JP2002359273A - ウェハー搬送容器用オープナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 フープのドアの開動作により、発塵の原因と
なる気流の乱れがおこり、フープに収容されているウェ
ハーを汚すおそれがあること等の課題を解決できるオー
プナ−を提供すること。 【解決手段】 オープナ−は、ＥＦＥＭ４００用のボッ
クスＢに取付けられる取付枠と、フープ１００を載置す
るフープ載置部３と、フープ１００のドア１０１を開閉
し、且つ、そのドア１０１を保持するドア保持部４と、
ドア保持部４をスライドさせ、且つ、昇降させるスライ
ド昇降部５と、載置部３の下方に収容され、スライド昇
降部５を駆動する駆動部６からなる。このように構成さ
れたオープナー１は、ドア１０１の開放の際の発塵等を
抑えることできるように、ドアの開閉機構部７を構成す
ると共に、その動作をドアの開放は漸次速度を上げて行
い、ドアの閉鎖は所定速度で行うよう制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定径のウェハー
を密封状態で搬送するウェハー搬送容器の開閉蓋を開閉
するオープナー関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体工場では、ウェハーに作り込む回
路線幅の微細化に比例するように、工場の自動化（Ｆａ
ｃｔｏｒｙ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＦＡ）が進んでい
る。このＦＡ化において、処理プロセスの工程間及び工
程内のウェハー搬送を担う機器の1つが、ウェハー搬送
容器としてのＦｏｕｐ（Ｆｒｏｎｔ ｏｐｅｎｉｎｇ
ｕｎｉｆｉｅｄ ｐｏｄ，以下フープという）である。

【０００３】フープは、クリーンエリアの局所化を図る
ミニエンバイロメントの要請に応えるもので、フープ本
体は開閉蓋（以下、ドアともいう）により密封可能であ
って、フープ本体の内部にはウェハーのエッジを支える
サポート部が設けられ、例えば２５枚の３００ｍｍウェ
ハーが所定ピッチ間隔で水平方向に配置できるようにな
っている。

【０００４】前記フープにより搬送されるウェハーの処
理プロセスへの受渡しは、図１１に示したように、フー
プ１００のドア１０１の自動開閉を行う複数台のオープ
ナー２００，２００・・・と、ウェハーを移載するロボ
ット３００等を備えたＥＦＥＭ（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ）４００を介して行
われる。

【０００５】即ち、図１２に示したように、前記ＥＦＥ
Ｍ４００は、そのボックスＢを搬送路５００と処理装置
６００間に設置し、ＲＧＶやＡＧＶ等により搬送された
前記フープ１００は前記オープナー２００により、その
ドア１０１が開閉される。そして、フープ１００内部に
収容されたウェハー７００は、その有無等を走査するマ
ッピング、オリフラ位置合わせの後、ロボット３００に
より処理装置６００に受渡される。なお、図１１の符号
「４０１」は、半導体工場のＣＩＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ
Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）
システムを構成するＥＦＥＭ制御装置である。また、図
１２の符号「４０２」は前記ボックスＢ内を高クリーン
度に保つためのファンフィルタユニット（ＦＦＵ）、同
「４０３」は前記ボックスＢの床面の長手方向に配置さ
れた走行台、「４０４」は前記ロボット３００を取付け
て、前記走行台４０３に沿って移動する移動台である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記オ
ープナー２００に関し、次のような課題が顕在化してき
た。第１点は、前記フープ１００のドア１０１の開動作
により、発塵の原因となる気流の乱れがおこり、フープ
１００に収容されているウェハー７００を汚すおそれが
あること、第２点は、前記処理装置６００による処理
後、フープ１００に収容されたウェハー７００のマッピ
ングが行われておらず、処理前後のウェハー枚数の不一
致等が生じた場合に、適切、且つ、迅速な対処ができな
かったこと、第３点は、前記オープナー２００により開
放されたドア１０１は、後述のように前記ボックスＢ内
において昇降されるが、その昇降に用いられる駆動源に
よっては発塵の原因になっていたこと、また昇降を駆動
源のみで行っていたため、滑らかな昇降動作の制御が困
難であったこと等である。

【０００７】そこで、本発明は、これらの課題を解決で
きるオープナーを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係るオープナーは、ウェハー搬送容器から
の開閉蓋の開放は漸次速度を上げて行い、前記ウェハー
搬送容器への開閉蓋の閉鎖は所定速度で行なうことを特
徴とする（請求項１に記載の発明）。

【０００９】この発明によれば、ウェハー搬送容器から
の開閉蓋の開放は漸次速度を上げて行なわれるので、ウ
ェハー搬送容器内の気圧とその開閉蓋が開放されて、ウ
ェハー搬送容器が臨む空間の気圧が相違していても、除
除に圧力の均衡を図ることができる。よって、ウェハー
搬送容器内に気流が吸込まれる等で気流の乱れが生じる
ことを避けることができる。

【００１０】上記発明において、前記ウェハー搬送容器
に収容したウェハーのマッピングは、前記開閉蓋の開放
後にその開閉蓋を下降させるとき及び前記開閉蓋の閉鎖
前にその開閉蓋を上昇させるときに行なうことを特徴と
する（請求項２に記載の発明）。即ち、ウェハーの処理
の前後にマッピングを行なうので、ウェハーの枚数の不
一致等を検出することができる。

【００１１】上記発明において、前記開閉蓋の開放後及
び閉鎖前にその開閉蓋を昇降させる昇降部とその駆動部
間に、バランサ機構を取付けたことを特徴とする（請求
項３に記載の発明）。この発明によれば、昇降にバラン
サ機構が介在するので、昇降部の滑らかな昇降動作が可
能となる。

【００１２】上記発明において、前記バランサ機構は、
チェックバルブを設けたロッドレスシリンダからなるこ
とを特徴とする（請求項４に記載の発明）。ロッドレス
シリンダは、エアの供給を必要とする駆動手段としてで
はなく、チェックバルブによりショックアブソーバのよ
うに機能するもので、発塵の原因となることはない。ま
た、前記バランサ機構は、真空エアによるロッドレスシ
リンダであってもよい（請求項５に記載の発明）。真空
エアによればエアの出入が無いので、発塵効果を高める
ことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】上記各発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて説明する。図１は実施形態に係るオ
ープナーの正面図、図２は同オープナーの側面図であ
る。これらの各図、前述及び後述の各図において、同一
の構成については、同一の符号を付して、重複した説明
を省略する。

【００１４】実施形態に係るオープナー１は、前記ＥＦ
ＥＭ４００用のボックスＢに取付けられる取付枠２と、
フープ１００を載置するフープ載置部３と、フープ１０
０のドア１０１を開閉し、且つ、そのドア１０１を保持
するドア保持部４と、ドア保持部４を左右方向（図２の
図面上）にスライドさせ、且つ、昇降させる昇降部とし
てのスライド昇降部５と、前記載置部３の下方に収容さ
れ、前記スライド昇降部５を駆動する駆動部６からな
る。

【００１５】前記フープ載置部３には、フープ１００の
位置決用のキネマティックカプリングを可能にする３つ
の突起（図示せず）が設けられている。

【００１６】前記ドア保持部４には、フープ１００のド
ア１０１を開閉するため、ドア１０１側の位置決め用孔
に挿入される位置決めピン４０と、ドア１０１側のラッ
チキー用孔に挿入され、ドア１０１をラッチするラッチ
キー４１が設けられている。

【００１７】このように構成されたオープナー１の特徴
の１つは、前記ドア１０１の開放の際の発塵等を抑える
ことできるように、ドアの開閉機構部を構成すると共
に、その動作を制御することである。

【００１８】図３及び図４に示したように、前記ドア開
閉機構７は、前記スライド昇降部５に設置されるもの
で、駆動源としてモータ７０を用い、その回転力をクラ
ンク７１、その先端に回転可能に取付けられたローラ７
２に伝達し、そのローラ７１を凹型カム７３に走行させ
て、前記カム７３の直線運動に変換させる。そして前記
カム７３が取付けられた前記ドア保持部４を図面上、左
右方向に移動できるようにしている。

【００１９】この場合、前記ドア１０１を開けるとき
は、ゆっくり開け、除除に開スピードを上げるように前
記ドア保持部４を動作させる。よって、前記ボックスＢ
内の気圧と前記フープ１００内の気圧の均衡を除除に図
ることができ、気流の乱れを防ぐことができる。その結
果、例えばフープ１００のドア１０１付近に塵等が付着
していても、その塵等がフープ１００内に吸込まれてし
まうことを防ぎ、ウェハーの汚染を阻止できる。

【００２０】一方、前記処理装置６００により処理され
たウェハー７００を前記フープ１００に収容後、前記ド
ア１０１を閉めるときは、時間の間隔を空けずに、出来
るだけ早く閉めるように前記モータ７０を動作させる。

【００２１】前記フープ１００を閉める際には、前記ボ
ックスＢ内と前記フープ１００内は等圧であるので、気
流の乱れを考慮する必要性は低い。よって、スループッ
トの向上を図ることができる。また駆動源として、モー
タ７０を用いているので、ドア１０１の開閉スピードの
制御が容易であり、且つ、駆動源自体が発塵の原因にも
ならない。

【００２２】前記オープナー１の２つ目の特徴は、前記
処理装置６００による処理の前後にウェハーをマッピン
グしていることである（ダブルウェハーマッピング）。
マッピングは、図５に示すように前記ドア保持部４の上
部から出没可能な一対のアーム４２の先端に取付けられ
たセンサによって行われる。前記アーム４２の一端は、
前記ドア保持部４に回転可能に取付けられ、モータによ
り出没可能に動作する。前記センサは、一方のアーム４
２先端に発光素子を、他方のアーム４２先端に受光素子
をそれぞれ対向するように取付けた光透過型のセンサを
用いる。

【００２３】図６（ａ）に示したように、前記ドア保持
部４がドア１０１を保持して右方向にスライドした後、
前記アーム４２が展開され、同図（ｂ）に示したよう
に、ドア保持部１００が下降するに従い、ウェハー７０
０の所定枚数の有無等を走査する。

【００２４】一方、処理済のウェハー７００が前記ロボ
ット３００により前記フープ１００に収容された後は、
図７（ａ）に示したように前記ドア保持部４からアーム
４２を展開させ、ドア保持部４を上昇させつつ、前記セ
ンサによりウェハー７００を走査し、走査の終了後、ア
ーム４２を収容する。

【００２５】前記ドア保持部４の昇降に伴い、前記発光
素子からの光の遮断が一定時間毎に検出され、所定収容
枚数が検出される。ウェハーのエッジが所定のサポート
部に位置せずに斜めに搬入されている場合には、光が遮
断されないことから斜め搬入の有無が検出される。また
２枚のウェハーのエッジが同一のサポート部に支持さ
れ、２重に搬入された場合には、遮断時間が長いことか
ら２重搬入の有無が検出される。よって、処理前後のウ
ェハー枚数の不一致等が検出された場合には、適切、且
つ、迅速な対処ができる。また、斜め搬入や２重搬入の
ウェハーが搬送過程や、次工程で破損する危険性を未然
に回避できる。さらに２重搬入のウェハーの処理面が搬
送過程でキズ付くことを未然に防ぐことができる。

【００２６】上記オープナーの３つ目の特徴は、前記ド
ア昇降部５の昇降動作を円滑にさせるため、前記駆動部
６にバランサ機構８を組合わせた点である。前記駆動部
６は、先述の図４のドア開閉機構７と同様に、図８及び
図９に示したようにモータ６０と、その回転力が伝達さ
れるクランク６１と、そのクランク６１先端に回転可能
に取付けられたローラ６２と、このローラ６２を回転、
摺動させつつ、モータ６０の回転力を昇降力に変換させ
る凹型カム６３からなる。この駆動部６の前記凹型カム
６３に、ロッドレスシリンダ８０のライナー部８１を固
着すると共に、前記ライナー部８１にヒレ８２を突設し
て、このヒレ８２を前記取付板２に設けた上下スライド
溝（図示せず）を介して前記スライド昇降部５に固定す
る。またロッドレスシリンダ８０のエアタンクの一端に
チェックバルブ８３を設けることにより、前記駆動部６
のバランサ機構としている。

【００２７】このバランサ機構の作用を図１０（ａ）、
（ｂ）に基づいて説明する。図１０（a）に示したよう
に、前記モータ６０がオンされ、スライド昇降部５が下
降しはじめると、前記凹型カム６３に固着されているラ
ンナー部８１が押下げられる。このとき、前記チェック
バルブ８３によって、一方向にしかエアが流れない、即
ち、シリンダ８０のエアタンクにエアが入らないため、
タンク内が減圧される。よって、下降方向に対し、上方
向に力が働くことで負荷が一定となり、スライド昇降部
５の急激な下降を避けて円滑な下降に制御することがで
きる。

【００２８】一方、図１０（ｂ）のように、前記スライ
ド昇降部５が上昇しはじめると、大気圧に昇圧するエア
シリンダのエアの上方向の力により、モータ６０に対す
る負荷を軽減させることができる。

【００２９】前記バランサ機構８によれば、前記作用効
果に加え、エアを供給するものではないため、発塵を防
ぐことができる。なお、前記ロッドレスシリンダ８０に
代えて、シリンダロッドを備えた通常のエアシリンダを
用いても良いが、ロッドレスシリンダを用いることによ
り、スペース効率を高めることができる。また、この実
施形態では前記チェックバルブ８３を取付けているが、
このバルブ８３を設けずに、真空エアよるロッドレスシ
リンダ或いは通常のエアシリンダでもよい。真空エアに
よれば、シリンダ内のエアを常に引き出しているため、
シリンダ内部で揺動によって発生したゴミを装置内に発
塵させることはない。即ち、エアの出入が無いので、発
塵効果を高めることができる。

【００３０】上記各構成のバランサ機構によれば、モー
タをアシストして比較的トルクが小さく安価なモータを
使用することができ、その機構を構成する部品をトータ
ルで安価に提供することができる。また、前記モータ６
０の種類はどのようなものでもよいが、制御性に優れた
ＤＣモータを用いても、吊下げ負荷に対するＤＣモータ
のデメリットを解消することができる。

【００３１】前記オープナー１は、前記ＣＩＭシステム
を構成する前記ＥＦＥＭ制御装置４０１により、次のよ
うに制御される。

【００３２】前記制御装置４０１は、前記フープ１００
が前記オープナー１のフープ載置部３に位置しているこ
とを検知すると、前記フープ保持部４のラッチキー４１
を作動させ、ドア１０１をラッチする。このとき前記ロ
ボット３００は、前記オープナー１に移動している。次
に、制御装置４０１はドア１０１を開放するための指令
を前記オープナー１に出力するが、当初は、前記モータ
７０の回転数を低くする低回転信号を出力し、除除に回
転数を高くする高回転信号を出力し、前記ドア保持部４
を漸次速度を上げてスライドさせてドア１０１を開放す
る。

【００３３】次に、前記制御装置４０１は、前記アーム
４２展開用のモータに対し展開指令信号を出力した後、
前記センサの発光素子に励起信号を送るとともに、前記
スライド昇降部５を下降させるため、前記モータ６０に
下降指令信号を出力し、マッピング処理を開始する。前
記スライド昇降部５が所定位置まで下降し、マッピング
処理が終了すると前記制御装置４０１は、前記モータ６
０に下降停止信号を出力すると共に、前記アーム４２展
開用のモータに対しアーム４２の収容指令信号を出力
し、前記アーム４２をドア保持部４に納める。

【００３４】このように前記スライド昇降部５の下降を
停止させるが、前記バランサ構造８により、前記スライ
ド昇降部５を正確、且つ、安全に停止させることができ
る。前記ロボット３００によるウェハー７００の出入れ
の際に、前記ロボット３００が前記ドア保持部４と干渉
するおそれがある場合には、さらにドア保持部４を下降
させる。

【００３５】次に、前記制御装置４０１は、前記フープ
１００内から、ロボット３００によりウェハー７００を
１枚毎に取出し、オリフラ位置合わせ処理、処理装置へ
の受渡処理を実行する。

【００３６】処理済のウェハー７００が前記フープ１０
０に収容されると、前記制御装置４０１は、前記スライ
ド昇降部５を上昇させるため、前記モータ６０に上昇指
令信号を出力し、また前記アーム４２展開用のモータに
対し展開指令信号を出力した後、前記アーム４２のセン
サに励起信号を送るとともに、ダブルマッピング処理を
開始する。

【００３７】このマッピングが終了した後、前記制御装
置４０１は、アーム４２を収容する指令信号を出力し、
また、ドア１０１を閉鎖するための閉鎖指令信号を前記
モータ７０に出力する。この場合、当初から回転数を高
くする高回転信号を出力し、前記ドア保持部４をスライ
ドさせてドア１０１を閉鎖する。

【００３８】

【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、ウェハ
ー搬送容器の開閉蓋を開放する場合、ウェハー搬送容器
内に気流が吸込まれる等で気流の乱れが生じることを避
けることができるので、発塵を防ぐことができる。

【００３９】請求項２に記載の発明によれば、ウェハー
の枚数の不一致等を検出することができることの他、ウ
ェハーの斜め搬入、２重搬入を検出できるので、次工程
までウェハーを破損させずに搬送できる。

【００４０】請求項３に記載の発明によれば、昇降にバ
ランサ機構が介在するので、昇降部の滑らかな昇降動作
が可能となる。

【００４１】請求項４に記載の発明によれば、ロッドレ
スシリンダは、エアの供給を必要とする駆動手段として
ではなく、チェックバルブによりショックアブソーバの
ように機能するもので、発塵の原因となることはない。
また、一般のエアシリンダに比較して設置スペースを省
くことができる。

【００４２】請求項５に記載の発明によれば、エアの出
入が無いので、発塵効果を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態に係るオープナーの正面図、

【図２】 同オープナーの側面図、

【図３】 同オープナーの側面図、

【図４】 同オープナーの要部平面図、

【図５】 同オープナーの平面図、

【図６】 （ａ）（ｂ）同オープナーの動作説明図、

【図７】 （ａ）（ｂ）同オープナーの動作説明図、

【図８】 同オープナーの構成説明図、

【図９】 同オープナーの要部斜視図、

【図１０】 （ａ）（ｂ）同オープナーの動作説明図、

【図１１】 従来例の斜視図、

【図１２】 従来例の正面図。

【符号の説明】

１ オープナー １００ フー
プ １０１ ドア ２ 取付枠 ３ フープ載
置部 ４ ドア保持部 ４０ 位置決めピン ４１ ラッチキー ４２ アーム ５ スライド昇降部 ６ 駆動部 ６０ モータ ６１ クランク ６２ ローラ ６３ 凹型カム ７ ドア開閉機構 ７０ モータ ７１ クラン
ク ７２ ローラ ７３ 凹型カ
ム ８ バランサ機構 ８０ ロッド
レスシリンダ ８１ ライナー部 ８２ ヒレ ８３ チェックバルブ ４００ ＥＦＥＭ ６００ 処理装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野寺 郷 岩手県東磐井郡川崎村門崎字萩崎４−２ Ｆターム(参考） 3E084 AA05 AA14 AB10 BA02 CA03 DA03 FA09 FD20 GA08 GB12 GB19 5F031 CA02 DA08 EA14 GA30 GA36 GA42 JA05 JA13 JA25 JA43 KA20 LA07 LA11 LA15 MA17 NA10 NA13 PA02 PA26

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定径のウェハーを密封状態で搬送する
   ウェハー搬送容器の開閉蓋を開閉するオープナーにおい
   て、前記ウェハー搬送容器からの開閉蓋の開放は漸次速
   度を上げて行い、前記ウェハー搬送容器への開閉蓋の閉
   鎖は所定速度で行なうことを特徴とするウェハー搬送容
   器用オープナー。
2. 【請求項２】 前記ウェハー搬送容器に収容したウェハ
   ーのマッピングは、前記開閉蓋の開放後にその開閉蓋を
   下降させるとき及び前記開閉蓋の閉鎖前にその開閉蓋を
   上昇させるときに行なうことを特徴とする請求項１に記
   載のウェハー搬送容器用オープナー。
3. 【請求項３】 前記開閉蓋の開放後及び閉鎖前にその開
   閉蓋を昇降させる昇降部とその駆動部間に、バランサ機
   構を取付けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の
   ウェハー搬送容器用オープナー。
4. 【請求項４】 前記バランサ機構は、チェックバルブを
   設けたロッドレスシリンダからなることを特徴とする請
   求項３に記載のウェハー搬送容器用オープナー。
5. 【請求項５】 前記バランサ機構は、真空エアによるロ
   ッドレスシリンダであることを特徴とする請求項３に記
   載のウェハー搬送容器用オープナー。