JP2976311B2 - 搬送装置及び搬送方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体ウエハの
キャリアを搬送するための搬送装置及び搬送方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体ウエハを処理して集積回路
素子を得るためには、成膜、パターン化、エッチングあ
るいは洗浄などの種々の処理が必要であり、このためウ
エハはキャリア（容器）に収納されて各処理のステーシ
ョンの間を搬送されると共に、次の処理待ちのために一
旦ストッカ（保管領域）に保管されたり、ストッカから
運び出されたりする。

【０００３】ここで一般の原料品例えば紙材や成形品、
あるいは機械部品等を工場内で運んだり、保管棚に収納
したりする場合には、パレットを介してフォークリフト
等により容易に複数個まとめて搬送することができる。
しかし、半導体製造には高度なクリーン度が要求されて
おり、半導体ウエハの搬送については、搬送機構自体か
ら発塵するものは使用できないし、また出来る限り振動
のない状態で搬送しなければならないという特殊な事情
があるため、例えばウエハを収納したキャリアを搬送ロ
ボットにより１個ずつ搬送し、ストッカへの保管につい
ても奥に向かってキャリアを何列も並べることなく手前
側一列とすることが多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところでウエハの処理
工程が多くなるにつれて、搬送工程も多くなり、搬送に
おけるスループットの向上を図る必要がある。そのため
には、キャリアを１個ずつ搬送するのではなく、なるべ
く多くのキャリアをまとめてかつ迅速に搬送することが
望ましいが、上述のような事情から例えば複数のキャリ
アを同時に持ち上げるためには、重量、スペース共増加
するため搬送機構の各部の肉厚を大きくして強靭な構造
としなければならず、このため装置が大型化してしまう
ので、キャリアの一括搬送を簡単に取り扱うことはでき
ない。このような困難牲は、ウエハのサイズが６インチ
から８インチへ、更に１２インチへと大型化するにつれ
て一層大きくなる。

【０００５】本発明はこのような事情のもとになされた
ものであり、その目的は、例えばウエハのキャリアを複
数個一括して搬送する場合に搬送機構の小型化を図るこ
とができる搬送方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明にかかる
搬送装置は、多数枚の半導体ウエハを立てた姿勢で並列
に一列に並べて収納するためのウエハキャリアを、ウエ
ハ洗浄システム内にその手前側から搬入するための搬送
装置において、 前記洗浄システムの手前側から奥側を見
て各ウエハキャリア内のウエハが前後に並ぶようにかつ
２個のウエハキャリアが互いに同一の向きで左右に隣接
して載置されるステ−ジと、このステ−ジに載置された
前記２個のウエハキャリアを、当該２個のウエハキャリ
アのウエハの並びが一列となるようにかつウエハキャリ
アが互いに反対の向きとなるように並び替える手段と、
この手段で並び替えられた２個のウエハキャリアを、２
個のウエハキャリアの並びに沿って伸びる一対のア−ム
によりその並びの両側から把持して搬送する搬送手段
と、を備えたことを特徴とする。 この搬送装置において
は、搬送手段により搬送された２個のウエハキャリアが
載置される移し替えステ−ジと、この移し替えステ−ジ
に搬送された２個のウエハキャリア内のウエハを一括し
て突き上げる突き上げ手段と、この突き上げ手段で突き
上げられた半導体ウエハを一括して把持する把持手段
と、を備えた構成とすることができる。請求項３にかか
る搬送方法は、多数枚の半導体ウエハを立てた姿勢で並
列に一列に並べて収納するためのウエハキャリアを、ウ
エハ洗浄システム内にその手前側から搬入するための搬
送方法において、前記洗浄システムの手前側から奥側を
見て各ウエハキャリア内のウエハが前後に並ぶようにか
つ２個のウエハキャリアを互いに同一の向きで左右に隣
接してステ−ジに載置する工程と、このステ−ジに載置
された前記２個のウエハキャリアを、当該２個のウエハ
キャリアのウエハの並びが一列となるようにかつウエハ
キャリアが互いに反対の向きとなるように並べ替える工
程と、この工程で並び替えられた２個のウエハキャリア
内のウエハを一括して突き上げ、これを把持手段により
把持する工程と、を含むことを特徴とする。

【０００７】

【作用】例えば作業者がウエハを収納した２個のキャリ
アを、搬入ステージに把手を正面側にして置いたとして
も、搬送ロボットによりこれらキャリアを、例えば把手
のない面（背面）同士を対向させ、接近あるいは接触さ
せた状態にする。このような状態で例えば２個のキャリ
アを把持アームで持ち上げれば、一方のキャリアの一端
から他方のキャリアの他端までの長さが短くなり、この
結果アームにおけるモーメントが小さくなるし、また搬
送路の幅も小さくて済む。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例に係る搬送装置は、例えばキ
ャリアとウエハとを分離して洗浄するための洗浄システ
ムの中に組み込まれ、当該実施例を説明する前に洗浄シ
ステムの全体について図１を参照しながら簡単に説明す
る。

【０００９】１００はウエハキャリアの搬入ステージで
あり、例えばＣＶＤ処理されたウエハＷを縦向きで収納
した搬送用キャリアＣが外部からここに運ばれる。搬入
ステージ１００に置かれたキャリアＣは、受け渡し部１
０１に移載され、ここから洗浄システムの中に搬送され
ていく。また１０２は搬出ステージであり、洗浄システ
ムから送り出されたキャリアＣが受け渡し部１０１を介
してここに置かれる。これらの間のキャリアＣの移載は
インターフェイスロボットＩＦによって行われる。

【００１０】１０３はアームを備えた搬送用キャリアエ
レベータであり、受け渡し部１０１を介して受け取った
キャリアＣを、図示しないストッカに保管すると共に、
当該ストッカに保管されているキャリアＣを、移載ロボ
ット１０４に間接的に受け渡す。この移載ロボット１０
４は、そのキャリアＣを、移動ステージ１０５に渡した
り、あるいはその逆の移載を行ったりする。

【００１１】前記移動ステージ１０５上においては、そ
の上方の把持アーム１０６と下方の図示しない突き上げ
手段の協働作用により、未洗浄のウエハが搬送用キャリ
アＣから洗浄用キャリアＤに移し替えられ、また洗浄済
みのウエハが洗浄用キャリアＤから搬送用キャリアＣに
移し替えられる。

【００１２】ここでウエハと分離された搬送用キャリア
Ｃは、搬送路Ｌ１，Ｌ２の一方によって図示しない外部
のキャリア洗浄部に送られると共に洗浄後他方の搬送路
によって戻され、洗浄済みウエハが収納される。

【００１３】１０７はアームを備えた洗浄用キャリアエ
レベータであり、前記移動ステージ１０５上の洗浄用キ
ャリアＤを図示しないストッカに保管すると共に、当該
ストッカに保管されている洗浄用キャリアＤを、洗浄処
理部への出力ポート１０８に受け渡す。このようにして
図１のシステムでは、搬送用キャリアとウエハとが分離
されて夫々洗浄され、洗浄後再び合体して、移載ロボッ
ト１０４や搬送用キャリアエレベータ１０３を介して搬
出ステージ１０２に送り出される。

【００１４】次に上述のシステムに組み込まれた本発明
の実施例である搬送装置をこの方法に用いる装置と共に
説明する。

【００１５】上記の洗浄システムの入力ポート及び出力
ポートに夫々相当する搬入ステージ１００及び搬出ステ
ージ１０２と、受け渡し部１０１とについて、その平面
図を図２に示すと、搬入ステージ１００は、互に左右に
並べられた２個のキャリア載置台１Ａ，１Ｂを備えてい
る。各載置台１Ａ，１Ｂには、図３に示すようにキャリ
アＣの底部四隅を保持するためのガイド部２Ａ、２Ｂが
取り付けられており、キャリアＣはこれらガイド部２
Ａ、２Ｂ上にて、図２の点線で示すように把手Ｔのある
面が正面を向いた状態で保持される。なおこのキャリア
Ｃの把手Ｔは本発明の突出部に相当する。また載置台１
Ａ，１Ｂにおいて、キャリアＣの背面（把手Ｔのある面
と反対の面）が位置する部位には、図４に示すキャリア
Ｃの背面下部側の大きな切り欠きＣ１に適合する形状の
突起板１１が立設されている。このようにすればキャリ
アＣの正面下部側の切り欠きＣ２は背面側の切り欠きＣ
１よりも小さいので、キャリアＣを前後逆にして載置台
１Ａ，１Ｂに置いた場合には当該キャリアＣが大きく傾
くから、キャリアＣを常に正しい向きで置くことができ
る。

【００１６】更に前記載置台１Ａ，１Ｂには、後述する
インターフェイスロボット３（図１のＩＦで示すロボッ
トに相当する。）が下から上に抜けられるようにＴ字型
の切欠部１２が形成されている。なお、前記搬出ステー
ジ１０２についても全く同様の構成であるため、その説
明は省略する。

【００１７】搬入ステージ１００、搬出ステージ１０
２、受け渡し部１０１の間でキャリアＣを移載するイン
ターフェイスロボット３は図５に示すように、昇降台４
１上にてモータＭと図示しない伝達機構とにより点Ｚを
中心に鉛直軸のまわりに回動するキャリア支持部４を備
えており、前記昇降台４１は、鉛直に伸びるように基枠
４２に取り付けられたボールネジ４３によって昇降でき
るようになっており、また前記基枠４２は、水平かつ左
右方向に伸びるように固定枠４４に取り付けられたボー
ルネジ４５によって左右に移動できるようになってい
る。従って前記ロボット３は、上下、左右、回転（鉛直
軸のまわり）の自由度を備えている。

【００１８】前記受け渡し部１０１は、この例では図２
及び図６に示すように、前後方向に移動される移動ステ
ージ５１を備えたインターフェイスライナー５により構
成され、移動ステージ５１は例えばエアシリンダ５２に
駆動されて固定板５３上の図示しないガイドレールに沿
って前後方向に案内される。前記移動ステージ５１に
は、図２に示すように２個のキャリアＣの四隅を保持す
るためのガイド部６Ａ、６Ｂが取り付けられており、２
個のキャリアＣは、これらガイド部６Ａ、６Ｂによっ
て、図２の点線で示すように把手Ｔのある面が横向きで
かつ互に反対向きの状態で保持される。

【００１９】更に前記移動ステージ５１には、載置台１
Ａ，１Ｂと同様に前記ロボット３の通路であるＴ字型の
切欠部５４が形成されており、この切欠部５４内をロボ
ット３のキャリア支持部４が上から下にあるいは下から
上に抜けることにより、キャリアＣが移動ステージ５１
とロボット３との間で受け渡される。

【００２０】次に上述実施例の作用について述べる。例
えば外部から２個のキャリアＣが搬入ステージ１００の
載置台１Ａ，１Ｂに、把手Ｔのある面を手前にして夫々
載置される。続いてインターフェイスロボット３が載置
台１ＢのキャリアＣを受け取って、移動ステージ５１上
の右側のガイド６Ａ上に把手Ｔのある面を右に向けて受
け渡す。インターフェイスロボット３の搬送について
は、先ずロボット３の支持部４を載置台１Ｂの切欠部１
２の下方に位置させ（図２の一点鎖線の状態）、次いで
上昇させてキャリアＣを載置台１Ｂから持ち上げ、前記
ロボット３の支持部４を横に移動させてガイド６Ａ側の
切欠部５４の通路上に位置させ、その後移動ステージ５
１を前方側に押し出して支持部４が切欠部５４と重なっ
た状態とする。更に支持部４を９０度または２７０度回
転させてキャリアＣの把手Ｔが右向きとなるようにし、
しかる後支持部４を降下させて当該キャリアＣをガイド
部６Ａ上に置く。続いて載置台１Ａ上のキャリアＣを取
りに行き、当該キャリアＣを同様にして移動ステージ５
１上の左側ガイド部６Ｂ上に置く。この場合キャリアＣ
は把手Ｔが左向きとなるように載置され、従って移動ス
テージ５１上の２個のキャリアＣは、把手Ｔとは反対側
の背面同士が互に対向した状態で置かれることになる。
従って把手Ｔが対向するように配置する場合と比較する
と、約把手２個分の高さだけ左右方向の占有長さを短く
できる。

【００２１】このように２個のキャリアＣがインターフ
ェイスライナー５（移動ステージ５１）上に載置される
と、当該ライナー５は図７に示すようにこれらキャリア
Ｃを搬送用キャリアエレベータ１０３の作業領域の位置
Ｐ１（図１のＰ１にも相当する）まで搬送し、その後前
記エレベータ１０３のアームによりキャリアＣを２個同
時に把持して、例えば上方の図示しないストッカに搬送
する。

【００２２】そして上述のように背面同士を互に対向し
た２個のキャリアＣを１組として、既に図１を参照しな
がら述べたように、前記エレベータ１０３によりストッ
カから取り出されて位置Ｐ２に置かれた後洗浄用キャリ
アＤとの移し替え領域（移動ステージ１０５に相当す
る）まで搬送され、また洗浄済みウエハを収納した洗浄
済みキャリアＣは、上述の流れとは逆の流れで外部に取
り出される。なお、インターフェイスライナー５の２個
のキャリアＣは、搬入ステージ１００からの受け渡しと
逆の動作で搬出ステージ１０２の載置部１Ａ，１Ｂに受
け渡される。また洗浄用キャリアＤについても、搬送用
キャリアＣと同様に背面同士を互に対向した２個を１組
としてストッカへの保管や洗浄部への搬送が行われる。

【００２３】上述実施例では、被搬送物として突出部で
ある把手Ｔを備えたウエハ収納用のキャリアを例にとっ
て説明したが、本発明は、洗浄以外の処理をウエハに対
して行なうシステム中にてキャリアを一時的にストック
する場合にも適用できるし、更にはキャリアに限定され
ることなく、大きな重量でかつ安定した搬送が要求さ
れ、正面に突出部を有する例えば瀬戸物等を搬送する場
合にも好適に用いることができる。

【００２４】更にまた本発明は、突起物の反対側の面を
対向させた２個を１組とした被搬送物について、２組以
上を前後あるいは左右に並べた状態で搬送する場合にも
適用できる。

【００２５】

【発明の効果】請求項１、２、３の発明は、ウエハのキ
ャリアを搬送するにあたって、２個のキャリアの背面同
士を対向させて搬送するようにした。即ち単純にキャリ
アを並べて搬送すると例えば把手等の突出部の分だけ被
搬送物群全長が伸び、そのために例えば搬送ロボットの
把持アームにおける荷重モーメントが大きくなるが、本
発明方法によれば、被搬送物同士が接近した状態で搬送
されるので、２個よりなる１組についてみればその全長
が短くなり、従ってアームにおける荷重モーメントがそ
の分だけ小さくなる。ここに例えばウエハのキャリア等
については非常に安定した搬送が要求されていてアーム
としては強靭な構造が要求されていることから、アーム
の肉厚を小さくできる等搬送機構の小型化を図ることが
できると共に、移動ステージ等の搬送路の占有スペース
の幅についても短くなる。そしてウエハについていえ
ば、今後６インチサイズから８インチ、１２インチサイ
ズへと大口径化していき、それに伴いキャリア及びその
把手のサイズも大きくなっていくことから、本発明の搬
送方法は非常に有効である。更に本発明によれば、次の
ような効果がある。即ちウエハキャリア２個分のウエハ
を一括して洗浄し、かつ一方のキャリア内のウエハ群と
他方のキャリアのウエハ群との被処理面の向きを逆向き
にして洗浄する場合がある。ここで例えばＣＶＤ処理さ
れたウエハは搬送用キャリアＣ内に通常被処理面が同じ
向きになるように収納されるので、キャリアの向きを変
えることによりウエハの向きを変え、そのまま洗浄装置
内に持ち込むことができる。そして搬入ステージには２
個のキャリアを同じ向きに載置するので、作業者がキャ
リアを置く場合にキャリアの向きをミスなく置くことが
できるし、自動搬送ロボットを用いる場合にもキャリア
の搬送が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を利用した洗浄システムの全体
を示す説明図である。

【図２】本発明の実施例に用いたキャリアの入出力ポー
トを示す平面図である。

【図３】図１の載置台を示す斜視図である。

【図４】キャリアを示す斜視図である。

【図５】本発明の実施例に用いた搬送ロボットを示す斜
視図である。

【図６】本発明の実施例に用いたキャリアライナーを示
す側面図である。

【図７】本発明の実施例による搬送の様子を示す平面図
である。

【符号の説明】 １Ａ，１Ｂ 載置台 ２Ａ，２Ｂ，６Ａ，６Ｂ ガイド部 ３ インターフェイスロボット ４ キャリア支持部 ５ キャリアライナー ５１ 移動ステージ Ｔ 把手 Ｃ 搬送用キャリア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 浩二 熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地 東 京エレクトロン九州株式会社内 (72)発明者 友枝 隆之 熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地 東 京エレクトロン九州株式会社内 (56)参考文献 特開 昭48−91755（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/68 B65G 47/14

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数枚の半導体ウエハを立てた姿勢で並
   列に一列に並べて収納するためのウエハキャリアを、ウ
   エハ洗浄システム内にその手前側から搬入するための搬
   送装置において、 前記洗浄システムの手前側から奥側を見て各ウエハキャ
   リア内のウエハが前後に並ぶようにかつ２個のウエハキ
   ャリアが互いに同一の向きで左右に隣接して載置される
   ステ−ジと、 このステ−ジに載置された前記２個のウエハキャリア
   を、当該２個のウエハキャリアのウエハの並びが一列と
   なるようにかつウエハキャリアが互いに反対の向きとな
   るように並び替える手段と、 この手段で並び替えられた２個のウエハキャリアを、２
   個のウエハキャリアの並びに沿って伸びる一対のア−ム
   によりその並びの両側から把持して搬送する搬送手段
   と、を備えたことを特徴とする搬送装置。
2. 【請求項２】 搬送手段により搬送された２個のウエハ
   キャリアが載置される移し替えステ−ジと、 この移し替えステ−ジに搬送された２個のウエハキャリ
   ア内のウエハを一括して突き上げる突き上げ手段と、 この突き上げ手段で突き上げられた半導体ウエハを一括
   して把持する把持手段と、を備えたことを特徴とする請
   求項１記載の搬送装置。
3. 【請求項３】 多数枚の半導体ウエハを立てた姿勢で並
   列に一列に並べて収納するためのウエハキャリアを、ウ
   エハ洗浄システム内にその手前側から搬入するための搬
   送方法において、 前記洗浄システムの手前側から奥側を見て各ウエハキャ
   リア内のウエハが前後に並ぶようにかつ２個のウエハキ
   ャリアを互いに同一の向きで左右に隣接してステ−ジに
   載置する工程と、 このステ−ジに載置された前記２個のウエハキャリア
   を、当該２個のウエハキャリアのウエハの並びが一列と
   なるようにかつウエハキャリアが互いに反対の向 きとな
   るように並べ替える工程と、 この工程で並び替えられた２個のウエハキャリア内のウ
   エハを一括して突き上げ、これを把持手段により把持す
   る工程と、を含むことを特徴とする搬送方法。