JP2002179208A - 保管棚装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで生産性を維持しつつ、ウエハの大
口径化にも対応できる保管棚装置を提供する。 【解決手段】 保管棚装置１内には、保管物３を移動さ
せるための移載機構５と、移載機構５の移動用の走行レ
ール７と、保管物３を保管するための保管棚９が設けら
れている。移載機構５は保管物３を保持するためのロボ
ットアーム６を備えている。筐体１１の保管棚９側の側
面下部に保管棚装置１本体と分離及び結合可能な受け渡
し部１３を保管棚装置１の結合位置１７に結合及び分離
するための開口部１５が設けられている。結合時には受
け渡し部１３は保管棚装置１の結合位置１７に配置され
る。受け渡し部１３には保管物３を積載するための受け
渡し台１９と、人手での移動を容易にするための手すり
２１及び車輪２３が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造工程に
おいてウエハカセット等の保管物を一時的に保管するた
めの保管棚装置に関し、特に保管物を整列して保管する
ための保管棚と、保管物を保管棚と出入庫位置との間で
移動させる移載機構とを備えた保管棚装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程において、材料で
あるウエハ６５の搬送及び保管は、図１９に示すように
ウエハ６５をカセット６７に収納して行なうか、図２０
に示すようにウエハ６５を収納したカセット６７をボッ
クス６９に収納して行なうのが一般的である。半導体装
置は、各種製造装置によってウエハに様々な処理が施さ
れることにより製造されるが、各装置の処理能力の差に
より処理を待つロットが発生する。

【０００３】ウエハの大口径化が進むまでは、製造過程
における処置待ちロットの一時保管場所の確保は容易で
あったが、ウエハの大口径化に伴い処置待ちロットの一
時保管場所確保は半導体製造工場のレイアウト上難しく
なってきた。よって、近年、処置待ちロットのカセット
及びボックスを収納する保管棚装置を導入する半導体製
造工場が多くなってきた。保管棚装置は一般的にストッ
カーと呼ばれ、国内でも数社が商品化している。各社そ
の特長は様々であり、ユーザによっても仕様は異なるが
基本的な構成は共通している。

【０００４】図２１に従来の一般的な保管棚装置の構成
を示す。（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。保管
棚装置内には、ウエハを収容したカセットやボックスな
どの保管物３を保管棚装置内で移動させるための移載機
構５と、移載機構５が保管棚装置内で移動するのに用い
る走行レール７と、走行レール７の両側に保管物３を上
下左右に規則正しく並べて保管するための保管棚９，９
が設けられている。移載機構５は保管物３を保持するロ
ボットアーム６等の機構を備えており、走行レール７上
を走行し、ロボットアーム６を上下左右に駆動させるこ
とにより、保管物３の移動を行なう。

【０００５】外壁構造をなす筐体１１の側面下部に、外
部との間で保管物３を出し入れするための開口部７１を
有する受け渡し部７３が設けられており、受け渡し部７
３には入庫する保管物３を載せるための入庫口７５と出
庫する保管物３を載せるための出庫口７７が設けられて
いる。入庫時、作業者により、入庫口７５に保管物３が
置かれると、移載機構５は保管棚９の空いている場所に
保管物３を移動させる。出庫時、作業者により、出庫す
る保管物３が指定されると、移載機構５は指定された保
管物３を保管棚９から取り出し、保管棚出庫口７７まで
移動させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】保管棚装置は保管物の
一時保管が目的であり、運用としては、製造処理装置が
空き次第、保管物つまりロットは取り出されて製造処理
装置へと運ばれる。この搬送を自動搬送車を用いて行な
う方法があるが、多大な投資が必要となってしまう。ロ
ットの搬送を人手によって行なうことにより投資を抑え
ることができるが、人手での搬送には次のような問題が
発生する。

【０００７】ウエハの大口径化に伴い、人手で一度に搬
送できるロットの数は制限される。今後、さらにウエハ
の大口径化が進むと、作業者がロットを手にもって搬送
する運用は不可能になることが懸念される。本発明は、
自動搬送車の導入という多大な投資を行なうことなく、
生産性を維持し、今後のウエハの大口径化にも対応でき
る保管棚装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる保管棚装
置は、保管物を整列して保管するための保管棚と、保管
物を保管棚と出入庫位置との間で移動させる移載機構と
を備えた保管棚装置であって、移動用の車輪及び保管物
を積載するための受け渡し台を備え、保管棚装置本体と
分離でき、かつ出入庫位置に保管物を位置させるように
保管棚装置本体と結合位置で結合できる受け渡し部を備
えているものである。

【０００９】受け渡し部には移動用の車輪が設けられて
おり、受け渡し台に保管物を積載することにより、人手
により保管物を容易に搬送することができる。保管装置
内に保管された保管物の出庫時には、受け渡し台に保管
物が積載されていない受け渡し部が結合位置に配置さ
れ、移送機構により所望の保管物を受け渡し台に積載し
た後、受け渡し部が結合位置から切り離されて各処理装
置へ搬送される。入庫時には受け渡し台に保管物が積載
された受け渡し部が結合位置に配置され、移送機構によ
り受け渡し台に積載された保管物を保管棚に保管する。

【００１０】

【発明の実施の形態】従来技術で述べたように、保管棚
装置は移載機構を用いて保管物の移動を行なう。よっ
て、入庫及び出庫に必要な待ち時間は移載機構の動作時
間に依存する。近年、移載機構の性能向上等により待ち
時間は短縮されたが、現在でも１０秒から３０秒の待ち
時間が必要であり、これ以上の待ち時間の短縮は難しい
段階にきている。そのため、複数の保管物を連続して入
庫もしくは出庫する際、入庫もしくは出庫が完了するま
での間、作業者が拘束され、生産性低下につながるとい
う問題があった。

【００１１】そこで、本発明にかかる保管棚装置におい
て、受け渡し部は複数の受け渡し台を備えていることが
好ましい。その結果、受け渡し部に積載できる保管物数
を増やすことができ、保管物の出入庫時における作業者
の拘束時間を短縮できすることができる。

【００１２】本発明にかかる保管棚装置において、複数
の受け渡し部と、複数の結合位置を備えていることが好
ましい。その結果、入庫作業と出庫作業が重なっても受
け渡し台を結合位置に配置しておくだけ、入庫の完了及
び出庫の準備ができるようになり、保管物の出入庫時に
おける作業者の拘束時間を短縮することができる。

【００１３】本発明にかかる保管棚装置において、受け
渡し台は保管物を所定の積載位置に積載するための突起
部を備えていることが好ましい。その結果、保管物を受
け渡し台の所定の積載位置に積載できるようになり、移
載機構による受け渡し台への保管物の積載、及び受け渡
し台に積載された保管物の保持を正確に行なうことがで
きる。

【００１４】本発明にかかる保管棚装置において、結合
位置に配置された受け渡し部の位置を検出する検出機構
をさらに備えていることが好ましい。その結果、受け渡
し部の結合位置での位置に基づいて、受け渡し台に積載
された保管物の位置を算出することができ、受け渡し台
に積載された保管物の保持を正確に行なうことができ
る。

【００１５】本発明にかかる保管棚装置において、受け
渡し部を所定の結合位置に固定するための固定機構をさ
らに備えていることが好ましい。その結果、受け渡し部
を所定の結合位置に固定することができ、移載機構によ
る受け渡し台への保管物の積載、及び受け渡し台に積載
された保管物の保持を正確に行なうことができる。

【００１６】本発明にかかる保管棚装置において、結合
位置に配置された受け渡し台の保管物積載位置に保管物
が積載されているか否かを検出する保管物検出機構をさ
らに備えていることが好ましい。その結果、受け渡し台
の保管物積載情報を得ることができ、保管物の入庫動作
および出庫動作を正確に行なうことができるようにな
る。

【００１７】

【実施例】本発明の実施形態を図示例とともに説明す
る。図１は本発明の保管棚装置の一実施例を一部切り欠
いて示す斜視図である。保管棚装置１内には、従来の保
管棚装置と同様に、保管棚装置１内で保管物３を移動さ
せるための移載機構５と、移載機構５が保管棚装置１内
で移動するのに用いる走行レール７と、保管物３を上下
左右に規則正しく並べて保管するための保管棚９が走行
レール７に沿って設けられている。図１では便宜上明示
していないが、図２１に示す従来の保管棚装置と同様
に、走行レール７を挟んで保管棚９と対向する配置でも
う一つ保管棚を設けてもよい。移載機構５は保管物３を
保持するロボットアーム６等の機構を備えており、走行
レール７上を走行し、ロボットアーム６を上下左右に駆
動させることにより、保管物３の移動を行なう。

【００１８】外壁構造をなす筐体１１の保管棚９側の側
面下部に、保管棚装置１本体と分離及び結合可能な受け
渡し部１３を保管棚装置１の結合位置１７に結合及び分
離するための開口部１５が設けられている。結合時に
は、受け渡し部１３は保管棚装置１の結合位置１７に配
置される。受け渡し部１３は外部との間で保管物３を出
し入れするためのものであり、最大２個の保管物３を受
け渡し台１９に載せることができる。また、人手での移
動が容易になるように手すり２１及び車輪２３が設けら
れている。

【００１９】入庫時、作業者により、受け渡し台１９に
保管物３が載せられた受け渡し部１３が保管棚装置１本
体に結合されると、移載機構５は保管棚９の空いている
場所に保管物３を移動させる。出庫時、作業者により、
出庫する保管物３が指定されると、移載機構５は指定さ
れた保管物３を受け渡し部１３の受け渡し台１９まで移
動させる。

【００２０】図２は、受け渡し部の他の例を示す斜視図
である。受け渡し部１３には、上下に配置された２段の
受け渡し台１９ａと１９ｂが設けられており、それぞれ
の受け渡し台１９ａと１９ｂに２個ずつ最大４個の保管
物３を載せることができる。また、人手での移動が容易
になるように手すり２１及び車輪２３が設けられてお
り、保管棚装置１本体への結合及び分離が可能な構造に
なっている。

【００２１】図３は、保管棚装置１の他の実施例を示す
平面図である。保管棚装置１内には、従来の保管棚装置
と同様に、ロボットアーム６を備えた移載機構５と、走
行レール７と、走行レール７の両側に保管棚９，９が設
けられている。筐体１１の保管棚９，９側の両側面下部
に、受け渡し部１３，１３を保管棚装置１の結合位置１
７，１７に結合及び分離するための開口部１５，１５が
それぞれ設けられている。受け渡し部１３の受け渡し台
１９には保管物３が積載されている。

【００２２】この実施例では２台の受け渡し部１３，１
３及び２ヶ所の結合位置１７，１７を設けているので、
入庫作業と出庫作業が時間的に重なる場合であってもそ
れらの作業を同時に行なうことができ、保管物３の出入
庫に伴う作業者の拘束時間を低減することができる。こ
こで、受け渡し部１３，１３の両方を入出庫可能にして
使用してもよいし、受け渡し部１３の一方を入庫用専用
とし、他方を出庫用専用として使用してもよい。

【００２３】半導体装置製造工程における保管棚装置は
一般的に清浄度が要求される。要求される清浄度は、デ
ザインルールの厳しい製品を外気に露出して保管する場
合が最も厳しく、次いでラフなデザインルールの製品を
外気に露出して保管する場合、製品を気密性の低い密閉
容器に入れて保管する場合、製品を気密性の高い密閉容
器に入れて保管する場合の順である。

【００２４】図４は、空調設備を備えた保管棚の一例を
示す側面断面図である。筐体１１の外壁と保管棚９との
間に空洞２５が設けられている。空洞２５の保管棚９側
の面にはＨＥＰＡ（High Efficiency Particle Air）フ
ィルターやＵＬＰＡ（Ultra Low Penetration Air）フ
ィルターなどのフィルター２７が設けられている。空洞
２５の下部には保管棚装置１内の空気を空洞２５内に送
り込むための送風機２９が設けられている。

【００２５】送風機２９によって空洞２５内に送り込ま
れた空気は、フィルター２７により清浄度の高い空気に
されて、保管物３に吹き付けられる。保管棚装置１内の
空気は図中矢印に示すように循環する。このような空調
設備は、例えば図１９に示したカセット６７に製品を収
容して外気に露出して保管する場合に主に使用される
が、例えば図２０に示したボックス６９などの密閉容器
に製品を入れて保管する場合にも使用できる。

【００２６】図５は専用の空調設備をもたない保管棚装
置の一例を示す側面断面図である。製品を保管物３とし
ての密閉容器に入れて保管する場合、製品への異物付着
の心配がないので保管棚装置１内に専用の空調設備を設
ける必要はない。しかし、保管棚装置１はクリーンルー
ム内に設置されるので、クリーンルーム全体の清浄度低
下が心配なので保管棚装置１は内部に吹き溜まりができ
ないように構成される。

【００２７】構造的には筐体１１の天井部に開口３１が
設けられており、クリーンルーム自体のダウンフロー
（矢印３３参照）が保管棚装置１内に取り込まれるよう
になっている。筐体１１の底部に開口３５が設けられて
おり、側面下部に開口３７が設けられている。開口３
５，３７はクリーンルームの配管に連通されている。保
管棚装置１内の空気の流れは、図中矢印に示すように、
クリーンルームのダウンフロー３１が開口３１から保管
棚装置１内に取り込まれ、保管棚装置１内を通って、開
口３５又は３７から保管棚装置１外に導かれるようにな
っている。このように、保管棚装置１内の空気もクリー
ンルーム全体の空気の流れを構成するようになってい
る。

【００２８】専用の空調設備をもたない保管棚装置は、
製品を密閉容器に入れて保管する場合に主に使用される
が、製品を外気に露出して保管する場合に使用されるこ
ともある。本発明の保管棚装置に適用される空調設備や
空気を流通させるための構造は、図４及び図５に示した
ものに限定されるものではなく、例えば窒素ガスを保管
物に吹き付ける機構など、他の空調設備や空気流通構造
を用いてもよい。

【００２９】次に、保管物の形状例及び受け渡し部での
積載方法の例を図１及び図６を参照して説明する。図６
は保管物の一例及び受け渡し部の受け渡し台上面の一例
を示す側面図である。保管棚装置１に保管する保管物３
には、移載機構５のロボットアーム６で保持しやすいよ
うに、保管物３の側面に突起部３９が設けられている。
保管物３は受け渡し部１７の受け渡し台１９の上面に保
管物３の底面の四隅に対応して設けられたつめ４１の上
に設けられている。また、ロボットアーム６の保管物保
持部分には突起部３９がはまる溝が設けられている。保
管棚９の上面にも受け渡し台１９と同じ配置でつめ４１
（図示は省略）が保管位置にそれぞれ設けられている。
つめ４１は請求項４に記載の突起部を構成する。

【００３０】図６に示した保管物３を保管棚装置１に入
庫又は出庫するときの移載機構５の動作を図１及び図６
を参照して説明する。１．移載機構５は、走行レール７
上を移動して、指示された移動元の保管棚９又は受け渡
し台１９の位置に対応する位置で停止し、ロボットアー
ム６を作動させて指示された移動元位置に移動させる。
２．ロボットアーム６の先端の保管物保持部分を広げ、
保管物保持部分を突起部３９の下に潜り込ませる。

【００３１】３．突起部３９がロボットアーム６の保管
物保持部分にも受けられた溝に一致するようにロボット
アーム６の保管物保持部分を狭める。４．ロボットアー
ム６を上昇させ保管物３をもち上げて保持する。５．保
管物３を保持棚４又は受け渡し台１９から取り出した
後、移載機構５は走行レール７上を移動して、指示され
た移動先の保管棚９又は受け渡し台１９の位置に対応す
る位置で停止し、ロボットアーム６を作動させて保持し
た保管物３を指示された移動先位置に移動させる。

【００３２】６．ロボットアーム６を下降させて保管物
３を移動先位置のつめ４１上に置き、さらにロボットア
ーム６を下降させて、保管物保持部分を突起部３９から
離脱させる。７．ロボットアーム６の保管物保持部分を
広げ、保管物３の突起部３９下の側面から離れさせる。
８．ロボットアーム６を収容し、走行レール７上を移動
して所定の位置で停止する。

【００３３】図１に示す保管棚装置１では、Ｚ方向（高
さ方向）のマージンがあるので、衝撃を与えずに保管物
３を取り扱うことができる。なお、これとは異なる動
作、構造を基本とする保管棚装置もあるが、Ｚ方向にマ
ージンをもたせる点では同様である。

【００３４】ところで、ロボットアーム６を備えた移載
機構５を用いる場合、各保管棚９及び受け渡し台１９に
積載された保管物３の突起部３９の位置を予め移載機構
５の制御系に設定している。上記移載機構５の動作の説
明で述べたように、移載機構５は指示された位置におい
てロボットアーム６に所定の動作を行なわせることによ
り保管物３を移動させる。

【００３５】仮に、各保管棚９又は受け渡し台１９で保
管物３が傾斜して置かれていたり、ズレて置かれていた
りする場合、ロボットアーム６は保管物３をうまく保持
できなくなる。保管棚装置においては、ズレは一般的に
水平方向及び高さ方向ともに±５ｍｍ以内に抑えるべき
とされている。

【００３６】このような不具合を解消するために、図６
に示すように、各保管棚９及び受け渡し台１９の上面
に、保管物３の底面の四隅に対応して設けられたつめ４
１が設けられている。つめ４１には傾斜面４１ａが設け
られており、ロボットアーム６により保管物３が積載位
置とは多少ズレた位置に置かれたときでも、保管物３を
傾斜面４１ａによって滑らせて正常な積載位置に移動さ
せることができるようになっている。傾斜面４１ａ分を
越えるズレについては、設置されているセンサー（図示
は省略）により感知し、移載機構５を停止させたり、作
業者に警告を表示したりするなどの対応が行われてい
る。

【００３７】保管棚装置における１つの利点は、多数保
管されている保管物の中から必要な保管物だけを取り出
せる機能である。この機能を実現させるために保管棚装
置では入庫されている保管物の情報を管理する必要があ
る。必要最小限の情報はどの保管物がどの保管場所にあ
るかである。この情報を記憶することにより保管棚装置
は作業者が指定した保管物の保管場所を認識し、所定の
動作をすることにより指定された保管物を出庫する。

【００３８】保管物の情報を取り込む方法としては、バ
ーコードを用いる方法が一般的である。保管物にバーコ
ードを貼り、保管棚装置に設けたバーコードリーダーで
読み取る。バーコードリーダーはハンディータイプと据
え付けタイプがある。入庫口にバーコードリーダーを据
え付けた場合、入庫時に自動的に保管物の情報を読み取
ることができる。また、ロボットアームにバーコードリ
ーダーを設けることもある。自動化の推進においてはロ
ボットアームにバーコードリーダーを設ける方法が好ま
しい。保管棚装置は保管物に割り振った空き棚の情報と
読み取った保管物の情報とを対応付けして記憶する。な
お、バーコードを用いなくても保管棚装置の操作画面に
保管物の情報を入力するなど、他の方法で保管物の情報
を取り込むことも可能である。

【００３９】上記実施例のようにロボットアームを備え
た移載機構を用いる保管棚装置において、各部の位置は
大変重要である。従来の保管棚装置の場合、受け渡し部
は固定されているので受け渡し部の位置に関しても製造
段階で設計通り製造すれば精度は保証される。しかし、
本発明の保管棚装置では、受け渡し部が結合及び分離で
きるようになっているので受け渡し部に積載した保管物
の位置を特定する機構が必要となる。その実施例を幾つ
かあげる。以下、「方向」とは水平方向及び水平面内で
の回転方向を示し、「基準の位置」とはロボットアーム
が認識している保管棚装置における受け渡し部の結合位
置を示す。

【００４０】方法１．受け渡し部と基準位置との全方向
のズレをロボットアームで補正する。図７は、保管棚装
置における受け渡し部の結合位置周辺及び受け渡し部の
一例を示す上面図である。受け渡し部１３をなんの決ま
りもなく保管棚装置１の結合位置１７に配置すると、図
７に示すように、回転方向のズレを含む平面的な位置は
結合位置１７に受け渡し部１３を配置するたびに異なっ
てしまう。ロボットアームは所定の位置で所定の動作を
行なうので、このままではロボットアームが受け渡し部
１３の受け渡し台１９に積載された保管物３を正常に保
持することができないという問題がある。

【００４１】そこで、図７に示す保管棚装置では、結合
位置周辺に３つのセンサー４３を備え、それらのセンサ
ー４３により受け渡し部１３の位置を割り出して基準の
位置とのズレを算出し、そのズレを考慮してロボットア
ームを動作させる。このとき、受け渡し部１３の車輪
（図１及び図２参照）をロックすることが好ましい。セ
ンサー４３は請求項５に記載の検出機構を構成する。

【００４２】方法２．受け渡し部と基準位置との１方向
のズレをロボットアームで補正する。図８は、保管棚装
置における受け渡し部の結合位置周辺の他の例を示す上
面図であり、（Ａ）は受け渡し部の結合前、（Ｂ）は受
け渡し部の結合後を示す。開口部１５から保管棚装置１
の結合位置１７に受け渡し部１３が入れられたときに、
受け渡し部１３が結合位置１７で所定の奥行き（受け渡
し部１３が保管棚装置１内に進入した距離）で止まるよ
うに、保管棚装置１内にガイド４８が設けられている。
結合位置１７の側壁には、結合された受け渡し部１３と
結合位置１７の側壁との距離を検出するためのセンサー
４５が設けられている。センサー４５は請求項５に記載
の検出機構を構成し、ガイド４８は請求項６に記載の固
定機構を構成する。

【００４３】受け渡し部１３を結合位置１７に結合する
とき、（Ｂ）に示すように、受け渡し部１３をガイド４
８に押し付けるように配置した後、受け渡し部１３の車
輪をロックするなどの方法により、配置した受け渡し部
１３が動かないようにする。センサー４５により受け渡
し部１３の位置を割り出して基準の位置とのズレを算出
し、そのズレを考慮してロボットアームを動作させる。
この方法では通常の保管棚装置１と同じ軸数のロボット
アームを使用できる。

【００４４】方法３．受け渡し部を基準の位置に配置す
る。図９は、保管棚装置における受け渡し部の結合位置
周辺のさらに他の例を示す上面図であり、（Ａ）は受け
渡し部の結合前、（Ｂ）は受け渡し部の結合後を示す。
受け渡し部１３の側面に車輪４７が設けられている。保
管棚装置１の結合位置１７に、受け渡し部１３の幅寸法
に車輪４７の寸法を加えた寸法Ｗの幅寸法をもち、受け
渡し部１３の長さ寸法Ｌと同じ奥行きをもつコの字型の
ガイド４９が設けられている。ガイド４９の入り口側は
ガイド４９の内側に向かってテーパー状に形成されてお
り、寸法Ｗよりも広くなっている。車輪４７及びガイド
４９は請求項６に記載の固定機構を構成する。

【００４５】受け渡し部１３を開口部１５から保管棚装
置１内に入れて結合位置１７に配置するとき、受け渡し
部１３の車輪４７がガイド４９の内面に接触して回転し
ながら、受け渡し部１３は結合位置１７に誘導される。
これにより、（Ｂ）に示すように、受け渡し部１３は毎
回同じ位置（基準位置）に配置されるので、図６に示し
たつめ４１を設けて保管物３を受け渡し部１３の受け渡
し台１９上の同じ位置に積載しているのであれば、結合
位置１７における保管物３の位置は同じになり、通常の
保管棚装置１の制御方法で保管物の運搬が可能となる。

【００４６】図１０は、保管棚装置における受け渡し部
の結合位置周辺のさらに他の例を示す上面図であり、
（Ａ）は受け渡し部の結合前、（Ｂ）は受け渡し部の結
合後を示す。図１０のような方法でも受け渡し部を基準
の位置に配置することが可能である。保管棚装置１の結
合位置１７の奥行き及び一方の側面にガイド５１が設け
られている。ガイド５１と対向する結合位置１７の側面
に、結合位置１７の内側に向かって摺動する押し付け部
材を備えた押し付け機構５３が設けられている。ガイド
５１及び押し付け機構５３は請求項６に記載の固定機構
を構成する。

【００４７】（Ａ）に示すように押し付け機構５３の押
し付け部材を収納した状態で、（Ｂ）に示すように受け
渡し部１３がガイド５１の奥行き面に押し付けられて停
車された後、押し付け機構５３を作動させて押し付け部
材を突出させる。受け渡し部１３は押し付け部材により
結合位置１７の一方の側面側に設けられたガイド５１に
密着され、基準の位置に固定される。

【００４８】図１１は、図１０に示した保管棚装置の変
形例を示す側面図である。図１０に示した例では、受け
渡し部１３の車輪の構造によるが、受け渡し部１３が押
し付け機構５３によって移動される方向は比較的抵抗が
大きい。そこで、図１１に示すように、受け渡し部１３
の結合位置１７の底面にベルトコンベア５５を設けるこ
とが好ましい。ベルトコンベア５５は押し付け機構５３
の押し付け部材の摺動方向に回転可能なものである。ガ
イド５１、押し付け機構５３及びベルトコンベア５５は
請求項６に記載の固定機構を構成する。受け渡し部１３
を結合位置１７に固定するとき、押し付け機構５３の押
し付け部材を突出させ、さらにベルトコンベア５５によ
り受け渡し部１３をガイド５１側に移動させることによ
り、受け渡し部１３を無理なくガイド５１側に移動させ
ることができる。

【００４９】上記方法１、２及び３のいずれにおいても
対応可能な位置的な範囲がある。つまり、図７を用いて
説明した方法１については受け渡し部１３をセンサー４
３で感知できる範囲であり、図９から図１１を用いて説
明した方法３については所定位置からロボットアームの
マージン（±５ｍｍ）の範囲であり、図８を用いて説明
した方法２については方向により方法１及び方法３の範
囲となる。この範囲内に受け渡し部１３がないにもかか
わらずロボットアームを動作させると保管物３の落下な
どの不具合につながる。そこで、所定範囲内の位置に受
け渡し部があるかどうかを検出するセンサーを設けるこ
とが好ましい。

【００５０】図７から図１１に示した保管棚装置１の例
は、いずれの方法においても受け渡し部１３の平面的な
位置の調整である。これは、ロボットアームのマージン
が水平方向より垂直方向の方が大きいため、複数台の受
け渡し部１３を用いてもその垂直方向の誤差はマージン
内に入り、垂直方向の位置出しは不要と想定されるから
である。しかし、ロボットアームによる受け渡し部１３
からの保管物３の保持をより確実に行なうためには、受
け渡し部１３に積載された保管物３の垂直方向の位置出
しを行なうことが好ましい。

【００５１】図１２は保管物の垂直方向の位置出しを行
なう機構を備えた保管棚装置の例の結合位置周辺を示す
側面図である。保管棚装置１の筐体１１の側面に保管棚
装置１内の結合位置１７に受け渡し部１３を導くための
開口１５が設けられている。結合位置１７の底部に、結
合位置１７に配置された受け渡し部１３の底面１３ａに
表面５７ａが接触して受け渡し部１３をもち上げるため
の昇降機５７が設けられている。昇降機５７は請求項６
に記載の固定機構を構成する。

【００５２】受け渡し部１３を結合位置１７に配置した
後、昇降機５７を所定の高さ上昇させると受け渡し部１
３はもち上がる。受け渡し部１３の底面１３ａを基準に
して受け渡し部１３の受け渡し台１９の上面１９ｃの位
置が精度良く仕上がっている場合は昇降機５７を所定の
高さ上昇させるだけで保管物３の垂直方向の位置は保証
される。

【００５３】また、受け渡し部１３の底面１３ａを基準
にして受け渡し台１９の上面１９ｃの位置が精度良く仕
上がっていない場合でも、開口部１５の側面にセンサー
５９を設けて受け渡し台１９の上面１９ｃを検知する位
置まで昇降機５７を上昇させるように制御すれば垂直方
向の位置は保証される。ここで、センサー５９も請求項
６に記載の固定機構を構成する。また、昇降機５７によ
って受け渡し部１３をもち上げることにより、受け渡し
部１３が水平方向に動くのを抑えることができる。

【００５４】図１３は、受け渡し部の底面及び昇降機を
示す断面図である。図１４は図１３の昇降機を示す斜視
図である。図１３に示すような昇降機５７を備えた保管
棚装置において、受け渡し部１３の底面１３ａと接する
昇降機５７の表面５７ａに矩形の平面形状をもつ突起部
５７ｂが設けられている。受け渡し部１３の底面１３ａ
には、昇降機５７の突起部５７ｂに対応して溝６１が形
成されている。昇降機５７で受け渡し部１３をもち上げ
る際、突起部５７ｂは溝６１にはまり込み、結果的に受
け渡し部の水平方向のズレを補正する。

【００５５】ここでは突起部５７ｂ及び溝６１を矩形状
に形成しているが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、線状や楕円形状など、他の形状であってもよい。
ただし、水平面での回転方向のズレを抑制するために円
形は避けることが好ましい。受け渡し部１３の底面１３
ａに突起部を設け、昇降機５７の表面５７ａに溝を設け
ても良いが、昇降機５７の表面５７ａに形成された溝が
上を向くので、何らかのものが落下して溝にはまると誤
動作の元になるので、図１３及び図１４に示すように、
受け渡し部１３の底面１３ａに溝６１を設け、昇降機５
７に突起部５７ｂを設けることが好ましい。

【００５６】また、誤動作を防止するため、突起部５７
ｂと溝６１とがうまくかみ合わなかった場合に警告を表
示するセンサーを設けることが好ましい。また、昇降機
５７の表面５７ａ及び受け渡し部１３の底面１３ａに突
起部及び溝の組合わせを設けなくてもよい。図１２、図
１３及び図１４に示す昇降機５７は油圧などで押し出る
ものを想定しているが、本発明を構成する昇降機はこれ
に限定されるものではなく、てこ機構やねじ機構を用い
たジャッキなど、他の機構による昇降機を用いてもよ
い。

【００５７】保管棚装置は受け渡し部のどの積載位置に
保管物が置かれているかもしくは保管物が置かれていな
いかを認識しなくては動作できない。そのため、受け渡
し部に積載された保管物の有無を検知するセンサーを設
ける必要がある。保管物の有無を検知するセンサーの設
け方はいろいろであるが、保管棚装置１本体に設ける場
合の例を図１５に示す。

【００５８】図１５は保管物の有無を検知するセンサー
を設けた保管棚装置の例の開口部周辺及び受け渡し台を
示す平面図である。受け渡し部１３には、２段の受け渡
し台１９ａ、１９ｂが上下に設けられており、各受け渡
し台１９には受け渡し部１３の幅方向に２つの保管物３
を配置するためのつめ４１が設けられている。開口部１
５の側面には、受け渡し部１３の４箇所の積載位置に保
管物３が積載されたときの保管物３の位置に対応して４
つのセンサー６３が設けられている。センサー６３は、
対応する積載位置に保管物３が積載されているか否かを
それぞれ検出する。これにより、各積載位置での保管物
３の有無を自動で行なうことができる。センサー６３は
請求項７に記載の保管物検出機構を構成する。

【００５９】図１５に示す保管棚装置では、保管物３を
センサー６３によって非接触で検出するので、保管物３
がつめ４１に乗り上げている場合など、保管物３の位置
のズレを検知するのは困難である。そこで、受け渡し部
１３自体に保管物３の積載位置のズレを検出するセンサ
ーを設けることが好ましい。当然、センサーの信号を保
管棚装置１本体に伝えなければ意味がないわけである
が、例えば小型の充電式バッテリーや乾電池などの電源
を受け渡し部１３に積載し、保管物３の積載位置のズレ
を検出するセンサーで検知した結果を光などを用いて伝
達する方法が挙げられる。

【００６０】図１２、図１３及び図１４に示した昇降機
５７を用いる場合、昇降機５７の表面５７ａ及び受け渡
し部１３の底面１３ａにそれぞれ電極を設け、昇降機５
７の上昇時にそれらの電極が接触するようにすれば、そ
れらの電極を介して、通常の保管棚装置１と同様の電気
配線を形成することができ、その電気配線を介して保管
物３の積載位置のズレ情報を保管棚装置１本体に送るこ
とができる。さらに、電源を保管棚装置１本体に設ける
ようにすれば、受け渡し部１３に電源を設ける必要がな
くなる。

【００６１】また、保管物３の積載位置のズレを検出す
るセンサーとして光学系検出機構を用いる場合、受け渡
し部１３の底面１３ａに光ファイバー端を設け、その光
ファイバーを各検出位置にそれぞれ導き、昇降機５７の
表面５７ａに受け渡し部１３の底面１３ａの光ファイバ
ー端位置に対応する位置に光ファイバー端を設け、その
光ファイバーを保管棚装置１本体に設けた発光部及び検
知部に導くようにしてもよい。これにより、発光部及び
検知部を保管棚装置１本体側に設けることができ、昇降
機上昇時の電極接触不良などによる不具合をなくすこと
ができる。

【００６２】本発明の保管棚装置において、受け渡し部
を配置するための結合位置を複数設けた場合、一方の結
合位置を入庫専用にし、他方の結合位置を出庫専用にす
ると空の受け渡し部を移動させる必要があり、運用上支
障が生じる。よって、保管棚装置に複数の結合位置を設
けた場合、各結合位置が入庫、出庫の両方に対応できる
ようにすることが好ましい。その場合、本発明の保管棚
装置の制御において基本的な制御は従来の保管棚装置１
と同様であるが、結合位置に配置されている受け渡し部
が入庫用なのか、出庫用なのかを認識及び管理する機構
が必要となる。

【００６３】図１６は入庫時における受け渡し部の認識
及び管理動作を示すフローチャートである。図１５及び
図１６を参照して入庫時の認識及び管理動作について説
明する。受け渡し部１３が保管棚装置１の結合位置１７
に配置される（ステップＳ１）。受け渡し部１３が結合
位置１７に配置されたかどうかの認識は、センサーを設
けて感知させてもよいし、作業者による制御画面での入
力に基づいてもよい。

【００６４】図７及び図８を用いて説明した受け渡し部
の配置ズレを検出するためのセンサーを設けた場合はこ
の時点でズレを検知する。図９、図１０及び図１１を用
いて説明した受け渡し部１３の位置合わせはこの時点で
行なう。また、図１２、図１３及び図１４に示した昇降
機５７を用いる場合は、この時点で昇降機５７を上昇さ
せ、受け渡し部１３を固定する。

【００６５】センサー６３により保管物３を検知し、受
け渡し部１３に保管物３が積載されているか否かを判断
する（ステップＳ２）。ステップＳ２で受け渡し部１３
に保管物３が積載されていないと判断したとき（積載な
し）は出庫用と認識し以後管理する（ステップＳ３）。
ステップＳ２で受け渡し部１３に保管物３が積載されて
いると判断したとき（積載あり）は入庫用と認識し、以
後検知した保管物３を管理する（ステップＳ４）。

【００６６】ステップＳ４で認識した保管物３を保管棚
装置１内の空き棚に保管する（ステップＳ５）。受け渡
し部１３の入庫待ちの保管物３の有無を確認し（ステッ
プＳ６）、保管物３が積載されている時（積載あり）は
ステップＳ５に戻って入庫作業を行ない、保管物３が積
載されていない時（積載なし）は受け渡し部１３を出庫
用と認識し以後管理する（ステップＳ７）。

【００６７】図１７は出庫時における受け渡し部の認識
及び管理動作を示すフローチャートである。図１５及び
図１７を参照して出庫時の認識及び管理動作について説
明する。出庫する保管物３の情報が保管棚装置１に入力
される（ステップＳ１１）。受け渡し部１３に保管物３
が積載されておらず、出庫用として用いることができる
受け渡し部１３の有無を確認する（ステップＳ１２）。

【００６８】出庫用の受け渡し部１３がないとき（出庫
用なし）、入庫中の受け渡し部１３の有無を確認する
（ステップＳ１３）。入庫中の受け渡し部１３がないと
き（なし）、出庫用の受け渡し部１３が結合位置１７に
配置されていないと判断して警告通知を行なう（ステッ
プＳ１４）。入庫中の受け渡し部１３があるとき（あ
り）、その受け渡し部１３に積載された保管物３がすべ
て入庫されて出庫用になるのを待つ（ステップＳ１５）

【００６９】ステップＳ１２で出庫用の受け渡し部１３
があると判断されたとき（出庫用あり）、又はステップ
Ｓ１５で受け渡し部１３の保管物３がすべて入庫されて
受け渡し部１３が出庫用になったとき、ステップＳ１１
で入力された出庫予定の情報に基づいて、保管棚装置１
の保管棚に保管されている保管物３を選定する（ステッ
プＳ１６）。選定した保管物３を保管棚から受け渡し部
１３に搬送し、積載位置に積載する（ステップＳ１
７）。

【００７０】ステップＳ１１で入力された出庫予定の情
報に基づいて、次の出庫待ちの保管物３の有無を確認す
る（ステップＳ１８）。出庫待ちの保管物３がある時
（あり）はステップＳ１６に戻って出庫待ちの保管物３
を選定する。出庫待ちの保管物３がない時（なし）は作
業者に出庫動作が完了したことを通知する（ステップＳ
１９）。図１２、図１３及び図１４に示した昇降機５７
を用いる場合、この時点で昇降機５７を下降させ、受け
渡し部１３を開放する。作業者は受け渡し部１３を保管
棚装置１の結合位置１７から分離し、処理装置へと搬送
する。

【００７１】上記の実施例では、それぞれ２個の保管物
３を幅方向に保持できる２段の受け渡し台１９を備えた
受け渡し部１３を備えているが、受け渡し部１３はこれ
に限定されるものではなく、受け渡し台１９の段数及び
各受け渡し台１９に保持できる保管物３の数はいくつで
もよい。また、図１８に示すように、受け渡し部１３の
受け渡し台１９上に受け渡し部１３の長さ方向（図中Ｌ
参照）に保管物３を配列してもよい。この場合、保管物
３を移動させるロボットアームの構造を各保管物３の位
置に届くようにし、各保管物３の位置で保管物３を保持
及び脱離できるようにする必要がある。また、図２０の
ようにボックス６９を用いた搬送及び保管を行なってい
る工場において製造装置にてロットの処理を行なってい
る際、空ボックス置き場の確保を行なう必要があるが、
受け渡し部１３を保管棚装置１本体から分離した状態
で、空ボックス置き場として用いることもできる。

【００７２】

【発明の効果】請求項１に記載の保管棚装置では、移動
用の車輪及び保管物を積載するための受け渡し台を備
え、保管棚装置本体と分離でき、かつ出入庫位置に保管
物を位置させるように保管棚装置本体と結合位置で結合
できる受け渡し部を備えているようにしたので、受け渡
し部に保管物を載せたままでの搬送が可能であるので入
出庫時の作業者の拘束時間を短縮でき、さらに今後予想
されるウエハの大口径化においても人手によるロットの
搬送が可能である。

【００７３】請求項２に記載の保管棚装置では、受け渡
し部は複数の受け渡し台を備えているようにしたので、
受け渡し部に積載できる保管物数を増やすことができ、
保管物の出入庫時における作業者の拘束時間を短縮でき
することができる。

【００７４】請求項３に記載の保管棚装置では、複数の
受け渡し部と、複数の結合位置を備えているようにした
ので、入庫作業と出庫作業が重なっても受け渡し台を結
合位置に配置しておくだけ、入庫の完了及び出庫の準備
ができるようになり、保管物の出入庫時における作業者
の拘束時間を短縮することができる。

【００７５】請求項４に記載の保管棚装置では、受け渡
し台は保管物を所定の積載位置に積載するための突起部
を備えているようにしたので、保管物を受け渡し台の所
定の積載位置に積載できるようになり、移載機構による
受け渡し台への保管物の積載及び受け渡し台に積載され
た保管物の保持を正確に行なうことができる。

【００７６】請求項５に記載の保管棚装置では、結合位
置に配置された受け渡し部の位置を検出する検出機構を
さらに備えているようにしたので、受け渡し部の結合位
置での位置に基づいて、受け渡し台に積載された保管物
の位置を算出することができ、受け渡し台に積載された
保管物の保持を正確に行なうことができる。

【００７７】請求項６に記載の保管棚装置では、受け渡
し部を所定の結合位置に固定するための固定機構をさら
に備えているようにしたので、受け渡し部を所定の結合
位置に固定することができ、移載機構による受け渡し台
への保管物の積載、及び受け渡し台に積載された保管物
の保持を正確に行なうことができる。

【００７８】請求項７に記載の保管棚装置では、結合位
置に配置された受け渡し台の保管物積載位置に保管物が
積載されているか否かを検出する保管物検出機構をさら
に備えているようにしたので、受け渡し台の保管物積載
情報を得ることができ、保管物の入庫動作および出庫動
作を正確に行なうことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例を一部切り欠いて示す斜視図である。

【図２】受け渡し部の他の例を示す斜視図である。

【図３】保管棚装置の他の実施例を示す平面図である。

【図４】空調設備を備えた保管棚の一例を示す側面断面
図である。

【図５】専用の空調設備をもたない保管棚装置の一例を
側面断面図である。

【図６】保管物の一例及び受け渡し部の受け渡し台上面
の一例を示す側面図である。

【図７】保管棚装置における受け渡し部の結合位置周辺
及び受け渡し部の一例を示す上面図である。

【図８】保管棚装置における受け渡し部の結合位置周辺
の他の例を示す上面図であり、（Ａ）は受け渡し部の結
合前、（Ｂ）は受け渡し部の結合後を示す。

【図９】保管棚装置における受け渡し部の結合位置周辺
のさらに他の例を示す上面図であり、（Ａ）は受け渡し
部の結合前、（Ｂ）は受け渡し部の結合後を示す。

【図１０】保管棚装置における受け渡し部の結合位置周
辺のさらに他の例を示す上面図であり、（Ａ）は受け渡
し部の結合前、（Ｂ）は受け渡し部の結合後を示す。

【図１１】図１０の保管棚装置の変形例を示す側面図で
ある。

【図１２】保管物の垂直方向の位置出しを行なう機構を
備えた保管棚装置の例の結合位置周辺を示す側面図であ
る。

【図１３】受け渡し部の底面及び昇降機を示す断面図で
ある。

【図１４】図１３の昇降機を示す斜視図である。

【図１５】保管物の有無を検知するセンサーを設けた保
管棚装置の例の開口部周辺及び受け渡し台を示す平面図
である。

【図１６】入庫時における受け渡し部の認識及び管理動
作を示すフローチャートである。

【図１７】出庫時における受け渡し部の認識及び管理動
作を示すフローチャートである。

【図１８】受け渡し部の他の例を示す上面図である。

【図１９】保管物としてのウエハ及びカセットを示す斜
視図である。

【図２０】保管物としてのウエハ、カセット及びボック
スを示す斜視図である。

【図２１】従来の保管棚装置の構成を示す図であり、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図を示す。

【符号の説明】

１ 保管棚装置 ３ 保管物 ５ 移載機構 ６ ロボットアーム ７ 走行レール ９ 保管棚 １１ 筐体 １３ 受け渡し部 １３ａ 受け渡し部の底面 １５ 開口部 １７ 結合位置 １９ 受け渡し台 ２１ 手すり ２３ 車輪 ２５ 空洞 ２７ フィルター ２９ 送風機 ３１，３５，３７ 開口 ３３ クリーンルームのダウンフロー ３９ 突起部 ４１ つめ ４１ａ つめの傾斜面 ４３，４５，５３，５９，６３ センサー ４７ 車輪 ４８，４９，５１ ガイド ５５ ベルトコンベア ５７ 昇降機 ５７ａ 昇降機の表面 ５７ｂ 突起部 ６１ 溝 ６５ ウエハ ６７ カセット ６９ ボックス

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 保管物を整列して保管するための保管棚
   と、保管物を保管棚と出入庫位置との間で移動させる移
   載機構とを備えた保管棚装置において、 移動用の車輪及び保管物を積載するための受け渡し台を
   備え、保管棚装置本体と分離でき、かつ出入庫位置に保
   管物を位置させるように保管棚装置本体と結合位置で結
   合できる受け渡し部を備えたことを特徴とする保管棚装
   置。
2. 【請求項２】 前記受け渡し部は複数の受け渡し台を備
   えている請求項１に記載の保管棚装置。
3. 【請求項３】 複数の前記受け渡し部と、複数の前記結
   合位置を備えている請求項１又は２に記載の保管棚装
   置。
4. 【請求項４】 前記受け渡し台は前記保管物を所定の積
   載位置に積載するための突起部を備えている請求項１、
   ２又は３のいずれかに記載の保管棚装置。
5. 【請求項５】 前記結合位置に配置された前記受け渡し
   部の位置を検出する検出機構をさらに備えている請求項
   １から４のいずれかに記載の保管棚装置。
6. 【請求項６】 前記受け渡し部を所定の結合位置に固定
   するための固定機構をさらに備えている請求項１から５
   のいずれかに記載の保管棚装置。
7. 【請求項７】 前記結合位置に配置された前記受け渡し
   台の保管物積載位置に保管物が積載されているか否かを
   検出する保管物検出機構をさらに備えている請求項１か
   ら６のいずれかに記載の保管棚装置。