのうち、処理の優先順位の高い基板Ｇのみを迅速に取り出すことができ、前記カセットストッカ４９の稼働効率が向上する。

しかも、基板受渡し装置Ｒ₁と各バッファカセット装置Ｂの全てを定置させたままで、バッファカセット装置Ｂの増設分だけ基板Ｇの収容量が増す。即ち、各バッファカセット装置Ｂを基板Ｇの搬入出方向Ｐと直交する方向に並べた場合には、基板受渡し装置Ｒ₁と各バッファカセット装置Ｂの少なくとも一方を基板Ｇの搬入出方向Ｐと直交する方向に移動させる必要があるが、本発明の場合、それらを定置させたままで基板Ｇの搬入出を行えるという利点がある。

上記した基板バッファ装置Ａ₁において、基板搬入出ユニットＤを構成する回転軸１８は、いずれもストレート軸である。このため、前記回転軸１８が撓み易く、移送中の基板Ｇの底面部が断続的に叩かれるという現象が発生する。この不具合を防止するため、図１４に示されるように、回転軸５２における軸方向の中央部の外径ｄが最大となるようにしてもよい。該回転軸５２の場合、軸方向のほぼ中央部における断面係数が最大となり、ストレート軸の回転軸１８と比較して撓み量が小さくなる。

次に、第２実施例の基板バッファ装置Ａ₂について説明する。第２実施例は、基板バッファ装置Ａ₂を処理ラインにおける処理装置どうしの間に設置して、各処理装置間で滞留する基板Ｇを一時保管するためのものである。図１５に示されるように、第２実施例の基板バッファ装置Ａ₂は、処理装置（例えば、クリーナ５３とフォト装置５４）どうしの間に設置されている。クリーナ５３とフォト装置５４の基板Ｇの処理速度を比較すると、クリーナ５３の処理速度の方が遥かに大きい。このため、クリーナ５３で処理された基板Ｇが、フォト装置５４に移送される際に滞留するおそれがある。すると、クリーナ５３が停止され、稼働効率が低下する。

上記した不具合を防止するため、クリーナ５３とフォト装置５４との間に、基板バッファ装置Ａ₂が設置される。基板バッファ装置Ａ₂は、クリーナ５３とフォト装置５４とに対応して設置された各基板受渡し装置Ｒ₂と、各基板受渡し装置Ｒ₂に対して並列に設置された２台のバッファカセット装置Ｂとから構成されている。基板受渡し装置Ｒ₂の構成は、水平面内で旋回可能であること、及び、床面に敷設された一対のガイドレール５５により、基板Ｇの搬入出方向Ｐと直交する方向Ｑに沿って水平移動可能であることを除いて前述した第１実施例の基板受渡し装置Ｒ₁とほぼ同一である。また、各バッファカセット装置Ｂは、基板Ｇの搬入出方向Ｐに沿って、並列に設置されている。

第２実施例の基板バッファ装置Ａ₂の作用について説明する。クリーナ５３で処理された基板Ｇが、該クリーナ５３に対応して設置された基板受渡し装置Ｒ₂に移送される。引出しアーム装置Ｅ₁が旋回し、バッファカセット装置Ｂと対向配置される。その状態を、図１５において一点鎖線で示す。第１実施例の場合と全く同様に、引出しアーム装置Ｅ₁及び移送ローラ装置Ｅ₂の作用により、各引出しアーム３８に支持された基板Ｇがバッファカセット装置ＢのバッファカセットＣに移送される。本実施例の場合、２台のバッファカセット装置Ｂが並列に設置されているため、最初のバッファカセット装置Ｂに基板Ｇが満杯に収容されても、基板受渡し装置Ｒ₂を水平移動させることにより、別のバッファカセット装置Ｂに基板Ｇを収容させることができる。そして、バッファカセット装置Ｂに収容された基板Ｇは、基板搬入出ユニットＤの作用により、フォト装置５４に対応して設置された基板受渡し装置Ｒ₂に移送された後、フォト装置５４に移送される。

第２実施例の基板バッファ装置Ａ₂の場合、処理装置どうしの間で滞留する基板Ｇを、各バッファカセット装置Ｂに一時保管させておくことができると共に、一時保管された基板Ｇを容易に取り出すことができる。このため、基板Ｇの滞留による各処理装置の停止時間が短くなり、各処理装置の稼働効率が向上する。

第１実施例の基板バッファ装置Ａ₁は、キャリアカセットＫに対して設置した場合であり、第２実施例の基板バッファ装置Ａ₂は、基板Ｇの処理装置（クリーナ５３、フォト装置５４）に対して設置した場合であるが、これ以外の装置に対して設置しても構わない。例えば、図１６に示されるように、処理途中で抜き取られた基板Ｇを検査装置５６に移送する際に、前記抜き取られた基板Ｇを一時保管するために設置しても構わない。図１６に示される第３実施例の基板バッファ装置Ａ₃の場合、フォト装置５４と検査装置５６との間に、２台のバッファカセット装置Ｂが並列に設置されていると共に、フォト装置５４と検査装置５６に対して、それぞれ基板受渡し装置Ｒ₃が設置されている。各基板受渡し装置Ｒ₃は、一対のガイドレール５７により、基板Ｇの搬入出方向Ｐと直交する方向Ｑに沿って水平移動可能である。

第３実施例の基板バッファ装置Ａ₃の作用について説明する。フォト装置５４によって処理された後、抜取り検査が行われる基板Ｇが、基板受渡し装置Ｒ₃により、バッファカセット装置Ｂに搬入される。そして、検査装置５６に対して設置された基板受渡し装置Ｒ₃により、バッファカセット装置Ｂから引き出され、検査装置５６に搬入される。検査装置５６による検査が終了した基板Ｇは、再び、基板受渡し装置Ｒ₃によって別のバッファカセット装置Ｂに搬入され、フォト装置５４に対して設置された基板受渡し装置Ｒ₃により、次工程の処理装置に移送される。第３実施例の基板バッファ装置Ａ₃においても、抜取り検査のためにフォト装置５４から抜き取られた基板Ｇを一時保管させることができ、前記一時保管された基板Ｇを順次検査装置５６に搬入させることができ、検査装置５６の稼働効率が良好になる。

上記した各実施例のバッファカセット装置Ｂは、固定状態に設けられたバッファカセットＣに対して、基板搬入出ユニットＤが昇降する構成である。これにより、バッファカセット装置Ｂの全高を一定にしたまま、複数枚の基板Ｇを収容できるという効果が奏され、クリーンルームの保全部Ｌ₂のように天井（グレーチング床面４６）までの高さが低い場所であっても設置できる。しかし、基板搬入出ユニットＤを固定させて、バッファカセットＣを昇降させる構成としても構わない。

更に、基板受渡し装置Ｒ₁〜Ｒ₃に接続して設置されるバッファカセット装置Ｂは、１台であっても、複数台であっても構わない。換言すれば、本発明に係る基板バッファ装置Ａ₁〜Ａ₃では、前記バッファカセット装置Ｂを容易に増設できるという利点がある。

第１実施例の基板バッファ装置Ａ₁の全体正面図である。同じく平面図である。一部を破断したバッファカセット装置Ｂの斜視図である。バッファカセット装置Ｂの正面図である。同じく平面図である。基板搬入出ユニットＤの斜視図である。ストッパ板３２の部分の拡大正面図である。第１実施例の基板バッファ装置Ａ₁を、クリーンルームの保全部Ｌ₂に設置した状態の正面図である。基板受渡し装置Ｒ₁が、キャリアカセットＫに収容された特定基板Ｇ’を引き出す状態の作用説明図である。引き出された特定基板Ｇ’を、バッファカセット装置Ｂに移送させる状態の作用説明図である。特定基板Ｇ’を、バッファカセット装置Ｂの収容棚Ｓに収容する状態の作用説明図である。基板Ｇを、奥側のバッファカセット装置Ｂに移送させる状態の作用説明図である。（イ）は、各基板Ｇを、各バッファカセット装置Ｂの同一段の収容棚Ｓに奥から手前に順に収容する状態の模式図であり、（ロ）は、各基板Ｇを、最も奥側のバッファカセット装置Ｂの収容棚Ｓに上段から下段に順に収容させる状態の模式図である。軸方向の中央部の外径ｄを最大にした回転軸５２が取付けられた基板搬入出ユニットＤの正面断面図である。第２実施例の基板バッファ装置Ａ₂の平面図である。第３実施例の基板バッファ装置Ａ₃の平面図である。

Ａ₁〜Ａ₃：基板バッファ装置
Ｂ：バッファカセット装置
Ｃ：バッファカセット
Ｄ：基板搬入出ユニット
ｄ：外径
Ｆ₂：カセットフレーム（フレーム）
Ｇ：基板
Ｋ：キャリアカセット
Ｌ₂：保全部
Ｐ：搬入出方向
Ｒ₁〜Ｒ₃：基板受渡し装置
Ｓ：収容棚
１１：ワイヤ
１８，５２：回転軸
１９：移送ローラ
３２：ストッパ板
３２ａ：移送空間
３３：飛出し検出センサ（センサ）
５３：クリーナ（処理装置）
５４：フォト装置（処理装置）
５６：検査装置（処理装置）

Claims

処理装置の間で滞留する基板、或いは、キャリアカセットに収容されている基板を一時的に保管するための基板バッファ装置であって、
複数枚の基板を多段にして収容可能なバッファカセット装置と、
前記処理装置又は前記キャリアカセットと、前記バッファカセット装置とに接続して配置され、それらの間で基板の受け渡しを行うための基板受渡し装置とから成り、
前記バッファカセット装置は、
複数枚の基板を多段にして保持すべく、前記基板の搬入出方向と直交する水平方向及び垂直方向の双方に沿って所定間隔をおいて複数本のワイヤが、直方体枠状のフレームに張力付与状態で取付けられた構成であって、固定配置されるバッファカセットと、
前記バッファカセットに対して相対的に昇降可能に配設され、水平面内における各段のワイヤと干渉しない位置に配置された複数本の回転軸を駆動回転させることにより、基板を搬入出させる構成の基板搬入出ユニットと、
を備え、
前記基板受渡し装置は、前記バッファカセット装置に対して昇降可能に配置され、
当該基板受渡し装置と前記基板搬入出ユニットとが互いに対応する位置まで前記バッファカセットに対してそれぞれ昇降させて停止した状態で、前記基板受渡し装置と前記基板搬入出ユニットとの間で基板を移送させて、前記バッファカセットに対する基板の搬入出が行われる構成であることを特徴とする基板バッファ装置。
前記基板受渡し装置は、昇降ベースと、前記キャリアカセット内の基板の出し入れを行うために前記昇降ベースに対して前記基板の搬入出方向に移動可能な引出しアームを備えた引出しアーム装置と、移送ローラが前記引出しアームの上面を超えて突出可能なように前記昇降ベースに対して昇降する移送ローラ装置とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の基板バッファ装置。
各バッファカセット装置の間で基板が移送可能なように、複数台のバッファカセット装置が、基板の搬入出方向に沿って連結されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板バッファ装置。
前記バッファカセット装置どうしの連結部分に、連結されたバッファカセット装置の側に基板が飛び出したことを検出するためのセンサが取付けられていることを特徴とする請求項３に記載の基板バッファ装置。
連結された複数台のバッファカセット装置のうち、最も奥側を除く残りのバッファカセット装置のバッファカセットには、収容状態の基板の奥側の端面を当接させて位置決めするストッパ板が、各収容棚毎に設けられて、相上下する各ストッパ板の間が、基板の移送空間となっていることを特徴とする請求項３又は４に記載の基板バッファ装置。
前記基板搬入出ユニットを構成する各回転軸の外径は、両端部から中央部にかけて徐々に大きくなっていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の基板バッファ装置。
前記基板受渡し装置と前記バッファカセット装置を、クリーンルームの保全部に設置したことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の基板バッファ装置。
請求項３の基板バッファ装置を用いて、基板の搬入出方向に沿って連結された複数台のバッファカセット装置の各バッファカセットに基板を上段から下段に向けて順次収容する方法であって、
各バッファカセット装置の基板搬入出ユニットをそれぞれ同一段に配置して、各バッファカセットの同一段において、奥側のバッファカセットから手前側のバッファカセットに順次基板を収容した後に、各バッファカセット装置の基板搬入出ユニットを一斉に一段ずつ下げて各バッファカセットに基板を収容することを特徴とする基板の収容方法。