ロードポート装置及び当該装置に用いられるクランプ装置
【課題】 FOUP固定時に被クランプ部に付与される負荷荷重が増加した場合でも該被クランプ部の変形を抑制し得るロードポート装置を提供する。
【解決手段】 FOUPの底面に対して傾斜した回転軸の周りに回動して退避位置とクランプ位置をとの両位置を取り得るクランプアームを配し、該退避位置では該クランプアームを載置台表面よりも下となるように収容し且つ該クランプ位置では載置台表面から突出して被クランプ部と係合可能となる収容凹部内に該クランプアームを収容したロードポート装置とする。
【解決手段】 FOUPの底面に対して傾斜した回転軸の周りに回動して退避位置とクランプ位置をとの両位置を取り得るクランプアームを配し、該退避位置では該クランプアームを載置台表面よりも下となるように収容し且つ該クランプ位置では載置台表面から突出して被クランプ部と係合可能となる収容凹部内に該クランプアームを収容したロードポート装置とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造プロセス等において、ポッドと呼ばれる密閉型の搬送容器の内部に保持されたウエハを半導体処理装置に移載する、或いはウエハを該半導体処理装置より該ポッドに移載する際に用いられる所謂FIMS（Front-Opening Interface Mechanical Standard）システム、即ちロードポート装置に関する。また、本発明は当該ロードポート装置において用いられて、ポッドを該ロードポート装置に固定する際に用いられるクランプ装置にも関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスは、近年では各種処理装置の内部、ウエハを収容して各処理装置間でのウエハ搬送を可能とするポッド、及び該ポッドより各処理装置への基板の受け渡しを行う微小空間、の３空間のみを高清浄状態に保つことで、プロセスを通じての清浄度の管理を行う手法が一般的となっている。このようなポッドは、ウエハを内部に収容し且つ一側面にウエハ挿脱用の開口を有する本体部と、該開口を閉鎖してポッド内部を密閉空間とする蓋と、から構成される。また、該微小空間は、前述したポッドの開口と対向可能な開口部と、該開口部と向かい合い半導体処理装置側に配置された第二の開口部と、を有する。
【０００３】
ロードポート装置は、この開口部が形成された隔壁となる部材即ちサイドベースと称呼される壁と、該開口部を閉鎖するドアと、該ドアの動作を司るドア駆動機構と、ポッドが載置される載置台と、から構成される。該載置台は、ポッドの開口と開口部とを向かい合わせるようにポッドを支持可能であり、且つポッドと共に蓋をドアと近接或いは離間させるように移動可能となっている。ドアは、ポッドの蓋を保持可能であり、ドア駆動機構によって蓋を保持した状態で開口部を開放、閉鎖すると共に、開口部と第二の開口部との間の空間より下方に退避或いは該空間への侵入をさせられる。微小空間内にはロボットが配置され、該ロボットは開口部−ポッド開口を介してポッド内部に対する侵入及び退避が可能であって、第二の開口部も介して該ポッド内部と該半導体処理装置との間でウエハの移載を行う。
【０００４】
前述した載置台は、載置台の移動時等において載置されたポッドが所定の載置位置からずれることがないように、ポッドを載置台に対して固定する構成が配置されている。例えば特許文献１には、ポッドの載置後に載置台表面から突き出してポッド底面に設けられた係合凹部に侵入し、該係合凹部に設けられた被クランプ面と係合してポッドを固定するクランプユニットが開示されている。また、特許文献２には当初から載置台表面に突き出すように配置され、回動することによって係合凹部の被クランプ面と係合するクランプ装置が開示されている。更に特許文献３にも、ポッド載置後に載置台表面から突き出したクランプ部が被クランプ面と係合する機構を有したウエハ搬送容器装着装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２０９９８６号公報
【特許文献２】特開２００６−１１４６９９号公報
【特許文献３】特開２００２−１６４４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
半導体製造工程においては、生産性の向上等を目的として、用いるウエハの大口径化が進められている。このため、前述したポッド、微小空間、及び処理装置内部の空間各々も大型化が進められている。ここで、前述した従来技術におけるポッドクランプ用の構成に着目すると、被クランプ部はポッド底面に配置されてポッド底面と平行に延在する板状の部材として設けられている。実際のポッド固定−クランプ時においては、クランプ部によって当該板状部材に鉛直下方に押し下げる負荷荷重を加えている。ここでポッドが大型化するとポッド移動時に発生する慣性力も大きくなり、該慣性力に対向する必要性からクランプ部が被クランプ部に与える負荷荷重も大きくならざるを得ない。
【０００７】
ポッドの構成上、被クランプ部の板状の部分の厚さを増加させることはポッドの重量増加或いはポッド底部の構成の大型化等に繋がり、許容することが困難と考えられる。しかし、上述したようにクランプ部から発生する負荷荷重の増大も避けられず、従来構成のままではこの増大した負荷荷重のために板状の被クランプ部の変形が生じてしまう恐れがある。このため、負荷荷重の増加と被クランプ部の変形の抑制といった本来トレードオフとなる条件を両立させ得るクランプ機構の開発が望まれる。
【０００８】
本発明は以上の状況に鑑みて為されたものであり、ポッドの固定に必要な負荷荷重を増大させた場合であってもポッドの被クランプ部の変形を抑制し得るロードポート装置、及び該ロードポート装置において好適に用いられるクランプ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係るロードポート装置は、一側面に開口を有するポッド本体と開口を開閉する蓋とを有して内部に被収容物を収容可能なポッド、を載置台上に固定し、蓋を開閉してポッド内部の被収容物の挿脱を可能とするロードポート装置であって、ポッドの底面に対して所定の角度傾斜する回転軸の周りで退避位置とクランプ位置との間を回動可能であって、クランプ位置でポッドの被クランプ部と当接可能なクランプ部を有するクランプ部材と、退避位置にあるクランプ部材を収容し、退避位置からクランプ位置まで回動するクランプ部材のクランプ部が載置台の上に突き出す内部広さを有して、載置台の表面に配置され且つクランプ部材が内部に配置される収容凹部と、を有することを特徴としている。
【００１０】
なお、前述したロードポート装置において、被クランプ部はポッドの底面に設けられて底面に開口する凹部であって凹部の奥から開口に向かうに従って開口の大きさを狭める被クランプ面を有し、クランプ部は被クランプ面に対応する形状を有することが好ましい。また、クランプ部材は対で配置されることが好ましい。更に、対で配置されるクランプ部材の一方は、回転軸を含み且つ底面に垂直な平面で前記収容凹部を切断した断面において対向して位置する被クランプ面の何れか一方と当接し、被クランプ部材の他方は被クランプ面の他方と当接することがより好ましい。また、クランプ部材は、クランプ部を一方に有し且つ他方で回転軸に支持される棒状のクランプアームと、回転軸を回転させるクランプシリンダと、を有し、クランプシリンダはクランプ位置においてクランプアームを回転軸に沿って引き込む動作を為すことがより好ましい。
【００１１】
また、上記課題を解決するために、本発明に係るクランプ装置は、一側面に開口を有するポッド本体と開口を開閉する蓋とを有して内部に被収容物を収容可能なポッド、を載置台上に固定し、蓋を開閉してポッド内部の被収容物の挿脱を可能とするロードポート装置において、ポッドを載置台上に固定するクランプ装置であって、ポッドの底面に対して所定の角度傾斜する回転軸の周りで退避位置とクランプ位置との間を回動可能であって、クランプ位置でポッドの被クランプ部と当接可能なクランプ部を有するクランプ部材と、退避位置にあるクランプ部材を収容し、退避位置からクランプ位置まで回動するクランプ部材のクランプ部が載置台の上に突き出す内部広さを有して、載置台の表面に配置され且つクランプ部材が内部に配置される収容凹部と、を有することを特徴とする。
【００１２】
なお、前述したクランプ装置において、被クランプ部はポッドの底面に設けられて底面に開口する凹部であって凹部の奥から開口に向かうに従って開口の大きさを狭める被クランプ面を有し、クランプ部は被クランプ面に対応する形状を有することが好ましい。また、クランプ部材は対で配置されることが好ましい。更に、対で配置されるクランプ部材の一方は、回転軸を含み且つ底面に垂直な平面で前記収容凹部を切断した断面において対向して位置する被クランプ面の何れか一方と当接し、被クランプ部材の他方は被クランプ面の他方と当接することがより好ましい。また、クランプ部材は、クランプ部を一方に有し且つ他方で回転軸に支持される棒状のクランプアームと、回転軸を回転させるクランプシリンダと、を有し、クランプシリンダはクランプ位置においてクランプアームを回転軸に沿って引き込む動作を為すことがより好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ポッドの固定に必要な負荷荷重を被クランプ部内の複数の方向へ分散させて作用させることにより、負荷荷重に対する被クランプ部の剛性が向上する。従って、負荷荷重を増大させた場合であっても、被クランプ部の変形を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係るロードポート装置に関し、ポッド１を載置台上に載置した状態を側面から見た場合の概略構成を示している。
【図１Ｂ】図１Ａに示すロードポート装置に関し、ポッド１が載置されない状態でこれを上方から見た場合の概略構成を示している。
【図２Ａ】図１Ａに示されるクランプ部材及び関連する構成について、これらを拡大したものであって、非クランプ状態にある構成を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示される構成について、ポッドをクランプした状態を示す図である。
【図３Ａ】図１Ｂに示されるクランプ部材及び関連する構成について、これらを拡大したものであって、非クランプ状態にある構成を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示される構成について、ポッドをクランプした状態を示す図である。
【図４Ａ】本発明に係るクランプアームの更なる実施形態を模式的に示す図である。
【図４Ｂ】本発明に係るクランプアームの更なる実施形態であって図４Ａに示す態様とは異なる態様を模式的に示す図である。
【図５Ａ】本発明の更なる実施形態であって、対となるクランプ部材の配置の更なる実施形態を模式的に示す図である。
【図５Ｂ】本発明の更なる実施形態であって、対となるクランプ部材の配置の更なる実施形態を模式的に示す図である。
【図５Ｃ】本発明の更なる実施形態であって、対となるクランプ部材の配置の更なる実施形態を模式的に示す図である。
【図５Ｄ】本発明の更なる実施形態であって、対となるクランプ部材の配置の更なる実施形態を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態について、以下に図面を参照して説明する。図１Ａは、本発明の一実施形態におけるロードポート装置に関し、ポッド２を載置テーブル上に載置した状態を側面から見た場合の概略構成を示している。なお、同図において、本発明に係るロードポート装置の特徴的構成であるクランプ部材及び関連する構成について、部分的な透視図を用いてこれらを示している。図１Ｂは、図１Ａに示すロードポート装置に関し、ポッド２が載置されない状態でこれを上方から見た場合の概略構成を示している。図２Ａ及び２Ｂは載置台にポッド２が載置された状態でのクランプ部材及びその近傍を図１Ａと同様の様式にてこれを拡大して示した図であり、図２Ａはポッドを固定していない状態を、図２Ｂはポッドを固定した状態を各々示している。また、図３Ａ及び３Ｂは図１Ｂと同様の様式にてクランプ部材及びその近傍を拡大して示した図であって、図３Ａはポッドを固定していない状態を、図３Ｂはポッドを固定した状態を各々示している。また、図３Ａ及び３Ｂにおいて、図中左方にドア１１１等が配置され、図中右方から載置台１２１上に対するポッド２の移載が行われる。また、これら図において、収容凹部１２９の配置はこれらを図１Ｂに示す視点から見た状態をそのまま例示している。
【００１６】
ここで、ロードポートに対して載置されるポッド及び該ポッドに収容されるウエハについて先に述べる。ポッド２における本体２ａの内部には、被収容物たるウエハ１を内部に収めるための空間が形成されている。本体２ａは、水平方向に存在するいずれか一面に開口２ｂを有する略箱状の形状を有する。また、ポッド２は、本体２ａの開口２ｂを密閉するための蓋４を備えている。本体２ａの内部に水平に保持されたウエハ１を鉛直方向に重ねる為の複数の段を有する棚（不図示）が配置されており、ここに載置されるウエハ１各々はその間隔を一定としてポッド２内部に収容される。ウエハ１は本発明における被収容物として、ポッド２は、一側面に開口２ｂを有するポッド本体２ａと、該開口２ｂを開閉する蓋４とを有し、且つ内部に被収容物収容可能な構成として定義される。また、これら構成と関連して、本発明に係るロードポート装置はこの蓋４をポッド２の開口２ｂについて開閉し、ポッド本体２ａの内部に存在する被収容物の挿脱を可能とすることを目的としている。
【００１７】
また、ポッド２の底面には、後述するクランプ部材と係合してポッド２を載置台に固定する際に用いられる凹形状からなる被クランプ部２ｃが設けられる。被クランプ部２ｃは、底面からポッド２の内部空間に向けて穿たれた凹部と、ポッド２の底面側に設けられて該凹部の周囲からポッド底面に沿って該凹部を狭めるように張り出した被クランプ領域とからなる。該被クランプ領域は凹部の奥から凹部開口に向かうに従って徐々に凹部開口を狭めるようにテーパ面が形成されている。該テーパ面は、後述するクランプ部材の当接面と当接して、クランプ部材によるポッド２の載置台への固定保持を為す際の被クランプ面２ｄとして作用する。即ち、本実施形態に係るロードポート装置では、被クランプ部２ｃはポッド２の底面に設けられて該底面に開口する凹部であって、この凹部の奥から開口に向かうに従って該開口の大きさを狭める被クランプ面２ｄを有している。
【００１８】
次に、本実施形態に係るロードポート装置の構成について、以下に述べる。ロードポート装置１０１は、サイドプレート１０５、ポッド載置部１２０及びドアシステム１１０を有する。サイドプレート１０５は、微小空間たる半導体処理装置の搬送室の前述した開口部が配置される壁に対して取り付けられる。該サイドプレート１０５は、本発明の微小空間となる搬送室と外部空間とを、搬送室の壁（半導体処理装置の外壁の一部を構成するロードポート装置１０１の壁）と協同して分離する。また、サイドプレート１０５は第一の開口部１０５ａを有し、ドアシステム１１０は当該第一の開口部１０５ａの開閉を目的として設置される。ドアシステム１１０は、ドア１１１によって第一の開口部１０５ａを開閉し、ポッド載置部１２０の下方に配置される不図示のドア駆動機構によって該ドア１１１の開閉動作等を行う。
【００１９】
ポッド載置部１２０は、該サイドプレート１０５に隣接して外部空間側に配置される。ポッド載置部１２０は、載置台１２１、載置台駆動機構１２３、及びクランプ部材１２５を有する。載置台１２１は、表面が略平坦な板状の部材からなり、該表面に対して作業者或いはポッド搬送装置によってポッド２の移載が行われる。また、載置台１２１の表面には、位置決めピン１２７と、クランプ部材１２５を収容する収容凹部１２９とが配置される。ポッド２は、底面に配置された不図示の位置決め凹部に対して当該位置決めピン１２７が嵌合することにより、載置台１２１の表面上所定位置に載置される。当該載置状態で、ポッド２の開口２ｂはサイドプレート１０５における第一の開口部１０５ａと正対する状態となる。載置台駆動機構１２３は載置台１２１を支持し、該載置台１２１のサイドプレート１０５に対する接近及び離間の動作を行う。接近時において、ポッド２の蓋４はドア１１１と略当接し、ドア１１１による蓋４の保持、及びドア１１１による第一の開口部１０５ａの開放動作を為すことによって、ポッド２の開放が為される。なお、載置台駆動機構１２３は公知のリニアスライダ、アクチュエータ等から構成されており、本発明の主たる特徴と特に関連しないことから本明細書での説明は省略する。
【００２０】
本実施形態において、図２Ａ及び２Ｂに示すように、クランプ部材１２５は、クランプアーム１２５ａと、クランプシリンダ１２５ｂとを有する。クランプシリンダ１２５ｂは、所定の回転軸αを中心に回転する軸部を有し、該軸部は回転ストロークの一端部で、該軸部を駆動するシリンダ本体により該回転軸αに沿ってシリンダ本体に向けて所定量ｄだけ引き込まれる。クランプアーム１２５ａは該クランプシリンダ１２５ｂの軸部に一方の端部が支持され、他方の端部或いはその近傍がポッド２における被クランプ面２ｄと当接するクランプ部１２５ｃを構成する。回転軸αは、ポッド２の底面に対して垂直ではなく所定の傾斜角θを有する。なお、本発明におけるポッド２の底面は、該ポッド２を載置台１２１上に載置した状態においてポッド２が支持される平面であって、ポッド２が載置台駆動機構１２３により移動される際にボッド２の開口２ａの下辺が移動する平面と平行な平面により規定される。また、本実施形態では、クランプ部１２５ｃを端部としているが、クランプ位置において被クランプ面２ｄと当接可能であれば端部に規定されず、例えば棒状のクランプアーム１２５ａの一方に配されるとして良い。また、この場合、棒状のクランプアーム１２５ａの他方が回転軸によって支持されると理解されることが好ましい。
【００２１】
クランプ部材１２５は、載置台１２１表面に設けられた収容凹部１２９内に配置される。収容凹部１２９はクランプ部材１２５がその底部に固定され、図２Ａに示す退避姿勢（クランプの動作を開始する前の初期位置であって、非クランプ状態の位置）においては、クランプアーム１２５ａが該収容凹部１２９内に収容され、ポッド２の底面よりも下方に位置する状態となる。本発明では、クランプアーム１２５ａの回転軸αがポッド２の底面に対して傾斜角θを有するような配置されている。図１Ｂ、図３Ａ及び３Ｂに示すように、収容凹部１２９は長辺と短辺とからなる矩形状の開口を有している。クランプアーム１２５ａは、その長さが矩形の長辺よりも短く、且つ短辺より長く設定されており、クランプシリンダ１２５ｂによるクランプアーム１２５ａの回転中心が矩形の一角に配置される。当該配置と、回転軸αの傾斜角θの存在により、回転動作によってクランプ姿勢に至ったクランプアーム１２５ａの一部、この場合クランプ部１２５ｃが収容凹部１２９から突き出すことを可能としている。即ち、収容凹部１２９は載置台１２１の表面に配置され且つクランプ部材１２５が内部に配置される。更に、収容凹部１２９は、退避位置にあるクランプ部材１２５（クランプアーム１２５ａ）を収容し、クランプ位置まで回動したクランプ部１２５、特にそのクランプ部１２５ｃが載置台１２１の上に突き出す内部広さを有している。
【００２２】
クランプアーム１２５ａの回転によってクランプアーム１２５ａのクランプ部１２５ｃが収容凹部１２９の外部に突き出したクランプ姿勢が得られた状態を、図２Ｂにおいて点線で示している。当該クランプ姿勢は、クランプアーム１２５ａの回転動作の終端部での姿勢となる。この状態からクランプシリンダ１２５ｂによる所定量ｄの引込み操作が行われることで、実線に示す位置にクランプアーム１２５ａが移動し、クランプ部１２５ｃが被クランプ面２ｄと当接し、ポッド２の載置台１２１に対する固定、クランプが為される。即ち、クランプシリンダ１２５ｂは、クランプ位置においてクランプアーム１２５ａを回転軸αに沿って引き込む動作を行っている。本実施形態では、前述した収容凹部１２９のテーパ面である被クランプ面２ｄは、回転軸αに対して垂直となるように形成されている。クランプ部１２５ｃにおける被クランプ面２ｄとの当接面は被クランプ面２ｄと平行に配置されており、引込み操作によってこれら面接触することとなり、ポッド２は安定して載置台１２１に固定されることとなる。
【００２３】
なお、クランプ部１２５ｃから被クランプ面２ｄに加えられるクランプ時の負荷荷重は、回転軸αと平行な力を相対的にクランプ部材１２５ａに与えることによって得られる。本実施例では、クランプシリンダ１２５ｂから加えられる回転軸αに沿った引き込み力によってクランプ用の負荷荷重を得ている。なお、本実施例ではクランプ部１２５ｃと被クランプ面２ｄとの間での摺動を抑制する観点から、回動終了後にクランプアーム１２５ａを引き込む構成としている。しかし、クランプアーム１２５ａの材料選択等によって摺動に伴って発塵の問題を考慮しなくても良い場合には、単純に回動によってクランプ状態が得られる構成としても良い。この場合、回動終端において被クランプ面２ｄとクランプ部１２５ｃとが当接すれば良いことから、例えば被クランプ面２ｄが回転軸に対して垂直に配置されない場合も考えられる。しかし、この場合であって、クランプに供せられる負荷荷重は、クランプシリンダ１２５ｂからクランプアーム１２５ａに加えられる回転軸αに沿った力によって得られる。
【００２４】
また、図１Ｂ、３Ａ及び３Ｂに示されるように、本実施形態ではロードポート装置１０１に対して２つのクランプ部材１２５が対として配されている。これらクランプ部材１２５は各々ポッド２の底面に対して垂直な軸に対して対称となる回転軸αを有し、同一方向（本実施形態では図３Ａの紙面内で時計回り）に回転する構成となっている。また、待機位置におけるクランプアーム１２５ａ各々が、平行な軸に沿い且つ各々のクランプ部１２５ｃが最も離れた位置となるように配置される。また、これらは、図３Ｂに示すクランプ状態においてクランプアーム１２５ａは平行となる。その際、各々の対応する被クランプ部２ｃにおいて、各々のクランプ部１２５ｃはポッド２の駆動方向で逆の位置となるテーパ面を被クランプ面２ｄとしてポッド２のクランプを為す。換言すれば、クランプ部材１２５（及び収容凹部１２９）は、互いの回転軸αを中点として、収容凹部１２９の配置、クランプシリンダ１２５ｂの配置、クランプ部１２５ｃの配置及びクランプアーム１２５ａの動作方向が点対称となっている。これら配置によって、クランプ部材１２５の各々は互いに対向するように回転移動することとなる。
【００２５】
ロードポート装置１０１に対して以上に述べたクランプ部材１２５を配することにより、被クランプ面２ｄを被クランプ部２ｃのテーパ部に配することが可能となる。従って、従来のポッド２の下方にのみ負荷荷重を加えた場合に対して、ポッド２の固定に必要な負荷荷重を被クランプ領域の複数の方向（本実施形態の場合には水平方向と垂直方向との分力）に分散して作用させることが可能となり、被クランプ領域の剛性の向上と変形の抑制を為すことが可能となる。特に、被クランプ領域を構成するポッド本体２ａの部材の厚さが相対的に厚い方向（本実施形態の場合には水平方向）にも負荷荷重を作用させることが出来るので、負荷荷重による変形の可能性を低減することが出来る。また、クランプ部材１２５を上述した配置に２つ配することによって、ポッド２の移動方向について各々逆向きの負荷荷重を加えてポッドをクランプすることとなり、ポッド２が大型化した場合であってもクランプのための負荷荷重をポッド２に対して効果的に作用させることが可能となる。また、一対のクランプ部材１２５の配置により、水平方向に沿った力のモーメントがポッド２へ作用しても抗うことが出来る。更に、回転動作の後に引込み動作をなるロータリークランプシリンダを用いることによって、被クランプ面２ｄとクランプ部１２５ｃとの摺動を極力押さえ、クランプ時の発塵を効率的に抑制することも可能となる。
【００２６】
次に、本発明の更なる実施形態について述べる。図４Ａ及び図４Ｂは、クランプアーム１２５ａ或いはクランプ部１２５ｃの更なる形態を、各々図２Ｂと同様の様式にて示したものである。なお、前述した実施形態で述べた構成と同一の構成については同じ参照番号を用いてこれを示し、ここでの説明は省略することとする。図４Ａに示す形態では、クランプ部１２５ｃに対して半球状の突起を配している。当該形態とすることにより、例えば被クランプ面２ｄが回転軸αに対して垂直からずれている、或いは表面が荒れている場合であっても、確実な点接触によってポッド２のクランプを為すことが可能となる。従って、被クランプ面２ｄが所定の傾きを有する平面となっていない場合であっても、クランプ部１２５ｃの所謂片当りによる偏磨耗等を防止することができる。
【００２７】
被クランプ部２ｃは、開口部奥から順に一定の最大幅或いは径を有する領域、徐々に幅或いは径を狭める前述したテーパ面を構成する領域、一定の最小幅或いは径を有する領域が連続して配置され開口部に至っている。前述した図１Ｂ等及び図４Ａに示す実施形態では、このテーパ面を被クランプ面２ｄとして用いている。図４Ｂに示す実施形態では、クランプ部１２５ｃの形状を、二段形状としている。より詳細には、前述したクランプ部１２５ｃに対応する平面部分が被クランプ面２ｄと当接し、クランプ部１２５ｃから連続する段差部分が前述した開口部に繋がる一定幅或いは径の領域と当接する構造となっている。従って、このクランプアーム１２５ａの段差部分は、ポッド２の底面に垂直な面での水平移動を規制することとなり、被クランプ部２ｃをポッド２の移動方向に抑えることとなる。載置台１２１上からポッド２を取り除こうとして作用する力はこの移動方向に分力が働く。この段差部分の存在により、ポッド２内のウエハ１を処理している最中にポッド２を移動させようとする操作ミスが生じた場合であっても、ポッド２を移動させてしまうトラブルを確実に予防することが可能となる。
【００２８】
なお、以上に述べたクランプ部材１２５に関して、クランプアーム１２５ａにおけるクランプ部１２５ｃの形状は上述した実施形態のものが好ましいが、本発明に態様はこれら形状に限定されない。即ち、被クランプ面２ｄの形状に応じたクランプ部１２５ｃの形状とすることが好ましい。しかし、本発明は当該形態に限定されず、被クランプ部２ｃにおいてクランプ部１２５ｃによりクランプされる部分の形状、構成等に応じて種々の変形が可能である。また、例えば磨耗特性等を考慮して、クランプ部１２５ｃに当る部分のみ材質を異ならせる構成とすることも可能である。また、クランプシリンダとして回動-引き込みの二段階の動作を行うものを用いることとしているが、これら動作を同時に行う形態、回動のみを行う形態等、種々の態様の回動用の駆動機構を用いることが可能である。
【００２９】
上述した実施形態では、一対のクランプ部材１２５について待機姿勢でクランプ部１２５ｃが互いに最も離れた位置に存在し、クランプに際しては両者が同一方向に回動する構成を例示している。なお、これらクランプ部材１２５は、各々を収容する収容凹部１２９の間の中点について回転軸α及び該軸についての回転が点対称となるように配置されている。しかしながら、これら一対のクランプ部材１２５の配置及び回転方向は当該実施形態に限定されない。以下に他の態様について図面を参照して例示する。図５Ａ〜５Ｄはその他の態様の例示であって、図３Ａ及び３Ｂと同様の様式でこれらを示している。なお、これら図中において点線で示される位置がクランプ部材１２５の待機姿勢の際の位置、実線がクランプ時の位置を各々示し、図中の矢印がクランプアーム１２５ａ各々のクランプ姿勢時の位置への回動方向を示している。また、先に述べた構成と同一の構成については同じ参照符号を用いてこれを示すこととする。
【００３０】
図５Ａは、クランプアーム１２５ａの回転方向を逆方向とした場合を示している。また、図５Ｂは図５Ａに示した収容凹部１２９の配置において、回転軸αが最も離れた位置とされる構成を示している。当該構成では、対で配置されるクランプ部材１２５の一方は、回転軸αを含み且つポッド２の底面に垂直な平面で収容凹部１２９を切断した断面において対向して位置する被クランプ面２ｄの何れか一方と当接し、被クランプ部材１２５の他方は被クランプ面２ｄの他方と当接することとしている。これら構成の場合、例えばクランプシリンダ１２５ｂが回動のみの動作を為す機構の場合、クランプに至る過程で各々のクランプ部１２５ｃからポッド２に加えられる摩擦力はほぼ対向する向きに作用する。従って、クランプ時においてポッド２が載置台１２１に対してずれることを抑制できる。但し、当該構成の場合、各々のクランプ部１２５ｃから被クランプ面２ｄに作用する負荷荷重の方向が、前述した対称の中心点から離れ且つ逆方向に作用する。従って、ポッド２に対して該中心点を中心として回転を促す力が作用した場合にはクランプの効果が適切に得られない恐れがある。
【００３１】
図５Ｃ及び図５Ｄはこの回転力の作用に効果的に抗する配置を示している。図５Ｃの場合、被クランプ面２ｃはドア１１１方向のテーパ面のみとなる。従って前述した回転力の付加或いは搬送機構が存在する方向からの引っ張り付加には強度を有する。図５Ｄの場合、被クランプ面２ｃはドア１１１とは逆の方向のテーパ面のみとなる。従って前述した回転力の付加或いはドア１１１方向からの引っ張り付加には強度を有する。しかしながら、逆方向からの荷重付加に対しての効力は低下する。従って、これら配置は、ロードポート装置１０１の使用環境、載置台１２１内部での収容凹部１２９及びクランプシリンダ１２５ｂの配置上の制約等と考慮して適切に定められることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上述べたように、本発明は半導体処理装置に対して好適に用いるロードポート装置に関している。しかしながら、本発明の利用可能性は当該処理装置むけのみに限定されず、例えば液晶ディスプレイのパネルを扱う処理装置等、半導体に準じた各種処理が行われる種々の処理装置に用いられる所謂ロードポート装置に対しても適用可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１：ウエハ、 ２：ポッド、 ２ａ：ポッド本体、 ２ｂ：ポッド開口部、 ２ｃ：被クランプ部、 ２ｄ：被クランプ面、 ４：蓋、 １０１：ロードポート装置、 １０５：サイドプレート、 １０５ａ：第一の開口部、 １１０：ドアシステム、 １１１：ドア、 １２０：ポッド載置部、 １２１：載置台、 １２３：載置台駆動機構、 １２５：クランプ部材、 １２５ａ：クランプアーム、 １２５ｂ：クランプシリンダ、 １２５ｃ：クランプ部、 １２７：位置決めピン、 １２９：収容凹部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造プロセス等において、ポッドと呼ばれる密閉型の搬送容器の内部に保持されたウエハを半導体処理装置に移載する、或いはウエハを該半導体処理装置より該ポッドに移載する際に用いられる所謂FIMS（Front-Opening Interface Mechanical Standard）システム、即ちロードポート装置に関する。また、本発明は当該ロードポート装置において用いられて、ポッドを該ロードポート装置に固定する際に用いられるクランプ装置にも関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスは、近年では各種処理装置の内部、ウエハを収容して各処理装置間でのウエハ搬送を可能とするポッド、及び該ポッドより各処理装置への基板の受け渡しを行う微小空間、の３空間のみを高清浄状態に保つことで、プロセスを通じての清浄度の管理を行う手法が一般的となっている。このようなポッドは、ウエハを内部に収容し且つ一側面にウエハ挿脱用の開口を有する本体部と、該開口を閉鎖してポッド内部を密閉空間とする蓋と、から構成される。また、該微小空間は、前述したポッドの開口と対向可能な開口部と、該開口部と向かい合い半導体処理装置側に配置された第二の開口部と、を有する。
【０００３】
ロードポート装置は、この開口部が形成された隔壁となる部材即ちサイドベースと称呼される壁と、該開口部を閉鎖するドアと、該ドアの動作を司るドア駆動機構と、ポッドが載置される載置台と、から構成される。該載置台は、ポッドの開口と開口部とを向かい合わせるようにポッドを支持可能であり、且つポッドと共に蓋をドアと近接或いは離間させるように移動可能となっている。ドアは、ポッドの蓋を保持可能であり、ドア駆動機構によって蓋を保持した状態で開口部を開放、閉鎖すると共に、開口部と第二の開口部との間の空間より下方に退避或いは該空間への侵入をさせられる。微小空間内にはロボットが配置され、該ロボットは開口部−ポッド開口を介してポッド内部に対する侵入及び退避が可能であって、第二の開口部も介して該ポッド内部と該半導体処理装置との間でウエハの移載を行う。
【０００４】
前述した載置台は、載置台の移動時等において載置されたポッドが所定の載置位置からずれることがないように、ポッドを載置台に対して固定する構成が配置されている。例えば特許文献１には、ポッドの載置後に載置台表面から突き出してポッド底面に設けられた係合凹部に侵入し、該係合凹部に設けられた被クランプ面と係合してポッドを固定するクランプユニットが開示されている。また、特許文献２には当初から載置台表面に突き出すように配置され、回動することによって係合凹部の被クランプ面と係合するクランプ装置が開示されている。更に特許文献３にも、ポッド載置後に載置台表面から突き出したクランプ部が被クランプ面と係合する機構を有したウエハ搬送容器装着装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２０９９８６号公報
【特許文献２】特開２００６−１１４６９９号公報
【特許文献３】特開２００２−１６４４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
半導体製造工程においては、生産性の向上等を目的として、用いるウエハの大口径化が進められている。このため、前述したポッド、微小空間、及び処理装置内部の空間各々も大型化が進められている。ここで、前述した従来技術におけるポッドクランプ用の構成に着目すると、被クランプ部はポッド底面に配置されてポッド底面と平行に延在する板状の部材として設けられている。実際のポッド固定−クランプ時においては、クランプ部によって当該板状部材に鉛直下方に押し下げる負荷荷重を加えている。ここでポッドが大型化するとポッド移動時に発生する慣性力も大きくなり、該慣性力に対向する必要性からクランプ部が被クランプ部に与える負荷荷重も大きくならざるを得ない。
【０００７】
ポッドの構成上、被クランプ部の板状の部分の厚さを増加させることはポッドの重量増加或いはポッド底部の構成の大型化等に繋がり、許容することが困難と考えられる。しかし、上述したようにクランプ部から発生する負荷荷重の増大も避けられず、従来構成のままではこの増大した負荷荷重のために板状の被クランプ部の変形が生じてしまう恐れがある。このため、負荷荷重の増加と被クランプ部の変形の抑制といった本来トレードオフとなる条件を両立させ得るクランプ機構の開発が望まれる。
【０００８】
本発明は以上の状況に鑑みて為されたものであり、ポッドの固定に必要な負荷荷重を増大させた場合であってもポッドの被クランプ部の変形を抑制し得るロードポート装置、及び該ロードポート装置において好適に用いられるクランプ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係るロードポート装置は、一側面に開口を有するポッド本体と開口を開閉する蓋とを有して内部に被収容物を収容可能なポッド、を載置台上に固定し、蓋を開閉してポッド内部の被収容物の挿脱を可能とするロードポート装置であって、ポッドの底面に対して所定の角度傾斜する回転軸の周りで退避位置とクランプ位置との間を回動可能であって、クランプ位置でポッドの被クランプ部と当接可能なクランプ部を有するクランプ部材と、退避位置にあるクランプ部材を収容し、退避位置からクランプ位置まで回動するクランプ部材のクランプ部が載置台の上に突き出す内部広さを有して、載置台の表面に配置され且つクランプ部材が内部に配置される収容凹部と、を有することを特徴としている。
【００１０】
なお、前述したロードポート装置において、被クランプ部はポッドの底面に設けられて底面に開口する凹部であって凹部の奥から開口に向かうに従って開口の大きさを狭める被クランプ面を有し、クランプ部は被クランプ面に対応する形状を有することが好ましい。また、クランプ部材は対で配置されることが好ましい。更に、対で配置されるクランプ部材の一方は、回転軸を含み且つ底面に垂直な平面で前記収容凹部を切断した断面において対向して位置する被クランプ面の何れか一方と当接し、被クランプ部材の他方は被クランプ面の他方と当接することがより好ましい。また、クランプ部材は、クランプ部を一方に有し且つ他方で回転軸に支持される棒状のクランプアームと、回転軸を回転させるクランプシリンダと、を有し、クランプシリンダはクランプ位置においてクランプアームを回転軸に沿って引き込む動作を為すことがより好ましい。
【００１１】
また、上記課題を解決するために、本発明に係るクランプ装置は、一側面に開口を有するポッド本体と開口を開閉する蓋とを有して内部に被収容物を収容可能なポッド、を載置台上に固定し、蓋を開閉してポッド内部の被収容物の挿脱を可能とするロードポート装置において、ポッドを載置台上に固定するクランプ装置であって、ポッドの底面に対して所定の角度傾斜する回転軸の周りで退避位置とクランプ位置との間を回動可能であって、クランプ位置でポッドの被クランプ部と当接可能なクランプ部を有するクランプ部材と、退避位置にあるクランプ部材を収容し、退避位置からクランプ位置まで回動するクランプ部材のクランプ部が載置台の上に突き出す内部広さを有して、載置台の表面に配置され且つクランプ部材が内部に配置される収容凹部と、を有することを特徴とする。
【００１２】
なお、前述したクランプ装置において、被クランプ部はポッドの底面に設けられて底面に開口する凹部であって凹部の奥から開口に向かうに従って開口の大きさを狭める被クランプ面を有し、クランプ部は被クランプ面に対応する形状を有することが好ましい。また、クランプ部材は対で配置されることが好ましい。更に、対で配置されるクランプ部材の一方は、回転軸を含み且つ底面に垂直な平面で前記収容凹部を切断した断面において対向して位置する被クランプ面の何れか一方と当接し、被クランプ部材の他方は被クランプ面の他方と当接することがより好ましい。また、クランプ部材は、クランプ部を一方に有し且つ他方で回転軸に支持される棒状のクランプアームと、回転軸を回転させるクランプシリンダと、を有し、クランプシリンダはクランプ位置においてクランプアームを回転軸に沿って引き込む動作を為すことがより好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ポッドの固定に必要な負荷荷重を被クランプ部内の複数の方向へ分散させて作用させることにより、負荷荷重に対する被クランプ部の剛性が向上する。従って、負荷荷重を増大させた場合であっても、被クランプ部の変形を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係るロードポート装置に関し、ポッド１を載置台上に載置した状態を側面から見た場合の概略構成を示している。
【図１Ｂ】図１Ａに示すロードポート装置に関し、ポッド１が載置されない状態でこれを上方から見た場合の概略構成を示している。
【図２Ａ】図１Ａに示されるクランプ部材及び関連する構成について、これらを拡大したものであって、非クランプ状態にある構成を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示される構成について、ポッドをクランプした状態を示す図である。
【図３Ａ】図１Ｂに示されるクランプ部材及び関連する構成について、これらを拡大したものであって、非クランプ状態にある構成を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示される構成について、ポッドをクランプした状態を示す図である。
【図４Ａ】本発明に係るクランプアームの更なる実施形態を模式的に示す図である。
【図４Ｂ】本発明に係るクランプアームの更なる実施形態であって図４Ａに示す態様とは異なる態様を模式的に示す図である。
【図５Ａ】本発明の更なる実施形態であって、対となるクランプ部材の配置の更なる実施形態を模式的に示す図である。
【図５Ｂ】本発明の更なる実施形態であって、対となるクランプ部材の配置の更なる実施形態を模式的に示す図である。
【図５Ｃ】本発明の更なる実施形態であって、対となるクランプ部材の配置の更なる実施形態を模式的に示す図である。
【図５Ｄ】本発明の更なる実施形態であって、対となるクランプ部材の配置の更なる実施形態を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態について、以下に図面を参照して説明する。図１Ａは、本発明の一実施形態におけるロードポート装置に関し、ポッド２を載置テーブル上に載置した状態を側面から見た場合の概略構成を示している。なお、同図において、本発明に係るロードポート装置の特徴的構成であるクランプ部材及び関連する構成について、部分的な透視図を用いてこれらを示している。図１Ｂは、図１Ａに示すロードポート装置に関し、ポッド２が載置されない状態でこれを上方から見た場合の概略構成を示している。図２Ａ及び２Ｂは載置台にポッド２が載置された状態でのクランプ部材及びその近傍を図１Ａと同様の様式にてこれを拡大して示した図であり、図２Ａはポッドを固定していない状態を、図２Ｂはポッドを固定した状態を各々示している。また、図３Ａ及び３Ｂは図１Ｂと同様の様式にてクランプ部材及びその近傍を拡大して示した図であって、図３Ａはポッドを固定していない状態を、図３Ｂはポッドを固定した状態を各々示している。また、図３Ａ及び３Ｂにおいて、図中左方にドア１１１等が配置され、図中右方から載置台１２１上に対するポッド２の移載が行われる。また、これら図において、収容凹部１２９の配置はこれらを図１Ｂに示す視点から見た状態をそのまま例示している。
【００１６】
ここで、ロードポートに対して載置されるポッド及び該ポッドに収容されるウエハについて先に述べる。ポッド２における本体２ａの内部には、被収容物たるウエハ１を内部に収めるための空間が形成されている。本体２ａは、水平方向に存在するいずれか一面に開口２ｂを有する略箱状の形状を有する。また、ポッド２は、本体２ａの開口２ｂを密閉するための蓋４を備えている。本体２ａの内部に水平に保持されたウエハ１を鉛直方向に重ねる為の複数の段を有する棚（不図示）が配置されており、ここに載置されるウエハ１各々はその間隔を一定としてポッド２内部に収容される。ウエハ１は本発明における被収容物として、ポッド２は、一側面に開口２ｂを有するポッド本体２ａと、該開口２ｂを開閉する蓋４とを有し、且つ内部に被収容物収容可能な構成として定義される。また、これら構成と関連して、本発明に係るロードポート装置はこの蓋４をポッド２の開口２ｂについて開閉し、ポッド本体２ａの内部に存在する被収容物の挿脱を可能とすることを目的としている。
【００１７】
また、ポッド２の底面には、後述するクランプ部材と係合してポッド２を載置台に固定する際に用いられる凹形状からなる被クランプ部２ｃが設けられる。被クランプ部２ｃは、底面からポッド２の内部空間に向けて穿たれた凹部と、ポッド２の底面側に設けられて該凹部の周囲からポッド底面に沿って該凹部を狭めるように張り出した被クランプ領域とからなる。該被クランプ領域は凹部の奥から凹部開口に向かうに従って徐々に凹部開口を狭めるようにテーパ面が形成されている。該テーパ面は、後述するクランプ部材の当接面と当接して、クランプ部材によるポッド２の載置台への固定保持を為す際の被クランプ面２ｄとして作用する。即ち、本実施形態に係るロードポート装置では、被クランプ部２ｃはポッド２の底面に設けられて該底面に開口する凹部であって、この凹部の奥から開口に向かうに従って該開口の大きさを狭める被クランプ面２ｄを有している。
【００１８】
次に、本実施形態に係るロードポート装置の構成について、以下に述べる。ロードポート装置１０１は、サイドプレート１０５、ポッド載置部１２０及びドアシステム１１０を有する。サイドプレート１０５は、微小空間たる半導体処理装置の搬送室の前述した開口部が配置される壁に対して取り付けられる。該サイドプレート１０５は、本発明の微小空間となる搬送室と外部空間とを、搬送室の壁（半導体処理装置の外壁の一部を構成するロードポート装置１０１の壁）と協同して分離する。また、サイドプレート１０５は第一の開口部１０５ａを有し、ドアシステム１１０は当該第一の開口部１０５ａの開閉を目的として設置される。ドアシステム１１０は、ドア１１１によって第一の開口部１０５ａを開閉し、ポッド載置部１２０の下方に配置される不図示のドア駆動機構によって該ドア１１１の開閉動作等を行う。
【００１９】
ポッド載置部１２０は、該サイドプレート１０５に隣接して外部空間側に配置される。ポッド載置部１２０は、載置台１２１、載置台駆動機構１２３、及びクランプ部材１２５を有する。載置台１２１は、表面が略平坦な板状の部材からなり、該表面に対して作業者或いはポッド搬送装置によってポッド２の移載が行われる。また、載置台１２１の表面には、位置決めピン１２７と、クランプ部材１２５を収容する収容凹部１２９とが配置される。ポッド２は、底面に配置された不図示の位置決め凹部に対して当該位置決めピン１２７が嵌合することにより、載置台１２１の表面上所定位置に載置される。当該載置状態で、ポッド２の開口２ｂはサイドプレート１０５における第一の開口部１０５ａと正対する状態となる。載置台駆動機構１２３は載置台１２１を支持し、該載置台１２１のサイドプレート１０５に対する接近及び離間の動作を行う。接近時において、ポッド２の蓋４はドア１１１と略当接し、ドア１１１による蓋４の保持、及びドア１１１による第一の開口部１０５ａの開放動作を為すことによって、ポッド２の開放が為される。なお、載置台駆動機構１２３は公知のリニアスライダ、アクチュエータ等から構成されており、本発明の主たる特徴と特に関連しないことから本明細書での説明は省略する。
【００２０】
本実施形態において、図２Ａ及び２Ｂに示すように、クランプ部材１２５は、クランプアーム１２５ａと、クランプシリンダ１２５ｂとを有する。クランプシリンダ１２５ｂは、所定の回転軸αを中心に回転する軸部を有し、該軸部は回転ストロークの一端部で、該軸部を駆動するシリンダ本体により該回転軸αに沿ってシリンダ本体に向けて所定量ｄだけ引き込まれる。クランプアーム１２５ａは該クランプシリンダ１２５ｂの軸部に一方の端部が支持され、他方の端部或いはその近傍がポッド２における被クランプ面２ｄと当接するクランプ部１２５ｃを構成する。回転軸αは、ポッド２の底面に対して垂直ではなく所定の傾斜角θを有する。なお、本発明におけるポッド２の底面は、該ポッド２を載置台１２１上に載置した状態においてポッド２が支持される平面であって、ポッド２が載置台駆動機構１２３により移動される際にボッド２の開口２ａの下辺が移動する平面と平行な平面により規定される。また、本実施形態では、クランプ部１２５ｃを端部としているが、クランプ位置において被クランプ面２ｄと当接可能であれば端部に規定されず、例えば棒状のクランプアーム１２５ａの一方に配されるとして良い。また、この場合、棒状のクランプアーム１２５ａの他方が回転軸によって支持されると理解されることが好ましい。
【００２１】
クランプ部材１２５は、載置台１２１表面に設けられた収容凹部１２９内に配置される。収容凹部１２９はクランプ部材１２５がその底部に固定され、図２Ａに示す退避姿勢（クランプの動作を開始する前の初期位置であって、非クランプ状態の位置）においては、クランプアーム１２５ａが該収容凹部１２９内に収容され、ポッド２の底面よりも下方に位置する状態となる。本発明では、クランプアーム１２５ａの回転軸αがポッド２の底面に対して傾斜角θを有するような配置されている。図１Ｂ、図３Ａ及び３Ｂに示すように、収容凹部１２９は長辺と短辺とからなる矩形状の開口を有している。クランプアーム１２５ａは、その長さが矩形の長辺よりも短く、且つ短辺より長く設定されており、クランプシリンダ１２５ｂによるクランプアーム１２５ａの回転中心が矩形の一角に配置される。当該配置と、回転軸αの傾斜角θの存在により、回転動作によってクランプ姿勢に至ったクランプアーム１２５ａの一部、この場合クランプ部１２５ｃが収容凹部１２９から突き出すことを可能としている。即ち、収容凹部１２９は載置台１２１の表面に配置され且つクランプ部材１２５が内部に配置される。更に、収容凹部１２９は、退避位置にあるクランプ部材１２５（クランプアーム１２５ａ）を収容し、クランプ位置まで回動したクランプ部１２５、特にそのクランプ部１２５ｃが載置台１２１の上に突き出す内部広さを有している。
【００２２】
クランプアーム１２５ａの回転によってクランプアーム１２５ａのクランプ部１２５ｃが収容凹部１２９の外部に突き出したクランプ姿勢が得られた状態を、図２Ｂにおいて点線で示している。当該クランプ姿勢は、クランプアーム１２５ａの回転動作の終端部での姿勢となる。この状態からクランプシリンダ１２５ｂによる所定量ｄの引込み操作が行われることで、実線に示す位置にクランプアーム１２５ａが移動し、クランプ部１２５ｃが被クランプ面２ｄと当接し、ポッド２の載置台１２１に対する固定、クランプが為される。即ち、クランプシリンダ１２５ｂは、クランプ位置においてクランプアーム１２５ａを回転軸αに沿って引き込む動作を行っている。本実施形態では、前述した収容凹部１２９のテーパ面である被クランプ面２ｄは、回転軸αに対して垂直となるように形成されている。クランプ部１２５ｃにおける被クランプ面２ｄとの当接面は被クランプ面２ｄと平行に配置されており、引込み操作によってこれら面接触することとなり、ポッド２は安定して載置台１２１に固定されることとなる。
【００２３】
なお、クランプ部１２５ｃから被クランプ面２ｄに加えられるクランプ時の負荷荷重は、回転軸αと平行な力を相対的にクランプ部材１２５ａに与えることによって得られる。本実施例では、クランプシリンダ１２５ｂから加えられる回転軸αに沿った引き込み力によってクランプ用の負荷荷重を得ている。なお、本実施例ではクランプ部１２５ｃと被クランプ面２ｄとの間での摺動を抑制する観点から、回動終了後にクランプアーム１２５ａを引き込む構成としている。しかし、クランプアーム１２５ａの材料選択等によって摺動に伴って発塵の問題を考慮しなくても良い場合には、単純に回動によってクランプ状態が得られる構成としても良い。この場合、回動終端において被クランプ面２ｄとクランプ部１２５ｃとが当接すれば良いことから、例えば被クランプ面２ｄが回転軸に対して垂直に配置されない場合も考えられる。しかし、この場合であって、クランプに供せられる負荷荷重は、クランプシリンダ１２５ｂからクランプアーム１２５ａに加えられる回転軸αに沿った力によって得られる。
【００２４】
また、図１Ｂ、３Ａ及び３Ｂに示されるように、本実施形態ではロードポート装置１０１に対して２つのクランプ部材１２５が対として配されている。これらクランプ部材１２５は各々ポッド２の底面に対して垂直な軸に対して対称となる回転軸αを有し、同一方向（本実施形態では図３Ａの紙面内で時計回り）に回転する構成となっている。また、待機位置におけるクランプアーム１２５ａ各々が、平行な軸に沿い且つ各々のクランプ部１２５ｃが最も離れた位置となるように配置される。また、これらは、図３Ｂに示すクランプ状態においてクランプアーム１２５ａは平行となる。その際、各々の対応する被クランプ部２ｃにおいて、各々のクランプ部１２５ｃはポッド２の駆動方向で逆の位置となるテーパ面を被クランプ面２ｄとしてポッド２のクランプを為す。換言すれば、クランプ部材１２５（及び収容凹部１２９）は、互いの回転軸αを中点として、収容凹部１２９の配置、クランプシリンダ１２５ｂの配置、クランプ部１２５ｃの配置及びクランプアーム１２５ａの動作方向が点対称となっている。これら配置によって、クランプ部材１２５の各々は互いに対向するように回転移動することとなる。
【００２５】
ロードポート装置１０１に対して以上に述べたクランプ部材１２５を配することにより、被クランプ面２ｄを被クランプ部２ｃのテーパ部に配することが可能となる。従って、従来のポッド２の下方にのみ負荷荷重を加えた場合に対して、ポッド２の固定に必要な負荷荷重を被クランプ領域の複数の方向（本実施形態の場合には水平方向と垂直方向との分力）に分散して作用させることが可能となり、被クランプ領域の剛性の向上と変形の抑制を為すことが可能となる。特に、被クランプ領域を構成するポッド本体２ａの部材の厚さが相対的に厚い方向（本実施形態の場合には水平方向）にも負荷荷重を作用させることが出来るので、負荷荷重による変形の可能性を低減することが出来る。また、クランプ部材１２５を上述した配置に２つ配することによって、ポッド２の移動方向について各々逆向きの負荷荷重を加えてポッドをクランプすることとなり、ポッド２が大型化した場合であってもクランプのための負荷荷重をポッド２に対して効果的に作用させることが可能となる。また、一対のクランプ部材１２５の配置により、水平方向に沿った力のモーメントがポッド２へ作用しても抗うことが出来る。更に、回転動作の後に引込み動作をなるロータリークランプシリンダを用いることによって、被クランプ面２ｄとクランプ部１２５ｃとの摺動を極力押さえ、クランプ時の発塵を効率的に抑制することも可能となる。
【００２６】
次に、本発明の更なる実施形態について述べる。図４Ａ及び図４Ｂは、クランプアーム１２５ａ或いはクランプ部１２５ｃの更なる形態を、各々図２Ｂと同様の様式にて示したものである。なお、前述した実施形態で述べた構成と同一の構成については同じ参照番号を用いてこれを示し、ここでの説明は省略することとする。図４Ａに示す形態では、クランプ部１２５ｃに対して半球状の突起を配している。当該形態とすることにより、例えば被クランプ面２ｄが回転軸αに対して垂直からずれている、或いは表面が荒れている場合であっても、確実な点接触によってポッド２のクランプを為すことが可能となる。従って、被クランプ面２ｄが所定の傾きを有する平面となっていない場合であっても、クランプ部１２５ｃの所謂片当りによる偏磨耗等を防止することができる。
【００２７】
被クランプ部２ｃは、開口部奥から順に一定の最大幅或いは径を有する領域、徐々に幅或いは径を狭める前述したテーパ面を構成する領域、一定の最小幅或いは径を有する領域が連続して配置され開口部に至っている。前述した図１Ｂ等及び図４Ａに示す実施形態では、このテーパ面を被クランプ面２ｄとして用いている。図４Ｂに示す実施形態では、クランプ部１２５ｃの形状を、二段形状としている。より詳細には、前述したクランプ部１２５ｃに対応する平面部分が被クランプ面２ｄと当接し、クランプ部１２５ｃから連続する段差部分が前述した開口部に繋がる一定幅或いは径の領域と当接する構造となっている。従って、このクランプアーム１２５ａの段差部分は、ポッド２の底面に垂直な面での水平移動を規制することとなり、被クランプ部２ｃをポッド２の移動方向に抑えることとなる。載置台１２１上からポッド２を取り除こうとして作用する力はこの移動方向に分力が働く。この段差部分の存在により、ポッド２内のウエハ１を処理している最中にポッド２を移動させようとする操作ミスが生じた場合であっても、ポッド２を移動させてしまうトラブルを確実に予防することが可能となる。
【００２８】
なお、以上に述べたクランプ部材１２５に関して、クランプアーム１２５ａにおけるクランプ部１２５ｃの形状は上述した実施形態のものが好ましいが、本発明に態様はこれら形状に限定されない。即ち、被クランプ面２ｄの形状に応じたクランプ部１２５ｃの形状とすることが好ましい。しかし、本発明は当該形態に限定されず、被クランプ部２ｃにおいてクランプ部１２５ｃによりクランプされる部分の形状、構成等に応じて種々の変形が可能である。また、例えば磨耗特性等を考慮して、クランプ部１２５ｃに当る部分のみ材質を異ならせる構成とすることも可能である。また、クランプシリンダとして回動-引き込みの二段階の動作を行うものを用いることとしているが、これら動作を同時に行う形態、回動のみを行う形態等、種々の態様の回動用の駆動機構を用いることが可能である。
【００２９】
上述した実施形態では、一対のクランプ部材１２５について待機姿勢でクランプ部１２５ｃが互いに最も離れた位置に存在し、クランプに際しては両者が同一方向に回動する構成を例示している。なお、これらクランプ部材１２５は、各々を収容する収容凹部１２９の間の中点について回転軸α及び該軸についての回転が点対称となるように配置されている。しかしながら、これら一対のクランプ部材１２５の配置及び回転方向は当該実施形態に限定されない。以下に他の態様について図面を参照して例示する。図５Ａ〜５Ｄはその他の態様の例示であって、図３Ａ及び３Ｂと同様の様式でこれらを示している。なお、これら図中において点線で示される位置がクランプ部材１２５の待機姿勢の際の位置、実線がクランプ時の位置を各々示し、図中の矢印がクランプアーム１２５ａ各々のクランプ姿勢時の位置への回動方向を示している。また、先に述べた構成と同一の構成については同じ参照符号を用いてこれを示すこととする。
【００３０】
図５Ａは、クランプアーム１２５ａの回転方向を逆方向とした場合を示している。また、図５Ｂは図５Ａに示した収容凹部１２９の配置において、回転軸αが最も離れた位置とされる構成を示している。当該構成では、対で配置されるクランプ部材１２５の一方は、回転軸αを含み且つポッド２の底面に垂直な平面で収容凹部１２９を切断した断面において対向して位置する被クランプ面２ｄの何れか一方と当接し、被クランプ部材１２５の他方は被クランプ面２ｄの他方と当接することとしている。これら構成の場合、例えばクランプシリンダ１２５ｂが回動のみの動作を為す機構の場合、クランプに至る過程で各々のクランプ部１２５ｃからポッド２に加えられる摩擦力はほぼ対向する向きに作用する。従って、クランプ時においてポッド２が載置台１２１に対してずれることを抑制できる。但し、当該構成の場合、各々のクランプ部１２５ｃから被クランプ面２ｄに作用する負荷荷重の方向が、前述した対称の中心点から離れ且つ逆方向に作用する。従って、ポッド２に対して該中心点を中心として回転を促す力が作用した場合にはクランプの効果が適切に得られない恐れがある。
【００３１】
図５Ｃ及び図５Ｄはこの回転力の作用に効果的に抗する配置を示している。図５Ｃの場合、被クランプ面２ｃはドア１１１方向のテーパ面のみとなる。従って前述した回転力の付加或いは搬送機構が存在する方向からの引っ張り付加には強度を有する。図５Ｄの場合、被クランプ面２ｃはドア１１１とは逆の方向のテーパ面のみとなる。従って前述した回転力の付加或いはドア１１１方向からの引っ張り付加には強度を有する。しかしながら、逆方向からの荷重付加に対しての効力は低下する。従って、これら配置は、ロードポート装置１０１の使用環境、載置台１２１内部での収容凹部１２９及びクランプシリンダ１２５ｂの配置上の制約等と考慮して適切に定められることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上述べたように、本発明は半導体処理装置に対して好適に用いるロードポート装置に関している。しかしながら、本発明の利用可能性は当該処理装置むけのみに限定されず、例えば液晶ディスプレイのパネルを扱う処理装置等、半導体に準じた各種処理が行われる種々の処理装置に用いられる所謂ロードポート装置に対しても適用可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１：ウエハ、 ２：ポッド、 ２ａ：ポッド本体、 ２ｂ：ポッド開口部、 ２ｃ：被クランプ部、 ２ｄ：被クランプ面、 ４：蓋、 １０１：ロードポート装置、 １０５：サイドプレート、 １０５ａ：第一の開口部、 １１０：ドアシステム、 １１１：ドア、 １２０：ポッド載置部、 １２１：載置台、 １２３：載置台駆動機構、 １２５：クランプ部材、 １２５ａ：クランプアーム、 １２５ｂ：クランプシリンダ、 １２５ｃ：クランプ部、 １２７：位置決めピン、 １２９：収容凹部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一側面に開口を有するポッド本体と前記開口を開閉する蓋とを有して内部に被収容物を収容可能なポッド、を載置台上に固定し、前記蓋を開閉して前記ポッド内部の被収容物の挿脱を可能とするロードポート装置であって、
前記ポッドの底面に対して所定の角度傾斜する回転軸の周りで退避位置とクランプ位置との間を回動可能であって、前記クランプ位置で前記ポッドの被クランプ部と当接可能なクランプ部を有するクランプ部材と、
前記退避位置にある前記クランプ部材を収容し、前記退避位置から前記クランプ位置まで回動する前記クランプ部材の前記クランプ部が前記載置台の上に突き出す内部広さを有して、前記載置台の表面に配置され且つ前記クランプ部材が内部に配置される収容凹部と、を有することを特徴とするロードポート装置。
【請求項２】
前記被クランプ部は前記ポッドの底面に設けられて前記底面に開口する凹部であって前記凹部の奥から開口に向かうに従って前記開口の大きさを狭める被クランプ面を有し、
前記クランプ部は前記被クランプ面に対応する形状を有することを特徴とする請求項１に記載のロードポート装置。
【請求項３】
前記クランプ部材は対で配置されることを特徴とする請求項１或いは２の何れかに記載のロードポート装置。
【請求項４】
前記対で配置される前記クランプ部材の一方は、前記回転軸を含み且つ前記底面に垂直な平面で前記収容凹部を切断した断面において対向して位置する被クランプ面の何れか一方と当接し、前記被クランプ部材の他方は前記被クランプ面の他方と当接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。
【請求項５】
前記クランプ部材は、前記クランプ部を一方に有し且つ他方で前記回転軸に支持される棒状のクランプアームと、前記回転軸を回転させるクランプシリンダと、を有し、
前記クランプシリンダは前記クランプ位置において前記クランプアームを前記回転軸に沿って引き込む動作を為すことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のロードポート装置。
【請求項６】
一側面に開口を有するポッド本体と前記開口を開閉する蓋とを有して内部に被収容物を収容可能なポッド、を載置台上に固定し、前記蓋を開閉して前記ポッド内部の被収容物の挿脱を可能とするロードポート装置において、前記ポッドを前記載置台上に固定するクランプ装置であって、
前記ポッドの底面に対して所定の角度傾斜する回転軸の周りで退避位置とクランプ位置との間を回動可能であって、前記クランプ位置で前記ポッドの被クランプ部と当接可能なクランプ部を有するクランプ部材と、
前記退避位置にある前記クランプ部材を収容し、前記退避位置から前記クランプ位置まで回動する前記クランプ部材の前記クランプ部が前記載置台の上に突き出す内部広さを有して、前記載置台の表面に配置され且つ前記クランプ部材が内部に配置される収容凹部と、を有することを特徴とするクランプ装置。
【請求項７】
前記被クランプ部は前記ポッドの底面に設けられて前記底面に開口する凹部であって前記凹部の奥から開口に向かうに従って前記開口の大きさを狭める被クランプ面を有し、
前記クランプ部は前記被クランプ面に対応する形状を有することを特徴とする請求項６に記載のクランプ装置。
【請求項８】
前記クランプ部材は対で配置されることを特徴とする請求項６或いは７の何れかに記載のクランプ装置。
【請求項９】
前記対で配置される前記クランプ部材の一方は、前記回転軸を含み且つ前記底面に垂直な平面で前記収容凹部を切断した断面において対向して位置する被クランプ面の何れか一方と当接し、前記被クランプ部材の他方は前記被クランプ面の他方と当接することを特徴とする請求項８に記載のクランプ装置。
【請求項１０】
前記クランプ部材は、前記クランプ部を一方に有し且つ他方で前記回転軸に支持される棒状のクランプアームと、前記回転軸を回転させるクランプシリンダと、を有し、
前記クランプシリンダは前記クランプ位置において前記クランプアームを前記回転軸に沿って引き込む動作を為すことを特徴とする請求項６乃至９の何れか一項に記載のクランプ装置。
【請求項１】
一側面に開口を有するポッド本体と前記開口を開閉する蓋とを有して内部に被収容物を収容可能なポッド、を載置台上に固定し、前記蓋を開閉して前記ポッド内部の被収容物の挿脱を可能とするロードポート装置であって、
前記ポッドの底面に対して所定の角度傾斜する回転軸の周りで退避位置とクランプ位置との間を回動可能であって、前記クランプ位置で前記ポッドの被クランプ部と当接可能なクランプ部を有するクランプ部材と、
前記退避位置にある前記クランプ部材を収容し、前記退避位置から前記クランプ位置まで回動する前記クランプ部材の前記クランプ部が前記載置台の上に突き出す内部広さを有して、前記載置台の表面に配置され且つ前記クランプ部材が内部に配置される収容凹部と、を有することを特徴とするロードポート装置。
【請求項２】
前記被クランプ部は前記ポッドの底面に設けられて前記底面に開口する凹部であって前記凹部の奥から開口に向かうに従って前記開口の大きさを狭める被クランプ面を有し、
前記クランプ部は前記被クランプ面に対応する形状を有することを特徴とする請求項１に記載のロードポート装置。
【請求項３】
前記クランプ部材は対で配置されることを特徴とする請求項１或いは２の何れかに記載のロードポート装置。
【請求項４】
前記対で配置される前記クランプ部材の一方は、前記回転軸を含み且つ前記底面に垂直な平面で前記収容凹部を切断した断面において対向して位置する被クランプ面の何れか一方と当接し、前記被クランプ部材の他方は前記被クランプ面の他方と当接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。
【請求項５】
前記クランプ部材は、前記クランプ部を一方に有し且つ他方で前記回転軸に支持される棒状のクランプアームと、前記回転軸を回転させるクランプシリンダと、を有し、
前記クランプシリンダは前記クランプ位置において前記クランプアームを前記回転軸に沿って引き込む動作を為すことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のロードポート装置。
【請求項６】
一側面に開口を有するポッド本体と前記開口を開閉する蓋とを有して内部に被収容物を収容可能なポッド、を載置台上に固定し、前記蓋を開閉して前記ポッド内部の被収容物の挿脱を可能とするロードポート装置において、前記ポッドを前記載置台上に固定するクランプ装置であって、
前記ポッドの底面に対して所定の角度傾斜する回転軸の周りで退避位置とクランプ位置との間を回動可能であって、前記クランプ位置で前記ポッドの被クランプ部と当接可能なクランプ部を有するクランプ部材と、
前記退避位置にある前記クランプ部材を収容し、前記退避位置から前記クランプ位置まで回動する前記クランプ部材の前記クランプ部が前記載置台の上に突き出す内部広さを有して、前記載置台の表面に配置され且つ前記クランプ部材が内部に配置される収容凹部と、を有することを特徴とするクランプ装置。
【請求項７】
前記被クランプ部は前記ポッドの底面に設けられて前記底面に開口する凹部であって前記凹部の奥から開口に向かうに従って前記開口の大きさを狭める被クランプ面を有し、
前記クランプ部は前記被クランプ面に対応する形状を有することを特徴とする請求項６に記載のクランプ装置。
【請求項８】
前記クランプ部材は対で配置されることを特徴とする請求項６或いは７の何れかに記載のクランプ装置。
【請求項９】
前記対で配置される前記クランプ部材の一方は、前記回転軸を含み且つ前記底面に垂直な平面で前記収容凹部を切断した断面において対向して位置する被クランプ面の何れか一方と当接し、前記被クランプ部材の他方は前記被クランプ面の他方と当接することを特徴とする請求項８に記載のクランプ装置。
【請求項１０】
前記クランプ部材は、前記クランプ部を一方に有し且つ他方で前記回転軸に支持される棒状のクランプアームと、前記回転軸を回転させるクランプシリンダと、を有し、
前記クランプシリンダは前記クランプ位置において前記クランプアームを前記回転軸に沿って引き込む動作を為すことを特徴とする請求項６乃至９の何れか一項に記載のクランプ装置。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【公開番号】特開２０１３−３０６６０（Ｐ２０１３−３０６６０Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６６５８４（Ｐ２０１１−１６６５８４）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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