JPH09107019A

JPH09107019A - 被載置体の位置決め機構

Info

Publication number: JPH09107019A
Application number: JP28926095A
Authority: JP
Inventors: Teruo Asakawa; 輝雄浅川
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1995-10-11
Filing date: 1995-10-11
Publication date: 1997-04-22

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】カセット等ウェハキャリアの被載置体を載置
面上の載置位置に正確に位置決めできると共に、載置姿
勢の不正や載置面上を他物体が横切ることがあっても、
被載置体のみを確実に検出し、正しい姿勢で正確な位置
決めがされたことを認識できる位置決め桟構、また被載
置体の底面に凸部を設け、底面を肉薄にして重量増を抑
え、かつ底面の突起を載置状態の検出に用いることで被
載置体の高さを抑え、高密度収納保管を可能にする位置
決め桟構を提供する。【解決手段】カセット１１の下面放射線上に配設され
た略三角柱状の３個の突起１３と、各突起に対応して載
置面１２上に配設され、かつ各突起と２箇所で点接触し
て係合する一対の半球状突起１４Ａ，１４Ｂからなる２
面接触型カップリング部材１４とを備え、さらに各２面
接触型部材にそれぞれ係合した突起１３を検出するセン
サ棒１５（被載置体検出手段）を載置面下側に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被載置体の位置決
め機構に関し、更に詳しくは半導体製造工程で半導体ウ
エハ等の被処理体を収納して各工程に自動搬送する場合
などに用いられるカセット等のウエハキャリアを各工程
の載置面上で正確に位置決めできる被載置体の位置決め
機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の被載置体の位置決め機構
は例えば半導体製造工程で広く用いられている。即ち、
半導体製造工程では、半導体ウエハを各製造工程へ搬送
する場合に半導体ウエハを複数枚、例えが２５枚単位で
収納保持できるカセット等のウエハキャリアが汎用され
ている。しかも、半導体製造工程は多くの工程で自動化
されており、その場合ウエハキャリアを自動搬送車を用
いて自動搬送し、自動搬送車に搭載されたロボットでウ
エハキャリアを各工程で搬出入している。そのために、
ウエハキャリアの搬出入部でウエハキャリアを正確に位
置決めするために位置決め機構が用いられている。

【０００３】一方、半導体製造技術の急激な進歩によ
り、半導体ウエハが益々大口径化し、８インチウエハが
主流になりつつある。更に、今後は更に大口径化し、近
いうちに３００ｍｍの半導体ウエハが主流になることが
判っている。そこで、半導体製造装置も今後の大口径化
に合わせて種々の改良が緊急課題となっている。その一
環として半導体ウエハを各工程に搬送する際に用いられ
るウエハキャリアについても半導体ウエハの大口径化に
合わせた種々の改良が迫られている。

【０００４】このように半導体ウエハが大口径化して重
量が重くなると、それに伴ってウエハキャリア及びその
位置決め機構についてもその重量に耐え得る機械的強度
を持った物が必要になる。例えば図１１の（ａ）、
（ｂ）は従来の被載置体の位置決め機構（カセットの位
置決め機構）の一例を示す図で、ロボットハンドを用い
てウエハキャリア例えばカセットをカセット搬出入部の
載置面上に載置する時の位置決め機構を示している。こ
の位置決め機構は、図１１の（ａ）、（ｂ）で示すよう
に、カセット１の裏面に設けられたテーパ面を有する凹
陥部２と、この凹陥部２に嵌合するように載置面３に設
けられた上端が球面状の位置決めピン４とからなってい
る。この場合の載置面３は、カセット搬出入部側の載置
面３Ａとロボットハンド側の載置面３Ｂとからなってい
る。また、カセット搬出入部側の載置面３Ａは同図
（ａ）に示すようにロボットハンドが侵入する切欠部３
Ｃが形成されている。そして、凹陥部２は、同図の
（ａ）に示すように、カセット１の裏面で互いに概１２
０°の中心角を作る放射線上に配置され、各放射線上に
は放射線に沿って２個の球面状位置決めピン４、４にま
たがり凹陥部２が配置されている。各凹陥部２は同図の
（ｂ）で示すようにテーパ面を有している。また、６個
の位置決めピン４のうち、外側の３個の位置決めピン４
Ａはカセット搬出入部側の載置面３Ａに設けられ、内側
の３個の位置決めピン４Ｂはロボットハンド側の載置面
３Ｂに設けられている。また、カセット１の裏面にはそ
の裏面から突出する複数の載置検出用のパッドが設けら
れており、また、載置面３にはパッドに対応し、パッド
によって押し下げられるスイッチや、パッドに光線を照
射し、この光線の遮断によりカセット１の載置面への載
置を検出する光学センサなどが設けられている。

【０００５】また、上記凹陥部２はテーパ面を有する凹
陥部２に代えてＶ字形状の溝として形成しても良く、こ
の場合にはロボットハンドと搬出入部との間でカセット
１を受け渡しする時にＶ字状の溝に２個の位置決めピン
４Ａ、４Ｂが同時に嵌合することになる。

【０００６】従って、ロボットハンドでカセット搬出入
部へカセット１を搬送し、その載置面３Ａより高い位置
からロボットハンドを下げて各凹陥部２が各位置決めピ
ン４Ａ、４Ｂから多少位置ずれしていても、凹陥部２が
テーパ面になっているため、各凹陥部２とこれらに対応
する位置決めピン４Ａ、４Ｂが容易に嵌合してカセット
１は自動的に位置決めされる。そして、そのカセット１
を光学センサが検出し、カセット１が本来の位置へ載置
されたことを認識する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
被載置体の位置決め機構の場合には、位置決め機構を構
成する凹陥部２をカセット１の下面に設けるため、その
分だけ下面を肉厚にしなくてはならず、重量増になり搬
送に際して不利になるほかるほか、被載置体の高さが高
くなり、複数の被載置体を高密度に収納保存する際に不
利であり、また、凹部が被載置体側に設けられているた
め、凸部先端の凹部への嵌合により、凸部先端によりス
イッチなどを押下し被載置体の正確な載置を検出するこ
とが困難であった。

【０００８】即ち、従来の被載置体の位置決め機構の場
合には、位置決めされたカセット１を検出するために位
置決め用の凹陥部２とは別にカセット底面にカセット検
出用のパッドを設けなくてはならず、しかもパッドを１
箇所だけに設けたのでは位置決め後のカセット１の載置
面２上での複雑な姿勢変化を読み取ることができないた
め、複数のパッドを分散配置しなくてはならず、しか
も、不正に載置された姿勢によっては、パッド以外の部
分がスイッチや光学センサに働きかけ誤動作しやすいと
いう課題があった。つまり、カセット１の搬入動作中は
載置面３上で光線が常時照射されているため、カセット
１以外の物体が載置面３を横切ったり、カセット１が傾
斜して載置されたりしても、光線が遮断され、カセット
１が位置決めされたものと認識する虞があった。また、
スイッチを用いる場合に関しても、スイッチが載置面の
平面部に設けられているため。パッド以外の部分の接触
により誤認識される危険性があった。

【０００９】本発明の第１の目的は、カセット等の被載
置体を載置面上の載置位置に確実に位置決めすることが
できると共に、被載置体の不正な姿勢での載置や、載置
面上を被載置体以外の物体が横切るようなことがあって
も誤動作なく被載置体のみを確実に検出して、被載置体
が正しい姿勢で正しい位置に位置決めされたことを認識
することができる被載置体の位置決め機構を提供するこ
とにある。また、本発明の第２の目的は、被載置体の底
面に凹部を設けるかわりに凸部を設けることにより、被
載置体の底面を肉薄とし、被載置体の重量増を抑え、か
つ被載置体底面の突起を検出に使用することにより載置
状態を検出するためのパッドが不要になることによって
被載置体の高さを抑えて高密度な収納保管を可能とする
被載置体の位置決め機構を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の被載置体の位置決め機構は、被載置体を載置面の所定
位置に位置決めする位置決め機構において、上記位置決
め機構は、上記被載置体の下面に一直線上にないように
配設された少なくとも３個の突起と、これらの各突起に
対応して上記載置面上に配設され且つそれぞれの突起と
２箇所で点接触して係合する２面接触型カップリング部
材とを備えたことを特徴とするものである。

【００１１】また、本発明の請求項２に記載の被載置体
の位置決め機構は、被載置体を載置面の所定位置に位置
決めする位置決め機構において、上記位置決め機構は、
上記被載置体の下面に一直線上にないように配設された
少なくとも３個の突起と、各突起の１個の突起に対応し
て上記載置面上に配設され且つその突起と３箇所で点接
触して係合する３面接触型カップリング部材と、この３
面接触型カップリング部材が係合する突起とは別の突起
に対応して配設され且つその突起と２箇所で点接触して
係合する２面接触型カップリング部材と、これら両カッ
プリング部材がそれぞれ係合する突起とは別の突起に対
応して配設され且つその突起と１箇所で点接触して係合
する１面接触型カップリング部材とを備えてなることを
特徴とするものである。

【００１２】また、本発明の請求項３に記載の被載置体
の位置決め機構は、請求項１または請求項２に記載の発
明において、上記３個の突起と２面接触型カップリング
部材との接面の交線が被載置物の概中心から放射状にな
るよう配置されてなることを特徴とするものである。

【００１３】また、本発明の請求項４に記載の被載置体
の位置決め機構は、請求項１〜請求項３から選択される
いずれか一つに記載の発明において、上記突起は断面形
状が三角形からなると共に上記２面接触型カップリング
部材は上記突起を挟み且つ互いに対向する３次元曲面を
有することを特徴とするものである。

【００１４】また、本発明の請求項５に記載の被載置体
の位置決め機構は、請求項１〜請求項３から選択される
いずれか一つに記載の発明において、上記突起は表面が
２次元曲面からなると共に上記２面接触型カップリング
部材は上記突起を挟み且つ互いに対向する２次元曲面ま
たは３次元曲面を有することを特徴とするものである。

【００１５】また、本発明の請求項６に記載の被載置体
の位置決め機構は、請求項１〜請求項３から選択される
いずれか一つに記載の発明において、上記突起は表面が
３次元曲面からなると共に上記２面接触型カップリング
部材は上記突起を挟み且つ互いに対向する平面または２
次元曲面からなることを特徴とするものである。

【００１６】また、本発明の請求項７に記載の被載置体
の位置決め機構は、請求項１〜請求項６から選択される
いずれか一つに記載の発明において、上記２面接触型カ
ップリング部材に係合した上記突起の少なくとも１個を
検出する被載置体検出手段を上記載置面の下側に設けた
ことを特徴とするものである。

【００１７】また、本発明の請求項８に記載の被載置体
の位置決め機構は、請求項２に記載の発明において、上
記突起は逆三角錐からなると共に上記３面接触型カップ
リング部材は上記突起を挟む３箇所の３次元曲面部分を
有することを特徴とするものである。

【００１８】また、本発明の請求項９に記載の被載置体
の位置決め機構は、請求項２に記載の発明において、上
記突起は３次元曲面からなると共に上記３面接触型カッ
プリング部材は上記突起と少なくとも３箇所で点接触す
る３次元曲面部分を有することを特徴とするものであ
る。

【００１９】また、本発明の請求項１０に記載の被載置
体の位置決め機構は、請求項２、請求項８及び請求項９
から選択されるいずれか一つに記載の発明において、上
記２接触型カップリング部材、上記３面接触型カップリ
ング部材及び上記１面接触型カップリング部材に係合し
た上記突起の少なくともいずれか一つを検出する被載置
体検出手段を上記載置面の下側に設けたことを特徴とす
るものである。

【００２０】また、本発明の請求項１１に記載の被載置
体の位置決め機構は、請求項１〜請求項６及び請求項８
〜請求項１０から選択されるいずれか一つに記載の発明
において、被載置体の上面または側面に３面接触型カッ
プリング部材、２面接触型カップリング部材、１面接触
型カップリング部材を任意の数適宜配置し、被載置体の
固定することを特徴とするものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図１１に示す実施形
態に基づいて本発明を説明する。尚、以下では複数の実
施形態について説明するが、各実施形態の符号は第１の
実施形態を１０番台の符号で説明し、以降実施形態が増
す毎に１０番ずつ番号を加算して説明する。そして、第
２の実施形態以降ではそれぞれの特徴についてのみ説明
し、説明の無いものは第１の実施形態に準じて構成され
ている。

【００２２】本発明の第１の実施形態の被載置体の位置
決め機構（以下、単に「位置決め機構」と称す）１０
は、例えば図１の（ａ）、（ｂ）に示すように、被載置
体例えば複数枚の半導体ウエハＷをそれぞれ所定間隔を
空けて水平に収納、保持したカセット１１を例えば各種
の半導体製造装置の載置台の載置面１２の所定位置に位
置決めするものである。このカセット１の下面には互い
に略１２０°の中心角をなして交わる３本の放射線上に
配設された３個の突起１３と、これらの各突起１３に対
応して載置面１２上に配設され且つそれぞれの突起１３
と２箇所で点接触して係合する２面接触型カップリング
部材１４とを備えて構成されている。従って、３個の２
面接触型カップリング部材１４も載置面１２上で互いに
カセット底面と同じ中心角をなす３本の放射線上に配設
されている。そして、カセット１１の重心は３個の突起
１３で作る三角平面の略中心に来るようになっている。
このように、通常、３個の突起１３が形成する三角形の
重心付近にカセット１１の重心を合わせるように構成す
ることによりカセット１１の転倒を有効に防止すること
ができる。

【００２３】上記突起１３は、同図の（ａ）に示すよう
に略三角柱状に形成され、放射線上に配置されている。
一方、２面接触型カップリング部材１４は、互いに対向
する一対の半球状突起１４Ａ、１４Ｂからなり、これら
の半球状突起１４Ａ、１４Ｂで三角柱状の突起１３を挟
み、それぞれの半球状突起１４Ａ、１４Ｂが三角柱の二
面に点接触している。従って、一般的には、２面接触型
カップリング部材１４の半球状突起１４Ａ、１４Ｂがそ
れぞれ接触する２箇所の接触点を含む各接面（接線の集
まり）は載置面１２と交わり各接面同士の交線が載置面
１２と平行になっておれば良い。即ち、上記突起１３は
Ｖ字型に配置された二面の接触面を持ち、これら二面の
接触面はそれぞれ載置面１２と平行でなく、且つ互いに
交わりその交線は載置面と略平行になるように配置され
ている。上記突起１３と２面接触型カップリング部材１
４との組み合わせには、何種類かの面の種類の組み合わ
せが可能であるがいずれの場合にも、突起１３と２面接
触型カップリング部材１４とは２点で接触し、この二接
触点におけるそれぞれの接線の集まりである二接面はＶ
溝形状をなして交わりその交線は載置面と略平行になっ
ている。

【００２４】上記２面接触型カップリング部材１４は、
突起１３の二面と点接触する物であればどのような形状
の物でも良いが、耐荷重特性及び滑り特性上３次元局面
が好ましく、半球状突起１４Ａ、１４Ｂの他、表面に３
次元曲面部分（例えば楕円球面等）を有するものであれ
ばどのような形態であっても良い。

【００２５】上述のように上記突起１３は個々の２面接
触型カップリング部材１４に対して２点でのみ接触して
おり、かつ接触点近傍での接点の軌跡が載置面と平行に
なるように二接面の交線が載置面と平行になるように構
成されているため、三角柱状の突起１３は接触圧力の反
力方向への移動及び下方向への移動、即ち二接触面に共
に垂直な面に平行な移動のみが拘束され、他の方向への
移動が自由になっている。ところが、各突起１３はカセ
ット１１の下面に互いに向きを異にして固定されている
ため、各突起１３は他の突起１３が拘束する方向の動き
は拘束せず、即ち過剰拘束をせず、互いの自由に動くこ
とのできる方向の動きのみを互いに拘束するため、カセ
ット１１は３個の突起１３にそれぞれの位置で垂直方向
３点を支えられて載置面に平行に位置決めされると共
に、３個の突起１３により載置面内のＸ，Ｙ，θ（回
転）の３自由度を拘束されて一義に位置決めされる。従
って、カセット１１は、自重により各突起１３がそれぞ
れに対応する２面接触型カップリング部材１４に接触し
ながら自動的に位置決め点へ案内されるようになってい
る。

【００２６】また、上記載置面１２には小孔１２Ａが形
成されている。この小孔１２Ａは各２面接触型カップリ
ング部材１４を構成する各半球状突起１４Ａ、１４Ｂの
間にそれぞれ１個ずつ設けられている。そして、各小孔
１２Ａには上下動可能なセンサ棒１５が設けられ、この
センサ棒１５は２面接触型カップリング部材１４に突起
１３が係合すると押し下げられるようになっている。ま
た、載置面１２の下側にはセンサ棒１５を照射する光線
１６を検出する光電センサが設けられ、この光電センサ
は押し下げられたセンサ棒１５が光線１６を遮断するこ
とにより載置面１２上で位置決めされたカセット１１を
検出するようにしてある。従って、センサ棒１５と光電
センサとで被載置体検出手段が構成されている。この被
載置体検出手段はカセット１１の位置決めを検出する
と、その検出信号を制御装置等へ送信し、カセット１１
が位置決めされて旨、報知するようにしてある。尚、こ
こではセンサ棒１５を光学的に検出するものについて説
明したが、センサ棒１５を電気的なスイッチとして用い
たり、圧力センサの圧力源として用いるなど、種々のセ
ンサに適用することができる。また、センサ棒自体も必
ずしも必要ではなく、突起１３の先端が正しい位置に嵌
合したことを検出できる例えば反射式光学センサのよう
な物であっても良い。

【００２７】次に本実施形態の位置決め機構１０の動作
について説明する。例えば、ロボットによりカセット１
１を把持してカセットの搬出入部の載置面１２上に載置
する場合には、３個の突起１３をこれらに対応する載置
面１２上の３個の２面接触型カップリング部材１４上に
位置合わせした後、カセット１１を下降させると、各突
起１３が対応する２接触型カップリング部材１４と点接
触し、この状態でロボットがカセット１１を解放する。
すると、カセット１１は本来の位置から多少ずれた位置
に載置されても、突起１３が２面接触型カップリング部
材１４と接触しながらカセット１１は自重で落ち込む。
この時、カセット１１の載置面１２上での移動方向は３
個の各２面接触型カップリング部材１４によりそれぞれ
一方向ずつ拘束される結果、最終的には３個の２面接触
型カップリング部材１４が対応する突起１３の移動を拘
束する方向へ移動させ、カセット１１を位置決め位置へ
自動的に導き、位置決めする。

【００２８】そして、カセット１１の各突起１３が対応
する２面接触型カップリング部材１４と係合すると、各
突起１３によりセンサ棒１５を押し下げる。これにより
センサ棒１５が載置面１２の下方で照射されている光線
１５を遮断し、カセット１１が所定位置で位置決めされ
たことを確認し、この信号を制御装置等へ送信し、位置
決めされた旨、報知する。

【００２９】以上説明したように本実施形態によれば、
カセット１１の下面に放射線上に配設された三角柱状の
３個の突起１３と、これらの各突起１３に対応して載置
面１２上に配設され且つそれぞれの突起１３と２箇所で
点接触して係合する一対の半球状突起１４Ａ、１４Ｂか
らなる２面接触型カップリング部材とを備えているた
め、カセット１１を載置面１２上の載置位置に確実に位
置決めすることができると共に、カセット１１に突起１
３を設けるだけでカセット１１の下面を肉厚にしなくて
も良く、カセット１１の重量化を防止することができ
る。

【００３０】また、本実施形態によれば、２面接触型カ
ップリング部材１４に係合した突起１３を検出する被載
置体検出手段を２面接触型カップリング部材１４の中央
で且つ載置面１２の下側に設けたため、カセット１１が
本来のではない不正な位置に置かれた場合に、突起１３
以外の部分が載置面１２上に接触したり、載置面１２上
をカセット１１以外の物体が横切るようなことがあって
も誤動作なくカセット１１のみを確実に検出してカセッ
ト１１が位置決めされたことを認識することができる。

【００３１】ここでは、３個の突起１３と３個の２面接
触型カップリング部材１４とを用いているが、必要に応
じて突起１３と２面接触型カップリング部材１４との組
み若しくは、突起１３と後述する１面接触型カップリン
グ部材との組みを追加することができる。この場合は、
必ずいずれかの方向が幾何学的に過剰支持になるため、
その製作精度に充分に留意する必要があるが、これによ
り、より大きな荷重を支えられかつ接点の経年変化を少
なくできる、転倒に対してより安全になるなどの効果を
期することができる。

【００３２】また、図３の（ａ）、（ｂ）は本発明の第
２の実施形態の位置決め機構を示す図である。本実施形
態の位置決め機構２０では、同図の（ａ）、（ｂ）に示
すように、カセット２１の３個の突起はそれぞれ半円柱
状の突起２３として形成され、また、これらの突起２３
と２箇所で点接触して係合する２面接触型カップリング
部材２４はそれぞれ一対の半球状の突起２４Ａ、２４Ｂ
として形成されている。そして、各突起２３及び２面接
触型カップリング部材２４はそれぞれ図１の（ｂ）に示
すように放射線上に配置されている。本実施形態におい
ても上記実施形態と同様の作用効果を期することができ
る。

【００３３】本実施形態では突起２３としてその断面形
状が半円状の凸面を持った半円柱状のものについて説明
したが、その表面は２次元曲面であれば良く、例えば、
内側に湾入した凹面の円筒面等の２次元曲面として形成
されたものであっても良い。一方、２面接触型カップリ
ング部材２４は、突起２３の二面と点接触する物であれ
ば良く、球面の他、凸様の任意の３次元曲面（例えば楕
円の回転体等）の表面を有するものであればどのような
形態であっても良い。

【００３４】また、図４に示すように突起２３’の断面
形状が同方向に湾曲した２次元曲面と２面接触型カップ
リング部材２４’が球体等の３次元曲面との組み合わせ
もあるが、この場合には幾何学的には点接触しており点
支持の原則を全うしており、工学的には、荷重が増える
と、微小ながら面接触をして耐荷重特性が向上すると言
う利点がある。また、この例において、２面接触型カッ
プリング部材２４’に球面のかわりに楕円の回転体面な
どを使用することにより、部材の外形に比べて接触面の
曲率半径を部分的に大きくとることができ小さな部材で
より大きな荷重を受けても接触面がいたまないようにす
ることができる。

【００３５】また、図５の（ａ）は本発明の第３の実施
形態の位置決め機構を示す図である。本実施形態の位置
決め機構３０では、同図に示すように、第１、第２の実
施形態とは突起３３及び２面接触型カップリング部材３
４の配列を異にする以外は、上記各実施形態と同様に構
成されている。つまり、３対の突起３３及び２面接触型
カップリング部材３４は、それぞれ放射線上に配置され
ているが、それぞれの放射線が中心で交わらないように
配置されている。また、突起３３及び２面接触型カップ
リング部材３４は、第１、第２の実施形態に適用された
ものを適用することができる。従って、本実施形態によ
れば、上記各実施形態に準じた作用効果を期することが
できる。

【００３６】また、図５の（ｂ）は位置決め機構の更に
他の配置形態を示す図で、本実施形態の位置決め機構３
０’では、同図に示すように、第１、第２の実施形態と
は突起３３及び２面接触型カップリング部材３４の配列
を異にする以外は、上記各実施形態と同様に構成されて
いる。つまり、３対の突起３３’及び２面接触型カップ
リング部材３４’は、それぞれ放射線上に配置されてい
るが、それぞれの放射線のなす角度が略１２０°から意
識的にずらされている。このように配置することによっ
て、カセット３１’が略１２０°回転した場合に起こる
誤嵌合を防ぐことができる。即ち、カセット３１’が誤
った角度で載置されようとした場合には突起３３’が嵌
合せず、従って、被載置体検出手段が正常な載置と誤認
することもない。また、図示しないが、この配置におい
ても略１２０°の配置においても、３組の突起と２面接
触型カップリング部材の組の配置半径をそれぞれ異なっ
た半径とすることによっても同様な効果を得ることがで
きる。しかも、突起と２面接触型カップリング部材とし
ては、第１、第２の実施形態に適用されたものを適用す
ることができる。従って、本実施例によれば、上記各実
施形態に準じた作用効果を期することができる。

【００３７】また、図６及び図７は本発明の第４の実施
形態の位置決め機構を示す図である。本実施形態の位置
決め機構４０では、同図の（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、カセット４１の３個の突起はそれぞれ半球状の突起
４３として形成され、また、これらの突起４３と２箇所
で点接触して係合する２面接触型カップリング部材４４
はそれぞれ一対の三角柱状の突起４４Ａ、４４Ｂとして
形成されている。各三角柱上の突起４４Ａ、４４Ｂは、
それぞれの断面形状が同一の直角三角形を呈するように
形成されていると共に、それぞれの傾斜面が対向して略
Ｖ字形状の溝として形成されている。略Ｖ字形状の溝と
突起４３と接触する二接面は、それぞれ載置面４２と交
わる他、二接面の交線が載置面と平行になるように構成
される。そして、各突起４３及び２面接触型カップリン
グ部材４４はそれぞれ図１の（ｂ）あるいは図１の
（ｂ）に示すように放射線上に配置されている。本実施
形態においても上記実施形態と同様の作用効果を期する
ことができる。

【００３８】本実施形態では突起４３が半球状の表面を
有するものについて説明したが、その表面は各接触面の
近傍が凸状の３次元曲面（例えば球体等）として形成さ
れたものであれば良い。一方、２面接触型カップリング
部材４４は、平面が対向してＶ字状溝を呈するものにつ
いて説明したが、対向面が平面の他、表面に突起４３と
の二接面がそれぞれ載置面と交わる他、二接面の交線が
載置面と平行になるように構成される２次元曲面を有す
るものであればどのような形態であっても良い。例え
ば、図８に示すように、接触面が湾入した２次元凹面を
持つ場合は、荷重による微小な変形により点接触が微小
面接触となり、耐荷重性、耐磨耗性に優れた組み合わせ
となる。

【００３９】また、図９及び図１０の（ａ）、（ｂ）は
本発明の第５の実施形態の位置決め機構を示す図であ
る。本実施形態の位置決め機構５０は、カセット５１の
下面に互いに略１２０°の中心角をなして交わる３本の
放射線上に配設された互いに形状を異にする３個の突起
５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃと、各突起５３Ａ、５３Ｂ、５
３Ｃの１個の突起５１Ａに対応して載置面５２上に配設
され且つその突起５３Ａと２箇所で点接触して係合する
２面接触型カップリング部材５３Ａと、２面接触型カッ
プリング部材５３Ａが係合する突起５３Ａとは別の１個
の突起５３Ｂに対応して配設され且つその突起５３Ｂと
３箇所で点接触して係合する３面接触型カップリング部
材５４Ｂと、残りの１個の突起５３Ｃに対応して配設さ
れ且つその突起５３Ｃと１箇所で点接触して係合する１
面接触型カップリング部材５４Ｃとを備えて構成されて
いる。そして、上記２面接触型カップリング部材５４Ａ
及びこれと係合する突起５３Ａは上記各実施形態に準じ
て構成されている。

【００４０】上記３面接触型カップリング部材５４Ｂと
係合する突起５３Ｂは、図９及び図１０の（ａ）に示す
ように、三角錐状に形成されている。そして、突起５３
Ｂは、図１０の（ａ）に示すように、一面でカセット５
１と一体化されていると共に一つの頂点が下方へ突出し
ている。一方、３面接触型カップリング部材５４Ｂは、
図１０の（ａ）に示すように、突起５３Ｂの３面と３箇
所で点接触する３個の球状突起からなっている。また、
上記突起５３Ｃは、図１０の（ｂ）に示すように、半球
状の突起として形成され、１面接触型カップリング部材
５４Ｃは突起５３Ｃと一点で点接触する平面として形成
されている。

【００４１】また、上記３面接触型カップリング部材５
４Ｂは、図１１の（ａ）に示すように、３個の球状突起
によって構成され、これに係合する突起５４Ｂは球状に
形成されたものであっても良い。更に、３面接触型カッ
プリング部材５４Ｂは、同図の（ｂ）に示すように、上
端に球状の凹部を有し、これに係合する突起５４Ｂは凹
部の形状に即した球状表面を有するものであっても良
い。従って、図１１の（ａ）、（ｂ）に示すように、カ
セット５１の突起５３Ｂは３次元曲面からなると共に３
面接触型カップリング部材５４Ｂは突起５３Ｂと少なく
とも３箇所で点接触する３次元曲面部分を有するもので
あれば良いことになる。つまり、３面接触型カップリン
グ部材５４Ｂの３接触点をそれぞれ含む３接面は何れも
載置面５４と平行ではなく且つ垂直ではなくいずれの接
面も他の接面と互いに交わっている。このように突起５
３Ｂと３面接触型カップリング部材５４Ｂは、突起５３
Ｂの載置面５２に対する平行移動及び下方への移動を拘
束するように構成されたものであれば良い。また、上記
１面接触型カップリング部材５４Ｃの接触点を含む接面
は載置面５４と平行になっている。従って、本実施形態
においても上記各実施形態に準じた作用効果を期するこ
とができる。

【００４２】また、突起５３Ｂと３面接触型カップリン
グ部材５４Ｂとの組み合わせには、いくつかの面の組み
合わせが可能であるが、いずれの場合にも、突起と３面
接触型カップリング部材５４Ｂとの三接触点におけるそ
れぞれの接線の集まりである三接面が１点で相互に交わ
るとともに、重力により接点が前記の三接面が交わる１
点の方向に力を受けるように配置されている。また、突
起５４Ｃと１面接触型カップリング部材５４Ｃとの組み
合わせには、いくつかの面の組み合わせが可能である
が、いずれの場合にも、突起５３Ｃと１面接触型カップ
リング部材５４Ｃとの接触点における接線の集まりであ
る接面は載置面と略平行である。更に、カップリングの
接触点数に拘らず接触点はその近傍において連続な面同
士の点接触であることが望ましい。

【００４３】また、図１２の（ａ）、（ｂ）は本発明の
第６の実施形態の位置決め機構を示す図である。カセッ
ト６１を搬送するロボットハンドにおいても位置決めを
行うことができるようにしたものである。即ち、カセッ
トの搬出入部の載置面６２Ａにはロボットハンドが侵入
するハンド形状に即した切欠部６２Ｃが形成され、ロボ
ットハンドがカセットの搬出入部に侵入できるようにし
てある。そして、ロボットハンドから搬出入部へカセッ
ト６２を引き渡す位置で、搬出入側の載置面６２Ａとロ
ボットハンド側の載置面６２Ｂで面一の載置面６２が形
成されるようにしてある。また、カセット６１の下面に
は各載置面６２Ａ、６２Ｂ上の各２面接触型カップリン
グ部材部材６４Ａ、６４Ｂと同時に係合する長さの三角
柱状の突起６３が３個配置されている。一方、ロボット
ハンド側の載置面６２Ｂ上にはカセット６１の突起６３
と２点で点接触する２面接触型カップリング部材６４Ｂ
が放射線上には位置され、それぞれの放射線の延長線上
に搬出入側の載置面６２Ｂ上にロボットハンド側のもの
と同一の２面接触型カップリング部材６４Ａが配置され
ている。従って、突起６３及び２面接触型カップリング
部材６４Ａ、６４Ｂは図１に示したものと同一の形状に
形成されている。また、図示してないが、各載置面６２
Ａ、６２Ｂにはの下側には図２に示したものと同一の被
載置体検出手段が配設され、それぞれの被載置体検出手
段により各２面接触型カップリング部材６４Ａ、６４Ｂ
と係合した突起６３を介して位置決めされたカセット６
１を検出できるようにしてある。つまり、カセットの搬
出入部の載置面６２Ａ及びロボットハンドの載置面６２
Ｂの双方で位置決め後のカセット６１を検出できるよう
にしてある。

【００４４】従って、本実施形態によれば、ロボットハ
ンドと搬出入部との間でカセット６１を受け渡す際に、
搬出入部側及びロボットハンド側の双方の載置面６２
Ａ、６２Ｂ上に位置決めされたカセット６１を確実に検
出でき、ロボットハンドと搬出入部との間のカセットの
受け渡しを正確且つ確実に行うことができる。また、こ
のような受け渡しのための配置は三角柱状の突起に限ら
ず、半円筒状など、前記種々の柱状突起を使用すること
ができる。また、半球状の突起の場合にも、２個を隣接
配置することにより同様の効果を持たせることができ
る。

【００４５】尚、上記各実施形態では被載置体として半
導体製造工程に用いられるカセットを例に挙げて説明し
たが、本発明はカセット以外のウエハキャリアについて
も適用することができる。また、カップリング部材は複
数の部材からなるものについて説明したが、複数の部材
が一体的に形成されたものであっても良い。

【００４６】また、上記各実施形態では位置決め機構を
１組設けたものについて説明したが、位置決め機構を２
組以上設けたものであっても良い。２組の位置決め機構
を設ける場合には、１組の位置決め機構を上記各実施形
態のように配置し、他の１組を例えばその内側に配置す
れば良い。更に、被載置体を固定するような場合には、
被載置体の任意の面（上面、側面等）に付加的に位置決
め機構を設けることもできる。更に、本発明は、本発明
の精神に反しない限り、載置面上に載置される被載置体
の位置決めについて広く適用することができる。

【００４７】

【発明の効果】本発明の請求項１〜請求項６、請求項
８、請求項９及び請求項１１に記載の発明によれば、カ
セット等の被載置体を載置面上の載置位置に確実に位置
決めすることができると共に被載置体の重量増加を防
ぎ、底面構造を簡略化することができる被載置体の位置
決め機構を提供することができる。

【００４８】また、本発明の請求項７及び請求項１０に
記載の発明によれば、カセット等の被載置体を載置面上
の載置位置に確実に位置決めすることができると共に被
載置体の重量化を防止することができ、しかも被載置体
が不正に載置された場合に被載置体の載置確認用のパッ
ド以外の部分の干渉や載置面上を被載置体以外の物体が
横切るようなことがあっても誤動作なく被載置体の突起
のみを確実に検出して被載置体が位置決めされたことを
認識することができる被載置体の位置決め機構を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の被載置台の位置決め機構の一実施形態
を示す図で、（ａ）はカセットを載置する直前の状態を
示す斜視図、（ｂ）はカセットを載置した位置決め状態
を示す平面図である。

【図２】図１に示す被載置台の位置決め機構に用いられ
た位置決め機構を取り出して示す図で、（ａ）は位置決
め状態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の横方向の断面図
である。

【図３】本発明の他の実施形態の位置決め機構の要部を
示す図で、（ａ）は位置決め状態を示す平面図、（ｂ）
は（ａ）の横方向の断面図である。

【図４】本発明の更に他の実施形態を示す図で、図１の
（ｂ）の位置決め機構の配置を変えた平面図である。

【図５】（ａ）は本発明の更に他の実施形態を示す、図
１の（ｂ）の位置決め機構の配置を変えた平面図、
（ｂ）は更に他の配置形態を示す平面図である。

【図６】本発明の被載置台の位置決め機構の更に他の実
施形態を示す図１に相当する図で、（ａ）はカセットを
載置する直前の状態を示す斜視図である。

【図７】図６に示す被載置台の位置決め機構に用いられ
た位置決め機構を取り出して示す図で、（ａ）は位置決
め状態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の横方向の断面図
である。

【図８】本発明の更に他の実施形態の被載置台の位置決
め機構に用いられた位置決め機構を取り出して示す図
で、図２の（ｂ）に相当する断面図である。

【図９】本発明の更に他の実施形態を示す図で、図１の
（ｂ）に相当する平面図である。

【図１０】図９に示す位置決め機構を示す図で、（ａ）
は３面接触型の位置決め機構を示す平面図、（ｂ）は１
面接触型の位置決め機構を示す側面図である。

【図１１】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ３面接触型の位置
決め機構の他の実施形態を示す平面図である。

【図１２】本発明の被載置台の位置決め機構の更に他の
実施形態を示す図で、（ａ）はカセットを載置する直前
の状態を示す斜視図、（ｂ）はカセットを載置した位置
決め状態を示す平面図である。

【図１３】従来の被載置台の位置決め機構の一例を示す
図で、（ａ）はカセットを載置した位置決め状態を示す
平面図、（ｂ）はカセットを載置した位置決め状態を示
す部分断面図である。

【符号の説明】

１０、２０、３０、４０、５０、６０位置決め機構１１、２１、３１、４１、５１、６１カセット（被
載置体）１２、２２、３２、４２、５２、６２載置面１３、２３、３３、４３、６３突起１４、２４、３４、４４２面接触型カ
ップリング部材５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ突起５４Ａ、６４Ａ、６４Ｂ２面接触型カ
ップリング部材５４Ｂ３面接触型カ
ップリング部材５４Ｃ１面接触型カ
ップリング部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被載置体を載置面の所定位置に位置決め
する位置決め機構において、上記位置決め機構は、上記
被載置体の下面に一直線上にないように配設された少な
くとも３個の突起と、これらの各突起に対応して上記載
置面上に配設され且つそれぞれの突起と２箇所で点接触
して係合する２面接触型カップリング部材とを備えたこ
とを特徴とする被載置体の位置決め機構。
【請求項２】被載置体を載置面の所定位置に位置決め
する位置決め機構において、上記位置決め機構は、上記
被載置体の下面に一直線上にないように配設された少な
くとも３個の突起と、各突起の１個の突起に対応して上
記載置面上に配設され且つその突起と３箇所で点接触し
て係合する３面接触型カップリング部材と、この３面接
触型カップリング部材が係合する突起とは別の突起に対
応して配設され且つその突起と２箇所で点接触して係合
する２面接触型カップリング部材と、これら両カップリ
ング部材がそれぞれ係合する突起とは別の突起に対応し
て配設され且つその突起と１箇所で点接触して係合する
１面接触型カップリング部材とを備えてなることを特徴
とする被載置体の位置決め機構。
【請求項３】上記３個の突起と２面接触型カップリン
グ部材との接面の交線が被載置物の概中心から放射状に
なるよう配置されてなることを特徴とする請求項１また
は請求項２に記載の被載置体の位置決め機構。
【請求項４】上記突起は断面形状が略三角形からなる
と共に上記２面接触型カップリング部材は上記突起を挟
み且つ互いに対向する３次元曲面を有することを特徴と
する請求項１〜請求項３から選択されるいずれか一つに
記載の被載置体の位置決め機構。
【請求項５】上記突起は表面が２次元曲面からなると
共に上記２面接触型カップリング部材は上記突起を挟み
且つ互いに対向する２次元曲面または３次元曲面を有す
ることを特徴とする請求項１〜請求項３から選択される
いずれか一つに記載の被載置体の位置決め機構。
【請求項６】上記突起は表面が３次元曲面からなると
共に上記２面接触型カップリング部材は上記突起を挟み
且つ互いに対向する平面または２次元曲面からなること
を特徴とする請求項１〜請求項３から選択されるいずれ
か一つに記載の被載置体の位置決め機構。
【請求項７】上記２面接触型カップリング部材に係合
した上記突起の少なくとも１個を検出する被載置体検出
手段を上記載置面の下側に設けたことを特徴とする請求
項１〜請求項６から選択されるいずれか一つに記載の被
載置体の位置決め機構。
【請求項８】上記突起は逆三角錐からなると共に上記
３面接触型カップリング部材は上記突起を挟む３箇所の
３次元曲面部分を有することを特徴とする請求項２に記
載の被載置体の位置決め機構。
【請求項９】上記突起は３次元曲面からなると共に上
記３面接触型カップリング部材は上記突起と少なくとも
３箇所で点接触する３次元曲面部分を有することを特徴
とする請求項２に記載の被載置体の位置決め機構。
【請求項１０】上記２面接触型カップリング部材、上
記３面接触型カップリング部材及び上記１面接触型カッ
プリング部材に係合した上記突起の少なくともいずれか
一つを検出する被載置体検出手段を上記載置面の下側に
設けたことを特徴とする請求項２、請求項８及び請求項
９から選択されるいずれか一つに記載の被載置体の位置
決め機構。
【請求項１１】被載置体の上面または側面に３面接触
型カップリング部材、２面接触型カップリング部材、１
面接触型カップリング部材を任意の数適宜配置し、被載
置体の固定することを特徴とする請求項１〜請求項６及
び請求項８〜請求項１０から選択されるいずれか一つに
記載の被載置体の位置決め機構。