(57)【要約】【課題】  省スペース化や装置の負荷増大防止を図ることができ、基板の撓みに伴う弊害を解消することのできる基板の給排装置及び基板の給排方法を提供する。【解決手段】  基板収納容器１に対して半導体ウェーハＷを投入・払い出し装置２０により給排する装置であって、基板収納容器１を、ベース板２上に半導体ウェーハＷを収納する収納カセット３を備えた容器本体４と、容器本体４のベース板２に嵌合されて収納カセット３を被覆する被覆ケース５とから構成する。また、投入・払い出し装置２０を、基板収納容器１を立てて搭載して半導体ウェーハＷを起立させるロードポート２１と、ロードポート２１に搭載された基板収納容器１に対して進退動し、被覆ケース５に対して容器本体４を着脱する着脱搬送機構２７と、被覆ケース５から取り外された容器本体４の半導体ウェーハＷを突き上げる突き上げ機構３０と、突き上げられた半導体ウェーハＷをハンドリングするハンドリングロボット３１とから構成する。【選択図】  図１
2008108823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板収納容器に対して基板を投入・払い出し装置により給排する基板の給排装置であって、
基板収納容器は、ベース板上に基板を収納する収納カセットを備えた容器本体と、この容器本体のベース板に着脱自在に嵌め合わされて収納カセットを被覆する被覆体とを含み、
投入・払い出し装置は、基板収納容器を立てて搭載して基板を起立させるロードポートと、このロードポートに搭載された基板収納容器に対して進退動し、基板収納容器の被覆体に対して容器本体を略水平に着脱する着脱搬送機構と、この着脱搬送機構により基板収納容器の被覆体から取り外された容器本体の基板を突き上げる突き上げ機構と、この突き上げ機構により突き上げられた基板をハンドリングするハンドリング機構とを含んでなることを特徴とする基板の給排装置。
【請求項２】
基板収納容器の収納カセットは、ベース板上に設けられて基板の後部と両側部を支持する複数の棚板と、この複数の棚板に設けられて基板に対向する抑え体とを含み、複数の棚板の間に空間を形成した請求項１記載の基板の給排装置。
【請求項３】
ハンドリング機構を、突き上げられた基板の周縁部をクランプするハンドリングロボットとした請求項１又は２記載の基板の給排装置。
【請求項４】
請求項１、２、又は３記載の基板の給排装置を使用して基板収納容器に対し基板を給排することを特徴とする基板の給排方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄く撓みやすい大口径の半導体ウェーハ等からなる基板を投入・払い出しする基板の給排装置及び基板の給排方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハは、現在、フロントオープンボックスタイプの基板収納容器に収納される口径３００ｍｍのタイプが主流である（特許文献１参照）が、将来的には、チップサイズの大型化と生産性の向上の観点から口径４５０ｍｍのタイプに移行すると考えられている。このように半導体ウェーハが口径３００ｍｍから４５０ｍｍのタイプに移行すると、その撓み量、重量、スペースが増大するので、フロントオープンボックスタイプの基板収納容器やその蓋体を開閉する蓋体開閉装置、及びハンドリングロボット等をそのまま使用することができなくなる。
【０００３】
そこで、現在、４５０ｍｍのタイプの半導体ウェーハＷに対応可能な新しいシステムが模索されているが、その一つとして図６に示すシステムがあげられる。このシステムは、図６に示すように、投入・払い出し装置２０Ａのロードポート２１Ａにボトムオープンタイプで大型の基板収納容器１Ａを水平に搭載し、この基板収納容器１Ａに対して口径４５０ｍｍの半導体ウェーハＷを水平多関節のハンドリングロボット３１Ａにより水平に投入したり、払い出すようにしている。
【０００４】
ボトムオープンタイプの基板収納容器１Ａは、図７に示すように、底板１１上に複数枚の半導体ウェーハＷを上下多段に整列収納する収納カセット３Ａを備えた容器本体４と、この容器本体４の底板１１に上方から着脱自在に嵌合されて収納カセット３Ａを被覆する被覆ケース５とを備えて構成され（特許文献２参照）、投入・払い出し装置２０Ａの昇降可能なロードポート２１Ａ上に底板１１が水平に搭載される。
【特許文献１】特開２００６‐２１６７７５号公報
【特許文献２】特公平７‐４６６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
４５０ｍｍタイプの半導体ウェーハＷに対応可能な新しいシステムは、以上のように構成され、ロードポート２１Ａに基板収納容器１Ａを水平に搭載するので、大型の基板収納容器１Ａを搭載するため、広いスペースが必要になり、しかも、装置の負荷が増大するおそれがある。また、基板収納容器１Ａに対して半導体ウェーハＷをハンドリングロボット３１Ａにより水平に投入したり、払い出すので、重い半導体ウェーハＷが弓なりに撓んで他の半導体ウェーハＷに干渉する事態や、ハンドリングロボット３１Ａのハンドが挿入時に半導体ウェーハＷに干渉することにより、半導体ウェーハＷを損傷するおそれが懸念される。
【０００６】
このような懸念を解消するには、収納カセット３Ａに収納された複数枚の半導体ウェーハＷ間のピッチを拡大すれば良いが、そうすると、収納カセット３Ａが上下方向に高く長くなるので、基板収納容器１Ａのさらなる大型化を招くこととなる。
【０００７】
本発明は上記に鑑みなされたもので、省スペース化や装置の負荷の増大防止を図ることができ、しかも、基板の撓みに伴う弊害を解消することのできる基板の給排装置及び基板の給排方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明においては上記課題を解決するため、基板収納容器に対して基板を投入・払い出し装置により給排するものであって、
基板収納容器は、ベース板上に基板を収納する収納カセットを備えた容器本体と、この容器本体のベース板に着脱自在に嵌め合わされて収納カセットを被覆する被覆体とを含み、
投入・払い出し装置は、基板収納容器を立てて搭載して基板を起立させるロードポートと、このロードポートに搭載された基板収納容器に対して進退動し、基板収納容器の被覆体に対して容器本体を略水平に着脱する着脱搬送機構と、この着脱搬送機構により基板収納容器の被覆体から取り外された容器本体の基板を突き上げる突き上げ機構と、この突き上げ機構により突き上げられた基板をハンドリングするハンドリング機構とを含んでなることを特徴としている。
【０００９】
なお、基板収納容器の収納カセットは、ベース板上に設けられて基板の後部と両側部を支持する複数の棚板と、この複数の棚板に設けられて基板に対向する抑え体とを含み、複数の棚板の間に空間を形成することが好ましい。
また、ハンドリング機構を、突き上げられた基板の周縁部をクランプするハンドリングロボットとすることが好ましい。
【００１０】
また、本発明においては上記課題を解決するため、請求項１、２、又は３記載の基板の給排装置を使用して基板収納容器に対し基板を給排することを特徴としている。
【００１１】
ここで、特許請求の範囲における基板には、少なくとも単数複数の半導体ウェーハ、液晶基板、ガラス基板等が含まれる。基板が半導体ウェーハの場合、口径４５０ｍｍタイプが主ではあるが、口径２００ｍｍや３００ｍｍのタイプ等でも良い。また、ベース板は、円板形でも良いし、多角形や矩形の板等でも良い。突き上げ機構やハンドリング機構は、単数複数を特に問うものではない。
【００１２】
本発明によれば、基板収納容器から基板を排出する場合には、投入・払い出し装置のロードポート上に基板収納容器を立てて搭載し、収納カセットの開口側を上方向に向けるとともに、収納カセット内の基板を縦方向に指向させる。すると、投入・払い出し装置の着脱搬送機構が基板収納容器の容器本体を保持し、この着脱搬送機構が進退動して被覆体から容器本体を取り外して引き離す。こうして被覆体から容器本体が引き離されると、突き上げ機構が上昇して収納カセットの基板に干渉し、基板が上昇した後、ハンドリング機構が基板に干渉してハンドリングし、基板が排出される。
【００１３】
これに対し、基板収納容器に基板を供給する場合には、容器本体の収納カセット内に基板がハンドリング機構により上方から収納され、着脱搬送機構がロードポート側に移動して被覆体に容器本体を組み合わせ、この組み合わせにより、基板収納容器に基板が供給される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、省スペース化や装置の負荷の増大防止を図ることができ、しかも、基板の撓みに伴う弊害を解消することができるという効果がある。
また、基板収納容器の収納カセットを、ベース板上に設けられて基板の後部と両側部を支持する複数の棚板と、この複数の棚板に設けられて基板に対向する抑え体とから構成し、複数の棚板の間に空間を形成すれば、突き上げ機構により基板を円滑に突き上げることができる。
【００１５】
また、ハンドリング機構を、突き上げられた基板の周縁部をクランプするハンドリングロボットとすれば、容器本体内の基板間のピッチを拡大することなく、基板を円滑に供給したり、排出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態における基板の給排装置は、図１ないし図５に示すように、基板収納容器１を起立させた状態で搭載する投入・払い出し装置２０を備え、この投入・払い出し装置２０のロードポート２１上に基板収納容器１を起立させて搭載し、この基板収納容器１に対して口径４５０ｍｍの薄く丸い半導体ウェーハＷを突き上げ機構３０と多関節のハンドリングロボット３１とにより投入したり、払い出すようにしている。
【００１７】
基板収納容器１は、図１や図２に示すように、円板のベース板２上に複数枚（例えば１３枚）の半導体ウェーハＷを多段に整列収納する収納カセット３を備えた容器本体４と、この容器本体４のベース板２に上方から着脱自在に嵌合されて収納カセット３を被覆する被覆ケース５とを備え、使用状況や必要に応じ、水平状態で使用されたり、起立状態で使用される。
【００１８】
収納カセット３は、図１や図２に示すように、ベース板２上に間隔をおき立設されて半導体ウェーハＷの後部周縁と両側部周縁とをそれぞれ保持溝６により嵌合支持する複数の棚板７を備え、この複数の棚板７の間には、突き上げ機構３０用の挿入空間８が複数区画され、複数の棚板７の上部には、半導体ウェーハＷの表面に対向する保護用の抑えリング９が一体形成されており、正面側（図１の上方向、図２の右方向）１０から半導体ウェーハＷが出し入れされる。
【００１９】
各棚板７は、半導体ウェーハＷの形状に対応するよう略半円弧形の縦長の板に湾曲形成され、半導体ウェーハＷに対向する内面には、断面略Ｕ字形あるいは略Ｖ字形の保持溝６が上下方向に所定のピッチで複数並設される。
【００２０】
被覆ケース５は、図２に示すように、中空円柱形の断面略ハット形に形成され、周面の一部には複数の位置決め具が配設されており、半導体ウェーハＷの投入・払い出し時にベース板２から取り外される。この被覆ケース５の天井中央部には、搬送用のフランジが選択的に装着される。
【００２１】
投入・払い出し装置２０は、図１に示すように、基板収納容器１を起立させて搭載し、半導体ウェーハＷを上下方向に向けるロードポート２１と、このロードポート２１に搭載された基板収納容器１に対して水平に進退動し、被覆ケース５に対して容器本体４を水平に着脱する着脱搬送機構２７と、この着脱搬送機構２７により被覆ケース５から取り外された容器本体４内の半導体ウェーハＷを垂直上方に突き上げる突き上げ機構３０と、この突き上げ機構３０により垂直上方に突き上げられた半導体ウェーハＷをハンドリングするエッジクランプ式のハンドリングロボット３１とを備えて構成される。
【００２２】
ロードポート２１は、図１に示すように、略同じ高さの架台２２が隣接して設置され、この架台２２上には、基板収納容器１よりも大きい作業ステージ２３が透明の特殊ガラスからなる複数のパネル２４により区画形成されており、この透明のパネル２４の一部には、起立した基板収納容器１の容器本体４に対向する連通口２５が開口して形成される。
【００２３】
ロードポート２１の略平坦な上部には、被覆ケース５の複数の位置決め具に嵌合接触する位置決め機構２６が配設され、この位置決め機構２６が基板収納容器１の被覆ケース５を起立させて位置決め固定するよう機能する。また、架台２２上の作業ステージ２３は、着脱搬送機構２７、突き上げ機構３０、及びハンドリングロボット３１が配設され、ダウンフローのエアが流下しやすい構造に構成される。
【００２４】
着脱搬送機構２７は、同図に示すように、架台２２上に複数のガイドレール２８を介して搭載支持され、架台２２内のモータの駆動に伴うスクリュー螺子の回転により水平にスライドし、ロードポート２１に搭載された基板収納容器１に対して連通口２５を介し進出したり、後退する。この着脱搬送機構２７には、容器本体４の底面を真空吸着する吸着機構２９が配設される。
【００２５】
突き上げ機構３０は、図５に示すように、架台２２に内蔵され、この架台２２内の歯車機構や螺子機構等の駆動に基づいて昇降し、半導体ウェーハＷの下部周縁に干渉して上昇させるよう機能する。また、ハンドリングロボット３１は、図１に示すように、架台２２上に回転可能、かつ昇降可能に設置され、突き上げ機構３０により突き上げられた半導体ウェーハＷの上部周縁に干渉してハンドリングし、半導体ウェーハＷを投入、排出、移載するよう機能する。
【００２６】
上記において、基板収納容器１から口径４５０ｍｍの半導体ウェーハＷを払い出す場合には、投入・払い出し装置２０のロードポート２１上に基板収納容器１を水平ではなく、起立させて位置決め搭載し、パネル２４の連通口２５や着脱搬送機構２７の吸着機構２９に基板収納容器１の容器本体４を対向させ、収納カセット３の正面側１０を上方向に向けるとともに、半導体ウェーハＷを起立させる（図３参照）。
【００２７】
すると、光学センサの検知等に基づき、着脱搬送機構２７が基板収納容器１の容器本体４底面を連通口２５を介して吸着し、この着脱搬送機構２７が反ロードポート２１側にスライドして被覆ケース５から容器本体４を取り外して離隔させ、作業ステージ２３に収納カセット３と半導体ウェーハＷとが移動する（図４参照）。
【００２８】
作業ステージ２３に収納カセット３と半導体ウェーハＷとが移動すると、二股の突き上げ機構３０が上昇して収納カセット３に収納された半導体ウェーハＷの下部周縁に挿入空間８を介し干渉し、半導体ウェーハＷが上昇して収納カセット３から飛び出し、その後、ハンドリングロボット３１が半導体ウェーハＷの上部周縁に干渉してハンドリングし、半導体ウェーハＷが排出され、移載される（図５参照）。
【００２９】
突き上げ機構３０が半導体ウェーハＷの下部周縁に干渉する際、複数の棚板７の間に突き上げ機構３０用の挿入空間８が区画されるので、棚板７と突き上げ機構３０とが衝突することがなく、突き上げ機構３０の干渉に何ら支障を来たすことがない。
【００３０】
これに対し、基板収納容器１に半導体ウェーハＷを投入する場合には、突き上げ機構３０の突き上げを除き、上記作業と逆の作業が行われる。すなわち、作業ステージ２３の収納カセット３に半導体ウェーハＷがハンドリングロボット３１により垂直上方から挿入して収納され、容器本体４を吸着保持する着脱搬送機構２７がロードポート２１側にスライドして対向する被覆ケース５の開口部に容器本体４を連通口２５を介し嵌合し、この嵌合により、基板収納容器１に半導体ウェーハＷが投入される。
【００３１】
上記構成によれば、ロードポート２１に基板収納容器１を水平ではなく、立てて搭載するので、基板収納容器１が大型でも省スペースや効率化が可能になり、装置の負荷増大のおそれを有効に排除することができる。また、基板収納容器１に対して半導体ウェーハＷをハンドリングロボット３１により垂直に投入したり、払い出すので、半導体ウェーハＷの下方向の撓みが減少し、他の半導体ウェーハＷに干渉する事態や、ハンドリングロボット３１のハンドが挿入時に半導体ウェーハＷに干渉することにより、半導体ウェーハＷの損傷を招くおそれがない。したがって、収納カセット３に収納された複数枚の半導体ウェーハＷ間のピッチを拡大する必要もない。
【００３２】
また、半導体ウェーハＷを垂直上方に突き出すので、ハンドリングスペースを大きく確保することができる。さらに、着脱搬送機構２７により半導体ウェーハＷの突き上げ位置やハンドリング位置を任意に調整することができるので、ハンドリングロボット３１の動作の簡素化が大いに期待できる。さらにまた、ハンドリングロボット３１が半導体ウェーハＷの中央部ではなく、上部周縁をハンドリングするので、半導体ウェーハＷ間のピッチを拡大することなく、半導体ウェーハＷの円滑なハンドリングや移載が大いに期待できる。
【００３３】
なお、上記実施形態では被覆ケース５を単に示したが、被覆ケース５の形状をベース板２の形状に応じて変更したり、被覆ケース５を透明や半透明に形成しても良い。また、着脱搬送機構２７をリニアモータによりスライドさせても良い。また、着脱搬送機構２７に、基板収納容器１の容器本体４底面を複数の保持爪等により保持する保持機構を吸着機構２９の代わりに配設しても良い。さらに、突き上げ機構３０をエアシリンダ等のシリンダにより昇降させても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る基板の給排装置及び基板の給排方法の実施形態を模式的に示す側面説明図である。
【図２】本発明に係る基板の給排装置及び基板の給排方法の実施形態における基板収納容器を模式的に示す分解斜視説明図である。
【図３】本発明に係る基板の給排装置及び基板の給排方法の実施形態におけるロードポート上に基板収納容器を起立させて搭載し、半導体ウェーハを起立させた状態を模式的に示す側面説明図である。
【図４】図３の着脱搬送機構がスライドして被覆ケースから容器本体を取り外した状態を模式的に示す側面説明図である。
【図５】図４の突き上げ機構が上昇して半導体ウェーハの下部に干渉し、ハンドリングロボットが半導体ウェーハの上部に干渉してハンドリングする状態を模式的に示す側面説明図である。
【図６】４５０ｍｍのタイプの半導体ウェーハに対応可能な一システムを示す側面説明図である。
【図７】ボトムオープンタイプの基板収納容器を示す分解斜視説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１        基板収納容器
１Ａ      基板収納容器
２        ベース板
３        収納カセット
４        容器本体
５        被覆ケース（被覆体）
７        棚板
８        挿入空間（空間）
９        抑えリング（抑え体）
１０      正面側
２０      投入・払い出し装置
２０Ａ    投入・払い出し装置
２１      ロードポート
２７      着脱搬送機構
３０      突き上げ機構
３１      ハンドリングロボット（ハンドリング機構）
Ｗ        半導体ウェーハ（基板）
【図１】
2008108823.tif 000003
【図２】
2008108823.tif 000004
【図３】
2008108823.tif 000005
【図４】
2008108823.tif 000006
【図５】
2008108823.tif 000007
【図６】
2008108823.tif 000008
【図７】
2008108823.tif 000009