基板保管庫
【課題】カセットに収容される基板の入れ替え処理を行うと共に、カセットを適時に搬入出することができる自動倉庫を提案する。
【解決手段】基板保管庫１は、複数の基板Ｗを収容する気密蓋付カセット８０を複数載置可能な多段棚５と、多段棚５の正面５ａ側に移動可能に配置されて多段棚５に載置された気密蓋付カセット８０の気密蓋を開閉すると共に気密蓋付カセット８０同士間において基板Ｗを搬送する基板搬送部２０と、多段棚５の背面５ｂ側に移動可能に配置されて多段棚５の全てのカセット載置位置５ｃに対して気密蓋付カセット８０を搬入出するカセット搬送部３０と、を備える。
【解決手段】基板保管庫１は、複数の基板Ｗを収容する気密蓋付カセット８０を複数載置可能な多段棚５と、多段棚５の正面５ａ側に移動可能に配置されて多段棚５に載置された気密蓋付カセット８０の気密蓋を開閉すると共に気密蓋付カセット８０同士間において基板Ｗを搬送する基板搬送部２０と、多段棚５の背面５ｂ側に移動可能に配置されて多段棚５の全てのカセット載置位置５ｃに対して気密蓋付カセット８０を搬入出するカセット搬送部３０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板保管庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスやＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）が製造されるクリーンルームでは、半導体ウエハやガラスプレート等の基板を複数枚ずつカセットに収容して、カセット毎に搬送したり自動倉庫に収容したりする技術が知られている。例えば、半導体ウエハの場合には、ＦＯＵＰ(Front-Opening Unified Pod)と呼ばれる規格化されたカセットが用いられている。
【０００３】
複数枚の基板をカセットに収容して搬送する方法は、少品種大量生産には好都合である。しかし、基板毎に異なる処理を施すような多品種少量生産の場合には、一つのカセットに同一の処理を行う基板だけを収容しなければならないので、基板が数枚しか収容されていないカセットが増加して、各種処理装置における処理効率や搬送装置の搬送効率や自動倉庫の収容効率等が低下してしまうという問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するために、特許文献１に開示されるように、自動倉庫においてカセット同士間で基板を入れ替える（ソーティング）ことで、一つのカセットに収容される基板の枚数を増加させて、各種処理装置の処理効率や自動倉庫の収容効率を向上させる技術（いわゆるロット編成機）が提案されている。
【特許文献１】特開２００１−３１２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示される技術では、カセットに取り付けられた気密蓋を取り外すオープナーが配置された場所でしか基板の入れ替え処理を行うことができない。また、自動倉庫にカセットを搬入出する場所が限られていたり、基板の入れ替え処理を行う場所とカセットを搬入出する場所が重複していたりする。
このため、所望の基板が収容されたカセットを自動倉庫から搬出する際に、基板の入れ替え処理の完了まで待機しなければならない事態が発生する。同様に、カセットを自動倉庫に搬入する際にも待機時間が発生する。したがって、半導体デバイス等の製造効率を低下させてしてしまう虞が高いという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、カセットに収容される基板の入れ替え処理を行うと共に、カセットを適時に搬入出することができる自動倉庫を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る基板保管庫では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
本発明に係る基板保管庫は、複数の基板を収容する気密蓋付カセットを複数載置可能な多段棚と、前記多段棚の正面側に移動可能に配置されて前記多段棚に載置された前記気密蓋付カセットの気密蓋を開閉すると共に前記気密蓋付カセット同士間において前記基板を搬送する基板搬送部と、前記多段棚の背面側に移動可能に配置されて前記多段棚の全てのカセット載置位置に対して前記気密蓋付カセットを搬入出するカセット搬送部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、前記多段棚は、前記カセット搬送部が配置される第一空間と前記多段棚及び前記基板搬送部が配置される第二空間とを隔てる背面隔壁と、前記背面隔壁における前記カセット載置位置のそれぞれの対面位置に形成されて前記気密蓋付カセットを搬入出する背面開口と、前記背面開口を閉塞する第一気密戸と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、前記第一空間と前記第二空間とは、異なる空気状態に維持されることを特徴とする。
【００１０】
また、前記多段棚は、前記多段棚が配置される第三空間と前記基板搬送部が配置される第四空間とを隔てる正面隔壁と、前記正面隔壁における前記カセット載置位置のそれぞれの対面位置に形成されて前記気密蓋付カセットから前記基板を搬入出する正面開口と、前記正面開口を閉塞する第二気密戸と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、前記気密蓋付カセットは、前記気密蓋付カセット本体が前記正面開口の内周縁に密着固定されるように前記多段棚に載置されることを特徴とする。
【００１２】
また、前記第三空間と前記第四空間とは、異なる空気状態に維持されることを特徴とする。
【００１３】
また、前記多段棚は、前記カセット収容位置を個別又は複数に区画する内部隔壁を有することを特徴とする。
【００１４】
また、前記気密蓋付カセットが前記多段棚に搬入出される際に、前記第三空間をエアパージするエアパージ機構を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、前記多段棚が前記基板搬送部を挟んで対向配置されると共に、前記カセット搬送部が前記多段棚毎に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば以下の効果を得ることができる。
多段棚の各カセット載置位置に対して、直接、気密蓋付カセットを搬入したり、搬出することができるので、基板搬送部による基板の入れ替え処理が完了した気密蓋付カセットを、カセット搬送部により、適時に、多段棚から搬出することが可能となる。また、気密蓋付カセットが未収容のカセット載置位置に対して、適時に、基板の入れ替え処理を行うべき気密蓋付カセットを搬入することができる。
【００１７】
そして、基板搬送部による基板の入れ替え処理とカセット搬送部による気密蓋付カセットの搬入処理及び搬出処理とを、それぞれ別個独立に同時並行に行うことができるので、基板の入れ替え処理を効率的に行うことができると同時に、気密蓋付カセットの搬入出処理も効率的に行うことができる。
【００１８】
また、基板搬送部による基板の入れ替え処理とカセット搬送部による気密蓋付カセットの搬入処理及び搬出処理とを、同時並行に行ったとしても、汚染物質が基板に付着する可能性を低く抑えることができるので、歩留まりの低下を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る基板保管庫１の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るウエハ用保管庫１の概略構成を示す上面図である。
図２は、ウエハ用保管庫１の多段棚５の正面図（図１のＰ矢視図）である。
図３は、ウエハ用保管庫１の側面図である。
図４は、ウエハ用保管庫１の多段棚５の背面図（図１のＱ矢視図）である。
【００２０】
ウエハ用保管庫１は、所定の間隔を空けて平行に対向配置された２つの多段棚５，５と、２つの多段棚５，５の間に配置されるウエハ搬送部２０と、２つの多段棚５，５の外側に配置されるカセット搬送部３０と、これらを統括的に制御する制御部５０等を備えている。
【００２１】
２つの多段棚５，５は、後述するウエハ収容カセット８０を複数個載置可能であって、ウエハ収容カセット８０を載置するカセット載置位置５ｃが水平方向及び垂直方向に一定間隔で並ぶように、升目状に区画されている。
そして、２つの多段棚５，５は、所定の間隔を空けて、平行に対向配置されている。
【００２２】
図５は、ウエハ収容カセット８０を示す斜視図である。
ウエハ収容カセット８０は、複数枚のウエハＷを一定間隔を空けて重畳して収容する容器であって、ウエハＷを出し入れする正面開口８２が形成された容器本体８１と、正面開口８２を閉塞する気密蓋８３を有している。例えば、直径２００ｍｍや３００ｍｍのウエハＷを水平な状態で複数毎収容することができる。そして、その内部空間は、空気清浄度（クリーン度）が高く維持される。具体的には、クラス１程度の空気清浄度に維持されている。
ウエハ収容カセット８０としては、ＳＥＭＩ規格に規定されているＦＯＵＰ（Front-Opening Unified Pod）が用いることができる。
また、各ウエハ収容カセット８０は、正面開口８２（気密蓋８３）がウエハ搬送部２０側（多段棚５，５の正面側５ａ，５ａ）を向くように、多段棚５，５に載置される。
【００２３】
ウエハ搬送部２０は、２つの多段棚５，５の間の床面に、２つの多段棚５，５に沿って敷設されたレール２１上を走行する柱状の走行部２２と、走行部２２に連結されて上下方向に移動可能な本体部２３と、本体部２３に連結されたウエハローダ２４及びオープナー２５とを備えている。
そして、ウエハ搬送部２０は、走行部２２と本体部２３の位置制御によって、ウエハローダ２４及びオープナー２５とを、多段棚５，５の正面５ａ，５ａに沿って、二次元方向に移動させることができる。
【００２４】
図６は、ウエハ搬送部２０のウエハローダ２４及びオープナー２５を示す上面図である。
ウエハローダ２４は、水平多関節型ロボットであって、一端が本体部２３の上面に連結された３つのアームからなるアーム部２４ａと、アーム部２４ａの先端に接続されたハンド２４ｂとを備えている。なお、ハンド２４ｂは、エア噴出口２４ｃからエアを噴出することによりウエハＷを非接触に載置し、保持するように構成されている。なお、ハンド２４ｂは非接触型ハンドでなくてもよい。
【００２５】
オープナー２５は、ウエハ収容カセット８０の気密蓋８３の開閉を行うものであって、気密蓋８３を吸着又は挾持する把握部２５ａと、この把握部２５ａを水平方向に平行移動させる可動部２５ｂとを備えている。
そして、オープナー２５は、本体部２３の２つの側面、すなわち多段棚５，５に対向する２つの面にそれぞれ設けられる。つまり、各多段棚５に対して、１つのオープナー２５が対向するように配置される。
そして、各オープナー２５が、それぞれ対向する多段棚５に載置されたウエハ収容カセット８０の気密蓋８３の開閉を行うようになっている。
【００２６】
図１〜図４に戻り、カセット搬送部３０は、２つの多段棚５，５に載置されたウエハ収容カセット８０を、２つの多段棚５，５の背面側５ｂ，５ｂから搬入出するものである。ウエハ収容カセット８０の搬入出量に応じて、複数台のカセット搬送部３０を用いることができる。
カセット搬送部３０は、無人搬送車３１と、無人搬送車３１上に載置された多関節型ロボット３２と、多関節型ロボット３２に連結されたハンド３３とを備えている。
【００２７】
無人搬送車３１は、２つの多段棚５，５の背面５ｂ，５ｂに沿って移動したり、２つの多段棚５，５の背面５ｂ，５ｂから離間して任意の方向に移動したりすることが可能となっている。
【００２８】
多関節型ロボット３２は、そのアームの先端に連結されたハンド３３を、多段棚５，５の各カセット載置位置５ｃに向けて移動可能に構成されている。例えば、水平多関節型ロボット、垂直多関節ロボット、直交型ロボット等のいずれの形式のロボットであってもよい。
ハンド３３は、多段棚５，５の各カセット載置位置５ｃに載置されたウエハ収容カセット８０を、その背面側（正面開口８２とは反対側）から把持するようになっている。
つまり、カセット搬送部３０は、無人搬送車３１と多関節型ロボット３２の位置制御によって、ハンド３３を多段棚５，５の背面５ｂ，５ｂの任意のカセット載置位置５ｃに移動させて把持することにより、任意のウエハ収容カセット８０を多段棚５，５に搬入したり、搬出したりすることが可能となっている。
【００２９】
制御部５０は、各ウエハＷや各ウエハ収容カセット８０に関する情報が入力される入力部５１と、入力されたウエハ情報を記憶するウエハ情報記憶部５２と、入力されたウエハ収容カセット情報を記憶するカセット情報記憶部５３と、ウエハ搬送部２０やカセット搬送部３０の動作指示情報を求める演算処理部５４と、演算処理部５４で決定したウエハ搬送部２０やカセット搬送部３０の動作指示情報を記憶する制御情報記憶部５５と、制御情報記憶部５５から読み出された動作指示情報をウエハ搬送部２０やカセット搬送部３０等に出力したり、ウエハ搬送部２０やカセット搬送部３０等からの情報が入力される入出力部５６と、を備えている。
【００３０】
ウエハ情報としては、ＩＤ番号や各ウエハＷに施される各種処理情報や既に施された処理履歴情報等がある。また、カセット情報としては、ＩＤ番号やウエハ収容カセット８０が載置されたカセット載置位置５ｃの位置情報やウエハ収容状況等がある。
そして、演算処理部５４では、入力部５１で入力された情報から、多段棚５，５に載置された複数のウエハ収容カセット８０に収容された各ウエハＷのうち、ウエハ搬送部２０によってソーティング処理（入れ替え処理）を行うウエハＷを決定する。
また、演算処理部５４では、多段棚５，５に載置された複数のウエハ収容カセット８０のうち、カセット搬送部３０によって多段棚５，５から搬出するウエハ収容カセット８０や、多段棚５，５に搬入するウエハ収容カセット８０を決定する。
【００３１】
２つの多段棚５，５とウエハ搬送部２０とは、密閉された保管庫本体２内に配置されており、カセット搬送部３０等が配置された空間（以下、第一空間Ｓ１という）とは遮断された状態が確保されている。２つの多段棚５，５とウエハ搬送部２０は、隔壁１０により囲われて、保管庫本体２の内部空間（以下、第二空間Ｓ２という）が形成されている。
保管庫本体２の上面には、フィルタユニット１１が設けられ、これにより、第二空間Ｓ２の空気清浄度（クリーン度）は、第一空間Ｓ１よりも高くなるように維持されている。例えば、第一空間Ｓ１の空気清浄度）はクラス１００程度であり、第二空間Ｓ２の空気清浄度はクラス１程度である。
更に、第二空間Ｓ２の方が第一空間Ｓ１よりもやや高圧となるように維持されている。
【００３２】
多段棚５，５の背面には、隔壁１０の一部である背面隔壁１２が配置される。
そして、この背面隔壁１２には、多段棚５，５の各カセット載置位置５ｃに対応する位置に、それぞれウエハ収容カセット８０を出し入れするための背面開口１３が形成される。そして、各背面開口１３には、シャッター１４が付設されており、このシャッター１４により背面開口１３を閉塞することで、第一空間Ｓ１と第二空間Ｓ２とが気密性を維持して仕切られるようになっている。
なお、シャッター１４は、制御部５０からの指示により、開閉するようになっている。
【００３３】
また、多段棚５，５の正面には、正面隔壁１５が密着して配置される。この正面隔壁１５により、保管庫本体２の内部空間（第二空間Ｓ２）が、多段棚５，５が配置された空間（以下、第三空間Ｓ３という）とウエハ搬送部２０が配置された空間（以下、第四空間という）とに、気密性を有するように、仕切られる。
【００３４】
そして、第三空間Ｓ３と第四空間Ｓ４の空気清浄度は略同一（或いは第四空間Ｓ４の方が第三空間Ｓ３よりも高く）になるように維持されている。
更に、第四空間Ｓ４の方が第三空間Ｓ３よりもやや高圧となるように維持されている。
多段棚５，５の正面に配置される正面隔壁１５には、多段棚５，５の各カセット載置位置５ｃに対応する位置に、それぞれウエハ収容カセット８０の気密蓋８３を出し入れするための正面開口１６が形成されている。
【００３５】
図７は、正面開口１６を示す模式図である。
正面開口１６は、気密蓋８３よりも大きく、容器本体８１よりも小さくなるように形成されている。後述するように、正面開口１６の内周縁に対して容器本体８１を押し付けて、第三空間Ｓ３と第四空間Ｓ４とを気密性を維持させるためである。
そして、各正面開口１６には、シャッター１７が付設されており、このシャッター１７により正面開口１６を閉塞することで、第三空間Ｓ３と第四空間Ｓ４とが気密性を維持して仕切られるようになっている。
なお、シャッター１７は、制御部５０からの指示により、開閉するようになっている。
【００３６】
また、多段棚５，５の各カセット載置位置５ｃは、それぞれ内部隔壁１８によって区画されている。つまり、各カセット載置位置５ｃは、棚板１９（床面及び天井）、正面隔壁１５（シャッター１７）、背面隔壁１２（シャッター１４）、内部隔壁１８によって、個別に密閉されている。
そして、密閉された各カセット載置位置５ｃには、それぞれエアパージ機構（不図示）が付設される。
【００３７】
一方、多段棚５，５の背面側において、エアパージ機構は、カセット搬送部３０によってウエハ収容カセット８０を第一空間Ｓ１から各カセット載置位置５ｃ（第三空間Ｓ３）に搬送したり、ウエハ収容カセット８０を第一空間Ｓ１に搬出したりする際に、第一空間Ｓ１に存在するパーティクルやコンタミネーションが第三空間Ｓ３に侵入しないようにするものである。特に、搬入したウエハ収容カセット８０に付着しているパーティクルやコンタミネーションを排除する。
【００３８】
具体的には、ウエハ収容カセット８０を各カセット載置位置５ｃに搬入出するために、背面隔壁１２の背面開口１３に付設されたシャッター１４を開くと同時に、エアパージ機構から高い空気清浄度（クラス１程度）のエア又は不可性ガスをカセット載置位置５ｃに吹き付ける。このようにして、パーティクルやコンタミネーションをカセット載置位置５ｃから排除し、第一空間Ｓ１に放出させるようになっている。
これにより、ウエハ収容カセット８０の気密蓋８３を開けて、収容されていたウエハＷを取り出したとしても、ウエハＷがパーティクルやコンタミネーションに汚染されることが回避できるようになっている。
【００３９】
次に、ウエハ用保管庫１の保管制御方法について説明する。ウエハＷの入れ替えを行うソーティング処理、ウエハ収容カセット８０の搬入作業、ウエハ収容カセット８０の搬出作業の順に説明する。
【００４０】
ウエハ用保管庫１（多段棚５，５の複数のカセット載置位置５ｃ）に収容された複数のウエハ収容カセット８０同士間において、ウエハＷの入れ替えを行うソーティング処理は、以下の工程によって行う。
【００４１】
多段棚５，５の複数のカセット載置位置５ｃには、予め複数のウエハＷが収容されたウエハ収容カセット８０が載置されている。また、各ウエハ収容カセット８０に関する情報やこれら各ウエハ収容カセット８０に収容されているウエハＷに関する情報は、予め制御部５０のウエハ情報記憶部５２に記憶されている。
まず、制御部５０は、ウエハ用保管庫１が設置された製造ラインを統括的に制御する不図示の製造ライン制御装置からの指令に基づいて、多段棚５，５に載置された複数のウエハ収容カセット８０に収容された多数のウエハＷのうち、ウエハ搬送部２０によってソーティング処理を行うウエハＷを決定する。
【００４２】
そして、入れ替え対象のウエハＷに関する情報とこのウエハＷが収容された収容元のウエハ収容カセット８０及び収容先の各ウエハ収容カセット８０に関する情報をウエハ情報記憶部５２及びカセット情報記憶部５３から読み出すと共に、ウエハ搬送部２０への動作指示情報を求め、これを記憶すると共にウエハ搬送部２０に対して出力する。
【００４３】
ウエハ搬送部２０は、制御部５０からの指令に基づいてソーティング処理を開始する。まず、入れ替え対象のウエハＷが収容されたウエハ収容カセット８０に向けて移動する。そして、ウエハ搬送部２０は、走行部２２及び本体部２３を制御して、オープナー２５が対象のウエハ収容カセット８０が載置されたカセット載置位置５ｃに対向するように移動させる。
【００４４】
次いで、制御部５０からの指令により、正面隔壁１５の正面開口１６を閉塞していたシャッター１７が開く。そして、オープナー２５の可動部２５ｂを作動させて、把握部２５ａをウエハ収容カセット８０の気密蓋８３に密着、把持（又は吸着）させる。そして、再度、可動部２５ｂを作動させて、気密蓋８３をウエハ収容カセット８０から外して、第三空間Ｓ３から第四空間Ｓ４に取り出す。
【００４５】
なお、ウエハ収容カセット８０は、多段棚５，５の各カセット載置位置５ｃに載置される際、又は正面開口１６のシャッター１７が開く際に、容器本体８１が正面隔壁１５の正面開口１６の内周縁に密着固定される。そして、容器本体８１を正面開口１６に密着させて状態で、気密蓋８３をウエハ収容カセット８０から外す。
これにより、第三空間Ｓ３内のエアが第四空間Ｓ４内に侵入することが防止される。特に、第三空間Ｓ３内にパーティクルやコンタミネーションが残っている場合には有用である。
なお、多段棚５，５の各カセット載置位置５ｃに容器本体８１を正面開口１６に向けて押し付る機構を設けてもよいし、オープナー２５により押し付るようにしてもよい。
【００４６】
次に、ウエハ搬送部２０は、ウエハローダ２４、走行部２２及び本体部２３を制御して、ウエハローダ２４のアーム部２４ａに接続したハンド２４ｂを気密蓋８３が取り外されたウエハ収容カセット８０に向けて移動させる。そして、ウエハ収容カセット８０の正面開口８２から容器本体８１内にハンド２４ｂを侵入させて、所望のウエハＷを把持する。
所望のウエハＷを把持すると、ハンド２４ｂをウエハ収容カセット８０から退避させ、再度、オープナー２５をウエハ収容カセット８０に向けて移動させる。そして、オープナー２５が把持している気密蓋８３を容器本体８１に押し当てて、気密蓋８３をウエハ収容カセット８０に取付ける。
そして、オープナー２５をウエハ収容カセット８０から退避させると、シャッター１７により正面隔壁１５の正面開口１６が閉塞される。
このようにして、任意の多段棚５の任意のカセット載置位置５ｃに載置されたウエハ収容カセット８０から、所望のウエハＷを取り外すことができる。
【００４７】
次いで、ウエハ搬送部２０は、ウエハローダ２４のハンド２４ｂに載置されたウエハＷを把持した状態で、収容先のウエハ収容カセット８０に向けて移動する。
そして、上述の工程と同様な工程を経て、所望のウエハＷを収容先のウエハ収容カセット８０内に収容する。
【００４８】
所望のウエハＷのソーティング処理が完了すると、その情報は、制御部５０のウエハ情報記憶部５２及びカセット情報記憶部５３に記憶される。そして、次のソーティング処理に移行し、上述したソーティング工程を繰り返すことで、所望のウエハ収容カセット８０内には、所望のウエハＷのみが収容されるようになる。
【００４９】
ウエハ用保管庫１（多段棚５）へのウエハ収容カセット８０の搬入（保管）は、以下の工程によって行う。
まず、カセット搬送部３０により、複数枚のウエハＷが収容されたウエハ収容カセット８０を多段棚５の背面５ｂから、所定のカセット載置位置５ｃに搬入する。ウエハ収容カセット８０を収容すべきカセット載置位置５ｃの位置情報は、制御部５０からカセット搬送部３０に送られる。
【００５０】
カセット搬送部３０のハンド３３によりウエハ収容カセット８０を把持し、所定のカセット載置位置５ｃ付近にウエハ収容カセット８０を移動させると、制御部５０からの指令により、背面隔壁１２の背面開口１３を閉塞していたシャッター１４が開く。同時に、エアパージ機構が作動し始める。
【００５１】
次いで、カセット搬送部３０の多関節型ロボット３２を制御して、ウエハ収容カセット８０を多段棚５のカセット載置位置５ｃに載置する。そして、ハンド３３による把持を解除し、ハンド３３をカセット載置位置５ｃから退避させると、シャッター１４が背面開口１３を閉塞する。同時に、エアパージ機構が停止する。
【００５２】
このようにして、ウエハ収容カセット８０が多段棚５の任意のカセット載置位置５ｃに搬入・収容される。そして、この搬入・収容作業の間は、エアパージ機構が作動しているので、第一空間Ｓ１に存在したパーティクルやコンタミネーションが第三空間Ｓ３（第二空間Ｓ２）に侵入することが防止される。
なお、多段棚５に搬入されたウエハ収容カセット８０のＩＤ番号やこのウエハ収容カセット８０に収容されているウエハＷのＩＤ番号等の情報は、搬入収容作業に先立って、制御部５０の入力部５１に入力される。
【００５３】
ウエハ収容カセット８０の容器本体８１には、ＲＦＩＤやバーコードが貼付されており、多段棚５への搬入に先立って、保管庫本体２の外部に設置した不図示のリーダーによってこのＲＦＩＤやバーコードを読み取るようになっている。
そして、このＲＦＩＤやバーコードにから、ウエハ収容カセット８０のＩＤ番号やウエハ収容カセット８０に収容されているウエハＷのＩＤ番号等が、ウエハ用保管庫１が設置された製造ラインを統括的に制御する不図示の製造ライン制御装置から読み出され、制御部５０の入力部５１に入力されるようになっている。
【００５４】
ウエハ用保管庫１（多段棚５）からのウエハ収容カセット８０の搬出は、以下の工程によって行う。
まず、制御部５０からカセット搬送部３０に対して、搬出すべきウエハ収容カセット８０の情報（多段棚５，カセット載置位置５ｃの位置情報等）が送られる。カセット搬送部３０は、所定の多段棚５の背面５ｂに近づき、更にハンド３３を所定の多段棚５に向けて移動させる。
【００５５】
次に、制御部５０からの指令により、背面隔壁１２の背面開口１３を閉塞していたシャッター１４が開き、同時にエアパージ機構が作動し始める。
そして、多関節型ロボット３２を制御して、ハンド３３を第三空間Ｓ３内に移動させ、ウエハ収容カセット８０を背面側から把持し、第一空間Ｓ１に向けて移動させる。
そして、ウエハ収容カセット８０は、無人搬送車３１上に載置される。カセット搬送部３０は、無人搬送車３１を制御して、所望の処理装置に向けて移動し始める。
【００５６】
ウエハ収容カセット８０がカセット載置位置５ｃ（第三空間Ｓ３）から搬出されると、制御部５０からの指令により、シャッター１４が背面開口１３を閉塞し、同時にエアパージ機構が停止する。
このようにして、任意の多段棚５の任意のカセット載置位置５ｃから、所望のウエハ収容カセット８０が搬出される。そして、この搬出作業の間は、エアパージ機構が作動しているので、第一空間Ｓ１に存在したパーティクルやコンタミネーションが第三空間Ｓ３（第二空間Ｓ２）に侵入することが防止される。
【００５７】
上述したウエハＷのソーティング処理、ウエハ収容カセット８０の搬入作業及び搬出作業は、互いの処理・作業が、同一のウエハ収容カセット８０に対して重複しない限り、それぞれ別個独立に同時並行に行うことができる。
【００５８】
また、ウエハ用保管庫１の多段棚５は、各カセット載置位置５ｃに直接ウエハ収容カセット８０を搬入したり、搬出することができる。したがって、ウエハＷのソーティング処理が完了したウエハ収容カセット８０を適時に多段棚５から搬出することができる。また、ウエハ収容カセット８０が未収容のカセット載置位置５ｃに対して、適時にソーティング処理を行うべきウエハ収容カセット８０を搬入することができる。
また、複数のカセット搬送部３０により、多段棚５に対して、同時にウエハ収容カセット８０を搬入したり、搬出したりすることもできる。
【００５９】
このように、ウエハ用保管庫１は、ウエハ収容カセット８０同士間におけるウエハＷのソーティング処理を効率的に行うことができると同時に、多段棚５からのウエハ収容カセット８０の搬入出も効率的に行うことができる。
【００６０】
なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲においてプロセス条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００６１】
上述した実施形態では、ウエハ搬送部２０は、レール２１上に１つの走行部２２（ウエハローダ２４等）を配置する場合について説明したが、これに限らない。レール２１上に複数の走行部２２（ウエハローダ２４等）を配置することで、ウエハＷのソーティング処理をより効率化することができる。
また、１つの走行部２２に１つのウエハローダ２４を接続する場合に限らず、複数のウエハローダ２４を接続するようにしてもよい。
【００６２】
また、ウエハ搬送部２０は、床面上のレール２１を走行する形式に限らず、天井から吊り下げられた状態で走行する形式であってもよい。
また、ウエハ搬送部２０は、カセット搬送部３０と同様に、直線状のレールを必要としない無人搬送車を用いる場合であってもよい。
【００６３】
カセット搬送部３０は、無人搬送車３１上に多関節型ロボット３２を設置した形式に限らない。例えば、ウエハ搬送部２０と同様に、レール上を走行する形式であってもよい。
また、カセット搬送部３０としては、多段棚５に密着してウエハ収容カセット８０を多段棚５に出し入れする搬送系と、ウエハ収容カセット８０を多段棚５から離間させる方向に搬送する搬送系とが、別個独立に存在してもよい。
なお、内部隔壁１８は、必須のものではなく、したがって、第三空間Ｓ３の全体をエアパージ機構によりエアパージする場合であってもよい。
【００６４】
また、カセット搬送部３０は、無人搬送車３１に代えて、天井走行台車を用いてもよい。つまり、多段棚５，５の各カセット載置位置５ｃに、ウエハ収容カセット８０を水平方向に移動させる水平搬送機構を設け、多段棚５，５の背面５ｂ，５ｂ側の上方に設けられた天井走行台車及びこの天井走行台車に連結された多関節型ロボット３２，ハンド３３によりカセット載置位置５ｃから水平搬送機構により搬送されたウエハ収容カセット８０を把持・搬送するようにしてもよい。
【００６５】
上述した実施形態では、多段棚５，５の正面５ａ及び背面５ｂにそれぞれ隔壁１５，１２、開口１６，１３、シャッター１７，１４を設ける場合について説明したが、これに限らない。ウエハ収容カセット８０に付着したパーティクル等が、第四空間Ｓ４に侵入してウエハＷを汚染することを防止できる構成であればいずれも構成であってもよい。
上述したように、ウエハ収容カセット８０の容器本体８１を正面隔壁１５の正面開口１６の内周縁に密着固定する場合には、第三空間Ｓ３から第四空間Ｓ４へのパーティクル等の侵入を防止できるので、正面隔壁１５や正面開口１６を閉塞するシャッター１７は必須ではない。
【００６６】
また、多段棚５，５の正面５ａ及び背面５ｂにそれぞれ隔壁１５，１２、開口１６，１３、シャッター１７，１４を設け、更に第三空間Ｓ３にエアパージ機構を設ける場合には、第三空間Ｓ３から第四空間Ｓ４へのパーティクル等の侵入を防止できるので、ウエハ収容カセット８０の容器本体８１を正面隔壁１５の正面開口１６の内周縁に密着固定することは、必須ではない。
【００６７】
また、上述した実施形態においては、半導体ウエハを対象とする場合について説明したが、これに限らない。例えば、ＦＰＤ用のガラス基板、その他の板状部材であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施形態に係るウエハ用保管庫１の概略構成を示す上面図である。
【図２】ウエハ用保管庫１の多段棚５の正面図（図１のＰ矢視図）である。
【図３】ウエハ用保管庫１の側面図である。
【図４】ウエハ用保管庫１の多段棚５の背面図（図１のＱ矢視図）である。
【図５】ウエハ収容カセット８０を示す斜視図である。
【図６】ウエハ搬送部２０のウエハローダ２４及びオープナー２５を示す上面図である。
【図７】正面開口１６を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６９】
１…ウエハ用保管庫（基板保管庫）
２…保管庫本体
５…多段棚
５ａ…正面
５ｂ…背面
５ｃ…カセット載置位置
１０…隔壁
１２…背面隔壁
１３…背面開口
１４…シャッター（第一気密戸）
１５…正面隔壁
１６…正面開口
１７…シャッター（第二気密戸）
１８…内部隔壁
２０…ウエハ搬送部（基板搬送部）
２４…ウエハローダ
２５…オープナー
３０…カセット搬送部
５０…制御部
８０…ウエハ収容カセット（気密蓋付カセット）
８１…容器本体
８３…気密蓋
Ｓ１…第一空間
Ｓ２…第二空間
Ｓ３…第三空間
Ｓ４…第四空間
Ｗ…ウエハ（基板）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板保管庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスやＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）が製造されるクリーンルームでは、半導体ウエハやガラスプレート等の基板を複数枚ずつカセットに収容して、カセット毎に搬送したり自動倉庫に収容したりする技術が知られている。例えば、半導体ウエハの場合には、ＦＯＵＰ(Front-Opening Unified Pod)と呼ばれる規格化されたカセットが用いられている。
【０００３】
複数枚の基板をカセットに収容して搬送する方法は、少品種大量生産には好都合である。しかし、基板毎に異なる処理を施すような多品種少量生産の場合には、一つのカセットに同一の処理を行う基板だけを収容しなければならないので、基板が数枚しか収容されていないカセットが増加して、各種処理装置における処理効率や搬送装置の搬送効率や自動倉庫の収容効率等が低下してしまうという問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するために、特許文献１に開示されるように、自動倉庫においてカセット同士間で基板を入れ替える（ソーティング）ことで、一つのカセットに収容される基板の枚数を増加させて、各種処理装置の処理効率や自動倉庫の収容効率を向上させる技術（いわゆるロット編成機）が提案されている。
【特許文献１】特開２００１−３１２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示される技術では、カセットに取り付けられた気密蓋を取り外すオープナーが配置された場所でしか基板の入れ替え処理を行うことができない。また、自動倉庫にカセットを搬入出する場所が限られていたり、基板の入れ替え処理を行う場所とカセットを搬入出する場所が重複していたりする。
このため、所望の基板が収容されたカセットを自動倉庫から搬出する際に、基板の入れ替え処理の完了まで待機しなければならない事態が発生する。同様に、カセットを自動倉庫に搬入する際にも待機時間が発生する。したがって、半導体デバイス等の製造効率を低下させてしてしまう虞が高いという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、カセットに収容される基板の入れ替え処理を行うと共に、カセットを適時に搬入出することができる自動倉庫を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る基板保管庫では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
本発明に係る基板保管庫は、複数の基板を収容する気密蓋付カセットを複数載置可能な多段棚と、前記多段棚の正面側に移動可能に配置されて前記多段棚に載置された前記気密蓋付カセットの気密蓋を開閉すると共に前記気密蓋付カセット同士間において前記基板を搬送する基板搬送部と、前記多段棚の背面側に移動可能に配置されて前記多段棚の全てのカセット載置位置に対して前記気密蓋付カセットを搬入出するカセット搬送部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、前記多段棚は、前記カセット搬送部が配置される第一空間と前記多段棚及び前記基板搬送部が配置される第二空間とを隔てる背面隔壁と、前記背面隔壁における前記カセット載置位置のそれぞれの対面位置に形成されて前記気密蓋付カセットを搬入出する背面開口と、前記背面開口を閉塞する第一気密戸と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、前記第一空間と前記第二空間とは、異なる空気状態に維持されることを特徴とする。
【００１０】
また、前記多段棚は、前記多段棚が配置される第三空間と前記基板搬送部が配置される第四空間とを隔てる正面隔壁と、前記正面隔壁における前記カセット載置位置のそれぞれの対面位置に形成されて前記気密蓋付カセットから前記基板を搬入出する正面開口と、前記正面開口を閉塞する第二気密戸と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、前記気密蓋付カセットは、前記気密蓋付カセット本体が前記正面開口の内周縁に密着固定されるように前記多段棚に載置されることを特徴とする。
【００１２】
また、前記第三空間と前記第四空間とは、異なる空気状態に維持されることを特徴とする。
【００１３】
また、前記多段棚は、前記カセット収容位置を個別又は複数に区画する内部隔壁を有することを特徴とする。
【００１４】
また、前記気密蓋付カセットが前記多段棚に搬入出される際に、前記第三空間をエアパージするエアパージ機構を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、前記多段棚が前記基板搬送部を挟んで対向配置されると共に、前記カセット搬送部が前記多段棚毎に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば以下の効果を得ることができる。
多段棚の各カセット載置位置に対して、直接、気密蓋付カセットを搬入したり、搬出することができるので、基板搬送部による基板の入れ替え処理が完了した気密蓋付カセットを、カセット搬送部により、適時に、多段棚から搬出することが可能となる。また、気密蓋付カセットが未収容のカセット載置位置に対して、適時に、基板の入れ替え処理を行うべき気密蓋付カセットを搬入することができる。
【００１７】
そして、基板搬送部による基板の入れ替え処理とカセット搬送部による気密蓋付カセットの搬入処理及び搬出処理とを、それぞれ別個独立に同時並行に行うことができるので、基板の入れ替え処理を効率的に行うことができると同時に、気密蓋付カセットの搬入出処理も効率的に行うことができる。
【００１８】
また、基板搬送部による基板の入れ替え処理とカセット搬送部による気密蓋付カセットの搬入処理及び搬出処理とを、同時並行に行ったとしても、汚染物質が基板に付着する可能性を低く抑えることができるので、歩留まりの低下を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る基板保管庫１の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るウエハ用保管庫１の概略構成を示す上面図である。
図２は、ウエハ用保管庫１の多段棚５の正面図（図１のＰ矢視図）である。
図３は、ウエハ用保管庫１の側面図である。
図４は、ウエハ用保管庫１の多段棚５の背面図（図１のＱ矢視図）である。
【００２０】
ウエハ用保管庫１は、所定の間隔を空けて平行に対向配置された２つの多段棚５，５と、２つの多段棚５，５の間に配置されるウエハ搬送部２０と、２つの多段棚５，５の外側に配置されるカセット搬送部３０と、これらを統括的に制御する制御部５０等を備えている。
【００２１】
２つの多段棚５，５は、後述するウエハ収容カセット８０を複数個載置可能であって、ウエハ収容カセット８０を載置するカセット載置位置５ｃが水平方向及び垂直方向に一定間隔で並ぶように、升目状に区画されている。
そして、２つの多段棚５，５は、所定の間隔を空けて、平行に対向配置されている。
【００２２】
図５は、ウエハ収容カセット８０を示す斜視図である。
ウエハ収容カセット８０は、複数枚のウエハＷを一定間隔を空けて重畳して収容する容器であって、ウエハＷを出し入れする正面開口８２が形成された容器本体８１と、正面開口８２を閉塞する気密蓋８３を有している。例えば、直径２００ｍｍや３００ｍｍのウエハＷを水平な状態で複数毎収容することができる。そして、その内部空間は、空気清浄度（クリーン度）が高く維持される。具体的には、クラス１程度の空気清浄度に維持されている。
ウエハ収容カセット８０としては、ＳＥＭＩ規格に規定されているＦＯＵＰ（Front-Opening Unified Pod）が用いることができる。
また、各ウエハ収容カセット８０は、正面開口８２（気密蓋８３）がウエハ搬送部２０側（多段棚５，５の正面側５ａ，５ａ）を向くように、多段棚５，５に載置される。
【００２３】
ウエハ搬送部２０は、２つの多段棚５，５の間の床面に、２つの多段棚５，５に沿って敷設されたレール２１上を走行する柱状の走行部２２と、走行部２２に連結されて上下方向に移動可能な本体部２３と、本体部２３に連結されたウエハローダ２４及びオープナー２５とを備えている。
そして、ウエハ搬送部２０は、走行部２２と本体部２３の位置制御によって、ウエハローダ２４及びオープナー２５とを、多段棚５，５の正面５ａ，５ａに沿って、二次元方向に移動させることができる。
【００２４】
図６は、ウエハ搬送部２０のウエハローダ２４及びオープナー２５を示す上面図である。
ウエハローダ２４は、水平多関節型ロボットであって、一端が本体部２３の上面に連結された３つのアームからなるアーム部２４ａと、アーム部２４ａの先端に接続されたハンド２４ｂとを備えている。なお、ハンド２４ｂは、エア噴出口２４ｃからエアを噴出することによりウエハＷを非接触に載置し、保持するように構成されている。なお、ハンド２４ｂは非接触型ハンドでなくてもよい。
【００２５】
オープナー２５は、ウエハ収容カセット８０の気密蓋８３の開閉を行うものであって、気密蓋８３を吸着又は挾持する把握部２５ａと、この把握部２５ａを水平方向に平行移動させる可動部２５ｂとを備えている。
そして、オープナー２５は、本体部２３の２つの側面、すなわち多段棚５，５に対向する２つの面にそれぞれ設けられる。つまり、各多段棚５に対して、１つのオープナー２５が対向するように配置される。
そして、各オープナー２５が、それぞれ対向する多段棚５に載置されたウエハ収容カセット８０の気密蓋８３の開閉を行うようになっている。
【００２６】
図１〜図４に戻り、カセット搬送部３０は、２つの多段棚５，５に載置されたウエハ収容カセット８０を、２つの多段棚５，５の背面側５ｂ，５ｂから搬入出するものである。ウエハ収容カセット８０の搬入出量に応じて、複数台のカセット搬送部３０を用いることができる。
カセット搬送部３０は、無人搬送車３１と、無人搬送車３１上に載置された多関節型ロボット３２と、多関節型ロボット３２に連結されたハンド３３とを備えている。
【００２７】
無人搬送車３１は、２つの多段棚５，５の背面５ｂ，５ｂに沿って移動したり、２つの多段棚５，５の背面５ｂ，５ｂから離間して任意の方向に移動したりすることが可能となっている。
【００２８】
多関節型ロボット３２は、そのアームの先端に連結されたハンド３３を、多段棚５，５の各カセット載置位置５ｃに向けて移動可能に構成されている。例えば、水平多関節型ロボット、垂直多関節ロボット、直交型ロボット等のいずれの形式のロボットであってもよい。
ハンド３３は、多段棚５，５の各カセット載置位置５ｃに載置されたウエハ収容カセット８０を、その背面側（正面開口８２とは反対側）から把持するようになっている。
つまり、カセット搬送部３０は、無人搬送車３１と多関節型ロボット３２の位置制御によって、ハンド３３を多段棚５，５の背面５ｂ，５ｂの任意のカセット載置位置５ｃに移動させて把持することにより、任意のウエハ収容カセット８０を多段棚５，５に搬入したり、搬出したりすることが可能となっている。
【００２９】
制御部５０は、各ウエハＷや各ウエハ収容カセット８０に関する情報が入力される入力部５１と、入力されたウエハ情報を記憶するウエハ情報記憶部５２と、入力されたウエハ収容カセット情報を記憶するカセット情報記憶部５３と、ウエハ搬送部２０やカセット搬送部３０の動作指示情報を求める演算処理部５４と、演算処理部５４で決定したウエハ搬送部２０やカセット搬送部３０の動作指示情報を記憶する制御情報記憶部５５と、制御情報記憶部５５から読み出された動作指示情報をウエハ搬送部２０やカセット搬送部３０等に出力したり、ウエハ搬送部２０やカセット搬送部３０等からの情報が入力される入出力部５６と、を備えている。
【００３０】
ウエハ情報としては、ＩＤ番号や各ウエハＷに施される各種処理情報や既に施された処理履歴情報等がある。また、カセット情報としては、ＩＤ番号やウエハ収容カセット８０が載置されたカセット載置位置５ｃの位置情報やウエハ収容状況等がある。
そして、演算処理部５４では、入力部５１で入力された情報から、多段棚５，５に載置された複数のウエハ収容カセット８０に収容された各ウエハＷのうち、ウエハ搬送部２０によってソーティング処理（入れ替え処理）を行うウエハＷを決定する。
また、演算処理部５４では、多段棚５，５に載置された複数のウエハ収容カセット８０のうち、カセット搬送部３０によって多段棚５，５から搬出するウエハ収容カセット８０や、多段棚５，５に搬入するウエハ収容カセット８０を決定する。
【００３１】
２つの多段棚５，５とウエハ搬送部２０とは、密閉された保管庫本体２内に配置されており、カセット搬送部３０等が配置された空間（以下、第一空間Ｓ１という）とは遮断された状態が確保されている。２つの多段棚５，５とウエハ搬送部２０は、隔壁１０により囲われて、保管庫本体２の内部空間（以下、第二空間Ｓ２という）が形成されている。
保管庫本体２の上面には、フィルタユニット１１が設けられ、これにより、第二空間Ｓ２の空気清浄度（クリーン度）は、第一空間Ｓ１よりも高くなるように維持されている。例えば、第一空間Ｓ１の空気清浄度）はクラス１００程度であり、第二空間Ｓ２の空気清浄度はクラス１程度である。
更に、第二空間Ｓ２の方が第一空間Ｓ１よりもやや高圧となるように維持されている。
【００３２】
多段棚５，５の背面には、隔壁１０の一部である背面隔壁１２が配置される。
そして、この背面隔壁１２には、多段棚５，５の各カセット載置位置５ｃに対応する位置に、それぞれウエハ収容カセット８０を出し入れするための背面開口１３が形成される。そして、各背面開口１３には、シャッター１４が付設されており、このシャッター１４により背面開口１３を閉塞することで、第一空間Ｓ１と第二空間Ｓ２とが気密性を維持して仕切られるようになっている。
なお、シャッター１４は、制御部５０からの指示により、開閉するようになっている。
【００３３】
また、多段棚５，５の正面には、正面隔壁１５が密着して配置される。この正面隔壁１５により、保管庫本体２の内部空間（第二空間Ｓ２）が、多段棚５，５が配置された空間（以下、第三空間Ｓ３という）とウエハ搬送部２０が配置された空間（以下、第四空間という）とに、気密性を有するように、仕切られる。
【００３４】
そして、第三空間Ｓ３と第四空間Ｓ４の空気清浄度は略同一（或いは第四空間Ｓ４の方が第三空間Ｓ３よりも高く）になるように維持されている。
更に、第四空間Ｓ４の方が第三空間Ｓ３よりもやや高圧となるように維持されている。
多段棚５，５の正面に配置される正面隔壁１５には、多段棚５，５の各カセット載置位置５ｃに対応する位置に、それぞれウエハ収容カセット８０の気密蓋８３を出し入れするための正面開口１６が形成されている。
【００３５】
図７は、正面開口１６を示す模式図である。
正面開口１６は、気密蓋８３よりも大きく、容器本体８１よりも小さくなるように形成されている。後述するように、正面開口１６の内周縁に対して容器本体８１を押し付けて、第三空間Ｓ３と第四空間Ｓ４とを気密性を維持させるためである。
そして、各正面開口１６には、シャッター１７が付設されており、このシャッター１７により正面開口１６を閉塞することで、第三空間Ｓ３と第四空間Ｓ４とが気密性を維持して仕切られるようになっている。
なお、シャッター１７は、制御部５０からの指示により、開閉するようになっている。
【００３６】
また、多段棚５，５の各カセット載置位置５ｃは、それぞれ内部隔壁１８によって区画されている。つまり、各カセット載置位置５ｃは、棚板１９（床面及び天井）、正面隔壁１５（シャッター１７）、背面隔壁１２（シャッター１４）、内部隔壁１８によって、個別に密閉されている。
そして、密閉された各カセット載置位置５ｃには、それぞれエアパージ機構（不図示）が付設される。
【００３７】
一方、多段棚５，５の背面側において、エアパージ機構は、カセット搬送部３０によってウエハ収容カセット８０を第一空間Ｓ１から各カセット載置位置５ｃ（第三空間Ｓ３）に搬送したり、ウエハ収容カセット８０を第一空間Ｓ１に搬出したりする際に、第一空間Ｓ１に存在するパーティクルやコンタミネーションが第三空間Ｓ３に侵入しないようにするものである。特に、搬入したウエハ収容カセット８０に付着しているパーティクルやコンタミネーションを排除する。
【００３８】
具体的には、ウエハ収容カセット８０を各カセット載置位置５ｃに搬入出するために、背面隔壁１２の背面開口１３に付設されたシャッター１４を開くと同時に、エアパージ機構から高い空気清浄度（クラス１程度）のエア又は不可性ガスをカセット載置位置５ｃに吹き付ける。このようにして、パーティクルやコンタミネーションをカセット載置位置５ｃから排除し、第一空間Ｓ１に放出させるようになっている。
これにより、ウエハ収容カセット８０の気密蓋８３を開けて、収容されていたウエハＷを取り出したとしても、ウエハＷがパーティクルやコンタミネーションに汚染されることが回避できるようになっている。
【００３９】
次に、ウエハ用保管庫１の保管制御方法について説明する。ウエハＷの入れ替えを行うソーティング処理、ウエハ収容カセット８０の搬入作業、ウエハ収容カセット８０の搬出作業の順に説明する。
【００４０】
ウエハ用保管庫１（多段棚５，５の複数のカセット載置位置５ｃ）に収容された複数のウエハ収容カセット８０同士間において、ウエハＷの入れ替えを行うソーティング処理は、以下の工程によって行う。
【００４１】
多段棚５，５の複数のカセット載置位置５ｃには、予め複数のウエハＷが収容されたウエハ収容カセット８０が載置されている。また、各ウエハ収容カセット８０に関する情報やこれら各ウエハ収容カセット８０に収容されているウエハＷに関する情報は、予め制御部５０のウエハ情報記憶部５２に記憶されている。
まず、制御部５０は、ウエハ用保管庫１が設置された製造ラインを統括的に制御する不図示の製造ライン制御装置からの指令に基づいて、多段棚５，５に載置された複数のウエハ収容カセット８０に収容された多数のウエハＷのうち、ウエハ搬送部２０によってソーティング処理を行うウエハＷを決定する。
【００４２】
そして、入れ替え対象のウエハＷに関する情報とこのウエハＷが収容された収容元のウエハ収容カセット８０及び収容先の各ウエハ収容カセット８０に関する情報をウエハ情報記憶部５２及びカセット情報記憶部５３から読み出すと共に、ウエハ搬送部２０への動作指示情報を求め、これを記憶すると共にウエハ搬送部２０に対して出力する。
【００４３】
ウエハ搬送部２０は、制御部５０からの指令に基づいてソーティング処理を開始する。まず、入れ替え対象のウエハＷが収容されたウエハ収容カセット８０に向けて移動する。そして、ウエハ搬送部２０は、走行部２２及び本体部２３を制御して、オープナー２５が対象のウエハ収容カセット８０が載置されたカセット載置位置５ｃに対向するように移動させる。
【００４４】
次いで、制御部５０からの指令により、正面隔壁１５の正面開口１６を閉塞していたシャッター１７が開く。そして、オープナー２５の可動部２５ｂを作動させて、把握部２５ａをウエハ収容カセット８０の気密蓋８３に密着、把持（又は吸着）させる。そして、再度、可動部２５ｂを作動させて、気密蓋８３をウエハ収容カセット８０から外して、第三空間Ｓ３から第四空間Ｓ４に取り出す。
【００４５】
なお、ウエハ収容カセット８０は、多段棚５，５の各カセット載置位置５ｃに載置される際、又は正面開口１６のシャッター１７が開く際に、容器本体８１が正面隔壁１５の正面開口１６の内周縁に密着固定される。そして、容器本体８１を正面開口１６に密着させて状態で、気密蓋８３をウエハ収容カセット８０から外す。
これにより、第三空間Ｓ３内のエアが第四空間Ｓ４内に侵入することが防止される。特に、第三空間Ｓ３内にパーティクルやコンタミネーションが残っている場合には有用である。
なお、多段棚５，５の各カセット載置位置５ｃに容器本体８１を正面開口１６に向けて押し付る機構を設けてもよいし、オープナー２５により押し付るようにしてもよい。
【００４６】
次に、ウエハ搬送部２０は、ウエハローダ２４、走行部２２及び本体部２３を制御して、ウエハローダ２４のアーム部２４ａに接続したハンド２４ｂを気密蓋８３が取り外されたウエハ収容カセット８０に向けて移動させる。そして、ウエハ収容カセット８０の正面開口８２から容器本体８１内にハンド２４ｂを侵入させて、所望のウエハＷを把持する。
所望のウエハＷを把持すると、ハンド２４ｂをウエハ収容カセット８０から退避させ、再度、オープナー２５をウエハ収容カセット８０に向けて移動させる。そして、オープナー２５が把持している気密蓋８３を容器本体８１に押し当てて、気密蓋８３をウエハ収容カセット８０に取付ける。
そして、オープナー２５をウエハ収容カセット８０から退避させると、シャッター１７により正面隔壁１５の正面開口１６が閉塞される。
このようにして、任意の多段棚５の任意のカセット載置位置５ｃに載置されたウエハ収容カセット８０から、所望のウエハＷを取り外すことができる。
【００４７】
次いで、ウエハ搬送部２０は、ウエハローダ２４のハンド２４ｂに載置されたウエハＷを把持した状態で、収容先のウエハ収容カセット８０に向けて移動する。
そして、上述の工程と同様な工程を経て、所望のウエハＷを収容先のウエハ収容カセット８０内に収容する。
【００４８】
所望のウエハＷのソーティング処理が完了すると、その情報は、制御部５０のウエハ情報記憶部５２及びカセット情報記憶部５３に記憶される。そして、次のソーティング処理に移行し、上述したソーティング工程を繰り返すことで、所望のウエハ収容カセット８０内には、所望のウエハＷのみが収容されるようになる。
【００４９】
ウエハ用保管庫１（多段棚５）へのウエハ収容カセット８０の搬入（保管）は、以下の工程によって行う。
まず、カセット搬送部３０により、複数枚のウエハＷが収容されたウエハ収容カセット８０を多段棚５の背面５ｂから、所定のカセット載置位置５ｃに搬入する。ウエハ収容カセット８０を収容すべきカセット載置位置５ｃの位置情報は、制御部５０からカセット搬送部３０に送られる。
【００５０】
カセット搬送部３０のハンド３３によりウエハ収容カセット８０を把持し、所定のカセット載置位置５ｃ付近にウエハ収容カセット８０を移動させると、制御部５０からの指令により、背面隔壁１２の背面開口１３を閉塞していたシャッター１４が開く。同時に、エアパージ機構が作動し始める。
【００５１】
次いで、カセット搬送部３０の多関節型ロボット３２を制御して、ウエハ収容カセット８０を多段棚５のカセット載置位置５ｃに載置する。そして、ハンド３３による把持を解除し、ハンド３３をカセット載置位置５ｃから退避させると、シャッター１４が背面開口１３を閉塞する。同時に、エアパージ機構が停止する。
【００５２】
このようにして、ウエハ収容カセット８０が多段棚５の任意のカセット載置位置５ｃに搬入・収容される。そして、この搬入・収容作業の間は、エアパージ機構が作動しているので、第一空間Ｓ１に存在したパーティクルやコンタミネーションが第三空間Ｓ３（第二空間Ｓ２）に侵入することが防止される。
なお、多段棚５に搬入されたウエハ収容カセット８０のＩＤ番号やこのウエハ収容カセット８０に収容されているウエハＷのＩＤ番号等の情報は、搬入収容作業に先立って、制御部５０の入力部５１に入力される。
【００５３】
ウエハ収容カセット８０の容器本体８１には、ＲＦＩＤやバーコードが貼付されており、多段棚５への搬入に先立って、保管庫本体２の外部に設置した不図示のリーダーによってこのＲＦＩＤやバーコードを読み取るようになっている。
そして、このＲＦＩＤやバーコードにから、ウエハ収容カセット８０のＩＤ番号やウエハ収容カセット８０に収容されているウエハＷのＩＤ番号等が、ウエハ用保管庫１が設置された製造ラインを統括的に制御する不図示の製造ライン制御装置から読み出され、制御部５０の入力部５１に入力されるようになっている。
【００５４】
ウエハ用保管庫１（多段棚５）からのウエハ収容カセット８０の搬出は、以下の工程によって行う。
まず、制御部５０からカセット搬送部３０に対して、搬出すべきウエハ収容カセット８０の情報（多段棚５，カセット載置位置５ｃの位置情報等）が送られる。カセット搬送部３０は、所定の多段棚５の背面５ｂに近づき、更にハンド３３を所定の多段棚５に向けて移動させる。
【００５５】
次に、制御部５０からの指令により、背面隔壁１２の背面開口１３を閉塞していたシャッター１４が開き、同時にエアパージ機構が作動し始める。
そして、多関節型ロボット３２を制御して、ハンド３３を第三空間Ｓ３内に移動させ、ウエハ収容カセット８０を背面側から把持し、第一空間Ｓ１に向けて移動させる。
そして、ウエハ収容カセット８０は、無人搬送車３１上に載置される。カセット搬送部３０は、無人搬送車３１を制御して、所望の処理装置に向けて移動し始める。
【００５６】
ウエハ収容カセット８０がカセット載置位置５ｃ（第三空間Ｓ３）から搬出されると、制御部５０からの指令により、シャッター１４が背面開口１３を閉塞し、同時にエアパージ機構が停止する。
このようにして、任意の多段棚５の任意のカセット載置位置５ｃから、所望のウエハ収容カセット８０が搬出される。そして、この搬出作業の間は、エアパージ機構が作動しているので、第一空間Ｓ１に存在したパーティクルやコンタミネーションが第三空間Ｓ３（第二空間Ｓ２）に侵入することが防止される。
【００５７】
上述したウエハＷのソーティング処理、ウエハ収容カセット８０の搬入作業及び搬出作業は、互いの処理・作業が、同一のウエハ収容カセット８０に対して重複しない限り、それぞれ別個独立に同時並行に行うことができる。
【００５８】
また、ウエハ用保管庫１の多段棚５は、各カセット載置位置５ｃに直接ウエハ収容カセット８０を搬入したり、搬出することができる。したがって、ウエハＷのソーティング処理が完了したウエハ収容カセット８０を適時に多段棚５から搬出することができる。また、ウエハ収容カセット８０が未収容のカセット載置位置５ｃに対して、適時にソーティング処理を行うべきウエハ収容カセット８０を搬入することができる。
また、複数のカセット搬送部３０により、多段棚５に対して、同時にウエハ収容カセット８０を搬入したり、搬出したりすることもできる。
【００５９】
このように、ウエハ用保管庫１は、ウエハ収容カセット８０同士間におけるウエハＷのソーティング処理を効率的に行うことができると同時に、多段棚５からのウエハ収容カセット８０の搬入出も効率的に行うことができる。
【００６０】
なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲においてプロセス条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００６１】
上述した実施形態では、ウエハ搬送部２０は、レール２１上に１つの走行部２２（ウエハローダ２４等）を配置する場合について説明したが、これに限らない。レール２１上に複数の走行部２２（ウエハローダ２４等）を配置することで、ウエハＷのソーティング処理をより効率化することができる。
また、１つの走行部２２に１つのウエハローダ２４を接続する場合に限らず、複数のウエハローダ２４を接続するようにしてもよい。
【００６２】
また、ウエハ搬送部２０は、床面上のレール２１を走行する形式に限らず、天井から吊り下げられた状態で走行する形式であってもよい。
また、ウエハ搬送部２０は、カセット搬送部３０と同様に、直線状のレールを必要としない無人搬送車を用いる場合であってもよい。
【００６３】
カセット搬送部３０は、無人搬送車３１上に多関節型ロボット３２を設置した形式に限らない。例えば、ウエハ搬送部２０と同様に、レール上を走行する形式であってもよい。
また、カセット搬送部３０としては、多段棚５に密着してウエハ収容カセット８０を多段棚５に出し入れする搬送系と、ウエハ収容カセット８０を多段棚５から離間させる方向に搬送する搬送系とが、別個独立に存在してもよい。
なお、内部隔壁１８は、必須のものではなく、したがって、第三空間Ｓ３の全体をエアパージ機構によりエアパージする場合であってもよい。
【００６４】
また、カセット搬送部３０は、無人搬送車３１に代えて、天井走行台車を用いてもよい。つまり、多段棚５，５の各カセット載置位置５ｃに、ウエハ収容カセット８０を水平方向に移動させる水平搬送機構を設け、多段棚５，５の背面５ｂ，５ｂ側の上方に設けられた天井走行台車及びこの天井走行台車に連結された多関節型ロボット３２，ハンド３３によりカセット載置位置５ｃから水平搬送機構により搬送されたウエハ収容カセット８０を把持・搬送するようにしてもよい。
【００６５】
上述した実施形態では、多段棚５，５の正面５ａ及び背面５ｂにそれぞれ隔壁１５，１２、開口１６，１３、シャッター１７，１４を設ける場合について説明したが、これに限らない。ウエハ収容カセット８０に付着したパーティクル等が、第四空間Ｓ４に侵入してウエハＷを汚染することを防止できる構成であればいずれも構成であってもよい。
上述したように、ウエハ収容カセット８０の容器本体８１を正面隔壁１５の正面開口１６の内周縁に密着固定する場合には、第三空間Ｓ３から第四空間Ｓ４へのパーティクル等の侵入を防止できるので、正面隔壁１５や正面開口１６を閉塞するシャッター１７は必須ではない。
【００６６】
また、多段棚５，５の正面５ａ及び背面５ｂにそれぞれ隔壁１５，１２、開口１６，１３、シャッター１７，１４を設け、更に第三空間Ｓ３にエアパージ機構を設ける場合には、第三空間Ｓ３から第四空間Ｓ４へのパーティクル等の侵入を防止できるので、ウエハ収容カセット８０の容器本体８１を正面隔壁１５の正面開口１６の内周縁に密着固定することは、必須ではない。
【００６７】
また、上述した実施形態においては、半導体ウエハを対象とする場合について説明したが、これに限らない。例えば、ＦＰＤ用のガラス基板、その他の板状部材であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施形態に係るウエハ用保管庫１の概略構成を示す上面図である。
【図２】ウエハ用保管庫１の多段棚５の正面図（図１のＰ矢視図）である。
【図３】ウエハ用保管庫１の側面図である。
【図４】ウエハ用保管庫１の多段棚５の背面図（図１のＱ矢視図）である。
【図５】ウエハ収容カセット８０を示す斜視図である。
【図６】ウエハ搬送部２０のウエハローダ２４及びオープナー２５を示す上面図である。
【図７】正面開口１６を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６９】
１…ウエハ用保管庫（基板保管庫）
２…保管庫本体
５…多段棚
５ａ…正面
５ｂ…背面
５ｃ…カセット載置位置
１０…隔壁
１２…背面隔壁
１３…背面開口
１４…シャッター（第一気密戸）
１５…正面隔壁
１６…正面開口
１７…シャッター（第二気密戸）
１８…内部隔壁
２０…ウエハ搬送部（基板搬送部）
２４…ウエハローダ
２５…オープナー
３０…カセット搬送部
５０…制御部
８０…ウエハ収容カセット（気密蓋付カセット）
８１…容器本体
８３…気密蓋
Ｓ１…第一空間
Ｓ２…第二空間
Ｓ３…第三空間
Ｓ４…第四空間
Ｗ…ウエハ（基板）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板を収容する気密蓋付カセットを複数載置可能な多段棚と、
前記多段棚の正面側に移動可能に配置されて前記多段棚に載置された前記気密蓋付カセットの気密蓋を開閉すると共に前記気密蓋付カセット同士間において前記基板を搬送する基板搬送部と、
前記多段棚の背面側に移動可能に配置されて前記多段棚の全てのカセット載置位置に対して前記気密蓋付カセットを搬入出するカセット搬送部と、
を備えることを特徴とする基板保管庫。
【請求項２】
前記多段棚は、前記カセット搬送部が配置される第一空間と前記多段棚及び前記基板搬送部が配置される第二空間とを隔てる背面隔壁と、
前記背面隔壁における前記カセット載置位置のそれぞれの対面位置に形成されて前記気密蓋付カセットを搬入出する背面開口と、
前記背面開口を閉塞する第一気密戸と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の基板保管庫。
【請求項３】
前記第一空間と前記第二空間とは、異なる空気状態に維持されることを特徴とする請求項２に記載の基板保管庫。
【請求項４】
前記多段棚は、前記多段棚が配置される第三空間と前記基板搬送部が配置される第四空間とを隔てる正面隔壁と、
前記正面隔壁における前記カセット載置位置のそれぞれの対面位置に形成されて前記気密蓋付カセットから前記基板を搬入出する正面開口と、
前記正面開口を閉塞する第二気密戸と、
を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の基板保管庫。
【請求項５】
前記気密蓋付カセットは、前記気密蓋付カセット本体が前記正面開口の内周縁に密着固定されるように前記多段棚に載置されることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の基板保管庫。
【請求項６】
前記第三空間と前記第四空間とは、異なる空気状態に維持されることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の基板保管庫。
【請求項７】
前記多段棚は、前記カセット収容位置を個別又は複数に区画する内部隔壁を有することを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の基板保管庫。
【請求項８】
前記気密蓋付カセットが前記多段棚に搬入出される際に、前記第三空間をエアパージするエアパージ機構を備えることを特徴とする請求項４から請求項７のうちいずれか一項に記載の基板保管庫。
【請求項９】
前記多段棚が前記基板搬送部を挟んで対向配置されると共に、前記カセット搬送部が前記多段棚毎に配置されることを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載の基板保管庫。
【請求項１】
複数の基板を収容する気密蓋付カセットを複数載置可能な多段棚と、
前記多段棚の正面側に移動可能に配置されて前記多段棚に載置された前記気密蓋付カセットの気密蓋を開閉すると共に前記気密蓋付カセット同士間において前記基板を搬送する基板搬送部と、
前記多段棚の背面側に移動可能に配置されて前記多段棚の全てのカセット載置位置に対して前記気密蓋付カセットを搬入出するカセット搬送部と、
を備えることを特徴とする基板保管庫。
【請求項２】
前記多段棚は、前記カセット搬送部が配置される第一空間と前記多段棚及び前記基板搬送部が配置される第二空間とを隔てる背面隔壁と、
前記背面隔壁における前記カセット載置位置のそれぞれの対面位置に形成されて前記気密蓋付カセットを搬入出する背面開口と、
前記背面開口を閉塞する第一気密戸と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の基板保管庫。
【請求項３】
前記第一空間と前記第二空間とは、異なる空気状態に維持されることを特徴とする請求項２に記載の基板保管庫。
【請求項４】
前記多段棚は、前記多段棚が配置される第三空間と前記基板搬送部が配置される第四空間とを隔てる正面隔壁と、
前記正面隔壁における前記カセット載置位置のそれぞれの対面位置に形成されて前記気密蓋付カセットから前記基板を搬入出する正面開口と、
前記正面開口を閉塞する第二気密戸と、
を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の基板保管庫。
【請求項５】
前記気密蓋付カセットは、前記気密蓋付カセット本体が前記正面開口の内周縁に密着固定されるように前記多段棚に載置されることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の基板保管庫。
【請求項６】
前記第三空間と前記第四空間とは、異なる空気状態に維持されることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の基板保管庫。
【請求項７】
前記多段棚は、前記カセット収容位置を個別又は複数に区画する内部隔壁を有することを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の基板保管庫。
【請求項８】
前記気密蓋付カセットが前記多段棚に搬入出される際に、前記第三空間をエアパージするエアパージ機構を備えることを特徴とする請求項４から請求項７のうちいずれか一項に記載の基板保管庫。
【請求項９】
前記多段棚が前記基板搬送部を挟んで対向配置されると共に、前記カセット搬送部が前記多段棚毎に配置されることを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載の基板保管庫。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−１００８０５（Ｐ２００８−１００８０５Ａ）
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８４１３１（Ｐ２００６−２８４１３１）
【出願日】平成１８年１０月１８日（２００６．１０．１８）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【出願人】（０００１１５００５）ユースエンジニアリング株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月１８日（２００６．１０．１８）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【出願人】（０００１１５００５）ユースエンジニアリング株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
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