JP3965809B2 - ウェハキャリア用蓋体の着脱移動装置、及び被移動体の水平移動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロードポート装置に設置されたウェハキャリアの蓋体に設けられた錠装置の解錠・施錠を行って、前記蓋体の着脱を行う装置によって取り外された蓋体を保持する蓋体保持板を水平移動させる被移動体の水平移動装置、及びウェハキャリア用蓋体の着脱移動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２９に示されるように、ロードポート装置Ｌのキャリア設置板１に設置されたウェハキャリアＣには、多数枚のウェハＵ（図５参照）が収納されていて、各ウェハＵは、ロボット装置５１により半導体製造装置Ｈ内に移載される。図１０に示されるように、ウェハキャリアＣを構成するキャリア本体２と蓋体３とは、前記蓋体３に設けられた錠装置Ｅによって施錠されている。このため、各ウェハＵを移載するためには、鍵部材４によって錠装置Ｅの解錠を行い、その後、前記キャリア本体２に対して蓋体３を取り外すという操作が必要である。従来、錠装置Ｅの解錠・施錠は、クリーンルーム内で作業者によって行われていた。しかし、人手によって行われる場合、その効率が悪い。そのため、自動で錠装置Ｅの解錠・施錠を行うための装置が開発されている。例えば、錠装置Ｅの解錠・施錠を行うための鍵部材４を、制御モータ（図示せず）によって正逆方向に回動させる構成のものである。なお、図２９において符号５２は、半導体製造装置Ｈ内に移載されたウェハＵに、清浄な空気を供給するための清浄空気供給装置である。
【０００３】
前記錠装置Ｅが蓋体３の１箇所にのみ設けられている場合、施錠したときの蓋体３の安定性に欠けるという問題がある。また、前記錠装置Ｅが複数箇所に設けられている場合、複数個の鍵部材４を同期させて正逆回動させなければならない。このような場合、複数個の鍵部材４に対して個別に制御モータを取付けなければならず、全体の構成が複雑化するという問題がある。
【０００４】
また、前記錠装置Ｅを解錠した後、蓋体３を着脱するために、キャリア本体２に対して蓋体３を保持する蓋体保持板５（図２５参照）を水平移動させている。通常の場合、空気圧シリンダ（図示せず）を水平に配設し、該シリンダのシリンダロッドを出入りさせることによって、前記シリンダロッドと連結された蓋体保持板５を水平移動させている。しかし、このように空気圧シリンダを水平に取付けた場合、該空気圧シリンダが張り出してしまい、半導体製造装置Ｈ内の部材と干渉するおそれがあり、空気圧シリンダの取付位置に制限が生じるという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した不具合に鑑み、複数の鍵部材を同期させて正逆回動できるようにすることと、前記蓋体を保持した蓋体保持板を水平移動させるためのシリンダが、周辺の部材に影響を及ぼすことなく取付けられるようにすることを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の被移動体の水平移動装置は、架台の上面に、移動案内部材に案内されて水平移動可能に支持された被移動体を水平移動させるための装置であって、前記架台の下方にほぼ垂直に配設されて、垂直面内で回動可能となるように、シリンダ本体の下端部が固定部材に対して回動可能に支持された１本の垂直シリンダと、前記架台及び前記被移動体との各連結部を結ぶ線分が前記被移動体の移動方向に沿うように、前記垂直シリンダのシリンダロッドと前記架台及び前記被移動体との間にそれぞれ連結される第１及び第２の各アームとを備え、前記垂直シリンダのシリンダロッドの出入りにより、第１及び第２の各アームの先端部を互いに接近・離間させて、被移動体を水平移動させることを特徴としている。
【０００７】
同じくウェハキャリア用蓋体の着脱移動装置は、ロードポート装置に設置されたウェハキャリアの蓋体の着脱と、その水平及び垂直の各移動を行って、半導体製造装置のキャリア用開口の内側の直下の部分に前記蓋体を一時的に格納可能にするためのウェハキャリア用蓋体の着脱移動装置であって、ウェハキャリア用蓋体の着脱装置と、上記した被移動体の水平移動装置と、前記水平移動装置の全体を垂直移動させるための垂直移動装置とから成り、前記ウェハキャリア用蓋体の着脱装置は、ロードポート装置に設置されたウェハキャリアの蓋体に対して垂直な水平方向に進退動を行う蓋体保持板と、該蓋体に設けられた錠装置の鍵穴に対向し、かつ前記蓋体保持板の正面に突出した状態で、該蓋体保持板に回動可能に支持された複数の鍵部材と、該複数の鍵部材を設定角度だけ正逆回動させて、前記錠装置の解錠・施錠を行うために、前記蓋体保持板の背面に装着された鍵部材回動手段とを備え、前記錠装置の解錠状態において、前記鍵穴と前記鍵部材とが係合して、蓋体保 持板に対して蓋体が保持可能となる構成であって、前記鍵部材回動手段は、複数の鍵部材を同期させて正逆回動させるための同期機構と、該同期機構を駆動させるための単一の駆動源とから成ることを特徴としている。
【０００８】
ロードポート装置に設置されたウェハキャリアの蓋体には、錠装置が設けられている。ロードポート装置の装着板のキャリア用開口は、予め蓋体保持板によって閉塞されていて、該蓋体保持板における前記蓋体と相対向する正面側には、前記錠装置の鍵穴に対向する複数の鍵部材が突出されている。この蓋体保持板は、ウェハキャリアの蓋体に対して垂直な水平方向に進退動する。ウェハキャリアがロードポート装置の装着板に押し付けられると、前記錠装置の鍵穴に前記複数の鍵部材が相対的に進入する。前記蓋体保持板の背面側には、前記複数の鍵部材を同期させて、設定角度だけ正逆回動させるための鍵部材回動手段が設けられていて、該鍵部材回動手段によって複数の鍵部材が同期して所定の方向に回動され、錠装置が解錠・施錠される。複数の鍵部材を同期させるための同期機構が平行リンク機構であり、しかも、前記平行リンク機構を介して複数の鍵部材を回動させるための駆動源が単一のシリンダである場合、その構成が極めて簡単になると共に、蓋体保持板からの張出しも僅かである。更に、蓋体保持板に複数本の押圧ピンが設けられている場合、前記蓋体は前記押圧ピンの付勢力によって安定状態で保持される。
【０００９】
蓋体保持板に保持された蓋体は、水平移動装置によって水平移動される。即ち、前記蓋体保持板の下方に、ほぼ垂直に配設された垂直シリンダのシリンダロッドを出入りさせ、前記シリンダロッドの垂直方向の移動を水平方向の移動に変換させることによって、前記蓋体保持板が水平移動される。蓋体保持板は、蓋体を保持した状態で水平移動される。シリンダがほぼ垂直に配設されているため、外部に張り出すことはない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。最初に、本実施例のロードポート装置Ｌの全体構成を簡単に説明する。続いて、ウェハキャリアＣ及びその蓋体３に設けられた錠装置Ｅについて説明する。次に、第１実施例の鍵装置Ａ1 の構成と作用を説明し、その後に、蓋体３の水平移動装置Ｂの構成と作用を説明する。そして、最後に、ロードポート装置Ｌの全体の作用について説明する。図１は本発明に係る第１実施例の鍵装置Ａ1 と、同じく水平移動装置Ｂとを備えたロードポート装置Ｌの側面図、図２は同じく正面図である。図３に示されるように、ウェハキャリアＣには、予め錠装置Ｅが設けられていて、本発明に係る鍵装置Ａ1 と協働して蓋体３の着脱が行われる。即ち、鍵装置Ａ1 と錠装置Ｅとで、蓋体３の着脱装置が構成されている。この錠装置Ｅは公知のものである。図１に示されるように、半導体製造装置Ｈの側面壁に、ロードポート装置Ｌの装着板６が取付けられている。該装着板６の背面側（半導体製造装置Ｈの側）の上部には、第１実施例の鍵装置Ａ1 が配設されていて、同じく下部には、蓋体３の水平移動装置Ｂが配設されている。両装置Ａ1,Ｂは、半導体製造装置Ｈ内に入り込んでいる。そして、前記水平移動装置Ｂは、ロードポート装置Ｌを構成する装置本体７の内部に垂直に配設されたロッドレスシリンダ８の移動体８ａに固着されており、前記ロッドレスシリンダ８を作動させることによって昇降可能である。即ち、本実施例のロードポート装置Ｌは、前記第１実施例の鍵装置Ａ1 、水平移動装置Ｂ及び垂直移動装置（ロッドレスシリンダ８）により構成される蓋体３の着脱移動装置Ｄを備えている。なお、本明細書では、ウェハキャリアＣにおいては蓋体保持板５と相対向する側を「正面」と記載し、蓋体保持板５においてはウェハキャリアＣと相対向する側を「正面」と記載する。また、それぞれの反対側を「背面」と記載する。
【００１１】
図１及び図２に示されるように、ロードポート装置Ｌにおいて半導体製造装置Ｈと相対向する側には装着板６が設けられている。前記ロードポート装置Ｌは、この装着板６が、固定ボルト（図示せず）によって半導体製造装置Ｈに締め付けられることによって、前記半導体製造装置Ｈに一体に取付けられる。図１２に示されるように、この装着板６の上部には、ウェハＵを移載するための内側開口穴６ａが設けられている。この開口穴６ａの外側で、しかもウェハキャリアＣの側には、更に大きな外側開口穴６ｂが段付き状態で設けられていて、その段付部には、前記内側開口穴６ａの周縁に沿ってパッキン６ｃが取付けられている。内側開口穴６ａは、蓋体保持板５の段付部５ａを挿入させるためのものであり、外側開口穴６ｂはウェハキャリアＣの蓋体装着部２ａを挿入させるためのものである。前記パッキン６ｃは、キャリア本体２における蓋体装着部２ａと当接することによって、ウェハキャリアＣの外部と内部との気密を図るという機能を有している。
【００１２】
図１に示されるように、ロードポート装置Ｌを構成する装置本体７の上面には、ウェハキャリアＣの蓋体３に対して垂直な水平方向（矢印Ｙで示される方向であり、以降、Ｙ軸方向と記載する）に沿ってガイドレール９が敷設されている。このガイドレール９に装着される２個のガイド体９ａには、キャリア設置板１が取付けられていて、該キャリア設置板１の上面にウェハキャリアＣが設置される。また、装置本体７の上面には、Ｙ軸方向に沿って第１空気圧シリンダ１１が取付けられていて、該シリンダ１１のシリンダロッド１１ａ（図２２参照）と前記キャリア設置板１とが連結されている。このため、第１空気圧シリンダ１１を作動させることによってウェハキャリアＣをＹ軸方向に沿って水平移動させることができる。
【００１３】
最初に、図３ないし図５を参照しながら、本実施例のウェハキャリアＣについて説明し、次に、図６ないし図９を参照しながら、その蓋体３に設けられた錠装置Ｅについて説明する。図３は、ウェハキャリアＣの斜視図、図４は錠装置Ｅを施錠した状態のウェハキャリアＣの正面図、図５は同じく一部を破断した側面図である。図３ないし図５に示されるように、本実施例のウェハキャリアＣを構成するキャリア本体２の前部には、その外周縁に沿って張り出された蓋体装着部２ａが設けられている。この蓋体装着部２ａに、蓋体３が装着される。蓋体３の外周縁部には、全周に亘ってパッキン３ｂが周設されていて、このパッキン３ｂが前記蓋体装着部２ａの内側に密着することにより、ウェハキャリアＣの内部と外部との気密が図られており、ウェハキャリアＣ内のクリーンな雰囲気が維持される。
【００１４】
次に、錠装置Ｅについて説明する。蓋体３の内部で、しかも幅方向の両側部には、錠装置Ｅが設けられている。各錠装置Ｅは、蓋体３の高さ方向のほぼ中央部に、その軸心ＣＬ1 を中心に回動可能にして配設された円板状のディスク板１２の上下に、ロックプレート１３が昇降可能にして取付けられた構成である。図４、図６及び図７に示されるように、各ディスク板１２には、その周方向に約９０°に亘って溝カム１２ａが設けられている。この溝カム１２ａのカム半径Ｒは、前記ディスク板１２の周方向に沿って短くなっている。そして、前記ロックプレート１３の基端部（ディスク板１２の側の端部）に取付けられた連結ピン１３ａが、前記溝カム１２ａに嵌合されている。この連結ピン１３ａは、前記溝カム１２ａ内を移動可能である。ディスク板１２の正面側には、一対の突起体１２ｂが突設されている。錠装置Ｅによって施錠された状態において、一対の突起体１２ｂは、ほぼ水平な状態を呈している。そして、蓋体３の正面板３ａにおいて、前記一対の突起体１２ｂと対応する部分には、鍵部材４（図１０参照）を蓋体３の内部に進入させるための鍵穴１４が設けられている。後述するように、鍵部材４は、その先端部が必ず水平状態となって前記鍵穴１４に進退する。このため、前記鍵穴１４は、正面視における鍵部材４の先端部よりも僅かに大きな横長の相似形状である。
【００１５】
この錠装置Ｅは、上下のロックプレート１３の先端部が、蓋体装着部２ａに設けられた嵌合穴１５に嵌合されることによって施錠される構成である。図６ないし図９を参照しながら、錠装置Ｅを解錠する際の作用について説明する。鍵穴１４を介して蓋体３の内部に進入した鍵部材４が、一対の突起体１２ｂの間に入り込む。そして、鍵部材４が矢印Ｐの方向に回動されることにより、一対の突起体１２ｂを介してディスク板１２が、その軸心ＣＬ1 を中心に同方向に回動される。ディスク板１２が矢印Ｐの方向に回動されるのに伴い、そのカム半径Ｒが徐々に小さくなり、カム半径Ｒ’となるため、上下のロックプレート１３の基端部が互いに接近する。すると、上下のロックプレート１３の先端部が、蓋体装着部２ａの嵌合穴１５から離脱されるため、錠装置Ｅの解錠が行われる。鍵部材４を矢印Ｐと反対の方向に回動させることによって、再び錠装置Ｅの施錠を行うことができる。
【００１６】
次に、第１実施例の鍵装置Ａ1 について説明する。図１０は第１実施例の鍵装置Ａ1 及び錠装置Ｅの斜視図、図１１は第１実施例の鍵装置Ａ1 の正面図、図１２は図１１のＸ−Ｘ線断面図、図１３は蓋体保持板５の正面図である。図２に示されるように、装着板６には、高さ方向に沿って一対のガイドレール１６が敷設されている。一対のガイドレール１６には、ガイド体１６ａが２個ずつ装着されていて、各ガイド体１６ａには水平移動装置Ｂ（後述）を構成する装置フレーム１７が取付けられている。この装置フレーム１７はＬ字状を成していて、２個の補強プレート１７ａによって補強されている。装置フレーム１７を構成する上面板１７ｂには、Ｙ軸方向に沿って一対のガイドレール１８が敷設されていて、各ガイドレール１８にガイド体１８ａが装着されている。そして、各ガイド体１８ａの上面には幅広の支持板１９が取付けられていて、更に前記支持板１９にブラケット２１が立設されている。このブラケット２１の上部には、ウェハキャリアＣの蓋体３と相対向する蓋体保持板５が取付けられている。前記支持板１９は、ガイドレール１８、及びガイド体１８ａにガイドされてＹ軸方向に水平移動可能であるため、蓋体保持板５もＹ軸方向に水平移動可能である。この蓋体保持板５の外周縁部には段付部５ａが設けられていて、該段付部５ａにパッキン５ｂ（図１２参照）が周設されている。このパッキン５ｂは、装着板６に押圧されることによって、半導体製造装置Ｈと外部との気密を図るという機能を有している。
【００１７】
図１０ないし図１３に示されるように、蓋体保持板５の正面側（ウェハキャリアＣの側）には、蓋体３における一対の鍵穴１４と相対向する一対の鍵部材４が突出して設けられている。図１２に示されるように、各鍵部材４の回動軸部４ａは、蓋体保持板５に内装された軸受２２に支承されている。このため、各鍵部材４は、その軸心ＣＬ2 を中心として回動可能である。正面視における鍵部材４は、前記鍵穴１４よりも少し小さい横長の長方形状であり、通常の状態で水平状態を呈している。そして、一対の鍵部材４における回動軸部４ａの背面側には、各リンク板２３の下端部が取付けられている。一対のリンク板２３の上端部は、連結ピン２４により遊動状態で連結板２５と連結されている。一対のリンク板２３は、前記連結板２５によって互いにほぼ平行な状態で連結されていて、平行リンク機構Ｑが形成されている。このため、前記連結板２５を円弧状に移動させることによって、一対のリンク板２３を、各鍵部材４の軸心ＣＬ2 を中心とするクランク運動をさせることができる。この結果、一対の鍵部材４は同期して、同一方向に、しかも予め設定された角度だけ回動される。この角度は、錠装置Ｅを構成するディスク板１２における溝カム１２ａの角度とほぼ同一であり、約９０°である。
【００１８】
上記したクランク運動は、単一の第２空気圧シリンダ２６によって行われる。即ち、蓋体保持板５の背面側で連結板２５の上方には、第２空気圧シリンダ２６が、前記蓋体保持板５の板面に対して平行に配設されている。この第２空気圧シリンダ２６の後端部は、蓋体保持板５の背面に垂直に取付けられた支点ピン２７に支承されている。そして、Ｙ軸方向と直交する垂直面内で回動可能である。そして、そのシリンダロッド２６ａは、連結ブロック２８を介して、ほぼ水平に配置されるように連結板２５と連結されている。第２空気圧シリンダ２６を作動させると、そのシリンダロッド２６ａが出入りする。該第２空気圧シリンダ２６は、支点ピン２７の軸心を中心に上下に揺動しながら、連結板２５を円弧状に移動させる。すると、一対のリンク板２３を介して各鍵部材４が、それぞれの軸心ＣＬ2 を中心に、同期して同一方向に、設定角度だけ回動される。
【００１９】
上記した蓋体保持板５には、蓋体３に設けられた錠装置Ｅを解錠・施錠する際に、該蓋体３を安定状態で保持するための複数本（本実施例の場合、４本）の押圧ピン２９が設けられている。次に、図１３ないし図１７を参照しながら、この押圧ピン２９について説明する。図１３及び図１４に示されるように、蓋体保持板５における四隅の近傍には、４本の押圧ピン２９が配設されている。そし、図１５に示されるように、これらの押圧ピン２９の本体部２９ａは、蓋体保持板５のＹ軸方向に沿って設けられた各押圧ピン挿通穴３１に挿通されている。この押圧ピン２９は樹脂製であり、その先端部が略紡錘状を成す本体部２９ａと、前記押圧ピン挿通穴３１の内径よりも大きな外径を有するガイド部２９ｂとから成っている。そして、蓋体保持板５の背面側から前記押圧ピン挿通穴３１に挿通されていて、更に、蓋体保持板５の背面にばね受け体３２が取付けられている。このばね受け体３２は有底円筒状であり、押圧ピン２９が落下しないように支持するためのものである。押圧ピン２９のガイド部２９ｂが、ばね受け体３２の内部に配置される。そして、押圧ピン２９のガイド部２９ｂとばね受け体３２の底部との間に圧縮ばね３３が介装されている。このため、押圧ピン２９の本体部２９ａの先端部は常に、蓋体保持板５の正面側に付勢状態で突出されている。
【００２０】
押圧ピン２９の作用について説明する。図１５ないし図１７に示されるように、通常の状態では、蓋体保持板５の段付部５ａが装着板６の内側開口穴６ａに入り込んでいる。ロードポート装置Ｌの装置本体７の上面に配設された第１空気圧シリンダ１１（図１参照）を作動させることによって、ウェハキャリアＣがＹ軸の正方向に水平移動される。図１５及び図１６に示されるように、ディスク板１２の軸心ＣＬ1 と鍵部材４の軸心ＣＬ2 とは合致しているため、各鍵部材４が、鍵穴１４を介して一対の突起体１２ｂの間に入り込む。同時に、蓋体３の正面板３ａが押圧ピン２９を押圧する。しかも、蓋体装着部２ａは、装着板６の段付部に設けられたパッキン６ｃに押圧される。このため、ウェハキャリアＣの内部と外部との気密が図られる。
【００２１】
そして、図１４に示されるように、鍵装置Ａ1 を構成する第２空気圧シリンダ２６のシリンダロッド２６ａが突出される。一対の鍵部材４が同期して、しかも、それらの軸心ＣＬ2 を中心にして設定角度だけ回動され、錠装置Ｅが解錠される。このとき、図１７に示されるように、各鍵部材４は起立状態を呈しているため、鍵穴１４から抜け出ることが防止される。しかも、各押圧ピン２９が、付勢状態で蓋体３を押圧している。即ち、該蓋体３は鍵部材４によって蓋体保持板５の側に引っ張られていると共に、各押圧ピン２９の付勢力によってウェハキャリアＣの側に押付けられている。このため、蓋体３は安定状態で蓋体保持板５に保持される。
【００２２】
次に、図１、図２及び図１８ないし図２１を参照しながら、蓋体３の水平移動装置Ｂについて説明する。図１８は蓋体３の水平移動装置Ｂの正面図、図１９は同じく側面断面図である。図１８及び図１９に示されるように、正面視における装置フレーム１７のほぼ中央部の下端部には、二股状のブラケット３４が固着されている。そして、該ブラケット３４に取付けられた支点ピン３５には、第３空気圧シリンダ３６の後端部が支承されている。このため、第３空気圧シリンダ３６は、Ｙ軸方向に沿った垂直面内で回動可能である。そして、平面視における装置フレーム１７の上面板１７ｂのほぼ中央部には、開口穴３７が設けられている。支持板１９の底面部には可動側ブラケット３８が固着されていて、装置フレーム１７の上面板１７ｂの底面部には固定側ブラケット３９が固着されている。前記可動側ブラケット３８は、前記開口穴３７を介して下方に突出されており、その下端部における高さ方向の位置は、固定側ブラケット３９の下端部における高さ方向の位置とほぼ同一である。そして、前記可動側ブラケット３８の下端部は、遊動状態で可動側リンク４１の上端部と連結されていて、前記固定側ブラケット３９の下端部は、遊動状態で固定側リンク４２の上端部と連結されている。これらの可動側リンク４１と固定側リンク４２とは、いずれも蓋体保持板５の移動方向（Ｙ軸方向）に対する垂直な面内で回動可能である。そして、可動側リンク４１の下端部と、固定側リンク４２の下端部は、第３空気圧シリンダ３６のシリンダロッド３６ａの先端部に重なり合った状態で、しかも遊動状態で連結されている。前述したように、可動側ブラケット３８と固定側ブラケット３９の各下端部の高さ方向の位置がほぼ同一なので、第３空気圧シリンダ３６は、ほぼ垂直な状態に配設される。そして、該第３空気圧シリンダ３６のシリンダロッド３６ａの垂直移動を、蓋体保持板５の水平移動に変換した構成である。このため、空気圧シリンダを水平に配設した場合と比較して、外部に張り出される部分が少なくなり、半導体製造装置Ｈ内の部材と干渉するおそれがない。
【００２３】
この装置フレーム１７は、垂直に配設されたロッドレスシリンダ８の移動体８ａに取付けられている。このため、前記ロッドレスシリンダ８を作動させることによって、装置フレーム１７、即ち、水平移動装置Ｂの全体を昇降させることができる。なお、図２において符号４３は、装置フレーム１７の下端部に取付けられたドッグであり、同じく符号４４は、前記ドッグ４３に対応して取付けられた近接スイッチである。
【００２４】
次に、図１９ないし図２１を参照しながら、この水平移動装置Ｂの作用について説明する。図１９に示されるように、第３空気圧シリンダ３６のシリンダロッド３６ａが突出して、可動側リンク４１と固定側リンク４２は、略水平な状態に配置されている。そして、この状態は、蓋体保持板５のパッキン５ｂが装着板６に押圧された状態である。ここで、第３空気圧シリンダ３６を作動させて、そのシリンダロッド３６ａを引っ込める。すると、図２０及び図２１に示されるように、可動側リンク４１と固定側リンク４２とが下方に引っ張られる。ところが、固定側リンク４２は固定側ブラケット３９を介して装置フレーム１７の上面板１７ｂに固定されている。しかも、可動側リンク４１及び可動側ブラケット３８を介して連結された支持板１９は、ガイドレール１８によりＹ軸方向に水平移動可能である。このため、第３空気圧シリンダ３６のシリンダロッド３６ａを引っ込めると、該第３空気圧シリンダ３６は、支点ピン３５の軸心を中心に揺動しながら、可動側リンク４１の先端部を、固定側リンク４２の先端部の側に接近させる。この結果、蓋体保持板５がＹ軸の正方向に水平移動する。第３空気圧シリンダ３６のシリンダロッド３６ａを再び突出させると、前記蓋体保持板５は反対方向（Ｙ軸の負方向）に水平移動する。
【００２５】
次に、ロードポート装置Ｌの全体の作用について説明する。図２２に示されるように、ロードポート装置Ｌの装置本体７の上面に設けられたキャリア設置板１に、ウェハキャリアＣが設置される。このウェハキャリアＣを構成するキャリア本体２には、予め所定枚数のウェハＵが収納されていて、前記キャリア本体２と蓋体３とは、錠装置Ｅによって施錠されている。また、図２３に示されるように、装着板６における内側開口穴６ａは、蓋体保持板５に周設されたパッキン５ｂが、半導体製造装置Ｈの側から押圧されることにより、気密状態で閉塞されている。第１空気圧シリンダ１１を作動させて、ウェハキャリアＣをＹ軸の正方向に水平移動させる。ウェハキャリアＣにおける蓋体装着部２ａが、装着板６の外側開口穴６ｂに入り込み、その段付部に取付けられたパッキン６ｃに押圧される。こうすることによって、ウェハキャリアＣの内部と外部との気密が図られ、ウェハキャリアＣの内部のクリーンな雰囲気が維持される。
【００２６】
図１５、図１６及び図２４に示されるように、ウェハキャリアＣがＹ軸の正方向に水平移動された際に、蓋体保持板５に設けられた一対の鍵部材４が、相対向する鍵穴１４を介して蓋体３の内部に相対的に進入する。錠装置Ｅが施錠されている状態では、前記鍵穴１４は、前記鍵部材４に対応する水平状態に配置されていて、しかも両者１４，４の各軸心ＣＬ1,ＣＬ2 は合致しているため、一対の鍵部材４はスムーズに進入する。そして、蓋体装着部２ａが装着板６のパッキン６ｃに押圧された状態で、各鍵部材４の先端部の全体が、蓋体３の内部に進入する。また、この状態で、蓋体３の正面板３ａが４本の押圧ピン２９を押圧するため、各押圧ピン２９は、圧縮ばね３３の付勢力に抗してＹ軸の正方向に押し付けられる。
【００２７】
図１４に示されるように、鍵装置Ａ1 を構成する第２空気圧シリンダ２６を作動させて、そのシリンダロッド２６ａを突出させる。すると、連結板２５を介して一対のリンク板２３がクランク運動を行うため、一対の鍵部材４が、それらの軸心ＣＬ2 を中心に設定角度（ほぼ９０°）だけ回動される。一対の鍵部材４は、同期して同一角度だけ回動される。図１７に示されるように、上下のロックプレート１３が昇降して、ウェハキャリアＣの蓋体装着部２ａに設けられた嵌合穴１５から離脱されるため、錠装置Ｅが解錠される。このとき、各鍵部材４は起立状態に配置されているため、対応する鍵穴１４から抜け出ることはない。しかも、蓋体３の四隅の近傍は４本の押圧ピン２９によってＹ軸の負方向に押圧されているため、該蓋体３は突っ張った状態で保持される。この結果、蓋体３は前記蓋体保持板５に安定状態で保持される。
【００２８】
続いて、図１９、図２０及び図２５に示されるように、水平移動装置Ｂを構成する第３空気圧シリンダ３６を作動させ、そのシリンダロッド３６ａを引っ込める。同時に、可動側リンク４１と固定側リンク４２が下方に引っ張られるため、可動側リンク４１の先端部と固定側リンク４２の先端部とが、相対的に接近するる。この結果、ガイドレール１８にガイドされた蓋体保持板５がＹ軸の正方向に水平移動する。その際、蓋体３は前記蓋体保持板５に保持されていて、該蓋体保持板５と一体となって水平移動するため、キャリア本体２から完全に取り外される。次に、図２１、図２６及び図２７に示されるように、ロッドレスシリンダ８を作動させて、水平移動装置Ｂの装置フレーム１７全体を下降させる。蓋体保持板５が、蓋体３を保持したまま下降して、蓋体保持板５がロードポート装置Ｌの内側の直下の部分に一時的に格納される。このようにして、装着板６の内側開口穴６ａが開口され、ウェハキャリアＣに収納されたウェハＵが半導体製造装置Ｈ内に移載される。
【００２９】
半導体製造装置Ｈ内で化学処理が施されたウェハＵは、再びウェハキャリアＣに収納される。そして、上記した作用と全く逆の順序で、ウェハキャリアＣにおけるキャリア本体２の蓋体装着部２ａに蓋体３が取付けられ、錠装置Ｅの施錠が行われる。
【００３０】
次に、図２８を参照しながら、第２実施例の鍵装置Ａ2 について説明する。この実施例の場合、一対の鍵部材４を同期して正逆回動させるための同期手段が歯付ベルト４５であり、その駆動源が単一の制御モータ４６である。即ち、一対の鍵部材４の背面側には、それぞれ歯付プーリ４７が取付けられていて、該歯付プーリ４７に歯付ベルト４５が掛装されている。そして、前記歯付ベルト４５は、蓋体保持板５の背面に設けられた単一の制御モータ４６のモータプーリ４６ａに掛装されている。前記制御モータ４６の回動角度と回動方向を制御することによって、歯付ベルト４５を一定の距離だけ周回走行させる。このようにして、一対の鍵部材４を同期して設定角度だけ正逆回動することができる。この実施例の場合、制御を変更するだけで一対の鍵部材４の回動角度を自在に変えることができるという利点がある。
【００３１】
本明細書では、請求項１に記載の「被移動体の水平移動装置」を、ロードポート装置Ｌを構成する蓋体保持板５（被移動体）を水平移動させるための水平移動装置Ｂとして説明した。しかし、前記「被移動体の水平移動装置」は、ロードポート装置Ｌにおける水平移動装置Ｂばかりでなく、他の用途に対しても、一般的な使用が可能である。
【００３２】
また、本明細書では、一対の（即ち、２本の）鍵部材４を同期させて回動させる場合について説明した。しかし、３本、或いはそれ以上の鍵部材４を同期させて回動させることも可能である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明に係る被移動体の水平移動装置は、蓋体保持板を水平移動させるためのシリンダをほぼ垂直に配設し、該シリンダのシリンダロッドの垂直方向の移動を蓋体保持板の水平方向の移動に変換した構成である。このため、従来のように、シリンダが水平に配設された場合と比較して、外部に張り出される部分が少なくなり、半導体製造装置内の各部材と干渉するおそれがない。
【００３４】
また、本発明に係るウェハキャリア用蓋体の着脱移動装置は、上記した被移動体の水平移動装置を利用して、ロードポート装置に設置されたウェハキャリアの蓋体の着脱と、その水平及び垂直の各移動を行って、半導体製造装置のキャリア用開口の内側の直下の部分に前記蓋体を一時的に格納できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る第１実施例の鍵装置Ａ1 と、同じく水平移動装置Ｂとを備えたロードポート装置Ｌの側面図である。
【図２】 同じく正面図である。
【図３】 ウェハキャリアＣの斜視図である。
【図４】 錠装置Ｅを施錠した状態のウェハキャリアＣの正面図である。
【図５】 同じく一部を破断した側面図である。
【図６】 錠装置Ｅの鍵穴１４に鍵部材４が挿入された状態の正面図である。
【図７】 鍵部材４が回動された状態の正面図である。
【図８】 ロックプレート１３が蓋体装着部２ａの嵌合穴１５に嵌合された状態の側面断面図である。
【図９】 ロックプレート１３が蓋体装着部２ａの嵌合穴１５から離脱された状態の側面断面図である。
【図１０】 第１実施例の鍵装置Ａ1 及び錠装置Ｅの斜視図である。
【図１１】 第１実施例の鍵装置Ａ1 の正面図である。
【図１２】 図１１のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１３】 蓋体保持板５の正面図である。
【図１４】 第２空気圧シリンダ２６が作動して、一対の鍵部材４が回動された状態の作用説明図である。
【図１５】 蓋体３と蓋体保持板５の関係を示す側面断面図である。
【図１６】 蓋体３が蓋体保持板５に押圧された状態の作用説明図である。
【図１７】 蓋体３が蓋体保持板５に押圧されて、一対の鍵部材４が回動される状態の作用説明図である。
【図１８】 蓋体３の水平移動装置Ｂの正面図である。
【図１９】 同じく側面断面図である。
【図２０】 蓋体３を保持した蓋体保持板５が水平移動される状態の作用説明図である。
【図２１】 蓋体保持板５が下降される状態の作用説明図である。
【図２２】 ロードポート装置Ｌに設置されたウェハキャリアＣが、Ｙ軸の正方向に水平移動される状態の作用説明図である。
【図２３】 図２２の要部の拡大断面図である。
【図２４】 同じく、蓋体３の拡大断面図である。
【図２５】 蓋体保持板５が水平移動されて、蓋体３が取り外された状態の作用説明図である。
【図２６】 蓋体保持板５が下降される状態の作用説明図である。
【図２７】 図２６の正面図である。
【図２８】 第２実施例の鍵装置Ａ2 の概略正面図である。
【図２９】 ロードポート装置Ｌが取付けられた半導体製造装置Ｈの側面図である。
【符号の説明】
Ａ1,Ａ2 ：鍵装置（着脱装置）
Ｂ：水平移動装置
Ｃ：ウェハキャリア
Ｄ：着脱移動装置
Ｅ：錠装置
Ｈ：半導体製造装置
Ｌ：ロードポート装置
Ｑ：平行リンク機構
Ｙ：Ｙ軸方向（蓋体に対して垂直な水平方向）
２：キャリア本体
３：蓋体
４：鍵部材
５：蓋体保持板（被移動体）
６：装着板
６ａ：内側開口穴（キャリア用開口）
８：ロッドレスシリンダ（垂直移動装置）
１４：鍵穴
１７：装置フレーム（架台）
１８：ガイドレール（移動案内部材）
１８ａ：ガイド体（移動案内部材）
２３：リンク板（平行リンク機構）
２５：連結板（平行リンク機構）
２６：第２空気圧シリンダ（駆動源）
２９：押圧ピン
３３：圧縮ばね（付勢手段）
３６：第３空気圧シリンダ（垂直シリンダ）
３６ａ：シリンダロッド
４１：可動側リンク（第１のアーム）
４２：固定側リンク（第２のアーム）
４５：歯付ベルト（同期機構）
４６：制御モータ（駆動源）
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロードポート装置に設置されたウェハキャリアの蓋体に設けられた錠装置の解錠・施錠を行って、前記蓋体の着脱を行う装置によって取り外された蓋体を保持する蓋体保持板を水平移動させる被移動体の水平移動装置、及びウェハキャリア用蓋体の着脱移動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２９に示されるように、ロードポート装置Ｌのキャリア設置板１に設置されたウェハキャリアＣには、多数枚のウェハＵ（図５参照）が収納されていて、各ウェハＵは、ロボット装置５１により半導体製造装置Ｈ内に移載される。図１０に示されるように、ウェハキャリアＣを構成するキャリア本体２と蓋体３とは、前記蓋体３に設けられた錠装置Ｅによって施錠されている。このため、各ウェハＵを移載するためには、鍵部材４によって錠装置Ｅの解錠を行い、その後、前記キャリア本体２に対して蓋体３を取り外すという操作が必要である。従来、錠装置Ｅの解錠・施錠は、クリーンルーム内で作業者によって行われていた。しかし、人手によって行われる場合、その効率が悪い。そのため、自動で錠装置Ｅの解錠・施錠を行うための装置が開発されている。例えば、錠装置Ｅの解錠・施錠を行うための鍵部材４を、制御モータ（図示せず）によって正逆方向に回動させる構成のものである。なお、図２９において符号５２は、半導体製造装置Ｈ内に移載されたウェハＵに、清浄な空気を供給するための清浄空気供給装置である。
【０００３】
前記錠装置Ｅが蓋体３の１箇所にのみ設けられている場合、施錠したときの蓋体３の安定性に欠けるという問題がある。また、前記錠装置Ｅが複数箇所に設けられている場合、複数個の鍵部材４を同期させて正逆回動させなければならない。このような場合、複数個の鍵部材４に対して個別に制御モータを取付けなければならず、全体の構成が複雑化するという問題がある。
【０００４】
また、前記錠装置Ｅを解錠した後、蓋体３を着脱するために、キャリア本体２に対して蓋体３を保持する蓋体保持板５（図２５参照）を水平移動させている。通常の場合、空気圧シリンダ（図示せず）を水平に配設し、該シリンダのシリンダロッドを出入りさせることによって、前記シリンダロッドと連結された蓋体保持板５を水平移動させている。しかし、このように空気圧シリンダを水平に取付けた場合、該空気圧シリンダが張り出してしまい、半導体製造装置Ｈ内の部材と干渉するおそれがあり、空気圧シリンダの取付位置に制限が生じるという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した不具合に鑑み、複数の鍵部材を同期させて正逆回動できるようにすることと、前記蓋体を保持した蓋体保持板を水平移動させるためのシリンダが、周辺の部材に影響を及ぼすことなく取付けられるようにすることを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の被移動体の水平移動装置は、架台の上面に、移動案内部材に案内されて水平移動可能に支持された被移動体を水平移動させるための装置であって、前記架台の下方にほぼ垂直に配設されて、垂直面内で回動可能となるように、シリンダ本体の下端部が固定部材に対して回動可能に支持された１本の垂直シリンダと、前記架台及び前記被移動体との各連結部を結ぶ線分が前記被移動体の移動方向に沿うように、前記垂直シリンダのシリンダロッドと前記架台及び前記被移動体との間にそれぞれ連結される第１及び第２の各アームとを備え、前記垂直シリンダのシリンダロッドの出入りにより、第１及び第２の各アームの先端部を互いに接近・離間させて、被移動体を水平移動させることを特徴としている。
【０００７】
同じくウェハキャリア用蓋体の着脱移動装置は、ロードポート装置に設置されたウェハキャリアの蓋体の着脱と、その水平及び垂直の各移動を行って、半導体製造装置のキャリア用開口の内側の直下の部分に前記蓋体を一時的に格納可能にするためのウェハキャリア用蓋体の着脱移動装置であって、ウェハキャリア用蓋体の着脱装置と、上記した被移動体の水平移動装置と、前記水平移動装置の全体を垂直移動させるための垂直移動装置とから成り、前記ウェハキャリア用蓋体の着脱装置は、ロードポート装置に設置されたウェハキャリアの蓋体に対して垂直な水平方向に進退動を行う蓋体保持板と、該蓋体に設けられた錠装置の鍵穴に対向し、かつ前記蓋体保持板の正面に突出した状態で、該蓋体保持板に回動可能に支持された複数の鍵部材と、該複数の鍵部材を設定角度だけ正逆回動させて、前記錠装置の解錠・施錠を行うために、前記蓋体保持板の背面に装着された鍵部材回動手段とを備え、前記錠装置の解錠状態において、前記鍵穴と前記鍵部材とが係合して、蓋体保 持板に対して蓋体が保持可能となる構成であって、前記鍵部材回動手段は、複数の鍵部材を同期させて正逆回動させるための同期機構と、該同期機構を駆動させるための単一の駆動源とから成ることを特徴としている。
【０００８】
ロードポート装置に設置されたウェハキャリアの蓋体には、錠装置が設けられている。ロードポート装置の装着板のキャリア用開口は、予め蓋体保持板によって閉塞されていて、該蓋体保持板における前記蓋体と相対向する正面側には、前記錠装置の鍵穴に対向する複数の鍵部材が突出されている。この蓋体保持板は、ウェハキャリアの蓋体に対して垂直な水平方向に進退動する。ウェハキャリアがロードポート装置の装着板に押し付けられると、前記錠装置の鍵穴に前記複数の鍵部材が相対的に進入する。前記蓋体保持板の背面側には、前記複数の鍵部材を同期させて、設定角度だけ正逆回動させるための鍵部材回動手段が設けられていて、該鍵部材回動手段によって複数の鍵部材が同期して所定の方向に回動され、錠装置が解錠・施錠される。複数の鍵部材を同期させるための同期機構が平行リンク機構であり、しかも、前記平行リンク機構を介して複数の鍵部材を回動させるための駆動源が単一のシリンダである場合、その構成が極めて簡単になると共に、蓋体保持板からの張出しも僅かである。更に、蓋体保持板に複数本の押圧ピンが設けられている場合、前記蓋体は前記押圧ピンの付勢力によって安定状態で保持される。
【０００９】
蓋体保持板に保持された蓋体は、水平移動装置によって水平移動される。即ち、前記蓋体保持板の下方に、ほぼ垂直に配設された垂直シリンダのシリンダロッドを出入りさせ、前記シリンダロッドの垂直方向の移動を水平方向の移動に変換させることによって、前記蓋体保持板が水平移動される。蓋体保持板は、蓋体を保持した状態で水平移動される。シリンダがほぼ垂直に配設されているため、外部に張り出すことはない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。最初に、本実施例のロードポート装置Ｌの全体構成を簡単に説明する。続いて、ウェハキャリアＣ及びその蓋体３に設けられた錠装置Ｅについて説明する。次に、第１実施例の鍵装置Ａ1 の構成と作用を説明し、その後に、蓋体３の水平移動装置Ｂの構成と作用を説明する。そして、最後に、ロードポート装置Ｌの全体の作用について説明する。図１は本発明に係る第１実施例の鍵装置Ａ1 と、同じく水平移動装置Ｂとを備えたロードポート装置Ｌの側面図、図２は同じく正面図である。図３に示されるように、ウェハキャリアＣには、予め錠装置Ｅが設けられていて、本発明に係る鍵装置Ａ1 と協働して蓋体３の着脱が行われる。即ち、鍵装置Ａ1 と錠装置Ｅとで、蓋体３の着脱装置が構成されている。この錠装置Ｅは公知のものである。図１に示されるように、半導体製造装置Ｈの側面壁に、ロードポート装置Ｌの装着板６が取付けられている。該装着板６の背面側（半導体製造装置Ｈの側）の上部には、第１実施例の鍵装置Ａ1 が配設されていて、同じく下部には、蓋体３の水平移動装置Ｂが配設されている。両装置Ａ1,Ｂは、半導体製造装置Ｈ内に入り込んでいる。そして、前記水平移動装置Ｂは、ロードポート装置Ｌを構成する装置本体７の内部に垂直に配設されたロッドレスシリンダ８の移動体８ａに固着されており、前記ロッドレスシリンダ８を作動させることによって昇降可能である。即ち、本実施例のロードポート装置Ｌは、前記第１実施例の鍵装置Ａ1 、水平移動装置Ｂ及び垂直移動装置（ロッドレスシリンダ８）により構成される蓋体３の着脱移動装置Ｄを備えている。なお、本明細書では、ウェハキャリアＣにおいては蓋体保持板５と相対向する側を「正面」と記載し、蓋体保持板５においてはウェハキャリアＣと相対向する側を「正面」と記載する。また、それぞれの反対側を「背面」と記載する。
【００１１】
図１及び図２に示されるように、ロードポート装置Ｌにおいて半導体製造装置Ｈと相対向する側には装着板６が設けられている。前記ロードポート装置Ｌは、この装着板６が、固定ボルト（図示せず）によって半導体製造装置Ｈに締め付けられることによって、前記半導体製造装置Ｈに一体に取付けられる。図１２に示されるように、この装着板６の上部には、ウェハＵを移載するための内側開口穴６ａが設けられている。この開口穴６ａの外側で、しかもウェハキャリアＣの側には、更に大きな外側開口穴６ｂが段付き状態で設けられていて、その段付部には、前記内側開口穴６ａの周縁に沿ってパッキン６ｃが取付けられている。内側開口穴６ａは、蓋体保持板５の段付部５ａを挿入させるためのものであり、外側開口穴６ｂはウェハキャリアＣの蓋体装着部２ａを挿入させるためのものである。前記パッキン６ｃは、キャリア本体２における蓋体装着部２ａと当接することによって、ウェハキャリアＣの外部と内部との気密を図るという機能を有している。
【００１２】
図１に示されるように、ロードポート装置Ｌを構成する装置本体７の上面には、ウェハキャリアＣの蓋体３に対して垂直な水平方向（矢印Ｙで示される方向であり、以降、Ｙ軸方向と記載する）に沿ってガイドレール９が敷設されている。このガイドレール９に装着される２個のガイド体９ａには、キャリア設置板１が取付けられていて、該キャリア設置板１の上面にウェハキャリアＣが設置される。また、装置本体７の上面には、Ｙ軸方向に沿って第１空気圧シリンダ１１が取付けられていて、該シリンダ１１のシリンダロッド１１ａ（図２２参照）と前記キャリア設置板１とが連結されている。このため、第１空気圧シリンダ１１を作動させることによってウェハキャリアＣをＹ軸方向に沿って水平移動させることができる。
【００１３】
最初に、図３ないし図５を参照しながら、本実施例のウェハキャリアＣについて説明し、次に、図６ないし図９を参照しながら、その蓋体３に設けられた錠装置Ｅについて説明する。図３は、ウェハキャリアＣの斜視図、図４は錠装置Ｅを施錠した状態のウェハキャリアＣの正面図、図５は同じく一部を破断した側面図である。図３ないし図５に示されるように、本実施例のウェハキャリアＣを構成するキャリア本体２の前部には、その外周縁に沿って張り出された蓋体装着部２ａが設けられている。この蓋体装着部２ａに、蓋体３が装着される。蓋体３の外周縁部には、全周に亘ってパッキン３ｂが周設されていて、このパッキン３ｂが前記蓋体装着部２ａの内側に密着することにより、ウェハキャリアＣの内部と外部との気密が図られており、ウェハキャリアＣ内のクリーンな雰囲気が維持される。
【００１４】
次に、錠装置Ｅについて説明する。蓋体３の内部で、しかも幅方向の両側部には、錠装置Ｅが設けられている。各錠装置Ｅは、蓋体３の高さ方向のほぼ中央部に、その軸心ＣＬ1 を中心に回動可能にして配設された円板状のディスク板１２の上下に、ロックプレート１３が昇降可能にして取付けられた構成である。図４、図６及び図７に示されるように、各ディスク板１２には、その周方向に約９０°に亘って溝カム１２ａが設けられている。この溝カム１２ａのカム半径Ｒは、前記ディスク板１２の周方向に沿って短くなっている。そして、前記ロックプレート１３の基端部（ディスク板１２の側の端部）に取付けられた連結ピン１３ａが、前記溝カム１２ａに嵌合されている。この連結ピン１３ａは、前記溝カム１２ａ内を移動可能である。ディスク板１２の正面側には、一対の突起体１２ｂが突設されている。錠装置Ｅによって施錠された状態において、一対の突起体１２ｂは、ほぼ水平な状態を呈している。そして、蓋体３の正面板３ａにおいて、前記一対の突起体１２ｂと対応する部分には、鍵部材４（図１０参照）を蓋体３の内部に進入させるための鍵穴１４が設けられている。後述するように、鍵部材４は、その先端部が必ず水平状態となって前記鍵穴１４に進退する。このため、前記鍵穴１４は、正面視における鍵部材４の先端部よりも僅かに大きな横長の相似形状である。
【００１５】
この錠装置Ｅは、上下のロックプレート１３の先端部が、蓋体装着部２ａに設けられた嵌合穴１５に嵌合されることによって施錠される構成である。図６ないし図９を参照しながら、錠装置Ｅを解錠する際の作用について説明する。鍵穴１４を介して蓋体３の内部に進入した鍵部材４が、一対の突起体１２ｂの間に入り込む。そして、鍵部材４が矢印Ｐの方向に回動されることにより、一対の突起体１２ｂを介してディスク板１２が、その軸心ＣＬ1 を中心に同方向に回動される。ディスク板１２が矢印Ｐの方向に回動されるのに伴い、そのカム半径Ｒが徐々に小さくなり、カム半径Ｒ’となるため、上下のロックプレート１３の基端部が互いに接近する。すると、上下のロックプレート１３の先端部が、蓋体装着部２ａの嵌合穴１５から離脱されるため、錠装置Ｅの解錠が行われる。鍵部材４を矢印Ｐと反対の方向に回動させることによって、再び錠装置Ｅの施錠を行うことができる。
【００１６】
次に、第１実施例の鍵装置Ａ1 について説明する。図１０は第１実施例の鍵装置Ａ1 及び錠装置Ｅの斜視図、図１１は第１実施例の鍵装置Ａ1 の正面図、図１２は図１１のＸ−Ｘ線断面図、図１３は蓋体保持板５の正面図である。図２に示されるように、装着板６には、高さ方向に沿って一対のガイドレール１６が敷設されている。一対のガイドレール１６には、ガイド体１６ａが２個ずつ装着されていて、各ガイド体１６ａには水平移動装置Ｂ（後述）を構成する装置フレーム１７が取付けられている。この装置フレーム１７はＬ字状を成していて、２個の補強プレート１７ａによって補強されている。装置フレーム１７を構成する上面板１７ｂには、Ｙ軸方向に沿って一対のガイドレール１８が敷設されていて、各ガイドレール１８にガイド体１８ａが装着されている。そして、各ガイド体１８ａの上面には幅広の支持板１９が取付けられていて、更に前記支持板１９にブラケット２１が立設されている。このブラケット２１の上部には、ウェハキャリアＣの蓋体３と相対向する蓋体保持板５が取付けられている。前記支持板１９は、ガイドレール１８、及びガイド体１８ａにガイドされてＹ軸方向に水平移動可能であるため、蓋体保持板５もＹ軸方向に水平移動可能である。この蓋体保持板５の外周縁部には段付部５ａが設けられていて、該段付部５ａにパッキン５ｂ（図１２参照）が周設されている。このパッキン５ｂは、装着板６に押圧されることによって、半導体製造装置Ｈと外部との気密を図るという機能を有している。
【００１７】
図１０ないし図１３に示されるように、蓋体保持板５の正面側（ウェハキャリアＣの側）には、蓋体３における一対の鍵穴１４と相対向する一対の鍵部材４が突出して設けられている。図１２に示されるように、各鍵部材４の回動軸部４ａは、蓋体保持板５に内装された軸受２２に支承されている。このため、各鍵部材４は、その軸心ＣＬ2 を中心として回動可能である。正面視における鍵部材４は、前記鍵穴１４よりも少し小さい横長の長方形状であり、通常の状態で水平状態を呈している。そして、一対の鍵部材４における回動軸部４ａの背面側には、各リンク板２３の下端部が取付けられている。一対のリンク板２３の上端部は、連結ピン２４により遊動状態で連結板２５と連結されている。一対のリンク板２３は、前記連結板２５によって互いにほぼ平行な状態で連結されていて、平行リンク機構Ｑが形成されている。このため、前記連結板２５を円弧状に移動させることによって、一対のリンク板２３を、各鍵部材４の軸心ＣＬ2 を中心とするクランク運動をさせることができる。この結果、一対の鍵部材４は同期して、同一方向に、しかも予め設定された角度だけ回動される。この角度は、錠装置Ｅを構成するディスク板１２における溝カム１２ａの角度とほぼ同一であり、約９０°である。
【００１８】
上記したクランク運動は、単一の第２空気圧シリンダ２６によって行われる。即ち、蓋体保持板５の背面側で連結板２５の上方には、第２空気圧シリンダ２６が、前記蓋体保持板５の板面に対して平行に配設されている。この第２空気圧シリンダ２６の後端部は、蓋体保持板５の背面に垂直に取付けられた支点ピン２７に支承されている。そして、Ｙ軸方向と直交する垂直面内で回動可能である。そして、そのシリンダロッド２６ａは、連結ブロック２８を介して、ほぼ水平に配置されるように連結板２５と連結されている。第２空気圧シリンダ２６を作動させると、そのシリンダロッド２６ａが出入りする。該第２空気圧シリンダ２６は、支点ピン２７の軸心を中心に上下に揺動しながら、連結板２５を円弧状に移動させる。すると、一対のリンク板２３を介して各鍵部材４が、それぞれの軸心ＣＬ2 を中心に、同期して同一方向に、設定角度だけ回動される。
【００１９】
上記した蓋体保持板５には、蓋体３に設けられた錠装置Ｅを解錠・施錠する際に、該蓋体３を安定状態で保持するための複数本（本実施例の場合、４本）の押圧ピン２９が設けられている。次に、図１３ないし図１７を参照しながら、この押圧ピン２９について説明する。図１３及び図１４に示されるように、蓋体保持板５における四隅の近傍には、４本の押圧ピン２９が配設されている。そし、図１５に示されるように、これらの押圧ピン２９の本体部２９ａは、蓋体保持板５のＹ軸方向に沿って設けられた各押圧ピン挿通穴３１に挿通されている。この押圧ピン２９は樹脂製であり、その先端部が略紡錘状を成す本体部２９ａと、前記押圧ピン挿通穴３１の内径よりも大きな外径を有するガイド部２９ｂとから成っている。そして、蓋体保持板５の背面側から前記押圧ピン挿通穴３１に挿通されていて、更に、蓋体保持板５の背面にばね受け体３２が取付けられている。このばね受け体３２は有底円筒状であり、押圧ピン２９が落下しないように支持するためのものである。押圧ピン２９のガイド部２９ｂが、ばね受け体３２の内部に配置される。そして、押圧ピン２９のガイド部２９ｂとばね受け体３２の底部との間に圧縮ばね３３が介装されている。このため、押圧ピン２９の本体部２９ａの先端部は常に、蓋体保持板５の正面側に付勢状態で突出されている。
【００２０】
押圧ピン２９の作用について説明する。図１５ないし図１７に示されるように、通常の状態では、蓋体保持板５の段付部５ａが装着板６の内側開口穴６ａに入り込んでいる。ロードポート装置Ｌの装置本体７の上面に配設された第１空気圧シリンダ１１（図１参照）を作動させることによって、ウェハキャリアＣがＹ軸の正方向に水平移動される。図１５及び図１６に示されるように、ディスク板１２の軸心ＣＬ1 と鍵部材４の軸心ＣＬ2 とは合致しているため、各鍵部材４が、鍵穴１４を介して一対の突起体１２ｂの間に入り込む。同時に、蓋体３の正面板３ａが押圧ピン２９を押圧する。しかも、蓋体装着部２ａは、装着板６の段付部に設けられたパッキン６ｃに押圧される。このため、ウェハキャリアＣの内部と外部との気密が図られる。
【００２１】
そして、図１４に示されるように、鍵装置Ａ1 を構成する第２空気圧シリンダ２６のシリンダロッド２６ａが突出される。一対の鍵部材４が同期して、しかも、それらの軸心ＣＬ2 を中心にして設定角度だけ回動され、錠装置Ｅが解錠される。このとき、図１７に示されるように、各鍵部材４は起立状態を呈しているため、鍵穴１４から抜け出ることが防止される。しかも、各押圧ピン２９が、付勢状態で蓋体３を押圧している。即ち、該蓋体３は鍵部材４によって蓋体保持板５の側に引っ張られていると共に、各押圧ピン２９の付勢力によってウェハキャリアＣの側に押付けられている。このため、蓋体３は安定状態で蓋体保持板５に保持される。
【００２２】
次に、図１、図２及び図１８ないし図２１を参照しながら、蓋体３の水平移動装置Ｂについて説明する。図１８は蓋体３の水平移動装置Ｂの正面図、図１９は同じく側面断面図である。図１８及び図１９に示されるように、正面視における装置フレーム１７のほぼ中央部の下端部には、二股状のブラケット３４が固着されている。そして、該ブラケット３４に取付けられた支点ピン３５には、第３空気圧シリンダ３６の後端部が支承されている。このため、第３空気圧シリンダ３６は、Ｙ軸方向に沿った垂直面内で回動可能である。そして、平面視における装置フレーム１７の上面板１７ｂのほぼ中央部には、開口穴３７が設けられている。支持板１９の底面部には可動側ブラケット３８が固着されていて、装置フレーム１７の上面板１７ｂの底面部には固定側ブラケット３９が固着されている。前記可動側ブラケット３８は、前記開口穴３７を介して下方に突出されており、その下端部における高さ方向の位置は、固定側ブラケット３９の下端部における高さ方向の位置とほぼ同一である。そして、前記可動側ブラケット３８の下端部は、遊動状態で可動側リンク４１の上端部と連結されていて、前記固定側ブラケット３９の下端部は、遊動状態で固定側リンク４２の上端部と連結されている。これらの可動側リンク４１と固定側リンク４２とは、いずれも蓋体保持板５の移動方向（Ｙ軸方向）に対する垂直な面内で回動可能である。そして、可動側リンク４１の下端部と、固定側リンク４２の下端部は、第３空気圧シリンダ３６のシリンダロッド３６ａの先端部に重なり合った状態で、しかも遊動状態で連結されている。前述したように、可動側ブラケット３８と固定側ブラケット３９の各下端部の高さ方向の位置がほぼ同一なので、第３空気圧シリンダ３６は、ほぼ垂直な状態に配設される。そして、該第３空気圧シリンダ３６のシリンダロッド３６ａの垂直移動を、蓋体保持板５の水平移動に変換した構成である。このため、空気圧シリンダを水平に配設した場合と比較して、外部に張り出される部分が少なくなり、半導体製造装置Ｈ内の部材と干渉するおそれがない。
【００２３】
この装置フレーム１７は、垂直に配設されたロッドレスシリンダ８の移動体８ａに取付けられている。このため、前記ロッドレスシリンダ８を作動させることによって、装置フレーム１７、即ち、水平移動装置Ｂの全体を昇降させることができる。なお、図２において符号４３は、装置フレーム１７の下端部に取付けられたドッグであり、同じく符号４４は、前記ドッグ４３に対応して取付けられた近接スイッチである。
【００２４】
次に、図１９ないし図２１を参照しながら、この水平移動装置Ｂの作用について説明する。図１９に示されるように、第３空気圧シリンダ３６のシリンダロッド３６ａが突出して、可動側リンク４１と固定側リンク４２は、略水平な状態に配置されている。そして、この状態は、蓋体保持板５のパッキン５ｂが装着板６に押圧された状態である。ここで、第３空気圧シリンダ３６を作動させて、そのシリンダロッド３６ａを引っ込める。すると、図２０及び図２１に示されるように、可動側リンク４１と固定側リンク４２とが下方に引っ張られる。ところが、固定側リンク４２は固定側ブラケット３９を介して装置フレーム１７の上面板１７ｂに固定されている。しかも、可動側リンク４１及び可動側ブラケット３８を介して連結された支持板１９は、ガイドレール１８によりＹ軸方向に水平移動可能である。このため、第３空気圧シリンダ３６のシリンダロッド３６ａを引っ込めると、該第３空気圧シリンダ３６は、支点ピン３５の軸心を中心に揺動しながら、可動側リンク４１の先端部を、固定側リンク４２の先端部の側に接近させる。この結果、蓋体保持板５がＹ軸の正方向に水平移動する。第３空気圧シリンダ３６のシリンダロッド３６ａを再び突出させると、前記蓋体保持板５は反対方向（Ｙ軸の負方向）に水平移動する。
【００２５】
次に、ロードポート装置Ｌの全体の作用について説明する。図２２に示されるように、ロードポート装置Ｌの装置本体７の上面に設けられたキャリア設置板１に、ウェハキャリアＣが設置される。このウェハキャリアＣを構成するキャリア本体２には、予め所定枚数のウェハＵが収納されていて、前記キャリア本体２と蓋体３とは、錠装置Ｅによって施錠されている。また、図２３に示されるように、装着板６における内側開口穴６ａは、蓋体保持板５に周設されたパッキン５ｂが、半導体製造装置Ｈの側から押圧されることにより、気密状態で閉塞されている。第１空気圧シリンダ１１を作動させて、ウェハキャリアＣをＹ軸の正方向に水平移動させる。ウェハキャリアＣにおける蓋体装着部２ａが、装着板６の外側開口穴６ｂに入り込み、その段付部に取付けられたパッキン６ｃに押圧される。こうすることによって、ウェハキャリアＣの内部と外部との気密が図られ、ウェハキャリアＣの内部のクリーンな雰囲気が維持される。
【００２６】
図１５、図１６及び図２４に示されるように、ウェハキャリアＣがＹ軸の正方向に水平移動された際に、蓋体保持板５に設けられた一対の鍵部材４が、相対向する鍵穴１４を介して蓋体３の内部に相対的に進入する。錠装置Ｅが施錠されている状態では、前記鍵穴１４は、前記鍵部材４に対応する水平状態に配置されていて、しかも両者１４，４の各軸心ＣＬ1,ＣＬ2 は合致しているため、一対の鍵部材４はスムーズに進入する。そして、蓋体装着部２ａが装着板６のパッキン６ｃに押圧された状態で、各鍵部材４の先端部の全体が、蓋体３の内部に進入する。また、この状態で、蓋体３の正面板３ａが４本の押圧ピン２９を押圧するため、各押圧ピン２９は、圧縮ばね３３の付勢力に抗してＹ軸の正方向に押し付けられる。
【００２７】
図１４に示されるように、鍵装置Ａ1 を構成する第２空気圧シリンダ２６を作動させて、そのシリンダロッド２６ａを突出させる。すると、連結板２５を介して一対のリンク板２３がクランク運動を行うため、一対の鍵部材４が、それらの軸心ＣＬ2 を中心に設定角度（ほぼ９０°）だけ回動される。一対の鍵部材４は、同期して同一角度だけ回動される。図１７に示されるように、上下のロックプレート１３が昇降して、ウェハキャリアＣの蓋体装着部２ａに設けられた嵌合穴１５から離脱されるため、錠装置Ｅが解錠される。このとき、各鍵部材４は起立状態に配置されているため、対応する鍵穴１４から抜け出ることはない。しかも、蓋体３の四隅の近傍は４本の押圧ピン２９によってＹ軸の負方向に押圧されているため、該蓋体３は突っ張った状態で保持される。この結果、蓋体３は前記蓋体保持板５に安定状態で保持される。
【００２８】
続いて、図１９、図２０及び図２５に示されるように、水平移動装置Ｂを構成する第３空気圧シリンダ３６を作動させ、そのシリンダロッド３６ａを引っ込める。同時に、可動側リンク４１と固定側リンク４２が下方に引っ張られるため、可動側リンク４１の先端部と固定側リンク４２の先端部とが、相対的に接近するる。この結果、ガイドレール１８にガイドされた蓋体保持板５がＹ軸の正方向に水平移動する。その際、蓋体３は前記蓋体保持板５に保持されていて、該蓋体保持板５と一体となって水平移動するため、キャリア本体２から完全に取り外される。次に、図２１、図２６及び図２７に示されるように、ロッドレスシリンダ８を作動させて、水平移動装置Ｂの装置フレーム１７全体を下降させる。蓋体保持板５が、蓋体３を保持したまま下降して、蓋体保持板５がロードポート装置Ｌの内側の直下の部分に一時的に格納される。このようにして、装着板６の内側開口穴６ａが開口され、ウェハキャリアＣに収納されたウェハＵが半導体製造装置Ｈ内に移載される。
【００２９】
半導体製造装置Ｈ内で化学処理が施されたウェハＵは、再びウェハキャリアＣに収納される。そして、上記した作用と全く逆の順序で、ウェハキャリアＣにおけるキャリア本体２の蓋体装着部２ａに蓋体３が取付けられ、錠装置Ｅの施錠が行われる。
【００３０】
次に、図２８を参照しながら、第２実施例の鍵装置Ａ2 について説明する。この実施例の場合、一対の鍵部材４を同期して正逆回動させるための同期手段が歯付ベルト４５であり、その駆動源が単一の制御モータ４６である。即ち、一対の鍵部材４の背面側には、それぞれ歯付プーリ４７が取付けられていて、該歯付プーリ４７に歯付ベルト４５が掛装されている。そして、前記歯付ベルト４５は、蓋体保持板５の背面に設けられた単一の制御モータ４６のモータプーリ４６ａに掛装されている。前記制御モータ４６の回動角度と回動方向を制御することによって、歯付ベルト４５を一定の距離だけ周回走行させる。このようにして、一対の鍵部材４を同期して設定角度だけ正逆回動することができる。この実施例の場合、制御を変更するだけで一対の鍵部材４の回動角度を自在に変えることができるという利点がある。
【００３１】
本明細書では、請求項１に記載の「被移動体の水平移動装置」を、ロードポート装置Ｌを構成する蓋体保持板５（被移動体）を水平移動させるための水平移動装置Ｂとして説明した。しかし、前記「被移動体の水平移動装置」は、ロードポート装置Ｌにおける水平移動装置Ｂばかりでなく、他の用途に対しても、一般的な使用が可能である。
【００３２】
また、本明細書では、一対の（即ち、２本の）鍵部材４を同期させて回動させる場合について説明した。しかし、３本、或いはそれ以上の鍵部材４を同期させて回動させることも可能である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明に係る被移動体の水平移動装置は、蓋体保持板を水平移動させるためのシリンダをほぼ垂直に配設し、該シリンダのシリンダロッドの垂直方向の移動を蓋体保持板の水平方向の移動に変換した構成である。このため、従来のように、シリンダが水平に配設された場合と比較して、外部に張り出される部分が少なくなり、半導体製造装置内の各部材と干渉するおそれがない。
【００３４】
また、本発明に係るウェハキャリア用蓋体の着脱移動装置は、上記した被移動体の水平移動装置を利用して、ロードポート装置に設置されたウェハキャリアの蓋体の着脱と、その水平及び垂直の各移動を行って、半導体製造装置のキャリア用開口の内側の直下の部分に前記蓋体を一時的に格納できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る第１実施例の鍵装置Ａ1 と、同じく水平移動装置Ｂとを備えたロードポート装置Ｌの側面図である。
【図２】 同じく正面図である。
【図３】 ウェハキャリアＣの斜視図である。
【図４】 錠装置Ｅを施錠した状態のウェハキャリアＣの正面図である。
【図５】 同じく一部を破断した側面図である。
【図６】 錠装置Ｅの鍵穴１４に鍵部材４が挿入された状態の正面図である。
【図７】 鍵部材４が回動された状態の正面図である。
【図８】 ロックプレート１３が蓋体装着部２ａの嵌合穴１５に嵌合された状態の側面断面図である。
【図９】 ロックプレート１３が蓋体装着部２ａの嵌合穴１５から離脱された状態の側面断面図である。
【図１０】 第１実施例の鍵装置Ａ1 及び錠装置Ｅの斜視図である。
【図１１】 第１実施例の鍵装置Ａ1 の正面図である。
【図１２】 図１１のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１３】 蓋体保持板５の正面図である。
【図１４】 第２空気圧シリンダ２６が作動して、一対の鍵部材４が回動された状態の作用説明図である。
【図１５】 蓋体３と蓋体保持板５の関係を示す側面断面図である。
【図１６】 蓋体３が蓋体保持板５に押圧された状態の作用説明図である。
【図１７】 蓋体３が蓋体保持板５に押圧されて、一対の鍵部材４が回動される状態の作用説明図である。
【図１８】 蓋体３の水平移動装置Ｂの正面図である。
【図１９】 同じく側面断面図である。
【図２０】 蓋体３を保持した蓋体保持板５が水平移動される状態の作用説明図である。
【図２１】 蓋体保持板５が下降される状態の作用説明図である。
【図２２】 ロードポート装置Ｌに設置されたウェハキャリアＣが、Ｙ軸の正方向に水平移動される状態の作用説明図である。
【図２３】 図２２の要部の拡大断面図である。
【図２４】 同じく、蓋体３の拡大断面図である。
【図２５】 蓋体保持板５が水平移動されて、蓋体３が取り外された状態の作用説明図である。
【図２６】 蓋体保持板５が下降される状態の作用説明図である。
【図２７】 図２６の正面図である。
【図２８】 第２実施例の鍵装置Ａ2 の概略正面図である。
【図２９】 ロードポート装置Ｌが取付けられた半導体製造装置Ｈの側面図である。
【符号の説明】
Ａ1,Ａ2 ：鍵装置（着脱装置）
Ｂ：水平移動装置
Ｃ：ウェハキャリア
Ｄ：着脱移動装置
Ｅ：錠装置
Ｈ：半導体製造装置
Ｌ：ロードポート装置
Ｑ：平行リンク機構
Ｙ：Ｙ軸方向（蓋体に対して垂直な水平方向）
２：キャリア本体
３：蓋体
４：鍵部材
５：蓋体保持板（被移動体）
６：装着板
６ａ：内側開口穴（キャリア用開口）
８：ロッドレスシリンダ（垂直移動装置）
１４：鍵穴
１７：装置フレーム（架台）
１８：ガイドレール（移動案内部材）
１８ａ：ガイド体（移動案内部材）
２３：リンク板（平行リンク機構）
２５：連結板（平行リンク機構）
２６：第２空気圧シリンダ（駆動源）
２９：押圧ピン
３３：圧縮ばね（付勢手段）
３６：第３空気圧シリンダ（垂直シリンダ）
３６ａ：シリンダロッド
４１：可動側リンク（第１のアーム）
４２：固定側リンク（第２のアーム）
４５：歯付ベルト（同期機構）
４６：制御モータ（駆動源）
Claims (3)
- 架台の上面に、移動案内部材に案内されて水平移動可能に支持された被移動体を水平移動させるための装置であって、
前記架台の下方にほぼ垂直に配設されて、垂直面内で回動可能となるように、シリンダ本体の下端部が固定部材に対して回動可能に支持された１本の垂直シリンダと、
前記架台及び前記被移動体との各連結部を結ぶ線分が前記被移動体の移動方向に沿うように、前記垂直シリンダのシリンダロッドと前記架台及び前記被移動体との間にそれぞれ連結される第１及び第２の各アームと、
を備え、
前記垂直シリンダのシリンダロッドの出入りにより、第１及び第２の各アームの先端部を互いに接近・離間させて、被移動体を水平移動させることを特徴とする被移動体の水平移動装置。 - 被移動体は、ロードポート装置に設置されたウェハキャリアの蓋体の着脱を行うために、該蓋体に対して垂直な水平方向に進退動を行う蓋体保持板であることを特徴とする請求項１に記載の被移動体の水平移動装置。
- ロードポート装置に設置されたウェハキャリアの蓋体の着脱と、その水平及び垂直の各移動を行って、半導体製造装置のキャリア用開口の内側の直下の部分に前記蓋体を一時的に格納可能にするためのウェハキャリア用蓋体の着脱移動装置であって、
ウェハキャリア用蓋体の着脱装置と、
請求項２に記載の被移動体の水平移動装置と、
前記水平移動装置の全体を垂直移動させるための垂直移動装置と、
から成り、
前記ウェハキャリア用蓋体の着脱装置は、
ロードポート装置に設置されたウェハキャリアの蓋体に対して垂直な水平方向に進退動を行う蓋体保持板と、
該蓋体に設けられた錠装置の鍵穴に対向し、かつ前記蓋体保持板の正面に突出した状態で、該蓋体保持板に回動可能に支持された複数の鍵部材と、
該複数の鍵部材を設定角度だけ正逆回動させて、前記錠装置の解錠・施錠を行うために、前記蓋体保持板の背面に装着された鍵部材回動手段とを備え、
前記錠装置の解錠状態において、前記鍵穴と前記鍵部材とが係合して、蓋体保持板に対して蓋体が保持可能となる構成であって、
前記鍵部材回動手段は、複数の鍵部材を同期させて正逆回動させるための同期機構と、該同期機構を駆動させるための単一の駆動源とから成ることを特徴とするウェハキャリア用蓋体の着脱移動装置。
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