JP4848916B2 - クランプ機構 - Google Patents

Description

本発明は、ウエハを収容するＦＯＵＰを載置台に固定するためのクランプ機構に関する。

クリーンルームにおいて、電子デバイス用のウエハを収容して搬送したり、保管したりするためにＦＯＵＰ（Front Open Unified Pod）が用いられる。ＦＯＵＰの内部を半導体製造装置の内部と連通させるため、ＦＯＵＰは、ＦＯＵＰオープナ（又はロードポート）と呼ばれるインターフェース機構に固定される。そして、ＦＯＵＰオープナにおいて、半導体製造装置内部への連通口を遮蔽するポートドアにＦＯＵＰをドッキングさせ、ＦＯＵＰの内部と半導体製造装置の内部とを密閉連通させて、ＦＯＵＰ及び半導体製造装置内部を高クリーン度とし、その外側を低クリーン度とすることで、クリーンルーム建設・運転コストが抑制されるとされている。

ＦＯＵＰオープナにおいては、半導体内部への異物微粒子の混合防止のため、ＦＯＵＰが設置・固定されている載置台がアンドック位置からドック位置へと移動することにより、ＦＯＵＰとポートドアとが密閉状態でドッキングする。そして、ウエハの出し入れを行なうために、ＦＯＵＰの蓋部及びポートドアの開閉が行なわれる。この際、ＦＯＵＰと半導体製造装置との密閉状態を保つことができる程度の固定力により、ＦＯＵＰをＦＯＵＰオープナの載置台上に固定しておく必要がある。このようなＦＯＵＰの固定に関しては、ＳＥＭＩ（Semiconductor Equipment and Materials International）の規格において、ＦＯＵＰオープナにＦＯＵＰクランプ機構を設けることについて定められており、さらに、ＦＯＵＰ底部のクランプ用凹部の形状、当該クランプ機構に求められるクランプ力、等も規定されている。そして、そのような規格に準じたクランプ機構の例として、特許文献１乃至３に開示されているような技術が知られている。特許文献１、２の技術においては、ＦＯＵＰ底部のクランプ用凹部にクランプ用の爪部を引っ掛け、この爪部を下降させることで、爪部をＦＯＵＰオープナの載置台に押し付けてＦＯＵＰを固定している。

また、特許文献３には、載置台（接続プレート及び容器搭載片）に切欠きが形成され、当該切欠きの中に、ＦＯＵＰが搭載される搭載板が上端に設けられた、回転・昇降可能な筒状部が配置されており、載置台の下方に設けられた支持片内部に、筒状部を駆動させるモータが設けられ、ＦＯＵＰの設置方向の調整が可能なＦＯＵＰオープナが記載されている。このような構成により、大掛かりなＦＯＵＰのハンドリング用のハンドを設けることなく、ＦＯＵＰの設置方向を調整して、ＦＯＵＰの取出口（蓋部）を半導体製造装置へ正対させることができる。
特開２００３−２９７９０３号公報 特開２００５−１２９７０６号公報 特開２００４−１４００１１号公報

ＦＯＵＰオープナが設置されるクリーンルームにおいては、活用できる空間は貴重で、少しでも広い方が良いため、載置台の下方スペースについても有効活用できることが望ましい。上記の特許文献１、２に開示されているクランプ機構は、クランプ用の爪部を駆動させるために、エアシリンダやモータ等のアクチュエータを含んで構成されている。そして、そのようなアクチュエータは、ＦＯＵＰを固定する載置台の下方スペースに設置されている。そのため、載置台の下方スペースがそれらのアクチュエータ等により占有されてしまい、載置台の下方スペースを有効活用できない。

また、このように、特許文献１、２に記載されているクランプ機構は、載置台の下方スペースを占有するものであるため、載置台の下方に上記の筒状部やモータを設置できず、特許文献３のような技術には適用できない。

一方で、特許文献１、２に記載されているようなクランプ機構は、エアシリンダやモータ等といった複雑な機構を有するアクチュエータを有しているため、その製造及び維持のためのコストが高くなってしまう。

さらに、特許文献１、２に記載されているクランプ機構を用いる場合、ＦＯＵＰをポートドアにドッキングさせるには、ＦＯＵＰを載置台に設置したあと、（１）クランプ動作（２）ドッキング動作という二段階の動作を要し、当該二段階分のサイクルタイムが必要となる。

そこで、本発明の目的は、載置台の下方スペースを有効活用できるクランプ機構を提供することである。

また、本発明の他の目的は、単純な機構を採用することにより、製造・維持のためのコストが低いクランプ機構を提供することである。

さらに、本発明の他の目的は、ドッキング動作の中でクランプを行なうことにより、サイクルタイムが短いクランプ機構を提供することである。

課題を解決するための手段及び効果

上記の目的を達成するために、本発明のクランプ機構は、複数のウエハを収容可能なＦＯＵＰを載置台に固定し、基板処理装置の内部への連通口を開閉するポートドアに対して当該固定されたＦＯＵＰをドッキングさせて、前記ＦＯＵＰの内部と、前記基板処理装置の内部と、を密閉連通させるＦＯＵＰオープナにおける、前記ＦＯＵＰを前記載置台に固定するためのクランプ機構であって、ＦＯＵＰオープナ本体部の上部に対して、前記ドッキングの方向であるドック方向及び当該ドック方向とは逆のアンドック方向へ移動可能に設置されている板状の第１載置台と、前記第１載置台の上部に対して前記ドック方向及び前記アンドック方向へ移動可能に設置されている板状の第２載置台と、水平方向に延在し且つ前記ドック方向及び前記アンドック方向に直交する回転軸を介して、前記第２載置台の上部において回動可能に支持されたクランプレバーと、前記クランプレバーから前記アンドック方向へ突出形成されたクランプ用爪部と、前記第２載置台を前記第１載置台に対して前記アンドック方向へ付勢する第１付勢手段と、前記クランプ用爪部が下方向へ変位するように前記クランプレバーを付勢する第２付勢手段と、を有している。そして、前記ＦＯＵＰの底部には位置決め用凹部が形成され、前記第１載置台には当該位置決め用凹部と係合する位置決め用凸部が形成されており、前記位置決め用凹部及び前記位置決め用凸部が係合することで前記第１載置台及び前記ＦＯＵＰが一体となって移動し、前記クランプ用爪部が、前記ＦＯＵＰの底部に形成されたクランプ用凹部に収容され、前記第２載置台が前記第１載置台に対して前記アンドック方向に移動し、前記クランプ用爪部が、前記クランプ用凹部の前記アンドック方向側の内壁面から前記ドック方向へ向かって突出形成された被クランプ部を上方から下方へ向けて押圧することにより、前記ＦＯＵＰが前記載置台に固定される。

この構成によると、載置台（第１載置台及び第２載置台）の下方に、エアシリンダやモータ等のアクチュエータを設置することなく、ＦＯＵＰのクランプが可能であるため、載置台の下方スペースが占有されない。そのため、載置台の下方スペースを有効活用できる。また、エアシリンダやモータ等の複雑な機構のアクチュエータを使用せず、付勢されたクランプ用爪部により被クランプ部を押圧するという単純な機構を採用することにより、製造・維持のためのコストが低いクランプ機構が得られる。また、ドッキング動作の中でクランプを行なうことにより、サイクルタイムが短いクランプ機構が得られる。

前記第１付勢手段は、前記第２載置台と前記第１載置台とを接続する弾性部材であってもよい。これによると、簡易な構成により、第２載置台を付勢することができる。ここで、弾性部材とは、伸縮可能で且つ高弾性である部材のことであり、具体的には、金属ばね（コイルスプリング等）、樹脂ばね、ゴム等が該当する。

前記ＦＯＵＰオープナ本体部に固定された状態で設けられ、且つ、前記第２載置台の前記アンドック方向への移動を制限するストッパをさらに有していてもよい。これによると、ＦＯＵＰを上方から下降させてセットする時に、クランプ用爪部を、クランプ用凹部に確実に収容可能な位置に配置できる。

前記第１載置台に設けられた第１当接部と、前記第２載置台に設けられ且つ前記第１当接部よりも前記アンドック方向側に配置された第２当接部と、をさらに有し、前記第１載置台及び前記ＦＯＵＰが前記ドック方向へ移動するときに、前記第１当接部が前記第２当接部を押圧することで、前記第１載置台、前記ＦＯＵＰ及び前記第２載置台が一体となって移動してもよい。これによると、第１載置台、ＦＯＵＰ及び第２載置台が一体として移動する時に、第２載置台が安定して押圧される。また、クランプレバーへ負荷をかけることなく、第２載置台が押圧される。

前記第２付勢手段は、前記第２載置台の上部に設置された弾性部材であり、前記クランプレバーからは、前記ドック方向へ付勢用凸部が突出形成されており、前記付勢用凸部と前記第２載置台との間に挟まれた当該弾性部材が、下方から上方へ向けて前記付勢用凸部を押圧してもよい。これによると、簡易な構成により、クランプレバーを付勢することができる。ここで、弾性部材とは、伸縮可能で且つ高弾性である部材のことであり、具体的には、金属ばね（コイルスプリング等）、樹脂ばね等が該当する。

前記第２載置台には、前記付勢用凸部の上方向への変位量を規制する規制部がさらに設けられていてもよい。これによると、クランプ力を確保し、且つ、クランプレバーの傾きを制限することで、被クランプ部の上にクランプ用爪部が乗り上げられるようにすることができる。

水平方向に延在し且つ前記ドック方向及び前記アンドック方向に直交する回転軸を介して、前記クランプ用爪部の先端において回動可能に支持されたローラーをさらに有していてもよい。これによると、クランプ時に、クランプ用爪部が被クランプ部に乗り上げ易く、クランプが容易となる。

前記第２載置台と前記第１載置台とは、前記ドック方向及び前記アンドック方向に沿って設置されたリニアモーションガイドを介して接続されていてもよい。これによると、簡易な構成により、第２載置台を、第１載置台の上部に対してドック方向及びアンドック方向へ移動可能に設置することができる。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

まず、図１及び図２を用いて、本発明の一実施形態に係るクランプ機構を含むＦＯＵＰオープナの全体構成について説明する。図１、２は、本発明の一実施形態に係るＦＯＵＰオープナの側面概略図であり、図２は、図１のＡ−Ａ’矢視上面概略図である。

（ＦＯＵＰオープナ）
本実施形態に係るＦＯＵＰオープナ５０は、図１に示すようなものであり、ＦＯＵＰ（Front Open Unified Pod）２の内部と、半導体製造装置（基板処理装置）の内部とを連通させるために、ＦＯＵＰ２が固定されるインターフェース機構である。また、ＦＯＵＰオープナ５０はクリーンルームに設置されている。

ＦＯＵＰオープナ５０においては、ＦＯＵＰオープナ本体部５０ｂ上に載置台５１が設置されており、載置台５１上に、複数のウエハ９を収容可能なＦＯＵＰ２が固定設置される。この際、ＦＯＵＰ２は、クランプ機構１の作用により載置台５１へ固定される。また、ＦＯＵＰオープナ５０は、半導体製造装置側に設けられている壁部５０ｃを含み、壁部５０ｃには、半導体製造装置に連通して連通口５０ｈが形成され、連通口５０ｈを遮蔽するようにポートドア５０ｄが設けられている。載置台５１は、ＦＯＵＰ２が設置された状態で、ＦＯＵＰ２とポートドア５０ｄとがドッキングする方向（ドック方向）、及び、それとは逆の方向（アンドック方向）へ移動可能となるように、ＦＯＵＰオープナ本体部５０ｂに対して設置されている。ここで、載置台５１は、後述するキャリアベース（第１載置台）及びクランプベース（第２載置台）を含んで構成されている。また、本実施形態に係るクランプ機構１は、後述するように載置台５１を含んで構成されている。そして、ＦＯＵＰオープナ５０は、ポートドア５０ｄに対してＦＯＵＰ２をドッキングさせ、その後、ポートドア５０ｄ及びＦＯＵＰ２の蓋部２ｄ（後述）を開放することで、ＦＯＵＰ２の内部と半導体製造装置の内部とを密閉連通させる。

（ＦＯＵＰ）
次に、図１及び図２を用いてＦＯＵＰ２の構成について説明する。ＦＯＵＰ２は、電子デバイス用のウエハ９を収容して搬送したり、保管したりするためのものであり、筐体２ｂと、筐体２ｂに対して開閉可能な蓋部２ｄとを含んで構成される。ここで、ＦＯＵＰ２は種々の基板の搬送・保管に適用できる。そして、筐体２ｂに蓋部２ｄが装着された状態では、ＦＯＵＰ２内部への異物微粒子の侵入、化学的な汚染が防止されるようになっている。また、筐体２ｂの頂上部には、搬送用ロボット等がＦＯＵＰ２を搬送するときに把持するための把持部２ｚが設けられている。さらに、図２に示すように、ＦＯＵＰ２の底部には、後述する位置決め用凹部２ａが三箇所に形成されている。なお、図２は上面図であり、本来位置決め用凹部２ａは、ＦＯＵＰ２の底部にあるため、隠れて見えない位置にあるが、図２では説明のために図示している。さらに、ＦＯＵＰ２の底部には、図１に破線で示しているように、クランプ用凹部２ｈが設けられている。また、図２のＢ−Ｂ’位置における断面概略図（断面を示す斜線は省略）である図５に示すように、クランプ用凹部２ｈの、アンドック方向側（図の矢印参照）の内壁面２ｗからドック方向へ向かって、被クランプ部２ｃが突出形成されている。

（クランプ機構）
次に、図３を参照しながら、クランプ機構１について説明する。図３は、図２のＢ−Ｂ’位置における拡大断面概略図（断面を示す斜線は省略）を示している。また、図３ではＦＯＵＰ２を省略して示している。ここで、クランプ機構１は、載置台５１を含み、載置台５１は、キャリアベース（第１載置台）３、及び、クランプベース（第２載置台）４を含んで構成されている。以下、それぞれの詳細な構成について説明する。

（キャリアベース）
キャリアベース３は板状に形成された部材であり、底部にはリニアモーションガイド３ｇが設けられている。また、ＦＯＵＰオープナ本体部５０ｂの上部には、ドック方向及びアンドック方向に沿ってレール５０ｒが設置されている。そして、リニアモーションガイド３ｇとレール５０ｒとは係合しており、リニアモーションガイド３ｇがレール５０ｒに沿って移動する。以上により、キャリアベース３は、ＦＯＵＰオープナ本体部５０ｂの上部に対して、ドック方向及びアンドック方向へ移動可能に設置されていることになる。

また、キャリアベース３の上部には、位置決め用凸部３ａが形成されている。そして、図５に示すように、ＦＯＵＰ２がキャリアベース３にセットされた状態では、ＦＯＵＰ２の位置決め用凹部２ａと位置決め用凸部３ａとは係合する。また、位置決め用凹部３ａは、図３においては一つしか示されていないが、図２に示すように、キャリアベース３の上部において、ＦＯＵＰ２の３つの位置決め用凹部２ａと対応する位置に、３つの位置決め用凸部３ａが形成されている。本来、上面図である図２において、位置決め用凸部３ａは、ＦＯＵＰ２に隠れて見えない位置にあるが、図２では説明のために図示している。そして、位置決め用凹部２ａ及び位置決め用凸部３ａが係合することで、キャリアベース３及びＦＯＵＰ２が一体となって移動することになる。すなわち、キャリアベース３がレール５０ｒ上を移動すると、キャリアベース３と一緒にＦＯＵＰ２も移動する。

また、キャリアベース３の上部には、レール５０ｒ上にキャリアベース３が設置された状態において、ドック方向及びアンドック方向に沿ったレール３ｒが設けられている。

（クランプベース）
次に、図３を参照しながら、クランプベース４について説明する。クランプベース４もまた、板状に形成された部材であり、底部にリニアモーションガイド４ｇが設けられている。そして、リニアモーションガイド４ｇとレール３ｒとが係合しており、リニアモーションガイド４ｇがレール３ｒに沿って移動する。以上により、クランプベース４は、キャリアベース３の上部に対して、ドック方向及びアンドック方向へ移動可能に設置されていることになる。また、このようにリニアモーションガイド４ｇ及びレール３ｒを用いることで、簡易な構成により、クランプベース４を、キャリアベース３の上部に対してドック方向及びアンドック方向へ移動可能に設置することができる。

また、クランプベース４の上部の支持部４ｃにおいて、回転軸５ｃを介して、クランプレバー５ａが回動可能に支持されている。ここで、クランプレバー５ａの回転軸５ｃは、水平方向に延在し且つドック方向及びアンドック方向に直交する。すなわち、回転軸５ｃは、紙面に対して垂直な方向に延在しており、クランプレバー５ａは、図３において、右回り及び左回りに回動可能となっている。また、クランプレバー５ａからは、アンドック方向へクランプ用爪部５ｂが突出形成されている。また、クランプレバー５ａからは、ドック方向へ付勢用凸部５ｄが突出形成されており、付勢用凸部５ｄとクランプベース４との間に挟まれた位置には、コイルスプリング（第２付勢手段）５ｓが設けられている。コイルスプリング５ｓは、図３に示すように、軸方向と上下方向とが一致するように、且つ、短縮した状態でクランプベース４に埋設されており、その伸長する方向への弾性力を用いて、クランプベース４の上方へ突き抜けているその先端部５ｋに対して、下方から上方へ付勢する力（押圧する力）を付与したものである。そして、コイルスプリング５ｓが付勢用凸部５ｄを、常に下方から上方へ向けて押圧することで、クランプレバー５ａ及びクランプ用爪部５ｂが、図３での右回りに付勢されているので、クランプ用爪部５ｂが下方向へ変位するように、クランプレバー５ａが付勢されていることになる。また、クランプベース４には、規制部４ａが、ボルト４ｔにより固定設置されている。規制部４ａの先端部分は、付勢用凸部５ｄに対して上下方向について所定の変位量を許容しつつ、付勢用凸部５ｄの上方に設けられており、これにより、付勢用凸部５ｄの上方向への変位量が、すなわちクランプレバー５ａの回動可能角度が規制される。

ここで、クランプ用爪部５ｂ及び付勢用凸部５ｄは、クランプレバー５ａから、それぞれアンドック方向及びドック方向へ突出形成されているとしたが、クランプレバー５ａは回動可能に支持されているため、ここでは、ＦＯＵＰ２が、クランプ用爪部５ｂによってクランプされた状態（図６、７参照）において、アンドック方向及びドック方向へ突出形成されているとする。また、クランプレバー５ｂの回動可能角度、すなわちクランプ用爪部５ｂの上下揺動可能幅は、コイルスプリング５ｓが最も短縮した状態における先端部５ｋの位置、及び、規制部４ａの先端部の位置によって規制されるために、その幅は大きくはないので、ＦＯＵＰ２が、クランプ機構１によってクランプされた状態（図６、７）と、ＦＯＵＰ２がクランプされていない状態（図３〜５）との両方において、クランプ用爪部５ｂ及び付勢用凸部５ｄは、クランプレバー５ａから、それぞれ、ほぼアンドック方向、及び、ほぼドック方向へ突出形成された状態であるといえる。具体的には、ＦＯＵＰ２がクランプされていない状態では、クランプされた状態に比べて、クランプ用爪部５ｂは、下方へ変位する方向（図３での右回り方向）へ傾いている（図３〜５参照）。

また、クランプベース４には、第２当接部４ｂが形成されており、キャリアベース３上には、第１当接部３ｂが設けられている。第１当接部３ｂは、キャリアベース３上に固定設置されたホルダー部３ｈと、ドック方向及びアンドック方向に沿ってホルダー部３ｈへ貫通設置されたボルト３ｔとを含む。そして、ボルト３ｈの回転量（挿入量）が調整できるようになっている。また、第２当接部４ｂは、第１当接部３ｂよりもアンドック方向側に配置されている。そして、キャリアベース３及びＦＯＵＰ２がドック方向へ移動するときに、第１当接部３ｂが第２当接部４ｂを押圧することで、キャリアベース３、ＦＯＵＰ２及びクランプベース４が一体となって移動することになる。ここで、図３〜５に示すように、ＦＯＵＰ２がクランプ機構１によってクランプされていない状態では、第２当接部４ｂと、第１当接部３ｂとは、当接しないように配置されており、図６、７に示すように、ＦＯＵＰ２がクランプ機構１によってクランプされた状態では、第２当接部４ｂと、第１当接部３ｂとは、当接するようになる。また、第２当接部４ｂと第１当接部３ｂとが当接するときの、クランプベース４とキャリアベース３との位置関係は、ボルト３ｔの挿入量を調整することで調整できる。

さらに、クランプ用爪部５ｂの先端において、回転軸５ｃと平行な方向に延在する回転軸５ｊを介して、ローラー５ｅが回動可能に支持されている。そのため、ローラー５ｅは、図３において、右回り及び左回りに回動可能である。

また、クランプベース４には、接続部４ｆが、キャリアベース３には接続部３ｆが設けられており、接続部４ｆと接続部３ｆとは、コイルスプリング（第１付勢手段）４ｓを介して接続されている。すなわち、クランプベース４とキャリアベース３とは、コイルスプリング４ｓを介して接続されている。また、ＦＯＵＰ２がクランプされる前の初期状態において、コイルスプリング４は、伸長した状態で、すなわち、短縮する方向への弾性力を受けている状態でセットされる。そのため、クランプベース４は、コイルスプリング４ｓにより、キャリアベース３に対して（キャリアベース３を基準として見た場合に）アンドック方向へ付勢される。

また、ＦＯＵＰオープナ本体部５０ｂの上部には、ストッパ５０ｓが固定された状態で設けられており、クランプベース４には、ストッパ５０ｓと当接するストッパ当接部４ｍが形成されている。詳細は後述するが、ストッパ５０ｓは、クランプベース４のアンドック方向への移動を制限するためのものである。これにより、クランプベース４が、コイルスプリング４ｓの作用により、キャリアベース３に対してアンドック方向へ付勢されていても、ストッパ５０ｓの位置において、ストッパ当接部４ｍとストッパ５０ｓとが当接するので、クランプベース４は、ストッパ５０ｓの位置よりもアンドック方向側へは移動できない。

ここで、ストッパ５０ｓは、キャリアベース３とは接触しないように設置されている。そのため、ストッパ５０ｓの、図３において破線で示している部分は、キャリアベース３との接触を避け、且つ、クランプベース４のストッパ当接部４ｍとは接触（当接）できるように迂回形成されている。また、ストッパは、このような形態には限られず、キャリアベース３に設けられた貫通溝を貫通するように設けられていてもよい。また、ストッパと、クランプベース４との位置関係はこのようなものには限られず、例えば、ストッパが下方からでなく、側方、上方から延在するものであってもよいし、ストッパがクランプベース４と接触する位置も、アンドック方向側において接触するものでなくてもよい。

また、ストッパ５０ｓは、ＦＯＵＰオープナ本体部５０ｂに直接固定されているが、ＦＯＵＰオープナ本体５０ｂが設置されている基部に対して移動しないように設置されている場所（例えば、キャリアベース３、クランプベース４については、ＦＯＵＰオープナ本体５０ｂが設置されている基部に対して移動するように設置されているものである）に固定設置されていればよく、その他の位置に固定されていてもよい。

（クランプ動作）
次に、図４〜７を参照しながら、以上のように構成されたクランプ機構１のクランプ動作について説明する。図４〜７は、図２のＢ−Ｂ’位置における断面概略図であり、動作過程を示している。また、図４〜７においては、断面を示す斜線を省略して示している。

ＦＯＵＰ２がクランプされる前の初期状態において、コイルスプリング４ｓは伸長した状態となっており、また、コイルスプリング５ｓは、短縮した状態となっている。また、クランプ用爪部５ｂは、（クランプされた状態に比べて）下方へ変位する方向へ傾いている。

まず、図示しない搬送用ロボットによって、ＦＯＵＰ２の把持部２ｚが把持されて、ＦＯＵＰオープナ５０のクランプ機構１の上方へとＦＯＵＰ２が搬送される。そして、搬送用ロボットの動作によって、ＦＯＵＰ２はクランプ機構１の方向へ下降する（図４参照）。

そして、さらにＦＯＵＰ２が下降し、ＦＯＵＰ２底部の位置決め用凹部２ａと、キャリアベース３の位置決め用凸部３ａとが係合する（図５参照（矢印Ｃ））。これにより、ＦＯＵＰ２がキャリアベース３にセットされ、セット後は、キャリアベース３及びＦＯＵＰ２が一体となって移動することになる。ここで、上記のように、クランプベース４は、キャリアベース３に対してアンドック方向へ付勢されているが、ストッパ５０ｓが設置されているために、クランプベース４は、ストッパ５０ｓの位置よりもアンドック方向側へは移動できない。そのため、ＦＯＵＰ２を上方から下降させてキャリアベース３にセットする時に、クランプ用爪部５ｂと被クランプ部２ｃとが接触せず、クランプレバー５ａ及びクランプ用爪部５ｂがクランプ用凹部２ｈに収容可能となるような位置に、クランプ用爪部５ｂを配置することができる。そのため、ＦＯＵＰ２のセット時に、クランプレバー５ａ及びクランプ用爪部５ｂが、クランプ用凹部２ｈに確実に収容される。

次に、搬送用ロボットの動作により、ＦＯＵＰ２とキャリアベース３とがドック方向へと移動する（図５参照（矢印Ｄ））。このとき、クランプベース４は、コイルスプリング４ｓの作用により、キャリアベース３に対してアンドック方向へ付勢されているが、ＦＯＵＰオープナ本体部５０ｂに固定設置されたストッパ５０ｓにより、アンドック方向への移動が制限されている。そのため、クランプベース４はストッパ５０ｓとストッパ当接部４ｍとが当接する位置に静止し、ＦＯＵＰ２及びキャリアベース３のみがドック方向へと移動する。このとき、コイルスプリング４ｓは弾性により短縮する。また、ここでは、弾性部材であるコイルスプリング４ｓの作用により、クランプベース４が付勢されているため、簡易な構成により、クランプベース４を付勢することができる。

上記のように、クランプ動作時の初期状態においては、クランプ用爪部５ｂは、（クランプ時において）アンドック方向へ突出した状態に比べて、下方へ変位する方向へ傾いている。また、規制部４ａにより、付勢用凸部５ｄの上方向への変位量が規制されている。ここで、クランプ力を確保するため、クランプ用爪部５ｂの回動可能角度は大きい方がよい。すなわち、クランプ用爪部５ｂは、下方へ大きく変位できたほうがよい。しかし、この回動可能角度が大きいということは、一方で、初期状態において、クランプ用爪部５ｂが、下方へ大きく変位しているということでもあり、クランプ用爪部５ｂが、クランプ時に被クランプ部２ｃに乗り上げることが、これらの当接角度的に困難となってしまう。そこで、クランプ力を確保しながら、規制部４ａを設けることによりクランプレバー５ａ及びクランプ用爪部５ｂの傾きを制限することで、被クランプ部２ｃの上にクランプ用爪部５ｂが乗り上げられるようにすることができる。ここで、規制部４ａを、高さの異なる別の規制部に交換したり、規制部４ａとクランプベース４との間に別途準備されたスペーサを挿入したりすること等によって、初期状態におけるクランプ用爪部５ｂの傾きを調整することができる。また、ＦＯＵＰ２がドック方向へ移動して、クランプ用爪部５ｂが被クランプ部２ｃの上に乗り上げるときに、ローラー５ｅの作用により、クランプ用爪部５ｂと被クランプ部２ｃとが滑らかに接触するので、クランプ用爪部５ｂが被クランプ部２ｃに乗り上げ易くなり、クランプが容易となる。また、弾性部材であるコイルスプリング５ｓにより、クランプレバー５ａが付勢されているため、簡易な構成により、クランプレバー５ａを付勢することができる。

そして、被クランプ部２ｃの上にクランプ用爪部５ｂが乗り上げた後、クランプベース４の位置が不変のまま、ＦＯＵＰ２及びキャリアベース３が、さらにドック方向へ移動する。換言すると、クランプベース４がキャリアベース３に対してアンドック方向に移動する。そして、クランプ用爪部５ｂが、被クランプ部２ｃを上方から下方へ向けて押圧することにより、ＦＯＵＰ２が載置台５１（キャリアベース３及びクランプベース４）に固定される（図６参照）。以上より、載置台５１（キャリアベース及びクランプベース）の下方スペース５０ｕに、エアシリンダやモータ等のアクチュエータを設置することなく、ＦＯＵＰ２のクランプが可能であるため、載置台５１の下方スペース５０ｕが占有されない（図１参照）。それにより、載置台５１の下方スペース５０ｕを有効活用できるので、ＦＯＵＰオープナ本体部５０ｂの内部空間５０ｉ全体を有効に活用できる。そのため、例えば、上記の特許文献３に記載されているような技術にもクランプ機構１を適用できる。

また、エアシリンダやモータ等の複雑な機構のアクチュエータを使用せず、付勢されたクランプ用爪部５ｂにより被クランプ部２ｃを押圧するという単純な機構を採用することにより、製造・維持のためのコストが低いクランプ機構が得られる。

また、この時点で（図６参照）、第１当接部３ｂと第２当接部４ｂとが当接した状態となっている。

次に、搬送用ロボットの動作により、ＦＯＵＰ２がさらにドック方向へ移動して、ドッキング位置へと到達し、ＦＯＵＰ２が、ポートドア５０ｄとドッキングする（図７参照）。このとき、第１当接部３ｂが第２当接部４ｂを押圧することになるので、ＦＯＵＰ２がドック方向へ移動すると、それに伴ってキャリアベース３もまたドック方向へ移動し、さらに、キャリアベース３に伴って、クランプベース４もまたドック方向へ移動するので、キャリアベース３、ＦＯＵＰ２及びクランプベース４が一体となって移動することになる。このような構成により、キャリアベース３、ＦＯＵＰ２及びクランプベース４が一体として移動する時に、例えば、被クランプ部２ｃによってクランプレバー５ａが押圧されることでクランプベース４がドック方向へ押圧される場合に比べて、クランプベース４が、第１当接部３ｂによって安定して押圧される。また、クランプレバー５ａへ負荷をかけることなく、クランプベース４が押圧される。

以上のようにして、ＦＯＵＰ２のドッキングが完了し、その後、ポートドア５０ｄ及びＦＯＵＰ２の蓋部２ｄ（後述）を開放して、ＦＯＵＰ２の内部と半導体製造装置の内部とを密閉連通させる。そして、ＦＯＵＰ２内の基板９が、図示しない基板搬送ロボットにより取り出されて、半導体製造装置の内部の所定位置へ搬送される。

以上により、クランプ機構１においては、ドッキング動作の中でＦＯＵＰ２のクランプを行なうことになる。そのため、クランプ動作と、ドッキング動作とを別々に行なう場合に比べて、サイクルタイムが短いクランプ機構が得られる。

（変形例）
次に、本発明に係るクランプ機構の変形例について、図８、９を参照しながら、上記の実施形態と異なる部分を中心に説明する。図８は第１変形例を、図９は第２変形例を示す拡大断面概略図である。なお、上記の実施形態と同様の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。まず、第１変形例に係るクランプ機構２００については、図８に示すように、上記の実施形態とはクランプレバー及びその付近における構造が異なっている。本変形例に係るクランプレバー２０５ａ、クランプ用爪部２０５ｂ及び付勢用凸部２０５ｄは、上記の実施形態とは異なり、これらが直線状に構成されている。そして、支持部２０４ｃにおいて、回転軸２０５ｃを介して回動可能に支持されている。このような形態のクランプ機構２００によっても、上記の実施形態と同様の効果が得られる。

また、第２変形例に係るクランプ機構３００についても、図９に示すように、上記の実施形態とはクランプレバー及びその付近における構造が異なっている。本変形例に係るクランプレバー３０５ａは、上記の実施形態とは異なり、クランプベース上部に設けられた支持部（４ｃ、２０４ｃ）ではなく、クランプベース３０４本体部の上部において支持されている。そして、同様に、クランプレバー３０５ａは、回転軸３０５ｃを介して回動可能に支持されている。このような形態のクランプ機構３００によっても、上記の実施形態と同様の効果が得られる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。

例えば、上記の実施形態においては、第１、第２付勢手段として、弾性部材を用いているが、付勢手段は、付勢機能を有するものであれば弾性部材には限られず、例えば制御された付勢機構であってもよい。また、弾性部材として、上記の実施形態ではコイルスプリングを用いているが、ここでの弾性部材とは、伸縮可能で且つ高弾性である部材のことであり、コイルスプリングには限られない。そのため、例えば、樹脂ばね、ゴム等であってもよい。

本発明の一実施形態に係るクランプ機構を含むＦＯＵＰオープナの側面概略図。 図１のＡ−Ａ’矢視上面概略図。 図２のＢ−Ｂ’位置における拡大断面概略図。 ＦＯＵＰがクランプ機構の上方に搬送された状態を示す、図２のＢ−Ｂ’位置における断面概略図。 ＦＯＵＰがキャリアベースにセットされた状態を示す、図２のＢ−Ｂ’位置における断面概略図。 ＦＯＵＰがクランプ機構によりクランプされた状態を示す、図２のＢ−Ｂ’位置における断面概略図。 ＦＯＵＰがポートドアに対してドッキングされた状態を示す、図２のＢ−Ｂ’位置における断面概略図。 本発明の一実施形態に係るクランプ機構の第１変形例を示す拡大断面概略図。 本発明の一実施形態に係るクランプ機構の第２変形例を示す拡大断面概略図。

符号の説明

１、２００、３００ クランプ機構
２ ＦＯＵＰ
２ａ 位置決め用凹部
２ｃ 被クランプ部
２ｗ アンドック方向側の内壁面
３ キャリアベース（第１載置台）
３ａ 位置決め用凸部
３ｂ 第１当接部
３ｒ レール
４ クランプベース（第２載置台）
４ａ 規制部
４ｂ 第２当接部
４ｇ リニアモーションガイド
４ｓ コイルスプリング（第１付勢手段）
５ａ クランプレバー
５ｂ クランプ用爪部
５ｃ 回転軸（クランプレバー用）
５ｄ 付勢用凸部
５ｅ ローラー
５ｊ 回転軸（ローラー用）
５ｓ コイルスプリング（第２付勢手段）
９ ウエハ
５０ ＦＯＵＰオープナ
５０ｂ ＦＯＵＰオープナ本体部
５０ｄ ポートドア
５０ｈ 連通口
５０ｓ ストッパ
５１ 載置台

Claims (8)

1. 複数のウエハを収容可能なＦＯＵＰを載置台に固定し、基板処理装置の内部への連通口を開閉するポートドアに対して当該固定されたＦＯＵＰをドッキングさせて、前記ＦＯＵＰの内部と、前記基板処理装置の内部と、を密閉連通させるＦＯＵＰオープナにおける、前記ＦＯＵＰを前記載置台に固定するためのクランプ機構であって、
   ＦＯＵＰオープナ本体部の上部に対して、前記ドッキングの方向であるドック方向及び当該ドック方向とは逆のアンドック方向へ移動可能に設置されている板状の第１載置台と、
   前記第１載置台の上部に対して前記ドック方向及び前記アンドック方向へ移動可能に設置されている板状の第２載置台と、
   水平方向に延在し且つ前記ドック方向及び前記アンドック方向に直交する回転軸を介して、前記第２載置台の上部において回動可能に支持されたクランプレバーと、
   前記クランプレバーから前記アンドック方向へ突出形成されたクランプ用爪部と、
   前記第２載置台を前記第１載置台に対して前記アンドック方向へ付勢する第１付勢手段と、
   前記クランプ用爪部が下方向へ変位するように前記クランプレバーを付勢する第２付勢手段と、を有し、
   前記ＦＯＵＰの底部には位置決め用凹部が形成され、前記第１載置台には当該位置決め用凹部と係合する位置決め用凸部が形成されており、前記位置決め用凹部及び前記位置決め用凸部が係合することで前記第１載置台及び前記ＦＯＵＰが一体となって移動し、
   前記クランプ用爪部が、前記ＦＯＵＰの底部に形成されたクランプ用凹部に収容され、前記第２載置台が前記第１載置台に対して前記アンドック方向に移動し、前記クランプ用爪部が、前記クランプ用凹部の前記アンドック方向側の内壁面から前記ドック方向へ向かって突出形成された被クランプ部を上方から下方へ向けて押圧することにより、前記ＦＯＵＰが前記載置台に固定されることを特徴とするクランプ機構。
2. 前記第１付勢手段は、前記第２載置台と前記第１載置台とを接続する弾性部材であることを特徴とする請求項１に記載のクランプ機構。
3. 前記ＦＯＵＰオープナ本体部に固定された状態で設けられ、且つ、前記第２載置台の前記アンドック方向への移動を制限するストッパをさらに有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のクランプ機構。
4. 前記第１載置台に設けられた第１当接部と、
   前記第２載置台に設けられ且つ前記第１当接部よりも前記アンドック方向側に配置された第２当接部と、をさらに有し、
   前記第１載置台及び前記ＦＯＵＰが前記ドック方向へ移動するときに、前記第１当接部が前記第２当接部を押圧することで、前記第１載置台、前記ＦＯＵＰ及び前記第２載置台が一体となって移動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のクランプ機構。
5. 前記第２付勢手段は、前記第２載置台の上部に設置された弾性部材であり、
   前記クランプレバーからは、前記ドック方向へ付勢用凸部が突出形成されており、
   前記付勢用凸部と前記第２載置台との間に挟まれた当該弾性部材が、下方から上方へ向けて前記付勢用凸部を押圧することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のクランプ機構。
6. 前記第２載置台には、前記付勢用凸部の上方向への変位量を規制する規制部がさらに設けられていることを特徴とする請求項５に記載のクランプ機構。
7. 水平方向に延在し且つ前記ドック方向及び前記アンドック方向に直交する回転軸を介して、前記クランプ用爪部の先端において回動可能に支持されたローラーをさらに有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のクランプ機構。
8. 前記第２載置台と前記第１載置台とは、前記ドック方向及び前記アンドック方向に沿って設置されたリニアモーションガイドを介して接続されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のクランプ機構。

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