JP2017029280A - 清掃装置及び半導体製造システム - Google Patents
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Abstract
【課題】清掃作業の短縮化及び自動化を図る。
【解決手段】自走式の清掃装置B1は、半導体製造装置A1の壁面Sを清掃するために用いられる。清掃装置B1は、本体と、本体を壁面Sに対して吸着可能に構成された吸着部と、本体が吸着部によって壁面Sに吸着された状態で、本体を壁面S上において走行させるように構成された走行部と、本体のうち壁面Sと対向する部分に設けられた拭き取り部と、吸着部によって壁面Sに本体を吸着させた状態で本体が壁面Sに存在する凹凸を乗り越え可能に構成された乗り越え部とを備える。
【選択図】図1
【解決手段】自走式の清掃装置B1は、半導体製造装置A1の壁面Sを清掃するために用いられる。清掃装置B1は、本体と、本体を壁面Sに対して吸着可能に構成された吸着部と、本体が吸着部によって壁面Sに吸着された状態で、本体を壁面S上において走行させるように構成された走行部と、本体のうち壁面Sと対向する部分に設けられた拭き取り部と、吸着部によって壁面Sに本体を吸着させた状態で本体が壁面Sに存在する凹凸を乗り越え可能に構成された乗り越え部とを備える。
【選択図】図1
Description
本開示は、清掃装置及び半導体製造システムに関する。
半導体製造装置によって製造される半導体に欠陥等が生ずるのを抑制するため、半導体製造装置の内外の清浄度は極めて高く維持される必要がある。そのため、半導体製造装置をクリーンルーム内に設置する際には、半導体製造装置の外壁面及び内壁面に付着している塵埃(パーティクル)を除去する清掃作業が行われる。特許文献1は、塵埃の清掃作業に用いられるワイパー(拭き取り布)を開示している。
しかしながら、ワイパーを用いた半導体製造装置の清掃作業(拭き取り作業)は、人手で行われる。そのため、作業員よりもかなり大きな半導体製造装置の全体を完全に拭き取るのに、数日程度要することがある。従って、清掃作業にかなりの工数を要していた。
そこで、本開示は、清掃作業の短縮化及び自動化を図ることが可能な清掃装置及び半導体製造システムを説明する。
本開示の一つの観点に係る清掃装置は、半導体製造装置の壁面を清掃するために用いられる自走式の清掃装置であって、本体と、本体を壁面に対して吸着可能に構成された吸着部と、本体が吸着部によって壁面に吸着された状態で、本体を壁面上において走行させるように構成された走行部と、本体のうち壁面と対向する部分に設けられた拭き取り部と、吸着部によって壁面に本体を吸着させた状態で本体が壁面に存在する凹凸を乗り越え可能に構成された乗り越え部とを備える。
本開示の一つの観点に係る清掃装置では、本体が吸着部によって壁面に吸着された状態で、本体を壁面上において走行させるように走行部が構成されている。すなわち、本開示の一つの観点に係る清掃装置は、半導体製造装置の壁面を自ら走行する。このような自走式の清掃装置が壁面を走行すると、壁面が拭き取り部によって拭き取られる。そのため、人手によらずに壁面が清掃される。従って、清掃作業の短縮化及び自動化を図ることが可能となる。加えて、本開示の一つの観点に係る清掃装置は、吸着部によって壁面に本体を吸着させた状態で本体が壁面に存在する凹凸(障害物)を乗り越え可能に構成された乗り越え部を備えている。半導体製造装置の壁面は一般に平坦ではなく多数の凹凸を有しているが、この場合、乗り越え部によって当該凹凸を乗り越えながら壁面が清掃される。そのため、清掃装置が当該凹凸に到達したときに、作業員が清掃装置を持ち上げて壁面のうち他の清掃領域に移動させる必要がない。従って、本開示の一つの観点に係る清掃装置は、壁面の凹凸を乗り越えて自走し、壁面の多くの領域を清掃することができる。その結果、清掃作業の更なる短縮化及び自動化を図ることが可能となる。
乗り越え部は、複数の多関節アームであり、各多関節アームは、本体を壁面上で支持可能に構成された先端部を含み、吸着部は、多関節アームと接続されていてもよい。この場合、多関節アームの先端部によって本体を壁面に対して吸着しつつ、多関節アームが各関節において屈曲することで、本体を壁面に対して近接及び離間させることができる。そのため、本体が壁面の凹凸に到達したときに多関節アームによって本体を壁面から離間させることで、本体が壁面の凹凸を乗り越えることが可能となる。
乗り越え部は、伸縮可能なベローズであり、吸着部は、ベローズと接続されていてもよい。この場合、本体が凹凸に到達して、本体の姿勢が壁面に対して傾いたり、本体が壁面から離間したとしても、ベローズが伸縮するので本体の壁面に対する吸着力を維持することができる。そのため、本体が壁面の凹凸を乗り越えることが可能となる。
本体は、直列に接続された3つ以上の胴部を有し、乗り越え部は、隣り合う胴部の間に配置されたアクチュエータであり、アクチュエータは、胴部が並ぶ第1の方向に対して交差する第2の方向に沿って、隣り合う胴部のうち一方を他方に対して移動させるように構成されていてもよい。この場合、胴部のうち少なくとも一つをアクチュエータによって第2の方向に移動させることで、当該胴部を壁面に対して近接及び離間させることができる。そのため、胴部のうち壁面の凹凸に到達した一つをアクチュエータによって第2の方向に順次移動させることで、本体が壁面の凹凸を乗り越えることが可能となる。
拭き取り部は、第1のロールと、第2のロールと、拭き取りシートとを有し、拭き取りシートの一端部は第1のロールに接続され、拭き取りシートの他端部は第2のロールに接続され、拭き取りシートは、第1のロールから第2のロールへと巻き取り可能に構成されていてもよい。この場合、壁面の清掃作業に際して、拭き取りシートが第1のロールから第2のロールに巻き取られる。そのため、壁面には、拭き取りシートのうち拭き取りに使用されていない部分が当接する。従って、半導体製造装置の壁面をより効果的に清掃することが可能となる。
本開示の他の観点に係る半導体製造システムは、半導体製造装置と、上記のいずれかの清掃装置とを備える。
本開示の他の観点に係る半導体製造システムによれば、上記の清掃装置と同様の作用効果を奏する。
半導体製造装置の壁面に設けられた保持部をさらに備え、保持部は、清掃装置を保持可能に構成されていると共に、清掃装置に電力を供給可能に構成されていてもよい。この場合、作業員による清掃装置の充電作業も不要となる。そのため、清掃作業のいっそうの自動化を測ることが可能となる。
保持部は、清掃装置に対して非接触で電力を供給可能に構成されていてもよい。この場合、清掃装置に電力を供給する際に、給電側の電極端子と受電側の電極端子とが接触しないので、金属粉が発生しない。そのため、半導体製造装置の周辺において塵埃の発生を抑制することが可能となる。
本開示に係る清掃装置及び半導体製造システムによれば、清掃作業の短縮化及び自動化を図ることが可能となる。
以下に説明される本開示に係る実施形態は本発明を説明するための例示であるので、本発明は以下の内容に限定されるべきではない。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
まず、図1を参照して、半導体製造システム1の構成について説明する。半導体製造システム1は、半導体製造装置A1と、清掃装置B1とを備える。
半導体製造装置A1の外壁面は、柱部材、梁部材、スイッチ類、ボルト等の凹凸と、柱部材及び梁部材で囲まれた平坦領域A3とを含んでいる。図示はしていないが、半導体製造装置A1の内壁面も、柱部材、梁部材、ボルト等の凹凸を含んでいる。以下では、半導体製造装置A1の外壁面及び内壁面を「壁面S」と呼ぶ。また、半導体製造装置A1の外壁面及び内壁面に存在する凹凸を「凹凸部A2」と呼ぶ。
半導体製造装置A1の壁面S(図1では、後述する露光装置A5の外壁面)には、清掃装置B1を保持する保持部A4が設けられている。そのため、保持部A4に保持された状態の清掃装置B1は、半導体製造装置A1の壁面Sからの落下が防止される。
保持部A4は、清掃装置B1のバッテリB7(後述する)に電力を供給する給電装置としても機能する。例えば、保持部A4は、清掃装置B1を保持している状態で、清掃装置B1のバッテリB7を充電する。保持部A4による清掃装置B1のバッテリB7の給電方式(充電方式)は、接触式であってもよいし、非接触式であってもよい。接触式充電の場合には、両者の電極端子同士が電気的に接続された状態で、保持部A4からバッテリB7に電力が供給される。非接触式充電の場合には、電磁誘導方式、電磁界共鳴方式等を採用してもよい。電磁界共鳴方式を採用する場合には、保持部A4に保持されておらず保持部A4から離れた清掃装置B1に対しても電力を供給することができる。特に、非接触式充電を採用すると、保持部A4が清掃装置B1に電力を供給する際に、給電側の電極端子と受電側の電極端子とが接触しないので、金属粉が発生しない。そのため、半導体製造装置A1の周辺において塵埃の発生を抑制することが可能となる。
半導体製造装置A1は、露光装置A5と、塗布現像装置A6と、コントローラA7(制御部)とを有する。露光装置A5は、ウエハ(基板)の表面に形成されたレジスト膜(感光性被膜)の露光処理(パターン露光)を行う。具体的には、液浸露光等の方法によりレジスト膜の露光対象部分に選択的にエネルギー線を照射する。エネルギー線としては、例えばArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、g線、i線、又は極端紫外線(EUV:Extreme Ultraviolet)が挙げられる。
塗布現像装置A6は、露光装置A5による露光処理の前に、ウエハの表面にレジスト膜を形成する処理を行い、露光処理後にレジスト膜の現像処理を行う。ウエハは、円板状を呈してもよいし、円形の一部が切り欠かれていてもよいし、多角形など円形以外の形状を呈していてもよい。ウエハは、例えば、半導体基板、ガラス基板、マスク基板、FPD(Flat Panel Display)基板その他の各種基板であってもよい。ウエハの直径は、例えば200mm〜450mm程度であってもよい。
塗布現像装置A6は、キャリアブロックA8と、処理ブロックA9と、インターフェースブロックA10とを備える。キャリアブロックA8、処理ブロックA9及びインターフェースブロックA10は、水平方向に並んでいる。
キャリアブロックA8は、キャリアA11内に密封状態で収容されたウエハを、受け渡しアーム(図示せず)で取り出すように構成されている。キャリアブロックA8は、処理ブロックA9において処理されたウエハを、受け渡しアームでキャリアA11内に戻すように構成されている。
処理ブロックA9は、下層膜形成モジュール(BCTモジュール)と、レジスト膜形成モジュール(COTモジュール)と、上層膜形成モジュール(TCTモジュール)と、現像処理モジュール(DEVモジュール)とを有する。下層膜形成モジュールは、ウエハの表面上に下層膜を形成するように構成されている。レジスト膜形成モジュールは、下層膜上に熱硬化性且つ感光性のレジスト膜を形成するように構成されている。上層膜形成モジュールは、レジスト膜上に上層膜を形成するように構成されている。現像処理モジュールは、露光されたレジスト膜の現像処理を行うように構成されている。
インターフェースブロックA10は、表面に各種膜が成膜されたウエハを、受け渡しアーム(図示せず)で露光装置A5に渡すように構成されている。インターフェースブロックA10は、露光装置A5において露光処理されたウエハを、受け渡しアームで露光装置A5から受け取るように構成されている。
コントローラA7は、半導体製造装置A1を部分的又は全体的に制御する。コントローラA7は、保持部A4による清掃装置B1のバッテリB7への給電も制御する。コントローラA7は、半導体製造装置A1の制御のための種々の機能モジュールを有する。これらの機能モジュールは、コントローラA7の機能を便宜上複数のモジュールに区切ったものに過ぎず、コントローラA7を構成するハードウェアがこのようなモジュールに分かれていることを必ずしも意味するものではない。各機能モジュールは、プログラムの実行により実現されるものに限られず、専用の電気回路(例えば論理回路)、又は、これを集積した集積回路(ASIC:ApplicationSpecific Integrated Circuit)により実現されるものであってもよい。
続いて、図2〜図8を参照して、清掃装置B1の構成について説明する。清掃装置B1は、半導体製造装置A1の壁面Sを清掃するために用いられる自走式の清掃ロボットである。清掃装置B1は、本体B2と、吸着部B3と、複数の多関節アームB4と、拭き取り部B5と、センサB6と、バッテリB7と、コントローラB8(制御部)とを有する。
本体B2は、図2に示されるように、直方体形状の箱型を呈する。本体B2は、底板B2aと、天板B2bと、一対の側板B2cと、一対の側板B2dとを含む。底板B2aと天板B2bとは互いに対向している。底板B2aには、矩形状の開口B2eが設けられている。一対の側板B2cは、互いに対向すると共に、底板B2a、天板B2b及び一対の側板B2dと隣り合っている。側板B2cにはそれぞれ、複数の長孔B2f(本実施形態では3つの長孔B2f)が設けられている。一対の側板B2dは、互いに対向すると共に、底板B2a、天板B2b及び一対の側板B2cと隣り合っている。
吸着部B3は、本体B2内に配置されている。吸着部B3は、図4〜図6に示されるように、モータB3aと、吸込みファンB3bと、マニホールドB3cと、吸込みダクトB3dとを含む。モータB3aは、吸込みファンB3bを回転駆動させるアクチュエータである。吸込みファンB3bは、回転によって所定方向への気体の流れを生成する。マニホールドB3cは、吸込みファンB3bに接続されている。マニホールドB3cは、気体の流れを複数に分岐させるように構成されている。吸込みダクトB3dは、マニホールドB3cに接続されている。吸込みダクトB3dは、開口B2eに挿通されている。そのため、吸込みダクトB3dの先端部B3eは、本体B2の外部に位置している。吸込みダクトB3dは、マニホールドB3cに接続されている。そのため、吸込みファンB3bは、マニホールドB3cを介して吸込みダクトB3dから本体B2外の気体を吸い込む。これにより、吸込みダクトB3dの先端部B3eが半導体製造装置A1の壁面Sに対向している場合には、先端部B3e近傍に負圧が発生する。そのため、底板B2aの外表面が壁面Sと対向した状態で、吸込みダクトB3d(本体B2)が壁面Sに対して吸着される。
多関節アームB4は、例えば、6自由度のシリアルリンク型のアームである。すなわち、多関節アームB4は、複数の腕部材B4aが関節部材B4bを介して直列に接続されたものである。多関節アームB4は、各腕部材B4aを駆動するための複数のアクチュエータ(図示せず)を内蔵している。各腕部材B4aは、その延在方向に延びる軸線周りに旋回可能に構成されている。各腕部材B4aは、隣接する関節部材B4bを通ると共に自身と交差する方向に延びる軸線周りに揺動可能に構成されている。
多関節アームB4の基端部B4cは、マニホールドB3cに接続されている。基端部B4cとマニホールドB3cとの間には、両者間を流体的に接続又は切断するためのシャッタ部材B3fが配置されている。すなわち、シャッタ部材B3fは、開放時に、基端部B4cとマニホールドB3cとの間を流体的に接続する。一方、シャッタ部材B3fは、閉鎖時に、基端部B4cとマニホールドB3cとの間を流体的に切断する。
多関節アームB4の先端部B4dには、円盤状を呈する吸着ハンドB4eが取り付けられている。吸着ハンドB4eには、開口B4fが設けられている。多関節アームB4内には、基端部B4cから先端部B4dまで、すなわち、開口B4fからシャッタ部材B3fまで至る流路(図示せず)が設けられている。そのため、シャッタ部材B3fの開放状態において、吸込みファンB3bは、マニホールドB3c及び当該流路を介して、開口B4fから本体B2外の気体を吸い込む。これにより、吸着ハンドB4eが半導体製造装置A1の壁面Sに対向している場合(当接している場合)には、吸着ハンドB4e近傍に負圧が発生する。そのため、吸着ハンドB4e(多関節アームB4)が壁面Sに対して吸着される。このとき、本体B2は、多関節アームB4によって、壁面S上に支持される。
多関節アームB4は、アクチュエータの駆動することにより、任意の姿勢をとることができる。そのため、吸込みダクトB3d又は吸着ハンドB4eを介して本体B2が壁面Sに対して吸着された状態で多関節アームB4の姿勢が変更されることで、壁面Sに対する本体B2の高さ位置や姿勢を変化させることができる。従って、本体B2は、多関節アームB4の動作に応じて、壁面S上において走行することができる。すなわち、本実施形態において、多関節アームB4は、本体B2が壁面Sに対して吸着された状態で壁面Sを走行可能に構成された走行部として機能する。また、本体B2は、多関節アームB4の動作に応じて、壁面Sに存在する凹凸部A2を乗り越えることができる。すなわち、本実施形態において、多関節アームB4は、本体B2が凹凸部A2を乗り越え可能に構成された乗り越え部としても機能する。
拭き取り部B5は、拭き取りシートB5aと、タンクB5bと、チューブB5cとを含む。拭き取りシートB5aは、底板B2aの外表面に配置されている。すなわち、拭き取りシートB5aは、本体B2が壁面Sに吸着された状態で、本体B2のうち壁面Sと対向する部分に配置されている。拭き取りシートB5aは、塵埃を壁面Sから除去し、除去した塵埃を保持するように構成されている。タンクB5bは、本体B2内に配置されている。タンクB5bは、洗浄液(例えば、シンナー)を貯留するように構成されている。チューブB5cは、本体B2に配置されていると共に、タンクB5bに接続されている。チューブB5cは、タンクB5b内の洗浄液が流通する(例えば、循環する)ように構成されている。チューブB5cは、底板B2aに設けられた複数の小孔B5dと連通している(図5及び図6参照)。そのため、チューブB5c内を流通する洗浄液は、小孔B5dを介して拭き取りシートB5aに供給される。
センサB6は、凹凸部A2、壁面S上に存在する塵埃等を検出可能に構成されている。センサB6は、本体B2のうち底板B2aの各隅部に対応する位置に配置されている。センサB6は、接触式であってもよいし、非接触式であってもよい。センサB6が非接触式であると、センサB6が凹凸部A2等に接触せずに凹凸部A2等を検知することができるので、センサB6と他の部材との接触により塵埃が生ずる虞を抑制できる。バッテリB7は、清掃装置B1の各部に電力を供給するように構成されている。バッテリB7は、保持部A4から電力を給電(充電)可能に構成されている。
コントローラB8は、清掃装置B1の各部を制御する。コントローラB8は、図7に示されるように、機能モジュールとして、記憶部B8aと、処理部B8bと、指示部B8cとを有する。これらの機能モジュールは、コントローラB8の機能を便宜上複数のモジュールに区切ったものに過ぎず、コントローラB8を構成するハードウェアがこのようなモジュールに分かれていることを必ずしも意味するものではない。各機能モジュールは、プログラムの実行により実現されるものに限られず、専用の電気回路(例えば論理回路)、又は、これを集積した集積回路(ASIC:ApplicationSpecific Integrated Circuit)により実現されるものであってもよい。
記憶部B8aは、種々のデータを記憶する。記憶部B8aは、例えば、清掃装置B1の各部を制御するためのプログラムの他、壁面Sの凹凸部A2の状態を示す三次元位置データ等を記憶する。
処理部B8bは、記憶部B8aに記憶されている各種データ、センサB6から入力された検知信号等に基づいて、吸着部B3又は多関節アームB4を動作させるための指示信号を生成する。
指示部B8cは、処理部B8bにおいて生成された指示信号を吸着部B3又は多関節アームB4に送信し、吸着部B3又は多関節アームB4を動作させる。
コントローラB8のハードウェアは、例えば一つ又は複数の制御用のコンピュータにより構成される。コントローラ100は、ハードウェア上の構成として、例えば図8に示す回路101を有する。回路101は、電気回路要素(circuitry)で構成されていてもよい。回路101は、具体的には、プロセッサ102と、メモリ103と、ストレージ104と、ドライバ105と、入出力ポート106とを有する。プロセッサ102は、メモリ103及びストレージ104の少なくとも一方と協働してプログラムを実行し、入出力ポート106を介した信号の入出力を実行することで、上述した各機能モジュールを構成する。ドライバ105は、清掃装置B1の各部をそれぞれ駆動する回路である。入出力ポート106は、ドライバ105と清掃装置B1の各部との間で、信号の入出力を行う。
本実施形態では、清掃装置B1は、一つのコントローラB8を備えているが、複数のコントローラB8で構成されるコントローラ群(制御部)を備えていてもよい。清掃装置B1がコントローラ群を備えている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコントローラB8によって実現されていてもよいし、2個以上のコントローラB8の組み合わせによって実現されていてもよい。コントローラB8が複数のコンピュータ(回路101)で構成されている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコンピュータ(回路101)によって実現されていてもよいし、2つ以上のコンピュータ(回路101)の組み合わせによって実現されていてもよい。コントローラB8は、複数のプロセッサ102を有していてもよい。この場合、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのプロセッサ102によって実現されていてもよいし、2つ以上のプロセッサ102の組み合わせによって実現されていてもよい。
続いて、清掃装置B1の動作の一例を、図9を参照して説明する。図9は、清掃装置B1が、2つの平坦領域A3の間に存在する凹凸部A2を越えて、右側の平坦領域A3から左側の平坦領域A3へと移動する様子を示している。図9において、左側に位置する一対の多関節アームB4を多関節アームB4Lと呼び、中央に位置する一対の多関節アームB4を多関節アームB4Cと呼び、右側に位置する一対の多関節アームB4を多関節アームB4Rと呼ぶこととする。
清掃装置B1は、当初、右側の平坦領域A3に位置している。このとき、各多関節アームB4Lの吸着ハンドB4eは右側の平坦領域A3に吸着されている。処理部B8bは、センサB6による凹凸部A2の検出信号又は記憶部B8aに記憶されている三次元位置データに基づいて、清掃装置B1が凹凸部A2に到達したか否かを判断する。清掃装置B1が凹凸部A2に到達していると処理部B8bが判断すると、処理部B8bは、本体B2が凹凸部A2を乗り越えるように各多関節アームB4及び吸着部B3を駆動させる指示信号を生成する。
具体的には、処理部B8bは、多関節アームB4Lに対応するシャッタ部材B3fを閉塞させる。次に、処理部B8bは、多関節アームB4Lを左側の平坦領域A3に向けて移動させる(図9の(a)参照)。次に、処理部B8bは、多関節アームB4Lに対応するシャッタ部材B3fを開放して、多関節アームB4Lの吸着ハンドB4eを左側の平坦領域A3に吸着させる。
次に、処理部B8bは、本体B2が左側の平坦領域A3に近づくように、各多関節アームB4を駆動させる(図9の(b)参照)。次に、処理部B8bは、多関節アームB4Lに対応するシャッタ部材B3fを閉塞させる。次に、処理部B8bは、多関節アームB4Lをさらに左側に向けて移動させる(図9の(c)参照)。次に、処理部B8bは、多関節アームB4Lに対応するシャッタ部材B3fを開放して、多関節アームB4Lの吸着ハンドB4eを左側の平坦領域A3に吸着させる。
次に、処理部B8bは、多関節アームB4Cに対応するシャッタ部材B3fを閉塞させる。次に、処理部B8bは、多関節アームB4Cを左側の平坦領域A3に向けて移動させる(図9の(d)参照)。次に、処理部B8bは、多関節アームB4Cに対応するシャッタ部材B3fを開放して、多関節アームB4Cの吸着ハンドB4eを左側の平坦領域A3に吸着させる。
次に、処理部B8bは、多関節アームB4Rに対応するシャッタ部材B3fを閉塞させる。次に、処理部B8bは、多関節アームB4Rを左側の平坦領域A3に向けて移動させる(図9の(e)参照)。次に、処理部B8bは、多関節アームB4Rに対応するシャッタ部材B3fを開放して、多関節アームB4Rの吸着ハンドB4eを左側の平坦領域A3に吸着させる。
次に、処理部B8bは、本体B2が左側の平坦領域A3の中央部分に近づくように、各多関節アームB4を駆動させる(図9の(f)参照)。以上により、清掃装置B1は、凹凸部A2を乗り越えて、右側の平坦領域A3から左側の平坦領域A3への移動が完了する。
以上のような本実施形態では、本体B2が吸着部B3によって壁面Sに吸着された状態で、本体B2を壁面S上において走行させるように多関節アームB4が構成されている。すなわち、清掃装置B1は、壁面Sを自ら走行する。このような自走式の清掃装置B1が壁面Sを走行すると、壁面Sが拭き取り部B5によって拭き取られる。そのため、人手によらずに壁面Sが清掃される。従って、清掃作業の短縮化及び自動化を図ることが可能となる。加えて、清掃装置B1の多関節アームB4は、吸着部B3によって壁面Sに本体B2を吸着させた状態で本体B2が壁面Sに存在する凹凸部A2(障害物)を乗り越え可能に構成されている。壁面Sは一般に平坦ではなく多数の凹凸部A2を有しているが、この場合、多関節アームB4によって凹凸部A2を乗り越えながら壁面Sが清掃される。そのため、清掃装置B1が凹凸部A2に到達したときに、作業員が清掃装置B1を持ち上げて壁面Sのうち他の清掃領域に移動させる必要がない。従って、清掃装置B1は、壁面Sの凹凸部A2を乗り越えて自走し、壁面Sの多くの領域を清掃することができる。その結果、清掃作業の更なる短縮化及び自動化を図ることが可能となる。
本実施形態では、清掃装置B1は、複数の多関節アームB4を有している。多関節アームB4が吸着部B3と接続されており、各多関節アームB4の先端部B4dには、本体B2を壁面S上で支持可能に構成された吸着ハンドB4eが取り付けられている。そのため、多関節アームB4の吸着ハンドB4eによって本体B2を壁面Sに対して吸着しつつ、多関節アームB4が各関節部材B4bにおいて屈曲することで、本体B2を壁面Sに対して近接及び離間させることができる。従って、本体B2が壁面Sの凹凸部A2に到達したときに多関節アームB4によって本体B2を壁面Sから離間させることで、本体B2が壁面Sの凹凸部A2を乗り越えることが可能となる。
本実施形態では、壁面Sに、清掃装置B1を保持し且つ給電可能な保持部A4が設けられている。そのため、作業員による清掃装置B1の充電作業も不要となる。従って、清掃作業のいっそうの自動化を測ることが可能となる。
以上、本開示に係る実施形態について詳細に説明したが、本発明の要旨の範囲内で種々の変形を上記の実施形態に加えてもよい。例えば、コントローラA7は、バッテリB7の残量が所定値よりも少なくなったことを検知した場合、清掃装置B1が保持部A4に到達するように多関節アームB4を制御してもよい。この場合、作業員がバッテリB7の残量を確認することなくバッテリB7を自動的に充電できる。加えて、清掃装置B1による塵埃の清掃作業中にバッテリB7の残量が尽きてしまうことを抑制できる。
清掃装置B1は、静電気除去装置を有していてもよい。塵埃は一般に帯電しているので、静電気除去装置により塵埃の電荷を除去することにより、塵埃をより容易に除去することができる。
清掃装置B1は、吸着部B3の排気口(図示せず)に配置されたフィルタを有していてもよい。この場合、排気される気体中に塵埃が存在している場合に、フィルタによって当該塵埃を捕集できる。従って、半導体製造装置A1の周辺において塵埃の発生を抑制することが可能となる。
清掃装置B1は、図10に示されるように、無限軌道B9をさらに有していてもよい。無限軌道B9は、本体B2が壁面Sに対して吸着された状態で壁面Sを走行可能に構成された走行部として機能する。この場合、多関節アームB4は、無限軌道B9と共に走行部として機能してもよいし、走行部としては機能せずに乗り越え部として機能してもよい。
拭き取り部B5は、図11に示されるように、巻き取り可能に構成されていてもよい。具体的には、拭き取り部B5は、拭き取りシートB5aと、一対のロールB5e,B5f(第1のロール及び第2のロール)を含んでいてもよい。拭き取りシートB5aの一端部は、ロールB5eに接続されている。拭き取りシートB5aの他端部は、ロールB5fに接続されている。ロールB5e,B5fは、本体B2内において、回転可能に支持されている。ロールB5e,B5fの少なくとも一方が回転することにより、拭き取りシートB5aは、ロールB5eからロールB5fに巻き取られる。そのため、壁面Sには、拭き取りシートB5aのうち拭き取りに使用されていない部分が当接する。従って、壁面Sをより効果的に清掃することが可能となる。
半導体製造システム1は、図12に示される清掃装置C1を備えていてもよい。清掃装置C1は、本体C2と、吸着部C3と、走行部C4と、拭き取り部C5と、センサC6と、バッテリC7と、コントローラC8と、ベローズC9とを有する。本体C2、センサC6、バッテリC7及びコントローラC8の構成は、本体B2、センサB6、バッテリB7及びコントローラB8の構成と同様であるので、その説明を省略する。
吸着部C3は、本体C2内に配置されている。吸着部C3は、モータC3aと、吸込みファンC3bと、吸込みダクトC3cとを含む。モータC3aは、吸込みファンC3bを回転駆動させるアクチュエータである。吸込みファンC3bは、回転によって所定方向への気体の流れを生成する。吸込みダクトC3cは、吸込みファンC3bに接続されている。吸込みダクトC3cは、開口C2eに挿通されている。吸込みダクトC3cの先端部C3dは、本体C2の外部に位置している。そのため、吸込みファンC3bは、吸込みダクトC3cから本体C2外の気体を吸い込む。これにより、吸込みダクトC3cの先端部C3dが壁面Sに対向している場合には、先端部C3d近傍に負圧が発生する。そのため、底板C2aの外表面が壁面Sと対向した状態で、吸込みダクトC3c(本体B2)が壁面Sに対して吸着される。
走行部C4は、走行ホイールC4aと、ばね部材C4bとを含む。走行ホイールC4aは、ばね部材C4bを介して、本体C2に対して回転可能に支持されている。走行ホイールC4aは、少なくとも一部が開口C2eを介して本体C2外に位置している。走行ホイールC4aは、図示しないモータに接続されている。そのため、走行ホイールC4aは、モータの駆動に応じて回転される。ばね部材C4bの一端は、本体C2に接続されている。ばね部材C4bの他端は、走行ホイールC4aに接続されている。ばね部材C4bは、走行ホイールC4aを本体C2の外方に向けて付勢する。そのため、吸込みダクトC3c(本体C2)が壁面Sに対して吸着された状態で、走行ホイールC4aは、壁面Sに当接した状態が維持される。
拭き取り部C5は、拭き取りロールC5aと、ばね部材C5bとを含む。拭き取りロールC5aは、ばね部材C5bを介して、本体C2に対して回転可能に支持されている。拭き取りロールC5aは、少なくとも一部が開口C2eを介して本体C2外に位置している。拭き取りロールC5aは、塵埃を壁面Sから除去し、除去した塵埃を保持するように構成されている。ばね部材C5bの一端は、本体C2に接続されている。ばね部材C5bの他端は、拭き取りロールC5aに接続されている。ばね部材C5bは、拭き取りロールC5aを本体C2の外方に向けて付勢する。そのため、吸込みダクトC3c(本体C2)が壁面Sに対して吸着された状態で、拭き取りロールC5aは、壁面Sに当接した状態が維持される。
ベローズC9は、吸込みファンC3bに接続されている。ベローズC9は、開口C2eに挿通されている。ベローズC9は、伸縮可能に構成されている。そのため、本体C2(底板C2a)と壁面Sとの距離が変化した場合であっても、ベローズC9の先端と壁面Sとの当接状態を維持するように、ベローズC9が当該変化に追従して伸縮する。
以上のように構成された清掃装置C1によれば、図13に示されるように、壁面Sの凹凸部A2に本体C2が到達して、本体C2の姿勢が壁面Sに対して傾いたり、本体C2が壁面Sから離間したとしても、ベローズC9が伸縮するので本体C2の壁面Sに対する吸着力を維持することができる。そのため、本体C2が壁面の凹凸部A2を乗り越えることが可能となる。
半導体製造システム1は、図14及び図15に示される清掃装置D1を備えていてもよい。清掃装置D1は、本体D2と、吸着部D3と、走行部D4と、拭き取り部D5と、センサD6と、バッテリD7と、コントローラD8とを有する。センサD6、バッテリD7及びコントローラD8の構成は、センサB6、バッテリB7及びコントローラB8の構成と同様であるので、その説明を省略する。
本体D2は、複数の胴部D2a〜D2dを含む。各胴部D2a〜D2dは、直方体形状の箱型を呈する。各胴部D2a〜D2dは、所定の方向(第1の方向)に一列に並んでいる。各胴部D2a〜D2dのうち隣り合う胴部は、互いに接続されている。そのため、各胴部D2a〜D2dは、直列に接続されている。隣り合う胴部D2a,D2bと、隣り合う胴部D2b,D2cと、隣り合う胴部D2c,D2dとの間にはそれぞれ、ラックアンドピニオン機構D9が配置されている。ラックアンドピニオン機構D9(アクチュエータ)は、ピニオンギアD9aと、ラックギアD9bと、モータD9cとを含む。ピニオンギアD9aとラックギアD9bとは、互いに歯合している。ラックギアD9bは、胴部D2a〜D2dの高さ方向(以下、「高さ方向」(第2の方向)と呼ぶ。)に沿って延びている。モータD9cは、ピニオンギアD9aに接続されている。モータD9cがピニオンギアD9aを回転させることにより、ラックアンドピニオン機構D9を介して隣り合う胴部のうち一方が、ラックギアD9bに沿って高さ方向に移動する。
吸着部D3は、胴部D2a,D2d内にそれぞれ配置されている。吸着部D3は、図15に示されるように、モータD3aと、吸込みファンD3bと、吸込みダクト(図示せず)とを含む。モータD3aは、吸込みファンD3bを回転駆動させるアクチュエータである。吸込みファンD3bは、回転によって所定方向への気体の流れを生成する。吸込みダクトの先端部は、胴部D2a,D2dの外部に位置している。吸込みダクトは、吸込みファンD3bに接続されている。そのため、吸込みファンD3bは、吸込みダクトから本体D2外の気体を吸い込む。これにより、吸込みダクトの先端部が壁面Sに対向し且つ近接している場合には、当該先端部近傍に負圧が発生する。そのため、吸込みダクト(本体D2)が壁面Sに対して吸着される。
走行部D4は、胴部D2a,D2d内にそれぞれ配置されている。走行部D4は、走行ホイールD4aと、回転テーブルD4bと、モータD4c,D4dとを含む。走行ホイールD4aは、回転テーブルD4bに対して回転可能に支持されている。走行ホイールD4aは、少なくとも一部が本体D2外に位置している。走行ホイールD4aは、モータD4cに接続されている。そのため、走行ホイールD4aは、モータD4cの駆動に応じて回転される。回転テーブルD4bは、本体D2に対して、高さ方向に延びる回転軸周りに回転可能に支持されている。回転テーブルD4bは、モータD4dに接続されている。そのため、回転テーブルD4bは、モータD4dの駆動に応じて回転される。回転テーブルD4bが回転すると、走行ホイールD4aの向きが変更される。
拭き取り部D5は、図14に示されるように、本体D2の底板の外表面に配置された拭き取りシートD5aを含む。拭き取り部D5は、洗浄液を貯留するタンクをさらに含んでいてもよい。当該タンクは、拭き取りシートD5aに洗浄液を供給するように構成されていてもよい。
以上のように構成された清掃装置D1の動作の一例を、図16を参照して説明する。図16は、清掃装置D1が、2つの平坦領域A3の間に存在する凹凸部A2を越えて、右側の平坦領域A3から左側の平坦領域A3へと移動する様子を示している。清掃装置D1は、当初、壁面Sの平坦領域A3に位置している。このとき、清掃装置D1は、胴部D2a,D2dの各吸着部D3によって壁面S(平坦領域A3)に吸着されている(図16の(a)参照)。
清掃装置D1が凹凸部A2に近づくと、胴部D2aの吸着部D3による壁面Sへの吸着状態が解除される。次に、胴部D2a,D2bの間に位置するラックアンドピニオン機構D9が動作して、胴部D2aが壁面Sから離間する方向に移動する(図16の(b)参照)。
清掃装置D1がさらに左側に移動して、胴部D2bが凹凸部A2に近づくと、胴部D2a,D2b,D2cのそれぞれの間に位置するラックアンドピニオン機構D9が動作して、胴部D2aの高さ位置を維持した状態で、胴部D2bが壁面Sから離間する方向に移動する(図16の(c)参照)。次に、胴部D2a,D2bの間に位置するラックアンドピニオン機構D9が動作して、胴部D2bの高さ位置を維持した状態で、胴部D2aが壁面Sに近接する方向に移動する(図16の(d)参照)。次に、胴部D2aの吸着部D3による壁面Sへの吸着が行われる。
清掃装置D1がさらに左側に移動して、胴部D2cが凹凸部A2に近づくと、胴部D2b,D2c,D2dのそれぞれの間に位置するラックアンドピニオン機構D9が動作して、胴部D2bの高さ位置を維持した状態で、胴部D2cが壁面Sから離間する方向に移動する(図16の(e)参照)。次に、胴部D2a,D2b,D2cのそれぞれの間に位置するラックアンドピニオン機構D9が動作して、胴部D2cの高さ位置を維持した状態で、胴部D2bが壁面Sに近接する方向に移動する(図16の(f)参照)。
清掃装置D1がさらに左側に移動して、胴部D2dが凹凸部A2に近づくと、胴部D2dの吸着部D3による壁面Sへの吸着状態が解除される。次に、胴部D2c,D2dの間に位置するラックアンドピニオン機構D9が動作して、胴部D2cの高さ位置を維持した状態で、胴部D2dが壁面Sから離間する方向に移動する(図16の(g)参照)。次に、胴部D2b,D2c,D2dのそれぞれの間に位置するラックアンドピニオン機構D9が動作して、胴部D2dの高さ位置を維持した状態で、胴部D2cが壁面Sに近接する方向に移動する(図16の(h)参照)。
清掃装置D1がさらに左側に移動して、胴部D2dが凹凸部A2を通過すると、胴部D2c,D2dの間に位置するラックアンドピニオン機構D9が動作して、胴部D2dが壁面Sから近接する方向に移動する(図16の(i)参照)。次に、胴部D2dの吸着部D3による壁面Sへの吸着が行われる。以上により、清掃装置D1は、凹凸部A2を乗り越えて、右側の平坦領域A3から左側の平坦領域A3への移動が完了する。
なお、本体D2は、3つ以上の胴部を含んでいてもよい。この場合も、少なくとも両端に位置する胴部内に吸着部D3及び走行部D4が配置されていてもよい。吸着部D3及び走行部D4は、全ての胴部内に配置されていてもよい。
半導体製造システム1は、図17に示される清掃装置E1を備えていてもよい。清掃装置E1は、半導体製造装置A1の内部を清掃するために用いられる。清掃装置E1は、本体E2と、吸着部E3と、一対の走行部E4と、拭き取り部E5とを有する。清掃装置E1は、清掃装置B1と同様に、図示しないセンサ、バッテリ及びコントローラも有する。
本体E2は、直方体形状の箱型を呈する。吸着部E3は、本体E2内に配置されている。吸着部E3は、清掃装置B1と同様に、図示しないモータ及び吸込みファンを含む。
一対の走行部E4は、本体E2を挟むように本体E2に設けられている。走行部E4は、ベースE4aと、走行ホイールE4bと、伸縮ロッドE4cとを含む。ベースE4aは、伸縮ロッドE4cを介して、本体E2に接続されている。走行ホイールE4bは、ベースE4aに対して回転可能に支持されている。走行ホイールE4bは、図示しないモータに接続されている。そのため、走行ホイールE4bは、モータの駆動に応じて回転される。伸縮ロッドE4cは、その延在方向において伸縮可能に構成されている。そのため、走行部E4は、本体E2に対して近接及び離間可能である。
拭き取り部E5は、本体E2の外表面に配置された拭き取りシートE5aを含む。拭き取り部E5は、洗浄液を貯留するタンクをさらに含んでいてもよい。当該タンクは、拭き取りシートE5aに洗浄液を供給するように構成されていてもよい。
以上のように構成された清掃装置E1によれば、拭き取りシートE5aを壁面S(例えば側壁面)に当接させると共に、伸縮ロッドE4cを伸長させて走行ホイールE4bを他の壁面S(例えば底壁面及び天壁面)に当接させた状態で、走行ホイールE4bを回転駆動させることで、清掃装置E1が半導体製造装置A1の内部を走行しながら拭き取りシートE5aにより壁面Sの塵埃を除去することが可能となる。また、伸縮ロッドE4cの伸縮量を変化させることで、本体E2の高さ位置を変化させることもできる。
半導体製造システム1は、図18に示される清掃装置F1を備えていてもよい。清掃装置F1は、半導体製造装置A1の内部を清掃するために用いられる。清掃装置F1は、本体F2と、吸着部F3と、走行部F4と、拭き取り部F5とを有する。清掃装置F1は、清掃装置B1と同様に、図示しないセンサ、バッテリ及びコントローラも有する。
本体F2は、直方体形状の箱型を呈する。吸着部F3は、本体F2内に配置されている。吸着部F3は、清掃装置B1と同様に、図示しないモータ及び吸込みファンを含む。
走行部F4は、レールF4aと、伸縮ロッドF4bとを含む。レールF4aは、半導体製造装置A1の内部において所定方向に延在している。伸縮ロッドF4bは、レールF4aと本体F2とを接続している。伸縮ロッドF4bは、その延在方向において伸縮可能に構成されている。そのため、本体F2は、レールF4aに対して近接及び離間可能である。
走行部F4は、図示しないアクチュエータも含む。アクチュエータは、本体F2をレールF4aに沿って移動させるように構成されている。アクチュエータは、本体F2をレールF4aの延在方向及び伸縮ロッドF4bの延在方向の双方に直交する方向に沿って移動させるようにも構成されている。
拭き取り部F5は、本体F2の外表面に配置された拭き取りシートF5aを含む。拭き取り部F5は、洗浄液を貯留するタンクをさらに含んでいてもよい。当該タンクは、拭き取りシートF5aに洗浄液を供給するように構成されていてもよい。
以上のように構成された清掃装置F1によれば、拭き取りシートF5aを壁面Sに当接させた状態で、本体F2をレールF4aに沿って移動させることで、清掃装置F1が半導体製造装置A1の内部を走行しながら拭き取りシートE5aにより壁面Sの塵埃を除去することが可能となる。また、伸縮ロッドF4bの伸縮量を変化させることで、本体F2の高さ位置を変化させることもできる。
半導体製造システム1は、図19に示される清掃装置G1を備えていてもよい。清掃装置G1は、半導体製造装置A1の内部を清掃するために用いられる。清掃装置G1は、本体G2と、一対の伸縮部G3と、拭き取り部G4とを有する。清掃装置G1は、清掃装置G1と同様に、図示しないセンサ、バッテリ及びコントローラも有する。
本体G2は、直方体形状を呈する。一対の伸縮部G3は、本体G2を挟むように本体G2に設けられている。伸縮部G3は、ベースG3aと、伸縮ロッドG3bとを含む。ベースG3aは、伸縮ロッドG3bを介して、本体G2に接続されている。伸縮ロッドG3bは、その延在方向において伸縮可能に構成されている。そのため、ベースG3aは、本体G2に対して近接及び離間可能である。
拭き取り部G4は、本体G2の外表面に配置された拭き取りシートG4aを含む。拭き取り部G4は、洗浄液を貯留するタンクをさらに含んでいてもよい。当該タンクは、拭き取りシートG4aに洗浄液を供給するように構成されていてもよい。
以上のように構成された清掃装置G1は、ウエハ搬送装置H1によって搬送される。ウエハ搬送装置H1は、ウエハ保持ハンドH2を上下方向、左右方向及び奥行き方向に移動可能に構成されている。清掃装置G1の本体G2がウエハ保持ハンドH2上に搭載されると共に、伸縮ロッドG3bを伸長させてベースG3aを壁面Sに当接させた状態で、ウエハ保持ハンドH2を移動させることで、清掃装置G1が半導体製造装置A1の内部を移動しながら拭き取りシートG4aにより壁面Sの塵埃を除去することが可能となる。
1…半導体製造システム、A1…半導体製造装置、A2…凹凸部、A4…保持部、A7…コントローラ、B1〜G1…清掃装置、B2〜G2…本体、B3〜F3…吸着部、B4〜E4…走行部、B5〜F5,G4…拭き取り部、B5a,D5a,E5a,F5a,G4a…拭き取りシート、B5e,B5f…ロール、B6,C6,D7…センサ、B8,C8,D8…コントローラ、B9…無限軌道、C5a…拭き取りロール、C9…ベローズ、D9…ラックアンドピニオン機構、S…壁面。
Claims (8)
- 半導体製造装置の壁面を清掃するために用いられる自走式の清掃装置であって、
本体と、
前記本体を前記壁面に対して吸着可能に構成された吸着部と、
前記本体が前記吸着部によって前記壁面に吸着された状態で、前記本体を前記壁面上において走行させるように構成された走行部と、
前記本体のうち前記壁面と対向する部分に設けられた拭き取り部と、
前記吸着部によって前記壁面に前記本体を吸着させた状態で前記本体が前記壁面に存在する凹凸を乗り越え可能に構成された乗り越え部とを備える、清掃装置。 - 前記乗り越え部は、複数の多関節アームであり、
前記各多関節アームは、前記本体を前記壁面上で支持可能に構成された先端部を含み、
前記吸着部は、前記多関節アームと接続されている、請求項1に記載の清掃装置。 - 前記乗り越え部は、伸縮可能なベローズであり、
前記吸着部は、前記ベローズと接続されている、請求項1に記載の清掃装置。 - 前記本体は、直列に接続された3つ以上の胴部を有し、
前記乗り越え部は、隣り合う前記胴部の間に配置されたアクチュエータであり、
前記アクチュエータは、前記胴部が並ぶ第1の方向に対して交差する第2の方向に沿って、隣り合う前記胴部のうち一方を他方に対して移動させるように構成されている、請求項1に記載の清掃装置。 - 前記拭き取り部は、第1のロールと、第2のロールと、拭き取りシートとを有し、
前記拭き取りシートの一端部は前記第1のロールに接続され、
前記拭き取りシートの他端部は前記第2のロールに接続され、
前記拭き取りシートは、前記第1のロールから前記第2のロールへと巻き取り可能に構成されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の清掃装置。 - 半導体製造装置と、
請求項1〜5のいずれか一項に記載の清掃装置とを備える、半導体製造システム。 - 前記半導体製造装置の壁面に設けられた保持部をさらに備え、
前記保持部は、前記清掃装置を保持可能に構成されていると共に、前記清掃装置に電力を供給可能に構成されている、請求項6に記載の半導体製造システム。 - 前記保持部は、前記清掃装置に対して非接触で電力を供給可能に構成されている、請求項7に記載の半導体製造システム。
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