JP4195227B2 - 被処理体の導入ポート構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に所定の処理を施すための処理システムに設けられて被処理体を取り込むための被処理体の導入ポート構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体集積回路を製造するためにはウエハに対して成膜、エッチング、酸化、拡散等の各種の処理が行なわれる。そして、半導体集積回路の微細化及び高集積化によって、スループット及び歩留りを向上させるために、同一処理を行なう複数の処理装置、或いは異なる処理を行なう複数の処理装置を、共通の搬送室を介して相互に結合して、ウエハを大気に晒すことなく各種工程の連続処理を可能とした、いわゆるクラスタ化された処理システム装置が、例えば特開２０００−２０８５８９号公報や特開２０００−２９９３６７号公報等に開示されているように、すでに知られている。
【０００３】
この種の処理システムにあっては、例えば処理システムの前段に設けてある被処理体の導入ポート構造に設置したカセット容器より搬送アームを用いて半導体ウエハを取り出してこれを処理システムの内部に取り込み、そして、このウエハを、真空引き可能になされたロードロック室を介した後に、複数の真空処理装置が周囲に連結された真空雰囲気の共通搬送室に搬入し、この共通搬送室を中心として上記ウエハを各真空処理装置に対して順次導入して処理を連続的に行うようになっている。そして、処理済みのウエハは、例えば元の経路を通って元のカセット容器へ収容される。
ところで、一般的には、上述したような処理システムを設置してある工場内は、ある程度以上の清浄度の高い清浄空気の雰囲気に維持されているが、上記処理システムのウエハ導入部分の部屋は、これに後続するロードロック室等へのパーティクルの侵入をより確実に防止する必要から更に高い清浄度の清浄空気の雰囲気に維持されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ウエハサイズによってカセット容器自体が密閉構造になされているものや、開放構造になされているものがあり、例えば３００ｍｍウエハを取り扱うカセット容器のようにカセット容器自体が密閉構造になされている場合は、ウエハの処理システム内への搬入時にカセット容器の開口部を塞ぐ蓋体を取り、この開口部を処理システムのウエハ搬入口に密接させた状態で搬入操作を行うことから、工場内の清浄度の低い空気が、処理システムに侵入することをほとんど防止することができる（例えば特開平１１−１４５２４５号公報）。
【０００５】
これに対して、例えば２００ｍｍサイズのウエハを取り扱うカセット容器のようにカセット容器自体が開放構造になされている場合には、ウエハの処理システム内への搬入時に、ウエハ搬入口などから工場内の清浄度の低い空気が処理システム内側へ侵入する場合があり、この内部がパーティクルによって汚染されてしまう、といった問題があった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、カセット台に設置した開放型のカセット容器から被処理体を搬入する際に、工場内の空気が処理システム内へ侵入することをできるだけ抑制することが可能な被処理体の導入ポート構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、処理システムの、大気圧雰囲気よりも陽圧状態になされた導入側搬送室に形成された被処理体搬入口に設けた被処理体の導入ポート構造において、内部が開放されて複数枚の前記被処理体を多段に収容するカセット容器を載置するカセット台と、前記被処理体搬入口の一部を仕切るために設けた仕切壁と、前記被処理体搬入口を開閉するために設けられた開閉ドア部と、円弧形状に成形された前面パネルと、この前面パネルの両側を囲む扇形状の側面パネルとよりなり、前記カセット台上に載置した前記カセット容器と前記被処理体搬入口とを一体的に覆うように前記カセット台側へ回転可能になされたカセットカバー部材と、前記カセット台に設けられて前記回転するカセットカバー部材を通すカバー通過溝と、前記開閉ドア部と前記仕切壁の内の少なくともいずれか一方に設けられて前記被処理体搬入口の内側である前記導入側搬送室内と前記閉じられたカセットカバー部材の内側とを連通する第１の通気孔と、前記カセット台に設けられて前記閉じられたカセットカバー部材へ導入された気体を排出する第２の通気孔と、を備えたことを特徴とする被処理体の導入ポート構造である。
【０００７】
これによれば、カセット台上に載置されたカセット容器は被処理体搬入口と共に一体的にカセットカバー部材で被われており、そして、処理システム内側の清浄度の高い清浄気体が開閉ドア部や被処理体搬入口を区画する仕切壁に設けた第１の通気孔を介して上記カセットカバー部材内に流入し、そして、この清浄気体はカセット台に形成した第２の通気孔を介して下方へ抜けて行くので、このカセットカバー部材内に収容されているカセット容器を清浄度の高い気体に晒すことができ、しかも、処理システム内へ工場内の清浄度の低い空気が侵入することを防止することが可能となる。
この場合、例えば請求項２に規定するように、前記カセットカバー部材は、前記カセット台及び前記開閉ドア部或いは前記仕切壁に対して隙間を隔てて非接触になされている。
【０００８】
これによれば、カセットカバー部材は、カセット台や開閉ドア部に対して非接触な状態になされているので、パーティクルが発生することを防止することが可能となる。
また、例えば請求項３に規定するように、前記カセットカバー部材を回転動作させるカバー駆動部は、前記カセット台の下方に設けられ、前記カバー駆動部は、パーティクルの飛散を防止する駆動部カバー部材で覆われる。
これによれば、カセットカバー部材のカバー駆動部は駆動部カバー部材で被われるので、ここで発生したパーティクルが周囲に飛散することを防止することが可能となる。
【０００９】
また、例えば請求項４に規定するように、前記カセット台には、前記回転するカセットカバー部材を通過させるカバー通過溝が形成されている。
これによれば、カセットカバー部材の外縁にはカセット台があるので、カセットカバー部材を外力から保護することができる。
また、例えば請求項５に規定するように、前記カセットカバー部材の開放時には、前記カセットカバー部材は前記駆動部カバー部材に接近させた状態で収納され、前記カセットカバー部材と前記駆動部カバー部材との間の空間に臨むように前記第２の通気孔は形成されている。
これによれば、カセットカバー部材の収納時には、これと駆動部カバー部材との間の空間に第２の通気孔を介して清浄度の高い気体を流すようにしたので、このカセットカバー部材の表面に収納中にパーティクル等が付着することを防止することが可能となる。
【００１０】
また、例えば請求項６に規定するように、前記カバー駆動部の駆動軸には、必要時に前記駆動軸の回転を停止させるブレーキ手段が設けられる。
これによれば、必要時にブレーキ手段を動作させてカセットカバー部材の回転軸を停止できるので、その安全性を向上させることが可能となる。
また、例えば請求項７に規定するように、前記ブレーキ手段は、パーティクルの飛散を防止するためのブレーキカバー部材により覆われている。
これによれば、ブレーキ手段で発生したパーティクルが周囲に飛散することを防止することが可能となる。
また、例えば請求項８に規定するように、前記カセットカバー部材には、メンテナンスを行うメンテナンス窓が着脱可能に設けられる。
【００１１】
また、例えば請求項９に規定するように、前記カセットカバー部材と前記カセットカバー部材の回転軸の取付部には、前記カセットカバー部材の回転方向とは逆方向への僅かな移動を許容する弾発部材が介在されている。
これによれば、カセットカバー部材とこの回転軸の取付部に弾発部材を介在させたので、カセットカバー部材の閉動作時に万一、手等を挟んだとしても、上記弾発部材の作用により、負傷等をすることがなく、また、挟み込まれた手等を容易に抜くことも可能となり、安全性を更に向上させることができる。
また、例えば請求項１０に規定するように、前記被処理体搬入口の近傍に、前記カセットカバー部材の閉動作時に障害物が存在するか否かを検出する障害物検出センサ部を設け、前記障害部検出センサ部が障害物を検出した時に前記ブレーキ手段を動作させるブレーキ制御部を設ける。
これによれば、障害物検出センサ部により障害物を検知した時には、ブレーキ制御部が上記ブレーキ手段を動作させてカセットカバー部材の回転を停止するので、安全性を一層向上させることができる。
【００１２】
また、例えば請求項１１に規定するように、前記カバー駆動部は、流体により開方向と閉方向へ動作する流体アクチュエータよりなり、前記ブレーキ手段が動作した時には、前記流体アクチュエータには開方向と閉方向の両方向の流体圧が印加される。
これによれば、ブレーキ手段が動作した時には、流体アクチュエータには開方向と閉方向の両方向の流体圧が印加されているので、動作が復帰した時に、カセットカバー部材が急激に回転することを防止でき、安全性を一層向上させることが可能となる。
また、例えば請求項１２に規定するように、前記カセット台には、前記カセットカバー部材の両側面を、これより僅かに離間して覆うように保護板が起立させて設けられる。これによれば、保護板により安全性を一層向上させることが可能となる。また、カセットカバー部材を外力から保護することができる。
本発明の関連技術は、処理システムの被処理体搬入口に設けた被処理体の導入ポート構造において、内部が開放されて複数枚の前記被処理体を多段に収容するカセット容器を載置するカセット台と、前記被処理体搬入口に設けられた開閉ドア部と、前記カセット台上に載置した前記カセット容器と前記被処理体搬入口とを一体的に覆うように回転可能になされた透明なカセットカバー部材と、前記回転するカセットカバー部材を通過させるために前記カセット台に設けられたカバー通過溝とを備え、前記カセットカバー部材が開放されたときには、前記カセットカバー部材は前記カセット台の下方に収納されることを特徴とする被処理体の導入ポート構造である。
これによれば、カセットカバー部材が透明であるので、カセット容器の状態や被処理体の搬送状況を容易に確認することができる。また、カセットカバー部材がカバー通過溝を通るので、カセットカバー部材を外力から保護することができると共に、操作者と干渉しないため操作者の安全を確保することができる。更に、開放時にカセットカバー部材がカセット台の下方に収納されるので、操作者によって又は搬送ロボットによってカセット容器を載置台に載置するときにカセットカバー部材が邪魔にならない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る被処理体の導入ポート構造の一例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る被処理体の導入ポート構造を備えた処理システムを示す概略構成図、図２は処理システムの導入側搬送室に取り付けた導入ポート構造を示す全体断面図、図３はカセットカバー部材が閉状態の時の導入ポート構造を示す拡大断面図、図４はカセットカバー部材が開状態の時の導入ポート構造を示す拡大断面図、図５は導入ポート構造のカセットカバー部材の開閉動作を説明する斜視図、図６は導入ポート構造の内部を示す部分破断斜視図、図７はカセットカバー部材の開閉時のブレーキ手段と流体アクチュエータとの関係を説明する説明図、図８はカセットカバー部材を開閉するリンク機構を示す構成図、図９はカセットカバー部材とこの回転軸の取付部の構造を示す図である。
【００１４】
まず、本発明の被処理体の導入ポート構造を備えた処理システムについて説明する。
図１に示すように、この処理システム２は、複数、例えば４つの処理装置４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄと、略六角形状の共通搬送室６と、ロードロック機能を有する第１及び第２のロードロック室８Ａ、８Ｂと、細長い導入側搬送室１０とを主に有している。
【００１５】
具体的には、略六角形状の上記共通搬送室６の４辺に上記各処理装置４Ａ〜４Ｄが接合され、他側の２つの辺に、上記第１及び第２のロードロック室８Ａ、８Ｂがそれぞれ接合される。そして、この第１及び第２のロードロック室８Ａ、８Ｂに、上記導入側搬送室１０が共通に接続される。
上記共通搬送室６と上記４つの各処理装置４Ａ〜４Ｄとの間及び上記共通搬送室６と上記第１及び第２のロードロック室８Ａ、８Ｂとの間は、それぞれ気密に開閉可能になされたゲートバルブＧ１〜Ｇ４及びＧ５、Ｇ６が介在して接合されて、クラスタツール化されており、必要に応じて共通搬送室６内と連通可能になされている。また、上記第１及び第２の各ロードロック室８Ａ、８Ｂと上記導入側搬送室１０との間にも、それぞれ気密に開閉可能になされたゲートバルブＧ７、Ｇ８が介在されている。
【００１６】
上記４つの処理装置４Ａ〜４Ｄでは、被処理体である半導体ウエハＷに対して同種の、或いは異種の処理を施すようになっている。そして、この共通搬送室６内においては、上記２つの各ロードロック室８Ａ、８Ｂ及び４つの各処理装置４Ａ〜４Ｄにアクセスできる位置に、屈伸、昇降及び旋回可能になされた多関節アームよりなる第１の搬送手段１４が設けられており、これは、互いに反対方向へ独立して屈伸できる２つのピック１４Ａ、１４Ｂを有しており、一度に２枚のウエハを取り扱うことができるようになっている。尚、上記第１の搬送手段１４として１つのみのピックを有しているものも用いることができる。
【００１７】
上記導入側搬送室１０は、Ｎ2 ガスの不活性ガスや清浄空気が例えばダウンフローで流れされて循環される横長の箱体により形成されており、この横長の一側には、被処理体である半導体ウエハＷを導入するための１つ乃至複数の、図示例では３つの被処理体搬入口１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが設けられる。そして、この各被処理体搬入口１２Ａ〜１２Ｃに対応させて、本発明に係る被処理体の導入ポート構造１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃがそれぞれ設けられ、ここにそれぞれ１つずつカセット容器１８Ａ〜１８Ｃを載置できるようになっている。各カセット容器１８Ａ〜１８Ｃには、図２乃至図４にも示すように、複数枚、例えば２５枚のウエハＷを等ピッチで多段に載置して収容できるようになっており、内部は開放されて気体が流通できる開放型の構造となっている。そして、導入側搬送室１０内へは、各被処理体搬入口１２Ａ〜１２Ｃに対応させて設けた開閉ドア部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃを介してウエハを搬出入可能になされている。
【００１８】
この導入側搬送室１０内には、ウエハＷをその長手方向に沿って搬送するための導入側搬送手段２２が設けられる。この導入側搬送手段２２は、導入側搬送室１０内の中心部を長さ方向に沿って延びるように設けた案内レール２４上にスライド移動可能に支持されている。この案内レール２４には、移動機構として例えばリニアモータが内蔵されており、このリニアモータを駆動することにより上記導入側搬送手段２２は案内レール２４に沿ってＸ方向へ移動することになる。
また、導入側搬送室１０の他端には、ウエハの位置合わせを行なう位置合わせ装置としてのオリエンタ２６が設けられ、更に、導入側搬送室１０の長手方向の途中には、前記２つのロードロック室８Ａ、８Ｂがそれぞれ開閉可能になされた前記ゲートバルブＧ７、Ｇ８を介して設けられる。
【００１９】
上記オリエンタ２６は、駆動モータ（図示せず）によって回転される回転台２８を有しており、この上にウエハＷを載置した状態で回転するようになっている。この回転台２８の外周には、ウエハＷの周縁部を検出するための光学センサ３０が設けられ、これによりウエハＷのノッチやオリエンテーションフラットの位置方向や位置ずれを検出できるようになっている。
また、図２にも示すように上記導入側搬送手段２２は、上下２段に配置された多関節形状になされた２つの搬送アーム３２、３４を有している。この各搬送アーム３２、３４の先端にはそれぞれ２股状になされたピック３２Ａ、３４Ａを取り付けており、このピック３２Ａ、３４Ａ上にそれぞれウエハＷを直接的に保持するようになっている。従って、各搬送アーム３２、３４は、この中心より半径方向へ向かうＲ方向へ屈伸自在になされており、また、各搬送アーム３２、３４の屈伸動作は個別に制御可能になされている。上記搬送アーム３２、３４の各回転軸は、それぞれ基台３６に対して同軸状に回転可能に連結されており、例えば基台３６に対する旋回方向であるθ方向へ一体的に回転できるようになっている。
【００２０】
そして、図２に示すように、上記導入側搬送室１０内の天井部には、送風ファン３８と例えばＵＬＰＡフィルタ（Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ａｉｒ ｆｉｌｔｅｒ）よりなるフィルタ手段４０が設けられており、天井板の通気孔４２から取り込んだ清浄気体を上記フィルタ手段４０に通過させて導入側搬送室１０内には、非常に清浄度の高いダウンフロー４４を形成している。そして、このダウンフロー４４は、この導入側搬送室１０の底板に設けた通気孔４６から下方へ排出されて、工場外へ排気するようになっている。この場合、この導入側搬送室１０内は、この外側の大気圧雰囲気よりも、僅かな圧力、例えば１．３Ｐａ程度だけ圧力が高く設定されて陽圧状態になされている。
【００２１】
次に、この導入側搬送室１０の各被処理体搬入口１２Ａ〜１２Ｃに対応させて設けた前記導入ポート構造１６Ａ〜１６Ｃについて説明する。この３台の導入ポート構造１６Ａ〜１６Ｃは、それぞれ全く同様に構成されているので、ここでは１台の導入ポート構造、例えば導入ポート構造１６Ａを例にとって説明する。
まず、図２乃至図４に示すように、この導入ポート構造１６Ａは、上記カセット容器１８Ａを載置するカセット台４８と、上記被処理体搬入口１２Ａに設けられた開閉ドア部２０Ａと、上記カセット容器１８Ａと上記被処理体搬入口１２Ａとを一体的に被うように回転可能に設けたカセットカバー部材５０とを主に有している。
【００２２】
具体的には、まず、上記被処理体搬入口１２Ａは、導入側搬送室１０の前面パネル５２に略四角形状に開口することにより形成されており、この被処理体搬入口１２Ａの上部には、これを区画する例えばアルミニウム板よりなる細長い仕切壁５４が設けられ、また、上記開閉ドア部２０Ａは、この下方に設けた昇降機構５６によって昇降可能になされており、上記被処理体搬入口１２Ａを開閉自在としている。この開閉ドア部２０Ａは、例えばアルミニウム等により薄板状に成形されており、この開閉ドア部２０Ａ及び上記仕切壁５４には、例えば直径が４ｍｍ程度の多数の第１の通気孔５８が略全面的に形成されており、上記導入側搬送室１０内の清浄度の高い清浄気体を、この第１の通気孔５８を介して閉状態の上記カセットカバー部材５０内へ導入し得るようになっている。尚、上記第１の通気孔５８は、上記開閉ドア部２０Ａと上記仕切壁５４の少なくともいずれか一方に設ければよいが、清浄度の高い清浄気体をカセット容器１８Ａ内へも通過させるために少なくとも開閉ドア部２０Ａに設けるのが好ましい。
【００２３】
ここで、注意されたい点は、上記開閉ドア部２０Ａはこの開閉時に限らず、常時、上記仕切壁５４や前面パネル５２とは接触しておらずに非接触になされており、しかも閉状態時には、仕切壁５４との間で０．５〜１．０ｍｍ程度の僅かな隙間６０が保たれている点である。このように、非接触を保持することによりパーティクルの発生を抑制するようになっている。
そして、カセット容器１８Ａの直ぐ前には、投光・受光を行う光学センサよりなるウエハ飛び出し検出センサ５１が設けられており、上記カセット台４８上に載置されているカセット容器１８ＡからウエハＷが飛び出している時に、これを検出し得るようになっている。
また、上記カセットカバー部材５０は、全体が透明材料、例えば静電気発生防止処理がなされた透明なポリカーボネート樹脂等よりなる。このカセットカバー部材５０は、図５にも示すように略９０度程度の円弧状に成形された前面パネル５０Ａと、この両側を囲む扇形状の側面パネル５０Ｂよりなっている。
【００２４】
また、この前面パネル５０Ａの一部には、ボルト６２（図３参照）により着脱可能になされた略四角形状のメンテナンス窓６４が取り付けられており、必要時にこのメンテナンス窓６４を取り外して内部のメンテナンスを行い得るようになっている。そして、このカセットカバー部材５０の先端部は、これが閉状態の時に上記仕切壁５４に当接せずに、これより僅かな幅、例えば数ｍｍ程度の隙間６６だけ離れて非接触状態となるようになされており、部材の接触に伴って発生するパーティクルの形成を防止している。
また、上記カセット台４８には、上記カセットカバー部材５０の展開時にこれを通過させるための”コ”字状のカバー通過溝６８が貫通させて形成されており、上記カセットカバー部材５０は、非接触でこのカバー通過溝６８を通って上下方向へ回転し得るようになっている。そして、このカセット台４８の下部は、例えばステンレスよりなる矩形状の箱体７０により囲まれている。
【００２５】
また、上記カセットカバー部材５０により覆われる上記カセット台４８の一部には、例えば直径が４ｍｍ程度の多数の第２の通気孔７２が形成されており、このカセットカバー部材５０内へ導入された清浄度の高い清浄気体を、上記第２の通気孔７２を介してこの下方の箱体７０内へ流すようになっている。そして、上記箱体７０の底部にも通気孔７４が形成されており、上記箱体７０内へ導入された清浄気体を工場外へ排気できるようになっている。
また、上記カセット台４８の被処理体搬入口１２Ａに近い略中央部には、実際にカセット容器１８Ａを載置する設置台７６が凸状に設けられており、この設置台７６の表面には、上記カセット容器１８Ａを載置する時にこの位置決めを行う複数、例えば４個の位置決めブロック７８が設けられる（図５（Ｃ）参照）。尚、この設置台７８には、この上面が水平になるように調整する調整ねじ（図示せず）が設けられる。また更に、この設置台７６の表面には、カセット容器１８Ａの有無を検出するカセット検出センサ８０（図３参照）も設けられている。
【００２６】
そして、図２乃至図４及び図６にも示すように、上記カセット台４８の下方であって、この箱体７０を区画する側板８２には、上記カセットカバー部材５０を回転動作するために、例えば圧縮エアーで動作するロータリシリンダ等の流体アクチュエータよりなるカバー駆動部８４が取り付けられており、この駆動軸８６を正逆回転し得るようになっている。尚、この駆動軸８６に連結されるリンク機構については後述する。このカバー駆動部８４には、途中にエア流量制御器であるスピードコントローラ８８を介設したエアチューブ９０（図６参照）が接続されると共に、このエアチューブ９０には、ソレノイドバルブ９２が接続される。ソレノイドバルブケーブル９４を介して入力するホストコンピュータ１１０（図７参照）からの制御信号がソレノイドバルブ９２の切り替え動作をすることにより、カバー駆動部８４に対して圧縮エアの導入（ＩＮ）、及び排出（ＯＵＴ）が選択的に行われる。尚、上記ホストコンピュータは、この処理システム全体の動作を監視し、制御するものである。
【００２７】
また、上記駆動軸８６には、例えば電磁ブレーキよりなるブレーキ手段９３が設けられており、このブレーキ手段９３はブレーキ信号ケーブル９６を介して入力される制御信号により制御される。この制御信号は、ブレーキ制御部を兼ねる例えばホストコンピュータ１１０（図７参照）から入力される。
そして、上記ブレーキ手段９３の全体を覆うようにして箱状のブレーキカバー部材９８が設けられている。このブレーキカバー部材９８の取付部の側板８２（図２参照）及び前面パネル５２には、これらを貫通して気体流通孔１００が形成されると共に、このブレーキカバー部材９８の下部には、上記箱体７０の内部に連通する気体排気口１０２が形成されており、上記導入側搬送室１０内の清浄気体を、このブレーキカバー部材９８内を通過させてここで発生するパーティクルをこの下方へ排出し得るようになっている。また、上記気体排気口１０２は開放時におけるカセットカバー部材５０の下端より下方に設けられているので（図４参照）、ブレーキ手段９３で発生するパーティクルがカセットカバー部材５０の内面に付着することがない。
【００２８】
そして、上記カバー駆動部８４の全体及び上記ブレーキカバー部材９８の全体をその外側から覆うようにして開き角が略９０度の円弧状の駆動部カバー部材９９が設けられている。この駆動部カバー部材９９の上端は、上記カセット台４８の裏面側に取り付け固定されると共に、その下端部は、下方へ開放されてパーティクルを下方へ排出できるようになっている。そして、この駆動部カバー部材９９と収容されたカセットカバー部材５０との間に形成される空間１０１に、上記第２の通気孔７２が臨むようになっている（図４参照）。
そして、図２に示すように、上記箱体７０内には、上記カセットカバー部材５０が閉状態になっている時に、この下端部に相当する位置より僅かに下方に位置させてマイクロスイッチ１０４が設置されており、ソフトウエア的に閉状態を維持している時に強制的にこのカセットカバー部材５０が開方向へ回転された時に、この回転動作を検出し得るようになっている。
【００２９】
また、図５及び図６に示すように、上記被処理体搬入口１２Ａの近傍の両側には、上記カセット台４８側に向けて延在させて、閉状態の上記カセットカバー部材５０の両側面を、これより僅かに離間させて覆うように一対の保護板１０６が取り付けられており、上記カセットカバー部材５０の閉動作時に、この部分に作業者が手等を挟み込まないようにしており、安全性を向上させている。また、上記一対の保護板１０６には、図６にも示すように、それぞれにライン状の投光部１０８Ａとこれに対向させてライン状の受光部１０８Ｂとを設けることにより、障害物検出センサ部１０８を設置しており、後述するように上記カセットカバー部材５０の閉動作時にここに障害物（例えば、操作者の手等）を検出した時に前記ブレーキ手段９３を動作させてこのカセットカバー部材５０の回転を急停止させるようになっている。
【００３０】
具体的には、図７の模式図に示すように、ブレーキ制御部も兼ねるホストコンピュータ１１０は、上記障害物センサ部１０８からの障害物有りの信号を受けると、前記ブレーキ手段９３を動作させる。また、このホストコンピュータ１１０は、処理の手順に従って、ソレノイドバルブ９２の圧縮空気のポートを切り替えることによって、上記カセットカバー部材５０を回転駆動するカバー駆動部８４への圧縮エアの切り替えを行っている。この場合、図示例に示すように、ポートの切り替えの態様は３種類、すなわち、閉動作用、開動作用及び現状位置維持用の各態様である。
【００３１】
次に、図８及び図９も参照して、上記カセットカバー部材５０に回転駆動力を伝えるリンク機構１１１と上記カセットカバー部材５０の取付部の構造について説明する。
図６にてカバー駆動部８４に連結される駆動軸８６は、図８に示すように側板８２側へ、軸受１１２と固定部材１１４を介して回転自在に支持されている。また、上記カセットカバー部材５０を支持する回転軸１１６も、上記側板８２側へ、軸受１１８と固定部材１２０を介して回転自在に支持されている（図８及び図９（Ｂ）参照）。そして、上記駆動軸８６と回転軸１１６とを連結するようにして屈曲可能になされた上記リンク機構１１１が設けられており、一方の駆動軸８６を回転することによって他方の回転軸１１６も一体的に回転し得るようになっている。
【００３２】
そして、図９に示すように、上記カセットカバー部材５０側の回転軸１１６に対しては、上記カセットカバー部材５０の角部の部分が一対の軸受１２２と固定部材１２４とを介して回転自在に取り付けられている。更に、上記回転軸１１６には、上記カセットカバー部材５０の両端においてその両辺からある程度の間隔を隔ててその長手方向に延びる一対の回転アーム１２６が固定して設けられる。従って、この回転アーム１２６は、上記回転軸１１６と一体的に回転することになる。そして、この回転アーム１２６と対向する上記カセットカバー部材５０側には一対の補助固定板１２８が取り付け固定されている。そして、上記各補助固定板１２８とこれに対向する上記回転アーム１２６との間に、例えば長さが４５ｍｍ程度のコイルスプリング等よりなる複数の弾発部材１３０が介在されている。これにより、上記回転軸１１６の回転を停止させた状態で上記弾発部材１３０の圧縮ストロークに相当する僅かな距離だけ、外部の力により上記カセットカバー部材５０をその回転方向へ回転し得るようになっている。
【００３３】
次に、以上のような処理システムの動作について説明する。
まず、半導体ウエハＷの概略的な流れについて説明する。３つの導入ポート構造１６Ａ〜１６Ｃの内の１つの導入ポート構造、例えば導入ポート構造１６Ａのカセット台４８上に、未処理の半導体ウエハＷを収容したカセット容器１８Ａを載置すると、これに対応してカセットカバー部材５０が自動的に閉方向へ動作してカセット容器１８Ａの全体を覆う。そして、被処理体搬入口１２Ａを閉じている開閉ドア部２０Ａを開き、カセット容器１８Ａ内から未処理の半導体ウエハＷを、導入側搬送手段２２のいずれか一方の搬送アーム、例えば搬送アーム３２を駆動することによってこのピック３２Ａで取り上げて保持し、この導入側搬送手段２２をＸ方向へ移動することによってこのウエハＷをオリエンタ２６まで搬送する。
【００３４】
次に、すでに先に搬送されてオリエンタ２６にて位置合わせされている回転台２８上の未処理の半導体ウエハＷを、空状態の他方の搬送アーム３４を駆動することによってこのピック３４Ａで取り上げて保持し、これによって回転台２８上を空にする。
次に、搬送アーム３２のピック３２Ａに保持していた未処理のウエハを、先に空状態になった回転台２８上に載置する。尚、このウエハは次に別の未処理のウエハが搬送されてくるまでに位置合わせされることになる。
次に、上述のように他方の搬送アーム３４で保持された未処理のウエハは、導入側搬送手段２２をＸ方向へ移動させることにより、２つのロードロック室８Ａ、８Ｂの内のいずれか一方のロードロック室、例えば８Ａまで移動される。
【００３５】
このロードロック室８Ａ内には、すでに処理装置内にて所定の処理、例えば成膜処理やエッチング処理等が施された処理済みのウエハが待機しており、ここでゲートバルブＧ７を開くことによってすでに圧力調整されているロードロック室８Ａ内を開放する。そして、まず、空状態の搬送アーム３２を駆動してこのピック３２Ａ側に待機している処理済みのウエハＷを移載して保持する。次に、他方の搬送アーム３４を駆動してこのピック３４Ａに保持していた未処理のウエハＷを移載してウエハを置き替える。尚、上記処理済みのウエハは導入側搬送手段２２により元のカセットへ戻される。
【００３６】
このように、未処理のウエハＷを置き替えたならば、ゲートバルブＧ７を閉じることによってこのロードロック室８Ａ内を密閉した後に、このロードロック室８Ａ内を真空引きして圧力調整した後、ゲートバルブＧ５を開放することにより、予め真空雰囲気になされている共通搬送室６内と連通する。そして、上記未処理のウエハＷは、共通搬送室６内の第１の搬送手段１４によって受け取られる。この際、この第１の搬送手段１４は２つのピック１４Ａ、１４Ｂを有しているので、処理済みのウエハを保持している場合には、この処理済みのウエハと上記未処理のウエハとの置き替えが行われる。このように、未処理のウエハＷは、次に例えば各処理装置４Ａ〜４Ｄにおいて、順次必要な処理が行われる。
そして、必要な処理が完了したならば、この処理済みのウエハＷは、前述したと逆の経路を通って元のカセットに戻される。この場合、２つあるロードロック室８Ａ、８Ｂの内、何れを通ってもよい。
【００３７】
次に、導入ポート構造１６Ａにおける具体的な動作について図１０も参照して説明する。図１０は導入ポート構造の開閉ドア部とカセットカバー部材の動作を概略的に説明する説明図である。
まず、初期状態では、図１０（Ａ）に示すように開閉ドア部２０Ａ及びカセットカバー部材５０Ａは共に閉じられた状態となっている。そして、未処理のウエハＷが収容されているカセット容器１８Ａが運ばれてくると、図１０（Ｂ）に示すようにカセットカバー部材５０Ａは略９０度程度回転されてカセット台４８の下方に収容される。そして、図１０（Ｃ）に示すように、このカセット容器１８Ａがカセット台４８上に設置される。
【００３８】
このカセット容器１８Ａの設置が完了したならば、次に、図１０（Ｄ）に示すようにカセットカバー部材５０を戻すように略９０度回転させてカセット容器１８Ａの全体を覆う。次に、図１０（Ｅ）に示すように、開閉ドア部２０Ａを降下させることによって、被処理体搬入口１２Ａを開放する。次に、図１０（Ｆ）に示すように搬送アーム３２（３４）を用いて、開放された被処理体搬入口１２Ａを介して未処理のウエハＷを処理システム内に順次取り込んで処理を開始する。この場合、先に取り込まれたウエハの処理の完了状態を見ながら順次未処理のウエハが取り込まれ、また、処理済みのウエハは、また元のカセット容器１８Ａ内に戻され、この間、図１０（Ｇ）に示すように開閉ドア部２０Ａは降下されたままで、被処理体搬入口１２Ａは開放状態が維持されている。
【００３９】
次に、カセット容器１８Ａ内の全てのウエハＷの処理が完了したならば、図１０（Ｈ）に示すように、開閉ドア部２０Ａを上昇させて被処理体搬入口１２Ａを閉じる。次に、図１０（Ｉ）に示すようにカセット容器１８Ａを覆っていたカセットカバー部材５０を再度、開方向へ略９０度回転させることによってこれをカセット台４８の下方へ収容する。そして、図１０（Ｊ）に示すように、処理済みのウエハＷを収容したカセット容器１８Ａを、次の処理のために搬送して行くと、カセットカバー部材５０を閉じ、図１０（Ａ）の状態に戻る。そして、この状態で未処理のウエハを収容した次のカセット容器の搬入を待つことになる。
さて、上述したような動作が行われている間、図２〜図４に示すように、この処理システム２が設置されている工場内には、ある程度の清浄度の清浄空気がダウンフローで流されており、また、導入側搬送室１０内へは、送風ファン３８で送られた清浄気体（清浄空気）がフィルタ手段４０を通過して、より高い清浄度の清浄気体となって、すなわち処理システム２の外側の空気の清浄度よりも高い清浄度の清浄気体となって、図２中の矢印４４に示すようにダウンフローが形成されている。そして、これらのダウンフローは床部より工場排気として排出される。
【００４０】
この結果、上記導入側搬送室１０内は、この外側の大気圧雰囲気よりも例えば１．３Ｐａ程度高い陽圧状態となっている。従って、開閉ドア部２０Ａが閉じている時には、図２及び図３（Ａ）に示すように、この開閉ドア部２０Ａと仕切壁５４のそれぞれに形成した第１の通気孔５８を介して、また、開閉ドア部２０Ａが開いている時には、図３（Ｂ）に示すように、被処理体搬入口１２Ａや仕切壁５４に形成した第１の通気孔５８を介して、矢印１４２に示すようにこのカセットカバー部材５０内に上記高い清浄度の清浄気体が常時流れ込み、このカセットカバー部材５０内やカセット容器１８Ａ内をこの清浄気体の雰囲気に保つことになる。そして、このカセットカバー部材５０内に流れ込んだ清浄気体は、カセット台４８に形成した第２の通気孔７２を介してこの下方の箱体７０内に流下し、最終的にその底部より系外へ排出される。
【００４１】
このように、カセットカバー部材５０内やカセット容器１８Ａ内には、高い清浄度の清浄気体が、導入側搬送室１０内側より常時導入されているので、カセット容器１８Ａ内で待機中のウエハＷがこの高い清浄度の清浄気体に晒されることになり、ウエハがパーティクル等によって汚染されることを抑制することができる。
また、カセットカバー部材５０内も外側の大気圧雰囲気よりも陽圧状態になるので、仕切壁５４とカセットカバー部材５０との間の隙間６６等が存在しても、外側の清浄度の低い清浄空気がこのカセットカバー部材５０内に侵入することも防止することができる。
【００４２】
また、上述のように、仕切壁５４と閉状態のカセットカバー部材５０との間に隙間６６を設け、また、カセット台４８にもカバー通過溝６８を設けてこのカバー通過溝６８内をカセットカバー部材５０が通過できるようにしたので、両部材が接触したり干渉したりすることがなく、パーティクル自体の発生も抑制することができる。
また、カセット台４８の下方のカバー駆動部８４は、駆動部カバー部材９９によって覆われているので、ここで発生したパーティクルは、飛散することがなく、駆動部カバー部材９９の下端の開口部より、清浄気体の流れと共に下方へ排出することができる。
【００４３】
また、図４に示すように、この駆動部カバー部材９９と収容時（開状態）のカセットカバー部材５０との間に形成される空間１０１内へは、第２の通気孔７２より清浄気体が導入されているため、このカセットカバー部材５０の内側面にパーティクル等が付着することも防止することができる。
更には、カセットカバー部材５０の回転を停止させるブレーキ手段９３からは多量のパーティクルが発生するが、このブレーキ手段９３はブレーキカバー部材９８により覆われ、且つ導入側搬送室１０内のダウンフローを矢印１４４に示すように気体流通孔１００を介して取り込んでいるので、このパーティクルを、周囲に飛散させることなく強制的に下方向へ排出することができ、従って、ウエハＷがパーティクルによって汚染されることを防止することができる。
【００４４】
また、カセット台４８の設置台７６には、カセット検出センサ８０（図３（Ｃ）参照）が設けられているので、ここに適正にカセット容器１８Ａを載置したか否かを検出することができる。
また、カセット容器１８Ａの直ぐ前側には、ウエハ飛び出し検出センサ５１を設けたので、カセット台４８上に設置されているカセット容器１８ＡからウエハＷが飛び出している場合には、これを検出することができる（図２参照）。
また、上記カセットカバー部材５０には、着脱可能になされたメンテナンス窓６４が設けられているので、必要時には、このメンテナンス窓６４を取り外してこの内側のメンテナンス作業を行うことができる。また、上記カセットカバー部材５０が透明であるので、カセット容器１８Ａの状態やウエハＷの搬送状況を観察することができる。
【００４５】
また、図６及び図７に示すように、カセットカバー部材５０の回動は、カバー駆動部８４に向けて圧縮エアを供給することにより行うが、その時の圧縮エアの給排の切り替えはホストコンピュータ１１０からの指令を受けてソレノイドバルブ９２を切り替えることによって行う。すなわち、図７（Ａ）に示すようなソレノイドバルブ９２のポート位置でカセットカバー部材５０は閉方向へ回動し、図７（Ｄ）に示すようなソレノイドバルブ９２のポート位置で圧縮エアの供給方向が切り替えられてカセットカバー部材５０は開方向へ回動する。
ここで、カセットカバー部材５０が閉方向へ回動している時に、図７（Ｂ）に示すように、例えば操作者等が誤ってカセット台４８上に向けて手等の障害物１４６を挿入した時には、これを障害物センサ部１０８が検出し、この結果、ホストコンピュータ１１０はブレーキ手段９３を直ちに作動させて上記カセットカバー部材５０の回動を緊急停止させる。これにより、操作者等に対する安全性を向上させることができる。また、このブレーキ手段９３が動作すると同時にホストコンピュータ１１０は、図７（Ｂ）に示すように上記ソレノイドバルブ９２を中立ポート（現状位置維持用ポート）に切り替えて、カバー駆動部８４に対して開方向と閉方向の両方向に回動するような加圧方向で圧縮エアを供給する。
【００４６】
このように、カバー駆動部８４に対して両方向に回動するように圧縮エアを印加しておくことで、図７（Ｃ）に示すように障害物１４６が排除されてブレーキ手段９３が解除されることにより、閉動作が復帰した時に、このカセットカバー部材５０は急激に、且つ高速で回転し始めることはなく、通常の閉動作時と同様な遅い速度でもって回転し始めることになり、その安全性を更に高めることができる。換言すれば、図７（Ｂ）に示すように障害物１４６を検出した時の状態のままで、ソレノイドバルブ９２のポート位置を維持すると、この障害物１４６が排除されてブレーキ手段９３が解除されることにより閉動作が復帰した時、エアシリンダ等よりなるカバー駆動部８４の一方の室内の圧縮エアは完全に排除されてしまっているので、閉方向に急激に大きな回動力が発生して、カセットカバー部材５０が急激に回転し出して操作者に危険を及ぼす恐れが発生するので、この危険を除去するために、図７（Ｂ）に示すようソレノイドバルブ９２のポート位置を中立ポート（現状位置維持用ポートでは両方向に回動するように圧縮エアが印加される）に切り替えるようにする。
【００４７】
また万一、操作者が上記閉動作中のカセットカバー部材５０に挟まれた場合にあっても、図９に示すように、このカセットカバー部材５０と回転軸１１６との取付部には、弾発部材１３０が介在されており、この結果、上記回転軸１１６を回転させることなく上記弾発部材１３０が縮むことでカセットカバー部材５０のみを外力により僅かに回転させることができるので、手等を挟んだ操作者は、容易にこの挟まれた手を抜き取ることができる。従って、この点よりも安全性を向上させることが可能となる。
尚、上記障害物センサ部１０８が障害物を検出した時及びソフトウエア的にカセットカバー部材５０が閉状態の時に外力によりこれが開けられたことを示すマイクロスイッチ１０４（図２参照）がオン動作した時には、安全対策上、導入側搬送室１０内の導入側搬送手段２２の動作も一時的に停止させるのが好ましい。
【００４８】
尚、本発明の導入ポート構造を設けた処理システム２の形態は、単に一例を示したに過ぎず、これに限定されない。また、導入ポート構造の設置台数も、ここでは単に一例を示したに過ぎず、３台よりも少なくても、或いは多くてもよいのは勿論である。
また、本発明では、被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定されず、ＬＣＤ基板、ガラス基板等にも本発明を適用することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の被処理体の導入ポート構造によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
請求項１、４、８に係る発明によれば、カセット台上に載置されたカセット容器は被処理体搬入口と共に一体的にカセットカバー部材で被われており、そして、処理システム内側の清浄度の高い清浄気体が開閉ドア部や被処理体搬入口を区画する仕切壁に設けた第１の通気孔を介して上記カセットカバー部材内に流入し、そして、この清浄気体はカセット台に形成した第２の通気孔を介して下方へ抜けて行くので、このカセットカバー部材内に収容されているカセット容器を清浄度の高い気体に晒すことができ、しかも、処理システム内へ工場内の清浄度の低い空気が侵入することを防止することができる。
請求項２に係る発明によれば、カセットカバー部材は、カセット台や開閉ドア部に対して非接触な状態になされているので、パーティクルが発生することを防止することができる
請求項３に係る発明によれば、カセットカバー部材のカバー駆動部は駆動部カバー部材で被われるので、ここで発生したパーティクルが周囲に飛散することを防止することができる。
請求項５に係る発明によれば、カセットカバー部材の収納時には、これと駆動部カバー部材との間の空間に第２の通気孔を介して清浄度の高い気体を流すようにしたので、このカセットカバー部材の表面に収納中にパーティクル等が付着することを防止することができる。
請求項６に係る発明によれば、必要時にブレーキ手段を動作させてカセットカバー部材の回転軸を停止できるので、その安全性を向上させることができる。
請求項７に係る発明によれば、ブレーキ手段で発生したパーティクルが周囲に飛散することを防止することができる。
請求項９に係る発明によれば、カセットカバー部材とこの回転軸の取付部に弾発部材を介在させたので、カセットカバー部材の閉動作時に万一、手等を挟んだとしても、上記弾発部材の作用により、負傷等をすることがなく、また、挟み込まれた手等を容易に抜くことも可能となり、安全性を更に向上させることができる。
請求項１０に係る発明によれば、障害物検出センサ部により障害物を検知した時には、ブレーキ制御部が上記ブレーキ手段を動作させてカセットカバー部材の回転を停止するので、安全性を一層向上させることができる。
請求項１１に係る発明によれば、ブレーキ手段が動作した時には、流体アクチュエータには開方向と閉方向の両方向の流体圧が印加されているので、動作が復帰した時に、カセットカバー部材が急激に回転することを防止でき、安全性を一層向上させることができる。
請求項１２に係る発明によれば、保護板により安全性を一層向上させることができる。
本発明の関連技術によれば、カセットカバー部材が透明であるので、カセット容器の状態や被処理体の搬送状況を容易に確認することができる。また、カセットカバー部材がカバー通過溝を通るので、カセットカバー部材を外力から保護することができると共に、操作者と干渉しないため操作者の安全を確保することができる。更に、開放時にカセットカバー部材がカセット台の下方に収納されるので、操作者によって又は搬送ロボットによってカセット容器を載置台に載置するときにカセットカバー部材が邪魔にならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る被処理体の導入ポート構造を備えた処理システムを示す概略構成図である。
【図２】処理システムの導入側搬送室に取り付けた導入ポート構造を示す全体断面図である。
【図３】カセットカバー部材が閉状態の時の導入ポート構造を示す拡大断面図である。
【図４】カセットカバー部材が開状態の時の導入ポート構造を示す拡大断面図である。
【図５】導入ポート構造のカセットカバー部材の開閉動作を説明する斜視図である。
【図６】導入ポート構造の内部を示す部分破断斜視図である。
【図７】カセットカバー部材の開閉時のブレーキ手段と流体アクチュエータとの関係を説明する説明図である。
【図８】カセットカバー部材を開閉するリンク機構を示す構成図である。
【図９】カセットカバー部材とこの回転軸の取付部の構造を示す図である。
【図１０】導入ポート構造の開閉ドア部とカセットカバー部材の動作を概略的に説明する説明図である。
【符号の説明】
２ 処理システム
４Ａ〜４Ｄ 処理装置
６ 共通搬送室
８Ａ，８Ｂ ロードロック室
１０ 導入側搬送室
１２Ａ〜１２Ｃ 被処理体導入口
１６Ａ〜１６Ｃ 導入ポート構造
１８Ａ〜１８Ｃ カセット容器
２０Ａ〜２０Ｃ 開閉ドア部
４８ カセット台
５０ カセットカバー部材
５４ 仕切壁
５８ 第１の通気孔
６４ メンテナンス窓
６０，６６ 隙間
６８ カバー通過溝
７２ 第２の通気孔
８４ カバー駆動部
８６ 駆動軸
９３ ブレーキ手段
９８ ブレーキカバー部材
９９ 駆動部カバー部材
１０８ 障害物センサ部
１１０ ホストコンピュータ（ブレーキ制御部）
１１１ リンク機構
１１６ 回転軸
１３０ 弾発部材
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に所定の処理を施すための処理システムに設けられて被処理体を取り込むための被処理体の導入ポート構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体集積回路を製造するためにはウエハに対して成膜、エッチング、酸化、拡散等の各種の処理が行なわれる。そして、半導体集積回路の微細化及び高集積化によって、スループット及び歩留りを向上させるために、同一処理を行なう複数の処理装置、或いは異なる処理を行なう複数の処理装置を、共通の搬送室を介して相互に結合して、ウエハを大気に晒すことなく各種工程の連続処理を可能とした、いわゆるクラスタ化された処理システム装置が、例えば特開２０００−２０８５８９号公報や特開２０００−２９９３６７号公報等に開示されているように、すでに知られている。
【０００３】
この種の処理システムにあっては、例えば処理システムの前段に設けてある被処理体の導入ポート構造に設置したカセット容器より搬送アームを用いて半導体ウエハを取り出してこれを処理システムの内部に取り込み、そして、このウエハを、真空引き可能になされたロードロック室を介した後に、複数の真空処理装置が周囲に連結された真空雰囲気の共通搬送室に搬入し、この共通搬送室を中心として上記ウエハを各真空処理装置に対して順次導入して処理を連続的に行うようになっている。そして、処理済みのウエハは、例えば元の経路を通って元のカセット容器へ収容される。
ところで、一般的には、上述したような処理システムを設置してある工場内は、ある程度以上の清浄度の高い清浄空気の雰囲気に維持されているが、上記処理システムのウエハ導入部分の部屋は、これに後続するロードロック室等へのパーティクルの侵入をより確実に防止する必要から更に高い清浄度の清浄空気の雰囲気に維持されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ウエハサイズによってカセット容器自体が密閉構造になされているものや、開放構造になされているものがあり、例えば３００ｍｍウエハを取り扱うカセット容器のようにカセット容器自体が密閉構造になされている場合は、ウエハの処理システム内への搬入時にカセット容器の開口部を塞ぐ蓋体を取り、この開口部を処理システムのウエハ搬入口に密接させた状態で搬入操作を行うことから、工場内の清浄度の低い空気が、処理システムに侵入することをほとんど防止することができる（例えば特開平１１−１４５２４５号公報）。
【０００５】
これに対して、例えば２００ｍｍサイズのウエハを取り扱うカセット容器のようにカセット容器自体が開放構造になされている場合には、ウエハの処理システム内への搬入時に、ウエハ搬入口などから工場内の清浄度の低い空気が処理システム内側へ侵入する場合があり、この内部がパーティクルによって汚染されてしまう、といった問題があった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、カセット台に設置した開放型のカセット容器から被処理体を搬入する際に、工場内の空気が処理システム内へ侵入することをできるだけ抑制することが可能な被処理体の導入ポート構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、処理システムの、大気圧雰囲気よりも陽圧状態になされた導入側搬送室に形成された被処理体搬入口に設けた被処理体の導入ポート構造において、内部が開放されて複数枚の前記被処理体を多段に収容するカセット容器を載置するカセット台と、前記被処理体搬入口の一部を仕切るために設けた仕切壁と、前記被処理体搬入口を開閉するために設けられた開閉ドア部と、円弧形状に成形された前面パネルと、この前面パネルの両側を囲む扇形状の側面パネルとよりなり、前記カセット台上に載置した前記カセット容器と前記被処理体搬入口とを一体的に覆うように前記カセット台側へ回転可能になされたカセットカバー部材と、前記カセット台に設けられて前記回転するカセットカバー部材を通すカバー通過溝と、前記開閉ドア部と前記仕切壁の内の少なくともいずれか一方に設けられて前記被処理体搬入口の内側である前記導入側搬送室内と前記閉じられたカセットカバー部材の内側とを連通する第１の通気孔と、前記カセット台に設けられて前記閉じられたカセットカバー部材へ導入された気体を排出する第２の通気孔と、を備えたことを特徴とする被処理体の導入ポート構造である。
【０００７】
これによれば、カセット台上に載置されたカセット容器は被処理体搬入口と共に一体的にカセットカバー部材で被われており、そして、処理システム内側の清浄度の高い清浄気体が開閉ドア部や被処理体搬入口を区画する仕切壁に設けた第１の通気孔を介して上記カセットカバー部材内に流入し、そして、この清浄気体はカセット台に形成した第２の通気孔を介して下方へ抜けて行くので、このカセットカバー部材内に収容されているカセット容器を清浄度の高い気体に晒すことができ、しかも、処理システム内へ工場内の清浄度の低い空気が侵入することを防止することが可能となる。
この場合、例えば請求項２に規定するように、前記カセットカバー部材は、前記カセット台及び前記開閉ドア部或いは前記仕切壁に対して隙間を隔てて非接触になされている。
【０００８】
これによれば、カセットカバー部材は、カセット台や開閉ドア部に対して非接触な状態になされているので、パーティクルが発生することを防止することが可能となる。
また、例えば請求項３に規定するように、前記カセットカバー部材を回転動作させるカバー駆動部は、前記カセット台の下方に設けられ、前記カバー駆動部は、パーティクルの飛散を防止する駆動部カバー部材で覆われる。
これによれば、カセットカバー部材のカバー駆動部は駆動部カバー部材で被われるので、ここで発生したパーティクルが周囲に飛散することを防止することが可能となる。
【０００９】
また、例えば請求項４に規定するように、前記カセット台には、前記回転するカセットカバー部材を通過させるカバー通過溝が形成されている。
これによれば、カセットカバー部材の外縁にはカセット台があるので、カセットカバー部材を外力から保護することができる。
また、例えば請求項５に規定するように、前記カセットカバー部材の開放時には、前記カセットカバー部材は前記駆動部カバー部材に接近させた状態で収納され、前記カセットカバー部材と前記駆動部カバー部材との間の空間に臨むように前記第２の通気孔は形成されている。
これによれば、カセットカバー部材の収納時には、これと駆動部カバー部材との間の空間に第２の通気孔を介して清浄度の高い気体を流すようにしたので、このカセットカバー部材の表面に収納中にパーティクル等が付着することを防止することが可能となる。
【００１０】
また、例えば請求項６に規定するように、前記カバー駆動部の駆動軸には、必要時に前記駆動軸の回転を停止させるブレーキ手段が設けられる。
これによれば、必要時にブレーキ手段を動作させてカセットカバー部材の回転軸を停止できるので、その安全性を向上させることが可能となる。
また、例えば請求項７に規定するように、前記ブレーキ手段は、パーティクルの飛散を防止するためのブレーキカバー部材により覆われている。
これによれば、ブレーキ手段で発生したパーティクルが周囲に飛散することを防止することが可能となる。
また、例えば請求項８に規定するように、前記カセットカバー部材には、メンテナンスを行うメンテナンス窓が着脱可能に設けられる。
【００１１】
また、例えば請求項９に規定するように、前記カセットカバー部材と前記カセットカバー部材の回転軸の取付部には、前記カセットカバー部材の回転方向とは逆方向への僅かな移動を許容する弾発部材が介在されている。
これによれば、カセットカバー部材とこの回転軸の取付部に弾発部材を介在させたので、カセットカバー部材の閉動作時に万一、手等を挟んだとしても、上記弾発部材の作用により、負傷等をすることがなく、また、挟み込まれた手等を容易に抜くことも可能となり、安全性を更に向上させることができる。
また、例えば請求項１０に規定するように、前記被処理体搬入口の近傍に、前記カセットカバー部材の閉動作時に障害物が存在するか否かを検出する障害物検出センサ部を設け、前記障害部検出センサ部が障害物を検出した時に前記ブレーキ手段を動作させるブレーキ制御部を設ける。
これによれば、障害物検出センサ部により障害物を検知した時には、ブレーキ制御部が上記ブレーキ手段を動作させてカセットカバー部材の回転を停止するので、安全性を一層向上させることができる。
【００１２】
また、例えば請求項１１に規定するように、前記カバー駆動部は、流体により開方向と閉方向へ動作する流体アクチュエータよりなり、前記ブレーキ手段が動作した時には、前記流体アクチュエータには開方向と閉方向の両方向の流体圧が印加される。
これによれば、ブレーキ手段が動作した時には、流体アクチュエータには開方向と閉方向の両方向の流体圧が印加されているので、動作が復帰した時に、カセットカバー部材が急激に回転することを防止でき、安全性を一層向上させることが可能となる。
また、例えば請求項１２に規定するように、前記カセット台には、前記カセットカバー部材の両側面を、これより僅かに離間して覆うように保護板が起立させて設けられる。これによれば、保護板により安全性を一層向上させることが可能となる。また、カセットカバー部材を外力から保護することができる。
本発明の関連技術は、処理システムの被処理体搬入口に設けた被処理体の導入ポート構造において、内部が開放されて複数枚の前記被処理体を多段に収容するカセット容器を載置するカセット台と、前記被処理体搬入口に設けられた開閉ドア部と、前記カセット台上に載置した前記カセット容器と前記被処理体搬入口とを一体的に覆うように回転可能になされた透明なカセットカバー部材と、前記回転するカセットカバー部材を通過させるために前記カセット台に設けられたカバー通過溝とを備え、前記カセットカバー部材が開放されたときには、前記カセットカバー部材は前記カセット台の下方に収納されることを特徴とする被処理体の導入ポート構造である。
これによれば、カセットカバー部材が透明であるので、カセット容器の状態や被処理体の搬送状況を容易に確認することができる。また、カセットカバー部材がカバー通過溝を通るので、カセットカバー部材を外力から保護することができると共に、操作者と干渉しないため操作者の安全を確保することができる。更に、開放時にカセットカバー部材がカセット台の下方に収納されるので、操作者によって又は搬送ロボットによってカセット容器を載置台に載置するときにカセットカバー部材が邪魔にならない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る被処理体の導入ポート構造の一例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る被処理体の導入ポート構造を備えた処理システムを示す概略構成図、図２は処理システムの導入側搬送室に取り付けた導入ポート構造を示す全体断面図、図３はカセットカバー部材が閉状態の時の導入ポート構造を示す拡大断面図、図４はカセットカバー部材が開状態の時の導入ポート構造を示す拡大断面図、図５は導入ポート構造のカセットカバー部材の開閉動作を説明する斜視図、図６は導入ポート構造の内部を示す部分破断斜視図、図７はカセットカバー部材の開閉時のブレーキ手段と流体アクチュエータとの関係を説明する説明図、図８はカセットカバー部材を開閉するリンク機構を示す構成図、図９はカセットカバー部材とこの回転軸の取付部の構造を示す図である。
【００１４】
まず、本発明の被処理体の導入ポート構造を備えた処理システムについて説明する。
図１に示すように、この処理システム２は、複数、例えば４つの処理装置４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄと、略六角形状の共通搬送室６と、ロードロック機能を有する第１及び第２のロードロック室８Ａ、８Ｂと、細長い導入側搬送室１０とを主に有している。
【００１５】
具体的には、略六角形状の上記共通搬送室６の４辺に上記各処理装置４Ａ〜４Ｄが接合され、他側の２つの辺に、上記第１及び第２のロードロック室８Ａ、８Ｂがそれぞれ接合される。そして、この第１及び第２のロードロック室８Ａ、８Ｂに、上記導入側搬送室１０が共通に接続される。
上記共通搬送室６と上記４つの各処理装置４Ａ〜４Ｄとの間及び上記共通搬送室６と上記第１及び第２のロードロック室８Ａ、８Ｂとの間は、それぞれ気密に開閉可能になされたゲートバルブＧ１〜Ｇ４及びＧ５、Ｇ６が介在して接合されて、クラスタツール化されており、必要に応じて共通搬送室６内と連通可能になされている。また、上記第１及び第２の各ロードロック室８Ａ、８Ｂと上記導入側搬送室１０との間にも、それぞれ気密に開閉可能になされたゲートバルブＧ７、Ｇ８が介在されている。
【００１６】
上記４つの処理装置４Ａ〜４Ｄでは、被処理体である半導体ウエハＷに対して同種の、或いは異種の処理を施すようになっている。そして、この共通搬送室６内においては、上記２つの各ロードロック室８Ａ、８Ｂ及び４つの各処理装置４Ａ〜４Ｄにアクセスできる位置に、屈伸、昇降及び旋回可能になされた多関節アームよりなる第１の搬送手段１４が設けられており、これは、互いに反対方向へ独立して屈伸できる２つのピック１４Ａ、１４Ｂを有しており、一度に２枚のウエハを取り扱うことができるようになっている。尚、上記第１の搬送手段１４として１つのみのピックを有しているものも用いることができる。
【００１７】
上記導入側搬送室１０は、Ｎ2 ガスの不活性ガスや清浄空気が例えばダウンフローで流れされて循環される横長の箱体により形成されており、この横長の一側には、被処理体である半導体ウエハＷを導入するための１つ乃至複数の、図示例では３つの被処理体搬入口１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが設けられる。そして、この各被処理体搬入口１２Ａ〜１２Ｃに対応させて、本発明に係る被処理体の導入ポート構造１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃがそれぞれ設けられ、ここにそれぞれ１つずつカセット容器１８Ａ〜１８Ｃを載置できるようになっている。各カセット容器１８Ａ〜１８Ｃには、図２乃至図４にも示すように、複数枚、例えば２５枚のウエハＷを等ピッチで多段に載置して収容できるようになっており、内部は開放されて気体が流通できる開放型の構造となっている。そして、導入側搬送室１０内へは、各被処理体搬入口１２Ａ〜１２Ｃに対応させて設けた開閉ドア部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃを介してウエハを搬出入可能になされている。
【００１８】
この導入側搬送室１０内には、ウエハＷをその長手方向に沿って搬送するための導入側搬送手段２２が設けられる。この導入側搬送手段２２は、導入側搬送室１０内の中心部を長さ方向に沿って延びるように設けた案内レール２４上にスライド移動可能に支持されている。この案内レール２４には、移動機構として例えばリニアモータが内蔵されており、このリニアモータを駆動することにより上記導入側搬送手段２２は案内レール２４に沿ってＸ方向へ移動することになる。
また、導入側搬送室１０の他端には、ウエハの位置合わせを行なう位置合わせ装置としてのオリエンタ２６が設けられ、更に、導入側搬送室１０の長手方向の途中には、前記２つのロードロック室８Ａ、８Ｂがそれぞれ開閉可能になされた前記ゲートバルブＧ７、Ｇ８を介して設けられる。
【００１９】
上記オリエンタ２６は、駆動モータ（図示せず）によって回転される回転台２８を有しており、この上にウエハＷを載置した状態で回転するようになっている。この回転台２８の外周には、ウエハＷの周縁部を検出するための光学センサ３０が設けられ、これによりウエハＷのノッチやオリエンテーションフラットの位置方向や位置ずれを検出できるようになっている。
また、図２にも示すように上記導入側搬送手段２２は、上下２段に配置された多関節形状になされた２つの搬送アーム３２、３４を有している。この各搬送アーム３２、３４の先端にはそれぞれ２股状になされたピック３２Ａ、３４Ａを取り付けており、このピック３２Ａ、３４Ａ上にそれぞれウエハＷを直接的に保持するようになっている。従って、各搬送アーム３２、３４は、この中心より半径方向へ向かうＲ方向へ屈伸自在になされており、また、各搬送アーム３２、３４の屈伸動作は個別に制御可能になされている。上記搬送アーム３２、３４の各回転軸は、それぞれ基台３６に対して同軸状に回転可能に連結されており、例えば基台３６に対する旋回方向であるθ方向へ一体的に回転できるようになっている。
【００２０】
そして、図２に示すように、上記導入側搬送室１０内の天井部には、送風ファン３８と例えばＵＬＰＡフィルタ（Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ａｉｒ ｆｉｌｔｅｒ）よりなるフィルタ手段４０が設けられており、天井板の通気孔４２から取り込んだ清浄気体を上記フィルタ手段４０に通過させて導入側搬送室１０内には、非常に清浄度の高いダウンフロー４４を形成している。そして、このダウンフロー４４は、この導入側搬送室１０の底板に設けた通気孔４６から下方へ排出されて、工場外へ排気するようになっている。この場合、この導入側搬送室１０内は、この外側の大気圧雰囲気よりも、僅かな圧力、例えば１．３Ｐａ程度だけ圧力が高く設定されて陽圧状態になされている。
【００２１】
次に、この導入側搬送室１０の各被処理体搬入口１２Ａ〜１２Ｃに対応させて設けた前記導入ポート構造１６Ａ〜１６Ｃについて説明する。この３台の導入ポート構造１６Ａ〜１６Ｃは、それぞれ全く同様に構成されているので、ここでは１台の導入ポート構造、例えば導入ポート構造１６Ａを例にとって説明する。
まず、図２乃至図４に示すように、この導入ポート構造１６Ａは、上記カセット容器１８Ａを載置するカセット台４８と、上記被処理体搬入口１２Ａに設けられた開閉ドア部２０Ａと、上記カセット容器１８Ａと上記被処理体搬入口１２Ａとを一体的に被うように回転可能に設けたカセットカバー部材５０とを主に有している。
【００２２】
具体的には、まず、上記被処理体搬入口１２Ａは、導入側搬送室１０の前面パネル５２に略四角形状に開口することにより形成されており、この被処理体搬入口１２Ａの上部には、これを区画する例えばアルミニウム板よりなる細長い仕切壁５４が設けられ、また、上記開閉ドア部２０Ａは、この下方に設けた昇降機構５６によって昇降可能になされており、上記被処理体搬入口１２Ａを開閉自在としている。この開閉ドア部２０Ａは、例えばアルミニウム等により薄板状に成形されており、この開閉ドア部２０Ａ及び上記仕切壁５４には、例えば直径が４ｍｍ程度の多数の第１の通気孔５８が略全面的に形成されており、上記導入側搬送室１０内の清浄度の高い清浄気体を、この第１の通気孔５８を介して閉状態の上記カセットカバー部材５０内へ導入し得るようになっている。尚、上記第１の通気孔５８は、上記開閉ドア部２０Ａと上記仕切壁５４の少なくともいずれか一方に設ければよいが、清浄度の高い清浄気体をカセット容器１８Ａ内へも通過させるために少なくとも開閉ドア部２０Ａに設けるのが好ましい。
【００２３】
ここで、注意されたい点は、上記開閉ドア部２０Ａはこの開閉時に限らず、常時、上記仕切壁５４や前面パネル５２とは接触しておらずに非接触になされており、しかも閉状態時には、仕切壁５４との間で０．５〜１．０ｍｍ程度の僅かな隙間６０が保たれている点である。このように、非接触を保持することによりパーティクルの発生を抑制するようになっている。
そして、カセット容器１８Ａの直ぐ前には、投光・受光を行う光学センサよりなるウエハ飛び出し検出センサ５１が設けられており、上記カセット台４８上に載置されているカセット容器１８ＡからウエハＷが飛び出している時に、これを検出し得るようになっている。
また、上記カセットカバー部材５０は、全体が透明材料、例えば静電気発生防止処理がなされた透明なポリカーボネート樹脂等よりなる。このカセットカバー部材５０は、図５にも示すように略９０度程度の円弧状に成形された前面パネル５０Ａと、この両側を囲む扇形状の側面パネル５０Ｂよりなっている。
【００２４】
また、この前面パネル５０Ａの一部には、ボルト６２（図３参照）により着脱可能になされた略四角形状のメンテナンス窓６４が取り付けられており、必要時にこのメンテナンス窓６４を取り外して内部のメンテナンスを行い得るようになっている。そして、このカセットカバー部材５０の先端部は、これが閉状態の時に上記仕切壁５４に当接せずに、これより僅かな幅、例えば数ｍｍ程度の隙間６６だけ離れて非接触状態となるようになされており、部材の接触に伴って発生するパーティクルの形成を防止している。
また、上記カセット台４８には、上記カセットカバー部材５０の展開時にこれを通過させるための”コ”字状のカバー通過溝６８が貫通させて形成されており、上記カセットカバー部材５０は、非接触でこのカバー通過溝６８を通って上下方向へ回転し得るようになっている。そして、このカセット台４８の下部は、例えばステンレスよりなる矩形状の箱体７０により囲まれている。
【００２５】
また、上記カセットカバー部材５０により覆われる上記カセット台４８の一部には、例えば直径が４ｍｍ程度の多数の第２の通気孔７２が形成されており、このカセットカバー部材５０内へ導入された清浄度の高い清浄気体を、上記第２の通気孔７２を介してこの下方の箱体７０内へ流すようになっている。そして、上記箱体７０の底部にも通気孔７４が形成されており、上記箱体７０内へ導入された清浄気体を工場外へ排気できるようになっている。
また、上記カセット台４８の被処理体搬入口１２Ａに近い略中央部には、実際にカセット容器１８Ａを載置する設置台７６が凸状に設けられており、この設置台７６の表面には、上記カセット容器１８Ａを載置する時にこの位置決めを行う複数、例えば４個の位置決めブロック７８が設けられる（図５（Ｃ）参照）。尚、この設置台７８には、この上面が水平になるように調整する調整ねじ（図示せず）が設けられる。また更に、この設置台７６の表面には、カセット容器１８Ａの有無を検出するカセット検出センサ８０（図３参照）も設けられている。
【００２６】
そして、図２乃至図４及び図６にも示すように、上記カセット台４８の下方であって、この箱体７０を区画する側板８２には、上記カセットカバー部材５０を回転動作するために、例えば圧縮エアーで動作するロータリシリンダ等の流体アクチュエータよりなるカバー駆動部８４が取り付けられており、この駆動軸８６を正逆回転し得るようになっている。尚、この駆動軸８６に連結されるリンク機構については後述する。このカバー駆動部８４には、途中にエア流量制御器であるスピードコントローラ８８を介設したエアチューブ９０（図６参照）が接続されると共に、このエアチューブ９０には、ソレノイドバルブ９２が接続される。ソレノイドバルブケーブル９４を介して入力するホストコンピュータ１１０（図７参照）からの制御信号がソレノイドバルブ９２の切り替え動作をすることにより、カバー駆動部８４に対して圧縮エアの導入（ＩＮ）、及び排出（ＯＵＴ）が選択的に行われる。尚、上記ホストコンピュータは、この処理システム全体の動作を監視し、制御するものである。
【００２７】
また、上記駆動軸８６には、例えば電磁ブレーキよりなるブレーキ手段９３が設けられており、このブレーキ手段９３はブレーキ信号ケーブル９６を介して入力される制御信号により制御される。この制御信号は、ブレーキ制御部を兼ねる例えばホストコンピュータ１１０（図７参照）から入力される。
そして、上記ブレーキ手段９３の全体を覆うようにして箱状のブレーキカバー部材９８が設けられている。このブレーキカバー部材９８の取付部の側板８２（図２参照）及び前面パネル５２には、これらを貫通して気体流通孔１００が形成されると共に、このブレーキカバー部材９８の下部には、上記箱体７０の内部に連通する気体排気口１０２が形成されており、上記導入側搬送室１０内の清浄気体を、このブレーキカバー部材９８内を通過させてここで発生するパーティクルをこの下方へ排出し得るようになっている。また、上記気体排気口１０２は開放時におけるカセットカバー部材５０の下端より下方に設けられているので（図４参照）、ブレーキ手段９３で発生するパーティクルがカセットカバー部材５０の内面に付着することがない。
【００２８】
そして、上記カバー駆動部８４の全体及び上記ブレーキカバー部材９８の全体をその外側から覆うようにして開き角が略９０度の円弧状の駆動部カバー部材９９が設けられている。この駆動部カバー部材９９の上端は、上記カセット台４８の裏面側に取り付け固定されると共に、その下端部は、下方へ開放されてパーティクルを下方へ排出できるようになっている。そして、この駆動部カバー部材９９と収容されたカセットカバー部材５０との間に形成される空間１０１に、上記第２の通気孔７２が臨むようになっている（図４参照）。
そして、図２に示すように、上記箱体７０内には、上記カセットカバー部材５０が閉状態になっている時に、この下端部に相当する位置より僅かに下方に位置させてマイクロスイッチ１０４が設置されており、ソフトウエア的に閉状態を維持している時に強制的にこのカセットカバー部材５０が開方向へ回転された時に、この回転動作を検出し得るようになっている。
【００２９】
また、図５及び図６に示すように、上記被処理体搬入口１２Ａの近傍の両側には、上記カセット台４８側に向けて延在させて、閉状態の上記カセットカバー部材５０の両側面を、これより僅かに離間させて覆うように一対の保護板１０６が取り付けられており、上記カセットカバー部材５０の閉動作時に、この部分に作業者が手等を挟み込まないようにしており、安全性を向上させている。また、上記一対の保護板１０６には、図６にも示すように、それぞれにライン状の投光部１０８Ａとこれに対向させてライン状の受光部１０８Ｂとを設けることにより、障害物検出センサ部１０８を設置しており、後述するように上記カセットカバー部材５０の閉動作時にここに障害物（例えば、操作者の手等）を検出した時に前記ブレーキ手段９３を動作させてこのカセットカバー部材５０の回転を急停止させるようになっている。
【００３０】
具体的には、図７の模式図に示すように、ブレーキ制御部も兼ねるホストコンピュータ１１０は、上記障害物センサ部１０８からの障害物有りの信号を受けると、前記ブレーキ手段９３を動作させる。また、このホストコンピュータ１１０は、処理の手順に従って、ソレノイドバルブ９２の圧縮空気のポートを切り替えることによって、上記カセットカバー部材５０を回転駆動するカバー駆動部８４への圧縮エアの切り替えを行っている。この場合、図示例に示すように、ポートの切り替えの態様は３種類、すなわち、閉動作用、開動作用及び現状位置維持用の各態様である。
【００３１】
次に、図８及び図９も参照して、上記カセットカバー部材５０に回転駆動力を伝えるリンク機構１１１と上記カセットカバー部材５０の取付部の構造について説明する。
図６にてカバー駆動部８４に連結される駆動軸８６は、図８に示すように側板８２側へ、軸受１１２と固定部材１１４を介して回転自在に支持されている。また、上記カセットカバー部材５０を支持する回転軸１１６も、上記側板８２側へ、軸受１１８と固定部材１２０を介して回転自在に支持されている（図８及び図９（Ｂ）参照）。そして、上記駆動軸８６と回転軸１１６とを連結するようにして屈曲可能になされた上記リンク機構１１１が設けられており、一方の駆動軸８６を回転することによって他方の回転軸１１６も一体的に回転し得るようになっている。
【００３２】
そして、図９に示すように、上記カセットカバー部材５０側の回転軸１１６に対しては、上記カセットカバー部材５０の角部の部分が一対の軸受１２２と固定部材１２４とを介して回転自在に取り付けられている。更に、上記回転軸１１６には、上記カセットカバー部材５０の両端においてその両辺からある程度の間隔を隔ててその長手方向に延びる一対の回転アーム１２６が固定して設けられる。従って、この回転アーム１２６は、上記回転軸１１６と一体的に回転することになる。そして、この回転アーム１２６と対向する上記カセットカバー部材５０側には一対の補助固定板１２８が取り付け固定されている。そして、上記各補助固定板１２８とこれに対向する上記回転アーム１２６との間に、例えば長さが４５ｍｍ程度のコイルスプリング等よりなる複数の弾発部材１３０が介在されている。これにより、上記回転軸１１６の回転を停止させた状態で上記弾発部材１３０の圧縮ストロークに相当する僅かな距離だけ、外部の力により上記カセットカバー部材５０をその回転方向へ回転し得るようになっている。
【００３３】
次に、以上のような処理システムの動作について説明する。
まず、半導体ウエハＷの概略的な流れについて説明する。３つの導入ポート構造１６Ａ〜１６Ｃの内の１つの導入ポート構造、例えば導入ポート構造１６Ａのカセット台４８上に、未処理の半導体ウエハＷを収容したカセット容器１８Ａを載置すると、これに対応してカセットカバー部材５０が自動的に閉方向へ動作してカセット容器１８Ａの全体を覆う。そして、被処理体搬入口１２Ａを閉じている開閉ドア部２０Ａを開き、カセット容器１８Ａ内から未処理の半導体ウエハＷを、導入側搬送手段２２のいずれか一方の搬送アーム、例えば搬送アーム３２を駆動することによってこのピック３２Ａで取り上げて保持し、この導入側搬送手段２２をＸ方向へ移動することによってこのウエハＷをオリエンタ２６まで搬送する。
【００３４】
次に、すでに先に搬送されてオリエンタ２６にて位置合わせされている回転台２８上の未処理の半導体ウエハＷを、空状態の他方の搬送アーム３４を駆動することによってこのピック３４Ａで取り上げて保持し、これによって回転台２８上を空にする。
次に、搬送アーム３２のピック３２Ａに保持していた未処理のウエハを、先に空状態になった回転台２８上に載置する。尚、このウエハは次に別の未処理のウエハが搬送されてくるまでに位置合わせされることになる。
次に、上述のように他方の搬送アーム３４で保持された未処理のウエハは、導入側搬送手段２２をＸ方向へ移動させることにより、２つのロードロック室８Ａ、８Ｂの内のいずれか一方のロードロック室、例えば８Ａまで移動される。
【００３５】
このロードロック室８Ａ内には、すでに処理装置内にて所定の処理、例えば成膜処理やエッチング処理等が施された処理済みのウエハが待機しており、ここでゲートバルブＧ７を開くことによってすでに圧力調整されているロードロック室８Ａ内を開放する。そして、まず、空状態の搬送アーム３２を駆動してこのピック３２Ａ側に待機している処理済みのウエハＷを移載して保持する。次に、他方の搬送アーム３４を駆動してこのピック３４Ａに保持していた未処理のウエハＷを移載してウエハを置き替える。尚、上記処理済みのウエハは導入側搬送手段２２により元のカセットへ戻される。
【００３６】
このように、未処理のウエハＷを置き替えたならば、ゲートバルブＧ７を閉じることによってこのロードロック室８Ａ内を密閉した後に、このロードロック室８Ａ内を真空引きして圧力調整した後、ゲートバルブＧ５を開放することにより、予め真空雰囲気になされている共通搬送室６内と連通する。そして、上記未処理のウエハＷは、共通搬送室６内の第１の搬送手段１４によって受け取られる。この際、この第１の搬送手段１４は２つのピック１４Ａ、１４Ｂを有しているので、処理済みのウエハを保持している場合には、この処理済みのウエハと上記未処理のウエハとの置き替えが行われる。このように、未処理のウエハＷは、次に例えば各処理装置４Ａ〜４Ｄにおいて、順次必要な処理が行われる。
そして、必要な処理が完了したならば、この処理済みのウエハＷは、前述したと逆の経路を通って元のカセットに戻される。この場合、２つあるロードロック室８Ａ、８Ｂの内、何れを通ってもよい。
【００３７】
次に、導入ポート構造１６Ａにおける具体的な動作について図１０も参照して説明する。図１０は導入ポート構造の開閉ドア部とカセットカバー部材の動作を概略的に説明する説明図である。
まず、初期状態では、図１０（Ａ）に示すように開閉ドア部２０Ａ及びカセットカバー部材５０Ａは共に閉じられた状態となっている。そして、未処理のウエハＷが収容されているカセット容器１８Ａが運ばれてくると、図１０（Ｂ）に示すようにカセットカバー部材５０Ａは略９０度程度回転されてカセット台４８の下方に収容される。そして、図１０（Ｃ）に示すように、このカセット容器１８Ａがカセット台４８上に設置される。
【００３８】
このカセット容器１８Ａの設置が完了したならば、次に、図１０（Ｄ）に示すようにカセットカバー部材５０を戻すように略９０度回転させてカセット容器１８Ａの全体を覆う。次に、図１０（Ｅ）に示すように、開閉ドア部２０Ａを降下させることによって、被処理体搬入口１２Ａを開放する。次に、図１０（Ｆ）に示すように搬送アーム３２（３４）を用いて、開放された被処理体搬入口１２Ａを介して未処理のウエハＷを処理システム内に順次取り込んで処理を開始する。この場合、先に取り込まれたウエハの処理の完了状態を見ながら順次未処理のウエハが取り込まれ、また、処理済みのウエハは、また元のカセット容器１８Ａ内に戻され、この間、図１０（Ｇ）に示すように開閉ドア部２０Ａは降下されたままで、被処理体搬入口１２Ａは開放状態が維持されている。
【００３９】
次に、カセット容器１８Ａ内の全てのウエハＷの処理が完了したならば、図１０（Ｈ）に示すように、開閉ドア部２０Ａを上昇させて被処理体搬入口１２Ａを閉じる。次に、図１０（Ｉ）に示すようにカセット容器１８Ａを覆っていたカセットカバー部材５０を再度、開方向へ略９０度回転させることによってこれをカセット台４８の下方へ収容する。そして、図１０（Ｊ）に示すように、処理済みのウエハＷを収容したカセット容器１８Ａを、次の処理のために搬送して行くと、カセットカバー部材５０を閉じ、図１０（Ａ）の状態に戻る。そして、この状態で未処理のウエハを収容した次のカセット容器の搬入を待つことになる。
さて、上述したような動作が行われている間、図２〜図４に示すように、この処理システム２が設置されている工場内には、ある程度の清浄度の清浄空気がダウンフローで流されており、また、導入側搬送室１０内へは、送風ファン３８で送られた清浄気体（清浄空気）がフィルタ手段４０を通過して、より高い清浄度の清浄気体となって、すなわち処理システム２の外側の空気の清浄度よりも高い清浄度の清浄気体となって、図２中の矢印４４に示すようにダウンフローが形成されている。そして、これらのダウンフローは床部より工場排気として排出される。
【００４０】
この結果、上記導入側搬送室１０内は、この外側の大気圧雰囲気よりも例えば１．３Ｐａ程度高い陽圧状態となっている。従って、開閉ドア部２０Ａが閉じている時には、図２及び図３（Ａ）に示すように、この開閉ドア部２０Ａと仕切壁５４のそれぞれに形成した第１の通気孔５８を介して、また、開閉ドア部２０Ａが開いている時には、図３（Ｂ）に示すように、被処理体搬入口１２Ａや仕切壁５４に形成した第１の通気孔５８を介して、矢印１４２に示すようにこのカセットカバー部材５０内に上記高い清浄度の清浄気体が常時流れ込み、このカセットカバー部材５０内やカセット容器１８Ａ内をこの清浄気体の雰囲気に保つことになる。そして、このカセットカバー部材５０内に流れ込んだ清浄気体は、カセット台４８に形成した第２の通気孔７２を介してこの下方の箱体７０内に流下し、最終的にその底部より系外へ排出される。
【００４１】
このように、カセットカバー部材５０内やカセット容器１８Ａ内には、高い清浄度の清浄気体が、導入側搬送室１０内側より常時導入されているので、カセット容器１８Ａ内で待機中のウエハＷがこの高い清浄度の清浄気体に晒されることになり、ウエハがパーティクル等によって汚染されることを抑制することができる。
また、カセットカバー部材５０内も外側の大気圧雰囲気よりも陽圧状態になるので、仕切壁５４とカセットカバー部材５０との間の隙間６６等が存在しても、外側の清浄度の低い清浄空気がこのカセットカバー部材５０内に侵入することも防止することができる。
【００４２】
また、上述のように、仕切壁５４と閉状態のカセットカバー部材５０との間に隙間６６を設け、また、カセット台４８にもカバー通過溝６８を設けてこのカバー通過溝６８内をカセットカバー部材５０が通過できるようにしたので、両部材が接触したり干渉したりすることがなく、パーティクル自体の発生も抑制することができる。
また、カセット台４８の下方のカバー駆動部８４は、駆動部カバー部材９９によって覆われているので、ここで発生したパーティクルは、飛散することがなく、駆動部カバー部材９９の下端の開口部より、清浄気体の流れと共に下方へ排出することができる。
【００４３】
また、図４に示すように、この駆動部カバー部材９９と収容時（開状態）のカセットカバー部材５０との間に形成される空間１０１内へは、第２の通気孔７２より清浄気体が導入されているため、このカセットカバー部材５０の内側面にパーティクル等が付着することも防止することができる。
更には、カセットカバー部材５０の回転を停止させるブレーキ手段９３からは多量のパーティクルが発生するが、このブレーキ手段９３はブレーキカバー部材９８により覆われ、且つ導入側搬送室１０内のダウンフローを矢印１４４に示すように気体流通孔１００を介して取り込んでいるので、このパーティクルを、周囲に飛散させることなく強制的に下方向へ排出することができ、従って、ウエハＷがパーティクルによって汚染されることを防止することができる。
【００４４】
また、カセット台４８の設置台７６には、カセット検出センサ８０（図３（Ｃ）参照）が設けられているので、ここに適正にカセット容器１８Ａを載置したか否かを検出することができる。
また、カセット容器１８Ａの直ぐ前側には、ウエハ飛び出し検出センサ５１を設けたので、カセット台４８上に設置されているカセット容器１８ＡからウエハＷが飛び出している場合には、これを検出することができる（図２参照）。
また、上記カセットカバー部材５０には、着脱可能になされたメンテナンス窓６４が設けられているので、必要時には、このメンテナンス窓６４を取り外してこの内側のメンテナンス作業を行うことができる。また、上記カセットカバー部材５０が透明であるので、カセット容器１８Ａの状態やウエハＷの搬送状況を観察することができる。
【００４５】
また、図６及び図７に示すように、カセットカバー部材５０の回動は、カバー駆動部８４に向けて圧縮エアを供給することにより行うが、その時の圧縮エアの給排の切り替えはホストコンピュータ１１０からの指令を受けてソレノイドバルブ９２を切り替えることによって行う。すなわち、図７（Ａ）に示すようなソレノイドバルブ９２のポート位置でカセットカバー部材５０は閉方向へ回動し、図７（Ｄ）に示すようなソレノイドバルブ９２のポート位置で圧縮エアの供給方向が切り替えられてカセットカバー部材５０は開方向へ回動する。
ここで、カセットカバー部材５０が閉方向へ回動している時に、図７（Ｂ）に示すように、例えば操作者等が誤ってカセット台４８上に向けて手等の障害物１４６を挿入した時には、これを障害物センサ部１０８が検出し、この結果、ホストコンピュータ１１０はブレーキ手段９３を直ちに作動させて上記カセットカバー部材５０の回動を緊急停止させる。これにより、操作者等に対する安全性を向上させることができる。また、このブレーキ手段９３が動作すると同時にホストコンピュータ１１０は、図７（Ｂ）に示すように上記ソレノイドバルブ９２を中立ポート（現状位置維持用ポート）に切り替えて、カバー駆動部８４に対して開方向と閉方向の両方向に回動するような加圧方向で圧縮エアを供給する。
【００４６】
このように、カバー駆動部８４に対して両方向に回動するように圧縮エアを印加しておくことで、図７（Ｃ）に示すように障害物１４６が排除されてブレーキ手段９３が解除されることにより、閉動作が復帰した時に、このカセットカバー部材５０は急激に、且つ高速で回転し始めることはなく、通常の閉動作時と同様な遅い速度でもって回転し始めることになり、その安全性を更に高めることができる。換言すれば、図７（Ｂ）に示すように障害物１４６を検出した時の状態のままで、ソレノイドバルブ９２のポート位置を維持すると、この障害物１４６が排除されてブレーキ手段９３が解除されることにより閉動作が復帰した時、エアシリンダ等よりなるカバー駆動部８４の一方の室内の圧縮エアは完全に排除されてしまっているので、閉方向に急激に大きな回動力が発生して、カセットカバー部材５０が急激に回転し出して操作者に危険を及ぼす恐れが発生するので、この危険を除去するために、図７（Ｂ）に示すようソレノイドバルブ９２のポート位置を中立ポート（現状位置維持用ポートでは両方向に回動するように圧縮エアが印加される）に切り替えるようにする。
【００４７】
また万一、操作者が上記閉動作中のカセットカバー部材５０に挟まれた場合にあっても、図９に示すように、このカセットカバー部材５０と回転軸１１６との取付部には、弾発部材１３０が介在されており、この結果、上記回転軸１１６を回転させることなく上記弾発部材１３０が縮むことでカセットカバー部材５０のみを外力により僅かに回転させることができるので、手等を挟んだ操作者は、容易にこの挟まれた手を抜き取ることができる。従って、この点よりも安全性を向上させることが可能となる。
尚、上記障害物センサ部１０８が障害物を検出した時及びソフトウエア的にカセットカバー部材５０が閉状態の時に外力によりこれが開けられたことを示すマイクロスイッチ１０４（図２参照）がオン動作した時には、安全対策上、導入側搬送室１０内の導入側搬送手段２２の動作も一時的に停止させるのが好ましい。
【００４８】
尚、本発明の導入ポート構造を設けた処理システム２の形態は、単に一例を示したに過ぎず、これに限定されない。また、導入ポート構造の設置台数も、ここでは単に一例を示したに過ぎず、３台よりも少なくても、或いは多くてもよいのは勿論である。
また、本発明では、被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定されず、ＬＣＤ基板、ガラス基板等にも本発明を適用することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の被処理体の導入ポート構造によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
請求項１、４、８に係る発明によれば、カセット台上に載置されたカセット容器は被処理体搬入口と共に一体的にカセットカバー部材で被われており、そして、処理システム内側の清浄度の高い清浄気体が開閉ドア部や被処理体搬入口を区画する仕切壁に設けた第１の通気孔を介して上記カセットカバー部材内に流入し、そして、この清浄気体はカセット台に形成した第２の通気孔を介して下方へ抜けて行くので、このカセットカバー部材内に収容されているカセット容器を清浄度の高い気体に晒すことができ、しかも、処理システム内へ工場内の清浄度の低い空気が侵入することを防止することができる。
請求項２に係る発明によれば、カセットカバー部材は、カセット台や開閉ドア部に対して非接触な状態になされているので、パーティクルが発生することを防止することができる
請求項３に係る発明によれば、カセットカバー部材のカバー駆動部は駆動部カバー部材で被われるので、ここで発生したパーティクルが周囲に飛散することを防止することができる。
請求項５に係る発明によれば、カセットカバー部材の収納時には、これと駆動部カバー部材との間の空間に第２の通気孔を介して清浄度の高い気体を流すようにしたので、このカセットカバー部材の表面に収納中にパーティクル等が付着することを防止することができる。
請求項６に係る発明によれば、必要時にブレーキ手段を動作させてカセットカバー部材の回転軸を停止できるので、その安全性を向上させることができる。
請求項７に係る発明によれば、ブレーキ手段で発生したパーティクルが周囲に飛散することを防止することができる。
請求項９に係る発明によれば、カセットカバー部材とこの回転軸の取付部に弾発部材を介在させたので、カセットカバー部材の閉動作時に万一、手等を挟んだとしても、上記弾発部材の作用により、負傷等をすることがなく、また、挟み込まれた手等を容易に抜くことも可能となり、安全性を更に向上させることができる。
請求項１０に係る発明によれば、障害物検出センサ部により障害物を検知した時には、ブレーキ制御部が上記ブレーキ手段を動作させてカセットカバー部材の回転を停止するので、安全性を一層向上させることができる。
請求項１１に係る発明によれば、ブレーキ手段が動作した時には、流体アクチュエータには開方向と閉方向の両方向の流体圧が印加されているので、動作が復帰した時に、カセットカバー部材が急激に回転することを防止でき、安全性を一層向上させることができる。
請求項１２に係る発明によれば、保護板により安全性を一層向上させることができる。
本発明の関連技術によれば、カセットカバー部材が透明であるので、カセット容器の状態や被処理体の搬送状況を容易に確認することができる。また、カセットカバー部材がカバー通過溝を通るので、カセットカバー部材を外力から保護することができると共に、操作者と干渉しないため操作者の安全を確保することができる。更に、開放時にカセットカバー部材がカセット台の下方に収納されるので、操作者によって又は搬送ロボットによってカセット容器を載置台に載置するときにカセットカバー部材が邪魔にならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る被処理体の導入ポート構造を備えた処理システムを示す概略構成図である。
【図２】処理システムの導入側搬送室に取り付けた導入ポート構造を示す全体断面図である。
【図３】カセットカバー部材が閉状態の時の導入ポート構造を示す拡大断面図である。
【図４】カセットカバー部材が開状態の時の導入ポート構造を示す拡大断面図である。
【図５】導入ポート構造のカセットカバー部材の開閉動作を説明する斜視図である。
【図６】導入ポート構造の内部を示す部分破断斜視図である。
【図７】カセットカバー部材の開閉時のブレーキ手段と流体アクチュエータとの関係を説明する説明図である。
【図８】カセットカバー部材を開閉するリンク機構を示す構成図である。
【図９】カセットカバー部材とこの回転軸の取付部の構造を示す図である。
【図１０】導入ポート構造の開閉ドア部とカセットカバー部材の動作を概略的に説明する説明図である。
【符号の説明】
２ 処理システム
４Ａ〜４Ｄ 処理装置
６ 共通搬送室
８Ａ，８Ｂ ロードロック室
１０ 導入側搬送室
１２Ａ〜１２Ｃ 被処理体導入口
１６Ａ〜１６Ｃ 導入ポート構造
１８Ａ〜１８Ｃ カセット容器
２０Ａ〜２０Ｃ 開閉ドア部
４８ カセット台
５０ カセットカバー部材
５４ 仕切壁
５８ 第１の通気孔
６４ メンテナンス窓
６０，６６ 隙間
６８ カバー通過溝
７２ 第２の通気孔
８４ カバー駆動部
８６ 駆動軸
９３ ブレーキ手段
９８ ブレーキカバー部材
９９ 駆動部カバー部材
１０８ 障害物センサ部
１１０ ホストコンピュータ（ブレーキ制御部）
１１１ リンク機構
１１６ 回転軸
１３０ 弾発部材
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
Claims (12)
- 処理システムの、大気圧雰囲気よりも陽圧状態になされた導入側搬送室に形成された被処理体搬入口に設けた被処理体の導入ポート構造において、
内部が開放されて複数枚の前記被処理体を多段に収容するカセット容器を載置するカセット台と、
前記被処理体搬入口の一部を仕切るために設けた仕切壁と、
前記被処理体搬入口を開閉するために設けられた開閉ドア部と、
円弧形状に成形された前面パネルと、この前面パネルの両側を囲む扇形状の側面パネルとよりなり、前記カセット台上に載置した前記カセット容器と前記被処理体搬入口とを一体的に覆うように前記カセット台側へ回転可能になされたカセットカバー部材と、
前記カセット台に設けられて前記回転するカセットカバー部材を通すカバー通過溝と、
前記開閉ドア部と前記仕切壁の内の少なくともいずれか一方に設けられて前記被処理体搬入口の内側である前記導入側搬送室内と前記閉じられたカセットカバー部材の内側とを連通する第１の通気孔と、
前記カセット台に設けられて前記閉じられたカセットカバー部材へ導入された気体を排出する第２の通気孔と、
を備えたことを特徴とする被処理体の導入ポート構造。 - 前記カセットカバー部材は、前記カセット台及び前記開閉ドア部或いは前記仕切壁に対して隙間を隔てて非接触になされていることを特徴とする請求項１記載の被処理体の導入ポート構造。
- 前記カセットカバー部材を回転動作させるカバー駆動部は、前記カセット台の下方に設けられ、前記カバー駆動部は、パーティクルの飛散を防止する駆動部カバー部材で覆われることを特徴とする請求項１または２記載の被処理体の導入ポート構造。
- 前記カセット台には、前記回転するカセットカバー部材を通過させるカバー通過溝が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の被処理体の導入ポート構造。
- 前記カセットカバー部材の開放時には、前記カセットカバー部材は前記駆動部カバー部材に接近させた状態で収納され、前記カセットカバー部材と前記駆動部カバー部材との間の空間に臨むように前記第２の通気孔は形成されていることを特徴とする請求項３または４記載の被処理体の導入ポート構造。
- 前記カバー駆動部の駆動軸には、必要時に前記駆動軸の回転を停止させるブレーキ手段が設けられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の被処理体の導入ポート構造。
- 前記ブレーキ手段は、パーティクルの飛散を防止するためのブレーキカバー部材により覆われていることを特徴とする請求項６記載の被処理体の導入ポート構造。
- 前記カセットカバー部材には、メンテナンスを行うメンテナンス窓が着脱可能に設けられることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の被処理体の導入ポート構造。
- 前記カセットカバー部材と前記カセットカバー部材の回転軸の取付部には、前記カセットカバー部材の回転方向とは逆方向への僅かな移動を許容する弾発部材が介在されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の被処理体の導入ポート構造。
- 前記被処理体搬入口の近傍に、前記カセットカバー部材の閉動作時に障害物が存在するか否かを検出する障害物検出センサ部を設け、前記障害部検出センサ部が障害物を検出した時に前記ブレーキ手段を動作させるブレーキ制御部を設けたことを特徴とする請求項５乃至９のいずれか一項に記載の被処理体の導入ポート構造。
- 前記カバー駆動部は、流体により開方向と閉方向へ動作する流体アクチュエータよりなり、前記ブレーキ手段が動作した時には、前記流体アクチュエータには開方向と閉方向の両方向の流体圧が印加されることを特徴とする請求項１０記載の被処理体の導入ポート構造。
- 前記カセット台には、前記カセットカバー部材の両側面を、これより僅かに離間して覆うように保護板が起立させて設けられることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の被処理体の導入ポート構造。
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