(57)【要約】【課題】刷子とスリップリングとが化学薬品ガスや有機ガスに起因して電気的に接触不良になるのを抑制する。【解決手段】この接触継電ユニットは、化学薬品ガスや有機ガスの存在する恐れのある半導体生産工場で使用されるＯＨＴ搬送台車に搭載されている。接触継電ユニットは、閉鎖空間を形成する外装カバー１１を備えている。そして、その外装カバー１１により形成される閉鎖空間７内には、スリップリング１２と、スリップリング１２に接触するように配置される刷子１５とが配置されている。そして、接触継電ユニットには、化学薬品ガスや有機ガスを吸着するガス吸着部材１６が外装カバー１１の内面に設置されている。【選択図】図３
2008016213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体生産工場で使用される搬送台車に搭載される接触継電ユニットであって、
閉鎖空間を形成する外装カバーと、
前記閉鎖空間内に配置されるスリップリングと、
前記閉鎖空間内に固定され、前記スリップリングに接触するように配置される刷子と、
前記外装カバーの内面に設置され、前記半導体生産工場の製造プロセスで用いられる化学薬品ガス及び前記半導体生産工場内の建材や装置材として使用される樹脂から放出される有機ガスを吸着するガス吸着部材とを備えていることを特徴とする、接触継電ユニット。
【請求項２】
前記ガス吸着部材は、ガス透過機能を有する布、不織布又は紙からなる容器と、前記容器に充填され、前記化学薬品ガス及び前記有機ガスを吸着するガス吸着材とからなることを特徴とする、請求項１に記載の接触継電ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触継電ユニットに関し、特に、外装カバーが形成する閉鎖空間内のスリップリングと刷子とが接触することにより通電する接触継電ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体生産工場などにおいて、天井に敷設された軌道上を走行して、ウエハを収納するＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ−Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ）と呼ばれるウエハキャリアを半導体処理装置やストッカに搬送するＯＨＴ（Ｏｖｅｒｈｅａｄ  Ｈｏｉｓｔ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）搬送台車が利用されている。このようなＯＨＴ搬送台車は、ウエハが収納されたフープを把持する昇降体と、昇降体に取り付けられた昇降ベルトを巻き上げる及び巻き下げることにより昇降体を上下方向に移送させる昇降機構ユニットとから構成されている。
【０００３】
ところで、上記したような昇降ベルトには、フープを把持する昇降体のグリッパを駆動制御するためのモータに電力及び制御信号を供給するための電線が埋設されているものがある。そして、電線が埋設された昇降ベルトの一方端は昇降体に固定され、他方端は昇降ベルトを巻き上げる及び巻き下げるドラムに固定される。したがって、昇降ベルトの他方端は、ドラムの巻き上げ又は巻き下げに伴って回転している。このような回転体への電力供給には、ドラムに連動して回転するスリップリングに刷子を摺動させる接触継電ユニットが利用されている。このような接触継電ユニットを半導体生産工場で利用する場合には、スリップリングに刷子が摺動する際に生じる磨耗粉がウエハなどに飛び散らないようにする必要がある。そこで、スリップリングと刷子とを覆うような閉鎖空間を形成する外装カバーを用いて、磨耗粉の飛散を防止している。
【０００４】
また、閉鎖空間に関連して、僻地などに設置される観測所や通信中継所などの閉鎖空間を有する無人制御室に関する技術が開示されている。この特許文献１には、無人制御室に空調設備を設置し、この空調設備のプレフィルタ、化学吸着フィルタを介した空気を無人制御室に送り込むことにより、無人制御装置内の制御機械などに不良が発生するのを抑制している。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−１７４４４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、閉鎖空間は必ずしも密閉空間ではないため、閉鎖空間内の刷子やスリップリングが半導体生産工場内の建材や装置材として使用される樹脂から放出されるシラン系ガスやハロゲン系ガスなどの有機ガスに晒されるという不都合があった。また、洗浄、フォトリソグラフィー、エッチング、剥離工程などの半導体の製造プロセスにおいて、半導体製造装置から、各種有機溶剤、塩酸、場合により硫黄酸化物ガスなど種々の化学薬品ガスが漏れて、閉鎖空間内の刷子やスリップリングが化学薬品ガスに晒されるという不都合があった。
【０００７】
スリップリングを用いた構成では、スリップリングと刷子との摺動面が常時摩擦状態にあり、摺動部である金属表面に活性面が露出し、化学的活性度の高い状態に保持される。このため、化学薬品ガスや有機ガスが化学的活性度の高い金属面に吸着し易い状態となる。例えば、活性金属面に吸着されたガスがシランガスの場合には酸化されてＳｉＯ２として沈着したり、吸着されたガスが酸の場合には腐食を起こしたり、吸着されたガスが炭化水素の場合には金属面が炭化したりする。したがって、スリップリングが用いられた機器では、以下の問題点が生じる。
１．スリップリングと刷子との摺動面に有機物皮膜或いは炭化物の不導体膜ができ、その皮膜が擦られて磨耗粉が堆積して接触不良を起こす。
２．腐食性ガスが作用して、金属面を腐食させて不導体皮膜を形成して接触不良を起こす。
【０００８】
一方、スリップリングを用いた接触継電ユニットに流れる電流量は、数ミリＡ〜数μＡと微小で、かつ、刷子をスリップリングに当接させる付勢力も微小であるため、上記した磨耗粉や不導体膜は金属面に対して極めて鋭敏に影響を及ぼす。
【０００９】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、刷子とスリップリングとが化学薬品ガスや有機ガスに起因して電気的に接触不良になるのを抑制することが可能な接触継電ユニット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および発明の効果】
【００１０】
上記目的を達成するために、この発明の接触継電ユニットは、半導体生産工場で使用される搬送台車に搭載される。そして、この接触継電ユニットは、閉鎖空間内に配置されるスリップリングと、閉鎖空間内に固定され、スリップリングに接触するように配置される刷子と、外装カバーの内面に設置され、半導体生産工場の製造プロセスで用いられる化学薬品ガス及び半導体生産工場内の建材や装置材として使用される樹脂から放出される有機ガスを吸着するガス吸着部材とを備えている。
【００１１】
この発明による接触継電ユニットでは、上記のように、外装カバーの内面に化学薬品ガス及び有機ガスを吸着するガス吸着部材を設けることによって、閉鎖空間内に侵入する化学薬品ガス及び有機ガスを吸着して、閉鎖空間内を清浄な環境に保つことができる。これにより、閉鎖空間内の刷子とスリップリングとが、化学薬品ガスや有機ガスに晒されることに起因して、腐食したり、炭化水素が沈着などして不導体化したりするのを抑制することができる。その結果、刷子とスリップリングとが電気的に接触不良になるのを抑制することができ、接触継電ユニットにより安定した電力供給と通信状態の維持を確保することができる。
【００１２】
上記接触継電ユニットにおいて、好ましくは、ガス吸着部材は、ガス透過機能を有する布、不織布又は紙からなる容器と、容器に充填され、化学薬品ガス及び有機ガスを吸着するガス吸着材とからなる。このようにガス透過機能を有するガス吸着剤を容器に充填しておけば、ガス吸着材の機能を損なうことなく、取り扱いやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した接触継電ユニットの実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態による接触継電ユニットが搭載されるＯＨＴ搬送台車の全体構成を示した正面図である。図２は、図１に示した接触継電ユニットの昇降体及び昇降機構部を示した斜視図である。図３は、図２に示した昇降機構部の接触継電ユニット及びドラムを示した斜視図である。図４は、図３に示した接触継電ユニットのスリップリング、隔壁絶縁板及び絶縁カラーの取り付け構造を説明するための分解斜視図である。図１〜図４を参照して、本発明の一実施形態による接触継電ユニット１が搭載されるＯＨＴ搬送台車１００の構成について詳細に説明する。
【００１５】
接触継電ユニット１を備えたＯＨＴ搬送台車１００は、図１に示すように、半導体生産工場において、天井２に敷設されたレール３上を走行して半導体処理装置４やストッカにフープ５を搬送する。このＯＨＴ搬送台車１００は、半導体処理装置４のポート４ａにおいてフープ５を把持して昇降させるとともに、天井２のレール３に沿って走行することにより、フープ５に収納されたウエハを所定の位置まで移送する。ＯＨＴ搬送台車１００は、台車本体１０と、レール３に沿って走行する走行機構部２０とから構成されている。
【００１６】
台車本体１０は、走行機構部２０に取り付けられた吊り軸２１に固定されており、レール３に沿って走行する走行機構部２０と共に移動するように構成されている。この台車本体１０は、位置合わせ機構部３０と、昇降機構部４０と、昇降体５０とから構成されている。
【００１７】
位置合わせ機構部３０は、図２に示すように、昇降機構部４０及び昇降体５０を垂直軸回り（Ａ方向）に回動させるとともに水平方向（Ｂ方向）にスライドさせるために設けられている。この位置合わせ機構部３０は、フレーム３１と、走行機構部２０に取り付けられた吊り軸２１をフレーム３１に固定するための固定部材３２（図１参照）と、後述する昇降機構部４０のフレーム４１に固定される吊り軸３３と、吊り軸３３に装着された円形ラック３４と、円形ラック３４を挟んで対向するように配置される一対のピニオン３５ａ及び３５ｂと、一対のピニオン３５ａ及び３５ｂを水平方向にスライド可能に支持する一対のスライダ３６ａ及び３６ｂと、一対のピニオン３５ａ及び３５ｂをそれぞれ駆動するピニオン用モータ３７ａ及び３７ｂとを有している。
【００１８】
そして、一対のピニオン３５ａ及び３５ｂは、それぞれ、円形ラック３４に噛合している。このため、ピニオン３５ａ及び３５ｂが水平方向（Ｂ方向）にスライドすることにより、円形ラック３４が水平方向にスライドしたり、垂直軸の回り（Ａ方向）に回動したりする。したがって、円形ラック３４が装着される吊り軸３３が固定される昇降機構部４０および昇降体５０がピニオン用モータ３７ａ及び３７ｂの駆動により水平方向にスライドするとともに垂直軸回りに回動する。具体的には、ピニオン３５ａがＢ１方向にスライドするとともにピニオン３５ｂがそれと反対のＢ２方向にスライドすることにより、円形ラック３４は、Ａ１方向に回動される。また、ピニオン３５ａがＢ２方向にスライドするとともにピニオン３５ｂがそれと反対のＢ１方向にスライドすることにより、円形ラック３４は、Ａ１方向とは反対のＡ２方向に回動される。さらに、ピニオン３５ａ及び３５ｂが共にＢ１方向にスライドする場合には、円形ラック３４もＢ１方向にスライドして、ピニオン３５ａ及び３５ｂが共にＢ２方向にスライドする場合には、円形ラック３４もＢ２方向にスライドする。
【００１９】
昇降機構部４０は、４本の昇降ベルト４３ａ〜４３ｄに取り付けられた昇降体５０を上下方向（Ｃ方向）に移送するために設けられている。この昇降機構部４０は、フレーム４１と、円形ラック３４が装着される吊り軸３３を固定するための固定部材４２（図１参照）と、後述する昇降体５０を懸垂状態で支持する４本の昇降ベルト４３ａ〜４３ｄと、昇降ベルト４３ａ〜４３ｄを巻き上げる及び巻き下げるための４つのドラム４４ａ〜４４ｄと、ドラム４４ａ〜４４ｄを回転させる４つのドラム用モータ４５ａ〜４５ｄと、ドラム４４ａに設けられるソケット４６（図３参照）と、当該ソケット４６に接続する接触継電ユニット１とを有している。
【００２０】
昇降ベルト４３ａ〜４３ｄは、ドラム用モータ４５ａ〜４５ｄにより巻き上げられることにより、昇降体５０を上方（Ｃ１方向）に移送させ、ドラム用モータ４５ａ〜４５ｄにより巻き下げられることにより、昇降体５０を下方（Ｃ２方向）に移送させる。この昇降ベルト４３ａ〜４３ｄの一方端はドラム４４ａ〜４４ｄに固定されるとともに、他方端は昇降体５０に固定されている。また、ソケット４６が設けられるドラム４４ａに固定される昇降ベルト４３ａには、図３に示すように、後述する昇降体５０のグリッパ５２を駆動するグリッパ用モータ５４（図１参照）への電力供給用及び制御信号の授受用の複数の電線４３１ａが埋設されている。
【００２１】
ドラム４４ａ〜４４ｄは、ドラム用モータ４５ａ〜４５ｄの回転軸に取り付けられており、ドラム用モータ４５ａ〜４５ｄの駆動に伴って回転するように構成されている。したがって、ドラム用モータ４５ａ〜４５ｄが駆動することにより、昇降ベルト４３ａ〜４３ｄの一方端が固定されたドラム４４ａ〜４４ｄが回転して、昇降体５０が上下方向（Ｃ方向）に移動する。また、後述する接触継電ユニット１に対応するドラム４４ａには、接触継電ユニット１の回転軸１７がドラム４４ａと連動して回転するように取り付けられている。したがって、ドラム用モータ４５ａが駆動することにより、ドラム４４ａと連動する回転軸１７も回転する。
【００２２】
接触継電ユニット１は、静止体と回転体との電気的な接続に用いられ、ＯＨＴ搬送台車１００の制御装置（図示せず）に接続される接続ケーブル６と回転駆動する昇降ベルト４３ａの電線４３１ａとを電気的に接続するために設けられている。具体的には、接触継電ユニット１は、昇降ベルト４３ａを巻き上げる及び巻き下げるドラム４４ａに連動して回転するスリップリング１２に刷子１５を摺動させることにより、後述する昇降体５０のグリッパ用モータ５４（図１参照）に電力および制御信号の供給を行う。この接触継電ユニット１は、閉鎖空間７を形成する外装カバー１１と、閉鎖空間７内に配置されるスリップリング１２（本実施形態では、２つ）、隔壁絶縁板１３（本実施形態では、３つ）、絶縁カラー１４、刷子１５（本実施形態では、４つ）及びガス吸着部材１６とを備えている。また、外装カバー１１のドラム４４ａ側の面には、ドラム４４ａに同期して回転する回転軸１７と、絶縁カラー１４の内部に導かれるリード線１８ａ（図４参照）が束ねられた接続ケーブル１８と、ドラム４４ａの内面に設けられたソケット４６に接続されるコネクタ１９とが設けられている。また、外装カバー１１の下面には、閉鎖空間７内に配置される刷子１５に接続されるリード線６ａが束ねられた接続ケーブル６が設けられており、この接続ケーブル６は、ＯＨＴ搬送台車１００の制御装置（図示せず）に接続されている。
【００２３】
外装カバー１１は、スリップリング１２と刷子１５との摺動により発生する磨耗粉を外部に飛散させないように、半導体生産工場に設置される機器としては当然に、塵埃発生抑制対策としてパーティクル発散防止構造を有している。この外装カバー１１は、回転軸１７を回転可能に支持する固定部１１ａと、当該固定部１１ａに着脱可能なカバー部１１ｂとからなる。
【００２４】
絶縁性材料からなる筒状の絶縁カラー１４は、交互に配置された後述する隔壁絶縁板１３及びスリップリング１２を支持し、ドラム４４ａの回転に同期して回転するように回転軸１７に取り付けられている。この絶縁カラー１４には、図４に示すように、接続ケーブル１８のリード線１８ａを筒状の絶縁カラー１４の内部に導く長手方向に延びるスリット１４ａと、そのスリット１４ａに連続するように円周方向に沿った３つのスリット１４ｂ〜１４ｄとが形成されている。この３つのスリット１４ｂ〜１４ｄは、絶縁カラー１４の内部に導かれたリード線１８ａの端部を引き出すために設けられており、引き出されたリード線１８ａが互いに重ならないように切り込み深さが異なるように形成されている。そして、絶縁カラー１４の内部からスリット１４ｂ〜１４ｄを介して引き出されたリード線１８ａの端部は、スリップリング１２に半田付けされる。
【００２５】
導電性材料からなるスリップリング１２は、筒状の絶縁カラー１４を挿入可能なリング状に形成されており、絶縁カラー１４とともにドラム４４ａの回転に同期して回転するように構成されている。また、スリップリング１２は、上記したように絶縁カラー１４の内部に導かれたリード線１８ａの端部が半田付けされており、スリップリング１２に供給された電力および制御信号は、リード線１８ａ、接続ケーブル１８、コネクタ１９、ソケット４６及び電線４３１ａを介して昇降体５０のグリッパ５２を駆動させるグリッパ用モータ５４（図１参照）に供給される。
【００２６】
絶縁性材料からなる隔壁絶縁板１３は、筒状の絶縁カラー１４を挿入可能なリング状に形成されており、上記したスリップリング１２を挟むように配置されている。これにより、導電性のスリップリング１２同士が接触するのを防止することが可能となる。そして、絶縁カラー１４に挿入されたスリップリング１２及び隔壁絶縁板１３は、積層一体化して絶縁カラー１４に固定される。
【００２７】
刷子１５は、図３に示すように、ドラム４４ａ〜４４ｄの回転に連動して回転するスリップリング１２に摺動するように配置されている。これにより、ＯＨＴ搬送台車１００の制御装置に接続される静止体の刷子１５から回転体のスリップリング１２に電力および制御信号を供給することが可能となる。この刷子１５は、スリップリング１２を挟んで対向するように配置されている。そして、刷子１５は、下端部を外装カバー１１の底面１１ｃに絶縁封止することにより、底面１１ｃから垂直上方向（Ｃ１方向）に延びるように配置されている。
【００２８】
ここで、本実施形態では、外装カバー１１の上面１１ｄの内面には、上記した半導体生産工場の製造プロセスで用いられる化学薬品ガス及び半導体生産工場内の建材や装置材として使用される樹脂から放出される有機ガスを吸着する機能を有するガス吸着部材１６が設けられている。このガス吸着部材１６は、回転駆動されるスリップリング１２、隔壁絶縁板１３及び刷子１５に接触することがないように配置されている。そして、このガス吸着部材１６は、留め金や掛け金などにより固定されている。なお、留め金や掛け金以外の固定方法（例えば、有機ガスが発生しない接着剤など）でガス吸着部材１６を固定しても良い。ガス吸着部材１６は、ガス透過機能を有する容器１６ａと、当該容器１６ａに充填されるガス吸着材１６ｂとからなる。ガス透過機能を有する容器１６ａとしては、例えば、ポリエステル繊維を織った布や不織布やナイロン繊維で織った布などが挙げられるが、ガス透過機能を有していれば材質は問わない。また、ガス吸着材１６ｂとしては、例えば、活性炭、シリカゲル、活性アルミナ、ゼオライト、活性白土、酸化マグネシューム、水酸化マグネシュームなどが挙げられるが、ガス吸着機能を有していればこれに限られない。このガス吸着材１６ｂは、使用時間の経過とともにガス吸着機能が減退するため、使用者は定期的にガス吸着部材１６の交換を行う必要がある。なお、使用済みのガス吸着部材１６は、活性炭のように再賦活により再使用可能な場合もある。
【００２９】
昇降体５０には、図２に示すように、上記した昇降機構部４０の昇降ベルト４３ａ〜４３ｄの他方端が４箇所に固定されており、昇降機構部４０のドラム用モータ４５ａ〜４５ｄの駆動により上下方向に移動するように構成されている。そして、昇降体５０には、図１及び図２に示すように、シャーシ５１と、半導体処理装置４のポート４ａに載置されたフープ５を把持するための一対のグリッパ５２、一対のグリッパ５２を互いに近づけたり遠ざけたりして開閉動作させるボールネジ５３と、ボールネジ５３を回転させるグリッパ用モータ５４とが設けられている。
【００３０】
本実施形態では、上記のように、外装カバー１１の内面に化学薬品ガス及び有機ガスを吸着するガス吸着部材１６を設けることによって、閉鎖空間７内に存在する化学薬品ガスや有機ガスを吸着して、閉鎖空間７内を清浄な環境に保つことができる。これにより、閉鎖空間７内の刷子１５とスリップリング１２とが、化学薬品ガスや有機ガスに晒されることに起因して、腐食したり、炭化水素が沈着などして不導体化したりするのを抑制することができる。その結果、刷子１５とスリップリング１２とが電気的に接触不良になるのを抑制することができ、接触継電ユニット１による安定した電力供給と通信状態の維持を確保することができる。
【００３１】
また、本実施形態では、化学薬品ガス及び有機ガスを吸着するガス吸着材１６ｂを、ガス透過機能を有する布、不織布又は紙からなる容器１６ａに充填することにより、ガス吸着材１６ｂの機能を損なうことなく、取り扱いやすくなる。
【００３２】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００３３】
例えば、上記実施形態では、天井に敷設されたレールに沿って移動するＯＨＴ搬送台車に接触継電ユニットを搭載する例を示したが、本発明はこれに限らず、化学薬品ガスや有機ガスの存在する恐れのある半導体生産工場で使用される搬送台車であればＯＨＴ搬送台車に限定されない。
【００３４】
また、ガス吸着材に、有機ガスを吸着する有機ガス用吸着材と、化学薬品ガスを吸着する化学薬品ガス用吸着材とがある場合に、両者を混合して使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態による接触継電ユニットが搭載されるＯＨＴ搬送台車の全体構成を示した正面図である。
【図２】図１に示した接触継電ユニットの昇降体及び昇降機構部を示した斜視図である。
【図３】図２に示した昇降機構部の接触継ユニット及びドラムを示した斜視図である。
【図４】図３に示した接触継電ユニットのスリップリング、隔壁絶縁板及び絶縁カラーの取り付け構造を説明するための分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  接触継電ユニット
１１  外装カバー
１２  スリップリング
１５  刷子
１６  ガス吸着部材
１６ａ  容器
１６ｂ  ガス吸着材
【図１】
2008016213.tif 000003
【図２】
2008016213.tif 000004
【図３】
2008016213.tif 000005
【図４】
2008016213.tif 000006