【手続補正書】
【提出日】平成17年7月21日(2005.7.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  容器開閉装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板上のワークを複数枚収容するカセットを包囲するボックスと該ボックスの底部に設けられた蓋から成る容器を開閉する容器開閉装置であって、
前記蓋を水平に固定させる固定ステージと、
前記固定ステージを支持する基台と、
前記ボックスを保持する保持体と、
前記保持体を支持する支柱と、
前記固定ステージに対し前記保持体を上下に相対移動させる案内部と駆動部とから成り、
前記案内部及び前記駆動部が前記基台の内部に収容されている
ことを特徴とする容器開閉装置。
【請求項２】
前記保持体及び前記支柱は連通した中間部材から成り、該中空部材内部を吸引する吸引手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の容器開閉装置。
【請求項３】
前記固定ステージには容器が載置されたか否かを検出する在席検出手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の容器開閉装置。
【請求項４】
容器の閉動作に先立って該容器内に収容された薄板状のワークと該容器のボックスとの接触を事前に検出できるワーク検出手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の容器開閉装置。
【請求項５】
容器の閉動作時において、前記保持体と前記固定ステージの接近を妨げる障害物を検出する障害物検出機構を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の容器開閉装置。
【請求項６】
前記障害物検出機構が障害物を検出した場合、直ちに前記保持体が閉動作とは逆方向へ後戻りするバック制御機構を備えたことを特徴とする請求項５に記載の容器開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願の発明は、半導体ウエハ等の薄板状のワークを所定の間隔で、多段に、複数枚収容して搬送する密閉可能な容器を開閉するための容器開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハ等の薄板状のワークを棚状のカセットに複数枚収容する容器に底面が開口となるＳＭＩＦポッドがある。このポッドの開閉を行なう装置として、本出願人による意匠登録１１３６４１０号やＤＥ４３３２６５７ＡＩ、ＵＳ６１３５６９８等の装置が既に公知となっている。
【０００３】
これらの容器開閉装置は容器の底蓋とカセットを包囲するボックスを分離させることを目的としている。これらの装置の具体的構造としては図７に示すようにポッドを水平状態で載置するステージ、前記ステージを支持する基台、容器のボックスを保持した状態で上下に昇降する保持体、及び前記保持体を上下に駆動するための案内部及び駆動部を有するバックプレートから成る。
【０００４】
前記案内部、駆動部の詳細構造はステージ脇から前記保持体の幅と同幅の板が上方に立設され、該板の両端に保持体を案内する溝が設けられており、保持体に連結されたスライダーが該溝内を上下に移動することで保持体を昇降させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これらの容器開閉装置はボックスの保持体を上下に案内駆動する案内部及び駆動部がポッド内に収容されたカセットに隣接した位置に設けられているため、保持体の上下駆動を行なう際に発生する塵がウエハに付着する虞があった。また、ボックスと保持体を定着させるために保持体にラッチ機構を設けた場合、ラッチ動作による塵の発生も考えられる。
【０００６】
また、底蓋に対しボックスを上下させる動作があるため、カセットからウエハが飛出した状態でボックスを降ろした場合にウエハにボックスが衝突する虞や、作業者が誤って手を挟んでしまう危険性も想定できる。
【０００７】
本願の発明は、上記従来の問題点に鑑み、容器の開閉動作による塵の発生を防止し、開閉動作に伴う危険性、保持体が上昇した状態で容器の開閉を行なうような誤作動を回避した容器開閉装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、本願の発明は、請求項１に記載のように、薄板状のワークを複数枚収容するカセットを包囲するボックスと該ボックスの底部に設けられた蓋から成る容器を開閉する容器開閉装置において、前記容器開閉装置は前記蓋を水平に固定させる固定ステージと、前記固定ステージを支持する基台と、前記ボックスを保持する保持体と、前記保持体を支持する支柱と、前記固定ステージに対し前記保持体を上下に相対移動させる案内部と駆動部とから成り、前記案内部及び前記駆動部が前記基台の内部に収容されていることを特徴としている。
【０００９】
したがって、塵の発生原因となる案内部及び駆動部がカセットから隔離された基台内部に収容されることにより、ウエハに対し塵の付着が回避できる。
さらに、請求項２に記載の発明の容器開閉装置は、保持体及び支柱が連通した中空部材から成り、該中空部材内部を吸引する吸引手段を備えたことを特徴としている。
【００１０】
そのため、ボックスと保持体を定着するために保持体にラッチ機構が設けられていた場合、保持体及び支柱が連通した中空部材から成り、容器開閉時においては該中空部材内部を吸引するようにしているため、ラッチ動作による塵が発生したとしても、塵を外部に出すこと無く、ウエハに付着する虞がない。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明の容器開閉装置は、前記固定ステージに容器が載置されたか否かを検出する在席検出手段を備えたことを特徴としている。
【００１２】
容器が固定ステージに載置されているかどうかを検出することで、本容器開閉装置は、容器を載置しない状態での空動作を行なわないように制御することが可能となる。そのため、次の容器の開動作を始める場合、常に開始準備が整った状態で待機させることができる。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明の容器開閉装置は、容器の閉動作に先立って該容器内に収容された薄板状のワークと該容器のボックスとの接近を事前に検出できるワーク検出手段を備えたことを特徴としている。
【００１４】
もし、カセットに収容されたワークに飛出したままの状態でボックスが蓋に接近し飛出したワークが衝突する虞がある場合でも、本発明の容器開閉装置は、容器の閉作動に先立ち、ワークとボックスの接近を事前に検出出来るため、ボックスと飛出したワークの衝突の虞は無くなる。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明の容器開閉装置は、容器の閉作動時において、前記保持体と前記固定ステージの接近を妨げる障害物を検出する障害物検出機構を備えたことを特徴としている。
【００１６】
そのため、容器開閉装置の周囲で作業する作業者の手などが誤って前記保持体と前記固定ステージの間に挟まれてしまった場合、直ちにその事態を認識できるようになっている。
【００１７】
さらに、請求項６に記載の発明の容器開閉装置は、前記障害物検出機構が障害物を検出した場合、直ちに前記保持体が閉動作とは逆方向へ後戻りするバック制御機構を備えたことを特徴としている。
【００１８】
従って、作業者の手などが誤って挟まれてしまった場合には、前記保持体は即座に閉動作を停止した上、閉動作とは逆方向へ後戻りするように制御されているため、作業者への安全が考慮された仕様となっている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本願の発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本願の発明の容器開閉装置１の正面図、図２は、容器Ｐを載置した状態の平面図、図３は、容器開閉装置１が容器Ｐを開いた状態における図１のＸ−Ｘ’断面矢視図、図４は、図３と同様の状態で図２のＹ−Ｙ’断面矢視図である。  
【００２１】  
容器開閉装置１は、薄板状のワークＷを収容する容器Ｐを載置する固定ステージ２、前記固定ステージ２を支持する基台３と、容器ＰのボックスＰ１を保持する保持体４と、前記保持体４を下方から支持する支柱５と、前記固定ステージ２に対し前記保持体４を上下に相対移動させる案内部６Ａ、駆動部６Ｂとから成り、前記案内部６Ａ、駆動部６Ｂは、基台３の内部に収容されている。
【００２２】
基台３の正面上部には、容器の開閉動作を行なうための操作スイッチ１０が設けられている。固定ステージ２の後方には、基台３から保持体４を支持する中空の支柱５が摺接しない程度に出没出来る開口１１が設けられている。
【００２３】
保持体４は、取り扱う容器Ｐと同様、平面視正方形の枠体を成しているが、該枠体上方はボックスＰ１の外周より大きく、下方はボックスＰ１の外周より小さく且つ蓋Ｐ２より大きく設計されている。そのため、保持体４の枠に容器Ｐをはめ込むと、容器ＰのボックスＰ１のみを下面から保持することが可能となる。また、保持体４の内部は中空となっていて、保持体４を支持している支柱５の中空と連通されている。
【００２４】
固定ステージ２上には、容器ＰのボックスＰ１と蓋Ｐ２の密閉を解除する施錠機構２６と、容器Ｐの載置有無を検出する在席検出手段であるピン７とが設けられている。
【００２５】
前記在席検出手段の構造を、図５を参照して詳細に説明する。ピン７は、固定ステージ２の裏面に取り付けられた板ばね２８による下方からの付勢により、固定ステージ２の表面から出没可能に設けられており、容器Ｐが固定ステージ２上に載っていない時は飛出した状態を維持している。
【００２６】
板ばね２８は、その上端が固定ステージ２の裏面に取り付けられ、その下端は下方に向いた直線状部分を有する。板ばね２８の下方には、上方が開放したスリットを有する凹型のフォトセンサ３０が設けてあり、スリットに物体が存在するか否かでフォトセンサ３０はＯＮ/ＯＦＦ状態となる。
【００２７】
固定ステージ２上に容器Ｐが載せられると、前記ピン７は容器Ｐに押されて固定ステージ２下へ押し込まれ、その動作に従ってピン７の下に設けられた板ばね２８の下端部がフォトセンサ３０のスリット内に侵入する。
【００２８】
前記フォトセンサ３０が板ばね２８の下端部を検出したことを示す検出情報は、図示しないコンピユータへ送られ、ＯＮの場合は容器開閉装置１の開閉動作を許容し、ＯＦＦの場合は開閉動作を行なわないようにコンピュータによって制御され、容器を未載置のまま空動作を行なわないようになっている。
【００２９】
次に、ワーク検出手段８について、図２、図３を参照して説明する。
【００３０】
カセットからワークＷが飛出したままの状態でボックスＰ１と蓋Ｐ２が接近させられると、ボックスＰ１とワークＷが接触する虞がある。そこで、保持体４には、容器開閉装置１の閉動作に先立って、容器Ｐ内に収容されるカセットＣからワークＷが飛出していないかどうかを検出するワーク検出手段８が設けられている。
【００３１】
本願の発明の容器開閉装置１に容器Ｐを載置する場合、容器開閉装置１の正面に容器Ｐ内のワーク取出し口と正反対となる裏面を向けてセットするようになっている。従って、ボックスＰ１とワークＷが接触する位置（図２に示す破線α）に光軸が走るように透過型センサのワーク検出手段８を設け、保持体４の移動に伴いワークＷの飛出し有無の検出を行なう。
【００３２】
また、容器開閉装置１の閉動作によって作業者が誤って手などを挟んでしまった場合等のような前記保持体４と前記固定ステージ２の接近を妨げる障害物を検出する障害物検出機構９が基台３内に収容されている。
【００３３】
基台３内に収容されている案内駆動部６及び障害物検出機構９の詳細を図４、図６を参照して以下に説明する。
【００３４】
案内駆動部６は、支柱５を保持するホルダー１７、リニアスライダー１２、リニアガイド１３、ボールねじ１４、移動体１５、前記リニアスライダー１２に架設される移動板１６、前記ボールねじ１４を回転させる駆動モーターＭから成る。
【００３５】
二列のリニアガイド１３は、図４に示すように、基台３内において平行状態を保ちつつ基台３内の内壁に沿って垂直に敷設されている。リニアスライダー１２は、各リニアガイド１３上を摺動可能に取り付けられている。
【００３６】
リニアスライダー１２にはホルダー１７が固着されており、前記ホルダー１７には中空の支柱５を挿入する挿入穴が設けられている。ホルダー１７は、図示のように、その挿入穴に支柱５が貫通されていて、支柱５の下部外周を掴むように保持している。そのため、支柱５の下面は、基台３の内部に通じている。
【００３７】
また、図３に示すように、基台３の下方にはファン２５が設けてあるため、前記保持体４と支柱５の中空部、及び基台３の内部は底部から吸引され、負圧状態となっている。基台３に設けられた開口１１と支柱５との間には、ボックスの開閉動作に伴い塵を発生しないように僅かな隙間が設けられており、開口１１の周囲部の雰囲気は、その隙間を通じて基台３内へ吸引されている。従って、基台内部の塵が前記隙間より外側へ放出されることもない。
【００３８】
さらに、保持体４にボックスＰ１と保持体４を固定するためのラッチ機構が設けられた場合も、そこで発生した塵は、保持体４の中空部から支柱５の中空部を通じ基台３の下方から外部に放出されるため、容器周辺のクリーン度が維持できる。
【００３９】
２つのホルダー１７の上面には、移動板１６が架け渡すように固定されている。移動板１６の中央には、ボールねじ１４が非接触状態で貫通する孔１８が設けられており、該孔１８の下には、移動体１５が設けられている。
【００４０】
移動体１５の構造を詳細に示すと、移動体１５は、ボールねじ１４に螺合されたボールねじナット１９、前記ボールねじナット１９の上端を包囲するフランジ２０、前記ボールねじナット１９の移動を妨げないように内側をくりぬかれたボルト取付け片２１、前記移動板１６の下面から前記ボールねじナット１９の周囲の四隅に垂設されたシャフト２７を備えている。シャフト２７は、フランジ２０、ボルト取付け片２１を貫通し、前記ボルト取付け片２１の下面でボルト２２により固着されている。フランジ２０は、シャフト２７に対し摺動可能となっている。
【００４１】
ボールねじ１４の下端は、モーターＭの出力軸に取り付けられており、モーターＭの駆動でボールねじ１４が回転する。ボールねじ１４が回転すると、ボールねじナット１９がボールねじ１４上を上下に移動する。
【００４２】
ボールねじナット１９が上昇すると、図６（ａ）に示すように、ボールねじナット１９を包囲するフランジ２０が移動板１６に接近し、遂には下方から押し上げる。移動板１６が押し上げられることによって、支柱５は、上昇動作を行なうことになる。
【００４３】
次に、障害物検出機構９について詳細に説明する。
【００４４】
前記移動体１５の側方には、障害物検出機構９が設けられているが、その構造は、前記移動板１６の下面に取り付けられた逆Ｕ字型のブラケット２３に近接センサ２４が移動体１５の方を向くように固着されている。近接センサ２４は、移動体１５のフランジ２０が接近すると反応する仕組みとなっている。
【００４５】、
フランジ２０と移動板１６とが接触している状態においては、近接センサ２４は反応しないが、フランジ２０が移動板１６から離れ、下降した場合には、反応することになる。
【００４６】
もし、作業者が誤って手などを挟んでしまった場合、図６（ｂ）に示すように、ホルダー１７、移動板１６の下降動作は停止するが、ボールねじナット１９、フランジ２０は移動板１６から離れ、下降動作が継続される。ボールねじナット１９、フランジ２０が下降し、前記接近センサ２４がフランジ２０を検出すると、その検出情報が図示しない容器開閉装置１のコンピュータに送られ、モーターＭの駆動を即座に停止させ、先程とは逆方向へ任意の時間、逆回転させるように制御されている。
【００４７】
従って、前記障害物検出機構９により何かが挟まったことが検出されると、即座に保持体４の閉動作が停止した上、所定距離逆戻りをさせるバック制御を行なうことが可能となる。
【００４８】
次に、本願の発明の容器開閉装置１を用いて容器Ｐの開閉を行なう動作について説明する。
【００４９】
容器開閉装置１の保持体４の枠に、作業者が、容器Ｐをはめ込むように載置する。容器開閉装置１の在席検出手段が容器Ｐを確認すると、作動開始が可能となる。続いて、作業者が開動作を行なわせるための操作スイッチ１０を押すと、固定ステージ上のロック開閉機構２６が容器Ｐの施錠を解除し、保持体４がボックスＰ１を保持した状態で上昇し始める。
【００５０】
保持体４が上昇し、ボックスＰ１が蓋Ｐ２と切り離されると、作業者は、ワークの処理を行なうため、カセットＣを取り出す。処理が終わると、再び、作業者は、カセットＣを開放された蓋Ｐ２上に戻し、閉動作開始を行なうため、操作スイッチ１０を押す。
【００５１】
保持体４は下降を開始するが、この時、もし、カセットＣからワークＷが飛出していた場合、ワーク検出手段８がワークＷを検出し、保持体４の下降動作が自動的に停止する。
【００５２】
ワークＷの飛出しも無く、何らかの障害物が保持体４の下降を妨げることが無ければ、ボックスＰ１は蓋Ｐ２に密着し、ロック開閉機構２６が容器Ｐを密閉させるため施錠を行い、閉動作は終了する。
【００５３】
なお、本実施例では、ボックスＰ１が持ち上げられる形態で説明したが、ボックスＰ１は上下せず、つまり、固定ステージ２及び基台３が下降するように構成することも可能である。
【００５４】
【発明の効果】
本願の発明の容器開閉装置により、容器の開閉動作による塵の発生を避け、収容されたワークへの塵の付着を防止できるとともに、開閉動作に伴う危険性、誤作動が回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
容器Ｐを開いた状態における容器開閉装置１の正面図である。
【図２】
容器Ｐを載置した状態における容器開閉装置１の正面図である。
【図３】
容器Ｐを開いた状態における図２のＸ−Ｘ’断面矢視図である。
【図４】
容器Ｐを開いた状態における図２のＹ−Ｙ'断面矢視図である。
【図５】
在席検出手段の詳細を示す断面図である。
【図６】
案内部６Ａ及び駆動部６Ｂ、障害物検出機構９の詳細を示す斜視図である。
【図７】
従来の容器開閉装置の正面図である。
【符号の説明】
１…容器開閉装置、２…固定ステージ、３…基台、４…保持体、５…支柱、６Ａ…案内部、６Ｂ…駆動部、８…ワーク検出手段、９…障害物検出機構、１５…移動体、Ｍ…モーター、Ｐ…容器、Ｐ１…ボックス、Ｐ２…蓋、Ｃ…カセット、Ｗ…ワーク。