JP2009252947A - ウェーハ搬送装置の開放方法およびウェーハ供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェーハ収容容器のカム溝とカムとの間に噛み込みが生じた場合、収容容器からウェーハを取り出すことができず、発塵やウェーハの破損を招くおそれがある。
【解決手段】ウェーハ１００を出し入れする開口部２２が前面に設けられた可搬性の収容容器２０と、収容容器の前面に回転可能に設けられて、開状態において開口部を開放し、閉状態において開口部を閉止するストッパー３０と、軸方向に進退可能な回転軸と、ストッパーと回転軸とを接続するとともに、回転軸の進退運動を回転軸まわりの回転運動に変換してストッパーを回転させる変換機構と、を備えるウェーハ搬送装置１２の、ストッパーを閉状態から開状態に開放する方法であって、閉状態にあるストッパーと回転軸とに対して異なる向きの外力を与える第一工程と、回転軸を軸方向に進退させて、ストッパーを開状態に回転させる第二工程と、をこの順で含むウェーハ搬送装置の開放方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウェーハ搬送装置の開放方法およびウェーハ供給装置に関する。

この種の技術に関し、下記特許文献１には、ウェーハの収容容器であるキャリアの前面にストッパーを配置し、閉状態でウェーハの飛び出しを防止するとともに、開状態ではウェーハの取り出しを可能とするウェーハ搬送装置が記載されている。この装置は、収容容器の底面から突出した回転軸の下端を上方に押し込むことで、ストッパーが回転軸まわりに回転する構造となっている。また、回転軸に対して斜めまたはスパイラルに設けられた案内溝（カム溝）と、ストッパー側に設けられた突起部（カム）が互いに摺動することで、ストッパーは開状態と閉状態とに回転する。
そして、ウェーハを収容したウェーハ搬送装置は、回転軸の下端が上方に押し込まれていない状態で、すなわちストッパーの閉状態で搬送され、ロードセルポートに載置されることで回転軸が上方に押し込まれてストッパーが開状態となる。これにより、ウェーハが収容容器から取り出し可能となる。

また、ウェーハ搬送装置としては、回転軸の進退方向とストッパーの開閉方向との関係が下記特許文献１に記載の装置とは反対に構成されたものが知られている。かかる装置では、回転軸の下端を上方に押し上げることでストッパーが開状態となり、回転軸を下降させることでストッパーが閉状態となる。

特開２００５−３１１０９３号公報

しかしながら、これらのウェーハ搬送装置は、ロードセルポートに載置してストッパーを閉状態から開状態に回転させる際に、カム溝とカムが互いに引っかかり、ストッパーの回転が阻害されることがある。
カム溝とカムが互いに引っかかる原因としては、ウェーハ搬送装置を搬送する際の振動や摺動面の劣化に起因した、カム溝とカムとの間の噛み込みや、摩擦の増大が挙げられる。

カム溝とカムとの間に噛み込みが生じた場合、回転軸を進退させてもストッパーが開放されないため、収容容器からウェーハを取り出すことができなくなる。また、閉状態にあるストッパーと収容容器とが衝突したり、噛み込みが急激に外れて収容容器に衝撃力が負荷されたりすることで、発塵やウェーハの破損を招くおそれがある。

本発明のウェーハ搬送装置の開放方法は、
ウェーハを出し入れする開口部が前面に設けられた可搬性の収容容器と、
前記収容容器の前面に回転可能に設けられて、開状態において前記開口部を開放し、閉状態において前記開口部を閉止するストッパーと、
軸方向に進退可能な回転軸と、
前記ストッパーと前記回転軸とを接続するとともに、前記回転軸の進退運動を前記回転軸まわりの回転運動に変換して前記ストッパーを回転させる変換機構と、
を備えるウェーハ搬送装置の前記ストッパーを前記閉状態から前記開状態に開放する際に前記変換機構の噛み込みを防止する方法であって、
前記閉状態にある前記ストッパーと前記回転軸とに対して異なる向きの外力を与える第一工程と、
前記回転軸を前記軸方向に進退させて、前記ストッパーを前記開状態に回転させる第二工程と、
をこの順で含む。

かかるウェーハ搬送装置の開放方法によれば、回転軸が進退することで、進退運動を回転運動に変換する変換機構と接続されたストッパーが回転して開状態または閉状態をとることができるため、開状態においては開口部からのウェーハの出し入れが可能となり、閉状態においては収容されたウェーハが開口部から飛び出すことが防止される。
また、ストッパーが閉状態にある際に、例えば搬送時の振動などによって変換機構に噛み込みが発生していた場合も、第一工程において、まずストッパーと回転軸に対して異なる向きに外力を与えることで、かかる噛み込みを解消することができる。
その上で、第二工程として、回転軸を進退させることにより、スムーズに、かつ確実にストッパーを閉状態から開状態に回転させることができる。

なお、上記発明において、変換機構に発生する噛み込みとは、変換機構を構成する互いに静止していた部材同士の間の始動動作が阻害される状態を意味する。噛み込みの発生原因は様々であるが、部材同士が同種金属からなることによる局所的な拡散接合、部材表面の微小な凹凸同士の嵌合、微小異物の挟み込みなどを少なくとも挙げることができる。
そして、回転軸の進退運動によって閉状態となっている変換機構に発生する噛み込みは、回転軸の進退運動に伴って動作した変換機構の部材同士が突き当てられたことによって生じている。したがって、変換機構に対してともに直接的または間接的に接続されている回転軸とストッパーに対して異なる向きの外力を与えることで、変換機構の上記部材同士の突き当て状態を解消することができる。

また、上記発明において、変換機構の噛み込みを防止するとは、変換機構の噛み込みに起因する上記課題の発生を抑えることを意味する。すなわち、ウェーハ搬送装置の閉状態において変換機構に噛み込みが発生していない場合にストッパーを閉状態から開状態に開放することと、閉状態において変換機構に噛み込みが発生していた場合にこれを解消してストッパーを開放することの両者を意味する。

また、本発明のウェーハ搬送装置の開放方法においては、より具体的な実施の形態として、前記第一工程において、前記回転軸と前記収容容器とを、前記軸方向に相対的に往復運動させることにより前記外力を与えてもよい。

かかるウェーハ搬送装置の開放方法によれば、回転軸は軸方向、すなわち収容容器に対して進退する往復方向に外力が与えられるため、変換機構の噛み込みが良好に解消される。これにより、第二工程においてストッパーは、よりスムーズかつ確実に回転して開放される。

また、本発明のウェーハ供給装置は、
ウェーハを出し入れする開口部が前面に設けられた可搬性の収容容器と、
前記収容容器の前面に回転可能に設けられて、開状態において前記開口部を開放し、閉状態において前記開口部を閉止するストッパーと、
軸方向に進退可能な回転軸と、
前記ストッパーと前記回転軸とを接続するとともに、前記回転軸の進退運動を前記回転軸まわりの回転運動に変換して前記ストッパーを回転させる変換機構と、を備えるウェーハ搬送装置と、
前記閉状態の前記ウェーハ搬送装置において前記変換機構に噛み込みが発生したことを検知する検知手段と、
前記噛み込みが検知されたときに、前記閉状態にある前記ストッパーと前記回転軸とに対して異なる向きの外力を与えて前記噛み込みを解消する解消手段と、
を有する。

かかるウェーハ供給装置によれば、ストッパーが閉状態にある場合に変換機構に噛み込みが生じているか否かが検知され、これが検知された場合には解消手段によって噛み込みが解消される。したがって、この装置によれば、噛み込みが生じていない場合にはただちに回転軸を進退させてストッパーを閉状態から開状態に開放させ、ウェーハを取り出すことができる。そして、噛み込みが生じている場合も、解消手段によってこれが解消されることで変換機構の動作が回復されるため、ストッパーを閉状態から開状態にスムーズに回転させて開口部を開放することができる。

また、本発明のウェーハ供給装置においては、より具体的な実施の形態として、前記解消手段が、前記収容容器を載置する載置台と、前記回転軸を前記軸方向に保持する保持装置と、前記ストッパーを前記保持した状態で前記載置台を前記軸方向に往復駆動する駆動装置と、を含んでもよい。

かかるウェーハ供給装置によれば、載置台の往復動作によって、回転軸と収容容器とを相対的に往復運動させることができる。これにより、回転軸には進退方向に外力が与えられるため、変換機構に生じている噛み込みが良好に解消され、ストッパーをスムーズかつ確実に回転して開放することができる。

なお、本発明の各種の構成要素は、個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。

また、本発明によるウェーハ搬送装置の開放方法を説明するにあたり、複数の工程を順番に記載することがあるが、明示の場合を除き、その記載の順番は工程を実行する順番を必ずしも限定するものではない。また、複数の工程は、明示の場合を除き、個々に相違するタイミングで実行されることに限定されず、ある工程の実行中に他の工程が発生すること、ある工程の実行タイミングと他の工程の実行タイミングとの一部ないし全部が重複していること、等でもよい。

本発明のウェーハ搬送装置の開放方法およびウェーハ供給装置によれば、ウェーハを収容した収容容器の開口部を閉止するストッパーを開放する際に、例えば搬送時の振動などによって変換機構に噛み込みが発生していたとしても、ストッパーと回転軸とに対して異なる向きの外力を与えることで上記噛み込みを解消することができる。これにより、ストッパーの開放動作において収容容器やウェーハに衝撃力が負荷されることを防止し、発塵やウェーハの破損を防ぐことができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

＜第一実施形態＞
図１は本発明の実施形態にかかるウェーハ供給装置の一例を示す側面模式図であり、図２はその平面模式図である。

はじめに、本実施形態のウェーハ供給装置の概要について説明する。
ウェーハ供給装置１０は、ウェーハ搬送装置１２を含んで構成されている。
ウェーハ搬送装置１２は、ウェーハ１００を出し入れする開口部２２が前面に設けられた可搬性の収容容器２０と、収容容器２０の前面に回転可能に設けられて、開状態において開口部２２を開放し、閉状態において開口部２２を閉止するストッパー３０と、軸方向に進退可能な回転軸４０と、ストッパー３０と回転軸４０とを接続するとともに、回転軸４０の進退運動を回転軸４０まわりの回転運動に変換してストッパー３０を回転させる変換機構５０とを備えている。
そして、ウェーハ供給装置１０は、上記のウェーハ搬送装置１２に加え、さらに、閉状態のウェーハ搬送装置１２において変換機構５０に噛み込みが発生したことを検知する検知手段（圧力センサ８０）と、噛み込みが検知されたときに、閉状態にあるストッパー３０と回転軸４０とに対して異なる向きの外力を与えて噛み込みを解消する解消手段（エレベータ装置９０）とを備えている。

次に、本実施形態のウェーハ供給装置１０およびこれに用いられるウェーハ搬送装置１２について詳細に説明する。
ウェーハ搬送装置１２は、複数枚のウェーハ１００を高さ方向（図１の上下方向）に並べて収容することのできる収容容器２０と、収容容器２０を内部に収納して搬送するための搬送ボックス６０とを含んで構成される。搬送ボックス６０としては、スミフボックス（登録商標）などが知られている。

収容容器２０は、天板２４と底板２６を備え、前方（図１，２における左方）に開口部２２が設けられて、ウェーハ１００の出し入れが可能である。収容容器２０の内部には、櫛歯状のフレーム保持部（図示せず）が天板２４と底板２６の間に高さ方向に設けられ、櫛歯の間にウェーハ１００を一枚ずつ水平保持することができる。
ただし、収容容器２０としてはウェーハ１００を開口部２２から出し入れ可能である限り、ウェーハの収容枚数や収容する向きは特に限定されるものではなく、例えば、ウェーハ１００を縦置きして水平方向に複数枚を並べて収容するものでもよい。

収容容器２０は可搬性を有し、ウェーハ１００を収容した状態で搬送することができる。ここで、収容容器２０の可搬性とは人間が持ち運び可能であることを必ずしも要するものではなく、機械により昇降や移送されるものでもよい。

本実施形態の搬送ボックス６０は、収容容器２０を載置する下蓋６８と、下方が開口して収容容器２０を掩覆する外蓋６２とからなる。
下蓋６８は矩形板状をなし、ウェーハ１００よりも大径に形成されている。
外蓋６２は、収容容器２０の全体を覆うカバー部材である。外蓋６２と下蓋６８とは互いにロックされて、内部が気密に保持される。下蓋６８と外蓋６２とで収容容器２０を覆うことで、収容容器２０の搬送時にウェーハ１００が埃や外気と接触することを防ぐ。
本実施形態の外蓋６２は、その下方開口部６６が下蓋６８と接触しないよう拡径されている。このため、搬送ボックス６０のロック時には、外蓋６２の自重が下方開口部６６から下蓋６８に伝達されない。
外蓋６２の内部には、軸受６４（上部軸受６４ａおよび下部軸受６４ｂ）が上下方向に並んで設けられている。上部軸受６４ａおよび下部軸受６４ｂは、後述するストッパー３０の数に応じて、本実施形態では二対が設けられている。二対の軸受６４は、外蓋６２が収容容器２０を掩覆した際に開口部２２に対向して配置される。
本実施形態の搬送ボックス６０では、上部軸受６４ａは外蓋６２の上面６２ａに設けられている。また、下部軸受６４ｂは外蓋６２のうち、収容容器２０の開口部２２に対向する面（以下、前面６２ｂという場合がある。）に設けられている。

ストッパー３０は、収容容器２０に収容されたウェーハ１００を保持する保持部３２と、保持部３２を回転させる軸部３４とからなる。軸部３４は、軸受６４（上部軸受６４ａおよび下部軸受６４ｂ）を介して外蓋６２に回転自在に保持されている。
本実施形態では、収容容器２０の前面側に二式のストッパー３０が設置されている。開口部２２に向かって右側（図２における下側）に配置された方をストッパー３０Ｒ、同じく左側（同図における上側）に配置された方をストッパー３０Ｌと呼称する。
ストッパー３０Ｒ，３０Ｌの軸部３４は、それぞれ上下方向に延在している。したがって、保持部３２の回転方向は水平方向である。
なお、ストッパー３０Ｒと３０Ｌとは、開状態から閉状態に、および閉状態から開状態に回転する際の回転方向が、それぞれ互いに逆である。

図２は、開口部２２がストッパー３０Ｒ，３０Ｌで閉止された閉状態を示している。収容容器２０に水平保持されたウェーハ１００またはこれを載置するフィルムフレーム（図示せず）の周面に保持部３２が当接することで、ウェーハ１００は前面側への移動が規制される。
したがって、収容容器２０の搬送時には、ストッパー３０Ｒ，３０Ｌを同図の閉状態とすることで、ウェーハ１００が収容容器２０の開口部２２から飛び出して外蓋６２と衝突することが防止される。

図２の閉状態から、ストッパー３０Ｒ，３０Ｌが軸部３４を中心に矢印の方向にそれぞれ回転することにより、ウェーハ搬送装置１２は図３に示す開状態となる。
具体的には、閉状態のストッパー３０Ｒが上面視反時計回りに、同じくストッパー３０Ｌが上面視時計回りに回転することで、ウェーハ１００は保持部３２による押し当てが解除されて前面側への移動が可能になる。そして、かかる開状態のウェーハ搬送装置１２において、外蓋６２を下蓋６８に対して相対的に上方に移動させることにより、収容容器２０の開口部２２は、外蓋６２の前面６２ｂによる閉止から開放され、ウェーハ１００の出し入れが可能になる。

なお、本発明においては、例えば図２に示すように、ストッパー３０がウェーハ１００の移動を規制する回転位置にあるウェーハ搬送装置１２の状態を閉状態という。そして、例えば図３に示すように、ストッパー３０がウェーハ１００の移動を許容する回転位置にあるウェーハ搬送装置１２の状態を開状態という。

本実施形態のウェーハ搬送装置１２は、ストッパー３０を回転させるための変換機構５０と、変換機構５０に駆動力を与える回転軸４０を有している。そして、ウェーハ搬送装置１２の全体または一部の自重負荷またはその抜重によって回転軸４０を軸方向に進退させてストッパー３０の回転力を得る。
変換機構５０はストッパー３０と回転軸４０とを接続する部材より構成され、回転軸４０が軸方向に進退する力を回転軸４０まわりの回転力に変換する。
以下、本実施形態では変換機構５０としてカム溝とカムの組み合わせを例示するが、ラック・ピニオン機構など、軸力を回転力に変換する公知の機構を採用することができる。
また、下記本実施形態において、カム溝とカムのいずれを回転軸４０またはストッパー３０に設けるかは任意である。

＜ストッパーの開閉について＞
図４は、図２に示すストッパー３０Ｌのうち、下部軸受６４ｂで保持された軸部３４の下端近傍の拡大図である。
同図（ａ）は、閉状態のストッパー３０の軸部３４と下蓋６８の状態を示す模式図である。同図（ｂ）は、開状態に回転した軸部３４と下蓋６８の状態を示す模式図である。

本実施形態のウェーハ搬送装置１２は、軸方向に進退可能な回転軸４０が軸部３４の下端内部に設けられている。回転軸４０の軸方向は、軸部３４の軸方向と一致している。回転軸４０および軸部３４の軸中心は、図４各図で一点鎖線にて図示している。
具体的には、軸部３４には、下端に開口して中空部３５が軸方向に穿設されて回転軸４０が収容されている。
中空部３５は、軸方向断面積のより小さな上部領域３５１と、より大きな下部領域３５２とから構成されている。また、下部領域の内周面上には突起５２がカムとして設けられている。

一方、回転軸４０の周面には、螺旋状の案内溝５４がカム溝として設けられている。また、回転軸４０は上側の細径部４０１と下側の太径部４０２が一体に構成されている。細径部４０１は中空部３５の上部領域３５１に対して回転可能に挿入される。太径部４０２は、中空部３５の下部領域３５２に対して回転可能に挿入される。
螺旋状の案内溝５４と突起５２とは互いにスライド可能に嵌合している。したがって、回転軸４０を軸部３４に対して軸方向に進退させることで、突起５２は案内溝５４の螺旋に追随して回転軸４０まわりに回転する。
なお、本実施形態の案内溝５４は左螺旋として形成されている。

また、回転軸４０の細径部４０１には、中空部３５に押し込まれた回転軸４０に対してこれを後退させる方向に付勢力を与えるためのバネ４２が装着されている。バネ４２の外径は中空部３５の上部領域３５１よりも大きく、下部領域３５２よりも小さい。また、バネ４２を装着した回転軸４０を中空部３５に収容した状態で、上部領域３５１にはクリアランスが存在している。したがって、回転軸４０を中空部３５に押し込むことで、バネ４２は圧縮されるとともに軸部３４と回転軸４０との間に軸方向の付勢力（反力）を与える。

図４（ａ）に示す閉状態は、外蓋６２を収容容器２０の上方よりかぶせてストッパー３０の軸部３４を下蓋６８の表面に突き当てた図１の状態に相当している。したがって、閉状態において、軸部３４の下端には外蓋６２およびストッパー３０の自重が負荷される。

軸部３４の中空部３５に収容された回転軸４０は、下端が軸部３４より下方に突出して下蓋６８の上面に支持されている。よって、回転軸４０は、外蓋６２やストッパー３０の自重がバネ４２を介して軸部３４から軸方向に負荷されて中空部３５に進入し、バネ４２は圧縮された状態にある。

ここで、同図（ａ）に矢印にて示すように軸部３４と下蓋６８とが軸方向に互いに離れる方向に相対移動すると、外蓋６２やストッパー３０の自重負荷が回転軸４０から抜重されるとともに、バネ４２は伸張して軸部３４を押し上げる。
このとき、回転軸４０は下蓋６８に対する静止摩擦力により回転が規制されているため、突起５２は案内溝５４の左螺旋方向にしたがって、回転軸４０に対して左回転しながら相対的に上昇する。かかる状態が図４（ｂ）の開状態である。ストッパー３０Ｒ，３０Ｌは、図３に示すように保持部３２の先端が前面６２ｂと当接するか、またはバネ４２が自然長まで伸張することで、開方向の回転が停止する。
そして、軸部３４と下蓋６８とが更に離れる方向に相対移動すると、回転軸４０の下端と下蓋６８とは乖離する。

また、同図（ｂ）の開状態から、軸部３４と下蓋６８とが軸方向に互いに近づく方向に相対移動すると、下蓋６８に押し上げられた回転軸４０の案内溝５４は突起５２を押し下げ、左螺旋方向に従って、軸部３４を右回りに回転させる。これにより、軸部３４は同図（ａ）の閉状態にいたる。そして、ストッパー３０Ｒ，３０Ｌは、図２に示すように保持部３２の先端が、収容容器２０に収容されたウェーハ１００やフィルムフレームの周面に押し当てられることによって閉方向の回転が停止する。

＜変換機構の噛み込みについて＞
上述のように回転軸４０を軸部３４に対して軸方向に進退させることで案内溝５４と突起５２とがスムーズにスライドする場合には、回転軸４０を中空部３５に対して進退させることでストッパー３０をスムーズに回転させることができる。
しかし、例えば、収容容器２０を移送する際の振動などにより突起５２と案内溝５４との間に噛み込みが生じると、外蓋６２を下蓋６８に対して持ち上げた場合にも突起５２が案内溝５４に対してスライドせず、ストッパー３０の回転が阻害される。

図５は、突起５２と案内溝５４との間に噛み込みが生じた状態を示す模式図である。同図（ａ）は図４（ａ）に対応し、回転軸４０が下蓋６８に押し当てられた閉状態を表している。この状態で、軸部３４と下蓋６８とが互いに離れる方向に相対移動すると、噛み込みの生じた突起５２は案内溝５４に対してスライドしないため、同図（ｂ）に示すように、軸部３４と回転軸４０とは一体として下蓋６８から乖離する。
すなわち、ストッパー３０が閉状態を保ったまま、外蓋６２およびストッパー３０は収容容器２０に対して上昇することとなる。
すると、収容容器２０の天板２４の庇部２４１（図１，２を参照）とストッパー３０の保持部３２とが衝突して、ウェーハ搬送装置１２内部の発塵や、ウェーハ１００の破損をもたらす原因となる。
これは、一般に収容容器２０の天板２４や底板２６は、収容されるウェーハ１００を保護するために大径に形成される一方、ストッパー３０は、ウェーハ１００の飛び出しを防ぐため、ウェーハ１００やこれと同等の寸法のフィルムフレームを保持するため、保持部３２がウェーハ１００の周面近傍まで到達するからである。
したがって、ストッパー３０が閉状態のまま外蓋６２を下蓋６８に対して上昇させると、保持部３２の先端は天板２４の庇部２４１に下方から衝突する。

特に、ウェーハ１００を内部に収容して搬送する本実施形態のウェーハ搬送装置１２の場合、ウェーハ１００に対するコンタミネーションを避けるために変換機構５０には潤滑油を用いることが難しく、また、ウェーハ１００に対する衝撃負荷の要求も厳しいことから、噛み込みの問題が固有かつ顕著な問題として発生する。

本実施形態によるウェーハ搬送装置の開放方法は、上記の噛み込みの問題を解消するものである。
すなわち、本実施形態の開放方法は、ストッパー３０を閉状態から開状態に開放する際に変換機構５０の噛み込みを防止する方法であって、閉状態にあるストッパー３０と回転軸４０とに対して異なる向きの外力を与えた後に、回転軸４０を軸方向に進退させてストッパー３０を開状態に回転させるものである。
かかる外力を与える工程を第一工程といい、回転軸を進退させる工程を第二工程というものとする。

＜第一工程について＞
本実施形態の場合、閉状態の突起５２と案内溝５４とは、外蓋６２やストッパー３０の自重による軸部３４から回転軸４０への押し込み力が負荷されて、互いに押圧された状態にある。したがって、特に、軸部３４と回転軸４０が同種の金属材料からなる場合は、拡散接合力により、押圧方向である軸方向への噛み込みが生じやすい。したがって、本実施形態の第一工程では、ストッパー３０と回転軸４０とに対して軸方向の外力を与えることで噛み込みを解消する。

そして本実施形態では、具体的には、回転軸４０と収容容器２０とを軸方向に相対的に往復運動させることにより外力を与える。

かかる外力を与えて噛み込みを解消する解消手段として、図１に示す本実施形態のウェーハ供給装置１０は、エレベータ装置９０を有している。
エレベータ装置９０は、収容容器２０を載置する載置台９２と、回転軸４０を軸方向に保持する保持装置９８と、ストッパー３０を保持した状態で載置台９２を軸方向に往復駆動する駆動装置９４とを備えている。

エレベータ装置９０は、いわゆるインデクサタイプの昇降装置であり、エアシリンダなどの駆動装置９４が基台９６で支持されている。

そして、本実施形態によるウェーハ搬送装置１２の開放方法によれば、第一工程として、収容容器２０を載置台９２に載置する載置工程と、ストッパー３０を軸方向に保持した状態で、載置台９２を軸方向に往復駆動する駆動工程とを行う。

保持装置９８は、外蓋６２を左右方向（図２における上下方向）から把持する一対のアームであり、空間に対して固定することが可能である。そして、載置台９２に載置した搬送ボックス６０について、外蓋６２と下蓋６８との間のロックを解除した上で外蓋６２を保持装置９８で保持することにより、ストッパー３０は軸受６４に対して回転可能、かつ、軸方向に固定される。
この状態で駆動装置９４を動作させて載置台９２を昇降駆動することにより、下蓋６８と外蓋６２とが上下方向に相対移動する。そして、初期位置よりも載置台９２を上昇させることで回転軸４０と軸部３４との間には、外蓋６２およびストッパー３０の自重を越える押し付け力が負荷される。また、初期位置よりも載置台９２を下降させることで、押し付け力は上記自重以下となる。なお、変換機構５０に噛み込みが生じている場合、載置台９２を初期位置よりも降下させると、図５（ｂ）に示すように回転軸４０と下蓋６８とは乖離する。このとき、回転軸４０と軸部３４との間には、バネ４２の弾性復元力により、上記自重と同等の荷重が継続的に負荷されることとなる。
このように、載置台９２を昇降させることで、軸部３４と回転軸４０との間の荷重を変動させることができる。これにより、変換機構５０に生じた噛み込みを解消することができる。

駆動工程において載置台９２を昇降させるストロークは、閉状態のストッパー３０と収容容器２０との昇降方向のクリアランス以下とする。本実施形態の場合、保持部３２の上端高さと、収容容器２０の庇部２４１の下面高さとの差以下とする。
これにより、突起５２と案内溝５４との間に噛み込みが生じていたとしても、駆動工程においてストッパー３０と収容容器２０とが衝突することがない。
駆動工程における往復駆動の具体的なストロークは、駆動装置９４の位置精度やオーバーシュートなどに応じて適宜選択可能であるが、例えば半振幅を３ｍｍ程度とすることができる。
また、駆動工程において載置台９２を往復動させる回数（振動数）は特に限定されない。

＜第二工程について＞
第一工程による噛み込みの解消ののち、回転軸４０を軸方向に進退させてストッパー３０を開状態に回転させる第二工程を行う。ストッパー３０を開状態に回転させるには、保持装置９８で外蓋６２を保持した状態で載置台９２を下降させればよい。
したがって、第一工程と第二工程とは連続して行うことができる。また、両工程を連続して行うことで、噛み込みが解消された変換機構５０に新たな噛み込みが発生することを防止する。

本実施形態の第一工程は、変換機構５０に噛み込みが生じているか否かにかかわらず実施してもよいが、閉状態のウェーハ搬送装置１２において変換機構５０に噛み込みが発生したことを検知した場合にのみおこなってもよい。

本実施形態のウェーハ供給装置１０は、閉状態のウェーハ搬送装置１２において変換機構５０に噛み込みが発生したことを検知するための検知手段を備えている。

＜噛み込みの検知について＞
検知手段としては様々なものを挙げることができる。例えば、回転軸４０の下端と下蓋６８とが乖離したかどうかを光学的に検知する光学センサ、軸部３４に負荷されているねじり応力を検知するトルクゲージ、回転軸４０の下端と下蓋６８の上面との接触の有無を検知するタッチセンサ、回転軸４０と下端面と下蓋６８の上面との間の押圧力を検知する圧力センサなどを挙げることができる。

本実施形態のウェーハ供給装置１０は、下蓋６８の上面に圧力センサ８０が設けられており、回転軸４０の下端から下蓋６８に負荷される荷重の大小をモニタすることができる。
ウェーハ供給装置１０は、図示しない制御部を備え、圧力センサ８０で読み取られる荷重の大小を示す情報が経時的に取得される。そして、制御部では、駆動工程の開始直後の荷重値の変動プロファイルにより、変換機構５０に噛み込みが生じているか否かを判定し、その後のエレベータ装置９０の動作を制御する。

具体的には、駆動工程の初動において載置台９２を下降させる場合において、変換機構５０に噛み込みが生じていない場合は、載置台９２の下降に伴ってバネ４２が徐々に伸張し、圧力センサ８０で読み取られる荷重は徐々に減少する。一方、変換機構５０に噛み込みが生じている場合、回転軸４０は軸部３４に対して一体化しているため、載置台９２の僅かな下降によって、圧力センサ８０での読み取り値は急激にゼロになる。
なお、駆動工程の初動において載置台９２を上昇させる場合についても、噛み込みが生じていない場合に比べ、これが生じている場合は、圧力センサ８０での読み取り値が急激に増大する。
また、制御部には、載置台９２の移動量に対する圧力センサ８０の読み取り値の変動係数に関する閾値を予め設定しておき、この閾値と、取得した読み取り値から算出した変動係数とを対比することで、噛み込みの発生の有無を判定することができる。

そして、本実施形態では、上記判定により、噛み込みが生じていないと判定された場合にのみ、第一工程を行ってもよい。すなわち、ウェーハ搬送装置１２が載置された載置台９２を駆動装置９４によって下降させつつ、圧力センサ８０での読み取り値に基づいて制御部にて噛み込みの発生の有無を判定する。そして、噛み込みが発生していると判定された場合には、以降の載置台９２の移動を往復運動とする。また、噛み込みが発生していないと判定された場合には、そのまま載置台９２を下降させて外蓋６２から収容容器２０を露出させる。
これにより、噛み込みが発生していない場合については、一連の動作として下蓋６８がエレベータ装置９０によって引き下げられるため、ウェーハ１００の取り出し作業を遅延させることがない。また、噛み込みが発生している場合についても、制御部によってエレベータ装置９０の昇降動作が制御されるため、自動的に噛み込みが解消されてから下蓋６８はエレベータ装置９０によって引き下げられることとなる。

＜変形例について＞
本実施形態については種々の変形を許容する。
例えば、第一工程においては、ストッパー３０および回転軸４０を加振することにより、両者に対して異なる向きの外力を与えてもよい。

すなわち、本実施形態においては、噛み込みを解消する解消手段として、閉状態にあるストッパー３０および回転軸４０を加振する加振装置を含むこととしてもよい。

図６は、加振装置の一例としての高周波振動子１１０を、軸部３４の外部に取り付けた状態を示す模式図である。第一工程において高周波振動子１１０により正弦波振動やランダム振動をストッパー３０の下端部に与えることにより、突起５２と案内溝５４にはそれぞれ異なる向きの外力が与えられる。
高周波振動子１１０で印加する周波数や加振レベルは、ウェーハ１００に損傷を与えない限り、特に限定されるものではない。

また、高周波振動子１１０を用いた上記変形例においては、閉状態から開状態にストッパー３０を回転させる場合の初動時のみならず、開状態から閉状態にストッパー３０を回転させる場合の初動時についても変換機構５０に外力を与えることができる。

本実施形態のウェーハ供給装置１０においては、外蓋６２を下蓋６８に載置することにより、外蓋６２およびストッパー３０の自重によってストッパー３０が開状態から閉状態に回転する搬送ボックス６０を例示して説明した。
本発明はこれに限られず、ウェーハ搬送装置１２の全体または一部の自重によって回転軸４０を軸方向に進退させることで、ストッパー３０が閉状態から開状態に回転するものでもよい。また、上記本実施形態のように保持装置９８とエレベータ装置９０を用いて回転軸４０を進退させる態様のほか、固定式の載置台にウェーハ搬送装置１２を載置することで回転軸４０の下端が押し上げられてストッパー３０が回転するものでもよい。

このように、回転軸４０が進退する向きとストッパー３０の開き方向との関係は、具体的な変換機構５０の構成や、ストッパー３０とウェーハ１００との位置関係などによって様々な態様を採り得るが、当業者であれば、上述の説明に基づいて、種々のウェーハ搬送装置１２およびウェーハ供給装置１０に対して本発明を適用することが可能である。

本発明の実施形態にかかるウェーハ供給装置の一例を示す側面模式図である。 閉状態のウェーハ供給装置の平面模式図である。 開状態のウェーハ搬送装置の平面模式図である。 （ａ）は閉状態のストッパーの軸部と下蓋の状態を示す模式図であり、（ｂ）は開状態に回転した軸部と下蓋の状態を示す模式図である。 突起と案内溝との間に噛み込みが生じた状態を示す模式図である。 本実施形態の変形例にかかる加振装置の一例を示す模式図である。

符号の説明

１０ ウェーハ供給装置
１２ ウェーハ搬送装置
２０ 収容容器
２２ 開口部
２４ 天板
２４１ 庇部
２６ 底板
３０ ストッパー
３２ 保持部
３４ 軸部
３５ 中空部
３５１ 上部領域
３５２ 下部領域
４０ 回転軸
４０１ 細径部
４０２ 太径部
４２ バネ
５０ 変換機構
５２ 突起
５４ 案内溝
６０ 搬送ボックス
６２ 外蓋
６４ 軸受
６６ 下方開口部
６８ 下蓋
８０ 圧力センサ
９０ エレベータ装置
９２ 載置台
９４ 駆動装置
９６ 基台
９８ 保持装置
１００ ウェーハ
１１０ 高周波振動子

Claims (8)

1. ウェーハを出し入れする開口部が前面に設けられた可搬性の収容容器と、
   前記収容容器の前面に回転可能に設けられて、開状態において前記開口部を開放し、閉状態において前記開口部を閉止するストッパーと、
   軸方向に進退可能な回転軸と、
   前記ストッパーと前記回転軸とを接続するとともに、前記回転軸の進退運動を前記回転軸まわりの回転運動に変換して前記ストッパーを回転させる変換機構と、
   を備えるウェーハ搬送装置の前記ストッパーを前記閉状態から前記開状態に開放する際に前記変換機構の噛み込みを防止する方法であって、
   前記閉状態にある前記ストッパーと前記回転軸とに対して異なる向きの外力を与える第一工程と、
   前記回転軸を前記軸方向に進退させて、前記ストッパーを前記開状態に回転させる第二工程と、
   をこの順で含むウェーハ搬送装置の開放方法。
2. 前記第一工程において、前記回転軸と前記収容容器とを、前記軸方向に相対的に往復運動させることにより前記外力を与えることを特徴とする請求項１に記載のウェーハ搬送装置の開放方法。
3. 前記第一工程が、
   前記収容容器を載置台に載置する工程と、
   前記ストッパーを前記軸方向に保持した状態で、前記載置台を前記軸方向に往復駆動する工程と、
   を含む請求項２に記載のウェーハ搬送装置の開放方法。
4. 前記第一工程において、前記ストッパーおよび前記回転軸を加振することを特徴とする請求項１に記載のウェーハ搬送装置の開放方法。
5. 前記閉状態の前記ウェーハ搬送装置において前記変換機構に噛み込みが発生したことを検知した場合に前記第一工程を行う請求項１から４のいずれかに記載のウェーハ搬送装置の開放方法。
6. ウェーハを出し入れする開口部が前面に設けられた可搬性の収容容器と、
   前記収容容器の前面に回転可能に設けられて、開状態において前記開口部を開放し、閉状態において前記開口部を閉止するストッパーと、
   軸方向に進退可能な回転軸と、
   前記ストッパーと前記回転軸とを接続するとともに、前記回転軸の進退運動を前記回転軸まわりの回転運動に変換して前記ストッパーを回転させる変換機構と、を備えるウェーハ搬送装置と、
   前記閉状態の前記ウェーハ搬送装置において前記変換機構に噛み込みが発生したことを検知する検知手段と、
   前記噛み込みが検知されたときに、前記閉状態にある前記ストッパーと前記回転軸とに対して異なる向きの外力を与えて前記噛み込みを解消する解消手段と、
   を有するウェーハ供給装置。
7. 前記解消手段が、前記収容容器を載置する載置台と、前記回転軸を前記軸方向に保持する保持装置と、前記ストッパーを前記保持した状態で前記載置台を前記軸方向に往復駆動する駆動装置と、を含む請求項６に記載のウェーハ供給装置。
8. 前記解消手段が、前記閉状態にある前記ストッパーおよび前記回転軸を加振する加振装置を含む請求項６に記載のウェーハ供給装置。

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