JPH1179402A - キャリアケース内の半導体ウエハの取出機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】キャリアケースの上端側から半導体ウエアを取
り出す作業を行う場合は、静電気などにより密着して半
導体ウエハと緩衝シートが分離することができない場合
が生じた。 【解決手段】緩衝シートＰを間に介在させ積層して収納
する半導体ウエハＷのキャリアケース７０を昇降自在に
載置する載置台２と、この載置台に隣接して設けたキャ
リアケース内の半導体ウエハまたは緩衝シートを取り出
す移載アーム４と、前記半導体ウエハまたは緩衝シート
の近傍に配置される吹付機構６（８）とを備え、前記移
載アームがキャリアケース内の半導体ウエハまたは緩衝
シートを吸着する際に、前記吹付機構から気体を吹き付
けるキャリアケース内の半導体ウエハの取出機構１とし
て構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハを
収納するキャリアケースから取り出す際に有効な構成を
備え、特に、半導体ウエハに緩衝シートを介在させて収
納する場合であっても、両者を分離して一枚づつ確実に
取り出すことができるキャリアケース内の半導体ウエハ
の取出機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体ウエハをＩＣなどに加工す
る場合は、作業工程が大きく分けて回路形成を行う前工
程と、完成品を製造する後工程とに区分され、それら前
工程と後工程は別々な工場で作業されている場合が一般
的である。したがって、前工程で加工された半導体ウエ
ハは、ウエハカセットに収納された状態で後工程の工場
に搬送されている。そして、半導体ウエハを搬送するウ
エハカセットは、後工程で使用される製造装置のハンド
ラーがウエハカセット内に挿入して、半導体ウエハをそ
のハンドラーで載置して吸着支持できるように、棚板の
上下間隔に空間的な余裕を備えるように形成されてい
る。

【０００３】そのため、ウエハカセットを搬送する際に
は、振動に伴い半導体ウエハがキャリアケース内の部分
に衝突する可能性が高く、微細加工を必要とするために
慎重な扱いが要求される半導体ウエハの搬送に際して不
都合であった。したがって、移動に際し、内部に収納さ
れている半導体ウエハが振動して衝撃を受けたり、最終
的な加工形状となるときに不都合が生じないようにする
ため、図６で示すようなキャリアケースが開発されてい
る。

【０００４】すなわち、図６で示すように、キャリアケ
ース７０は、半導体ウエハを支持する筒状収納部７１
と、この筒状収納部７１に半導体ウエハＷを収納した状
態で支持して覆う蓋体７２とから構成されている。そし
て、前記筒状収納部７１は、基底部７１ａと、この基底
部７１ａから上方に直立してスリット７１ｃを備えるよ
うに円筒部７１ｂが形成されている。また、前記蓋体７
２は、前記筒状収納部７１に着脱自在に保持できるよう
に構成されている。

【０００５】そのため、前記キャリアケース７０に半導
体ウエハＷを収納する場合は、最下端に緩衝材となるス
ポンジＳを配置し、その上に半導体ウエハのスペイサー
としての緩衝シートＰを配置し、ついで半導体ウエハＷ
を配置し、あとは緩衝シートＰと半導体ウエハＷを交互
に重ねた状態として所定枚数収納し、最上端の位置には
さらに緩衝材となるスポンジＳを配置した状態で蓋体７
２により支持されてカバーされ、半導体ウエハＷを収納
するように構成されている。そのため、キャリアケース
７０を搬送しても半導体ウエハＷは、内部で振動して他
の部分にぶつかりその半導体ウエハＷの回路特性に影響
を与えることなく、また、半導体ウエハが破損して次の
製造工程で使用不能になることなどが防止される構成と
なっている。

【０００６】なお、搬送されたキャリアケース７０から
半導体ウエハを取り出し次工程の作業ラインで作業をす
る場合は、キャリアケース７０の上蓋７２を取り外し、
半導体ウエハＷの上面を吸着支持する吸着アームなどを
使用してキャリアケース７０から半導体ウエハを取り出
している。

【０００７】また、多くの半導体製造装置は従来のウエ
ハカセットに対応しているため、キャリアケースで搬送
されてきた半導体ウエハを、一旦、ウエハカセットに手
作業などで移し替えハンドラに対応できる状態とした後
に、ハンドラを使用して作業を行っているのが現状であ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記構成のキ
ャリアケースを使用する場合は、つぎのような問題点が
存在した。すなわち、キャリアケースの蓋体を外した状
態で、吸着アームによりそのキャリアケースの上端側か
ら半導体ウエハを取り出す作業を行うこともできるが、
半導体ウエハと緩衝シートが圧着状態に長時間おかれた
場合や、または静電気などにより密着して半導体ウエハ
と緩衝シートが分離することができない場合が生じ、適
正な半導体ウエハの取り出し作業ができなかった。

【０００９】この発明は、上記問題点に鑑み創案された
ものであり、適正な半導体ウエハの取出作業ができ、半
導体ウエハと緩衝シートの分離が的確に行えるキャリア
ケース内の半導体ウエハの取出機構を提供することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明は、緩衝シートを間に介在させ積層して収
納する半導体ウエハのキャリアケースを昇降自在に載置
する載置台と、この載置台に隣接して設けたキャリアケ
ース内の半導体ウエハまたは緩衝シートを取り出す移載
アームと、前記半導体ウエハまたは緩衝シートの近傍に
配置される吹付機構とを備え、前記移載アームがキャリ
アケース内の半導体ウエハまたは緩衝シートを吸着する
際に、前記吹付機構から気体を吹き付けるキャリアケー
ス内の半導体ウエハの取出機構として構成した。

【００１１】また、前記吹付機構は、移載アーム側に設
けるアーム側吹付ノズルと、前記載置台に載置されるキ
ャリアケース近傍に設ける固定側吹付ノズルの少なくと
も一方を備える構成としても良い。

【００１２】さらに、前記アーム側吹付ノズルは、前記
移載アームの半導体ウエハまたは緩衝シートを吸着する
吸着パッドの近傍で少なくとも一か所に配置され、前記
移載アームが半導体ウエハまたは緩衝シートを吸着した
際に、その半導体ウエハまたは緩衝シートに近接した位
置に配置される構成とすると都合が良い。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
図面に基づいて説明する。図１はキャリアケース内の半
導体ウエハの取出機構の正面図、図２はキャリアケース
内の半導体ウエハの取出機構の平面図、図３はキャリア
ケース内の半導体ウエハの取出機構の要部を示す正面
図、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、キャリアケース
内の半導体ウエハの取出機構の作動状態を示す原理図、
図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、キャリアケース内の半導体
ウエハの取出機構の吹付機構の作動状態を示す原理図、
図６は半導体ウエハのキャリアケースを示す分解斜視図
である。

【００１４】図１および図２で示すように、半導体ウエ
ハＷの取出機構１は、半導体ウエハＷのキャリアケース
７０を載置する載置台２と、この載置台２に隣接して配
置された移載アーム４と、前記移載アーム４側に設けた
吹付機構としてのアーム側吹付ノズル６などから構成さ
れている。

【００１５】前記載置台２は、キャリアケース７０を位
置決め支持する支持テーブル２ａと、この支持テーブル
２ａに設けた固定ガイド２ｂと、前記支持テーブル２ａ
を昇降自在に移動する駆動機構３とから構成されてい
る。そして、前記駆動機構３は、サーボモータなどの駆
動モータ３ａと、この駆動モータ３ａにより作動するプ
ーリおよび無端ベルトなどの駆動伝達手段３ｂと、前記
支持テーブル２ａを案内するスライドガイド３ｃなどか
ら構成されている。

【００１６】なお、キャリアケース７０の高さを適正に
位置合わせするため、前記載置台２の周辺に位置決め手
段としての位置決めセンサ７、７を備えており、この位
置決めセンサ７、７と前記駆動機構３を連動させること
で、キャリアケース７０を適正な位置に昇降移動させる
構成としている。

【００１７】図１および図２で示すように、前記移載ア
ーム４は、垂直方向で回動するように構成されており、
作動モータ４ｂと、この作動モータ４ｂにより所定角度
回転する回動軸４ａと、この回動軸４ａに支持されたア
ーム部材４ｃと、このアーム部材４ｃの先端側に設けた
取付板４ｄと、この取付板４ｄに設けた吸着パッド５
（図面では４箇所）、アーム側吹付ノズル６およびワー
ク判定センサ１１とを備えている。

【００１８】なお、前記ワーク判定センサ１１は、吸着
パッド５で前記半導体ウエハＷまたは緩衝シートＰを吸
着した際に、それらを色彩により判別するためのもので
あり、ワーク判定センサ１１からの信号により、半導体
ウエハＷまたは緩衝シートＰの吸着後の移載アーム４の
回動角度位置を異ならせるように構成されている（図４
（ｂ）（ｄ）参照）。

【００１９】また、前記アーム側吹付ノズル６は、図３
および図５で示すように、載置台２に固定されたキャリ
アケース７０のスリット７１ｃの位置に、移載アーム４
が回動した際に配置される位置に設けられており、吸着
パッド５で半導体ウエハＷまたは緩衝シートＰを吸着し
た際に、そのアーム側吹付ノズル６の開口部６ａから、
最上端に位置する半導体ウエハＷ（緩衝シートＰ）と、
その半導体ウエハＷ（緩衝シートＰ）の次にくる緩衝シ
ートＰ（半導体ウエハＷ）の間に向かってエアを吹き付
けることで、吸着パッド５が吸着した半導体ウエハＷ
（緩衝シートＰ）に緩衝シートＰ（半導体ウエハＷ）が
静電気などで密着していた場合に、その緩衝シートＰ
（半導体ウエハＷ）を分離させて半導体ウエハＷ（緩衝
シートＰ）のみを的確にキャリアケース７０から取り出
すことが可能となる。

【００２０】図１および図２で示すように、前記移載ア
ーム４の回動軸４ａ近傍には、落下用エアノズル９が配
置されており、また、移載アーム４の作動開始位置の下
方には緩衝シート受けバケット１０が設置されている。
そのため、前記移載アーム４がキャリアケース７０から
緩衝シートＰを吸着保持して取り出し持ち帰った際に、
前記落下用エアノズル９が作動して、図１の矢印ｄで示
すように吸着パッド５の位置から、緩衝シートＰを落下
させるためのエアを吹き付ける構成としている。

【００２１】なお、図１および図２で示すように、位置
決めセンサ７の一方の位置に、吹付機構である固定側吹
付ノズル８を設置する構成としても構わない。この固定
側吹付ノズル８は、前記アーム側吹付ノズル６と同じ作
動タイミングでエアが吹き付けるように制御される。ま
た、図示していないが、前記アーム側吹付ノズル６、固
定側吹付ノズル８、落下用エアノズル９および吸着パッ
ド５は、空気の吸引または送り出しを行う真空ポンプや
コンプレッサーに接続ホースなどを介して接続されてい
る。

【００２２】つぎに、前記した取出機構１の作用につい
て説明する。図１および図２で示すように、はじめにキ
ャリアケース７０を載置台２の支持テーブル２ａの位置
に固定ガイド２ｂに沿って載置する。このとき、支持テ
ーブル２ａは、作業者がキャリアケース７０を載置し易
いように、図１で示す位置よりさらに上方に移動可能に
なっている。載置台２にキャリアケース７０が設置され
ると、支持テーブル２ａは駆動機構３により下方に降下
して待機する。

【００２３】つぎに、図４（ａ）で示すように、移載ア
ーム４が仮想線の位置から実線の位置に回転して停止す
ると、図５（ａ）で示すように、載置台２の駆動機構３
により支持テーブル２ａが上昇し、位置決めセンサ７、
７の作動により半導体ウエハＷの上面が検知された位置
で駆動機構３が停止する。そのため、キャリアケース７
０内の半導体ウエハＷまたは緩衝シートＰの上面は、常
に吸着パッド５の当接位置に配置される。

【００２４】ついで、図５（ａ）（ｂ）で示すように、
キャリアケース７０内の最上端位置にあるものが、半導
体ウエハＷあるいは緩衝シートＰであるかを、ワーク判
定センサ１１が色彩により判断する。そして、半導体ウ
エハＷであると判断した場合は、その半導体ウエハＷ
は、吸着パッド５により吸引されると共に、アーム側吹
付ノズル６の開口部６ａからエアが吹き付けられる。さ
らに、このとき図５（ｂ）（ｃ）で示すようにキャリア
ケース７０を載置している支持テーブル２ａを駆動機構
３により下方に降下することで、半導体ウエハＷに静電
気などで重なって密着していた緩衝シートＰを分離させ
ることができる。

【００２５】なお、移載アーム４が載置台２よりわずか
に離れた位置に回動した瞬間にエアが吹き付けられるよ
うにしても良い。また、前記アーム側吹付ノズル６から
エアを吹きつけるタイミグに合わせて、固定側吹付ノズ
ル８からもエアを吹き付ける構成とすると都合が良い。

【００２６】図５（ｃ）で示すように、吸着パッド５が
半導体ウエハＷを吸着保持すると、図４（ｂ）で示すよ
うに、移載アーム４が仮想線の位置から実線の位置に回
動して半導体ウエハＷを次工程に受け渡す態勢にするこ
とができる。なお、図２で示すように、ロボットアーム
２０が移載アーム４に隣接して配置していることで、こ
のロボットアーム２０に受け渡し、半導体ウエハＷを受
け取ったロボットアーム２０は、次工程に半導体ウエハ
Ｗを移動させることが可能となる。

【００２７】つぎに、キャリアケース７０内の上端側に
は、緩衝シートＰが位置しており、この緩衝シートＰ
は、半導体ウエハＷとは異なる場所に分別する必要があ
る。そのため、つぎのような工程により分別作業を行
う。すなわち、図４（ｃ）で示すように、半導体ウエハ
Ｗを取り出しロボットアーム２０（図２参照）側に受け
渡した移載アーム４は、再び仮想線の位置から実線の位
置に回動して停止する。そして、図５（ａ）（ｂ）で示
すように、支持テーブル２ａを駆動機構３により上昇さ
せ、位置決めセンサ７、７により緩衝シートＰの上端が
吸着パッド５、５に当接する位置でその支持テーブル２
ａの上昇を停止する。

【００２８】ついで、図５（ｂ）で示すように、ワーク
判別センサ１１により判別されるものが緩衝シートＰで
あることを色彩により判断する。そして、図５（ｂ）
（ｃ）で示すように、吸着パッド５によりその緩衝シー
トＰを吸着させると共に、アーム側吹付ノズル６の開口
部６ａからエアを吹き付ける。さらに、このときキャリ
アケース７０を支持している支持テーブル２ａを下方に
降下させることで、つぎに積層されている半導体ウエハ
Ｗとが静電気などで密着していても衝撃を加えることな
く分離することができ、緩衝シートＰのみを吸着パッド
５で吸着保持することが可能となる。

【００２９】なお、移載アーム４が載置台２よりわずか
に離れた位置に回動した瞬間にエアが吹き付けられるよ
うにしても良い。また、前記アーム側吹付ノズル６から
エアを吹きつけるタイミグに合わせて、固定側吹付ノズ
ル８からもエアを吹き付ける構成とすると都合が良い。

【００３０】そして、吸着パッド５で緩衝シートＰを吸
着保持すると、図４（ｄ）で示すように、移載アーム４
は、仮想線の位置から実線の位置に回動して吸着パッド
５が緩衝シートＰを傾斜した状態で支持する位置まで移
動する。さらに、移載アーム４が緩衝シートＰを吸着保
持して停止すると、その吸着パッド５の吸引動作を停止
すると共に、落下用エアノズル９を作動させ矢印のよう
にエアを緩衝シートＰに吹き付けることで、図１の矢印
ｄで示すように、吸着パッド５から緩衝シートＰを落下
させ、下方に位置する緩衝シート受けバケット１０内に
収納する。

【００３１】このように、キャリアケース７０内に半導
体ウエハＷおよび緩衝シートＰが交互に配置するように
収納する場合であっても、的確に半導体ウエハＷと緩衝
シートＰの分別作業を行うことができると共に、各半導
体ウエハＷおよび緩衝シートＰが静電気などで密着した
状態となっていても分離して確実に目的の半導体ウエハ
Ｗまたは緩衝シートＰのみを移載アーム４側に保持させ
移動させることができる。

【００３２】なお、前記アーム側吹付ノズルは、取付板
に一箇所設ける構成としているが、複数位置に配置して
もよい。また、取付板の円周方向にアーム側吹付ノズル
を移動自在に取り付けられる構成としても良く、その場
合、キャリアケースのスリットの位置が異なるようなも
のがある場合に都合が良い。

【００３３】さらに、前記構成の吹付機構ではアーム側
吹付ノズルを主として説明したが、固定側吹付ノズルを
主に使用する構成とし、固定側吹付ノズルの先端側がエ
アを吹き付ける際に、半導体ウエハあるいは緩衝シート
の側に移動して近接するか、または伸縮自在に構成する
ことで伸長して近接することで、エアを吹き出すように
構成しても構わない。

【００３４】また、アーム側吹付ノズルおよび固定側吹
付ノズルを半導体ウエハの大きさや、緩衝シートの材質
または厚みなどに対応させ選択的に使用しても構わな
い。そして、半導体ウエハまたは緩衝シートに吹き付け
る気体は、作業室内の空気の他に窒素ガスなど他の気体
であっても良いことや、帯電除去用のイオン化気体であ
っても良い。また、吹付機構から吹き出す気体の方向
は、半導体ウエハと緩衝シートが分離する方向であれば
良く、半導体ウエハまたは緩衝シートに対して平行な方
向から吹き付ける場合であっても、傾斜した（上下方向
のどちらでも良い）方向から吹き付ける場合であっても
構わない。

【００３５】さらに、ロボットアームの前方の位置に載
置台を並設する構成とし、一方には緩衝シートが介在す
るキャリアケース用に使用し、他方には従来のロボット
アームが挿入できる空間を有するウエハカセットを載置
して使用する構成とすることで、キャリアケースの形態
が変わっても対応できない問題は解決でき、キャリアケ
ースの構成に関わりなく、入替え作業などの面倒な作業
を必要とせずに、そのキャリアケースから半導体ウエハ
を取り出すことができる取出機構として構成することが
可能となる。

【００３６】

【発明の効果】この発明は、上記のように構成したので
以下に示す優れた効果を奏する。 半導体ウエハをキャリアケースから取り出す際に、
それらの半導体ウエハ間に介在させる緩衝シートがあっ
ても、移載アームで吸着して半導体ウエハまたは緩衝シ
ートの近傍の吹付機構からエアを吹き付けるため、半導
体ウエハまたは緩衝シートは必ず一枚ずつ移載アームに
吸着支持され、キャリアケースから取り出すことが可能
となる。そのため、移載アームから次工程の作業を行う
場合に好都合である。

【００３７】 吹付機構は、移載アーム側にアーム側
吹付ノズルを設ける構成、あるいはキャリアケース近傍
に固定側吹付ノズルを設ける構成の一方または両方を使
用するため、半導体ウエハの間に介在する緩衝シートの
材質および厚みが異なっても対応することが可能とな
る。また、前記アーム側吹付ノズルまたは固定側吹付ノ
ズルを選択的に使用する構成とすることで、キャリアケ
ースから取り出す半導体ウエハまたは緩衝シートに対し
て適切な対応をすることが可能となる。

【００３８】 アーム側吹付ノズルを移載アームに設
ける構成とすることで、半導体ウエハあるいは緩衝シー
トの近傍でエアの吹き付けを行うことが可能となり、半
導体ウエハまたは緩衝シートが密着をしていた場合によ
り的確に分離でき、半導体ウエハの取り出し作業が正確
に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のキャリアケース内の半導体ウエハの
取出機構の正面図である。

【図２】この発明のキャリアケース内の半導体ウエハの
取出機構の平面図である。

【図３】この発明のキャリアケース内の半導体ウエハの
取出機構の要部を示す正面図である。

【図４】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、この発明のキャ
リアケース内の半導体ウエハの取出機構の作動状態を示
す原理図である。

【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、この発明のキャリアケ
ース内の半導体ウエハの取出機構の吹付機構の作動状態
を示す原理図である。

【図６】半導体ウエハのキャリアケースを示す分解斜視
図である。

【符号の説明】

１ 取出機構 ２ 載置台 ２ａ 支持テーブル ２ｂ 固定ガイド ３ 駆動機構 ３ａ 駆動モータ ３ｂ 駆動伝達手段 ３ｃ スライドガイド ４ 移載アーム ４ａ 回動軸 ４ｂ 作動モータ ４ｃ アーム部材 ４ｄ 取付板 ５ 吸着パッド ６ アーム側吹付ノズル（吹付機構） ７ 位置決めセンサ ８ 固定側吹付ノズル（吹付機構） ９ 落下用エアノズル １０ 緩衝シート受けバケット １１ ワーク判定センサ ２０ ロボットアーム ７０ キャリアケース

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】緩衝シートを間に介在させ積層して収納す
   る半導体ウエハのキャリアケースを昇降自在に載置する
   載置台と、この載置台に隣接して設けたキャリアケース
   内の半導体ウエハまたは緩衝シートを取り出す移載アー
   ムと、前記半導体ウエハまたは緩衝シートの近傍に配置
   される吹付機構とを備え、前記移載アームがキャリアケ
   ース内の半導体ウエハまたは緩衝シートを吸着する際
   に、前記吹付機構から気体を吹き付けることを特徴とす
   るキャリアケース内の半導体ウエハの取出機構。
2. 【請求項２】前記吹付機構は、移載アーム側に設けるア
   ーム側吹付ノズルと、前記載置台に載置されるキャリア
   ケース近傍に設ける固定側吹付ノズルの少なくとも一方
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のキャリアケ
   ース内の半導体ウエハの取出機構。
3. 【請求項３】前記アーム側吹付ノズルは、前記移載アー
   ムの半導体ウエハまたは緩衝シートを吸着する吸着パッ
   ドの近傍で少なくとも一か所に配置され、前記移載アー
   ムが半導体ウエハまたは緩衝シートを吸着した際に、そ
   の半導体ウエハまたは緩衝シートに近接した位置に配置
   されることを特徴とする請求項２に記載のキャリアケー
   ス内の半導体ウエハの取出機構。