JP2008010445A - ロードポート装置における配線構造 - Google Patents

Abstract

【課題】
キャリアベースの可動領域の直下に形成される上下方向の寸法の大きな空間部を利用して、キャリアベース上に配置された着座センサ等の信号線を配線可能にすることである。
【解決手段】
キャリアベースＶの可動領域の直下のフレームＦ内に形成される上下方向の寸法の大きな空間部１を配線空間３３として利用して、キャリアベースＶ上に配置された着座センサ２２等の信号線Ｃを前記配線空間３３に垂下状態で配線する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ロードポート装置において、キャリアベース上に配置された着座センサ、クランプセンサ等の各信号線の配線構造に関するものである。

ロードポート装置は、多数枚のウェハをウェハキャリアに収納して、当該ウェハキャリアを載置したキャリアベースを半導体製造装置に対して前後方向に往復移動させ、その前進端位置（ウェハ受渡し位置）においてウェハキャリアの蓋体を取り外して、未処理のウェハを装置内に移載して所定の処理を行なうと共に、処理済のウェハをウェハキャリア内に収納して、後退端位置（待機位置）まで後退させることにより、半導体製造装置との間においてウェハの受け渡しを行なう装置である。そして、所定の処理を終えた多数のウェハを収納したウェハキャリアは、キャリアベースに対するクランプを解いて、そのまま次工程の処理装置に移される。

ロードポート装置を構成するキャリアベースには、その上面にウェハキャリアが載置されたことを検出する着座センサ、キャリアベースに対してウェハキャリアがクランプされたことを検出するクランプセンサ等のセンサ類が設けられており、信号線の一端部は、前記センサ類に接続されている。このため、センサ類の信号線のキャリアベース側の部分は可動部となり、キャリアベースの往復運動による捩れや疲労を受けにくくする必要があり、そのためには、スペース的に余裕のある配線を行なう必要がある。従来は、キャリアベースの直下に、近似蛇腹構造を有するケーブルベアと称されるわん曲配線可能な配線補助具（特許文献１参照）を配置して、信号線の可動部分をわん曲配線させていた。しかし、ケーブルベアには、最小曲げ半径の寸法制約があるため、配線の固定側と可動側との間には、前記最小曲げ半径を超える余裕寸法が必要となる。

ここで、ロードポート装置には、半導体製造装置Ａの壁体の外壁面５１に全体を着脱可能に装着する壁面着脱型〔図５（ロ）参照〕と、当該壁面着脱型に比較して全高を低く設計することにより、半導体製造装置Ａの下端部に通路側に突出した突出部５２を設けることを可能にして、当該突出部５２の上面５３に全体を設置する設置型（当業界において「ＢＯＬＴＳ／Ｌ型」と称されている）〔図５（ロ）参照〕とがある。なお、前記突出部５２は、半導体製造装置Ａの内部においてウェハ処理に必要な処理液等を設置するスペースを確保するために設けられる。

図５（イ），（ロ）は、それぞれ本発明に係るロードポート装置Ｂ、及び従来のロードポート装置Ｂ’の設置状態の側面図である。図５に示されるように、後者の壁面着脱型のロードポート装置Ｂ’では、ウェハキャリアＫを載置するキャリアベースＶとロードポート装置Ｂ’の本体６１の上面６２との間に大きなスペース６３を形成することができて、当該スペース６３にケーブルベア６４を配置することができる。しかし、前者の設置型のロードポート装置Ｂでは、キャリアベースＶとフレームＦの上面１０との間のスペース６３’が極端に制約されて、当該スペース６３’にケーブルベア６４を配置することができないため、従来のケーブルベアを使用した配線方法を採用できないという問題がある。なお、上記比較は、半導体製造装置Ａの設置面７１からキャリアベースＶまでの高さ（Ｈ₀)が同一であることを前提としている。
特開２００２−３６２６３号公報

本発明は、キャリアベースの可動領域の直下に形成される上下方向の寸法の大きな空間部を利用して、キャリアベース上に配置された着座センサ等の信号線を配線可能にすることを課題としている。

上記課題を解決するための請求項１の発明は、マッピングセンサ装置の駆動部、ウェハキャリアの蓋体を開閉する蓋体開閉装置の駆動部等を内部に収容したフレームと、当該フレームの僅かに上方に前後動可能に配置されたキャリアベースとを備え、ウェハキャリアを位置決めして載置した前記キャリアベースを前後動させて、当該キャリアベースの前進端であるウェハ受渡し位置において当該ウェハキャリアと半導体製造装置との間でウェハの受け渡しを行なう構成のロードポート装置であって、前記キャリアベースの直下のフレーム内における前後方向、及び上下方向の双方に沿って連続した空間が形成されている部分を配線空間にして、前記キャリアベースに対してウェハキャリアが載置されたことを確認する着座センサ、キャリアベースに対してウェハキャリアをクランプしたことを確認するクランプセンサ等の各信号線が上下方向に沿って僅かな弛みを有して前記配線空間に垂下状態で配線されて、前記各信号線の空間配線部の上端は、前記キャリアベースの裏面に固定されたブラケットに連結されていると共に、前記空間配線部の下端は、前記配線空間の最も低い部分に固定されたブラケットに連結されていることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、信号線の空間配線部は、上下方向に沿ってフレームの高さと同等の長さを有していて、信号線の空間配線部の上端部の可動距離（キャリアベースのストローク）に比較して相当に長い。よって、キャリアベースの裏面のブラケットに連結された信号線の空間配線部の上端部は、当該信号線の空間配線部の自重によって、キャリアベースの可動範囲内において常にほぼ垂直に垂れ下がっていると共に、信号線の空間配線部の下端部は、当該空間配線部が僅かの弛みを有して配線されているため、大きくわん曲又は屈曲することなく、キャリアベースの可動範囲内において常にほぼ垂直を維持している。

これに加えて、信号線の空間配線部の長さは、その上端部の可動距離（キャリアベースのストローク）に比較して相当に長いので、キャリアベースの前後移動の各端部において信号線の空間配線部が形成する角度も小さくなって、空間配線部の移動に伴う全体形状の変化が少なくて、信号線の空間配線部は、捩じられたり、わん曲されたりすることなく、常にほぼ直線状を維持しているため、変形負荷が小さくなる。よって、キャリアベースが多数回前後移動しても、信号線の空間配線部、特に、その上端部、及び下端部の損傷が少ないか、或いは殆どないために、キャリアベースが多数回往復動しても、信号線の空間配線部の上下端部の折損の恐れはない。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記信号線の空間配線部は、キャリアベースの前後動のストロークの全域において、前記空間配線部の下端部がほぼ垂直を維持し得る程度の弛みを有していることを特徴としている。

請求項２の発明によれば、信号線の空間配線部の長さを最小にして、その弛みを最小にできるので、最も変形負荷の大きい空間配線部の下端部を常にほぼ垂直に維持できる最良の空間配線形態である。

また、請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記信号線の空間配線部の長さは、その上端部の可動部の可動距離のほぼ３倍であることを特徴としている。

請求項３の発明によれば、キャリアベースの前後の各移動端において信号線の空間配線部が形成する角度がほぼ３０°程度となるため、前記空間配線部の変形負荷が少なくなる。

本発明は、ロードポート装置のキャリアベースに設けられた各種センサに接続される信号線を配線するに際して、キャリアベースの直下のフレーム内に形成される空間部が、キャリアベースの前後動のストロークの数倍の高さを有することに着目して、当該空間部に前記信号線を僅かな弛みを有した状態で垂れ下げて配線してある。よって、信号線の空間配線部の上端部は、自重作用により常にほぼ垂直を維持すると共に、空間配線部の高さがキャリアベースの前後動のストローク（空間配線部の上端部の可動距離）の数倍であって、キャリアベースの前後端における前記空間配線部の各配線位置により形成される角度が小さくなって、前記空間配線部の下端部も常にほぼ垂直を維持する。この結果、キャリアベースの前後動によっても、信号線の空間配線部の上下の各端部は、常にほぼ垂直を維持して、信号線の空間配線部が大きく捩じられたり、わん曲されたりすることがなくなる。

よって、キャリアベースの直下にケーブルベアを配置するスペースが確保できない場合においても、上面にキャリアベースを支持していて、内部に各種装置の駆動部が配置されているフレームにおけるキャリアベースの直下の空間部を利用して、信号線の空間配線部を前記空間部に単に垂れ下げて配線することにより、キャリアベースの直下における信号線の配線が可能となる。

以下、図１ないし図３を参照にして、本発明について更に詳細に説明する。図１は、ロードポート装置Ｂの側面断面図であり、図２は、同じく平面図であり、図３は、図１のＸ−Ｘ線矢視図である。図１に示されるように、本発明に係るロードポート装置Ｂは、半導体製造装置Ａの外壁面５１の下端部に通路側に突出した突出部５２が設けられて、当該突出部５２の上面５３に設置される「ＢＯＬＴＳ／Ｌ型」である。図１ないし図３において、半導体製造装置Ａの突出部５２の上面５２ａ（図５参照）に設置されるフレームＦは、全体形状が直方体状をなしていて、内部の空間部１に後述する蓋体着脱装置Ｊ、マッピング装置Ｍ等の駆動部等が配置される。フレームＦの上面の大部分は覆板２，３で覆われているが、フレームＦの中央部には、キャリアベースＶの裏面側に配置される機器との干渉を回避すると共に、後述する信号線Ｃを配線可能にするための干渉回避開口４が設けられている。図２において、干渉回避開口４は、符号（Ｒ）で示される範囲においてキャリアベースＶの往復移動方向Ｐに沿って形成されている。

また、フレームＦの上面の覆板２における前記干渉回避開口４の周縁部には、キャリアベースＶの往復移動方向Ｐに沿って一対のスライドガイド５が取付けられて、ウェハキャリアＫを位置決めして載置させるためのキャリアベースＶは、その裏面に取付けられた一対のスライド体６が前記一対のスライドガイド５に案内されて半導体製造装置Ａに対して接近・離間する方向Ｐに往復移動するように構成されている。覆板２の干渉回避開口４に臨む部分に固定された取付ブロック７にはブラケット８が取付けられて、当該ブラケット８にキャリアベースＶを往復移動させるエアシリンダ９がキャリアベースＶの往復移動方向Ｐに沿って水平に取付けられ、当該エアシリンダ９のロッド９ａの先端部と、キャリアベースＶの裏面に取付けられたブラケット１１とが連結され、エアシリンダ９のロッド９ａの出入りにより、キャリアベースＶが矢印Ｐの方向に往復移動する。また、キャリアベースＶの前進端位置、即ち、当該キャリアベースＶに載置されたウェハキャリアＫの前進端位置は、ウェハキャリアＫの前進により透過光が遮断される光センサ（図示せず）により検出される。

また、他方の覆板２における干渉回避開口４に臨む部分には、ブラケット１９が取付けられて、当該ブラケット１９にストッパーボルト１２がキャリアベースＶの往復移動方向Ｐに沿って取付けられている。ウェハキャリアＫの後退端位置は、エアシリンダ９のロッド９ａの突出により、キャリアベースＶの裏面に取付けた当接体１３が前記ストッパーボルト１２に当接することにより定められる。なお、エアシリンダ９のロッド９ａが引っ込んでウェハキャリアＫが前進する場合には、ロードポート装置Ｂのウェハ移載窓６５を成形する枠体６６とウェハキャリアＫの前面のフランジ部Ｋａとの間に異物、或いは作業者の手が挟まれた場合において、これらの異常事態を前記ブラケット１１に取付けたリミットスイッチ（図示せず）により検出可能なように、エアシリンダ９のロッド９ａの引張力は、前記ブラケット８に対して前記ロッド９ａと反対側に同心に配置された圧縮バネ部１４を介して作用するように構成されている。

また、キャリアベースＶには、当該キャリアベースＶに対してウェハキャリアＫを位置決めするための複数の位置決めピン２１と、当該キャリアベースＶにウェハキャリアＫが載置されたことを検出する複数の着座センサ２２とが上面から突出して設けられている。キャリアベースＶの幅方向（キャリアベースＶの往復移動方向Ｐと直交する横方向Ｑ）の中央部には、当該キャリアベースＶに複数の位置決めピン２１により位置決めされて載置されたウェハキャリアＫをキャリアベースＶに対してクランプするためのクランプ装置Ｅが一体に設けられている。即ち、クランプ装置Ｅは、キャリアベースＶの裏面に取付けられたブラケット２３にクランプレバー２４が支点ピン２５を中心に回動可能に支承されていて、キャリアベースＶの裏面に取付けられたエアシリンダ２６の作用によりクランプレバー２４が支点２５を中心に回動して、クランプレバー２４のクランプ部２４ａが、キャリアベースＶに設けられた開口２７から出入り可能となっている。なお、図１ないし図３において、２８は、キャリアベースＶの上面、及びその全周囲を覆っているカバー体を示し、２９は、エアシリンダ２６をキャリアベースＶの裏面に取付けているブラケットを示す。

また、ロードポート装置Ｂは、キャリアベースＶに載置されたウェハキャリアＫの前進端であるウェハ受渡し位置において、ウェハキャリアＫの前面開口を覆う蓋体の着脱装置Ｊ、及び処理後の各ウェハをウェハキャリアＫに収納した状態において、ウェハの傾斜支持、ウェハの二枚重ね、特定の段部におけるウェハの欠落等を検出するためのマッピング装置Ｍが設けられている。前者の蓋体着脱装置Ｊは、フレームＦにおける半導体製造装置Ａの壁体に近接する側にガイドレール、及び駆動用のエアシリンダが上下方向に配置され、蓋体着脱時には、エアシリンダにより装置本体４１をウェハキャリアＫの開口と対向する位置まで上昇させて、蓋体の着脱操作を行なう。このように、蓋体着脱装置Ｊの駆動部は、フレームＦ内において半導体製造装置Ａの壁体に近接する側であって、しかも横方向Ｑの中央部に配置されている。

また、マッピング装置Ｍは、ボールネジ装置Ｄによって装置本体４２を、ウェハキャリアＫ内の各段のピッチ分だけ上下動させて、前記装置本体４２内に収納された一対のアームを突出させて、その先端のセンサ（いずれも図示せず）により、各段のウェハの存否を検出する装置である。このマッピング装置Ｍの駆動部であるボールネジ装置Ｄは、フレームＦ内において半導体製造装置Ａの壁体に近接する側であって、しかも前記蓋体着脱装置Ｊの駆動部との干渉を回避して横方向Ｑの一端部に配置されている。なお、図１及び図３において、蓋体着脱装置Ｊの本体４１、及びマッピング装置Ｍの本体４２は、いずれも下降端に位置している状態である。

上記したように、本発明に係る設置型のロードポート装置Ｂは、キャリアベースＶとフレームＦの上面１０との間にケーブルベア６４を配置するスペースがないため、着座センサ２２、クランプ装置ＥによるキャリアベースＶに対するウェハキャリアＫのクランプを検出するためのクランプセンサ３０等の各センサの信号線Ｃは、キャリアベースＶの直下のフレームＦ内の空間部１において、キャリアベースＶの往復移動方向Ｐ、及び横方向Ｑに連続した空間が存在する部分に垂れ下げた状態で配線される。

即ち、キャリアベースＶの裏面において、横方向Ｑに沿ってクランプ装置Ｅと当接体１３との間であって、しかもキャリアベースＶの往復移動方向Ｐに沿って前記クランプ装置Ｅの側方に第１信号線ブラケット３１が取付けられていると共に、当該信号線ブラケット３１の前後動範囲のほぼ中間部の直下のフレームベース１５に第２信号線ブラケット３２が取付けられている。そして、キャリアベースＶに取付けられた各センサの信号線Ｃは、フラット状に束ねられて、当該信号線Ｃの可動部の上端部は、前記第１信号線ブラケット３１に連結されていると共に、前記信号線Ｃの可動部の下端部は、前記第２信号線ブラケット３２に連結されている。この結果、フレームＦの空間部１の特定部分が信号線Ｃの可動部の配線空間３３となって、信号線Ｃのうち前記配線空間３３に配線された部分は、空間配線部Ｃａとなる。

このため、図４に示されるように、第１信号線ブラケット３１に連結された信号線Ｃの空間配線部Ｃａの上端部は、キャリアベースＶに載置されたウェハキャリアＫの前後往復動によって、当該キャリアベースＶのストローク（Ｓ）だけ前後動するが、前記空間配線部Ｃａの下端部は移動しない。本実施例では、信号線Ｃの空間配線部Ｃａの長さ（Ｌ）と、当該空間配線部Ｃａの上端部のストローク（Ｓ）との比は、６．５程度である。なお、空間配線部Ｃａの上端部のストローク（Ｓ）は、キャリアベースＶのストロークに等しい。

このため、信号線Ｃの空間配線部Ｃａの上端部は、自重作用により常にほぼ垂直を維持すると共に、空間配線部Ｃａの長さ（Ｌ）が、その上端部の可動距離（キャリアベースＶのストロークＳに等しい）よりも遥かに大きいために、キャリアベースＶの前後端における前記空間配線部Ｃａの各配線位置により形成される角度（θ）が小さくなって、前記空間配線部Ｃａの下端部も常にほぼ垂直を維持する。本実施例では、前記角度（θ）は、ほぼ１０°であって、前記空間配線部Ｃａの下端部が常にほぼ垂直を維持することが解る。この結果、キャリアベースＶの前後動によっても、信号線Ｃの空間配線部Ｃａの上下の各端部は、常にほぼ垂直を維持して、信号線Ｃの空間配線部Ｃａが大きく捩じられたり、わん曲されたりすることがなくなる。

また、フレームＦの空間部１に配線される信号線Ｃの位置は、前後方向（キャリアベースＶの往復移動方向Ｐ）及び上下方向の双方に沿って、キャリアベースＶのストローク（Ｓ）分だけ連続した空間が形成されている部分が選択可能な位置であり、キャリアベースＶの裏面に取付けられる部材、及びフレームＦの空間部１に配置される装置、機器等との干渉が避けられる部分であれば、その位置であってもよい。

また、キャリアベースＶの往復移動の前後端位置に対応する信号線Ｃの空間配線部Ｃａの各位置の形成角度（θ）は、キャリアベースＶのストローク（Ｓ）が小さい程、前記空間配線部Ｃａの長さ（Ｌ）が長い程小さくなって、信号線Ｃの空間配線部Ｃａの下端部が垂直に近い状態を維持することになる。よって、キャリアベースＶのストローク（Ｓ）は、信号線Ｃの配線位置とは無関係に定められるが、信号線Ｃの空間配線部Ｃａの長さ、即ち、空間配線部Ｃａの下端部の位置は低い程望ましいことになる。

また、信号線Ｃの空間配線部Ｃａの上下の各端部の連結位置に関しては、空間配線部Ｃａの下端部の連結位置は、その上端部の前後端のほぼ中央直下であることが望ましいと共に、当該空間配線部Ｃａの弛みに関しては、当該空間配線部Ｃａの上端部の前後端において張力が発生しない僅かな弛みを有していることが望ましい。上記実施例は、上記した２つの条件を満足しているため、信号線Ｃの空間配線部Ｃａが、その下端部を中心にして前後に「逆振子運動状態」で配置位置が変更されても、空間配線部Ｃａの下端部は、常にほぼ垂直を維持していて、空間配線部Ｃａの変形負荷を最も少なくできる。

本発明に係るロードポート装置Ｂの側面断面図である。 同じく平面図である。 図１のＸ−Ｘ線矢視図である。 本発明の作用を示すためのロードポート装置Ｂの側面断面図である。 （イ），（ロ）は、それぞれ本発明に係るロードポート装置Ｂ、及び従来のロードポート装置Ｂ’の設置状態の側面図である。

符号の説明

Ａ：半導体製造装置
Ｃ：信号線
Ｃａ：信号線の空間配線部
Ｄ：マッピング装置のボールネジ装置
Ｆ：フレーム
Ｊ：蓋体着脱装置
Ｋ：ウェハキャリア
Ｌ：信号線の空間配線部の長さ
Ｍ：マッピング装置
Ｐ：キャリアベースの往復移動方向（前後方向）
Ｑ：横方向
Ｓ：キャリアベースのストローク
Ｖ：キャリアベース
１：フレームの空間部（配線空間） ４：干渉回避開口
２２：着座センサ
３０：クランプセンサ
３１：第１信号線ブラケット
３２：第２信号線ブラケット
３３：配線空間

Claims (3)

1. マッピングセンサ装置の駆動部、ウェハキャリアの蓋体を開閉する蓋体開閉装置の駆動部等を内部に収容したフレームと、当該フレームの僅かに上方に前後動可能に配置されたキャリアベースとを備え、ウェハキャリアを位置決めして載置した前記キャリアベースを前後動させて、当該キャリアベースの前進端であるウェハ受渡し位置において当該ウェハキャリアと半導体製造装置との間でウェハの受け渡しを行なう構成のロードポート装置であって、
   前記キャリアベースの直下のフレーム内における前後方向、及び上下方向の双方に沿って連続した空間が形成されている部分を配線空間にして、
   前記キャリアベースに対してウェハキャリアが載置されたことを確認する着座センサ、キャリアベースに対してウェハキャリアをクランプしたことを確認するクランプセンサ等の各信号線が上下方向に沿って僅かな弛みを有して前記配線空間に垂下状態で配線されて、前記各信号線の空間配線部の上端は、前記キャリアベースの裏面に固定されたブラケットに連結されていると共に、前記空間配線部の下端は、前記配線空間の最も低い部分に固定されたブラケットに連結されていることを特徴とするロードポート装置における配線構造。
2. 前記信号線の空間配線部は、キャリアベースの前後動ストロークの全域において、前記空間配線部の下端部がほぼ垂直を維持し得る程度の弛みを有していることを特徴とする請求項１に記載のロードポート装置における配線構造。
3. 前記信号線の空間配線部の長さは、その上端部の可動部の可動距離のほぼ３倍であることを特徴とする請求項１又は２に記載のロードポート装置における配線構造。

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