JPS59220445A - 基底を通る入路を有するカセツトトロリ− - 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】 本願は、半導体ウェーハカセットを輸送するための装置
に関し、特に、半導体ウェーハカセットを自動カセット
輸送システムで輸送するためのトロリー（ｔｒｏｌｌｅ
ｙ）に関する。

大部分の半導体製造施設で、半導体ウェーハが、約１３
乃至約２５個の個々のウェーハを保持するカセット内に
貯蔵されて輸送される。これらのカセットは、空気トラ
ック、振動トラック又は移動ベルトのような手段によっ
てステーションからステーションへ個々のウェーノ・を
輸送する方法の代わりの方法を提供する。カセットは、
手又は移動荷車によって処理ステーションから処理ステ
ーションへ輸送される。一つの案で、気密したカセット
が、処理ステーションから処理ステーションへ空気によ
って輸送される。−一・ピー・カストラツシ（Ｐ、Ｐ、
　Ｃａ５ｔｒｕｃａｊ　　）の「空気分布及び制御シス
テムＪ（ＩＢＭ技術開示報告、１５巻、第６号、１９７
２年１１月、１７６３頁）を参照されたい。

大部分のカセット配列に関して、人間の操作者が、少な
くともカセットの操作で関係し、ときおりウェーハを除
去し、またカセット内に再び挿入する場合に関係する。

そのようなカセット内の半導体ウェーハの大規模な操作
及び輸送に関して、特に、人々が微粒子を生じさせる半
導体産業の根本前提を考慮して、半導体製造施設で在来
の清潔室環境の代わりの方法はない。例えば、ジエー・
ニー・ランｌ’　（Ｊ、Ａ、　Ｌａｎｇｅ　）　　の「
半導体ウェー・・汚染物の源」（半導体インターナショ
ナル、１９８３年４月、１２４頁）を参照されたい。微
粒子及び他の汚染物のない清潔室が、半導体産業で長く
用いられてきた。そのような清潔室は、作業領域に亘る
確実な空気流動を用いて、高効率粒子空気（）ＩＥＰＡ
）フィルターを通して入った空気を濾過し、厳密な条件
下で動作される。例えば、防護帽子、室内着、靴被覆及
びズデンが外出着の上に着用され々ければならず、外か
ら侵入する物は許可されず、入口はしばしば浄化室を通
して到達されなけレハナラナい。エム・ニス・ダールス
トロム（Ｍ。

Ｓ、　Ｄａｈｌｓｔｒｏｍ　）の［清潔室衣類：どこか
らここへ？］（半導体インターナショナル、１９８３年
４月、１１１頁）を参照されたい。そのよう々清潔室の
目的は、半導体ウェーノ・の作業表面上に電気的に活性
の不純物や粒子が存在するのを回避することにある。電
気的に活性の不純物が、装置の動作に影響を及ぼし得る
。粒子が、導線で遮断を容易に生じ、他のいくつかの回
路の特徴を抹消し、又はさもなければ、トランジスター
の電気的特性を変え得る。半導体産業での標準的実施は
、連邦規格２０９Ｂの規準を満たす清潔室施設を使用し
てきた。代表的清潔室は、クラス１００施設の明細を満
たす。クラス１００施設では、定義によりは）’ｌ’１
００フィート／分（３０，４８ｍ／分）の代表的流速で
１立方フイー）　（０，０２８３ｍ）の体積で平均の直
径が０．５ミクロン以上の粒子が１００個より少ない。

ある従来技術の方法が、清潔室へ頻繁に行かずに周囲よ
シ清潔な環境で半導体ウェーノ１を輸送する。その方法
を用いた装置は、ナコム・インダストリーズ・インコー
ホレイテッドから入手できるウェーハ惨輸送装置である
。窒素を用いてその長さに沿って浄化された包囲トンネ
ルが、カセット運搬台の移動輸送のためにもたらされる
。運搬台は、永久磁石から磁力によって引かれるときト
ンネルの底に沿って進む。永久磁石は、上方のトンネル
の底部に隣接して位置づけられた第２の下方のトンネル
内に設置される。直線区分又は湾曲区分力、カセットを
一つの作業ステーションカラ他の作業ステーションへ輸
送するために設けられてもよい。この装置に関してカセ
ット及びウェーノーへの入路は、各トンネル区分の端部
にのみあって、トラックに沿って断続的にはない。更に
、下方の第２トンネル内に設置された永久磁石を各トラ
ック区分の入口帯域まで戻すために、準備がされなけれ
ばならない。カセットを収容するトンネルは乾燥窒素で
浄化されるが、半導体ウェー／％上に降りる汚染物粒子
を除去するだめの準備はない。実際、運搬台の運動及び
浄化ガスは、粒子を発生させ且つすでに存在する粒子を
攪拌する傾向にあってそれら粒子をウェーノ・上にまき
散らすようである。

半導体製造施設の費用を減少し且つそのような施設内の
生産設備の間の効率的で清潔な相互連絡をもたらすため
に、ウェーノ・上に清潔室良質空気の層流を通過させる
トンネル内で半導体ウェーノ１のカセットを輸送するこ
とが、同時係属特許出願で提案されている。この同時係
属特許出願は、優先権主張口が同日のマーチン・ニー・
ハツチンソン（Ｍａｒｔｉｎ　　Ａ、　Ｈｕｔｃｈｉｎ
ｓｏｎ　）等のｒ　ＨＫＰＡ濾過を組み入れた自動カセ
ット輸送装置」である。簡潔に説明すれば、この自動装
置で、カセット運搬トロリーが、部分的に包囲したトン
ネルを通る電気を通じたレールの上に乗る。Ｉ（ＥＰＡ
に濾過した空気が、カセット上を下方に通過してトンネ
ルの開放側から製造施設内へ出る。下方の流れは、カセ
ット内に保持された半導体ウェーハの表面に平行な層流
の一成分を少なくとも含む。中央コンピュータが、昇降
機及び回転テーブルのような移送ポイントの状態を監視
する。中央コンピュータは、光学式パー・コート９走査
機、磁気読取機又は無線周波数伝送を含む光学リンクの
ような手段によって、トンネルに沿った種々の位置で各
トロリーと連絡する。それによって中央コンぎユータは
、ウェーハのカセットにより受けた処理順次動作を制御
し、カセット内の個々のウェーハによシ受けた順次動作
さえ制御する。この提案した装置に従ってカセット及び
ウェーハの自動手渡し操作を容易にするために、カセッ
ト運搬トロリーが装置内の実質的にすべてのポイントで
カセットへの入路及びカセット内の個々のウェーハへの
入路をもたらすことが所望される。

従って、本発明の目的は、基底を通るウェーハへの入路
をもたらす、半導体ウェーハのカセットを運搬するため
のトロリーを提供することである。

本発明の他の目的は、連絡り／りを介して中央コンピュ
ータと連絡可能である内蔵電子回路を有するカセットト
ロリーを提供することである。

本発明の他の目的は、自己推進力及び直線軸受手段を有
し、自動カセット輸送装置のレール上に円滑且つ確実に
乗ることが可能なカセットトロリーを提供することであ
る。

本発明の他の目的は、自動カセット輸送装置内での使用
に適する半導体ウェーハカセットを運搬するだめのトロ
リーを提供することである。

本発明の更に他の目的は、十分な精度で運動されて、特
定の半導体カセット内で特定のウェーハへ確実に接近可
能な半導体ウェーバカ七ットトロリーを提供することで
ある。

発明の概要 半導体ウェーハのカセットを運搬するためのトロリーが
、自動カセット輸送装置で使用するために提供される。

カセットは、トロリーによって保持されてカセットの底
部を通してカセット内に保持されるウェーハへの接近を
可能にする。駆動連結手段がトロリーの本体で設けられ
て、トロリーは自動カセット輸送装置のトラック上で円
滑且つ連続的に移動できる。一実施例において、トロリ
ーの本体で設置された直流ステッピングモータのような
精密なモータが、電気を通したレールと接触するブッシ
ング手段によって付勢される。モータに接続した牽引ロ
ーラが、少なくとも一つの一レールを把持してトロリー
の運動の苑めの原動力をもたらす。好適実施例において
駆動連結手段は、一対のレール上で三角形型で位置づけ
られた半円筒形直線軸受である。

好適実施例の説明 カセット運搬トロリー１０が、第１図の端面図で示され
る。下方タブ１４が本体９に取り付けられたＵ字延長部
１５に亘って圧入を形成するように、半導体ウェーハの
カセット１３７５（、）ＤＩＪ−１０の中心部をまたぐ
。とのカセットは、金属又はグラスチックであってもよ
く、例えば、２５個の５インチ（１２，７ｍ）ウェーハ
を保持するＦｌｏｕｒｏｗａｒｅ”　ＰＡ　１８２−５
０　Ｍのタイプである。

ウェーハ１６が、標準カセット１３内のスロット内の適
所で示される。代表的に、ウェーハは、摩耗することな
くスロット内で移動しまたスロットの外へ移動しなけれ
ばならないので、スロット内で移動するいくつかの能力
を有する。トロリー１０の本体９の開放中心領域によっ
て、ナイフブレード昇降機１７が、トロリー１０の開放
底部を通してカセット１３の開放底部内へ上方に達して
、ウェー・・１６をカセット１３の外へ上舌に処理設備
内へ直接に或いは真空チャックのようなある型のピック
アッグアームへもたらすために押し出すことが可能とな
る。真空チャックは、ウェーハを保持してウェーハを所
望の目的位置へ輸送する。カセットの基底を通してのウ
ェーハへの接近が、トロリー１０の開放中心領域によっ
て可能とされる。

そのような接近可能な入路によって、人間の操作者を必
要とすることなくウェーハが、輸送されて処理設備内へ
処理され、設備から除去されることが可能となる。動作
−ヒ、トロリーは、カセットを直接生産機の荷重固定チ
ェンノ々（１ｏａｄ　１ｏｃｋ　ｃｈａｍｂ・ｒ）まで
保持してもよい。簡単な単一段階のナイフブレード昇降
機で、ウェーハは、生産機内へ導入される。例えば、ジ
ー・エル・コード（Ｇ、Ｌ、　Ｃｏａｄ　）等の「ウェ
ーハ輸送装置」、米国特許第４，３１１，４２７号を参
照されたい。

カセット運搬トロリー１０がレール１１．１２上に乗る
方法は、第１乃至３図を参照して説明される。市販の半
円筒形直線軸受１９（トンゾソン工業から市販）が、レ
ール１２上に乗る。トロリー１０がレール１１．１２上
に乗るとき、個々の軸受玉２０は、軸受のハウジング内
の直線トラック内を進行して、レールに沿ってトロリー
のために円滑な運動をもたらす。このことは、溝付きト
ラック内の個々の軸受玉２０を示す第５図の破断側面図
で特に示される。対置するレール１１上で、半円筒形直
線軸受２１及び２２が、トロリーのために円滑な運動を
同様にもたらす。半円筒形直線軸受の使用はまた、設備
が故障した場合にトロリー全体が自動カセット輸送装置
のレールから容易に除去され得る結果をもたらす。レー
ルの間の間隔の変動を吸収するために、直線軸受１９は
、ピン２８上で横方向に滑動自在であって、直線軸受１
９と直線軸受２１．２２との間の正味の横方向距離を減
少又は増加する。好適実施例において、軸受け、三点の
安定な支持をもたらす三角形の角で設置される。

本発明の一特徴に従って、直流モータ２３が、トロ’Ｊ
−１０の本体９の一角で取り付けられる。

好適実施例において、ステッピングモータを用い且つモ
ータによってとられる段階をデジタル式に数えることに
よって、カセットの精密な位置がわかシ、また、特定の
ウェーハに接近可能である。

スロット内のウェーハの位置に多少の変動があっても、
ナイフブレード昇降機は、ウェーハラスくい取るＶ字形
の溝に関して特大に設計可能である。

従って、変形的に垂直配置からずれたカセットを用い“
ることかできる。イー・ダプリュ・ジー（Ｅ。

Ｗ、　Ｌ＠ｅ）の「ウェーハ容器」、米国特許第４，３
５５，９７４号を参照されたい。モータは、導電プツシ
フグによって電気を通したレール１１．１２から付勢さ
れる。直流モータ２３の軸２４は、レール１１と接線方
向で接触するがム車輪２５を通って下方に延在する。レ
ール１１の他方の側は、ゴム車輪２６によって接触され
る。２つのゴム車輪は、バネ２７によってレール１１に
抗して保たれる。バネ２７は、車輪２５及び２６をとも
にレール１１に抗して適合した摩擦状態に引張る。

マーチン・ニー・ハツチンソン等の前記参照の同時係属
出願で説明されるように、トロリー１０は、中央コンピ
ュータによってその運動が制御される。コンピュータの
データベースは、近づく移送点の状態を反映し且つ特定
のカセットのための正確な処理順次動作を判断する。多
数のトロリーが常に装置内で移動するので、特定のトロ
リーの運動の制御は、レールへの電力を切り換えること
（１７）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　＾−ヲ噌によυ最適に達成することは
できない。逆に、連絡リンクを通して中央コンピュータ
は、シリンド配線板上に設置した内蔵電子回路３０と連
絡する。

より単純なトロリーで光ダイオード３３が、中央コンピ
ュータに接続したＬＥＤからの進行／停止指令を受信可
能である。この場合の内蔵電子回路３０は、直流モータ
２３のための簡単なスイッチを構成し、第６図に関して
詳細に説明される。代表的に、レールは、ある値、例え
ば２４デルトの直流電流によって付勢されるであろう。

よシ複維なトロリーで、内蔵電子回路３０は、処理明細
についての情報を記憶して力士ット全体の来歴（ｈｉｓ
ｔｏｒｙ）又は個々のウェーハの来歴を処理可能なＲＯ
Ｍ記憶装置を含んでも良い。中央コンピュータとの連絡
は送受信両用であってもよいので、遠隔制御がすべての
カセット及びウェーハについて用いられてもよい。その
ようガ連絡は、磁気手段又は無線周波伝送によって行な
ってもよい。

多数のトロリーがあらゆる自動装置内で用いられるので
、トロリーの衝突を防止することが所望（１８） される。かくして、各々のトロリーは、反射ステッカ３
２を後端に、ＬＥＤ３４のような光源及び光ダイオード
３３のような光センサーを前端に備えてもよい。あるト
ロリーが他のトロリーの非常に近くに接近するならば、
ＬＥＤ３４からの光は、反射ステッカ３２から反射して
光ダイオード３３によって検知されるであろう。気に、
光ダイオード３３は、第６図の回路を動作して、引続き
説明するように、駆動モータ２３への電流を切るであろ
う。光ダイオード３３と連係した検知回路の感度を調整
して、トロリーの間の最小距離を制御してもよい。

本発明のカセットトロリーの一実施例で内蔵電子回路３
０を組み入れた回路は、第６図で示される。２つの機能
が、行なわれる。第一に、ＬＥＤのような光源３４から
放射された光は、前方に位置するトロリーの反射面３２
から反射されるとき検知されなければならない。第二に
、フォトトランジスタ３１が、光源４２から情報を受信
する手段として利用できて、トロリーが近づく移送位置
の状態、例えば回転テーブル又は昇降機の位置状態によ
って進行するのが危険である々らば、トロリーの運動を
停止しなければならない。

衝突回避機能は、ＬＥＤ３４を・ぐルスモードで駆動す
る・やルス発生機４０によって行なわれる。

衝突が差し迫っている時はいつも、ＬＥＤ３４からの光
は、すぐ近くのトロリーの反射面３２から後方に反射さ
れるであろう。この反射した光は、光検知器３３によっ
て受は取られるであろう。光検知器３３は、マルチノぐ
イブレータ４１への入力をもたらすであろう。マルチバ
イブレーク４１は、連続信号をシュミットトリが４５へ
もたらす。シュミットトリが４５への変化した入力は、
オフ’）アイソレータ４９を通してダーリントン４ア５
０で第１のトランジスタのペースへ通されて保持される
変化した出力をもたらすであろう。ダーリントンペア５
０は遮断し、それによって四相ルーノ５１で短絡（ｓｈ
ｏｒｔ’）を除去し且つモータ５２を止める。モータは
パルス光が光検知器３３によって受は取られている間止
められたｉｔであシ、シュミットトリガ４５の出力は以
下に説明される位置で保持される。検知器３３の感度間
より上の光信号がもはや受信されないとき、次にシュミ
ットトリガ４５はそのもとの状態まで戻り、ダーリント
ン４ア５０はスイッチが入り、短絡するルーｆ５１を減
結合（ｄａｃｏｕｐｌｉｎｇ　）　ｌ、で、モータ５２
をその正常の状態に戻す。

停止機能は、単安定マルチバイブレータ４１によって行
なわれる。マルチバイブレータ４１は、・やルスを受は
取って・やルスを連続信号へ変換する。

光信号がフォトトランジスタ３１によって光源４２から
感知されるとき、次にシュミットトリが４４は状態を変
化させて、オツドアイソレータ４９を通してトリガリン
グ信号がダーリントン（ア５０の入力トランジスタへ送
られる。ダーリントン４アは遮断し、それによって四相
ルーフ’５１がモータ５２を止めるのを可能にする。モ
ータ５２は、光源がフォトトランジスタ３１によって光
源４２から受は取られる間切られ苑ままである。進行す
るのが安全であるとき、光源４２は例えば、中央コンピ
ュータによって指令されるとき消え、シュミットトリガ
４４は逆の信号を送ってダーリントンペア５０をそのも
との状態へ戻し、それによって四相ルーフ’５１を減結
合して、モータ５２をもとに戻す。

基底を通った入路を有するカセットトロリーが複式レー
ル装置で使用するために説明されるが、本質的な特徴が
、カセットの基底を通してのウェーハへの接近である。

本発明の変形実施例が、基底を通して接近をもたらし一
本レール上に乗るようにされているトロリー、その本体
内にカセットを保持し基底を通して接近可能な重々しく
動く運搬具とほぼ同様のトロリー、又は自動カセット輸
送装置内のトンネルの側部のスロットで動き、横方向に
離れた関係でカセットを保持し基底を通して接近可能な
トロリーを含む。

【図面の簡単な説明】

第１図は、適所にカセットを有するカセット運搬トロリ
ー及び特定のウェーハと接触する幅の狭いナイフブレー
ド昇降機の端面図である。 第２図は、第１図の２−２線におけるカセットトロリー
（昇降機上にカセットを有しない）の平面図である。 第３図は、第１図の３−３線におけるカセット運搬トロ
リーの底面図である。 第４図は、第２図の４−４線におけるカセット運搬トロ
リーの側面図である。 第５図は、第２図の５−５線における部分内側面図であ
る。 第６図は、衝突信号又は停止指令の場合にトロリーを停
止する回路の概略図である。 〔主要符号の説明〕 ９・・・本体　　　　　　　　１０・・・トロリー１１
．１２・・・レール　　　１３・・・カセット１６・・
・ウェーハ　　　　　１７・・・ナイフブレード昇降機
１９．２１．２２・・・半円筒形直線軸受２３・・・直
流モータ　　　　２５，２６・・・ゴム車輪３０・・・
内蔵電子回路　　　３１・・・フォトトランジスタ３２
・・・反射ステッカ　　　３３・・・光ダイオード３４
・・・ＬＥＤ　　　　　　　４１・・・マルチバイブレ
ータ４４．４５・・・シュミットトリガ ４９・・・オプトアイソレータ ５０・・・ダーリントン４ア　５１・・・四相ルーゾ特
許出願人　　パリアン書アソシエイツ・インコーポレイ
テッド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　自動カセット輸送装置内でトンネルを通してトラ
   ック手段上の半導体ウェーハのカセットを運搬するため
   のトロリーであって： ａ）半導体ウェーハカセットを受は取るようにされ、以
   て前記カセットが該カセットの底部を通して前記ウエー
   ノ・への接近を可能にするように保持されるところのト
   ロリー；並びにｂ）前記本体に取シ付けられて前記トラ
   ック手段と連結し、以て前記本体が前記自動カセット輸
   送装置内の前記トンネル内で前記トラック手段上で推進
   させられ得るところの駆動連結手段； から成るところのカセットを運搬するためのトロリー。 ２、特許請求の範囲第１項に記載されたカセットを運搬
   するだめのトロリーであって： 前記トロリ一本体が前記カセットを分離可能に取シ付け
   られる関係で保持するところのカセットを運搬するため
   のトロリー。 ３、特許請求の範囲第１項に記載されたカセットを運搬
   するためのトロリーであって： 前記本体が少なくとも片側で前記カセットを保持し、以
   て下側から前記カセットへ接近するのを可能にするとこ
   ろのカセットを運搬するだめのトロリー。 ４、特許請求の範囲第３項に記載されたカセットを運搬
   するためのトロリーであって： 前記駆動連結手段が前記トンネル内で縦軸方向に位置づ
   けられた駆動手段に接続したアームから成るところのカ
   セットを運搬するためのトロリー。 ５、特許請求の範囲第４項に記載されたカセットを運搬
   するためのトロリーであって： 前記駆動手段が差動空気シリンダーから成るととろのカ
   セットを運搬するためのトロリー。 ６、特許請求の範囲第１項に記載されたカセットを運搬
   するためのトロリーであって： 前記本体が下側から前記カセットへ接近するのを可能に
   する一方、内部に前記カセットを保持するところのカセ
   ットを運搬するだめのトロリ　−　。 ７、　特許請求の範囲第１項に記載されたカセットを運
   搬するためのトロリーであって： 前記本体が底部で前記カセットを保持し、下側から前記
   カセットへ接近するのを可能にするところのカセットを
   運搬するためのトロリー。 ８、特許請求の範囲第７項に記載されたカセットを運搬
   するためのトロリーであって： 前記本体が中央領域で開口を有するフレームから成って
   、半導体ウェーハカセットが前記フレームの最上部上に
   配置可能であり、前記開口を通して前記本体の下側から
   前記カセット内のウェーハへ接近可能であるところのカ
   セッ）ｔ−運搬するためのトロリー。 ９、特許請求の範囲第８項に記載されたカセットを運搬
   するためのトロリーであって： 前記駆動連結手段が前記フレームに取り付けられたモー
   タから成り、前記トラック手段がレールから成り、前記
   モータは、前記レール手段と接触して前記トンネルを通
   して前記トロリーを推進させる軸を有する、ところのカ
   セットを運搬するためのトロリー。 １０、％許請求の範囲第９項に記載されたカセットを運
   搬するためのトロリーであって： 前記駆動連結手段が更に前記レール上に乗る半円筒形直
   線軸受手段から成るところのカセットを運搬するための
   トロリー。 １１、特許請求の範囲第１０項に記載されたカセットを
   運搬するためのトロリーであって：前記レールが一対の
   平行なレールから成るとコロツカセットを運搬するため
   のトロリー。 １２、特許請求の範囲第１１項に記載されたカセットを
   運搬するためのトロリーであって：前記レールに電気を
   通すための手段と結合しタカセットを運搬するだめのト
   ロリー。 １３、特許請求の範囲第１２項に記載されたカセットを
   運搬するだめのトロリーであって：前記直線軸受手段が
   多数の直線軸受手段から成って、前記本体は前記直線軸
   受手段によって前記レールの各一本の上に乗って、前記
   直線軸受手段の少なくとも一つが横方向自由度を有し、
   前記レールの間の間隔の変動のために調整可能であると
   ころのカセットを運搬するだめのトロリ　−　。 １４、特許請求の範囲第１２項に記載されたカセットを
   運搬するだめのトロリーであって：前記本体が前記直線
   軸受手段によって前記レールの各々の上に乗り、前記直
   線軸受手段は一方のレール上に二つ、他方に一つの少な
   くとも三つの分離した直線軸受を含み、該三つの軸受は
   三角形の角で位置づけられて前記トロリーのために三点
   の安定した支持をもたらすところのカセットを運搬する
   ためのトロリー。 １５、特許請求の範囲第９項に記載されたカセットを運
   搬するためのトロリーであって： 外部からの連絡信号に応答して前記モータの動作を制御
   可能な内蔵電子回路と結合したととろのカセットを運搬
   するためのトロリー。 １６、特許請求の範囲第１５項に記載されたカセットを
   運搬するだめのトロリーであって：前記フレームの一端
   に取シ付けられた光源手段及び光検知器手段と結合して
   、以て前記光源手段からの光がすぐ近くのトロリーの反
   射面から反射して、前記光検知器手段によって受は取ら
   れて衝突回避信号を前記内蔵回路へもたらして前記モー
   タを止めるところのカセットを運搬するためのトロリー
   。