JP3743023B2 - ウエハ保管装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体の小ロット生産、テスト用ラインで用いられる半導体ウエハ保管装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、半導体の製造は、内部雰囲気を清浄化したクリールーム内において行われるが、クリールーム内での工程間の搬送は、例えば、図14に示すように、複数枚の半導体ウエハWをウエハカセット100に収納して、このウエハカセット100毎に図示しない移動ロボットで搬送しつつ、半導体ウエハWに所定の処理を施した後に、ストッカ101に保管する。このストッカ101には、複数のウエハカッセト100を収納する複数の棚102に区画されており、上記移動ロボットで搬送されるウエハカセット100を、ストッカ101の前方を往復移動可能にされたスタッカクレーン103で授受して、所定棚102内に保管するものである。
【0003】
また、近年では、半導体ウエハWへの塵埃の付着、及び自然酸化による酸化膜の成長を防ぐために、クリーンルーム内での工程の搬送は、図15に示すように、半導体ウエハWを収納したウエハカッセト100を可搬式であって蓋で密閉された密閉コンテナ105に収納すると共に、この内部の雰囲気を窒素N2 ガス等の不活性ガスで置換して、この密閉コンテナ105毎に図示しない移動ロボットで搬送しつつ、半導体ウエハWに所定の処理を施した後に、スタッカクレーン103で上記移動ロボットから密閉コンテナ105を授受して、ストッカ101の所定棚102内に保管するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術のウエハ保管装置では、半導体ウエハをウエハカッセト又は密閉コンテナに収納して搬送・保管しているが、近年、半導体ウエハの大口径化にともない、ウエハカセット及び密閉コンテナも大型化し、しいては、ウエハカセットや密閉コンテナを保管するストッカも大型化しているため、クリーンルム内のスペース面で問題となっている。
【0005】
また、ストッカの各棚にウエハカッセト又は密閉コンテナを保管した後、ウエハカッセトや密閉コンテナ内に収納された半導体ウエハを並び代える必要が生じた場合には、別途、半導体ウエハを並び代える専用装置が必要になるという問題があった。
【0006】
更に、近年の半導体製造においては、半導体ウエハの大量枚数のバッチ処理から1枚毎の枚葉化へと移行しているので、ストッカの各棚に保管されたウエハカッセト又は密閉コンテナから半導体ウエハを1枚(枚葉)毎に、取り出すことが困難であり、特に、密閉コンテナ内に半導体ウエハを収納する場合には専用装置が必要になるという問題があった。
【0007】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、小スペースで、且つ半導体ウエハの枚葉管理に適した保管・搬送を可能とするウエハ保管装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明のウエハ保管装置では、
請求項1においては、半導体ウエハを段々に載置する複数の棚、又は一枚の半導体ウエハを載置する棚を有するウエハカセットを密閉して収納する密閉コンテナと、前記密閉コンテナが載置される保管容器と、前記保管容器に載置された前記密閉コンテナを前記保管容器に形成された搬入・搬出孔を通して気密に連結するロック機構とを備え、前記保管容器の内部には、前記ウエハカセットを当該保管容器の内外に前記搬入・搬出孔を通して搬入/搬出する移送機構と、前記半導体ウエハを段々に収納する複数の棚を有する保管棚と、前記半導体ウエハを前記ウエハカセットの任意の棚から前記保管棚の任意の棚へ、又はその逆に搬送する搬送機構とを有してなるものである。
【0009】
請求項2においては、請求項1のものに、前記保管容器が、走行機能を兼ね備えているものである。
【0010】
請求項3においては、請求項1又は請求項2それぞれのものに、前記保管容器の内部が、不活性ガスで満されているものである。
【0011】
【作用】
このように本発明のウエハ保管装置によれば、ウエハカセット、又は密閉コンテナにに収納された複数、又は一枚の半導体ウエハを、ロック機構で密閉コンテナと保管容器の気密状態を維持しつつ、移送機構、搬送機構で保管容器内にある保管棚に保管・載置、又は保管棚に保管・載置された半導体ウエハをウエハカセットに搬出するようにしているので、ウエハカセットや密閉コンテナ毎に保管する必要がなくなり、半導体ウエハの収納スペースを低減させることができる。
【0012】
また、ウエハカセットと保管棚間の半導体ウエハの搬送を、搬送機構で行っているので、ウエハカッセトから保管棚に半導体ウエハを保管・載置した後、搬送機構の作動を制御することで、保管棚の各棚に保管された半導体ウエハを並び代えてウエハカセットに搬出することができ、また、保管棚の任意の棚に収納された一枚の半導体ウエハのみをウエハカセットに搬出することができる。
【0013】
更に、保管容器の内部を不活性ガスで充満することにより、半導体ウエハへの塵埃の付着、及び自然酸化による酸化膜の成長を防ぐことができ、また、保管容器に走行機能を備えることで、所定スペースに移動することができる。
【0014】
【実施例】
以下、本発明の一実施例であるウエハ保管装置について、図1乃至図12を参照して説明する。
【0015】
図1及び図2において、1はクリーンルーム内の所定場所に配置されたウエハ保管装置、2は可搬式の密閉コンテナ(POD)であって、このコンテナ本体3の開口部3aにフランジ3Aが設けられていると共に、この開口部3a内に環状シール材4を介して蓋5が嵌合されている。6は密閉コンテナ2上に取り付けられた把手である。7はウエハカセットであって、相互に所定間隔Aを隔てて段々に複数の棚7A、7A、7A、・・・が設けられており、このウエハ搬入・搬出口7Bから各棚7A、7A、7A、・・・に半導体ウエハW(以下、ウエハWという。)を収納して密閉コンテナ2内の蓋5上に載置されている。また、ウエハカセット7の各棚7A、7A、7A、・・・は、ウエハWの周囲部のみを支持・載置する形状(各棚7A、7A、7A、・・・の中央部分が中空になっている。)に形成されている。
【0016】
ウエハ保管装置1は、内部が密閉状態にされた保管容器10を有している。この保管容器10内には、その底10aに配置されて複数のウエハWを相互に所定間隔A(ウエハカセット7の棚7Aの間隔Aと同一、又は異なる間隔であってもよい)を隔てて段々に収納する複数の棚11A、11A、11A、・・・、12A、12A、12A、・・・を有する(ウエハカセット7より多くの棚を有している。)2つの保管棚11、12と、この保管棚11、12と保管容器10の上面10bとの間に配置された移送機構13(昇降機構)と、ウエハWを移送機構13から保管棚11、12へ、又はその逆に搬送する搬送機構14とを有している。この保管容器10の上面10bには、搬入・搬出孔10Aが形成されており、この搬入・搬出孔10Aを覆って、フランジ3A間に介装されるシール材15を介して密閉コンテナ2が載置される。16は密閉コンテナ2を保管容器10の内部に気密に連結するロック機構であって、保管容器10上の搬入・搬出孔10Aの周囲の複数箇所に設けられている。ロック機構16は、保管容器10の上面10aに立設されたガイド部16Aと、このガイド部材16Aの先端に回転可能に軸支された押付部16Bとで構成されており、押付部16Bを回転させて保管容器10上に載置された密閉コンテナ2のフランジ3Aを押さえ付けることで、シール材15を弾性変形させて密閉コンテナ2を搬入・搬出口10Aを通して保管容器10の内部に気密に連結するものである。
【0017】
移送機構13は、この保管容器10の搬送口10Aを内側から覆い、環状シール材17を介して保管容器10内を密閉状態にする段付き昇降台13Aと、この昇降台13Aを案内して保管容器10の上面10bから内部に延びる昇降軸13Bとで構成されており、この昇降台13Aは図示しない昇降手段で昇降軸13Bで案内されながら搬送口10Aから保管棚11、12上に、又はその逆に昇降可能にされている。また、移送機構13と搬送機構14とは、ウエハ保管装置1の外の所定の位置に設けられた地上側制御装置60からの指令に基づいて駆動・停止される。
【0018】
保管棚11、12は、その各棚11A、11A、11A 、・・・、12A、12A、12A、・・・がウエハWの周囲部のみを支持・載置する形状(各棚11A、11A、11A、・・・、12A、12A、12A、・・・の中央部分が中空になっている。)に形成されており、このウエハ搬入・搬出口11B、12Bから半導体ウエハWが各棚11A、11A、11A、・・・、12A、12A、12A、・・・に保管・載置される。
【0019】
搬送機構14は、図3に示すように、垂直駆動部18、揺動駆動部19及びスライド駆動部20とを主要部として構成されており、以下に図3乃至図6に基づいて説明する。図3において、垂直駆動部18は、保管容器10の底10aから上面10bまで延び、且つ相互に所定間隔Bを隔てて立設された一対の枠体18A、18Bと、この枠体18A、18B間に配置された移動台21及びこの移動台21を昇降移動させる垂直用駆動モータ22とで構成されている。また、搬送機構14は、図4に示すように、ウエハ搬入・搬出口11B、12Bが相互に所定角度θを有して対向配置された保管棚11、12に、この各ウエハ搬入・搬出口11B、12B側から移動台21を対向させると共に、この移動台21の中心点aを、保管棚11、12の各軸線中心点b、cとを結ぶ直線L1の中間から所定距離を有して位置させて、これらの中心点a〜cとで三角形状Cを形成するように配置されている。移動台21は、各枠体18A、18Bのそれぞれに設けられたガイドレール23A、23B上を移動可能に支持されていると共に、各枠体18A、18Bの両端部にそれぞれ設けられたプーリ24〜27間に懸架されたシンクロベルト28、29に連結されている。また、プーリ25と27は伝達軸30で連結されており、このプーリ25は垂直用駆動モータ22の回転軸との間に懸架された環状の伝達ベルト31を介して垂直用駆動モータ22の回転運動を各シンクロベルト28、29に伝達する。
【0020】
また、揺動駆動部19は、図5(a)及び図5(b)に示すように、移動台21の中心点aに揺動用駆動モータ35で回転可能に設けられた中央ターンテーブル36と、この中央ターンテーブル36上にあって当該中央ターンテーブル36の中心点aから保管棚11、12の反対側に所定量Dだけ偏心された回転軸37Aを有する揺動ターンテーブル37と、この揺動ターンテーブル37上に取り付け固定された揺動台38とで構成されている。揺動台に38は、垂直駆動部18の各枠体18A、18Bに対向する各端部側に開口して移動台21の中央部に向かって延びる案内溝39、40がそれぞれ形成されており、この各案内溝39、40の開口側内には移動台21に軸支された案内ローラ41、42がそれぞれ係合している。
【0021】
スライド駆動部20は、図6(a)及び図6(b)に示すように、ウエハWを吸着する移載用ペンシル体45を揺動台38から保管棚11、12側へ(ウエハカセット7側へ)進長、又はその逆に退避させるものであって、揺動台38に設けられた進退用駆動モータ46と、移載用ペンシル体45を進退・退避するスライド台47と、進退用駆動モータ46の回転運動をスライド台47に伝達する駆動プーリ48等を主要部として構成されている。スライド台47は、揺動台38の中央部に固定されて保管棚11、12側に延びており、この保管棚11、12側の端部に設けられたプーリ49と進退用駆動モータ46の回転軸46Aに懸架された環状伝達ベルト51を有している。52は環状伝達ベルト51上に固定された移動体であって、伝達ベルト51により保管棚11、12への進退・退避がなされる。また、移載用ペンシル体45は、この一端部にウエハWを吸着する吸着部45Aを有し、移動体52から保管棚11、12側に所定長さだけ突出させて、この他端部を移動体52に取り付けることで片持ち支持されている。
【0022】
地上側制御装置60は、作業者等の操作による保管指令Sを受けると、その保管指令Sに基づいて移送機構13の駆動・停止の制御と、搬送機構14の各モータ22、35、46の駆動・停止の制御を司るものである。この保管指令Sは、ウエハWをウエハカッセト7から保管棚11、12へ搬入・保管させる保管指令Saと、ウエハWを保管棚11、12からウエハカッセト7へ搬出させる搬出指令Sbの別と共に、この保管指令Sa又は搬出指令Sbにおけるウエハカセット7の棚指定Ta、及び保管棚11、12の棚指定Tbとにより成っており、ウエハWをウエハカッセト7から保管棚11、12へ搬入・保管(保管指令Sa)の際、又は保管棚11、12からウエハカッセト7へ搬出(搬出指令Sb)の際に、指令された各棚7A、7A、7A、・・・、11A、11A、11A、・・・、12A、12A、12A、・・・にそれぞれ保管・搬出されるように、地上側制御装置60が移送機構13と搬送機構14の各モータ22、35、46の駆動・停止を制御する。
【0023】
次に、図7及び図8に基づいて、密閉コンテナ2の詳細な構成について説明する。図7において、密閉コンテナ2の蓋5は、上蓋体5Aと下蓋体5Bとで中空体にされており、ロック錠機構70を内部に有している。このロック錠機構70は、カム71、ロックアーム72、72とを有しており、このカム71は、図8に示すように、中央部に貫通孔73Aを有する円盤状の基台73上に所定半径を有し周方向に延びる突起部74A、74Bが相互に対向して一体形成されており、この各突起部74A、74Bには傾斜面74a、74bが形成されているとともに、各突起部74A、74B間には断面楕円形状の進退突起部75A、75Bがそれぞれ形成されている。そして、このカム71は、各突起部74A、74Bが突出する側を上蓋体5Aに対向させて下蓋体5Bの中央部から蓋5の中空A内に突出する軸部76と、上蓋体5Aの中央部から蓋5の中空A内に突出する軸部77に貫通孔73Aを外嵌して回転可能に軸支されている。
【0024】
また、ロックアーム72、72は、カム71を境えにして相互に所定間隔(180度の角度)を隔てて蓋5の中空A内に配置された板状材であって、図8に示すように、蓋5の開時にこの一端部側(密閉コンテナ2のフランジ3Aと反対側の端部)に転動可能なローラ72aとこの延在方向に直交する方向に突出する案内部72Aとを有し、この案内部72Aに形成されカム71の進退突起部75A、75Bの形状に嵌合する案内溝72Bを各進退突起部75A、75Bに外嵌し、ローラ72aをカム71の各突起部74A、74Bの傾斜面74a、74b上を走行可能な状態にして基台73上に配置されているとともに、下蓋体5Bから中空A内に突出する凸部78上に係合している。これにより、ロックアーム72、72は、カム71の回転により各進退突起部75A、75Bで進退可能とされると共に、各ローラ72aが各突起部74A、74Bの傾斜面74a、74b上を走行することにより傾斜可能にされて、カム71に片持ち支持されている。79は上蓋体5Aに一体形成された凸部であって、凸部78に対向する位置に設けられている。80は密閉コンテナ2のフランジ3Aの内周に開口して周方向に亘って形成された係合溝であって、ロックアーム72、72が係合可能とされている。また、移送機構13の昇降台13Aには、図7に示すように、密閉コンテナ2側に延びるカム軸81が設けられており、このカム軸81は昇降台13A上に蓋5が同心に載置された時に、カム71とスプライン係合すると共に、このカム軸81を所定角度だけ回動するカム軸駆動機構82が内蔵されており、カム軸81とカム軸駆動機構82とで錠機構85を構成している。
【0025】
本実施例のウエハ保管装置1は、以上のように構成されるが、次に、ウエハWをウエハカッセト7から保管棚11、12へ保管、又ウエハWを保管棚11、12からウエハカセット7に搬出する作動について、図9乃至図11に基づいて説明する。尚、説明の便宜上、移送機構13の昇降台13Aは搬入・搬出口10Aを覆って保管容器10内を密閉状態にしていると共に、搬送機構14の移動台21は保管容器2の底2a側に位置しているものとする。
【0026】
(1)まず、密閉コンテナ2内に収納されたウエハカッセト7のウエハWをウエハ保管装置1内に保管するために、密閉コンテナ2を搬入・搬出口10Aと同心にして保管容器10上に載置すると共に、ロック機構16の押付部16Bを回転させて保管容器10上に載置された密閉コンテナ2のフランジ3Aを押さえ付けることで、シール材15を弾性変形させて密閉コンテナ2を搬入・搬出口10Aを通して保管容器10の内部に気密に連結する。これにより、密閉コンテナ2の蓋5が昇降台13Aのカム軸81にスプライン係合する。そして、昇降台13Aのカム軸駆動機構82を駆動させて、このカム軸81を所定角度だけ回動させると、カム71も同方向に回動するので、ロックアーム72、72はこのローラ72a、72aが突起部74A、74Bの傾斜面7a、74b上を下りつつ走行して、その変形が解除されて、ロックアーム72、72が元の形状に戻されるように下蓋体5B側に移動して、各進退突起部75A、75Bが案内溝72B内に嵌合することにより、係合溝80内から退避されてロック錠機構70が解錠状態にされる(図7に示す状態にされる)。
【0027】
(2)密閉コンテナ2の蓋5を解錠状態にした後、地上側制御器60から移送機構13及び搬送機構14に保管指令Saと棚指令Ta、Tb(例えば、ウエハカッセト7の第1段目の棚7Aから順次、ウエハWを取り出して、保管棚11の第1段目の棚11Aから順次、保管・載置する指令)を出力する。これにより、移送機構13は昇降台13Aを、ウエハカセット7とともに保管棚11、12側に降下移動させて保管容器10内に移送して、ウエハカセット7のカセット搬送・搬出口7Bを搬送機構14に対向させる。また、これと同時に、搬送機構14は、その垂直用駆動モータ22を駆動させて、図9(a)に示すように、移載用ペンシル45をウエハカセット7のウエハ搬入・搬出口7B側であって、ウエハカセット7の第1段目の棚7Aと第2段目の棚7Aの中間位置まで上昇移動させて、停止する。
【0028】
(3)移載用ペンシル体45が、ウエハカッセト7の第1段目の棚7Aと第2段目の棚7A間に位置すると、図9(b)に示すように、進退用駆動モータ46を駆動して移載用ペンシル体45をウエハカッセト7のウエハ搬入・搬出7Bから第1段目の棚7Aと第2段目の棚7Aとの間に、進長(挿入)した後、この吸着部45Aを作動して吸着可能として、再び、搬送機構14の垂直用駆動モータ22を駆動して移動台21を所定量だけ上昇させて移載用ペンシル体45が第1段目の棚7Aを通過する際に、この吸着部45AでウエハWを吸着して授受すると共に、この後、スライド機構17の進退用駆動モータ46を逆回転させることで、移載用ペンシル体45がウエハWとともに搬送機構14の移動台21上に退避させて、その駆動を停止する。
【0029】
(4)ウエハWがウエハカセット85から搬送機構14に授受されると、再び、搬送機構14の垂直用駆動モータ22を駆動させて、この移動台21を保管容器10の底10a側に下降移動させる。そして、この搬送機構14で搬送されるウエハW(移載用ペンシル体45)が、図10(a)に示すように、保管棚11の上面部11Uと第1段目の棚11Aとの中間位置に位置すると、垂直用駆動モータ22の駆動を停止すると共に、揺動駆動部19の揺動用駆動モータ35を駆動させる。これにより、揺動駆動部19の中央ターンテーブル36が回転すると共に、揺動ターンテーブル37が中央ターンテーブル36とは所定の偏心を持って回転されるので、この揺動ターンテーブル37上にある移載用ペンシル体45及びウエハWが、図10(b)に示すように、保管棚11の上面部11Uと第1段目の棚11Aとの間に対向する位置に揺動回転される。この揺動回転は、揺動ターンテーブル37の回転により、揺動目標とする保管棚11と反対側に位置する案内ローラ42が揺動台38に形成された案内溝40から抜けて、その揺動目標とする保管棚11側に位置する案内ローラ41を仮想的な回転中心として揺動運動を開始することにより行われ、中央ターンテーブル36が90°回転すると、揺動台38は保管棚11と干渉せずに、目標とする保管棚11に近付きながらウエハ搬入・搬出口11BにウエハWを対向させる。
【0030】
(5)ウエハWを保管棚11のウエハ搬入・搬出口11Bに対向させた後、図10(c)に示すように、進退用駆動モータ46を駆動して移載用ペンシル体45をウエハWと共に、保管棚11のウエハ搬入・搬出口11Bから上面部11Uと第1段目の棚11Aとの間に進長(挿入)した後、吸着部45Aの作動を解除すると共に、再び、搬送機構14の垂直用駆動モータ22を駆動して移動台21を所定量だけ降下させて、移載用ペンシル体45が第1段目の棚11Aを通過する際に、ウエハWを保管棚11の第1段目の棚11A上に載置して、この後、スライド機構20の進退用駆動モータ46を逆回転させることで、移載用ペンシル体45を搬送機構14の移動台21上に退避させて、その駆動を停止する。
【0031】
(6)そして、再び、ウエハカッセト7の第2段目の棚7Aに収納されているウエハWを保管棚11の第2段目の棚11Aに保管・載置するために、搬送機構14の移動台21を上昇させて、ウエハカセット7の第2段目の棚7Aと第3段目の棚7Aの中間位置に位置させた後、上記(3)乃至(5)記載と同様な手順で、ウエハカッセト7の第2段目の棚7Aに収納されたウエハWを搬送機構14で取り出して、保管棚11の第2段目の棚11Aに保管・載置する。このように、上記(2)乃至(5)の作動を繰り返すことで、ウエハカッセト7の各棚7A、7A、7A、・・・に段々に収納されたウエハWを順次、搬送機構14で取り出し/搬送して、保管棚11の各棚11A、11A、11A、・・・に順次、保管・載置する。
【0032】
(7)また、保管棚11の各棚11Aに保管・載置されたウエハWをウエハカッセト7に搬出するには、地上側制御器60から搬送機構14に搬出指令Sbと棚指令Ta、Tb(例えば、保管棚11の第1段目の棚11Aから順次、ウエハWを取り出して、ウエハカッセト7の第1段目の棚7Aから順次、搬出する指令)を出力す。これにより、上記(2)乃至(6)記載の手順と逆の手順に従って、搬送機構14で保管棚11の第1段目の棚11Aから順次、ウエハWを取り出して、ウエハカット7の第1段目の棚7Aに順次、搬出・載置することにより行うことができる。
【0033】
(8)保管棚11の各棚11Aから搬送機構14で、ウエハカセット7の各棚7AにそれぞれウエハWを搬出した後、移送機構13の昇降台13Aを上昇させて、ウエハカッセト7を保管容器10内から密閉コンテナ2内に搬送すると共に、この昇降台13Aで保管容器10の搬入口10Aを覆って保管容器10内を密閉状態にする。そして、昇降台13Aのカム軸駆動機構82を駆動してアム軸81を上記(1)記載とは逆方向に所定角度だけ回動すると、ロックアーム72、72は、図11(a)に示すように、カム71の各進退突出部75A、75Bがロックアーム72、72の案内溝72Aに沿って移動する際に、フランジ3A側に押し出す力を受けるので、密閉コンテナ2のフランジ3Aに形成された係合溝80内に進入にされる。このとき、ロックアーム72、72は、その係合溝80内への進入に際して、板ばね83のばね力を受けて凸部78を支点としてバランスしているが、係合溝80内への移動に伴ってその重心位置が係合溝80側へ移動し、ついには、板ばね83のばね力に抗して、ロックアーム72、72が下蓋体68B側に回転して、この先端部が係合溝80に干渉しないようにされて、係合溝80内に進入される。更に、カム71を回動すると、ロックアーム72、72は、このローラ72a、72aがカム71に形成された各突起部74A、74Bの傾斜面74a、74b上を登りつつ走行するので、上蓋体68A側に押し上げられ、図11(b)に示すように、上蓋体68Aの凸部79を支点として、ロックアーム72、72のフランジ66A側端部が係合溝80の底面80aに係合するように変形されて、この変形によるロックアーム72、72の押圧力で密閉コンテナ2のコンテナ本体3を下蓋体5B側に移動させて環状シール材4を介して上蓋体5Aに密閉係合させて、錠機構70を施錠状態にする。その後、ロック機構16の押付部16Bを回転させて、この押付部16Bによる密閉コンテナ3のフランジ3Aの押さえ付けを解除して、密閉コンテナ2をウエハ保管装置1の保管容器10から取り外して、ウエハWを所定の場所(次工程)に搬送するものである。
【0034】
また、近年の半導体製造におけるウエハWの枚葉処理に対応するため、すなわち、一枚毎に搬送されるウエハWを保管棚11、12の各棚11A、11Aに保管・載置し、又は保管棚11、12の各棚11A、12Aに保管されたウエハWを一枚毎に取り出すには、以下のように行われる。
【0035】
(A)まず、図12に示すような、ウエハWが一枚だけ載置される棚157Aを有するウエハカセット157を密閉に収納するに足る内部空間を有する密閉コンテナ152を用意する。尚、密閉コンテナ152の構成については、図7と同一符号は同一の構成を有するのでその説明は省略する。
【0036】
(B)そして、密閉コンテナ152内に収納されたウエハカッセト157のウエハWをウエハ保管装置1内に保管するために、密閉コンテナ152を搬入・搬出口10Aと同心にして保管容器10上に載置すると共に、ロック機構16の押付部16Bを回転させて保管容器10上に載置された密閉コンテナ152のフランジ3Aを押さえ付けることで、シール材15を弾性変形させて密閉コンテナ2を搬入口10Aを通して保管容器10の内部に気密に連結する。その後は、上記(1)乃至(6)に記載と同様にして、地上側制御器60から搬送機構14に搬出指令Saと棚指令Ta、Tb(例えば、ウエハカセット157の棚157AからウエハWを取り出して、保管棚11の第1段目の棚11Aに保管・載置する指令を送出して、移送機構13、搬送機構14を作動させることにより移載用ペンシル45でウエハWをウエハカセット157の棚157Aから授受し、保管棚11の第1段目の棚11Aに保管・載置する。このように、密閉コンテナ152内に一枚毎(枚葉)に密閉して収納されるウエハWを逐次、移載用ペンシル45で取り出して保管棚11、12の各棚11A、12Aに保管・載置できる。
【0037】
(C)また、保管棚11の各棚11Aに保管・載置されたウエハWを、一枚だけ取り出してウエハカッセト157に搬出するには、上記(7)及び(8)に記載と同様にして、上側制御器60から搬送機構14に搬出指令Sbと棚指令Ta、Tb(例えば、保管棚11の第1段目の棚11AからウエハWを取り出して、ウエハカッセト157の棚157Aに搬出する指令)を出力して、搬送機構14で保管棚11の第1段目の棚11AからウエハWを取り出して、ウエハカット157の棚157Aに搬出・載置することにより行うことができる。
【0038】
尚、本実施例におけるウエハ保管装置1においては、ウエハカセット7から保管棚11へ、又はその逆へのウエハWの保管・搬出は、搬送機構14でウエハカセット7の第1段目の棚7A、第2段目の棚7A、・・・・の順にウエハWを取り出して、保管棚11の第1段目の棚11A、第2段目の棚11A、・・・・に対応するように搬送する場合、又はその逆に搬送する場合を示したが、これに限定されるものでなく、地上側制御装置60から搬送機構14に出力される棚指令Ta、Tbを変更・操作することにより、搬送機構14の垂直用駆動モータ22の駆動を制御して、ウエハカッセト7の任意段目の棚7Aに移載用ペンシル体45を対向させて、例えば、ウエハカッセト7の第3段目の棚7Aに対向させて、上記(3)記載の如く、ウエハWを取り出した後、垂直用駆動モータ22の駆動を制御して、保管棚11、12の任意段目の棚11A、12AにウエハW(移載用ペンシル体45)を対向させ、例えば、保管棚12の第4段目の棚12Aに、揺動機構19、スライド機構20を作動して、上記(4)及び(5)記載の如く、ウエハWを保管棚12の第4段目の棚12A(任意段目の棚12A)に保管・載置することができ、また、その逆の作動を行えば、保管棚11、12の任意段目の棚11A、12Aに保管・載置されたウエハWを取り出して、ウエハカセット7の任意段目の棚7Aに搬出することが可能となり、ウエハカセット7の各棚7Aに任意的にウエハWを並び代えて搬出することができと共に、ウエハWの枚葉化の処理に対応して、保管棚11、12の任意段目の棚11A、12Aに保管・載置されているウエハを1枚(枚葉)毎に、取り出すことができる。また、ウエハカセット157においても、地上側制御装置60に対する棚指令Ta、Tbを変更・操作することにより、保管棚11、12の任意段目の棚11A、12AにウエハWを保管・載置でき、保管棚11、12の任意段目の棚11A、12Aに保管・載置されているウエハWをウエハカセット157に搬出することができる。
【0039】
また、本実施例においては、1本の移載用ペンシル体45でウエハWを一枚づつ搬送する場合について説明したが、これに限定されるものでなく、相互に所定間隔Aを有して移載用ペンシル体45上に、この移載用ペンシル45と同様な構成(進退用駆動モータ46の駆動の駆動を伝達するスライド台47で、移載用ペンシル体45を保管棚11、12、ウエハカッセト7に進退させる構成)の1〜N本で任意本数の移載用ペンシルを重ねて配置したものであってもよい。このようにすれば、一度に2枚からN枚の範囲内でウエハWを、ウエハカッセト7から保管棚11、12に、又はその逆に保管・搬出することができる。
【0040】
更に、本実施例において、保管容器10内を窒素ガスN2 等の不活性ガスで充満してもよく、また、図13(a)に示すように、保管容器10の底10aの下に空間を形成すると共に、保管棚11、12と側面10cとの間にフィルタ130を配して、保管容器10の底10aから側面10cに延びる循環通路131を形成する。そして、この循環通路130を底10aと側面10cとの開口して保管容器10内に連通すると共に、底10aの開口にブロア132を連結したものであってもよく、この場合においては、ブロア132を作動させることにより、保管容器10の外部に配置された不活性ガスボンベ135(窒素ガスボンベ)やガスラインが接続されて循環通路131に供給される不活性ガス(例えば、窒素ガス)が保管容器10内からブロア132−循環通路131を通り、フィルタ130で不活性ガスに混在しているゴミ等を浄化して、再び、保管容器10内に不活性ガスを循環させることができ、保管棚11、12等に保管・載置された半導体ウエハWに自然酸化による酸化膜の成長を防止することができる。
【0041】
更に、本実施例では、図13(b)に示すように、保管容器10の底10aの四角に、キャスタ機構140を取り付けることにより、ウエハ保管装置1、100自体を搬送可能(自走)にしたものであってもよく、また、ウエハ保管装置1、100を図示しない無人搬送車上に搭載して、搬送可能にしたものであってもよい。これににより、ウエハ保管装置1を半導体ウエハWの処理に対応して、種々の場所に移動・配置することができる。
【0042】
また、本実施例の半導体ウエハWを保管容器10内に移送する移送機構13と、半導体ウエハWを搬送する搬送機構14は、これに限定されるものでなく、有効に半導体ウエハWを移送/搬送する機構であればよい。
【0043】
【発明の効果】
このように本発明のウエハ保管装置によれば、ウエハカセット、又は密閉コンテナにに収納された複数、又は一枚の半導体ウエハを、ロック機構で密閉コンテナと保管容器の気密状態を維持しつつ、移送機構、搬送機構で保管容器内にある保管棚に保管・載置、又は保管棚に保管・載置された半導体ウエハをウエハカセットに搬出するようにしているので、ウエハカセットや密閉コンテナ毎に保管する必要がなくなり、半導体ウエハの収納スペースを低減させることができる。
【0044】
また、ウエハカセットと保管棚間の半導体ウエハの搬送を、搬送機構で行っているので、ウエハカッセトから保管棚に半導体ウエハを保管・載置した後、搬送機構の作動を制御することで、保管棚の各棚に保管された半導体ウエハを並び代えてウエハカセットに搬出することができ、また、保管棚の任意の棚に収納された一枚の半導体ウエハのみをウエハカセットに搬出することができるので、半導体ウエハの一枚毎に、即ち、半導体ウエハの枚葉処理を行うことが可能となる。
【0045】
更に、保管容器の内部を不活性ガスで充満することにより、半導体ウエハへの塵埃の付着、及び自然酸化による酸化膜の成長を防ぐことができ、また、保管容器に走行機能を備えることで、所定スペースに移動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のウエハ保管装置の構成を示す断面正面図である。
【図2】本発明の実施例におけるウエハ保管装置の構成を示す断面側面図である。
【図3】本発明の実施例のウエハ保管装置における搬送機構の構成を示す斜視図である。
【図4】本発明の実施例のウエハ保管装置における搬送機構と保管棚との配置関係を説明するための要部拡大図である。
【図5】本発明の実施例のウエハ保管装置における搬送機構の揺動駆動部の構成を説明するための図であって、(a)はその上面拡大図、(b)はその側面拡大図である。
【図6】本発明の実施例のウエハ保管装置における搬送機構のスライド駆動部の構成を説明するための図であって、(a)はその上面拡大図、(b)はその側面拡大図である。
【図7】本発明の実施例のウエハ保管装置における密閉コンテナの詳細な構造を説明するための断面図である。
【図8】本発明の実施例のウエハ保管装置における密閉コンテナの錠機構の構造を説明するための要部拡大斜視図である。
【図9】(a)及び(b)は、本発明の実施例1におけるウエハ保管装置における搬送機構によるウエハカッセトから半導体ウエハを取り出す作動を説明するための模式図である。
【図10】(a)乃至(c)は、本発明の実施例1のウエハ保管装置における搬送機構による保管棚への半導体ウエハの保管・載置の作動を説明するための図である。
【図11】(a)及び(b)は、本発明の実施例1のウエハ保管装置における密閉コンテナの施錠の作動を説明するための要部拡大図である。
【図12】実施例のウエハ保管装置における半導体ウエハの枚葉処理に用いられる密閉コンテナの詳細な構造を説明するための断面図である。
【図13】(a)及び(b)は、本発明の実施例1及び実施例2のウエハ保管装置の変形例を示す図である。
【図14】従来技術の半導体ウエハを保管するための第1例としての保管装置を示す斜視図である。
【図15】従来技術の半導体ウエハを保管するための第2例としての保管装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
1、100 ウエハ保管装置
2、152 密閉コンテナ
7 ウエハカセット
10 保管容器
11、12 保管棚
13 移送機構
14 搬送機構
16 ロック機構
Claims (3)
- 半導体ウエハを段々に載置する複数の棚、又は一枚の半導体ウエハのみを載置する棚を有するウエハカセットを密閉して収納する密閉コンテナと、前記密閉コンテナが載置される保管容器と、前記保管容器に載置された前記密閉コンテナを前記保管容器に形成された搬入・搬出孔を通して当該保管容器の内部に気密に連結するロック機構とを備え、
前記保管容器の内部には、前記ウエハカセットを当該保管容器の内外に前記搬入・搬出孔を通して搬入/搬出する移送機構と、前記半導体ウエハを段々に収納する複数の棚を有する保管棚と、前記半導体ウエハを前記ウエハカセットの任意の棚から前記保管棚の任意の棚へ、又はその逆に搬送する搬送機構とを有してなることを特徴とするウエハ保管装置。 - 前記保管容器が、走行機能を兼ね備えていることを特徴とする請求項1記載のウエハ保管装置。
- 前記保管容器の内部が、不活性ガスで満されていることを特徴とする請求項1又は請求項2それぞれに記載のウエハ保管装置。
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