半導体コンテナ用のベルトコンベア
本発明は、製造設備内で半導体コンテナ（２）を輸送するためのコンベア（１００）を含む。一実施形態では、コンベアは、複数の独立制御のコンベア領域（Ｚ）を含む。各コンベア領域は、第１のベルト（１１０）、第２のベルト（１１２）、第１のベルト及び第２のベルトを略同一速度で回転させる駆動組立体（１３８）を含む。第１のベルト及び第２のベルトは、略同一速度で駆動され、コンベアに沿ってコンテナが移動するときに、コンテナの底プレートを移動可能に支持する。他の実施形態では、コンベアは、とりわけコンテナの位置を決定するセンサ（２００）を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、コンベアシステムからなる。より具体的には、本発明は、製造設備の中で半導体コンテナを移動させるためのベルトコンベアシステムからなる。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造設備（「ｆａｂ」）内で半導体ウエハーコンテナを輸送する方法は、いくつかある。コンテナを輸送するためのシステムは、しばしば材料自動輸送システム（「ＡＭＨＳ」）、又は単に材料輸送システムと呼ばれる。材料輸送システムは、全体のシステムの一部又は全てを指すかもしれない。半導体製造設備は、半導体製造設備全体を通じてたった一つのタイプの材料自動輸送システムを使用してもよいし、或いは、或るエリアには異なるタイプの材料自動輸送システム、若しくは異なる輸送機能のために異なるタイプの材料自動輸送システムがあってもよい。これら材料自動輸送システムタイプの或るものは、コンテナが輸送されているとき、コンテナを保持するのに、レール誘導車両（ＲＧＶ）又は自動誘導車両（ＡＧＶ）のような車両を使用する。レール誘導車両又は自動誘導車両を活用する材料輸送システムは、コンテナが積み込まれる場所に車両の到着を手配するために、空の車両を管理することが要求される。これらの車両の到着待ちは、材料自動輸送システムの遅延を引き起こし、車両の移動の管理は、材料自動輸送システムの複雑さを増大させる。また、天井吊下式輸送装置（ＯＨＴ）でコンテナを移動させるときも同じ課題が存在する。
【０００３】
コンベアシステムは、車両の遅れなしに或いは最小数の車両遅れで半導体製造設備内でコンテナを移動させる上でより効率的であり、且つ空の車両の管理を行う必要がない。コンベアは、コンベア面とコンテナ面との間に来るいかなる材料又は機械的な界面なしにコンテナを直接移動させる。コンベアが一杯でない限り、コンベアは、輸送のためにコンテナをすぐに受けることが可能である。これら及び他の理由のために、コンベアは、非常に高い処理能力の材料自動輸送システムを提供する。
【０００４】
コンベアシステムの一例が、アシストテクノロジー社が所有する、「一体形のローラ搬送ポッド及び非同期型コンベヤ」と題した米国特許第６，２２３，８８６号に開示されており、その全体がこの中に組み込まれる。駆動レール１２は、レール１２に沿ってコンテナ２を推進するための、図１に３８で全体的に指し、駆動システムを含む。駆動システム３８は、複数の別々の駆動組立体４０を含む。各駆動組立体４０は、コンテナ２を特定の領域Ｚの間、駆動レール１２に沿って推進させるために、コンテナ２の下側に摩擦係合する複数の駆動輪４２を含む。図１に示すように、駆動組立体４０は、隣接した駆動組立体４０の最も外側の駆動輪４２間の間隙が、個々の駆動組立体４０の駆動輪４２の間隔と実質的に等しいように、レールに沿って配置される。駆動輪４２は、レール１２の駆動輪４０が、搬送コンテナ２を直接支持するように、駆動レールのハウジングから上方に突出する。各駆動輪４２は、コンテナ２をレール１２に沿って移動させる際のコンテナの傾き又は揺れを最小にするために、略同じ高さに取り付けられるのが好ましい。受動ローラ４３を各駆動輪４２の間に取り付けること（図１に示されたように）も当該技術で知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
在来のコンベアの性能を向上させ、材料自動輸送システムのコンベアシステムのコストを下げるコンベアシステムを提供することは、有益である。本発明は、その様なコンベアを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図２Ａは、コンベアシステム１００を示す。コンベアシステム１００は、例示の目的のみで示され、駆動システム１３０を設置させた一つの領域、領域Ｚのみを有する。コンベア１００は、ビーム１０２、ビーム１０２から間隔を隔てたビーム１０４、及び２つのビーム１０２，１０４を複数の位置で互いに固定する多様の横つなぎプレート１０６を含む。横つなぎプレート１０６は、コンベア１００の端部１９０，１９２の各々でビーム１０２、及び１０４に固定され、追加の横つなぎプレート１０６がコンベア１００の中間で２つのビーム１０２，１０４に固定される。横つなぎプレート１０６は、他の位置でビーム１０２，１０４に固定されてもよい。
【０００７】
ビーム１０２，１０４は、コンベア装置１００の２つの側を構成し、好適な実施形態では、折り曲げた金属薄板により形成される。ビーム１０２，１０４の金属薄板の構造は、他の在来のコンベア構造の改良である。他の種類の構造（例えば、機械加工した押し出材、機械加工した棒材、機械加工したプレート材）は、幾つかの欠点を有する。例えば、他の構造は、機械加工工程中又は押し出し工程中に捩れる可能性がある。押し出しは、本質的に、ダイで押し通されるに従って捩れる素材を製造し、次いで素材は、できるだけ修正される必要がある。機械加工工程は、素材を曲げる応力不平衡を引き起こす、金属中の面積応力を軽減させる。これらの製造上の諸問題により、最終的なコンベア組立体を、整合の問題を引き起こすように曲げたり捩じったりすることがある。さらには、他の構造は、要求される機械加工時間のために、より高価になるかもしれない。さらに他の構造は、剛性に必要とされない全ての材料を（機械加工を用いて）取り除くことは、適切ではなく又は費用効果がない。
【０００８】
図２Ｂは、各横つなぎプレート１０６が各ビーム１０２，１０４の２つの壁、即ちビームの底壁１０９及びビームの側壁１０７に取り付けられている状態を示す。各横つなぎプレート１０６を各ビームの２つの別々の壁に取り付けることで、横つなぎプレート１０６は、ビーム１０２，１０４のためにねじり強さ、及び精密な規準構造を提供する。図２Ｂは、横つなぎプレート１０６がビーム１０２，１０４の端と面一であることを示す。横つなぎプレート１０６は、金属薄板のビーム１０２，１０４の端部から僅かに外方に延びても良い。この場合、第２のコンベアセクションが横つなぎプレート１０６に取り付き、コンベア１００に整合し、隣接したコンベアを形成する。
【０００９】
折り曲げた金属構造は、幾つかの利点を有する。略「Ｃ」形の断面（図３、図４を参照）のビーム１０２，１０４は、高さＨの側壁１０７及び幅Ｗの底壁１０９を有する。底壁１０９よりも長い側壁１０７は、垂直方向の撓み荷重に対して高い剛性をもたらす。さらには、ビーム１０２，１０４の均一な断面は、最良の重量対強度比を提供する。金属薄板のビーム１０２，１０４の各曲りは、ビームの長手方向軸線に沿って（例えば、コンベアシステム１００の長さに沿って）いる。これら金属薄板の曲りは、必然的に直線を形成し、撓み及び捩れを排除する。各ビーム１０２，１０４の真っ直ぐさは、簡単な且つ安価な方法を使用して保証される。
【００１０】
図２Ｂは、コンベア１００の領域Ｚのより詳細な図を提供する。本実施形態では、駆動組立体１３０は、一対の駆動輪１１４、受動輪１１６のカートリッジ１２９、ベルト張力遊び車１１８、及び駆動モータ１２４を含む。ベルト張力遊び車１１８は、適切なベルト張力が達成されるまで調整される。
【００１１】
図２Ｂは、ベルト１１２が各駆動輪１１４、受動輪１１６、及びベルト張力遊び車１１８の周りを移動することを示す。各受動輪１１６間の間隔、及び各駆動輪１１４と、これに隣接した受動輪１１６との間隔は、変っていても良い。受動輪１１６の直径は、駆動輪１１４の直径よりも小さい。受動輪１１６は、カートリッジ１２９に予め取り付けられている。カートリッジ１２９は、各受動輪１１６の中心１１７が、駆動輪１１４の中心１１５よりも高い高さでビームに配置されるようにビームに取り付けられる（図１０を参照）。かくして、ベルト１１２は、該ベルトが複数の駆動輪１１４及び複数の受動輪１１６を横切って移動するときに、実質的に平行である。
【００１２】
好適な実施形態としては、受動輪１１６は、ビーム１０４に取り付けられたカートリッジ１２９に、回転自在に取り付けられる。各受動輪１１６も、ビーム１０４に独立に取り付けられるのがよい。しかしながら、カートリッジ１２９は、各受動輪１１６をビーム１０４に独立に取り付ける必要性を排除する。カートリッジ１２９は、また、受動輪１１６を連結するためのビーム１０２と１０４の間を通るシャフトを排除する。図２Ｂに示すように、カートリッジ１２９は、８個の受動輪１１６を含む。カートリッジ１２９がどんな数の受動輪１１６を含んでいても本発明の範囲内である。
【００１３】
受動輪１１６は、在来のコンベアシステムと比較して幾つかの利点を提供する。一つ目の利点としては、受動輪１１６が、ＦＯＵＰの底プレートが越えて移動しなければならない車輪間の隙間を最小にするので、コンベアシステム１００に沿うＦＯＵＰの搬送移動の平滑さを向上させる。受動輪１１６は、全ての車を駆動輪にするように要求するよりも、駆動組立体１３０を簡単な機構にする。在来のコンベアに使用される駆動組立体は、大抵の場合、コンテナに接触し、コンテナをコンベアに沿って移動させるための独立して駆動される車輪を含んでいる。
【００１４】
複数の受動輪１１６間の間隔が大きければ大きいほど、コンベア１００に沿うコンテナの移動は荒くなる。ＦＯＵＰの底面の変動は、車輪間の隙間が増すと、受動輪及び駆動輪の上面によって形成される平面から大きな軌跡を有する。図１において、ＦＯＵＰの前縁が次の駆動輪４２と接触するとき、これらの面の非平面が、駆動輪４２に突然当たり衝撃がある。改良として、駆動輪４２の間により多くの受動輪４３がある。しかしながら、ＦＯＵＰが受動輪４３の間を通る度にＦＯＵＰの前縁が、定置受動輪４３に接触し、ＦＯＵＰが受動輪に衝突して受動輪４３の回転を加速するので、好ましくない擦れがある。駆動ベルトが駆動輪のハブを連結したとするならば、ベルトは、適切な牽引を保証するために、各車輪ハブの上を移動しなければならない。このベルトのラップの要求は、追加の遊動輪を加えることによって駆動システムを複雑にし、さらに、駆動輪が多くなればなるほど複雑さが増す。
【００１５】
図１に示すようにコンベア領域内の駆動組立体は、駆動組立体毎に３５個のベアリングを必要とする。かくして、各領域は７０個のベアリングを必要とする。製造設備内の多量のコンベアが検討されるとき（数千メートルのコンベア）、優れた２つの側付駆動装置を提供しながらベアリングの数を削減することは、主要な改良となる。コンベア１００は、駆動組立体１３０が要求するベアリング及びシャフトの数を減少させる。図３は、各駆動輪駆動シャフト支持体１２０にベアリング１８０が配置され、ベアリング（図示せず）は受動輪１１６の各々に要求される（受動輪は如何なる張力在重下にないため）。一実施形態では遊動輪１１８も、一つのベアリングを必要とするに過ぎない。かくして、２つの駆動組立体１３０において、領域当たり２２個のベアリングが要求されるにすぎない。
【００１６】
コンベア１００の各領域Ｚは、２つの駆動組立体１３０を含む。各駆動組立体１３０は、ベルト１１０，１１２に簡単な移動経路を提供し、ベルト１１０，１１２に適切な張力を維持する。各駆動組立体１３０は、また、コンテナ２を支持するために、ビーム１０２，１０４より上に上げられたベルト１１０，１１２の部分を支持し、且つ維持する。駆動組立体１３０は、複数の操作領域Ｚを構成し、各領域Ｚは一つの駆動システム１３８を含む。しかしながら、発明の他の実施形態では、各領域Ｚは、一つ以上の駆動組立体１３０を含んでもよい。各領域の駆動速度及び方向（前方又は後方）は、独立に制御される。
【００１７】
また、図２Ｂは、好適には各領域Ｚが、領域内のコンテナ２の存在を検出する少なくとも２つのセンサ１２２を含むことを示す。本発明では、複数のセンサ１２２は、領域Ｚの入口及び出口近傍に配置され、コンテナが領域に入ったこと又は領域から出たことを検出する。コンテナ２の配置は、下流に配置された領域を作動するために使用され、ポッドが下流の領域に達したときに、下流の領域のベルトが動作中であり、前の領域のベルト１１０，１１２と同じ速度で作動する。また、センサは、コンテナ２が去ったばかりの領域の駆動装置を停止させる。コンテナ２が複数のセンサ１２２の間を移動するために要した時間は、また、コンテナが領域の中を移動するときコンテナの実際の速度を監視するために使用される。コンテナが領域内に停滞して検出されないことがあるため、センサ１２２は遠く離れていないことが好ましい。例えば、図５，６に示す様にコンテナ２がコンベア１００上を移動しているとすれば、センサ１２２は、コンテナ２の幅よりも遠く離れていないことが好ましい。しかし、コンテナ２が前方又は後方に面して（例えば、図５，６に示された状態から９０度回転して）輸送されているならば、複数のセンサは、コンテナ２の奥行きよりも遠く離れていないことが好ましい。
【００１８】
各領域Ｚは、その領域の駆動組立体１３０の作動を制御するための一つのマイクロプロセッサ又は制御デバイス（図示せず）を含むのが好ましい。制御デバイスは、コンベアの全体の作動を制御する制御システムに連結されるのがよい。制御システムの構成は、本発明の範囲内で相当なバリエーションがある。例えば、制御システムは、各領域Ｚを制御することで、コンベア１００全体の作動を制御するためのコンピュータを含むのがよい。また、コンピュータは、ロードポート１０（図１１を参照）の状態を監視し、ロードポートが満たされたとき、ポッド同士の衝突を防ぐために、近づいてくる搬送コンテナ２を満たされたロードポートの上流の間隔を隔てた位置で停止させるのがよい。各区画のコンピュータは、スタンドアローンシステムでも良く、又はコンピュータは、区画間コンベア、ストッカー、若しくは製造施設の他の自動構成要素のための制御システムを含むネットワークの一部であっても良い。加工設備の中央制御システムは、また、加工機械を監視するのがよい。この様な制御システムの一例は、アシストテクノロジー社により所有されている「材料輸送システム用分散制御システムアーキテクチャ及び方法」と題した米国特許第６，８５３，８７６号で開示されており、その全体が組み込まれる。
【００１９】
図３は、ベルト１１０，１１２がコンテナ２を支持することを示す。一実施形態では、コンベア１００の各領域Ｚは、ベルト１１０，１１２を駆動するための、及びコンベア１００に沿ってコンテナ２を推進させるための駆動組立体１３８（図１０を参照）を含む。図３は、駆動組立体１３８を保護するカバー１４０がビーム１０２，１０４に取り付けられていることを示す。また、カバー１４０は、駆動組立体１３０により発生されるどんな粒子をも保持するのを助ける。カバー１４０は、選択的である。
【００２０】
一実施形態では、コンベア１００は支持体１５０により製造床から持ち上げられている。図３の実施形態は、トラック１５６に取り付けられた支持体１５０を示す。一実施形態では、支持体１５０は、施設内においてコンベア１００を位置決めするために、トラック１５６に沿ってスライドする。トラック１５６は、支持体１５０をトラック１５６に関して適所に係止するように係止用クリップ１５４を含む。図３は、支持体１５０が係止用クリップのビス１５２により支持体１５０が適当な位置に支持されていることを示す。支持体１５０は、当該技術で知られている他のデバイスによりトラック１５６に係止されてもよい。また支持体１５０は、コンベア１００を支持体１５０に係止する横つなぎキー１０８と連結する受口１２３を含む。また、コンベア１００は、施設の壁に取り付けられ又はコンベアの重量を支持する他の物体に取り付けられた製造施設の天井から吊るされてもよい。
【００２１】
一実施形態では、横つなぎプレート１０６は、支持体１５０のベースとコンベアの上面との間の一定関係（例えばベルト１１０，１１２の高さ）を考慮に入れて、支持体１５０の切り欠き１２３にはまり込む横つなぎキー１０８を含む。支持体１５０の底部は、トラック１５６に沿ってスライドしてもよいし、或いはトラック１５６の斜面に係止されてもよい。一実施形態では、係止用表面の一つが、コンベアの支持プレート１５０に機械加工され、係止用クリップが他の係止用表面を形成する。他の係止構造も発明の範囲内である。コンベア部分が交換されるとき、係止用クリップのビスを緩め、コンベア部分をその支持プレートと共に取り外す。次いで、支持プレート１５０をトラック１５６上に配置することによって新しいコンベアを設置し、次いで係止用クリップのビスを締める。精密な横つなぎプレート１０６、横つなぎキー１０８、支持プレートの切り欠き１２３、及び支持プレートのロックが組み合わさって、コンベアの迅速な交換を考慮に入れる精密なコンベア整合方法を提供する。このシステムは、典型的な半導体の製造の精密で予測可能な床構造を利用する。
【００２２】
トラック１５６には、複数のコンベアが取り付けられてもよい。各コンベア１００の支持体１５０は、トラック１５６にスライド可能に取り付けられる。一旦、支持体１５０がトラック１５６に配置されると、コンベア１００は、その所望位置までトラック１５６に沿ってスライドさせる。例えば、コンベア１００をトラック１５６に沿って、その第一端１９２が予め取り付けられたコンベア１００の第二端に近接するまで移動させる。複数のコンベア１００を同じトラック１５６に取り付けることは、各コンベア１００の端部を整合させる。
【００２３】
図４は、駆動輪１１４及びその周辺の構成要素の断面図を示す。駆動シャフト１２０は、ベアリング１８０によってビーム１０４に支持される。駆動輪１１４は、駆動シャフト１２０の一端に取り付けられる。カバー１４０は、ビーム１０４に取り付けられ、且つ駆動輪１１４を保護する。搬送ベルト１１２は、本実施形態では、リップ１１３を含む。リップ１１３は、コンテナ２をベルト１１２上に保持することを助ける。カバー１４０の上部１４１は、また、コンテナに追加の横方向拘束力を与える。例えば、カバー１４０の上部１４１は、コンテナ２がベルト１１２上で回転するのを防止する。
【００２４】
搬送ベルト１１０，１１２は、また、駆動輪１１４を連結する。好適な実施形態では、駆動輪１１４は（遊動輪に僅かな量を）、実質的に受動輪１１６に張力をほとんど又は全く加えないで搬送ベルトの張力を支持する。ベルト１１０，１１２は、それぞれＦＯＵＰの底プレート８を支持する。ベルト１１０，１１２が、ＦＯＵＰ（約９キログラム）を支持するのに十分な張力を有するならば、ベルト１１０，１１２がＦＯＵＰの重量のほとんどを支持し、受動輪１１６間の移行が平滑であり、振動を減少させる。
【００２５】
ベルトの張力を維持することは、在来の、車輪により支持されるＡＭＨＳコンベアによって引き起こされる突然の衝撃と比較して、コンテナが受ける振動の量を減らす。コンテナ内の半導体ウエハーに要求される敏感な超清浄な環境の性質のために、コンテナの振動は大変好ましくない。ＦＯＵＰの、正確な追跡及び安定した案内を保証するためには、コンベアの構造を意識的に一方の側に（略１／２乃至５度）傾け、これはより重力作用を誘発させ、ＦＯＵＰがコンベアの低い方の側の案内部分に向かっていくことを保証する。
【００２６】
図５，６は、コンテナ２が横向きでコンベア１００上を移動することを示す。ベルト１１０，１１２は、ＦＯＵＰの底プレート８を支持するために、間隔を隔てている。ＦＯＵＰ２が他の向きでコンベア１００に沿って移動することも本発明の範囲内である。例えば、ＦＯＵＰ２は、ＦＯＵＰのドア４が前方に（移動方向に）又は後方に（移動方向とは反対方向に）面してコンベア１００に沿って移動してもよい。在来の３００ｍｍのＦＯＵＰの幅は、ＦＯＵＰの奥行きと同じではない。かくして、ベルト１１０，１１２間の間隔は、ＦＯＵＰの向きに従って調整しなければならない。
【００２７】
感知領域では、ＦＯＵＰの底面は、製造業者の間で規格化されていない。ＦＯＵＰの底面の一部は、小さな隙間、深いポケット、又は鋭い角度の反射面を有する。一つのエミッタ及び検出器を有するセンサは、これらの特異のどの一つをも検出しにくい。
【００２８】
図７Ａ，７Ｂは、二ビームセンサ１２２を示す。センサ１２２は、プリント回路基板２０４に取り付けられたハウジング２０２を含む。ブラケット２２０は、センサ１２２をビームに固定する。ハウジング２０２は、４個の開口部２０６，２０８，２１２，２１６を含む。図８は、コンベア上のコンテナの底面を検出するためのセンサ１２２の断面図を示す。図４に示すように向けられたコンテナ２は、３９０ｍｍの検出幅を有する。これは、センサ１２２が、コンベア領域内の任意の位置でコンテナ２を検出することを保証するためには、コンベア１００の５００ｍｍ区間毎に２つのセンサ１２２を必要となる。一実施形態では、センサ１２２は、ビーム１０２，１０４に配置された既存の制御回路基板と統合される。センサの開口部２０６，２０８，２１２，２１６は、コンテナ２の底面を検出するために上方に面している。
【００２９】
エミッタ／検出の対のアレイは、他の対が検出不能領域で作動しているとしても、妥当な検出特性を有する領域を検出する少なくとも一つの対を有してもよい。図８は、ハウジング２０２内にの２つのセンサ対（Ｅ１／Ｄ１及びＥ２／Ｄ２）を示す。必要ならば、より多くの対のセンサを用いてもよい。ハウジング２０２は、エミッタＥ１上に、エミッタの投射ビームを縮小させる開口部２０６を含む。かくして、エミッタＥ１は、角度θ１の範囲内において光を放出する。ハウジング２０２は、エミッタＥ２上に、エミッタのビームを縮小させる開口部２０８を含む。かくして、エミッタＥ２は、角度θ２の範囲内において光を放出する。ハウジング２０２は、検出器Ｄ２上に、入射光（角度θ３を参照）の完全な受け入れを可能にする開口部２１２を含む。ハウジング２０２は、検出器Ｄ１上に、入射光（角度θ４を参照）の完全な受け入れを可能にする開口部２１６を含む。一実施形態では、全体の検出幅は、約１２ｍｍである。検出幅は変更可能である。
【００３０】
エミッタＥ１，Ｅ２によって放出さたれ部分的に妨げられたビームは、センサ１２２の両側に明確な照明縁部２１８を作り出す。制御された照明は、ＦＯＵＰの運動方向に関わらず、ＦＯＵＰの先端が検出されるときに正確な位置を作る。ＦＯＵＰの前縁が、エミッタがその明確な照明縁部２１８を有するエミッタの中心の直上の箇所を横切るまで、ＦＯＵＰの底面から光は反射されない。ＦＯＵＰの前縁が最初にエミッタの照射点を横切る箇所は、その対をなした検出器の観察開口部から見える範囲内にある。ＦＯＵＰがセンサハウジングに垂直方向に近接しすぎたならば、この照射点は、検出器の観察開口部内にない。
【００３１】
この検出方式は、コンベア１００上のＦＯＵＰ２の正確な位置を考慮に入れる反復可能な検出を提供する。二対のセンサ１２２は、一方の対が検出しにくい部分に位置決めされるならば、他方の対が適切な検出を提供するように分散される。ＦＯＵＰの底面は、最適なセンサの間隔について分析される。好適な実施形態では、両方の検出器Ｄ１，Ｄ２は、（即時的な検出回路、又は独立して信号を受信するマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、又はデジタルシグナルプロセッサの何れかによって）ＯＲ関数で論理的にゲート制御される。適切な信号を受信する何れかの検出器は、センサの組み合わせについてＦＯＵＰの検出事故として解釈される。
【００３２】
図９は、ベルト１１２を示す。本実施形態では、ベルト１１２は、支持面１１１及びガイド又はリップ１１３を備える。ＦＯＵＰの底プレート８は、ベルト１１２がＦＯＵＰをコンベア１００の下流に推進するとき支持面１１１に載る。支持面１１１は、平らな面として示される。しかしながら、支持面１１１がきめの粗い面又はリブ付の面を有することが望ましい。
【００３３】
ベルト１１２は、二層の材料からなる。好適な実施形態では、第１の層１７２は、ショア８０Ａのポリウレタンからなり、第２の層１７４は、ショア７０Ａのポリウレタンからなる。第１の層１７２は、第１の層１７２の剛性を向上させるために、Ｓ巻き及びＺ巻きケブラーストランドを含む。二種類の異なる材料は、硬い第１の層１７２と柔らかい第２の層１７４を有するベルト１１２を作る。柔らかい第２の層１７４は、内蔵されたサスペンションとして機能し、支持面１１１がもっと硬い材料からなる場合よりも、ＦＯＵＰがコンベアを平滑に押えつけるのを助ける。ベルト１１２は、静電気の放電添加物を含むことが好ましい。ベルト１１２は、他の材料からなってもよい。
【００３４】
図１０は、駆動システム１３８の一実施形態を示す。駆動システム１３８は、とりわけ、駆動輪１１４に連結された駆動モータ１２４を含む。駆動モータ１２４の出力軸は、車１３９に連結されている。車１３９は、タイミングベルト１５１によって駆動輪１４１に連結されている。本実施形態では、タイミングベルト１５１は、車１３９及び駆動輪１４１の両者とのラック・ピニオン噛み合いを形成する歯１５３を有する。駆動輪１４１を回転させるのに、当該技術で知られている他の機構を用いてもよい。駆動システム１３８は、コンベア１００の各区間又は領域内のベルト１１０，１１２を回転させる。駆動モータ１２４は、時計回り又は反時計回りの回転方向に回転して、ベルト１１０，１１２が輸送コンテナ２をコンベア１００に沿って前方に又は後方に移動させる。
【００３５】
隣接した作動領域の駆動システム１３８は、搬送時に直前の隣接した駆動組立体１３０によって輸送コンテナ８に与えられる速度が、二つの領域の間の搬送時に同期されるように、同じ割合で加速され及び減速されるのが望ましい。コンテナ２がコンベア１００に沿って推進されているとき、作動領域だけがコンテナ２の直下領域を含み、コンテナ２に隣接する一つ以上の領域はいつでも動作していることが可能である。領域に入るコンテナを見越して特定の領域のみを作動させることによって、コンベアシステムの動力消費が減少され、さらに駆動組立体１３０の作動寿命を伸ばす。コンベア１００上を移動するコンテナは、コンテナ２間のバッファを提供するために、及び不注意によりコンテナ同士が衝突することを防ぐために、コンテナ２のない少なくとも一つの空の領域だけ分離されているのが好ましい。コンテナ間の間隔は、常に安全な停止距離を確保するために、コンテナの速度が増すにつれて広げられることが好ましい。コンテナが移動していないときは、コンテナはコンベアの隣接した駆動領域を占めるのがよい。
【００３６】
説明した実施形態の駆動システム１３８は、精密な制御方法でコンテナ２をコンベア１００に沿って移動させるためのクリーンで効率的な駆動機構を提供する。しかしながら、発明の他の実施形態に、他の種類の駆動システムを使用してもよいことを理解すべきである。本発明の独立の駆動組立体１３０を用いると、複数のコンテナの移動を独立に制御することができる。一つの駆動モータ１２４で複数の駆動組立体１３０を動作することは本発明の範囲内である。各駆動組立体１３０は、例えば各駆動組立体１３０を駆動モータ１２４に連結するクラッチ機構を含んでもよい。また、図１０は、バネ張力機構を示す。
【００３７】
図１１は、一対のロードポート１０と関連してコンベア１００を示す。各ロードポート１０は、開口部１４を有するプレート１２、ポート扉１６、及び垂直方向に調整可能なＦＯＵＰ前進用プレート１８を含む。この様なロードポート１０は、アシストテクノロジー社に譲渡された、米国特許出願第１１／０６４，８８０号に開示されており、その全体がここに組み込まれる。コンベア１００は、ＦＯＵＰをロードポート１０に隣接して移動させる。
【００３８】
各ロードポート１０の前に配置されたコンベア部分３００は、コンテナ前進用プレート１８を有する。各コンベア部分３００は、ＦＯＵＰ２の後端を支持するためのベルト３０２、及びＦＯＵＰ２の前端を支持するための二本のベルト３０４，３０６を含む。二本のベルト３０４，３０６を支持するビームは、分割されてアーム２０を収容し、当該アームは、ＦＯＵＰ前進用プレート１８を上下に移動させる。ビームの各部分は、コンベア１００の各領域Ｚの駆動組立体１３０と同様の駆動組立体を含むのがよい。
【００３９】
コンベア１００及びコンベア部分３００は、レール又はトラック４００に取り付けられて示される。トラック４００は、コンベア部分３００及びコンベア１００に共通の取り付け構造を提供する。トラック４００は、コンベア部分３００のＸ軸及びＹ軸をコンベア１００と整合させ、さらにコンベアをＸ軸に沿って移動させる。本実施形態におけるレール４００は、振動取付台４０４に取り付けられる。
【００４０】
コンテナ及び／又はコンベアベルトを支持及び搬送させるための上で説明した機構及び方法は、例示のためのものにすぎず、それによって発明が限定されるものではないことを理解すべきである。システムの、或る利点が達成されたことは、当業者にとって明らかである。同様に当然のことながら、本発明の範囲及び精神の範囲内において様々な修正、適合、及びその代替的な実施形態をなすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】従来技術によるコンベアの側面図を示す。
【図２Ａ】材料取扱いシステムの実施形態の斜視図を示す。
【図２Ｂ】材料取扱いシステムの一部の拡大斜視図を示す。
【図３】材料輸送システムにワークピースコンテナを載置した材料取扱いシステムの図２Ｂの実施形態の端面図である。
【図４】材料取扱いシステムの駆動システムの実施形態の断面図を示す。
【図５】材料取扱いシステムにワークピースコンテナを載置した材料取扱いシステムの他の実施形態の端面図である。
【図６】材料取扱いシステムにワークピースコンテナを載置した材料取扱いシステムの立面図である。
【図７Ａ】材料取扱いシステムと共に使用されるコンテナセンサの実施形態の斜視図を示す。
【図７Ｂ】７Ａ図に示されたコンテナセンサの平面図を示す。
【図８】材料取扱いシステム上を移動するワークピースコンテナの底面を感知するための二ビームセンサの実施形態の断面図を示す。
【図９】本発明によるベルトの実施形態の断面図を示す。
【図１０】本発明による駆動システムの実施形態の側面図を示す。
【図１１】ロードポートと関連してコンベアシステムの実施形態の斜視図を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、コンベアシステムからなる。より具体的には、本発明は、製造設備の中で半導体コンテナを移動させるためのベルトコンベアシステムからなる。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造設備（「ｆａｂ」）内で半導体ウエハーコンテナを輸送する方法は、いくつかある。コンテナを輸送するためのシステムは、しばしば材料自動輸送システム（「ＡＭＨＳ」）、又は単に材料輸送システムと呼ばれる。材料輸送システムは、全体のシステムの一部又は全てを指すかもしれない。半導体製造設備は、半導体製造設備全体を通じてたった一つのタイプの材料自動輸送システムを使用してもよいし、或いは、或るエリアには異なるタイプの材料自動輸送システム、若しくは異なる輸送機能のために異なるタイプの材料自動輸送システムがあってもよい。これら材料自動輸送システムタイプの或るものは、コンテナが輸送されているとき、コンテナを保持するのに、レール誘導車両（ＲＧＶ）又は自動誘導車両（ＡＧＶ）のような車両を使用する。レール誘導車両又は自動誘導車両を活用する材料輸送システムは、コンテナが積み込まれる場所に車両の到着を手配するために、空の車両を管理することが要求される。これらの車両の到着待ちは、材料自動輸送システムの遅延を引き起こし、車両の移動の管理は、材料自動輸送システムの複雑さを増大させる。また、天井吊下式輸送装置（ＯＨＴ）でコンテナを移動させるときも同じ課題が存在する。
【０００３】
コンベアシステムは、車両の遅れなしに或いは最小数の車両遅れで半導体製造設備内でコンテナを移動させる上でより効率的であり、且つ空の車両の管理を行う必要がない。コンベアは、コンベア面とコンテナ面との間に来るいかなる材料又は機械的な界面なしにコンテナを直接移動させる。コンベアが一杯でない限り、コンベアは、輸送のためにコンテナをすぐに受けることが可能である。これら及び他の理由のために、コンベアは、非常に高い処理能力の材料自動輸送システムを提供する。
【０００４】
コンベアシステムの一例が、アシストテクノロジー社が所有する、「一体形のローラ搬送ポッド及び非同期型コンベヤ」と題した米国特許第６，２２３，８８６号に開示されており、その全体がこの中に組み込まれる。駆動レール１２は、レール１２に沿ってコンテナ２を推進するための、図１に３８で全体的に指し、駆動システムを含む。駆動システム３８は、複数の別々の駆動組立体４０を含む。各駆動組立体４０は、コンテナ２を特定の領域Ｚの間、駆動レール１２に沿って推進させるために、コンテナ２の下側に摩擦係合する複数の駆動輪４２を含む。図１に示すように、駆動組立体４０は、隣接した駆動組立体４０の最も外側の駆動輪４２間の間隙が、個々の駆動組立体４０の駆動輪４２の間隔と実質的に等しいように、レールに沿って配置される。駆動輪４２は、レール１２の駆動輪４０が、搬送コンテナ２を直接支持するように、駆動レールのハウジングから上方に突出する。各駆動輪４２は、コンテナ２をレール１２に沿って移動させる際のコンテナの傾き又は揺れを最小にするために、略同じ高さに取り付けられるのが好ましい。受動ローラ４３を各駆動輪４２の間に取り付けること（図１に示されたように）も当該技術で知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
在来のコンベアの性能を向上させ、材料自動輸送システムのコンベアシステムのコストを下げるコンベアシステムを提供することは、有益である。本発明は、その様なコンベアを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図２Ａは、コンベアシステム１００を示す。コンベアシステム１００は、例示の目的のみで示され、駆動システム１３０を設置させた一つの領域、領域Ｚのみを有する。コンベア１００は、ビーム１０２、ビーム１０２から間隔を隔てたビーム１０４、及び２つのビーム１０２，１０４を複数の位置で互いに固定する多様の横つなぎプレート１０６を含む。横つなぎプレート１０６は、コンベア１００の端部１９０，１９２の各々でビーム１０２、及び１０４に固定され、追加の横つなぎプレート１０６がコンベア１００の中間で２つのビーム１０２，１０４に固定される。横つなぎプレート１０６は、他の位置でビーム１０２，１０４に固定されてもよい。
【０００７】
ビーム１０２，１０４は、コンベア装置１００の２つの側を構成し、好適な実施形態では、折り曲げた金属薄板により形成される。ビーム１０２，１０４の金属薄板の構造は、他の在来のコンベア構造の改良である。他の種類の構造（例えば、機械加工した押し出材、機械加工した棒材、機械加工したプレート材）は、幾つかの欠点を有する。例えば、他の構造は、機械加工工程中又は押し出し工程中に捩れる可能性がある。押し出しは、本質的に、ダイで押し通されるに従って捩れる素材を製造し、次いで素材は、できるだけ修正される必要がある。機械加工工程は、素材を曲げる応力不平衡を引き起こす、金属中の面積応力を軽減させる。これらの製造上の諸問題により、最終的なコンベア組立体を、整合の問題を引き起こすように曲げたり捩じったりすることがある。さらには、他の構造は、要求される機械加工時間のために、より高価になるかもしれない。さらに他の構造は、剛性に必要とされない全ての材料を（機械加工を用いて）取り除くことは、適切ではなく又は費用効果がない。
【０００８】
図２Ｂは、各横つなぎプレート１０６が各ビーム１０２，１０４の２つの壁、即ちビームの底壁１０９及びビームの側壁１０７に取り付けられている状態を示す。各横つなぎプレート１０６を各ビームの２つの別々の壁に取り付けることで、横つなぎプレート１０６は、ビーム１０２，１０４のためにねじり強さ、及び精密な規準構造を提供する。図２Ｂは、横つなぎプレート１０６がビーム１０２，１０４の端と面一であることを示す。横つなぎプレート１０６は、金属薄板のビーム１０２，１０４の端部から僅かに外方に延びても良い。この場合、第２のコンベアセクションが横つなぎプレート１０６に取り付き、コンベア１００に整合し、隣接したコンベアを形成する。
【０００９】
折り曲げた金属構造は、幾つかの利点を有する。略「Ｃ」形の断面（図３、図４を参照）のビーム１０２，１０４は、高さＨの側壁１０７及び幅Ｗの底壁１０９を有する。底壁１０９よりも長い側壁１０７は、垂直方向の撓み荷重に対して高い剛性をもたらす。さらには、ビーム１０２，１０４の均一な断面は、最良の重量対強度比を提供する。金属薄板のビーム１０２，１０４の各曲りは、ビームの長手方向軸線に沿って（例えば、コンベアシステム１００の長さに沿って）いる。これら金属薄板の曲りは、必然的に直線を形成し、撓み及び捩れを排除する。各ビーム１０２，１０４の真っ直ぐさは、簡単な且つ安価な方法を使用して保証される。
【００１０】
図２Ｂは、コンベア１００の領域Ｚのより詳細な図を提供する。本実施形態では、駆動組立体１３０は、一対の駆動輪１１４、受動輪１１６のカートリッジ１２９、ベルト張力遊び車１１８、及び駆動モータ１２４を含む。ベルト張力遊び車１１８は、適切なベルト張力が達成されるまで調整される。
【００１１】
図２Ｂは、ベルト１１２が各駆動輪１１４、受動輪１１６、及びベルト張力遊び車１１８の周りを移動することを示す。各受動輪１１６間の間隔、及び各駆動輪１１４と、これに隣接した受動輪１１６との間隔は、変っていても良い。受動輪１１６の直径は、駆動輪１１４の直径よりも小さい。受動輪１１６は、カートリッジ１２９に予め取り付けられている。カートリッジ１２９は、各受動輪１１６の中心１１７が、駆動輪１１４の中心１１５よりも高い高さでビームに配置されるようにビームに取り付けられる（図１０を参照）。かくして、ベルト１１２は、該ベルトが複数の駆動輪１１４及び複数の受動輪１１６を横切って移動するときに、実質的に平行である。
【００１２】
好適な実施形態としては、受動輪１１６は、ビーム１０４に取り付けられたカートリッジ１２９に、回転自在に取り付けられる。各受動輪１１６も、ビーム１０４に独立に取り付けられるのがよい。しかしながら、カートリッジ１２９は、各受動輪１１６をビーム１０４に独立に取り付ける必要性を排除する。カートリッジ１２９は、また、受動輪１１６を連結するためのビーム１０２と１０４の間を通るシャフトを排除する。図２Ｂに示すように、カートリッジ１２９は、８個の受動輪１１６を含む。カートリッジ１２９がどんな数の受動輪１１６を含んでいても本発明の範囲内である。
【００１３】
受動輪１１６は、在来のコンベアシステムと比較して幾つかの利点を提供する。一つ目の利点としては、受動輪１１６が、ＦＯＵＰの底プレートが越えて移動しなければならない車輪間の隙間を最小にするので、コンベアシステム１００に沿うＦＯＵＰの搬送移動の平滑さを向上させる。受動輪１１６は、全ての車を駆動輪にするように要求するよりも、駆動組立体１３０を簡単な機構にする。在来のコンベアに使用される駆動組立体は、大抵の場合、コンテナに接触し、コンテナをコンベアに沿って移動させるための独立して駆動される車輪を含んでいる。
【００１４】
複数の受動輪１１６間の間隔が大きければ大きいほど、コンベア１００に沿うコンテナの移動は荒くなる。ＦＯＵＰの底面の変動は、車輪間の隙間が増すと、受動輪及び駆動輪の上面によって形成される平面から大きな軌跡を有する。図１において、ＦＯＵＰの前縁が次の駆動輪４２と接触するとき、これらの面の非平面が、駆動輪４２に突然当たり衝撃がある。改良として、駆動輪４２の間により多くの受動輪４３がある。しかしながら、ＦＯＵＰが受動輪４３の間を通る度にＦＯＵＰの前縁が、定置受動輪４３に接触し、ＦＯＵＰが受動輪に衝突して受動輪４３の回転を加速するので、好ましくない擦れがある。駆動ベルトが駆動輪のハブを連結したとするならば、ベルトは、適切な牽引を保証するために、各車輪ハブの上を移動しなければならない。このベルトのラップの要求は、追加の遊動輪を加えることによって駆動システムを複雑にし、さらに、駆動輪が多くなればなるほど複雑さが増す。
【００１５】
図１に示すようにコンベア領域内の駆動組立体は、駆動組立体毎に３５個のベアリングを必要とする。かくして、各領域は７０個のベアリングを必要とする。製造設備内の多量のコンベアが検討されるとき（数千メートルのコンベア）、優れた２つの側付駆動装置を提供しながらベアリングの数を削減することは、主要な改良となる。コンベア１００は、駆動組立体１３０が要求するベアリング及びシャフトの数を減少させる。図３は、各駆動輪駆動シャフト支持体１２０にベアリング１８０が配置され、ベアリング（図示せず）は受動輪１１６の各々に要求される（受動輪は如何なる張力在重下にないため）。一実施形態では遊動輪１１８も、一つのベアリングを必要とするに過ぎない。かくして、２つの駆動組立体１３０において、領域当たり２２個のベアリングが要求されるにすぎない。
【００１６】
コンベア１００の各領域Ｚは、２つの駆動組立体１３０を含む。各駆動組立体１３０は、ベルト１１０，１１２に簡単な移動経路を提供し、ベルト１１０，１１２に適切な張力を維持する。各駆動組立体１３０は、また、コンテナ２を支持するために、ビーム１０２，１０４より上に上げられたベルト１１０，１１２の部分を支持し、且つ維持する。駆動組立体１３０は、複数の操作領域Ｚを構成し、各領域Ｚは一つの駆動システム１３８を含む。しかしながら、発明の他の実施形態では、各領域Ｚは、一つ以上の駆動組立体１３０を含んでもよい。各領域の駆動速度及び方向（前方又は後方）は、独立に制御される。
【００１７】
また、図２Ｂは、好適には各領域Ｚが、領域内のコンテナ２の存在を検出する少なくとも２つのセンサ１２２を含むことを示す。本発明では、複数のセンサ１２２は、領域Ｚの入口及び出口近傍に配置され、コンテナが領域に入ったこと又は領域から出たことを検出する。コンテナ２の配置は、下流に配置された領域を作動するために使用され、ポッドが下流の領域に達したときに、下流の領域のベルトが動作中であり、前の領域のベルト１１０，１１２と同じ速度で作動する。また、センサは、コンテナ２が去ったばかりの領域の駆動装置を停止させる。コンテナ２が複数のセンサ１２２の間を移動するために要した時間は、また、コンテナが領域の中を移動するときコンテナの実際の速度を監視するために使用される。コンテナが領域内に停滞して検出されないことがあるため、センサ１２２は遠く離れていないことが好ましい。例えば、図５，６に示す様にコンテナ２がコンベア１００上を移動しているとすれば、センサ１２２は、コンテナ２の幅よりも遠く離れていないことが好ましい。しかし、コンテナ２が前方又は後方に面して（例えば、図５，６に示された状態から９０度回転して）輸送されているならば、複数のセンサは、コンテナ２の奥行きよりも遠く離れていないことが好ましい。
【００１８】
各領域Ｚは、その領域の駆動組立体１３０の作動を制御するための一つのマイクロプロセッサ又は制御デバイス（図示せず）を含むのが好ましい。制御デバイスは、コンベアの全体の作動を制御する制御システムに連結されるのがよい。制御システムの構成は、本発明の範囲内で相当なバリエーションがある。例えば、制御システムは、各領域Ｚを制御することで、コンベア１００全体の作動を制御するためのコンピュータを含むのがよい。また、コンピュータは、ロードポート１０（図１１を参照）の状態を監視し、ロードポートが満たされたとき、ポッド同士の衝突を防ぐために、近づいてくる搬送コンテナ２を満たされたロードポートの上流の間隔を隔てた位置で停止させるのがよい。各区画のコンピュータは、スタンドアローンシステムでも良く、又はコンピュータは、区画間コンベア、ストッカー、若しくは製造施設の他の自動構成要素のための制御システムを含むネットワークの一部であっても良い。加工設備の中央制御システムは、また、加工機械を監視するのがよい。この様な制御システムの一例は、アシストテクノロジー社により所有されている「材料輸送システム用分散制御システムアーキテクチャ及び方法」と題した米国特許第６，８５３，８７６号で開示されており、その全体が組み込まれる。
【００１９】
図３は、ベルト１１０，１１２がコンテナ２を支持することを示す。一実施形態では、コンベア１００の各領域Ｚは、ベルト１１０，１１２を駆動するための、及びコンベア１００に沿ってコンテナ２を推進させるための駆動組立体１３８（図１０を参照）を含む。図３は、駆動組立体１３８を保護するカバー１４０がビーム１０２，１０４に取り付けられていることを示す。また、カバー１４０は、駆動組立体１３０により発生されるどんな粒子をも保持するのを助ける。カバー１４０は、選択的である。
【００２０】
一実施形態では、コンベア１００は支持体１５０により製造床から持ち上げられている。図３の実施形態は、トラック１５６に取り付けられた支持体１５０を示す。一実施形態では、支持体１５０は、施設内においてコンベア１００を位置決めするために、トラック１５６に沿ってスライドする。トラック１５６は、支持体１５０をトラック１５６に関して適所に係止するように係止用クリップ１５４を含む。図３は、支持体１５０が係止用クリップのビス１５２により支持体１５０が適当な位置に支持されていることを示す。支持体１５０は、当該技術で知られている他のデバイスによりトラック１５６に係止されてもよい。また支持体１５０は、コンベア１００を支持体１５０に係止する横つなぎキー１０８と連結する受口１２３を含む。また、コンベア１００は、施設の壁に取り付けられ又はコンベアの重量を支持する他の物体に取り付けられた製造施設の天井から吊るされてもよい。
【００２１】
一実施形態では、横つなぎプレート１０６は、支持体１５０のベースとコンベアの上面との間の一定関係（例えばベルト１１０，１１２の高さ）を考慮に入れて、支持体１５０の切り欠き１２３にはまり込む横つなぎキー１０８を含む。支持体１５０の底部は、トラック１５６に沿ってスライドしてもよいし、或いはトラック１５６の斜面に係止されてもよい。一実施形態では、係止用表面の一つが、コンベアの支持プレート１５０に機械加工され、係止用クリップが他の係止用表面を形成する。他の係止構造も発明の範囲内である。コンベア部分が交換されるとき、係止用クリップのビスを緩め、コンベア部分をその支持プレートと共に取り外す。次いで、支持プレート１５０をトラック１５６上に配置することによって新しいコンベアを設置し、次いで係止用クリップのビスを締める。精密な横つなぎプレート１０６、横つなぎキー１０８、支持プレートの切り欠き１２３、及び支持プレートのロックが組み合わさって、コンベアの迅速な交換を考慮に入れる精密なコンベア整合方法を提供する。このシステムは、典型的な半導体の製造の精密で予測可能な床構造を利用する。
【００２２】
トラック１５６には、複数のコンベアが取り付けられてもよい。各コンベア１００の支持体１５０は、トラック１５６にスライド可能に取り付けられる。一旦、支持体１５０がトラック１５６に配置されると、コンベア１００は、その所望位置までトラック１５６に沿ってスライドさせる。例えば、コンベア１００をトラック１５６に沿って、その第一端１９２が予め取り付けられたコンベア１００の第二端に近接するまで移動させる。複数のコンベア１００を同じトラック１５６に取り付けることは、各コンベア１００の端部を整合させる。
【００２３】
図４は、駆動輪１１４及びその周辺の構成要素の断面図を示す。駆動シャフト１２０は、ベアリング１８０によってビーム１０４に支持される。駆動輪１１４は、駆動シャフト１２０の一端に取り付けられる。カバー１４０は、ビーム１０４に取り付けられ、且つ駆動輪１１４を保護する。搬送ベルト１１２は、本実施形態では、リップ１１３を含む。リップ１１３は、コンテナ２をベルト１１２上に保持することを助ける。カバー１４０の上部１４１は、また、コンテナに追加の横方向拘束力を与える。例えば、カバー１４０の上部１４１は、コンテナ２がベルト１１２上で回転するのを防止する。
【００２４】
搬送ベルト１１０，１１２は、また、駆動輪１１４を連結する。好適な実施形態では、駆動輪１１４は（遊動輪に僅かな量を）、実質的に受動輪１１６に張力をほとんど又は全く加えないで搬送ベルトの張力を支持する。ベルト１１０，１１２は、それぞれＦＯＵＰの底プレート８を支持する。ベルト１１０，１１２が、ＦＯＵＰ（約９キログラム）を支持するのに十分な張力を有するならば、ベルト１１０，１１２がＦＯＵＰの重量のほとんどを支持し、受動輪１１６間の移行が平滑であり、振動を減少させる。
【００２５】
ベルトの張力を維持することは、在来の、車輪により支持されるＡＭＨＳコンベアによって引き起こされる突然の衝撃と比較して、コンテナが受ける振動の量を減らす。コンテナ内の半導体ウエハーに要求される敏感な超清浄な環境の性質のために、コンテナの振動は大変好ましくない。ＦＯＵＰの、正確な追跡及び安定した案内を保証するためには、コンベアの構造を意識的に一方の側に（略１／２乃至５度）傾け、これはより重力作用を誘発させ、ＦＯＵＰがコンベアの低い方の側の案内部分に向かっていくことを保証する。
【００２６】
図５，６は、コンテナ２が横向きでコンベア１００上を移動することを示す。ベルト１１０，１１２は、ＦＯＵＰの底プレート８を支持するために、間隔を隔てている。ＦＯＵＰ２が他の向きでコンベア１００に沿って移動することも本発明の範囲内である。例えば、ＦＯＵＰ２は、ＦＯＵＰのドア４が前方に（移動方向に）又は後方に（移動方向とは反対方向に）面してコンベア１００に沿って移動してもよい。在来の３００ｍｍのＦＯＵＰの幅は、ＦＯＵＰの奥行きと同じではない。かくして、ベルト１１０，１１２間の間隔は、ＦＯＵＰの向きに従って調整しなければならない。
【００２７】
感知領域では、ＦＯＵＰの底面は、製造業者の間で規格化されていない。ＦＯＵＰの底面の一部は、小さな隙間、深いポケット、又は鋭い角度の反射面を有する。一つのエミッタ及び検出器を有するセンサは、これらの特異のどの一つをも検出しにくい。
【００２８】
図７Ａ，７Ｂは、二ビームセンサ１２２を示す。センサ１２２は、プリント回路基板２０４に取り付けられたハウジング２０２を含む。ブラケット２２０は、センサ１２２をビームに固定する。ハウジング２０２は、４個の開口部２０６，２０８，２１２，２１６を含む。図８は、コンベア上のコンテナの底面を検出するためのセンサ１２２の断面図を示す。図４に示すように向けられたコンテナ２は、３９０ｍｍの検出幅を有する。これは、センサ１２２が、コンベア領域内の任意の位置でコンテナ２を検出することを保証するためには、コンベア１００の５００ｍｍ区間毎に２つのセンサ１２２を必要となる。一実施形態では、センサ１２２は、ビーム１０２，１０４に配置された既存の制御回路基板と統合される。センサの開口部２０６，２０８，２１２，２１６は、コンテナ２の底面を検出するために上方に面している。
【００２９】
エミッタ／検出の対のアレイは、他の対が検出不能領域で作動しているとしても、妥当な検出特性を有する領域を検出する少なくとも一つの対を有してもよい。図８は、ハウジング２０２内にの２つのセンサ対（Ｅ１／Ｄ１及びＥ２／Ｄ２）を示す。必要ならば、より多くの対のセンサを用いてもよい。ハウジング２０２は、エミッタＥ１上に、エミッタの投射ビームを縮小させる開口部２０６を含む。かくして、エミッタＥ１は、角度θ１の範囲内において光を放出する。ハウジング２０２は、エミッタＥ２上に、エミッタのビームを縮小させる開口部２０８を含む。かくして、エミッタＥ２は、角度θ２の範囲内において光を放出する。ハウジング２０２は、検出器Ｄ２上に、入射光（角度θ３を参照）の完全な受け入れを可能にする開口部２１２を含む。ハウジング２０２は、検出器Ｄ１上に、入射光（角度θ４を参照）の完全な受け入れを可能にする開口部２１６を含む。一実施形態では、全体の検出幅は、約１２ｍｍである。検出幅は変更可能である。
【００３０】
エミッタＥ１，Ｅ２によって放出さたれ部分的に妨げられたビームは、センサ１２２の両側に明確な照明縁部２１８を作り出す。制御された照明は、ＦＯＵＰの運動方向に関わらず、ＦＯＵＰの先端が検出されるときに正確な位置を作る。ＦＯＵＰの前縁が、エミッタがその明確な照明縁部２１８を有するエミッタの中心の直上の箇所を横切るまで、ＦＯＵＰの底面から光は反射されない。ＦＯＵＰの前縁が最初にエミッタの照射点を横切る箇所は、その対をなした検出器の観察開口部から見える範囲内にある。ＦＯＵＰがセンサハウジングに垂直方向に近接しすぎたならば、この照射点は、検出器の観察開口部内にない。
【００３１】
この検出方式は、コンベア１００上のＦＯＵＰ２の正確な位置を考慮に入れる反復可能な検出を提供する。二対のセンサ１２２は、一方の対が検出しにくい部分に位置決めされるならば、他方の対が適切な検出を提供するように分散される。ＦＯＵＰの底面は、最適なセンサの間隔について分析される。好適な実施形態では、両方の検出器Ｄ１，Ｄ２は、（即時的な検出回路、又は独立して信号を受信するマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、又はデジタルシグナルプロセッサの何れかによって）ＯＲ関数で論理的にゲート制御される。適切な信号を受信する何れかの検出器は、センサの組み合わせについてＦＯＵＰの検出事故として解釈される。
【００３２】
図９は、ベルト１１２を示す。本実施形態では、ベルト１１２は、支持面１１１及びガイド又はリップ１１３を備える。ＦＯＵＰの底プレート８は、ベルト１１２がＦＯＵＰをコンベア１００の下流に推進するとき支持面１１１に載る。支持面１１１は、平らな面として示される。しかしながら、支持面１１１がきめの粗い面又はリブ付の面を有することが望ましい。
【００３３】
ベルト１１２は、二層の材料からなる。好適な実施形態では、第１の層１７２は、ショア８０Ａのポリウレタンからなり、第２の層１７４は、ショア７０Ａのポリウレタンからなる。第１の層１７２は、第１の層１７２の剛性を向上させるために、Ｓ巻き及びＺ巻きケブラーストランドを含む。二種類の異なる材料は、硬い第１の層１７２と柔らかい第２の層１７４を有するベルト１１２を作る。柔らかい第２の層１７４は、内蔵されたサスペンションとして機能し、支持面１１１がもっと硬い材料からなる場合よりも、ＦＯＵＰがコンベアを平滑に押えつけるのを助ける。ベルト１１２は、静電気の放電添加物を含むことが好ましい。ベルト１１２は、他の材料からなってもよい。
【００３４】
図１０は、駆動システム１３８の一実施形態を示す。駆動システム１３８は、とりわけ、駆動輪１１４に連結された駆動モータ１２４を含む。駆動モータ１２４の出力軸は、車１３９に連結されている。車１３９は、タイミングベルト１５１によって駆動輪１４１に連結されている。本実施形態では、タイミングベルト１５１は、車１３９及び駆動輪１４１の両者とのラック・ピニオン噛み合いを形成する歯１５３を有する。駆動輪１４１を回転させるのに、当該技術で知られている他の機構を用いてもよい。駆動システム１３８は、コンベア１００の各区間又は領域内のベルト１１０，１１２を回転させる。駆動モータ１２４は、時計回り又は反時計回りの回転方向に回転して、ベルト１１０，１１２が輸送コンテナ２をコンベア１００に沿って前方に又は後方に移動させる。
【００３５】
隣接した作動領域の駆動システム１３８は、搬送時に直前の隣接した駆動組立体１３０によって輸送コンテナ８に与えられる速度が、二つの領域の間の搬送時に同期されるように、同じ割合で加速され及び減速されるのが望ましい。コンテナ２がコンベア１００に沿って推進されているとき、作動領域だけがコンテナ２の直下領域を含み、コンテナ２に隣接する一つ以上の領域はいつでも動作していることが可能である。領域に入るコンテナを見越して特定の領域のみを作動させることによって、コンベアシステムの動力消費が減少され、さらに駆動組立体１３０の作動寿命を伸ばす。コンベア１００上を移動するコンテナは、コンテナ２間のバッファを提供するために、及び不注意によりコンテナ同士が衝突することを防ぐために、コンテナ２のない少なくとも一つの空の領域だけ分離されているのが好ましい。コンテナ間の間隔は、常に安全な停止距離を確保するために、コンテナの速度が増すにつれて広げられることが好ましい。コンテナが移動していないときは、コンテナはコンベアの隣接した駆動領域を占めるのがよい。
【００３６】
説明した実施形態の駆動システム１３８は、精密な制御方法でコンテナ２をコンベア１００に沿って移動させるためのクリーンで効率的な駆動機構を提供する。しかしながら、発明の他の実施形態に、他の種類の駆動システムを使用してもよいことを理解すべきである。本発明の独立の駆動組立体１３０を用いると、複数のコンテナの移動を独立に制御することができる。一つの駆動モータ１２４で複数の駆動組立体１３０を動作することは本発明の範囲内である。各駆動組立体１３０は、例えば各駆動組立体１３０を駆動モータ１２４に連結するクラッチ機構を含んでもよい。また、図１０は、バネ張力機構を示す。
【００３７】
図１１は、一対のロードポート１０と関連してコンベア１００を示す。各ロードポート１０は、開口部１４を有するプレート１２、ポート扉１６、及び垂直方向に調整可能なＦＯＵＰ前進用プレート１８を含む。この様なロードポート１０は、アシストテクノロジー社に譲渡された、米国特許出願第１１／０６４，８８０号に開示されており、その全体がここに組み込まれる。コンベア１００は、ＦＯＵＰをロードポート１０に隣接して移動させる。
【００３８】
各ロードポート１０の前に配置されたコンベア部分３００は、コンテナ前進用プレート１８を有する。各コンベア部分３００は、ＦＯＵＰ２の後端を支持するためのベルト３０２、及びＦＯＵＰ２の前端を支持するための二本のベルト３０４，３０６を含む。二本のベルト３０４，３０６を支持するビームは、分割されてアーム２０を収容し、当該アームは、ＦＯＵＰ前進用プレート１８を上下に移動させる。ビームの各部分は、コンベア１００の各領域Ｚの駆動組立体１３０と同様の駆動組立体を含むのがよい。
【００３９】
コンベア１００及びコンベア部分３００は、レール又はトラック４００に取り付けられて示される。トラック４００は、コンベア部分３００及びコンベア１００に共通の取り付け構造を提供する。トラック４００は、コンベア部分３００のＸ軸及びＹ軸をコンベア１００と整合させ、さらにコンベアをＸ軸に沿って移動させる。本実施形態におけるレール４００は、振動取付台４０４に取り付けられる。
【００４０】
コンテナ及び／又はコンベアベルトを支持及び搬送させるための上で説明した機構及び方法は、例示のためのものにすぎず、それによって発明が限定されるものではないことを理解すべきである。システムの、或る利点が達成されたことは、当業者にとって明らかである。同様に当然のことながら、本発明の範囲及び精神の範囲内において様々な修正、適合、及びその代替的な実施形態をなすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】従来技術によるコンベアの側面図を示す。
【図２Ａ】材料取扱いシステムの実施形態の斜視図を示す。
【図２Ｂ】材料取扱いシステムの一部の拡大斜視図を示す。
【図３】材料輸送システムにワークピースコンテナを載置した材料取扱いシステムの図２Ｂの実施形態の端面図である。
【図４】材料取扱いシステムの駆動システムの実施形態の断面図を示す。
【図５】材料取扱いシステムにワークピースコンテナを載置した材料取扱いシステムの他の実施形態の端面図である。
【図６】材料取扱いシステムにワークピースコンテナを載置した材料取扱いシステムの立面図である。
【図７Ａ】材料取扱いシステムと共に使用されるコンテナセンサの実施形態の斜視図を示す。
【図７Ｂ】７Ａ図に示されたコンテナセンサの平面図を示す。
【図８】材料取扱いシステム上を移動するワークピースコンテナの底面を感知するための二ビームセンサの実施形態の断面図を示す。
【図９】本発明によるベルトの実施形態の断面図を示す。
【図１０】本発明による駆動システムの実施形態の側面図を示す。
【図１１】ロードポートと関連してコンベアシステムの実施形態の斜視図を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底プレートを有する半導体コンテナを移動させるためのコンベアであって、
前記コンベアは複数のコンベア領域からなり、
各コンベア領域は、
第１のベルトと、
第２のベルトと、
前記第１のベルト及び前記第２のベルトを略同一速度で回転させるための駆動組立体とを含み、
前記第１のベルト及び前記第２のベルトは、前記コンテナが前記コンベア領域内を移動するとき前記コンテナの底プレートを移動可能に支持すること、
を特徴とするコンベア。
【請求項２】
前記駆動組立体は、第１の端部に第１の駆動輪を取り付け、第２の端部に第２の駆動輪を取り付けた第１の駆動シャフトと、
第１の端部に第３の駆動輪を取り付け、第２の端部に第４の駆動輪を取り付けた第２の駆動シャフトと、
前記第１の駆動輪と前記第３の駆動輪との間に配置された複数の受動輪と、
前記第２の駆動輪と前記第４の駆動輪との間に配置された複数の受動輪と、
前記第１の駆動シャフトを回転させるための駆動モータとを含む、
請求項１記載のコンベア領域。
【請求項３】
前記第１のベルトは前記第１の駆動輪の周りを移動し、
前記第３の駆動輪及び前記複数の受動輪は、前記第１の駆動輪と第３の駆動輪との間に配置される、
請求項２記載のコンベア領域。
【請求項４】
前記第２のベルトは前記第２の駆動輪の周りを移動し、
前記第４の駆動輪及び前記複数の受動輪は、前記第２の駆動輪と前記第４の駆動輪との間に配置される、
請求項２記載のコンベア領域。
【請求項５】
前記コンベア領域内の前記コンテナの位置を感知するための少なくとも一つのセンサをさらに含む、
請求項１記載のコンベア領域。
【請求項１】
底プレートを有する半導体コンテナを移動させるためのコンベアであって、
前記コンベアは複数のコンベア領域からなり、
各コンベア領域は、
第１のベルトと、
第２のベルトと、
前記第１のベルト及び前記第２のベルトを略同一速度で回転させるための駆動組立体とを含み、
前記第１のベルト及び前記第２のベルトは、前記コンテナが前記コンベア領域内を移動するとき前記コンテナの底プレートを移動可能に支持すること、
を特徴とするコンベア。
【請求項２】
前記駆動組立体は、第１の端部に第１の駆動輪を取り付け、第２の端部に第２の駆動輪を取り付けた第１の駆動シャフトと、
第１の端部に第３の駆動輪を取り付け、第２の端部に第４の駆動輪を取り付けた第２の駆動シャフトと、
前記第１の駆動輪と前記第３の駆動輪との間に配置された複数の受動輪と、
前記第２の駆動輪と前記第４の駆動輪との間に配置された複数の受動輪と、
前記第１の駆動シャフトを回転させるための駆動モータとを含む、
請求項１記載のコンベア領域。
【請求項３】
前記第１のベルトは前記第１の駆動輪の周りを移動し、
前記第３の駆動輪及び前記複数の受動輪は、前記第１の駆動輪と第３の駆動輪との間に配置される、
請求項２記載のコンベア領域。
【請求項４】
前記第２のベルトは前記第２の駆動輪の周りを移動し、
前記第４の駆動輪及び前記複数の受動輪は、前記第２の駆動輪と前記第４の駆動輪との間に配置される、
請求項２記載のコンベア領域。
【請求項５】
前記コンベア領域内の前記コンテナの位置を感知するための少なくとも一つのセンサをさらに含む、
請求項１記載のコンベア領域。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公表番号】特表２００９−５００２６７（Ｐ２００９−５００２６７Ａ）
【公表日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５２１５４８（Ｐ２００８−５２１５４８）
【出願日】平成１８年７月１０日（２００６．７．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０２６９７８
【国際公開番号】ＷＯ２００７／００８９４４
【国際公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【出願人】（３０６０２９４１９）アシスト テクノロジーズ インコーポレイテッド (12)
【氏名又は名称原語表記】Ａｓｙｓｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．
【住所又は居所原語表記】４６８９７ Ｂａｙｓｉｄｅ Ｐａｒｋｗａｙ，Ｆｒｅｍｏｎｔ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ ９４５３８，Ｕ．Ｓ．Ａ．
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月１０日（２００６．７．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０２６９７８
【国際公開番号】ＷＯ２００７／００８９４４
【国際公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【出願人】（３０６０２９４１９）アシスト テクノロジーズ インコーポレイテッド (12)
【氏名又は名称原語表記】Ａｓｙｓｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．
【住所又は居所原語表記】４６８９７ Ｂａｙｓｉｄｅ Ｐａｒｋｗａｙ，Ｆｒｅｍｏｎｔ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ ９４５３８，Ｕ．Ｓ．Ａ．
【Ｆターム（参考）】
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