自動傾転付きオープンカセットロードポート
【課題】オープンカセットを載置した傾転ドアの自動傾転を緩やかに行なってオープンカセットに内置される被処理基板への衝撃を緩和させることを目的とする。
【解決手段】オープンカセットケース内基板の出し入れをする出入口が設けられる固定フレーム部１０５と、固定フレーム部１０５に回動自在に支持され、かつ出入口より出し入れする基板積載カセットケース１１０を載置する傾転ドア１０１とを有し、カセットケース１１０を横置状態に回動する傾転ドア１０１の閉成動作力、および縦置状態に回動する傾転ドア１０１の閉成動作力を加えるエアシリンダ３０１、３０２と、傾転ドア１０１の回動を抑制する油圧ダンパ３０３，３０４を含むダンパを設けたこと。
【解決手段】オープンカセットケース内基板の出し入れをする出入口が設けられる固定フレーム部１０５と、固定フレーム部１０５に回動自在に支持され、かつ出入口より出し入れする基板積載カセットケース１１０を載置する傾転ドア１０１とを有し、カセットケース１１０を横置状態に回動する傾転ドア１０１の閉成動作力、および縦置状態に回動する傾転ドア１０１の閉成動作力を加えるエアシリンダ３０１、３０２と、傾転ドア１０１の回動を抑制する油圧ダンパ３０３，３０４を含むダンパを設けたこと。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体、電子部品関連製品、光ディスク等の製造プロセスに備わる自動傾転付きオープンカセットロードポートに関する。
【０００２】
自動傾転付きオープンカセットロードポートは、クリーンルーム内に設置され、該クリーンルーム内で運搬される半導体ウェハなどの基板を、処理装置との間で受け渡しを行なうものである。
【背景技術】
【０００３】
従来、半導体の製造装置または検査装置において、処理を行う基板を搭載するには次のように行っていた。作業者は、基板が垂直姿勢となるようにして基板（半導体ウェハなど）積載のオープンカセットを運搬していた。
【０００４】
そして、前記作業者がオープンカセットを手動で傾転させ、基板を水平姿勢にしてロードポートの載置台に載置していた。その後、オープンカセットから基板が引き出されて、基板処理装置（例えば基板検査装置）に搬入されていた。
【０００５】
前記装置内で処理が終了すると、作業者がオープンカセットを手動で傾転させて、すなわち基板水平姿勢から垂直姿勢に移行させて持ち出していた。
【０００６】
しかし、この搬入、搬出の方法ではＳＥＭＩスタンダードＳ８に規定する人間工学的な基準となる、持ち上げ、力、および材料の取り扱いにおいて「無理な姿勢は避けるべきである。無理な姿勢を避けるための推奨範囲として、手首の尺骨／撓骨の動き（手首を横向きに曲げる角度。尺骨方向の曲げとは小指方向の曲げ。撓骨方向の曲げとは親指の曲げ。）の上限は１０°」を満足していなかった。
【０００７】
そこで、例えば、特開平１０−１０７１２２号公報（特許文献１）に示すような、オープンカセットの載置台が自動傾転する自動傾転付オープンカセットロードボードが使用されるようになった。これにより、作業者が基板積載のカセットを搬送時の姿勢で載置または取り出すことが可能になった。
【０００８】
市販されている自動傾転付オープンカセットロードボードは、空気圧駆動ラックアンドピニオンモジュールの機構を搭載して傾転動作をさせる構成を有する。
【０００９】
自動傾転付オープンカセットロードボードは、半導体ウェハなどの基板への衝撃を緩和させるために滑らかな動作が求められる。しかし、空気圧駆動ラックアンドピニオンモジュールの機構では、エアシリンダの直線運動をラックアンドピニオンを通してカセットの回転運動に変換するため、回転速度は不安定なエアシリンダの速度に比例する。
【００１０】
また、エアシリンダの速度制御には「スピードコントローラ」とよばれる空気の絞りを使用しているが、速度制御、再現性、安定性に問題があった。よって、エアシリンダとスピードコントローラを併用して安定した動作をさせることは難しかった。
【００１１】
また、製品価値を高めるために、より軽量でコンパクトな構造が求められていた。
【００１２】
また、傾転ドア部と固定フレーム部との間の手挟み防止のために、安全インターロックシステムを搭載する必要があった。従来は傾転ドアが閉動作中、動作領域に異物（例えば作業者の手、指など）が進入してもドアは動作を継続し、傾転ドアが異物に接触し、固定フレーム部に一定圧力押し当て、マイクロスイッチが押されないと、安全インターロックシステムが作動しなかった。安全性の面で満足できるものでなかった。
【００１３】
【特許文献１】特開平１０−１０７１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記の問題に鑑み、オープンカセットを載置した傾転ドアの自動傾転が緩やかに行なわれる自動傾転付オープンカセットロードボードを提供することを目的とする。
【００１５】
また、本発明は、安全な動作が期待できる自動傾転付オープンカセットロードボードを提供することを目的とする。
【００１６】
さらに、本発明は、軽量でコンパクトな構造を有する自動傾転付オープンカセットロードボードを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、オープンカセットケース内基板の出し入れをする出入口が設けられる固定フレーム部と、固定フレーム部に回動自在に支持され、かつ出入口より出し入れする基板積載カセットケースを載置する傾転ドアとを有し、カセットケースを横置状態に回動する傾転ドアの閉成動作力、および縦置状態に回動する傾転ドアの閉成動作力を加えるエアシリンダと、傾転ドアの回動を抑制する油圧ダンパを含むダンパを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、オープンカセットを載置した傾転ドアの自動傾転が緩やかに行なわれるので、オープンカセットに内置される被処理基板への衝撃を緩和させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施例について、図を引用して説明する。
【００２０】
まず、図１、図２を沿って自動傾転付オープンカセットロードボードの概要から述べる。
【００２１】
この自動傾転付オープンカセットロードポートは、測長ＳＥＭをはじめとする半導体検査装置、または、エッチャーをはじめとする半導体製造装置などに使用される。さらに電子部品関連製品、光ディスク等を含む精密機器品の収納積載にも適用される。
【００２２】
自動傾転付オープンカセットロードボードは、固定フレーム部１０５、傾転ドア１０１、支持台１０６、制御装置を内蔵する制御ボックス１０７、表示パネルボックス１０８、本体フレーム１０９を有する。
【００２３】
固定フレーム部１０５は、傾転ドア１０１に載置されるオープンカセット１１０が出し入れされる出入口１１１を有する。傾転ドア１０１は、固定フレーム部１０５に回動自在に支持される。傾転ドア１０１は、手前側に倒れたり、起き上がったりするように回動する。傾転ドア１０１が起き上がるように回動後、出入口１１１が開かれる。傾転ドア１０１が手前側に倒れるように回動後、出入口１１１は閉じられる。
【００２４】
カセットケース１１０は、半導体のウェハを収納積載する。ここでは、半導体のウェハを例に挙げて説明する。
【００２５】
このカセットケース１１０は、被処理基板である複数の半導体のウェハが並列に並ぶように置かれる。被処理基板である半導体のウェハを収納するカセットケース１１０は、ウェハの製造装置または検査装置である被処理基板の処理装置の搬入される前または搬出された後は、ウェハを出し入れ口が上向きになるようにして搬送等の取り扱いを行う。
【００２６】
このため、開放状態にある自動傾転付オープンカセットロードボードの傾転ドア１０１に載せたときには、カセットケース１１０は、ウェハの出し入れ口が上向きになる。
【００２７】
傾転ドア１０１は、カセットケース１１０が載置する第１のケース支持部１１２と第２のケース支持部１１３を有する。第１のケース支持部１１２と第２のケース支持部１１３の配置は直角になっている。第１のケース支持部１１２と第２のケース支持部１１３は、一緒に回動する。
【００２８】
第１のケース支持部１１２は、被処理基板（ウェハ）が縦置きになる縦置状態のカセットケース１１０の底部を下から支持する。第２のケース支持部１１３は、被処理基板が横置きになる横置状態のカセットケース１１０の側面を下から支持する。
【００２９】
第２のケース支持部１１３は、保持突起１１４を有する。この保持突起１１４にカセットケース１１０の側板に設けたリブ（図示せず）が保持される。この保持突起１１４による保持で、カセットケース１１０を載せた傾転ドア１０１が傾転作動する際にカセットケース１１０の移動を抑える。
【００３０】
次に自動傾転付きオープンカセットロードポートの動作について図３に沿って説明する。クリーンルーム内を運搬されてきたカセットケース１１０は、傾転ドア１０１に置かれる。カセットケース１１０は、それの底を第１のケース支持部１１２に載せて置かれる。被処理基板（ウェハ）が縦置きになる縦置状態で、カセットケース１１０は、傾転ドア１０１に置かれる。これが、図２の（イ）に示す状態である。
【００３１】
その後、図２に示す（ロ）．（ハ）．（二）．（ホ）の順に傾転ドア１０１は傾転する。その結果、被処理基板（ウェハ）が横置きになる。このときには、カセットケース１１０の側面が第２のケース支持部１１３により下から支持される。
【００３２】
カセットケース１１０が横置状態なってウェハ搬送待機状態で、ウェハが１枚ずつ、半導体検査装置や半導体製造装置などの上位装置へ搬送される。
【００３３】
上位装置で処理が終了した被処理基板（ウェハ）は、カセットケース１１０に戻される。被処理基板（ウェハ）を収納したカセットケース１１０は、図２の（ホ）から（ニ）．（ハ）．（ロ）．（イ）の順に傾転し、縦置に移行し、取り出し待機状態となる。そして、別の処理装置へ運搬されていく。
【００３４】
この傾転動作（開閉動作）において要求されることは、滑らかな動作を実現し、被処理基板（ウェハ）への衝撃を緩和させることである。また、その開閉動作と衝撃緩和を図る装置の製品価値を高めるために、より軽量でコンパクトな構造にすることにより、傾転ドアに配置することが可能になる。エアシリンダ、油圧ダンパと空気圧流路切り替えを採用することにより開閉動作と衝撃緩和を図る装置を実現することができた。
【００３５】
その衝撃緩和が行なわれる装置について、図４〜図１１を引用し、以下に詳しく説明する。
【００３６】
傾転ドア１０１は、図４に示すように、内部にエアシリンダと、油圧ダンパを含むダンパが備えられる。右側（一方）に設けられるエアシリンダ３０１と油圧ダンパ３０３は、傾転ドア１０１の閉成動作時に機能する。左側（他方）に設けられるエアシリンダ３０２と油圧ダンパ３０４は、傾転ドア１０１の開放動作時に機能する。
【００３７】
エアシリンダ３０１と油圧ダンパ３０３は、対になって傾転ドア１０１の閉成動作と衝撃緩和に機能する。エアシリンダ３０２と油圧ダンパ３０４は、対になって傾転ドア１０１の開放動作と衝撃緩和に機能する。
【００３８】
つまり、油圧ダンパ３０３、３０４は、ロッドが短縮動作時のみダンピング作用し、伸長動作時は作用しないものが使用される。また、エアシリンダ３０１、３０２は、ロッドが伸長動作時のみダンピング作用し、短縮動作時は作用しないものが使用される。
【００３９】
傾転ドア１０１の閉成動作と衝撃緩和を図る装置は、エアシリンダ、油圧ダンパで構成するので、軽量、かつコンパクトである。このため、傾転ドア１０１の狭い内部空間に収めることができるのである。また、エアシリンダを動力源である空気圧供給源は、半導体検査装置や半導体製造装置を稼動する製造施設に備わっている。それを利用できるので、新たに空気圧供給源を備える必要はない。また、傾転ドア１０１の開閉動作は、二つのエアシリンダにかける空気圧流路切り替えに行なえるので、切り替え機構も構成が簡単である。
【００４０】
傾転ドア１０１の閉成動作について、図５に沿って説明する。
【００４１】
図５の（イ）．（ロ）に示すように、カセットケース１１０が載置された傾転ドア１０１の閉成動作には、回転力４２１を与える必要がある。
【００４２】
エアシリンダ３０１の作用点４０２（エアシリンダ３０１の一端と傾転ドア４０１との結合点を云う。）と傾転軸４０１（傾転ドア４０１を固定フレーム部１０５に回動自在に支持する支持結合点を云う。）を結ぶ傾転軸線を第１のケース支持部１１２と平行に配置し、力点４０３（作用点４０２の反対側になるエアシリンダ３０１の他端を固定フレーム部１０５に回動自在に支持した支持結合点を云う。）を傾転軸線よりカセットケース１１０の反対側に配置して、エアシリンダ３０１のロッドが伸長時、推力４２３を回転力４２１へ変換している。
【００４３】
また、油圧ダンパ３０３の作用点４０４（油圧ダンパ３０３の一端と傾転ドア４０１との結合点を云う。）を傾転軸線の上に、力点４０５（作用点４０４の反対側になる油圧ダンパ３０３の他端を固定フレーム部１０５に回動自在に支持した支持結合点を云う。）を傾転軸線上よりカセットケース１１０側に配置して、油圧ダンパ３０３のロッドが短縮時、抑制力４２４を抑制回転力４２２へ変換し、回転力４２１を抑制回転力４２２で抑制する機構となっている。
【００４４】
また、エアシリンダ３０１のみの力に限定すると、一定の力で動作、停止を制御しているに過ぎないが、エアシリンダ３０１と傾転軸線との角度４０６を設けることにより、動作時始端と終端とでエアシリンダ３０１による回転力は次のようになる。
【００４５】
始端と終端における回転力をＴ１、Ｔ２とすると、エアシリンダの回転方向の推力と支点からの長さの積で表され、
Ｔ１＝４２５×４０９
Ｔ２＝４２７×４０９
Ｔ１＞Ｔ２
という関係が成り立つ。終端に近づくに従い小さくなるように配置していることにより、エアシリンダ３０１による回転力４２１は図１０のように減少させることができる。
【００４６】
それに対して、油圧ダンパ３０３と傾転軸線とは角度４０７を設けることにより油圧ダンパ３０３による回転抑制力は、始端と終端をそれぞれＤ１、Ｄ２とすると、
Ｄ１＝４２６×４０８
Ｄ２＝４２８×４０８
Ｄ１＜Ｄ２
という関係が成り立つ。終端に近づくに従い大きくなるように配置していることより、油圧ダンパ３０３による抑制回転力４２２は図１１のように増大する。
【００４７】
また、油圧ダンパは動作全領域で作用する。よって、エアシリンダ３０１と油圧ダンパ３０３の組合せにより、滑らかな動作を実現し、被処理基板（ウェハ）への衝撃を緩和させることができる。
【００４８】
但し、閉成動作時は開放動作用油圧ダンパ３０４がロッド伸長動作になり、その時ダンピング作用が働くとエアシリンダ３０１の動作を打ち消す働きとなるので、ロッド伸長時はダンピング作用は働かない特性の油圧ダンパを使用する。
【００４９】
ここで、空気圧切り替えによる動作（傾転ドアの閉成時）について、図７を用いて説明する。
【００５０】
通常動作時はインターロックバルブ５０３、５０４、５０５、５０６を全て通電状態とする。よって、空気圧経路はそれぞれ５１４、５１７、５２０、５２３の位置となり、該インターロックバルブは全てＰポートとＡポート間が開放状態となる。
【００５１】
空気圧供給源から供給された一定の空気圧は、空気圧経路切替バルブ５０１の切替スイッチ５０７の通電により、経路５０８の位置のＰポートからＡポートへ抜け、エアシリンダ３０１へ供給される。
【００５２】
エアシリンダ３０１のロッドが５２５方向へ伸長され、エアシリンダ３０１内の排気は空気圧経路切替バルブ５０１の経路５０８の位置のＢポートからＥＢポートへ抜けて外へ排気される。この時、反対側に存在する開動作用のエアシリンダ３０２は、空気圧経路切替バルブ５０２が経路５１０の位置で排気可能状態にあるのでエアシリンダ３０２内の空気は外へ排気可能となり、自由にロッドの伸び縮みが可能となる。
【００５３】
よって、エアシリンダ３０１とエアシリンダ３０２は傾転ドアの内部で連動していることから、エアシリンダ３０１の動作に従ってエアシリンダ３０２のロッドが５２７へ短縮する動作となる。傾転ドア１０１の閉成動作終了後、空気圧経路切替バルブ５０２の切替スイッチ５２９の通電により経路５３０の位置のＰポートからＡポートへ抜け、エアシリンダ３０２のロッドが短縮状態で保持される。
【００５４】
これは、閉動作完了時に傾転ドア１０１を固定させて、作業者による手動開閉を防止することと、エアシリンダ３０２内を高圧にしておくことにより開動作開始直後のエアシリンダ特有の飛び出し動作を防止することが出来る。よって、動作開始時の被処理基板（ウェハ）への衝撃を緩和させることができる。
【００５５】
次に傾転ドア１０１の開放動作について、図６を用いて説明する。
【００５６】
図６の（イ）．（ロ）に示すように、傾転ドア１０１の開放動作には回転力４７２を与える必要がある。エアシリンダ３０２の作用点４５１と傾転軸４０１を結ぶ傾転軸線をカセット載置台１０２と平行に配置し、力点４５２を傾転軸線より、カセット側に配置して、エアシリンダ３０２のロッドが伸長時、推力４７３を回転力４７２へ変換している。
【００５７】
また、油圧ダンパ３０４の作用点４５３を傾転軸線上に、力点４５４を傾転軸線よりカセットケース１１０の反対側に配置して、油圧ダンパ３０４のロッドが短縮時、抑制力４７４を抑制回転力４７１へ変換し、回転力４７２を抑制回転力４７１で抑制する機構となっている。
【００５８】
また、エアシリンダ３０２のみの力に限定すると、一定の力で動作、停止を制御しているに過ぎないが、エアシリンダ３０２と傾転軸線との角度４５５を設けることにより、動作時始端と終端とでエアシリンダ３０２による回転力は次のようになる。始端と終端における回転力をＴ３、Ｔ４とすると、エアシリンダの回転方向の推力と支点からの長さの積で表され、
Ｔ３＝４７５×４５８
Ｔ４＝４７７×４５８
Ｔ３＞Ｔ４
という関係が成り立つ。終端に近づくに従い小さくなるように配置していることにより、エアシリンダ３０１による回転力４１０は図１０のように減少させることができる。
【００５９】
それに対して、油圧ダンパ３０３と傾転軸線とは角度４０７を設けることにより油圧ダンパ３０３による回転抑制力は、始端と終端をそれぞれＤ３、Ｄ４とすると、
Ｄ３＝４７６×４５７
Ｄ４＝４７８×４５７
Ｄ３＜Ｄ４
という関係が成り立つ。終端に近づくに従い大きくなるように配置していることより、油圧ダンパ３０４による抑制回転力４７１は図１０のように増大する。また、油圧ダンパは動作全領域で作用する。
【００６０】
エアシリンダ３０２と油圧ダンパ３０４の組合せにより、滑らかな動作を実現し、被処理基板（ウェハ）への衝撃を緩和させることができる。但し、開動作時は閉動作用油圧ダンパ３０３がロッド伸長動作になり、その時ダンピング作用が働くとエアシリンダ３０２の動作を打ち消す働きとなるので、ロッド伸長時はダンピング作用は働かない特性の油圧ダンパを使用する。
【００６１】
ここで、空気圧切り替えによる動作（傾転ドアの開放時）について、図６を用いて説明する。
【００６２】
通常動作時はインターロックバルブ５０３、５０４、５０５、５０６を全て通電状態とする。よって、空気圧経路はそれぞれ５１４、５１７、５２０、５２３の位置となり、該インターロックバルブは全てＰポートとＡポート間が開放状態となる。
【００６３】
空気圧供給源から供給された一定の空気圧は、空気圧経路切替バルブ５０２の切替スイッチ５１２の通電により経路５１１の位置のＰポートからＢポートへ抜け、エアシリンダ３０２へ供給される。エアシリンダ３０２のロッドが５２８方向へ伸長され、エアシリンダ３０２内の排気は空気圧経路切替バルブ５０２の経路５１１位置のＡポートからＥＡポートへ抜けて外へ排気される。
【００６４】
この時、反対側に存在する閉動作用のエアシリンダ３０１は、空気圧経路切替バルブ５０１が経路５０９の位置で排気可能状態にあるのでエアシリンダ３０１内の空気は外へ排気可能となり、自由にロッドの伸び縮みが可能となる。
【００６５】
エアシリンダ３０１とエアシリンダ３０２は傾転ドア内部で連動していることから、エアシリンダ３０２の動作に従ってエアシリンダ３０１のロッドが５２６へ短縮する動作となる。
【００６６】
傾転ドア１０１の開動作終了後、空気圧経路切替バルブ５０１の切替スイッチ５３１の通電により、経路５３２の位置のＰポートからＢポートへ抜け、エアシリンダ３０１ロッドが短縮状態で保持される。
【００６７】
これは、開動作完了時に傾転ドア１０１を固定させて、作業者による手動開閉を防止することと、エアシリンダ３０１内を高圧にしておくことにより閉動作開始直後のエアシリンダ特有の飛び出し動作を防止することが出来る。このため、動作開始時の被処理基板（ウェハ）への衝撃を緩和させることができる。
【００６８】
このように、傾転ドア１０１の開閉動作を、エアシリンダと油圧ダンパ、空気圧流路切り替えにより実現させることができる。また、本来ならばエアシリンダと油圧ダンパの配置角度を大きくなるように配置すれば、小さな力で動作制御が可能である。しかし、製品価値を高めるために、より軽量でコンパクトな構造にすることが求められているので、傾転ドア１０１の限定された容積内にエアシリンダと油圧ダンパをそれぞれ１組づつ配置し、動作制御を可能にした。
【００６９】
また、エアシリンダと油圧ダンパの配置を変えることで、力の制御を変化させることが可能であるということである。しかも、それが限定された容積内で制御させることである。
【００７０】
次に、安全インターロッキングシステムについて、図２、図１２〜図１４を引用して説明する。
【００７１】
安全インターロッキングシステムは、傾転ドア１０１の閉成動作時に、傾転ドア１０１と固定フレーム部１０５との間に作業者の手や指が挟み込まれるのを防止するものである。
【００７２】
図１２〜図１４に示すように、安全インターロッキングシステムの検知装置は、投光用ビームセンサ１０００、受光用ビームセンサ１００１、コーナミラー１００２．１００３を有する。
【００７３】
投光用ビームセンサ１０００は、固定フレーム部１０５の出入口１１１の手前側の下部左側（一方下部）に設ける。受光用ビームセンサ１００１は、出入口１１１の手前側の下部右側（他方下部）に設ける。
【００７４】
コーナミラー１００２は、出入口１１１の手前側の上部左側角（一方上角）に、コーナミラー１００３上部右側角（他方上角）に備える。
【００７５】
投光用ビームセンサ１０００から発したビーム光は、コーナミラー１００２とコーナミラー１００３で反射して受光用ビームセンサ１００１に受光される。出入口１１１に異物（作業者の手や指）が侵入すると、ビーム光は遮られ、受光用ビームセンサ１００１に受光が行なわれない。これにより、異物の侵入を検知できる。
【００７６】
この検知装置と前記空気圧制御系により、安全インターロッキングシステムが構成される。
【００７７】
さて、傾転ドア１０１が閉成動作時、図２に示すように、異物（例えば作業者の手、指など）１０４の侵入すると、検知装置により検知される。安全インターロッキングシステムが作動して、空気圧流路切り替えが行なわれる。これにより、傾転ドア１０１は閉成動作から開放動作に切り替わり、異物の挟み込み防止が図られる。
【００７８】
安全インターロックシステム作動時の空気圧経路について、図７を用いて詳しく述べる。
【００７９】
通常動作時は、インターロックバルブ５０３、５０４、５０５、５０６は通電状態であり、該インターロックバルブの空気圧は開放状態である。異物１０５の侵入で受光用ビームセンサ１００１が遮光されると、インターロックバルブ５０３、５０４の通電が遮断される。
【００８０】
空気圧経路切替バルブ５０１の経路５０８の位置ＰポートからＡポートへ抜けた空気は空気圧経路切り替えにより、インターロックバルブ５０４の経路５１８位置ＲポートからＡポートへ抜けエアシリンダ３０１へ供給される。
【００８１】
エアシリンダ３０１のロッドは５２６方向へ短縮し、３０１の排気はインターロックバルブ５０３の経路５１５の位置ＡポートからＲポート、空気圧経路切替バルブ５０１の経路５０８位置ＢポートからＥＢポートを通り外へ排気される。
【００８２】
反対側に存在する開放動作用のエアシリンダ３０２は、空気圧経路切替バルブ５０２が経路５１０の位置で排気状態、且つインターロックバルブ５０５、５０６がそれぞれ５２０、５２３の位置で空気圧解放状態のため、エアシリンダ３０２の内部空気は自由に排気可能となる。
【００８３】
これにより、エアシリンダ３０１のロッドの５２６方向への短縮動作に従いエアシリンダ３０２はロッドが５２８方向へ伸長していく。このため、傾転ドア１０１は開放動作をするので、危険を回避することができる。
【００８４】
また、安全インターロックシステムは、異物（手や指）が進入したときに、傾転ドア１０１の閉成動作を停止するだけなく、開放動作に切替わるので、挟んだ異物（手や指）を開放するようになるので、より安全性の優れたものである。
【００８５】
この安全インターロッキングシステムの特徴は、傾転部の構造へ新たにアクチュエータを追加せずに、検知装置と前記空気圧制御系を組み合わせてシステム制御を実現させたことで、コストの抑制を可能にしたことである。
【００８６】
図７に示すように、インターロックバルブ５０３、５０４、５０５、５０６のみの追加で実現させた。また、インターロック作動時の開閉逆転動作では、１本のエアシリンダ３０１のみで動作制御させている。
【００８７】
つまり、エアシリンダ３０１内の経路を５２５から５２６へ切り替えることにより、エアシリンダ３０１内を高圧の状態に保持させておいて動作直後のエアシリンダ特有の飛び出し動作を防止することが出来る。これにより、被処理基板（ウェハ）への衝撃を緩和させることが出来る。
【００８８】
また、動作逆転時、即座に動作停止させるための一般的な方法としてブレーキを使用するが、この制御ではブレーキの使用が不用で、コストを抑制させることが出来る。また、電気制御の場合、電源が遮断されると動作も停止してしまうが、空気圧制御の場合は、電源が遮断されても動作を停止させずに制御することも可能である。
【００８９】
さらに、図７に示すインターロックバルブ５０５、５０６の配置理由について説明をする。
【００９０】
傾転ドア１０１が完全に閉じられた状態で装置の電源が遮断した時、バルブ５０５、５０６が設けられていない場合には、作業者が傾転ドア１０１を手で開けることが可能である。
【００９１】
もし、搬送ロボットが動作中に傾転ドア１０１を開けた場合、ウェハにロボットが接触しウェハ破損の危険性がある。これに対し、インターロックバルブ５０５、５０６を設けることにより、装置の電源が遮断した時は、エアシリンダ３０２内の空気を封じ込め、傾転ドア１０１の開閉を不可能にすることができる。これにより、ロボットとの接触によりウェハ破損の危険を回避することができる。
【００９２】
図８を引用して傾転ドアの閉成動作のフローを説明する。
【００９３】
ステップ８０１で、傾転ドア１０１の閉成動作が指示される。ステップ８０２で、装置の電源投入され、各種の電磁弁が作動する。
【００９４】
作業者が傾転ドア１０１にカセットケース１１０を載置（ステップ８０３）すると、上位装置よりロード命令を受信する（ステップ８０４）。ロード命令が受信されると、電磁弁５０１が経路５０８へ動作する（ステップ８０５）。
【００９５】
シリンダ３０１に圧縮空気が送られ、閉成動作用のシリンダ３０１は５２５の方向に伸張する（ステップ８０６）。このとき、開放動作用のシリンダ３０２は５２７の方向に短縮する（ステップ８０７）。ステップ８０６とステップ８０７の動作は同時に並行して行なわれる。
【００９６】
ステップ８０８で、手はさみ検知用の受光用ビームセンサ１００１が異物を検知すると、ステップ８０９に移行する。ステップ８０９では、電磁弁５０３が経路５１５に、電磁弁５０４が経路５１８に動作する。
【００９７】
そして、電磁弁５０３から流入していた圧縮空気は、電磁弁５０４から流入し、シリンダ３０１は方向５２６側に短縮する（ステップ８１０）。傾転ドア１０１が開放され（ステップ８１１）、上位装置に異物検知の報告（ステップ８１２）が行なわれる。
【００９８】
異物検知が解かれると、傾転ドア１０１は閉成動作用に移行し、ロード（閉成動作）の終了（ステップ８１３）に至る。
【００９９】
ステップ８０８で、異物の検知が行なわれないと、傾転ドア１０１が閉成動作を継続し、ロード完了位置まで移動する（ステップ８１４）。
【０１００】
そして、電磁弁５０１が経路５０９に動作し（ステップ８１５）、電磁弁５０２が経路５３０に動作し（ステップ８１６）、上位装置にロード完了を報告し（ステップ８１７）、ロード（閉成動作）の終了（ステップ８１３）に至る。
【０１０１】
図９を引用して傾転ドアの開放動作のフローを説明する。
【０１０２】
ステップ９０１で、傾転ドア１０１の開放動作が指示される。ステップ９０２で、各種の電磁弁が作動する。
【０１０３】
上位装置よりアンロード命令を受信する（ステップ９０３）。ロード命令が受信されると、電磁弁５０２が経路５１１へ動作する（ステップ９０４）。
【０１０４】
シリンダ３０２に圧縮空気が送られ、開放動作用のシリンダ３０２は５２８の方向に伸張する（ステップ９０５）。このとき、閉成動作用のシリンダ３０１は５２６の方向に短縮する（ステップ９０６）。ステップ９０５とステップ９０６の動作は同時に並行して行なわれる。
【０１０５】
傾転ドア１０１が開放動作が進行し、アンロード完了位置まで移動する（ステップ９０７）。
【０１０６】
そして、電磁弁５０２が経路５１０に動作し（ステップ９０８）、電磁弁５０１が経路５３２に動作し（ステップ９０９）、上位装置にアンロード完了を報告し（ステップ９１０）、アンロード（開放動作）の終了（ステップ９１１）に至る。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の実施例に係わるもので、オープンカセットを載置している自動傾転付オープンカセットロードボードの全体を示す斜視図。
【図２】本発明の実施例に係わるもので、自動傾転付オープンカセットロードボード固定フレームと傾転ドアとを拡大して示した斜視図。
【図３】本発明の実施例に係わるもので、自動傾転付オープンカセットロードボードの傾転ドアが閉成されて行く様子を順番に示した斜視図。
【図４】本発明の実施例に係わるもので、傾転ドアの開放状態（イ）、および閉成状態（ロ）でのエアシリンダとダンパの配置を示した斜視図。
【図５】本発明の実施例に係わるもので、傾転ドアの開放から閉動に移行するところをエアシリンダとダンパの配置、動作経過を併せて表した図。
【図６】本発明の実施例に係わるもので、傾転ドアの閉動から開放に移行するところを閉動作時のエアシリンダとダンパの配置、動作経過を併せて表した図。
【図７】本発明の実施例に係わるもので、傾転ドアに開閉動作を行なわせる空気圧制御を示す配管系統図である。
【図８】本発明の実施例に係わるもので、傾転ドアの閉成動作を示すフローチャート図である。
【図９】本発明の実施例に係わるもので、傾転ドアの開放動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施例に係わるもので、エアシリンダによる回転力の推移を示すグラフ。
【図１１】本発明の実施例に係わるもので、油圧のダンパによる抑制回転力の推移を示すグラフ。
【図１２】本発明の実施例に係わるもので、安全インターロッキングシステムを説明するために自動傾転付オープンカセットロードボードの全体を示した斜視図。
【図１３】本発明の実施例に係わるもので、安全インターロッキングシステムを説明するために固定フレームと傾転ドアを正面から示した図。
【図１４】本発明の実施例に係わるもので、安全インターロッキングシステムを説明するために固定フレームと傾転ドアを側面から示した図。
【符号の説明】
【０１０８】
１０１…傾転ドア、１１２…第１のケース支持部、１１０…カセットケース、１１３…第２のケース支持部、１０００…投光用ビームセンサ、１００１…受光用ビームセンサ、
１０４…異物（作業者の手、指など）、３０２…エアシリンダ、３０３，３０４…油圧ダンパ、４７２…アシリンダによる回転力、４２２，４７１…油圧ダンパによる抑制力、５０１…空気圧経路切替バルブ、５０３，５０４，５０５，５０６…インターロックバルブ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体、電子部品関連製品、光ディスク等の製造プロセスに備わる自動傾転付きオープンカセットロードポートに関する。
【０００２】
自動傾転付きオープンカセットロードポートは、クリーンルーム内に設置され、該クリーンルーム内で運搬される半導体ウェハなどの基板を、処理装置との間で受け渡しを行なうものである。
【背景技術】
【０００３】
従来、半導体の製造装置または検査装置において、処理を行う基板を搭載するには次のように行っていた。作業者は、基板が垂直姿勢となるようにして基板（半導体ウェハなど）積載のオープンカセットを運搬していた。
【０００４】
そして、前記作業者がオープンカセットを手動で傾転させ、基板を水平姿勢にしてロードポートの載置台に載置していた。その後、オープンカセットから基板が引き出されて、基板処理装置（例えば基板検査装置）に搬入されていた。
【０００５】
前記装置内で処理が終了すると、作業者がオープンカセットを手動で傾転させて、すなわち基板水平姿勢から垂直姿勢に移行させて持ち出していた。
【０００６】
しかし、この搬入、搬出の方法ではＳＥＭＩスタンダードＳ８に規定する人間工学的な基準となる、持ち上げ、力、および材料の取り扱いにおいて「無理な姿勢は避けるべきである。無理な姿勢を避けるための推奨範囲として、手首の尺骨／撓骨の動き（手首を横向きに曲げる角度。尺骨方向の曲げとは小指方向の曲げ。撓骨方向の曲げとは親指の曲げ。）の上限は１０°」を満足していなかった。
【０００７】
そこで、例えば、特開平１０−１０７１２２号公報（特許文献１）に示すような、オープンカセットの載置台が自動傾転する自動傾転付オープンカセットロードボードが使用されるようになった。これにより、作業者が基板積載のカセットを搬送時の姿勢で載置または取り出すことが可能になった。
【０００８】
市販されている自動傾転付オープンカセットロードボードは、空気圧駆動ラックアンドピニオンモジュールの機構を搭載して傾転動作をさせる構成を有する。
【０００９】
自動傾転付オープンカセットロードボードは、半導体ウェハなどの基板への衝撃を緩和させるために滑らかな動作が求められる。しかし、空気圧駆動ラックアンドピニオンモジュールの機構では、エアシリンダの直線運動をラックアンドピニオンを通してカセットの回転運動に変換するため、回転速度は不安定なエアシリンダの速度に比例する。
【００１０】
また、エアシリンダの速度制御には「スピードコントローラ」とよばれる空気の絞りを使用しているが、速度制御、再現性、安定性に問題があった。よって、エアシリンダとスピードコントローラを併用して安定した動作をさせることは難しかった。
【００１１】
また、製品価値を高めるために、より軽量でコンパクトな構造が求められていた。
【００１２】
また、傾転ドア部と固定フレーム部との間の手挟み防止のために、安全インターロックシステムを搭載する必要があった。従来は傾転ドアが閉動作中、動作領域に異物（例えば作業者の手、指など）が進入してもドアは動作を継続し、傾転ドアが異物に接触し、固定フレーム部に一定圧力押し当て、マイクロスイッチが押されないと、安全インターロックシステムが作動しなかった。安全性の面で満足できるものでなかった。
【００１３】
【特許文献１】特開平１０−１０７１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記の問題に鑑み、オープンカセットを載置した傾転ドアの自動傾転が緩やかに行なわれる自動傾転付オープンカセットロードボードを提供することを目的とする。
【００１５】
また、本発明は、安全な動作が期待できる自動傾転付オープンカセットロードボードを提供することを目的とする。
【００１６】
さらに、本発明は、軽量でコンパクトな構造を有する自動傾転付オープンカセットロードボードを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、オープンカセットケース内基板の出し入れをする出入口が設けられる固定フレーム部と、固定フレーム部に回動自在に支持され、かつ出入口より出し入れする基板積載カセットケースを載置する傾転ドアとを有し、カセットケースを横置状態に回動する傾転ドアの閉成動作力、および縦置状態に回動する傾転ドアの閉成動作力を加えるエアシリンダと、傾転ドアの回動を抑制する油圧ダンパを含むダンパを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、オープンカセットを載置した傾転ドアの自動傾転が緩やかに行なわれるので、オープンカセットに内置される被処理基板への衝撃を緩和させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施例について、図を引用して説明する。
【００２０】
まず、図１、図２を沿って自動傾転付オープンカセットロードボードの概要から述べる。
【００２１】
この自動傾転付オープンカセットロードポートは、測長ＳＥＭをはじめとする半導体検査装置、または、エッチャーをはじめとする半導体製造装置などに使用される。さらに電子部品関連製品、光ディスク等を含む精密機器品の収納積載にも適用される。
【００２２】
自動傾転付オープンカセットロードボードは、固定フレーム部１０５、傾転ドア１０１、支持台１０６、制御装置を内蔵する制御ボックス１０７、表示パネルボックス１０８、本体フレーム１０９を有する。
【００２３】
固定フレーム部１０５は、傾転ドア１０１に載置されるオープンカセット１１０が出し入れされる出入口１１１を有する。傾転ドア１０１は、固定フレーム部１０５に回動自在に支持される。傾転ドア１０１は、手前側に倒れたり、起き上がったりするように回動する。傾転ドア１０１が起き上がるように回動後、出入口１１１が開かれる。傾転ドア１０１が手前側に倒れるように回動後、出入口１１１は閉じられる。
【００２４】
カセットケース１１０は、半導体のウェハを収納積載する。ここでは、半導体のウェハを例に挙げて説明する。
【００２５】
このカセットケース１１０は、被処理基板である複数の半導体のウェハが並列に並ぶように置かれる。被処理基板である半導体のウェハを収納するカセットケース１１０は、ウェハの製造装置または検査装置である被処理基板の処理装置の搬入される前または搬出された後は、ウェハを出し入れ口が上向きになるようにして搬送等の取り扱いを行う。
【００２６】
このため、開放状態にある自動傾転付オープンカセットロードボードの傾転ドア１０１に載せたときには、カセットケース１１０は、ウェハの出し入れ口が上向きになる。
【００２７】
傾転ドア１０１は、カセットケース１１０が載置する第１のケース支持部１１２と第２のケース支持部１１３を有する。第１のケース支持部１１２と第２のケース支持部１１３の配置は直角になっている。第１のケース支持部１１２と第２のケース支持部１１３は、一緒に回動する。
【００２８】
第１のケース支持部１１２は、被処理基板（ウェハ）が縦置きになる縦置状態のカセットケース１１０の底部を下から支持する。第２のケース支持部１１３は、被処理基板が横置きになる横置状態のカセットケース１１０の側面を下から支持する。
【００２９】
第２のケース支持部１１３は、保持突起１１４を有する。この保持突起１１４にカセットケース１１０の側板に設けたリブ（図示せず）が保持される。この保持突起１１４による保持で、カセットケース１１０を載せた傾転ドア１０１が傾転作動する際にカセットケース１１０の移動を抑える。
【００３０】
次に自動傾転付きオープンカセットロードポートの動作について図３に沿って説明する。クリーンルーム内を運搬されてきたカセットケース１１０は、傾転ドア１０１に置かれる。カセットケース１１０は、それの底を第１のケース支持部１１２に載せて置かれる。被処理基板（ウェハ）が縦置きになる縦置状態で、カセットケース１１０は、傾転ドア１０１に置かれる。これが、図２の（イ）に示す状態である。
【００３１】
その後、図２に示す（ロ）．（ハ）．（二）．（ホ）の順に傾転ドア１０１は傾転する。その結果、被処理基板（ウェハ）が横置きになる。このときには、カセットケース１１０の側面が第２のケース支持部１１３により下から支持される。
【００３２】
カセットケース１１０が横置状態なってウェハ搬送待機状態で、ウェハが１枚ずつ、半導体検査装置や半導体製造装置などの上位装置へ搬送される。
【００３３】
上位装置で処理が終了した被処理基板（ウェハ）は、カセットケース１１０に戻される。被処理基板（ウェハ）を収納したカセットケース１１０は、図２の（ホ）から（ニ）．（ハ）．（ロ）．（イ）の順に傾転し、縦置に移行し、取り出し待機状態となる。そして、別の処理装置へ運搬されていく。
【００３４】
この傾転動作（開閉動作）において要求されることは、滑らかな動作を実現し、被処理基板（ウェハ）への衝撃を緩和させることである。また、その開閉動作と衝撃緩和を図る装置の製品価値を高めるために、より軽量でコンパクトな構造にすることにより、傾転ドアに配置することが可能になる。エアシリンダ、油圧ダンパと空気圧流路切り替えを採用することにより開閉動作と衝撃緩和を図る装置を実現することができた。
【００３５】
その衝撃緩和が行なわれる装置について、図４〜図１１を引用し、以下に詳しく説明する。
【００３６】
傾転ドア１０１は、図４に示すように、内部にエアシリンダと、油圧ダンパを含むダンパが備えられる。右側（一方）に設けられるエアシリンダ３０１と油圧ダンパ３０３は、傾転ドア１０１の閉成動作時に機能する。左側（他方）に設けられるエアシリンダ３０２と油圧ダンパ３０４は、傾転ドア１０１の開放動作時に機能する。
【００３７】
エアシリンダ３０１と油圧ダンパ３０３は、対になって傾転ドア１０１の閉成動作と衝撃緩和に機能する。エアシリンダ３０２と油圧ダンパ３０４は、対になって傾転ドア１０１の開放動作と衝撃緩和に機能する。
【００３８】
つまり、油圧ダンパ３０３、３０４は、ロッドが短縮動作時のみダンピング作用し、伸長動作時は作用しないものが使用される。また、エアシリンダ３０１、３０２は、ロッドが伸長動作時のみダンピング作用し、短縮動作時は作用しないものが使用される。
【００３９】
傾転ドア１０１の閉成動作と衝撃緩和を図る装置は、エアシリンダ、油圧ダンパで構成するので、軽量、かつコンパクトである。このため、傾転ドア１０１の狭い内部空間に収めることができるのである。また、エアシリンダを動力源である空気圧供給源は、半導体検査装置や半導体製造装置を稼動する製造施設に備わっている。それを利用できるので、新たに空気圧供給源を備える必要はない。また、傾転ドア１０１の開閉動作は、二つのエアシリンダにかける空気圧流路切り替えに行なえるので、切り替え機構も構成が簡単である。
【００４０】
傾転ドア１０１の閉成動作について、図５に沿って説明する。
【００４１】
図５の（イ）．（ロ）に示すように、カセットケース１１０が載置された傾転ドア１０１の閉成動作には、回転力４２１を与える必要がある。
【００４２】
エアシリンダ３０１の作用点４０２（エアシリンダ３０１の一端と傾転ドア４０１との結合点を云う。）と傾転軸４０１（傾転ドア４０１を固定フレーム部１０５に回動自在に支持する支持結合点を云う。）を結ぶ傾転軸線を第１のケース支持部１１２と平行に配置し、力点４０３（作用点４０２の反対側になるエアシリンダ３０１の他端を固定フレーム部１０５に回動自在に支持した支持結合点を云う。）を傾転軸線よりカセットケース１１０の反対側に配置して、エアシリンダ３０１のロッドが伸長時、推力４２３を回転力４２１へ変換している。
【００４３】
また、油圧ダンパ３０３の作用点４０４（油圧ダンパ３０３の一端と傾転ドア４０１との結合点を云う。）を傾転軸線の上に、力点４０５（作用点４０４の反対側になる油圧ダンパ３０３の他端を固定フレーム部１０５に回動自在に支持した支持結合点を云う。）を傾転軸線上よりカセットケース１１０側に配置して、油圧ダンパ３０３のロッドが短縮時、抑制力４２４を抑制回転力４２２へ変換し、回転力４２１を抑制回転力４２２で抑制する機構となっている。
【００４４】
また、エアシリンダ３０１のみの力に限定すると、一定の力で動作、停止を制御しているに過ぎないが、エアシリンダ３０１と傾転軸線との角度４０６を設けることにより、動作時始端と終端とでエアシリンダ３０１による回転力は次のようになる。
【００４５】
始端と終端における回転力をＴ１、Ｔ２とすると、エアシリンダの回転方向の推力と支点からの長さの積で表され、
Ｔ１＝４２５×４０９
Ｔ２＝４２７×４０９
Ｔ１＞Ｔ２
という関係が成り立つ。終端に近づくに従い小さくなるように配置していることにより、エアシリンダ３０１による回転力４２１は図１０のように減少させることができる。
【００４６】
それに対して、油圧ダンパ３０３と傾転軸線とは角度４０７を設けることにより油圧ダンパ３０３による回転抑制力は、始端と終端をそれぞれＤ１、Ｄ２とすると、
Ｄ１＝４２６×４０８
Ｄ２＝４２８×４０８
Ｄ１＜Ｄ２
という関係が成り立つ。終端に近づくに従い大きくなるように配置していることより、油圧ダンパ３０３による抑制回転力４２２は図１１のように増大する。
【００４７】
また、油圧ダンパは動作全領域で作用する。よって、エアシリンダ３０１と油圧ダンパ３０３の組合せにより、滑らかな動作を実現し、被処理基板（ウェハ）への衝撃を緩和させることができる。
【００４８】
但し、閉成動作時は開放動作用油圧ダンパ３０４がロッド伸長動作になり、その時ダンピング作用が働くとエアシリンダ３０１の動作を打ち消す働きとなるので、ロッド伸長時はダンピング作用は働かない特性の油圧ダンパを使用する。
【００４９】
ここで、空気圧切り替えによる動作（傾転ドアの閉成時）について、図７を用いて説明する。
【００５０】
通常動作時はインターロックバルブ５０３、５０４、５０５、５０６を全て通電状態とする。よって、空気圧経路はそれぞれ５１４、５１７、５２０、５２３の位置となり、該インターロックバルブは全てＰポートとＡポート間が開放状態となる。
【００５１】
空気圧供給源から供給された一定の空気圧は、空気圧経路切替バルブ５０１の切替スイッチ５０７の通電により、経路５０８の位置のＰポートからＡポートへ抜け、エアシリンダ３０１へ供給される。
【００５２】
エアシリンダ３０１のロッドが５２５方向へ伸長され、エアシリンダ３０１内の排気は空気圧経路切替バルブ５０１の経路５０８の位置のＢポートからＥＢポートへ抜けて外へ排気される。この時、反対側に存在する開動作用のエアシリンダ３０２は、空気圧経路切替バルブ５０２が経路５１０の位置で排気可能状態にあるのでエアシリンダ３０２内の空気は外へ排気可能となり、自由にロッドの伸び縮みが可能となる。
【００５３】
よって、エアシリンダ３０１とエアシリンダ３０２は傾転ドアの内部で連動していることから、エアシリンダ３０１の動作に従ってエアシリンダ３０２のロッドが５２７へ短縮する動作となる。傾転ドア１０１の閉成動作終了後、空気圧経路切替バルブ５０２の切替スイッチ５２９の通電により経路５３０の位置のＰポートからＡポートへ抜け、エアシリンダ３０２のロッドが短縮状態で保持される。
【００５４】
これは、閉動作完了時に傾転ドア１０１を固定させて、作業者による手動開閉を防止することと、エアシリンダ３０２内を高圧にしておくことにより開動作開始直後のエアシリンダ特有の飛び出し動作を防止することが出来る。よって、動作開始時の被処理基板（ウェハ）への衝撃を緩和させることができる。
【００５５】
次に傾転ドア１０１の開放動作について、図６を用いて説明する。
【００５６】
図６の（イ）．（ロ）に示すように、傾転ドア１０１の開放動作には回転力４７２を与える必要がある。エアシリンダ３０２の作用点４５１と傾転軸４０１を結ぶ傾転軸線をカセット載置台１０２と平行に配置し、力点４５２を傾転軸線より、カセット側に配置して、エアシリンダ３０２のロッドが伸長時、推力４７３を回転力４７２へ変換している。
【００５７】
また、油圧ダンパ３０４の作用点４５３を傾転軸線上に、力点４５４を傾転軸線よりカセットケース１１０の反対側に配置して、油圧ダンパ３０４のロッドが短縮時、抑制力４７４を抑制回転力４７１へ変換し、回転力４７２を抑制回転力４７１で抑制する機構となっている。
【００５８】
また、エアシリンダ３０２のみの力に限定すると、一定の力で動作、停止を制御しているに過ぎないが、エアシリンダ３０２と傾転軸線との角度４５５を設けることにより、動作時始端と終端とでエアシリンダ３０２による回転力は次のようになる。始端と終端における回転力をＴ３、Ｔ４とすると、エアシリンダの回転方向の推力と支点からの長さの積で表され、
Ｔ３＝４７５×４５８
Ｔ４＝４７７×４５８
Ｔ３＞Ｔ４
という関係が成り立つ。終端に近づくに従い小さくなるように配置していることにより、エアシリンダ３０１による回転力４１０は図１０のように減少させることができる。
【００５９】
それに対して、油圧ダンパ３０３と傾転軸線とは角度４０７を設けることにより油圧ダンパ３０３による回転抑制力は、始端と終端をそれぞれＤ３、Ｄ４とすると、
Ｄ３＝４７６×４５７
Ｄ４＝４７８×４５７
Ｄ３＜Ｄ４
という関係が成り立つ。終端に近づくに従い大きくなるように配置していることより、油圧ダンパ３０４による抑制回転力４７１は図１０のように増大する。また、油圧ダンパは動作全領域で作用する。
【００６０】
エアシリンダ３０２と油圧ダンパ３０４の組合せにより、滑らかな動作を実現し、被処理基板（ウェハ）への衝撃を緩和させることができる。但し、開動作時は閉動作用油圧ダンパ３０３がロッド伸長動作になり、その時ダンピング作用が働くとエアシリンダ３０２の動作を打ち消す働きとなるので、ロッド伸長時はダンピング作用は働かない特性の油圧ダンパを使用する。
【００６１】
ここで、空気圧切り替えによる動作（傾転ドアの開放時）について、図６を用いて説明する。
【００６２】
通常動作時はインターロックバルブ５０３、５０４、５０５、５０６を全て通電状態とする。よって、空気圧経路はそれぞれ５１４、５１７、５２０、５２３の位置となり、該インターロックバルブは全てＰポートとＡポート間が開放状態となる。
【００６３】
空気圧供給源から供給された一定の空気圧は、空気圧経路切替バルブ５０２の切替スイッチ５１２の通電により経路５１１の位置のＰポートからＢポートへ抜け、エアシリンダ３０２へ供給される。エアシリンダ３０２のロッドが５２８方向へ伸長され、エアシリンダ３０２内の排気は空気圧経路切替バルブ５０２の経路５１１位置のＡポートからＥＡポートへ抜けて外へ排気される。
【００６４】
この時、反対側に存在する閉動作用のエアシリンダ３０１は、空気圧経路切替バルブ５０１が経路５０９の位置で排気可能状態にあるのでエアシリンダ３０１内の空気は外へ排気可能となり、自由にロッドの伸び縮みが可能となる。
【００６５】
エアシリンダ３０１とエアシリンダ３０２は傾転ドア内部で連動していることから、エアシリンダ３０２の動作に従ってエアシリンダ３０１のロッドが５２６へ短縮する動作となる。
【００６６】
傾転ドア１０１の開動作終了後、空気圧経路切替バルブ５０１の切替スイッチ５３１の通電により、経路５３２の位置のＰポートからＢポートへ抜け、エアシリンダ３０１ロッドが短縮状態で保持される。
【００６７】
これは、開動作完了時に傾転ドア１０１を固定させて、作業者による手動開閉を防止することと、エアシリンダ３０１内を高圧にしておくことにより閉動作開始直後のエアシリンダ特有の飛び出し動作を防止することが出来る。このため、動作開始時の被処理基板（ウェハ）への衝撃を緩和させることができる。
【００６８】
このように、傾転ドア１０１の開閉動作を、エアシリンダと油圧ダンパ、空気圧流路切り替えにより実現させることができる。また、本来ならばエアシリンダと油圧ダンパの配置角度を大きくなるように配置すれば、小さな力で動作制御が可能である。しかし、製品価値を高めるために、より軽量でコンパクトな構造にすることが求められているので、傾転ドア１０１の限定された容積内にエアシリンダと油圧ダンパをそれぞれ１組づつ配置し、動作制御を可能にした。
【００６９】
また、エアシリンダと油圧ダンパの配置を変えることで、力の制御を変化させることが可能であるということである。しかも、それが限定された容積内で制御させることである。
【００７０】
次に、安全インターロッキングシステムについて、図２、図１２〜図１４を引用して説明する。
【００７１】
安全インターロッキングシステムは、傾転ドア１０１の閉成動作時に、傾転ドア１０１と固定フレーム部１０５との間に作業者の手や指が挟み込まれるのを防止するものである。
【００７２】
図１２〜図１４に示すように、安全インターロッキングシステムの検知装置は、投光用ビームセンサ１０００、受光用ビームセンサ１００１、コーナミラー１００２．１００３を有する。
【００７３】
投光用ビームセンサ１０００は、固定フレーム部１０５の出入口１１１の手前側の下部左側（一方下部）に設ける。受光用ビームセンサ１００１は、出入口１１１の手前側の下部右側（他方下部）に設ける。
【００７４】
コーナミラー１００２は、出入口１１１の手前側の上部左側角（一方上角）に、コーナミラー１００３上部右側角（他方上角）に備える。
【００７５】
投光用ビームセンサ１０００から発したビーム光は、コーナミラー１００２とコーナミラー１００３で反射して受光用ビームセンサ１００１に受光される。出入口１１１に異物（作業者の手や指）が侵入すると、ビーム光は遮られ、受光用ビームセンサ１００１に受光が行なわれない。これにより、異物の侵入を検知できる。
【００７６】
この検知装置と前記空気圧制御系により、安全インターロッキングシステムが構成される。
【００７７】
さて、傾転ドア１０１が閉成動作時、図２に示すように、異物（例えば作業者の手、指など）１０４の侵入すると、検知装置により検知される。安全インターロッキングシステムが作動して、空気圧流路切り替えが行なわれる。これにより、傾転ドア１０１は閉成動作から開放動作に切り替わり、異物の挟み込み防止が図られる。
【００７８】
安全インターロックシステム作動時の空気圧経路について、図７を用いて詳しく述べる。
【００７９】
通常動作時は、インターロックバルブ５０３、５０４、５０５、５０６は通電状態であり、該インターロックバルブの空気圧は開放状態である。異物１０５の侵入で受光用ビームセンサ１００１が遮光されると、インターロックバルブ５０３、５０４の通電が遮断される。
【００８０】
空気圧経路切替バルブ５０１の経路５０８の位置ＰポートからＡポートへ抜けた空気は空気圧経路切り替えにより、インターロックバルブ５０４の経路５１８位置ＲポートからＡポートへ抜けエアシリンダ３０１へ供給される。
【００８１】
エアシリンダ３０１のロッドは５２６方向へ短縮し、３０１の排気はインターロックバルブ５０３の経路５１５の位置ＡポートからＲポート、空気圧経路切替バルブ５０１の経路５０８位置ＢポートからＥＢポートを通り外へ排気される。
【００８２】
反対側に存在する開放動作用のエアシリンダ３０２は、空気圧経路切替バルブ５０２が経路５１０の位置で排気状態、且つインターロックバルブ５０５、５０６がそれぞれ５２０、５２３の位置で空気圧解放状態のため、エアシリンダ３０２の内部空気は自由に排気可能となる。
【００８３】
これにより、エアシリンダ３０１のロッドの５２６方向への短縮動作に従いエアシリンダ３０２はロッドが５２８方向へ伸長していく。このため、傾転ドア１０１は開放動作をするので、危険を回避することができる。
【００８４】
また、安全インターロックシステムは、異物（手や指）が進入したときに、傾転ドア１０１の閉成動作を停止するだけなく、開放動作に切替わるので、挟んだ異物（手や指）を開放するようになるので、より安全性の優れたものである。
【００８５】
この安全インターロッキングシステムの特徴は、傾転部の構造へ新たにアクチュエータを追加せずに、検知装置と前記空気圧制御系を組み合わせてシステム制御を実現させたことで、コストの抑制を可能にしたことである。
【００８６】
図７に示すように、インターロックバルブ５０３、５０４、５０５、５０６のみの追加で実現させた。また、インターロック作動時の開閉逆転動作では、１本のエアシリンダ３０１のみで動作制御させている。
【００８７】
つまり、エアシリンダ３０１内の経路を５２５から５２６へ切り替えることにより、エアシリンダ３０１内を高圧の状態に保持させておいて動作直後のエアシリンダ特有の飛び出し動作を防止することが出来る。これにより、被処理基板（ウェハ）への衝撃を緩和させることが出来る。
【００８８】
また、動作逆転時、即座に動作停止させるための一般的な方法としてブレーキを使用するが、この制御ではブレーキの使用が不用で、コストを抑制させることが出来る。また、電気制御の場合、電源が遮断されると動作も停止してしまうが、空気圧制御の場合は、電源が遮断されても動作を停止させずに制御することも可能である。
【００８９】
さらに、図７に示すインターロックバルブ５０５、５０６の配置理由について説明をする。
【００９０】
傾転ドア１０１が完全に閉じられた状態で装置の電源が遮断した時、バルブ５０５、５０６が設けられていない場合には、作業者が傾転ドア１０１を手で開けることが可能である。
【００９１】
もし、搬送ロボットが動作中に傾転ドア１０１を開けた場合、ウェハにロボットが接触しウェハ破損の危険性がある。これに対し、インターロックバルブ５０５、５０６を設けることにより、装置の電源が遮断した時は、エアシリンダ３０２内の空気を封じ込め、傾転ドア１０１の開閉を不可能にすることができる。これにより、ロボットとの接触によりウェハ破損の危険を回避することができる。
【００９２】
図８を引用して傾転ドアの閉成動作のフローを説明する。
【００９３】
ステップ８０１で、傾転ドア１０１の閉成動作が指示される。ステップ８０２で、装置の電源投入され、各種の電磁弁が作動する。
【００９４】
作業者が傾転ドア１０１にカセットケース１１０を載置（ステップ８０３）すると、上位装置よりロード命令を受信する（ステップ８０４）。ロード命令が受信されると、電磁弁５０１が経路５０８へ動作する（ステップ８０５）。
【００９５】
シリンダ３０１に圧縮空気が送られ、閉成動作用のシリンダ３０１は５２５の方向に伸張する（ステップ８０６）。このとき、開放動作用のシリンダ３０２は５２７の方向に短縮する（ステップ８０７）。ステップ８０６とステップ８０７の動作は同時に並行して行なわれる。
【００９６】
ステップ８０８で、手はさみ検知用の受光用ビームセンサ１００１が異物を検知すると、ステップ８０９に移行する。ステップ８０９では、電磁弁５０３が経路５１５に、電磁弁５０４が経路５１８に動作する。
【００９７】
そして、電磁弁５０３から流入していた圧縮空気は、電磁弁５０４から流入し、シリンダ３０１は方向５２６側に短縮する（ステップ８１０）。傾転ドア１０１が開放され（ステップ８１１）、上位装置に異物検知の報告（ステップ８１２）が行なわれる。
【００９８】
異物検知が解かれると、傾転ドア１０１は閉成動作用に移行し、ロード（閉成動作）の終了（ステップ８１３）に至る。
【００９９】
ステップ８０８で、異物の検知が行なわれないと、傾転ドア１０１が閉成動作を継続し、ロード完了位置まで移動する（ステップ８１４）。
【０１００】
そして、電磁弁５０１が経路５０９に動作し（ステップ８１５）、電磁弁５０２が経路５３０に動作し（ステップ８１６）、上位装置にロード完了を報告し（ステップ８１７）、ロード（閉成動作）の終了（ステップ８１３）に至る。
【０１０１】
図９を引用して傾転ドアの開放動作のフローを説明する。
【０１０２】
ステップ９０１で、傾転ドア１０１の開放動作が指示される。ステップ９０２で、各種の電磁弁が作動する。
【０１０３】
上位装置よりアンロード命令を受信する（ステップ９０３）。ロード命令が受信されると、電磁弁５０２が経路５１１へ動作する（ステップ９０４）。
【０１０４】
シリンダ３０２に圧縮空気が送られ、開放動作用のシリンダ３０２は５２８の方向に伸張する（ステップ９０５）。このとき、閉成動作用のシリンダ３０１は５２６の方向に短縮する（ステップ９０６）。ステップ９０５とステップ９０６の動作は同時に並行して行なわれる。
【０１０５】
傾転ドア１０１が開放動作が進行し、アンロード完了位置まで移動する（ステップ９０７）。
【０１０６】
そして、電磁弁５０２が経路５１０に動作し（ステップ９０８）、電磁弁５０１が経路５３２に動作し（ステップ９０９）、上位装置にアンロード完了を報告し（ステップ９１０）、アンロード（開放動作）の終了（ステップ９１１）に至る。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の実施例に係わるもので、オープンカセットを載置している自動傾転付オープンカセットロードボードの全体を示す斜視図。
【図２】本発明の実施例に係わるもので、自動傾転付オープンカセットロードボード固定フレームと傾転ドアとを拡大して示した斜視図。
【図３】本発明の実施例に係わるもので、自動傾転付オープンカセットロードボードの傾転ドアが閉成されて行く様子を順番に示した斜視図。
【図４】本発明の実施例に係わるもので、傾転ドアの開放状態（イ）、および閉成状態（ロ）でのエアシリンダとダンパの配置を示した斜視図。
【図５】本発明の実施例に係わるもので、傾転ドアの開放から閉動に移行するところをエアシリンダとダンパの配置、動作経過を併せて表した図。
【図６】本発明の実施例に係わるもので、傾転ドアの閉動から開放に移行するところを閉動作時のエアシリンダとダンパの配置、動作経過を併せて表した図。
【図７】本発明の実施例に係わるもので、傾転ドアに開閉動作を行なわせる空気圧制御を示す配管系統図である。
【図８】本発明の実施例に係わるもので、傾転ドアの閉成動作を示すフローチャート図である。
【図９】本発明の実施例に係わるもので、傾転ドアの開放動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施例に係わるもので、エアシリンダによる回転力の推移を示すグラフ。
【図１１】本発明の実施例に係わるもので、油圧のダンパによる抑制回転力の推移を示すグラフ。
【図１２】本発明の実施例に係わるもので、安全インターロッキングシステムを説明するために自動傾転付オープンカセットロードボードの全体を示した斜視図。
【図１３】本発明の実施例に係わるもので、安全インターロッキングシステムを説明するために固定フレームと傾転ドアを正面から示した図。
【図１４】本発明の実施例に係わるもので、安全インターロッキングシステムを説明するために固定フレームと傾転ドアを側面から示した図。
【符号の説明】
【０１０８】
１０１…傾転ドア、１１２…第１のケース支持部、１１０…カセットケース、１１３…第２のケース支持部、１０００…投光用ビームセンサ、１００１…受光用ビームセンサ、
１０４…異物（作業者の手、指など）、３０２…エアシリンダ、３０３，３０４…油圧ダンパ、４７２…アシリンダによる回転力、４２２，４７１…油圧ダンパによる抑制力、５０１…空気圧経路切替バルブ、５０３，５０４，５０５，５０６…インターロックバルブ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の被処理基板が並列に並ぶように置かれる収納用のオープンカセットケースを被処理基板の処理装置に搬入・搬出する自動傾転付オープンカセットロードポートであって、
前記カセットケース内基板の出し入れが行なわれる出入口が設けられている固定フレーム部と、固定フレーム部に回動自在に支持され、かつ前記出入口より出し入れする前記カセットケースが載置される傾転ドアとを有し、
前記傾転ドアは、前記被処理基板が縦置きになる縦置状態の前記カセットケースの底部を支持する第１のケース支持部と、前記第１のケース支持部とともに回動し、かつ前記被処理基板が横置きになる横置状態の前記カセットケースの側面を支持する第２のケース支持部とを有し、
前記カセットケースを横置状態に回動する前記傾転ドアの閉成動作力、および縦置状態に回動する前記傾転ドアの閉成動作力を加えるエアシリンダと、前記傾転ドアの回動を抑制する油圧ダンパを含むダンパを設けたことを特徴とする自動傾転付オープンカセットロードポート。
【請求項２】
請求項１に記載された自動傾転付オープンカセットロードポートにおいて、
前記エアシリンダと前記ダンパを対にして前記傾転ドアの両側に配置したことを特徴とする自動傾転付オープンカセットロードポート。
【請求項３】
請求項２に記載された自動傾転付オープンカセットロードポートにおいて、
一方に配置された前記エアシリンダと前記ダンパは、前記傾転ドアの閉成動作時に機能し、他方に配置された前記エアシリンダと前記ダンパは、前記傾転ドアの開放動作時に機能することを特徴とする自動傾転付オープンカセットロードポート。
【請求項４】
請求項１に記載された自動傾転付オープンカセットロードポートにおいて、
前記傾転ドアの閉成動作が始まる前の状態では、
前記エアシリンダが、前記エアシリンダと前記傾転ドアとの結合点である作用点と
，前記傾転ドアを固定フレーム部に回動自在に支持する支持結合点としての傾転軸と
を結ぶ線より、前記カセットケースの反対側に位置し、
前記ダンパが、前記作用点と，前記傾転軸とを結ぶ線より、前記カセットケース側
に位置することを特徴とする自動傾転付オープンカセットロードポート。
【請求項５】
請求項１に記載された自動傾転付オープンカセットロードポートにおいて、
前記傾転ドアの開放動作が始まる前の状態では、
前記エアシリンダが、前記エアシリンダと前記傾転ドアとの結合点である作用点と
，前記傾転ドアを固定フレーム部に回動自在に支持する支持結合点としての傾転軸と を結ぶ線より、前記カセットケース側に位置し、
前記ダンパが、前記作用点と，前記傾転軸とを結ぶ線より、前記カセットケースの
反対側に位置することを特徴とする自動傾転付オープンカセットロードポート。
【請求項６】
請求項３に記載された自動傾転付オープンカセットロードポートにおいて、
前記傾転ドアを閉成動作させる前記シリンダと前記傾転ドアを開放動作させる前記シリンダとに供給する空気圧の切り替えを行なう空気圧切り替え手段を設けたことを特徴とする自動傾転付オープンカセットロードポート。
【請求項７】
請求項１に記載された自動傾転付オープンカセットロードポートにおいて、
前記傾転ドアが閉成動作ないし開放動作する範囲に進入する異物を検知する検知手段を設け、前記検知手段が異物の進入を検知したら前記傾転ドアが閉成動作を止めて開放動作に切り替えることを特徴とする自動傾転付オープンカセットロードポート。
【請求項１】
複数の被処理基板が並列に並ぶように置かれる収納用のオープンカセットケースを被処理基板の処理装置に搬入・搬出する自動傾転付オープンカセットロードポートであって、
前記カセットケース内基板の出し入れが行なわれる出入口が設けられている固定フレーム部と、固定フレーム部に回動自在に支持され、かつ前記出入口より出し入れする前記カセットケースが載置される傾転ドアとを有し、
前記傾転ドアは、前記被処理基板が縦置きになる縦置状態の前記カセットケースの底部を支持する第１のケース支持部と、前記第１のケース支持部とともに回動し、かつ前記被処理基板が横置きになる横置状態の前記カセットケースの側面を支持する第２のケース支持部とを有し、
前記カセットケースを横置状態に回動する前記傾転ドアの閉成動作力、および縦置状態に回動する前記傾転ドアの閉成動作力を加えるエアシリンダと、前記傾転ドアの回動を抑制する油圧ダンパを含むダンパを設けたことを特徴とする自動傾転付オープンカセットロードポート。
【請求項２】
請求項１に記載された自動傾転付オープンカセットロードポートにおいて、
前記エアシリンダと前記ダンパを対にして前記傾転ドアの両側に配置したことを特徴とする自動傾転付オープンカセットロードポート。
【請求項３】
請求項２に記載された自動傾転付オープンカセットロードポートにおいて、
一方に配置された前記エアシリンダと前記ダンパは、前記傾転ドアの閉成動作時に機能し、他方に配置された前記エアシリンダと前記ダンパは、前記傾転ドアの開放動作時に機能することを特徴とする自動傾転付オープンカセットロードポート。
【請求項４】
請求項１に記載された自動傾転付オープンカセットロードポートにおいて、
前記傾転ドアの閉成動作が始まる前の状態では、
前記エアシリンダが、前記エアシリンダと前記傾転ドアとの結合点である作用点と
，前記傾転ドアを固定フレーム部に回動自在に支持する支持結合点としての傾転軸と
を結ぶ線より、前記カセットケースの反対側に位置し、
前記ダンパが、前記作用点と，前記傾転軸とを結ぶ線より、前記カセットケース側
に位置することを特徴とする自動傾転付オープンカセットロードポート。
【請求項５】
請求項１に記載された自動傾転付オープンカセットロードポートにおいて、
前記傾転ドアの開放動作が始まる前の状態では、
前記エアシリンダが、前記エアシリンダと前記傾転ドアとの結合点である作用点と
，前記傾転ドアを固定フレーム部に回動自在に支持する支持結合点としての傾転軸と を結ぶ線より、前記カセットケース側に位置し、
前記ダンパが、前記作用点と，前記傾転軸とを結ぶ線より、前記カセットケースの
反対側に位置することを特徴とする自動傾転付オープンカセットロードポート。
【請求項６】
請求項３に記載された自動傾転付オープンカセットロードポートにおいて、
前記傾転ドアを閉成動作させる前記シリンダと前記傾転ドアを開放動作させる前記シリンダとに供給する空気圧の切り替えを行なう空気圧切り替え手段を設けたことを特徴とする自動傾転付オープンカセットロードポート。
【請求項７】
請求項１に記載された自動傾転付オープンカセットロードポートにおいて、
前記傾転ドアが閉成動作ないし開放動作する範囲に進入する異物を検知する検知手段を設け、前記検知手段が異物の進入を検知したら前記傾転ドアが閉成動作を止めて開放動作に切り替えることを特徴とする自動傾転付オープンカセットロードポート。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００６−３３２３２６（Ｐ２００６−３３２３２６Ａ）
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１５３７８０（Ｐ２００５−１５３７８０）
【出願日】平成１７年５月２６日（２００５．５．２６）
【出願人】（０００２３３５４９）株式会社日立ハイテクコントロールシステムズ (130)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月２６日（２００５．５．２６）
【出願人】（０００２３３５４９）株式会社日立ハイテクコントロールシステムズ (130)
【Ｆターム（参考）】
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