(57)【要約】  スマートカートとスマートカートに搭載されたベース拡張フレームとベース拡張フレームに固定されたカセット積載フレームとを備えるカセット搬送装置が開示される。カセット積載フレームはいくつかのセグメントに分割されており、それぞれは複数のカセットトレイを収容する。カセットトレイはそれぞれその表面上で第１のトラフ及び第１のトラフ内の第２のトラフを画定する。第１のトラフは第１のサイズのカセットを保持するように構成され、第２のトラフは第２のサイズのカセットを保持するように構成される。第１及び第２のトラフを用いて、カセットトレイのそれぞれは第１又は第２のサイズのいずれかのカセットを保持することができ、カセット搬送装置を高収率で両方の種類のカセットの搬送に使用できるようにする。また、搬送コスト、時間及び労力の節減を可能にしつつ、スマートカートは人間が介入せずに、あるいは軌道を構築せずに自動搬送を可能にする。【選択図】図３Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スマートカートと、前記スマートカートに搭載されたベース拡張フレームと、前記ベース拡張フレームに固定されたカセット積載フレームとを備え、前記カセット積載フレームはいくつかのセグメントに分割され、各セグメントは、複数のカセットトレイを収容し、
前記複数のカセットトレイのそれぞれは、その表面上において、第１のトラフ及び前記第１のトラフ内の第２のトラフを画定し、前記第１のトラフは第１のサイズのカセットを保持するように構成されており、前記第２のトラフは第２のサイズのカセットを保持するように構成されている、カセット搬送装置。
【請求項２】
前記第２のトラフは少なくとも２つのバネ式係止アセンブリを備えている、請求項１に記載のカセット搬送装置。
【請求項３】
前記第２のトラフは前記第２のトラフの４隅それぞれに配置された４つのバネ式係止アセンブリを備えている、請求項２に記載のカセット搬送装置。
【請求項４】
前記第１のトラフは少なくとも３つのピン式係止アセンブリを備えている、請求項１に記載のカセット搬送装置。
【請求項５】
前記第１のトラフは三角形を規定するように配置された３つのピン式係止アセンブリを備えている、請求項４に記載のカセット搬送装置。
【請求項６】
前記複数のカセットトレイはそれぞれ、その裏面に少なくとも３つの応力センサを備えており、前記少なくとも３つの応力センサは同一線上に配設されていない、請求項１に記載のカセット搬送装置。
【請求項７】
前記複数のカセットトレイはそれぞれ、その裏面に３つの応力センサを備えており、前記３つの応力センサは前記第２のトラフの３つの縁部に対応して前記第２のトラフの裏面に配置されている、請求項６に記載のカセット搬送装置。
【請求項８】
前記複数のカセットトレイはそれぞれ、その裏面に少なくとも１つの光電センサを更に備えており、前記少なくとも１つの光電センサはカセットの有無を検知するように構成されている、請求項１に記載のカセット搬送装置。
【請求項９】
前記カセット積載フレームは、カセットのＩＤ情報を取得するためのＲＦＩＤセンサを備えている、請求項１に記載のカセット搬送装置。
【請求項１０】
前記ＲＦＩＤセンサはそれぞれ、前記カセットのＩＤ情報を取得する２つのアンテナを備えており、前記２つのアンテナのうち一方は、前記第１のサイズの前記カセットを検知するように構成され、前記２つのアンテナのうち他方は、前記第２のサイズの前記カセットを検知するように構成されている、請求項９に記載のカセット搬送装置。
【請求項１１】
複数のバッファは前記スマートカートと前記ベース拡張フレームとの間に配置されている、請求項１に記載のカセット搬送装置。
【請求項１２】
複数の障害物回避センサを更に備える、請求項１に記載のカセット搬送装置。
【請求項１３】
前記複数の障害物回避センサは、超音波センサ、水平センサ及び垂直センサを含み、前記超音波センサは、前記スマートカートが進行する方向に沿って互いに反対する前記ベース拡張フレームの前部側及び後部側に対称に配置されており、前記水平センサは前記ベース拡張フレームの左側及び右側に対称に配置されており、前記垂直センサは、前記カセット積載フレームの左側及び右側に対称に配置されている、請求項１２に記載のカセット搬送装置。
【請求項１４】
前記第１のサイズは１２インチであり、前記第２のサイズは８インチである、
請求項１〜１３のいずれか一項に記載のカセット搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送の分野に関し、特に、カセット搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体技術の発展につれて、３００ｍｍウェハが２００ｍｍウェハを徐々に置き換わり、主流となるであろう。それに応じて、ウェハで全部充填されたウェハカセットの総重量は約４ｋｇから約８ｋｇに増大することになり、手作業及び搬送の効率が低下してしまい、オペレーターが怪我のリスクを受けやすくなってしまう。これまでは、このようなカセットは、トロリー又はカートを用いて手で搬送されている。しかし、このアプローチは、搬送効率の低さ、労働集約的であること、汚染が深刻であること、自動化度合の低さ及び旋回半径が大きいことなど、かなりの欠点が伴うものである。これらの欠陥は、半導体製造工場（ｆａｂ）の利用が高くなることに対して要求される要件が高まるにつれて、ますます深刻になっている。
【０００３】
上記問題を克服するため、最新３００ｍｍの製造工場では、ＡＭＨＳ（automated material handling system）が採用され、そのなかで、天井走行式無人搬送車（OHT：overhead hoist transfer）が、天井走行式軌跡を追従し、プロセス設備と一時保管棚との間でウェハカセットを搬送する。しかし、このようなシステムは、ＡＭＨＳの軌道及び他の支持施設を構築するために高額な製造工場の改装が必要となるので、これまでの半導体製造業者にとってはたいてい入手できないものである。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の目的はカセット搬送装置を提供することによって、カセット搬送のＡＭＨＳ軌跡の高額な建設が要求される上記の問題を克服することにある。
【０００５】
このため、本発明において提供されるカセット搬送装置は、スマートカートと、前記スマートカートに搭載されたベース拡張フレームと、前記ベース拡張フレームに固定されたカセット積載フレームと、を備え、前記カセット積載フレームはいくつかのセグメントに分割され、各セグメントは複数のカセットトレイを収容し、
前記カセットトレイのそれぞれは、その表面上において、第１のトラフ及び前記第１のトラフ内の第２のトラフを画定し、前記第１のトラフは第１のサイズのカセットを保持するように構成されており、前記第２のトラフは、第２のサイズのカセットを保持するように構成されている。
【０００６】
任意選択的に、前記カセット搬送装置において、前記第２のトラフは少なくとも２つのバネ式係止アセンブリを備えてもよい。
【０００７】
任意選択的に、前記カセット搬送装置において、前記第２のトラフは前記第２のトラフの４隅それぞれに配置された４つのバネ式係止アセンブリを備えてもよい。
【０００８】
任意選択的に、前記カセット搬送装置において、前記第１のトラフは少なくとも３つのピン式係止アセンブリを備えてもよい。
【０００９】
任意選択的に、前記カセット搬送装置において、前記第１のトラフは三角形を規定するように配置された３つのピン式係止アセンブリを備えてもよい。
【００１０】
任意選択的に、前記カセット搬送装置において、前記カセットトレイはそれぞれ、その裏面に少なくとも３つの応力センサを備えてもよく、前記少なくとも３つの応力センサは同一線上に配設されていない。
【００１１】
任意選択的に、前記カセット搬送装置において、カセットトレイはそれぞれ、その裏面に３つの応力センサを備えてもよく、前記３つの応力センサは、前記第２のトラフの３つの縁部に対応して前記第２のトラフの裏面に配置されている。
【００１２】
任意選択的に、前記カセット搬送装置において、前記カセットトレイはそれぞれ、その裏面に少なくとも１つの光電センサを更に備えててもよく、前記少なくとも１つの光電センサはカセットの有無を検知するように構成されている。
【００１３】
任意選択的に、前記カセット搬送装置において、前記カセット積載フレームはカセットのＩＤ情報を取得するためのＲＦＩＤセンサを備えてもよい。
【００１４】
任意選択的に、前記カセット搬送装置において、前記ＲＦＩＤセンサはそれぞれ前記カセットのＩＤ情報を取得するための２つのアンテナを含んでもよく、前記２つのアンテナのうち一方は前記第１のサイズの前記カセットを検知するように構成され、前記２つのアンテナのうち他方は、前記第２のサイズの前記カセットを検知するように構成されている。
【００１５】
任意選択的に、前記カセット搬送装置において、複数のバッファは前記スマートカートと前記ベース拡張フレームとの間に配置されてもよい。
【００１６】
任意選択的に、前記カセット搬送装置は、複数の障害物回避センサを更に含んでもよい。
【００１７】
任意選択的に、前記カセット搬送装置において、前記複数の障害物回避センサは超音波センサ、水平センサ及び垂直センサを含むことができ、前記超音波センサは前記スマートカートが進行する方向に沿って互いに反対する前記ベース拡張フレームの前部側及び後部側に対称に配置されており、前記水平センサは、前記ベース拡張フレームの左側及び右側に対称に配置されており、前記垂直センサは前記カセット積載フレームの左側及び右側に対称に配置されている。
【００１８】
任意選択的に、前記カセット搬送装置において、前記第１のサイズは１２インチであってもよく、前記第２のサイズは８インチであってもよい。
【００１９】
前記スマートカートと、前記スマートカートに搭載された前記ベース拡張フレームと、前記ベース拡張フレームに固定されたカセット積載フレームと、を備える本発明のカセット搬送装置において、前記カセット積載フレームはいくつかのセグメントに分割され、それぞれ複数のカセットトレイを収容し、カセットトレイはそれぞれ、その表面で、第１のサイズのカセットを保持する第１のトラフと、前記第１のトラフに囲われ、第２のサイズのカセットを保持するように構成された第２のトラフと、を画定する。前記第１及び第２のトラフを用いて、前記カセットトレイはそれぞれ、第１又は第２のサイズのいずれかのカセットを保持することができ、前記カセット搬送装置を高収率で両方の種類のカセットの搬送に使用できるようにする。また、スマートカートは、搬送コスト、時間、及び労力の節減を可能にしつつ、人間が介入せずに、あるいは軌道を構築せずに自動搬送を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るカセット搬送装置の概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るＲＦＩＤセンサの１２″カセットの認証を模式的に図示する。
【図３Ａ】本発明の第１の実施形態又は第２の実施形態に係るカセットトレイの概略図である。
【図３Ｂ】本発明の第１の実施形態又は第２の実施形態に係るカセットトレイの概略図である。
【図４Ａ】本発明の第２の実施形態に係るＲＦＩＤセンサによる８″カセットの認証を模式的に図示する。
【図４Ｂ】本発明の第２の実施形態に係るＲＦＩＤセンサによる８″カセットの認証を模式的に図示する。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
添付図面と結びつけて読むことになる、本発明のいくつかの特定の実施形態の以下の詳細な説明を参照して、本発明で提案されたカセット搬送装置を更に説明する。以下の詳細な説明及び添付の特許請求の範囲から本発明の特徴及び利点がより明らかになるであろう。図面は非常に簡略化した形態で提供され、実施形態を説明する際に、便宜及び明瞭さを促進する目的のみで必ずしも縮尺にしたがって描かされていないことに留意されたい。
実施形態１
【００２２】
図１及び図３Ａを参照すると、カセット搬送装置は、スマートカート１と、スマートカート１に搭載されたベース拡張フレーム３と、ベース拡張フレーム３に固定されたカセット積載フレーム２とを備える。カセット積載フレーム２は支持プレート１０によりいくつかのセグメントに分割されている。支持プレート１０にはそれぞれ、いくつかのカセットトレイ２０が載せられている。図３ａに示すように、各カセットトレイ２０は、その表面上において、第１のトラフ（trough）２０１及び第１のトラフ２０１内の第２のトラフ２０２を画定する。第１のトラフ２０１は第１のサイズのカセット４に対応し、第２のトラフ２０２は第１のサイズより小さい第２のサイズのカセット４に対応する。好ましくは、一往復あたり積載容量及び搬送効率を高くするため、少なくとも２つのカセットトレイ２０が、カセット積載フレーム２をいくつかのセグメントに分割する各支持プレートに載せられている。
【００２３】
第１及び第２のトラフ２０１，２０２はそれぞれ、第１の及び第２のサイズのカセット４に応じて設計されている。第１及び第２のトラフ２０１，２０２はカセット４がそこから移動してしまうのを防止する壁を含んでもよい。このようにして、単一のカセットトレイ２０は第１又は第２のサイズのいずれかのカセット４を搬送することができるので、装置に高い適応性及び利用性を持たせることができる。本実施例では、第１のサイズは１２″であり、第２のサイズは８″である。もちろん、カセットトレイ２０はまた、対応するトラフの設計により他のカセットサイズに適応されてもよい。このことは当業者に容易に理解され得ることなので、本明細書では詳細に説明しない。
【００２４】
図３Ａ〜図３Ｂｂを参照すると、第２のトラフ２０２は少なくとも２つのバネ式係止アセンブリ２１１を備えてもよい。カセット４を第２のトラフ２０２内にしっかりと保持できるように、少なくとも２つのバネ式係止アセンブリ２１１が、第２のサイズのカセット４の位置を固定するように協働する。好ましくは、第２のトラフは４つのバネ式係止アセンブリ２１１を備えてもよく、４つのバネ式係止アセンブリ２１１は第２のトラフの各コーナーに設けられる。
【００２５】
第１のトラフ２０１は少なくとも３つのピン式係止アセンブリ２１２を備えてもよい。少なくとも３つのピン式係止アセンブリ２１２は共に作用し、第１のサイズのカセット４の位置を確実に固定する。好ましくは、３つのピン式係止アセンブリ２１２が三角形を規定するように設けられる。ピン式係止アセンブリ２１２はカセット４の底のそれぞれ対応する溝と連携し、カセット４を固定することができる。
【００２６】
図３Ｂを参照すると、カセットトレイ２０の裏面には、少なくとも３つの応力センサ２０３及び少なくとも１つの光電センサ２０４が配置されてもよい。応力センサは、カセット４が傾いているかを検出するために、非線形に配設されており、光電センサ２０４は、カセット４の配置エラーを低減すべく、カセット４の有無を検出するように構成されている。本実施例では、３つの応力センサ２０３が設けられており、３つの応力センサ２０３は第２のトラフ２０２の裏面の各底縁部に配設されている。
【００２７】
本実施例では、カセット搬送装置は複数の障害物回避センサ、並びに、スマートカート１とベース拡張フレーム３との間に配置された複数のバッファを更に備える。ベース拡張フレーム３はスマートカート１の周辺部の拡張として機能し、スマートカート１の積載容量を増加させ、搬送効率を向上させることができる。バッファはスマートカート１が進行中、カセット積載フレーム２の振動を軽減し、積載されたカセット内のウェハへの損傷を回避することができる。
【００２８】
更に、図１を再び参照すると、障害物回避センサは超音波センサ９、水平センサ５及び垂直センサ６を含むことができる。各超音波センサ９は、スマートカート１が進行する方向に沿って互いに対向するベース拡張フレーム３の前部側及び後部側に対称に配置されている。ここでは、前部側は、スマートカート１が前進している方向に向かうベース拡張フレーム３の側を指し、後部側は、前部側の反対側を指すものである。各水平センサ５はベース拡張フレーム３の左側及び右側に対称に配置されている。ここでは、左側はスマートカート１の前進方向に対して左のベース拡張フレーム３の側を指し、右側は左側の反対側を指すものである。各垂直センサはカセット積載フレーム２の左側及び右側に対称に配置されている。超音波センサ９は予め設定された範囲のスマートカート１の前後の障害物を検出するように構成されている。水平センサ５は横方向のスマートカート１の前後の障害物を検出するように構成されている。垂直センサ６は垂直方向におけるスマートカート１の障害物を検出するように構成されている。水平及び垂直センサ５，６の最大検出範囲はすべて２７０°である。好ましくは、水平センサ５の数は４個である。スマートカート１の安全性及び信頼性を確実にするため、カセット搬送装置は高さ２０ｍｍ未満の障害物を横断し、高さ２０ｍｍ超過の障害物を迂回するように構成してもよい。
【００２９】
更にまた、カセット搬送装置は８″及び１２″カセット両方を認証可能なＲＦＩＤセンサを含んでもよい。ＲＦＩＤセンサはカセット積載フレーム２に配置され、カセットがスマートカート１に配置されるとすぐに、カセットの識別子（すなわち、ＩＤ情報）を読み込むことができる。ＲＦＩＤセンサは、それぞれ、第１及び第２のサイズのカセット４のＩＤ情報を取得する２つのアンテナを備えることができる。図２を参照すると、ＲＦＩＤタグ８を有する１２″（インチ）カセット４がカセットトレイ２０に配置され、タグは、カセットが処理されるカセット積載フレーム２の側に配置される。ＲＦＩＤセンサのうち対応する１つの第１のカセットサイズ特有のアンテナ７は、カセットトレイ２０の真下に、かつＲＦＩＤタグ８の近傍に位置するようにカセットトレイ２０を載せる支持プレート１０に配設される。ＲＦＩＤセンサ内のアンテナ７はそれらの間の距離が０−１０ｍｍの範囲にある場合はＲＦＩＤタグ８を十分に検知することができるように構成されている。
実施形態２
【００３０】
図４Ａ〜図４Ｂを参照すると、図４Ａは８″カセット４の認証を示す前面図であり、図４Ｂは図４Ａの上面図である。図示するように、ＲＦＩＤタグ８が付いた８″カセットがカセットトレイ２０上に置かれており、そのタグはカセットの中心をつなぐ線がカセット積載フレーム２のカセット積載（loading）／荷下ろし（unloading）方向に垂直となるように配置されている。一方、ＲＦＩＤセンサのうち対応するセンサ内の第２のカセットサイズ特有のアンテナ７が、ＲＦＩＤタグ８の近傍に位置するように、カセット積載フレーム２上に配置されている。具体的には、ＲＦＩＤセンサ内のアンテナ７はＲＦＩＤタグ８から０−１０ｍｍの距離ｗ２だけ水平に、カセットトレイ２０を載せた支持プレート１０から１２０−１５０ｍｍ（５ｍｍの寸法公差）の距離ｈ１だけ垂直に離れており、また、カセットが処理される側と反対のカセット積載フレーム２の側から水平に４０ｍｍ（±３ｍｍの寸法公差）の距離ｈ２だけ離れている。
【００３１】
まとめると、スマートカートと、スマートカートに搭載されたベース拡張フレームと、ベース拡張フレームに固定されたカセット積載フレームとを備えた本発明のカセット搬送装置において、カセット積載フレームはいくつかのセグメントに分割されており、それぞれは、複数のカセットトレイを収容し、カセットトレイはそれぞれ、その表面上において、第１のサイズのカセットを保持する第１のトラフと、第１のトラフで囲われ、第２のサイズのカセットを保持するように構成された第２のトラフを画定する。第１及び第２のトラフを用いて、カセットトレイのそれぞれは、第１のサイズ又は第２のサイズのいずれかのカセットを保持することができ、カセット搬送装置を両方のタイプのカセットを高収率で搬送するのに使用できるようにする。また、スマートカートは搬送コスト、時間及び労力の節減を可能にしつつ、人間が介入せずに、あるいは、軌道を構築せずに、自動搬送を可能にする。
【００３２】
本明細書に開示された実施形態は累積的に記載されており、各実施形態の説明は、他の実施形態（単数又は複数）との違いに着目している。任意の共通の特徴又は本質的に共通の特徴についての詳細な説明のために、各実施形態間で参照してもよい。
【００３３】
上記に提示した説明は本発明の数少ない実施形態の説明にすぎず、いかなる意味でも本発明の範囲を限定するものではない。上記の教示に基づいて当業者によって行われた一部の、かつ全部の変更及び変形は添付の特許請求の範囲で規定する範囲に入るものである。
【符号の説明】
【００３４】
１−スマートカート
２−カセット積載フレーム
１０−支持プレート
２０−カセットトレイ
２０１−第１のトラフ
２１１−バネ式係止アセンブリ
２１２−ピン式係止アセンブリ
２０２−第２のトラフ
２０３−応力センサ
２０４−光電センサ
３−ベース拡張フレーム
４−カセット
９−超音波センサ
５−水平センサ
６−垂直センサ
７−ＲＦＩＤセンサ内のアンテナ
８−ＲＦＩＤタグ
【図１】
2019515497.tif 000003
【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
2019515497.tif 000006
【図４ａ】
2019515497.tif 000007
【図４ｂ】
2019515497.tif 000008
【国際調査報告】
2019515497.tif 000009
2019515497.tif 000010
2019515497.tif 000011
2019515497.tif 000012