(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板状の基体を、該基体を収納するカセットから出し入れする際に用いる基体の移載装置が、
前記基体裏面と対向する搬送面に、基体の浮上若しくは着地、基体の捕捉若しくは発射、又は、基体の中心出し、を行う機能を備えた気体の噴射口をそれぞれ複数個有する気流搬送用ハンドと、
前記カセットを載置し、該カセットを前記気流搬送用ハンドに対して水平前後進させる手段を備えたカセット台座と、該カセット台座を所定のピッチで昇降する手段とを一体的構造としたカセット置台と、
から構成されたことを特徴とする基体の移載装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基体の移載装置を用い、前記カセットから前記気流搬送ハンドの方向へ前記基体を移動させる操作方法は、
前記カセットを前記カセット台座に載置する工程と、
前記カセット台座を前記気流搬送用ハンドの方向に前進させることにより該気流搬送ハンドを前記カセット内に配置し、該カセット内のスロットに収納されている任意の前記基体の下面に対して該気流搬送ハンドの搬送面を近接させる工程と、
前記気流搬送ハンドの搬送面に設けた所定の噴射口から該基体に向けて所定の気体を噴射することによって、該基体を浮上させるとともに、該カセットから該気流搬送ハンドの方向へ該基体を搬出する工程と、
を少なくとも有することを特徴とする基体の移載装置の操作方法。
【請求項３】
請求項１に記載の基体の移載装置を用い、前記気流搬送ハンドから前記カセットの方向へ前記基体を移動させる操作方法は、
前記カセットを前記カセット台座に載置する工程と、
前記気流搬送ハンドの搬送面に設けた所定の噴射口から該基体に向けて所定の気体を噴射することによって、該基体を浮上保持している該気流搬送用ハンドの方向に前記カセット台座を前進させ、該気流搬送ハンドを該カセット内の所定のスロットに収納されるように配置する工程と、
前記気流搬送ハンドの搬送面に設けた所定の噴射口から該基体に向けて噴射していた所定のガスの噴射を止めて、該基体をカセット内の所定のスロットに搬入する工程と、
前記カセット台座を前記気流搬送用ハンドとは逆方向に後進させることにより該気流搬送ハンドを前記カセット内から引き抜く工程と、
を少なくとも有することを特徴とする基体の移載装置の操作方法。
【請求項４】
前記気流搬送ハンドの搬送面に設けた、前記基体の浮上若しくは着地を行う機能を備えた複数の気体の噴射口は、該搬送面に対して所定の角度をもって穿孔されており、該角度の傾き方向は該気流搬送ハンドの搬送面の中心を指向し、かつ、該該搬送面において少くとも３象限分割以上に区分された噴射口群を形成していることを特徴とする請求項１に記載の基体の移載装置。
【請求項５】
前記気流搬送ハンドの搬送面に設けた、前記基体の中心出しを行う機能を備えた複数の気体の噴射口は、該搬送面に対して所定の角度をもって穿孔されており、該角度の傾き方向は該気流搬送ハンドの搬送面の中心を指向し、該基体の外周に対応する位置に複数列配置されていることを特徴とする請求項１に記載の基体の移載装置。
【請求項６】
前記気流搬送ハンドの搬送面に設けた、前記基体の捕捉若しくは発射を行う機能を備えた気体の噴射口は、該搬送面に対して所定の角度をもって穿孔されており、該角度の傾き方向は、前記カセットから該気流搬送ハンドの方向で直線配列されたもの、及び、該気流搬送ハンドから該カセットの方向で直線配列されたもの、の２種類であり、各直線配列とも２列以上の複数列を形成してことを特徴とする請求項１に記載の基体の移載装置。
【請求項７】
前記気流搬送ハンドの外形寸法は、前記カセット内のスロットに配置された任意の基体の下に非接触で挿入可能な寸法であることを特徴とする請求項１に記載の基体の移載装置。
【請求項８】
前記カセット台座は、前記気流搬送ハンドが前記カセット内に進入する側の両側に、該カセットと同材質のガイドを備えていることを特徴とする請求項１に記載の基体の移載装置。
【請求項９】
移載装置は、気体の各噴射口における気体の噴射時間、気体の流量、及び、気体を噴射するタイムスケジュール、を制御する手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の基体の移載装置。
【請求項１０】
前記気流搬送ハンドは、該気流搬送ハンドの搬送面に設けた複数の気体の噴射口に、所定の気体を供給する配管を内蔵していることを特徴とする請求項１に記載の基体の移載装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基体の移載装置及びその操作方法に係る。より詳細には、半導体産業や液晶産業などで用いられる薄板状の基体を、該基体を収納するカセットから出し入れする際に用いる装置であり、該基体を気体で浮上させながら基体の出し入れが可能な、基体の移載装置及びその操作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体等の製造工程では、各工程で用いる製造装置間において基体（例えば半導体ウェハ）を移動させるため、基体の搬送装置を用いている。この種の搬送装置としては、例えば基体を入れたカセット治具を搬送車に積載して搬送する搬送装置、基体を一枚毎にロボットアームで搬送する搬送装置が挙げられる。しかし、これらの搬送装置においては基体が処理される空間の雰囲気は大気中であり、充分な高清浄雰囲気空間とはなっていないのが現状である。最近では基体を入れたカセット治具を密閉容器に入れて搬送する方法も利用されているが、基体に対する容器材質・気密用ガスケット等からの汚染という問題が解決されていない。
【０００３】
この問題を解消する方法としては、例えば、基体を気流（エアべアリング）によって搬送路内を搬送する気流搬送装置が提案されている。この気流搬送装置は搬送路内をクローズドタイプ（密閉系）にすることができるので、基体の周囲は充分な高清浄雰囲気空間とすることができる。このような従来の気流搬送装置は、長・短距離の搬送及び分岐路搬送、ホバリングによる浮上停止、左右回転による結晶軸の方向決め等の機能は完備するものの、本来枚葉搬送であるため、カセットに収納されている基体（例えば半導体ウエハ）の枚葉取出しは、例えばロボットハンド（フィンガー）等に代表される、基体と直接接触するような移動手段によらざるを得なかった。
【０００４】
上記移動手段を用いた場合には、基体裏面を真空吸着する方法や、基体周辺を下側からＬ形堤つきのハンドで支持する方法が用いられてきた。しかしながら、前者の場合は、基体の裏面汚れが問題となり、例えば基体として両面ミラーのウエハが採用されている現在では最適とは言えないものであった。また、後者の場合は、基体のチッピングの問題あるいは移動手段の基体を支持する部分に堆積するパーティクルの付着等の問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、薄板状の基体をカセットに出し入れする際に基体と直接接触するような移動手段を用いることなく、気流搬送によって基体をカセットに出し入れすることが可能な基体の移載装置及びその操作方法であって、枚葉式気流搬送装置に最適なものを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る基体の移載装置は、薄板状の基体を、該基体を収納するカセットから出し入れする際に用いる基体の移載装置が、前記基体裏面と対向する搬送面に、基体の浮上若しくは着地、基体の捕捉若しくは発射、又は、基体の中心出し、を行う機能を備えた気体の噴射口をそれぞれ複数個有する気流搬送用ハンドと、前記カセットを載置し、該カセットを前記気流搬送用ハンドに対して水平前後進させる手段を備えたカセット台座と、該カセット台座を所定のピッチで昇降する手段とを一体的構造としたカセット置台と、から構成されたことを特徴とする。
【０００７】
上述した基体の移載装置を用い、前記カセットから前記気流搬送ハンドの方向へ前記基体を移動させる操作方法は、前記カセットを前記カセット台座に載置する工程と、前記カセット台座を前記気流搬送用ハンドの方向に前進させることにより該気流搬送ハンドを前記カセット内に配置し、該カセット内のスロットに収納されている任意の前記基体の下面に対して該気流搬送ハンドの搬送面を近接させる工程と、前記気流搬送ハンドの搬送面に設けた所定の噴射口から該基体に向けて所定の気体を噴射することによって、該基体を浮上させるとともに、該カセットから該気流搬送ハンドの方向へ該基体を搬出する工程と、を少なくとも有することを特徴とする。
【０００８】
また、上述した基体の移載装置を用い、前記気流搬送ハンドから前記カセットの方向へ前記基体を移動させる操作方法は、前記カセットを前記カセット台座に載置する工程と、前記気流搬送ハンドの搬送面に設けた所定の噴射口から該基体に向けて所定の気体を噴射することによって、該基体を浮上保持している該気流搬送用ハンドの方向に前記カセット台座を前進させ、該気流搬送ハンドを該カセット内の所定のスロットに収納されるように配置する工程と、前記気流搬送ハンドの搬送面に設けた所定の噴射口から該基体に向けて噴射していた所定のガスの噴射を止めて、該基体をカセット内の所定のスロットに搬入する工程と、前記カセット台座を前記気流搬送用ハンドとは逆方向に後進させることにより該気流搬送ハンドを前記カセット内から引き抜く工程と、を少なくとも有することを特徴とする。
【０００９】
上記構成からなる基体の移載装置では、気流搬送ハンドの搬送面に設けた所定の噴射口から該基体に向けて所定の気体を噴射することによって、該基体を浮上保持しているので、基体を移動させる手段である気流搬送ハンドは、基体と直接接触することなく、基体をカセットに出し入れすることができる。従って、基体の裏面汚れ、基体のチッピング、あるいは移動手段の基体を支持する部分に堆積するパーティクルの付着等の問題を解消することが可能な基体の移載装置が得られる。また、上述した操作方法によれば、本発明に係る基体の移載装置を用いて、基体をカセットに出し入れすることが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態を本発明の作用等と共に説明する。
【００１１】
図１は、本発明に係る基体の移載装置の一例を示す模式的な断面図である。図２は、図１に示した装置の斜視図である。図３は、図１に示した気流搬送ハンド１の平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。また、図４は、本発明に係る基体の移載装置の他の一例を示す模式的な断面図である。
【００１２】
図１〜４において、１は気流搬送ハンド、２はカセット置台、３はカセット台座を所定のピッチで昇降する手段、４はカセット台座、５はカセットを気流搬送用ハンドに対して水平前後進させる手段、６は基体を収納するカセット、７は薄板状の基体、８はスロット、９は浮上用噴射口、１０は発射用噴射口、１１は他の気流搬送装置、１２は気流搬送ハンドのフランジ部、１３及び１４はガイド、１５は配管である。
【００１３】
図１に示すように、本発明に係る基体の移載装置は、基体７を収納するカセット６を載置するカセット置台２と、基体７を移動させる手段である気流搬送ハンド１と、から構成されている。
【００１４】
カセット置台２は、カセット台座４を所定のピッチで昇降する手段３（不図示）を有し、その最上部にはカセット台座４上に載置されたカセット６を気流搬送用ハンド１に対して水平前後進させる手段５（不図示）が一体的に設けられている。従って、カセット台座４にカセット６を載置することにより、カセット６は気流搬送ハンド１に向かう方向又は逆の方向（矢印の方向）に前後進すると共に、カセット置台２の昇降手段３によって所定のピッチでカセット６を上下することが可能となっている。
【００１５】
気流搬送ハンド１には、図２に示すように、基体７の裏面と対向する搬送面に、基体の浮上若しくは着地、基体の捕捉若しくは発射、又は、基体の中心出し、を行う機能を備えた気体の噴射口をそれぞれ複数個有する。これらの噴射口は、カセット６内のスロット８に収納されている基体７を、噴出気流によって０．２〜０．５ｍｍ浮上させる機能を備えている。ここで、９は基体の浮上若しくは着地用の噴射口であり、１０は基体の捕捉若しくは発射用の噴射口である。図面において、各噴射口から伸びる矢印は、各噴射口から気体が噴出する方向を示している。また、薄板状の基体７としては、例えばウェハ基板が好適に用いられる。
【００１６】
基体の捕捉若しくは発射用の噴射口１０は、複数列平行に設けてあり、その噴出気流の水平分力により浮上した基体７に推進力を与える機能を有する。図１には、気流搬送ハンド１が他の気流搬送装置１１に接続固定された場合を示した。
【００１７】
図３に示すように、各噴出口への気体の供給は気流搬送ハンド１のフランジ部１２に設けた配管１５を通して行い、移載装置は噴射口９、１０の各噴射口における気体の噴射時間、気体の流量、及び、気体を噴射するタイムスケジュール、を制御する手段（不図示）を備えている。
【００１８】
以下では、本発明に係る基体の移載装置の操作方法を、図１、図２及び図４に基づき詳細に説明する。
【００１９】
（１）カセットから気流搬送ハンドの方向へ基体を移動させる操作方法
まず、図２のように、基体７を収納してあるカセット６をカセット置台２のカセット台座４に置く。位置検知手段（不図示）によりカセット６が所定の位置にあると判断した後、台座４を水平移動させることによって、カセット６を気流搬送ハンド１の方向に前進させる。そして、気流搬送ハンド１がカセット６内の図４又は図１に示す位置となった時点で、台座４を停止させる。
【００２０】
次に、気流搬送ハンド１上の浮上用噴射口９から気体を噴射させると共に、置台２が所定のピッチで下降することによって、基体７の下面に気流搬送ハンド１の上面（すなわち搬送面）を近接させる。この操作により、基体７をカセット６のスロット８内で０．２〜０．５ｍｍ浮上させる。
【００２１】
続いて、気流搬送ハンド１上の発射用噴射口１０から噴射された気流の水平分力によって、基体７はカセット６から気流搬送ハンド１の方向に、気流搬送ハンド１上を浮上滑走して他の気流搬送装置１１に搬送される。
【００２２】
所望の基体７をカセット６から搬出した後、カセット置台２を所定ピッチ下降させることにより、気流搬送ハンド１をウエハ７の直上の位置にあった基体の下面に近接させる。そして、前記同様の操作を繰り返し行うことにより、カセット６内に収納されている複数の基体を次々と搬出し、他の気流搬送装置１１に搬送する。
【００２３】
所望の基体をカセット６から搬出した後、カセット台座４は後退して待機する。本発明に係る装置に所定の命令を与えることにより、カセット置台２は昇降し、カセット７内の任意スロットから基体を任意数搬出することも可能であることは言うまでもない。
【００２４】
その後、カセット台座４が後退し、カセット置台２が所定の初期高さにした後、基体が搬出された空きカセットはアンロードさせる。
【００２５】
（２）気流搬送ハンドからカセットの方向へ基体を移動させる操作方法
まず、空きカセット６をカセット置台２上のカセット台座４に載置し、カセット台座４を気流搬送ハンド１の方向に前進させる。そして、気流搬送ハンド１がカセット６内の図４又は図１に示す位置となった時点で、台座４を停止させる。
【００２６】
次に、カセット置台２を所望のカセットスロット位置になるまで昇降させると共に、気流搬送ハンド１の浮上用噴射口９からは気体を噴射させる。
【００２７】
そして、他の気流搬送装置１１から気流搬送ハンド１上に到着した基体は、気流搬送ハンド１上の捕捉用（発射用）噴射口１０から噴射された気流の水平分力によって進入速度は減速されつつ、空きカセット６内に入り、浮上用噴射口９から噴射された気流によって停止ホバリングする。この場合、図４に示すように、カセット台座４は、気流搬送ハンド１がカセット６内に進入する側の両側に、該カセットと同材質のガイド１３、１４を備えることによって、基体のカセット内搬入を容易とする構成としても良い。
【００２８】
次いで、浮上用噴射口９から噴射する気体を停止することにより、基体はスロット８の下棚（不図示）に載せることができる。その後、カセット置台２を僅かに上昇させ、カセット６のスロット８内の基体下面と気流搬送ハンド１との隙間を広げてから、カセット台座４が水平に後退することによって、カセットへの基体の収納を終える。そして、前記同様の操作を繰り返し行うことにより、カセット６内に所望の枚数の基体を収納する。
【００２９】
最後に、上記操作を繰り返して収納枚数が所望数に達すれば、直ちに気流搬送装置１を停止（サイクル停止）して待機状態とし、空きカセットの入れ替えを行う。
【００３０】
通常の気流搬送装置（例えば図１に示す１１）は、超高純度・高清浄気体（必要に応じ、Ｎ2等の超高純度不活性気体）を使用し、充分な高清浄雰囲気の密閉空間搬送としている。これに対応させるため、本発明に係る装置は、装置全体または装置の一部をクローズして排気し、高清浄気体と置換することにより、高清浄雰囲気空間における基体の移載装置とすることができる。
【００３１】
また、上記説明では、気流搬送ハンド１を他の気流搬送装置１１に接続固定した例を示したが、気流搬送ハンド１と他の気流搬送装置１１との間にロードロック室等を設け、雰囲気の置換を行うようにしても構わない。
【００３２】
さらに、上記説明では、気流搬送ハンド１に対してカセット６が移動する例を示したが、カセット６対して気流搬送ハンド１を移動する構造としても良いことは言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、カセットからの基体の搬出または搬入を気流搬送ハンドで行うことにより、基体の表裏共非接触搬送が可能となるので、基体の汚れ・チッピングパーティクルの付着等を激減させることができる。
【００３４】
また、カセットからの基体の搬出または搬入を気流搬送ハンドで行えるため、気流搬送装置ならびに気流浮上を応用した各種薄板基板処理装置と、基体を収納したカセットとを容易に直結させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基体の移載装置の一例を示す模式的な断面図である。
【図２】図１に示した装置の斜視図である。
【図３】図１に示した装置を構成する気流搬送ハンドの平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図４】本発明に係る基体の移載装置の他の一例を示す模式的な断面図であり、カセット台座がカセットと同材質のガイドを備えた場合を示す。
【符号の説明】
１  気流搬送ハンド、
２  カセット置台、
３  カセット台座を所定のピッチで昇降する手段、
４  カセット台座、
５  カセットを気流搬送用ハンドに対して水平前後進させる手段、
６  基体を収納するカセット、７は薄板状の基体、
８  スロット、
９  浮上用噴射口、
１０  発射用噴射口、
１１  他の気流搬送装置、
１２  気流搬送ハンドのフランジ部、
１３、１４  ガイド、
１５  配管。
【図１】
0004274601.tif 000002
【図２】
0004274601.tif 000003
【図３】
0004274601.tif 000004
【図４】
0004274601.tif 000005