JPH04364754A - ウエハ収納治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多数の半導体ウエハを
収納した状態で、複数の半導体製造装置の間を走行可能
な搬送ロボットで搬送するのに好適なウエハ収納治具に
関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子の製造で塵埃は大敵であり、
作業雰囲気の清浄度が、そのまま、製品の歩留りに影響
する。このため、半導体素子の製造は、浮遊塵埃数が一
定レベル以下になるように調整されたクリーンルームで
行われている。そして、近年、クリーンルームの無人化
は無塵につながるとして、クリーンルーム内での半導体
製造装置の自動化、並びに、半導体ウエハ搬送の無人化
が行われている。クリーンルーム内には複数の製造装置
が配置され、半導体ウエハは各製造装置に、順次に、ま
たは選択的に搬送されて製造される。このような製造装
置への半導体ウエハの供給は、複数の半導体ウエハをカ
セットと称するウエハ収納治具に整列収納して、複数枚
ずつの製品ロット単位で行われるのが一般的である。

【０００３】このような背景からクリーンルームでは、
ウエハ収納治具を搬送するための各種のロボットが使用
されている。このウエハ搬送ロボットは、クリーンルー
ムを移動するための走行装置と、三次元移動が可能なア
ーム部と、アーム部の先端に備えられた一対のクランプ
爪を具備してなり、ウエハを多数収納したウエハ収納治
具をクランプ爪で把持して、製造装置への供給と取り出
しを行うものである。

【０００４】なお、ウエハ収納治具は、開口面を持つ箱
状であり、その内部には多数の収納溝が形成されていて
、各収納溝にウエハが引き抜き自在に挿入されている。 そして、ウエハが収納されたウエハ収納治具の姿勢は、
開口面を横に向け、かつ、ウエハが水平で表面が上とな
るような状態で製造装置に装填される場合、開口面の向
きが、製造装置のウエハ収納治具搬送側（搬送ロボット
の搬送車が存在する側）より見て、奥，手前，左、また
は右となる四種類の姿勢がある。以後、これらのウエハ
収納治具の姿勢を各々「ウエハ水平出口奥」，「ウエハ
水平出口手前」，「ウエハ水平出口左」、または「ウエ
ハ水平出口右」と呼ぶことにする。また、ウエハ収納治
具が、その開口面を上に向けウエハが垂直となる様な状
態で、製造装置に装填される場合、ウエハ収納治具の姿
勢は、ウエハの表面が、製造装置のウエハ収納治具搬送
側（搬送ロボットの搬送車が存在する側）より見て、奥
，手前，左、または右となる四種類の姿勢がある。以後
、これらのウエハ収納治具の姿勢を各々「ウエハ垂直表
奥」，「ウエハ垂直表手前」，「ウエハ垂直表左」、ま
たは「ウエハ垂直表右」と呼ぶことにする。製造装置に
装填されたウエハ収納治具の姿勢の種類は、治具に収納
されたウエハが水平の場合と垂直の場合とで、合計八種
類の姿勢があり、個々の製造装置によって、まちまちで
ある。

【０００５】実開平１−１５５６４０号公報には、ウエ
ハ収納治具の姿勢が「ウエハ水平出口奥」と「ウエハ垂
直表手前」の二つの場合についてのべてある。

【０００６】近年、半導体素子の構造が微細化するにつ
れ、半導体製造装置を設置するクリーンルームのクリー
ン度も、より高度のものが必要となり、設置コストが増
え、製造装置の床面積をより小さくすることが必要にな
っている。また、製造装置の機能もより高度のものが必
要となり、その体積が増大している。そのため、製造装
置に装填したウエハ収納治具の周辺に近接して装置の制
御装置等を配置して空間を有効利用し、ウエハ収納治具
の供給取り出しの経路はウエハ収納治具の手前側のみに
限定される様になっている。

【０００７】また、さらに製造装置が大型になると、図
６に示す様に、製造装置本体１はクリーンルーム２に隣
接したメンテナンスエリア３内に設置し、ウエハを取り
扱う、高度のクリーン度を要する部分４のみを隔離して
隣接したクリーンルームに接続し、クリーンルームとメ
ンテナンスルームの境界の壁５に開けた孔を通して、ウ
エハ収納治具６の供給取り出しを行う、いわゆる、スル
ーザウオール方式の製造装置が開発されている。この場
合、ウエハ収納治具の上方にロボットの手首７が入るス
ペースが無いものがある。この場合にはロボットの手首
はウエハ収納治具の手前にとどめ、ウエハ収納治具を把
持するハンド８のクランプ爪９を手首より奥へ突出させ
て、ウエハ収納治具を把持する必要がある。

【０００８】以後、図６に示す様に、手首７の中心とウ
エハ収納治具６の中心との水平距離Ｃを、ハンドオフセ
ットと呼ぶことにする。

【０００９】このように、ハンドオフセットが大きく、
ウエハ収納治具の上方にロボット手首が入るスペースが
ない場合、ロボット手首を回転させて、ハンドから見た
ウエハ収納治具の姿勢を、一定の姿勢に合わせることが
出来なくなるので、ハンドから見たウエハ収納治具の姿
勢の種類は、製造装置に装填されたウエハ収納治具の姿
勢の種類と同じく、八種類の姿勢が必要となる。

【００１０】図７は、従来のウエハ収納治具（大日商事
株式会社が２００ｍｍウエーハーキャリヤーの名前で販
売しているもの）をウエハが水平となるように置いた場
合と、それを搬送する搬送ロボットを示す斜視図である
。１０，１０’は複数枚のウエハ（図示省略）を水平状
態に保持したウエハ収納治具６を搬送ロボットのクラン
プ爪９，９’（９’は一部図示省略。９’は９と対称的
に同一の構造を持つ。以下同様）で把持するためにウエ
ハ収納治具６の上部に設けた鍔、１１，１１’は複数枚
のウエハを互いに平行となるように保持するために互い
に対向する面に形成した多数の保持溝１２，１２’をも
つ側板、１３，１４は対向する側板１２，１２’のそれ
ぞれの上端および下端を連結する端板、１５，１５’は
ウエハの挿入・引き抜きを行う開口面側に設けた鍔であ
る。

【００１１】鍔１０，１０’は、それぞれ側板１１，１
１’の上部に矢印１６方向（側板１１，１１’の対向す
る方向）に突き出ている。従って、ウエハ収納治具６を
搬送ロボットのクランプ爪９，９’で把持するには、こ
れらの鍔１０，１０’にクランプ爪９，９’の細溝１７
を挿入するが、そのためには、搬送ロボットのクランプ
爪９，９’を開閉する方向も同じく矢印１６方向である
。そこで、ウエハ収納治具６の上方にスペースが無い場
合は、搬送ロボットの手首７の配置場所は、一般に、矢
印１８方向（ウエハ収納治具６の開口方向。矢印１６方
向と直角方向）のウエハ収納治具６の真上からずれた場
所に配置する。

【００１２】製造装置に装填するウエハ収納治具の姿勢
はウエハ面を水平にする場合、ウエハ収納治具は開口面
の向きが操作者側から見て奥の方を向いているものが多
く、この場合は、手首８を手前に配置して搬送すること
が出来るが、すべての製造装置が統一されている訳では
なく、開口面が横（左または右）を向いている装置もあ
り、また、ウエハ面を垂直にする場合もあり、生産ライ
ンで種々のものが混在している。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、ウ
エハ収納治具の周辺に搬送ロボットの手首の占めるスペ
ースが用意されていない製造装置で、ウエハ収納治具の
開口面の向きが統一されていない製造装置相互の間を、
走行装置を備えた搬送ロボットにより、ウエハ収納治具
を搬送する場合について考慮されておらず、クランプ爪
を開閉する方向を側板の対向する方向と直角の方向にし
てウエハ収納治具を把持する為の爪等をひっかける場所
がウエハ収納治具に用意されていないので、共通のクラ
ンプ爪を用いた搬送ロボットでは、手首が装置と干渉し
てウエハ収納治具を搬送することができず、クランプ爪
とその開閉機構を製造装置に応じて交換する必要があっ
たが、クリーンな環境で使用できる交換装置が無かった
。そこで、ウエハ収納治具の周辺に必要なスペースがあ
るか、または、ウエハ収納治具の向きが統一された製造
装置のみを組み合わせて生産ラインを組む必要があり、
製造装置の機種の選択に制約があるため、自動化ライン
に最新の高性能製造装置を導入することが出来ない可能
性が高い。

【００１４】本発明の目的は、ウエハ収納治具の向き、
周辺のスペースの制約を取り払い、自動化ラインに自由
に最新の高性能製造装置を導入することができるように
することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明のウエハ収納治具は、従来の鍔に加え、ウエハ
の挿入・引き抜きを行う開口面側に設けた鍔１５，１５
’に孔を設け、また、前記ウエハ収納治具の上記孔と反
対方向の端に、上下方向の位置決め機能を有する鍔を設
けた。これにより搬送ロボットの二つのクランプ爪を開
閉する方向を、前記ウエハ収納治具の側板が対向する方
向に合わせて、クランプ爪でウエハ収納治具を把持する
ことが出来るばかりでなく、前記ウエハ収納治具の側板
が対向する方向と直角の方向に合わせても、クランプ爪
でウエハ収納治具を把持することが出来るようにして、
ウエハが水平の状態で四種類の姿勢で搬送できるように
した。またウエハが垂直の状態でも四種類の姿勢で搬送
できるようにした。

【００１６】

【作用】本発明では、八種類の姿勢のウエハ収納治具を
搬送ロボットで搬送できる。これにより、自動化ライン
に自由に最新の高性能製造装置を導入することができる
。

【００１７】

【実施例】図１は、ウエハ収納治具の姿勢が「ウエハ水
平出口右」の場合の、本発明のウエハ収納治具の一実施
例と、これを搬送する搬送ロボットの一部の斜視図であ
る。１９，１９’は、ウエハ（図示せず）の挿入・引き
抜きを行う開口面側（鍔１０，１０’に近い側）の側板
１１，１１’の鍔１５，１５’に設けた孔である。２０
，２０’は、開口面と反対側の側板１１，１１’の上部
に設けた鍔である。

【００１８】２１，２１’は、孔１９，１９’に挿入し
て、クランプ爪とウエハ収納治具を位置決めし、ウエハ
収納治具６を搬送するために、搬送ロボットのクランプ
爪９，９’に設けた丸ピンである。２２，２２’は、鍔
２０，２０’の側板１１，１１’に接続する角部を挾み
、クランプ爪とウエハ収納治具を位置決めし、ウエハ収
納治具６を搬送するために、搬送ロボットのクランプ爪
９，９’に設けた爪である。

【００１９】また、ウエハ収納治具６は、図７と同様に
、所定の間隔を保って連結した側板１１，１１’をもち
、対向した側板１１，１１’の内側には、ウエハを整列
保持する多数の保持溝１２，１２’を互いに対向させて
定ピッチで形成してある。また、対向する側板１１，１
１’の下端は端板１４で連結され、上端は端板１３で連
結してある。

【００２０】搬送ロボットにより姿勢が「ウエハ水平出
口右」のウエハ収納治具６を搬送するには、搬送ロボッ
トのクランプ爪９の爪２２，２２’でウエハ収納治具６
の鍔２０，２０’を挾み、かつ、クランプ爪９’の丸ピ
ン２１，２１’（図示せず）をウエハ収納治具６の孔１
９，１９’に挿入することにより把持する。また、搬送
ロボットにより姿勢が「ウエハ水平出口左」のウエハ収
納治具６（図１に対して１８０度逆向き）を搬送するに
は、搬送ロボットのクランプ爪９の丸ピン２１，２１’
をウエハ収納治具の孔１９，１９’に挿入し、かつ、ク
ランプ爪９’の爪２２，２２’（図示せず）でウエハ収
納治具６の鍔２０，２０’を挾むことにより把持する。

【００２１】図２は、ウエハ収納治具の姿勢が図７と同
じ「ウエハ水平出口奥」の場合の、本発明のウエハ収納
治具の一実施例と、これを搬送する搬送ロボットの一部
の斜視図である。２３，２３’は、ウエハ収納治具６の
上部に設けた鍔１０，１０’の開口面側の端に設けたリ
ブ、２４，２４’は同じく開口面と反対側の端に設けた
リブであり、爪の位置決めに使用すると共に鍔１０，１
０’の補強になる。

【００２２】２５は、鍔１０とリブ２３との角を挾み、
クランプ爪とウエハ収納治具を位置決めし、ウエハ収納
治具６を搬送するために、搬送ロボットのクランプ爪９
，９’に設けた爪である。２６は、鍔１０とリブ２４と
の角を挾み、クランプ爪とウエハ収納治具を位置決めし
、ウエハ収納治具６を搬送するために、搬送ロボットの
クランプ爪９，９に設けた爪である。２７，２８は、「
ウエハ水平出口手前」の姿勢のウエハ収納治具を搬送す
るために、搬送ロボットのクランプ爪９に設けた爪であ
る。

【００２３】搬送ロボットにより姿勢が「ウエハ水平出
口奥」のウエハ収納治具６を搬送するには、搬送ロボッ
トのクランプ爪９の爪２５，２６で、ウエハ収納治具６
の鍔１０とリブ２３との角および鍔１０とリブ２４との
角を挾み、かつ、クランプ爪９’の爪２５，２６（図示
せず）でウエハ収納治具６の鍔１０’とリブ２３’との
角および鍔１０’とリブ２４’との角を挾むことにより
把持する。搬送ロボットにより姿勢が「ウエハ水平出口
手前」のウエハ収納治具６（図２に対して１８０度逆向
き）を搬送するには、搬送ロボットのクランプ爪９の爪
２８，２７で、ウエハ収納治具６の鍔１０’とリブ２３
’との角および鍔１０’とリブ２４’との角を挾み、か
つ、クランプ爪９’の爪２８’，２７’（図示せず）で
ウエハ収納治具６の鍔１０とリブ２３との角および鍔１
０とリブ２４との角を挾むことにより把持する。

【００２４】図３は、ウエハ収納治具の姿勢が「ウエハ
垂直表手前」の場合の、本発明のウエハ収納治具の一実
施例と、これを搬送する搬送ロボットの一部の斜視図で
ある。２９，２９’は、ウエハ収納治具６のウエハの挿
入・引き抜きを行う開口面側に設けた鍔１５，１５’の
、ウエハ表側の端近くに設けたリブ、３０，３０’は同
じくウエハ表側と反対側の端近くに設けたリブである。 なお、２９’，３０’はウエハ収納治具の中心面に対し
て２９，３０と対称の位置にあり、図示せず。

【００２５】３１は、鍔１５’とリブ２９’との角を挾
み、クランプ爪とウエハ収納治具を位置決めし、ウエハ
収納治具６を搬送するために、搬送ロボットのクランプ
爪９，９’に設けた爪である。３２は、鍔１５’とリブ
３０’との角を挾み、クランプ爪とウエハ収納治具を位
置決めし、ウエハ収納治具６を搬送するために、搬送ロ
ボットのクランプ爪９，９’に設けた爪である。

【００２６】搬送ロボットにより姿勢が「ウエハ垂直表
手前」のウエハ収納治具６を搬送するには、搬送ロボッ
トのクランプ爪９の爪３１，３２で、ウエハ収納治具６
の鍔１５’とリブ２９’との角および鍔１５’とリブ３
０’との角を挾み、かつ、クランプ爪９’の爪３１，３
２（図示せず）でウエハ収納治具６の鍔１５とリブ２９
との角および鍔１５とリブ３０との角を挾むことにより
把持する。搬送ロボットにより姿勢が「ウエハ垂直表奥
」のウエハ収納治具６（図３に対して１８０度逆向き）
を搬送するには、搬送ロボットのクランプ爪９の爪３１
，３２で、ウエハ収納治具６の鍔１５とリブ３０との角
および鍔１５とリブ２９との角を挾み、かつ、クランプ
爪９’の爪３１，３２（図示せず）でウエハ収納治具６
の鍔１５’とリブ３０’との角および鍔１５’とリブ２
９’との角を挾むことにより把持する。

【００２７】図４は、ウエハ収納治具の姿勢が「ウエハ
垂直表右」の場合の、本発明のウエハ収納治具の一実施
例と、これを搬送する搬送ロボットの一部の斜視図であ
る。３３，３３’は、ウエハ収納治具６の対向した側板
１１，１１’の、ウエハ表側と反対側の端部と、ウエハ
の挿入・引き抜きを行う開口面側に設けた鍔１５，１５
’とで形成する角部、３４，３４’は同じく側板１１，
１１’のウエハ表側の端部と、鍔１５，１５’とで形成
する角部である。なお、３４，３４’は図４では陰にな
るため図１に図示した。

【００２８】３５，３５’は、角部３４，３４’を挾み
、クランプ爪とウエハ収納治具を位置決めし、ウエハ収
納治具６を搬送するために、搬送ロボットのクランプ爪
９，９’に設けた爪である。

【００２９】搬送ロボットにより姿勢が「ウエハ垂直表
右」のウエハ収納治具６を搬送するには、搬送ロボット
のクランプ爪９の爪３５，３５’で、ウエハ収納治具６
の角部３４，３４’を挾む、かつ、クランプ爪９’の爪
３５，３５’（図示せず）でウエハ収納治具６の角部３
３，３３’を挾みことにより把持する。搬送ロボットに
より姿勢が「ウエハ垂直表左」のウエハ収納治具６（図
４に対して１８０度逆向き）を搬送するには、搬送ロボ
ットのクランプ爪９の爪３５，３５’で、ウエハ収納治
具６の角部３３’，３３を挾み、かつ、クランプ爪９’
の爪３５，３５’（図示せず）でウエハ収納治具６の角
部３４’，３４を挾むことにより把持する。図１ないし
図４では、本発明の収納治具の姿勢がそれぞれ二種類に
ついて、共通のクランプ爪により搬送する場合について
述べたが、図５に示すように図１ないし図４の爪ないし
丸ピンをすべてクランプ爪９に設けることにより、八種
類の姿勢のウエハ収納治具すべてを共通のクランプ爪に
より搬送することができる。爪等のクランプ爪への配置
は図４に示した爪３５，３５’をクランプ爪の上部に配
置し、かつ、爪の突出量を最も多くし、図３に示した爪
３１，３２を下部に配置し、かつ、爪の突出量を最も少
なくし、その他の爪とピンは中間に直線状に配置する。 また、ウエハ収納治具の上下の端板１３，１４を開口面
側の鍔１５，１５’から離す。これらにより使用しない
爪等がウエハ収納治具と干渉するのを防止する。

【００３０】なお、これらの爪等は常に八種類の姿勢に
対応したものを備える必要はなく、ロボットが搬送する
べき装置のウエハ収納治具の姿勢の種類に応じて必要な
もののみを選択して備えれば良い。

【００３１】

【発明の効果】本発明ではウエハ収納治具の八種類の姿
勢すべてに、搬送ロボットの手首をウエハ収納治具の手
前側に配置して、大きいオフセットで把持できるので、
製造装置に装填したウエハ収納治具の姿勢にかかわらず
、自動化ラインに自由に最新の高性能装置を導入するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の斜視図、

【図２】本発明の第二の実施例の斜視図、

【図３】本発
明の第三の実施例の斜視図、

【図４】本発明の第四の実
施例の斜視図、

【図５】本発明のウエハ収納治具を把持
するクランプ爪の例を示す説明図、

【図６】製造装置の一例を示す側面断面図、

【図７】従
来のウエハ収納治具を示す斜視図。

【符号の説明】

６…ウエハ収納治具、１０，１０’，１５，１５’，２
０，２０’…鍔、２３，２３’，２４，２４’，２９，
２９’…リブ、１９，１９’…孔、７…搬送ロボットの
手首、９，９’…クランプ爪。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】略平行に対向する二枚の側板の対向面にウ
   エハを整列保持するための多数の保持溝が定ピッチで形
   成され、前記側板の上端同士および下端同士が二枚の端
   板により連結され、前記側板の対向する方向と直角方向
   に前記ウエハの挿入・引き抜きを行う開口をもつウエハ
   収納治具において、前記ウエハ収納治具を把持するため
   に、（１）前記ウエハ面に平行な方向で、かつ前記側板
   の対向する方向に開閉する搬送ロボットのクランプ爪の
   それぞれに設けられた把持部によって把持可能なように
   、前記ウエハ収納治具をウエハが水平となるように置い
   たときの前記ウエハ収納治具の上端近くに、前記ウエハ
   面に平行な方向で、前記ウエハの挿入・引き抜きを行う
   方向に一対の鍔をもち、前記ウエハの挿入・引き抜きを
   行う方向の一対の鍔のそれぞれの両端に、前記クランプ
   爪の、ウエハの挿入・引き抜きを行う方向の位置決めを
   行い、かつ前記鍔の補強を行うためのリブを設け、（２
   ）前記ウエハ面に平行な方向で、かつ、側板の対向する
   方向に開閉する搬送ロボットのクランプ爪のそれぞれに
   設けられた把持部によって把持可能なように、前記ウエ
   ハ収納治具をウエハが垂直となるように置いたときの前
   記ウエハ収納治具の上端に、前記ウエハ面に直角の方向
   に一対の鍔をもち、前記ウエハ面に直角の方向の一対の
   鍔の前記ウエハの表側の端の近くもしくは両側の端の近
   くに、前記クランプ爪の、ウエハ面に直角の方向の位置
   決めを行うためのリブをもち、（３）前記ウエハ面に平
   行な方向で、前記側板の対向する方向と直角の方向に開
   閉する搬送ロボットのクランプ爪のそれぞれに設けられ
   た把持部によって把持可能なように、前記ウエハ収納治
   具をウエハが水平となるように置いたときの前記ウエハ
   収納治具の上端近くに前記ウエハ面に直角の方向の一対
   の鍔のそれぞれに孔を設け、前記ウエハ収納治具の前記
   孔と反対方向の端に、前記ウエハ面に直角の方向の位置
   決め機能をもつ鍔を設けたことを特徴とするウエハ収納
   治具。