(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持するための少なくとも１つの搬送ポッドを、第１レール及び第２レールを有するコンベアと加工機との間で移動させるための搬送装置であって、前記コンベヤは、前記加工機を別の機械とを連結し、
前記コンベアの前記第１レールと前記第２レールとの間に位置決めされたエレベータ装置を有し、このエレベータ装置は、搬送ポッドの下面に係合するように構成されたリフト装置を有し、該リフト装置は、前記コンベアに沿って走行する搬送ポッドが前記リフト装置の上を通過する待機位置と、前記リフト装置が搬送ポッドを前記コンベアより上方に位置する所定位置に持ち上げる付勢位置との間で動き、
さらに、搬送ポッドを前記コンベアより上方に位置する前記所定位置と前記加工機のロードポートに近接する位置との間で搬送するための支持組立体を有し、それにより、基板が処理のために搬送ポッドから取り出されることを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
前記リフト装置は、搬送ポッドが前記コンベアより上方に持ち上げられるとき搬送ポッドを支持するための、間隔を隔てた複数の支持部材を有する請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
各支持部材は、搬送ポッドが前記リフト装置から移動して離れるのを防止するために、各支持部材から上方に延びる少なくとも１つのフランジを有する請求項２に記載の搬送装置。
【請求項４】
前記リフト装置は、搬送ポッドの下面上に位置する受容部に係合するように構成された複数のピンを有する請求項１に記載の搬送装置。
【請求項５】
前記エレベータ装置は、いつ搬送ポッドが前記エレベータ装置に接触するかを検出するための、少なくとも１つのセンサーを有する請求項１に記載の搬送装置。
【請求項６】
前記支持組立体は、フレーム本体と、搬送ポッドを支持するために、前記フレーム本体に摺動可能に取り付けられた棚部材とを有し、前記棚部材は、前記コンベアより上方に位置する前記所定位置と、前記加工機に近接する前記位置との間で直線運動を行う請求項１に記載の搬送装置。
【請求項７】
前記棚部材は、搬送ポッドが前記棚部材上に置かれたときに搬送ポッドの下面に係合するように構成された少なくとも１つのリテーナを有する請求項６に記載の搬送装置。
【請求項８】
前記フレーム本体は、前記加工機に取り付けられる請求項６に記載の搬送装置。
【請求項９】
基板を保持するための搬送ポッドを、互いに離間し且つ平行な第１レール及び第２レールを有するコンベアと、加工機との間で移動させるための搬送装置であって、前記コンベヤは、前記加工機を別の機械とを連結し、
前記コンベアの前記第１レールと前記第２レールとの間に位置決めされたリフト装置を有し、このリフト装置は、搬送ポッドを支持するための支持部材と、前記支持部材を前記第１レール及び前記第２レールより下方に位置する下部位置と、前記コンベアより上方に位置する所定の上部位置との間で移動させるための駆動組立体とを有し、
更に、支持組立体を有し、この支持組立体は、前記加工機に取り付けられたフレーム本体と、搬送ポッドを支持するために、前記フレーム本体に摺動可能に取り付けられた支持部材とを有し、前記支持組立体の支持部材は、第１位置と第２位置との間で直線運動を行い、前記第１の位置は、前記加工機に近接し、それにより、基板が処理のために搬送ポッドから前記加工機によって取り出され、前記第２の位置は、前記リフト装置の支持部材の前記所定の上部位置に近接することを特徴とする搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、１９９８年１２月１８日付米国仮特許出願第60/112,947号に基く優先権を主張するものであり、該米国仮特許出願の全開示は本願に援用する。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、広くは物品を搬送するシステムに関し、より詳しくは、コンベア経路に沿って物品を搬送するのに使用されるコンベアと作業ステーションとの間で物品を移動させる搬送システムに関する。
【０００３】
（背景技術）
多くの分野において、精巧で高価な物品は、作業ステーション等の間で、これらの物品に損傷を与えたり破壊することなく安全に搬送されなくてはならない。注意深い取扱いを必要とする物品として、薬剤、医療システム、フラットパネルディスプレイ、ディスクドライブシステムおよびモデム等のコンピュータハードウェア、および半導体ウェーハ等があるがこれらに限定されるものではない。物品は、しばしば、作業ステーションから作業ステーションへとコンベアにより搬送される。多くの状況において、物品は、加工のためにコンベアから一時的に取り出されなくてはならない。物品がコンベアから取り出される間、コンベアの作動は中断されないことが好ましい。加工が完了したならば。物品は、次の作業ステーションに搬送すべく、コンベアへと注意深く戻されなくてはならない。
【０００４】
多くの用途では、物品の価値は、物品が各作業ステーションで加工された後に高められる。例えば、集積回路は、半導体ウェーハのような基板上に複数の層を形成することにより製造される。集積回路を形成するのに使用される作業ステーションは、個々の層を堆積させる機械並びに種々の段階で基板を洗浄および／またはコンディショニングする機械を有している。技術の進歩により、集積回路は複雑になっており、一般に複雑な複数の配線層を有している。集積回路のサイズは小さくなっており、従って単一ウェーハ上でのこのようなデバイスの数は大幅に増大している。複雑さが高まりかつ集積回路のサイズが小さくなったことにより、半導体ウェーハの価値は、ウェーハが種々の加工段階を通って進行するにつれて非常に増大する。半導体ウェーハの標準サイズは、今後数年内に２００ｍｍから３００ｍｍ以上に増大するであろうし、単一ウェーハ上に形成される集積回路の数従って各ウェーハの価値は一層高くなるであろう。半導体ウェーハのような物品については、物品を損傷し従って大きな金銭的損失を受ける危険性を低下させるため、物品の取扱い時には入念な注意を払わなくてはならない。
【０００５】
半導体ウェーハのような或る物品は、ウェーハ上に堆積される層の純度を維持するため、加工中にクリーンルーム環境内に保持されなくてはならない。クリーンルーム環境の条件は、これらの物品の取扱いに付加的拘束を加える。汚染物質に対して更に保護するため、半導体ウェーハは、一般に、加工機の外部環境への露出を最小にすべく、これらが製造装置を通って移動されるときにポッドのような密封搬送装置内に保持される。ポッドは、コンベアに沿って物品を搬送するのに使用される。
【０００６】
半導体加工機の入力ステーションは、しばしば、保護環境内の搬送ポッドから１つ以上のウェーハを自動的に取り出すためのロードポートを有している。ロードポート棚は、機械入口でポッドをロードポートシールに向かう方向およびロードポートシールから離れる方向に移動させるべく、数インチ程の制限された距離だけ移動できる。ポッドのこの水平変位は最小であり、ロードポートへのポッドの移動時またはコンベアとロードポートとの間でのポッドの搬送時にいかなる機能も生じない。
【０００７】
コンベアと作業ステーションとの間で搬送ポッドまたは他の物品を安全かつ正確に移動させるシステムが望まれている。コンベアの連続作動を大幅に損なうことなく物品を移動させるのに使用できる物品搬送システムも望まれている。同様に、作業ステーションで物品を支持するのに使用できる搬送システムも望まれている。
【０００８】
（発明の開示）
本発明の主目的は、コンベアと作業ステーションとの間で物品を搬送するシステムを提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、クリーンルーム環境内のコンベアと作業ステーションとの間で物品を移動させるシステムを提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、コンベアの作動を大幅に中断させることなくコンベアと作業ステーションとの間で物品を自動的に搬送するのに使用できる搬送システムを提供することにある。
【００１１】
本発明の更に別の目的は、搬送ポッドまたは１つ以上の半導体ウェーハを保持する他の容器を、コンベアと加工機のロードポートとの間で移動させることができる搬送システムを提供することにある。
【００１２】
本発明のより広い目的は、効率的に構成され、作動されかつ維持される搬送システムを提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、既に標準ロードポートに使用されている移動軸線と共用できる搬送システムを提供することにある。
【００１４】
要約すれば、本発明は、コンベアと作業ステーションとの間で物品を移動させる搬送システムを提供することにある。搬送システムは、一般に、作業ステーションに隣接して配置されるエレベータシステムおよび支持組立体を有している。作業ステーションが半導体加工機である例示の用途では、支持組立体は機械に取り付けられるのが好ましい。エレベータシステムは、コンベアに沿って搬送される物品と係合しかつ物品をコンベアの上方に上昇させるように構成されたリフト装置を有している。リフト装置は、コンベアにより搬送される物品がリフト装置を通って移動するように該リフト装置が配置される待機位置と、リフト装置がコンベアの上方に物品を保持する付勢位置との間で移動できる。支持組立体は、物品を作業ステーションステーションに保持するための棚部材または等価支持手段と、物品をコンベアと作業ステーションとの間で搬送すべく、棚部材または等価支持手段をコンベアとリフト装置との間で移動させる変位機構とを有している。
【００１５】
また、本発明は、作業ステーションとコンベアとの間で物品を移動させる方法を提供する。本発明の方法は、物品と係合して、該物品を第１位置からコンベアの上方の第２位置に上昇させるべく支持体を移動する段階と、ロードポートの棚をコンベアまで延長する段階と、棚を物品とコンベアとの間に挿入する段階とを有している。棚を延長する段階の後、支持体が移動されて物品が棚上に載置され、支持体を移動する段階の後、棚がロードポートに後退される。
【００１６】
本発明の他の目的および特徴は、添付図面に関連して述べる以下の詳細な説明および特許請求の範囲の記載から明らかになるであろう。
【００１７】
（発明を実施するための最良の形態）
添付図面に示す本発明の好ましい実施形態について以下に詳細に説明する。尚、全図面を通して、同類の構成部品は同一の参照番号で示すものとする。先ず、図１〜図３を参照されたい。
【００１８】
本発明の搬送システム１０は、１つ以上の物品１２を、コンベア１４と作業ステーションのようなステーション１６との間で搬送するのに特に適している。ステーション１６は作業ステーションでもよいし、物品がコンベア１４から一時的に取り出される間に１つ以上の物品を貯蔵しておくバッファステーションでもよい。このステーションに他の機能をもたせることができることも理解されよう。本発明の例示の実施形態で説明する１つの用途では、搬送システム１０は、半導体ウェーハＷを収容する搬送ポッドまたは他の容器を、コンベアと加工機との間で移動させるのに使用される。しかしながら、搬送システム１０は半導体加工に限定されるものではないことを理解すべきである。搬送システムは、ウェーハ搬送以外に、薬剤、医療システム、フラットパネルディスプレイ、リソグラフィー鏡内目盛、ハードディスクドライブ、および他の種類のコンピュータ機器等の物品のように取扱いに大きな注意を払わなくてはならない特に精巧な他の物品をコンベアとステーションとの間で搬送するのにも使用できる。用語「搬送装置」または「搬送ポッド」は説明全体に亘って便宜的に使用されるが、本発明の搬送システムは、半導体ウェーハまたは他の物品を保持する搬送ポッドおよび容器、または他の搬送装置および空の容器を必要とすることなくコンベアにより直接搬送できる物品を含むあらゆる物品に使用できる。
【００１９】
半導体加工の分野では、製造設備は、一般に、各々が幾つかの加工機を備えている複数のベイに組織化される。図１は、ウェーハ上に膜を蒸着する装置および種々の段階でウェーハを洗浄しおよび／またはコンディショニングする装置等を含む幾つかの加工機１６を備えたベイ１８の可能性のある例を示す。当該技術分野で知られているように、加工機の入口には、しばしば、ロードポート２２が設けられており、該ロードポート２２で、ウェーハが、保護環境内の搬送ポッドまたは他の容器から自動的に取り出される。より詳細に後述するように、本発明の搬送システム１０は、ロードポート２２上に搬送ポッドを載置する。搬送ポッドがひとたびロードポートに適正に配置されたならば、ポッドが自動的に開かれて、ロボット装置によりウェーハがポッドから取り出される。本発明の搬送システムは、ロードポートを備えていない作業ステーション（作業ステーションは、物品１２を置くことができる棚、表面または他の支持体を有している）１６に使用できることを理解すべきである。或いは、搬送システム１０は、物品１２を作業ステーションでの所定位置に支持するのに使用できる（この場合、物品１２は作業ステーション上に載置されない）。
【００２０】
コンベア１４は、物品を加工機１６から加工機１６へと移動させる。図示の例では、コンベア１４は、ベイ１８の回りの連続経路内に配置されている。しかしながら、他の経路形態では、コンベア１４には、ベイ１８の他の領域への近道として、または主搬送ループ上の通行流を妨げることなく主搬送ループからポッドを一時的に取り出すための保持領域として、１つ以上の交差セクションを設けることができる。コンベア１４の形態は、特定製造設備の制約に基いてかなりの変化を強制される。インターベイ・コンベアはベイ間でポッドを搬送し、ストッカ２４は、インターベイ・コンベアとコンベア１４との間でポッドを搬送する。
【００２１】
搬送システム１０は、係属中の米国特許出願第09/103,479号（該米国特許出願の全開示は本願に援用する）に示す形式のコンベアシステムに使用するのに特に適している。例えば図１〜図３に示すように、コンベアシステム１４は、一般に、搬送ポッドがコンベア経路に沿って移動するときに該搬送ポッドを支持するための１対のレール３２、３４を有している。レール３２は、搬送ポッド１２をレール３２、３４に沿って推進しかつ場合によっては案内もする駆動レールとして機能する。ポッド１２を移動させる全ての推進動力は、駆動レールを介して供給される。動力は、慣用手段を介して駆動レール３２に供給できる。或いは、動力は、動力バス２１（図３ａ参照）を介して駆動レール３２に供給できる。レール３４は、ポッドがコンベア経路に沿って移動するときにポッドが水平方向に保持されるように搬送ポッドを支持する主機能をもつアイドラまたは支持レールである。任意であるが、支持レール３４は、駆動レール３２とは異なり、搬送ポッドがコンベアシステムに沿って移動するときに該搬送ポッドを案内するのに使用することもできる。コンベアシステム１４はまた、ウェーハまたは他の物品を移動させる搬送装置を有している。この実施形態では、図２および図３に示すように、搬送装置は搬送ポッドの一部である。本発明の他の実施形態では、搬送装置は他の容器または物品の一部として構成でき、或いは搬送装置は、コンベアに沿って物品を搬送するのに使用される別の装置として構成できる。
【００２２】
駆動レール３２は、レール３２、３４に沿ってポッド１２を推進する駆動システム（その全体を参照番号３６で示す）を有している。本発明の例示の実施形態では、駆動システム３６は、駆動レール３４の状面から突出する複数のホイール３８を有している。駆動ホイール３８は、搬送ポッドの下面と摩擦係合して、該ポッドを駆動レール３２に沿って推進する。駆動システム３６はまた、ホイールに連結されたモータおよびベルト等のホイール駆動手段を有している。モータは独立的に作動して、各ゾーンの駆動速度および駆動方向（前進または後退）が独立的に制御されるように構成された複数の独立制御形駆動ゾーンを形成するのが好ましい。隣接作動ゾーンのホイール３８は同じ割合で加速および減速され、隣接ゾーンのホイールにより搬送ポッドに加えられる速度はゾーン間の搬送時に同期化される。ポッドがコンベアに沿って推進されるとき、ポッドの直ぐ下の作動ゾーンおよびポッドに隣接する１つ以上のゾーンはいつでも付勢状態にある。これにより、システムの電力消費が低減されかつ駆動システム３６の部品の作動寿命が延長される。他のポッドの下の駆動ゾーンおよび他のポッドに隣接する駆動ゾーンは静止モードすなわち除勢モードに保持され、複数のポッドを、例えば１つの加工機１６の前の領域のようなコンベアの領域に蓄積することができる。搬送システムが停止しているときまたは付勢モードにあるときには、ポッドは隣接ゾーンに配置されるのが好ましい。駆動システム３６の作動は制御システムにより制御される。制御システムはまた、コンベアに沿うポッドの進行をモニタリングする１つ以上のセンサを有するのが好ましい。この制御システムは、係属中の米国特許出願第09/212,002号（該米国特許出願の全開示は本願に援用する）により詳細に説明されている。
【００２３】
図３に示すように、駆動ホイール３８は、搬送装置（この実施形態では搬送ポッドの一部である）と協働して、ポッドを推進させかつ場合によっては経路に沿ってポッドを案内する。駆動ホイール３８は、ポッドの下面に形成された溝４０または他の適当な表面と係合する。溝４０は、駆動ホイール３８上にポッドが座合する水平面を形成する。駆動ホイール３８と溝４０との係合は、ポッドの側方移動すなわち横方向移動を並びにポッドの垂直移動を制御する。溝４０と駆動ホイール３８との組合せが好ましいが、溝４０を完全に省略して、搬送装置の駆動レール３２またはアイドラレール３４に、ポッドがレール３２、３４に沿って移動するときにポッドを案内するためのガイド装置を設けることができることを理解すべきである。他の実施形態では、アイドラレール３４が搬送装置を案内する。すなわち、アイドラレール３４が搬送装置と協働して垂直および水平の両方向への装置の移動を拘束し、この場合には、駆動レール３２が搬送装置の垂直移動のみを拘束する。
【００２４】
アイドラレール３４は、駆動レール３２に対して平行でかつ該駆動レール３２から間隔を隔てている。駆動レール３２およびアイドラレール３４には、両レール間に所定間隔を維持しかつコンベアの設置を容易にするための１つ以上のコネクタ４４が取り付けられている。駆動レール３２およびコネクタ４４は、適当な取付けフレームに取り付けるか、頭上フレーム（図示せず）を介して天井から吊下げるか、プロセスツールを介して直接または間接的に支持することができる。ポッドはアイドラレール３４の上面上に載置され、アイドラレール３４は、搬送装置と協働して搬送ポッドの一面を支持する。例示の実施形態では、レール３４の上面に沿ってパッドまたはクッション部材４６が設けられ、ポッドに円滑な移動性を与えるように構成されているが、所望によりパッド４６を省略して、ポッドがレール３４の上面上に直接載置されるように構成できる。或いは、駆動ホイールの外周に、パッド、クッションまたは弾性部材を取り付けることもできる。搬送装置（この実施形態では搬送ポッド）により支持された少なくとも１つのシュー４８が、アイドラレール３４の上面に沿って摺動する。シュー４８はホイールに設けるのが好ましいが、耐摩耗性プラスチック面、エアベアリングおよび磁気浮揚ベアリングを備えた固定支持体（但し、これらに限定するものではない）を含む他の形態にすることもできる。ポッドがコンベア１４に沿って推進されると、シュー４８がアイドラレール３４に沿って摺動することにより、ポッドの衝撃、振動または異常振動を最小にする態様でポッドを支持し、ポッドが滑らかで制御された態様で移動できるようにする。
【００２５】
図２Ｂおよび図３Ｂに示す他の実施形態では、シュー４８は固定支持体４９により形成されている。この実施形態では、アイドラレール３４は、固定支持体４９を支持する複数のローラ４１を有している。ローラ４１は、搬送ポッドがアイドラレール３４に沿って移動するときに、該搬送ポッドの下面に設けられた固定支持体４９を支持する。固定支持面９には、耐摩耗性プラスチック面を設けることが好ましい。更に別の実施形態では、アイドラレール３４が搬送装置のガイドおよび支持を行う。案内を行うため、シュー４８またはアイドラレール３４はガイド装置を有している。ガイド装置をアイドラレールに設ける一例は、Ｖレールを使用することである。或いは、シューにガイド装置を設けることもできる。例えば、シュー４８は、アイドラレール３４上のローラ４１が係合する溝（図示せず）が形成された固定支持体で形成できる。シューの特定実施形態について説明したが、シュー４８は、搬送装置を支持する機能、または搬送装置を支持しかつ案内する機能をもつ他の多くの形態にすることができる。
【００２６】
好ましい実施形態では、搬送システム１０は係属中の米国特許出願第09/103,479号のコンベアシステムに使用されるものであるが、本発明の搬送システム１０は、他の形式の平行レールコンベアおよび標準ローラ形式のコンベア等（但し、これらに限定されるものではない）を含む他の形式のコンベアにも使用できることを理解すべきである。
【００２７】
搬送ポッド１２は、搬送システム１０によって、コンベア１４から、加工、測定および／または単なる貯蔵を行うための作業ステーション１６へと自動的に移動される。前述のように、搬送システム１０は半導体加工の分野での使用に解くに適しているが、本発明の範囲内で他の用途にも使用できる。搬送システム１０がコンベア１４に使用される例示の実施形態では、搬送ポッド１２はコンベアから離脱されなくてはならない。すなわち、ポッド１２は、溝４０が駆動レール３２から外れかつシュー４８が駆動レール３２およびアイドラレール３４の両レールから外れるように、アイドラレール３２、３４から上方に充分高く上昇されなくてはならない。ポッド１２がコンベアに戻されたときには、溝４０または他の適当な表面は、駆動ホイール３８上に座合しなくてはならず、かつシュー４８はアイドラレール３４上に座合しなくてはならない。
【００２８】
ポッド１２とロードポート２２との整合も正確に制御されなくてはならない。当該技術分野で知られているように、ロードポート２２は、搬送ポッドの下面のスロット（図示せず）と係合する複数の運動ピン（kinematic pins）２３（図４）を有している。搬送ポッドの整合に使用される運動ピンすなわちカップリングの使用および説明については、SEMI E47.1-0298、SEMI E57-0298、SEMI5.1-0298およびSEMI E19.4-94等（但し、これらに限定されるものではない）の或る「半導体機器および材料インターナショナル（Semiconductor Equipment and Material International (SEMI：登録商標)）」工業規格を参照されたい（SEMEの関連条項は本願に援用する）。搬送ポッド１２がロードポート２２上に下降される前に、スロットは、ロードポートの運動ピン２３と入念に整合されなくてはならない。コンベアの１つ以上のセンサ（図示せず）が、搬送組立体１０によりコンベアとロードポートとの間でのポッドの搬送を行うためのロード／アンロード位置で、搬送ポッド１２をコンベア上に正確に配置することを確認する。図４〜図８を参照して、搬送組立体１０をより詳細に説明する。
【００２９】
図４〜図１６を参照して、搬送システム１０をより詳細に説明する。搬送システム１０は、一般に、物品を作業ステーションで支持すべく、コンベア１４および支持組立体６２から搬送ポッド１２または他の物品を上昇させるためのリフトすなわちエレベータシステム６０を有している。例示の実施形態では、エレベータシステム６０は、物品がコンベア１４に沿って移動されるときに物品がエレベータシステム６０上を直接通るように、駆動レール３２とアイドラレール３４との間でコンベア１４の下に配置されている。しかしながら、搬送システムは、コンベアの一側に配置されるリフトシステムを含む本発明の他の形式のリフトシステムで構成できる。物品１２の頂部と係合して物品をコンベア１４から上昇させるホイスト形リフトシステムを使用することもできる。
【００３０】
特に図６〜図１０に示すように、リフトすなわちエレベータシステム６０は、一般に、物品がコンベア１４の上方に上昇されるときに物品を支持する少なくとも１つの支持部材６４を有している。例示の実施形態では、エレベータシステム６０は互いに間隔を隔てた２つの支持部材６４を有する。該支持部材６４は、これらの間に大きなギャップを形成し、ポッドすなわち物品１２の側縁部に沿って物品の下縁部と係合するように配置されている。支持部材６４は、ポッドが支持部材６４により支持されているときに変位して支持部材から落ちることを防止するための上方に延びるリップすなわちフランジ６５を有している。所望ならば、リップ６５の高さまたは形状を調節して、より大きい（または小さい）保護が得られるように構成できる。例示の実施形態では２つの支持部材６４が使用されているが、本発明の他の実施形態では、より多くの（または少ない）数の支持部材を使用できることが理解されよう。例えば、エレベータシステムは、搬送ポッドのコーナと係合する形状を有しかつ配置された４つの支持部材で構成するか、単一の支持部材で構成することもできる。単一支持部材は、物品がコンベアの上方に上昇されるときに物品を安定状態で確実に支持できるようにＵ形にするか、非常に軽量の物品の場合には他の形状およびサイズにすることができる。後述のように、支持部材（単一または複数）は、物品を支持部材６４から支持組立体６２へと効率的に搬送できるように、支持組立体６２と協働できる形状にするのが好ましい。
【００３１】
支持部材６４は、駆動レール３２およびアイドラレール３４の下に配置されるフレーム本体６６により支持されている。この実施形態では、フレーム本体６６は、駆動レール３２およびアイドラレール３４のフレーム構造に固定された支持タイ６８に取り付けられている。しかしながら、他の手段を用いてフレーム本体６６をコンベア１４に固定できることは理解されよう。フレーム本体６６をコンベア１４に取り付ける代わりに、コンベアは、設備の床に固定するか、他のフレーム構造に取り付けることができる。
【００３２】
着脱可能なカバー６７を備えたフレーム本体６６は、エレベータシステム６０の構成部品を収容している。特に図８および図９に示すように、例示の実施形態では、フレーム本体６６および支持部材６４は、フレーム本体６の側壁７２に対して摺動可能に連結されている。フレーム本体６６の側壁は、フレーム本体６６に対する支持部材６４の垂直直線運動を案内するレールを形成する。支持部材６４にはリニアスライド７４が連結されており、より詳しく後述するようにリニアスライド７４が移動すると、支持部材６４が昇降されるようになっている。別々のレール７２およびスライド７４の代わりに、他の実施形態では、両支持部材６４を共通のスライド−レール組立体に連結できることが理解されよう。また、スライド―レール組立体は、支持部材６４の垂直直線運動を発生させる他の形式のシステムで置換することもできる。このような他のシステムの例として、エアシリンダリフト装置、空気圧リフト装置および鋏−脚構造を備えた装置があるが、これらに限定されるものではない。
【００３３】
リニアスライド７４の垂直運動は、駆動システム７８により制御される。駆動システム７８は２つの親ねじ８０を有し、各親ねじ８０はリニアスライド７４の１つに連結されている。親ねじの上下の端部は、フレーム本体６６に対して親ねじ８０を実質的に制限されることなく回転させるベアリング８２を介してフレーム本体６６に連結されている。上方のベアリング８２は、カバー６７の高さを低減できるように、ベアリングカップ８３内に座合される。親ねじ８０の一端には、ベルト８６と、親ねじ８０の下端部から下方に延びている軸に取り付けられたタイミングベルトプーリとを介して、モータ８４が連結されている。第１タイミングベルトプーリ８８に連結された第２タイミングベルトプーリ９２は、第２ベルト９４と、第２親ねじ８０の下端部から下方に延びている軸に取り付けられたタイミングベルトプーリ９６とを介して、駆動力を第２親ねじ８０に伝達する。例示の実施形態では、モータ８４はステッパモータであるが、他の形式のモータを使用できることは理解されよう。また、駆動力を親ねじ８０に伝達するのに、他の手段を使用できる。モータ８４、プーリ８８、９２、９６およびベルト８６、９４はフレーム本体６６の底部および親ねじ８０の下端部の方向に配置されているが、これらの構成部品は親ねじの上端部に連結できることも理解されよう。タイミングプーリ９６には磁石（図示せず）を配置するのが好ましい。磁石はホール効果センサ９５を通って回転し、親ねじ８０の回転を確認する。これにより、ベルト破損の検出および回転の確認が可能になる。
【００３４】
支持部材６４は、モータ８４を付勢して親ねじ８０を回転させることにより、フレーム本体６６および駆動レール３２およびアイドラレール３４に対して昇降される。図８および図９は、支持部材６４が駆動レール３２およびアイドラレール３４の上面より下に位置している下降位置にあるところを示している。支持部材６４が上方に移動されると、支持部材６４は、図１０に示すように物品の下面と係合する。支持部材６４の連続上昇移動により、ポッドがコンベアの上方に充分高く上昇され、より詳細に後述するようにポッドを支持組立体６２へと搬送できるようになるまで、ポッドがコンベアから持ち上げられ、支持部材６４は、この搬送が完了するまでポッドの重量を支持する。ポッドが搬送された後は、支持部材６４は、他の物品がエレベータシステムを通って移動できるようにするため、コンベア１４の表面より下方に下降されるのが好ましい。しかしながら、所望ならば、支持部材６４はポッドがエレベータシステム６０に戻るまで上昇位置に維持しておくこともできる。後述するように、ポッドが支持部材６４上に配置されると、モータが付勢されてスライド７４および関連支持部材６４が下降され、これにより駆動レール３２およびアイドラレール３４上にポッドが載置されてポッドがコンベア１４に沿って更に搬送される。
【００３５】
関連親ねじに対するスライド７４の上下の限界を定めるのにリミットスイッチ１００が使用される。親ねじ上のスライド７４の実変位量は、制御システム１０２により制御されるモータ８４の作動により決定される。必要とされる支持部材６４の上方変位量は、駆動レール３２およびアイドラレール３４に対する支持部材６４の位置に部分的に基いている。この実施形態では、支持部材６４が下降位置にあるとき、支持部材６４は駆動レール３２およびアイドラレール３４の表面の直ぐ下に配置される。ポッドは、支持部材を３〜５インチ例えば４インチ上昇させることにより、コンベア１４の表面から上方に充分高く持上げられる。しかしながら、支持部材６４が移動される垂直距離はかなりの変化を受けることは理解されよう。
【００３６】
例示の用途では、搬送システム１０は、１０枚以上の半導体ウェーハが充填されたポッドを移動させるのに使用される。ポッドの内容物が脆弱であることから、センサを使用して、搬送の前に、搬送ポッドの適正位置を決定する。本発明のこの実施形態では、コンベア１４には、ロードポート２２に直接対向する位置から上流側に１つ以上のセンサ（図示せず）が設けられている。コンベア１４に沿って移動する搬送ポッドは、この上流側位置で停止される。センサ（単一または複数）は、この上流側位置での搬送ポッドの存在を検出し、次に搬送ポッドは、上流側位置と、ロードポートの直ぐ前方でかつ支持部材の直ぐ上方の位置との間の正確な距離だけ前方に割出される。支持部材６４の少なくとも一方（好ましくは両方）は、支持部材６４が搬送ポッドの下面と接触する時点を検出するセンサ１０４を有している。この態様により、センサ１０４は、支持部材６４がコンベアの上方にポッドを持ち上げる前に、ポッドが支持部材上に適正に座合する時点を検出する。例示の実施形態では、センサ１０４は光学センサであるが、所望により他の形式のセンサを使用することもできる。支持部材６４により支持されたピン１０６がポッド１２の下面と係合して、支持部材６４上でのポッド１２の安定性を付加する。他の用途では、支持部材６４に対する物品の位置についてのこのような正確な制御は不要であろう。
【００３７】
図４および図５に示した例示の実施形態では、支持組立体６２は作業ステーションに配置される。コンベア１４および半導体システムが半導体加工の分野に使用される例示の用途では、支持組立体６２は、加工機の扉すなわちポートに隣接して該加工機に取り付けられる。この構成は、ポッドを移動させてロードポートシールとシール係合させ、半導体ポッドおよび加工機のきれいな内部環境を維持することを容易にする。しかしながら、支持組立体６２は、加工機の直前に配置されるフレームに取り付けることもできることは理解されよう。
【００３８】
図１１〜図１５を参照すると、支持組立体６２は、概略的に、物品を支持するための棚部材すなわち支持部材１２０を有している。搬送システム１０が半導体加工に使用される例示の実施形態では、棚１２０は、一般に運動ピンと呼ばれる、上方に突出する複数のリテーナ１２２を有し、該運動ピンは搬送ポッドの下面の運動スロットと協働して、ロードポートシールに対するポッドの正確な位置決めを確保する。ポッドがコンベア１４と加工機２０との間で移動されるときの安定性を増大させる付加リテーナ１２４が設けられている。
【００３９】
棚１２０は、該棚１２０が加工機２０に隣接して配置される閉位置（図４および図１１）と、コンベア１４の上方に配置されるようにフレーム本体１２６から横方向に支持される開位置すなわち伸長位置（図５および図１２）との間で摺動可能するようにフレーム本体１２６に連結されている。例示の実施形態では、棚１２０の全移動距離は約１６〜２０インチ、例えば１８インチである。しかしながら、全移動距離は、加工機に対するコンベアの位置に基いて増減させることができる。従来技術で採用されているロードポートシステムでは、ロードポートシールに対してポッドを押し付けかつ搬送ポッドの扉が開かれる前に充分なシールが得られることが確保するのに、加工機に対してロードポートが或る距離だけ変位される。従来技術のロードポートの水平変位は、本発明の支持組立体６２により得られる移動とは異なっており、ロードポートは、コンベア１４と加工機２０との間のポッドの全重量を支持して、ロードポートとコンベア１４との間の距離を移動しなければならない。
【００４０】
棚１２０は、フレーム本体２６により支持された可動キャリジ１３０に連結されており、該可動キャリジ１３０により閉位置と伸長位置との間で移動される。可動キャリジ１３０は、フレーム本体１２６の固定された上方シールド板１３２の下に配置されている。シールド板１３２は、支持システム６２の内部構成部品を保護しかつシールド板１３２が移動される滑らかな表面を形成している。可動キャリジ１３０の内部構成部品は第２シールド板１３３により覆われており、該第２シールド板１３３も大きな振り剛性（racking stiffness）をもつキャリジ１３０を形成している。キャリジ１３０は、この背板１３６に取り付けられた１対の互いに間隔を隔てた入れ子式スライド１３４を有している。例示の実施形態では、このようなスライド１３４は、該スライドの伸長および後退を容易にするための複数のボールブシュ１３８（図１５）を有している。
【００４１】
キャリジ１３０の移動は、フレーム本体により支持された駆動システム１４４により制御される。例示の実施形態では、駆動システム１４４は、フレーム本体に取り付けられたモータ１４６を有している。モータ１４６は、ベルト組立体１５０（図１４）を介して親ねじ１４８に連結されている。親ねじ１４８は、背板１３６に通されかつナット１５２を介して該背板１３６に連結されている。親ねじ１４８の両端部は、ボールベアリング（図示せず）を介してフレーム本体１２６に取り付けられている。モータは正転および逆転方向に作動でき、一方の回転方向では、背板１３６を前方に移動させてスライド１３４を伸長させ、他方の回転方向では、背板１３６をフレーム本体１２６の後方に向かって移動させてスライド１３４を後退させかつ棚１２０を閉位置に移動させる。背板１３６がフレーム本体１２６の前端部に向かって移動されるとき、背板１３６の前方移動およびボールブシュの作動により、スライド１３４が伸長されかつ棚１２０が伸長位置に移動される。ケーブル組立体１５４は、棚１２０の伸長並びに棚１２０を閉位置に移動させるためのスライド１３４の後退を容易にする。例示の実施形態では、各スライドのために２本のケーブル１５６ａ、１５６ｂが設けられている。ケーブル組立体１５４の代わりにまたは該ケーブル組立体１５４に加えて、スライド１３４をフレーム本体１２６内に後退させるための他の手段を使用できることは理解されよう。
【００４２】
モータ１４６の付勢は、制御システム（図示せず）により制御される。制御システムは、エレベータシステム６０の制御システム１０２と通信するのが好ましい。支持システム６２はまた、背板１３６の移動をモニタリングしかつ棚１２０が完全伸長位置に移動したことを検出するリミットスイッチ１６０を有している。
【００４３】
図１６は、搬送システム１０の作動を概略的に示すものである。搬送ポッドまたは他の物品は、コンベア１４に沿って搬送されかつ適正位置に位置決めされる。コンベア１４の駆動システム３６により得られる正確な制御は、ポッド１２またはその内容物との衝撃が最小になるように、ポッド１２を適正位置に正確に位置決めすることを可能にする。しかしながら、本発明の搬送システムは、他の手段に頼って支持システムの前方にポッドを停止させる他の搬送システムにも使用できることを理解されたい。前述のように、本発明のこの実施形態では、物品は、最初に、支持システム６２の上流側の位置に位置決めされる。プリロードゾーンセンサは、この位置での搬送ポッド１２の適正配置を検出する。搬送ポッド１２は、次に、ロードポートの直ぐ前方にポッド１２を位置決めすべく、所定距離だけ前方に割り出される。
【００４４】
ポッドがひとたび適正ロード位置に搬送されると、制御システム１０２はエレベータ６０を付勢して、搬送ポッド１２をコンベア１２の上方に持ち上げる。これは、駆動システム７８を付勢して、搬送ポッド１２の直ぐ下の所定位置にスライド７４を上昇させることにより達成される。スライド７４は、これらが搬送ポッド１２の下面に接触するまでゆっくりと上昇される。搬送ポッド１２と支持部材６４とがひとたび適正に座合すると、これはセンサ１０４により検出され、スライド７４は、搬送ポッド１２が上昇位置に移動されるまで支持部材を上昇し続ける。この実施形態では、完全上昇位置は上方のリミットスイッチにより決定される。前述のように、この用途では、エレベータシステム６０は、ポッド１２をコンベア１４の上面から上方に約３〜５インチ、例えば４インチだけ上昇させるが、この距離は所望により増減できる。ひとたびポッドが所望高さまで持ち上げられると、駆動システム７８が除勢され、ポッドは支持部材６４により所定位置に保持される。制御システム１０２は、ポッド１２が上昇位置に移動されたことを表示する信号を、支持システム６２の制御システムに送る。
【００４５】
支持システム６２の制御システムが、ポッド１２が上昇位置まで持ち上げられたことを表示する信号をひとたび受けると、駆動システム１４４が付勢され、キャリジ１３０をフレーム本体１２６から伸長させ、これにより、棚１２０が搬送ポッド１２の下面とコンベア１４との間に移動される。かくして、コンベアの上方のポッドの最小高さが、棚１２０の高さにより部分的に決定される。棚１２０が完全に伸長されると、運動ピン１２２が、搬送装置の下面の運動スロット（図示せず）と実質的に整合される。支持システム６２の制御システムは、棚１２０が完全伸長位置にあることを表示する信号を制御システム１０２に送信する。
【００４６】
エレベータシステムの制御システム１０２が制御システムから信号を受けると、駆動システム７８が付勢され、支持部材６４が棚１２０上にポッド１２を載置するまでスライド７４を下降させる。例示の実施形態では、スライド７４の下降移動は、支持部材６４が駆動レール３２およびアイドラレール３４の上面より下に移動され、エレベータシステムがコンベア１４に沿う他のポッドの通過を妨げないようになるまで続けられる。この特徴は、加工ラインが複製機械を備えている場合に特に有効である。しかしながら、各ポッドが各機械に供給されなくてはならない場合には、支持部材６４はコンベア１４の表面より上方に留まることができ、これにより、棚１２０から支持部材６４へのポッドの搬送を完了するのに要する時間を短縮できる。
【００４７】
センサ１０４は、ポッドが棚上に載置された後は支持部材６４上にポッド１２が存在しないことを検出する。制御システムは駆動システム１４４を付勢して、キャリジ１３０を後退させかつ棚１２０を閉位置に移動させる。これにより、棚はフレーム本体１２０の直ぐ上に配置される。次に、支持組立体がポッド１２を変位させてロードポートシールに当接させ、ウェーハが、当該技術分野で知られた態様でポッドから取り出されて加工される。
【００４８】
ポッドの内容物の加工が完了すると、プロセズが反転されて、ポッド１２がコンベアに戻される。より詳しくは、駆動システム１４４が付勢されて、棚１２０がコンベア１４より上方の伸長位置に移動される。次に、エレベータシステム６０が付勢されて、支持部材６４を搬送ポッド１２の直ぐ下の所定位置に上昇させる。次に、エレベータシステム６０は、部材６４がポッド１２の下面に接触するまで、支持部材６４をゆっくりと上昇させる。センサが、支持部材６４上のポッドの適正配置を検出したならば、支持部材６４が上昇され、ポッドが棚１２０から持ち上げられる。例示の実施形態では、スライド７４は、これが上方のリミットスイッチに到達するまで上昇される。次に、棚１２０が後退され、支持部材６４がコンベアのレベルより直ぐ上の所定位置まで下降される。次に、搬送ポッド１２がコンベア上に載置されるまで、支持部材６４がゆっくりと下降される。ポッドがもはや支持部材６４とは接触していないことをセンサ１０４が検出したならば、エレベータは、支持部材６４を完全後退位置へと下降させる。
【００４９】
本発明の特定実施形態についての上記説明は、単に例示および説明を目的としてなされたものである。上記説明は、本発明を説明した正確な形態に限定するものではなく、本発明の教示に基いて多くの変更が可能である。本発明の実施形態は、本発明の原理およびその実際の用途を最も良く説明するために選択および説明されたものであり、従って、当業者ならば、本発明および種々の変更がなされた種々の実施形態を、意図する特定用途に適したものとして最良の使用が可能である。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載およびその均等物により定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による搬送システムを組み込んだ搬送システムの一例を示す概略図である。
【図２Ａ】  本発明の一実施形態による図１に示すコンベアシステムの一部を示す斜視図である。
【図２Ｂ】  本発明の他の実施形態による図１に示すコンベアシステムの一部を示す斜視図である。
【図３Ａ】  図２Ａの３Ａ−３Ａ線に沿う断面図である。
【図３Ｂ】  図２Ｂの３Ｂ−３Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】  図１の搬送システムの斜視図であり、リフト装置が下降位置にありかつ棚が後退位置にあるところを示すものである。
【図５】  図４の搬送システムの斜視図であり、リフト装置が上昇位置にありかつ棚が伸長位置にあるところを示すものである。
【図６】  図４の搬送システムのエレベータシステムの斜視図であり、リフト装置が下降位置にあるところを示すものである。
【図７】  図４の搬送システムの斜視図であり、リフト装置が上昇位置にあるところを示すものである。
【図８】  図６のエレベータシステムの一部を破断した斜視図である。
【図９】  図６のエレベータシステムの一部を破断した斜視図である。
【図１０】  図６のエレベータシステムの一部を破断した正面図である。
【図１１】  図４の支持組立体の斜視図であり、棚が閉位置にあるところを示すものである。
【図１２】  図４の支持組立体の斜視図であり、棚が伸長位置にあるところを示すものである。
【図１３】  図４の支持組立体の一部を破断して上方から見た斜視図であり、棚が伸長位置にあるところを示すものである。
【図１４】  図４の支持組立体の一部を破断した斜視図である。
【図１５】  図４の支持組立体の一部を破断して下方から見た斜視図であり、棚が伸長位置にあるところを示すものである。
【図１６】  本発明の搬送システムの一連の作動を示すフローチャートである。
【図１】
0004109423.tif 000002
【図２Ａ】
0004109423.tif 000003
【図２Ｂ】
0004109423.tif 000004
【図３Ａ】
0004109423.tif 000005
【図３Ｂ】
0004109423.tif 000006
【図４】
0004109423.tif 000007
【図５】
0004109423.tif 000008
【図６】
0004109423.tif 000009
【図７】
0004109423.tif 000010
【図８】
0004109423.tif 000011
【図９】
0004109423.tif 000012
【図１０】
0004109423.tif 000013
【図１１】
0004109423.tif 000014
【図１２】
0004109423.tif 000015
【図１３】
0004109423.tif 000016
【図１４】
0004109423.tif 000017
【図１５】
0004109423.tif 000018
【図１６】
0004109423.tif 000019