JP2002076093A

JP2002076093A - Ｆｏｕｐオープナ

Info

Publication number: JP2002076093A
Application number: JP2000262337A
Authority: JP
Inventors: Sumio Harukawa; 澄夫春川
Original assignee: Hirata Corp
Current assignee: Hirata Corp
Priority date: 2000-08-31
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2002-03-15
Anticipated expiration: 2020-08-31
Also published as: JP4476457B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】第２制御空間の陽圧を維持しつつ、外部雰囲
気をＦＯＵＰドア周辺から排除して、ＦＯＵＰドア開放
時、ＦＯＵＰ内に外部雰囲気が流入しないようにし、ウ
ェハにダメージを与えない信頼性の高いＦＯＵＰオープ
ナを提供する。【解決手段】ＦＯＵＰオープナ１はＦＯＵＰ10を載置
して位置決めするドックプレート31と、ドックプレート
31をＦＯＵＰドア13が着脱される位置近傍まで移動させ
るドック移動機構30と、ＦＯＵＰドア13を着脱する着脱
機構とＦＯＵＰドア13を保持する保持機構とを有するポ
ートドア23と、ポートドア23を水平に移動させるポート
ドア進退機構40と、ポートドア23により閉塞される開口
部22を有するポートプレート21とからなり、ＦＯＵＰド
ア13がポートドア23の係合面に衝突するようにされ、衝
突したＦＯＵＰドア13とポートドア23とを所定の位置ま
で追従して移動させることができる追従移動手段とが設
けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願の発明は、半導体ウェハを所
定の間隔で、水平に、複数枚収納して搬送する密閉可能
な容器を開閉するための容器開閉装置に関し、特に容器
がＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod ）である場合
に、ＦＯＵＰフレームを密閉する蓋体（ＦＯＵＰドア）
を開閉するとき、外部環境の雰囲気がＦＯＵＰ内に流入
してウェハを汚染することのないようにしたＦＯＵＰ開
閉装置（ＦＯＵＰオープナ）に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＦＯＵＰオープナの性能としては、第１
の制御空間（清浄度クラス１以上）であるＦＯＵＰ内環
境と第２の制御空間（清浄度クラス１以上）であるウェ
ハ転送空間とを、ウェハを外部環境（クラス１００〜１
００００）の雰囲気にさらすことなく、連通させて、ウ
ェハをロボット等で転送することが求められる。特に高
精細度の３００ｍｍウェハともなると、きわめて高価な
ものであり、塵埃によるウェハ汚染に対しては、オープ
ナ自体の発塵量を０．１μm 粒子で１個／１０cft 以下
に抑えることが求められている。

【０００３】図８を参照して、従来のＦＯＵＰオープナ
01において、ＦＯＵＰ010 が３００ｍｍウェハ専用の密
閉可能な第１制御空間100 を形成する搬送容器である場
合には、ＦＯＵＰ010 の内部にウェハ014 を所定のピッ
チで収納するための溝が形成され、該ＦＯＵＰ010 は、
前面を開口したＦＯＵＰフレーム011 と、該フレーム01
1 の開口012 を閉塞するための蓋体（ＦＯＵＰドア）01
3 とからなっている。

【０００４】ＦＯＵＰドア013 には、ＦＯＵＰドア013
をポートドア023 に向けて案内する２つの案内孔と、Ｆ
ＯＵＰフレーム011 とＦＯＵＰドア013 とを機械的に止
めるためのラッチ機構と、ＦＯＵＰドア013 がＦＯＵＰ
フレーム011 から外された際に、ＦＯＵＰドア013 をポ
ートドア023 に保持させるための平らな吸引エリア（２
個所）とが設けられている（いずれも図示されず）。

【０００５】ＦＯＵＰオープナ01は、次の３つの機構を
備えている。搬送されてきたＦＯＵＰ010 を載置して位置決めし、
ＦＯＵＰドア013 を開放するために、ＦＯＵＰドア013
がポートドア023 の係合面に接触、衝突する位置（ドッ
ク位置）まで移動するドック移動機構030 。ＦＯＵＰ010 （第１制御空間100 ）と処理室（第３制
御空間）との間で、ウェハ014 を外部環境（第５空間）
500 にさらすことなく転送可能にするために、第２制御
空間200 に設けられた第１の開口（図示されず）を閉塞
するポートプレート021 と、第１制御空間100 と第２制
御空間200 とを連通するために、ポートプレート021 に
設けられた第２の開口022 を閉塞するポートドア023 と
からなる仕切り壁構造020 。ポートドア023 は、移動し
てくるＦＯＵＰ010 の前面に位置するＦＯＵＰドア013
の２つの案内孔に案内される２つの案内ピンと、ＦＯＵ
Ｐドア013 のラッチ機構を開閉するためのラッチ開閉機
構と、開放されたＦＯＵＰドア013 を吸引して保持する
ための吸引機構および保持機構とを有する（いずれも図
示されず）。ＦＯＵＰドア013 をＦＯＵＰフレーム011 に着脱する
ために、ポートドア023 を移動させる水平移動（進退）
機構040 と昇降機構050 。昇降機構050 には、サーボモ
ータ052 とボールネジ053 とからなるネジ送り機構が用
いられている。なお、ウェハ転送ロボット等のウェハ搬
送手段（図示されず）は、第２制御空間200 に配設され
ている。また、開放され、退避させられたＦＯＵＰドア
013 は、第２制御空間200 に格納されるようになってい
る。

【０００６】次に、このようなＦＯＵＰオープナ01を用
いてＦＯＵＰドア013 を開放する動作を、図８ないし図
１３を参照しつつ、説明する。先ず、図８に図示される
ように、ＦＯＵＰ010 がアンドック位置にあるドック移
動機構030 のドックプレート031 上に載置される。次い
で、図９に図示されるように、ＦＯＵＰドア013 を開放
するために、ドック移動機構030 が作動して、そのドッ
クプレート031 がポートプレート021 まで移動し、これ
に伴い、ＦＯＵＰ010 もポートドア023 方向に移動し
て、ＦＯＵＰドア013 がポートドア023 の係合面に衝突
する。次いで、図１０に図示されるように、ポートドア
023 に設けられたラッチ開閉機構、吸引機構および保持
機構が作動して、ＦＯＵＰドア013に設けられて該ＦＯ
ＵＰドア013 をＦＯＵＰフレーム011 にラッチするラッ
チ機構が開放され、ＦＯＵＰドア013 がポートドア023
により吸引、保持されて、ポートドア進退機構040 によ
り、水平に制御空間200 側へ退避（後退）させられる。
最後に、図１１に図示されるように、退避したＦＯＵＰ
ドア013 およびポートドア023 がポートドア昇降機構05
0 の作動により下降させられて、ＦＯＵＰドア013 が第
２制御空間200 に格納される。図１２は、ＦＯＵＰ010
がポートドア023 方向に移動している様子を拡大して示
し、図１３は、ＦＯＵＰドア013 がポートドア023 の係
合面に衝突し、係合した状態を拡大して示している。

【０００７】次に、ＦＯＵＰドア013 が開放される時
に、外部雰囲気500 がＦＯＵＰ010 内に進入する状況
を、図１３を参照しつつ、説明する。歪みを生じたり、
成形誤差が生じているＦＯＵＰフレーム011 からＦＯＵ
Ｐドア013 を開放すると、ＦＯＵＰドア013 が移動する
際に、ＦＯＵＰフレーム011内は負圧になる。すなわ
ち、ＦＯＵＰフレーム011 内には、近傍に位置するガス
が流入する。従来の方法では、この流入するガスは、制
御空間外の雰囲気、すなわち、外部環境（第５空間）50
0 の雰囲気である。そこで、この制御空間外の雰囲気の
流入量を極力少なくするために、従来、ＦＯＵＰドア01
3 が開放される直前のＦＯＵＰ010 の待機状態におい
て、ＦＯＵＰフレーム011 前面とポートプレート021 と
を非接触状態に維持し、両者の間隙を可能な限り狭くし
て、外部雰囲気の占める容積を小さくする方法が採られ
ている。

【０００８】図１３には、ＦＯＵＰドア013 の開放に際
して、ＦＯＵＰドア013 とポートプレート021 とポート
ドア023 とで形成される領域（空間400 ）に外部環境
（第５空間）500 の汚染雰囲気が閉じ込められた状態が
示されている。すなわち、図１３の状態でＦＯＵＰドア
013 の開放動作が行なわれると、ＦＯＵＰフレーム011
内は負圧になり、閉じ込められた空間500 の汚染雰囲気
がＦＯＵＰ010 内に進入する。

【０００９】空間400 を空間500 の汚染雰囲気で充満さ
せない工夫として、図１４に示すような方法が考えられ
る。すなわち、第２制御空間200 の雰囲気を空間500 側
に常に排出するようにしたものである。このようにする
と、図１４の状態では、空間400 の雰囲気は、空間200
の制御された清浄空気であり、問題はない。

【００１０】しかしながら、ＦＯＵＰフレーム011 にＦ
ＯＵＰドア013 をラッチ係合させた状態での、ＦＯＵＰ
フレーム011 の前面とＦＯＵＰドア013 の係合面とを連
ねた面の平面度は、±１ｍｍの範囲内であれば許容され
ることがＳＥＭＩ規格で規格化されている。したがっ
て、図１５や図１６の状態があり得る。図１５に示した
ように、ＦＯＵＰドア013 の係合面がＦＯＵＰフレーム
011 の前面より出っ張った状態では、ポートプレート02
1 の外面とＦＯＵＰフレーム011 の前面とは非接触であ
り、両者で形成する間隙から空間200 の雰囲気が領域40
0 を通過して外部環境500 へ流れ、問題は無い。しか
し、逆に図１６に示したように、ＦＯＵＰドア013 がＦ
ＯＵＰフレーム011 の前面より引っ込んだ場合は、ＦＯ
ＵＰドア013とポートドア023 との間に隙間ができ、こ
の空間600 に空間500 の汚染雰囲気が閉じ込められ、こ
れがＦＯＵＰドア013 の開放時にＦＯＵＰ010 内に進入
するという問題がある。

【００１１】この問題を解消するのに、ポートドア023
の係合面をポートプレート011 の外面より突き出す方法
が考えられ、図１７、図１８に示されている。しかしな
がら、この方法によると、空間200 の雰囲気を空間500
側に流出させる量がなお問題となる。図１７に示される
ように、流出する隙間を広くすればするほど、目的は達
成されるが、第２制御空間200 から常時大量の雰囲気が
流出することになり、第２制御空間200 の陽圧を維持す
ることが困難となる。また、これを防ぐために、大容量
のブロアやフィルター性能が求められ、運転コストはＵ
Ｐする。他方、図１８に示されるように、流出する隙間
を狭くすれば、流出量が少ないために、その効果が薄れ
たり、長時間その状態を維持しなければならないといっ
た問題がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本願の発明は、従来の
ＦＯＵＰオープナが有する前記のような問題点を解決し
て、第２制御空間の陽圧を維持し、即座に外部雰囲気を
ＦＯＵＰドア周辺から排除し、ＦＯＵＰドアを離脱開放
するときに負圧になるＦＯＵＰ内に外部雰囲気が流入し
ない手段を提供し、ウェハにダメージを与えない信頼性
の高いＦＯＵＰオープナを提供することを課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段および効果】本願の発明
は、前記のような課題を解決したＦＯＵＰオープナに係
り、その請求項１に記載された発明は、ＦＯＵＰオープ
ナが、少なくとも、半導体ウェハを所定の間隔で、水平
に、複数枚収納したＦＯＵＰと、前記ＦＯＵＰを載置し
て位置決めするドックプレートと、前記ドックプレート
を、ＦＯＵＰドアが着脱される位置の近傍まで移動させ
るドック移動機構と、前記ＦＯＵＰドアを着脱する着脱
機構と前記ＦＯＵＰドアを保持する保持機構とを有する
ポートドアと、前記ポートドアを水平に移動させるポー
トドア進退機構と、前記ＦＯＵＰドアを格納するため
に、前記ポートドアが前記ＦＯＵＰドアを保持した状態
で、前記ポートドアを垂直に移動させるポートドア昇降
機構と、前記ポートドアにより閉塞される開口部を有す
るポートプレートとからなり、前記ポートドアの前記Ｆ
ＯＵＰドアとの係合面が、前記ポートプレートの開口部
を貫通して突出させられ、前記ドック移動機構の作動に
伴い、前記ＦＯＵＰが前進して、前記ＦＯＵＰドアが前
記ポートドアの係合面に衝突するようにされ、衝突した
前記ＦＯＵＰドアと前記ポートドアとを所定の位置まで
追従して移動させることができる追従移動手段が設けら
れたことを特徴とするＦＯＵＰオープナである。

【００１４】請求項１に記載された発明は、前記のよう
に構成されているので、ＦＯＵＰオープナにおいて、Ｆ
ＯＵＰドアをＦＯＵＰフレームから離脱開放するに際し
て、ドック移動機構を作動させて、ドックプレートを、
ＦＯＵＰドアが着脱される位置の近傍のドック位置まで
移動させると、ドック移動機構のこの作動に伴い、ドッ
クプレートに載置されたＦＯＵＰがドックプレートとと
もに前進して、ＦＯＵＰドアが、ポートプレートの開口
部を貫通して突出させられたポートドアの係合面に、追
従移動手段の作動により、弾発的に衝突する。次いで、
ポートドア進退機構を作動させて、ポートドアを水平方
向に退避（後退）させると、これらＦＯＵＰドアとポー
トドアとは、追従移動手段の作動により、その衝突状態
を維持したまま、所定の位置（例えば、ＦＯＵＰフレー
ムがポートプレートに衝突する位置）まで、追従移動す
ることができる。なお、ここで、ＦＯＵＰドアが着脱さ
れる位置の近傍の「ドック位置」は、ＦＯＵＰドアがポ
ートドアの係合面に弾発的に衝突する位置として定めら
れる。

【００１５】この結果、仮にＦＯＵＰフレームの前面と
ＦＯＵＰドアの係合面とを連ねた面が平滑でなく、ＦＯ
ＵＰドアの係合面がＦＯＵＰフレームの前面より引っ込
んでいたとしても、ＦＯＵＰドアとポートドアとの間に
外部環境の汚染雰囲気が閉じ込められる虞がなくなる。

【００１６】また、少なくとも衝突したＦＯＵＰドアと
ポートドアとの追従移動の間、ポートプレートの開口部
と該開口部を閉塞するポートドアの閉塞部との間隙（第
４空間）から第２制御空間の雰囲気が外部環境（第５空
間）に流出して、外部環境の汚染雰囲気をＦＯＵＰドア
周辺から排除するので、ＦＯＵＰドアを離脱開放すると
きに負圧になるＦＯＵＰ内に外部環境の汚染雰囲気が流
入する虞がなくなり、ウェハにダメージを与えない信頼
性の高いＦＯＵＰオープナを提供することが可能にな
る。

【００１７】しかも、ポートプレートの開口部と該開口
部を閉塞するポートドアの閉塞部との間隙（第４空間）
から第２制御空間の雰囲気が外部環境（第５空間）に流
出する量は、そのほとんどが、ＦＯＵＰドアがポートド
アの係合面に衝突してからこれら両ドアが前記所定の位
置まで追従移動する間の短い期間に流出する量であるの
で、短時間で大流量が流出するが、その全体量はわずか
であり、第２制御空間の雰囲気が外部環境の汚染雰囲気
をＦＯＵＰドア周辺から排除しつつも、第２制御空間の
陽圧を維持することができる。さらに、短時間で外部環
境の汚染雰囲気の排除が可能になるので、ＦＯＵＰドア
の開放動作も、短時間で行なうことができる。

【００１８】また、請求項２に記載のように請求項１に
記載の発明を構成することにより、追従移動手段は、ド
ック移動機構とポートドア進退機構とのいずれか一方に
スプリングを介在させることにより構成される。この結
果、追従移動手段を、汎用の部品を使用して簡単に構成
することができる。

【００１９】さらに、請求項３に記載のように請求項１
に記載の発明を構成することにより、追従移動手段は、
ドック移動機構とポートドア進退機構との少なくともい
ずれか一方がエアーシリンダにより駆動されることによ
り構成される。この結果、追従移動手段を、汎用の部品
を使用して簡単に構成することができる。

【００２０】また、請求項４に記載のように請求項１な
いし請求項３のいずれかに記載の発明を構成することに
より、ポートプレートの開口部形状と該開口部を閉塞す
るポートドアの閉塞部形状とが、ともに略嵌合するよう
なテーパ形状にされる。この結果、ポートプレートの開
口部とポートドアの閉塞部との間隙（第４空間）から第
２制御空間の雰囲気が外部環境（第５空間）に流出する
量は、ＦＯＵＰドアがポートドアの係合面に衝突してか
らこれら両ドアが所定の位置まで追従移動する間の短い
期間でありながらも、漸次拡大する流通断面積により、
単位時間当たりさらに大流量とすることができて、第２
制御空間の雰囲気が外部環境の汚染雰囲気をＦＯＵＰド
ア周辺から効果的に排除することができる。しかも、そ
の全体量をわずかに抑えることができるので、第２制御
空間の陽圧を維持することができる。

【００２１】さらにまた、請求項５に記載のように請求
項１ないし請求項４のいずれかに記載の発明を構成する
ことにより、ポートプレートとポートドアとは、相互に
非接触状態で開口部（ポートプレートの開口部）を閉塞
するような空気シールを形成しているようにされる。こ
の結果、簡単な方法により、第２制御空間と外部環境
（第５空間）とのシールが可能になるとともに、ポート
プレートとポートドアとの接触による塵埃の発生も防が
れるので、第２制御空間の陽圧を維持するのに資すると
ともに、第２制御空間のクリーン度を維持することがで
きる。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、図１ないし図６に図示され
る本願の請求項１ないし請求項５に記載の発明の一実施
形態について説明する。図１は、本実施形態におけるＦ
ＯＵＰオープナの概略縦断面図、図２ないし図６は、同
ＦＯＵＰオープナにおいて、ＦＯＵＰドアがＦＯＵＰフ
レームから離脱開放される一連の過程を示す図であっ
て、図２は、ＦＯＵＰが前進して、ＦＯＵＰドアがポー
トプレートの開口部を貫通して突出させられたポートド
アの係合面に接触、衝突した状態を示す概略縦断面図、
図３は、ＦＯＵＰドアとポートドアとが衝突状態を維持
したまま、追従移動している途中経過を示す概略縦断面
図、図４は、ＦＯＵＰドアが所定の位置に到達して停止
した状態を示す概略縦断面図、図５は、ＦＯＵＰドアが
開放されている状態を示す概略縦断面図、図６は、ＦＯ
ＵＰドアが開放限まで到達した状態を示す概略縦断面図
である。なお、従来のＦＯＵＰオープナと対応する部分
には、従来のＦＯＵＰオープナに付した符号の頭数字の
０を除去した符号を付して示すこととする。

【００２３】ＦＯＵＰオープナは、ＦＯＵＰ内ウェハの
転送のために、外部汚染空間500 の雰囲気にウェハをさ
らすことなくＦＯＵＰドアを開放して、ＦＯＵＰ内第１
制御空間100 と第２制御空間200 とを連通させる役割を
担う。そのための第１の課題は、ポートプレート開口部
と該開口部を閉塞するためのポートドア閉塞部とで形成
される間隙の領域（空間400 ）内に閉じ込められる外部
環境500 の汚染雰囲気を如何にしてＦＯＵＰ内に進入さ
せずに、ＦＯＵＰドアを開放するかという点にある。そ
こで、本実施形態においては、このような課題がどのよ
うにして解決されているかを、以下に、図１ないし図６
を参照しながら、詳細に説明する。

【００２４】本実施形態におけるＦＯＵＰオープナ１の
構成要素は、従来のＦＯＵＰオープナ01の構成要素と異
なるものではなく、図１に図示されるように、少なくと
も、半導体ウェハ14を所定の間隔で、水平に、複数枚収
納したＦＯＵＰ10と、該ＦＯＵＰ10を載置して位置決め
するドックプレート31と、該ドックプレート31をＦＯＵ
Ｐドア13が着脱される位置まで移動させるドック移動機
構30と、ＦＯＵＰドア13を着脱する着脱機構とＦＯＵＰ
ドア13を保持する保持機構とを有するポートドア23と、
該ポートドア23を水平に移動させるポートドア進退機構
40と、ＦＯＵＰドア13を格納するために、ポートドア23
がＦＯＵＰドア13を保持した状態で、該ポートドア23を
垂直に移動させるポートドア昇降機構50と、該ポートド
ア23により閉塞される開口部22を有するポートプレート
21とからなっている。ＦＯＵＰ10は、ＦＯＵＰフレーム
11とＦＯＵＰドア13とからなり、ＦＯＵＰドア13は、Ｆ
ＯＵＰフレーム11の前方開口12を開閉する蓋体をなす。

【００２５】しかしながら、本実施形態におけるＦＯＵ
Ｐオープナ１は、以下の点において、従来のＦＯＵＰオ
ープナ01とは異なる特徴点を有している。先ず、ポート
ドア23のＦＯＵＰドア13との係合面が、ポートプレート
21の開口部22を貫通して突出させられている。その突出
量は、数ｍｍ以上が望ましい。なお、ポートドア23とＦ
ＯＵＰドア13との係合状態において、ＦＯＵＰドア13は
可能な限りポートドア23の全面で受けられるようにする
のが望ましいので、ポートドア23のこの係合面は、平坦
面とされている。

【００２６】次に、ポートプレート21の開口部22の形状
と該開口部22を閉塞するポートドア23の閉塞部形状と
は、ともに略嵌合するようなテーパ形状にされている。
このテーパの傾斜角度は、３０度以上、好ましくは４５
度以上である。また、ポートプレート21とポートドア23
とは、相互に非接触状態で開口部22を閉塞するような空
気シールを形成している（図２参照）。この空気シール
の隙間は、１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下であ
る。

【００２７】さらに次に、ＦＯＵＰドア13をＦＯＵＰフ
レーム11から離脱開放するに際して、ドック移動機構30
を作動させて、ドックプレート31を、後述するＦＯＵＰ
ドア13が着脱されることになる位置の近傍のドック位置
まで移動させると、このドック移動機構30の作動に伴
い、ドックプレート31に載置されたＦＯＵＰ10がドック
プレート31とともに前進して、ＦＯＵＰドア13がポート
ドア23の係合面に衝突する（図２参照）。ここで、この
「ドック位置」は、このようにしてＦＯＵＰドア13がポ
ートドア23の係合面に衝突する位置として定められる。
次いで、ポートドア進退機構40を作動させて、ポートド
ア23を水平方向に退避（後退）させるが（図３参照）、
このとき、本実施形態においては、衝突したＦＯＵＰド
ア13とポートドア23とが、その衝突状態を維持したま
ま、所定の位置まで相互に追従しながら移動するように
作動する追従移動手段が設けられている。この追従移動
手段は、後で詳細に説明されるように、ドック移動機構
30とポートドア進退機構40とのいずれか一方にスプリン
グを介在させることにより、構成することができる。

【００２８】なお、前記したＦＯＵＰドア13のポートド
ア23の係合面への衝突（図２参照）は、追従移動手段の
存在により、弾発的に行なわれている。また、「所定の
位置」は、ＦＯＵＰフレーム11がポートプレート21に衝
突する位置（図４参照）とするのが望ましいが、必ずし
もこれに限定されず、この位置の直前の位置として、Ｆ
ＯＵＰフレーム11がポートプレート21に非接触の状態で
停止するようにしてもよい。この場合、非接触部の間隙
は、第２制御空間200 の陽圧を維持するために、可能な
限り小さくすることが望ましい。

【００２９】ドック移動機構30、ポートドア進退機構40
およびポートドア昇降機構50は、従来と異なるものでは
ない。詳細には図示されないが、ドック移動機構30は、
前記のとおり、ドックプレート31を、ＦＯＵＰ10を載置
した状態で、ＦＯＵＰドア13が着脱される所定の位置
（ドック位置）まで移動させるものであり、ポートドア
進退機構40は、ポートドア23の支持台41をレール43に沿
って進退方向（図８において左右方向）に移動させるも
のであり、支持台41からは、ポートドア23に届く支持腕
42が伸びている。また、ポートドア昇降機構50は、レー
ル43をポートプレート21に形成された案内溝51に沿って
昇降動させるものであり、この昇降動を可能にするため
に、サーボモータ52とボールネジ53とからなるネジ送り
機構が用いられている。

【００３０】追従移動手段を、ドック移動機構30にスプ
リングを介在させることにより構成する場合には、次の
ようにして行なうことができる。詳細な図示は省略する
が、ドックプレート31を載置する走行基台とドックプレ
ート31との間に、ドックプレート31を常時ポートプレー
ト21に向けて付勢するように、第１のスプリングを介在
させる。さらに、ＦＯＵＰ10を載置するドックプレート
31とＦＯＵＰ10との間に、ＦＯＵＰ10を常時ポートドア
23に向けて付勢するように、第２のスプリングを介在さ
せる。これにより、前述のように作用する追従移動手段
を得ることができる。

【００３１】そこで、次に、本実施形態におけるＦＯＵ
Ｐオープナ１を使用してＦＯＵＰドア13を開放する動作
について説明する。ＦＯＵＰドア13をＦＯＵＰフレーム
11から離脱開放するに際して、ドック移動機構30を作動
させると、ドックプレート31が、ＦＯＵＰドア13が着脱
されることになる位置の手前近傍のドック位置まで移動
する。このドック移動機構30の作動に伴い、ドックプレ
ート31に載置されたＦＯＵＰ10もドックプレート31とと
もに前進して、ＦＯＵＰドア13がポートドア23の突出係
合面に、追従移動手段の作用により、弾発的に衝突する
（図２参照）。

【００３２】次いで、ポートドア進退機構40を作動させ
ると、ポートドア23が水平方向に退避（後退）する。ポ
ートドア23のこの退避動とともに、衝突したＦＯＵＰド
ア13とポートドア23とは、その衝突状態を維持したま
ま、追従移動手段の作用により、ＦＯＵＰフレーム11が
ポートプレート21に衝突する位置まで相互に追従しなが
ら移動する（図３、図４参照）。

【００３３】この場合、追従移動手段（スプリング）が
ドック移動機構30に介在させられているとすると、ドッ
ク移動機構30はストローク限まで移動するが、ポートプ
レート21およびポートドア23がストッパの役目を担い、
両スプリングを圧縮し、ドックプレート31およびＦＯＵ
Ｐ10は停止状態となる。そこで、ポートドア進退機構40
を退避作動させると、ＦＯＵＰ10は、ＦＯＵＰフレーム
11がポートプレート21に衝突する位置まで追従移動し、
衝突したＦＯＵＰドア13とポートドア23とは、衝突状態
を維持したまま、同位置まで追従移動する（図３、図４
参照）。

【００３４】次いで、この位置において、ＦＯＵＰドア
13の開放動作が行なわれることになる（図５、図６参
照）。前記した「ＦＯＵＰドア13が着脱されることにな
る位置」とは、この位置に相当している。したがって、
「ＦＯＵＰドア13が着脱されることになる位置の近傍の
ドック位置」とは、具体的には、ポートドア23がポート
プレート21の開口部22を貫通して所定量突出させられる
位置を指しており、この位置において、ＦＯＵＰドア13
がポートドア23の係合面に弾発的に衝突することにな
る。なお、ポートドア進退機構40にスプリングを設けて
も、同様の効果を期待することができる。

【００３５】ＦＯＵＰドア13の開放に際しては、ポート
ドア23に設けられたラッチ開閉機構、吸引機構および保
持機構（いずれも図示されず）が作動して、ＦＯＵＰド
ア13に設けられて該ＦＯＵＰドア13をＦＯＵＰフレーム
11にラッチするラッチ機構が開放され、ＦＯＵＰドア13
がポートドア23により吸引、保持されることになるが、
これらラッチ開閉機構、吸引機構および保持機構の作動
は、ポートドア23に設けられたＦＯＵＰドア検出手段
（図示されず）により、ＦＯＵＰドア13が検出されたこ
とをもって行なわれる。図５に図示されるＦＯＵＰドア
13の開放動作は、これらの機構の作動が完了したことが
ラッチ開閉機構の動作限センサや吸着確認センサにより
確認されてから、行なわれるようになっている。

【００３６】ＦＯＵＰ10が前進して、ＦＯＵＰドア13が
ポートドア23の係合面に接触、衝突してから（図２）、
ＦＯＵＰフレーム11がポートプレート21に衝突してＦＯ
ＵＰ10が停止するまで（図４）、ＦＯＵＰドア13とポー
トドア23とは衝突状態を維持したまま追従移動するが、
この間、両者の移動に伴い、開口部22がポートドア23に
より閉塞されて形成される間隙領域（空間400 ）は漸次
広くなり、大流量の第２制御空間200 の雰囲気を流出さ
せることができる。しかしながら、その期間は短時間で
あるので、その全体量はわずかであり、第２制御空間20
0 の陽圧は維持される。

【００３７】追従移動手段は、スプリングに代えてエア
ーシリンダを用いて、例えば、ドック移動機構30、ポー
トドア進退機構40の少なくともいずれか一方をエアーシ
リンダ駆動とし、片方がエアスプリング、他方がストッ
パの役目を担うように力関係に差を設けることによって
も構成することができ、これにより、前記と同様の効果
を期待することができる。

【００３８】本実施形態は、前記のように構成されてい
るので、次のような効果を奏することができる。ＦＯＵ
Ｐオープナ１において、ＦＯＵＰドア13をＦＯＵＰフレ
ーム11から離脱開放するに際して、ドック移動機構30を
作動させて、ドックプレート31をドック位置まで移動さ
せると、ドック移動機構30のこの作動に伴い、ドックプ
レート31に載置されたＦＯＵＰ10がドックプレート31と
ともに前進して、ＦＯＵＰドア13が、ポートプレート21
の開口部22を貫通して突出させられたポートドア23の係
合面に弾発的に衝突する。次いで、ポートドア進退機構
40を作動させて、ポートドア23を水平方向に退避（後
退）させると、これらＦＯＵＰドア13とポートドア23と
は、追従移動手段の作動により、その衝突状態を維持し
たまま、ＦＯＵＰフレーム11がポートプレート21に衝突
する位置まで、互いに追従して移動することができる。

【００３９】この結果、仮にＦＯＵＰフレーム11の前面
とＦＯＵＰドア13の係合面とを連ねた面が平滑でなく、
ＦＯＵＰドア13の係合面がＦＯＵＰフレーム11の前面よ
り引っ込んでいたとしても、ＦＯＵＰドア13とポートド
ア23との間に外部環境500 の汚染雰囲気が閉じ込められ
る虞がなくなる。

【００４０】また、少なくとも衝突したＦＯＵＰドア13
とポートドア23との追従移動の間、ポートプレート21の
開口部22と該開口部22を閉塞するポートドア23の閉塞部
との間隙（第４空間400 ）から第２制御空間200 の雰囲
気が外部環境（第５空間）500 に流出して、外部環境50
0 の汚染雰囲気をＦＯＵＰドア13周辺から排除するの
で、ＦＯＵＰドア13を離脱開放するときに負圧になるＦ
ＯＵＰ10内に外部環境500 の汚染雰囲気が流入すること
がなくなり、ウェハ14にダメージを与えることがなく、
信頼性の高いＦＯＵＰオープナ１を提供することが可能
になる。

【００４１】しかも、ポートプレート21の開口部22と該
開口部22を閉塞するポートドア23の閉塞部との間隙（第
４空間400 ）から第２制御空間200 の雰囲気が外部環境
（第５空間）500 に流出する量は、そのほとんどが、Ｆ
ＯＵＰドア13がポートドア23の係合面に衝突してからこ
れら両ドアが衝突状態を維持したまま追従移動する間の
短い期間に流出する量であるので、短時間で大流量が流
出するが、その全体量はわずかであり、第２制御空間20
0 の雰囲気が外部環境500 の汚染雰囲気をＦＯＵＰドア
13周辺から排除しつつも、第２制御空間200 の陽圧を維
持することができる。さらに、短時間で外部環境500 の
汚染雰囲気の排除が可能になるので、ＦＯＵＰドア13の
開放動作も、短時間で行なうことができる。

【００４２】また、追従移動手段は、ドック移動機構30
とポートドア進退機構40とのいずれか一方にスプリング
を介在させるようにされているか、ドック移動機構30と
ポートドア進退機構40との少なくともいずれか一方がエ
アーシリンダにより駆動されることにより構成されるよ
うにされているので、追従移動手段を、汎用の部品を使
用して、簡単に構成することができる。

【００４３】さらに、ポートプレート21の開口部22の形
状と該開口部22を閉塞するポートドア23の閉塞部の形状
とが、ともに略嵌合するようなテーパ形状にされている
ので、ポートプレート21の開口部22とポートドア23の閉
塞部との間隙（第４空間400）から第２制御空間200 の
雰囲気が外部環境（第５空間）500 に流出する量は、Ｆ
ＯＵＰドア13がポートドア23の係合面に衝突してからこ
れら両ドアが衝突状態を維持したまま追従移動する間の
短い期間でありながらも、漸次拡大する流通断面積によ
り、単位時間当たりさらに大流量とすることができて、
第２制御空間200 の雰囲気が外部環境500 の汚染雰囲気
をＦＯＵＰドア13周辺から効率的に排除することができ
る。しかも、その全体量をわずかに抑えることができる
ので、第２制御空間200 の陽圧を維持することができ
る。

【００４４】さらにまた、ポートプレート21とポートド
ア23とは、相互に非接触状態で開口部22を閉塞するよう
な空気シールを形成するようにされているので、簡単な
方法により、第２制御空間200 と外部環境（第５空間）
500 とのシールが可能になるとともに、ポートプレート
21とポートドア23との接触による塵埃の発生も防がれ、
第２制御空間200 の陽圧を維持するのに資するととも
に、第２制御空間200 のクリーン度を維持することが容
易になる。

【００４５】本実施形態においては、ポートプレート21
の開口部22の形状と該開口部22を閉塞するポートドア23
の閉塞部形状とが、ともに略嵌合するようなテーパ形状
にされたが、必ずしもこれに限定されず、図７に図示さ
れるように、中心軸方向に同寸法の方形孔形状（開口部
22）と、これに嵌まり合う中心軸方向に同寸法の角柱形
状（ポートドア23の閉塞部）とされてもよく、このよう
にすることによっても、略同様の効果を奏することがで
きる。

【００４６】また、本実施形態においては、ポートドア
23のＦＯＵＰドア13との係合面は平坦面とされたが、こ
れに限定されず、ポートドア23の外周部を矩形上に盛り
上げてＦＯＵＰドア13を受ける様にし、外部環境（第５
空間）500 の雰囲気をこの矩形空間の中に閉じ込めて、
外部環境500 の雰囲気を可能限り、係合部領域から排除
するか、隔離するようにしてもよい。その他、本願の発
明の要旨を変更しない範囲において、種々の変形が可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願の請求項１ないし請求項５に記載の発明の
一実施形態におけるＦＯＵＰオープナの概略縦断面図で
ある。

【図２】ＦＯＵＰがドック位置まで前進して、ＦＯＵＰ
ドアがポートドアの係合面に衝突した状態を示す概略縦
断面図である。

【図３】ＦＯＵＰドアとポートドアとが衝突状態を維持
したまま、追従移動している途中経過を示す概略縦断面
図である。

【図４】ＦＯＵＰドアが所定の位置に到達して停止した
状態を示す概略縦断面図である。

【図５】ＦＯＵＰドアが開放されている状態を示す概略
縦断面図である。

【図６】ＦＯＵＰドアが開放限まで到達した状態を示す
概略縦断面図である。

【図７】図１の実施形態の変形例を示す図２と同様の図
である。

【図８】従来のＦＯＵＰオープナの概略縦断面図であ
る。

【図９】ＦＯＵＰドアがポートドアと衝突した状態にお
ける図８と同様の図である。

【図１０】ＦＯＵＰドアがポートドアにより吸引、保持
されて、第２制御空間側に退避した状態における図８と
同様の図である。

【図１１】ＦＯＵＰドアが第２制御空間に格納された状
態における図８と同様の図である。

【図１２】図８の従来のＦＯＵＰオープナにおいて、Ｆ
ＯＵＰがポートプレート方向に移動している様子を拡大
して示した図である。

【図１３】図８の従来のＦＯＵＰオープナにおいて、Ｆ
ＯＵＰドアがポートドアに衝突して、係合した状態を拡
大して示した図である。

【図１４】図８の従来のＦＯＵＰオープナにおいて、Ｆ
ＯＵＰドアの周辺から外部環境の汚染雰囲気を排除する
方法を示した図である。

【図１５】図１４の従来のＦＯＵＰオープナにおいて、
ＦＯＵＰドアがポートドアに衝突して、係合した状態を
示した図である。

【図１６】図１５の変形例を示した図である。

【図１７】他の従来のＦＯＵＰオープナにおいて、ＦＯ
ＵＰドアが突出するポートドアに衝突して、係合した状
態を拡大して示した図である。

【図１８】図１７の変形例を示した図である。

【符号の説明】

１…ＦＯＵＰオープナ、10…ＦＯＵＰ、11…ＦＯＵＰフ
レーム、12…開口、13…ＦＯＵＰドア、14…半導体ウェ
ハ、20…仕切り壁構造、21…ポートプレート、22…開口
部、23…ポートドア、30…ドック移動機構、31…ドック
プレート、40…ポートドア進退機構、41…支持台、42…
支持腕、43…レール、50…ポートドア昇降機構、51…案
内溝、52…サーボモータ、53…ボールネジ、100 …第１
制御空間、200 …第２制御空間、400 …間隙領域（第４
空間）、500 …外部環境（第５空間）、600 …間隙（空
間）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＦＯＵＰオープナが、少なくとも、半導体ウェハを所定の間隔で、水平に、複数枚収納した
ＦＯＵＰと、前記ＦＯＵＰを載置して位置決めするドックプレート
と、前記ドックプレートを、ＦＯＵＰドアが着脱される位置
の近傍まで移動させるドック移動機構と、前記ＦＯＵＰドアを着脱する着脱機構と前記ＦＯＵＰド
アを保持する保持機構とを有するポートドアと、前記ポートドアを水平に移動させるポートドア進退機構
と、前記ＦＯＵＰドアを格納するために、前記ポートドアが
前記ＦＯＵＰドアを保持した状態で、前記ポートドアを
垂直に移動させるポートドア昇降機構と、前記ポートドアにより閉塞される開口部を有するポート
プレートとからなり、前記ポートドアの前記ＦＯＵＰドアとの係合面が、前記
ポートプレートの開口部を貫通して突出させられ、前記ドック移動機構の作動に伴い、前記ＦＯＵＰが前進
して、前記ＦＯＵＰドアが前記ポートドアの係合面に衝
突するようにされ、衝突した前記ＦＯＵＰドアと前記ポートドアとを所定の
位置まで追従して移動させることができる追従移動手段
が設けられたことを特徴とするＦＯＵＰオープナ。
【請求項２】前記追従移動手段は、前記ドック移動機
構と前記ポートドア進退機構とのいずれか一方にスプリ
ングを介在させることにより構成されていることを特徴
とする請求項１に記載のＦＯＵＰオープナ。
【請求項３】前記追従移動手段は、前記ドック移動機
構と前記ポートドア進退機構との少なくともいずれか一
方がエアーシリンダにより駆動されることにより構成さ
れていることを特徴とする請求項１に記載のＦＯＵＰオ
ープナ。
【請求項４】前記ポートプレートの開口部形状と該開
口部を閉塞するポートドアの閉塞部形状とが、ともに略
嵌合するようなテーパ形状にされていることを特徴とす
る請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のＦＯＵＰ
オープナ。
【請求項５】前記ポートプレートと前記ポートドアと
は、相互に非接触状態で前記開口部を閉塞するような空
気シールを形成していることを特徴とする請求項１ない
し請求項４のいずれかに記載のＦＯＵＰオープナ。