(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記第2ガス導入路は、前記駆動ガスを前記第2の圧力に減圧する第2レギュレータを介して、前記駆動ガス供給部または前記第1ガス導入路に繋がっていることを特徴とする請求項1に記載のロードポート装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ボトムガスパージが可能なロードポート装置では、ガス圧を利用してボトムノズルを昇降移動させるものが提案されている。しかしながら、従来のロードポート装置では、ボトムノズルを移動させるための力が大きすぎるために、ボトムノズルがウエハ搬送容器の底部に接触した際に、ウエハ搬送容器に衝撃を与えることにより、ウエハ搬送容器の耐久寿命が短くなる問題や、ウエハ搬送容器が振動してパーティクルが発生するなどの問題が生じている。
【0006】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、ボトムノズルの接触時において、ウエハ搬送容器に与える衝撃を抑制し得るボトムノズル駆動部を有するロードポート装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、本発明に係るロードポート装置は、
容積が可変である複数の圧力室へ導入する駆動ガスを供給する駆動ガス供給部と、
ウエハ搬送容器を載置する載置テーブルを駆動するテーブル駆動部、前記ウエハ搬送容器を前記載置テーブルに対して固定するクランプ機構を駆動するクランプ駆動部、前記ウエハ搬送容器の主開口に連通する連通口に設けられたドアを駆動するドア駆動部、のうち少なくとも一つが有する前記圧力室である第1圧力室へ、第1の圧力を有する前記駆動ガスを導入する第1ガス導入路と、
前記ウエハ搬送容器の底部開口を介して前記ウエハ搬送容器に連通するボトムノズルを駆動するボトムノズル駆動部が有する前記圧力室である第2圧力室へ、前記第1の圧力より低い第2の圧力を有する前記駆動ガスを導入する第2ガス導入路と、を有する。
【0008】
本発明に係るロードポート装置では、ボトムノズル駆動部が有する第2圧力室に対して、テーブル駆動部等が有する第1圧力室に導入される駆動ガスに比べて、低い圧力を有する駆動ガスが導入される。これにより、ボトムノズルを移動させるための力を、載置テーブル等を移動させるための力に比べて小さくなるように調整することができ、ボトムノズルがウエハ搬送容器の底部に接触する際の衝撃を抑制することができる。また、ボトムノズルの重量は、載置テーブルやドアに比べて軽く、また、ボトムノズルとウエハ搬送容器との接続は、クランプ機構とウエハ搬送容器との接続ほど強くなくてもよいので、本発明に係るロードポート装置は、ボトムノズルを移動させる力を小さくすることにより、ボトムノズルをウエハ搬送容器に対して適切に接続することが可能である。これにより、ボトムノズルをウエハ搬送容器に接続した際に発生するパーティクルを抑制したり、不完全な接続により接続部分からリークが生じる問題を防止したりすることができる。
【0009】
また、例えば、前記第2ガス導入路は、前記駆動ガスを前記第2の圧力に減圧する第2レギュレータを介して、前記駆動ガス供給部または前記第1ガス導入路に繋がっていてもよい。
【0010】
第2レギュレータを用いて減圧するロードポート装置は、共通の駆動ガス供給部から、それぞれ圧力の異なる駆動ガスを、第1圧力室と第2圧力室とに導入することができる。
【0011】
また、例えば、前記第1ガス導入路は、前記駆動ガスを前記第1の圧力に減圧する第1レギュレータを介して、前記駆動ガス供給部に繋がっていてもよく、
前記第2ガス導入路は、前記駆動ガスを前記第2の圧力に減圧する第2レギュレータを介して、前記第1ガス導入路に繋がっていてもよい。
【0012】
第1のレギュレータと第2のレギュレータを有するロードポート装置は、各駆動部の圧力室に対して、適切な圧力の駆動ガスを導入することが可能である。また、第2ガス導入路が、第1ガス導入路に繋がっていることにより、ガス供給部に繋がっている場合より、第2レギュレータによる減圧値を小さくすることができる。
【0013】
また、例えば、本発明に係るロードポート装置は、前記ボトムノズルを介して、前記ウエハ搬送容器に第3の圧力を有する清浄化ガスを導入する清浄化ガス導入路を有してもよく、
前記第2の圧力は、前記第3の圧力より低くてもよい。
【0014】
このようなロードポート装置では、第2の圧力より高い第3の圧力の清浄化ガスをウエハ搬送容器に導入することができるため、効率的にウエハ搬送容器を清浄化することができる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図1に示すように、本発明の一実施形態に係るロードポート装置10は、半導体処理装置へ繋がるウエハ搬送室52に連結されており、ウエハ搬送室52とロードポート装置10とは、イーフェム(EFEM)を構成する。
図1に示すように、ロードポート装置10は、壁部材11と、固定台12と、その固定台12に対して、Y軸方向に移動可能な載置テーブル14とを有する。なお、図面において、Y軸が載置テーブル14の移動方向を示し、Z軸が鉛直方向の上下方向を示し、X軸がこれらのY軸およびZ軸に垂直な方向を示す。
【0017】
載置テーブル14のZ軸方向の上部には、収容物としての複数のウエハ1を密封して保管及び搬送するウエハ搬送容器としてのフープ(FOUP)2が、着脱自在に載置可能になっている。フープ2の内部には、ウエハ1を内部に収めるための空間が形成されている。フープ2は、複数の側面と、上下方向に位置する上面と底面2fとを有する箱状の形状を有している。フープ2が有する複数の側面の一つである第1側面2dには、フープ2の内部に収容したウエハ1を出し入れする開口としての主開口2bが形成されている。
【0018】
また、フープ2は、主開口2bを密閉するための蓋4を備えている。フープ2の内部には、水平に保持された複数のウエハ1を、鉛直方向に重ねるための棚(不図示)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フープ2の内部に収容される。また、フープ2の底面2fには、ロードポート装置10のボトムノズル20(
図2参照)が接続する複数の底部開口5と、ロードポート装置10のクランプ機構16が係合する係合用端縁7とが形成されている。
【0019】
図1に示すロードポート装置10は、SEMIスタンダードに準拠するフープ(Front Opening Unified Pod)2に適用される装置であるが、本発明に係るロードポート装置はこれに限定されず、ウエハを出し入れする主開口及びボトムノズルが接続する底部開口が形成された構造を有する他の密封搬送容器に対して適用されるものであってもよい。後述するように、ロードポート装置10は、フープ2の側面に形成された主開口2bを開閉し、フープ2の内部とウエハ搬送室52とを機密に連結するためのインターフェース装置である。
【0020】
フープ2からのウエハ1の搬出は、フープ2を載置テーブル14の上に設置した状態で行われる。ロードポート装置10は、載置テーブル14を駆動するテーブル駆動部15(
図6参照)を有している。テーブル駆動部15は、
図2に示すように載置テーブル14および載置されたフープ2が連通口13に対して離間した第1状態と、
図3に示すように載置テーブル14が連通口13に近づき、フープ2の一部が連通口13に入り込んだ第2状態の間で、載置テーブル14をY方向に移動させることができる。
【0021】
また、ロードポート装置10は、壁部材11に形成された連通口13を開閉するドア18と、ドア18を駆動するドア駆動部19とを有する。壁部材11は、ウエハ搬送室52の内部をクリーン状態に密封するケーシングの一部として機能するようになっている。壁部材11には、
図3に示すようにドア18及び蓋4を開いた状態において、フープ2の主開口2bに連通する連通口13が形成されている。ドア駆動部19は、
図2に示すように、ドア18が連通口13を封止している第1状態と、フープ2の蓋4と係合したドア18が、連通口13から下方に退避した第2状態との間で、ドア18を移動させることができる。
【0022】
図3に示すように、ドア駆動部19は、ドア18を蓋4と共に、Y軸方向に平行移動させて蓋4をフープ2から取り外し、さらにドア18及び蓋4をZ軸方向へ平行移動させるか又は回転移動させることにより、連通口13を開く。このようにして、ロードポート装置10は、フープ2の内部とウエハ搬送室52の内部とを連通させることにより、ウエハ搬送室52内に設けられるロボットアーム54a(
図1参照)が、フープ2内のウエハ1を搬出することができるようになる。
【0023】
図2では図示されていないが、載置テーブル14の上面には、1つ以上(好ましくは3つ)の位置決めピンが設けられており、載置テーブル14に載置されたフープ2は、これらの位置決めピンによって下方から支持されている。さらに、ロードポート装置10は、フープ2を載置テーブル14に対して固定するクランプ機構16と、クランプ機構16を駆動するクランプ駆動部17(
図6参照)とを有する。クランプ駆動部17は、
図2に示すようにクランプ機構16がフープ2の底面2fに形成された係合用端縁7から離脱している第1状態と、
図3に示すようにクランプ機構16が係合用端縁7に係合している第2状態との間で、クランプ機構16を移動させることができる。
【0024】
クランプ機構16は、フープ2が載置テーブル14の上面に載置された後、フープ2の蓋4が、ドア駆動部19によってフープ2から取り外される前に、クランプ駆動部17によって駆動され、フープ2を載置テーブル14に対して固定する。これにより、クランプ機構16は、フープ2から蓋4を取り外す際に、フープ2が載置テーブル14または位置決めピンから脱落等する問題を、防止することができる。
【0025】
また、ロードポート装置10は、ボトムノズル20と、ボトムノズル20を駆動するボトムノズル駆動部21(
図4及び
図5参照)とを有している。ボトムノズル20は、載置テーブル14とともにY軸方向に移動可能に設けられている。また、ボトムノズル20は、載置テーブル14に対して、上下に相対移動することができる。すなわち、ボトムノズル駆動部21は、
図2に示すようにボトムノズル20がフープ2の底部開口5から離間した第1状態と、
図3に示すようにボトムノズル20が底部開口5を介してフープ2の内部に連通する第2状態との間で、ボトムノズル20を移動させることができる。
【0026】
図4(a)は、
図2に示すような第1状態にあるボトムノズル20及びボトムノズル駆動部21の詳細構造を表す模式断面図である。ボトムノズル駆動部21は、第2圧力室としてのノズル昇降圧力室21aと、ノズル昇降制御弁21bと、第2ガス流路の一部であるピストン流路21cと、シリンダ21dと、排出バルブ21eと、仕切り板21fとを有している。ボトムノズル20は、上下方向に延びる筒状の形状を有しており、ボトムノズル20に形成された貫通孔であるノズル口20aは、下方部材24及び仕切り板21fによって形成された清浄化ガス導入流路22に連通している。
【0027】
図4(b)は、
図3に示すような第2状態にあるボトムノズル20及びボトムノズル駆動部21の詳細構造を表す模式断面図である。ボトムノズル駆動部21のシリンダ21dとボトムノズル20との間には、ノズル昇降圧力室21aが形成してある。このノズル昇降圧力室21aに、ピストン流路21cを通して駆動ガスを導入または導出させることで、ボトムノズル駆動部21は、ボトムノズル20をシリンダ21dに対して相対的に、Z軸方向に上下動させることができる。ノズル昇降圧力室21aへの駆動ガスの導入及び導出は、ピストン流路21cへつながるノズル昇降制御弁21b及び排出バルブ21eを開閉することにより制御される。
【0028】
図4(a)に示すようにボトムノズル20が下降した第1状態にある場合、ボトムノズル20のZ軸方向の頭部(上部)は、載置テーブル14の上面と面一または引っ込んでいる。
図4(b)に示すように、ボトムノズル20が上昇した第2状態にある場合、ボトムノズル20の頭部が、
図2に示す載置テーブル14の上面からZ軸方向の上部に飛び出し、
図4(B)に示すように、底部開口5を囲むフープ2の底面2fに密着する。ボトムノズル20の頭部には、Oリングなどのシール部材23が装着してあることから、ボトムノズル20のノズル口20aとフープ2の内部が、底部開口5を介して気密に連通する。
【0029】
ボトムノズル20のZ軸方向の下端には突出部が形成してあり、
図4(B)に示すように、ボトムノズル20が第2状態にある場合でも、清浄化ガス導入流路22の空間22aと、ボトムノズル20のノズル口20aとが連通した状態が維持される。ロードポート装置10が有する清浄化ガス導入流路22には、図示しない配管部を介して清浄化ガスが供給される。ロードポート装置10は、
図3及び
図4(B)に示すように、ボトムノズル20とフープ2の内部とを連通させた状態で清浄化ガス導入流路22に清浄化ガスを供給することにより、ボトムノズル20を介して、フープ2内に清浄化ガスを導入することができる。なお、ボトムノズル20を用いたフープ2内への清浄化ガスの導入は、
図3に示すようにフープ2の蓋4が開放されている状態で行われてもよく、また、フープ2の蓋4が閉じられた状態において、ボトムノズル20をフープ2に接続して行われてもよい。
【0030】
図4(a)及び
図4(b)に示すように、ボトムノズル駆動部21は、ノズル昇降制御弁21bを開閉し、ノズル昇降圧力室21aへ駆動ガスを導入することにより、ボトムノズル20を移動させる。
図6は、ロードポート装置10における駆動ガスの経路を表す概念図である。ロードポート装置10は、ロードポート装置10へ駆動ガスを供給する駆動ガス供給部30を有しており、駆動ガス供給部30には、ガスタンク等で構成されるガス供給源40から、駆動ガスが供給される。駆動ガス供給部30は、たとえばガス供給源40に接続される配管部等で構成される。
【0031】
ガス供給源40から駆動ガス供給部30へ供給された駆動ガスは、第1レギュレータ41により第1の圧力に減圧された後、ロードポート装置10内の駆動部へ繋がる第1ガス導入路31へ流入する。
【0032】
ここで、ロードポート装置10において、駆動ガス供給部30から供給される駆動ガスは、各駆動部が有する圧力室へ導入され、駆動ガスの導入により圧力室の容積が変化することにより、各駆動部は対象となる部材を駆動する。たとえば、ボトムノズル20を駆動するボトムノズル駆動部21は、
図4(a)及び
図4(b)に示すノズル昇降圧力室21aを有しており、
図6に示すノズル昇降制御弁21bを開閉することによりノズル昇降圧力室21aに駆動ガスを導入し、ノズル昇降圧力室21aの容積を変化させることにより、ボトムノズル20を移動させる。
【0033】
図6に示すように、ロードポート装置10が有する他の駆動部であるドア駆動部19、テーブル駆動部15及びクランプ駆動部17も、ボトムノズル駆動部21と同様に、駆動ガスの導入により圧力室の容積が変化する圧力室を有している。すなわち、ドア駆動部19は、ロードポート装置10が有する圧力室の一つであるドア開閉圧力室19aを有しており、ドア開閉制御弁19bの開閉を制御することによりドア開閉圧力室に駆動ガスを導入し、
図2及び
図3に示すドア18を移動させる。また、
図6に示すテーブル駆動部15は、ロードポート装置10が有する圧力室の一つであるテーブル移動圧力室15aを有しており、テーブル移動制御弁15bの開閉を制御することによりテーブル移動圧力室15aに駆動ガスを導入し、
図2及び
図3に示す載置テーブル14を移動させる。さらに、
図6に示すクランプ駆動部17は、ロードポート装置10が有する圧力室の一つであるクランプ移動圧力室17aを有しており、クランプ移動制御弁17bの開閉を制御することによりクランプ移動圧力室17aに駆動ガスを導入し、
図2及び
図3に示すクランプ機構16を移動させる。
【0034】
ドア駆動部19、テーブル駆動部15及びクランプ駆動部17が有するドア開閉圧力室19a、テーブル移動圧力室15a及びクランプ移動圧力室17aとしては、駆動ガスの導入により容積が変化するものであれば特に限定されないが、たとえばエアシリンダの圧力室など、可動部であるピストンやロッドと、固定部であるシリンダの間に形成されるものが挙げられる。
【0035】
図6に示すように、第1の圧力を有する駆動ガスが流入する第1ガス導入路31は、ドア開閉圧力室19a、テーブル移動圧力室15a及びクランプ移動圧力室17aの3つの圧力室(第1圧力室)と、第1レギュレータ41とを接続しており、これらの圧力室19a、15a、17aへ、第1の圧力を有する駆動ガスを導入する。また、第1ガス導入路31には、ドア開閉制御弁19b、テーブル移動制御弁15b及びクランプ移動制御弁17bが設けられており、各制御弁19b、15b、17bは、これらの制御弁が設けられた経路に接続するそれぞれの圧力室19a、15a、17aへの駆動ガスの導入を制御するために用いられる。
【0036】
図6に示すように、第1ガス導入路31は、さらに、第1レギュレータ41と第2レギュレータ42とを接続している。第2レギュレータ42は、第1ガス導入路31から流入する駆動ガスを、第1の圧力より低い第2の圧力に減圧する。第2レギュレータ42の出力側には、第2ガス導入路32が接続されており、第2ガス導入路32には、第2の圧力を有する駆動ガスが流入する。第2ガス導入路32は、第2レギュレータ42とノズル昇降圧力室21aとを接続しており、第2の圧力を有する駆動ガスを、第2圧力室であるノズル昇降圧力室21aに導入する。ノズル昇降圧力室21aへのガスの導入を制御するために用いられるノズル昇降制御弁21bは、
図6に示すように、第2レギュレータ42に繋がる第1ガス導入路31に設けられているが、これとは異なり、ノズル昇降制御弁21bは、第2ガス導入路32に設けられていてもよい。
【0037】
図6に示すように、ロードポート装置10では、第1ガス導入路31は、第1レギュレータ41を介して駆動ガス供給部30に繋がっており、第2ガス導入路32は、第2レギュレータ42を介して第1ガス導入路31に接続している。ただし、第2ガス導入路32の接続方法としてはこれに限定されず、たとえば、第2ガス導入路32は、第2レギュレータ42を介して、駆動ガス供給部30に繋がっていてもよい。
【0038】
図5は、第1レギュレータ41、第1ガス導入路31、第2レギュレータ42及び第2ガス導入路42の接続方法の一例を表す外観図である。第1レギュレータ41等は、たとえばロードポート装置10における固定台12(
図1参照)の下方に収納されている。
図5に示すように、第1レギュレータ41の入力側には駆動ガス供給部30が接続され、第1レギュレータ41の出力側には第1ガス導入路31が接続される。第1ガス導入路31は、複数の制御弁19b、21b、15b、17bを有するマニホールド50に接続されている。
【0039】
第2レギュレータ42の入力側には、マニホールド50のノズル昇降制御弁21b(
図6参照)に接続する第1ガス導入路31が接続している。また、第2レギュレータ42の出力側には第2ガス導入路32が接続しており、ノズル昇降圧力室21aへ続いている。
【0040】
図6に示すように、ロードポート装置10では、ボトムノズル駆動部21が有するノズル昇降圧力室21a(第2圧力室)に対して、ドア駆動部19等が有するドア開閉圧力室19a等(第1圧力室)に導入される駆動ガスに比べて、低い圧力を有する駆動ガスが導入される。これにより、ボトムノズル20を移動させるための力を、載置テーブル14等を移動させるための力に比べて小さくなるように調整することができ、ボトムノズル20がフープ2の底面2fに接触する際の衝撃を低減することができる。また、ボトムノズル20の重量は、載置テーブル14やドア18に比べて軽いため、仮にノズル昇降圧力室21aにドア開閉圧力室19a等と同じ圧力の駆動ガスを導入した場合、ボトムノズル20が急激に動いてフープ2の底面2fに衝突し、フープ2の底面2fに損傷を与えるおそれがある。これに対して、ロードポート装置10のボトムノズル駆動部21は、ボトムノズル20が第1の圧力より低い第2の圧力を受けて上昇するように駆動することにより、ボトムノズル20の移動速度を適正化することができる。これにより、ロードポート装置10は、フープ2の底面2fの損傷を防止し、ボトムノズル20をフープ2に対して適切に接続することが可能である。
【0041】
また、ロードポート装置10では、第1レギュレータ41と第2レギュレータ42とを用いることにより、共通の駆動ガス供給部30から、圧力の異なる駆動ガスを、各駆動部の圧力室19a、21a、15a、17aへ導入することができる。これにより、ロードポート装置10は、比較的移動距離の長い載置テーブル14、ドア18等を素早く移動させることが可能であり、これと同時に、移動距離の短いボトムノズル20を適切な速度で移動させることができる。また、第2レギュレータ42を用いることにより、ボトムノズル20をフープ2の底面2fに押し付ける力も、適切な範囲に調整することが可能である。
【0042】
また、ロードポート装置10では、
図6に示すノズル昇降圧力室21aに導入される駆動ガスの圧力(第2の圧力)は、
図4に示す清浄化ガス導入流路22からボトムノズル20のノズル口20aを通って、フープ2内に導入される清浄化ガスの圧力(第3の圧力)より低くすることができる。これにより、ロードポート装置10は、十分な圧力でフープ2内に清浄化ガスを導入して効果的なボトムガスパージを実現するとともに、ボトムノズル20の駆動速度やフープ2の底面2fへの押し付け力を、適切な範囲に制御することができる。
【0043】
以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されず、他の多くの実施形態を含むことは言うまでもない。例えば、
図6に示す例では、ドア駆動部19、テーブル駆動部15及びクランプ駆動部17の全てが第1圧力室を有していたが、ドア駆動部19のみ、又はテーブル駆動部15のみが第1圧力室を有するロードポート装置も、他の実施形態に含まれる。また、本発明に係るロードポート装置は、ドア駆動部19、テーブル駆動部15及びクランプ駆動部17の全てが、エアシリンダのような駆動ガスを用いて対象物を駆動する機構を採用するものに限定されず、ロードポート装置は、ドア駆動部19、テーブル駆動部15のうち1つまたは2つが、モータ等のように駆動ガスを用いないで対象物を駆動する機構を採用するものであっても構わない。