JP7428959B2 - ロードポート装置、ロードポート装置の駆動方法 - Google Patents

ロードポート装置、ロードポート装置の駆動方法 Download PDF

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Description

本発明は、ロードポート装置、およびロードポート装置の制御方法に関する。
半導体の製造工程では、フープ（ＦＯＵＰ）やフォスビ（ＦＯＳＢ）等と呼ばれるウエハ搬送容器を用いて、各処理装置の間のウエハの搬送が行われる。このようなウエハ搬送容器は、ウエハを出し入れする主開口及び主開口を閉鎖する蓋部を有しており、ウエハ搬送容器内のウエハは、蓋部によって密閉された空間内に保管される。
ウエハ搬送容器の蓋部を開いて、ウエハ搬送容器内部からウエハを取り出したり、ウエハの主開口から清浄化ガスを導入したりする場合、ウエハ搬送容器を開口に接続するロードポート装置が用いられる。ロードポート装置を用いることにより、ウエハ搬送容器の内部空間を、ミニエンバイロメントと呼ばれるような別の空間に対して、開口を介して気密に接続することが可能となり、容器内のウエハを、半導体工場内の他の空間から隔離しつつ、ウエハ搬送容器内から出し入れすることができる。
また、ウエハ搬送容器の位置ずれを防止し、適切にウエハ搬送容器をフレーム開口に連結するクランプ部を有するロードポート装置が提案されている。このようなロードポート装置は、ウエハ搬送容器のフランジ部に、ロードポート装置の係合部を係合させることにより、ウエハ搬送容器とフレーム開口との適切な連結状態を維持することができる。
特開２０１９－６２１０４号公報
従来のロードポート装置では、ウエハ搬送容器の変形や僅かな載置位置のずれなどにより、フランジクランプ部を動作させたにもかかわらず、係合部が正常にウエハ搬送容器のフランジ部に係合できない場合があった。フランジクランプ部がウエハ搬送容器のフランジ部に係合できていない状態であると、ウエハ搬送容器の蓋部を開放してウエハ搬送容器とミニエンバイロメントの搬送室とを連結した際などに、容器内および搬送室内の気体が、外部へ漏出する問題がある。
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、ウエハ搬送容器の蓋部を開いた際、連結部分から内部の気体が外部へ漏出する問題を防止できるロードポート装置などを提供する。
上記目的を達成するために、本発明に係るロードポート装置は、
ウエハ搬送容器の主開口をフレーム開口に連結するロードポート装置であって、
前記ウエハ搬送容器を設置し、前記フレーム開口に対して相対移動する載置テーブルを有する載置部と、
前記載置部から上方に直立しており、前記フレーム開口が形成してあるフレーム部と、
前記主開口の外周を取り囲むフランジ部に係合可能な係合部と、前記係合部を前記フランジ部に係合させる係合動作と、前記係合部を前記フランジ部から離す離脱動作とを、前記係合部に行わせる駆動部と、を有するフランジクランプ部と、
前記フランジクランプ部による前記係合動作を、少なくとも正常係合動作と異常係合動作とに区別して検出可能な検出部と、を有する。
本発明に係るロードポート装置は、フランジクランプ部による係合動作を、正常係合動作と異常係合動作とに区別して検出可能な検出部を有するため、フランジクランプ部を動作させたにもかかわらず、係合部が正常にウエハ搬送容器のフランジ部に係合できない状態を、検出部が検出できる。したがって、このようなロードポート装置は、フランジクランプ部が異常係合動作を行ったにもかかわらず、これを認識せずに制御が継続されることを防止し、ウエハ搬送容器の蓋部を開いた際などに連結部分から内部の気体が外部へ漏出する問題を防止できる。
また、たとえば、前記係合部は、前記フランジ部に形成されており前記フランジ部の外径方向に開口する被係合部に対して、上方又は側方から係合してもよい。
このようなフランジクランプ部は、たとえばウエハ搬送容器全体を、ウエハ搬送容器の後方からフレーム部に押し付けるような機構にくらべて小型化の観点で有利である。
また、たとえば、前記駆動部は前記係合部に接続しており第１の方向に沿って往復動作する第１動作部分を有してもよく、
前記係合部は前記第１の方向とは異なる第２の方向に沿って動作して前記フランジ部に係合および離脱する第２動作部分を有してもよい。
駆動部の第１動作部分と係合部の第２動作部分との動作の方向が異なることにより、ウエハ搬送容器の動線にフランジクランプ部が干渉することを防止しつつ、フランジクランプ部の係合部を、少ない移動量でフランジ部に係合させることができる。
また、たとえば、前記第１動作部分が往復動作する前記第１の方向は、前記係合部が前記フランジ部を前記フレーム部へ向けて押す第３の方向とは略直交していてもよい。
このようなロードポート装置は、小型のフランジクランプ部で、フランジ部をフレーム部に向かって押し付ける力を作用させることができるため、連結部分から内部の気体漏出を確実に防止することができる。
また、たとえば、前記駆動部は、第１の方向に沿う第１の位置と、第２の位置と、第３の位置とを移動可能な第１動作部分を有してもよく、前記第１動作部分が前記第１の位置にあるとき前記係合部が前記フランジ部に対して離脱動作しており、前記第１動作部分が前記第２の位置にあるとき前記係合部が前記フランジ部に対して前記正常係合動作しており、前記第１動作部分が前記第３の位置にあるとき前記係合部が前記フランジ部に対して前記異常係合動作しており、
前記検出部は、前記第１動作部分が前記第２の位置にあることを、前記第１動作部分が前記第１の位置および前記第３の位置にある場合とは区別して検出してもよい。
このようなロードポート装置は、検出部が、駆動部における第１動作部分の位置を検出することにより、係合部が正常係合動作していることを判断するため、信頼性の高い検出を実現できる。
また、たとえば、前記検出部は、前記発光部と、前記発光部の光を受光可能な前記受光部と、を有してもよく、
前記第１動作部分は、前記発光部の光を前記受光部へ向かわせる第１部分と、前記発光部の光を遮蔽するか、吸収するか、または前記受光部とは異なる方向へ向かわせる第２部分と、を有する検出用動作部を有してもよい。
このようなロードポート装置は、光学センサを用いて検出用動作部を検出することにより、係合部による係合動作を、正常係合動作と異常係合動作とに区別して精度よく検出できる。
また、たとえば、本発明に係るフランジクランプ部は、所定の間隔を空けて配置される少なくも２つの前記フランジクランプ部を有してもよく、
前記検出部の前記発光部の光は、それぞれの前記フランジクランプ部の前記検出用動作部が有する少なくとも２つの前記第１部分を介して、前記受光部に入射可能であってもよい。
このようなロードポート装置は、少なくとも２つのフランジクランプ部が正常係合動作していることを１つの検出部で検出することにより、装置を簡略化しつつ、内部の気体が外部へ漏出する問題を、より確実に防止できる。
また、たとえば、前記フレーム部における前記載置部側の面に取り付けられており、前記フランジクランプ部の少なくとも一部を覆うカバー部を有してもよい。
このようなカバー部を有するロードポート装置は、フランジクランプ部をカバー部で保護できる。また、このようなフランジクランプ部の配置は、ロードポート装置の小型化に資する。
また、たとえば、本発明に係るロードポート装置は、前記ウエハ搬送容器の前記主開口に取り付けられる蓋部に係合し、前記主開口と前記フレーム開口とを開閉するドアと、
前記ドアを駆動するドア駆動部と、
前記検出部が前記正常係合動作を検出したときのみ、前記ドア駆動部が前記ドアを開くことを可能とするインターロック機構と、を有してもよい。
このようなロードポート装置は、インターロック機構により、フランジクランプ部が異常係合動作を行ったにもかかわらずウエハ搬送容器の蓋部を開くことが防止され、内部の気体が外部へ漏出する問題を、より確実に防止できる。
本発明に係るロードポート装置の駆動方法は、
載置テーブルに載置されたウエハ搬送容器を、前記ウエハ搬送容器がフレーム開口に近接する連結位置まで移動させるステップと、
前記ウエハ搬送容器のフランジ部に対して、フランジクランプ部の係合部が係合する係合動作を行うように、前記フランジクランプ部の駆動部を駆動するステップと、
前記係合部の係合動作が正常係合動作であるか否かを検出するステップと、
前記ウエハ搬送容器の主開口に取り付けられる蓋部および前記フレーム開口を開くステップと、を有し
前記正常係合動作を検出したときのみ、前記蓋部および前記フレーム開口を開くステップを実行可能である。
このようなロードポート装置の制御方法によれば、フランジクランプ部が異常係合動作を行ったにもかかわらずウエハ搬送容器の蓋を開くことが防止され、内部の気体が外部へ漏出する問題を確実に防止できる。
図１は、本発明の一実施形態に係るロードポート装置の概略斜視図である。 図２は、図１に示すロードポート装置にウエハ搬送容器が載置された状態を表す概略斜視図である。 図３は、図１に示すロードポート装置が有するフランジクランプ部を示す部分拡大図である。 図４は、図１に示すロードポート装置が有するフランジクランプ部の係合部が、図３に示す状態から移動した状態を示す部分拡大図である。 図５は、図３に示すフランジクランプ部の拡大斜視図である。 図６は、第２実施形態に係るロードポート装置が有するフランジクランプ部が離れた状態を示す概念図である。 図７は、図６に示すフランジクランプ部が正常係合動作した状態を示す概念図である。 図８は、図６に示すフランジクランプ部が異常係合動作した状態を示す概念図である。 図９は、図６に示すロードポート装置の駆動方法の一例を示すフローチャートである。
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るロードポート装置２０の概略斜視図である。ロードポート装置２０は、例えば半導体工場内において、ミニエンバイロメントが形成される空間にウエハ搬送容器１０を連結するインターフェースとして用いられる。ロードポート装置２０は、フレーム部２４がミニエンバイロメントを形成する側壁の一部を構成するように設置され、図２に示すウエハ搬送容器１０の主開口１２ａを、フレーム開口２４ａに連結する（図２及び図７参照）。
図１に示すように、ロードポート装置２０は、載置テーブル２３を有する載置部２２と、フレーム開口２４ａが形成してあるフレーム部２４と、カバー部３０と、ドア３２およびドア駆動部３３と、インターロック機構３７と、図３に示すフランジクランプ部２６、６６と、検出部４０を有する。また、ロードポート装置２０は、ウエハ搬送容器１０の底部に係合して、ウエハ搬送容器１０を載置部２２に対して固定するボトムクランプ部（不図示）や、ウエハ搬送容器１０の底部から容器内に清浄化ガスを導入するボトムパージ部３８等を有する。
図２は、図１に示すロードポート装置に、ウエハ搬送容器１０が載置された状態を表す概略斜視図である。図２に示すように、ロードポート装置２０の載置部２２には、ウエハ搬送容器１０が載置される。ウエハ搬送容器１０は、半導体工場等において、ウエハを搬送するための容器であり、ＳＥＭＩスタンダードに準拠するフープ（ＦＯＵＰ）やフォスビ（ＦＯＳＢ）などが挙げられる。ただし、ウエハ搬送容器１０としてはこれに限定されず、ウエハを密閉して搬送又は保管可能な他の容器も、ウエハ搬送容器１０に含まれる。なお、第１実施形態に係るロードポート装置２０と、第２実施形態に係るロードポート装置１２０の説明では、同様のウエハ搬送容器１０を用いて行う。
図２に示すように、ウエハ搬送容器１０は、略直方体又は略立方体の箱型の外形状を有している。ウエハ搬送容器１０は、側面にウエハを出し入れするための主開口１２ａ（図６参照）が形成された筐体部１２と、筐体部１２に対して着脱可能に設けられており、主開口１２ａを塞ぐ蓋部１４（図６参照）とを有している。筐体部１２の底面には、ロードポート装置２０のボトムクランプ部が係合する溝部（不図示）が設けられている。
図２に示すように、ウエハ搬送容器１０の筐体部１２は、主開口１２ａの外周を取り囲むフランジ部１３を有している。フランジ部１３は、筐体部１２の主開口１２ａ側（Ｙ軸正方向側）の端部に配置されており、中央側に隣接する他の部分に比べて、外径方向に突出している。フランジ部１３には、フランジ部１３の外径方向に開口する被係合部としてのフランジ溝部１３ａが形成されている。また、フランジ部１３には、フランジ溝部１３ａを周方向に分割し、フランジ部１３の強度を高めるリブ１３ｃが形成されている。フランジ溝部１３ａの径方向深さは特に限定されないが、たとえば１ｍｍ～２５ｍｍ程度とすることができる。また、リブ１３ｃの周方向の形成間隔は特に限定されないが、たとえば１５ｍｍ～３５０ｍｍ程度とすることができる。
図２に示すように、ウエハ搬送容器１０がフレーム開口２４ａ（図１参照）に近接する近接位置（ドック位置）に移動した状態では、図３に示すように、フランジ部１３におけるウエハ取出方向の前面（Ｙ軸正方向）であるフランジ対向面１３ｂ（図６参照）は、フレーム部２４の周縁部対向面２５ａに対向する。また、図２に示すように、フランジ溝部１３ａには、フランジクランプ部２６、６６の係合部２７、６７が係合することができる。なお、係合部２７、６７がフランジ溝部１３ａへ係合する係合動作については、第２実施形態に係るロードポート装置のフランジクランプ部１２６（図６～図８）などを用いて後述する。
また、ウエハ搬送容器１０の蓋部１４（図６～図８参照）は、主開口１２ａに着脱自在に取り付けられている。図６～図８に示すように、蓋部１４は、ロードポート装置２０のドア３２に対向する蓋外面１４ａと、蓋外面１４ａの反対面であって筐体部１２内のウエハに対向する蓋背面１４ｂとを有する。蓋部１４が主開口１２ａを閉鎖している状態において、蓋外面１４ａは、フランジ対向面１３ｂよりも、わずかにウエハ取出方向（Y軸正方向）へ突出していることが、ドア３２と蓋部１４とを確実に係合させる観点から好ましい。
図１に示すように、ロードポート装置２０の載置部２２は、ウエハ搬送容器１０を設置する載置テーブル２３を有する。図２に示すように、載置テーブル２３は、載置テーブル２３および載置テーブル２３に設置されたウエハ搬送容器１０が、フレーム開口２４ａに対して接近及び離間するように相対移動する。載置テーブル２３は、図示しないエアシリンダやモータ等の駆動手段によって駆動されるが、載置テーブル２３を駆動する駆動装置は特に限定されない。載置部２２の載置テーブル２３は、水平方向に移動可能なだけでなく、ウエハ搬送容器１０を載せた状態で１８０度回転可能であってもよく、これによりウエハ搬送容器１０の向きを変更可能であってもよい。なお、ロードポート装置２０の説明では、図１および図２に示すように、高さ方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向と直交する方向であって載置テーブル２３がフレーム部２４に対して接近・離間する方向をＹ軸方向、Ｚ軸方向およびＹ軸方向に直交する方向をＸ軸方向として説明を行う。
図２に示すように、フレーム部２４は、載置部２２から上方に直立している。フレーム部２４には、載置部２２より上方に位置するフレーム開口２４ａが形成してあり、フレーム部２４は額縁上の形状を有している。図２に示すように、ロードポート装置２０は、フレーム開口２４ａを閉鎖・開放するドア３２を有している。
ドア３２は、ドア駆動部３３によって駆動される。また、ドア３２は、ウエハ搬送容器１０の主開口１２ａに取り付けられる蓋部１４の蓋外面１４ａに吸着、係合し、主開口１２ａとフレーム開口２４ａとを開閉する。すなわち、ドア３２は、蓋部１４と一体となって移動することにより、フレーム開口２４ａを開放すると同時に、蓋部１４を主開口１２ａから取り外して主開口１２ａを開放することができる。
フレーム開口２４ａの周縁部には、図１、図２に示すようなカバー部３０が設けられている。カバー部３０は、フレーム開口２４ａの上方及び側方の少なくとも一方に設けられ、フレーム開口２４ａの周縁部の一部を覆っている。すなわち、載置部２２によるウエハ搬送容器１０の搬送方向に関して、周縁部２５における載置テーブル２３側（Ｙ軸負方向側）を向く面である周縁部対向面２５ａの一部には、カバー部３０が設けられている。フレーム部２４からカバー部３０を取り外した状態を示す図３および図４から理解できるように、カバー部３０は、フランジクランプ部２６、６６の少なくとも一部を覆っている。
しかし、図１に示すように、フレーム開口２４ａに隣接する周縁部対向面２５ａの他の一部は、カバー部３０から露出しており、図６に示すように、ウエハ搬送容器１０のフランジ部１３、特にフランジ対向面１３ｂに対向する。周縁部対向面２５ａには、フランジ対向面１３ｂに対する気密性を向上させるためのシール部３４が設けられている。カバー部３０は、ウエハ搬送容器１０の搬送方向（Ｙ軸方向）に関して、周縁部対向面２５ａから最も離間するカバー離間面３０ａ（図６参照）を有しており、カバー離間面３０ａには、図１および図２に示すような状態表示ランプ３１が設けられている。状態表示ランプ３１は、ロードポート装置２０の駆動状態に応じて点灯状態が変化する。
図３は、図１に示すロードポート装置２０について、カバー部３０を外した状態を示す部分拡大図である。図３に示すように、ロードポート装置２０は、２つのフランジクランプ部２６、６６を有する。フランジクランプ部２６、６６は、フレーム開口２４ａの上方に、所定の間隔を空けて配置されている。２つのフランジクランプ部２６、６６は、主開口１２ａの中心位置に対して左右対称の位置でフランジ部１３に係合するように配置されている。
フランジクランプ部６６は、フランジクランプ部２６に対して所定の間隔を空けて対称に配置されているが、フランジクランプ部２６と同様の構造を有する。そのため、フランジクランプ部２６、６６に関しては、フランジクランプ部２６を中心に説明を行い、フランジクランプ部６６の特徴のうちフランジクランプ部２６と共通する部分の説明は省略する。
図５は、図３に示すフランジクランプ部２６を拡大した拡大斜視図である。フランジクランプ部２６は、ウエハ搬送容器１０のフランジ部１３に係合可能な係合部２７と、係合部２７を駆動する駆動部２８とを有する。駆動部２８は、係合部２７をフランジ部１３に係合させる係合動作（図７等参照）と、係合部２７をフランジ部１３から離す離脱動作（図６参照）とを、係合部２７に行わせる。
図３および図４に示すように、フランジクランプ部２６に含まれる係合部２７と、フランジクランプ部６６に含まれる係合部６７は、フレーム開口２４ａの上方に配置されている。図２に示すように、係合部２７と係合部６７は、ウエハ搬送容器１０のフランジ部１３に形成されているフランジ溝部１３ａに対して、上方から近づいて係合することができる。
ただし、フランジクランプ部２６、６６が有する係合部２７、６７の位置としてはこれに限定されず、たとえば、変形例に係る係合部は、フレーム開口２４ａの側方に配置されていてもよい。側方に配置された係合部は、フレーム開口２４ａの側方から、フランジ部１３のフランジ溝部１３ａに係合することができる。また、図１に示すロードポート装置２０は、２つのフランジクランプ部２６、６６を有しているが、フランジクランプ部２６、６６の数としてはこれに限定されず、ロードポート装置は１つのフランジクランプ部を有していてもよく、３つ以上のフランジクランプ部を有していてもよい。
図５に示すフランジクランプ部２６の駆動部２８は、例えばエアシリンダやモータ等で構成されており、駆動シャフト２９ａを介して係合部２７を移動させることができる。すなわち、駆動部２８は、係合部２７に接続しており第１の方向５１であるＺ軸方向に沿って往復運動する第１動作部分２９を有する。図３は、駆動部２８の第１動作部分２９が上方向に移動した状態を示しており、図４は、駆動部２８の第１動作部分２９が下方向に移動した状態を示している。図５に示すように、第１動作部分２９は、駆動シャフト２９ａと検出用動作部２９ｂとを有する。
図５に示すように、本実施形態に係る駆動部２８は、上下方向（Ｚ軸方向）に移動する駆動シャフト２９ａを有するエアシリンダを有しており、駆動シャフト２９ａは、回転可能な接続部２９ｃを介して、係合部２７に対して接続されている。なお、フランジクランプ部２６は、図３及び図４に示すように、１つの係合部２７に対して１つの駆動部を有していてもよく、複数（例えば２つ）の係合部２７に対して１つの駆動部を有していてもよい。
フランジクランプ部２６の係合部２７は、駆動シャフト２９ａに対して接続部２９ｃを介して接続されている他、フレーム部２４（又はカバー部３０）に対して、回転可能な接続部（不図示）を介して接続されている。図５に示すように、係合部２７は、駆動部２８における駆動シャフト２９ａの上下動（又は伸縮）に応じて、第１の方向５１とは異なる第２の方向５２に沿って動作する第２動作部分２７ａを有する。係合部２７の第２動作部分２７ａは、図６～図８を用いて後述するように、ウエハ搬送容器１０のフランジ部１３に係合および離脱する。なお、図５に示すように、係合部２７の動作方向である第２の方向５２は、駆動シャフト２９ａと係合部２７との接続部２９ｃを中心軸として回動する方向である。
図３および図４に示すように、ロードポート装置２０は、フランジクランプ部２６、６６の動作を検出する検出部４０を有する。図３および図４に示す検出部４０は、ビームセンサであり、発光部４１と、発光部４１の光を受光可能な受光部４２とを有する。発光部４１と受光部４２とは、２つのフランジクランプ部２６、６６をＸ軸方向の両側から挟むように配置されている。すなわち、発光部４１は、フレーム部２４の周縁部対向面２５ａにおけるＸ軸正方向側の端部周辺に配置されており、受光部４２は、フレーム部２４の周縁部対向面２５ａにおけるＸ軸負方向側の端部周辺に配置されている。
図５に示すように、フランジクランプ部２６の第１動作部分２９における検出用動作部２９ｂは、第１動作部分２９の位置に応じて、発光部４１の光を通過させたり、発光部４１の光を遮蔽したりする。すなわち、検出用動作部２９ｂは、発光部４１の光を受光部４２へ向かわせる第１部分としての貫通孔（又はスリット）２９ｂａが形成された板状の部材である、検出用動作部２９ｂにおける貫通孔２９ｂａ以外の部分は、発光部４１の光を遮蔽するか、吸収するか、または受光部４２とは異なる方向へ向かわせる第２部分２９ｂｂとなっている。
図３から図５に示す検出部４０は、フランジクランプ部２６と組み合わせられることにより、フランジクランプ部２６によるウエハ搬送容器１０の係合動作を、少なくとも正常係合動作（図７参照）と異常係合動作とに区別して検出可能である。検出部４０による係合動作の検出については、図６～図８を用いて後述する。
図４に示すように、２つのフランジクランプ部２６は、高さ（Ｚ軸方向の位置）を揃えて配置されている。検出部４０における発光部４１の光は、それぞれのフランジクランプ部２６、６６の検出用動作部２９ｂ、６９ｂが有する少なくとも２つの第１部分である貫通孔２９ｂａ、６９ｂａを介して、受光部４２に入射可能である。このように検出部４０およびフランジクランプ部２６、６６を配置することにより、１つの検出部４０で二つのフランジクランプ部２６、６６の係合動作を検出できるとともに、２つのフランジクランプ部２６、６６が正常係合動作したときに、受光部４２に発光部４１の光を入射させることができる。
図１に示すように、ロードポート装置２０は、検出部４０が正常係合動作を検出したときのみドア駆動部３３がドア３２を開くことを可能とするインターロック機構３７を有する。インターロック機構３７には、検出部４０からの検出信号が入力される。インターロック機構３７は、たとえば、検出部４０が正常係合動作を検出した場合にのみ、ドア３２を開く電力がドア駆動部３３に供給される回路のような、ハードウェアによって実現されるものであってもよく、ソフトウェアを用いた演算処理によりハードウェアを制御して実現されるものであってもよい。
以下、図６～図８に示す第２実施形態に係るロードポート装置１２０を用いて、検出部１４０およびフランジクランプ部１２６の動作について説明する。第２実施形態に係るロードポート装置１２０は、検出部１４０が有する発光部１４１と受光部１４２とが、１つのフランジクランプ部１２６をＹ軸方向に挟んで配置されている点と、フランジクランプ部１２６の検出用動作部１２９ｂにおける第１部分としての貫通孔１２９ｂａが、発光部１４１の光をＹ軸方向に通過させることが可能である点で、第１実施形態に係るロードポート装置とは異なる。
しかしながら、図６～図８に示す検出部１４０は、発光部１４１と受光部１４２がカバー部３０におけるＹ軸方向に対向する内面にそれぞれ取り付けられている点を除き、第１実施形態に係る検出部４０と同様である。また、フランジクランプ部１２６は、検出用動作部１２９ｂの取り付け方向が９０度回転していることを除き、図１に示すフランジクランプ部２６と同様である。また、第２実施形態に係るロードポート装置１２０は、検出部１４０およびフランジクランプ部１２６以外の部分については、ロードポート装置２０と同様である。したがって、第２実施形態に係るロードポート装置１２０については、第１実施形態に係るロードポート装置２０との共通点に関しての説明は省略する。また、図１実施形態に係るフランジクランプ部２６、６６および検出部４０などの動作については、これから説明するロードポート装置１２０のフランジクランプ部１２６および検出部１４０と同様である。
図９は、図６～図８に示すロードポート装置１２０の駆動方法の一例を示すフローチャートである。図９に示すステップＳ００１では、ウエハ搬送容器１０が載置テーブル２３（図１参照）に載置されたことを、載置センサ（不図示）により検出する。ウエハ搬送容器１０は、半導体工場内のＯＨＴなどにより、ロードポート装置１２０に載置テーブル２３まで運ばれる。
図９に示すステップＳ００２では、ウエハ搬送容器１０を載置テーブル２３に固定する。図１には示されていないが、載置テーブル２３には、ウエハ搬送容器１０の底部に係合するボトムクランプ部が備えられており、ロードポート装置１２０は、ウエハ搬送容器１０を載置テーブル２３に固定できるようになっている。
図９に示すステップＳ００３では、載置テーブル２３に載置されたウエハ搬送容器１０を、ウエハ搬送容器１０がフレーム開口２４ａに近接する連結位置まで移動させる。連結位置では、ウエハ搬送容器１０の蓋部１４が、ドア３２に接触する（図１参照）。さらに、図９に示すステップＳ００４では、ドア３２がウエハ搬送容器１０の蓋部１４を吸着する。図６は、ロードポート装置１２０が有するフランジクランプ部１２６が離脱動作した状態を示す概念図であり、ステップＳ００５を開始する直前の状態を表している。
図９に示すステップＳ００１～ステップＳ００４の間のように、ウエハ搬送容器１０が設置された載置テーブル２３がフレーム開口２４ａから離間したアンドック位置にある場合や、ウエハ搬送容器１０が載置テーブル２３によって移動されている間、フランジクランプ部１２６の係合部２７は、図６に示すように、フランジクランプ部１２６が離脱動作することにより配置される退避位置に位置する。退避位置に位置する係合部２７は、ウエハ搬送容器１０のフランジ部１３に対して離れている。また、退避位置に位置する係合部２７は、ウエハ搬送容器１０の動線、すなわちウエハ搬送容器１０の移動経路に対して干渉しないようになっている。なお、係合部２７は、電源オンまたはリセット直後などの初期動作によっても、フランジクランプ部１２６が離脱動作した状態と同じ退避位置に位置する。
図６に示す状態では、フランジクランプ部１２６の駆動部１２８における第１動作部分１２９は、図６から図８に示す状態の中で最も上方に配置されており、第１の位置Ｐ１に位置する。第１動作部分１２９が第１の位置Ｐ１に位置すると、第１動作部分１２９の検出用動作部１２９ｂでは、その第２部分１２９ｂｂが発光部１４１の光を遮ることにより、発光部１４１の光は受光部１４２に入射しない。したがって、検出部１４０は、フランジクランプ部１２６が少なくともフランジ部１３に対して正常係合動作していない状態であることを認識できる。
図９に示すステップＳ００５では、ウエハ搬送容器１０のフランジ部１３に対して、フランジクランプ部１２６の係合部２７が係合する係合動作を行うように、フランジクランプ部１２６の駆動部１２８を駆動する。図７は、ロードポート装置１２０が有するフランジクランプ部１２６が正常係合動作した状態を示す概念図であり、ステップＳ００５が終了した直後の一状態を表している。
図７に示すように、フランジクランプ部１２６の係合部２７は、駆動部１２８による駆動により、フランジクランプ部１２６が正常係合動作することにより配置される係合位置に移動する。係合位置に位置する係合部２７は、ウエハ搬送容器１０の動線に干渉してフランジ部１３に係合する。図６と図７の比較から理解できるように、係合部２７は、図６に示す退避位置に位置する状態から、駆動シャフト２９ａの下降に伴い回動して図７に示す係合位置（正常係合状態）まで移動し、ドック位置に位置するウエハ搬送容器１０のフランジ部１３に対して、上方から（より詳細には上斜め後方から）フランジ溝部１３ａに係合する。
図７に示すように、係合位置にある係合部２７は、ウエハ搬送容器１０のフランジ対向面１３ｂを、フレーム部２４における周縁部対向面２５ａへ向かって押し付けるように、フランジ部１３に係合する。すなわち、駆動部１２８の第１動作部分１２９が往復運動する第１の方向（Ｚ軸方向）は、係合部２７がフランジ部１３をフレーム部２４へ向けて押す第３の方向（Ｙ軸方向）とは略直交する。これにより、フランジ対向面１３ｂと周縁部対向面２５ａとの気密性を向上させることができるとともに、ドア３２による蓋部１４の開放動作に伴う振動等により、ウエハ搬送容器１０が正規の位置から逸脱する問題を防止することができる。特に、係合部２７がフランジ部１３に係合することにより、図７に示すようにフランジ対向面１３ｂが直立しており、フランジ対向面１３ｂが、載置部２２によるウエハ搬送容器１０の搬送方向に関して、蓋外面１４ａと蓋背面１４ｂとの間に位置することが好ましい。係合部１２７がウエハ搬送容器１０をこのような姿勢に保つことにより、ドア３２による蓋部１４の円滑な開放動作を可能とし、また、蓋部１４の開放動作中等において、フランジ対向面１３ｂと周縁部対向面２５ａとの気密性を高めることができる。
図７に示すように、フランジクランプ部２６は、少なくとも係合部２７によりフランジ部１３を正常に係合した状態においては、載置部２２によるウエハ搬送容器１０の搬送方向に関して、フレーム部２４と、カバー部３０において周縁部対向面２５ａから最も離間するカバー離間面３０ａとの間に設けられている。また、フランジクランプ部２６は、載置部２２によるウエハ搬送容器１０の搬送方向（Ｙ軸方向）に関して、フレーム部２４から７５ｍｍ以内の領域内に設けられていることが好ましい。このようなフランジクランプ部２６は小型であり、また、係合部２７がフランジ部１３に係合するために要する移動距離も短くすることができる。
また、カバー部３０は、載置部２２によるウエハ搬送容器１０の搬送方向に沿う厚みが、フランジクランプ部１２６より厚くてもよい。このように、フランジクランプ部１２６を薄くして、フランジクランプ部１２６がカバー離間面３０ａより、載置テーブル２３側に飛び出さないようにすることにより、ＯＨＴなどによってウエハ搬送容器１０を上方に搬送する際、フランジクランプ部２６がウエハ搬送容器１０に接触する問題を回避できる。
図７に示す状態では、フランジクランプ部１２６の駆動部１２８における第１動作部分１２９は、図６に示す状態よりも下方に配置されており、第２の位置Ｐ２に位置する。第１動作部分１２９が第２の位置Ｐ２に位置すると、第１動作部分１２９の検出用動作部１２９ｂでは、その第１部分である貫通孔１２９ｂａが発光部１４１の光を通す。これにより、発光部１４１の光が受光部１４２に入射する。したがって、検出部１４０は、フランジクランプ部１２６がフランジ部１３に対して正常係合動作している状態であることを認識できる。
図９に示すステップＳ００６では、ロードポート装置１２０は、検出部１４０の信号に基づき、ステップＳ００５で行われた係合動作が正常係合動作であるか否かを検出する。図７に示すように、検出部１４０の受光部１４２が、発光部１４１からの光を受光することにより、フランジクランプ部１２６の正常係合動作を検出する。この場合、ロードポート装置１２０は、ステップＳ００７に進む。ステップＳ００７では、ロードポート装置１２０は、ドア駆動部３３（図１参照）がドア３２を駆動させ、蓋部１４およびフレーム開口２４ａを開く。
また、図９に示すステップＳ００５で行われる係合動作の結果、フランジクランプ部１２６が異常係合動作する場合もあり得る。図８は、ロードポート装置１２０が有するフランジクランプ部１２６が異常係合動作した状態を示す概念図であり、ステップＳ００５が終了した直後の他の一状態を表している。
図８に示すように、ウエハ搬送容器１０が傾いた状態で載置テーブル２３に固定されていたり、ウエハ搬送容器１０が変形していたりするような場合において、フランジ部１３とフレーム部２４との間に隙間が形成される場合がある。このような状態では、フランジクランプ部１２６の係合部２７における第２動作部分２７ａの軌道上に、フランジ部１３が配置されておらず、係合部２７はフランジ部１３に係合できない。そうすると、フランジクランプ部１２６の係合部２７は、駆動部１２８による駆動により、正常係合動作する場合より大きく回動する異常係合動作を行い、図８に示す異常位置に位置する。
図８に示す状態では、フランジクランプ部１２６の駆動部１２８における第１動作部分１２９は、図７に示す状態よりもさらに下方に配置されており、第３の位置Ｐ３に位置する。第１動作部分１２９が第３の位置Ｐ３に位置すると、第１動作部分１２９の検出用動作部１２９ｂでは、その第２部分１２９ｂｂが発光部１４１の光を遮ることにより、発光部１４１の光は受光部１４２に入射しない。したがって、検出部１４０は、フランジクランプ部１２６が少なくともフランジ部１３に対して正常係合動作していない状態であることを認識できる。
上述したように、フランジクランプ部１２６が異常係合動作を行なった場合、検出部１４０の受光部１４２は、発光部１４１からの光を受光できず、ステップＳ００６においてフランジクランプ部１２６の正常係合動作を検出しない。この場合、ロードポート装置１２０は、ステップＳ００８に進む。ステップＳ００８では、ロードポート装置１２０は、エラー信号を発信し、動作を停止する。
図６～図８に示すように、駆動部１２８の第１動作部分１２９は、第１の方向であるＺ軸方向に沿う第１の位置Ｐ１（図６）と、第２の位置Ｐ２（図７）と、第３の位置Ｐ３（図８）とを移動可能である。図６に示すように、第１動作部分１２９が第１の位置Ｐ１にあるとき、係合部２７がフランジ部１３に対して離れている。また、図７に示すように、第１動作部分１２９が第２の位置Ｐ２にあるとき、係合部２７がフランジ部１３に対して正常係合動作している。さらに、図８に示すように、第１動作部分１２９が第３の位置Ｐ３にあるとき係合部２７がフランジ部１３に対して異常係合動作している。
図６および図８に示すように、駆動部１２８の第１動作部分１２９が第１の位置Ｐ１（図６）と第３の位置Ｐ３（図８）に位置するとき、検出部１４０の発光部１４１から生じた光は、第１動作部分１２９における検出用動作部１２９ｂの第２部分１２９ｂｂによって遮蔽され、受光部１４２に入射しない。これに対して、図７に示すように、駆動部１２８の第１動作部分１２９が第２の位置Ｐ２（図８）に位置するとき、検出部１４０の発光部１４１から生じた光は、第１動作部分１２９における検出用動作部１２９ｂの第１部分１２９ｂａを通って、受光部１４２に入射する。このようにして、検出部１４０は、第１動作部分１２９が第２の位置Ｐ２にあることを、第１動作部分１２９が第１の位置Ｐ１および第３の位置Ｐ３にある場合とは区別して検出する。
また、図９に示すように、ロードポート装置１２０は、検出部１４０が正常係合動作を検出したときのみ、蓋部１４およびフレーム開口２４ａを開くステップ（ステップＳ００７）を実行可能である。したがって、ロードポート装置１２０は、フランジクランプ部１２６が異常係合動作を行ったにもかかわらずウエハ搬送容器１０の蓋部１４を開くことが防止され、内部の気体が外部へ漏出する問題を確実に防止できる。
なお、検出部１４０が正常係合動作と区別する異常係合動作としては、図８に示すように第１動作部分１２９が正常係合動作において位置する第２の位置Ｐ２より下方になる場合のみには限定されない。たとえば、ウエハ搬送容器１０が傾いて固定されている場合などにおいて、係合動作によって第２の方向５２（図５参照）に回動する係合部１２７が、フランジ部１３の外径方向端部に当たってフランジ溝部１３ａの中に入れない状態が生じ得る。
このような場合、駆動部１２８の第１動作部分１２９は、図７に示す第１の位置Ｐ１（図６）と第２の位置Ｐ２（図７）との間に位置する。第１動作部分１２９の検出用動作部１２９ｂを適切な形状とし、第１動作部分１２９がこのような位置に停止した状態において発光部１４１の光を遮蔽することにより、検出部１４０は、このような係合動作を異常係合動作として識別することができる。
また、図７に示すように、ロードポート装置１２０は、ウエハ搬送容器１０のフランジ溝部１３ａに係合する係合部２７を有しているため、小型の係合部２７で、ウエハ搬送容器１０の主開口１２ａとフレーム開口２４ａとの連結状態を、好適にサポートすることができる。また、ドック位置にある状態において、フランジ部１３はフレーム周縁部２５に近い位置に配置されるため、係合部２７の移動距離を小さくし、フランジクランプ部２６の動作に要する時間を短縮できる。また、係合部２７は、ウエハ搬送容器１０の底部に係合するボトムクランプ部とともに、ウエハ搬送容器１０の主開口１２ａとフレーム開口２４ａとの連結状態をサポートすることができる。特に係合部２７が、ウエハ搬送容器１０の中心位置から上方で、フランジ部１３に係合することにより、このようなロードポート装置２０は、ボトムクランプ部だけでは位置ずれが生じやすいウエハ搬送容器１０の上方部分についても、適切な位置に保持することができる。
以上、実施形態を示して本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態のみに限定されず、多くの他の実施形態や変形例等を有することは言うまでもない。たとえば、フランジクランプ部２６の形状および構造は、図１～図８に例示したものに限定されない。また、図４および図６～図８に示すように、ロードポート装置２０、１２０が有する検出部１４０としては、ビームセンサのみには限定されず、マグネットセンサ、接触式センサなど、光学式センサ以外のセンサを採用してもよい。
また、図６から図８に示す例では、検出部１４０の受光部１４２が、発光部１４１の光を正常係合動作の場合に受光できる構成としたが、これとは反対に、検出部１４０は、受光部１４２が、発光部１４１の光を異常係合動作の場合に受光できる構成であってもよい。なお、正常係合動作の場合に、受光部１４２が光を受光できる検出部１４０は、発光部１４１の故障などによって光が受光されない場合に正常係合動作を誤検出する問題を防止できるため好ましい。
１０… ウエハ搬送容器
１２… 筐体部
１２ａ… 主開口
１３… フランジ部
１３ａ… フランジ溝部
１３ｂ… フランジ対向面
１３ｃ… リブ
１４… 蓋部
１４ａ… 蓋外面
１４ｂ… 蓋背面
２０… ロードポート装置
２２… 載置部
２３… 載置テーブル
２４… フレーム部
２４ａ… フレーム開口
２５ａ… 周縁部対向面
２６、６６、１２６… フランジクランプ部
２７、６７、１２７… 係合部
２７ａ… 第２動作部分
２８、１２８… 駆動部
２９、１２９… 第１動作部分
２９ａ、１２９ａ… 駆動シャフト
２９ｂ、１２９ｂ… 検出用動作部
２９ｂａ、１２９ｂａ…貫通孔
２９ｂｂ、１２９ｂｂ…第２部分
３０… カバー部
３０ａ… カバー離間面
３１… 状態表示ランプ
３２… ドア
３３… ドア駆動部
３４… シール部
３７… インターロック機構
３８… ボトムパージ部
４０、１４０… 検出部
４１、１４１… 発光部
４２、１４２… 受光部
５１…第１の方向
５２…第２の方向

Claims (10)

  1. ウエハ搬送容器の主開口をフレーム開口に連結するロードポート装置であって、
    前記ウエハ搬送容器を設置し、前記フレーム開口に対して相対移動する載置テーブルを有する載置部と、
    前記載置部から上方に直立しており、前記フレーム開口が形成してあるフレーム部と、
    前記主開口の外周を取り囲むフランジ部に係合可能な係合部と、前記係合部を前記フランジ部に係合させる係合動作と、前記係合部を前記フランジ部から離す離脱動作とを、前記係合部に行わせる駆動部と、を有するフランジクランプ部と、
    前記フランジクランプ部による前記係合動作を、少なくとも正常係合動作と異常係合動作とに区別して検出可能な検出部と、を有するロードポート装置。
  2. 前記係合部は、前記フランジ部に形成されており前記フランジ部の外径方向に開口する被係合部に対して、上方又は側方から係合する請求項１に記載のロードポート装置。
  3. 前記駆動部は前記係合部に接続しており第１の方向に沿って往復動作する第１動作部分を有し、
    前記係合部は前記第１の方向とは異なる第２の方向に沿って動作して前記フランジ部に係合および離脱する第２動作部分を有する請求項１または請求項２に記載のロードポート装置。
  4. 前記第１動作部分が往復動作する前記第１の方向は、前記係合部が前記フランジ部を前記フレーム部へ向けて押す第３の方向とは略直交することを特徴とする請求項３に記載のロードポート装置。
  5. 前記駆動部は、第１の方向に沿う第１の位置と、第２の位置と、第３の位置とを移動可能な第１動作部分を有し、前記第１動作部分が前記第１の位置にあるとき前記係合部が前記フランジ部に対して離れており、前記第１動作部分が前記第２の位置にあるとき前記係合部が前記フランジ部に対して前記正常係合動作しており、前記第１動作部分が前記第３の位置にあるとき前記係合部が前記フランジ部に対して前記異常係合動作しており、
    前記検出部は、前記第１動作部分が前記第２の位置にあることを、前記第１動作部分が前記第１の位置および前記第３の位置にある場合とは区別して検出する請求項１から請求項４までのいずれかに記載のロードポート装置。
  6. 前記検出部は、発光部と、前記発光部の光を受光可能な受光部と、を有し、
    前記第１動作部分は、前記発光部の光を前記受光部へ向かわせる第１部分と、前記発光部の光を遮蔽するか、吸収するか、または前記受光部とは異なる方向へ向かわせる第２部分と、を有する検出用動作部を有する、請求項３から請求項５までのいずれかに記載のロードポート装置。
  7. 所定の間隔を空けて配置される少なくも２つの前記フランジクランプ部を有し、
    前記検出部の前記発光部の光は、それぞれの前記フランジクランプ部の前記検出用動作部が有する少なくとも２つの前記第１部分を介して、前記受光部に入射可能であることを特徴とする請求項６に記載のロードポート装置。
  8. 前記フレーム部における前記載置部側の面に取り付けられており、前記フランジクランプ部の少なくとも一部を覆うカバー部を有する請求項１から請求項７までのいずれかに記載のロードポート装置。
  9. 前記ウエハ搬送容器の前記主開口に取り付けられる蓋部に係合し、前記主開口と前記フレーム開口とを開閉するドアと、
    前記ドアを駆動するドア駆動部と、
    前記検出部が前記正常係合動作を検出したときのみ、前記ドア駆動部が前記ドアを開くことを可能とするインターロック機構と、を有する請求項１から請求項８までのいずれかに記載のロードポート装置。
  10. 載置テーブルに載置されたウエハ搬送容器を、前記ウエハ搬送容器がフレーム開口に近接する連結位置まで移動させるステップと、
    前記ウエハ搬送容器のフランジ部に対して、フランジクランプ部の係合部が係合する係合動作を行うように、前記フランジクランプ部の駆動部を駆動するステップと、
    前記係合部の係合動作が正常係合動作であるか否かを検出するステップと、
    前記ウエハ搬送容器の主開口に取り付けられる蓋部および前記フレーム開口を開くステップと、を有し
    前記正常係合動作を検出したときのみ、前記蓋部および前記フレーム開口を開くステップを実行可能であるロードポート装置の駆動方法。
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