(57)【要約】【課題】既存の半導体製造システムやＯＨＴが設置された環境に於いても容易に設置が出来る、省スペースで且つ、より多くの清浄容器の収納が可能なストッカー装置の提供。【解決手段】装置の左右に立設された支柱の間に昇降駆動部を収納し、この昇降駆動部によって左右動可能な搬送機を昇降動作させる構造によって搬送装置の占有面積を小さくする。さらに、ロードポート上部及びＡＧＶの走行軌道の上方に清浄容器を収納する棚群を配置することで省スペースながら多くの清浄容器を収納できるようにした。【選択図】図３
2013165177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓋をした内部に精密電子部品を清浄状態に収納する容器を、処理装置に対して搬入、留置、搬出するストッカー装置であって、
前記処理装置は、前記容器を搬入、搬出するための載置台を有し、
左右両脇に夫々２本の支柱が配置された筐体と、
前記筐体の支柱間に水平方向の上下動可能となるように取り付けられた支持梁と、
前記支持梁に左右動可能に取り付けられた搬送機と、
前記搬送機には、一端を回動可能に支持され他端に前記容器を保持する保持機構を有する回動アームを備え、
前記容器を高さ方向へ載置させるための棚板を前記容器の高さ寸法より大きな間隔で垂直方向に、且つ、前記載置台のX方向のいずれかの位置の上方に１つ以上配設させた第１の棚群と、
前記搬送機の可動エリアを挟み、且つ、前記第１の棚群に対向する位置に第２の棚群を配設した、ことを特徴とする、ストッカー装置。
【請求項２】
前記第２の棚群は、床面から１３００ｍｍ以上離間した上方位置に配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のストッカー装置。
【請求項３】
前記回動アームは前記搬送機の下方部分に配設されていて、前記容器の上方部分を把持することを特徴とする、請求項１もしくは２に記載のストッカー装置。
【請求項４】
前記鉛直方向に複数個配設された容器の列をさらに複数列設け、
且つ、隣り合う列の間隔は、
少なくとも容器の横幅寸法より大きな間隔になされている
ことを特徴とする請求項１から３に記載のストッカー装置。
【請求項５】
前記支柱の少なくとも片方で、
搬送機の支持梁は金属板を屈曲させた歪吸収部材を介して取り付けられる
ことを特徴とする請求項１から４に記載のストッカー装置。
【請求項６】
前記第１の棚と前記第２の棚の離間する寸法は、前記搬送機の厚み方向の寸法以上であり且つ、前記容器の幅方向の寸法以下である
ことを特徴とする請求項１から５に記載のストッカー装置。
【請求項７】
前記アームが１本である
ことを特徴とする請求項１から６に記載のストッカー装置。
【請求項８】
前記第１の棚群及び／または第２の棚群の縦列数が、前記載置台と同じである
ことを特徴とする請求項１から７に記載のストッカー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、形状が一定している容器を自動的に搬入、留置、搬出するストッカー装置に関する。詳しくは、精密電子部品用平板状物を清浄状態に収納した容器を一時保管するためのもので、その保管用筐体には多数の棚段を形成し、各棚段に対する搬入、留置、搬出などの全ては自動制御で行われる。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハや液晶表示板用基板などの平板状物である精密電子部品は、フォトレジストの塗布、薄膜蒸着、酸化膜や硝化膜の作成、エッチング、熱処理などの種々の製造工程や検査工程が順次行われる。被処理平板状物はこれら各製造工程や検査工程の各工程間を清浄容器に収納された状態でＯＨＴ（Ｏｖｅｒｈｅａｄ  Ｈｏｉｓｔ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ：天井走行無人搬送車）やＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｇｕｉｄｅｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ：無軌道式無人搬送車）、ＲＧＶ（Ｒａｉｌ  Ｇｕｉｄｅｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ：有軌道式無人搬送車）といった搬送装置により搬送される。特に半導体製造工場においては、取手を備えていて人が手に持って移送することも想定したＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ−Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ）と呼ばれる清浄容器内に被処理平板状物である半導体ウエハが収納され各工程間の搬送に使用されている。
【０００３】
しかし、各工程に於ける処理時間が一定ではなく異なるため、滞留を余儀なくされる工程では、棚を設けて清浄容器を一時保管させたり処理速度の遅い工程は複数列に分けて並行処理させたりして、各工程での待ち時間を出来るだけ少なくし連続して各製造工程や各検査工程に供給する工夫がなされている。
【０００４】
例えば特許文献１では、図１２に開示されているように、容器であるカセットから被処理平板状物である半導体ウエハを移載するドッキングステーション（ロードポート）を２式備え、それらの間に上下方向の搬送空間と、その空間の左右両側で且つドッキングステーションの上方に複数個の棚段を配置した構造として、搬送機がカセットを掴んで上記空間を搬送して、ドッキングステーションに載置するようにした半導体デバイス用基板を搬送する中・小型のカセット自動保管装置が提案されている。
この自動保管装置では、前の工程から手動またはＡＧＶによりローディングプラットフォームへ搬送されたカセットは、搬送機により順次ドッキングステーション若しくは棚段に移送される。その後、各種処理の終了したカセットがある場合には、そのカセットをカセットムーバによりローディングプラットフォーム（カセット載置台）に移送され、手動または不図示のＡＧＶにより次の工程へと搬送されることとなる。
【０００５】
また、製造装置や検査装置の処理スピードが高速化したことにより、より大量のカセットを収納することが出来る自動保管装置も提案されている。特許文献２では、図１３に開示されているように、ロードポート上部に配置したストッカー（棚部）に加えて、ＦＯＵＰ移送ロボットを挟んで対向する位置にもストッカーを配置した半導体ウエハ搬送システムを提案している。これによりストッカーが保管することができるＦＯＵＰの数は増加することとなった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２９８０６９号公報
【特許文献２】特開２０１０−６２３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記自動保管装置の場合には、次のような問題点が指摘されている。
すなわち、上記自動保管装置では、ロードポートが並ぶ方向に対し平行に配置されたロボット移動レール上に上下方向に伸縮可能な移送ロボットを設置し、これら移動レール及び移送ロボットを動作させることでストッカー内に保管されるＦＯＵＰを移送することとしている。移送ロボットは伸縮可能な機構を内部に有するものとなっているで、高い位置に配置された棚にアクセスしようとすると移送ロボットが大型化し、ストッカーと対向するストッカー間寸法が増大してしまい、結果として装置全体のフットプリントが増大してしまうこととなる。
【０００８】
さらに、対向するストッカーが邪魔をして、人が手動で若しくはＡＧＶといった自動搬送台車がロードポートに対してＦＯＵＰを受渡しすることが出来ず、ＯＨＴによる上部空間からのＦＯＵＰの受渡ししか出来ないものとなってしまう。また、半導体製造工場内にて既存の製造装置や検査装置に対して上記のような自動保管装置を追加設置する場合、対向するストッカーが通路側に突出してしまうため、人の通行が困難になり、ＡＧＶの走行ルートを変更する必要があるといった問題点も生じる。半導体や液晶表示板用基板の製造工程においては、円滑な自動化について上記のような工夫がなされていても、イレギュラーなトラブルや工程間の割り込み等が発生した場合には、清浄容器を人の手によって各種工程間で移送することもあり、こういったトラブルや割り込みに対しても即座に対応出来る装置が求められている。
【０００９】
本発明は、上記問題点に着目し、これを有効に解決すべく考案されたもので、既存の製造装置や検査装置に対しても設置が容易で、装置の大型化を抑えることができるとともに、多くの容器を留置し、効率良く搬入搬出が行えるストッカー装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題点を解決するための本発明の請求項１に記載のストッカー装置は、蓋をした内部に精密電子部品を清浄状態に収納する容器を、処理装置に対して搬入、留置、搬出するストッカー装置であって、前記処理装置は、前記容器を搬入、搬出するための載置台を有し、左右両脇に夫々２本の支柱が配置された筐体と、前記筐体の支柱間に水平方向の上下動可能（Z軸）となるように取り付けられた支持梁と、前記支持梁に左右動可能（X方向）に取り付けられた搬送機と、前記搬送機には、一端を回動可能に支持され他端に前記容器を保持する保持機構を有する回動アームを備え、前記容器を高さ方向へ載置させるための棚板を前記容器の高さ寸法より大きな間隔で垂直方向に、且つ、前記載置台のX方向のいずれかの位置の上方に１つ以上配設させた第１の棚群と、前記搬送機の可動エリアを挟み、且つ、前記第１の棚群に対向する位置に第２の棚群を配設したことを特徴とする。
【００１１】
上記構成とすることで、搬送機は上下動可能となるように取り付けられた支持梁に左右動可能に取り付けられているので、結果としてストッカー装置全体の奥行き寸法を抑えることが出来る。
【００１２】
また、本発明の請求項２に記載のストッカー装置は、請求項１に記載のストッカー装置であって、前記第２の棚群は、床面から１３００ｍｍ以上離間した上方位置に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
上記構成とすることで、第２の棚群の下部を通過することでＡＧＶや人が手動で容器の受渡しを行うことが可能となる。
【００１４】
また、本発明の請求項３に記載のストッカー装置は、請求項１もしくは２に記載のストッカー装置であって、前記回動アームは前記搬送機の下方部分に配設されていて、前記容器の上方部分を把持することを特徴とする。
【００１５】
上記構成とすることで、容器の上方部分を把持した回動アームが、搬送機及び支持梁の下方にて回動し、支持梁を挟んで対向する位置に配置された第１の棚群と第２の棚群の間での容器の受け渡しが可能となる。
【００１６】
また、本発明の請求項４に記載のストッカー装置は、請求項１から３に記載のストッカー装置であって、前記鉛直方向に複数個配設された容器の列をさらに複数列設け、且つ、隣り合う列の間隔は、少なくとも容器の横幅寸法より大きな間隔になされていることを特徴とする。
【００１７】
上記構成とすることで、搬送機によって把持された容器は、鉛直方向に複数個配置された容器の列の間を通過することで上下方向に移動することが可能となる。すなわち、搬送機に把持された容器は、横方向に移動することで上下方向に昇降動作ができる空間に移動することが可能となる。
【００１８】
また、本発明の請求項５に記載のストッカー装置は、請求項１から４に記載のストッカー装置であって、前記支柱の少なくとも片方で、搬送機の支持梁は金属板を屈曲させた歪吸収部材を介して取り付けられることを特徴とする。
【００１９】
上記構成とすることで、動的偏重荷重による支持梁の水平状態や上下動作に及ぼす悪影響や支柱の僅かな傾きによる支柱間の距離のズレを歪吸収部材で吸収することができるので、支持梁の円滑な上下動が可能となる。
【００２０】
また、本発明の請求項６に記載のストッカー装置は、請求項１から５に記載のストッカー装置であって、前記第１の棚と前記第２の棚の離間する寸法は、前記搬送機の厚み方向の寸法以上であり且つ、前記容器の幅方向の寸法以下であることを特徴とする。
【００２１】
上記構成とすることで、ストッカー装置の奥行き寸法を小さくすることができる。
【００２２】
また、本発明の請求項７に記載のストッカー装置は、請求項１から６に記載のストッカー装置であって、前記アームが１本であることを特徴とする。さらに、本発明の請求項８に記載のストッカー装置は、請求項１から７に記載のストッカー装置であって、前記第１の棚群及び／または第２の棚群の縦列数が、前記載置台と同じであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、既存の製造装置や検査装置に対しても設置が容易で、装置の大型化を抑えることができるとともに、多くの容器を留置し、効率の良い搬入搬出を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、この発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１は装置全体の一部切り欠き正面図、図２は図１の左側を切除した状態の一部切り欠き斜視図、図３は図２の背面側から見た状態の要部説明図である。  各図に於いて、１は本実施例に係るストッカー装置であり、２はストッカー装置１を形成する筐体であって、左右両脇にそれぞれ向かい合う状態に２組の支柱３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂを使用して一定容積に作成されたものである。なお、支柱３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂは全て鉛直状態で立設されている。５は上記筐体２の前面側支柱３ａ、３ｂ間に跨設させる支持梁であり、この支持梁５の左右両側端部に於ける係合部材６が上記支柱３ａ、３ｂの対向する内側の縦方向に穿設した細溝７内に係合されて、次に説明する昇降駆動手段によって鉛直方向に昇降移動させるようになっている。８は支柱３ａ、３ｂの対向する内面側上部に取り付けられた一対のモータであって、各モータ８の駆動軸に取り付けられたプーリ９と対応する他の支柱４ａ、４ｂの所定の箇所には、滑車１０が取り付けられている。
なお、図３に於いて、ストッカー装置１対向する位置に、ストッカー装置１から分離した状態で対向ストッカーとして第２の棚群２８の筐体３０を示しているが、これは説明図の便宜上のものであり、実際には図２の通り、ストッカー装置１を形成する筐体２と対向ストッカーである第２の棚群２８を形成する筐体３０とは、ボルトや溶接等の一体化手段によって一体化されたものである。
【００２５】
１１は前記支持梁５の上下動を案内する支柱３ａ、３ｂと対向する反対側支柱４ａ、４ｂに対し、これと同様に各支柱４ａ、４ｂの対向する内面の縦方向へ穿設した細溝７内に係合されて上下動させられるバランス用荷重体であり、それぞれのバランス荷重体１１は前記支持梁４と後述する搬送機１２を含む全体重量を二分した重量でバランスするようにすると共に、バランス荷重体１１と支持梁４とはベルト１３で連結されている。この構造によって、モータ８の比較的小出力の駆動で、搬送機１２の取り付けられた支持梁５の上下動作が行われることとなる。
【００２６】
搬送機１２は上記の上下動するように構成した支持梁５の水平方向に往復移動できるように取り付けられていて、この構成は、図３に見られる通り支持梁５の長さ方向内部へネジ軸１４を設け、そのネジ軸１４をその片端に取り付けたモータ１５で駆動されるようになっている。モータ１５によりネジ軸１４を正転、逆転駆動させることにより、ネジ軸１４に螺合する不図示の雌ネジ体に固定された搬送機１２は、支持梁５の長さ方向に左右動させられることとなる。上記構成とすることで、モータ８やプーリ９、ベルト１３といった上下動に係る部材を比較的小さなスペース内に配置することが出来るので、図１に示すとおり装置全体の幅方向に於ける寸法を該当するＥＦＥＭ３４とほぼ同じ程度寸法とすることが出来るので、ＥＦＥＭ３４が小さな間隔で複数並べられた工場内に於いても、隣り合ったＥＦＥＭ３４に干渉することなく設置することが出来る。さらに、上方向に伸長させ、棚板２５の設置個数を多くしたい場合でも、支柱３、４やベルト１３といった上下動に係る部材を変更するだけで容易に対応が可能となる。
【００２７】
また、清浄容器１６に平板状精密電子部品の一つである半導体ウエハを収納したものでは、その総重量は凡そ１０ｋｇ程度のものとなる。これを搬送機１２のアーム部１７で保持させて支持梁５の長さ方向で左右動させながら清浄容器１６の搬入・留置・搬出等を行うとき、支持梁４は動的偏重荷重によりその水平状態や上下動作に悪影響を及ぼされるものとなる。そこで、本実施例では、支持梁５の端縁部に係合部材６として、金属板材を多段に屈曲させた折り返し型歪吸収部材５３を取り付け、この折り返し型歪吸収部材５３を介して支柱４ａ、４ｂに穿設した細溝７内と係合させるものである。具体的には、図１０に見られる通り、内周面にボールベアリング５４を有する滑動体５５をボルトネジ５６で取り付け、滑動体５５が細溝７に止着されているレール部材５７を抱くようにした構成にする。
【００２８】
図１０に示す実施例では支持梁５の片端のみに折り返し型歪吸収部材５３を取り付けたものを示したが、他端側の係合部材６も同様に実施しても差し支えない。さらに、この折り返し型歪吸収部材５３は、支持梁４は動的偏重荷重によりその水平状態や上下動作に及ぼす悪影響を減滅させるのみならず、支柱４ａ、４ｂの立設状態での相対的な位置ズレや角度ズレをも吸収し、支持梁５の安定した上下動を可能としている。
【００２９】
次に、搬送機１２について詳しく説明していく。図４は本実施例に於ける搬送機１２の内部を示した断面図であり、図５は本実施例に係るストッカー装置１を備えた半導体ウエハ処理システム３１を側面から見た部分断面図である。搬送機１２は、清浄容器１６を把持し回転移動させるアーム部１７と、雌ネジ体に固定され、内部にアーム部１７を回転動作させる駆動源であるモータ１８を備える本体部１９とからなる。アーム部１７には先端部分に清浄容器１６を保持するための保持部材２０が備えられていて、この保持部材２０がモータ２１の回転動作により往復動作することで、清浄容器１６上部に配置された把持部２３を保持する状態と保持を開放する状態へと移動可能な構造となっている。
なお、本実施例のストッカー装置１は半導体工場内に設置されるものとしている。従って、清浄容器１６は半導体ウエハを収納するＦＯＵＰであり、把持部２３は半導体製造装置及び設備に関しての国際的な規格であるＳＥＭＩ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）規格にて寸法や取り付け位置が規定されているトップ・ハンドリング・フランジのことである。
【００３０】
アーム部１７の基端部分は本体部１９に軸受を介して回転自在に片持ち支持されている。アーム部１７の基端部分の本体部１９に貫通する部分には、プーリ２２ａが固定されていて、本体部１９内部に備えられたモータ１８の回転軸に固定されたプーリ２２ｂとの間でベルト２４を介して連結されている。この構造によって、モータ１８の回転動作により、アーム部１７は、回転軸Ａを中心軸として水平面内での３６０度以上の回転動作が可能となる。
【００３１】
次に、清浄容器１６を載置する棚について説明する。本発明のストッカー装置１には上下動する支持梁５の移動面に関して、対向する両側に多数の清浄容器１６を受け入れ且つ一時的に保管しておくための棚板２５が複数配設されていて、具体的には後方側支柱３ａ、３ｂ間に壁板２６を取り付け、この壁板２６に対し棚板２５を多数配設して第１の棚群２７としている。第１の棚群２７の備える棚板２５は、上面視して各ロードポート３５のステージ３７と同一の平面上に位置するように配置されているので、位置の調整を行うことなく、最上段の棚板２５とＯＨＴ３３との間での清浄容器１６の受渡しが可能となる。さらに、第１の棚群２７に対し、上下動及び左右動する搬送機１２に備えられたアーム部１７の回動軸Ａが移動する移動面に関して対称の位置に棚板２５を多数配設して第２の棚群２８とする構成となっている。各棚板２５は上下に一定の間隔を保って鉛直に配置され、一つの列を形成している。
【００３２】
各棚板２５は筐体２の上下方向へ清浄容器１６の高さ寸法ｈとアーム部１７の高さ寸法ｈ’の和よりも大きい間隔寸法Ｈを有するように配置されていて、且つ各棚板２５は、後述する移載及び搬出の観点から高さ方向へ一列設けるだけではなく、横方向へ複数列設けるように配置されている。本実施例では、右端と左端のロードポート３５の上方に、二列に並設したものであり、この配列にするとき隣接する列間の距離Ｗは清浄容器１６の横巾寸法ｗよりもやや大きな寸法とする必要がある。上記寸法とすることによって、アーム部１７によって保持された清浄容器１６は、棚板２５の列間を通過することで上下方向への移動が可能となり、上下に配置された棚板２５の間を通過することで左右方向に移動可能となる。
【００３３】
また、２９は各棚板２５上に設けた位置決めピンであって、清浄容器１６であるＦＯＵＰの底面部に設けられた円錐状の凹みと対合することにより棚板２５上に於ける清浄容器１６の的確な位置決めが自動的に行われるものとなる。また、位置決めピン２９の高さ寸法をＳとしたとき、上下の棚板２５の間隔寸法Ｈは、清浄容器１６の高さ寸法ｈとアーム部１７の高さ寸法ｈ’及び位置決めピン２９の高さ寸法Ｓの和よりも大きくする必要がある。前記寸法とすることで、位置決めピン２９上に対合載置された清浄容器１６をアーム部１７により持ち上げ、搬送することが可能となる。
なお、本発明のストッカー装置１はＥＦＥＭ３４前面に当接する位置に設置されるが、筐体２で規定される第１の棚群２７の奥行き寸法Ｄは、ＥＦＥＭ３４前面から、ＡＧＶ３２までの最小離間寸法ｄよりも小さいものとしている。この寸法とすることで、既に設置されたＥＦＥＭ３４に本発明のストッカー装置１を追加で設置する場合でも、半導体ウエハ処理システム３１全体を移動させたり、ＡＧＶ３２やＯＨＴ３３の軌道を変更したりする必要はなくなるので、短時間の工事期間で安価に設置することが可能となる。
【００３４】
次に、本実施例に於ける第２の棚群２８について説明する。第２の棚群２８は第１の棚群２７に対し、搬送機１２の可動エリアを挟んだ位置で且つ、第１の棚群２７に対向する位置に配置されていて、第１の棚群２７と同様に第２の棚群２７を形成する筐体３０と、その筐体３０に固定され清浄容器１６を載置する複数の棚板２５とから成っている。筐体３０は第１の棚群２７を形成する筐体２にボルトや溶接といった固定手段によって固定されている。筐体３０内部に複数配設されている棚板２５は、第１の棚群２７の棚板２５の配置に対して、支持梁５の延在する方向及び支持梁５の上下動する面に関して対称の位置に配置されている。より詳しく述べると、支持梁５に備えられた搬送機１２を構成するアーム部１７の旋回軸の移動する面に関して対称の位置に配置されている。この配置とすることで、第１の棚群２７にアクセスしていたアーム部１７は、アーム部１７の旋回軸Ａを中心に１８０度旋回動作することで第２の棚群２８の対向する棚にアクセスすることが可能となる。
【００３５】
さらに、第２の棚群２８の筐体３０は床面に設置されるのではなく、床面から離間した位置に第１の棚群２７の筐体にボルトや溶接といった固定手段によって固定されていることを特徴としている。特に発明のストッカー装置１を半導体製造工場に設置する場合には、第２の棚群２８の配置された直下の空間は、ＡＧＶ３２が走行する空間として利用される場合が殆どであるので、第２の棚群２８はＡＧＶ３２の走行を干渉しない程度床面から離間した位置に配置する必要がある。ＡＧＶ３２は清浄容器１６であるＦＯＵＰを工場内の各処理装置３６間で搬送する装置であるが、ＦＯＵＰの処理装置３６への受渡しは、ロードポート３５上のステージ３７にＦＯＵＰを載置する若しくは受け取ることで行われる。ＳＥＭＩ規格では、ステージ３７にＦＯＵＰを載置したときのＦＯＵＰ底面から床面までの高さは約９００ｍｍに規定されている。さらに、一般的によく利用されている清浄容器１６であるＦＯＵＰは、高さ寸法が約３４０ｍｍである。このことから、受渡し時のＦＯＵＰの持ち上げる最の空間寸法を考慮すると、第２の棚群２８は、工場床面から最低でも１３００ｍｍ離間した位置に底部が位置するように配置されていれば、ＡＧＶ３２の移送動作を干渉することは無くなる。
【００３６】
また、ステージ３７へのＦＯＵＰの受渡しを人手で頻繁に行うという場合には、上記寸法よりもより高い位置に第２の棚群２８の底面が位置するように配置することが望ましい。特に、第２の棚群２８が配置される場所は、ＡＧＶ３２のみならず人の通る通路となっている場合があるので、そういった工場内に設置する場合には、床面から１７００ｍｍ程度離間させた位置に配置することが望ましい。さらに、ストッカー装置１のステージ３７付近にエリアセンサのような非接触の透過式センサを備え、ＡＧＶ３２や人のロードポートへのアクセスを検知することで支持梁５や搬送機１２の動作を停止させるようにインターロック機能を備えておけば、誤動作による人やＡＧＶ３２との衝突を回避することが可能となる。
【００３７】
次に、本実施例の使用例と作動について詳しく図４、図５を参照して説明する。半導体ウエハは、ＦＯＵＰと呼ばれる清浄容器１６内部に上下方向に一定間隔を開けて棚段状に収納されて各処理工程間を搬送される。ＡＧＶ３２やＯＨＴ３３若しくは手動で前の工程から運ばれてきた清浄容器１６は、半導体処理システムの一部であるＥＦＥＭ（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ  Ｍｏｄｕｌｅ）３４と呼ばれる装置に移送される。
【００３８】
ＥＦＥＭ３４は移送されてきた清浄容器１６をロードポート３５上に載置し、清浄容器１６内部に収納された未処理の半導体ウエハを隣接して配置された処理装置３６へと受渡し行い、処理の終わった半導体ウエハは清浄容器１６内部に収納する装置であり、内部には不図示のウエハ搬送ロボットを備えている。ロードポート３５は、ＥＦＥＭ３４に一つ以上備えられていて、清浄容器１６の蓋の開閉や各清浄容器１６が有する固有のＩＤコードを読み取る機能を有する。ロードポート３５には、清浄容器１６を載置するステージ３７が備えられていて、このステージ３７は駆動手段によって清浄容器１６の受渡しを行う位置と清浄容器１６の蓋を開閉するドック位置との間を水平移動可能な構造を有している。
また、ステージ３７上には、キネマティックピンと呼ばれる位置決め機能を有する支持ピンが複数配置されていて、清浄容器１６の底面部に設けられた円錐状の凹みと対合することにより、棚板２５上に於ける清浄容器１６の的確な位置決めが自動的に行われるものとなっている。
【００３９】
手動またはＡＧＶ３２やＯＨＴ３３によって清浄容器１６を載置されたステージ３７は、駆動手段によって清浄容器１６の受渡し位置からドック位置まで前進する。このドック位置まで前進することで、ロードポート３４が備えるＦＯＵＰオープナと清浄容器１６の蓋が一体化され、蓋開閉機構によってこの蓋が開けられる。
蓋が開けられることによって、清浄容器１６の内部に収納されている半導体ウエハは、ＥＦＥＭ３３内部に配置された不図示の搬送ロボットによって、順次清浄容器１６から取り出され処理装置３６内部へと搬送される。処理装置３６によりレジスト塗布、エッチング、露光といった各種処理を施された半導体ウエハは、搬送ロボットによって清浄容器１６内部に戻される。規定の枚数の半導体ウエハを収納した清浄容器１６は、蓋開閉機構によって蓋を閉じられ、ステージ駆動手段によって受け渡し位置まで移動させられた後、ＡＧＶ３１やＯＨＴ３２、若しくは手動で次の工程へと搬送されることになるが、この時、他の処理装置の都合により、処理済みの清浄容器１６が直ぐに撤去されなかったり、新たな未処理の半導体ウエハを収納した清浄容器１６が到着しなかったりした場合、その処理装置は待機状態となってしまい生産性の悪化を招いてしまう。また反対に、他の処理装置での処理を終了した半導体ウエハを収納した清浄容器１６を載置しようとしても、その処理装置が受け入れ態勢に無い場合には、その処理済み清浄容器１６はそのまま前の処理装置のロードポート３５のステージ３７上に留置されることとなり、前の処理装置の生産性を悪化させてしまうことになる。こういった各処理装置における処理スピードの差から発生する清浄容器１６の滞留を解消するために本発明のストッカー装置１が設置される。
【００４０】
本実施例におけるストッカー装置１は、ＥＦＥＭ３４に隣接して設置されるもので、図１に示すように、正面視すると、ＥＦＥＭ３４本体に突出するように備えられたロードポート３５を跨ぐように設置されている。清浄容器１６を載置する棚板２５はロードポート３５のステージ３７上方とＡＧＶ３２の走行する軌道の上方の空間に配置されていて、これらの棚板２５とステージ３７との間を搬送機１２によって清浄容器１６は移動させられる。
【００４１】
本実施例では３つのロードポート３５を有しているＥＦＥＭ３４に隣接して設置されたストッカー装置１について説明する。ストッカー装置１において、ロードポート３５のステージ３７が配置された位置の上方に配置されている第１の棚群２７は、複数の棚板２５を、右端と左端のロードポート３５の上方に所定の上下方向の間隔をもって鉛直方向に配置されている。中央のロードポート３５の上方は、清浄容器１６の鉛直方向の移動空間となっているので棚板２５は配置されていない。清浄容器１６は搬送機１２によってこの移動空間内を上下方向に移動することとなる。なお、本実施例では、第１の棚群２７は左右のロードポート３５の上方に３段、第２の棚群２８では２段の棚板２５を備えることとしているが、棚板２５の段数はこれに限られるものではなく、設置される工場の天井高さやＯＨＴ３３の設置高さによって適宜設定されるものである。
【００４２】
本実施例のストッカー装置１をＥＦＥＭ３４に隣接する位置に設置した場合、ロードポート３５のステージ３７がＡＧＶ３２との間で清浄容器１６を受け渡しする位置として規定されている待機位置に位置している時に、搬送機１２がそのステージ３７に載置された清浄容器１６を把持できる位置となるように、アーム部１７の長さと設置位置を設定されている。また、このアーム部１７によって把持された清浄容器１６が、載置できるように第１の棚群２７の棚板２５は配置されていて、さらに、第１の棚群２７に対面した位置から１８０度旋回した位置に、第２の棚群２８の棚板２５が配置されている。
【００４３】
ここで、搬送機１２が清浄容器１６の保持部２３を掴み、目的の棚板２５へ搬送する手順について、図６を参照して詳しく説明していく。なお、上記構成から成るストッカー装置１全体の作動及び諸々の入力信号を受けての清浄容器１６の取り扱いの指令、上位制御手段との通信等を行う不図示の制御部は、支柱３ａと４ａとの間及び支柱３ｂと４ｂとの間に設けられた空間内に配置されている。
ＯＨＴ３３によって他の工程から運ばれてきた清浄容器１６は、まず、第１の棚群２７の最上段に位置する棚板２５に載置される。それぞれの棚板２５には、清浄容器１６の載置の有無を認識する在荷センサが組み込まれていて、清浄容器１６の有無信号を不図示の制御部に送信する。ここで制御部は、搬送機１２に目的の清浄容器１６を所定の載置場所まで移送するように信号を送信する。信号を受け取った搬送機１２はモータ８、１５を動作させ予め教示された位置まで移動し清浄容器１６の保持動作に移行する。清浄容器１６の保持可能な位置まで移動した搬送機１２は保持部材２０によって清浄容器１６の上部に配置された保持部２３を保持し、そのまま上昇動作を行う。この上昇動作によって、清浄容器１６は位置決めピン２９から離間することとなる。図６（ａ）参照。
【００４４】
位置決めピン２９から清浄容器１６を持ち上げると、制御部はモータ１５を動作させ、清浄容器１６を保持した搬送機１２を棚板２５の列が配置されていない空間まで水平移動させる。この移動後のアーム部１７の旋回軸Ａは図面上のＢの位置に移動したこととなる。図６（ｂ）参照。その後制御部はモータ１８を動作させ、アーム部１７を旋回軸Ａを中心に上面視反時計回りに旋回動作させる。なお、この時、清浄容器１６が載置されていた棚板２５の隣に位置する棚板２５上に清浄容器１６が載置されていない場合には、アーム部１７をそのまま旋回動作させても差し支え無いが、隣の棚板２５に清浄容器１６が載置されている場合には、清浄容器１６同士が衝突してしまうので、制御部はアーム部１７の旋回動作に連動して、モータ１５を動作させて、アーム部１７の回転軸ＡがＢ’の位置に来るまで、本体部１９を矢印の方向に水平移動させる。図６（ｃ）参照。この動作を行うことによって狭隘な空間内においても、清浄容器１６を他の部材に衝突させることなく移動させることが可能となる。
【００４５】
この後もアーム部１７の旋回動作とそれに連動した本体部１９の水平移動が続けられ、アーム部１７が反時計回りに９０度旋回動作を行うことでアーム部１７は支持梁５と平行となり、この時、旋回動作に連動した搬送機１２の水平方向移動により回転軸ＡはＢ”の位置まで移動することとなる。図６（ｄ）参照。その後、アーム部１７はもう９０度旋回動作をすることでアーム部１７及び清浄容器１６は当初の位置から水平面内において１８０度旋回した位置に移動することとなる。この９０度の旋回動作をする際に、他の部材への衝突を避けるために、アーム部１７の旋回動作に連動させて、制御部は回転軸Ａが図面上のＢ”の位置からＢの位置まで移動するようにモータ１５を動作させる。図６（ｅ）（ｆ）参照。  上記の動作を行った後、搬送機１２は所定の載置場所に移動するために、昇降移動及び水平移動を行い、最後に目的の棚板２５へ清浄容器１６を載置し、保持部材２０を保持位置から開放位置に動作させることで清浄容器１６の移送は完了する。
【００４６】
上記の移送動作に加え、本実施例の搬送機１２ではアーム部１７は水平面内において３６０度以上の旋回動作が可能であるので、上面視反時計回りでの移送のみならず、時計回りでの移送も可能である。前述した反時計回りでの移送では、衝突を避けるために支持梁５に沿ってＢ”の方向への連動動作を行っていたが、位置の都合上左方向への連動動作が行えない場合には、時計回りの旋回動作とそれに連動して上面視右方向への連動動作を行うことによって移載が可能となる。
【００４７】
ところで、本実施例の場合、清浄容器１６を対向する棚板２５に載せ替える場合には保持した清浄容器１６も旋回軸を中心にして回転してしまうので、第１の棚群２７に載置された清浄容器１６を第２の棚群２８に移載した場合、清浄容器１６の開口部の向きも１８０度回転した位置となってしまう。清浄容器１６をＯＨＴ３３やロードポート３５と受け渡しを行うのは第１の棚群２７であるので、大きな問題とはならないが、例えば、ＯＨＴ３３との受渡しを第１の棚群２７と第２の棚群２８の両方から行いたい場合には、この清浄容器１６の向きを変えることなく移載動作が可能なアーム部３８を備える第２の実施例が有効なものとなる。
この第２の実施例であるアーム部３８を示したものが図７である。第１の実施例のアーム部１７では、把持部材２０はモータ１８によって往復動作が可能な構造となっていたが、本実施例が備える保持部材４０は、保持部２３と噛み合うような断面形状を有していて、軸受３９ａを介して回転自在にアーム部３８に取り付けられている。保持部材４０の軸受３９ａを挟んで反対側の端はアーム部３８内にてプーリ４１が取り付けられている。
【００４８】
また、アーム部３８の基端部は、第１の実施例と同様に、本体部１９に軸受３９ｂを介して回転自在に片持ち支持されていて、アーム部３８の本体部１９に貫通する部分には、プーリ４２が固定されていて、本体部１９内部に備えられたモータ１８の回転軸に固定されたプーリ２２ａとの間でベルト２４を介して連結されている。また、プーリ４２は中空構造となっていて、このプーリ４２の中央部分には、本体部１９に固定されたシャフト４３が軸受を介してプーリ４２を同軸状に貫通していて、このシャフト４３の先端部分にはプーリ４４が固定されている。このプーリ４１と４４との間はタイミングベルト４５で掛け渡されている。また、プーリ４１とプーリ４４は同一の径とギア溝を有していて、回転比は１対１となっている。この構造によって、モータ１８の動作によってアーム部４０がＮ度回転させられたら、保持部材４０は回転軸を中心に−Ｎ度回転することになり、従って、アーム部４０の回転動作による清浄容器１６の姿勢変化は無くなり、アーム部３８は保持した清浄容器１６の姿勢を変えることなく、直線的に移送することができる。
【００４９】
図８は上記第２の実施例のアーム部３８によって清浄容器１６を移送動作を示した図である。棚板２５に載置された目的の清浄容器１６を水平移動と上昇移動によって把持した搬送機１２は旋回動作可能な位置まで移動する。図８（ａ）参照。その後、搬送機１２はアーム部３８を回転軸Ａを中心に反時計回りに１８０度回転動作させる。この時、第１の実施例と同様に、回転動作に伴う清浄容器１６の衝突を回避するために搬送機１２は、アーム部３８の回転動作に連動して回転軸ＡがＣ地点からＣ”地点までの往復動を行う。図８（ｂ）〜（ｅ）参照。この時、清浄容器１６とそれを保持している保持部材４０は搬送機１２の本体部１９に固定されたプーリ４４にベルト４５とプーリ４１を介して連結されているので、アーム部３８の回転動作に影響されず、常に一定の姿勢を維持したまま搬送機１２の動作によって移動することとなる。この構成によって、アーム部１９の回転動作に搬送機１２の支持梁５上の往復動を連動させることによって、清浄容器１６は一定の姿勢を維持したまま、第１の棚群２７と第２の棚群２８間を直線的に移動することが出来る。
【００５０】
ここまでの実施例では搬送機１２は保持部２３を掴んで清浄容器１６の上部を保持しているが、他の実施例では清浄容器１６の鍔部分を保持して移送することも可能である。半導体ウエハを収納する清浄容器１６であるＦＯＵＰでは、容器上部に把持のために設けられた保持部２３をトップ・ハンドリング・フランジとして規定されているが、このトップ・ハンドリング・フランジとは別に、ＦＯＵＰ外壁の左右両側面にはサイド・フォークリフト・フランジ５０と呼ばれる鍔状の突起が設けられていて、このサイド・フォークリフト・フランジ５０に保持部材４６を下方から当接することで清浄容器１６を保持することが可能となる。図９がこの第３の実施例の搬送機を示した図で、（ａ）がその側面断面図であり、（ｂ）が清浄容器１６を保持した状態である閉位置を示した上面図、（ｃ）が保持を開放した状態である開位置を示した上面図である。
【００５１】
本実施例での清浄容器１６を保持する保持部材４６は、清浄容器１６の鍔部分に当接する上面を平坦にした左右一対の棒状のもので、根本部分はスライドガイド４７を介して揺動可能に本体部４８に固定されている。この揺動可能に固定された保持部材４６を開位置と閉位置の間で揺動させる駆動源としてエアシリンダ４９が備えられている。
さらに、保持部材４６の上面には、円柱状の突起５１が備えられていて、この突起がサイド・フォークリフト・フランジ５０に設けられた位置決め用のノッチ５２に係合することで、位置決めが行われるとともに、移送中の振動による位置ズレを防止している。
また、本実施例の保持部材４６は、清浄容器１６を下方から保持するという構造から、支持梁５よりの上方に位置していて、清浄容器１６を保持した状態で支持梁５の上方で旋回動作が可能なように上下方向に十分な空間有して備えられている。
【００５２】
次に、本実施例の保持部材４６による清浄容器１６の保持動作について説明する。水平方向の移動及び上下方向の移動は先の実施例同様で、水平移動については各棚板２５に載置された清浄容器１６の頂部とその上側に配置された棚板の２５の間を支持梁５の延在する方向に沿って移動し、上下方向については各棚群の棚板２５の配置されていない列を上下移動することによって、目的の清浄容器１６の上部まで移動する。その後、エアシリンダ４９によって保持部材４９を開位置に動作させる。その後、保持部材４９をサイド・フォークリフト・フランジ５０よりのも下の位置まで昇降機構により下降させる。下降後、保持部材４９を閉位置まで動作させ、昇降機構を動作させて保持部材４９を上昇させる。ここで、サイド・フォークリフト・フランジ５０底面と保持部材４９の上面とが接触し、保持部材４９が清浄容器１６を保持することとなる。その後は、他の実施例と同様の移送動作を行い、清浄容器１６を目的の棚板２５上に載置するよう移送動作を行う。
【００５３】
なお、この実施例の利点として以下のことが挙げられる。すなわち、保持部材４９はサイド・フォークリフト・フランジ５０を利用して清浄容器１６を保持しているので、清浄容器１６の頂部に備えられたトップ・フランジは使われていない。そこで、棚板２５に一旦清浄容器１６を載置することなく、保持部材４９がサイド・フォークリフト・フランジ５０で清浄容器１６を保持した状態でＯＨＴ３３に清浄容器１６を受け渡すことが可能となる。ＯＨＴ３３はトップ・フランジを利用して清浄容器１６を保持する構造となっているので、保持部材４９と干渉することなく確実に受け渡しを行うことが可能となる。
【００５４】
ところで、表面処理の終了した半導体ウエハを収納した清浄容器１６を、次の工程に移送する前にストッカー装置１で保管することにより、不具合が発生する場合がある。例えば、成膜やエッチング、露光といった工程が終了した後に半導体ウエハを清浄容器１６内に収納したままにしておくと、処理後にウエハ表面に残留した化学物質が清浄容器１６内部に拡散したり、成膜処理を終了したウエハ表面が清浄容器１６内部の空気と反応して自然酸化膜を形成してしまったりして、次の工程での不具合の原因となってしまうことがある。そこで、清浄容器１６の内部に窒素等の不活性ガスで満たし容器内部を不活性ガス雰囲気にすることで、こういったトラブルを予防する措置がとられている。しかし、ストッカー装置１に保管している間にも、清浄容器１６のシール部分や継ぎ目から不活性ガスは外部に漏れ出していってしまい希望する効果を維持できなくなってしまう場合がある。こういった不具合を解消するために、各棚板２５に窒素などの不活性ガスを供給する供給口を設け、清浄容器１６を保管している間、容器内部に不活性ガスを適宜供給することとしてもよい。こうすることで、清浄容器１６内部の不活性ガス濃度が低下するタイミングで適宜不活性ガスを供給できれば、長時間にわたって清浄容器１６を保管することになっても、清浄容器１６内部の状態を安定して維持することが可能となり、歩留まりの低下を抑制することができる。
【００５５】
また、半導体ウエハを収納する清浄容器１６には、固有の識別番号が付与されたバーコードシールが貼付されている。そこで、各棚板２５や搬送機１２にこのバーコードを読み取るバーコード・リーダーを備えることとしてもよい。清浄容器１６をどこの棚に移送したかという情報を不図示の制御部内にて管理するか、若しくは上位のホスト制御装置に送信することで、工場内の各清浄容器１６の管理が容易なものとなる。
【００５６】
また、アーム部１７が清浄容器１６を保持して、回転軸Ａを中心に回転動作を行うという動作を行うために、棚板２５の奥行き側の寸法に回転動作のための空間を設けて置く必要がある。さらに、搬送機１２の動作空間を確保するために、棚板２５と搬送機１２との間にも余裕を持った空間があることが望ましい。そこで、棚板２５にロードポート３５が有する水平移動可能なステージ３７と同様の、搬送機１２に向かって進退動作の可能な移動ステージ５９を備えることとしても良い。図１１に示すように、棚板２５に進退動作可能な移動ステージ５９を備え、搬送機１２が移動ステージ５９に載置した清浄容器１６にアクセスする時には、棚板２５内に備えられた駆動手段によって移動ステージ５９を搬送機１２に向かって前進させることとし、それ以外の時には、移動ステージ５９を後退させることで搬送機１２の可動空間を大きくするのである。上記構成とすることで、棚板２５の奥行き寸法を短縮することができ、装置全体の寸法を小さくすることが出来る。また、清浄容器１６を載置する位置が移動可能となるので、搬送機１２から清浄容器１６の載置位置を調整する位置決め作業が比較的簡単にできる。さらに、アーム部１７の全長を短くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明のストッカー装置を示した一部切り欠き正面図である。
【図２】本発明のストッカー装置を示した一部切り欠き斜視図である。
【図３】本発明のストッカー装置の背面側から見た状態の要部説明図である。
【図４】本発明のストッカー装置における第１の実施例である搬送機を示した断面図である。
【図５】本発明のストッカー装置を搭載した半導体製造システムを示した側面図である。
【図６】本発明の第１に実施例における清浄容器の搬送方法を示した説明図である。
【図７】本発明のストッカー装置における第２の実施例である搬送機を示した断面図である。
【図８】本発明の第２に実施例における清浄容器の搬送方法を示した説明図である。
【図９】本発明のストッカー装置における第３の実施例である搬送機を示した図である。
【図１０】本発明のストッカー装置における歪吸収部材を示した断面図である。
【図１１】本発明のストッカー装置における移動ステージを示した側面図である。
【図１２】従来のカセット移送装置の概略を示した図である。
【図１３】従来のＦＯＵＰ搬送システムの概略を示した概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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