JP2012009876A - Ｆｉｍｓシステムで実施されるポッドロードインタフェース装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ＦＩＭＳシステムにおいて、ウエハが外部の環境に汚損されることなく、移送を可能とするボックスロードインタフェース
【解決手段】ボックスロードインタフェース１６が備える並進機構は、移送ボックス１８のボックスドアに取付け可能なポートドアを備え、前記ボックスドアを移送ボックス１８に対し、接近、及び離間し移送ボックス１８を開閉する。摺動トレー２４は移送ボックス１８をポートプレート１４に対し接近、又は離間するように動かす。クランプ機構は移送ボックス１８をクランプする。前記ボックスドアが移送ボックス１８から離れて動いた後、昇降機組立体２８は並進機構に協働して前記ポートドアを動かす。差動光走査組立体は移送ボックス１８内部のウエハ試料の位置を検出する。ロボット組立体は前記ウエハ試料を移送ボックス１８内から除去、及び挿入する。直線移動組立体は前記ロボット組立体を支持し、親ねじナット機構を駆動し移動する。
【選択図】図１

Description

関連出願
本願は１９９９年７月１２日に出願した米国特許出願第０９／３５２１５５ 号の一部継続出願であって、１９９８年７月１３日に出願した暫定出願第６０／０９２６２６ 号の利益を主張する。
技術分野
本発明はフロントオープニングインターフェースメカニカルスタンダード、即ち前部が開放している構造のインタフェースの機械的基準（ＦＩＭＳ）システムによる装置、また特に、限定された環境と、別個の包囲された試料移送システムとの間に、移送ボックス内に収容された試料を移送する際、移送ボックスの適正な位置合わせと、正確で確実な位置決めとを容易に行うことができ、ＦＩＭＳ基準による移送ボックスロードインタフェース、即ち移送ボックスを次のシステムに装着するインタフェースに関するものである。
発明の背景
ＦＩＭＳ基準を盛り込むように設計されたシステムは無塵の環境の半導体ウエハカセット移送ボックス、又はポッドを半導体処理装置のための無塵の環境のハウジングに、又はその他の無塵の環境に接続することにより、即ちインタフェースさせることにより、無塵の室の設備の内、外の半導体ウエハを処理することができる。このシステムの概念は前部が開いたユニファイドポッド（ＦＯＵＰ）、又はカセットコンテナボックスのボックスドアを装置包囲体のボックスドアに整合させ、ポッド、又はウエハカセットによって運ばれる半導体ウエハを外部の汚染物に露出することなく、上記カセットを処理装置の内、外に移送することである。
基準のインタフェースは半導体ウエハを収容するカセットの移送環境を制御するようにしたカセット移送ボックスが必要である。標準のインタフェースは材料の移送のため、適正な移送ボックスの位置付けに取り組み、粒子状の物質を制御するため、移送ボックスと半導体処理装置の環境との間の連続性を維持する。ＦＩＭＳ仕様は半導体製造装置材料協会（ＳＥＭＩ）規格のＳＥＭＩ Ｅ４７−、Ｅ−５７、Ｅ６２−、及びＥ６３−０２９８（１９９６〜１９９８）に規定されている。
ＦＩＭＳシステムは半導体ウエハカセットを保管し、移送するのに使用する最小容積を有し、シールされ、前部が開放したボックスと、半導体処理装置のウエハ処理区域の上に設置されたキャノピとを有し、無塵の空気供給源に協働するボックス、及びキャノピ内の環境は小形の無塵空間となっている。ボックスはプラスチック材料で造られ、装置の配列の精密さに影響を及ぼし得る比較的広い公差によって特徴付けられた寸法内にあって、相互に相対的に設置される位置合わせの形態を有している。ウエハカセットによって運ばれるウエハが外部の環境に汚損されることなく、シールされたボックスに、ウエハカセットを積み込み、また取り出している間、精密なボックスの配列のための移送機構の一部として、具体化されたボックスロードインタフェースが必要である。
発明の要約
本発明はＦＩＭＳシステムに従って、具体化されたボックスロードインタフェースである。このボックスロードインタフェースは後退できるポートドアを具え、このポートドアは移送ボックスのボックスドアに取り付けることができると共に、移送ボックスのボックスカバーに対し接近、又は離間するようにボックスドアを動かし、それにより移送ボックスを開き、又は閉じる。ポートプレートは前面と、ポートプレート孔とを有し、ポートドアがボックスドアをボックスカバーに対し接近、又は離間するように動かす時、ポートプレート孔を通じて、ボックスドアが動くことができる。ポートプレートの横方向に位置している支持棚に摺動可能に取り付けられた摺動トレーはこの摺動トレーの頂面に設置された運動継手表面によって確立される所定の方向に移送ボックスを受け取る。
摺動トレー位置決め機構は支持棚上に摺動トレーを選択的に動かし、これにより移送ボックスをポートプレートに対し接近、又は離間するように動かす。支持棚に取り付けられたボックス保持クランプ機構には３つの好適な実施例がある。位置決め機構は第１実施例のクランプ機構に作動可能に連結され、移送ボックスの底面に位置する前部クランプ手段にクランプ機構を掛合させ、これにより運動継手表面に対してボックスカバーを押圧する力を加えると共に、摺動トレーをポートプレートに向け前進させ、ボックスカバーの前部開口をポートプレートの前面に向け押圧する。位置決め機構をクランプ機構に作動するように連結し、クランプ機構を前部クランプ手段から離脱させ、これにより、運動継手表面に対する押圧力をボックスカバーから解放すると共に、摺動トレーをポートプレートから後退させて、ポートプレートの前面から離れるようにボックスカバーを引っ張る。
ボックス保持クランプ機構は好適には支持棚に枢着された枢着指片を有し、摺動トレーはプッシュピンを有する。枢着指片は凹所区域を有し、摺動トレーが移送ボックスをポートプレートに向け動かす際、プッシュピンを収容する第１角度オフセットプッシュピン接触表面と第２角度オフセットプッシュピン接触表面とを上記の凹所区域が形成しており、これにより、枢着指片を第１回転方向に回転させて、枢着指片を前部クランプ手段に掛合させ、移送ボックスをポートプレートから離れるように動かし、またこれにより、枢着指片を第１回転方向の反対方向である第２回転方向に回転させて、枢着指片を前部クランプ手段から離脱させる。枢着指片はローラ軸受を有し、枢着指片が第１回転方向に回転する際、このローラ軸受は前部クランプ手段に掛合する。
位置決め機構と、第２実施例、及び第３実施例のクランプ機構とを相互に固着し、これにより、摺動トレーの摺動により加わる力が無くとも、流体による制御を受けて作動するクランプ機構が前部クランプ手段に掛合し、また離脱することができる。
比較的広い配列公差範囲内で、掛止め作動継手機構に整合して、この機構を作動させる２個の柔軟な掛止めキーを突出させている表面をポートプレートに設け、これ等の柔軟な掛止めキーに作動するように連結された掛止めモータ機構はこれ等の柔軟な掛止めキーを第１角度位置と、第２角度位置との間に選択的に回転させる。ボックスドア上の対応する整合手段の公差範囲を容認するように、側方に「揺動」するよう掛止めキーを設計し、これにより、ボックスドアに対して、適正に配列されるようにする。第１角度位置はポートドアをボックスドアに取り付ける位置であり、ポートドアとボックスドアとが相互に連結している時、第２角度位置はポートドアをボックスドアから解放する位置である。
代案の実施例の２個の柔軟な掛止めキーは流体の制御の許で作動する掛止めキープルバック機構を有し、これにより、ボックスドアとポートドアとが整合して連結されている時、ポートドアに対してボックスドアを一線に確実に保持する。ポートドア掛止めキーをポートドア整合手段に嵌着して生じたこの配列を維持することにより、掛止めキーを揺動するように設計する必要を生ずる緩やかな公差範囲に起因して、ボックスドアとポートドアとの間の配列が後になってずれて分離することはあり得ない。
また、ボックスロードインタフェースシステムはポートドア並進機構を具え、このポートドア並進機構はポートドアに作動するように連結され、ポートドアをポートプレート孔に向け前方向に前進させ、ポートドアをボックスドアに取り付け、次にポートドアと、取り付けられたボックスドアとをボックスカバーから離れる逆方向に、ポートプレート孔に通して後退させる。ボックスドアがボックスカバーから離れるように、ポートプレート孔を通って移動した後、ポートドア昇降機組立体はポートドア並進機構に協働して作動し、ポートプレートの前面にほぼ平行な方向にポートドアを動かす。
第１実施例においては、ポートドア並進機構と、ポートドア昇降機組立体とは別個のモータ駆動組立体の連係制御を受けて作動する独立したシステムである。第２実施例においては、ポートドア並進機構とポートドア昇降機組立体とは一体機構として組み立てられている。この一体の機構は第１実施例の並進機構と、昇降機組立体とによって成し遂げたのと同じように、連続する横方向の運動をするように、ポートドアを動かすため、モータで駆動される親ねじ機構の制御を受けて作動する枢着リンク構造を用いて実施したものである。
移送ボックスは離間して、堆積した配置で多数のウエハ試料を内部に保管したコンテナを保持する。このコンテナは開放した前側を有しており、この前側から試料を除去し、又は試料を挿入する。ボックスロードインタフェースはウエハ試料の位置を検出するための差動光走査組立体を具える。この走査組立体は面データ平面に平行な方向にウエハ試料を走査する。このデータ平面はウエハ試料を除去し、又は挿入する開放した前側に平行で、ウエハ試料を２等分する垂直平面として定義される。走査組立体は離間して枢着された２個の走査指片を有し、これ等指片はカセット内のウエハ試料の方向性を決定する前に、取り除かれた試料を集中させ、押し返すように作動する。
ロボット組立体はウエハ試料を移送ボックスから除去し、挿入するための隣接するポートプレート孔の間に、直線移動組立体によって支持されている。この直線移動組立体はロボット組立体を支持する移動台に取り付けられたハウジング内に収容されたナット機構を有する。この移動台はポートプレート孔の間に親ねじに沿って移動し、ナット機構によって駆動される。このナット機構は親ねじナットを有し、この親ねじナットは親ねじに螺合し、ベルトプーリ装置を通じて駆動モータにより回転する。
添付図面を参照する好適な実施例の次の詳細な説明により、本発明の付加的目的、及び利点を明らかにする。
ＦＩＭＳシステムに使用する本発明のボックスロードインタフェースを具体化したウエハ移送システムの正面から見た斜視図である。 ＦＩＭＳシステムに使用する本発明のボックスロードインタフェースを具体化したウエハ移送システムの後面から見た斜視図である。 前方が開いたウエハキャリアボックスとその構成部分、及び特徴を示し、ボックスドアを取り除いた図である。 ロックしていない状態でボックスドアで閉じたキャリアボックスを示す図である。 ロックしていない状態でボックスドアの内面を示す図である。 ロックされた状態でボックスドアを閉じたキャリアボックスを示す図である。 ロックされた状態でボックスドアの内面を示す図である。 前方が開いたキャリアボックスの底面を示す図である。 前方が開いたキャリアボックスの底面上の前部保持部を示す図である。 頂部カバーを取り外し、インタフェースシステム棚に取り付けられた摺動トレー上に位置する前方が開いたキャリアボックスの平面図で、摺動トレー位置決め機構の構成部分を示す。 インタフェースシステム棚の側部カバーを除去して、図４に示すインタフェースシステムに位置する前方が開いたキャリアボックスの側面図である。 キャリアボックス、及び前部カバーを除去した摺動トレー、及び棚の前面図である。 図７Ａは、図４、図５、及び図６に示すキャリアボックスのクランプの特徴を示す平面図である。図７Ｂは、図４、図５、及び図６に示すキャリアボックスのクランプの特徴を示す側面図である。 昇降機組立体を示すため金属板カバーを除去したボックスロードインタフェースの拡大前面図である。 図８のボックスロードインタフェースの左側から見た側面図である。 掛止めキー組立体の分解図である。 図１１Ａは、掛止めキー組立体の側面図である。図１１Ｂは、掛止めキー組立体の前面図である。図１１Ｃは、掛止めキー組立体の後側から見た正面図である。 ポートドアに取り付けた掛止めキーモータ機構、及びフロントプレートの内面に取り付けたポートドア並進機構の後側から見た正面図である。 図１２に示す掛止めキーモータ機構、及びウエハ走査組立体の後側から見た拡大正面図である。 ポートプレートに取り付けたウエハ走査組立体の平面図である。 ポートプレートに取り付けたウエハ走査組立体の側面図である。 図１６Ａ及び図１６Ｂは、２組の光エミッタ、及び光センサの光ビーム路を示す図である。 図１６Ａ、及び図１６Ｂに示す光エミッタ、及び光センサの交差ビーム路に対する（仮想線で示す適正に位置合わせされた半導体ウエハの位置と共に）摺動トレー上に設置されたウエハカセットの正面図である。 本発明のボックスロードインタフェース機構の種々の構成部分の作動を連係させる中央制御システムへの入力信号、及び中央制御システムからの出力信号を示す簡単化したブロック線図である。 親ねじナット組立体に取り付けられたロボット組立体の側面図である。 ロボット組立体の反対端の一部側面図である。 親ねじ組立体と親ねじナット組立体との平面図である。 親ねじナット組立体の左側の側面図である。 親ねじナット組立体の平面図である。 親ねじナット組立体の右側の側面図である。 摺動トレーにキャリアボックスを取り付けるための流体圧力で制御される回動可能な掛止めの上方から見た斜視図である。 キャリアボックスクランプ位置にある図２５の回動可能な掛止めの空気作動機構の拡大側面図である。 図２６の２７−２７線に沿う断面図である。 クランプされておらず、後退位置にあるキャリアボックス内の図２５の回動可能な掛止めの空気作動機構の拡大側面図である。 流体圧力で制御されるキャリアボックス底部掛止め作動機構の平面図である。 図２９の底部掛止め作動機構の掛止めキー回転機構の横断面図である。 図２９の底部掛止め作動機構の掛止めキー上昇下降機構の拡大横断面図である。 図９、図１０、及び図１１Ａ〜図１１Ｃの掛止めキー組立体の変形である掛止めキープルバック組立体を示す図３７の３２−３２線に沿う断面図である。 流体圧力で制御される掛止めキー作動機構の後方から見た正面図である。 図３３の３４−３４線に沿う断面図である。 掛止めキー作動機構の或る空気制御構成部分を示す図３３のポートドアの横断面図である。 図３３の３６−３６線に沿う断面図である。 図３３の掛止めキー作動機構の拡大部分図である。 図８、図９、及び図１２に示すポートドア並進機構、及びポートドア移動台機構の機能を組み合わせた一体構造の４つ棒移動台組立体の一部を断面とする側面図である。 図８、図９、及び図１２に示すポートドア並進機構、及びポートドア移動台機構の機能を組み合わせた一体構造の４つ棒移動台組立体の側面図である。 図８、図９、及び図１２に示すポートドア並進機構、及びポートドア移動台機構の機能を組み合わせた一体構造の４つ棒移動台組立体の側面図である。 ウエハ移送システムのフロントプレートの外面に取り付けられた４つ棒移動台組立体の構成部分の構成を示す部分正面図である。 図４１に示すＺ移動台、及びリンク移動台の右側の側面に枢着した１対の棒リンクの拡大部分図である。 図４１に示すＺ移動台、及びリンク移動台の左側の側面に枢着した１対の棒リンクの拡大部分図である。 図４１に示すＺ移動台、及びリンク移動台の左側の側面に枢着した１対の棒リンクの拡大部分図である。 図３８〜図４４の４つ棒移動台組立体の垂直水平ポートドア変位流体制御平衡機構の側面図である。
好適な実施例の詳細な説明
図１、及び図２は組立フレーム１２を有するウエハ移送システム１０を示し、この組立フレームに２個のフロントプレート、又はポートプレート１４を取り付ける。前部が開放している半導体ウエハキャリアボックス１８と、直線移動ロボット組立体２０とのための２個のほぼ同一のボックスロードインタフェースシステム１６の１個を各フロントプレート１４がそれぞれ支持する。直線移動ロボット組立体２０はキャリアボックス１８が開いた後、このキャリアボックス１８内に保管されたウエハに接近するように位置している。右側のインタフェースシステム１６はキャリアボックス１８を支持する摺動トレー２４を有する棚２２と共に示されており、左側のインタフェースシステム１６はキャリアボックス１８、棚２２、及び金属板カバー２６を取り外して、部分組立ての状態で示しており、昇降機組立体２８の構成部分を示している。
図３Ａ〜図３Ｇはキャリアボックス１８、及びその構成部分、及び特性の種々の図面を示す。
図３Ａはキャリアボックス１８を示すと共に、ボックスドア３０を取り外して、キャリアボックス１８の内部のウエハカセット３２を見えるようにしており、ウエハカセットは３００ｍｍ直径の半導体ウエハを収容するように離した溝孔を有する。キャリアボックス１８は凹形で、段が付いた内側縁３４を有し、キャリアボックス１８を閉じる時、ボックスドア３０の内面３６の周縁をキャリアボックス１８の内側縁３４に固定させる。
図３Ｂ、及び３Ｃはそれぞれ、ロックせずにボックスドア３０によって閉じたキャリアボックス１８を示し、非ロック状態にあるボックスドア３０の内面３６を示す。図３Ｄ、及び図３Ｅはそれぞれ、ボックスドア３０によって閉じ、ロックされたキャリアボックス１８を示し、ロック状態にあるボックスドア３０の内面３６を示す。図３Ｃは完全に後退している４個のロック薄板３８を示し、これ等薄板の端部タブ４０はボックスドア３０の内部の内側に留まっており、図３Ｅは完全に突出しているロック薄板３８を示し、その端部タブ４０はボックスドア３０の頂部、及び底部の側縁から外方に突出している。
図３Ｂはボックスドア３０を非ロック状態にした時、凹形の内側縁３４の最外側部に位置する溝孔４２の外側に位置する端部タブ４０を示し、図３Ｄはボックスドア３０を所定位置にロックした時、溝孔４２内に嵌合した端部タブ４０を示している。また、図３Ｂ、及び図３Ｄは２個の設置ピン凹陥部４４と、ＦＩＭＳボックスドアのためのＳＥＭＩ（半導体製造装置材料協会）仕様によって必要な２個のボックスロック作動機構溝孔４６とを示す。
図３Ｆ、及び図３Ｇはそれぞれ前部開口キャリアボックス１８の底面４８と、この底面４８上のボックス前部保持部、叉は全部保持手段５０とを示す。また、図３Ｆは中心保持部、叉は中心保持手段５２を示し、この中心保持部５２は摺動トレー２４上の所定位置にキャリアボックス１８を取り付けるためのボックス前部保持部５０に代わるものである。好適なボックス１８として、米国、ミネソタ州チャスカのＩｎｔｅｇｒｉｓ， Ｉｎｃ．によって製造されているモデルＦ３００ウエハキャリヤがある。図３Ｆにおいて、ボックス１８はその底面４８に、５個のキャリヤ検知パッド５４と、２個の前進ボックス検知パッド５６と、キャリヤ容量（ウエハ数）検知パッド５８と、ボックス、又はカセット情報パッド６０と、ＳＥＭＩ（半導体製造装置材料協会）のＥ４７．１（１９９８年３月５日）により必要なそれぞれ１個宛の線の前端（ＦＯＥＬ）、及び線の後端（ＢＯＥＬ）の情報パッド６２とを有する。（図２５、及び図２９はボックス１８の底面４８上のパッド５８、６０、６２の位置に対応する摺動トレー２４上の４個の位置６３を示す。図２５は２個のトレー情報パッド６２の１個に対応する位置６３に設置されたロックアウトピン６３ｐを示す。）底面４８の３個の長楕円形の内方に傾いた凹陥部は運動ピン収容部、叉は運動ピン収容手段６４を形成しており、ボックス１８を適正に設置した時、摺動トレー２４上の対応する位置に固着された運動継手ピン６６（図４参照）に運動ピン収容部６４は整合する。運動継手ピン６６はねじ付き軸部を有しているのが好適であり、このねじ付き軸部を摺動トレー２４のねじ孔に掛合させ、運動継手ピン６６の高さを調整するシムを使用できるようにして、ボックス１８の適正な配列を容易にする。ボックス１８を摺動トレー２４上に適正に配列して設置した時、検知パッド５４、５８、及び情報パッド６０、６２は摺動トレー２４上の対応する位置に取り付けられたスイッチに接触し、前進ボックス検知パッド５６は棚２２上の対応する位置に取り付けられたスイッチに接触する。
図３Ｆ、及び図３Ｇにおいて、傾斜面７２を有する突起７０によって一部覆われた凹陥部６８は前部保持部、又は前部クランプ部５０を形成している。傾斜面７２は車輪、又はローラが沿って転動する斜面を形成すると共に、トレー２４はボックス１８をフロントプレート１４の孔７４に向け摺動させて、フロントプレート１４の内面７８に取り付けられたポートドア７６（図４、図５、図８、図９、図１２、及び図１３参照）にボックス１８を整合させる。
図４、図５、図６、図７、及び図７Ｂは摺動トレー２４上に設置されたキャリヤボックス１８を示し、仮想線で示した部分は摺動トレー位置決め機構８８の作動を示している。特に、図４、及び図６において、摺動トレー２４の底面９０に、ボルト９４によって、２個のＵ字状案内レール９２を固着する。案内レール９２はフロントプレート１４の外面９６に垂直な方向に、摺動トレー２４の側縁近くに延在する。案内レール９２を収容するような位置に、２個の案内軌道９８を棚２２にボルト締めし、トレー位置決め機構８８の作動に応動して、フロントプレート１４の外面９６に対し、接近、及び離間する方向に、摺動トレー２４は動くことができる。
トレー位置決め機構８８を棚２２に取り付け、この機構８８にトレーモータ１００を設け、モータ１００から継手１０４まで、軸１０２を突出し、ナット組立体１０８に貫通する親ねじ１０６を回転させるように継手１０４は軸１０２に作動するように結合する。親ねじ１０６は軸線１１０を有し、この親ねじ１０６は基端を末端軸受１１２に支持され、末端を予荷重軸受１１４に支持される。ナット組立体１０８を摺動トレー２４の底面９０に固着し、摺動トレー２４を親ねじの軸線１１０に沿う方向に動かす。
摺動トレー２４はその底面側に開口領域１２０を有し、トレー底面９０に平行な方向に、この開口領域１２０内に２個の支持部材１２２を突出させ、円筒ローラ軸受１２６を支持するプッシュピン１２４を支持部材１２２の端部に保持する。第１実施例の回動掛け止め１３０は枢着ブロック１３６の間に支持される枢着ピン１３４に取り付けられたクランプ指片１３２を有し、枢着ブロック１３６を棚２２から直立させて、トレー２４の開口領域１２０から突出させる。クランプ指片１３２は凹所区域１３８を有し、この凹所区域１３８は相互に角度的にずれた第１接触面１４０と、第２接触面１４２とを形成していると共に、円筒ローラ軸受１４６を取り付けるフック端１４４をも形成している。トレー位置決め機構８８の作動に応動して、摺動トレー２４が移動する際、第１接触面１４０、及び第２接触面１４２に接触するように、押しピン１２４を所定位置にセットして、次の作動順序に従って、それぞれクランプ部、即ちクランプ手段６８をクランプ指片１３２のフック端１４４に掛合させ、またクランプ部６８をフック端１４４から離脱させる。
ボックスドア３０がポートドア７６に整合するよう、キャリアボックス１８をフロントプレート１４に対し位置決めすべき時はいつでも、トレーモータ１００は親ねじ１０６を第１親ねじ回転方向に回転し、ナット組立体１０８を前進させ、これにより、摺動トレー２４をフロントプレート１４に向かう方向に、棚２２に沿って並進運動させる。摺動トレー２４のこの運動によって、ローラ軸受１２６を第１接触面１４０に接触させ、その結果、クランプ指片１３２を枢着ピン１３４の周りに回転させる。摺動トレー２４がフロントプレート１４に向け前進し続ける時、クランプ指片１３２は第１クランプ指片回転方向に連続的に回転し、フック端１４４は傾斜面７２を転動して昇り、ボックスクランプ部６８に嵌合し、ローラ軸受１２６は凹所区域１３８内に嵌合する。フック端１４４が完全にクランプ部６８に掛合した時、ボックスドア３０がポートドア７６に整合し、キャリアボックス１８の前側縁１４８（図３Ａ参照）がフロントプレート１４の外面９６にシ−ルする関係になるように、ローラ軸受１２６、枢着ピン１３４、及びフロントプレート１４を分離する距離をセットする。クランプ部６８が完全に掛合することによって、キャリアボックス１８を運動継手ピン６６に押圧するので、ポートドア７６から突出する掛止めキー１５０がボックスドア３０のロックを解き、ボックスドア３０を除去した時でも、キャリアボックス１８は脱落しない。
ポートドア７６、及びシールされたキャリアボックス１８から、ボックスドア３０が分離した後、フロントプレート１４からキャリアボックス１８を後退させる時はいつでも、トレーモータ１００によって親ねじ１０６を第１親ねじ回転方向の反対方向の第２親ねじ回転方向に回転し、ナット組立体１０８を後退させ、これにより、摺動トレー２４をフロントプレート１４から離れる方向に棚２２に沿って並進運動させる。摺動トレー２４のこの運動により、ローラ軸受１２６を凹所区域１３８の外に転動させ、第２接触面１４２に接触させ、この結果、クランプ指片１３２を枢着ピン１３４の周りに回転させる。摺動トレー２４がフロントプレート１４から後退を続ける際、クランプ指片１３２は第１クランプ指片回転方向の反対方向の第２クランプ指片回転方向に継続して回転し、そのフック端１４４は傾斜面を転動して下り、ボックスクランプ部６８から分離する。クランプ部６８が完全に離脱すると、運動継手ピン６６に対してキャリアボックスに加わっていた押圧力を釈放し、従って、キャリアボックス１８、及びその中味（図４に１個の半導体ウエハ１５２を示す）を摺動トレー２４から除去することができる。
第２実施例の回動掛止め１５３を図２５〜図２８に示す。回動掛止め１３０と相違し、回動掛止め１５３は（棚２２の代わりに）摺動トレー２４に支持されており、摺動トレー２４が案内レール９２に沿って摺動する際プッシュピン１２４の代わりに、空気シリンダ１５４によって回動掛止め１５３を作動させる。
特に図２５、及び図２７において、回動掛止め１５３は摺動トレー２４から直立して延びる長方形の開方内部取付けブロック１５６の側壁１５６ａ、１５６ｂの間に固着された枢着ピン１３４′に取り付けられたクランプ指片１５５を有する。クランプ指片１５５はクランプ指片１３２の構造に類似する構造を有し、相違するのは凹所区域１３８が無いことである。クランプ指片１３２の構成部分に対応するクランプ指片１５５の構成部分には同一の符号にダッシュを付して示す。クランプ指片１５５は円筒ローラ軸受１４６′を取り付けたフック端１４４′と、クランプ指片１５５の一側から突出していて、枢着ピン１３４′からずれている駆動枢着ピン１５５ｄとを有する。クランプ指片１５５は取付けブロック１５６の内部空間内で回動するから、フック端１４４′がボックスクランプ部６８に掛合し、また離脱する時、フック端１４４′は側壁１５６ａ、１５６ｂの頂面によって区切られた内部空間の外に上方に突出して、内部空間内に後退する。図２８は完全に上方位置にあるクランプ指片１５５（仮想線）と、下方位置にあるクランプ指片（実線）とを示す。
特に図２６、及び図２８において、回動掛止め１５３は第１駆動リンク、又は頂部駆動リンク１５７と、第２駆動リンク、又は底部駆動リンク１５８とを有する。頂部駆動リンク１５７は駆動枢着ピン１５５ｄに枢着された上端１５７ｕを有し、底部駆動リンク１５８は壁１５６ｂの内側に固着された固定枢着ピン１５５ｓに枢着された下端１５８ｌを有する。それぞれ頂部駆動リンク１５７の下端１５７ｌ、及び底部駆動リンク１５８の上端１５８ｕは空気シリンダ１５４の突出可能なロッド１５４ｒの末端に固着された共通枢着ピン１５５ｃに枢着されている。空気シリンダ１５４の本体部１５４ｂ内に、及びその外方に突出し得るロッド１５４ｒは摺動トレー２４に固着されている。突出可能なロッド１５４ｒがその最突出位置と、最後退位置との間に移動すると、駆動枢着ピン１５５ｄ、及び共通枢着ピン１５５ｃは図２６、及び図２８に示すそれぞれの位置の間に動く。空気シリンダの本体部１５４ｂはシリンダロッド突出ガス導入口１５４ｅｉと、シリンダロッド後退ガス導入口１５４ｒｉとを有し、切り換え可能なガス流弁によって送給される加圧ガスをガス導管は選択的に、これ等導入口に送給し、次に行う作動順序に従って、クランプ部６８をクランプ指片１５５のフック端１４４′に掛合させ、離脱させる。
ボックスドア３０をポートドア７６に整合させるため、キャリアボックス１８をフロントプレート１４に位置させるべき時は、ソフトウェア制御装置によって、使用者はソレノイド弁１５９を作動させ、ソレノイド弁１５９は応動して、加圧ガスをシリンダロッド突出導入口１５４ｅｉに送給し、その結果、クランプ指片１５５を枢着ピン１３４′の周りに回転させる。突出可能なロッド１５４ｒが本体部１５４ｂからの突出長さを増大する際、クランプ指片１５５は第１クランプ指片回転方向（反時計方向）に連続的に回転し、フック端１４４′は傾斜面７２上に転動して昇り、クランプ部６８内に嵌合するから、頂部リンク１５７と底部リンク１５８とは相互の間に鈍角を形成して、オーバセンタアラインメントを生じ、これによりクランプ位置での確実なロック作用が得られる（図２６参照）。フック端１４４′がクランプ部６８に完全に掛合する時、ボックスドア３０がポートドア７６に整合し、キャリアボックス１８の前側縁１４８（図３Ａ参照）がフロントプレート１４の外面９６にシ−ルする関係になるように、突出可能なロッド１５４ｒが完全に突出した状態での共通枢着ピン１５５ｃ、枢着ピン１３４′、及びフロントプレート１４を分離する距離をセットする。クランプ部６８が完全に掛合することによって、キャリアボックス１８を運動継手ピン６６に押圧し、これにより、ポートドア７６から突出する掛止めキー１５０のロックを解き、ボックスドア３０を取り外した時でも、キャリアボックス１８が脱落しない。次に、トレーモータ１００は親ねじ１０６を第１親ねじ回転方向に回転して、ナット組立体１０８を前進させ、これにより、摺動トレー２４を棚２２に沿って、フロントプレート１４に向かう方向に並進運動させる。
ボックスドア３０がポートドア７６から分離し、キャリアボックス１８をシ−ルした後、キャリアボックス１８をフロントプレート１４から後退させるべき時は、トレーモータ１００は親ねじ１０６を第１親ねじ回転方向の反対方向である第２親ねじ回転方向に回転し、ナット組立体１０６を後退させ、これにより摺動トレー２４を棚２２に沿って、フロントプレート１４から離れる方向に並進運動させる。キャリアボックス１８がその最後退位置に達した後、使用者は再びソフトウェア制御装置によって、ソレノイド弁１５９を作動させ、ソレノイド弁１５９は応動して、加圧ガスをシリンダロッド後退ガス導入口１５４ｅｒに送給し、その結果、クランプ指片１５５を枢着ピン１３４′の周りに回転させる。突出可能なロッド１５４ｒが本体部１５４ｂからの突出長さを減少させる際、クランプ指片１５５は第１クランプ指片回転方向の反対方向（時計方向）である第２クランプ指片回転方向に連続的に回転し、それにより、クランプ指片１５５のフック端１４４′は傾斜面７２を転動して下り、ボックスクランプ部６８から分離する。クランプ部６８の完全な掛合により、運動継手ピン６６に対して、キャリアボックス１８に加わる押圧力を釈放し、それにより、キャリアボックス１８とその中味（図４に１個の半導体ウエハ１５２を示す）とを摺動トレー２４から除去することができる。
第３実施例の流体圧力で制御される底部掛止め作動機構９００を図２９、図３０、及び図３１に示す。底部掛止め作動機構９００は底部掛止めキー９０２を第１角度位置と第２角度位置との間に回転し、キャリアボックス１８の中心保持部５２（図３Ｆ参照）を掛止めたり、掛外ししたりし、これにより、キャリアボックス１８を摺動トレー２４に保持したり、摺動トレー２４から釈放したりする。キャリアボックスの底面４８に形成された中心保持部５２は溝孔を有する頂部片によって覆われる凹所区域を有し、この溝孔は十分な寸法に開口していて、一方の角度位置に挿入された掛止めキーを収容し、他方の角度位置に挿入された掛止めキーを保持する。回動掛止め１５３と同様、底部掛止め機構９００は摺動トレー２４上に支持されるが、回動掛止め１５３と異なり、底部掛止め作動機構９００はボックスクランプ部、即ちボックスクランプ手段５０に掛合するクランプ指片を有する回動掛止めを有しない。図２９に示すように、底部掛止め作動機構９００は摺動トレー２４の内底面９０１の凹所区域内に嵌合している。底部掛止め作動機構９００は掛止めキー回転機構９０４と、掛止めキー上昇下降機構９０６とを有する。
掛止めキー回転機構９０４は２個の空気シリンダ９０８、９１０から成り、これ等空気シリンダは歯付きベルト９１６の異なる自由端に連結されたそれぞれ突出可能なロッド９１２、９１４を有する。歯付きベルト９１６は底部掛止めキー９０２を取り付けた歯付きプーリ９１８に掛合する。ボルト、又はその他の緊締具によって、摺動トレー２４に固着された共通ハウジング９２０に空気シリンダ９０８、９１０を収容する。ソレノイド弁９２２、９２４によって、加圧ガスをそれぞれの空気シリンダ９０８、９１０のガス導入ポート９２６、９２７に送給し、プッシュプル動作により、これ等空気シリンダを作動させて、歯付きプーリ９１８を回転し、これにより、９０度角度位置がずれいているのが好適な第１角度位置と第２角度位置との間に掛止め９０２を回転させる。図２９は掛止めキー９０２をその開放位置（掛外し位置）に示す。
掛止めキー上昇下降機構９０６は空気多角形ピストン９２８を具え、図３０に示すように、歯付きプーリ９１８の補足内面形状に整合する８角形が好適な外面をピストン９２８が有するようにする。（図２９において、それぞれのソレノイド弁９２２、９２４の下に位置している）ソレノイド弁９３０、９３２は導入口ハウジング９３８に取り付けられたそれぞれのガス導入ポート９３４、及びガス送出ポート９３６に加圧ガスを送給し、多角形ピストン９２８を選択的に上下動させ、これにより、掛止めキー９０２を上下動させる。中心制御機構３４９をソレノイド弁９２２、９２４、９３０、９３２の作動に連係させ、掛止めキー９０２が中心保持部５２内に予めセットされている時、第１角度位置（掛止め位置）と第２角度位置（掛外し位置）との間に、掛止めキー９０２を回転させるようにし、掛止めキー９０２をその第１角度位置（掛止め位置）、叉は第２角度位置（掛外し位置）に回転させ、掛止めキー９０２を中心保持部５２内に挿入するか、又は中心保持部から除去する。一層低い位置にある掛止めキー９０２を十分に低くセットし、キャリアボックス１８を摺動トレー２４上に最初に位置決めしている間のキャリアボックス１８のための約１０ｍｍの側部対側部の誤配列の誤差を受け入れるだけの間隙が得られるようにする。
図３０は掛止めキー回転機構９０４の横断面図である。図３０において、空気シリンダ９０８、９１０は同一の構造設計であり（但し、下に説明するように１箇所だけ相違しているが）、従って、以下の構造、及び構成部分の説明は空気シリンダ９０８のみについて説明する。空気シリンダ９０８は内部室９４０を有し、この内部室９４０は一端をブッシュ９４２により、他端を端部キャップ９４４により閉じている。ピストン９４６は突出できるロッド９１２の内端を押圧しており、突出できるロッド９１２の自由端はブッシュ９４２に貫通し、内部室９４０内のピストン９４６の位置によって定まる突出長さだけ、ロッド９１２の自由端は内部室９４０の外に突出している。比較的大きなばね常数を有し、ブッシュ９４２と、空気シリンダ９０８のピストン９４６との間に位置している復帰コイルばね９４８ｓは突出可能なロッド９１２を押圧しており、加圧ガスが無い時は、ロッド９１２を内部室９４０内に復帰させる。比較的弱い、即ちばね常数が小さい復帰コイルばね９４８ｗを空気シリンダ９１０のブッシュ９４２とピストン９４６との間に位置させ、加圧ガスが存在せず、空気シリンダ９０８の突出可能のロッド９１２が最後退位置にあって、掛止めキー９０２を中心保持部５２から掛外している時、復帰コイルばね９４８ｗによって、歯付きベルト９１６の弛みを取り除く。ピストン９４６の凹所内に嵌着した緩衝器９５０はロック板９５６によって端部キャップ９４４に取り付けた調整ねじ９５４の端部９５２に当たっている。復帰ばね９４８ｓによってピストン９４６に加わる力に応動するロッド９１２の自由端の突出最小長さを調整ねじ９５４によって設定する。
図３１は掛止めキー上昇下降機構９０６の横断面図で、上昇位置（実線）、及び下降位置（仮想線）にある底部掛止めキー９０２を示している。図３１では、底部掛止めキー９０２は軸９６０と、下部ブッシュ９６４とを有し、多角形ピストン９２８の長さに沿って延在していて、一部多角形になっている中心開口９６１内に、上部ブッシュ９６２によって、軸９６０は支持され、下部ブッシュ９６４はそれぞれの保持リング９６６、９６８によって所定位置に保持されている。軸９６０は保持リング９７０によって多角形ピストン９２８に取り付けられている。それぞれの保持リング９６６、９６８の内面に位置するエンドオブトラベルクッション９７４、９７６の間に、中心開口９６１内に形成された空所９７２内に、軸９６０の長さ方向に多角形ピストン９２８は動く。ガス導入ポート９３４、及びガス送出ポート９３６を通じて、空所９７２内に導入された加圧ガスにより、以下に説明するように、多角形ピストン９２８を動かす。
多角形ピストン９２８の外面の凹所内に嵌着されたシ−ル９７８と、軸９６０と多角形ピストン９２８との間に位置しているシ−ル９８０とによって、多角形ピストン９２８の上面９２８ｕ、又は下面９２８ｌにおいて、空所９７２内の領域を確実に気密に分離する。歯付きプーリ９１８とブッシュ９６２との間、及びガス導入ハウジング９３８とブッシュ９６４との間のシ−ル９８２によって、空所９７２を気密に確実に保持する。
図２９、図３０、及び図３１において、空気シリンダ９０８、９１０のガス導入口９２６、９２７に加圧ガスを交互に送給することによって、掛止めキー回転機構９０４は底部掛止めキー９０２を第１角度位置（掛止め位置）と第２角度位置（掛外し位置）とに回転させる。突出可能なロッド９１２、９１４は加圧ガスの送給に応動して、それぞれの空気シリンダ９０８、９１０から交互に突出し、これ等空気シリンダ内に後退し、これにより、歯付きベルト９１６に往復運動を与える。摺動トレー２４内に固着された上部軸受組立体９８６、及び下部軸受組立体９８８内に回転できるように歯付きプーリ９１８を支承する。歯付きベルト９１６の往復運動に応動して、第１角度位置と第２角度位置とに歯付きプーリ９１８は回転する。軸９６０までの上部軸受組立体９８６の距離よりも軸９６までの距離が一層近くなるように、下部軸受組立体９８８を位置させ、歯付きベルト９１６のための間隙を生ずるようにする。内部クランプ９９０と外部クランプ９９２とによって、上部軸受組立体９８６を摺動トレー２４内に保持し、これにより、掛止めキー９０２に関連する移動可能な構成部分を摺動トレー２４内に含有させる。軸９６０と上部ブッシュ９６２との間に位置する回転シ−ル９９４は空所９７２の頂端のための気密なシ−ルを形成する。軸９６０と下部ブッシュ９６４との間、及び導入口ハウジング９３８と歯付きプーリ９１８との間に位置する回転シ−ル９９４は空所９７２の底端のための気密なシ−ルを形成している。
図３１において、多角形ピストン９２８の上面９２８ｕ、又は下面９２８ｌに加圧ガスを交互に送給することによって、掛止めキー上昇下降機構９０６は掛止めキー９０２を上下動させる。ソレノイド弁９３０、９３２は導入口ハウジング９３８のガス導入ポート９３４、及びガス送出ポート９３６に加圧ガスを送給する。導入ポート９３４を導入口ハウジング９３８内の内部通路９９６に連結し、加圧ガスを多角形ピストン９２８の下面９２８ｌに送給する。導入口ハウジング９３８内の下部ブッシュ９６４の下方の内部通路９９７に送出ポート９３６を連結し、軸９６０の長さ方向に沿って穿孔した孔９９８に内部通路９９７を連通させると共に、軸９６０に通る横孔９９９で終わらせ、多角形ピストン９２８の上面９２８ｕに加圧ガスを送給する。
多角形ピストン９２８は加圧ガスの連続する送給に応動して、空所９７２内で交互に上下動し、これにより掛止めキー９０２はこれに対応して、上下動する。掛止めキー９０２の軸９６０は保持リング９７０によって、多角形ピストン９２８に取り付けられている。導入ポート９３４、及び送出９３６は加圧ガスを空所９７２に送給している時、一方は他方のための排出ポートとして作用することは当業者には明らかである。
移動スイッチのセクタ制御端として使用される光学断続装置２４８、２４９に類似する形式の光学断続装置を掛止めキー回転機構９０４、又は掛止め上昇下降機構９０６に導入することができ、これにより、それぞれ掛止め角度位置、又は掛外し角度位置、又は上昇位置、又は下降位置における底部掛止めキー９０２を検出する。
図８、及び図９はボックスロードインタフェースシステム１６のそれぞれ正面図、及び側面図であり、フロントプレート１４の孔７４に一線になって、嵌合し得る完全上昇位置にポートドア７６がある時のポートドア７６とその他のシステム構成部分の空間的な関係を示している。図８では、ボックスドア３０と、ポートドア７６とをトレー位置決め機構８８の作動によって、接触させた時、ボックスドア３０の設置ピン凹陥部４４（図３Ｂ、及び図３Ｄ参照）に整合するように、ポートドア７６の前面１６０に２個の設置ピン１６２を位置決めする。ボックス存在スイッチ１６４を各設置ピン１６２の下方に随意に位置させ、ボックスドア３０とポートドア７６とを整合連結する時に、ボックスドア３０がポートドア７６に位置的に合致していることを示す電気信号が得られるようにする。２個のポッドドア掛止めキー組立体１６６をポートドア７６内に、回転可能に位置させる。掛止めキー組立体１６６は前面１６０に貫通していて、側方に柔軟な掛止めキー１５０を有し、この掛止めキー１５０はボックスドア３０内の空間的に一線になっている溝孔４６（図３Ｂ、及び図３Ｄ参照）に嵌合し、その掛止め機構を作動させる。
図１０は掛止めキー組立体１６６の分解図であり、図１１Ａ、図１１Ｂ、及び図１１Ｃはそれぞれその（一部を断面とする）側面図、正面図、及び背面図である。これ等の図面において、掛止めキー組立体１６６は掛止めキーハウジング１６８を有し、掛止めキーモータ機構１７２（図１２、及び図１３参照）の構成部分内に、又はポートドア７６内にあるその前面１６０の背後に位置している流体圧力で制御される掛止めキー作動機構２４２（図３３〜図３７参照）の構成部分内に、沈み孔のボルト孔１７０に貫通するボルトにより取り付けられている。掛止めキーハウジング１６８は円筒形で、ネック部１７４と、一層直径が大きいベース部１７６とを有する。掛止めキー本体１７８はその一端に掛止めキー１５０を位置決めしており、この掛止めキー１５０は異なる直径の連結された円筒部１８０、１８２、１８４を有する軸に連結されている。円筒部１８４はその両端間に６角形部１８６を設置している。掛止めキーハウジング１６８は中心に位置する段付き孔１８８を有し、この孔に掛止めキー本体１７８を収容している。また掛止めキーハウジング１６８は６角形部１８６の形状に補足し合う形状で、６角形部１８６の長さに等しい長さの６角形部１９０を有する。ネック部１７４と円筒部１８０とは同一の直径であり、相互に衝合し、６角形部１９０の幅（即ち、両側間の距離）は６角形部１８６の幅（即ち、両側間の距離）より僅かに大きく、これにより、掛止めキーハウジング１６８内で掛止めキー本体１７８が側方に移動することができる。掛止めキーハウジング１６８内の沈み孔領域１９４内に嵌着したコイルばね１９２と、円筒部１８４の環状凹所の周りに嵌着したクリップリング１９６とによって、掛止めキー組立体１６６を合体して、単一ユニットとして保持する。
掛止めキーハウジング１６８、及び掛止めキー本体１７８にはそれぞれ補足し合う６角形部１９０、１８６を設け、両者間で相互に回転するのを防止する。両方の掛止めキー組立体１６６は第１角度位置と、第２角度位置との間に回転し、ボックスドア３０を開き、また閉じる。６角形部１９０、１８６の幅は僅かに異なり、融通性のある掛止めキー１６８を形成しており、側方に若干「揺動」でき、ボックスドア３０の対応する溝孔４６の公差の範囲を受け入れることができ、これによりボックスドアに対し適正に配列される。
再び、図９において、ボックスドア３０に整合し、連結する状態にポートドア７６を示し、掛止めキー１５０はボックスドアの溝孔４６内の取付け位置に戻っている。各掛止めキーハウジング１６８はそのネック部１７４に、軸受２１０を支持しており、また、軸受２１０はポートドア７６の内面２１２に支持されている。
一旦、ボックスドア３０のロックを外すと、掛止めキー１５０はボックスドアの溝孔４６内に留まり、前部ポートドア７６はボックスドア３０を保持したまま、キャリアボックス１８から離れて移動する。ボックスドア３０は掛止めキー１５０のみで、ポートドア７６に支持されている。ボックスドアの溝孔４６の寸法の公差が厳密でないこと、及び「揺動」を許す掛止めキー１５０の設計によって、ボックスドア３０は自分自身の重量の作用を受け易くなり、ポートドア７６の前面１６０に対して、滑り易くなる。ボックスドア３０とポートプレート１４との間の最初の配列がこのように変化することによって、ボックスドア３０を再設定する時、キャリアボックス１８の凹形で段が付いた内側縁３４内に、ボックスドア３０の内面３６を嵌合させるのを困難にする。
ボックスドア３０がポートドア７６との最初の相互の配列から滑って外れるのを防止するため、図３２、及び図３４に示すように、代案の実施例の掛止めキー組立体１６６は掛止めキープルバック組立体１９９を有する。掛止めキープルバック組立体１９９はポートドア７６の前面１６０に対して、緊密な関係になるようボックスドア３０を引張り、これ等の部分の最初の相互の配列関係を保持する。６角形部１８６、１９０を介して、各掛止めキー１５０は掛止めキーハウジング１６８内に回転しないように取り付けられ、これにより、掛止めキー１５０は前に述べた「揺動」が可能となり、ボックスドアの溝孔４６の公差の範囲を受け入れることができる。掛止めキー本体１７８の円筒部１８４と、掛止めキーハウジング１６８の中心にある段付き孔１８８とを変更して、プルバック組立体１９９のプルバック機能を導入するピストン２００を収容し得るようにする。
図３２、及び図３４において、環状シ−ル２０１によって取り巻かれたピストン２００をねじ、又はその他適切な取付け方法により、掛止めキー本体１７８′に取り付ける。ピストン２００はハウジング１６８′内で摺動可能であり、掛止めキー本体１７８′の縦軸線１７８ａ′に沿うどちらかの方向に掛止めキー１５０を動かす。上部ブッシュ２０２ａと、下部ブッシュ２０２ｂとの間に形成され、シ−ル２０３ａ、及び２０３ｂによって気密にシ−ルされた駆動室２０２に供給される空気のような加圧ガスによって、ピストン２００を駆動する。ガス通路２０５ａを有する供給ハウジング２０５に連結されたガス供給管２０４を通じて、加圧ガス供給源（図示せず）から、加圧ガスを駆動室２０２に供給する。通路２０５ａは掛止めキー本体１７８′の交差ポート２０６ａ、２０６ｂに連通しており、この掛止めキー本体１７８′はハウジング１６８′に貫通し、下部ブッシュ２０２ｂ、及びシ−ル２０３ｂを通して、供給ハウジング２０５内に突出している。ポート２０６ａは掛止めキー本体１７８′の縦軸線に沿って形成された孔であり、ポート２０６ｂは横方向に、交差ポート２０６ａに達するように、掛止めキー本体１７８′に形成された孔である。ポート２０６ｂは駆動室２０２内に開口しており、掛止めキー１５０がボックスドアの溝孔４６内のその取付け位置にあるとき、ポート２０６ｂはピストン２００の表面に作用する加圧ガスを供給し、ポートドア７６に対し、ボックスドア３０を緊密な関係にするよう、ボックスドア３０をポートドア７６の前面１６０に向け引っ張る方向に、ピストン２００を駆動する。
ピストン２００の反対側に復帰室２０８を設け、この復帰室に掛止めキー本体１７８′の周りに、復帰コイルばね２０９を位置させて、ピストン２００を押圧し、これにより、掛止めキー１５０を原位置に突出させ、ボックスドア３０を釈放できるようにする。
作動に当たり、各掛止めキー１５０を回転させて、ボックスドア３０のロックを解いた後、通路２０５、及びガス導入ポート２０６ａ、２０６ｂを通じて、加圧ガスを駆動室２０２に供給する。加圧ガスはピストン２００の表面に作用し、ピストン２００を復帰ばね２０９の作用に抗して動かし、掛止めキー１５０を後退させ、これにより、ボックスドア３０を引っ張って、ポートドア７６に堅く掛合させる。以下に説明するポートドア並進機構の２つの実施例のうちの一方の実施例によるポートドア並進機構により、ボックスドア３０と共にポートドア７６をキャリアボックス１８から離すように動かし、キャリアボックス１８を開く。
キャリアボックス１８を閉じるため、ボックスドア３０を再設置する用意ができた時、ポートドア並進機構はキャリアボックス１８、及びそれに配列されているボックスドア３０に向け、ポートドア７６を動かす。ボックスドアの溝孔４６内に挿入された各掛止めキーは回転して、キャリアボックス１８に接しているボックスドア３０をロックし、次に、ガス導入ポート２０６ａ、及び２０６ｂ、及び通路２０５を通じて、駆動室２０２から加圧ガスを解放する。加圧ガスの解放に応動して、復帰ばね２０９は作用し、ピストン２００の反対側の面を押圧し、掛止めキー１５０をその原突出位置に復帰させる。次に、ポートドア並進機構はボックスドア３０から離れるようにポートドア７６を後退させ、これにより、掛止めキー１５０をボックスドアの溝孔４６の外に引き出し、閉じたキャリアボックス１８からポートドア７６を完全に分離する。「揺動」の設計の要旨が無いように導入された掛止めキー組立体にも、掛止めキープルバック組立体１９９を有利に使用し得ることは当業者には明らかである。
図１２、及び図１３は掛止めキーモータ機構１７２を示し、この機構は掛止めキー１５０を第１角度位置と第２角度位置との間に回転し、キャリアボックス１８のボックスドア３０をロックし、またロックを外す。図１２、及び図１３において、ねじ付きボルト孔１７０に掛合するボルト２１６によって１個の掛止めキーハウジング１６８のベース部１７６をマスタディスク部材２１４に固着し、ねじ付きボルト孔１７０に掛合するボルト２２０によって他方の掛止めキーハウジング１６８のベース部１７６を副ディスク部材２１８に固着する。ディスク部材２１４、２１８、従って、これ等の対応する掛止めキー１５０はそれぞれの軸線２２２、２２４の周りに回転するように取り付けられている。マスタディスク部材２１４はウオーム歯２２８を有するウオーム歯車部２２６を有し、一端をモータ２３２によって駆動され、他端を軸受け２３４によって支持されるウオーム歯車軸２３０はウオーム歯２２８に噛合して、ディスク部材２１４を動かし、これにより、その対応する掛止めキー１５０を第１角度位置と、第２角度位置との間に軸線２２２の周りに動かす。モータ２３２の作動は第１角度位置と、第２角度位置との間に９０°の変位、即ちずれが生ずるように制御される。
長さが調整できる細長い継手部材、又はロッド部材２３６は第１ロッド枢着軸線２３８の周りに回動できるよう、その基端をディスク部材２１４に取り付けられ、第２ロッド枢着軸線２４０の周りに回動できるよう、その末端をディスク部材２１８に取り付けられている。ロッド部材２３６は球状継手２３６ａと、ターンバックル部２３６ｂとを有し、球状継手２３６ａとターンバックル部２３６ｂの両端部はロックナット２３６ｃによって連結され、回転調整を行った後、ロックナットはロッド部材２３６の長さを固定する。ディスク部材２１８はディスク部材２１４の運動に従動し、従って、その対応する掛止めキー１５０を軸線２２４の周りに、第１角度位置と第２角度位置との間に動かす。球状継手２３６ａは分解することなく、ターンバックル部２３６ｂを回転することによって、ロッド部材２３６の長さの調整を容易にする。しかし、そうでなければ球状継手は本発明の実施に必須のものでない。
図３３〜図３７は流体圧力で制御される掛止めキー作動機構２４２を示し、この機構は掛止めキーモータ機構１７２に代わるもので、掛止めキープルバック組立体１９９に使用するように導入して示す。モータ機構１７２が行ったように、作動機構２４２は掛止めキー１５０を第１角度位置と、第２角度位置との間に回転し、キャリアボックス１８のボックスドア３０をロックし、またロックを外す。
図３３〜図３７において、ねじ付きボルト孔１７０に契合するボルト２１６によって、一方の掛止めキーハウジング１６８′のベース部１７６をディスク部材２１４に固着し、ねじ付きボルト孔１７０に掛合するボルト２２０によって、他方の掛止めキーハウジング１６８のベース部１７６をディスク部材２１８に固着する。ディスク部材２１４、及び２１８、従って、これ等の対応する掛止めキー１５０をそれぞれの軸線２２２、２２４の周りに回転するように取り付ける。各ディスク部材２１４、２１８はレバーアームとして機能し、継手端２４３と、突出羽根２４４を有する反対端とを有する。継手端２４３はシリンダ取付けブロック２４５のための枢着部となり、ブロック２４５は空気シリンダ２４７の突出できるロッド２４６の末端に連結されている。ポートドア７６に取り付けられ、角度的に９０度、変位した、即ち、ずれたそれぞれＵ字状の透過光断続装置２４８、２４９のエミッタ脚と、センサ脚との間に動くように、羽根２４４は各ディスク部材２１４、２１８から突出する。光断続装置２４８、２４９のいずれかに羽根２４４が存在することによって、これ等装置を移動スイッチのセクタ制御端として機能させ、掛止めキー１５０のどちらが第１角度位置、又は第２角度位置にあるかを表示する。第１角度位置と第２角度位置との間の各突出可能なロッド２４６の各延長の長さはポートドア７６に位置するハードストップブロック（図示せず）によって設定され、ディスク部材の角度移動の範囲を限定する。デルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）（商標名）、又はその他適切な材料で造った緩衝器をディスク部材２１４、２１８に固着する。突出可能なロッド２４６の移動の程度を調整するように、緩衝器の厚さを選択された厚さにすることができる。従って、２個の角度位置間に「バング・バング」制御装置、即ちオンオフ制御装置として作用し、終端検出を使用しているキー掛止め機構を各空気シリンダ２４７は制御している。
突出可能なロッド２４６はディスク部材２１４、２１８を動かし、それにより、その対応する掛止めキー１５０をそれぞれの軸線２２２、２２４の周りに、第１角度位置と第２角度位置との間に回転させる。各突出可能のロッド２４６の突出位置、及び突出長さは第１角度位置と、第２角度位置との間の９０度の変位、即ち、ずれを生ずる。
特に、図３３において、中央制御システム３４９（図１８参照）によって発生する掛止めキー位置指令に応動して、空気圧制御システム６００は加圧ガスを各空気シリンダ２４７に選択的に送給する。光遮断装置２４８、２４９の対応する１個に羽根２４４が存在することによって、各掛止めキー１５０の位置についての初期状態情報を中央制御システム３４９に提供する。圧力制御システム６００はガス供給管を有し、空気シリンダ２４７の作動を制御する２個の送出ポートを有するソレノイド弁６０６の導入ポート６０４と、掛止めキープルバック機構１９９の作動を制御する単一の送出ポートを有するソレノイド弁６１０の導入ポート６０８とに、上記のガス供給管は加圧ガス供給源（図示せず）から加圧ガスを送給する。
ソレノイド弁６０６は送出ポート６２０、６２２を有し、これ等送出ポートは別個の導管を通じて、加圧ガスを流体流分割器６２６の導入ポート６２４、及び流体流分割器６３０の導入ポート６２８にそれぞれ送給する。流体流分割器６２６は２個の送出ポートを有し、各送出ポートは別個の導管を通じて、異なる１個の空気シリンダ２４７のシリンダロッド突出導入口６３２に連結する。同様に、流体流分割器６３０は２個の送出ポートを有し、各送出ポートは別個の導管を通じて、異なる１個の空気シリンダ２４７のシリンダロッド後退導入口６３４に連結する。中央制御システム３４９によって、電気導線６３６に提供された指令信号は導入ポート６０４から送出ポート６２０、６２２の一方への加圧ガスの流路を選択的に制御し、突出可能のロッド２４６を突出させ、又は後退させ、これにより、掛止めキー１５０をその第１角度位置と、第２角度位置との間に回転させる。流量弁６０６はそれぞれ送出ポート６２０、６２２によって生ずるガス流路に対応するガス排出ポート６３８、６４０を有し、これ等排出ポートに導管を連結し、包囲された無塵環境のハウジングから遠ざけるようにして、排出ガスを放出する。
ソレノイド弁６１０は送出ポート６５０を有し、この送出ポート６５０は流体流分割器６５４の導入ポート６５２に加圧ガスを送給する。流体流分割器６５４は２個の送出ポートを有し、異なる１個の掛止めキープルバック組立体１９９のガス供給管２０４に別個の導管を通じて、各送出ポートは連結している。電気導線６５８に中央制御システム３４９によって提供される指令信号は導入ポート６０８からの加圧ガスの流れを送出ポート６５０に送給し、開いているボックスドア３０の溝孔に嵌着している掛止め１５０、及び開いているボックスドア３０を後退させ、ボックスドア３０とポートドア７６とを確実に整合するように連結する。流量弁６１０は送出ポート６５０によって生ずるガス流路に対応するガス排出ポート６６０を有し、このガス排出ポートに導管を連結して、包囲された無塵環境のハウジングから遠ざけるように、排出ガスを放出する。
図８、図９、及び図１２は昇降組立体２８を作動可能に連結されたポートドア移動台機構２５２に取り付けられたポートドア並進機構２５０を示す。ポートドア７６は案内軌道２５４を有し、この案内軌道はポートドア移動台機構上の案内レール２５６に沿って摺動するから、ポートドア７６が孔７４に一線になっている時、フロントプレート１４の内面７８に対し接近、又は離間するようにポートドア７６を動かすことができる。
ポートドア７６は掛止めキーモータ機構１７２を収容する上部長方形部２５８と、ポートドア並進機構２５０を収容する下部長方形部２６０とを有する。ポートドア７６の上部２５８は表面部２６４を画成する高さを有する段付き領域２６２を有し、この表面部２６４が孔７４内に嵌着して、掛止めキー１５０をボックスドア３０の溝孔４６に整合させた時、この段付き領域によって、ポートドア７６がフロントプレート１４の内面７８に対してシ−ルされた連結部を形成するようにする。スピンドル２７２に連結されたモータ２７０と、一端をプーリ２７６に連結され、他端を予荷重軸受２７８に支持された親ねじ２７４とをポートドア７６の下部２６０は支持する。スピンドル２７２をプーリ２７６に連結するベルト２８０によって、親ねじ２７４を回転させ、ナット組立体２８２を駆動し、親ねじの回転方向に応じて、内面７８に対し、接近、又は離間するように、案内レール２５６に沿って、ポートドア７６を摺動させる。
表面部２６４は孔７４に嵌合する寸法なので、昇降組立体２８がポートドア移動台機構２５２をその最上位置に動かしてしまうまでは、モータ２７０は作動しない。ポートドア並進機構２５０がポートドア７６をポートプレート１４の内面７８から完全に離れるように動かした後、昇降組立体２８はポートドア移動台機構２５２をその最下位置に動かす。
図１３、図１４、及び図１５はポートドア７６の頂部側に近い内部の凹所内に取り付けられた差動透過光走査組立体２９０のそれぞれ、背面図、平面図、及び側面図である。昇降組立体２８に連動して作動する走査組立体２９０は２個の走査指片２９２ｌ、２９２ｒを有し、前者の走査指片２９２ｌは基端３００ｌで指片枢着軸線２９８ｌの周りに、軸受２９６ｌ内で回動するように取り付けられた指片軸２９４ｌを有し、後者の走査指片２９２ｒは基端３００ｒで指片枢着軸線２９８ｒの周りに、軸受２９６ｒ内で回動するように取り付けられた指片軸２９４ｒを有する。走査指片２９２ｌは末端３０９ｌにおいて、一方が他方の頂部に位置している光センサ３０６ａ、及び３０８ａを支持している。走査指片２９２ｒは末端３０９ｒにおいて、一方が他方の頂部に位置している光エミッタ３０６ｂ、及び３０８ｂを支持している。光センサ３０６ａと光エミッタ３０６ｂとの間の光伝搬路３１０、及び光センサ３０８ａと光エミッタ３０８ｂとの間の光伝搬路３１２はウエハ１５２の主要表面に垂直な方向に同一平面上にある。この平面内で、光伝搬路３１０、３１２は点３１４（図１７参照）で交差している。
ポートドア７６内に取り付けられた走査モータ３２０は指片枢着軸線２９８ｌと２９８ｒとの間の等しい距離の位置に設定された回転軸線３２４を有する中心軸線３２２を具える。中心軸線３２２はディスク部材３２６を支持しており、このディスク部材には相互に角度的に離間された２個の固定ピン３２８、３３０を取り付けており、以下に述べる機能を遂行させる。ロッド部材３２２ｌはロッド基端枢着軸線３３４ｌの周りに回動するようディスク部材３２６上のピン３２８に基端を取り付け、ロッド末端枢着軸線３３８ｌの周りに回動するよう指片軸２９４ｌの継手凹所取付け部３３６ｌに末端を取り付けている。ロッド部材３３２ｒはロッド基端枢着軸線３３４ｒの周りに回動するようディスク部材３２６上のピン３３０に基端を取り付け、ロッド末端枢着軸線３３８ｒの周りに回動するよう指片軸２９４ｒの継手凹所取付け部３３６ｒに末端を取り付けている。
走査モータ３２０は±４５°の往復運動を中心軸３２２に与え、ピン３２８、３３０をディスク部材３２６上で角度的に離間し、走査指片２９２ｌ、及び２９２ｒを完全突出位置（図１４に実線で示す）と、完全後退位置（図１４に仮想線で示す）との間に回動させる。従って、走査指片２９２ｌ、及び２９２ｒはそのそれぞれの指片枢着軸線２９８ｌ、及び２９２ｒの周りに、完全突出位置と、完全後退位置との間に９０°移動する。走査指片２９２ｌ、及び２９２ｒの突出、後退は流体シリンダの使用によっても行えることは当業者には明らかである。
図１４は完全突出位置にある走査指片２９２ｌ、及び２９２ｒのそれぞれの末端３０９ｌ、及び３０９ｒはウエハカセット３２内に保管されたウエハ１５２を跨いでおり、光伝搬路１１０、１１２は走査される各ウエハの弦に交差することを示している。
走査指片が完全に突出した時、センサ３０６ａ、及び３０８ａ、及びエミッタ３０６ｂ、及び３０８ｂはウエハキャリアボックス１８が占める領域の内側に設置され、相互に交差する２個の光伝搬路３１０、３１２を形成するようにこれ等センサ、及びエミッタは配列されている。１個、又は両方の光伝搬路３１０、３１２に交差するように配置されたウエハ１５２が存在していると、１個、又は両方のエミッタ３０６ｂ、及び３０８ｂから伝搬する光がその対応するセンサ３０６ａ、及び３０８ａに到達するのを遮断する。従って、１個、又は両方の光伝搬路の遮断によって情報を提供し、ウエハのピックアップのためのロボット組立体２０の位置決めのため、又はウエハ１５２がウエハカセット３２の溝孔内にあるか、無いか、２個のウエハ１５２がウエハカセット３２の同一の溝孔を占領していないか、又はウエハ１５２がウエハカセット３２の２個の溝孔を占領していないか（即ち交差溝孔位置にないか）を決定するために、この情報を使用することができる。光ビームセンサ３０６ａ、３０８ａ、及びエミッタ３０６ｂ、３０８ｂの取付け形態、及び作動は特に図１６Ａ、及び図１６Ｂを参照して次に説明する。
図１６Ａはそれぞれの走査指片２９２ｌ、２９２ｒへのセンサ３０８ａ、エミッタ３０８ｂの設置のダイアグラムを非常に拡大して詳細に示し、図１６Ｂはそれぞれの走査指片２９２ｌ、２９２ｒへのセンサ３０６ａ、エミッタ３０６ｂの設置ダイアグラムを非常に拡大して詳細に示す。図１６Ａ、及び図１６Ｂにおいて、僅かに上方に傾斜した取付け面区域のそれぞれの走査指片２９２ｌ、２９２ｒ内にセンサ３０６ａ、及びエミッタ３０６ｂを取り付け、走査指片２９２ｌ、２９２ｒの頂面の平面に対し、＋０．７５°傾いた直線光ビーム路３１０を生ぜしめる。センサ３０８ａ、及びエミッタ３０８ｂを僅かに下方に傾斜した取付け面区域のそれぞれ走査指片２９２ｌ、２９２ｒ内に取り付け、走査指片２９２ｌ、２９２ｒの頂面の平面に対し−０．７５°傾いた直線光ビーム路３１２を生ぜしめる。図１７は交差する光ビーム路３１０、３１２に対する摺動トレー２４上へのウエハカセット３２の設置状態の前面図を示すダイアグラムである。ビーム路３１０、３１２は垂直平面内に同一平面であり、走査指片２９２ｌと、２９２ｒとの間の距離の中心における点３１４で、交差するように反対方向に角度的に傾斜している。また、図１７はウエハカセット３２内にウエハ１５２の適正な位置合わせを示す位置で、ウエハカセット３２の上方に位置している半導体ウエハ１５２を仮想線で示している。
光ビーム路は角度的に傾斜しており、従って、特に上昇した位置にあって、ウエハカセットの溝孔に適正に位置合わせされた単一のウエハ１５２は等しく両方のビームを遮断する。図１５に示し、以下に一層詳細に説明するように、走査組立体２９０はポートドア移動台３４４を動かす昇降組立体上に支持されており、ポートドア移動台３４４の垂直位置は光学位置エンコーダ３４２によって測定される。ポートドア移動台３４４の移動によって、ウエハカセット３２の内容物の連続的な走査が行われる。次の特定の昇降機位置を過ぎて、昇降移動台が移動する際、センサ３０６ａ、３０８ｂはウエハの厚さに等しい昇降機の移動量に関する等しい絶対値の出力信号を発生する。（ウエハ１５２が溝孔に合致した時、光ビーム路３１０、３１２についての対応するセンサ、及びエミッタによって、この同一のウエハ厚さは測定される。）この信号の絶対値は変化するが、ポートドア移動台３４４が次の特定の昇降機位置に移動する際、信号間の差は変化しない。
交差溝孔位置におけるウエハ１５２は特定の昇降機位置について、唯１個のビームを遮断し、これにより、センサ３０６ａ、３０８ｂに異なる絶対値の出力信号を発生させる。入射光線の存在を示すこのセンサの出力は開放溝孔を表しており、従って、ウエハ３２の水平傾斜角の方向を表している。
差動光走査組立体２９０の共通モード除去性質は機械的な振動によって生ずる信号摂動を除去し、正確な個々のウエハ厚さの測定値を提供する。同一の溝孔を占領している２個のウエハ１５２は特定の昇降機位置に関する両方の光ビーム３１０、３１２を遮断する。しかし、ポートドア移動台３４４が次の特定の昇降機位置まで移動する際、信号の絶対値、及び信号間の差はポートドア移動台３４４の名目上の垂直移動よりも一層長くにわたり、変化しない。連続的な信号の遮断は溝孔内の称呼のウエハ厚さより一層大きく表示し、これにより溝孔を２個のウエハが占領していることを表示する。上記の交差したビーム路を検出する構成は本願の譲受人に譲渡された１９９８年８月２７日に出願された米国特許出願第０９／１４１８９０ 号に記載されている。
光ビームセンサ３４６ａ、及びエミッタ３４６ｂは上述の同一平面の光路３１０、３１２の方向に対して横方向（好ましくは垂直な方向）の光伝搬路３４８を形成する。ウエハ１５２がキャリアボックス１８の前部開口内の溝孔から突出するように脱落してしまっているかどうかを検出するため、ウエハキャリアボックス１８が占めている領域の外側であって、フロントプレート１４の外面９６の孔７４の頂部側、及び底部側に、センサ３４６ａ、及びエミッタ３４６ｂが位置している。キャリアボックス１８の外に落ちる脱落したウエハ１５２は光伝搬路２４８を遮断して、信号を発生するが、この信号はポートドア移動台３４４が更に下降できないようにし、これにより、ポートドア７６が下降する際、突出するウエハ１５２が走査指片２９２ｌ、及び２９２ｒによって切り取られるのを防止する。図１８に示すように、センサ３０６ａ、３０８ｂ、３４６ａの出力信号、及び位置エンコーダ３４２の出力信号は中央制御システム３４９によって処理され、上述のウエハが正しい位置にあるか否かを決定する。
上述の好適な実施例のいずれかのボックス保持クランプ機構については、ボックスロードインタフェースシステム１６は摺動トレー２４上にキャリアボックスが存在していること、及びその配列情報を示す計測器を具えている。図１、図６、図１９、図２５、及び図２９では、光ビームセンサ３９０ａ（図１９、図２５、図２９参照）、及び光ビームエミッタ３９０ｂ（図１、図６、及び図１９参照）はフロントプレート１４の外面９６、及び摺動トレー２４のキャリアボックス取付け面に対して横方向の光伝搬路３９２（図１９参照）を形成している。ウエハキャリアボックス１８が摺動トレー２４上に設置された時、このウエハキャリアボックス１８によって占められた領域に通過する伝搬路３９２の方向が確立される位置において、フロントプレート１４の外面９６の孔７４の上方に、摺動トレー２４にセンサ３９０ａ、及びエミッタ３９０ｂは取り付けられる。ウエハキャリアボックス１８によって同時に押圧される５個のキャリアボックス設置スイッチ３９４（図２５、及び図２９参照）は運動継手ピン６６上のその適正な合致位置にあることを表示する。中央制御システム３４９は光伝搬路３９２の連続性と、設置スイッチ３９４の状態とを監視する。中央制御システム３４９によって、インジケータ光３９６（図１、及び図６参照）の照射を行わせ、キャリアボックス１８の存在を表示し、４個のインジケータ光３９８（図１、及び図６参照）の種々の組合せによって、摺動アレー２４上のキャリアボックス１８の誤配列の状態を表示する。
図１、図８、図９、図１２、及び図１５はポートドア７６を支持する昇降組立体２８を示し、図１２はポートドア７６を最上昇位置（実線にて示す）３５０と、最下降位置（輪郭を仮想線に示す）３５２とを示す。昇降組立体２８は側部駆動親ねじ機構３５４を具え、この機構３５４は縦軸線３６２の周りに回転するよう上端を予荷重端部軸受３６０に支持され、平滑に回転する高トルク直流モータ３５８によって下端を駆動される親ねじ３５６を有する。このモータとしては、市販されていて、この分野で知られている多数のサーボモータがあり、この目的に適している。モータ３５８は入力制御器に連通しており、この入力制御器によって制御され、この入力制御器は入力指令電圧信号を発生する。この入力制御器は本発明のインタフェースシステムの作動を指示する中央制御システムの一部を形成する。モータ３５８に送出された入力指令信号はモータ駆動出力軸３６４の回転に変換される。モータ３５８は電圧入力信号の極性を反映する２方向回転出力を発生する。このモータ駆動出力軸３６４は親ねじ３５６に作動可能に連結されている。モータ駆動出力軸３６４の回転によって、親ねじ３５６の対応する回転を生ずる。親ねじナット組立体３６６は親ねじ３５６に螺合していて、ポートドア移動台３４４に作動可能に連結されており、ポートドア移動台３４４はポートドア７６の側面、及び親ねじ３５６に連結されている。従って、親ねじ３５６の回転は親ねじ３５６の長さ方向に沿う親ねじナット組立体３６６の直線移動となる。このことはポートドア移動台３４４の直線移動となり、ポートドア７６を上昇させ、又は下降させ、ウエハ走査動作を遂行する。
光学位置エンコーダ３４２は親ねじナット組立体３６６の位置を連続的に監視し、その位置に関してフィードバックを行うから、これにより、ポートドア７６に取り付けられた走査指片２９２ｌ、２９２ｒに対するウエハカセット３２内に保管されたウエハ１５２の位置をフィードバックする。エンコーダ移動台３７２を親ねじナット組立体３６６に対し固着した関係に取付け、従って、エンコーダ移動台３７２は親ねじナット組立体３６６と共に移動する。エンコーダ移動台３７２は光学位置エンコーダ３４２の移動可能な構成部分のためのハウジングを提供する。親ねじ３５６の回転によって生ずるエンコーダ移動台３７２の移動の結果として、走査組立体２９０は移動する。
親ねじナット組立体３６６の位置を監視する代案の機構としては、Ｍａｘｏｎ によって製造されているモデル１３７５４０（３５ｍｍ）、又はモデル１４８８７７（４０ｍｍ）のＭａｘｏｎ モータに使用するＭａｘｏｎ の名で市販されているモデル１１０５１４のエンコーダのような対をなす回転エンコーダを親ねじナット組立体の端部の一方に取り付けることによって達成される。
縦軸線３６２に平行に配置された高精度の低摩擦直線軸受組立体３７８によって、固定垂直支持板３７４に、ポートプレート７６、及びエンコーダ移動台３７２を摺動可能に取り付ける。直線軸受組立体３７８は親ねじナット組立体３６６の移動長さの全長にわたり延在しているのが好適であり、これにより、エンコーダ移動台３７２の移動路の全長に沿って、確実にエンコーダ移動台３７２を案内する。親ねじナット組立体３６６、及びエンコーダ移動台３７２の移動を連続的に監視し、この移動に関しフィードバックを行う種々の形式の位置エンコーダ、及び装置はこの分野で既知であり、この目的に適するものである。光学エンコーダ組立体は一般に好適であり、エンコーダ移動台３７２の位置を連続的に監視するためモアレ（Ｍｏｉｒｅ） 縞パターンの原理を使用して作用するエンコーダは特に好適である。
光学位置エンコーダ３４２は読取りヘッド取付け部材３８０を有し、一連の発光ダイオードをこの取付け部材に取り付けている。基準グレーティングを読取りヘッド取付け部材３８０に剛固に取り付け、固定グレーティング３８２をエンコーダ移動台３７２の移動長さの全長に沿って延在させる。モアレ縞パターンの原理を使用して作動する固定グレーティング３８２、及びヘッド取付け部材３８０の構造設計、及び機能は既知であり、本願人に譲渡された米国特許第５３８２８０６ 号に記載されている。
次に、ウエハ移送システム１０の作動順序を要約して説明する。操作者、又はロボット機構が摺動トレー２４上にキャリヤボックス１８を設置し、ＳＥＭＩ仕様によって必要な全ての１１個のセンサによって、運動継手ピン６６上にキャリアボックス１８が適正に位置合わせしていることをチェックする。操作者、又はプログラム制御装置は摺動トレー２４によって、比較的迅速にフロントプレート１４の孔７４に向けキャリアボックス１８を動かす。ボックスドア３０がボックス３０の溝孔４６に対する掛止めキー１５０の貫入点に到達する時、制御装置によって、トレーモータ１００の運動を一定速度まで遅くする。この制御器はトレーモータ電流を検知することにより、又は記憶された摺動トレー位置プロファイルに追従することによって、障害物、又は公差の変化外のプラスチック構成部分を検出し、ボックス３０が掛止めキー１５０に適正に掛合するのを阻止する条件下で摺動トレー２４をオーバパワーにするのを防止する力フィードバックシステムに具体化されている。このモータ電流の検知は摺動トレー２４が移動した距離に対する時間についての電流の量を検知することを伴う。トレー位置プロファイルの追従はトレーモータ１００に設置された回転位置決めエンコーダから生ずる現在位置を記憶された位置プロファイルに比較することを伴う。この力フィードバックシステムは掛合の妥当な帯域について、キャリアボックスに加わる弱い力の基準を確立する。このようにして、キャリアボックスに加わる力が超過した時、トレーモータ１００を停止させ、これにより、掛止めキー１５０による貫入が行われる前に、摺動トレー２４の移動方向の反転を可能にさせる。
ボックスドア３０がポートドア７６に整合し、前側縁１４８がフロントプレート１４の孔７４の斜めの側縁に対しシ−ルを形成した時、クランプ指片１３２はキャリアボックス１８を摺動トレー２４に取り付けるのを完了しており、掛止めキーモータ機構１７２は掛止めキー１５０を回転し、ドア３０をポートドア７６にロックする。ポートドア並進機構２５０はボックスドア３０、及びポートドア７６をフロントプレート１４の内面を越えて引っ張る。ここに存在するセンサ３４６ａはいずれのウエハ１５２がウエハカセット３２から突出しているかを決定する。走査指片２９２ｌ、２９２ｒの指片枢着軸線２９８ｌ、２９８ｒの近くに位置するここに存在する第２センサ３４７ａはウエハ５２の過剰な突出を検知し、昇降組立体２８による更なる下方への運動を防止する。
昇降組立体２８はポートドア移動台３４４、従って、ポートドア７６を約３ｃｍ下降させ、走査指片２９２ｌ、２９２ｒはその完全に突出した位置まで、ポートドア７６の外に飛び出る。次に、昇降組立体２８はポートドア移動台３４４を下降させ、ウエハカセット３２の内容物を走査する。少なくとも１個のウエハ１５２がウエハカセット３２から突出していることをここに存在するセンサ３４６ａが示せば、走査指片２９２ｌ、２９２ｒは各ウエハ位置で後退し、外方に飛び出して、突出しているウエハ１５２をウエハカセット３２の溝孔内に戻す。障害物がも早、存在しないことをセンサ３４６ａが示すまで、走査指片２９２ｌ、２９２ｒは各ウエハ位置について、上記の飛び出すフリッピングプロセスを繰り返す。
走査の完了に続いて、走査指片２９２ｌ、２９２ｒは後退し、昇降組立体２８はポートドア移動台３４４をその最下位置に動かし、ロボット組立体２０によるウエハの処理が行われる際、ポートドア７６は停止したままである。ウエハの処理が完了すると、昇降組立体２８はポートドア７６をその最上位置に復帰させ、ボックスドア３０をポートドア７６から分離し、キャリアボックス１８をフロントプレート１４から離れるように後退させる。
図２、及び図１９〜図２４において、ロボット組立体２０は直線移動ロボット組立体４００に沿って位置することができる。直線移動組立体４００はステージベース４０６に取り付けられた枕ブロック４０４によって、両端を支持された固定親ねじ４０２を有する。各枕ブロック４０４はステージベース４０６にボルト締めされ、叉はその他の方法で取り付けられている。モータ被動回転ナット機構４０８はロボット組立体２０に取り付けられ、ロボット組立体２０を並んだフロントプレート１４の孔７４の間に、親ねじ４０２に沿って動かす。ナット機構４０８は移動台４２４に取り付けられたハウジング４２２内に収容されている。移動台４２４はロボット組立体２０を支持するロボット取付け板４２５に連結されており、ロボット組立体２０は移動台４２４と共に、孔７４と孔７４との間に親ねじ４０２に沿って移動する。移動台４２４は上部軌道４２６と、下部軌道４２８とを有し、これ等軌道はステージベースにボルト締めされた、叉はその他の方法で取り付けられた上部レール４３０と下部レール４３２とに沿って移動する。ステージベース４０６は各端部にボルト締めされた、叉はその他の方法で取り付けられた配列緊締具４３４によって、フロントプレート１４に動かないように取り付けられている。ハウジング４２２は金属板カバー４３６を有し、ナット機構４０８に汚れや塵埃が堆積しないように防止すると共に、ナット機構４０８が親ねじに沿って移動する際、衣類、又はその他のものがナット機構４０８に巻き込まれ怪我をするのを防止する安全カバーとして働くようにする。ナット機構４０８は金属板カバー４３８、４４０によって更に保護されており、これ等カバーはねじ４４１によって、ステージベース４０６に連結されており、移動台４２４の溝孔４４２内に突出しており、ねじ４４４によって取り付けられている。金属板カバー４３８、４４０の端部は移動台４２４内に設置されたプラスチックグライド４４６に協働して金属板カバー４３８、４４０が曲がるのを防止すると共に、いかなる誤配列をも吸収して、これ等の直線性を保持する。またグライド４４６は移動台４２４と金属板カバー４３８、４４０との間の金属対金属接触を防止し、汚れを防止する。
ナット機構４０８はベルト４５２を介してモータ４５０によって回転する親ねじナット４４８を有する。モータ４５０をモータ取付け部４５４によって、ハウジング４２２に取り付ける。モータ４５０は駆動軸４５６を有し、円錐クランプ４６０によってこの駆動軸に取り付けたモータプーリ４５８を駆動軸４５６は回転させる。ベルト４５２を親ねじナットプーリ６４２に、駆動できるように連結し、親ねじナット４４８を回転させる。インナレース軸受クランプ４６６、及びアウタレース軸受クランプ４６８を介して、ハウジング４２２に連結された軸受４６４内で、親ねじナットプーリ４６２を回転させる。親ねじナット４４８の一端をねじにより、親ねじナットプーリ４６２に連結し、ロックナット４７０によって、親ねじナット４４８が親ねじナットプーリ内で回転するのを防止する。親ねじナット４４８は一端に弾性指片４７２を有し、この弾性指片４７２にはめねじが形成されており、この弾性指片４７２のめねじを親ねじ４０２に螺合させるため、親ねじナットスリーブによって、弾性指片４７２は強制的に内方に押圧される。親ねじナットスリーブ４７４と、親ねじナットプーリ４６２との間に設置された波形ばね４７６によって、親ねじナットスリーブ４７４を親ねじナット４４８のこの指片の端部に向け押圧する。親ねじナットスリーブ４４８上の内部カム面４７８は弾性指片４７２の拡大端４８０に作用して、これ等指片を強制的に内方へ押圧して、親ねじ４０２に確実に螺合させる。
移動台４２４の下に設置され、トレー４８４によって支持される電気ケーブル４８２からの電力をモータ４５０は受ける。ケーブル４８２は関節軌道４８６内に支持されて、その一端は電源４８８に接続され、反対端は移動台４２４上の動力ハウジング４９０に接続されており、ケーブル４８２は移動台４２４と共に移動することができる。
親ねじナット４４８を上述のように回転することによって、ロボット組立体４００を一位置から他方の位置に動かし、移動台４２４が最終位置に達するまで、親ねじ４０２に沿って、移動台４２４を前進させる。直線エンコーダスケール５００は移動台４２４に連結されていて、移動台と共に移動し、移動台４２４の位置を表示する。親ねじ４０２の各端部において、端部止め５０２をステージベース４０６に連結し、移動台４２４を適正な位置に停止させる。ボックスロードインタフェースシステム１６によってフロントプレート１４に整合したウエハキャリアボックス１８からウエハを回収し、復帰させるようロボット組立体２０を位置させる。
ロボット組立体２０の正確な配列を確実にするため、フロントプレート１４はステージベース４０６のための取付け孔４１０を有し、この取付け孔４１０は垂直方向、及び中心対中心の配列を確実にするため、ポートプレート７６に対するロボット組立体２０を容易に基準定めするための位置合わせ点を構成している。システムの拡張において設けた付加的サブシステムが予め割り当てられた位置合わせ点に自動的に配列するから、この構成は有利である。
図３８〜図４５は４つ棒移動台組立体５１０を示し、この組立体はポートドア並進機構２５０とポートドア移動台機構２５２の機能を組み合わせる一体構造の代案の実施例である。両方の実施例に共通な構成部分に同一の符号を付す。
図３８〜図４４において、昇降組立体２８はポートドア７６を上下動し、フロントプレート１４の孔７４に対し接近し、離間するようにポートドア７６を動かすため、４つ棒リンク機構５１２に協働する側部駆動親ねじ機構３５４を使用するのが好適である。リンク機構５１２はポートドア７６を親ねじ機構３５４に結合する。リンク機構５１２はＺ移動台５１８、及びＨ字状リンク移動台５２０に互いに結合し、これ等に枢着された２対の枢着リンク、又は２対の棒リンクを具える。Ｚ移動台５１８はフロントプレート１４の外面９６に近く設置された親ねじナット組立体３６６に、剛固に取り付けられ、リンク移動台５２０はフロントプレート１４の内面７８に近く設置されたポートドア７６に、剛固に取り付けられている。モータ３５８によって、駆動される親ねじ３５６はフロントプレート１４の外面９６に取り付けられたバックボーン構造５２４に取り付けられたレール５２２上に、Ｚ移動台５１８を垂直に動かす。２対の棒リンク５１６はその端部をＺ移動台５１８、及びリンク移動台５２０の異なる対向側面に枢着しており、後者はその一部をバックボーン構造５２４の細長い垂直開口に貫通している。図４２、及び図４３、及び図４４は図４１に示したＺ移動台５１８、及びリンク移動台５２０の右側面、及び左側面にそれぞれ枢着した異なる対をなす棒リンク５１６を示す。棒リンク５１６はＺ移動台５１８の直線移動に応動して棒リンク５１６が回動する際、高さを変化させる平行四辺形を形成するように位置している。バックボーン構造５２４に取り付けられた移動案内ローラ５３０は機械的な止めとして一部作動し、これにより、リンク移動台５２０、及びポートドア７６の垂直移動を限定する。案内ローラ５３０によって設定されたリンク移動台５２０の最高高さはポートドア７６をフロントプレート１４の孔７４に配列する。従って、案内ローラ５３０はカム面従動装置として機能する。
４つ棒移動台組立体５１０は次のように作動する。昇降組立体２８によって親ねじ３５６を回転させ、親ねじ３５６の長さに沿う、親ねじナット組立体３６６の対応する直線移動を行わせる。この結果、Ｚ移動台５１８の直線移動を生じ、このＺ移動台を上昇させ、又は下降させる。親ねじ３５６の回転方向によって、図３９に示す最下位置から、Ｚ移動台５１８を上方に動かす時は、リンク移動台５２０はＺ移動台５１８と一体に上方に移動する。これは流体平衡機構の作動によって、両側に位置している棒リンク５１６が水平方向に、相互に平行に配列するからであり、この流体平衡機構の構造、及び作動については図４５を参照して以下に説明する。
図４０に仮想線で示すように、リンク移動台５２０の上面５３２が案内ローラ５３０に接触するまで、棒リンク５１６はその水平傾向を維持する。リンク移動台５２０は案内ローラ５３０に固定し、Ｚ移動台５１８はその上方への移動を継続する。リンク移動台５２０が上方への移動方向に固定して留まる間に発生するＺ移動台５１８の連続する上方への移動により、棒リンク５１６を高さが減少する平行四辺形として回動させ、Ｚ移動台５１８の移動方向に垂直な方向に、リンク移動台５２０、従ってポートドア７６を引き出す。底部操向ローラ５３４をバックボーン構造５２４に取り付け、リンク移動台５２０が内面７８に向け前進し、ポートドア７６がフロントプレート１４の孔７４に向け一線に前進する際、リンク移動台５２０の底面５３６を収容する。底部操向ローラ５３４はリンク移動台５２０の回転運動を防止し、これにより、Ｚ移動台５１８が内面７８に向け前進する際、Ｚ移動台５１８の移動方向に垂直なリンク移動台５２０の移動方向である直線的な内方に向く方向を維持する。操向ローラ５３４も流体平衡機構に関連する流体圧力喪失状態下で、リンク移動台５２０が降下するのを防止する。ポートドア７６がフロントプレート１４の孔７４に嵌着して、シ−ル掛合に達する時、Ｚ移動台５１８は図４０に実線で示す最高位置に達する。
親ねじ３５６の回転方向により、Ｚ移動台５１８をその最高位置から下方に動かす時、棒リンク５１６は回動して、高さを増大する平行四辺形を形成し、リンク移動台５２０を内面７８から離れるように動かし、これにより、ポートドア７６をフロントプレート１４の孔７４から後退させる。Ｚ移動台５１８、及びリンク移動台５２０が継続して、Ｚ移動台５１８の最下位置に下降している時、リンク移動台５２０の上面５３２がも早、案内ローラ５３０に接触しなくなった後、両側に位置している棒リンク５１６は相互に平行な水平位置を占める。
特に図４３、及び図４４において、Ｚ移動台５１８、及びリンク移動台５２０の左側側面上に、案内ローラ５３０に一層近く位置している棒リンク５１６の表面５４４の下方の位置に、リンク移動台５２０の側面５４２上に、ハード止めブロック５４０を取り付ける。ハード止めブロック５４０は衝撃面５４６を提供しており、この衝撃面５４６に、棒リンク５１６の表面５４４が摺動する。これにより、図４４に示すように、リンク移動台５２０の上面５３２が案内ローラ５３０に接触していない時、棒リンク５１６（及び残りの３つ棒リンク５１６）が水平位置を過ぎて、時計方向に回転するのを防止する。棒リンク５１６が回転し過ぎる傾向は以下に説明するように、リンク移動台５２０を過大に平衡させるように、即ちポートドア７６を持ち上げるように仕組んだ平衡機構５５０の作動に起因する。
４つ棒移動台組立体５１０はポートドア並進機構２５０と、ポートドア移動台機構２５２との機能を組み合わせた一体構造の好適な具体化である。しかし、指示された２方向（即ち垂直方向、及び水平方向）にポートドア７６を移動させるための適切な案内機構に組み合わせて、移動台組立体にわずか１個の棒リンク５１６を使用することが可能であることは当業者には明らかである。例えば、代案の実施例はＺ移動台、及びリンク移動台の各頂部側、及び底部側に１個宛位置している１対の棒リンクを有するか、又は希望する運動を行うように設計されたカムローラ従動機構を具体化した単一棒リンクを有する。更に、側部駆動親ねじ機構３５４の代わりに、２個のシリンダを有する２シリンダ流体駆動機構を使用することができる。直列に連結され、適切な長さの突出可能なロッドを有する２個の流体シリンダは上述のように達成される指示された移動を生ずる。
図４５において、垂直水平ポートドア変位流体制御平衡機構５５０は上方、及び下方（即ち垂直方向）、及び内方、及び外方（即ち水平方向）の引き続くその並進移動中、ポートドア７６の重量を平衡させる。その好適な具体例においては、平衡機構５５０はポートドア７６の重量を僅かに過剰に平衡させ、僅かな上昇力をポートドアに加える。平衡機構５５０は本体部５５４を有する流体圧力、特に空気圧の一定力シリンダ５５２を有し、シリンダ５５２はその閉端をバックボーン構造５２４に固着された下部支持部材によって支持され、シリンダ５５２の開放端から突出可能なロッド５５８を突出させている。シリンダ本体部はバックボーン構造５２４に対し、固定しており、突出可能ロッド５５８はリンク移動台５２０、従って、ポートドア７６の垂直移動に応動して、本体部５５４から突出するその長さを変化させる。突出可能なロッド５５８はベルト５６０によってポートドア７６に作動できるように、連結されており、このベルト５６０はバックボーン構造５２４に固着された上部支持部材５６２に、一端を取り付けられ、リンク移動台５２０の内側面に枢着された枢着板５６６の自由端５６４に、他端を取り付けられている。その両端間で、ベルト５６０は突出可能なロッド５５８の末端に固着されたローラ５７２の周り、及び上部支持部材５６２に取り付けられた２個の離間するローラ５７４、５７６の周りにループを形成している。ベルト５６０、及びローラ５７４、５７６の固着端点の位置は折れたベルトの形態を生じており、これにより、Ｚ移動台５１８の１．０単位の垂直移動によって、突出可能ロッド５５８の０．５単位の直線突出を生ずる作動関係を確立している。
平衡機構５５０は次のように作動する。リンク移動台５２０が停止ローラ５３０に接触していない時、空気シリンダ５５２はＺ移動台５１８の移動方向（即ち垂直方向）に、一定力Ｆｌｉｆｔを生ずる。Ｚ移動台５１８はレール５２２に沿って動くから、ポートドア７６が孔７４に向け前進し、孔７４から後退する際、ベルトの弛みを取り、更に付加的なベルト長さを引き出す量に相当するだけ、空気シリンダ５５２は突出可能なロッド５５８の突出長さを変化させる。リンク移動台５２０が案内ローラ５３０に接触していて、Ｚ移動台５１８が上方への運動を継続している時は、４つ棒リンク５１６の作動により、枢着板５５６は枢着軸線５８０の周りに時計方向に回動し、閉塞力Ｆｃｌｏｓｅ＝Ｆｌｉｆｔ ｓｉｎθを生ずる。ここにθは枢着板５６６と、ベルト５６０のセグメント５８２との成す角である。ベルト５６０は枢着板５６６を或る方向に引っ張るが、この方向はフロントプレート１４の内面７８に向く力の成分によって、枢着板５５６を上方に折るように作用し、ポートドア７６は孔７４内にスナップして、この孔を閉じる。図４５の頂部に仮想線でリンク移動台５２０を示し、θの最小値、及び最大値に関し、リンク移動台、従ってポートドア７６の水平変位の程度を示す。枢着板５６６の回動作用によって、ポートドア７６のための確実な自己ロックの状態を生ずる。リンク移動台５１０が案内ローラ５３０に接触し、Ｚ移動台５１８が下方への移動を継続する時は、枢着板５６６は反時計方向に回動し、閉塞力Ｆｃｌｏｓｅ と大きさ等しく、方向反対の開放力を生じ、孔７４から離間するように、ポートドア７６を後退させる。図４５の底部には、Ｚ移動台５２０がその最下位置にある時のリンク移動台５２０、及び枢着板５６６の位置を仮想線で示す。
平衡機構５５０は数個の注目すべき特徴と利点とを発揮している。ポートドア７６が完全開放位置（即ちＺ移動台５１８がその最下位置）にある時、又はポートドア７６が完全閉塞位置（枢着板５６６がフロントプレートに向け、ポートドア７６をスナップさせて閉じている状態）にある時、加える力は必要がない。モータ３５８でなく、空気シリンダ５５２がポートドア７６の重量を支持している。平衡作用を実施することによって、ストロークの乗算器を生ずることになり、ベルトの長さはＺ移動台５１８によって移動した直線距離の２倍であり、これは折れたベルトの形態のためである。
回動自在の走査指片２９２ｌ、２９２ｒを有し、反射ビームスキャナ、又は透過ビームスキャナを有するように設計された走査組立体２９０によって例示された形式の走査組立体も４つ棒移動台組立体５１０で具体化することもできる。
上述した本発明の実施例は本発明の範囲を逸脱することなく、種々の変更を加え得ることは当業者には明らかであり、従って、本発明の範囲は特許請求の範囲のみによって決定される。

Claims (38)

  1. 前部が開放しているボックスカバーと、この前部開放部を開閉する取り外し得るボックスドアとから成る移送ボックスと、掛止め作動継手を作動させるため前記ボックスドア内に挿入された外部掛止めキーの回転に応動して、前記ボックスカバーに前記ボックスドアを釈放可能に取り付けるため前記掛止め作動継手に作動できるように連結されたボックスドア掛止め装置と、前記移送ボックスを取り付けようとする運動継手表面に整合する整合手段を有する物理的配列インタフェースと、クランプ手段とを有するボックス底部とを具え、前部が開放しているインタフェースの機械的基準（ＦＩＭＳ）システムにおけるボックスロードインタフェースにおいて、
    前記ボックスロードインタフェースは
    前記ボックスカバーを開き、又は閉じるため、前記ボックスカバーに対し、接近し、又は離間するように選択的に前記ボックスドアを動かすよう、前記ボックスドアに取り付けることができる後退可能なポートドアと、
    前記ボックスカバーに対し、接近し、又は離間するように前記ポートドアが前記ボックスドアを動かす際、前記ボックスドアを動かして通すポートプレート孔と、前面とを有するポートプレートと、
    前記ポートプレートの横方向に位置する支持棚と、この支持棚に取り付けられたボックス保持クランプ装置と、
    横方向の第１移動路、及び横方向の第２移動路に沿って、前記ポートプレート孔に対し接近、及び離間するように前記ポートドアを選択的に動かすポートドア多軸位置決め装置とを具え、
    前記位置決め装置は
    空間的な基準データに関連して前記第１移動路に沿って、駆動移動台を動かす駆動装置に作動できるように連結されたリンク移動台と、
    前記リンク移動台と前記駆動移動台とに両端を枢着された枢着リンクを有する枢着リンク構造であって、前記第１移動路に沿って或る距離にわたり、前記リンク移動台と前記駆動移動台とを一体に動かす枢着リンク構造と、
    前記ポートプレート孔の付近の前記ポートドアの位置に相当する位置を越えて前記第１移動路に沿って前記リンク移動台が移動するのを防止するため、前記基準データに対し固定した関係に位置する案内手段とを具え、
    前記駆動装置が前記駆動移動台を前記第１移動路に沿って動かすと共に、前記リンク移動台が前記第１移動路に沿って移動するのを前記案内手段が防止している際、前記枢着リンクが回動して、前記リンク移動台を前記第２移動路に沿って動かし、前記駆動移動台が前記リンク移動台に対して、前記第１移動路に沿って移動する方向に応じて、前記ポートドアを前記ポートプレート孔に対し接近し、また離間するように動かす
    ことを特徴とするボックスロードインタフェース。
  2. 前記リンク移動台は第１面と第２面とを有し、前記案内手段は前記リンク移動台が前記第１移動路に沿って移動するのを防止するよう前記リンク移動台の前記第１面が接触する第１ローラを有し、前記ボックスロードインタフェースは前記リンク移動台が前記第２移動路に沿って移動する際、前記リンク移動台の前記第２面に接触するよう前記第１ローラに対し固定した関係に取り付けられた第２ローラを具えている請求項１のボックスロードインタフェース。
  3. 前記リンク移動台は対向する第１側部と第２側部とを有し、前記枢着リンク構造は前記リンク移動台のそれぞれ前記第１側部と第２側部とに枢着された第１対の枢着リンクと第２対の枢着リンクとを有し、前記リンク移動台と駆動移動台とが一体に前記第１移動路に沿って移動する時、前記枢着リンクの回動を防止するよう前記第１対の枢着リンク、及び第２対の枢着リンクの一方の対の枢着リンクが回動制限手段に関連して作動するよう構成した請求項１のボックスロードインタフェース。
  4. 前記回動制限手段はこの回動制限手段が関連する前記枢着リンクの一方向の回動を制限する機械的止めを有している請求項３のボックスロードインタフェース。
  5. 前記第１移動路と第２移動路とが直交している請求項１のボックスロードインタフェース。
  6. 前記駆動装置はモータで駆動される親ねじ装置を有する請求項１のボックスロードインタフェース。
  7. 前記第２移動路に沿う前記リンク移動台の運動に応動するよう前記リンク移動台に枢着された平衡装置を更に具える請求項１のボックスロードインタフェース。
  8. 前部が開放しているボックスカバーと、この前部開放部を開閉する取り外し得るボックスドアとから成る移送ボックスと、掛止め作動継手を作動させるため前記ボックスドア内に挿入された外部掛止めキーの回転に応動して、前記ボックスカバーに前記ボックスドアを釈放可能に取り付けるため前記掛止め作動継手に作動できるように連結されたボックスドア掛止め装置とを具え、前部が開放しているインタフェースの機械的基準（ＦＩＭＳ）システムにおけるボックスロードインタフェースにおいて、
    前記ボックスロードインタフェースは
    前記ボックスカバーを開き、又は閉じるため、前記ボックスカバーに対し、接近し、又は離間するように選択的に前記ボックスドアを動かすよう、前記ボックスドアに取り付けることができる後退可能なポートドアと、
    前記ボックスカバーに対し、接近し、又は離間するように前記ポートドアが前記ボックスドアを動かす際、前記ボックスドアを動かして通すポートプレート孔と、前面とを有するポートプレートと、
    前記ポートプレートの横方向に位置し、摺動可能に取り付けられたトレーを有する支持棚であって、前記トレー上に設置された運動継手表面によって確立された所定の方向性をもたせて前記ボックスを前記トレーによって収容するよう構成し、更に前記ボックスを前記ポートプレートに対し接近、及び離間するように動かすため、前記支持棚上に前記トレーを選択的に動かすトレー位置決め装置を有する支持棚と、
    前記トレーに対し前記ボックスを押圧する力を前記ボックスに加えるよう前記ボックスに選択的に掛合するように、また前記トレーに対し前記ボックスを押圧する押圧力を前記ボックスから解放するよう前記ボックスから離脱するように、前記トレーに取り付けられ、流体で制御されるボックス保持装置と
    を具えることを特徴とするボックスロードインタフェース。
  9. 前記ボックスはこのボックスの底面に位置するクランプ手段を有し、前記ボックス保持装置は前記クランプ手段に掛合する第１位置と、前記クランプ手段から離脱する第２位置との間に回転するクランプ装置を具える請求項８のボックスロードインタフェース。
  10. 前記クランプ手段は突起によって一部覆われている凹陥部を有し、前記クランプ装置は前記ボックス上の前記クランプ手段に掛合し、このクランプ手段から離脱するため、前記トレーに枢着された枢着指片を有する請求項９のボックスロードインタフェース。
  11. 流体モータに作動可能に連結されたリンクシステムを介して、前記ボックス上の前記クランプ手段に掛合し、掛合から離脱するように前記枢着指片を作動させるように構成した請求項１０のボックスロードインタフェース。
  12. 前記枢着指片を第１枢着ピンによって前記トレーに枢着し、前記リンクシステムに連結された駆動ピンを介して、前記第１枢着ピンの周りに回転するよう前記枢着指片を作動させる請求項１１のボックスロードインタフェース。
  13. 前記リンクシステムは前記駆動枢着ピンに連結された第１端を有する第１駆動リンクと、固定枢着ピンに連結された第１端を有する第２駆動リンクとを有し、前記第１駆動リンク、及び第２駆動リンクは共通枢着ピンを通じて前記流体モータに連結されたそれぞれの第２端を有する請求項１２のボックスロードインタフェース。
  14. 前記ボックスを前記トレーに保持し、前記ボックスを前記トレーから釈放するため、前記ボックス上の前記クランプ手段に協働するように軸線方向に移動でき、第１角度位置と第２角度位置との間に回転可能であるキーを前記クランプ装置が有する請求項９のボックスロードインタフェース。
  15. 前記キーを収容する十分な寸法の溝孔を有する頂部部片によって覆われる凹所区域を前記クランプ手段が有し、前記クランプ装置は前記ボックスを前記トレーにクランプし、前記ボックスを前記トレーから釈放するよう軸線の周りに前記キーを回転させるキー回転装置と、前記キーを前記溝孔内に挿入し、前記キーを前記溝孔から除去するよう前記キーを前記軸線に沿って動かすキー上昇下降装置とを更に有する請求項９のボックスロードインタフェース。
  16. 前記キー回転装置は歯付きプーリを介して前記キーを回転させる歯付きベルトを有し、前記歯付きベルトは第１流体モータに連結された第１端と、第２流体モータに連結された第２端とを有し、これ等の前記流体モータの突出と後退とに応動して、前記歯付きベルトを介して前記歯付きプーリが前記キーを回転させる請求項１５のボックスロードインタフェース。
  17. 前記キー上昇下降装置は前記歯付きプーリ内に突出する前記キーの軸部に取り付けられたピストンを有し、前記ピストンの上面、及び下面に加わる加圧流体に応動して、前記軸線に沿って前記キーを上下するよう前記歯付きプーリの補足内面手段に前記ピストンが整合するよう構成した請求項１５のボックスロードインタフェース。
  18. 前部が開放しているボックスカバーと、この前部開放部を開閉する取り外し得るボックスドアとから成る移送ボックスと、掛止め作動継手を作動させるため前記ボックスドア上の対応する手段内に挿入された外部掛止めキーの回転に応動して、前記ボックスカバーに前記ボックスドアを釈放可能に取り付けるため前記掛止め作動継手に作動するように連結されたボックスドア掛止め装置とを具え、前部が開放しているインタフェースの機械的基準（ＦＩＭＳ）システムにおけるボックスロードインタフェースにおいて、
    前記ボックスロードインタフェースは
    前記ボックスカバーを開き、又は閉じるため、このボックスカバーに対し接近、又は離間するよう前記ボックスドアを選択的に動かすように関連する掛止めキーによって、前記ボックスドアに後退可能なポートドアを結合する複数個の流体で制御される掛止めキー組立体であって、前記ボックスドアとポートドアとを整合して連結した時、前記ポートドアが前記ボックスドアに適正に配列され、前記ポートドアに対して一線に前記ボックスドアが確実に保持されるよう前記ボックスドア上の対応する整合手段の公差の範囲を受け入れるように前記掛止めキーが移動可能である複数個の流体で制御される掛止めキー組立体と、
    前記ポートドアを前記ボックスドアに取り付ける第１角度位置と、前記ポートドアを前記ボックスドアから釈放する第２角度位置との間に、前記掛止めキーを選択的に回転させるため、前記掛止めキーに作動できるように連結された掛止めモータ装置と
    を具えることを特徴とするボックスロードインタフェース。
  19. 前記掛止めキーは関連する掛止めキーハウジング内で回転しないよう保持されるがこの掛止めキーハウジング内で側方には移動できる掛止めキー本体をそれぞれ有している請求項１８のボックスロードインタフェース。
  20. 各前記掛止めキーハウジングは前記掛止めキーを収容する孔を有し、前記掛止めキー本体は前記孔の対応する部分に整合する形状の部分を有し、前記掛止めキー本体が前記掛止めキーハウジング内で回転しないよう保持されるが、側方には移動できるよう前記掛止めキー本体の前記整合する形状の部分は前記孔の対応する部分より一層小さな寸法を有している請求項１９のボックスロードインタフェース。
  21. 前記ボックスドアとポートドアとが整合して連結された時、前記ポートドアに対し一線に前記ボックスドアを確実に保持するため、掛止めキープルバック装置を更に具える請求項１９のボックスロードインタフェース。
  22. 前記掛止めキープルバック装置は縦軸線に沿って、前記掛止めキーを往復動させるよう前記掛止めキーハウジング内で摺動可能で、前記掛止めキー本体に取り付けられた往復ピストンを有している請求項２１のボックスロードインタフェース。
  23. 加圧流体で作動するよう前記ピストンを構成した請求項２２のボックスロードインタフェース。
  24. 縦軸線に沿って前記ピストンを往復動させるため、加圧流体源に選択的に連通する駆動室と復帰室とを前記ピストンと前記掛止めキーハウジングとが形成している請求項２１のボックスロードインタフェース。
  25. 圧力流体源から供給される加圧流体を前記駆動室、及び復帰室に選択的に連通させ、また駆動室、及び復帰室から選択的に連通させる少なくとも１個の流体ポートを前記掛止めキー本体が有している請求項２４のボックスロードインタフェース。
  26. 前記掛止めモータ装置は第１軸線の周りに回転するよう一方の掛止めキーハウジングに連結された第１ディスクと、第２軸線の周りに回転するよう他方の掛止めキーハウジングに連結された第２ディスクとを有し、前記掛止めキーを第１角度位置と第２角度位置との間に動かすため前記第１ディスク、及び第２ディスクをそれぞれの軸線の周りに、関連する流体モータによって駆動するよう構成した請求項１８のボックスロードインタフェース。
  27. 各前記第１ディスク、及び第２ディスクは関連する流体モータに連結された一端と、前記第１掛止めキー、及び第２掛止めキーの角度位置を表示するため前記ポートドアに取り付けられたセンサに協働する反対端とを有する請求項２６のボックスロードインタフェース。
  28. 前部が開放しているボックスカバーと、この前部開放部を開閉する取り外し得るボックスドアとから成る移送ボックスを具え、前部が開放しているインタフェースの機械的基準（ＦＩＭＳ）システムにおけるボックスロードインタフェースにおいて、
    前記ボックスロードインタフェースは
    前記ボックスカバーを開き、又は閉じるため、前記ボックスカバーに対し前記ボックスドアを接近させ、又は離間するように選択的に動かすよう前記ボックスドアに取り付けることができる後退可能なポートドアと、
    前記ポートドアが前記ボックスカバーに対し前記ボックスドアを接近し、又は離間するように動かす際、前記ボックスドアが通って動くことができるポートプレート孔と、前面とを有するポートプレートと、
    前記ポートプレートの横方向に位置し、摺動可能に取り付けたトレーを有する支持棚であって、前記トレー上に設置された運動継手表面によって達成された所定の方向に前記ボックスを収容するボックス取付け面を有している支持棚と、
    前記トレー上の前記ボックスの存在を表示する検知装置と
    を具えることを特徴とするボックスロードインタフェース。
  29. 前記ポートプレートの前面と、前記トレー上の前記ボックス取付け面とに対し横方向の検知路を発生するように前記検知装置を構成した請求項２８のボックスロードインタフェース。
  30. 前記ボックスを前記トレー上に設置した時、前記ボックスによって占められた領域に通過する方向の光伝搬路を形成するように設置された光ビームエミッタと、光ビームセンサとを前記検知装置に設けた請求項２８のボックスロードインタフェース。
  31. 前記光ビームエミッタを前記ポートプレートに設置し、前記光ビームセンサを前記トレーに設置した請求項３０のボックスロードインタフェース。
  32. 前記ポートプレートの前記ポートプレート孔の上方に、前記光ビームエミッタを設置した請求項３１のボックスロードインタフェース。
  33. 前記検知路の連続性を監視する中央制御システムを設けた請求項２９のボックスロードインタフェース。
  34. 前記トレー上の前記ボックスの適正な配列を示すため前記トレーにボックス設置スイッチを設けた請求項２９のボックスロードインタフェース。
  35. 前記検知路の連続性と、前記ボックス設置スイッチの状態とを監視する中央制御システムを設けた請求項３４のボックスロードインタフェース。
  36. 前記ポートドアが垂直方向、及び水平方向に並進運動をしている間、前記ポートドアの重量を支持するため、前記リンク移動台に結合された流体で制御される平衡装置を更に具える請求項１のボックスロードインタフェース。
  37. 固定された前記案内手段に前記リンク移動台が接触して垂直方向の運動を継続している時、水平方向の閉塞力を前記ポートドアに前記平衡装置が与えるよう構成した請求項３６のボックスロードインタフェース。
  38. 前記平衡装置は力変換部材によって前記ポートドアに作動できるように連結された突出できるロッドを有し固定位置に取り付けられた流体シリンダを有しており、前記ポートドアが前記ポートプレートの前記ポートプレート孔に一線になる垂直方向の最高高さに前記リンク移動台が到達した時、前記力変換部材によって前記ポートドアに閉塞力を加えるよう構成した請求項３６のボックスロードインタフェース。
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