JP3635061B2 - 被処理体収容ボックスの開閉蓋の開閉装置及び被処理体の処理システム - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、被処理体収容ボックスの開閉蓋の開閉装置及び被処理体の処理システムに係わり、特に、半導体ウエハ等の被処理体を気密状態で収容する被処理体収容ボックスの開閉蓋の開閉装置及びそのような開閉装置を用いた処理システムに関する。
背景技術
一般に、ＩＣやＬＳＩの半導体集積回路を製造するには、半導体ウエハに対して成膜処理、酸化拡散処理、エッチング処理等が繰り返し行なわれる。これらの処理は別々の処理装置により行われるため、処理装置間で半導体ウエハを搬送する必要がある。半導体ウエハを搬送する際、歩留りを維持するために、半導体ウエハの表面への異物の付着や、自然酸化膜の形成を防止する必要がある。このため、半導体ウエハは被処理体収容ボックスに収容されて搬送される。
図１及び図２に示すように、被処理体収容ボックス２は、一側面に開口部４として形成されて、他側面が半円状に形成されたボックス容器６を有している。ボックス容器６の内壁面には複数の支持突起８が設けられ、半導体ウエハＷの周縁部を支持するようになっている。半導体ウエハＷは、支持突起８に支持された状態で垂直方向に等間隔で多段に収容される。
通常は、１つのボックス２内に２５枚又は１３枚のウエハＷが収容可能である。ボックス容器６の開口部４には、四角形の中空板よりなる開閉蓋１０が取り付けられる。開閉蓋１０は、ボックス容器の開口部４に取り付けられた状態で、ボックス容器６内をある程度の気密状態に保持することができ、それにより、収容されたウエハＷが外気に触れないようにしている。
開閉蓋１０には、２つのロック機構１２が設けられており、ロック機構１２を操作することにより開閉蓋１０をボックス容器６に固定することができる。また、ロック機構１２を解除することにより、開閉蓋１０を開口部４から離脱できるようになっている。具体的には、このロック機構１２は、図３Ａ〜図５にも示すように、開閉蓋１０の高さ方向の略中央に、軸受１４を介して回転可能に取り付けられたロック板１６を有している。ロック板１６には、後述するカギ部材と嵌合する細長い凹部状のカギ溝１８が形成されている。ロック板１６の前方は、ロック時のカギ溝１８の位置（図３Ａ参照）と対応する位置にカギ挿通孔２０を有するロック板被い部材２２により被われている。
ロック板１６には、図３Ａ，３Ｂ及び図４にも示すように、円弧運動を直線運動に変換するクランク機構を形成するようにアーム２３が係合している。アーム２３は上下方向に延在しており、各々のアーム２３の先端にはピン２４が接続されている。すなわち、ロック板１６を正逆９０度回転させることにより、各々のピン２４はそれぞれ上下方向へ移動される。
各々のピン２４の先端は、ロック時には図２に示すように開口部４を画成する上縁部及び下縁部のピン穴２８（図２では下縁部のみ示す）に挿入され、開閉蓋１０が開口部４から外れないようになっている。なお、ピン２４は、中空状の開閉蓋１０内を上下に貫くようにして設けられる。従って、図４或いは図５に示すように、カギ溝１８にカギ部材２６を嵌合し、図３Ａに示すロック状態からカギ部材２６を９０度回転させることにより、図３Ｂに示すようにピン２４を後退させてピン穴２８（図２参照）から抜き、アンロック状態とするようになっている。
収容ボックス２は、一般的には、収容ボックスの自動搬送機構やこれを一時的に収容するストック領域等を備えた処理システム内で自動的に搬送される。また、カギ部材２６もこれを有する自動機器によって操作され、上述のような手順で収容ボックス２の開閉蓋１０を自動的に脱着するようになっている。ところが、カギ部材２６はカギ溝１８内に遊嵌されるため、カギ部材２６とカギ溝１８との間には遊びがある。従って、開閉蓋１０をアンロックし、これを開口部４から取り外してこの開閉蓋１０をカギ部材２６で支持する際、図６に示すように、カギ部材２６に対して開閉蓋１０自体が僅かに傾いたりして位置ずれを起こすことがある。従って、ウエハ処理が完了した後、再度開閉蓋１０を開口部４に取り付けて収容ボックス２を閉鎖する際、開閉蓋１０が位置ずれをおこしているために開口部４に完全に装着することができなくなるといった問題があった。
このような問題を解決するため、開閉蓋１０に位置合わせ穴３０を設けて、これにカギ部材２６と略一体的に前進後退する位置合わせピン（図示せず）を挿入してこの位置合わせピンでも開閉蓋１０の荷重を分担して支持するようにしている。しかし、位置合わせピンの寸法も余裕を持たせて位置合わせ穴３０に遊嵌するように設定されているので、開閉蓋１０の位置ずれを完全に防ぐことができない。そこで、開閉蓋１０を取り外した時の位置ずれを防止するために、カギ部材２６と略一体的に前進後退する真空パッドを設け、この真空パッドにより開閉蓋１０の前面を真空吸着した状態で保持することにより、開閉蓋１０の位置ずれを防止することも行なわれている。しかし、この場合には真空パッド機構の追加により開閉蓋１０の開閉機構が複雑化するという問題があった。
発明の開示
本発明は、上述の問題を解決した改良された有用な被処理体収容ボックスの開閉蓋の開閉装置及び処理システムを提供することを目的とする。
本発明のより具体的な目的は、開閉蓋を取り外した際に開閉蓋の位置ずれを防止することができる、被処理体収容ボックスの開閉蓋の開閉装置及び被処理体の処理システムを提供することにある。
上述の目的を達成するために、本発明の一つの実施形態によれば、
被処理体を収容する収容ボックスの開口部を塞いでロック機構によりロックされる開閉蓋を開閉する開閉装置であって、
ベース台と、
ベース台に対して回転可能且つベース台の前面に対して垂直方向に移動可能な状態で、ベアリング機構を介してベース台に取り付けられたカギ部材と、
カギ部材を正逆両方向に回転させるカギ部材回転機構と、
カギ部材回転機構をベース台に対する前記垂直方向へ移動させるカギ部材回転機構移動手段と、
ベース台を収容ボックスに対して水平方向に移動させる水平駆動手段と、
ベース台を収容ボックスに対して垂直方向へ移動させる垂直駆動手段と
を備えたことを特徴とする開閉装置が提供される。
上述の発明によれば、垂直駆動手段及び水平駆動手段をそれぞれ駆動させて、カギ部材を開閉蓋のロック機構の例えばカギ溝へ挿入し、カギ部材回転機構によりカギ部材を回転してロック機構を解除する。次に、カギ部材回転機構移動手段を駆動してカギ部材のみを後退させることにより、ベース台の前面とカギ部材との間で開閉蓋の一部を挟み込んでこれを保持する。そして、この状態で水平駆動手段を駆動してベース台を後退させることにより、開閉蓋を取り外す。開閉蓋はカギ部材とベース台とによりは挟まれて保持されているため、開閉蓋がベース台に対して位置ずれを起こすことが防止される。
上述の開閉装置において、弾性部材をベース台の前面に設けることにより、開閉蓋の一部をカギ部材と弾性部材とにより挟んで保持することとしてもよい。
また、本発明の他の実施形態によれば、
被処理体を収容する収容ボックスの開口部を塞いでロック機構によりロックされる開閉蓋を開閉する開閉装置であって、
ベース台と、
ベース台に対して回転可能な状態で、ベアリング機構を介してベース台に取り付けられだカギ部材と、
カギ部材を正逆両方向に回転させるカギ部材回転機構と、
ベース台の前方に配置され、ベース台から離間する方向に弾発部材により付勢された補助台と、
ベース台を収容ボックスに対して水平方向に移動させる水平駆動手段と、
ベース台を収容ボックスに対して垂直方向へ移動させる垂直駆動手段と
を備えたことを特徴とする開閉装置が提供される。
上述の発明によれば、垂直駆動手段及び水平駆動手段をそれぞれ駆動させて、ガギ部材を開閉蓋のロック機構の例えばカギ溝へ挿入し、カギ部材回転機構によりカギ部材を回転してロック機構を解除することができる。そして、カギ部材を開閉蓋に向けて移動しすると、ベース台の前面に設けられた補助台が開閉蓋の前面に当接する。この際、補助台は弾発部材の弾発力により開閉蓋を押圧する。従って、開閉蓋の一部が弾発部材の弾発力により補助台とカギ部材との間に挟み込まれて保持された状態となる。そして、この状態で水平駆動手段を駆動してベース台を後退させることにより、開閉蓋を収容ボックスから取り外すことができる。開閉蓋は弾発部材の弾発力によりカギ部材と補助台との間に挟まれて保持されるため、開閉蓋が補助台すなわちベース台に対して位置ずれを起こすことが防止される。また、弾性部材を補助台の前面に設けることにより、開閉蓋の一部をカギ部材と弾性部材とにより挟んで保持することとしてもよい。更に、弾発部材は、ベース台と補助台との間に設けられたコイルスプリングであることが好ましい。
上述の発明において、開閉蓋のロック機構を少なくとも２個設け、ロック機構の数と同じ数のカギ部材を設けることが好ましい。
また、カギ部材回転機構は、直線運動を発生するエアシリンダと、直線運動を回転運動に変換するクランク機構とを有することとしてもよい。
代わりに、カギ部材回転機構は、直線運動を発生するエアシリンダと、エアシリンダにより駆動されるベルトと、カギ部材が取り付けられ、ベルトに係合して回転駆動されるプーリとを有することとしてもよい。これによれば、カギ部材を一様なトルクで回転させることができ、カギ部材が回転の途中で止まってしまうことを防止することができる。
また、本発明の更に別の実施形態によれば、上述の本発明による開閉装置を有する非処理体の処理システムが提供される。
本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことにより一層明瞭となるであろう。
【図面の簡単な説明】
図１は被処理体収容ボックスを示す斜視図である。
図２は被処理体収容ボックスの開閉蓋が開いた状態を示す斜視図である。
図３Ａ及び３Ｂは開閉蓋のロック機構を示す図である。
図４カギ部材によるロック機構の操作を説明するための斜視図である。
図５はロック機構の主要部を示す断面図である。
図６は開閉蓋を外した時に開閉蓋が傾いて位置ずれを起こした状態の断面図である。
図７は本発明の第１実施例による処理システムを示す概略構成図である。
図８は図７に示す処理システムの斜視図である。
図９は本発明の第１実施例による開閉装置を示す側面図である
図１０は本発明の第１実施例による開閉装置を示す斜視図である。
図１１は本発明の第１実施例による開閉装置の背面図である。
図１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄは本発明の第１実施例による開閉装置の開閉動作を説明するための図である。
図１３は本発明の第２実施例による開閉装置を示す側面図である。
図１４は本発明の第２実施例による開閉装置の斜視図である。
図１５は本発明の第２実施例による開閉装置の背面図である。
図１６は本発明の第２実施例による開閉装置の動作状態を示す部分拡大断面図である。
図１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄは本発明の第２実施例による開閉装置の開閉動作を説明するための図である。
図１８は本発明の第２実施例による開閉装置の変形例を示す断面図である。
図１９は開閉装置のカギ部材回転機構の他の例を示す斜視図である。
発明を実施するための最良の実施の形態
以下に、本発明の第１実施例による被処理体収容ボックスの開閉蓋の開閉装置及び被処理体の処理システムを図７〜図１２を参照しながら説明する。図７は本発明の第１実施例による被処理体の処理システムを示す概略構成図である。図８は図７に示す処理システムの概略斜視図である。図９は本発明の第１実施例による被処理体収容ボックスの開閉蓋の開閉装置を示す側面図である。図１０は図９に示す開閉装置の一部を示す斜視図である。図１１は図１０に示す開閉装置の一部の背面図であり。図１２は図９に示す開閉装置の開閉動作を説明するための図である。
まず、図７及び図８を参照しながら被処理体の処理システムについて説明する。図示するように、被処理体の処理システム３２は、全体が例えばステンレス等よりなる筐体３４に囲まれている。処理システム３２の内部は、収容ボックス２を搬送するための収容ボックス搬送エリア３６と、被処理体である半導体ウエハＷを搬送するウエハ搬送エリア３８とに、区画壁４０により２分されている。処理システム３２は、収容ボックス２をシステム３２内に対して搬入搬出させるための搬出入ポート４２と、収容ポックス２を一時的に格納するためのストッカ部４４と、収容ボックス２と被処理体ボート４６との間で半導体ウエハＷを移載する移載ステージ４８と、被処理体ボート４６に移載されて保持されている被処理体Ｗに対して所定の処理を施す処理ユニット５０と、搬出入ポート４２と移載ステージ４８の近傍に設けられた第１及び第２の開閉装置５２，５４とにより構成される。
搬出入ポート４２において、筐体３４にはボックス搬出入口５６が形成されており、搬出入口５６には開閉ドア５８が設けられている。また、このボックス搬出入口５６の内側には、外部より搬送されてきた収容ボックス２をその上に載置するための第１載置台６０が設置されている。また、このボックス搬出入口５６の内側の直下には、収容ボックス２の開閉蓋１０を一時的に開閉するために本発明の第１実施例による第１の開閉装置５２が設置されている。ここで収容ボックス２の開閉蓋１０を一時的に外す理由は、収容ボックス２内のウエハの枚数や載置位置を図示しないセンサにより検出するためである。この第１の開閉装置５２の構造については後述する。
また、収納ボックス搬送エリア３６内の上方には、上述のストッカ部４４が配置されている。ストッカ部４４は、本実施例においては２列４段に上記収容ボックス２を一時的に載置する棚段６２が２個並設されている。従って、ストッカ部４４には、全部で１６個（＝８×２）の収容ボックス２を一時的に保管することができる。上記２つの棚段６２間には、昇降エレベータ６４が設けられている。昇降エレベータ６４には、水平方向に延在した昇降ロッド６５が昇降可能に設けられると共に、昇降ロッド６５に旋回及び屈伸可能なボックス搬送アーム６６が水平移動可能に設けられている。従って、このボックス搬送アーム６６を屈伸及び昇降させることにより、収容ボックス２をボックス搬送アーム６６で保持し、搬出入ポート４２とストッカ部４４との間で搬送できるようになっている。
また、上記移載ステージ４８において、両エリア３６，３８間を区画する区画壁４０には、収容ボックス２の開口部４（図２参照）と略同じ大きさの２つの開口６８が形成されている。開口６８の収容ボックス搬送エリア３６側には、２つの第２載置台７０が水平に設けられており、この上に収容ボックス２を載置できるようになっている。また、第２載置台７０の一側には、この上に載置された収容ボックス２を区画壁４０側へ押圧付勢するための水平アクチュエータ７２が設けられている。水平アクチュエータ７２は、収容ボックス２の開閉蓋１０を開口６８に臨ませた状態で、ボックス容器６の開口部４の開口縁を区画壁４０の開口６８の開口縁に略機密な状態で押圧する。また、この開口６８には、これを開閉する開閉ドア７４が設けられている。
そして、この開口６８のウエハ搬送エリア３８内側の直下には、収容ボックス２の開閉蓋１０を開閉するために本実施例による第２の開閉装置５４が設置されている。第２の開閉装置５４の構成については後述する。ウエハ搬送エリア３８内には、ウエハボートの如き被処理体ボート４６を載置する２つのボート載置台７４（図７では１つのみ記す）が設けられている。ボート載置台７４と上記移載ステージ４８との間には、旋回及び屈伸可能なウエハ搬送アーム７６が設けられており、このウエハ搬送アーム７６は昇降エレベータ７８により上下動可能である。従って、このウエハ椴送アーム７６を屈伸・旋回及び昇降駆動することにより、第２載置台７０上の収容ボックス２とボート載置台７４上の被処理体ボート４６との間でウエハＷの移載を行なうことができる。
被処理体ボート４６は、例えば石英よりなり、例えば５０〜１５０枚程度のウエハＷを所定のピッチで多段に支持できるようになっている。また、ウエハ搬送エリア３８の一側面の上方には、石英製の円筒体状の処理容器８０を有する縦型熱処理炉よりなる処理ユニット５０が配置されている。処理ユニット５０は、一度に多数枚のウエハＷに対して成膜や酸化拡散等の所定の熱処理を施すことができる。
処理容器８０の下方には、昇降エレベータ８２により昇降可能になされたキャップ８４が配置されている。キヤップ８４上に被処理体ボート４６を載置してこれを上昇させることにより、ボート４６を処理容器８０の下端開口部より処理容器８０内へロードできるようになっている。この時、処理容器８０の下端開口部は上記キャップ８４により気密に閉じられるようになっている。そして、降下されたキャップ８４と上記ボート載置台７４との間には、屈伸及び旋回可能になされたボート椴送アーム８６が設けられており、ボート載置台８６とキャップ８４との間で被処理体ポート４６の移載が可能となっている。
次に、以上のように構成された処理システム３２の動作について説明する。まず、ウエハ搬送エリア３８内は、ウエハ表面への自然酸化膜の付着を防止するために不活性ガス、例えばＮ_２ガス雰囲気になされ、また、収容ボックス搬送エリア３６内は、清浄空気の雰囲気に維持されている。外部より搬送されてきた収容ボックス２は、開閉蓋１０が開閉ドア５８側に向けられた状態で搬出入ポート４２の第１載置台６０上に載置される。そして、搬出入ポート４２の開閉ドア５８を上方へスライドさせることにより、ボックス搬出入口５６を開く。
次に、第１の開閉装置５２を駆動することにより、上記収容ボックス２の開閉蓋１０を一時的に取り外し、そして、図示しないセンサを用いて収容ボックス２内に収容されているウエハの枚数や収容位置等を検出する。検出が終了したならば、再度、第１の開閉装置５２を駆動して、取り外した開閉蓋１０を再度収容ボックス２へ装着する。この時、後述するように、開閉蓋１０に位置ずれを生ずることなく精度良く収容ボックス２へ再装着することができる。
次に、ボックス搬送アーム６６を駆動することにより、搬出入ポート４２に設置されている収容ボックス２をボックス搬送アーム６６により保持する。更に、昇降エレベータ６４を駆動することによって、収容ボックス２をストッカ部４４の棚段６２の所定位置まで搬送する。収容ボックス２はこの位置において一時的に保管される。これと同時に、すでに棚段６２に一時保管されており、処理対象となったウエハを収容する収容ボックス２を、ボックス搬送アーム６６により取りに行く。そして、上述のように昇降エレベータ６４を駆動してボックス搬送アーム６６を降下させて、収容ボックス２を移載ステージ４８の第２載置台７０上に移載する。この時、収容ボックス２の開閉蓋１０は、区画壁４０に設けた開閉ドア７４側に向けられており、しかも、第２載置台７０の一側面に設けられた水平アクチュエータ７２により、収容ボックス２は押圧付勢されて第２載置台７０上にて固定されている。
この状態で開閉ドア７４をスライド移動することにより、開口６８が開かれる。ここで、収容ボックス２の開口部の周縁部は、区画壁４０に押圧されて密接状態となっているので、開口６８を介して両エリア３６，３８間で気体が流通することはない。そして、第２の開閉装置５４を駆動することにより、収容ボックス２を設けた開閉蓋１０を取り外す。更に、ウエハ搬送アーム７６及び昇降エレベータ７８を駆動することにより、収容ボックス２内に収容されていたウエハＷを一枚ずつ取り出し、これをボート載置台７４上に設置されている被処理体ボート４６に移載する。
被処理体ポート４６へのウエハＷの移載が完了したならば、次にポート搬送アーム８６を駆動して、ボート載置台７４上の被処理体ボート４６を、最下端に位置しているキャップ８４に載置する。そして、被処理体ボート４６の移載が完了したならば、昇降エレベータ８２を駆動させて、被処理体ボート４６の載置されたキャップ８４を上昇させ、このボート４６を処理ユニット５０の処理容器８０の下端開口部より処理容器８０内へ導入してロードする。そして、キャップ８４によって処理容器８０の下端開口部を密閉し、この状態で処理ユニット５０内でウエハＷに対して所定の熱処理、例えば成膜処理や酸化拡散処理等を行なう。
所定の熱処理が終了したならば、前述した操作と逆の操作を行なって、処理済みのウエハＷを取り出す。すなわち、被処理体ボート４６を処理容器８０内から降下させてアンロードし、更にこれをボート載置台７４上に移載する。そして、ウエハ搬送アーム７６を用いて処理済みのウエハＷをボート４６から第２載置台７０上の収容ボックス２内に移載する。収容ボックス２内への処理済みウエハＷの移載が完了したならば、第２の開閉装置５４を駆動して、開閉蓋１０を再度収容ボックス２へ装着する。この時、後述するように、位置ずれを生ずることなく精度良く開閉蓋１０を収容ボックス２へ再装着することができる。
次に、開閉ドア７４を閉じて、両エリア３６，３８間を気密に仕切ったならば、ボックス搬送アーム６６を駆動し、収容ボックス２を一時的にストッカ部４４へ保管し、或いは保管することなくボックス搬出入口５６を介して搬出入ポート４２の第１載置台６０上に移載し、処理システム３２外へ搬送することになる。尚、上記した収容ボックス２の流れは単に一例を示したものであり、これに限定されものではない。
次に、搬出入ポート４２の近傍に設けられる第１の開閉装置５２について図９乃至図１２Ｄを参照しながら説明する。図９は第１の開閉装置５２を示す側面図である。開閉装置５２は、板状のベース台９０と、このベース台９０に対して回転及びスライド可能とするベアリング機構９２（図１０参照）を介して設けられたカギ部材２６と、カギ部材２６を正逆回転させるカギ部材回転機構９４と、回転機構９４をベース台９０に対してスライド方向へ接近離間させるカギ部材回転機構移動手段９６と、開閉蓋１０をカギ部材２６とベース台９０との間で挟み込んだ際に開閉付帯１０の滑りを防止するためにベース台６０の前面に設けられた弾性部材９８と、ベース台９０を水平方向へ移動させる水平駆動手段９９と、ベース台９０を垂直（上下）方向へ駆動させる垂直駆動手段１００とにより構成されている。
水平駆動手段９９は、筐体３４の底部３４Ａに固定されている固定台１０２に設けられたスライド型アクチュエータよりなる。水平駆動手段９９は、水平移動ロッド１０４を水平方向に位置調整可能に前進後退する。ロッド１０４の先端には、垂直駆動手段１００が固定された取付台１０６が固定されている。また、取付台１０６には、水平移動ロッド１０４と平行になるように案内ロッド１０８が取り付けられている。案内ロッド１０８の先端は、固定台１０２に設けられた案内溝１１０内に挿入されており、取付台１０６の移動時に取付台１０６を案内する。
また、垂直駆動手段１００も例えばスライド型のアクチュエータよりなり、垂直移動ロッド１１２は上下方向へ移動可能である。垂直移動ロッド１１２の先端には、ベース台９０が取り付けられている。ベース台９０には、細長い直方体状のカギ部材２６の基部を構成する主動作ロッド１１４がベアリング機構９２を介してベース台９０を貫通した状態で設けられている。
カギ部材２６は、図１０に示すように、水平方向に所定の距離だけ隔てて２個設けられる。ベアリング機構９２は、図１２Ａ乃至１２Ｄに示すように、主動作ロッド１１４に取り付けられて、この主動作ロッド１１４の軸方向に沿ってスライド可能とするスライド軸受１１６と、スライド軸受１１６の外側に取り付けられた回転軸受１１８とにより構成されている。これにより、主動作ロッド１１４はベース台９０に対してスライドと回転が可能になされている。
主動作ロッド１０４の貫通部を囲むようにして、ベース台９０の前面側に例えばリング状のシリコンゴムよりなる弾性部材９８が取り付けられている。また、ベース台９０の前面側には、ベース台９０が収容ボックス２の開閉蓋１０に近接した時に、検出信号を出力する検出スイッチ１２０や、先端が例えば円錐状になされた２個の位置合わせピン１２２が前方へ突出した状態で設けられている。位置合わせピン１２２は、図１に示す開閉蓋１０の位置合わせ穴３０へ挿入され、これによりベース台９０と開閉蓋１０との位置合わせが行われる。
主動作ロッド１１４の基端は、補助板１２４に回転軸受１２６を介して貫通するようにして設けられる。また、カギ部材回転機構移動手段９６は、補助板１２４を水平方向へ駆動するスライド型アクチュエータよりなる。補助板１２４は、スライド型アクチュエータのロッド１２８の先端に取り付けられている。
補助板１２４のベース９０の反対側には、上述のカギ部材回転機構９４が取り付けられている。カギ部材回転機構９４は、水平方向に移動可能になされたロッド１３０を備えたエアシリンダ１３２を有している。ロッド１３０の先端には、案内レール１３４に沿って移動可能になされた移動体３６が取り付けられている。移動体１３６の下部の両端からは、それぞれ回動ピン１３８を介して揺動可能に取り付けられた２本の水平ロッド１４０が反対方向へ延在している。各水平ロッド１４０の両端には、同じく回動ピン１４２を介して揺動可能に取り付けられた２本の作動ロッド１４４が設けられている。これら２本の作動ロッド１４４の端部は、補助板１２４を回転可能に貫通した状態で設けられた主動作ロッド１１４の基端部に固定されている。従って、図１１に実線と仮想線で示すように、エアシリンダ１３２を駆動してロッド１３０を前進後退させることにより、両主動作ロッド１１４は、共に同じ方向へ略９０度正逆回転できるように構成されている。
次に、以上のように構成された第１の開閉装置５２の動作について図１２Ａ乃至１２Ｄも参照して説明する。尚、図１２Ａ乃至１２Ｄでは主要部のみ記載しており、ロック板１６に接続されているアーム２３（図１５参照）等は省略されている。
前述したように、第１の開閉装置５２は、搬出入ポート４２（図７参照）に載置された収容ボックス２の開閉蓋１０を開閉するためのものである。まず、固定台１０２に設けた水平駆動手段９９及び取付台１０６に設けた垂直駆動手段１００を適宜駆動して、ベース台９０を開閉蓋１０に接近させる。そして、ベース台９０の前面に設けられた２つの位置合わせピン１２２を、開閉蓋１０の２つの位置合わせ穴３０にそれぞれ挿入してベース台９０の位置合わせを行なう。この時の状態は、図１２Ａに示されており、ロック板１６（図５も参照）に形成されているカギ溝１８はその長手方向が水平方向とされており、また、これに対応して直方体状のカギ部材２６もその長手方向が水平方向とされている。
この状態で水平駆動手段９９を駆動することにより、更にベース台９０を前進させて、図１２Ｂに示すように、カギ部材２６をロック板１６に形成されているカギ溝１８に挿入する。この時、ベース台９０の前面に設けられているリング状の弾性部材９８がロック板被い部材２２の前面と当接することになる。この状態で、カギ部材回転機構９４のエアシリンダ１３２（図１１参照）を駆動して、ロッド１３０を開方向へ移動させる。これにより、主動作ロッド１１４の基板部に固定されている作動ロッド１４４は開方向へ略９０度回転する。これと同時に、主動作ロッド１１４も図１２Ｃに示すように９０度回転するので、カギ溝１８に挿入されているカギ部材２６も回転して、ロック板１６が９０度回転される。この結果、図１５を参照して説明したように、ロック機構１２のピン２４が引き込まれ、開閉蓋１０のロックが解除される。
この状態で、図１０に示すカギ部材回転機構移動手段９６を駆動することにより、ピストンロッド１２８を僅かに延出する。これにより、補助板１２４及びこれに一体的に取り付け固定されているカギ部材回転機構９４がベース台９０から遠ざかるように移動する。結果として、図１２Ｄに示すように、ベース台９０は移動することなく、主動作ロッド１１４のみが僅かに後退する。この時、カギ部材２６とベース台９０の前面に設けた弾性部材９８との間で、開閉蓋１０の一部であるロック板被い部材２２を強固に弾性的に挟み込むことになる。なお、本実施例では、弾性部材９８はシリコンゴムのような弾性変形可能な部材により形成されているが、弾性変形が主な機能ではない。すなわち、弾性部材９８を設ける目的は、開閉蓋１０がカギ部材２６とベース台９０との間に挟み込まれた際に、開閉蓋１０が動かないようにすべり止めの機能を提供することである。したがって、弾性部材９８は開閉蓋１０に対して大きな摩擦係数を有する材料で形成される。また、ベース台９０自体が開閉蓋１０に対して大きな摩擦係数を有しており、開閉蓋１０が位置ずれを起こさないのであれば、弾性部材９８を設ける必要はない。
上述のようにロック板被い部材２２を挟み込んだ状態で、水平駆動手段９９を駆動してこの出没ロッド１０４を後退させることにより、ベース台９０及び補助板１２４が一体的に後退する。これにより、開閉蓋１０は、収容ボックス２から外れることになる。そして、垂直駆動手段１００を駆動して開閉蓋１０を垂直下方へ移動してセンサによる検知操作の障害とならない位置としておく。この際、上述のように、開閉蓋１０の一部であるロック板被い部材２２はカギ部材２６と弾性部材９８との間、強固に固定されて保持されているので、開閉蓋１０が位置ずれを起こすこともない。従って、前述した操作と逆の操作を行なって、開閉蓋１０を収容ボックス２に再度装着する際に、開閉蓋１０を位置ずれなく、円滑に、且つ精度良く再装着することができる。尚、開閉蓋１０をロックするためには、上記ロック板１６を前述した方向とは逆方向へ９０度回転させればよい。
次に、本発明の第２実施例による開閉装置について図１３乃至図１８Ｄを参照ながら説明する。本発明の第２実施例による開閉装置は、移動ステージ４８の近傍に設けられる第２の開閉装置５４に相当する。図１３は台２の開閉装置５４の側面図であり、図１４は第２の開閉装置５４の一部を示す斜視図である。また、図１５は第２の開閉装置５４の一部を示す背面図である。図１６は第２の開閉装置５４の動作状態を示す断面図である。また、図１８Ａ乃至１８Ｄは第２の開閉装置５４の開閉動作を説明するための図である。尚、図１３乃至図１８Ｄにおいて、上述の第１の開閉装置５２と同一構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。
移載ステージ４８では、収容ボックス２が第２載置台７０上にて水平アクチュエータ７２（図７参照）により固定されている。この点を考慮すると、第２の開閉装置５４の構成は、第１の開閉装置５２と比較して簡単化される。
図１３に示すように、第２の開閉装置５４は、板状のベース台９０と、ベース台９０に対して回転のみ可能な（スライドしないような）ベアリング機構１５０（図１４参照）を介して設けられたカギ部材２６と、カギ部材２６を正逆回転させるカギ部材回転機構９４と、ベース台９０の前方においてベース部材９０から離間するように弾発部材１５２により付勢された補助台１５４と、開閉蓋１０の一部をカギ部材２６との間で挟み込むために補助台１５４の前面に設けられた弾性部材９８と、ベース台９０を水平方向へ移動させる水平駆動手段９９と、ベース台９０を垂直（上下）方向へ駆動する垂直駆動手段１００とにより構成されている。
具体的には、水平駆動手段９８は、垂直駆動手段１００及びベース台９０は、第１の開閉装置５２の構成と同じである。ただし、主動作ロッド１１４を支持するベアリング機構１５０は、主動作ロッド１１４の回転のみを許容すればよいので、図１７に示すように回転軸受１１８のみよりなり、スライド軸受１１６は設けられていない。そして、ベース台９０の裏面側に、図１５に示すようにカギ部材回転機構９４が設けられている。カギ部材回転機構９４は、ベース台９０に設けられていることを除いて、図５を参照して説明したものと同様の構成である。
第２の開閉装置５４において、ベース台９０の前方において、ベース台９０と直方体状のカギ部材２６との間に、リング状の補助台１５４が設けられている。すなわち、リング状の補助台１５４の中心部には、上記主動作ロッド１１４を挿通させており、そして、この補助台１５４とベース台９０の前面との間に、コイルスプリングよりなる弾発部材１５２を設けて、補助台１５４を常に前方へ付勢している。補助台１５４の中心開口部の直径は、直方体状のカギ部材２６の長さよりも小さく設定されており、カギ部材２６よりも前方へ補助台１５４が飛び出ないようになっている。そして、補助台１５４の前面に、リング状の弾性部材９８が設けられている。
次に、以上のように構成された第２の開閉装置５４の動作について図１７Ａ乃至１７Ｄも参照して説明する。尚、図１７Ａ乃至１７Ｄでは主要部のみ記載しており、ロック板１６に接続されているアーム２３（図３Ａ，３Ｂ参照）等の図示は省略している。
前述したように、第２の開閉装置５４は、移載ステージ４８（図７参照）に載置された収容ボックス２の開閉蓋１０を開閉するためのものである。まず、第１の開閉装置５２の場合と同様に水平駆動手段９９及び垂直駆動手段１００を適宜駆動して、ベース台９０を開閉蓋１０に接近させる。そして、ベース台９０の前面に設けてある２つの位置合わせピン１２２を、開閉蓋１０の２つの位置合わせ穴３０にそれぞれ挿入してベース台９０の位置合わせを行なう。この時の状態は、図１７Ａに示すように、ロック板１６（図１６も参照）に形成されているカギ溝１８の長手方向は水平方向とされ、また、これに対応して直方体状のカギ部材２６の長手方向も水平方向とされている。
この状態で水平駆動手段９９を駆動することにより、更にベース台９０を前進させて、図１７Ｂに示すように、カギ部材２６をロック板１６に形成されているカギ溝１８に少しずつ挿入する。この際、補助台１５４の前面に設けられているリング状の弾性部材９８がロック板被い部材２２の前面と当接する。更に、ベース台９０を弾発部材１５２の弾発力に抗して更に前進させると、弾発部材１５２は縮まった状態となり、カギ部材１６はカギ溝１８に完全に挿入された状態となる。尚、この際、収容ボックス２は強く後方へ押されることになるが、この収容ボックス２は水平アクチュエータ７２（図７参照）で第２載置台７０上に固定されているので、収容ボックス２が反動で動くことはない。
この状態で、カギ部材回転機構９４のエアシリンダ１３２（図１５参照）を駆動して、ロッド１３０を開方向へ移動させる。すると、主動作ロッド１１４の基板部に固定されている作動ロッド１４４は開方向へ略９０度回転し、これと同時に、主動作ロッド１１４も図１７Ｃに示すように９０度回転する。これにより、カギ溝１８に挿入されているカギ部材２６も回転して、ロック板１６を９０度回転させるとになる。この結果、図３Ａ及び３Ｂを参照して説明したように、ロック機構１２のピン２４が引き込まれ、開閉蓋１０のロックが解除される。
次に、この状態で、水平駆動手段９９を駆動して出没ロッド１０４を後退させることにより、ベース台９０を後退させる。この時、カギ部材２６と補助台１５４の前面に設けられた弾性部材９８との間で、開閉蓋１０の一部であるロック板被い部材２２は、図１７Ｄに示すように弾発部材１５２の弾性復元力により強固に、且つ弾性的に挟み込まれることになる。
ロック板被い部材２２を挟み込んだ状態で、水平駆動手段９９を更に駆動してベース台９０を更に後退させることにより、開閉蓋１０は収容ボックス２から外れることになる。そして、垂直駆動手段１００を駆動して開閉蓋１０を下方向へ降下させてウエハＷの搬入搬出操作の障害とならないように配置しておく。この際、上述のように、開閉蓋１０の一部であるロック板被い部材２２はカギ部材２６と弾性部材９８との間で、弾発部材１５２の弾発力により強固に固定されて保持されているので、開閉蓋１０が位置ずれを起こすことはない。従って、前述した操作と逆の操作を行なって、開閉蓋１０を収容ボックス２に再度装着する際に、開閉蓋１０の位置ずれがなく、円滑に、且つ精度良く再装着することが可能となる。尚、開閉蓋１０をロックするためには、ロック板１６を前述した方向とは逆方向へ９０度回転させればよい。また、この場合には、第１の開閉装置５２において設けられていた補助板１２４やカギ部材回転機構移動手段９６を設ける必要がないので、その分、構造を簡単化することができる。
第２の開閉装置５４の変形例として、図１８に示すように構成してもよい。この変形例では、補助台１５４の基部に、主動作ロッド１１４が貫通した状態で設けられる。そして、主動作ロッド１１４に摺動するように円筒状の摺動部材１６０を一体的に設け、摺動部材１６０の基端にその直径を大きくした拡大部１６０Ａを形成する。そして、摺動部材１６０の拡大部１６０Ａを囲み込み、且つ、この摺動移動を一定のストローク内で許容するように円商体状のストッパ部材１６２をベース台９０に固定して設ける。そして、弾発部材１５２をこのストッパ部材１６２内に嵌装させるようにして設け、上記拡大部１６０Ａを常時前方へ付勢する。また、ストッパ部材１６２と補助部材１６０との摺動面及び補助部材１６０と主動作ロッド１１４の接触面に、それぞれＯリング等のシール部材１６６，１６８を介在させて、ウエハ搬送エリア３８と収容ボックス搬送エリア３６内との間での雰囲気の流通を確実に防止する構成としてもよい。
この変形例の場合には、補助台１５４の摺動移動が、ストッパ部材１６２により案内されるので、補助台１５４の動作を安定させることができる。また、カギ部材２６と補助台１５４とが接触することもないので、塵埃（パーティクル）が発生することも防止することができる。
次に、上述の第１及び第２の開閉装置５２，５４に用いられているカギ部材回転機構９４の他の例について、図１９を参照しながら説明する。図１９は上述の第１及び第２の開閉装置５２，５４に設けられたカギ部材回転機構９４の他の例を示す斜視図である。
図１９に示すカギ部材回転機構１６０は、上述の第１及び第２の開閉装置のカギ部材回転機構９４の代わりにベース材９０に設けられる。上述のカギ部材回転機構９４は、図１１及び図１５に詳細に示すように、クランク機構により往復運動を回転運動に変換している。すなわち、水平ロッド１４０の一端を直線移動することにより、水平ロッド１４０の他端に回動可能に係合した作動ロッド１４４を介して主動作ロッド１１４を回動している。
このようなクランク機構では、主動作ロッド１４４の回動の中間点、すなわち図１１に示す作動ロッド１４４の長手方向が上下方向となった状態において、主動作ロッド１４４に作用する力が最も小さくなる。したがって、このようなクランク機構により発生するカギ部材２６の回転機構では、カギ部材２６の回転の途中で回転力が弱くなり、カギ部材２６が滑らかに回転しなくなるおそれがある。
そこで、図１９に示すカギ部材回転機構１６０は、エアシリンダにより発生する往復運動をベルトとプーリとにより回転運動に変換することにより、カギ部材２６がどの回転位置にあっても一様な回転力が得られるようになっている。すなわち、２つのカギ部材２６を支持する主動作ロッド１４４は各々対応するプーリ１６２の中心に固定されている。プーリ１６２はベース台９０に回転可能に設けられており、両方のプーリ１６２はループ状のタイミングベルト１６４に係合している。タイミングベルト１６４は、プーリ１６２との間でスベリが生じにくいように、例えば波付きタイミングベルトにより構成される。
タイミングベルト１６４の両プーリ１６２の間には、移動部材１６６が固定されている。移動部材１６６はエアシリンダ１６８の駆動軸１６８ａに接続されており、駆動軸１６８ａを駆動することにより、移動部材１６６を直線移動することができる。移動部材１６６が直線移動することにより、タイミングベルト１６４が駆動され、結果としてタイミングベルトが係合した両プーリ１６２が回転する。このプーリ１６２の回転によりカギ部材２６が回転する。
上述のようなチミングベルトとプーリによる回転機構では、タイミングベルト１６４が一様な力で直線運動すると、プーリ１６２も一様な力で回転する。すなわち、プーリ１６２のトルクが変化しないため、カギ部材２６も一様な回転力で滑らかに回転することができる。したがって、カギ部材２６の回転の途中で止まってしまって、開閉蓋１０の開閉ができなくなるといった不具合を防止することができる。また、プーリ１２６の直径を変えることにより、カギ部材２６のトルクを容易に変更することができる。
また、移動部材１６６の移動方向の両側にストッパ１７０を設けることにより、タイミングベルトの移動量を規制することができ、これによりプーリ１６２すなわちカギ部材２６の回転範囲を規制することができる。
尚、図１９に示す例では、エアシリンダ１６８及び移動部材１６６を夫々２個設けて、タイミングベルト１６４の上側及び下側の両方でタイミングベルトを駆動する構成となっている。このように、エアシリンダ１６８を２個設ける構成は、一つのエアシリンダ１６８の直径を小さくするためである。したがって、エアシリンダを設ける空間に制約がなく、大きい直径のエアシリンダを設けることができる場合、あるいは、エアシリンダに供給する空気圧を十分に高くできる場合は、タイミングベルト１６４の上側又は下側のいずれか一方のみにエアシリンダを設けることとしてもよい。
上述の実施例において、図７に示す構成では、第１の開閉装置５２を搬出入ポート４２に設け、第２の開閉装置５４を移動ステージ４８に設けるようにしたが、第１の開閉装置５２を移動ステージ４８に設け、第２の開閉装置５４を搬出ポート４２に設けることとしてもよい。或いは、搬出入ポート４２及び移動ステージの両方に同じ種類の開閉装置を設けることもできる。ただし、第２の開閉装置５４を用いる場合には、収容ボックス２を設置する載置台には必ず水平アクチュエータ７２のような固定治具を設けるようにする。
また、本実施例では、被処理体として半導体ウエハを用いる場合を例にとって説明したが、これに限定されず、ＬＣＤ基板やガラス基板等を処理する場合にも本発明を適用することができる。
以上説明したように、本発明の被処理体収容ボックスの開閉蓋の開閉装置及び被処理体の処理システムによれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。すなわち、被処理体を収容する被処理体収容ボックスの開閉蓋を開閉する際に、開閉蓋を外した時に、これを強固に保持することができるので、開閉蓋の位置ずれを防止することができる。従って、開閉蓋を再装着する際に、開閉蓋を精度良く、且つ円滑に装着することができる。また、開閉蓋の回転カギが位置する近傍で開閉蓋の一部を保持するようにしたので、開閉蓋自体に無理な力が加わることがない。
本出願は具体的に開示された実施例に限られず、本発明の範囲内で様々な変形例及び改良例がなされるであろう。

Claims (9)

1. 被処理体（Ｗ）を収容する収容ボックス（２）の開口部（４）を塞いでロック機構（１２）によりロックされる開閉蓋（１０）を開閉する開閉装置（５２）であって、
   ベース台（９０）と、
   該ベース台（９０）に対して回転可能且つ前記ベース台（９０）の前面に対して垂直方向に移動可能な状態で、ベアリング機構（９２）を介して前記ベース台（９０）に取り付けられたカギ部材（２６）と、
   該カギ部材（２６）を正逆両方向に回転させるカギ部材回転機構（９４、１６０）と、
   該カギ部材回転機構（９４、１６０）を前記ベース台（９０）に対する前記垂直方向へ移動させるカギ部材回転機構移動手段（９６）と、
   前記ベース台（９０）を前記収容ボックス（２）に対して水平方向に移動させる水平駆動手段（９９）と、
   前記ベース台（９０）を前記収容ボックス（２）に対して垂直方向へ移動させる垂直駆動手段（１００）と
   を備えたことを特徴とする開閉装置。
2. 請求の範囲第１項記載の開閉装置であって
   前記ベース台（９０）の前面に設けられた弾性部材（９８）を更に有し、前記開閉蓋（１０）の一部を前記カギ部材（２６）と前記弾性部材（９８）とにより挟んで保持することを特徴とする開閉装置。
3. 被処理体（Ｗ）を収容する収容ボックス（２）の開口部（４）を塞いでロック機構（１２）によりロックされる開閉蓋（１０）を開閉する開閉装置（５２）であって、
   ベース台（９０）と、
   該ベース台（９０）に対して回転可能な状態で、ベアリング機構（１５０）を介して前記ベース台（９０）に取り付けられだカギ部材（２６）と、
   該カギ部材（２６）を正逆両方向に回転させるカギ部材回転機構（９４）と、
   前記ベース台（９０）の前方に配置され、前記ベース台（９０）から離間する方向に弾発部材（１５２）により付勢された補助台（１５４）と、
   前記ベース台（９０）を前記収容ボックス（２）に対して水平方向に移動させる水平駆動手段（９９）と、
   前記ベース台（９０）を前記収容ボックス（２）に対して垂直方向へ移動させる垂直駆動手段（１００）と
   を備えたことを特徴とする開閉装置。
4. 請求の範囲第３項記載の開閉装置であって、
   前記補助台（１５４）の前面に設けられた弾性部材（９８）を更に有し、前記開閉蓋（１０）の一部を前記カギ部材（２６）と前記弾性部材（９８）とにより挟んで保持することを特徴とする開閉装置。
5. 請求の範囲第３項又は第４項記載の開閉装置であって、
   前記弾発部材（１５２）は、前記ベース台（９０）と前記補助台（１５４）との間に設けられたコイルスプリングであることを特徴とする開閉装置。
6. 請求の範囲第１項又は第３項記載の開閉装置であって、
   前記開閉蓋（１０）のロック機構は少なくとも２個設けられており、前記ロック機構の数と同じ数のカギ部材（２６）が設けられたことを特徴とする開閉装置。
7. 請求の範囲第１項又は第３項記載の開閉装置であって、
   前記カギ部材回転機構（９４）は、
   直線運動を発生するエアシリンダ（１３２）と、
   該直線運動を回転運動に変換するクランク機構（１４０，１４４）と
   を有することを特徴とする開閉装置。
8. 請求の範囲第１項又は第３項記載の開閉装置であって、
   前記カギ部材回転機構（９４）は、
   直線運動を発生するエアシリンダ（１６８）と、
   該エアシリンダ（１６８）により駆動されるベルト（１６４）と、
   前記カギ部材（２６）が取り付けられ、前記ベルト（１６４）に係合して回転駆動されるプーリ（１６２）と
   を含むことを特徴とする開閉装置。
9. 収容ボックス（２）に収容して移送される被処理体（Ｗ）の処理システム（３２）であって、
   前記収容ボックス（２）を該処理システム（３２）に搬入又は該処理システム（３２）から搬出するための搬出入ポート（４２）と、
   前記収容ボックス（２）を一時的に保管するためのストッカ部（４４）と、
   前記被処理体（Ｗ）が収容された前記収容ボックス（２）を、前記ストッカ部（４４）と被処理体ボート（４６）との間で移動するための移載ステージ（４８）と、
   前記処理体ボート（４６）に保持された前記被処理体（Ｗ）に対して所定の処理を施す処理ユニット（５０）と、
   前記搬出入ポート（４２）及び／又は前記移載ステージ（４８）の近傍に設けられた請求項１又は３記載の開閉装置（５２，５４）と
   を備えたことを特徴とする被処理体の処理システム。

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