JP2018174259A - ロボット搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送ロボットが移動した場合に、搬送室の内部において、パーティクルを巻き上げ、搬送空間にパーティクルが移動してしまう問題がある。【解決手段】本発明のロボット搬送装置は、ファン及びフィルタを有するファンフィルタユニットが収容された筐体と、筐体の内部に配置されたガイド部材に沿って移動可能に構成された搬送ロボットとを備え、搬送ロボットは、搬送物を保持した状態で搬送する搬送部と、搬送部より下方に配置され、ガイド部材に対し移動可能に支持された走行部とを有し、筐体の内部は、仕切部材により、搬送部が配置された搬送空間と走行部が配置された走行空間とが仕切られる。【選択図】図３

Description

本発明は、例えば細胞培養関連分野、半導体分野で使用されるロボット搬送装置に関する。

従来、半導体分野においては、ウエハに種々の処理工程が施されることにより半導体デバイスの製造が行われる。半導体デバイス製造工程では、ウエハの受け渡しを行う一般にＥＦＥＭ（Equipment Front End Module）と称される搬送室が使用される。搬送室の内部には、ウエハを搬送する搬送ロボットが配置され、搬送室の内部において搬送ロボットは左右方向に移動可能に構成される。

特開２００８−５３３２５号公報

ＥＦＥＭにおいて搬送ロボットが左右方向に移動した場合に、搬送室の内部において、パーティクルを巻き上げ、ウエハが搬送される搬送空間にパーティクルが移動してしまう問題がある。また、この種の技術は、細胞培養関連分野でも使用され、例えば搬送室の内部に設けられた搬送ロボットを用いて、シャーレ等の培養容器を搬送し、再生医療用の細胞培養を行う場合、医療規制（ＧＭＰ）に対応する必要がある。医療規制では、細胞を搬送する空間に搬送ロボットの走行部等があってはならないことが規制されている。

そこで、本発明の目的は、搬送ロボットが移動した場合のパーティクルが搬送空間に移動するのを防止できるロボット搬送装置を提供することである。

第１の発明にかかるロボット搬送装置は、ファン及びフィルタを有するファンフィルタユニットが収容された筐体と、上記筐体の内部に配置されたガイド部材に沿って移動可能に構成された搬送ロボットとを備え、上記搬送ロボットは、搬送物を保持した状態で搬送する搬送部と、上記走行部より下方に配置され、上記ガイド部材に対し移動可能に支持された走行部とを有し、上記筐体の内部は、仕切部材により、上記搬送部が配置された搬送空間と上記走行部が配置された走行空間とが仕切られることを特徴とする。

このロボット搬送装置では、筐体の内部において、搬送ロボットの搬送部が配置された搬送空間と走行部が配置された走行空間とが仕切部材により仕切られることから、搬送ロボットが移動した場合のパーティクルが搬送空間に移動するのを防止できる。

第２の発明にかかるロボット搬送装置は、第１の発明において、上記仕切部材は、上記筐体の内周面から内側に向かって延び、且つ、上記ガイド部材に沿って形成されたスリットを有し、上記搬送ロボットが上記ガイド部材に沿って移動する場合、上記搬送部と上記走行部とを接続した接続部が上記スリットの内側を移動することを特徴とする。

このロボット搬送装置では、仕切部材がスリットを有し、搬送ロボットの搬送部と走行部とを接続した接続部がスリットの内側を移動することから、搬送空間と走行空間とが連通する部分を低減できる。

第３の発明にかかるロボット搬送装置は、第１または第２の発明において、上記走行空間のガスを上記ファンフィルタユニットより上流側空間に循環させる循環流路を有することを特徴とする。

このロボット搬送装置では、走行空間にあるパーティクルをファンフィルタユニットより上流側空間に循環させることにより、パーティクルをフィルタで取り除くことができる。

第４の発明にかかるロボット搬送装置は、第１−第３の発明のいずれかにおいて、上記仕切部材は、上記スリットに近づくにつれて低くなるように傾斜することを特徴とする。

このロボット搬送装置では、搬送空間のガスが走行空間に流れやすくなり、搬送空間から走行空間への方向の流れを確保しやすくなる。

第５の発明にかかるロボット搬送装置は、第１−第４の発明のいずれかにおいて、上記仕切部材は、上記筐体の内周面近傍に配置されたガス通過部を有することを特徴とする。

このロボット搬送装置では、搬送空間のガスが走行空間に向かってガス通過部を流れることにより、除染処理等を行う際に除染ガスが仕切部材の裏側まで到達しやすい。

第６の発明に係るロボット搬送装置は、第１−第５の発明のいずれかにおいて、上記搬送空間の圧力は、上記走行空間の圧力より高いことを特徴とする。

このロボット搬送装置では、搬送空間と走行空間の圧力差により、搬送空間のガスが走行空間に流れやすい。したがって、走行空間からのパーティクルが搬送空間に逆流する可能性が低くなり、搬送空間の清浄度維持がしやすくなる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１の発明では、筐体の内部において、搬送ロボットの搬送部が配置された搬送空間と走行部が配置された走行空間とが仕切部材により仕切られることから、搬送ロボットが移動した場合のパーティクルが搬送空間に移動するのを防止できる。
第２の発明では、仕切部材がスリットを有し、搬送ロボットの搬送部と走行部とを接続した接続部がスリットの内側を移動することから、搬送空間と走行空間とが連通する部分を低減できる。

第３の発明では、走行空間にあるパーティクルをファンフィルタユニットより上流側空間に循環させることにより、パーティクルをフィルタで取り除くことができる。
第４の発明では、搬送空間のガスが走行空間に流れやすくなり、搬送空間から走行空間への方向の流れを確保しやすくなる。

第５の発明では、搬送空間のガスが走行空間に向かってガス通過部を流れることにより、除染処理等を行う際に除染ガスが仕切部材の裏側まで到達しやすい。
第６の発明では、搬送空間と走行空間の圧力差により、搬送空間のガスが走行空間に流れやすい。したがって、走行空間からのパーティクルが搬送空間に逆流する可能性が低くなり、搬送空間の清浄度維持がしやすくなる。

本発明の実施形態に係るロボット搬送装置の正面側壁部を取り外した状態の正面図である。 図２（ａ）は図１のａ−ａ線における断面図、図２（ｂ）は図１のｂ−ｂ線における断面図、図２（ｃ）は図１のｃ−ｃ線における断面図である。 図１のｄ−ｄ線における断面図である。 本発明の変形例に係るロボット搬送装置の断面図である。 本発明の変形例に係るロボット搬送装置の断面図である。 本発明の変形例に係るロボット搬送装置の断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係るロボット搬送装置について説明する。

図１に示すように、本実施形態のロボット搬送装置１は、細胞培養関連分野で使用され、筐体２を有している。筐体２は、例えば内部に設けられた搬送ロボットを用いて、シャーレ等の培養容器を隣接する処理装置としての培養装置との間で受け渡しを行うように構成されている。このような細胞培養関連分野におけるクリーンルーム設備１においては、筐体２の内部のガスがフィルタ５を通過するように循環させることで清浄な雰囲気を保つと共に、除染処理等により内部を清浄に維持される。本実施形態のクリーンルーム設備１では、除染処理等を行わない場合、クリーンエアを循環させることにより筐体２の内部を清浄な雰囲気を保つ。筐体２の内部の圧力は、外気圧より高い圧力になっている。

筐体２は、略直方体形状であって、筐体２の内部には、図１−図３に示すように、筐体２の長手方向（所定方向）に沿って、６つのファンフィルタユニット３が配列される。ファンフィルタユニット３は、それぞれ、ファン４及びフィルタ５を有している。ファン４は、フィルタ５の上方に配置され、フィルタ５に向かって風を吹き出すように構成される。したがって、ファンフィルタユニット３は、筐体２の内部において、下方に向かう風の流れを形成する。

筐体２の内部において、ファンフィルタユニット３より上方の空間は、ファンフィルタユニット３より上流側空間Ｃ１であって、ファンフィルタユニット３より下方の空間は、ファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２である。したがって、ファンフィルタユニット３は、それぞれ、ファンフィルタユニット３より上流側空間Ｃ１のガスを、フィルタ５を通過させた後、ファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２に流す。

ファンフィルタユニット３には、ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタや、ＵＬＰＡ（Ultra Low Penetration Air）フィルタなどの高性能なフィルタ５が組み込まれており、通過するガスの内部に含まれる微小なパーティクルの捕集を行うことができる。

筐体２は、図１及び図２に示すように、６つの壁部２ａ（正面側壁部、背面側壁部、左側壁部、右側壁部、上側壁部、下側壁部）と、１４個の柱部材２ｂとを有している。１４個の柱部材２ｂは、４つの壁部２ａ（正面側壁部、背面側壁部、左側壁部及び右側壁部）の内周側に配置される。

筐体２の右側壁部２ａａには、筐体２の内部にガスを供給するガス供給部６が形成される。また、筐体２の左側壁部２ａｂには、ガス供給部６から供給されたガスを、筐体２の外部に排出するガス排出部７が形成される。本実施形態では、ガス供給部６及びガス排出部７は、ファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２の搬送空間Ｃ２ａに配置される。

したがって、除染処理等が行われる場合、除染処理等を行うための除染ガスをガス供給部６から筐体２の内部（ファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２の搬送空間Ｃ２ａ）に供給し、筐体２の内部の除染処理等を行うと共に、除染処理等により汚れた除染ガスをガス排出部７から筐体２の外部に排出し、筐体２の内部の清浄度を向上させることができる。

本実施形態では、筐体２の外部には、除染処理等を行うための除染ガスを供給するガス供給装置が配置され、ガス供給装置からガス供給部６に除染ガスが供給され、ガス排出部７から排出された除染処理等により汚れた除染ガスは、ガス供給装置の内部において触媒により取り除かれる。

本実施形態では、除染処理等を行うための除染ガスとして、過酸化水素が使用される。除染処理等を行うための除染ガスは、過酸化水素に限られず、エチレンオキサイド、ホルムアルデヒド、過酢酸、二酸化塩素などを使用してよい。本実施形態において、除染処理とは、筐体２の内部空間の微生物を指定されたレベルまで減少させることである。

筐体２の正面側壁部及び背面側壁部には、それぞれ、６つの開口を塞ぐ扉２ｃが取り付けられている。筐体２の内部において、背面側壁部の内周側の柱部材２ｂの下端部には、水平方向に延びたガイド部材８が取り付けられる。ガイド部材８は、搬送ロボット１１を移動可能に支持する部材である。したがって、搬送ロボット１１は、扉２ｃが開放された開口を介して、シャーレ等の培養容器を隣接する処理装置としての培養装置との間で受け渡しを行うことができる。

搬送ロボット１１は、搬送物を保持した状態で搬送する搬送部１１ａと、搬送部１１ａの下方に配置され、ガイド部材８に対し移動可能に支持された走行部１１ｂと、搬送部１１ａと走行部１１ｂとを接続した接続部１１ｃとを有している。搬送部１１ａは、搬送物を保持する部分を有し、走行部１１ｂは、ガイド部材８に対し移動可能に支持された部分を有している。走行部１１ｂの下部には、搬送ロボット１１と制御部とを接続する接続部材１１ｄが取り付けられている。したがって、搬送ロボット１１の走行部１１ｂは、ガイド部材８に沿って移動可能に構成される。

本実施形態において、筐体２の内部は、仕切部材１６により、搬送部１１ａが配置された搬送空間Ｃ２ａと、走行部１１ｂが配置された走行空間Ｃ２ｂとが仕切られる。したがって、ファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２は、搬送空間Ｃ２ａ及び走行空間Ｃ２ｂとを有している。筐体２の内部において、搬送空間Ｃ２ａの圧力は、走行空間Ｃ２ｂの圧力より高い。搬送空間Ｃ２ａの圧力及び走行空間Ｃ２ｂの圧力は、図示しない圧力センサにより検出される。このような圧力を維持するため、搬送空間Ｃ２ａのガスが走行空間Ｃ２ｂに流れやすい。したがって、走行空間Ｃ２ｂからのパーティクルが搬送空間Ｃ２ａに逆流する可能性が低くなり、搬送空間Ｃ２ａの清浄度維持がしやすくなる。

仕切部材１６は、筐体２の正面側壁部及び背面側壁部の内周面から内側に向かってそれぞれ延びた板部材を有している。仕切部材１６は、略水平に延び、ガイド部材８に沿って形成されたスリット１６ａを有している。スリット１６ａは、筐体２の長手方向に沿って形成される。スリット１６ａの内部には、搬送部１１ａと走行部１１ｂとを接続した接続部１１ｃが配置される。したがって、搬送ロボット１１がガイド部材８に沿って移動する場合、搬送部１１ａと走行部１１ｂとを接続した接続部１１ｃがスリット１６ａの内側を移動する。

本実施形態において、筐体２の内部は、仕切部材１６により、搬送部１１ａが配置された搬送空間Ｃ２ａと、走行部１１ｂが配置された走行空間Ｃ２ｂとが仕切られ、搬送空間Ｃ２ａと走行空間Ｃ２ｂとは、仕切部材１６のスリット１６ａの部分だけで連通する。本発明において、搬送空間Ｃ２ａと走行空間Ｃ２ｂとが仕切部材１６により仕切られる場合、搬送空間Ｃ２ａと走行空間Ｃ２ｂとが連通する部分の面積が、仕切部材１６により仕切られない場合と比べ、小さくなる。したがって、筐体２の内部では、ファンフィルタユニット３のファン４により下方に向かってガスが流れるが、搬送空間Ｃ２ａと走行空間Ｃ２ｂとの連通部分の面積が小さくなることにより、連通部分を流れるガス流速が大きくなる。よって、連通部分において、搬送空間Ｃ２ａから走行空間Ｃ２ｂに向かう流速が大きいことから、搬送ロボット１１が移動した場合の走行空間Ｃ２ｂのパーティクルが搬送空間Ｃ２ａに移動するのを防止できる。このように、本発明において、筐体２の内部が、仕切部材１６により、搬送部１１ａが配置された搬送空間Ｃ２ａと、走行部１１ｂが配置された走行空間Ｃ２ｂとが仕切られるとは、搬送空間Ｃ２ａと走行空間Ｃ２ｂとが連通する部分の面積が、仕切部材１６により仕切られない場合と比べ、小さくなることを意味する。

柱部材２ｂは、図３に示すように、それぞれ、筒状に構成され、鉛直方向に延びている。柱部材２ｂの下端は、ファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２の走行空間Ｃ２ｂと連通し、柱部材２ｂの上端は、ファンフィルタユニット３より上流側空間Ｃ１と連通している。したがって、筐体２を形成する柱部材２ｂの内部には、ファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２の走行空間Ｃ２ｂのガスをファンフィルタユニット３より上流側空間Ｃ１に循環させる循環流路Ｄが形成される。

循環流路Ｄの下部にファン４ａが配置され、ファン４ａを駆動させることで、ファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２の走行空間Ｃ２ｂのガスを循環流路Ｄに取込み、循環流路Ｄ内で上向き気流を作り出すことができる。本実施形態では、ファンフィルタユニット３のファン４と循環流路Ｄの下部のファン４ａとが連動するように制御される。

循環流路Ｄは、図１及び図２に示すように、筐体２の正面側壁部及び背面側壁部の長手方向の両端と、隣接した扉２ｃ間に配置される。循環流路Ｄは、筐体２の正面側壁部の内周側及び背面側壁部の内周側に配置される。

したがって、筐体２の長辺側のそれぞれに、６つの扉２ｃと、７つの循環流路Ｄが配置され、筐体２の正面側壁部の内周側の循環流路Ｄと、背面側壁部の内周側の循環流路Ｄとはそれぞれ対向する。このように、ファンフィルタユニット３は、それぞれ、隣接した４つの柱部材２ｂの内側に配置され、４つの循環流路Ｄは、ファンフィルタユニット３近傍に形成される。

＜本実施形態のロボット搬送装置の特徴＞
本実施形態のロボット搬送装置では、筐体２の内部において、搬送ロボット１１の搬送部１１ａが配置された搬送空間Ｃ２ａと走行部１１ｂが配置された走行空間Ｃ２ｂとが仕切部材１６により仕切られることから、搬送ロボット１１が移動した場合のパーティクルが搬送空間Ｃ２ａに移動するのを防止できる。

本実施形態のロボット搬送装置では、仕切部材１６がスリット１６ａを有し、搬送ロボット１１の搬送部１１ａと走行部１１ｂとを接続した接続部１１ｃがスリット１６ａの内側を移動することから、搬送空間Ｃ２ａと走行空間Ｃ２ｂとが連通する部分を低減できる。

本実施形態のロボット搬送装置では、走行空間Ｃ２ｂのガスをファンフィルタユニット３より上流側空間Ｃ１に循環させる循環流路Ｄを有し、走行空間Ｃ２ｂにあるパーティクルをファンフィルタユニット３より上流側空間Ｃ１に循環させることにより、パーティクルをフィルタ５で取り除くことができる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

上述の本実施形態では、搬送ロボット１１の搬送部１１ａにおいて仕切部材１６の上方に配置された搬送ベース１１ｄ（接続部１１ｃにより走行部１１ｂと接続された部材であって、搬送部１１ａを駆動する駆動モータを有した部材）が、仕切部材１６のスリット１６ａの片側に配置されているが、図４に示すように、搬送ロボット１１の搬送部１１ａにおいて仕切部材１６の上方に配置された搬送ベース１１ｄ（接続部１１ｃにより走行部１１ｂと接続された部材であって、搬送部１１ａを駆動する駆動モータを有した部材）が、仕切部材１６のスリット１６ａの両側に配置されたものであってよい。この場合、スリット１６ａの両側において、搬送ベース１１ｄの下面と仕切部材１６の上面との隙間が小さくなって、搬送ロボット１１が移動した場合のパーティクルが搬送空間Ｃ２ａに移動するのを効果的に防止できる。

上述の本実施形態では、搬送部１１ａを駆動する駆動モータを有した搬送ベース１１ｄが、仕切部材１６の上方に配置され、走行部１１ｂに対し移動可能に構成されているが、搬送部１１ａを駆動する駆動モータを有した搬送ベース１１ｄが、仕切部材１６の下方において、走行部１１ｂの内部に配置されてよい。したがって、搬送部１１ａを駆動する駆動モータを有した搬送ベース１１ｄは、走行部１１ｂに対し移動しないように構成されてよい。

上述の本実施形態では、仕切部材１６が略水平に配置された板部材を有しているが、図５に示すように、仕切部材１１６が、正面側壁部及び背面側壁部の内周面からスリット１１６ａに近づくにつれて低くなるように傾斜する板部材を有するものであってよい。この場合、搬送空間Ｃ２ａのガスが走行空間Ｃ２ｂに流れやすくなり、搬送空間Ｃ２ａから走行空間Ｃ２ｂへの方向の流れを確保しやすくなる。

上述の本実施形態では、仕切部材１６が略水平に配置された板部材を有しているが、図６に示すように、仕切部材２１６が、正面側壁部及び背面側壁部の内周面から内側に向かってそれぞれ延びた第１板部材２１６ｂと、第１板部材２１６ｂの下方において正面側壁部及び背面側壁部の内周面から離れた第２板部材２１６ｃとを有するものであってよい。第１板部材２１６ｂは、正面側壁部及び背面側壁部の内周面から内側に離れるにつれて低くなるように傾斜し、第２板部材２１６ｃは、スリット２１６ａに近づくにつれて低くなるように傾斜している。第２板部材２１６ｃは、正面側壁部及び背面側壁部の内周面と離れていることにより、搬送空間Ｃ２ａのガスは、正面側壁部及び背面側壁部の内周面と、第２板部材２１６ｃの正面側端部及び背面側端部との間を、走行空間Ｃ２ｂに向かって通過する。したがって、正面側壁部及び背面側壁部の内周面と、第２板部材２１６ｃの正面側端部及び背面側端部との間の空間は、仕切部材２１６（第２板部材２１６ｃ）において、筐体２の内周面近傍に配置されたガス通過部を構成する。図６では、第１板部材２１６ｂ及び第２板部材２１６ｃが内側に向かうにつれて低くなるように傾斜しているが、略水平に配置されてよい。

上述の本実施形態では、ガス供給部６及びガス排出部７が、ファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２に配置されているが、ガス供給部６及びガス排出部７は、ファンフィルタユニット３より上流側空間Ｃ１に配置されてよい。

上述の本実施形態では、筐体２が、柱部材２ｂの内部に形成された１４個の循環流路Ｄを有しているが、筐体２が循環流路Ｄを有してないものであってよい。筐体２が循環流路Ｄを有する場合、循環流路Ｄは、筐体２の柱部材２ｂの内部に形成されたものに限られない。上述の本実施形態では、６つのファンフィルタユニット３が筐体２の内部に配列されているが、複数のファンフィルタユニット３が筐体２の内部に配列されたものであってよい。

上述の本実施形態では、ガス排出部７から排出された除染処理等により汚れた除染ガスが、ガス供給装置の内部において触媒により取り除かれる場合を説明したが、筐体２の外部において、ガス排出部７からガス供給部６に向かうガス経路にガス供給装置を配置し、ガス経路に対し、ガス供給装置と別に、分解装置を配置し、ガス排出部７から排出された除染処理等により汚れた除染ガスが分解装置により取り除かれてよい。上述の本実施形態では、細胞培養関連分野で使用されるクリーンルーム設備において除染処理等で汚れた除染ガスがクリーンルーム設備の外部に排出される場合を説明したが、半導体デバイス製造工程で使用される搬送室の内部に窒素ガス等のガスが供給される場合であってよい。したがって、本発明において、筐体の内部に供給されるガスは、空気や不燃性ガスなど、どのようなガスであってよい。

１ ロボット搬送装置
２ 筐体
３ ファンフィルタユニット
４ ファン
５ フィルタ
８ ガイド部材
１１ 搬送ロボット
１１ａ 搬送部
１１ｂ 走行部
１１ｃ 接続部
１６、１１６、２１６ 仕切部材
１６ａ、１１６ａ、２１６ａ スリット
Ｄ 循環流路

Claims (6)

1. ファン及びフィルタを有するファンフィルタユニットが収容された筐体と、
   上記筐体の内部に配置されたガイド部材に沿って移動可能に構成された搬送ロボットとを備え、
   上記搬送ロボットは、
   搬送物を保持した状態で搬送する搬送部と、
   上記搬送部より下方に配置され、上記ガイド部材に対し移動可能に支持された走行部とを有し、
   上記筐体の内部は、仕切部材により、上記搬送部が配置された搬送空間と上記走行部が配置された走行空間とが仕切られることを特徴とするロボット搬送装置。
2. 上記仕切部材は、上記筐体の内周面から内側に向かって延び、且つ、上記ガイド部材に沿って形成されたスリットを有し、
   上記搬送ロボットが上記ガイド部材に沿って移動する場合、上記搬送部と上記走行部とを接続した接続部が上記スリットの内側を移動することを特徴とする請求項１に記載のロボット搬送装置。
3. 上記走行空間のガスを上記ファンフィルタユニットより上流側空間に循環させる循環流路を有することを特徴とする請求項１または２に記載のロボット搬送装置。
4. 上記仕切部材は、上記スリットに近づくにつれて低くなるように傾斜することを特徴とする請求項１−３のいずれかに記載のロボット搬送装置。
5. 上記仕切部材は、上記筐体の内周面近傍に配置されたガス通過部を有することを特徴とする請求項１−４のいずれかに記載のロボット搬送装置。
6. 上記搬送空間の圧力は、上記走行空間の圧力より高いことを特徴とする請求項１−５のいずれかに記載のロボット搬送装置。

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