(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被収容物を内部に収容可能であって一面に開口を有する箱状の本体と、前記本体から分離可能であって前記開口を塞いで前記本体と共に密閉空間を形成する蓋と、を備える収容容器から前記蓋を取り外すことによって前記開口を開放して前記被収容物の挿脱を可能とする、前記蓋の開閉システムであって、
前記収容容器を支持すると共に所定の方向に前記収容容器を移動可能な収容容器支持機構と、
外部空間と分離され、塵が管理されて前記被収容物を搬送する機構が収容される微小空間と、
前記収容容器支持機構に前記収容容器をロードする位置に向かって開口する前記外部空間の側の開口部である外部空間側開口部を有すると共に前記微小空間と連通して前記微小空間側に開口する微小空間側開口部を有するトンネルと、
前記蓋と当接して前記蓋を保持する保持機構を有し、前記トンネル内に配置されて前記所定の方向と直交し前記被収容物の延在面と平行な回転軸周りに回動可能であって、前記トンネルの延在方向と直交して前記トンネルを閉鎖する姿勢において前記収容容器支持機構が移動させる前記収容容器に対して前記所定の方向に沿って相対的に移動可能なドアと、を有し、
前記トンネルは、前記ドアが前記収容容器に対して相対移動して前記蓋を前記収容容器から分離した際に前記収容容器の開口が前記トンネル内に位置させることが可能であり、且つ前記ドアが前記蓋を保持して前記回転軸周りに回動した際に前記収容容器の前記所定の方向への移動を妨げずに前記ドア及び前記蓋を収容可能な収容空間を含む大きさを有し、
前記トンネルは、前記収容容器に保持される被収容物に対して検知光を照射する投光部と前記検知光を受光する受光部とからなり前記被収容物の有無を検知するマッピングセンサを有し、
前記ドアは、前記蓋と当接する平板状の当接部材と、前記当接部材を長手方向中央部において保持する本体部と、前記当接部材の両側部において前記本体部各々と連結されて前記ドアを前記回転軸回りに回動可能に支持する一対のＬ字アームと、を有し、
前記本体部が前記微小空間側開口部の長手方向長さより短い長手方向長さと前記外部空間側開口部の短手方向長さより短い短手方向長さとを有すると共に、前記本体部が前記当接部材の両側部に前記短手方向に延在する一対のスリットを有する、ことにより前記本体部の上辺上及び下辺下、及び前記本体部の両側辺側を併せて、前記ドア周囲に前記微小空間側開口部から前記外部空間側開口部に延在する気体流路を形成することを特徴とする前記蓋の開閉システム。
【請求項２】
前記投光部及び受光部は、前記収容容器が前記被収容物の前記収容容器に対する挿脱を行う位置に配置された状態での前記被収容物の前記収容容器内部での配置に対応して配置されることを特徴とする請求項１に記載の蓋開閉システム。
【請求項３】
前記被収容物は複数存在し、前記マッピングセンサは前記被収容物各々に応じて配置され、且つ前記マッピングセンサは各々が用いる前記検知光の存在する波長域及び照射周波数の少なくとも何れかが各々異なることを特徴とする請求項１或いは２何れかに記載の蓋開閉システム。
【請求項４】
前記投光部の前記検知光の投光側端部及び前記受光部の前記検知光の受光側端部は前記トンネルの内壁と同一面或いは前記トンネルの内壁から凹部を構成するように配置されることを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載の蓋開閉システム。
【請求項５】
前記蓋開閉システムを用いて前記被収容物の前記収容容器の内部に対する挿脱を為す被収容物挿脱システムであって、
請求項１乃至４何れかに記載の蓋開閉システムと、
前記収容容器と、を有し、
前記収容容器は、前記投光部から照射される前記検知光が対応する前記被収容物に至ることを可能とする前記検知光を透過可能な第一の検知窓、及び前記収容容器内部から前記検知光が前記受光部にいたることを可能とする前記検知光を透過可能な第二の検知窓を有することを特徴とする被収容物挿脱システム。
【請求項６】
前記第一の検知窓及び前記第二の検知窓は、被収容物各々に応じて個別に配置されることを特徴とする請求項５に記載の被収容物挿脱システム。
【請求項７】
被収容物を内部に収容可能であって一面に開口を有する箱状の本体と、前記本体から分離可能であって前記開口を塞いで前記本体と共に密閉空間を形成する蓋と、を備える収容容器から前記蓋を取り外すことによって前記開口を開放して前記被収容物の挿脱を可能として、前記収容容器に対して前記被収容物を挿脱し、前記収容容器外部において前記被収容物に所定の処理を施す被収容物の処理方法であって、
塵が管理された微小空間と、
前記微小空間内に配置された被収容物の搬送機構と、
前記微小空間に設けられた開口部を閉鎖すると共に前記蓋を保持可能なドアと、
前記収容容器を支持して前記収容容器を所定の方向に駆動し、前記蓋を前記ドアに保持させる支持機構と、を有する蓋開閉システムを用い、
前記収容容器を支持機構に支持させて当該支持機構に対して前記収容容器を固定し、
前記支持機構を駆動させて前記蓋を前記ドアに当接させて前記ドアに前記蓋を保持させ、
前記支持機構と前記ドアとを前記所定の方向において相対駆動させて、前記収容容器と前記蓋とを分離し、
前記蓋及びドアを前記所定の方向と直交し且つ前記被収容物の延在面に含まれる軸周りに回動させて前記収容容器の駆動領域から前記蓋及びドアを退避させ、
前記収容容器を前記所定の方向に駆動させて前記被収容物の挿脱位置に配置する工程を有し、
前記収容容器から前記蓋を分離した際の前記収容容器、前記回動後の前記蓋及びドア、及び前記被収容物の挿脱位置にある前記収容容器は、前記微小空間と前記支持機構に対して前記被収容容器を支持させる操作を行なう空間とを結ぶトンネルの内部に位置し、
前記被収容物の挿脱位置において、前記収容容器に設けられた所定の検知光を透過可能な第一の検知窓を介して前記被収容物に至る前記検知光を照射し、前記収容容器に設けられた所定の検知光を透過可能な第二の検知窓を介して前記被収容物を経た前記検知光の受光の有無によって前記収容容器内における前記被収容物の有無を判定し、
前記ドアは、前記開口部を閉鎖した状態において前記トンネル内壁との間で前上下の長手方向に延在する上辺上及び下辺下に形成する気体流路と、両側の短手方向に延在する一対のスリットとを介し、前記微小空間と外部空間との間の差圧によって前記ドア周囲から前記外部空間に向かう気流を生成し、
前記被収容容器の有無の判定は、前記気流が生成された状態で行われることを特徴とする被収容物の処理方法。
【請求項８】
被収容物を内部に収容可能であって一面に開口を有する箱状の本体と、前記本体から分離可能であって前記開口を塞いで前記本体と共に密閉空間を形成する蓋と、を備える収容容器から前記蓋を取り外すことによって前記開口を開放して前記被収容物の挿脱を可能として、前記収容容器に対して前記被収容物を挿脱し、前記収容容器外部において前記被収容物に所定の処理を施す被収容物の処理方法であって、
塵が管理された微小空間と、
前記微小空間内に配置された被収容物の搬送機構と、
前記微小空間に設けられた開口部を閉鎖すると共に前記蓋を保持可能なドアと、
前記収容容器を支持して前記収容容器を所定の方向に駆動し、前記蓋を前記ドアに保持させる支持機構と、を有する蓋開閉システムを用い、
前記収容容器を支持機構に支持させて当該支持機構に対して前記収容容器を固定し、
前記支持機構を駆動させて前記蓋を前記ドアに当接させて前記ドアに前記蓋を保持させ、
前記支持機構と前記ドアとを前記所定の方向において相対駆動させて、前記収容容器と前記蓋とを分離し、
前記蓋及びドアを前記所定の方向と直交し且つ前記被収容物の延在面に含まれる軸周りに回動させて前記収容容器の駆動領域から前記蓋及びドアを退避させ、
前記収容容器を前記所定の方向に駆動させて前記被収容物の挿脱位置に配置する工程を有し、
前記収容容器から前記蓋を分離した際の前記収容容器、前記回動後の前記蓋及びドア、及び前記被収容物の挿脱位置にある前記収容容器は、前記微小空間と前記支持機構に対して前記被収容容器を支持させる操作を行なう空間とを結ぶトンネルの内部に位置し、
前記被収容物の挿脱位置において、前記収容容器に設けられた所定の検知光を透過可能な第一の検知窓を介して前記被収容物に至る前記検知光を照射し、前記収容容器に設けられた所定の検知光を透過可能な第二の検知窓を介して前記被収容物を経た前記検知光の受光の有無によって前記収容容器内における前記被収容物の有無を判定し、
前記蓋を分離した状態における前記収容容器の外周と前記トンネルの内壁との間には間隔が保持されており、前記間隔においては前記微小空間と外部空間との間の差圧によって前記微小空間から前記外部空間に向かう気流が生成され、
前記被収容容器の有無の判定は、前記気流が生成された状態で行われることを特徴とする被収容物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造プロセス等において、ポッドと呼ばれる搬送容器に内部保持されたレチクル、ウエハ等を半導体処理装置間等にて移送する際に用いられる、システム、所謂FIMS（Front-Opening Interface Mechanical Standard）システムの一形態に関する。より詳細には、数枚のレチクル等を収容する薄型の密閉容器たる所謂FOUP（Front-Opening Unified Pod）と呼ばれるポッド複数個に同時に対応し、当該ポッドの蓋を開閉して該ポッドに対するレチクル等の移載を行うFIMSシステム、即ち蓋開閉システム、及び当該システムを用いた基板処理法方に関する。
【背景技術】
【０００２】
以前、半導体製造プロセスは、半導体ウエハを取り扱う部屋内部を高清浄化した所謂クリーンルーム内において行われていた。しかしウエハサイズの大型化への対処とクリーンルームの管理に要するコスト削減の観点から、近年では処理装置内部、ポッド（ウエハの収容容器）、及び当該ポッドから処理装置への基板受け渡しを行う微小空間のみを高清浄状態に保つ手法が採用されるに至っている。
【０００３】
当該ポッドは、その内部に複数のウエハを平行且つ隔置した状態で保持可能な棚と、外面を構成する面の一つにウエハ出し入れに用いられる開口とを有する略立方体形状を有する本体と、その開口を閉鎖する蓋とから構成される。この開口が形成されている面がポッドの底面ではなく一側面（微小空間に対して正対する面）に位置するポッドは、FOUP（front-opening unified pod）と総称され、本発明はこのFOUPを用いる構成を主たる対象としている。従来、生産効率等の観点から一個のポッドあたり十枚以上のウエハを収容するポッドが用いられていたが、昨今ウエハの大径化、或いは一枚のウエハに対する工程の増加等によってむしろポッドあたり数枚のウエハを収容し、小ロットの状態として個々の装置に対してウエハを供給する方法がより好ましいと考えられ始めている。このような数枚のウエハ用に特化した薄型のポッド及びその取り扱いに関しては特許文献１に詳細が述べられている。
【０００４】
ここで、上述した微小空間は、ポッドの開口と向かい合う第一の開口部と、該第一の開口部を閉鎖するドアと、半導体処理装置側に設けられた処理装置側の第二の開口部と、ポッド側の第一の開口部からポッド内部に侵入してウエハを保持すると共に該処理装置側の第二の開口部を通過して処理装置側にウエハを搬送する移載ロボットとを有している。微小空間を形成する構成は、同時にドア正面にポッド開口が正対するようポッドを支持する載置台を有している。通常、載置台はドア方向に対して所定距離の前後移動が可能となっている。ポッド内のウエハを処理装置に移載する際には、ポッドが載置された状態でポッドの蓋がドアと接触するまでポッドを移動させ、接触後にドアによってポッド開口からその蓋が取り除かれる。これら操作によって、ポッド内部と処理装置内部とが微小空間を介して連通することとなり、以降ウエハの移載操作が繰り返して行われる。この載置台、ドア、ポッド側の第一の開口部、ドアの開閉機構、該第一の開口部が構成された微小空間の一部を構成する壁等を含めて、本発明における蓋開閉システム、即ちFIMS（front-opening interface mechanical standard）システムと総称される。
【０００５】
先に述べたように、従来は十枚以上のウエハを収容したポッド単体のみに対応する構成が主流であった。しかしながら、前述した薄型のポッドを対象とした場合、工程時間の短縮に観点をおくと複数のポッドを略同時、或いは載置状態にある時間をオーバーラップさせて該微小空間に対するウエハの供給等を可能とすることが求められる。また、このようなウエハの取り扱いは、露光処理等に用いられるレチクルの搬送等にも使用することが可能である。ここで、薄型のポッド複数個に対応する場合、接地面積を小さく抑える観点から複数のポッドを縦に積み上げる構成が考えられる。このようなポッド配置に対応する蓋開閉システムとして特許文献２に開示する装置が考案されている。当該構成では、前述したポッド側開口部を縦に複数個形成し、各々を閉鎖するドアを矩形状の開口部の長手方向に延在する軸周りに回動させることでドア開閉に要する機構が占める空間を小さく納めている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２６２６５４号公報
【特許文献２】特開２０００−２８６３１９号公報
【特許文献３】特開２００４−１５３２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の多数枚のウエハを一度に収容するポッドは当該ポッドに収容されたウエハ全てが各処理装置において所定の処理が施されるように当該装置間を搬送される。しかし、各処理工程において、その処理後に所定の規格を満足しないウエハが発生する場合があり、通常そのようなウエハはポッドから除去される。従って、製造開始当初ウエハが満たされていたポッド内の格納棚には、各処理工程を経る毎にウエハの欠落が生じる。ここで、この各種処理装置は自動化がほぼ実現されており、前述するウエハの欠落が生じている場合には、その欠落を検知し且つこれを考慮してウエハの適切な搬出搬入の操作を行う必要がある。このため、従来の多数枚のウエハを一度に収容するポッドにおいては、該ポッド内のどの格納棚にウエハが格納されているかを各処理装置毎に検出する、所謂マッピングと呼ばれる操作を行うことが必要となる。（特許文献３参照）
【０００８】
本発明が対象とする少数枚対応のポッドにおいてもこのマッピング操作を行うことが求められる点は同様である。しかし、従来のマッピング操作は、例えば特許文献３に開示されるように、一対の投光部と受光部とからなる所謂マッピングセンサを実際にポッド内部に挿入し、当該センサをウエハが並置される方向にスキャンすることによりウエハの有無を検知している。ここで、例えば特許文献２に開示する構成に対して、特許文献３に開示するマッピングセンサ等を適用しようとした場合、微小空間中に当該マッピングセンサ及びこれをポッド内部に侵入させ且つ特定方向に移動させる構成を配することが必要となる。しかし、引用文献２に示す様なポッドを多段に積み上げた構成の場合、このようなマッピングセンサを配置するスペースの確保自体が困難である。また、仮にスペースの確保ができたとしても、微小空間を清浄に維持する観点から、本来できる限り駆動する構成を排除すべき微小空間にこのような構成を複数配置することは本来的に認められない。従って、このような構成とは異なる少数枚のウエハを対象とするポッド、ロードポート等に好適なマッピングセンサの構築が求められている。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、少数枚対応のポッドたる密閉容器の蓋開閉システム及び当該システムを用いた基板処理方法であって、ポッド内部に収容されたウエハのマッピングを行うことを可能とするシステム及び基板処理方法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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る蓋開閉システムは、被収容物を内部に収容可能であって一面に開口を有する略箱状の本体と、該本体から分離可能であって開口を塞いで本体と共に密閉空間を形成する蓋と、を備える収容容器から当該蓋を取り外すことによって開口を開放して被収容物の挿脱を可能とする、蓋の開閉システムであって、収容容器を支持すると共に所定の方向に該収容容器を移動可能な収容容器支持機構と、外部空間と分離され、塵が管理されて被収容物を搬送する機構が収容される微小空間と、収容容器支持機構に収容容器をロードする位置近傍に外部空間の側の開口部である外部空間側開口部を有すると共に該微小空間と連通して微小空間側に開口する微小空間側開口部を有するトンネルと、蓋と当接して該蓋を保持する保持機構を有し、トンネルの延在方向と直交してトンネルを略閉鎖する姿勢において収容容器支持機構が移動させる、収容容器に対して所定の方向に沿って相対的に移動可能であって、該微小空間側開口の開閉を可能なドアと、を有し、該トンネルは、収容容器に保持される被収容物に対して検知光を照射する投光部と該検知光を受光する受光部とからなり被収容物の有無を検知するマッピングセンサを有することを特徴としている。
【００１１】
なお、上述した蓋開閉システムでは、投光部及び受光部は、収容容器が被収容物の収容容器に対する挿脱を行う位置に配置された状態での該被収容物の収容容器内部での配置に対応して配置されることが好ましい。また、当該被収容物は複数存在し、マッピングセンサは被収容物各々に応じて配置され、且つ該マッピングセンサは各々が用いる検知光の存在する波長域及び照射周波数の少なくとも何れかが各々異なることが好ましい。また、ここで、被収容物が複数存在した場合、マッピングセンサは被収容物各々に応じて配置され、且つ複数のマッピングセンサの一の投光部と該一の投光部を有するマッピングセンサの直上或いは直下のマッピングセンサの受光部とは、トンネルの内壁であって収容容器の一方の側面と対応する位置に配置されることが好ましい。或いは、被収容物が複数存在した場合、マッピングセンサは被収容物各々に応じて配置され、且つ複数のマッピングセンサの一の投光部と該一の投光部を有するマッピングセンサの直上或いは直下のマッピングセンサの二の投光部とは、トンネルの内壁であって収容容器の一方の側面と対応する位置に配置され、且つ一の投光部からの照射される検知光の光軸と二の投光部から照射される検知光の光軸とは、投光部から離れるに従って互いの間隔が開くことが好ましい。また、投光部の検知光の投光側端部及び受光部の検知光の受光側端部はトンネルの内壁と同一面或いはトンネルの内壁から凹部を構成するように配置されることがより好ましい。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、本発明に係る蓋開閉システムは、被収容物を内部に収容可能であって一面に開口を有する略箱状の本体と、本体から分離可能であって開口を塞いで該本体と共に密閉空間を形成する蓋と、を備える収容容器から当該蓋を取り外すことによって開口を開放して被収容物の挿脱を可能とする、蓋の開閉システムであって、収容容器を支持すると共に所定の方向に該収容容器を移動可能な収容容器支持機構と、外部空間と分離され、塵が管理されて被収容物を搬送する機構が収容される微小空間と、収容容器支持機構に収容容器をロードする位置近傍に外部空間の側の開口部である外部空間側開口部を有すると共に微小空間と連通して微小空間側に開口する微小空間側開口部を有するトンネルと、蓋と当接して該蓋を保持する保持機構を有し、トンネル内に配置されて所定の方向と直交し被収容物の延在面と平行な回転軸周りに回動可能であって、トンネルの延在方向と直交して該トンネルを略閉鎖する姿勢において収容容器支持機構が移動させる収容容器に対して所定の方向に沿って相対的に移動可能なドアと、を有し、トンネルは、ドアが収容容器に対して相対移動して蓋を収容容器から分離した際に収容容器の開口がトンネル内に位置させることが可能であり、且つ当該ドアが蓋を保持して回転軸周りに回動した際に収容容器の所定の方向への移動を妨げずにドア及び蓋を収容可能な収容空間を含む大きさを有し、当該トンネルは、収容容器に保持される被収容物に対して検知光を照射する投光部と該検知光を受光する受光部とからなり被収容物の有無を検知するマッピングセンサを有することを特徴としている。
【００１３】
なお、上述した蓋開閉システムでは、投光部及び受光部は、収容容器が被収容物の収容容器に対する挿脱を行う位置に配置された状態での該被収容物の収容容器内部での配置に対応して配置されることが好ましい。また、被収容物は複数存在し、マッピングセンサは該被収容物各々に応じて配置され、且つ該マッピングセンサは各々が用いる検知光の存在する波長域及び照射周波数の少なくとも何れかが各々異なることが好ましい。更に、投光部の検知光の投光側端部及び受光部の検知光の受光側端部はトンネルの内壁と同一面或いはトンネルの内壁から凹部を構成するように配置されることがより好ましい。
【００１４】
更に、上記課題を解決するために、本発明に係る被収容物の挿脱システムは、上述する蓋開閉システムを用いて被収容物の収容容器の内部に対する挿脱を為す被収容物挿脱システムであって、上述した蓋開閉システムの何れかと、該収容容器と、を有し、収容容器は、投光部から照射される検知光が対応する被収容物に至ることを可能とする検知光を透過可能な第一の検知窓、及び収容容器内部から検知光が受光部にいたることを可能とする検知光を透過可能な第二の検知窓を有することを特徴としている。更に、当該構成では、第一の検知窓及び第二の検知窓は、被収容物各々に応じて個別に配置されることが好ましい。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、本発明に係る被収容物の処理方法は、被収容物を内部に収容可能であって一面に開口を有する略箱状の本体と、該本体から分離可能であって開口を塞いで本体と共に密閉空間を形成する蓋と、を備える収容容器から蓋を取り外すことによって開口を開放して被収容物の挿脱を可能として、収容容器に対して被収容物を挿脱し、収容容器外部において被収容物に所定の処理を施す被収容物の処理方法であって、塵が管理された微小空間と、該微小空間内に配置された被収容物の搬送機構と微小空間に設けられた開口部を略閉鎖すると共に前記蓋を保持可能なドアと、収容容器を支持して該収容容器を所定の方向に駆動し、蓋をドアに保持させる支持機構と、を有する蓋開閉システムを用い、収容容器を支持機構に支持させて当該支持機構に対して収容容器を固定し、支持機構を駆動させて蓋をドアに当接させてドアに蓋を保持させ、支持機構とドアとを所定の方向において相対駆動させて、収容容器と蓋とを分離し、蓋及びドアを所定の方向と直交し且つ被収容物の延在面に含まれる軸周りに回動させて収容容器の駆動領域から蓋及びドアを退避させ、収容容器を所定の方向に駆動させて被収容物の挿脱位置に配置する工程を有し、収容容器から蓋を分離した際の収容容器、回動後の蓋及びドア、及び被収容物の挿脱位置にある前記収容容器は、微小空間と支持機構に対して被収容容器を支持させる操作を行なう空間とを結ぶトンネルの内部に位置し、被収容物の挿脱位置において、収容容器に設けられた所定の検知光を透過可能な第一の検知窓を介して被収容物に至る検知光を照射し、収容容器に設けられた所定の検知光を透過可能な第二の検知窓を介して被収容物を経た検知光の受光の有無によって収容容器内における被収容物の有無を判定することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、小枚数対応のポッドについて、蓋開閉操作時におけるウエハの収容状態を随時検知することが可能となる。また、本発明に係るセンサにおいては、個々のウエハに対応し且つ相互作用による誤検出を防止可能としていることから、確実な検知結果を得ることが可能となる。また、本発明によれば、ポッドの蓋を開閉するロードポートにおいて、常に微小空間側から外部空間側に向かう気流が生成されるトンネル内部に所謂はめ込む様式にてセンサが配置されることから、該センサを配することによる微小空間の清浄度の劣化等を確実に防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。なお、実施形態の説明に際し、本発明の実施形態の説明を容易とするためにまずセンサ以外の主たる構成について述べることとする。図１Ａは、本発明が対象とする薄型ポッドの一部、及び当該ポッド個々について対処可能な蓋開閉システムの主要部に関して、これら構成を側面から見た状態での構成を模式的に示している。なお、実際には、図１Ａ等に示す構成は複数が積み重ねられるように配置されるが、説明容易化のため、以下の実施形態の説明においては単独の構成について述べることとする。図１Ｂは図１Ａに示す構成を当該図中の線１Ｂ−１Ｂに沿った断面から見た場合の構成を、図１Ｃはこれら構成を矢印１Ｃ方向（微小空間側）から見た場合の構成を、図１Ｄはポッドを除いた構成を矢印１Ｄ方向（外部空間側）から見た場合の構成をそれぞれ示している。
【００１８】
また、図１Ａは後述する載置台上の所定位置にポッドが載置された状態を示し、図２Ａはポッドが一旦前進駆動されて蓋がドアに保持される位置に至った状態を示し、図３Ａはポッドが一旦後退駆動されてポッドから蓋が取り外された状態を示し、図４Ａは蓋開閉機構の動作によって当該機構及び蓋がトンネル内部のこれらの収容空間に移動した状態を示し、図５Ａはその後ポッドが更に前進駆動されたウエハ挿脱用の所定位置に至った状態を示している。また、図３Ｂ、４Ｂ、５Ｂ、及び５Ｃは、各々図１Ａと図１Ｂ〜１Ｃの関係に準じて、同様の様式にて各々の構成を示したものである。なお、図５Ｃに関しては、理解容易とするために、ポッド及び蓋を除外して示すものとする。
【００１９】
ここで、当該蓋開閉システムに対して載置されるポッド及び該ポッドに収容されるウエハについて先に述べる。本実施形態では、ポッド２における本体２ａの内部には、被処理物たるウエハを２枚内部に収めるための空間が形成されている。本体２ａは、水平方向に存在するいずれか一面に開口を有する薄い略箱状の形状を有する。また、ポッド２は、本体２ａの開口２ｂを密閉するための蓋４を備えている。本体２ａの内部に水平に保持されたウエハ１を鉛直方向に重ねる為の複数の段を有する棚（不図示、本形態では２段）が配置されており、ここに載置されるウエハ１各々はその間隔を一定としてポッド２内部に収容される。ウエハ１は本発明における被収容物に、ポッド２は収容容器に、本体２ａは基本的な形状が箱体であることから略箱上の形状を有するとして定義される本体に、また、ポッド２の開口２ｂは基本形状が矩形であることから略矩形状として定義される開口に対応する。
【００２０】
本発明に係る蓋開閉システム１０は、載置台１３、ドア１５、トンネル２０を構成するトンネル部材２１、ドアの開閉機構３０、及びトンネルが連通する微小空間２５（後述する搬送室）の外壁を構成する一部材たる壁１１を含む。載置台１３は、実際にポッド２が載置され、且つ載置されたポッドを第一の開口部１０方向に向けて接近或いは離間させる動作が可能な、上部に平坦面を有する可動プレート１４を含む。可動プレート１４の平坦面表面には位置決めピン１４ａが埋設されており、ポッド本体２ａ下面に設けられた不図示の位置決め凹部に当該位置決めピン１４ａが嵌合することにより、ポッド２と可動プレート１４との位置関係が一義的に決定される。可動プレート１４ａにはステッピングモータ、ボールネジ等からなる不図示の公知の駆動機構に接続されており、ポッド２を載置した状態にて、後述するポッド２のロード位置、蓋保持位置、蓋離脱位置及びウエハ挿脱位置の四位置での当該プレートの停止を可能としている。なお、載置台１３或いは可動プレート１４からなる構成は、本発明においてポッド等を支持し且つこれを所定の方向に移動させる収容容器支持機構或いは支持機構として作用する。
【００２１】
トンネル部材２１は、壁１１から外部空間側に垂直に、即ち可動プレート１４の駆動方向に沿って立ち上がり且つ当該立ち上がり方向と垂直な断面が矩形となる空間を構成する周囲壁部２１ａと、当該周囲壁部２１ａの外部空間側開口を制限する端部壁部２１ｂと、からなる。トンネル部材２１によって構成されるトンネル２０の横方向長さ（該トンネル２０に対してポッド２が正対した場合のポッド２の正対面の長手方向長さ、即ち水平方向の長さ）は、ポッド２を収容可能となるようにポッド２におけるトンネルとの正対面の長手方向長さより大きく設定される。当該トンネル２０は、微小空間側開口２０ａと外部空間側開口２０ｂとの二つの開口を有する。即ち、当該トンネル２０は、ポッド２が可動プレート１４上に載置（即ちロード）される空間近傍に開口して外部空間と微小空間とを連通するトンネルとして作用する。
【００２２】
外部空間側開口２０ｂは、前述したトンネル２０の横方向長さと、ポッド２の正対面の短手方向長さより僅かに長く設定された縦方向長さを有する。これにより、ポッド２は該外部空間側開口２０ｂへの進入が可能となる。微小空間側開口２０ａは、横方向長さとして、ポッド２が通過可能な前述したトンネル２０の横方向長さに加え、後述するＬ字アーム１６がポッド２を避けて配置可能となるように当該アームの幅を考慮した長さを有する。また、縦方向長さとして、ポッド２の蓋４を保持したドア１５及び当該トンネル２０内部に配置されたドアの開閉機構の一部が収容される収容空間２０ｃを形成するだけの長さと前述したポッド２正対面の縦方向より僅かに長い長さとを加えた長さからなる縦方向長さとを有する。
【００２３】
トンネル２０の奥行き（外部空間側開口２０ｂから微小空間側開口２０ａまでの距離）は、後述するドア１５を支持するＬ字アーム１６の両直線部の長さと、ポッドの蓋４の短手方向長さ或いはドア１５の短手方向長さとの関係から設定される。具体的には、ドア１５が退避位置（ウエハ挿脱位置）に存在する際のドア１５或いは蓋４における最も微小空間側に近い部位が微小空間に突出するこがなく、且つポッド２から蓋４を取り外す位置（蓋離脱位置）におけるポッド２の開口がトンネル２０内部に存在可能となるように、当該奥行きが設定される。また、端部壁部２１ｂは、外部空間側開口２０ｂの大きさを上述したものとするために当該開口を制限するものであって、短手方向長さはポッド２の正対面の大きさと、微小空間側開口２０ａとの関係から定められる。また、当該端部壁部２１ｂは前述した収容空間２０ｃを規定している。
【００２４】
ドア１５は、ポッド２の蓋４と正対可能であって当該蓋４と略相似の正対面を有する平板状の当接部材１５ｂと、当該当接部材１５ｂを平盤面にて保持し且つ当接部材に対して強度を付加するドア本体部１５ａとを有する。ドア本体部１５ａは、微小空間側開口部２０ａの長手方向の長さより短い長手方向長さを有し、蓋４の開閉操作時において回動する際に当該開口部の周囲との接触が生ずる恐れをなくしている。当接部材１５ｂはドア本体部１５ａの長手方向の中央に配置される。当接部材１５ｂにおけるポッド２との正対面には、蓋４を真空吸着してこれを保持するための吸着パッド１５ｃ、及び蓋４と当該当接部材１５ｂとの位置関係を規定する位置決めピン１５ｄが配置される。なお、位置決めピン１５ｄは、蓋を保持する機能も有する場合があり、当該場合においては所謂ラッチキーとしても作用する。ドア本体部１５ａにおける当接部材１５ｂの両側部には、当該本体部における微小空間側面（裏面）から外部空間側面（表面）に貫通し且つドア本体部１５ａの短手方向に伸びるスリット１５ｅが形成されている。また、ドア本体部１５ａにおける当接部材１５ｂの両側部には、Ｌ字形状を有するＬ字アーム１６の一方の端部（後述する固定端部）が連結される。なお、吸着パッド１５ｃは、これと連結されて当該パッドに吸引力を生じせしめる不図示の排気系と合わせて被収容物たるウエハの保持機構として作用する。
【００２５】
Ｌ字アーム１６は、端部において後述する回転軸３０ａを介してドア開閉機構３０と連結される回転軸側直線部１６ａと、端部においてドア本体部１５ａと連結されるドア側直線部１６ｂとからなる。ドア側直線部１６ｂの端部はドア本体部１５ａに固定される固定端部として作用し、当該直線部はドア本体部１５ａの延在面に対して平行に延在する。回転軸３０ａは、トンネル部材２１を貫通して該部材の外方に配置されるドア開閉機構３０の駆動機構本体３０ｂと連結される。駆動機構本体３０ｂは、公知のエアシリンダ、リンク機構等から構成されており、回転軸３０ａを所定の二つの角度間で回転駆動させる。なお、回転軸３０ａは可動プレート１４の駆動方向である所定の方向に対して直交し且つポッド開口２ｂに対して垂直な面（被収容物たるウエハの延在面）と平行に設定される。
【００２６】
ここで、図６を参照して、トンネル２０内の空間における各寸法とＬ字アーム１６における各寸法との関係について述べる。なお、ここでt1は蓋４の厚さを、w1は蓋４の短手方向長さを、l1はＬ字アームにおける回転軸側直線部１６ａの固定端部の端面から吸着パッド１５ｃの吸着面を含む平面までの距離を、l1'は外部空間側開口部２０ｂの開口面から当該吸着面を含む平面までの距離を、t2はドア１５（吸着パッド、当接部材及びドア本体部を含む。）の厚さを、L1はこれらl1とt2とを加えた値を、d1はトンネル２０の奥行きを、l2はドア側直線部１６ｂの長さ（ドア１５の側面から固定端部とは異なる回転軸側直線部１６ａと連結される部分での固定端部と逆側に位置する端面までの距離）を、w2はドア１５の短手方向長さ（当接部材と本体部とを含めた場合の最も短手方向長さが長くなる部材の短手方向長さ）を、L2はこれらl2とw2とを加えた値を、d2はトンネル２０におけるドア１５が回転収容される側の周囲壁部２１ａであって長手方向に伸びる下面の内壁から端部壁部２１ｂが制限する外部空間側開口部２０ｂの下辺までの距離を、d3は、外部空間側開口部２０ｂの短手方向長さを、各々示している。また、ポッド２が前進して蓋４のドア正対面が吸着パッド１５ｃと当接した位置から一旦後退し、蓋４をポッド２と分離して停止するまでの後退距離をm1とし、蓋４とポッド２を分離して停止した位置からウエハの挿脱位置までポッド２が移動するまでの移動距離をm2とする。
【００２７】
ポッド２が蓋４を保持される位置から蓋４の分離位置まで距離m1は吸着パッド１５ｃ表面からトンネルの外部空間側開口部２０ｂまでの距離l1'よりも小さく、且つ蓋４の厚さt1は距離m1より小さく設定される。これにより、蓋４の開閉操作は常にトンネル２０の内部で行われることとなり、当該操作時の塵等のポッド内への進入を防止できる。また、トンネル２０の内部から外部空間に向かう気流を生成することにより、当該開閉操作の前後において、外部空間からトンネル内を介してポッドに進入する塵等を大きく低減することができる。また、ウエハ挿脱位置までの移動距離m2は、トンネル２０の奥行きより小さく設定される。従って、ウエハ挿脱時においてもポッド開口は常にトンネル２０の内部に存在する。これによりポッド開口部が微小空間内のダウンフローに直接曝されることが防止できる。
【００２８】
ドア１５の短手方向長さw2は、トンネル２０の外部空間側開口部２０ｂの短手方向幅d3よりも小さく設定される。また、該ドアを当該開口部の幅方向の略中央部に配置することにより、ドア１５の上辺上及び下辺下に、微小空間側開口部２０ａから外部空間側開口部２０ｂに直線状に延在する気体流路が構成される。当該気体流路と前述したスリット１５ｅとによって、ドア１５の周囲に外部空間に向かって流れる気流を構成することが可能となる。また、ドア１５が蓋４を保持した際にも当該気体流路が確保されるように、蓋４の短手方向長さw1は、ドア１５の短手方向長さw2と同等或いは小さく設定される。
【００２９】
ドア１５は、蓋４を保持した状態で回転軸３０ａを中心に回動し、収容空間２０ｃに収容される。従って、この収容操作を可能とするように上記した各種寸法が設定される。具体的には、寸法l2と寸法w2を加えた、回動前におけるＬ字アーム１６とドア１５を加えた高さ（ドアが蓋を保持した場合これら構成中で最も高くなる部材の端面とＬ字アーム１６において最も下端となる面との距離）L2は、奥行きd1から端部壁部２１ｂの厚さを除いた寸法より小さく設定される。これにより、ドア１５及び蓋４が収容空間において停止した際に、トンネル２０内からこれら構成が微小空間側に突出することを防止することができる。
【００３０】
また、前述した蓋４の厚さt1とドア１５の厚さt2を加えた寸法t1+t2は、収容空間の深さでもある寸法d2よりも小さく設定されることが好ましい。また、寸法L1に関しても、寸法d2より小さく設定されることが好ましい。これにより、ポッド２がウエハ挿脱操作を行う位置に移動した場合であっても、蓋及びドアはポッド２の移動に何ら影響を与えることが無くなる。なお、本実施形態においては、当該収用空間を
できるだけ小さく抑えるという観点から、Ｌ字アーム１６はポッド２の移動範囲から外れるように設置し、更に端部壁部２１ｂにもＬ字アーム１６との接触を避ける切欠部２１ｃを設けている。当該構成を採用することによって、収容空間を小さくし、当該空間において気流の滞留が生じる空間の減少を図っている。また、実際にはドア１５が回動する際にドア１５或いは蓋４に一部がトンネル２０内より微小空間２５側に突き出す瞬間があるが、非常に僅かな時間であってダウンフローを乱すという影響が小さいこと及び収容空間２０ｃを小さくするほうが塵の巻上げ或いは発生を防止する効果が大きいことから、本実施形態では停止時におけるこれらの位置関係のみ考慮することとしている。
【００３１】
本発明においては、以上述べたポッド及び該ポッド用の蓋開閉システムに対し、更にポッド内のウエハのマッピングを行うべく所謂マッピングセンサを配している。以下、図５Ａ，５Ｂ及び５Ｃと同様の様式にて、マッピングセンサを配した構成を図７Ａ、７Ｂ及び７Ｃに示す。また、図５Ａ〜Ｃに示した構成と同一の構成に関しては同じ参照番号を付記し且つ説明についてはこれを省略する。本実施形態においては、前述したように、２枚のウエハを上下段に重ねて収容するポッドを例に挙げて説明する。なお、本発明においては、基本的な考え方として、ポッド２が所定位置に停止した際にポッドの側壁越しに透過式或いは反射式の光センサにおける検知光をポッド内に導入し、該光センサによってウエハの有無を確認することとしている。このため、本発明が適用対象とするポッド２には、図７Ａに示すように、後述する実施形態におけるセンサの配置に準じて、ポッド本体２ａの側壁に当該検知光を透過可能な部材からなる検知窓２ｃが後述するセンサの投光部及び受光部に対応して配置される。なお、投光部より検知光をポッド２内部の対応するウエハ１に導く検知窓２ｃは第一の検知窓、ポッド２内部より受光部に検知光を導くための検知窓２ｃは第二の検知窓として作用する。
【００３２】
図７Ｂ及び７Ｃに示す形態では、透過型のセンサを用いている。図に示すように、本形態では、ポッド２内の上段側のウエハ１の検知用に第一のセンサ投光部２２ａ及び第一のセンサ受光部２２ｂからなるマッピングセンサである第一のセンサを、又下段側のウエハ１の検知用に第二のセンサ投光部２４ａ及び第二のセンサ受光部２４ｂからなる第二のセンサを、配している。本形態では、これらセンサ投光部２２ａ、２４ａ及びセンサ受光部２２ｂ、２４ｂは、トンネル２０を形成するトンネル部材２１における向かい合った側壁２１ｄ、２１ｅに各々固定される。センサ投光部２２ａ、２４ａ及びセンサ受光部２２ｂ、２４ｂは、各々の間を照射されるセンサ光の光軸が、検知対象となるウエハに対して斜めに交錯するように配置される。具体的には、本形態では、第一のセンサ２２及び第二のセンサ２４各々について、検知対象とするウエハ１に対して、ポッド２の厚さ方向では該ウエハ１を間に挟むように投光部及び受光部の何れか一方を上方に配置し且つ他方を下方に配置している。
【００３３】
より詳細には、第一のセンサ投光部２２ａは上段ウエハ１の延在面より上側に配置され、該第一のセンサ投光部２２ａからの検知光はウエハ１の延在面に向けて斜め下方に照射される。対応する第一のセンサ受光部２２ｂはウエハ１延在面の下方に存在し、該ウエハ１が存在しない場合には当該検知光を受光し、該ウエハ１が存在する場合には該検知光が該ウエハ１に反射されて受光できないように配置される。更に、第二のセンサ投光部２４ａ及び第二のセンサ受光部２４ｂは、これらの間の検知光の光軸が、第一のセンサ投光部２２ａ及び第一のセンサ受光部２４ｂの間の検知光の光軸と平行となるように配置される。また、これら構成の壁１１から距離については、ポッド２がウエハ挿脱位置（図５Ａ、Ｂ及びＣに示す位置）に存在した状態で、ポッド２内部のウエハ１が存在する領域であって、トンネル２０の内部であってできる限り壁１１に近い位置に設定される。また、これらセンサの投光部及び受光部は各々の部材の投光側端部及び受光側端部端（トンネル内部側端部）がトンネル２０の内部に突き出さないように各々の側壁２１ｄ及び２１ｅに対して固定される。即ち、投光側端部及び受光側端部は、トンネル部材２１に対して、トンネル２０側の内壁面に対して、同一平面或いは凹部を構成するように配置される。
【００３４】
なお、本形態では、これら投光部及び受光部は光の指向性を安定化させるための単なる光学部材であって、実際に光を発する投光素子及び光を受ける受光素子自身からは離れて配置され、不図示の光ファイバを介してこれら投光素子及び受光素子と各々接続されている。当該構成とすることにより、投光部及び受光部をよりコンパクトな構成とすることが可能となり、側壁２１ｄ、２１ｅに対するこれら構成の配置の容易化、取付けの簡便化、更には後述するトンネル内部の清浄緯度の維持の容易化といった効果が得られる。しかし、トンネル部材２１の構成に大きな変更を加えるものでなければ、本形態の投光部及び受光部の配置に、直接投光素子及び受光素子を配置することとしても良い。これにより、本形態のメリットはそのまま享受できなくなる可能性があるが、センサ光の強度上の投光時及び受光時の安定性が増すというメリットがある。また、本実施形態では、ポッド側の検知窓２ｃをウエハ１各々に対応するように個別に設けることとしている。当該構成の場合、検知窓２ｃの周囲の壁が予期しない光の受光部への入射を防止するという効果が得られる反面、構造の複雑化、ポッド表面の凹凸の増加に伴う塵等のトンネル内への持ち込みの可能性の増加というデメリットも存在する。従って、これら検知窓２ｃをポッド２内部に収容されるウエハ１全てに対応可能な大きな第一の検知窓と第二の検知窓との二つの窓から構成することとして、構造の簡素化を図っても良い。
【００３５】
以上に述べたように、ウエハマッピング用のセンサ投光部及び受光部を配置することによって、当該ポッド２に対するウエハ１の挿脱操作を行う際に、実際にロボットがウエハ１の取り出し操作を行う以前にウエハ１の有無を確認することが可能となる。また、上記構成の如く、これらセンサは、トンネル２０を構成するトンネル部材２１の向かい合う側壁２１ｄ、２１ｅにおいて、当該トンネル２０内部に突き出さないように配置される。従って、これら構成の付加によって微小空間２５内部に更なる構成が突出することが無く、ポッド２の移動の確実性が担保される。また、比較的空間的な余裕があるトンネル部材の側壁２１ｄ、２１ｅに対してセンサ等を付加するだけでマッピング機能を得ることが可能となり、これらセンサの付加に関係無く、ポッド２の蓋開閉に関連する構成を必要最低限の間隔にて厚さ方向に積層することが可能となる。また、当該トンネル２０の内部には、管理された清浄空間である微少空間２５より外部空間に向かう清浄な気体流が常に存在する。従って、センサから微小空間２５側への汚染の可能性はなく、またセンサ自体も清浄な環境下に保持されることから、所謂塵、埃等の付着による性能の劣化、誤検出が防止される。
【００３６】
なお、上述した実施形態では、個々のウエハ向けの検知光が各々干渉することを避ける観点から、互いの光軸が平行となるように設定している。しかしながら、本形態において例えば下段のウエハが存在していない場合、第二のセンサ投光部２４ａから照射された検知光がウエハ１によって反射され且つ該ウエハ１表面の状態によってこの反射光が部分的に第一のセンサ受光部２２ｂに達してしまい、結果的に誤検出を生じる可能性がある。図８及び図９はそのようなこのような誤検出の可能性の抑制を念頭に置いた構成を示している。なお、これら図面は図７Ｃと同様の様式にて、外部空間側開口部２０ｂを微小空間側開口部２０ａから見た状態であって、これら開口部とセンサのみを模式的に示す図である。
【００３７】
図８に示す実施形態では、第一のセンサ２２の光軸に対して、第二のセンサ２４の光軸の向きが逆になるように投光部及び受光部を配置している。当該配置を採用した場合、光ファイバの配線及び投光素子及び受光素子の配置が上記形態に対して複雑化する可能性がある。しかし、予期しない領域による反射光が所望の受光部に入射する可能性は上記形態と比較した大幅に低く、誤検出を防止する効果は大きいと思われる。図９に示す実施形態では、第一のセンサ投光部２２ａを上段のウエハ１の下側に配置し且つ第一のセンサ受光部２２ｂを上段のウエハの上側に配置することとし、第二のセンサ投光部２４ａ及び第二のセンサ受光部２４ｂを上記形態のままに配置することとしている。これにより第一のセンサ投光部２２ａと第二のセンサ投光部２４ａは近接して配置され、逆に第一のセンサ受光部２２ｂと第二のセンサ受光部２４ｂとは上記形態よりも離れて配置されることとなる。当該配置では、隣接して配置する第一のセンサ投光部２２ａと第二のセンサ投光部２４ａとを設置するスペースの確保が難点となるが、受光部を離して配置できることによって、当該形態でも図７Ａ、Ｂ及びＣに示す実施形態と比較して、予期しない領域による反射光が所望の受光部に入射する可能性は低くなり、誤検出を防止する効果が得られると思われる。
【００３８】
なお、上記形態では、検知光として第一のセンサ２２も第二のセンサ２４も同じ光を用いることとしている。しかし、前述した予期しない領域による反射光が所望の受光部に入射する可能性を防止するために、第一のセンサ２２で用いる検知光の波長と、第二のセンサ２４で用いる検知光の波長と、を変えることも効果的である。当該方法によれば、他の投光部から照射された検知光を受光した場合であっても、検知光の波長が異なることから実際には所定の検知光を受光していないと判断することが可能となる。また、検知光の投光周波数を変えることも効果的である。当該方法によれば、所定の周期に受光した検知光以外であれば、予期しない領域による反射光であると判断することが可能であり、当該判断に基づいて適切な検知光の受光の有無を判定することが可能となる。また、本実施形態では投光部及び受光部の投光端及び受光端がトンネル部材２１の内壁と略同一面内に存在することとしている。しかし、例えば側壁２１ｄ、２１ｅに対して凹部を設け、これら投光端及び受光端が凹部の底部に配置される構成としても良い。このような構成とした場合、該凹部の周囲壁が所謂衝立の役割を果たし、前述する予期しない領域による反射光が所望の受光部に入射する可能性を低下させる効果が得られる。即ち、投光端及び受光端の周囲に衝立として作用する仕切り板を配置して検知光の指向性を向上させることとしても良い。
【００３９】
また、上記形態では透過型のセンサの使用について述べてきたが、反射型のセンサを用いることも可能である。図１０は図８等と同様の様式にて、反射型センサを用いた場合を示している。当該構成の場合、検知光を反射する領域がウエハ１の端面のみとなることから、十分な光量を有する或いは適切な方向性を有する反射光が安定的に得られるか否かが実際上の問題となる可能性がある。しかし、当該方法であれば、ポッド２にも受ける検知窓２ｃを減らすことも可能である。また、投光部と受光部とを隣接して配置することも可能であり、これら構成を配置するスペースが小さい場合であっても適用することが容易である。
【００４０】
次に、以上の構成からなる蓋開閉機構の実際の動作について説明する。なお、第一のセンサ２２及び第二のセンサ２４については、図７Ａ、Ｂ及びＣに示す形態を用いた場合であるとする。まず図１Ａ〜Ｄに示すように、ドア１５がトンネル２０を略閉鎖した状態にあって、ロード位置に存在する可動プレート１４上にポッド２を載置する。ポッド２が位置決めピン１４ａの作用等によって可動プレート１４上の所定位置に載置された後、可動プレート１４が不図示の駆動機構によってドア１５方向に前進する。駆動機構による可動プレート１５の移動は、ポッド２を閉鎖する蓋４が吸着パッド１５ｃと当接する位置にて停止する。なお、その際、蓋４に設けられた不図示の位置決め凹部に位置決めピン１５ｄが嵌まり込み、蓋４とドア１５とが異常な配置にて当接することが防止される。当接後、吸着パッド１５が不図示の排気機構によって蓋４の吸着保持を実施する。当該状態が図２Ａに示される。
【００４１】
吸着パッド１５ｃを介したドア１５による蓋４の保持が為されると、可動プレート１４はポッド２を載置した状態で所定の蓋離脱位置まで後退する。この後退動作によって、ドア１５に保持された蓋４はポッド２の開口部２ｂから分離される。なお、分離時に際しては、ポッド本体２ａが不図示のシール部材によって、或いはポッド２内部とその外部空間との圧力差によって、蓋４に貼り付いていることが考えられる。このため、ポッド本体２ａは種々の構成によって可動プレート１４に固定されていることが好ましい。本実施形態では、位置決めピン１４ａの長さをある程度以上のものとすることで、当該ピン１４ａによって可動プレート後退時に蓋４からポッド本体２ａに作用する力に抗することとしている。図３Ａ及び３Ｂにおいては、このように可動プレート１４が所定位置に後退して蓋４をポッド本体２ａから分離した、蓋離脱位置に存在する状態を示している。
【００４２】
可動プレート１４がこの停止状態を維持したままで、ドア開閉機構３０によってドア１５が回動される。ドア１５の回動は図４Ａ及び４Ｂに示す状態で停止し、ドア１５及び蓋４は収容空間２１に収容される。続いて可動プレート１４が前進し、図５Ａ及び５Ｂに示すように、ポッド２がウエハの挿脱位置に達したところで停止される。当該状態において、第一のセンサ２２及び第二のセンサ２４を動作させてポッド２内部の上段及び下段のウエハ１の有無検知する所謂マッピング操作を行う。当該操作によって存在が確認されウエハ１について、これをポッド２内部から搬出し所定の処理を施す。なお、当該状態では、蓋４、ドア１５等は可動プレート１４を挟んでポッド２の下側に入り込んでいる。このため、微小空間２５内に生成されるダウンフローの効果と相まって、これら蓋等の構成に付着する塵等は容易にポッド２内部に侵入できなくなる。また、ダウンフローの生成によって微小空間内部は外部空間よりも高い圧力に維持されている。従って、トンネル２０内部には常に微小空間側から外部空間側に向かう気流の流れが生成されており、これら蓋４等に付着した塵等がポッド２の開口部２ｂに向かう可能性はさらに低減される。また、本発明においては、当該効果を得る観点から、トンネル２０の内壁とドアの周囲及びポッドの外周との間において適切な間隔（微小空間内と外部空間との差圧を過度に低減させず、且つ過度の流速を生じさせずに当該隙間を流れる気流を生成する間隔）を保持することとしている。
【００４３】
なお、本実施形態においては、微小空間２５と外部空間とをある程度以上分離してこれら空間を連通させる領域を限定するという観点から、収容空間２１内部から直線的に外部空間に向かう気流は形成できない構成となっている。しかしながら、例えば蓋４のドア１５との正対面は、吸着パッド１５ｃと当接する領域以外において、当接部材１５ｂとの間に微小な隙間を形成している。当該隙間に塵等が存在した場合、現状の構成ではこれらを効率よく外部空間に排出することは困難と思われる。外部環境の塵等の管理状態がそれほど高くない場合には、蓋４の正対面に塵等が残存する可能性が高くなると考えられる。このような環境下においては、例えばこの隙間を端部壁部２１ｂに投影した位置にスリットを設け、微小空間２５−当該隙間−スリットと連なる気体流路を構成することとして、当該隙間を流れる気流を生成して塵等の排出を促すことが好ましい。また、上記実施形態では、ポッド２が収容するウエハ１を二枚とし、これに対応する構成を例示している。しかし、本発明は当該形態に限定されず、マッピングに用いるセンサの数は、ポッド２に収容されるウエハ１の枚数に応じて増減されることが好ましい。
【００４４】
以上の構成からなる蓋開閉システムを設けることにより、ポッドの蓋をポッド本体から取り外す際に、当該蓋及び当該蓋を開閉する機構をダウンフローから避けた位置、具体的には微小空間に対して突出した部分を作らないトンネル内部の位置に配置してウエハ等の有無を検知し且つその検知結果に基づいた該ウエハ等のポッドに対する挿入及び取り出し操作を行うことが可能となる。従って、ダウンフローによってポッドの蓋或いは当該蓋の開閉機構から塵等が吹き飛ばされることが無くなる。また、他のポッド、蓋、マッピング用のセンサ及びその駆動機構等も個々のトンネル内に配置されることから、一の蓋等に起因した塵等が他の蓋等の構成に再付着する可能性も低減されることとなる。また、必要最小限の空間の使用により、基本構成からなるロードポートの清浄度を何ら劣化させること無く、ポッド内部に収容されるマッピングを行うことが可能となる。
【実施例】
【００４５】
次に、先に説明した蓋開閉システムを実際に使用する基板処理装置について、本発明の実施例として説明する。図１１は、所謂ミニエンバイロメント方式に対応した半導体ウエハ処理装置（基板処理装置）４０の概略構成を示す側面図である。半導体ウエハ処理装置４０は、主にロードポート部（FIMSシステム、蓋開閉装置）１０、搬送室（微小空間）２５、および処理室２９から構成されている。それぞれの接合部分は、ロードポート側の壁１１と、処理室側の連通路２８とにより分離区画されている。半導体ウエハ処理装置４０における搬送室２５では塵を排出して高清浄度を保つ為、その上部に設けられたファンフィルタユニット３３により搬送室２５の上方から下方に向かって空気流(ダウンフロー)を発生させている。また、搬送室２５の下面はメッシュ等により構成されており、これによりダウンフォローの排出経路が構成される。以上の構成により、塵等が管理された空気が搬送室２５内に常に導入され、当該室内に存在する或いはポッド等から持ち込まれる塵等は、該ダウンフローによって常に下側に向かって運ばれ、排出されることになる。
【００４６】
ロードポート部１０上には、シリコンウエハ等（以下、単にウエハと呼ぶ）の保管用容器たるポッド２が載置台１４上に据え付けられる。なお、本実施例に係る装置においては、縦方向に３個のポッドが重ね合わせるように配置され、ポッド２の内部には２枚のウエハ１が保持される。先にも述べたように、搬送室２５の内部はウエハ１を処理する為に高清浄度に保たれており、更にその内部には搬送機構として実際にウエハを保持可能な搬送ロボット３５が設けられている。搬送ロボット３５はポッド２の重ね合わせ方向（鉛直方向）に移動可能であり、且つロボットアーム３５ａをイ同軸周りに３６０度回転可能となっている。当該ロボット３５によって、ウエハ１はポッド２内部と処理室２９の内部との間を移送される。処理室２９には、通常ウエハ表面等に薄膜形成、薄膜加工等の処理を施すための各種機構が内包されているが、これら構成は本発明と直接の関係を有さないためにここでの説明は省略する。
【００４７】
ポッド２は、前述したように、被処理物たるウエハ１を内部２枚に収めるための空間を有し、いずれか一面に開口を有する箱状の本体２ａと、該開口を密閉するための蓋４とを備えている。本体２ａの内部にはウエハ１を一方向に重ねる為の複数の段を有する棚が配置されており、ここに載置されるウエハ１各々はその間隔を一定としてポッド２内部に収容される。なお、ここで示した例においては、トンネル部材２１は複数（３系統）のトンネル２０を内部に有するが、単に前述したトンネル２０が可動プレート１４の配置に応じて形成されているだけであり、詳細については上述した形態と同様である。即ち、トンネル２０等の本発明に係る主たる構成は、上記実施形態において述べていること、及び図面の理解を容易なものとするという観点から、ここでの説明及び詳細な図示を省略する。
【００４８】
図１２は、図１１における蓋開閉システム１０を拡大して示すものである。従来の多数枚のウエハを保持するポッドに対応したFIMSシステムでは、蓋がある程度以上の大きさを有さざるを得なかったことから、蓋を取り外し且つ微小空間の開口部を閉鎖するドアは、微小空間内を移動して当該空間内にて停止せざるを得なかった。本発明においては、当該ドアが細長い板形状を有することから、蓋の幅に相当する量のポッドとドアの相対移動を可能とし且つポッドの移動領域外への蓋及びドアの回動を行うことで、ポッドからウエハ挿脱を行ない得る状態が得られる。従って、図１に示すようにドアの開閉機構を微小空間２５とは独立したトンネル内に配置することが可能となる。
【００４９】
例えばロボットがＸＹＺ等の３系統の動作を複合して駆動される場合、各々の方向への駆動時に全て障害が存在してこれらを避けて動作することが求められる場合、当該ロボットを安全に動作させるためにはかなり複雑な安全回路を構成する必要がある。本発明においては、ロボットの鉛直方向（Ｚ軸方向）における駆動で問題となる微小空間２５内部に突出する構成が何ら存在しない。従って、実際に安全回路等が必要となるのはウエハ挿脱の操作を行なうときのみとなり、回路構成は格段に容易となる。更に、微小空間２５内にロボット３５以外の構成が内包されなくなることにより、ダウンフローを乱す構成、特にポッド開口周囲でダウンフローを乱す構成が存在しなくなることによって、当該ダウンフローの塵等の排出効率が高くなる。同様に、ダウンフローの乱れによってドア等から塵が生じる可能性も低減される。また、半導体業界におけるSEMI（Semiconductor Equipment and Materials international）規格においては微小空間を構成する壁の微小空間側内壁において、ウエハ挿脱に供せられる開口部の周辺に突起物を配置することが認められていない。本発明は、当該規格に対しても合致するものである。
【００５０】
なお、上述した実施例では、可動プレート１４を載置台１３上に配置し、ポッド２はこれらの上に載置する構成とした。しかし、本発明の適用例は当該実施例に限定されず、例えばポッド２を上方から吊り下げる様式としても良い。当該実施例は図１２と同様の様式にて図１３に示す。ポッド２を所謂自動ハンドリングによって搬送等する場合、ポッド２の上面に固定された上部フランジ２ｃを用い、当該フランジを懸架することで、ポッド２の搬送等が行なわれる。本実施例では、懸架部材１７によって搬送されたポッド２を保持し、懸架部材駆動機構１９によって懸架部材１７と共にポッド２を移送することとしている。
【００５１】
当該構成によれば、前述した実施形態における可動プレート１４を無くすことが可能となり、当該プレートがポッド２と共にトンネル２０内部に侵入する状況を無くすことが可能となる。従って、収容空間２０ｃに要求されていた当該プレートの進入に応じる空間を削減することが可能となる。しかしながら、前述の実施例においては、蓋４の分離時にポッド本体２ａに加えられる力にある程度抗する強さで、ポッド本体２ａを可動プレート１４上に保持可能であった。本実施例の場合、単なる懸架では蓋の分離時のポッド本体２ａの保持力が不十分な恐れがあり、そのための構造の構築或いは更なる構成の付加が必要となる可能性がある。しかしながら、当該構成も使用も可能であることから、本発明のける収容機支持機構或いは支持機構にはこのような構成も含まれて解釈されなければならない。
【００５２】
本発明によれば、薄型のポッドに収容されたウエハについても、蓋開閉時に同時にウエハのマッピングを行うことが可能な、微小空間内に突出する構成を無くした蓋開閉システムが得られる。当該システムにおいては、ポッドローディング側に突出する構成が無いことから、微小空間内に形成されているダウンフローの効果を最大限に利用することが可能となる。また、ウエハ挿脱の操作に供せられる搬送ロボットに関しても、高速移動が要求されるＺ軸移動時にロボットが避けるべき構成が微小空間内に存在しなくなることから、ロボットの制御プログラムの構築が容易になると共に高速移動を行なうことも容易となる。更に、ポッド開口部をトンネルによって各々分離したことにより、個々のポッドが持ち込んだ或いは当該ポッドから発生した塵等が他のポッドに進入する可能性を低減できる。また、実際のウエハ挿脱時において蓋、ドア及びその駆動機構をポッド下面の下方に配置し且つ当該下面にて覆う配置としたことにより、これら構成に基づいた塵等が当該ポッド内部に侵入する可能性も低減できる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
なお、本実施形態及び実施例においては、FOUP及びFIMSを対象として述べているが、本発明の適用例はこれらに限定されない。内部に複数の被保持物を収容するフロントオープンタイプの容器と、当該容器の蓋を開閉して該容器より被保持物の挿脱を行う系であれば、本発明に係る蓋開閉装置を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１Ａ】本発明の前提たる蓋開閉システムと当該システムに載置されたポッドとの主要部を側面側から見た状態の概略構成を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示す構成を同図中線１Ｂ−１Ｂに示す面で切断して見える概略構成を示す図である。
【図１Ｃ】図１Ａに示す構成を同図中の矢印１Ｃ方向から見た状態の概略構成を示す図である。
【図１Ｄ】図１Ａに示す構成を同図中の矢印１Ｄ方向から見た状態の概略構成を示す図である。
【図２】図１Ａに示す構成において、ポッド２が駆動されて蓋４がドア１５に当接、保持された状態を図１Ａと同様の様式にて示す図である。
【図３Ａ】図１Ａに示す構成において、ポッド２が一旦後退して蓋４がポッド本体２ａから分離された状態を図１Ａと同様の様式にて示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示す構成を同図中線３Ｂ−３Ｂに示す面で切断して見える概略構成を示す図である。
【図４Ａ】図１Ａに示す構成において、ドア１５が回動して蓋４及びドア１５が収容空間２０ｃに収容された状態を図１Ａと同様の様式にて示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す構成を同図中線４Ｂ−４Ｂに示す面で切断して見える概略構成を示す図である。
【図５Ａ】図１Ａに示す構成において、ポッド２がウエハ１の挿脱位置まで移動し、挿脱操作が実行可能となった状態を図１と同様の様式にて示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示す構成を同図中線５Ｂ−５Ｂに示す面で切断して見える概略構成を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ａに示す構成を同図中の矢印５Ｃ方向から見た状態であって、蓋及びポッド本体を除いた他の概略構成を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に関して、個々の寸法の定義を示す図である。
【図７Ａ】図１Ａに示す構成においてウエハマッピング用のセンサを配した本発明の一実施形態を示す図であって、ポッド２がウエハ１の挿脱位置まで移動し、挿脱操作が実行可能となった状態を図５Ａと同様の様式にて示す図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示す構成を同図中線７Ｂ−７Ｂに示す面で切断して見える概略構成を示す図である。
【図７Ｃ】図７Ａに示す構成を同図中の矢印７Ｃ方向から見た状態であって、蓋及びポッド本体を除いた他の概略構成を示す図である。
【図８】本発明の他の実施形態を図７Ｃと同様の様式にて示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態を図７Ｃと同様の様式にて示す図である。
【図１０】本発明の他の実施形態を図７Ｃと同様の様式にて示す図である。
【図１１】本発明の一実施例に係る基板処理装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図１２】図１１に示す構成における本発明の主要部を拡大して示す図である。
【図１３】図１２と同様の様式にて、本発明の他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１：ウエハ、  ２：ポッド、  ４：蓋、  １０：蓋開閉システム、  １３：載置台、    １４：可動プレート、  １５：ドア、  １７：懸架部材、  １８：懸架部材駆動機構、  ２０：トンネル、  ２１：トンネル部材、  ２２：第一のセンサ、  ２４：第二のセンサ、  ２５：微小空間、  ２８：連通路、  ２９：処理室、  ３０：ドア開閉機構、  ３３：ファンフィルタユニット、  ３５：搬送ロボット、  ４０：基板処理装置
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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