ウェーハ収納カセットおよび搬送方法
【課題】搬送ロボット等により吸着された反りのあるウェーハでも破損させることなく収納する。
【解決手段】ウェーハ収納カセット１０であって、ウェーハＷの周縁部Ｗ１を厚さ方向両側から押圧可能なウェーハ固定板１１とウェーハ固定板をウェーハ厚さとなる方向に略平行状態に移動可能とする位置規制手段とからなり、ウェーハ固定板には収納するウェーハ口径に対応してウェーハ周縁部以外にウェーハ固定板が当接しないように開口部１１ｃが設けられ、位置規制手段は、複数のウェーハ固定板に設けた貫通孔１１ａ，１１ｂを貫く位置規制棒１５，１６と、隣接するウェーハ固定板にそれぞれ両端が回動可能に接続されたリンク棒１２，１３とを有し、ウェーハの搬出入時にはウェーハの両側のウェーハ固定板の間隔を広げ、ウェーハの収納時にはウェーハ固定板でウェーハを押圧してウェーハの反り変形を矯正する。
【解決手段】ウェーハ収納カセット１０であって、ウェーハＷの周縁部Ｗ１を厚さ方向両側から押圧可能なウェーハ固定板１１とウェーハ固定板をウェーハ厚さとなる方向に略平行状態に移動可能とする位置規制手段とからなり、ウェーハ固定板には収納するウェーハ口径に対応してウェーハ周縁部以外にウェーハ固定板が当接しないように開口部１１ｃが設けられ、位置規制手段は、複数のウェーハ固定板に設けた貫通孔１１ａ，１１ｂを貫く位置規制棒１５，１６と、隣接するウェーハ固定板にそれぞれ両端が回動可能に接続されたリンク棒１２，１３とを有し、ウェーハの搬出入時にはウェーハの両側のウェーハ固定板の間隔を広げ、ウェーハの収納時にはウェーハ固定板でウェーハを押圧してウェーハの反り変形を矯正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハ収納カセットおよび搬送方法に係わり、特にウェーハ口径に対して薄厚化されて反り・変形量が大きいウェーハのハンドリングに用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器（機器）に搭載される電子部品（部品）は、機器の小型化、薄型化に伴って小型化されてきている。「ウェーハレベルＣＳＰ」と呼ばれる、半導体ウェーハ上に絶縁層、再配線層、封止層、半田バンプ等を形成した後、チップサイズに切断したパッケージ構造により、部品の小型化を実現している。このように部品の小型化に伴いウェーハを使用する頻度が増えているなかで、従来、搬送ロボットや真空ピンセット等により、ウェーハを収納カセットに出し入れすることが行われている。自動装置では、ウェーハは搬送アームで真空吸着され挿入される。または、真空ピンセットを使用して作業者がウェーハを吸着搬送する場合がある。
【０００３】
同時に、デバイス製造工程での要請から薄厚化したウェーハを搬送することとなる。
例えば、個々の製品の仕様によって多種あるが、φ１５０ｍｍ程度の６インチウェーハ、φ２００ｍｍ程度の８インチウェーハで、厚さ１５０〜５００μｍ程度の状態で搬送がおこなわれている。
ウェーハは、その周縁部を支持するようにしてケース（ウェーハカセット）等に収納して搬送・輸送しており、製造工程の加工作業に際しては、ウェーハ中心位置を支持してケースから取り出し、加工領域へ搬送・移動することが一般におこなわれていた。
【０００４】
ウェーハカセットとしては、特許文献１に示すように平行な多数の溝が側壁に形成されたもの、つまり、ウェーハ受け部が固定されている構造が開示されている。あるいは、特許文献２のように固定間隔で設けられた多段式が知られていた。
しかし、ウェーハ裏面を研削して薄厚化する傾向にあるなかで、薄厚化したウェーハは反り易く、特許文献１では自動装置で、キャリアにセンサを搭載し、挿入されるウェーハを検知してから、アームの動きをコントロールする方法がとられている。
特許文献２においては、反りのあるウェーハに対して吸着ミスをなくすために、反りまたは変形のあるウェーハに対応して収納ピッチを大きくして、さらに、ウェーハを平板状に押圧することによリウェーハの反りを無くしてから吸着パッドにウェーハを吸着固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２６００１０号公報
【特許文献２】特開２００４−２７３８６７号公報
【特許文献３】特開２０００−３５５３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１などのウェーハカセットでは、反りのないウェーハに合わせてウェーハ収納部がウェーハを狭い所定ピッチで収納するようにその間隔が固定されており、また、ウェーハ周縁部を支持する構成とされているため、反りまたは変形の発生したウェーハを収納しようとすると、ウェーハが収納部分に当接してしまい、ウェーハを収納できないかウェーハが破損する可能性があるという問題があった。
同様に、反りまたは変形のあるウェーハに対応して収納ピッチを大きくした特許文献２においては、反りのあるウェーハに対して吸着ミスをなくすために、ウェーハを平板状に押圧することによリウェーハの反りを無くしてから吸着パッドにウェーハを吸着固定するが、ウェーハの収納率、つまり所定体積に収納できるウェーハの枚数が低下してしまうか、あるいはカセットが大型化してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、搬送ロボットや真空ピンセット等により吸着されたウェーハを、反りのあるウェーハでも破損させることなく収納することのできるウェーハ収納カセットおよび収納カセットからのウェーハ搬送方法を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に記載されるウェーハ収納カセットは、
ウェーハを収納するウェーハ収納カセットであって、
ウェーハの周縁部を厚さ方向両側から押圧可能なウェーハ固定板と、このウェーハ固定板をウェーハ厚さとなる方向に略平行状態に移動可能とする位置規制手段とからなり、
前記ウェーハ固定板には、収納するウェーハ口径に対応してウェーハ周縁部以外に該ウェーハ固定板が当接しないように開口部が設けられ、
前記位置規制手段は、複数の前記ウェーハ固定板に設けた貫通孔を貫く位置規制棒と、隣接するウェーハ固定板にそれぞれ両端が回動可能に接続されたリンク棒とを有し、
ウェーハの搬出入時には当該ウェーハの両側のウェーハ固定板の間隔を広げ、ウェーハの収納時にはウェーハ固定板でウェーハを押圧してウェーハの反りまたは変形を矯正してなることを特徴とする。
本発明の請求項２に記載されるウェーハ収納カセットは、
請求項１記載のウェーハ収納カセットであって、
前記位置規制手段の前記位置規制棒が複数平行に設けられ、そのうち少なくとも２本がウェーハの周縁部に当接してウェーハ主面と平行な方向におけるウェーハの収納位置を設定することを特徴とする。
本発明の請求項３に記載されるウェーハ収納カセットは、
請求項１または２記載のウェーハ収納カセットであって、
前記位置規制手段の前記位置規制棒がウェーハを収納した状態でウェーハ固定板の外側に位置する部分を分割可能とされてなることを特徴とする。
本発明の請求項４に記載されるウェーハ収納カセットは、
請求項１から３のいずれか１項記載のウェーハ収納カセットであって、
前記位置規制手段の前記リンク棒が、ウェーハ固定板の表面と平行で軸線と直交する方向に移動可能な回転軸によってウェーハ固定板に接続され、該回転軸がいずれも平行状態としてウェーハ固定板の四隅にもうけられており、ウェーハ固定板の厚さ方向への移動量が等しくなるように規制されてなることを特徴とする。
本発明の請求項５に記載されるウェーハ収納カセットは、
請求項１から４のいずれか１項記載のウェーハ収納カセットであって、
前記複数枚配置されたウェーハ固定板のうち、特定位置の間隔のみ広げられるように位置特定手段を有してなることを特徴とするウェーハ収納カセット。
本発明の請求項６に記載されるウェーハ収納カセットは、
請求項１から５のいずれか１項記載のウェーハ収納カセットであって、
前記開口部の寸法が異なるウェーハ固定板を有してなることを特徴とする。
本発明の請求項７に記載されるウェーハ搬送装置は、
請求項１から６のいずれか１項記載のウェーハ収納カセットと、ウェーハを保持して前記ウェーハ収納カセットに対して搬出入可能なウェーハ用ハンドと、前記ウェーハ用ハンドが進入可能な状態に前記ウェーハ収納カセットのウェーハ固定板の間隔を拡大するアームと、これらを駆動制御する駆動制御部とを有することを特徴とする。
本発明の請求項８に記載されるウェーハ搬送装置は、
請求項７記載のウェーハ搬送装置であって、
前記ウェーハ収納カセットの位置規制手段においてウェーハを収納した状態でウェーハ固定板の外側に位置する部分を分割可能とされてなる前記位置規制棒を有し、該位置規制棒が前記駆動制御部により駆動制御されることを特徴とする。
本発明の請求項９に記載されるウェーハ搬送方法は、
請求項１から６のいずれか１項記載のウェーハ収納カセットにおいて、搬出入するウェーハの両側のウェーハ固定板のみ間隔を広げることを特徴とする。
本発明の請求項１０に記載されるウェーハ搬送方法は、
請求項９記載のウェーハの搬送方法において、搬出入するウェーハの両側のウェーハ固定板とさらにウェーハを保持してウェーハ収納カセットに対して搬出入可能なウェーハ用ハンドを挿入する隣接するウェーハ固定板との間隔のみを広げることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のウェーハ収納カセットによれば、位置規制手段によってウェーハ固定板の間隔を広げることで、反りまたは変形のあるウェーハをスムーズにカセットから搬出入できるとともに、位置規制手段によってウェーハ固定板の間隔を狭めることで、省スペース化を図ることができる。同時に、ウェーハ固定板によって、ウェーハを挟んでウェーハの両側から押圧することにより、反りまたは変形のあるウェーハを矯正して収納することが可能となる。しかも、搬出入する当該ウェーハ以外はウェーハ固定板による固定を解除することなく、カセットに当接しないように搬出入することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明に係るウェーハ収納カセットの第１実施形態を示す正面図である。
【図２】図２は、本発明に係るウェーハ収納カセットの第１実施形態を示す側面図である。
【図３】図３は、本発明に係るウェーハ収納カセットおよび搬送方法の第１実施形態を示す正面図である。
【図４】図４は、本発明に係るウェーハ収納カセットの第２実施形態を示す正面図である。
【図５】図５は、本発明に係るウェーハ収納カセットおよび搬送方法の第２実施形態を示す正面図である。
【図６】図６は、本発明に係るウェーハ収納カセットの第３実施形態を示す正面図である。
【図７】図７は、本発明に係るウェーハ収納装置、ウェーハ収納カセットおよび搬送方法の第４実施形態を示す模式正面図である。
【図８】図８は、本発明に係るウェーハ収納カセットおよび搬送方法の第４実施形態を示す模式平面図である。
【図９】図９は、本発明に係るウェーハ収納装置および搬送方法の第４実施形態を示す模式正面図である。
【図１０】図１０は、本発明に係るウェーハ収納装置および搬送方法の第４実施形態を示す模式正面図である。
【図１１】図１１は、本発明に係るウェーハ収納装置および搬送方法の第４実施形態を示す模式正面図である。
【図１２】図１２は、本発明に係るウェーハ収納装置および搬送方法の第４実施形態を示す模式正面図である。
【図１３】図１３は、本発明に係るウェーハ収納カセットの第５実施形態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係るウェーハ収納カセットの第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態におけるウェーハ収納カセットの一部を示す正面図であり、図２は、同側面図、図３は、本実施形態に係るウェーハ収納カセットおよび搬送方法を示す正面図である。図において、符号１は、ウェーハ収納カセットである。
【００１２】
本実施形態におけるウェーハ収納カセット１は、薄厚化されたウェーハＷを収納・搬送するものとされ、図１，図２に示すように、平行な２枚のウェーハ固定板１１，１１と、位置規制手段としてのリンク棒１２，１３と、このリンク棒１２，１３をウェーハ固定板１１に接続する回転軸１４と、ウェーハ固定板１１，１１に設けられた貫通孔１１ａ、１１ｂを垂直に貫く複数の位置規制棒１５，１６と、これらを収納して密閉可能なケースＣ１とからなる。なお、図においてケースＣ１は模式的に破線で示している。
【００１３】
ウェーハＷは、薄厚化され、例えば、φ１５０ｍｍ程度の６インチウェーハ、φ２００ｍｍ程度の８インチウェーハのいずれか一方で、厚さ１５０〜５００μｍ程度の状態とされる。
【００１４】
ウェーハ固定板１１は、図１，図２に示すように、いずれも、アルミニウム、ＳＵＳ、硬質プラスチック、セラミック等からなる略矩形の平板とされ、収納するウェーハＷをその両側から押圧した際に、周縁部Ｗ１以外の中心側に相当する部分に対応する円形の開口１１ｃが中心位置に設けられている。開口１１ｃの径寸法は、収納するウェーハＷの口径に対して、周縁部を除いた寸法、具体的には、１〜５ｍｍ程度に設定されている。図２に示すように、この開口１１ｃの近傍下側には、ウェーハＷの周縁部Ｗ１に当接するような位置に貫通孔１１ｂ、１１ｂが設けられ、位置規制棒１６，１６が貫通している。貫通孔１１ｂ、１１ｂはいずれも、この貫通孔１１ｂの輪郭が開口１１ｃの下端位置よりも上側位置となるようにかつ、ウェーハＷの周縁部Ｗ１の径方向寸法と等しい距離だけ開口１１ｃから離間して設けられる。
【００１５】
また、開口１１ｃの中心より上側位置両側には、搬出入するウェーハＷに当接しないように間隔を持って貫通孔１１ａ、１１ａが設けられ、この貫通孔１１ａを位置規制棒１５，１５が貫通している。この貫通孔１１ａ、１１ａおよび位置規制棒１５，１５どうしの位置間隔は、これら貫通孔１１ａ、１１ａおよび位置規制棒１５，１５の間をウェーハＷが通り抜けられるようウェーハＷの径寸法よりも大きく設定される。位置規制棒１５，１６はいずれも、ウェーハ固定板１１の法線方向と平行に設けられている。
【００１６】
ウェーハ固定板１１の四隅には、図１，図２に示すように、側辺（縦辺）方向に平行な長穴１１ｄがウェーハ固定板１１の厚さ方向に貫通して設けられ、この長穴１１ｄが、ウェーハ固定板１１の厚さ方向と直交する方向に開口しウェーハ固定板１１の厚さ方向に開口する長穴１１ｅと連通している。この長穴１１ｅには、ウェーハ固定板１１の上下辺と略平行な回転軸１４が上下方向に移動可能に設けられている。長穴１１ｅの長さ寸法は、リンク棒１２とリンク棒１３の交差する角度が変化した際にウェーハ固定板１１の間隔を設定するようになっている。
【００１７】
リンク棒１２，１３は、図１，図２に示すように、ウェーハ固定板１１の側辺（縦辺）と平行となるようにウェーハ固定板１１の両側にそれぞれ一組ずつ設けられ、それぞれの両端部に回転軸１４が回動可能に貫通する回転穴１２ａ、１３ａが設けられる。リンク棒１２は、リンク棒１３よりもウェーハ固定板１１側に設けられ、それぞれの端部は、異なるウェーハ固定板１１に接続されて、ウェーハ固定板１１が位置規制棒１５，１６に沿って離間した際にはリンク棒１２とリンク棒１３とは交差した状態となるように位置されている。具体的には、図１に示すように、リンク棒１２の上端部は図示左側のウェーハ固定板１１に回転軸１４を介して接続され、リンク棒１２の下端部は図示右側のウェーハ固定板１１に回転軸１４を介して接続され、リンク棒１３の上端部は図示右側のウェーハ固定板１１に回転軸１４を介して接続され、リンク棒１３の下端部は図示左側のウェーハ固定板１１に回転軸１４を介して接続されている。
【００１８】
回転軸１４は、図１，図２に示すように、ウェーハ固定板１１の厚さ方向に設けられた長穴１１ｅの寸法と略等しい径寸法の軸部分１４ａと、この軸部分１４ａのウェーハ固定板１１側（長穴１１ｄ側）に拡径したストッパ１４ｂと、ウェーハ固定板１１の外側に位置するリンク棒１２，１３の回転穴１２ａ、１３ａを貫通した外側に位置して拡径するストッパ１４ｃとからなる。ストッパ１４ｂ、１４ｃの径寸法はいずれもウェーハ固定板１１の厚さ寸法を超えないように設定されてなる。ストッパ１４ｂとストッパ１４ｃとの軸部分１４ａの軸方向における位置は、リンク棒１２，１３がウェーハ固定板１１に対して回動可能となるように、長穴１１ｄからリンク棒１３の外側位置までの距離とほぼ等しく設定されてなる。回転軸１４は、ウェーハ固定板１１の上下辺と平行な状態を維持したまま長穴１１ｅの長手方向（図１の紙面上下方向）に移動可能とされている。
【００１９】
位置規制棒１６は、ウェーハＷの周縁部Ｗ１が当接した際に、開口１１ｃに対する収納位置を設定可能なように位置し、開口１１ｃからウェーハＷの周縁部Ｗ１に相当する距離だけ離間して位置する。
リンク棒１２，１３，回転軸１４，位置規制棒１５，１６は、位置規制手段を構成している。
【００２０】
本実施形態のウェーハ収納カセット１は、図１〜図３に示すように、長穴１１ｅの内部を回転軸１４が上下方向に移動することで、リンク棒１２とリンク棒１３の交差する角度が変化して、ウェーハ固定板１１が位置規制棒１５，１６に沿って移動する。これにより、ウェーハ固定板１１どうしが略平行状態を維持したままウェーハ固定板１１の間隔を変化させることができる。
【００２１】
以下、本実施形態におけるウェーハ収納カセットおよび搬送方法について説明する。
【００２２】
本実施形態におけるウェーハ収納カセット１に、ウェーハＷを収納するには、まず、図３（ａ）に示すように、ウェーハ固定板１１，１１どうしの距離を最大に離間させる。この際、リンク棒１２およびリンク棒１３の上側の回転軸１４は長穴１１ｅの下端に位置し、また、リンク棒１２およびリンク棒１３の下側の回転軸１４は長穴１１ｅの上端に位置し、リンク棒１２とリンク棒１３との交差する角度が最も平行から離れた状態となっている。同時に、ウェーハ固定板１１，１１は、いずれも、位置規制棒１５，１６の両端に位置する状態とされる。
【００２３】
次いで、図３（ａ）に示すように、反りを有するウェーハＷをハンドリング部Ｈによって支持し、ウェーハ固定板１１と略平行状態となるように準備する。
【００２４】
ハンドリング部Ｈは、例えば、真空ピンセットとされ、把持部分である本体と、その本体の先端部にウェーハ等の被処理体を吸着する突起状の可撓性吸着部、あるいは、ベルヌーイチャックなどとされる吸着部を有するものとされ、反りまたは変形を有するウェーハを保持可能なようになっている。このハンドリング部Ｈは、作業員が保持することもできるし、あるいは、自動搬送ロボットなどによって駆動させることも可能である。
【００２５】
次いで、図３（ｂ）に示すように、ハンドリング部Ｈを下降させることで、反りを有するウェーハＷをウェーハ固定板１１，１１の間に挿入し、図３（ｂ）、図２に示すように、ウェーハＷの周縁部Ｗ１を位置規制棒１６，１６に当接させた状態で、ハンドリング部ＨによるウェーハＷの保持を解除して、ハンドリング部Ｈを上昇、退避させる。これにより、ウェーハＷの周縁部Ｗ１が位置規制棒１６，１６に当接することで、収納位置が設定され、開口１１ｃに対応する位置に設定される。
【００２６】
次いで、図３（ｃ）に示すように、ウェーハ固定板１１，１１どうしを近づけ、ウェーハ固定板１１，１１どうしの距離が最終的にウェーハＷの厚さ寸法となるように移動させる。この際、リンク棒１２およびリンク棒１３の上側の回転軸１４は長穴１１ｅの上端付近に位置し、また、リンク棒１２およびリンク棒１３の下側の回転軸１４は長穴１１ｅの下端付近に位置し、リンク棒１２とリンク棒１３との交差する角度が最も平行に近い状態となっている。同時に、ウェーハ固定板１１，１１が接近したことで、位置規制棒１５，１６がウェーハ固定板１１，１１から突出する状態とされる。
【００２７】
この状態で、ウェーハＷは周縁部Ｗ１のみがウェーハ固定板１１に当接し、ウェーハ固定板１１はウェーハＷを厚さ方向両側から押圧することにより、ウェーハＷは反りまたは変形が矯正された状態となる。
【００２８】
本実施形態のウェーハ収納カセットおよび搬送方法によれば、ウェーハ固定板１１を可動とし、従来のスリット幅に対応するウェーハ固定板１１の間の寸法を変化させることにより、ウェーハＷを挿入するとき、または、取り出すときに、スリット幅を広げ、収納時には縮めることが可能となる。これにより、ウェーハＷを挿入するとき、または、取り出すときには、スリット幅に対応するウェーハ固定板１１の間の寸法を広げて、ウェーハＷとウェーハ固定板１１との距離を保ったまま搬出入することができ、ウェーハＷとカセット１とが衝突する危険を低減することができる。同時に、ウェーハ収納時には、ウェーハ固定板１１の間の寸法を狭めてカセット１を縮めることにより必要な空間を小さくして、省スペース化を図る、または同一空間における収納枚数を増大させることができる。また、ウェーハ固定板１１を動かして、搬送アームや真空ピンセットとされるハンドリング部Ｈを挿入する空間領域をつくることができる。スリット間隔が広いほど、操作はしやすいので、ハンドリング部Ｈの大きさ、あるいは、ウェーハＷの反りまたは変形に対応して、必要な空間を確保した状態でウェーハＷを搬出入することが可能となる。これにより、ウェーハが破損する可能性を低減できる。なお、図において、ウェーハ固定板１１を紙面上下方向に配した状態としたが、紙面左右方向に配して、左右（横）方向からウェーハを搬出入させる状態としてもよい。
【００２９】
以下、本発明に係るウェーハ収納カセットの第２実施形態を、図面に基づいて説明する。
図４は、本実施形態におけるウェーハ収納カセットを示す正面図であり、図５は、本実施形態に係るウェーハ収納カセットおよび搬送方法を示す正面図である。本実施形態において、上述した第１実施形態と異なるのは、複数ウェーハの収納に対応した部分であり、対応する部材には、同一の符号を付してその説明を省略する。
図において、符号１０は、ウェーハ収納カセットである。
【００３０】
本実施形態のウェーハ収納カセット１０は、複数枚のウェーハＷを収納可能とするもので、これに対応してウェーハ固定板１１が多数設けられている。具体的には、図４、図５に示す例では、７枚のウェーハを収納可能となっている。
【００３１】
これに伴い、図の左右両端に位置するウェーハ固定板１１以外の内側に位置するウェーハ固定板１１に設けられた回転軸１４には、いずれも、リンク棒１２，とリンク棒１３の両方が接続されることになる。つまり、上側の長穴１１ｅ側に位置する回転軸１４には、軸線方向でウェーハ固定板１１に近い位置にリンク棒１２の上端が接続され、このリンク棒１２の下端は右隣のウェーハ固定板１１の下側に位置する長穴１１ｅに接続された回転軸１４に接続されている。また、上側の長穴１１ｅ側に位置する回転軸１４には、軸線方向でウェーハ固定板１１から遠い外側位置にリンク棒１３の上端が接続され、このリンク棒１３の下端は左隣のウェーハ固定板１１の下側に位置する長穴１１ｅに接続された回転軸１４に接続されている。
【００３２】
位置規制棒１５，１６は、いずれも、最外位置のウェーハ固定板１１に固定するためのストッパ１５ａ、１６ａと、図で左右の移動範囲を規制するように拡径されたストッパ１５ｂ、１６ｂがそれぞれの端部に設けられる。
【００３３】
本実施形態のウェーハ収納カセット１０においては、図４、図５に示すように、回転軸１４を長穴１１ｅ内部でその長手方向（紙面上下方向）に移動させることでリンク棒１２，１３の交差角度を変化させ、ウェーハ固定板１１どうしの位置状態を平行に保ったままで、全てのウェーハ固定板１１の間隔を変化させることができる。
【００３４】
本実施形態のウェーハ収納カセット１０および搬送方法においては、図４に示すように、ウェーハ固定板１１の間隔を大きくしてウェーハを挿入した後、図５に示すように、ウェーハ固定板１１を位置規制棒１５，１６に沿って左側に集めるように移動させてそれぞれのウェーハ固定板１１，１１どうしの間に位置するウェーハＷを押圧して反りまたは変形を矯正することができる。
さらに、図４に示すように、ウェーハ固定板１１の間隔を大きくしてウェーハＷを搬出する。
【００３５】
このとき、ウェーハ固定板１１の間隔を大きくして、図で左右方向となるウェーハ収納カセット１０の厚み方向寸法をｔ１として、ウェーハＷの搬出入を容易にするとともに、ウェーハ固定板１１の間隔を小さくして、ウェーハ収納カセット１０の厚み方向寸法をｔ２として、収納時におけるウェーハ収納カセット１０の省スペース化を図ることができる。これにより、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、さらなる省スペース化を図ることが可能となる。なお、第１実施形態と同様、図において、ウェーハ固定板１１を紙面上下方向に配した状態としたが、紙面左右方向に配して、左右（横）方向からウェーハを搬出入させる状態としてもよい。
【００３６】
以下、本発明に係るウェーハ収納カセットの第３実施形態を、図面に基づいて説明する。
図６は、本実施形態におけるウェーハ収納カセットの一部を示す正面図である。本実施形態において、上述した第２実施形態と異なるのは、位置規制棒に対応した部分であり、対応する部材には、同一の符号を付してその説明を省略する。図において、符号１０は、ウェーハ収納カセットである。
【００３７】
本実施形態のウェーハ収納カセット１０においては、図６に示すように、位置規制棒１５，１６がいずれも長さ方位（軸方向）の途中位置において分割可能とされている。
【００３８】
本実施形態の位置規制棒１５，１６は、ウェーハＷを収納した状態で図の左右方向厚み方向寸法がｔ２となった際に、その右側に多少突出した位置で分割され、左側の最外位置となるウェーハ固定板１１に固定された基部側位置規制棒１５ｃ，１６ｃと、図で右側となる分離側位置規制棒１５ｄ，１６ｄとからなるものとされる。分離側位置規制棒１５ｄ，１６ｄの基部側位置規制棒１５ｃ，１６ｃに対向する先端には凸部１５ｅ，１６ｅが設けられ、基部側位置規制棒１５ｃ，１６ｃの対応する位置には、凹部１５ｆ、１６ｆが設けられ、これらが嵌合可能とされている。図では凸部１５ｅ，１６ｅの表面に雄ネジが、凹部１５ｆ、１６ｆの表面に雌ネジが設けられた例を図示するが、この構成に限るものではなく、鍵穴状に組み合わせて嵌合可能とするもの、あるいは、円柱状の凸部１５ｅ，１６ｅとこれに対応する凹部１５ｆ、１６ｆとすることなどができる。
【００３９】
本実施形態のウェーハ収納カセット１０においては、第２実施形態と同様に、ウェーハ固定板１１の間隔を大きくして、ウェーハ収納カセット１０の厚み方向寸法をｔ１として、ウェーハＷの搬出入をおこなった後、図６（ａ）に示すように、ウェーハ収納カセット１０の厚み方向寸法をｔ２として、収納状態とする。その後、図６（ｂ）に示すように、位置規制棒１５，１６を分離して、分離側位置規制棒１５ｄ，１６ｄを除去することで、厚み方向寸法をｔ２に対応する小さなケースＣ２内部にカセット１０を収納することができる。これにより、第２実施形態と同様の効果を奏するとともに、ケースＣ２についてもさらなる省スペース化を図ることが可能となる。なお、図においてケースＣ２は模式的に破線で示している。
【００４０】
本実施形態における位置規制棒１５，１６は、最外位置のウェーハ固定板１１の外側に位置する部分を分割可能としたが、収納されたウェーハＷと当接する部分が基部側位置規制棒１５ｃ，１６ｃとなっていれば、分割位置はこれに限るものではなく、より省スペースを図れる位置とすることなど、任意に設定することができる。
また、位置規制棒１５，１６の分割本数は、それぞれ２本としたが、ウェーハＷの位置規制をおこなうことができれば、位置規制棒１６は２本以上でもよく、また、ウェーハ固定板１１の平行状態を保ったまま移動可能とでき、かつ、ウェーハＷの出し入れに支障がなければ位置規制棒１５も何本設けてもかまわない。
【００４１】
以下、本発明に係るウェーハ搬送装置および搬送方法の第４実施形態を、図面に基づいて説明する。
図７は、本実施形態におけるウェーハ収納カセットの一部を示す正面図であり、図８は、同平面図であり、図９〜１２は搬送方法における工程を示す模式正面図である。本実施形態において、上述した第３実施形態のウェーハ収納カセット１０に関連する部分に対応する部材には、同一の符号を付してその説明を省略する。図において、符号２０はウェーハ搬送装置である。
【００４２】
本実施形態のウェーハ搬送装置２０は、図７、図８に示すように、ウェーハ収納カセット１０および、ウェーハＷをカセット１０に対して搬出入する搬送アーム２７と、ウェーハ固定板１１を上下に移動するためのスリット開閉アーム２８Ａ，２８Ｂと、これらを駆動制御する駆動制御部２９を有する。
【００４３】
ウェーハ収納カセット１０は、図７に示すように、ウェーハ固定板１１がいずれも水平方向となるように設けられ、位置規制棒１５，１６が垂直方向にくるようになっている。また、第３実施形態における位置規制棒の分割された分離側位置規制棒１５ｄ，１６ｄに対応して、分離側位置規制棒２５ｄ，２６ｄが設けられ、この分離側位置規制棒２５ｄ，２６ｄが駆動制御部２９によって駆動制御されるようになっている。
【００４４】
本実施形態のウェーハ収納カセット１０は、複数枚のウェーハＷを収納可能とするもので、これに対応してウェーハ固定板１１が多数設けられている。具体的には、図７に示す例では、１２枚のウェーハを収納可能となっている。
【００４５】
ウェーハ収納カセット１０は、図８に示すように、複数のウェーハ固定板１１の開口１１ｃの形状がリンク棒１２，１３のないウェーハＷを出し入れする辺にむけて開いた切欠１１ｃ１を有するものとされる。この切欠は、搬送アーム２７の移動に支障がない状態であれば、なるべく小さい幅寸法とされることが好ましい。
【００４６】
複数のウェーハ固定板１１には、切欠１１ｃ１を有する辺の一部分がリンク棒１２，１３の延在する方向に突出して、開閉段選択凸部（耳部）１１Ａとして設けられている。この開閉段選択凸部（耳部）１１Ａは、複数のウェーハ固定板１１で異なる位置に設けられる。図示する例では、最上部に位置するウェーハ固定板１１において、開口１１ｃから切欠１１ｃ１側に向かって最右側つまり図８の最上側に位置するように耳部１１Ａ１が設けられる。次いで、上から２番目に位置するウェーハ固定板１１においては、平面視して、耳部１１Ａ１に隣接し、かつ平面視して重ならない位置となる図８で耳部１１Ａ１のすぐ下側位置に耳部１１Ａ２が設けられる。上から３番目に位置するウェーハ固定板１１においては、平面視して、耳部１１Ａ２に隣接し、かつ平面視して重ならない位置となる図８で耳部１１Ａ２のすぐ下側位置に耳部１１Ａ３が設けられる。上から４番目に位置するウェーハ固定板１１においては、平面視して、耳部１１Ａ３に隣接し、かつ平面視して重ならない位置となる図８で耳部１１Ａ３のすぐ下側位置に耳部１１Ａ４が設けられる。上から５番目に位置するウェーハ固定板１１においては、平面視して、耳部１１Ａ４に隣接し、かつ平面視して重ならない位置となる図８で耳部１１Ａ４のすぐ下側位置に耳部１１Ａ５が設けられる。これより下側位置のウェーハ固定板１１に対応して、それぞれ耳部１１Ａが所定の位置となるように設けられる。耳部１１Ａは、切欠１１ｃ１を避けて搬送アーム２７の動きを妨げない位置、および、ウェーハ固定板１１の上下動を妨げない位置であればウェーハ固定板１１の周囲のどの位置でも設けることができる。
開閉アーム２８Ａ，２８Ｂおよび開閉段選択凸部（耳部）１１Ａは、複数枚配置されたウェーハ固定板のうち、特定位置の間隔のみ広げる位置特定手段を構成する。
【００４７】
搬送アーム２７は、第１実施形態におけるハンドリング部Ｈに対応する構成とすることができ、ウェーハを吸着・保持する吸着部２７ａが先端部に設けられる。
開閉アーム２８Ａ，２８Ｂは、後述するように、複数のウェーハ固定板１１から選択された特定の一枚を、位置規制棒１５，１６に沿って平行状態に移動させることができればよく、どのような形状でもかまわない。また、図示する開閉アーム２８Ａ，２８Ｂは図で左右に進退可能な構成としたが、ウェーハ固定板１１の厚み方向に進退してウェーハ固定板１１を移動するよう構成してもかまわない。
駆動制御部２９は、搬送アーム２７、開閉アーム２８Ａ，２８Ｂ、分離側位置規制棒２５ｄ，２６ｄを駆動可能とする図示しない駆動部と、これを制御する制御部とからなる。
【００４８】
本実施形態のウェーハ搬送装置２０におけるウェーハ搬送方法においては、図７に示すように、密閉されたケースＣ２に収納されたウェーハ収納カセット１０を所定位置に載置または、固定し、ケースＣ２を開放する。
次いで、駆動制御部２９に制御された分離側位置規制棒２５ｄ，２６ｄが下降して、基部側位置規制棒１５ｃ，１６ｃと接続状態とされる。
【００４９】
次いで、駆動制御部２９に制御されたスリット開閉アーム２８Ａを駆動して、所定のウェーハ固定板１１を位置規制棒１５，１６に沿って上昇させ、搬送アーム２７がウェーハＷの操作をおこなう余地を作るようにウェーハ固定板１１の間隔を保持設定する。例えば、図９に示すように、上から５番目のウェーハ固定板１１に載置されたウェーハＷを取り出す場合には、図８に示すように、開閉アーム２８Ａの進退方向となる横方向位置（図では上下位置）を耳部１１Ａ５に対応した位置に設定するとともに、上から５番目のウェーハ固定板１１の直下となる高さ位置に設定した後、この開閉アーム２８Ａをウェーハ収納カセット１１に向けて進出させ、耳部１１Ａ５の下側に当接して、これを上方に駆動して上から５番目のウェーハ固定板１１と上から６番目のウェーハ固定板１１の間の間隔を拡大する。これは、搬出入するウェーハＷは反りまたは変形した状態では搬送アームで吸着・保持できない場合があるため、隣接する両側のウェーハ固定板１１で押圧して、その反りまたは変形を矯正した状態で吸着・保持するために当該ウェーハＷの載置された１つ下側のウェーハ固定板１１との間隔を広げたものである。なお、ウェーハ固定板１１による押圧を解除した状態でウェーハＷの反りが逆向きになっているなど、吸着・保持する際に好ましい場合には、隣接する上側のウェーハ固定板１１との間隔を拡大することも可能である。
【００５０】
次いで、図１０に示すように、駆動制御部２９によって、上から５番目のウェーハ固定板１１と６番目のウェーハ固定板１１との間に搬送アーム２７を挿入して、ウェーハＷの中心付近に吸着部２７ａを当接させてウェーハＷを保持する。
搬送アーム２７でウェーハＷを保持した状態で、図１１に示すように、駆動制御部２９に制御されたスリット開閉アーム２８Ｂを駆動して、開閉アーム２８Ｂの駆動位置を耳部１１Ａ４に対応した位置に設定して、上から４番目のウェーハ固定板１１を位置規制棒１５，１６に沿って上昇させ、上から５番目のウェーハ固定板１１に載置されたウェーハを収納状態から開放する。すると、ウェーハは隣接する両側のウェーハ固定板１１から押圧されなくなる。
次いで、駆動制御部２９によって、搬送アーム２７を駆動し、図１２に示すように、ウェーハ収納カセット１０からウェーハＷを外部に搬出する。
【００５１】
同様にして、必要な場所に収納されたウェーハＷを搬出する、あるいは、必要な場所にウェーハＷを挿入して、順次、隣接する上下のウェーハ固定板１１によって押圧することで反りまたは変形のないように収納する。
これらの搬出入がすべて終了した後、図７に示す初期状態となるよう、駆動制御部２９によって、搬送アーム２７および開閉アーム２８Ａ，２８Ｂを退避させ、分離側位置規制棒２５ｄ，２６ｄを分離して、上方に退避させる。その後、ウェーハ収納カセット１０をケースＣ２に収納して密閉する。
【００５２】
本実施形態のウェーハ搬送装置２０およびウェーハ搬送方法によれば、選択された耳部１１Ａを開閉アーム２８Ａで駆動することで、特定の一枚のウェーハが載置収納されたウェーハ固定板１１を上方に移動して一枚下側のウェーハの収納されたウェーハ固定板１１との間隔を広げることで、搬送アーム２７が進入する空間を確保することができる。また、当該ウェーハはウェーハ固定板１１で押圧され変形が矯正された状態で搬送アームが吸着可能なので、確実に吸着支持をおこなうことができ、支持不十分でウェーハが落下することを防止できる。これにより、収納された複数のウェーハのうち、任意の位置に収納された一枚を選択して、これを取り出すことができる。同様に、収納する複数のウェーハのうち、任意の位置に収納する一枚を選択して、これを挿入することができる。
本実施形態のウェーハ搬送装置２０およびウェーハ搬送方法によれば、駆動制御部２９により自動制御で、ウェーハＷを挿入するとき、または、取り出すときに、いわゆるスリット幅を変化させるようにウェーハ固定板１１を上下動させて幅寸法を広げることで、搬送アーム２７へのウェーハ吸着を容易にすることができる。また、駆動制御部２９により駆動された開閉アーム２８Ａ，２８Ｂおよび耳部１１Ａにより、複数収納したウェーハのうち、搬送するウェーハＷに対応してウェーハ固定板１１を選択的に開閉することが可能となり、駆動制御部２９により自動制御で、ウェーハＷを搬送することが容易となる。
また、搬送する際に、収納状態としたウェーハを隣接する両側のウェーハ固定板１１で押圧固定することにより、反りまたは変形の有無にかかわらず、収納体積の省スペース化を図るかまたは収納枚数を増やすとともにウェーハを押圧して搬送可能なことにより、搬送時におけるウェーハの破損等を防止することが可能となる。
【００５３】
搬送アーム２７でウェーハＷの面に吸着する際に、搬送アーム２７を挿入するウェーハ固定板１１とウェーハ固定板１１の間の領域を充分確保するため、駆動制御部２９によって搬送アーム２７を自動で駆動した場合でも、充分な余裕をもって操作可能なようにすることができ、監視用のセンサなどを設ける必要がなく、簡単な構造で、コスト削減をおこなうことができる。しかも、搬送先の搬送アーム２７の規格あるいはサイズが異なるような場合でも、これに対応して、ウェーハＷの搬送をおこなうことが可能で、いちいち、別のケースに移してからウェーハをラインに流すなどの処理が不要である。
スリット間隔が広いほど、操作はしやすい。
【００５４】
薄厚化したウェーハＷは反りがあることが多いが、反りを有するウェーハＷは、ウェーハ表面（主面）が歪んでいるため搬送アーム２７で吸着しづらく、搬送アームなどを押し付けたときにウェーハＷが逃げてしまうおそれがあったが、ウェーハ固定板１１で押圧した収納状態としてウェーハＷを固定したままで吸着することで、吸着操作を容易におこなうことができる。
【００５５】
位置規制棒の分割された分離側位置規制棒２５ｄ，２６ｄをケースＣ２に収納する必要がないため、ケースＣ２を小型にすることができるとともに、分離側位置規制棒２５ｄ，２６ｄ、開閉アーム２８Ａ，２８Ｂ、搬送アーム２７をいずれも清浄度の高い状態として、ケースＣ２の密閉を破るようにできるため、搬送によるウェーハＷの清浄低下を防止あるいは低減することが容易になる。
【００５６】
また、収納するウェーハＷとしては、φ３００ｍｍで１０〜３００μｍの厚さ、あるいは、φ４５０ｍｍで２５０〜５００μｍ程度あるいは５００〜７５０μｍ程度の厚さで、薄厚化していない通常状態でも反りが発生するものに対応することも可能である。
【００５７】
本実施形態のような自動装置でのウェーハ搬送時には、任意の1枚を取り出す際、ウェーハの入っているスロット間隔は狭めておき一つ下のスロット間隔を広げることで、搬送アームの進入スペースを空ける。次いで、搬送アームが進入し吸着が完了するまでウェーハの入っているスロットは狭めてウェーハ周縁部を押圧する状態を保持する。吸着が完了したところで、ウェーハの入っているスロットを広げ、ウェーハを搬出するものである。
【００５８】
以下、本発明に係るウェーハ収納カセットの第５実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１３は、本実施形態におけるウェーハ収納カセットを示す模式平面図である。本実施形態において、上述した第１〜第４実施形態のウェーハ収納カセットと異なるのは、異なる口径のウェーハを収納可能とした部分であり、対応する部材には、同一の符号を付してその説明を省略する。
図において、符号１１はウェーハ固定板である。
【００５９】
本実施形態のウェーハ収納カセットにおいては、ウェーハ固定板１１における開口１１ｃが異なる寸法に設定されたものを有する。
具体的には、図７に示すウェーハ収納カセット１０において上から７番目までのウェーハ固定板１１に載置するウェーハがφ２００ｍｍ程度の８インチウェーハを収納するものとされ、８番目のウェーハ固定板１１にはウェーハを収納せず、９番目から１２番目までのウェーハ固定板１１に載置するウェーハがφ１５０ｍｍ程度の６インチウェーハとされる。
【００６０】
φ２００ｍｍ程度の８インチウェーハを収納する上から７番目までのウェーハ固定板１１には、図２，図８、図１３に示すようにφ１９０〜１９８ｍｍ程度、ウェーハ周縁部Ｗ１のみが当接するような寸法に設定された開口１１ｃが設けられる。
φ１５０ｍｍ程度の６インチウェーハを収納する９番目から１２番目までのウェーハ固定板１１には、図１３に示すようにφ１４０〜１４８ｍｍ程度、ウェーハ周縁部Ｗ１のみが当接するような寸法に設定された開口１１ｇが設けられる。
８番目のウェーハ固定板１１においては、開口寸法は特に特定されず、例えば開口の無いものでもかまわない。
【００６１】
これらのウェーハ固定板１１においては、対応するウェーハ口径は異なるものの、開口１１ｃおよび開口１１ｇと貫通穴１１ｂとの距離は変わらないため、ウェーハを収納した場合には、口径が異なるウェーハＷがいずれも、位置規制棒１６，１６に当接することになる。
これにより、従来はウェーハの周縁部に苦労して嵌め込んだ一枚ごとのアタッチメントを用いるなど、極めて困難を来していた、異なる口径のウェーハを同時に搬送することが容易に可能となる。
【００６２】
なお、切欠１１ｃ１は搬送アーム２７あるいはハンドリング部Ｈによる作業性によって、その有無を設定することが可能である。
また、上記の各実施形態におけるウェーハ収納カセットは、反りまたは変形の無いウェーハに適用させてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１，１０…ウェーハ収納カセット、１１…ウェーハ固定板、１１ａ，１１ｂ…貫通孔（位置規制手段）、１１ｃ…開口、１１ｄ、１１ｅ…長穴、１２，１３…リンク棒（位置規制手段）、１４…回転軸（位置規制手段）、１５，１６…位置規制棒（位置規制手段）、２０…ウェーハ搬送装置、Ｗ…ウェーハ、Ｗ１…周縁部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハ収納カセットおよび搬送方法に係わり、特にウェーハ口径に対して薄厚化されて反り・変形量が大きいウェーハのハンドリングに用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器（機器）に搭載される電子部品（部品）は、機器の小型化、薄型化に伴って小型化されてきている。「ウェーハレベルＣＳＰ」と呼ばれる、半導体ウェーハ上に絶縁層、再配線層、封止層、半田バンプ等を形成した後、チップサイズに切断したパッケージ構造により、部品の小型化を実現している。このように部品の小型化に伴いウェーハを使用する頻度が増えているなかで、従来、搬送ロボットや真空ピンセット等により、ウェーハを収納カセットに出し入れすることが行われている。自動装置では、ウェーハは搬送アームで真空吸着され挿入される。または、真空ピンセットを使用して作業者がウェーハを吸着搬送する場合がある。
【０００３】
同時に、デバイス製造工程での要請から薄厚化したウェーハを搬送することとなる。
例えば、個々の製品の仕様によって多種あるが、φ１５０ｍｍ程度の６インチウェーハ、φ２００ｍｍ程度の８インチウェーハで、厚さ１５０〜５００μｍ程度の状態で搬送がおこなわれている。
ウェーハは、その周縁部を支持するようにしてケース（ウェーハカセット）等に収納して搬送・輸送しており、製造工程の加工作業に際しては、ウェーハ中心位置を支持してケースから取り出し、加工領域へ搬送・移動することが一般におこなわれていた。
【０００４】
ウェーハカセットとしては、特許文献１に示すように平行な多数の溝が側壁に形成されたもの、つまり、ウェーハ受け部が固定されている構造が開示されている。あるいは、特許文献２のように固定間隔で設けられた多段式が知られていた。
しかし、ウェーハ裏面を研削して薄厚化する傾向にあるなかで、薄厚化したウェーハは反り易く、特許文献１では自動装置で、キャリアにセンサを搭載し、挿入されるウェーハを検知してから、アームの動きをコントロールする方法がとられている。
特許文献２においては、反りのあるウェーハに対して吸着ミスをなくすために、反りまたは変形のあるウェーハに対応して収納ピッチを大きくして、さらに、ウェーハを平板状に押圧することによリウェーハの反りを無くしてから吸着パッドにウェーハを吸着固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２６００１０号公報
【特許文献２】特開２００４−２７３８６７号公報
【特許文献３】特開２０００−３５５３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１などのウェーハカセットでは、反りのないウェーハに合わせてウェーハ収納部がウェーハを狭い所定ピッチで収納するようにその間隔が固定されており、また、ウェーハ周縁部を支持する構成とされているため、反りまたは変形の発生したウェーハを収納しようとすると、ウェーハが収納部分に当接してしまい、ウェーハを収納できないかウェーハが破損する可能性があるという問題があった。
同様に、反りまたは変形のあるウェーハに対応して収納ピッチを大きくした特許文献２においては、反りのあるウェーハに対して吸着ミスをなくすために、ウェーハを平板状に押圧することによリウェーハの反りを無くしてから吸着パッドにウェーハを吸着固定するが、ウェーハの収納率、つまり所定体積に収納できるウェーハの枚数が低下してしまうか、あるいはカセットが大型化してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、搬送ロボットや真空ピンセット等により吸着されたウェーハを、反りのあるウェーハでも破損させることなく収納することのできるウェーハ収納カセットおよび収納カセットからのウェーハ搬送方法を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に記載されるウェーハ収納カセットは、
ウェーハを収納するウェーハ収納カセットであって、
ウェーハの周縁部を厚さ方向両側から押圧可能なウェーハ固定板と、このウェーハ固定板をウェーハ厚さとなる方向に略平行状態に移動可能とする位置規制手段とからなり、
前記ウェーハ固定板には、収納するウェーハ口径に対応してウェーハ周縁部以外に該ウェーハ固定板が当接しないように開口部が設けられ、
前記位置規制手段は、複数の前記ウェーハ固定板に設けた貫通孔を貫く位置規制棒と、隣接するウェーハ固定板にそれぞれ両端が回動可能に接続されたリンク棒とを有し、
ウェーハの搬出入時には当該ウェーハの両側のウェーハ固定板の間隔を広げ、ウェーハの収納時にはウェーハ固定板でウェーハを押圧してウェーハの反りまたは変形を矯正してなることを特徴とする。
本発明の請求項２に記載されるウェーハ収納カセットは、
請求項１記載のウェーハ収納カセットであって、
前記位置規制手段の前記位置規制棒が複数平行に設けられ、そのうち少なくとも２本がウェーハの周縁部に当接してウェーハ主面と平行な方向におけるウェーハの収納位置を設定することを特徴とする。
本発明の請求項３に記載されるウェーハ収納カセットは、
請求項１または２記載のウェーハ収納カセットであって、
前記位置規制手段の前記位置規制棒がウェーハを収納した状態でウェーハ固定板の外側に位置する部分を分割可能とされてなることを特徴とする。
本発明の請求項４に記載されるウェーハ収納カセットは、
請求項１から３のいずれか１項記載のウェーハ収納カセットであって、
前記位置規制手段の前記リンク棒が、ウェーハ固定板の表面と平行で軸線と直交する方向に移動可能な回転軸によってウェーハ固定板に接続され、該回転軸がいずれも平行状態としてウェーハ固定板の四隅にもうけられており、ウェーハ固定板の厚さ方向への移動量が等しくなるように規制されてなることを特徴とする。
本発明の請求項５に記載されるウェーハ収納カセットは、
請求項１から４のいずれか１項記載のウェーハ収納カセットであって、
前記複数枚配置されたウェーハ固定板のうち、特定位置の間隔のみ広げられるように位置特定手段を有してなることを特徴とするウェーハ収納カセット。
本発明の請求項６に記載されるウェーハ収納カセットは、
請求項１から５のいずれか１項記載のウェーハ収納カセットであって、
前記開口部の寸法が異なるウェーハ固定板を有してなることを特徴とする。
本発明の請求項７に記載されるウェーハ搬送装置は、
請求項１から６のいずれか１項記載のウェーハ収納カセットと、ウェーハを保持して前記ウェーハ収納カセットに対して搬出入可能なウェーハ用ハンドと、前記ウェーハ用ハンドが進入可能な状態に前記ウェーハ収納カセットのウェーハ固定板の間隔を拡大するアームと、これらを駆動制御する駆動制御部とを有することを特徴とする。
本発明の請求項８に記載されるウェーハ搬送装置は、
請求項７記載のウェーハ搬送装置であって、
前記ウェーハ収納カセットの位置規制手段においてウェーハを収納した状態でウェーハ固定板の外側に位置する部分を分割可能とされてなる前記位置規制棒を有し、該位置規制棒が前記駆動制御部により駆動制御されることを特徴とする。
本発明の請求項９に記載されるウェーハ搬送方法は、
請求項１から６のいずれか１項記載のウェーハ収納カセットにおいて、搬出入するウェーハの両側のウェーハ固定板のみ間隔を広げることを特徴とする。
本発明の請求項１０に記載されるウェーハ搬送方法は、
請求項９記載のウェーハの搬送方法において、搬出入するウェーハの両側のウェーハ固定板とさらにウェーハを保持してウェーハ収納カセットに対して搬出入可能なウェーハ用ハンドを挿入する隣接するウェーハ固定板との間隔のみを広げることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のウェーハ収納カセットによれば、位置規制手段によってウェーハ固定板の間隔を広げることで、反りまたは変形のあるウェーハをスムーズにカセットから搬出入できるとともに、位置規制手段によってウェーハ固定板の間隔を狭めることで、省スペース化を図ることができる。同時に、ウェーハ固定板によって、ウェーハを挟んでウェーハの両側から押圧することにより、反りまたは変形のあるウェーハを矯正して収納することが可能となる。しかも、搬出入する当該ウェーハ以外はウェーハ固定板による固定を解除することなく、カセットに当接しないように搬出入することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明に係るウェーハ収納カセットの第１実施形態を示す正面図である。
【図２】図２は、本発明に係るウェーハ収納カセットの第１実施形態を示す側面図である。
【図３】図３は、本発明に係るウェーハ収納カセットおよび搬送方法の第１実施形態を示す正面図である。
【図４】図４は、本発明に係るウェーハ収納カセットの第２実施形態を示す正面図である。
【図５】図５は、本発明に係るウェーハ収納カセットおよび搬送方法の第２実施形態を示す正面図である。
【図６】図６は、本発明に係るウェーハ収納カセットの第３実施形態を示す正面図である。
【図７】図７は、本発明に係るウェーハ収納装置、ウェーハ収納カセットおよび搬送方法の第４実施形態を示す模式正面図である。
【図８】図８は、本発明に係るウェーハ収納カセットおよび搬送方法の第４実施形態を示す模式平面図である。
【図９】図９は、本発明に係るウェーハ収納装置および搬送方法の第４実施形態を示す模式正面図である。
【図１０】図１０は、本発明に係るウェーハ収納装置および搬送方法の第４実施形態を示す模式正面図である。
【図１１】図１１は、本発明に係るウェーハ収納装置および搬送方法の第４実施形態を示す模式正面図である。
【図１２】図１２は、本発明に係るウェーハ収納装置および搬送方法の第４実施形態を示す模式正面図である。
【図１３】図１３は、本発明に係るウェーハ収納カセットの第５実施形態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係るウェーハ収納カセットの第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態におけるウェーハ収納カセットの一部を示す正面図であり、図２は、同側面図、図３は、本実施形態に係るウェーハ収納カセットおよび搬送方法を示す正面図である。図において、符号１は、ウェーハ収納カセットである。
【００１２】
本実施形態におけるウェーハ収納カセット１は、薄厚化されたウェーハＷを収納・搬送するものとされ、図１，図２に示すように、平行な２枚のウェーハ固定板１１，１１と、位置規制手段としてのリンク棒１２，１３と、このリンク棒１２，１３をウェーハ固定板１１に接続する回転軸１４と、ウェーハ固定板１１，１１に設けられた貫通孔１１ａ、１１ｂを垂直に貫く複数の位置規制棒１５，１６と、これらを収納して密閉可能なケースＣ１とからなる。なお、図においてケースＣ１は模式的に破線で示している。
【００１３】
ウェーハＷは、薄厚化され、例えば、φ１５０ｍｍ程度の６インチウェーハ、φ２００ｍｍ程度の８インチウェーハのいずれか一方で、厚さ１５０〜５００μｍ程度の状態とされる。
【００１４】
ウェーハ固定板１１は、図１，図２に示すように、いずれも、アルミニウム、ＳＵＳ、硬質プラスチック、セラミック等からなる略矩形の平板とされ、収納するウェーハＷをその両側から押圧した際に、周縁部Ｗ１以外の中心側に相当する部分に対応する円形の開口１１ｃが中心位置に設けられている。開口１１ｃの径寸法は、収納するウェーハＷの口径に対して、周縁部を除いた寸法、具体的には、１〜５ｍｍ程度に設定されている。図２に示すように、この開口１１ｃの近傍下側には、ウェーハＷの周縁部Ｗ１に当接するような位置に貫通孔１１ｂ、１１ｂが設けられ、位置規制棒１６，１６が貫通している。貫通孔１１ｂ、１１ｂはいずれも、この貫通孔１１ｂの輪郭が開口１１ｃの下端位置よりも上側位置となるようにかつ、ウェーハＷの周縁部Ｗ１の径方向寸法と等しい距離だけ開口１１ｃから離間して設けられる。
【００１５】
また、開口１１ｃの中心より上側位置両側には、搬出入するウェーハＷに当接しないように間隔を持って貫通孔１１ａ、１１ａが設けられ、この貫通孔１１ａを位置規制棒１５，１５が貫通している。この貫通孔１１ａ、１１ａおよび位置規制棒１５，１５どうしの位置間隔は、これら貫通孔１１ａ、１１ａおよび位置規制棒１５，１５の間をウェーハＷが通り抜けられるようウェーハＷの径寸法よりも大きく設定される。位置規制棒１５，１６はいずれも、ウェーハ固定板１１の法線方向と平行に設けられている。
【００１６】
ウェーハ固定板１１の四隅には、図１，図２に示すように、側辺（縦辺）方向に平行な長穴１１ｄがウェーハ固定板１１の厚さ方向に貫通して設けられ、この長穴１１ｄが、ウェーハ固定板１１の厚さ方向と直交する方向に開口しウェーハ固定板１１の厚さ方向に開口する長穴１１ｅと連通している。この長穴１１ｅには、ウェーハ固定板１１の上下辺と略平行な回転軸１４が上下方向に移動可能に設けられている。長穴１１ｅの長さ寸法は、リンク棒１２とリンク棒１３の交差する角度が変化した際にウェーハ固定板１１の間隔を設定するようになっている。
【００１７】
リンク棒１２，１３は、図１，図２に示すように、ウェーハ固定板１１の側辺（縦辺）と平行となるようにウェーハ固定板１１の両側にそれぞれ一組ずつ設けられ、それぞれの両端部に回転軸１４が回動可能に貫通する回転穴１２ａ、１３ａが設けられる。リンク棒１２は、リンク棒１３よりもウェーハ固定板１１側に設けられ、それぞれの端部は、異なるウェーハ固定板１１に接続されて、ウェーハ固定板１１が位置規制棒１５，１６に沿って離間した際にはリンク棒１２とリンク棒１３とは交差した状態となるように位置されている。具体的には、図１に示すように、リンク棒１２の上端部は図示左側のウェーハ固定板１１に回転軸１４を介して接続され、リンク棒１２の下端部は図示右側のウェーハ固定板１１に回転軸１４を介して接続され、リンク棒１３の上端部は図示右側のウェーハ固定板１１に回転軸１４を介して接続され、リンク棒１３の下端部は図示左側のウェーハ固定板１１に回転軸１４を介して接続されている。
【００１８】
回転軸１４は、図１，図２に示すように、ウェーハ固定板１１の厚さ方向に設けられた長穴１１ｅの寸法と略等しい径寸法の軸部分１４ａと、この軸部分１４ａのウェーハ固定板１１側（長穴１１ｄ側）に拡径したストッパ１４ｂと、ウェーハ固定板１１の外側に位置するリンク棒１２，１３の回転穴１２ａ、１３ａを貫通した外側に位置して拡径するストッパ１４ｃとからなる。ストッパ１４ｂ、１４ｃの径寸法はいずれもウェーハ固定板１１の厚さ寸法を超えないように設定されてなる。ストッパ１４ｂとストッパ１４ｃとの軸部分１４ａの軸方向における位置は、リンク棒１２，１３がウェーハ固定板１１に対して回動可能となるように、長穴１１ｄからリンク棒１３の外側位置までの距離とほぼ等しく設定されてなる。回転軸１４は、ウェーハ固定板１１の上下辺と平行な状態を維持したまま長穴１１ｅの長手方向（図１の紙面上下方向）に移動可能とされている。
【００１９】
位置規制棒１６は、ウェーハＷの周縁部Ｗ１が当接した際に、開口１１ｃに対する収納位置を設定可能なように位置し、開口１１ｃからウェーハＷの周縁部Ｗ１に相当する距離だけ離間して位置する。
リンク棒１２，１３，回転軸１４，位置規制棒１５，１６は、位置規制手段を構成している。
【００２０】
本実施形態のウェーハ収納カセット１は、図１〜図３に示すように、長穴１１ｅの内部を回転軸１４が上下方向に移動することで、リンク棒１２とリンク棒１３の交差する角度が変化して、ウェーハ固定板１１が位置規制棒１５，１６に沿って移動する。これにより、ウェーハ固定板１１どうしが略平行状態を維持したままウェーハ固定板１１の間隔を変化させることができる。
【００２１】
以下、本実施形態におけるウェーハ収納カセットおよび搬送方法について説明する。
【００２２】
本実施形態におけるウェーハ収納カセット１に、ウェーハＷを収納するには、まず、図３（ａ）に示すように、ウェーハ固定板１１，１１どうしの距離を最大に離間させる。この際、リンク棒１２およびリンク棒１３の上側の回転軸１４は長穴１１ｅの下端に位置し、また、リンク棒１２およびリンク棒１３の下側の回転軸１４は長穴１１ｅの上端に位置し、リンク棒１２とリンク棒１３との交差する角度が最も平行から離れた状態となっている。同時に、ウェーハ固定板１１，１１は、いずれも、位置規制棒１５，１６の両端に位置する状態とされる。
【００２３】
次いで、図３（ａ）に示すように、反りを有するウェーハＷをハンドリング部Ｈによって支持し、ウェーハ固定板１１と略平行状態となるように準備する。
【００２４】
ハンドリング部Ｈは、例えば、真空ピンセットとされ、把持部分である本体と、その本体の先端部にウェーハ等の被処理体を吸着する突起状の可撓性吸着部、あるいは、ベルヌーイチャックなどとされる吸着部を有するものとされ、反りまたは変形を有するウェーハを保持可能なようになっている。このハンドリング部Ｈは、作業員が保持することもできるし、あるいは、自動搬送ロボットなどによって駆動させることも可能である。
【００２５】
次いで、図３（ｂ）に示すように、ハンドリング部Ｈを下降させることで、反りを有するウェーハＷをウェーハ固定板１１，１１の間に挿入し、図３（ｂ）、図２に示すように、ウェーハＷの周縁部Ｗ１を位置規制棒１６，１６に当接させた状態で、ハンドリング部ＨによるウェーハＷの保持を解除して、ハンドリング部Ｈを上昇、退避させる。これにより、ウェーハＷの周縁部Ｗ１が位置規制棒１６，１６に当接することで、収納位置が設定され、開口１１ｃに対応する位置に設定される。
【００２６】
次いで、図３（ｃ）に示すように、ウェーハ固定板１１，１１どうしを近づけ、ウェーハ固定板１１，１１どうしの距離が最終的にウェーハＷの厚さ寸法となるように移動させる。この際、リンク棒１２およびリンク棒１３の上側の回転軸１４は長穴１１ｅの上端付近に位置し、また、リンク棒１２およびリンク棒１３の下側の回転軸１４は長穴１１ｅの下端付近に位置し、リンク棒１２とリンク棒１３との交差する角度が最も平行に近い状態となっている。同時に、ウェーハ固定板１１，１１が接近したことで、位置規制棒１５，１６がウェーハ固定板１１，１１から突出する状態とされる。
【００２７】
この状態で、ウェーハＷは周縁部Ｗ１のみがウェーハ固定板１１に当接し、ウェーハ固定板１１はウェーハＷを厚さ方向両側から押圧することにより、ウェーハＷは反りまたは変形が矯正された状態となる。
【００２８】
本実施形態のウェーハ収納カセットおよび搬送方法によれば、ウェーハ固定板１１を可動とし、従来のスリット幅に対応するウェーハ固定板１１の間の寸法を変化させることにより、ウェーハＷを挿入するとき、または、取り出すときに、スリット幅を広げ、収納時には縮めることが可能となる。これにより、ウェーハＷを挿入するとき、または、取り出すときには、スリット幅に対応するウェーハ固定板１１の間の寸法を広げて、ウェーハＷとウェーハ固定板１１との距離を保ったまま搬出入することができ、ウェーハＷとカセット１とが衝突する危険を低減することができる。同時に、ウェーハ収納時には、ウェーハ固定板１１の間の寸法を狭めてカセット１を縮めることにより必要な空間を小さくして、省スペース化を図る、または同一空間における収納枚数を増大させることができる。また、ウェーハ固定板１１を動かして、搬送アームや真空ピンセットとされるハンドリング部Ｈを挿入する空間領域をつくることができる。スリット間隔が広いほど、操作はしやすいので、ハンドリング部Ｈの大きさ、あるいは、ウェーハＷの反りまたは変形に対応して、必要な空間を確保した状態でウェーハＷを搬出入することが可能となる。これにより、ウェーハが破損する可能性を低減できる。なお、図において、ウェーハ固定板１１を紙面上下方向に配した状態としたが、紙面左右方向に配して、左右（横）方向からウェーハを搬出入させる状態としてもよい。
【００２９】
以下、本発明に係るウェーハ収納カセットの第２実施形態を、図面に基づいて説明する。
図４は、本実施形態におけるウェーハ収納カセットを示す正面図であり、図５は、本実施形態に係るウェーハ収納カセットおよび搬送方法を示す正面図である。本実施形態において、上述した第１実施形態と異なるのは、複数ウェーハの収納に対応した部分であり、対応する部材には、同一の符号を付してその説明を省略する。
図において、符号１０は、ウェーハ収納カセットである。
【００３０】
本実施形態のウェーハ収納カセット１０は、複数枚のウェーハＷを収納可能とするもので、これに対応してウェーハ固定板１１が多数設けられている。具体的には、図４、図５に示す例では、７枚のウェーハを収納可能となっている。
【００３１】
これに伴い、図の左右両端に位置するウェーハ固定板１１以外の内側に位置するウェーハ固定板１１に設けられた回転軸１４には、いずれも、リンク棒１２，とリンク棒１３の両方が接続されることになる。つまり、上側の長穴１１ｅ側に位置する回転軸１４には、軸線方向でウェーハ固定板１１に近い位置にリンク棒１２の上端が接続され、このリンク棒１２の下端は右隣のウェーハ固定板１１の下側に位置する長穴１１ｅに接続された回転軸１４に接続されている。また、上側の長穴１１ｅ側に位置する回転軸１４には、軸線方向でウェーハ固定板１１から遠い外側位置にリンク棒１３の上端が接続され、このリンク棒１３の下端は左隣のウェーハ固定板１１の下側に位置する長穴１１ｅに接続された回転軸１４に接続されている。
【００３２】
位置規制棒１５，１６は、いずれも、最外位置のウェーハ固定板１１に固定するためのストッパ１５ａ、１６ａと、図で左右の移動範囲を規制するように拡径されたストッパ１５ｂ、１６ｂがそれぞれの端部に設けられる。
【００３３】
本実施形態のウェーハ収納カセット１０においては、図４、図５に示すように、回転軸１４を長穴１１ｅ内部でその長手方向（紙面上下方向）に移動させることでリンク棒１２，１３の交差角度を変化させ、ウェーハ固定板１１どうしの位置状態を平行に保ったままで、全てのウェーハ固定板１１の間隔を変化させることができる。
【００３４】
本実施形態のウェーハ収納カセット１０および搬送方法においては、図４に示すように、ウェーハ固定板１１の間隔を大きくしてウェーハを挿入した後、図５に示すように、ウェーハ固定板１１を位置規制棒１５，１６に沿って左側に集めるように移動させてそれぞれのウェーハ固定板１１，１１どうしの間に位置するウェーハＷを押圧して反りまたは変形を矯正することができる。
さらに、図４に示すように、ウェーハ固定板１１の間隔を大きくしてウェーハＷを搬出する。
【００３５】
このとき、ウェーハ固定板１１の間隔を大きくして、図で左右方向となるウェーハ収納カセット１０の厚み方向寸法をｔ１として、ウェーハＷの搬出入を容易にするとともに、ウェーハ固定板１１の間隔を小さくして、ウェーハ収納カセット１０の厚み方向寸法をｔ２として、収納時におけるウェーハ収納カセット１０の省スペース化を図ることができる。これにより、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、さらなる省スペース化を図ることが可能となる。なお、第１実施形態と同様、図において、ウェーハ固定板１１を紙面上下方向に配した状態としたが、紙面左右方向に配して、左右（横）方向からウェーハを搬出入させる状態としてもよい。
【００３６】
以下、本発明に係るウェーハ収納カセットの第３実施形態を、図面に基づいて説明する。
図６は、本実施形態におけるウェーハ収納カセットの一部を示す正面図である。本実施形態において、上述した第２実施形態と異なるのは、位置規制棒に対応した部分であり、対応する部材には、同一の符号を付してその説明を省略する。図において、符号１０は、ウェーハ収納カセットである。
【００３７】
本実施形態のウェーハ収納カセット１０においては、図６に示すように、位置規制棒１５，１６がいずれも長さ方位（軸方向）の途中位置において分割可能とされている。
【００３８】
本実施形態の位置規制棒１５，１６は、ウェーハＷを収納した状態で図の左右方向厚み方向寸法がｔ２となった際に、その右側に多少突出した位置で分割され、左側の最外位置となるウェーハ固定板１１に固定された基部側位置規制棒１５ｃ，１６ｃと、図で右側となる分離側位置規制棒１５ｄ，１６ｄとからなるものとされる。分離側位置規制棒１５ｄ，１６ｄの基部側位置規制棒１５ｃ，１６ｃに対向する先端には凸部１５ｅ，１６ｅが設けられ、基部側位置規制棒１５ｃ，１６ｃの対応する位置には、凹部１５ｆ、１６ｆが設けられ、これらが嵌合可能とされている。図では凸部１５ｅ，１６ｅの表面に雄ネジが、凹部１５ｆ、１６ｆの表面に雌ネジが設けられた例を図示するが、この構成に限るものではなく、鍵穴状に組み合わせて嵌合可能とするもの、あるいは、円柱状の凸部１５ｅ，１６ｅとこれに対応する凹部１５ｆ、１６ｆとすることなどができる。
【００３９】
本実施形態のウェーハ収納カセット１０においては、第２実施形態と同様に、ウェーハ固定板１１の間隔を大きくして、ウェーハ収納カセット１０の厚み方向寸法をｔ１として、ウェーハＷの搬出入をおこなった後、図６（ａ）に示すように、ウェーハ収納カセット１０の厚み方向寸法をｔ２として、収納状態とする。その後、図６（ｂ）に示すように、位置規制棒１５，１６を分離して、分離側位置規制棒１５ｄ，１６ｄを除去することで、厚み方向寸法をｔ２に対応する小さなケースＣ２内部にカセット１０を収納することができる。これにより、第２実施形態と同様の効果を奏するとともに、ケースＣ２についてもさらなる省スペース化を図ることが可能となる。なお、図においてケースＣ２は模式的に破線で示している。
【００４０】
本実施形態における位置規制棒１５，１６は、最外位置のウェーハ固定板１１の外側に位置する部分を分割可能としたが、収納されたウェーハＷと当接する部分が基部側位置規制棒１５ｃ，１６ｃとなっていれば、分割位置はこれに限るものではなく、より省スペースを図れる位置とすることなど、任意に設定することができる。
また、位置規制棒１５，１６の分割本数は、それぞれ２本としたが、ウェーハＷの位置規制をおこなうことができれば、位置規制棒１６は２本以上でもよく、また、ウェーハ固定板１１の平行状態を保ったまま移動可能とでき、かつ、ウェーハＷの出し入れに支障がなければ位置規制棒１５も何本設けてもかまわない。
【００４１】
以下、本発明に係るウェーハ搬送装置および搬送方法の第４実施形態を、図面に基づいて説明する。
図７は、本実施形態におけるウェーハ収納カセットの一部を示す正面図であり、図８は、同平面図であり、図９〜１２は搬送方法における工程を示す模式正面図である。本実施形態において、上述した第３実施形態のウェーハ収納カセット１０に関連する部分に対応する部材には、同一の符号を付してその説明を省略する。図において、符号２０はウェーハ搬送装置である。
【００４２】
本実施形態のウェーハ搬送装置２０は、図７、図８に示すように、ウェーハ収納カセット１０および、ウェーハＷをカセット１０に対して搬出入する搬送アーム２７と、ウェーハ固定板１１を上下に移動するためのスリット開閉アーム２８Ａ，２８Ｂと、これらを駆動制御する駆動制御部２９を有する。
【００４３】
ウェーハ収納カセット１０は、図７に示すように、ウェーハ固定板１１がいずれも水平方向となるように設けられ、位置規制棒１５，１６が垂直方向にくるようになっている。また、第３実施形態における位置規制棒の分割された分離側位置規制棒１５ｄ，１６ｄに対応して、分離側位置規制棒２５ｄ，２６ｄが設けられ、この分離側位置規制棒２５ｄ，２６ｄが駆動制御部２９によって駆動制御されるようになっている。
【００４４】
本実施形態のウェーハ収納カセット１０は、複数枚のウェーハＷを収納可能とするもので、これに対応してウェーハ固定板１１が多数設けられている。具体的には、図７に示す例では、１２枚のウェーハを収納可能となっている。
【００４５】
ウェーハ収納カセット１０は、図８に示すように、複数のウェーハ固定板１１の開口１１ｃの形状がリンク棒１２，１３のないウェーハＷを出し入れする辺にむけて開いた切欠１１ｃ１を有するものとされる。この切欠は、搬送アーム２７の移動に支障がない状態であれば、なるべく小さい幅寸法とされることが好ましい。
【００４６】
複数のウェーハ固定板１１には、切欠１１ｃ１を有する辺の一部分がリンク棒１２，１３の延在する方向に突出して、開閉段選択凸部（耳部）１１Ａとして設けられている。この開閉段選択凸部（耳部）１１Ａは、複数のウェーハ固定板１１で異なる位置に設けられる。図示する例では、最上部に位置するウェーハ固定板１１において、開口１１ｃから切欠１１ｃ１側に向かって最右側つまり図８の最上側に位置するように耳部１１Ａ１が設けられる。次いで、上から２番目に位置するウェーハ固定板１１においては、平面視して、耳部１１Ａ１に隣接し、かつ平面視して重ならない位置となる図８で耳部１１Ａ１のすぐ下側位置に耳部１１Ａ２が設けられる。上から３番目に位置するウェーハ固定板１１においては、平面視して、耳部１１Ａ２に隣接し、かつ平面視して重ならない位置となる図８で耳部１１Ａ２のすぐ下側位置に耳部１１Ａ３が設けられる。上から４番目に位置するウェーハ固定板１１においては、平面視して、耳部１１Ａ３に隣接し、かつ平面視して重ならない位置となる図８で耳部１１Ａ３のすぐ下側位置に耳部１１Ａ４が設けられる。上から５番目に位置するウェーハ固定板１１においては、平面視して、耳部１１Ａ４に隣接し、かつ平面視して重ならない位置となる図８で耳部１１Ａ４のすぐ下側位置に耳部１１Ａ５が設けられる。これより下側位置のウェーハ固定板１１に対応して、それぞれ耳部１１Ａが所定の位置となるように設けられる。耳部１１Ａは、切欠１１ｃ１を避けて搬送アーム２７の動きを妨げない位置、および、ウェーハ固定板１１の上下動を妨げない位置であればウェーハ固定板１１の周囲のどの位置でも設けることができる。
開閉アーム２８Ａ，２８Ｂおよび開閉段選択凸部（耳部）１１Ａは、複数枚配置されたウェーハ固定板のうち、特定位置の間隔のみ広げる位置特定手段を構成する。
【００４７】
搬送アーム２７は、第１実施形態におけるハンドリング部Ｈに対応する構成とすることができ、ウェーハを吸着・保持する吸着部２７ａが先端部に設けられる。
開閉アーム２８Ａ，２８Ｂは、後述するように、複数のウェーハ固定板１１から選択された特定の一枚を、位置規制棒１５，１６に沿って平行状態に移動させることができればよく、どのような形状でもかまわない。また、図示する開閉アーム２８Ａ，２８Ｂは図で左右に進退可能な構成としたが、ウェーハ固定板１１の厚み方向に進退してウェーハ固定板１１を移動するよう構成してもかまわない。
駆動制御部２９は、搬送アーム２７、開閉アーム２８Ａ，２８Ｂ、分離側位置規制棒２５ｄ，２６ｄを駆動可能とする図示しない駆動部と、これを制御する制御部とからなる。
【００４８】
本実施形態のウェーハ搬送装置２０におけるウェーハ搬送方法においては、図７に示すように、密閉されたケースＣ２に収納されたウェーハ収納カセット１０を所定位置に載置または、固定し、ケースＣ２を開放する。
次いで、駆動制御部２９に制御された分離側位置規制棒２５ｄ，２６ｄが下降して、基部側位置規制棒１５ｃ，１６ｃと接続状態とされる。
【００４９】
次いで、駆動制御部２９に制御されたスリット開閉アーム２８Ａを駆動して、所定のウェーハ固定板１１を位置規制棒１５，１６に沿って上昇させ、搬送アーム２７がウェーハＷの操作をおこなう余地を作るようにウェーハ固定板１１の間隔を保持設定する。例えば、図９に示すように、上から５番目のウェーハ固定板１１に載置されたウェーハＷを取り出す場合には、図８に示すように、開閉アーム２８Ａの進退方向となる横方向位置（図では上下位置）を耳部１１Ａ５に対応した位置に設定するとともに、上から５番目のウェーハ固定板１１の直下となる高さ位置に設定した後、この開閉アーム２８Ａをウェーハ収納カセット１１に向けて進出させ、耳部１１Ａ５の下側に当接して、これを上方に駆動して上から５番目のウェーハ固定板１１と上から６番目のウェーハ固定板１１の間の間隔を拡大する。これは、搬出入するウェーハＷは反りまたは変形した状態では搬送アームで吸着・保持できない場合があるため、隣接する両側のウェーハ固定板１１で押圧して、その反りまたは変形を矯正した状態で吸着・保持するために当該ウェーハＷの載置された１つ下側のウェーハ固定板１１との間隔を広げたものである。なお、ウェーハ固定板１１による押圧を解除した状態でウェーハＷの反りが逆向きになっているなど、吸着・保持する際に好ましい場合には、隣接する上側のウェーハ固定板１１との間隔を拡大することも可能である。
【００５０】
次いで、図１０に示すように、駆動制御部２９によって、上から５番目のウェーハ固定板１１と６番目のウェーハ固定板１１との間に搬送アーム２７を挿入して、ウェーハＷの中心付近に吸着部２７ａを当接させてウェーハＷを保持する。
搬送アーム２７でウェーハＷを保持した状態で、図１１に示すように、駆動制御部２９に制御されたスリット開閉アーム２８Ｂを駆動して、開閉アーム２８Ｂの駆動位置を耳部１１Ａ４に対応した位置に設定して、上から４番目のウェーハ固定板１１を位置規制棒１５，１６に沿って上昇させ、上から５番目のウェーハ固定板１１に載置されたウェーハを収納状態から開放する。すると、ウェーハは隣接する両側のウェーハ固定板１１から押圧されなくなる。
次いで、駆動制御部２９によって、搬送アーム２７を駆動し、図１２に示すように、ウェーハ収納カセット１０からウェーハＷを外部に搬出する。
【００５１】
同様にして、必要な場所に収納されたウェーハＷを搬出する、あるいは、必要な場所にウェーハＷを挿入して、順次、隣接する上下のウェーハ固定板１１によって押圧することで反りまたは変形のないように収納する。
これらの搬出入がすべて終了した後、図７に示す初期状態となるよう、駆動制御部２９によって、搬送アーム２７および開閉アーム２８Ａ，２８Ｂを退避させ、分離側位置規制棒２５ｄ，２６ｄを分離して、上方に退避させる。その後、ウェーハ収納カセット１０をケースＣ２に収納して密閉する。
【００５２】
本実施形態のウェーハ搬送装置２０およびウェーハ搬送方法によれば、選択された耳部１１Ａを開閉アーム２８Ａで駆動することで、特定の一枚のウェーハが載置収納されたウェーハ固定板１１を上方に移動して一枚下側のウェーハの収納されたウェーハ固定板１１との間隔を広げることで、搬送アーム２７が進入する空間を確保することができる。また、当該ウェーハはウェーハ固定板１１で押圧され変形が矯正された状態で搬送アームが吸着可能なので、確実に吸着支持をおこなうことができ、支持不十分でウェーハが落下することを防止できる。これにより、収納された複数のウェーハのうち、任意の位置に収納された一枚を選択して、これを取り出すことができる。同様に、収納する複数のウェーハのうち、任意の位置に収納する一枚を選択して、これを挿入することができる。
本実施形態のウェーハ搬送装置２０およびウェーハ搬送方法によれば、駆動制御部２９により自動制御で、ウェーハＷを挿入するとき、または、取り出すときに、いわゆるスリット幅を変化させるようにウェーハ固定板１１を上下動させて幅寸法を広げることで、搬送アーム２７へのウェーハ吸着を容易にすることができる。また、駆動制御部２９により駆動された開閉アーム２８Ａ，２８Ｂおよび耳部１１Ａにより、複数収納したウェーハのうち、搬送するウェーハＷに対応してウェーハ固定板１１を選択的に開閉することが可能となり、駆動制御部２９により自動制御で、ウェーハＷを搬送することが容易となる。
また、搬送する際に、収納状態としたウェーハを隣接する両側のウェーハ固定板１１で押圧固定することにより、反りまたは変形の有無にかかわらず、収納体積の省スペース化を図るかまたは収納枚数を増やすとともにウェーハを押圧して搬送可能なことにより、搬送時におけるウェーハの破損等を防止することが可能となる。
【００５３】
搬送アーム２７でウェーハＷの面に吸着する際に、搬送アーム２７を挿入するウェーハ固定板１１とウェーハ固定板１１の間の領域を充分確保するため、駆動制御部２９によって搬送アーム２７を自動で駆動した場合でも、充分な余裕をもって操作可能なようにすることができ、監視用のセンサなどを設ける必要がなく、簡単な構造で、コスト削減をおこなうことができる。しかも、搬送先の搬送アーム２７の規格あるいはサイズが異なるような場合でも、これに対応して、ウェーハＷの搬送をおこなうことが可能で、いちいち、別のケースに移してからウェーハをラインに流すなどの処理が不要である。
スリット間隔が広いほど、操作はしやすい。
【００５４】
薄厚化したウェーハＷは反りがあることが多いが、反りを有するウェーハＷは、ウェーハ表面（主面）が歪んでいるため搬送アーム２７で吸着しづらく、搬送アームなどを押し付けたときにウェーハＷが逃げてしまうおそれがあったが、ウェーハ固定板１１で押圧した収納状態としてウェーハＷを固定したままで吸着することで、吸着操作を容易におこなうことができる。
【００５５】
位置規制棒の分割された分離側位置規制棒２５ｄ，２６ｄをケースＣ２に収納する必要がないため、ケースＣ２を小型にすることができるとともに、分離側位置規制棒２５ｄ，２６ｄ、開閉アーム２８Ａ，２８Ｂ、搬送アーム２７をいずれも清浄度の高い状態として、ケースＣ２の密閉を破るようにできるため、搬送によるウェーハＷの清浄低下を防止あるいは低減することが容易になる。
【００５６】
また、収納するウェーハＷとしては、φ３００ｍｍで１０〜３００μｍの厚さ、あるいは、φ４５０ｍｍで２５０〜５００μｍ程度あるいは５００〜７５０μｍ程度の厚さで、薄厚化していない通常状態でも反りが発生するものに対応することも可能である。
【００５７】
本実施形態のような自動装置でのウェーハ搬送時には、任意の1枚を取り出す際、ウェーハの入っているスロット間隔は狭めておき一つ下のスロット間隔を広げることで、搬送アームの進入スペースを空ける。次いで、搬送アームが進入し吸着が完了するまでウェーハの入っているスロットは狭めてウェーハ周縁部を押圧する状態を保持する。吸着が完了したところで、ウェーハの入っているスロットを広げ、ウェーハを搬出するものである。
【００５８】
以下、本発明に係るウェーハ収納カセットの第５実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１３は、本実施形態におけるウェーハ収納カセットを示す模式平面図である。本実施形態において、上述した第１〜第４実施形態のウェーハ収納カセットと異なるのは、異なる口径のウェーハを収納可能とした部分であり、対応する部材には、同一の符号を付してその説明を省略する。
図において、符号１１はウェーハ固定板である。
【００５９】
本実施形態のウェーハ収納カセットにおいては、ウェーハ固定板１１における開口１１ｃが異なる寸法に設定されたものを有する。
具体的には、図７に示すウェーハ収納カセット１０において上から７番目までのウェーハ固定板１１に載置するウェーハがφ２００ｍｍ程度の８インチウェーハを収納するものとされ、８番目のウェーハ固定板１１にはウェーハを収納せず、９番目から１２番目までのウェーハ固定板１１に載置するウェーハがφ１５０ｍｍ程度の６インチウェーハとされる。
【００６０】
φ２００ｍｍ程度の８インチウェーハを収納する上から７番目までのウェーハ固定板１１には、図２，図８、図１３に示すようにφ１９０〜１９８ｍｍ程度、ウェーハ周縁部Ｗ１のみが当接するような寸法に設定された開口１１ｃが設けられる。
φ１５０ｍｍ程度の６インチウェーハを収納する９番目から１２番目までのウェーハ固定板１１には、図１３に示すようにφ１４０〜１４８ｍｍ程度、ウェーハ周縁部Ｗ１のみが当接するような寸法に設定された開口１１ｇが設けられる。
８番目のウェーハ固定板１１においては、開口寸法は特に特定されず、例えば開口の無いものでもかまわない。
【００６１】
これらのウェーハ固定板１１においては、対応するウェーハ口径は異なるものの、開口１１ｃおよび開口１１ｇと貫通穴１１ｂとの距離は変わらないため、ウェーハを収納した場合には、口径が異なるウェーハＷがいずれも、位置規制棒１６，１６に当接することになる。
これにより、従来はウェーハの周縁部に苦労して嵌め込んだ一枚ごとのアタッチメントを用いるなど、極めて困難を来していた、異なる口径のウェーハを同時に搬送することが容易に可能となる。
【００６２】
なお、切欠１１ｃ１は搬送アーム２７あるいはハンドリング部Ｈによる作業性によって、その有無を設定することが可能である。
また、上記の各実施形態におけるウェーハ収納カセットは、反りまたは変形の無いウェーハに適用させてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１，１０…ウェーハ収納カセット、１１…ウェーハ固定板、１１ａ，１１ｂ…貫通孔（位置規制手段）、１１ｃ…開口、１１ｄ、１１ｅ…長穴、１２，１３…リンク棒（位置規制手段）、１４…回転軸（位置規制手段）、１５，１６…位置規制棒（位置規制手段）、２０…ウェーハ搬送装置、Ｗ…ウェーハ、Ｗ１…周縁部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハを収納するウェーハ収納カセットであって、
ウェーハの周縁部を厚さ方向両側から押圧可能なウェーハ固定板と、このウェーハ固定板をウェーハ厚さとなる方向に略平行状態に移動可能とする位置規制手段とからなり、
前記ウェーハ固定板には、収納するウェーハ口径に対応してウェーハ周縁部以外に該ウェーハ固定板が当接しないように開口部が設けられ、
前記位置規制手段は、複数の前記ウェーハ固定板に設けた貫通孔を貫く位置規制棒と、隣接するウェーハ固定板にそれぞれ両端が回動可能に接続されたリンク棒とを有し、
ウェーハの搬出入時には当該ウェーハの両側のウェーハ固定板の間隔を広げ、ウェーハの収納時にはウェーハ固定板でウェーハを押圧してウェーハの反りまたは変形を矯正してなることを特徴とするウェーハ収納カセット。
【請求項２】
請求項１記載のウェーハ収納カセットであって、
前記位置規制手段の前記位置規制棒が複数平行に設けられ、そのうち少なくとも２本がウェーハの周縁部に当接してウェーハ主面と平行な方向におけるウェーハの収納位置を設定することを特徴とするウェーハ収納カセット。
【請求項３】
請求項１または２記載のウェーハ収納カセットであって、
前記位置規制手段の前記位置規制棒がウェーハを収納した状態でウェーハ固定板の外側に位置する部分を分割可能とされてなることを特徴とするウェーハ収納カセット。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項記載のウェーハ収納カセットであって、
前記位置規制手段の前記リンク棒が、ウェーハ固定板の表面と平行で軸線と直交する方向に移動可能な回転軸によってウェーハ固定板に接続され、該回転軸がいずれも平行状態としてウェーハ固定板の四隅にもうけられており、ウェーハ固定板の厚さ方向への移動量が等しくなるように規制されてなることを特徴とするウェーハ収納カセット。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項記載のウェーハ収納カセットであって、
前記複数枚配置されたウェーハ固定板のうち、特定位置の間隔のみ広げられるように位置特定手段を有してなることを特徴とするウェーハ収納カセット。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項記載のウェーハ収納カセットであって、
前記開口部の寸法が異なるウェーハ固定板を有してなることを特徴とするウェーハ収納カセット。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項記載のウェーハ収納カセットと、ウェーハを保持して前記ウェーハ収納カセットに対して搬出入可能なウェーハ用ハンドと、前記ウェーハ用ハンドが進入可能な状態に前記ウェーハ収納カセットのウェーハ固定板の間隔を拡大するアームと、これらを駆動制御する駆動制御部とを有することを特徴とするウェーハ搬送装置。
【請求項８】
請求項７記載のウェーハ搬送装置であって、
前記ウェーハ収納カセットの位置規制手段においてウェーハを収納した状態でウェーハ固定板の外側に位置する部分を分割可能とされてなる前記位置規制棒を有し、該位置規制棒が前記駆動制御部により駆動制御されることを特徴とするウェーハ搬送装置。
【請求項９】
請求項１から６のいずれか１項記載のウェーハ収納カセットにおいて、搬出入するウェーハの両側のウェーハ固定板のみ間隔を広げることを特徴とするウェーハの搬送方法。
【請求項１０】
請求項９記載のウェーハの搬送方法において、搬出入するウェーハの両側のウェーハ固定板とさらにウェーハを保持してウェーハ収納カセットに対して搬出入可能なウェーハ用ハンドを挿入する隣接するウェーハ固定板との間隔のみを広げることを特徴とするウェーハの搬送方法。
【請求項１】
ウェーハを収納するウェーハ収納カセットであって、
ウェーハの周縁部を厚さ方向両側から押圧可能なウェーハ固定板と、このウェーハ固定板をウェーハ厚さとなる方向に略平行状態に移動可能とする位置規制手段とからなり、
前記ウェーハ固定板には、収納するウェーハ口径に対応してウェーハ周縁部以外に該ウェーハ固定板が当接しないように開口部が設けられ、
前記位置規制手段は、複数の前記ウェーハ固定板に設けた貫通孔を貫く位置規制棒と、隣接するウェーハ固定板にそれぞれ両端が回動可能に接続されたリンク棒とを有し、
ウェーハの搬出入時には当該ウェーハの両側のウェーハ固定板の間隔を広げ、ウェーハの収納時にはウェーハ固定板でウェーハを押圧してウェーハの反りまたは変形を矯正してなることを特徴とするウェーハ収納カセット。
【請求項２】
請求項１記載のウェーハ収納カセットであって、
前記位置規制手段の前記位置規制棒が複数平行に設けられ、そのうち少なくとも２本がウェーハの周縁部に当接してウェーハ主面と平行な方向におけるウェーハの収納位置を設定することを特徴とするウェーハ収納カセット。
【請求項３】
請求項１または２記載のウェーハ収納カセットであって、
前記位置規制手段の前記位置規制棒がウェーハを収納した状態でウェーハ固定板の外側に位置する部分を分割可能とされてなることを特徴とするウェーハ収納カセット。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項記載のウェーハ収納カセットであって、
前記位置規制手段の前記リンク棒が、ウェーハ固定板の表面と平行で軸線と直交する方向に移動可能な回転軸によってウェーハ固定板に接続され、該回転軸がいずれも平行状態としてウェーハ固定板の四隅にもうけられており、ウェーハ固定板の厚さ方向への移動量が等しくなるように規制されてなることを特徴とするウェーハ収納カセット。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項記載のウェーハ収納カセットであって、
前記複数枚配置されたウェーハ固定板のうち、特定位置の間隔のみ広げられるように位置特定手段を有してなることを特徴とするウェーハ収納カセット。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項記載のウェーハ収納カセットであって、
前記開口部の寸法が異なるウェーハ固定板を有してなることを特徴とするウェーハ収納カセット。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項記載のウェーハ収納カセットと、ウェーハを保持して前記ウェーハ収納カセットに対して搬出入可能なウェーハ用ハンドと、前記ウェーハ用ハンドが進入可能な状態に前記ウェーハ収納カセットのウェーハ固定板の間隔を拡大するアームと、これらを駆動制御する駆動制御部とを有することを特徴とするウェーハ搬送装置。
【請求項８】
請求項７記載のウェーハ搬送装置であって、
前記ウェーハ収納カセットの位置規制手段においてウェーハを収納した状態でウェーハ固定板の外側に位置する部分を分割可能とされてなる前記位置規制棒を有し、該位置規制棒が前記駆動制御部により駆動制御されることを特徴とするウェーハ搬送装置。
【請求項９】
請求項１から６のいずれか１項記載のウェーハ収納カセットにおいて、搬出入するウェーハの両側のウェーハ固定板のみ間隔を広げることを特徴とするウェーハの搬送方法。
【請求項１０】
請求項９記載のウェーハの搬送方法において、搬出入するウェーハの両側のウェーハ固定板とさらにウェーハを保持してウェーハ収納カセットに対して搬出入可能なウェーハ用ハンドを挿入する隣接するウェーハ固定板との間隔のみを広げることを特徴とするウェーハの搬送方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２１６６４１（Ｐ２０１２−２１６６４１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８０１４７（Ｐ２０１１−８０１４７）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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