JPH06329206A - ウエハカセット、ウエハカセット搬送用ハンド、及び、ウエハカセット形状検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】発塵の少ないウエハカセットを提供することに
ある。 【構成】複数のウエハが収納されるカセット部４３と、
このカセット部４３を収容するボックス４４と、このボ
ックス４４に加わった振動を吸収する緩衝手段４５とを
具備した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、複数の半導体
ウエハが収納されるウエハカセット、このウエハカセッ
トを搬送するハンド、及び、ウエハカセットを形状検出
する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体の製造の際には、各製造
プロセスを実行する製造装置の間でウエハが搬送され
る。ウエハは所定の枚数ずつウエハカセットに収納さ
れ、ウエハカセットに収納されたまま所定の搬送装置に
よって搬送される。そして、ウエハカセットを使用する
ことにより、多数のウエハの搬送を効率よく行うことが
できる。

【０００３】ウエハカセットやウエハカセットの搬送に
関する技術が、例えば以下の文献に示されている。 (1) 特開昭６２−５７８８２号公報 (2) 特開昭６３−１５０９３２号公報 (3) 特開昭６３−２０３４６４号公報 (4) 特開平１−１５５６４０号公報 (5) 特開平２−７２６５０号公報 これらのうち、文献 (1)においては、ウエハカセットを
傾斜保持し、ウエハカセットの一壁面で支承させるカム
部材が設けられている。文献(2) には、ハンドの指の開
閉の手段として、形状記憶合金を用いる技術が示されて
いる。また、文献 (3)においては、ウエハカセットを搬
送する台車と、台車上の荷台との間に緩衝装置が取り付
けられている。文献(4) では、ウエハカセット把持用指
に縦置き用と横起き用の指が設けられている。そして、
文献(5) には、ウエハをカセットから搬出するとき、有
無センサと測距センサとによってウエハの姿勢状態を検
知する技術が示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の各文
献に示された技術には、それぞれ以下のような不具合が
ある。文献(2) のように、ウエハカセットを把持するた
めにハンドに指の開閉機構を設けた場合、開閉機構が発
塵の原因になる。また、文献(4) のように、ウエハカセ
ットを把持するために、ハンドの指でカセットを挟む機
構を採用すると、指とカセットの縁とが擦れるため、発
塵し易い。

【０００５】また、文献(5) のように、ウエハカセット
内のウエハの姿勢状態を検知する場合、ウエハの挿入時
に得られる情報は無い。また、シリコンウエハの表面は
一般に鏡面であるので、一般的な散乱光検出用のセンサ
を利用できない。このため、ウエハを検知できるセンサ
が限られ、センサのコスト低減が難しい。

【０００６】さらに、文献(3) のように、搬送車側に防
振機構を取り付けると、台車装置が大型になり、搬送車
が走行するための空間を大きく確保しなければならな
い。また、製造装置側にウエハカセットを移載する際に
製造装置に振動が生じる場合には、更に別の防振機構を
設ける必要がある。

【０００７】各請求項の発明の目的とするところは、発
塵の少ないウエハカセット、ウエハカセット搬送用ハン
ド、及び、ウエハカセット形状検出装置を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために請求項１の発明は、複数のウエハが収納さ
れるカセット部と、このカセット部を収容するボックス
と、このボックスに加わった振動を吸収する緩衝手段と
を具備したウエハカセットである。

【０００９】また、請求項２の発明は、複数のウエハが
収納される本体と、この本体に枢支されウエハが本体に
収納される際にウエハを案内しながら回動して本体に収
納されたウエハを保持するウエハガイドとを具備したウ
エハカセットである。

【００１０】また、請求項３の発明は、ウエハカセット
に差し込まれる指と、膨張・収縮が自在であるとともに
膨張時に変形してウエハカセットに係合する変形部とを
具備したウエハカセット搬送用ハンドである。

【００１１】さらに、請求項４の発明は、ウエハカセッ
トを昇降させるカセットエレベ−タと、ウエハカセット
の昇降に伴ってウエハカセットの中に進入し、ウエハカ
セットの形状を検出する検出部とを具備したウエハカセ
ット形状検出装置である。そして、これらの発明によれ
ば、発塵を防止することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の各実施例を図１〜図１４に基
づいて説明する。図１〜図３は本発明の第１実施例を示
すもので、図１中の符号１はウエハカセット搬送用ハン
ド（以下、ハンドと称する）である。このハンド１にお
いては、ハンドベ−ス２が可動ア−ム３の先端に連結さ
れており、このハンドベ−ス２には二本の指４、４が垂
設されている。ア−ム３はハンドベ−ス２を任意の位置
へ移動させ、ハンドベ−ス２はア−ム３に対して姿勢を
変化させる。

【００１３】指４、４は同一径の円柱状に成形されてお
り、これらの長さ（突出量）も等しく設定されている。
さらに、指４、４はハンドベ−ス２に固定されており、
互いに平行に延びている。そして、指４、４の間隔は常
に一定である。

【００１４】各指４の先端には変形部５が設けられてい
る。変形部５は適度な弾性を有する材質からなるもの
で、その内部に流体導入用の空間を有している。変形部
５に対して所定の流体が任意に導入・排出され、変形部
５は内圧の変化に応じて自在に膨脹・収縮する。流体は
ハンドベ−ス２から供給され、指４を通って変形部５に
導かれる。ここで、流体は気体であっても、液体であっ
てもよい。

【００１５】図２は、ハンド１によって保持されるウエ
ハカセット６を示している。このウエハカセット６は、
複数のウエハ（図示しない）が収納される本体７と、こ
の本体７の開口縁部に形成されたフランジ部８とを有し
ている。本体７には、複数のウエハを同心的に並べて収
納できるよう、ウエハ収納用の空間９が形成されてい
る。本体７の内壁には、ウエハの周縁部の一部に係合し
てウエハの姿勢を決めるためのガイド溝１０…が複数形
成されている。そして、この溝１０…により、ウエハが
所定間隔を保ちながら保持される。

【００１６】なお、本体７がウエハを保持するための構
造として、一般的な種々の構造を採用できる。また、図
２においては、図面を簡略化するために、ウエハの図示
が省略されている。

【００１７】フランジ部８は本体７の側方、すなわちウ
エハの並び方向に対して直角な方向へ突出している。さ
らに、フランジ部８の厚さは、ハンド１の指４、４の直
径よりも大きく設定されている。フランジ部８には指挿
入用の穴１１、１１が形成されている。この穴１１、１
１は互い平行に延びており、フランジ部８の側面１２、
１２に真円状に開口している。

【００１８】つぎに、上述のハンド１の作用を説明す
る。まず、ハンド１はハンドベ−ス２をウエハカセット
６に近付け、フランジ部８に対向させる。さらに、指
４、４がフランジ部８の穴１１、１１に同心的に向けら
れ、ハンドベ−ス２が更にフランジ８に近付けられて、
図３に示すように、指４、４が穴１１、１１に挿入され
る。この際、指４、４の変形部５、５は収縮している。

【００１９】つぎに、変形部５、５が膨張し、穴１１、
１１の出口の周縁部の形状に応じて変形する。変形部
５、５はウエハカセット６に係合し、ウエハカセット６
がハンド１に係止する。そして、ア−ム３がウエハカセ
ット６を保持したまま移動し、ウエハカセット６が所定
の位置（例えば、次工程の製造装置）へ搬送される。

【００２０】ウエハカセット６を解放する際には、変形
部５、５が収縮し、指４、４が穴１１、１１から抜き出
される。ここで、各指４及び各穴１１の互いの直径は、
指４が穴１１に挿入された時に、ウエハカセット６がが
たつかないよう設定されている。

【００２１】すなわち、上述のハンド１は、指４、４に
形成された変形部５、５を膨張させてウエハカセット６
に係止させるので、指４、４を開閉させることなくウエ
ハカセット６を保持することができる。したがって、開
閉機構が不要であり、開閉機構を原因とする発塵を防止
できる。さらに、開閉機構を省略できるので、ハンド１
の小型化が可能である。

【００２２】また、穴１１、１１に指４、４を挿入する
ことによってウエハカセット６が保持されるので、穴１
１、１１を形成できれば、ウエハカセット自体の形状は
制限されない。したがって、種々の形状のウエハカセッ
トを保持することが可能である。

【００２３】なお、本実施例においては、指４、４の先
端に変形部５、５が設けられているが、指４、４の全体
に膨張・収縮が可能な材料を用い、指４、４自体を膨張
させても、同様な効果を奏することができる。

【００２４】また、製造装置に同様に指４、４を設けれ
ば、製造装置上でウエハカセット６を保持することがで
きる。図４〜図６は本発明の第２実施例を示しており、
図４中の符号２１はウエハカセット形状検出装置（以
下、検出装置と称する）である。この検出装置２１はウ
エハ移載装置２２と組合わされており、ウエハのウエハ
カセット２３への収納作業に先立って、ウエハカセット
２３のガイド溝３４…の形状を検出する。ここで、本実
施例においては、ウエハ移載装置２２として、一般的な
ハンドを有する種々のものを採用できるので、図４中で
ウエハ移載装置２２は概略的に示されている。

【００２５】検出装置２１はカセットエレベ−タ２４と
検出部２５とを有している。カセットエレベ−タ２４に
おいては、カセットステ−ジ（以下、ステ−ジと称す
る）２６が昇降体２７、２７（一方のみ図示）を介して
本体２８に取付けられており、このステ−ジ２６は昇降
体２７、２７とともに自在に昇降する。ステ−ジ２６の
中央には円孔２９が形成されており、本体２８に垂設さ
れた支柱３０が円孔２９を通過している。

【００２６】支柱３０の上端には検出部２５が備えられ
ている。検出部２５は、四つの光学式距離センサ（以
下、距離センサと称する）３１…を有しており、これら
は等間隔で放射状に配置されている。各距離センサ３１
は、検出光を発するとともに、この検出光の反射光を受
ける。そして、距離センサ３１は、検出光と反射光との
関係に基づいて、対象物との距離を検知する。なお、距
離センサ３１として、一般的な種々のものを利用するこ
とが可能である。

【００２７】図５はウエハカセット２３を示している。
このウエハカセット２３には、真円状の検出部通過用孔
３２、３２が同心的に開口している。そして、このウエ
ハカセット２３は、検査装置２１のステ−ジ２６に横向
きに載せられ、カセットエレベ−タ２４によって昇降さ
せられる。

【００２８】ステ−ジ２６の昇降に伴って、矢印Ａで示
すように、検出部２５が検出部通過用孔３２を通ってウ
エハカセット２３に進入する。各距離センサ３１…は、
図６に示すように、ウエハカセット２３の内壁３３に検
出光を照射して反射光を受ける。そして、ステ−ジ２６
が動かされて検出光がウエハカセット２３の内壁３３に
走査され、各距離センサ３１…の検出結果に基づいて、
ウエハカセット２３のガイド溝３４…の形状が検出され
る。

【００２９】検出部２５の検出結果に基づいてウエハ移
載装置２２が駆動され、ウエハが所定のガイド溝に挿入
される。また、ウエハの搬出の際にも、検出部２５の検
出結果が利用され、ウエハカセット２３の形状の情報に
基づいて、ウエハ移載装置２２が駆動される。ウエハの
移動経路は、ウエハがウエハカセット２３にできる限り
接触しないよう決定されている。

【００３０】すなわち、上述のような検出装置２１にお
いては、ウエハの挿入・搬出に先立ってウエハカセット
２３の形状が検出されるので、ウエハカセット２３の形
状を認識したうえで、ウエハの挿入・搬出を行うことが
できる。したがって、ウエハがウエハカセット２３に擦
れることを防止でき、発塵を低減できる。この結果、信
頼性の高いウエハ移載が可能になる。

【００３１】検出部通過用孔３２が在れば、異なる種類
のウエハカセットの形状検出も可能である。搬送装置の
ハンドにセンサを設ける必要がないので、搬送装置の小
型化が可能である。

【００３２】また、挿入・搬出の度にウエハカセット２
３の形状検出を行えば、ガイド溝３４…の形状劣化に関
わらずに、ウエハとウエハカセット２３との接触を防止
できる。

【００３３】なお、搬送装置のハンド部に検出部２５を
組合わせ、ウエハカセットを昇降させれば、本実施例と
同様の効果を奏することが可能である。図７〜図１０は
本発明の第３実施例を示しており、各図中の符号４１は
ウエハカセットを示している。このウエハカセット４１
は、複数のウエハ４２…が収納されるカセット部４３
と、このカセット部４３を覆うボックス４４とを有して
おり、カセット部４３とボックス４４との間には緩衝手
段４５…が設けられている。ボックス４４は矩形に成形
されており、上部４６を開放している。そして、ボック
ス４４の上部４６から、カセット部４３の出入口４７が
露出している。

【００３４】緩衝手段４５…は、ボックス４４の側部と
底部とに配設されており、カセット部４３の側部と底部
とに連結されている。そして、緩衝手段４５…はボック
ス４４の中で、カセット部４３を浮き上がらせた状態で
支持している。ここで、緩衝手段４５として、例えばコ
イルスプリング等のような一般的な種々の緩衝のための
手段を採用できる。

【００３５】ウエハカセット４１は、図１０に示すよう
に製造装置４８の受台４９に載置される。ボックス４４
の底部には位置決め孔５０、５１が設けられており、受
台４９に突設されたガイド５１、５１と磁石５２とが、
これら位置決め孔５０、５１に挿入される。ガイド５
１、５１は互いの間にカセット部４３を受け入れる。ま
た、磁石５２は、カセット部４３に取付けられた磁性体
製の板５３（例えば鉄板等）を吸着している。

【００３６】すなわち、上述のようなウエハカセット４
１においては、カセット部４３がボックス４４に収容さ
れ、カセット部４３とボックス４４との間に緩衝手段４
５…が備えられているので、ボックス４４に作用した振
動が緩衝部４５によって吸収され、カセット部４３に伝
わる前に減衰する。したがって、搬送装置や製造装置に
防振機能を付加しなくても、カセット部４３に収納され
たウエハに振動が伝わることを防止できる。そして、ウ
エハの破損や発塵を防止することができる。

【００３７】また、作業者がウエハカセット４１を直接
搬送する場合にも、ウエハに振動が伝わることを防止で
きる。さらに、搬送装置に防振機構を付加する必要がな
くなるので、搬送装置の小型化が可能になる。

【００３８】また、図示しないが、ボックス４４に第１
実施例の指挿入用孔１１、１１を設け、指４、４の長さ
や間隔を適宜変更すれば、第１実施例のハンド１を利用
することが可能である。

【００３９】なお、本実施例においては、緩衝部４５と
してコイルスプリング等が利用されているが、例えば、
カセット部４３とボックス４４との間に粘性流体を充填
しても、ボックス４４に作用した振動を吸収することが
できる。

【００４０】さらに、ボックス４４の上部４６を密閉す
れば、さらに防塵効果が高まる。図１１〜図１４は本発
明の第４実施例を示しており、図１１中の符号６１はウ
エハカセットである。このウエハカセット６１は、複数
のウエハ６２…が収納される本体６３と、各ウエハを案
内して保持するウエハガイド６４…とを有している。

【００４１】ウエハガイド６４は円弧状の棒体からなる
もので、図１２に示すように、その長手方向の途中の部
位で本体６３に枢支されている。さらに、ウエハガイド
６４は、図１３に示すように二つ一組で、ウエハ６２の
外周面に接してウエハ６２を保持する。

【００４２】ウエハカセット６１には、ウエハガイド６
４の一部を受け入れる長孔６５…が形成されている。図
１４に示すようにウエハガイド６４の断面は台形であ
り、ウエハガイド６４の他の一部は、本体６３の内壁に
形成された係合溝６６に対して、自在に係脱する。

【００４３】つぎに、このウエハカセット６１の作用を
説明する。まず、図１２に示すように本体６３にウエハ
６２が収納されていない場合、ウエハガイド６４の状態
は自由であり、ウエハガイド６４は枢支点６７を中心と
して自在に回動する。この場合、ウエハガイド６４の手
前側の部分（ウエハカセット６１の開口部６８に近い側
の部分）６９は、長孔６５に入り込んでおり、奥側の部
分７０は、ウエハカセット６１内に突出している。

【００４４】一方、図１３に示すようにウエハ６２が本
体６３に収納される場合、ウエハガイド６４は、ウエハ
６２が本体６３に進入するにしたがってウエハ６２によ
り押される。そして、ウエハガイド６４は枢支点６７を
中心として回動しながらウエハ６２を案内し、ウエハガ
イド６４の奥側の部分７０が、係合溝６６に係合する。
このとき、ウエハガイド６４の手前側の部分６９は、本
体６３の内部に突出する。

【００４５】この結果、各ウエハ６２が、二つのウエハ
ガイド６４、６４により挟まれ、容易に動かないよう保
持される。すなわち、このウエハカセット６１において
は、ウエハガイド６４によって保持されるので、ウエハ
６２の振動を防止することができる。したがって、搬送
装置がウエハカセットを搬送する際に、ウエハ６２が破
損したり、発塵したりすることを防止できる。

【００４６】さらに、作業者がウエハカセット６１を直
接搬送する場合にも、ウエハ６２に振動が伝わることを
防止できる。また、搬送装置に防振機構を付加する必要
がなくなるので、搬送装置の小型化が可能になる。

【００４７】なお、本実施例では、ウエハの振動を防止
するためにウエハガイド６４…が用いられているが、例
えば、ウエハガイド６４…を省略し、本体６３の係合溝
６５に粘性流体を充填しても、同様にウエハ６２の振動
を防止できると考えられる。この場合、ウエハ６２を搬
出する際には、粘性流体が係合溝６５から放出される。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明は、
複数のウエハが収納されるカセット部と、このカセット
部を収容するボックスと、このボックスに加わった振動
を吸収する緩衝手段とを具備したウエハカセットであ
る。

【００４９】また、請求項２の発明は、複数のウエハが
収納される本体と、この本体に枢支されウエハが本体に
収納される際にウエハを案内しながら回動して本体に収
納されたウエハを保持するウエハガイドとを具備したウ
エハカセットである。

【００５０】また、請求項３の発明は、ウエハカセット
に差し込まれる指と、膨張・収縮が自在であるとともに
膨張時に変形してウエハカセットに係合する変形部とを
具備したウエハカセット搬送用ハンドである。

【００５１】さらに、請求項４の発明は、ウエハカセッ
トを昇降させるカセットエレベ−タと、ウエハカセット
の昇降に伴ってウエハカセットの中に進入し、ウエハカ
セットの形状を検出する検出部とを具備したウエハカセ
ット形状検出装置である。したがって、これらの発明に
よれば、発塵を防止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の搬送用ハンドを示す斜視
図。

【図２】本発明の第１実施例のウエハカセットを示す斜
視図。

【図３】ウエハカセットがハンドによって保持された状
態を示す斜視図。

【図４】本発明の第２実施例の形状検出装置を示す構成
図。

【図５】本発明の第２実施例のウエハカセットを示す斜
視図。

【図６】形状検出の様子を示す説明図。

【図７】本発明の第３実施例のウエハカセットを示す構
成図。

【図８】本発明の第３実施例のウエハカセットの平面
図。

【図９】本発明の第３実施例のウエハカセットの断面
図。

【図１０】ウエハカセットが製造装置に置かれた状態を
示す断面図。

【図１１】本発明の第４実施例のウエハカセットを示す
斜視図。

【図１２】本発明の第４実施例のウエハカセットの空の
状態を示す断面図。

【図１３】本発明の第４実施例のウエハカセットにウエ
ハが収納された状態を示す断面図。

【図１４】ウエハガイドと係合溝とを示す断面図。

【符号の説明】

１…ウエハカセット搬送用ハンド、４、４…指、５、５
…変形部、６…ウエハカセット、２１…ウエハカセット
形状検出装置、２３…ウエハカセット、２４…カセット
エレベ−タ、２５…検出部、４１…ウエハカセット、４
２…ウエハ、４３…カセット部、４４…ボックス、４５
…緩衝手段、６１…ウエハカセット、６２…ウエハ、６
３…本体、６４…ウエハガイド。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のウエハが収納されるカセット部
   と、このカセット部を収容するボックスと、このボック
   スに加わった振動を吸収する緩衝手段とを具備したウエ
   ハカセット。
2. 【請求項２】 複数のウエハが収納される本体と、この
   本体に枢支され上記ウエハが本体に収納される際に上記
   ウエハを案内しながら回動して上記本体に収納された上
   記ウエハを保持するウエハガイドとを具備したウエハカ
   セット。
3. 【請求項３】 ウエハカセットに差し込まれる指と、膨
   張・収縮が自在であるとともに膨張時に変形して上記ウ
   エハカセットに係合する変形部とを具備したウエハカセ
   ット搬送用ハンド。
4. 【請求項４】 ウエハカセットを昇降させるカセットエ
   レベ−タと、上記ウエハカセットの昇降に伴って上記ウ
   エハカセットの中に進入し、上記ウエハカセットの形状
   を検出する検出部とを具備したウエハカセット形状検出
   装置。