JPWO2019073823A1 - ポッドオープナー - Google Patents

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Abstract

容器を開扉して、容器内部に積み重ねて配置されるカセットを搬送ロボットのフィンガがアクセス可能な状態にするポッドオープナーを安価に提供する。本発明のポッドオープナーは、カセットを鉛直方向に昇降移動させる昇降機構と、カセットが備える係合手段と係合して、前記カセットを支持する第１のフック部材と、第１のフック部材によって支持される第２のフック部材と、第１のフック部材と第２のフック部材とをカセットに対して前進及び後退移動させる進退機構と、第２のフック部材を上方へ付勢する付勢部材と、カセットが配置される内部空間を所定の雰囲気に維持する雰囲気維持装置とを備え、第２のフック部材は第１のフック部材に対して変位可能に構成する。

Description

本発明は、半導体ウエハ等の平板状基板の表面に微細な回路パターンを形成する各種製造工程間での基板の移送、及びこれら基板に対して回路パターン形成のための各種表面処理を施す処理装置内での基板の搬送に関するものである。特に、基板を収容する容器を開扉して、容器内部に積層状態で収容されている基板を、搬送ロボットがアクセス可能な状態にする容器開閉装置、及び容器開閉装置を備える基板処理システムに関するものである。
半導体ウエハや液晶パネル、有機ＥＬパネルといった平板状の基板を各製造工程間で移送する場合には、基板は、収納容器内に所定の間隔をあけて形成される棚板に水平に支持された状態で移送される。特に、半導体ウエハはＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）と呼ばれる密閉可能な容器に収納されて移送されることが殆どである。ＦＯＵＰに備えられる各棚板の上下方向のピッチはＳＥＭＩ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）規格によって規定されていて、直径３００ｍｍの半導体ウエハでは１０ｍｍ、直径４５０ｍｍの半導体ウエハでは１２ｍｍと規定されている。これは、ウエハ搬送ロボット等が備えるウエハ保持手段が半導体ウエハを搬送するために棚板に支持された半導体ウエハの間を進入することを考慮して規定された寸法である。
近年、半導体の回路線幅の微細化が進行して、半導体ウエハ表面への塵埃の付着や、表面に形成された回路パターンに生成される不要な自然酸化膜が、製品の歩留まりを悪化させる原因として大きな問題となっている。そこで、ＦＯＵＰ内部に窒素などの不活性ガスを充填したり、容器内部を真空状態にしたりして、塵埃の付着や自然酸化膜の生成を抑制する対策がなされている。
先行技術として特許文献１に示すような基板搬入装置がある。なお、段落［０００４］および［０００６］で各部の名称と共に付している数字は、特許文献１に付された各部の番号である。図１は従来の真空容器１と、この真空容器１を開扉して、搬送ロボットが基板を搬送可能な状態にする基板搬入装置２を示す図である。この従来の真空容器１は、底蓋１１と、底蓋１１の載置面に載置されるカセット７と、カセット７を被って底蓋１１に係合されるカセット容器１０とで構成される。カセット容器１０は基板搬入装置２の所定の載置部２５に載置され、底蓋１１とカセット容器１０との係合が解除された後、基板搬入装置２に備えられた昇降機構２２によって基板８を収容しているカセット７をカセット室２０の内部へと移動させる。そして、基板８は搬送手段によって処理装置へと搬送され、所定の処理が施される。その後、所定の処理が終了した基板８が搬送手段によってカセット７へと戻された後、カセット７と底蓋１１が昇降機構によって上昇させられ、カセット容器１０と底蓋１１とが係合される。基板搬入装置２の容器載置面とカセット容器１０の下面とは気密に接触していて、上記一連の動作を行ったことによりカセット室２０内部の真空雰囲気が損なわれることはない。
特開２００４−１４０２７８号公報
この真空容器１と基板搬入装置２を使用することによって、基板８を大気雰囲気に曝すことなく各真空処理装置へと搬送することが可能になり、基板表面への不要な自然酸化膜の生成や塵埃の付着といったトラブルを減少させることが可能になった。しかしながら、このカセット７は、基板８を搬送する搬送ロボットのウエハ保持手段が挿入可能な上下ピッチを有するように構成されているため、カセット７の上下方向の寸法が高くなっている。その結果、カセット７を収容する真空容器１の容積が大きくなってしまい、所定の真空圧まで降圧させるのに長い時間が必要になる。また、容積が大きくなることにより真空容器１の表面積も大きくなってしまい、カセット７や底蓋１１の厚みを厚くする必要があり、真空容器１の製造コストが高くなってしまうのである。さらに、真空容器１を大きくすることで、真空容器１の重量も重くなってしまうのである。現在では、真空容器１を工程間で移送するのは工場内に設置された工程間移送手段が行うが、真空容器１をこの工程間移送手段が運ぶことが可能な重量に抑えようとすると、多くの基板８を運ぶことが出来なくなってしまうのである。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、基板を支持する基板カセットを上下方向に積み重ねた状態で収容する真空容器を開扉して、内部に収容された基板カセットを搬送ロボットがアクセス可能な状態に変位させることが可能なポッドオープナー、及び基板搬送システムを安価に提供することを課題とする。
上記課題を達成するために、本発明のポッドオープナーは、基板を支持して上下方向に積み重ねて配置されるカセットを収納する容器を所定の位置に載置して、前記カセットに支持される前記基板を搬送装置の基板保持部材によってアクセス可能な状態にするポッドオープナーであって、前記積み重ねて配置される前記カセットを鉛直方向に昇降移動させる昇降機構と、前記カセットが備える係合手段と係合して、前記カセットを支持する第１のフック部材と、前記第１のフック部材によって支持される前記カセットの直下に配置されるカセットが備える係合手段と係合して、前記直下に配置されるカセットを支持する第２のフック部材と、前記第１のフック部材と前記第２のフック部材とを前記カセットに対して前進及び後退移動させる進退機構と、前記第２のフック部材を上方へ付勢する付勢部材と、前記カセットが配置される内部空間を所定の雰囲気に維持する雰囲気維持装置と、を備え、前記第２のフック部材は前記第１のフック部材に対して変位可能であることを特徴としている。
また、本発明のポッドオープナーは、前記第２のフック部材が前記カセットと係合していないときは、前記第１のフック部材の係合部と前記第２のフック部材の係合部との上下方向のピッチが、前記積み重ねて配置されるカセットの各係合手段の上下方向のピッチと略同一であることを特徴としている。
上記構成とすることで、ポッドオープナーは、基板を支持する基板カセットを上下方向に積み重ねた状態で真空容器の内部に収容されていた基板カセットを、搬送ロボットがアクセス可能な状態に変位させることが出来るので、カセットを積み重ねた状態で真空容器に収容することが可能になり、真空容器の上下方向の寸法を可及的に小さくすることが出来る。さらに、所定のカセットのみを第１と第２のフック部材で支持して、基板保持部材がアクセスできるようにしているので、それ以外のカセットは積み重ねられた状態のままである。これにより、ポッドオープナーのカセットを収容する空間の容積を小さくすることが可能になるので、ポッドオープナーの寸法を小さくすることが出来る。さらに、昇降機構やその他の部材の寸法を小さくすることが可能になるので、製造コストを削減して安価に提供することが出来る。
また、本発明のポッドオープナーが備える付勢部材は、ねじりバネやコイルバネといった弾性体で構成されることとしてもよい。上記構成とすることで、簡単な構造で安価にポッドオープナーを提供することが出来る。また、弾性体に代えて錘を備えることとしてもよい。錘を第２のフック部材を支点であるシャフトに関して、第２のフック部材が前記カセットを支持する部分とは反対側に配置することで、第２の支持部材にカセットの荷重が掛かっていないときには第２の支持部材を第１の支持部材に近付け、第２の支持部材にカセットの荷重が掛かったときには第２の支持部材を第１の支持部材から遠ざけて水平状態に維持させることが出来る。また、錘とねじりバネ、錘とコイルバネといった異なる種類の付勢部材を組み合わせて一つの第２の支持部材に備えることも可能である。
また、本発明の基板処理システムは、ポッドオープナーと、前記基板を搬送する真空搬送ロボットと、前記真空搬送ロボットを内部空間に収容して、前記内部空間を真空状態に維持する真空維持手段を備える真空搬送装置と、前記基板に各種処理を施す処理装置とを備えることを特徴としている。
さらに、本発明の大気搬送システムは、ポッドオープナーと、前記基板を搬送する大気搬送ロボットと、前記大気搬送ロボットを内部空間に収容して、前記内部空間を不活性ガス雰囲気に維持する不活性ガス供給手段を備える大気搬送室と、前記大気搬送室に固定されるロードポートと、前記ポッドオープナーと前記大気搬送室とはゲートバルブを介して接続され、さらに、前記ポッドオープナーは、その内部空間を真空状態に維持する真空維持手段と、前記不活性ガス維持手段を備えることを特徴としている。
上記構成によれば、小型で簡単な構造のポッドオープナーを安価に提供することが可能になる。
図１は、従来の真空容器と基板搬入装置を示す図である。 図２は、本発明の一実施形態であるカセットを示す図である。 図３は、本発明の一実施形態であるカセットと収納容器を示す図である。 図４は、本発明の一実施形態である底板を上面から見た図である。 図５は、本発明の一実施形態であるポッドオープナーを備えるウエハ処理システムＳを示す断面図である。 図６は、本実施形態のポッドオープナーを真空搬送ロボットが配置される側から見た断面図である。 図７は、本発明の一実施形態であるカセット支持機構の概要を示す図である。 図８は、本発明の一実施形態であるカセット支持機構がカセットと係合する位置まで移動した状態を示す断面図である。 図９は、本発明の一実施形態であるカセット支持機構がカセットとカセットを支持している状態を示す断面図である。 図１０は、本発明の他の実施形態であるカセット支持機構の概要を示す図である。 図１１は、本発明の他の実施形態であるカセット支持機構の概要を示す図である。 図１２は、本発明の他の実施形態であるカセットを示す図である。 図１３は、本発明の一実施形態である大気搬送システムを示す断面図である。
以下、図を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図２は基板を支持して上下方向に積み重ねて配置されるカセット３を示す図であり、図３は積み重ねられたカセット３と、このカセット３を収納して密閉する収納容器４を示す図である。また、図４は収納容器４の底板１４を上面から見た図である。なお、本実施形態で使用される基板は半導体ウエハＷであり、収納容器４は容器内部を真空状態に維持可能な真空ポッドである。以下、収納容器４を適宜「真空ポッド４」とも称する。
本実施形態のカセット３はウエハＷを載置する部材であり、円筒状の部材の一部が切り取られた略Ｃの字状に形成されていて、この切り取られた領域５は、後述する真空搬送ロボット６の基板保持部材であるフィンガ９が通過可能な間隔を有してしる。また、カセット３の内周面にはウエハＷを支持するための支持プレート１２が、領域５の中央部とカセット３の中心を通り水平方向に延在する中心線Ｃ１に関して左右対称の位置となるように配置されている。また、カセット３の下端部には、下方にいくにしたがって外側の側面から内側の側面に向かって直径が小さくなるように勾配（テーパー）３ａが形成されている。また、カセット３の上端部には、下方にいくにしたがって外側の側面から内側の側面に向かって直径が小さくなるように勾配（テーパー）３ｂが形成されている。これにより、複数のカセット３を積み重ねた際に、それぞれのカセット３の上部テーパー３ｓと下部テーパー３ｐとが嵌合して、互いに所定の位置に位置決めされる。
本実施形態のカセット３は、内部に直径３００ｍｍのウエハＷを収容可能な大きさを有していて、上下方向の高さ寸法は４ｍｍに形成されている。半導体製造装置に関する国際規格であるＳＥＭＩ規格によると、ウエハＷを収納するＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）のウエハ収納ピッチは１０ｍｍと規定されている。よって、本実施形態のカセット３を使用することで、ＦＯＵＰを使用する場合に比べて約６０％の容積が削減される。また、支持プレート１２のウエハ載置面にはウエハＷの形状と合致する窪みが形成されていて、ウエハＷは支持プレート１２の所定の位置に載置される構造を有している。
本実施形態のカセット３の外周面には後述するポッドオープナー３０の第１と第２のフック部材４１、４２と係合する係合部材１３が、中心線Ｃ１に関して左右対称に配置されている。なお、本実施形態では、カセット３の外周面から突出するように係合部材１３を左右に各１個設ける形態としている。これ以外にも、係合部材１３ａをカセット３´の左右に各２個設ける形態としてもよい。図１２（ａ）を参照。さらに、係合部材１３、１３ａに代えて、各フック部材４１、４２と係合する係合手段として、係合孔１３ｓをカセット３´´の外周に穿設する形態としてもよい。図１２（ｂ）を参照。また、本実施形態のカセット３は、ＰＥＥＫ材（ポリエーテルエーテルケトン）やポリカーボネートといった樹脂材料で成形されているが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、アルミニウムやステンレススチールといった金属製とすることも可能である。
次に、カセット３を収納する収納容器４について説明する。本実施形態の収納容器４は内部を真空状態に維持することが可能な構造を有する真空ポッド４であり、１０個のカセット３を上下方向に積み重ねた状態で収納することが出来る容積を有している。本実施形態の真空ポッド４は、カセット３を所定の位置に載置する底板１４と、底板１４に載置された１０段のカセット３を覆って底板１４と気密に嵌合するケーシング１５とで構成されている。
ケーシング１５は略円筒状に形成されていて、下端部には底板１４と気密に嵌合可能な開口部が形成されている。また、ケーシング１５の上部はドーム状の蓋部材１５ａによって気密に閉じられている。開口部は水平に配置されたカセット３が通過可能な直径を有していて、この開口部周縁には径方向に突出する鍔部１６が形成されている。この鍔部１６には底板１４の係合プレート１９と係合するための係合孔１６ａが所定の間隔を空けて穿設されている。また、蓋部材１５ａには、トップフランジ１７が上方に突出するように形成されている。トップフランジ１７は、クリーンルーム内の搬送設備であるＯＨＴ（Ｏｖｅｒ Ｈｅａｄ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）の天井走行車が備える把持手段に対応する形状を有していて、真空ポッド４は、天井走行車によってこのトップフランジ１７を把持された状態で、クリーンルーム内の所定の場所まで移送される。また、ケーシング１５のポッドステージ１８に対向する面には、ポッドステージ１８の表面と接触して真空ポッド４内部の雰囲気と外部雰囲気とを気密に閉塞するためのリング状のシール部材３２が固定されている。
なお、本実施形態のケーシング１５は、軽量化のために透明なポリカーボネートで製造されているが、それ以外にもアルミニウムやステンレススチール、チタンといった金属材料やガラスなどで製造することも可能である。また、金属材料で製造される場合、内部の様子を目視するための窓を設け、この窓を閉鎖するための部材に透明な樹脂材料やガラス材料を用いることも出来る。
真空ポッド４の底板１４は略円柱状の箱状の部材であり、上面にはカセット３を所定の位置に案内するための位置決め溝１４ａが形成され、周縁部には底板１４とケーシング１５との隙間を気密に閉塞するリング状のシール部材１４ｂが固定されている。位置決め溝１４ａは断面形状が略Ｖ字状の溝であり、カセット３の下面に形成されているテーパー部に対応する形状を有している。なお、底板１４上面のカセット３が載置される領域は周囲よりも上方に隆起した形状を有している。これは、後述するカセット支持機構４０が最下段のカセット３と係合する際に、底板１４とカセット支持機構４０とが干渉するのを避けるためである。また、底板１４の内部にはケーシング１５と係合するための係合機構が備えられている。本実施形態の底板１４が備える係合機構は、ケーシング１５の鍔部１６に穿設されている係合孔１６ａに対して出没可能に配置される係合プレート１９と、この係合プレート１９を出没動作させるロック部材２０とで構成される。ロック部材２０は、ポッドステージ１８のステージドア２９と対向する面に長方形のキー溝２０ａが形成されていて、このキー溝２０ａに、後述するステージドア２９に備えられたキー部材１８ａが挿入されて、キー部材１８ａが所定の方向に回転することでロック部材２０も回転して、その回転動作に連動して係合プレート１９が係合孔１６ａに対して出没することにより、係合状態と解除状態とを切換えることが出来る構造となっている。また、キー部材１８ａを所定の方向に回転させることでケーシング１５と底板１４との係合を解除すると同時に底板１４とステージドア２９とを係合状態にする。さらに、キー部材１８ａを反対の方向に回転させることで底板１４とステージドア２９との係合を解除すると同時にケーシング１５と底板１４とを係合状態にする。
本実施形態の底板１４は、透明なポリカーボネートで製造されているが、それ以外にも、例えば、アルミニウムやステンレススチール、チタンといった金属材料やガラスなどで製造することも可能である。また、底板１４の外周を囲う部材を金属材料で製造し、内部に配置される係合機構をポリカーボネートやＰＥＥＫ材といった樹脂材料で製造することも可能である。さらに、本実施形態の底板１４には、真空ポッド４の内部に残留する気体を吸引して所定の真空圧にするための逆止弁を備えることとしてもよい。逆止弁を備えることで、搬送途中等に真空ポッド４内部の内圧が所定の真空圧よりも上昇した場合、ポンプ等により真空ポッド４内部雰囲気を吸引して所定の真空圧に戻すことが出来る。また、真空に維持された真空ポッド４内部の圧力を大気圧付近に戻すためのリリーフ弁を備えることとしてもよい。リリーフ弁を設けることで、真空ポッド４を開ける必要が発生した場合、ポッドオープナー３０を使用することなく手動で真空ポッド４を開けることが出来る。
次に、上記説明した真空ポッド４を開扉して、内部に収納されるカセット３を真空搬送ロボット６がアクセス可能な状態にするポッドオープナー３０について説明する。図５は本発明の一実施形態であるポッドオープナー３０を備えるウエハ処理システムＳを示す断面図であり、図６は本実施形態のポッドオープナー３０を真空搬送ロボット６が配置される側から見た断面図である。なお、図５において、図が煩雑になるのを避けるため、本来存在するカセット支持機構４０は省略している。本実施形態のウエハ処理システムＳは、真空雰囲気内でウエハの表面にＣＶＤやエッチングといった各種処理を施す処理装置２３と、真空雰囲気内でカセット３アクセスして、カセット３と処理装置２３との間で搬送する真空搬送ロボット６と、真空搬送ロボット６が収容され、真空雰囲気に維持可能な空間を形成する真空搬送室２４と、真空ポッド４を開閉して内部に収容されたカセット３を真空搬送ロボット６が搬送可能な状態にするポッドオープナー３０とで構成されている。ここで、アクセスとは、真空搬送ロボット６がカセット３上に載置されているウエハＷをフィンガ９で保持して処理装置２３へと搬出すること、及び真空搬送ロボット６が処理装置２３から搬送してきたウエハＷを空のカセット３上の所定の位置に受け渡すことを意味する。
処理装置２３と真空搬送室２４とポッドオープナー３０は、それぞれが備える真空雰囲気維持装置によって内部空間を真空雰囲気に維持される。また、処理装置２３と真空搬送室２４とはゲートバルブ２７を介して接続される。ゲートバルブ２７は処理装置２３と真空搬送室２４の内部雰囲気を開放状態と閉鎖状態に切替可能な部材であり、このゲートバルブ２７を閉鎖状態とすることで処理装置２３内部に供給されるガスが真空搬送室２４やポッドオープナー３０の内部空間に侵入することを防止している。また、ゲートバルブ２７が開放状態、すなわち処理装置２３と真空搬送室２４との間の内部が連通状態にあるとき、真空搬送ロボット６は処理装置２３に対してウエハＷを搬送することが可能になる。なお、本実施形態のウエハ処理システムＳが備える真空搬送ロボット６は、ウエハＷを下方から保持するフィンガ９と、先端にフィンガ９を備え、屈伸動作を行うことでフィンガ９を進退移動させるアーム体と、このアーム体を支持して水平面内で旋回移動させる旋回部と、旋回部を昇降移動させる昇降部と、これらの機構をそれぞれ個別に駆動する駆動源とで構成される公知のものである。また、本実施形態のウエハ処理システムＳには、カセット３にウエハＷが載置されているか否かを判別する透過光式センサが備えられている。透過光式センサは投光器から照射される光軸Ｄを受光器が検知するとカセット３上にウエハＷが存在しないと判断し、光軸ＤがウエハＷに遮られて受光器が光軸Ｄを検知しない場合は、カセット３上にウエハＷが存在すると判断する。これにより、カセット３上のウエハＷの存否を検出することが可能になり、真空搬送ロボット６の誤動作を防止することができる。
本発明の一実施形態であるポッドオープナー３０は略箱状に形成されていて、ポッドオープナー３０の内部空間は真空搬送室２４の内部空間と連通している。本実施形態のポッドオープナー３０には、真空雰囲気維持装置として真空ポンプ２６ａと制御弁２６ｂとが備えられていて、真空ポンプ２６ａと制御弁２６ｂとは配管２６ｃを介してポッドオープナー３０の内部空間と接続されている。また、ポッドオープナー３０内部の真空圧力を測定する圧力センサ２６ｄが配管２６ｃを介してポッドオープナー３０内部と接続されている。さらに、本実施形態のポッドオープナー３０の上面には真空ポッド４を載置するポッドステージ１８が設けられていて、円形の開口２８が形成されている。この開口２８は円盤状のステージドア２９によって内部から気密に閉鎖可能になっている。上記構成により、ポッドオープナー３０の内部空間と真空搬送室２４の内部空間とは、所定の真空圧雰囲気に維持されることが出来る。なお、本実施形態のポッドオープナー３０は、内部空間を真空状態に維持する真空雰囲気維持装置を備える構成としているが、本発明はこれに限定されることはなく、内部空間を窒素ガスやアルゴンガスといった不活性ガス雰囲気に維持する不活性ガス雰囲気維持装置を備えることとしてもよく、それ以外の所定の雰囲気に維持する構成としてもよい。
ポッドオープナー３０上面のポッドステージ１８には、載置される真空ポッド４を所定の位置に案内する位置決め部材３１が開口２８の周縁に所定の間隔を空けて配置されている。また、ポッドステージ１８に真空ポッド４を載置した際には、真空ポッド４のケーシング１５底部に固定されたシール部材３２とポッドステージ１８上面とが気密に接触することで、ポッドオープナー３０の内部は真空状態が維持される。なお、本実施形態のポッドオープナー３０には、載置した真空ポッド４を固定するために、真空ポッド４をポッドステージ１８の載置面に固定する固定部材を備えてもよい。
開口２８はケーシング１５から分離された底板１４とカセット３の通過孔であり、底板１４の直径よりも大きく、ケーシング１５の底面の直径よりも小さい直径を有している。この開口２８は円盤状のステージドア２９によってポッドオープナー３０の内部空間から気密に閉鎖される。ステージドア２９の開口２８周縁と接触する面には、開口２８を気密に閉鎖するためのリング状のシール部材３３が固定されている。
ステージドア２９はポッドオープナー３０が備える昇降機構３４によってポッドオープナー３０の内部空間を鉛直方向に昇降移動させられる。昇降機構３４は、駆動源であるステッピングモータ３５と、ステッピングモータ３５の出力軸の回転動作をステージドア２９の鉛直方向の昇降移動に変換する案内手段３６を備えており、ステッピングモータ３５の回転動作が不図示のプーリと歯付きベルトを介して案内手段３６を構成する送りネジへと伝達され、送りネジが備える移動子と移動子に固定されている昇降シャフト３７を昇降移動させる。また、案内手段３６が備える不図示のガイドレールがこの昇降シャフト３７を鉛直な移動方向に案内する。昇降シャフト３７はポッドオープナー３０の底面に形成された開口３８を貫通して配置されていて、昇降シャフト３７の上面にはステージドア２９が固定されている。上記構成により、ステッピングモータ３５の作動により、ステージドア２９は所定の位置まで昇降移動することが出来る。
ステージドア２９には、略Ｔ字状のキー部材１８ａが備えられている。このキー部材１８ａが底板１４に配置されたロック部材２０のキー溝２０ａに係合して所定の方向に回転することで、ケーシング１５と底板１４との係合状態と解除状態とを切換えることが出来る。本実施形態のポッドオープナー３０では、キー部材１８ａを回転動作させる駆動源としてステッピングモータが使用されていて、このステッピングモータは昇降シャフト３７の内部に収容されている。昇降機構３４のステッピングモータ３５とこの係合機構のステッピングモータとは、ポッドオープナー３０が備える不図示の制御部と電気的に接続されていて、作動はこの制御部により制御されている。
また、ポッドオープナー３０内部の底面には真空雰囲気に対応するベローズ３９の下端が気密に取り付けられている。ベローズ３９の上端はステージドア２９の下面に気密に取り付けられていて、これにより、ポッドオープナー３０の内部空間が真空状態に維持された状態でもステージドア２９はポッドオープナー３０の内部で昇降移動することができる。
次に、本発明の一実施形態であるポッドオープナー３０が備えるカセット支持機構４０について説明する。図７（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施形態であるカセット支持機構４０の概要を示す図である。以下の説明においては、カセット３、３´、３´´が特定の位置関係にある状態を示すときには、それぞれのカセット３ａ、３ｂ、３ｃと称する。本実施形態のカセット支持機構４０は、積み重ねられた状態で下降して来るカセット３のうち、所定のカセット３ａの係合部材１３ａと係合してカセット３ａを支持する第１のフック部材４１と、第１のフック部材４１に対して変位可能に設けられ、第１のフック部材４１によって支持される第２のフック部材４２と、この第１のフック部材４１と第２のフック部材４２とを支持し、且つ、カセット３に対して進退移動させる進退機構４３とで構成されている。
本実施形態のフック部材４１、４２は、それぞれ略Ｌ字状の形状をしていて、水平方向に延在する係合部４１ａ、４２ａが所定のカセット３の係合部材１３と係合することで、カセット３を落下させることなく鉛直方向に支持する。各係合部４１ａ、４２ａの上下方向の寸法は、積み重ねて配置される各カセット３の係合部材１３の上下方向のピッチよりも小さく構成されている。なお、カセット３は上下に積み重ねて配置されていることから、係合するカセット３とそのカセット３の上に配置される全てのカセット３を支持する第１のフック部材４１の方が大きな荷重を支持する必要があるので、第１のフック部材４１の方が第２のフック部材４２よりも高い剛性を有するように構成されている。また、第１のフック部材４１は進退機構４３の先端部分に固定されていて、第２のフック部材４２は第１のフック部材４１に対して変位可能に、第１のフック部材４１に支承されている。さらに、本実施形態の第１のフック部材４１と第２のフック部材４２の鉛直方向に延在するコラム部４１ｂ、４２ｂには、それぞれ水平方向の孔４４が形成されていて、この水平方向の孔４４にシャフト４５が挿通されることで、第２のフック部材４２はシャフト４５を支点にして揺動移動することで、第１のフック部材４１に対する位置を変えることが出来る。
また本実施形態の第１のフック部材４１と第２のフック部材４２には弾性体であるねじりバネ４６が掛け渡されている。このねじりバネ４６は、第２のフック部材４２を、シャフト４５を支点にして図面上で時計回りの方向に付勢している。ねじりバネ４６に付勢された第２のフック部材４２は、シャフト４５を支点にして第１のフック部材４１に向かって接近する方向に回動するが、第１のフック部材４１の係合部４１ａの下部に設けられたストッパ５０に当接することで、第２のフック部材４２の時計回りの（上向きの）回動は規制される。第２のフック部材４２がストッパ５０に当接しているときの、第１のフック部材４１の係合部４１ａの先端部と第２のフック部材４２の係合部４２ａの先端部との上下方向のピッチは、積み重ねて配置されるカセット３の係合部材１３の上下方向のピッチと略同一になる。これにより、第１のフック部材４１と第２のフック部材４２とは、各係合部材１３の間に進入することが可能になる。すなわち、積み重ねて配置されるカセット３に対して、第１のフック部材４１は、所定のカセット３ａと直下に配置されるカセット３ｂとの間に、第２のフック部材４２は、カセット３ｂと直下に配置されるカセット３ｃとの間に、それぞれ進入することが可能になる。
また、第１のフック部材４１のコラム部４１ｂにはストッパ４７が形成されている。これは、第２のフック部材４２の係合部４２ａにカセット３の荷重がかかった際に、第２のフック部材４２のシャフト４５を支点にした図面視して反時計回りの（下向きの）回動を規制するためのものである。ストッパ４７に当接する際の第２のフック部材４２の位置は、カセット３ｂと係合する係合部４２ａの上面が水平となる位置であり、これにより、第２のフック部材４２は、第１のフック部材４１が支持するカセット３ａに対して所定の間隔Ａを空けて、カセット３ｂを係合部４２ａで支持することが出来る。図７（ｂ）を参照。
また、本実施形態に使用されるねじりバネ４６は、第２のフック部材４２に何も荷重がかかっていない場合は、第２のフック部材４２を第１のフック部材４１に向かって時計回りに回動させるのに十分な付勢力を有するように設定されている。また、ねじりバネ４６の付勢力は、第２のフック部材４２にカセット３の荷重がかかった場合には、第２のフック部材４２にかかる荷重を支えることが出来ない程度に設定されている。ねじりバネ４６に設定されるこの付勢力により、第２のフック部材４２は、係合部４２ａに荷重が掛かっていないときには、係合部４２ａを第１のフック部材４１の係合部４１ａに近付けた姿勢を維持できる。
積み重ねられたカセット３のうちの所定のカセット３ａを第１のフック部材４１で支持し、第１のフック部材４１によって支持されるカセット３ａの真下のカセット３ｂを第２のフック部材４２で支持することによって、カセット３ａとカセット３ｂとの間に、真空搬送ロボット６のフィンガ９が通過可能な隙間Ａが形成される。また、昇降機構３４を下降動作させて第２のフック部材４２によって支持されるカセット３ｂよりも下に配置されるカセット３を下方に移動させることで、カセット３ｂとこのカセット３ｂの直下に配置されるカセット３ｃとの間に、真空搬送ロボット６のフィンガ９が通過可能な隙間Ｂが形成される。これによって、真空搬送ロボット６がフィンガ９で保持しているウエハＷをカセット３ｂに載置したり、カセット３ｂに載置されているウエハＷを持ち上げて処理装置２３まで搬送したりといったカセット３ｂへのアクセスが可能になる。
次に、第１のフック部材４１と第２のフック部材４２とをカセット３に対して進退移動させる進退機構４３について図６を参照して説明する。本実施形態の進退機構４３は、フック部材４１、４２を進退移動させる駆動源として公知のエアシリンダを使用している。エアシリンダ（進退機構４３）は、不図示の供給源からチューブを介して送られてくる空気の供給を制御することで、ピストンロッド４８をカセット３に対して進退移動させる。ピストンロッド４８の先端には第１のフック部材４１のコラム部４２ｂが固定されており、これにより、エアシリンダの作動によって、第１のフック部材４１と第２のフック部材４２とは、カセット３に対して進退移動することができる。なお、駆動源としてはエアシリンダに限定されることはなく、例えば油圧シリンダや公知のステッピングモータやアクチュエータを使用することも十分可能である。また、エアシリンダの作動は不図示の制御部により制御される。
ピストンロッド４８の先端部には真空圧対応のベローズ４９の一端が気密に固定されている。また、ベローズ４９の他端はポッドオープナー３０の内側の壁に気密に固定されている。これにより、エアシリンダとピストンロッド４８はポッドオープナー３０の内部雰囲気とは隔離されることとなり、ポッドオープナー３０内部の真空雰囲気は維持される。さらに、ピストンロッド４８の進退移動により発生する塵埃がポッドオープナー３０の内部空間に飛散してウエハＷに悪影響を及ぼすことを防止できる。また、本実施形態のポッドオープナー３０はカセット支持機構４０を４個備えている。これにより、カセット３の中心線Ｃ１に関して対称の位置に配置される係合部材１３に対してそれぞれ２個のカセット支持機構４０が係合することでカセット３を鉛直方向に支持することが出来る。なお、本発明はこれに限定されることはなく、例えばカセット支持機構４０を左右に１個ずつ配置することとしてもよいし、カセット支持機構４０を複数個配置することとしてもよい。
次に、本発明の一実施形態であるポッドオープナー３０の動作について詳しく説明する。ＯＨＴにより移送された真空ポッド４は、ポッド位置決め部材によってポッドステージ１８の所定の位置に案内されて載置される。図６を参照。次に、ステージドア２９のキー部材１８ａが所定の回転動作することによって、ケーシング１５と底板１４の係合が解除されると同時に底板１４とステージドア２９とが係合される。次に、昇降機構３４のステッピングモータ３５が作動して、ステージドア２９を下降移動させる。このステージドア２９の下降移動により、ステージドア２９と係合する底板１４と、底板１４上に載置されるカセット３も一体的に下降を開始する。また、このステージドア２９の下降移動により開口２８は開放状態となり、ポッドオープナー３０の内部雰囲気と真空ポッド４の内部雰囲気とが連通状態となる。この時、ポッドオープナー３０の開口２８は真空ポッド４のケーシング１５によって気密に閉鎖されているので、ポッドオープナー３０の内部に外部からの空気が侵入することは無い。
ステージドア２９が所定の位置まで下降移動するとステッピングモータ３５は一旦作動を停止する。なお、本説明では、目的のウエハＷは、１０段に積み重ねられているカセット３のうち、下から９段目のカセット３ｂにのみ収納されているものとしていて、所定の位置とは、第１のフック部材４１が最上段の１０段目のカセット３ａを支持可能であり、第２のフック部材４２が下から９段目のカセット３ｂを支持可能な位置のことである。ステッピングモータ３５が一旦停止すると、制御部は進退機構４３（エアシリンダ）を作動させて、ピストンロッド４８と第１と第２のフック部材４１、４２とを、水平方向に前進移動させる。この時、第１と第２のフック部材４１、４２の支持面は、カセット３ａ、３ｂの各係合部材１３ａ、１３ｂの真下の位置まで移動する。図８を参照。エアシリンダの作動が完了すると、制御部は、再びステッピングモータ３５を作動させてステージドア２９を下降移動させる。
このステージドア２９の下降移動によって、カセット３ａの係合部材１３ａが第１のフック部材４１に接触することで、カセット３ａは第１のフック部材４１によって鉛直方向に支持される。さらに、ステージドア２９がなおも下降移動を続けると、カセット３ａの直下に位置するカセット３ｂの係合部材１３ｂが第２のフック部材４２に接触する。第２のフック部材４２に備えられているねじりバネ４６はカセット３ｂの重量を支える付勢力を有していないので、第２のフック部材４２は、カセット３ｂの下降移動にしたがってシャフト４５を支点として下向きの回動を継続する。その後、第２のフック部材４２のカセット支持面が略水平となる位置まで回動すると、第２のフック部材４２はストッパ４７に当接することで下向きの回転動作を規制される。これにより、第２のフック部材４２は、コラム部４２ｂが略水平となる姿勢で停止する。上記動作により、カセット３ａとカセット３ｂとの間にフィンガ９が通過可能な隙間Ａが形成される。
第２のフック部材４２の回転動作が停止してもステッピングモータ３５は動作を停止することなく、予め教示された所定の位置までステージドア２９を下降移動させ、所定の位置に到達したところで下降動作を停止する。図９を参照。上記動作により、カセット３ｂとその直下のカセット３ｃとの間に、真空搬送ロボット６のフィンガ９が通過可能な隙間Ｂが形成される。ここで、真空搬送ロボット６は、隙間Ｂを介してフィンガ９をカセット３ｂとカセット３ｃの間に挿入させ、フィンガ９をカセット３ｂに支持されるウエハＷの真下まで移動させた後、第１のフック部材４１によって支持されるカセット３ａとカセット３ｂとの間の隙間Ａまで上昇移動させてウエハＷを保持したのち、カセット３ａとカセット３ｂとの間に形成される隙間Ａを介してウエハＷを処理装置２３へと搬送する。また、処理装置２３からウエハＷをカセット３ｂに受け渡す場合には、真空搬送ロボット６はフィンガ９を、隙間Ａを通してウエハＷをカセット３ｂの真上まで移動させた後、フィンガ９を隙間Ｂまで下降移動させることでウエハＷをカセット３ｂ上に受け渡すことができる。ウエハＷをカセット３ｂに受け渡したら、真空搬送ロボット６はフィンガ９を、隙間Ｂを通って元の位置まで移動させる。
上記のように、本発明のポッドオープナー３０は、積み重ねて配置されるカセット３のうち真空搬送ロボット６がアクセスしようとするカセット３ｂを第２のフック部材４２で支持して、その真上のカセット３ａを第１のフック部材４１で支持することで、簡単な構造により搬送ロボット６のフィンガ９が通過可能な隙間Ａを形成する構成となっている。この動作は、積み重ねられて配置されるカセット３のそれぞれの位置情報を制御部に教示することで、いずれの段に配置されるカセット３にも適用できる。
次に、ウエハＷを処理装置２３からカセット３ｂへ搬送して真空ポッド４に収納するまでの動作を説明する。搬送ロボット６によるカセット３へのアクセスが終了し、フィンガ９が所定の位置まで移動したら、制御部は昇降機構３４のステッピングモータ３５を作動させてステージドア２９を上昇移動させる。ステージドア２９が上昇移動することで底板１４と底板１４上に積み重ねられているカセット３も上昇移動して、カセット３ｃの上面と第２のフック部材４２に支持されるカセット３ｂの下面とが接触する。カセット３ｃの上面とカセット３ｂの下面とはテーパー状の断面に形成されているので、カセット３ｃとカセット３ｂとはカセット３ｃが上昇するに従って所定の相対位置に位置決めされる。
カセット３ｃとカセット３ｂが当接した後もステッピングモータ３５は作動を継続して、カセット３ｂの上面と第１のフック部材４１に支持されるカセット３ａの下面とが接触する。ステージドア２９がその後も上昇移動を続けることで、フック部材４１、４２がカセット３ａ、３ｂの係合部材１３ａ、１３ｂの支持面と接触しない位置まで上昇する。この位置まで上昇することで、全てのカセット３がステージドア２９によって支持される状態となり、ここでステッピングモータ３５は作動を一旦停止する。次に、第１のフック部材４１と第２のフック部材４２がカセット３と底板１４とステージドア２９の上昇移動を干渉することを避けるために、進退機構４３が第１のフック部材４１と第２のフック部材４２をカセット３から後退移動させる。この後退移動が終了すると、ステッピングモータ３５は作動を再開して、カセット３と底板１４とステージドア２９を上昇移動させる。ステッピングモータ３５の作動は、底板１４とケーシング１５とが嵌合し、且つ、ステージドア２９と開口２８とが嵌合するまで続けられる。これらの部材が嵌合してそれぞれが気密に閉鎖される位置まで到達したところで、制御部はステッピングモータ３５の作動を停止させる。この上昇移動により、ケーシング１５の内部空間は底板１４により気密に閉鎖され、ポッドオープナー３０の内部空間はステージドア２９により気密に閉鎖される。
次に制御部は、キー部材１８ａを水平方向に回転移動させて係合プレート１９をケーシング１５に向かって突出させる。これにより、底板１４とケーシング１５とは係合状態となり、底板１４とステージドア２９との係合は解除される。これにより真空ポッド４は移送可能な状態となり、工場内の制御コンピュータから指令を受けたＯＨＴの天井搬送車が真空ポッド４を保持して次の工程へと移送する。以上が本発明の一実施形態であるポッドオープナー３０の一連の動作である。
なお、本実施形態のポッドオープナー３０が備えるカセット支持機構４０は、第１のフック部材４１に対して揺動移動可能な第２のフック部材４２と、第２のフック部材４２を第１のフック部材４１に向かって付勢するねじりバネ４６を備えているが、本発明はこれに限定されることは無く、その他の形態のフック部材を備えることが可能である。
図１０（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２の実施形態のカセット支持機構５１を示す図である。本実施形態のカセット支持機構５１は、第１のフック部材５２と、第１のフック部材５２に対して昇降自在に支持される第２のフック部材５３と、第２のフック部材５３を第１のフック部材５２に向かって付勢する付勢部材５４とを備えている。本実施形態では、第２のフック部材５３を第１のフック部材５２に対して鉛直方向にスライド移動可能な構成とすることで、カセット３を支持していないときも、第２のフック部材５３の係合部５３ａが水平な姿勢を維持できるという特徴がある。これにより、最下段のカセット３に向かって第２のフック部材５３が前進する際に、第２のフック部材５３が底板１４と干渉することが無くなるので、底板１４の上面をフラットな形状とすることが出来る。なお、本実施形態のカセット支持機構５１では、第２のフック部材５３を第１のフック部材５２に向かって付勢する付勢部材５４として、引張りコイルバネ５４が使用されている。また、第１のフック部材５２と第２のフック部材５３をカセット３に対して進退移動させる進退機構４３は第１のカセット支持機構４０と同様に、エアシリンダが使用されている。
本実施形態では、第２のフック部材５３の背面に突起５５が形成されていて、この突起５５が第１のフック部材５２に形成される上側ストッパ５６ａと下側ストッパ５６ｂに当接することで、第２のフック部材５３の昇降移動は規制される。第２のフック部材５３の鉛直方向に延在するコラム部５３ｂは第１のフック部材５２のコラム部５２ｂに嵌め込まれる構造となっている。また、第１のフック部材５２の内部断面は凹状に形成されていて、この凹状の溝部分５２ｃに第２のフック部材５３の側面に形成された凸状の部分５３ｃが嵌合するようになっている。これにより、第２のフック部材５３は第１のフック部材５２によって案内された鉛直な面内を移動することが可能になる。
図１１（ａ）、（ｂ）は本発明の第３の実施形態であるカセット支持機構５７を示す図である。本実施形態のカセット支持機構５７は、第２のフック部材５９が、第１のフック部材５８のコラム部５８ｂにシャフト６０を介して回転可能に固定されている。また、第１のフック部材５８の係合部５８ａは水平方向に延在する状態でコラム部５８ｂに固定されている。本実施形態の第２のフック部材５９は第１、第２の実施形態のような略Ｌ字状の形状を成しておらず、平板状の形状をしていて、ねじりバネ６１によって、シャフト６０を回転中心に図面視して時計回りの方向に付勢されている。また、第１のフック部材５８のコラム部５８ｂには、この第２のフック部材５９の図面視して時計回りの回動を規制するストッパ６２ａが形成されている。このストッパ６２によって、第２のフック部材５９は、第１のフック部材５８の係合部５８ａに対して、積重ねられたカセット３の係合部材１３の上下方向のピッチと合致する位置で静止することが出来る。
また、第１のフック部材５８の下部には水平方向に延在するプレート６３が備えられていて、このプレート６３の上面には、第２のフック部材５９の下面と当接することで第２のフック部材５９の反時計回りの回動を規制するストッパ６２ｂが形成されている。このストッパ６２ｂによって、第２のフック部材５９はカセット３の荷重がかかっても水平な姿勢を維持することが出来る。第２のフック部材５９を平板状の部材とすることで、第２のフック部材５９の可動範囲を小さくすることが可能であり、コストを削減することが出来る。
図１１（ｃ）、（ｄ）は本発明の第４の実施形態であるカセット支持機構６４を示す図である。本実施形態のカセット支持機構６４は、第３の実施形態と同様に、第２のフック部材６６が第１のフック部材６５の鉛直方向に延在するコラム部６５ｂにシャフト６７を介して回転可能に固定されている。また、第１のフック部材６５の係合部６５ａは水平方向に延在する状態でコラム部５８ｂに固定されている。また、本実施形態の第２のフック部材６６は第３の実施形態と同様に平板状の形状をしていて、付勢部材６８によって、シャフト６７を回転中心に図面視して時計回りの方向に付勢されている。本実施形態のカセット支持機構６４は、付勢部材６８が各種バネ４６、５４、６１等の弾性体ではない点で、他の実施形態とは異なる。
本実施形態が備える付勢部材として使用する錘６８は、第２のフック部材６６のカセット３を支持する側とはシャフト６７を挟んで反対側に配置されている。本実施形態の第１のフック部材６５のコラム部６５ｂには空洞６５ｃが形成されていて、本実施形態の第２のフック部材６６はこの空洞６５ｃを貫通して配置されている。また、第２のフック部材６６は、梃子のようにシャフト６７を介して回動可能に第１のフック部材６５に支持されている。第２のフック部材６６のカセット３を支持する部分とは反対側の端部には、錘６８が固定されている。シャフト６７を支点として錘６８が固定される側は、第２のフック部材６６のカセット３を支持する側よりも重くなるように構成され、第２のフック部材６６にカセット３の荷重が掛かっていない時には、第２のフック部材６６はシャフト６７を支点にして錘６８の方に傾くように構成されている。なお、本実施形態の錘６８は、第２のフック部材６６と同じ樹脂製であるが、樹脂の他にアルミニウムやステンレススチール、鉄といった金属製とすることも十分可能である。
また、第１のフック部材６５下部であって、錘６８が配置される側には、ストッパ６９ａが備えられていて、このストッパ６９ａに当接することで第２のフック部材６６は、図面視して時計回りの方向への回転を規制される。また、このストッパ６９ａによって、第２のフック部材６６は、第１のフック部材６５の係合部６５ａに対して積重ねられたカセット３の係合部材１３の上下方向のピッチと合致する位置で静止することが出来る。
また、第１のフック部材６５の下部には水平方向に延在するプレート７０が備えられていて、このプレート７０の上面には第２のフック部材６６の下面と当接することで第２のフック部材６６の反時計回りの回転移動を規制するストッパ６９ｂが形成されている。このストッパ６９ｂによって、第２のフック部材６６はカセット３の荷重がかかった状態で、水平な姿勢を維持することが出来る。
以上のように、本発明に係るカセット支持機構の種々の実施形態を説明してきたが、本発明は、第２のフック部材を簡単な構造で揺動やスライド移動できるようにすることで、積み重ねられて配置されているカセット３を、フィンガ９がアクセス可能な状態にすることができる。また、第２のフック部材を第１のフック部材に向かって付勢する付勢部材を、第２のフック部材にカセット３の荷重が掛かったときには、このカセット３の荷重を支えることが出来ない程度の付勢力に設定している。これにより、第２のフック部材にカセット３の荷重が掛かったときには、第２のフック部材を第１のフック部材から離間した位置に変位させ、第２のフック部材にカセット３の荷重が掛かっていないときには、第２のフック部材を第１のフック部材に近付けることが出来る。なお、本実施形態では、付勢部材として弾性体のねじりバネや引張りバネを使用しているが、その他の弾性体の使用も十分可能である。また、弾性体の代わりに、シャフトを支点にして第２のフック部材の一方に錘を備えることで、もう一方のカセット支持部を第１のフック部材に近付ける実施形態も開示しているが、一つの支持機構に前述の弾性体と錘の二種類の付勢部材を一緒に備えることも十分に可能である。
また、本実施形態のポッドオープナー３０は、内部を真空雰囲気に維持するように構成されているが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、ポッドオープナー３０の内部を窒素やアルゴンといった不活性ガス雰囲気や、清浄なＣＤＡ（Ｃｌｅａｎ Ｄｒｙ Ａｉｒ）雰囲気に維持することも可能であり、状況に応じて真空雰囲気と大気圧雰囲気に切り替えることも可能である。次に、本発明の一実施形態のポッドオープナー３０´と、大気圧下で使用されるＦＯＵＰを開閉するロードポート７１を備える大気搬送システムＳ´の一実施形態について説明する。
図１３は本発明の大気搬送システムＳ´の一実施形態を示す断面図である。なお、図が煩雑になるのを避けるために、本来存在するカセット支持機構４０、５１、５７、６４は描いていない。本実施形態の大気搬送システムＳ´は、ポッドオープナー３０´と大気搬送ロボット７２と、大気搬送ロボット７２を内部に収容する大気搬送室７３と、大気搬送室７３の側面に固定されるロードポート７１とを備えている。本実施形態の大気搬送システムＳ´では、ポッドオープナー３０´と大気搬送室７３とはゲートバルブ２７を介して接続されていて、ゲートバルブ２７を開閉することによって連通状態と閉鎖状態とを切換えることが出来る。また、大気搬送室７３の他の側面には内部にウエハＷを収納可能な密閉容器であるＦＯＵＰを載置してＦＯＵＰのドアを開閉する公知のロードポート７１が備えられている。
また、大気搬送室７２の内部空間には公知の大気搬送ロボット７２が配置されていて、この大気搬送ロボット７２はウエハＷを保持して所定の位置までウエハＷを搬送することが可能に構成されている。さらに、本実施形態のポッドオープナー３０´には、内部空間を真空雰囲気に維持する真空維持装置に加えて、内部空間を不活性ガス雰囲気に維持する不活性ガス雰囲気維持装置が備えられている。不活性ガス雰囲気維持装置は、ポッドオープナー３０´の内部空間に不活性ガスを供給する供給源７４ａと制御弁７４ｂとが備えられていて、供給源７４ａと制御弁７４ｂとは配管７４ｃを介してポッドオープナー３０´の内部空間と接続されている。また、ポッドオープナー３０´内部の不活性ガス濃度を測定するガスセンサ７４ｄが配管７４ｃを介してポッドオープナー３０´内部と接続されている。また、上記不活性ガス雰囲気維持装置は大気搬送室７３にも備えられていて、大気搬送室７３の内部空間は所定の不活性ガス雰囲気に維持される。さらに、本実施形態のポッドオープナー３０´には、ケーシング１５をポッドオープナー３０´のポッドステージ１８に固定する固定部材７５が備えられている。これにより、ポッドオープナー３０´の内部空間が不活性ガスによって陽圧になっても、ケーシング１５の浮き上がりを防止することが出来る。
真空ポッド４の内部に収納されているウエハＷをＦＯＵＰへと搬送するには、真空雰囲気に維持されている真空ポッド４とポッドオープナー３０´の内部空間を大気搬送室７３の内部空間の圧力まで昇圧させる必要がある。まず、真空雰囲気に維持されているポッドオープナー３０´で真空ポッド４の底板１４を開けて、ポッドオープナー３０´の内部空間にカセット３を移動させて、本発明のカセット支持機構によって、カセット３を大気搬送ロボット７２がアクセス可能な状態にする。この状態になった時点で制御弁２６ｂを作動させて真空ポンプ２６ａとポッドオープナー３０´の内部空間の連通を遮断する。次に、制御弁７４ｂを作動させて、供給源７４ａからポッドオープナー３０´の内部空間に不活性ガスを供給する。ポッドオープナー３０´の内部雰囲気が大気搬送室７３の圧力と略一致すると、ポッドオープナー３０´内部と大気搬送室７３内部とを気密に閉鎖しているゲートバルブ２７を開けて互いの内部空間を連通状態にする。ポッドオープナー３０´と大気搬送室７３の内部空間が連通すると、大気搬送ロボット７２によってウエハＷがカセット３からＦＯＵＰへと搬送される。この大気搬送ロボット７２によるウエハＷの搬送が順次行われ、各カセット３に載置されているウエハＷのロードポート７１への搬送が終了すると、ＦＯＵＰのドアが閉じられ、ＦＯＵＰは次の工程へと移送される。
次に、ウエハＷの搬送が終了した後の、ポッドオープナー３０´の内部空間を大気圧状態から真空圧状態に移行させる手順について説明する。ＦＯＵＰから真空ポッド４へのウエハＷの搬送、若しくは、真空ポッド４からＦＯＵＰへのウエハＷの搬送が終了すると、まず、ゲートバルブ２７によってポッドオープナー３０´の内部空間と大気搬送室７３の内部空間とが気密に遮断される。次に、ポッドオープナー３０´が備える真空ポンプ２６ａによってポッドオープナー３０´と真空ポッド４の内部空間が所定の真空圧まで降圧される。所定の真空圧に到達すると、次に、昇降機構３４が作動して底板１４とステージドア２９とを上昇させて、底板１４をケーシング１５と係合させ、ステージドア２９によって開口２８を気密に閉鎖させる。上記動作が完了したら、真空ポッド４は次の工程へと移送されていく。
上記のように、本実施形態のポッドオープナー３０´によって、内部を真空圧に維持されている真空ポッド４と大気圧に維持されているＦＯＵＰとの間でのウエハＷの搬送が可能になる。半導体製造工程には、エッチング工程のようにウエハＷを真空雰囲気に維持することが好ましい工程と、検査工程のように必ずしも真空雰囲気に維持する必要が無い工程とが存在する。また、半導体製造工場の都合により真空雰囲気に維持されている工程と大気雰囲気に維持されている工程とが混在することも多い。こういった工場内において、本実施形態の大気搬送システムＳ´は、ウエハＷの表面に不要な酸化膜を生成させない清浄な雰囲気内で、ＦＯＵＰと真空ポッド４との間でウエハＷを搬送することが可能になり、半導体製品の歩留まりを向上させることができる。
以上のように本発明を、各実施形態を用いて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、当業者による種々の変更または改良を加えることが可能である。また、それらの変更または改良された形態も、本発明の特許請求の範囲に記載される技術的範囲に含まれる。

Claims (7)

  1. 基板を支持して上下方向に積み重ねて配置されるカセットを収納する容器を所定の位置に載置して、
    前記カセットに支持される前記基板を搬送装置の基板保持部材によってアクセス可能な状態にするポッドオープナーであって、
    前記積み重ねて配置される前記カセットを鉛直方向に昇降移動させる昇降機構と、
    前記カセットが備える係合手段と係合して、前記カセットを支持する第１のフック部材と、
    前記第１のフック部材によって支持される前記カセットの直下に配置されるカセットが備える係合手段と係合して、前記直下に配置されるカセットを支持する第２のフック部材と、
    前記第１のフック部材と前記第２のフック部材とを前記カセットに対して前進及び後退移動させる進退機構と、
    前記第２のフック部材を上方へ付勢する付勢部材と、
    前記カセットが配置される内部空間を所定の雰囲気に維持する雰囲気維持装置と、
    を備え、
    前記第２のフック部材は前記第１のフック部材に対して変位可能である
    ことを特徴とするポッドオープナー。
  2. 前記第２のフック部材が前記カセットと係合していないときは、
    前記第１のフック部材の係合部と前記第２のフック部材の係合部との上下方向のピッチが、
    前記積み重ねて配置されるカセットの各係合手段の上下方向のピッチと略同一である
    ことを特徴とする請求項１に記載のポッドオープナー。
  3. 前記第２のフック部材を付勢する付勢部材は、ねじりバネである
    ことを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載のポッドオープナー。
  4. 前記第２のフック部材を付勢する付勢部材は、コイルバネである
    ことを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載のポッドオープナー。
  5. 前記第２のフック部材を付勢する付勢部材は、
    支点であるシャフトに関して、前記第２のフック部材が前記カセットを支持する部分とは反対側に配置される錘である
    ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のポッドオープナー。
  6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のポッドオープナーと、
    前記基板を搬送する真空搬送ロボットと、
    前記真空搬送ロボットを内部空間に収容して、前記内部空間を真空状態に維持する真空維持手段を備える真空搬送装置と、
    前記基板に各種処理を施す処理装置と、を備える
    ことを特徴とする基板処理システム。
  7. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のポッドオープナーと、
    前記基板を搬送する大気搬送ロボットと、
    前記大気搬送ロボットを内部空間に収容して、前記内部空間を不活性ガス雰囲気に維持する不活性ガス供給手段を備える大気搬送室と、
    前記大気搬送室に固定されるロードポートと、
    前記ポッドオープナーと前記大気搬送室とはゲートバルブを介して接続され、
    さらに、前記ポッドオープナーは、その内部空間を真空状態に維持する真空維持手段と、前記不活性ガス維持手段を備える、
    ことを特徴とする大気搬送システム。
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