JP4722979B2 - フープ洗浄乾燥装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエハ等の搬送容器であるフープを洗浄して乾燥させるフープ洗浄乾燥装置に関するものである。

半導体ウエハ等は、フープ（ＦＯＵＰ：Front Openning Unity Pod）と称する搬送容器に収容されて搬送される。このフープは、前面に開口部を有するフープ本体と、このフープ本体の開口部にロック・アンロック可能に装着されたドアとを備えている。

このフープは、半導体ウエハ等の汚染源とならないようにするために、定期的に洗浄されることが好ましい。そこで、空のフープをフープ本体とドアとに分離して洗浄槽内に搬入し、これらフープ本体及びドアに洗浄水を吹き付けて洗浄を行い、洗浄後、同洗浄槽内でフープ本体及びドアに乾燥空気を吹き付けて乾燥させるようにしたフープ洗浄乾燥装置が提案されている（特許文献１参照）。

このフープ洗浄乾燥装置は、フープの搬入搬出のためにフープを載置する載置台と、フープをフープ本体とドアとに分離するために仮置きする仮置台と、分離されたフープ本体とドアとを洗浄乾燥する洗浄槽と、載置台と仮置台との間でフープを、仮置台と洗浄槽との間でフープ本体又はドアを搬送するロボットアームとを備えている。

特開２００５−１０９５２３号公報

上記フープ洗浄乾燥装置においては、フープを仮置台にてフープ本体とドアとに分離する際、ドアを仮置台に係止した状態でフープ本体をロボットアームで把持して持ち上げることで、ドアとフープ本体とを分離する（特許文献１の段落００４６、００４７参照）。

ここで、ドアを仮置台に係止するときに、その係止機構によりドアが傷付く可能性がある。このため、仮置台にてフープ本体とドアとの分離を繰り返す、即ちフープ洗浄乾燥装置によるフープの洗浄を繰り返すと、フープのドアが繰り返しダメージを受ける可能性がある。

そこで本発明の目的は、フープのドアを傷付けることなく仮置台に係止でき、フープをフープ本体とドアとに分離して繰り返し洗浄しても、ドアへの繰り返しダメージを抑制できるフープ洗浄乾燥装置を提供することにある。

上記目的を達成するために創案された本発明は、前面に開口部を有するフープ本体と該フープ本体の開口部にロック・アンロック可能に装着されるドアとを有するフープを載置する載置台と、上記フープをフープ本体とドアとに分離するために仮置きする仮置台と、分離されたフープ本体とドアを洗浄乾燥する洗浄槽と、上記載置台と上記仮置台との間でフープを、上記仮置台と上記洗浄槽との間でフープ本体又はドアを把持して搬送するロボットアームとを備えたフープ洗浄乾燥装置であって、上記仮置台は、台基部に複数の柱を介して設けられた頂板と、該頂板上にドアを下向きにした状態でフープを仮置きすべくドアを水平に着座させるために矩形の頂点に配置された複数の台座と、これらの台座のうちの対角にある一対の台座に設けられ、上記ドアを吸着する吸着手段と、該吸着手段が設けられた台座の中心に立設され、上記ドアに形成された凹部に挿入される位置決めピンと、上記頂板に設けられ、上記ドアと上記フープ本体とのロック・アンロックを切り換えるべく、上記ドアに形成されたラッチ穴に挿入された状態で回転されるラッチとを備え、上記位置決めピンが上記ラッチよりも上方に突出していることを特徴とする。

上記吸着手段が、上記台座の上面に形成された窪み部に上記位置決めピンを囲むようにして設けられた吸盤と、その位置決めピンに形成され上記ドアと上記吸盤とで区画された空間内の空気を排気するための排気通路とを有することが好ましい。

上記頂板に、上記フープのドアが上記仮置台に適正に着座したか否かを検出するためのセンサを設けることが好ましい。

上記ロボットアームが、上記仮置台と上記洗浄槽との間で上記フープ本体又は上記ドアを搬送するため、上記フープ本体を把持する本体把持部と、上記ドアを把持するドア把持部とを有することが好ましい。

本発明に係るフープ洗浄乾燥装置によれば、フープのドアを傷付けることなく仮置台に係止でき、フープをフープ本体とドアとに分離して繰り返し洗浄しても、ドアへの繰り返しダメージを抑制できる。

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１は本実施形態に係るフープ洗浄乾燥装置の内部の構成を概略的に示す側面透視図、図２は同フープ洗浄乾燥装置の内部の構成を概略的に示す平面透視図である。

本実施形態に係るフープ洗浄乾燥装置１は、フープ２の搬入搬出のためにフープ２を載置する載置台３と、フープ２を一時的に保管するバッファ台４と、フープ２をフープ本体２ａとドア２ｂとに分離するために仮置きする仮置台５と、分離されたフープ本体２ａとドア２ｂとを洗浄乾燥する洗浄槽６と、載置台３とバッファ台４と仮置台５との間でフープ２を、仮置台５と洗浄槽６との間でフープ本体２ａ又はドア２ｂを搬送するロボットアーム７とを備えている。載置台３は、フープ洗浄乾燥装置１のケーシング１ａの外部に配設され、バッファ台４、仮置台５、洗浄槽６及びロボットアーム７は、上記ケーシング１ａの内部に配設されている。

フープ２は、略ボックス状に形成され前面に開口部を有するフープ本体２ａと、フープ本体２ａの開口部にロック・アンロック可能に装着されたドア２ｂとを有する。

載置台３は、複数のフープ２を並列に載置するため、複数のポート（載置部）を備えている。本実施形態では、載置台３は３個のポートを備えており、そのうち左の２ポートがロード専用、右端の１ポートがアンロード専用となっている。

バッファ台４には、複数（本実施形態では４個）のフープ２が一時的に載置される。バッファ台４と載置台３との間のケーシング１ａには、フープ２を出し入れするための開口部が形成されており、開口部にはシャッタ８が昇降可能に設けられている。

図３は図２のIII−III線断面図である。

ケーシング１ａ内の基部フレーム１ｂには、中間フレーム９が設けられ、中間フレーム９の上部には、上記仮置台５が装着されている。仮置台５は、フープ２を、フープ本体２ａとドア２ｂとに分離するために仮置きするものである。仮置台５は、中間フレーム９の上部に装着された台基部１０と、台基部１０に複数の柱１１を介して取り付けられた頂板１２と、頂板１２に設けられた複数の台座１３とを有する。台座１３には、フープ２のドア２ｂが水平に着座される。

図４は図３のIV−IV線断面図、図５は図４のＶ−Ｖ線断面図、図６は図４のVI−VI線断面図である。

仮置台５の台座１３は、円柱状に形成され、頂板１２に４個、矩形の頂点に配設されている。４個の台座１３は同じ高さであり、その内の対角の２個には、フープ２のドア２ｂを吸着する吸着手段１４と、ドア２ｂに形成された凹部２ｂ１に挿入される位置決めピン１５とが設けられている。位置決めピン１５は、台座１３の中心に立設されており、吸着手段１４は、その位置決めピン１５を囲むようにして台座１３に設けられた吸盤１４ａと、その位置決めピン１５に形成されドア２ｂと吸盤１４ａとで区画された空間内の空気を排気するための排気通路１４ｂとを備えている。

詳しくは、台座１３の上面には窪み部１３ａが形成されており、その窪み部１３ａに吸盤１４ａが装着されていて、吸盤１４ａがドア２ｂに吸着して変形したとき、変形した吸盤１４ａが窪み部１３ａに収容されるようになっている。排気通路１４ｂは、位置決めピン１５の内部に長手方向に沿って形成された縦排気通路１４ｂ１と、縦排気通路１４ｂ１に接続され位置決めピン１５の側面に開口を有する横排気通路１４ｂ２とを有し、縦排気通路１４ｂ１が図示しない排気手段（吸込ポンプ等）に接続されている。また、位置決めピン１５の先端は、テーパ状又はアール状に形成されており、ドア２ｂに形成された断面円状の位置決め用の凹部２ｂ１に対して多少ずれていても挿入され易くなっている。

仮置台５の頂板１２には、ドア２ｂとフープ本体２ａとのロック・アンロックを切り換えるため、ドア２ｂに長穴状に形成されたラッチ穴（ラッチキー穴）２ｂ２に挿入された状態で回転されるラッチ（ラッチキー）１６が、間隔を隔てて一対設けられている。ラッチ１６は、側面視Ｔ字状に形成され、台基部１０に設けられたローターリシリンダ１７により、鉛直軸廻りに９０度の範囲で正逆回転される。ローターリシリンダ１７は、台基部１０に固定されたシリンダ本体１７ａと、シリンダ本体１７ａに対して９０度の範囲で正逆回転するロータ１７ｂとを有し、ロータ１７ｂが頂板１２に貫通形成された穴１２ａに回転可能に挿通されていて、そのロータ１７ｂの頂部に上記ラッチ１６が取り付けられている。

ラッチ１６がドア２ｂのラッチ穴（長穴）２ｂ２に挿入された状態で９０度回転されると、ドア２ｂの内部に設けられたロック・アンロック機構によりドア２ｂとフープ本体２ａとのロックが解除され、同時にラッチ１６がラッチ穴（長穴）２ｂ２に引っ掛かるためドア２ｂがラッチ１６によりチャックされる。また、このチャック状態から、ラッチ１６が逆方向に９０度回転されると、上記ロック・アンロック機構によりドア２ｂとフープ本体２ａとがロックされ、同時にラッチ１６がラッチ穴（長穴）２ｂ２に沿った向きとなるため、ラッチ１６をラッチ穴（長穴）２ｂ２から引き抜くことが可能となる。

上記ラッチ１６は、上記位置決めピン１５よりも低い。すなわち、位置決めピン１５は、ラッチ１６よりも上方に突出していて、位置決めピン１５の上端は、ラッチ１６の上端よりも高い位置にある。よって、フープ２のドア２ｂが仮置台５の頂板１２に平行に近付くと、先ず位置決めピン１５がドア２ｂの凹部２ｂ１に挿入され、その後ラッチ１６がドア２ｂのラッチ穴２ｂ２に挿入されることになる。なお、ドア２ｂの表面が平坦状であることは勿論である。

仮置台５の頂板１２には、フープ２のドア２ｂが４個の台座１３に適正に着座したか否かを検出するためのセンサ１８が設けられている。センサ１８は、本実施形態では、頂板１２に３個、三角形の頂点に配設された距離センサからなる。これら各距離センサ１８からドア２ｂまでの距離を計測し、それらの測定値が揃っていれば（所定の範囲内にあれば）、ドア２ｂが頂板１２と平行であり４個の台座１３に適正に着座した（チャックＯＫ）と判定し、さもなければドア２ｂが傾いている（チャックミス）と判定する。

図１〜図３に示すように、フープ洗浄乾燥装置１のケーシング１ａ内には、ロボットアーム７が設けられている。ロボットアーム７は、載置台３とバッファ台４と仮置台５との間でフープ２を、仮置台５と洗浄槽６との間でフープ本体２ａ又はドア２ｂを移動する多関節ロボットアームからなる。

ロボットアーム７の先端部には、フープ本体２ａに突設された被把持部２ｘを把持する本体把持部１９が設けられていると共に、ドア２ｂの両端部を把持するドア把持部２０が設けられている。

図５に示すように、本体把持部１９は一対の本体把持爪１９ａからなり、ドア把持部２０は一対のドア把持爪２０ａからなる。詳しくは、ロボットアーム７の先端部７ａには、エアシリンダ等のアクチュエータにより近接離間する一対のスライドブロック２１が設けられ、これらスライドブロック２１に、アームブロック２２を介して、一対の本体把持爪１９ａとドア把持爪２０ａとが夫々設けられている。

本体把持爪１９ａ同士の間隔はドア把持爪２０ａ同士の間隔よりも狭く、本体把持爪１９ａはドア把持爪２０ａよりも奥まった位置に配設されている。そして、本体把持爪１９ａがフープ本体２ａに突設された被把持部２ｘ（図１参照）を把持したとき、ドア把持爪２０ａがそのフープ本体２ａと干渉せず、ドア把持爪２０ａがドア２ｂの両端部（図５参照）を把持したとき、本体把持爪１９ａがそのドア２ｂと干渉しないようになっている。

図７は図１のVII−VII線断面図であり、洗浄槽６の内部の構成を概略的に示す側面透視図である。

図１、図２、図７に示すように、洗浄槽６は、上部に開口を有する洗浄槽本体６ａと、洗浄槽本体６ａの開口に着脱される筒状の内蓋２３と、内蓋２３の上部に着脱される外蓋２４とを有する。内蓋２３及び外蓋２４は、パワーシリンダ２５、２６により開閉されるようになっている。外蓋２４の内面には、ドア２ｂを吸着保持するドア保持部２７が設けられている。ドア保持部２７は、図５に示す位置決めピン１５及び吸着手段１４と同様の構成を有し、ドア２ｂを吸着保持する。外蓋２４の外面には、ドア保持部２７を回転するドア回転機構２８が設けられている。ドア回転機構２８は、ドア２ｂの洗浄時及び乾燥時に、ドア保持部２７に吸着保持されたドア２ｂを回転させる。

図７に示すように、洗浄槽本体６ａの下面には軸受筒体２９が固設され、軸受筒体２９の内部には軸受３０を介して筒状の回転軸３１が回転可能に設けられ、回転軸３１の内部には軸受３２を介して固定支軸３３が設けられている。回転軸３１及び固定支軸３３は、洗浄槽本体６ａの下面を下方から上方に貫通している。回転軸３１の上端部には、回転台３４が設けられ、回転台３４には、フープ本体２ａを開口部を下向きにした状態でその四隅を保持する保持部３５が設けられている。

図１に示すように、洗浄槽本体６ａは、ケーシング１ａ内の基部フレーム１ｂに設けられた洗浄槽フレーム３６に固定され、図７に示す固定支軸３３には、洗浄槽フレーム３６に固定された固定ブラケット３７が取り付けられている。固定ブラケット３７には、回転軸３１を回転駆動するための電動機３８が設けられている。電動機３８の回転軸には入力プーリー３９が、回転軸３１には出力プーリー４０が夫々設けられ、これらプーリー３９、４０に無端ベルト４０ａが巻き掛けられている。電動機３８は、フープ本体２ａの洗浄時及び乾燥時に、回転台３４に保持されたフープ本体２ａを回転させる。

固定支軸３３の上端部には、フープ本体２ａの内側を洗浄し乾燥させるべく複数のノズル４１を備えた内側洗浄管４２が立設され、固定支軸３３の内部には、内側洗浄管４２と連通する供給通路４３が設けられている。この供給通路４３には、洗浄水又はドライエアを供給する図示しない供給通路が接続されている。また、洗浄槽本体６ａの内側には、フープ本体２ａの外側を洗浄し乾燥させるべく複数のノズル４４を備えた外側洗浄管４５が立設され、この外側洗浄管４５には、洗浄水又はドライエアを供給する図示しない供給通路が接続されている。

また、洗浄槽６の内蓋２３には、洗浄槽本体６ａとの境界に位置して上方のドア２ｂと下方のフープ本体２ａとを洗浄し乾燥させるノズル４６を上向き及び下向きに備えた上部洗浄管４７が設けられ、この上部洗浄管４７には、洗浄水又はドライエアを供給する図示しない供給通路が接続されている。なお、洗浄水又はドライエアは、フープ洗浄乾燥装置１の外部の供給源から供給されるようになっている。洗浄槽本体６ａの底部には、排気排水口４８が設けられ、この排気排水口４８には、図２に示すように、開閉弁４９及び気液分離器５０を介して排気管５１と配水管（図示省略）が接続されている。また、乾燥時に洗浄槽６内を負圧にすることにより乾燥を促進できるように構成されている。

本実施形態の作用を述べる。

図１、図２に示す載置台３に載置されたフープ２は、フープ本体２ａに設けた被把持部２ｘがロボットアーム７に把持されて、バッファ台４に移動される。バッファ台４上のフープ２は、被把持部２ｘがロボットアーム７に把持されて持ち上げられ、図３に示すように、仮置台５にドア２ｂを下向きとして所定の位置に載置される。

このとき、図５に示すように、仮置台５の位置決めピン１５がラッチ１６よりも上方に突出されているので、ドア２ｂは、ドア２ｂに形成された凹部２ｂ１が位置決めピン１５に挿入されて位置決めされた後、ドア２ｂに形成されたラッチ穴（長穴）２ｂ２がラッチ１６に挿入されることになる。よって、ラッチ１６がラッチ穴（長穴）２ｂ２に正確に挿入され、ラッチ１６がラッチ穴（長穴）２ｂ２の周囲の部分に当たってドア２ｂが傷付くことが防止される。

その後、排気通路１４ｂを介して吸盤１４ａとドア２ｂとで区画された空間内の空気を排気し、ドア２ｂを仮置台５に吸着保持すると共に、ラッチ１６を９０度回転させてドア２ｂとフープ本体２ａとのロックを解除する。ここで、ラッチ１６を９０度回転させると、ラッチ１６がドア２ｂのラッチ穴（長穴）２ｂ２に引っ掛かり、ドア２ｂがラッチ１６にチャックされることにもなる。チャックミスが生じたか否か、即ちドア２ｂが仮置台５に適正に着座したか否かは、図４、図６に示すセンサ１８によって検出される。

チャックＯＫであれば、即ちドア２ｂが仮置台５に適正に吸着保持された状態であれば、フープ本体２ａの被把持部２ｘを把持しているロボットアーム７は、被把持部２ｘを持ち替えることなく、フープ本体２ａのみを仮置台５から持ち上げて洗浄槽６内に移動し、被把持部２ｘを放す。ここで、ロボットアーム７がフープ本体２ａを仮置台５から持ち上げるとき、置き去りとされるドア２ｂは、吸着手段１４により仮置台５に吸着保持されているので、仮置台５に対してガタ付くことはない。よって、ドア２ｂのラッチ穴２ｂ２の開口縁が仮置台５のラッチ１６に当たって傷付くことが防止される。

次いで、ロボットアーム７は、図５に示す仮置台５に吸着保持されたドア２ｂの両端部を把持する。その後、ラッチ１６を９０度逆方向に回転させてアンチャック状態とし、排気通路１４ｂからの排気を中止して吸着を解除する。このようにアンチャック状態とし吸着を解除したなら、ロボットアーム７は、把持したドア２ｂを持ち上げて図１に示す洗浄槽６の外蓋２４の内面のドア保持部２７に装着する。

洗浄槽６の内蓋２３、外蓋２４を閉じて、フープ本体２ａ及びドア２ｂを洗浄乾燥する。洗浄乾燥の終了後、内蓋２３、外蓋２４を開く。ロボットアーム７は、外蓋２４のドア保持部２７に装着されたドア２ｂの両端部を把持し、そのドア２ｂを図３及び図５に示す仮置台５に移載する。ドア２ｂは、前述の位置決めピン１５、吸盤１４ａ、排気通路１４ｂ及びラッチ１６により、前述したように仮置台５に吸着保持される。その後、ロボットアーム７は、洗浄槽６内のフープ本体２ａの被把持部２ｘを把持して持ち上げ、フープ本体２ａを開口部を下向きにして仮置台５に降ろしてドア２ｂに係合させ、フープ本体２ａとドア２ｂとを一体化する。

その後、仮置台５におけるドア２ｂの吸着保持を、排気通路１４ｂからの排気を中止しラッチ１６を９０度回転させることで解除する。フープ本体２ａの被把持部２ｘを把持しているロボットアーム７は、被把持部２ｘを持ち替えることなく、ドア２ｂとフープ本体２ａとが一体となったフープ２を持ち上げ、バッファ台４にドア２ｂが側方を向くようにして移載する。バッファ台４のフープ２はロボットアーム７により被把持部２ｘが把持されて載置台３に移載される。

このフープ洗浄乾燥装置１によれば、フープ２のドア２ｂを傷付けることなく仮置台５に係止できるので、フープ２をフープ本体２ａとドア２ｂとに分離して繰り返し洗浄した際、ドア２ｂへの繰り返しダメージを抑制できる。

また、吸着手段１４が、位置決めピン１５を囲む吸盤１４ａと、位置決めピン１５に形成された排気通路１４ｂとから構成されていて、位置決めピン１５を取り込んだ構成となっているので、仮置台５における吸着手段１４及び位置決めピン１５の設置スペースを可及的に小さくできる。

また、仮置台５にフープ２をそのドア２ｂを下向きとして降ろし、ドア２ｂの凹部２ｂ１とラッチ穴２ｂ２とを、仮置台５に立設された位置決めピン１５とラッチ１６とに、夫々係合するようにしているので、それらの係合方向とフープ２を仮置台５に載置するときのフープ２の移動方向とが一致する。よって、フープ２を仮置台５に載置させる動作によってドア２ｂを仮置台５に係合でき、作業時間の短縮化を推進できる。

本発明の一実施形態に係るフープ洗浄乾燥装置の内部の構成を概略的に示す側面透視図である。 図１に示すフープ洗浄乾燥装置の内部の構成を概略的に示す平面透視図である。 図２のIII−III線断面図である。 図３のIV−IV線断面図である。 図４のＶ−Ｖ線断面図である。 図４のVI−VI線断面図である。 図１のVII−VII線断面図である。

符号の説明

１ フープ洗浄乾燥装置
２ フープ
２ａ フープ本体
２ｂ ドア
２ｂ１ 凹部
２ｂ２ ラッチ穴
５ 仮置台
６ 洗浄槽
７ ロボットアーム
１４ 吸着手段
１４ａ 吸盤
１４ｂ 排気通路
１５ 位置決めピン
１６ ラッチ
１８ センサ
１９ 本体把持部
２０ ドア把持部

Claims (4)

1. 前面に開口部を有するフープ本体と該フープ本体の開口部にロック・アンロック可能に装着されるドアとを有するフープを載置する載置台と、上記フープをフープ本体とドアとに分離するために仮置きする仮置台と、分離されたフープ本体とドアを洗浄乾燥する洗浄槽と、上記載置台と上記仮置台との間でフープを、上記仮置台と上記洗浄槽との間でフープ本体又はドアを把持して搬送するロボットアームとを備えたフープ洗浄乾燥装置であって、
   上記仮置台は、台基部に複数の柱を介して設けられた頂板と、該頂板上にドアを下向きにした状態でフープを仮置きすべくドアを水平に着座させるために矩形の頂点に配置された複数の台座と、これらの台座のうちの対角にある一対の台座に設けられ、上記ドアを吸着する吸着手段と、該吸着手段が設けられた台座の中心に立設され、上記ドアに形成された凹部に挿入される位置決めピンと、上記頂板に設けられ、上記ドアと上記フープ本体とのロック・アンロックを切り換えるべく、上記ドアに形成されたラッチ穴に挿入された状態で回転されるラッチとを備え、上記位置決めピンが上記ラッチよりも上方に突出していることを特徴とするフープ洗浄乾燥装置。
2. 上記吸着手段が、上記台座の上面に形成された窪み部に上記位置決めピンを囲むようにして設けられた吸盤と、その位置決めピンに形成され上記ドアと上記吸盤とで区画された空間内の空気を排気するための排気通路とを有する請求項１に記載のフープ洗浄乾燥装置。
3. 上記頂板に、上記フープのドアが上記仮置台に適正に着座したか否かを検出するためのセンサを設けた請求項１又は２に記載のフープ洗浄乾燥装置。
4. 上記ロボットアームが、上記仮置台と上記洗浄槽との間で上記フープ本体又は上記ドアを搬送するため、上記フープ本体を把持する本体把持部と、上記ドアを把持するドア把持部とを有する請求項１から３のいずれかに記載のフープ洗浄乾燥装置。

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