JP6952627B2 - 基板収納容器のロック解除機構 - Google Patents

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Description

本発明は基板収納容器のロック解除機構に係り、半導体ウエハ等の基板を複数枚積層して運搬可能な基板収納容器のロック機構解除機構に関する。
半導体ウエハ等の基板を複数枚積層して容器本体内に収容し、蓋をしてロックした状態で運搬するための基板収納容器として、特許文献１に開示された半導体ウエハー収納容器（以下、基板収納容器と記す。）が知られている。この基板収納容器において、特許文献１の添付図に示されたように、容器本体に被せた蓋体３をロック状態にするには、平面視して略四角形状からなる底面板の隅角部に立設された係止片９の上端の係止爪８を蓋体３に形成された係止穴１５の周囲の蓋体上面板１３上面部に係止させようになっている。
特開２００４−４３００１号公報
特許文献１に開示された基板収納容器は、従来の基板収納容器で採用されていたような、蓋体を回転させて開閉させる構造に比べて、優れたロック機構を有しているが、上述した係止爪を外して蓋体のロック状態を解除する手段は示されていない。この種の基板収納容器は、処理前の基板を連続的に取り出してカセット等に移し替え、また半導体製造装置で所定の処理が施された基板をカセット等から基板収納容器に移し替える基板移載装置に利用することも想定されている。移載の一連の連続作業を、制御された基板搬送ロボットを利用して行う移載装置内においては、上述した基板収納容器のロック機構の解除動作および蓋の開閉動作を自動的に行う必要がある。
そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、係止部材による蓋体のロックを行うような基板収納容器において、蓋体のロック状態を迅速に行うことができる基板収納容器のロック解除機構を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、基板収納容器の蓋体をロックする係止部材の係止を解除するために前記基板収納容器を載置する台板の下部に備えられた基板収納容器のロック解除機構であって、前記台板に回動可能に支持され、前記台板に設けられた開口を介して前記基板収納容器の一の係止部材の近傍に延在するように設けられ、回動して前記係止部材を外方に押圧して前記蓋体のロックを解除するロック解除部材と、直動して前記ロック解除部材を所定角度回動させるスライド部材と、該スライド部材に所定の直動動作を入力するシリンダとを備えた駆動機構と、前記スライド部材に一端が連接された第１のリンクアームと、該第１のリンクアームの他端が連接された同期リングと、該同期リングに連接された第２のリンクアームを介して前記駆動機構のスライド部と同量のスライド量が入力されるスライド部材と、該スライド部材のスライド動作によって回動し、前記基板収納容器の他の係止部材を外方に押圧して前記蓋体のロックを解除するロック解除部材とを備えた従動機構とで構成されたことを特徴とする。
前記スライド部材は、前記台板下面に設けられたガイド部材に倣って摺接するガイド摺接体と、前記シリンダのピストンロッドからの入力動作を受けるスライド本体とからなり、該スライド本体は、スライド方向先端にくさび状斜面部が形成され、スライドして前記ロック解除部材の対向するくさび状斜面部に当接し、前記ロック解除部材を所定角度だけ回動させることが好ましい。
前記ロック解除部材は、前記台板に回動支持され、前記スライド部材の当接により回動するレバー保持体と、該レバー保持体と一体的に回動して前記係止部材を押圧するレバー部材とからなることが好ましい。
前記同期リングは、前記駆動機構のスライド部材のスライド量に応じて生じる前記第１のリンクアームの変位に応じて所定角度回動し、前記同期リングに連接された第２のリンクアームを介して前記従動機構に、前記駆動機構のスライド部と同量のスライド量を入力することが好ましい。
前記ロック解除部材のレバー部材は、前記蓋体が取り除かれた間、前記係止部材を押圧した状態を保持して前記基板収納容器を前記台板上に固定保持することが好ましい。
２台の前記駆動機構と２台の前記従動機構とが、前記同期リング、前記第１のリンクアーム、及び前記第２のリンクアームを介して同期して動作することが好ましい。
前記従動機構は、前記スライド部の位置検出部が設けられることが好ましい。
本発明の基板収納容器のロック解除機構の一実施形態を示した概略平面図。 図１に示したロック解除機構の構成及び動作状態を示した部分拡大平面図。 図１に示したロック解除機構の構成及び動作状態を示した部分拡大側面図。 本発明の基板収納容器の蓋体を取り外し、基板の移し替えを行う状態を示した動作状態説明図。 本発明のロック解除機構を適用する基板収納容器一例の構成を示した平面図、側面図、一部断面図。
以下、本発明の基板収納容器１のロック解除機構１０（以下、単にロック解除機構１０と記す。）の一実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１は、図５各図に一例として示した基板収納容器１のロック機構、すなわち基板収納容器１の本体の底板６に設けられた係止部材としての係止片５の係止動作によって蓋体２がロックされた状態を解除するためのロック解除機構１０の概略構成を示した平面図である。
ここで、本発明のロック解除機構１０を適用する基板収納容器１の構成について、図５各図を参照して説明する。図５（ａ）は基板収納容器１の上面の蓋体２の平面形状、同図（ｂ）は基板収納容器１の側面形状を示している。同図（ａ）に示したように、蓋体２の四隅にはロック用係止孔３が形成されている。このロック用係止孔３の一部は係止蓋板４で塞がれ、この係止蓋板４には、起立姿勢を初期状態とする弾性撓み可能な板状の係止片５（図５（ｃ））の上端に形成された係止爪５ａが係止される。４箇所の係止爪５ａの係止動作により、基板収納容器１の蓋体２は、本体に確実にロックされた状態が保持されている。なお、基板収納容器１のロック機構が蓋体２の対角位置の２箇所に設けられている場合もある。その場合には、各ロック機構の配置位置に対応してロック解除機構が設けられることは言うまでもない。
次に、本発明の実施形態のロック解除機構１０の構成について、基板収納容器１の四隅にロック機構がある場合を例に説明する。ロック解除機構１０は、図１、図５（ａ）に示したように、基板収納容器１（図１では二点鎖線表示）の四隅に配置されたロック機構としての４箇所の係止片５（図１では破線表示）の近傍に４台の係止解除レバー動作機構１００（後述する。）が配置されている。ロック解除機構１０は、図４（ａ）に示したように、基板収納容器１が所定位置に載置されるベースプレートの下面に、図示しない固定ボルト等の取付手段によって固定されている。このようにロック解除機構１０をベースプレート７の下側に配置することにより基板収納容器１へパーティクルが侵入するリスクを低減することができる。一方、ベースプレート７の上面にはガイドブロック８が立設され、ベースプレート７上に載置される基板収納容器１の各側面の位置が正確に規定されるようになっている。また、基板収納容器１の４箇所のロック機構位置に対応するベースプレート７には略長方形形状の開口が形成されている。この開口からは後述するロック解除機構１０の係止解除レバー１３５が挿通される。
本発明の一実施形態のロック解除機構１０は、図１、図２（ａ）、図３（ａ）に示したように、その中心位置と基板収納容器１の中心位置とが一致するように位置する同期リング１１と、同期リング１１に一端がベアリング軸受１２を介して連結された４本のリンクアーム１０１，１５１と、各リンクアーム１０１，１５１の他端にベアリング軸受１３を介して連結された４台の解除レバー動作機構１００から構成されている。以上の構成のうち、同期リング１１は回動中心が保持されるように図示しない軸受を介してリング保持部材１４によってベースプレート７の下面に吊持されている。また、解除レバー動作機構１００のスライド部１２０の直動動作を案内するガイドバー１１５もベースプレート７の下面に固着保持されている。
なお、本実施の形態では、解除レバー動作機構１００の直動動作を実現するために、ブロック形状のスライド部１２０と、それを案内するガイドバー１１５を使用し、また４本のリンクアーム１０１，１５１の変位の同期を実現するために、回動可能なリング状の部材（同期リング１１）を使用しているが、それぞれ同等の機能を有する変位機構、リンク機構あるいは動作部材であれば、その形状、構造等は種々設計できることは言うまでもない。
４台の解除レバー動作機構１００は、２台の駆動機構１１０と、２台の従動機構１５０とから構成され、駆動機構１１０によって発生するスライド部１２０の直動動作は、リンクアーム１０１、同期リング１１、リンクアーム１５１を介して従動機構１５０に伝達される。これにより、各解除レバー動作機構１００の駆動機構１１０、従動機構１５０における係止解除レバー１３５の同期動作が実現する。
解除レバー動作機構１００の駆動機構１１０（以下、単に駆動機構１１０と記す。）の構成について、図２（ａ）、図３（ａ）を参照して説明する。駆動機構１１０は、図２（ａ）、図３（ａ）にそれぞれ示したように、上述したガイドバー１１５に沿って直動可能なスライド部１２０と、スライド部１２０の直動動作に伴ってスライド部１２０の一部と当接することで所定角度だけ回動するロック解除部１３０とから構成されている。スライド部１２０は、ベースプレート７（図３（ａ））に支持フランジ１１１を介して支持されたエアシリンダ１１２のピストンロッド１１３の伸縮によってガイドバー１１５に沿って直動することができる。なお、図１、図２各図では、係止解除レバー１３５の構成を示すために、ベースプレート７の開口７ａとその近傍を部分的に示している。
スライド部１２０は、ガイド摺接体１２１とスライダ本体とが上下に一体連結されたブロック形状からなる。ガイド摺接体１２１は、ベースプレート７の下面に固定された細長直方体形状のガイドバー１１５の側面と底面とを囲むように摺接して駆動機構１１０を所定ストローク分直動させる。ガイド摺接体１２１を保持するスライダ本体１２２の後端下面には連結シャフト１２６が連接され、この連結シャフト１２６にベアリング軸受１２を介してリンクアーム１０１の一端が連結されている（図３（ａ））。一方、スライダ本体１２２先端には下方に向けて所定角度で傾斜したくさび状斜面部１２２ａが形成されている。スライダ本体１２２にはブラケット１２７を介してエアシリンダ１１２のピストンロッド１１３の伸縮動作が伝達される。なお、エアシリンダ１１２に代えて電動モータ等、所定の変位ストロークを生成可能な各種の駆動源を使用することができる。
ロック解除部１３０は、スライダ本体１２２の斜面部のくさび状斜面部１２２ａと対向する傾斜のくさび状斜面部１３２ａが形成されたレバー保持体１３２と、基板収納容器１の係止片５に沿って延在する係止解除レバー１３５とが一体連結された構成からなる。レバー保持体１３２は回動支持軸１３３を介してベースプレート７の下面に回動可能に保持されている。よって、後述するように、レバー保持体１３２が所定角度だけ回動すると係止解除レバー１３５は根元部から所定角度だけ回動する（図３（ｂ））。
解除レバー動作機構１００の従動機構１５０（以下、単に従動機構１５０と記す。）の構成について、図１を参照して説明する。本実施形態において、従動機構１５０は図１に示したように、２台の対向位置にある駆動機構１１０とほぼ直交する向きに２台が配置されている。各従動機構１５０は、図２（ａ）、図３（ａ）にそれぞれ示した駆動機構１１０のうち、エアシリンダ１１２とその伸縮動作をスライド部１２０に伝達するブラケット１２７を備えない構成からなる。他の構成として、図１に示したように、スライド部１６０の直動動作状態を検出する検出部１８０を備える。それ以外の構成は駆動機構１１０と同様である。従動機構１５０への駆動力は、上述したように、駆動機構１１０のスライダ本体１２２の後端下面に連接されたリンクアーム１０１、同期リング１１、リンクアーム１５１を介して従動機構１５０に伝達される。すなわち、図１に示したように、駆動機構１１０のスライダ本体１２２の外方へ向かう直動動作に連動して駆動機構１１０のリンクアーム１０１がスライダ本体１２２の移動に追従し、同期リング１１を反時計回りに回動させる。この同期リング１１の回動に伴い、この従動機構１５０に連結されたリンクアーム１５１に外方に向かう同量の変位が伝えられ、リンクアーム１５１は、連結された従動機構１５０のスライド部１６０をガイドバー１５５に沿って駆動機構１１０のスライド量と同量分だけ外方にスライドさせる。
このとき、２台の従動機構１５０のスライド部１６０の側部には従動機構１５０のスライド状態を検知する検出部１８０が備えられている。本実施形態では、位置検出センサー１８１としてマイクロフォトセンサーが搭載されている。従動機構１５０のスライド部１６０に取り付けられたドグ１８２の位置を検知して、スライド部１１０、１６０の位置、係止解除レバー１３５、１７５の回動状況、すなわち蓋体２のロック状態、アンロック状態を検知することができる。
ここで、本発明の基板収納容器１のロック解除機構１０の動作について、基板移載装置のベースプレート７上の所定位置にセットされた基板収納容器１からの基板の取り出し動作を例に、図２〜図５を参照して説明する。
図４（ａ）は、基板収納容器１が基板移載装置内のベースプレート７上の所定位置に載置された状態を示している。基板収納容器１は、４辺がベースプレート７上に立設されたガイドブロック８に規定され、ベースプレート７上の所定位置に正確に載置されている。このとき、基板収納容器１の蓋体２は閉じた状態にあり、図３（ａ）、図５（ｃ）に示したように、本体側の係止片５の上端の係止爪５ａが蓋体２の開口の係止蓋板４に係止してロック状態が保持されている。このロック状態を解除するために、エアシリンダ１１２を駆動し、ピストンロッド１１３を設定されたストロークだけ縮退させる。これに伴い、スライド部１２０は図２（ｂ）、図３（ｂ）に示したように駆動機構１１０の外方に向けてスライドし、スライダ本体１２２先端のくさび状斜面部１１２ａがロック解除部１３０のレバー保持体１３２のくさび状斜面部１３２ａに当接し、レバー保持体を押圧する。これによりレバー保持体１３２は先端のくさび状斜面部１３２ａが持ち上がるように回動支持軸１３２回りに回動する。この回動により係止解除レバー１３５も一体となって回動し、図３（ｂ）に示したように、係止解除レバー１３５は基板収納容器１の係止片５に当接、押圧する。係止片５は樹脂製の細長板状部材であるため、係止解除レバー１３５に押圧され、撓み変形して係止爪５ａが蓋体２の係止蓋板４から外れる。このロック解除動作は、同期リンク１１の作用により、２台の駆動機構１１０と２台の従動機構１５０との間で同時に行われ、４つの係止解除レバー１３５、１７５が同量だけ回動し、基板収納容器１の蓋体２の４つの係止爪５ａのロックは同時に解除される。
このロック解除状態が保持される間、図４（ｂ）に示したように、基板移載装置５０の蓋体吸着保持機構５１が基板収納容器１の上方から降下してロック解除状態の蓋体２を吸着し、上昇して蓋体２を持ち上げる。その後、蓋体吸着保持機構５１は、図４（ｃ）に示したように、蓋体２を保持した状態で側方に退避する。この状態で図示しない基板搬送ロボット（図示せず）によって、基板収納容器１内の基板９が所定の手順で順次、図示しないカセットに移載される。このとき、基板収納容器１の本体は、図３（ｂ）に示したように、係止片５が係止解除レバー１３５によって押圧され、ベースプレート７上に固定保持された状態にある。
以上では、基板収納容器１の蓋体２のロックを解除して蓋を開け、収容された基板９を連続して取り出す動作をもとに説明したが、取り出し作業の完了後、蓋体吸着保持機構５１が動作して蓋体２を再び基板収納容器１の本体に被すように動作したことが確認されると、ロック解除機構１０のエアシリンダ１１２のピストンロッド１１３が伸長する。これによりロック解除機構１０の係止解除レバー１３５、１６５による基板収納容器１の係止片５のロック解除状態が解かれ、係止片５は再び初期状態に戻り、蓋体２はロック状態となる。
本発明のロック解除機構１０は、駆動機構１１０、従動機構１５０の配置位置、リンクアームのサイズを適宜変更することで、各種の半導体ウエハ等の基板の直径、すなわち各種の基板収納容器１の規格に対応することができる。また、駆動機構１１０、従動機構１５０を組み合わせる駆動形式として、４箇所のロック解除機構１０を有する場合に、１個の駆動機構１１０で３箇所の従動機構１５０を駆動させる駆動形式、２箇所のロック解除機構１０を有する場合に、１個の駆動機構１１０で１箇所の従動機構１５０を駆動させる駆動形式、従動機構１５０を用いずにすべてのロック解除機構１０を駆動機構１１０で駆動させる駆動形式等を適宜設定できる。さらに、駆動機構１１０、従動機構１５０間のリンク機構としては、上述したリンクアーム１０１，１５１、同期リング１１以外にも同等の変位の伝達が可能なリンク機構、伝達機構を用いることができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に示した範囲内での種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲内で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれる。
１ 基板収納容器
２ 蓋体
３ ロック用係止孔
５ 係止片
７ ベースプレート（台板）
１０ ロック解除機構
１１ 同期リング
１００ 解除レバー動作機構
１０１，１５１ リンクアーム
１１０ 駆動機構
１１２ エアシリンダ
１１５ ガイドバー
１２０，１６０ スライド部
１２１ ガイド摺接体
１２２ スライダ本体
１１２ａ，１３２ａ くさび状斜面部
１３０ ロック解除部
１３２ レバー保持体
１３５，１７５ 係止解除レバー
１５０ 従動機構
１８０ 検出部

Claims (7)

  1. 基板収納容器の蓋体をロックする係止部材の係止を解除するために前記基板収納容器を載置する台板の下部に備えられた基板収納容器のロック解除機構であって、
    前記台板に回動可能に支持され、前記台板に設けられた開口を介して前記基板収納容器の一の係止部材の近傍に延在するように設けられ、回動して前記係止部材を外方に押圧して前記蓋体のロックを解除するロック解除部材と、直動して前記ロック解除部材を所定角度回動させるスライド部材と、該スライド部材に所定の直動動作を入力するシリンダとを備えた駆動機構と、
    前記スライド部材に一端が連接された第１のリンクアームと、該第１のリンクアームの他端が連接された同期リングと、
    該同期リングに連接された第２のリンクアームを介して前記駆動機構のスライド部と同量のスライド量が入力されるスライド部材と、該スライド部材のスライド動作によって回動し、前記基板収納容器の他の係止部材を外方に押圧して前記蓋体のロックを解除するロック解除部材とを備えた従動機構とで構成されたことを特徴とする基板収納容器のロック解除機構。
  2. 前記スライド部材は、前記台板下面に設けられたガイド部材に倣って摺接するガイド摺接体と、前記シリンダのピストンロッドからの入力動作を受けるスライド本体とからなり、該スライド本体は、スライド方向先端にくさび状斜面部が形成され、スライドして前記ロック解除部材の対向するくさび状斜面部に当接し、前記ロック解除部材を所定角度だけ回動させる請求項１に記載の基板収納容器のロック解除機構。
  3. 前記ロック解除部材は、前記台板に回動支持され、前記スライド部材の当接により回動するレバー保持体と、該レバー保持体と一体的に回動して前記係止部材を押圧するレバー部材とからなる請求項１に記載の基板収納容器のロック解除機構。
  4. 前記同期リングは、前記駆動機構のスライド部材のスライド量に応じて生じる前記第１のリンクアームの変位に応じて所定角度回動し、前記同期リングに連接された第２のリンクアームを介して前記従動機構に、前記駆動機構のスライド部と同量のスライド量を入力する請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の基板収納容器のロック解除機構。
  5. 前記ロック解除部材のレバー部材は、前記蓋体が取り除かれた間、前記係止部材を押圧した状態を保持して前記基板収納容器を前記台板上に固定保持する請求項３に記載の基板収納容器のロック解除機構。
  6. ２台の前記駆動機構と２台の前記従動機構とが、前記同期リング、前記第１のリンクアーム、及び前記第２のリンクアームを介して同期して動作する請求項１に記載の基板収納容器のロック解除機構。
  7. 前記従動機構は、前記スライド部の位置検出部が設けられた請求項１に記載の基板収納容器のロック解除機構。
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