(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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
【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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【図１４】
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【図１５】
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