JP4186123B2 - 測定ユニットを備えた搬送システム - Google Patents

Description

この発明は、クリーンルームでのクリーン環境の測定や、搬送装置での搬送中の物品の振動の測定に関する。

クリーンルーム内のクリーン環境の程度、例えば空気中のパーティクルをその大きさに従って区分した密度や、クリーンエアの流速とその分布、を測定したいとの要求がある。なお以下ではクリーン環境の程度を単にクリーン環境といい、クリーン環境の程度を測定することをクリーン環境の測定という。液晶ディスプレイやプラズマパネルなどの基板の自動倉庫の場合、自動倉庫のラック内のクリーン環境を測定する必要がある。そしてクリーン環境測定は人手で行われている。しかしパネルの大形化に伴い、自動倉庫の個々の棚も大形化し、足場を組まないと測定ができない状態になっている。これでは自動倉庫の稼動前の検査を行えても、稼動開始後に自動倉庫を止めずにクリーン環境を測定することは困難である。クリーン環境は自動倉庫のラックに限らず、スタッカークレーンや天井走行車等の搬送装置の走行経路付近のバッファ、あるいは走行経路自体や半導体カセットなどを載置するロードポートなどに対しても、測定が必要である。バッファや棚が高所にあると人手でクリーン環境を測定することは難しいし、クリーンルーム内のクリーン環境を人手で１箇所ずつ測定することは手間であり、クリーンルーム内での半導体加工などの作業を妨げることにもなりかねない。

請求項１の発明の課題は、物品が保管されるスペースのクリーン環境と搬送中の振動とを、容易に測定かつ出力できるようにすることにある。
請求項２，３の発明での追加の課題は、クリーン環境を測定するための具体的な構成を提供することにある。

この発明の搬送システムは、搬送装置の移載手段で支持することにより搬送自在な筐体と、該筐体に搭載されたクリーン環境測定用センサ及び筐体の振動検出用センサと、前記各センサの出力を送信するための出力手段、とを備えた測定ユニットと、
前記測定ユニットを保管する棚と、
前記ユニットを前記移載手段で支持して搬送し、棚との間で移載する搬送装置と、
搬送か保管かに合わせて測定ユニットへ測定対象を指示するための指示手段とを設けて、 前記ユニットを前記搬送装置で搬送する際には少なくとも筐体の振動を測定し、前記棚に前記ユニットを保管する際には少なくともクリーン環境を測定するようにしたものである。

好ましくは、前記筐体の内部を気流が通過できるようにする。

また好ましくは、前記クリーン環境測定用センサは、周囲のエア中のパーティクルの数を測定するためのパーティクルセンサと、周囲のエアの流速を測定するためのセンサとからなる。

好ましくは、前記出力手段は前記搬送装置へ前記各センサの出力を送信し、かつ前記指示手段を前記搬送装置に設ける。

この発明では、搬送装置で測定ユニットを搬送して、ラックやバッファなどの棚あるいはロードポートなどに測定ユニットを保管させ、この間にクリーン環境を測定できる。このため搬送装置で搬送できユニットを保管できる位置であれば、任意の位置のクリーン環境を測定できる。さらに測定結果を出力手段から出力して容易に収集できる。これらのため、クリーンルーム内でのクリーン環境の測定をほぼ自動化でき、またクリーンルームでの本来の処理を妨げることが少ない。
クリーン環境の測定として、パーティクルセンサでエア中のパーティクルの数をカウントし、エアの流速を測定すると、エアの流速からクリーンエアが充分供給されているかが分かり、パーティクルの数から汚染空気が紛れ込んでいないかが分かる。ここでパーティクルの大きさ毎に区分した数を求めると、どの程度のサイズのパーティクルがどの程度の密度で含まれているかが分かる。

またこの発明では、測定ユニットを搬送装置で搬送しながら、測定ユニットの筐体の振動を測定し、出力手段から出力するので、搬送経路で物品が受ける振動を容易に測定できる。

さらにこの発明で、センサ出力を搬送装置へ送信するようにすると、測定ユニットから地上側の制御部等へ直接送信する場合に比べ、より確実に測定結果を送信できる。センサ出力を搬送装置へ送信すると、地上側制御部送信する場合に比べ、送信レンジを最小限にして周囲への電波ノイズを軽減し、さらに搬送装置からの要求に応じて測定ユニットから出力するようにできるので、送信プロトコルを簡単にできる。

またこの発明では、測定ユニットで物品を保管する棚のクリーン環境を測定すると共に搬送中の振動を測定し、かつ搬送装置から搬送か保管かの状態に合わせて測定対象を指示する。このためクリーンルーム内の棚でのクリーン環境をほぼ自動的に測定でき、また搬送経路の振動もほぼ自動的に測定できる。

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。

図１〜図５に実施例とその変形を示す。図１〜図４において、２は測定ユニットで、液晶ディスプレイの基板やプラズマパネルの基板を収納するカセットと、同じサイズに構成されている。４はそのフレームで、６はプレートで、フレーム４やプレート６以外の部分で、測定ユニット２は外壁のないスケルトン状で、気流が測定ユニット２内をなるべく自由に通過できるようにしてあるが、４角の筒状にしても良い。測定ユニット２には方向性があり、クリーンエアが流れ込む側を上流、クリーンエアが出ていく側を下流とすると、上流側にミスト発生部８と、発生したミストを放出するためのミスト放出パイプ１０が設けられ、ミスト放出パイプ１０は例えば測定ユニット２の上流側にゲート状に配置してある。

１２はレーザー光源で、図の鎖線で示すように、厚さのある扇状にレーザー光を照射し、１４は高速カメラで、毎秒１０００〜１００００コマ程度撮像し、レーザー光源１２で照射される扇状の部分をミスト（微細な水滴）が通過する間のミストからの反射光を撮影し、その位置と運動をモニターする。ミスト発生部８〜高速カメラ１４により、測定ユニット２内の気流（クリーンエア）の向きと流速の分布を測定する。１５は高速カメラ１４の支持部である。１６はパーティクルセンサで、周囲の空気を吸引し、内蔵のレーザー光源からの光が吸引空気中のパーティクルで散乱されることを利用して、パーティクルの大きさと数とを求める。

測定ユニット２のプレート６は、図３のスタッカークレーンのスライドフォーク４３で支持される部分で、この部分に加速度センサ１８を設けてある。加速度センサ１８は測定ユニット２の振動を測定し、その位置は任意である。また回路部２０は、ミスト発生部８〜高速カメラ１４やパーティクルセンサ１６並びに加速度センサ１８を駆動し、検出結果を図３のスタッカークレーンの通信ユニット４８へ送信する。

２２はラックで、スタッカークレーンの走行レール３０の左右に例えば一対設けられ、２４は棚受けで、測定ユニット２と同サイズのカセットを支持する部分である。２５，２６は支柱で、２８はファンフィルタユニットで、ラック２２内にクリーンエアを供給する。ラック２２と図３のスタッカークレーン４０並びに測定ユニット２や図示しないカセットにより自動倉庫を構成する。ファンフィルタユニット２８から白抜き矢印で示すクリーンエアが流れ込み、ミスト放出パイプ１０から放出されたミストは、レーザー光源１２からのレーザー光を反射して高速カメラ１４により撮影される。そして例えば毎秒１０００コマ〜１００００コマ程度撮像すると、ミストの運動を撮影できる。

図３に、スタッカークレーン４０の昇降台４２に搭載した測定ユニット２を示す。４４はマストで、４６は下部に設けた台車で、４３はスライドフォークで、測定ユニット２のプレート６を支持して、ラックの棚受けとの間で移載する。昇降台４２には通信ユニット４８を設けて、測定ユニット２の回路部２０と通信し、例えば回路部２０に対し、搬送中／移載中／移載終了後にラックで保管予定などの状態を入力し、測定項目を指示する。測定項目としては、ラックで保管の場合、クリーンエアの向きと速度の分布並びにパーティクルの数であり、移載中や搬送中の場合、加速度センサ１８での振動検出である。なおラックでの保管中も振動を検出しても良く、また移載中や搬送中にもクリーンエアの向きと流速の分布並びにパーティクルの数などを測定しても良い。

図４に、測定ユニットの回路部２０とセンサとの関係を示す。回路部２０の制御部５０は通信部５２を介してスタッカークレーン４０の通信ユニット４８と通信し、搬送中や保管中などの測定ユニットの状態、並びに測定の指示（測定項目）を受信する。また通信ユニット４８から測定結果の送信指示を受信し、通信部５２から通信ユニット４８へ測定結果を送信する。記憶部５４に測定ユニットの状態を記憶すると共に、測定データを記憶する。駆動部５６はミスト発生部８やレーザー光源１２並びに高速カメラ１４を駆動し、バッテリー６８の消耗を避けるため、これらを短時間パルス的に動作させ、動作回数はラックでの１回の保管に対し１回〜３回程度とする。測定ユニットでステーションなどのファンフィルタユニットの無い場所のクリーン環境を測定する場合、ステーションなどに測定ユニットを移載し、スタッカークレーンの走行に合わせてクリーン環境を測定するように指示し、あるいはスタッカークレーンの走行と非同期に繰り返し測定するように指示する。

測定では、ミスト発生部８でミストを発生させるのと同期し、レーザー光源１２を動作させ、かつ高速カメラ１４を動作させる。高速カメラ１４はミストの運動を撮影することによりクリーンエアの流れを可視化した画像を撮影し、画像認識部５８でミストの位置とその運動方向並びに速度を求めて、記憶部６０に記憶する。パーティクルセンサ１６は吸引した空気中のパーティクルに対し、パーティクルの大きさ毎の数を求める。また加速度センサ１８の信号を振動検出部６６で処理し、測定ユニットに加わる振動で例えば所定の加速度以上のものについてその波形を記憶する。あるいは振動波形を、加速度と周波数並びに波の数などの分布に整理して記憶する。これらのデータは記憶部５４に測定データとして記憶され、回路部２０の各部にはバッテリー６８から電力が供給される。そして測定ユニットがスタッカークレーンの昇降台に搭載された際に、通信ユニット４８から出力命令を受信して、測定データを通信ユニット４８へ送信する。また通信ユニット４８は、自動倉庫の地上側制御部７０とスタッカークレーン間の通信機能を利用して、測定データを地上側制御部７０へ送信し、測定位置や測定対象、測定条件などの指示を受信する。

地上側制御部７０へ送信されるデータは、ラックの棚でのクリーンエアの流れの向きと速度の分布並びにパーティクルの大きさと数、測定ユニットを搬送中の振動や移載中の振動である。また測定ユニットでの測定対象や測定条件は、スタッカークレーン４０上で通信ユニット４８から送信される。なお通信ユニット４８を介して測定結果を地上側制御部７０へ入力する代わりに、ラックにアンテナを設けて、ラックと通信部５２との間で通信しても良い。

実施例の動作を示す。スタッカークレーン４０で測定ユニット２を搬送する際に、通信ユニット４８から制御部５０へ測定ユニットの状態と測定対象、測定条件を指示する。これに従って測定ユニット２は搬送中の振動や移載中の振動を測定し、あるいはラックに保管中のクリーンエアの流れの向きと流速の分布並びにパーティクルの大きさと数を測定する。測定結果は記憶部５４に記憶し、測定ユニット２をスタッカークレーン４０の昇降台４２に移載した際に、通信ユニット４８へ出力する。ラック２２内では、ファンフィルタユニット２８からのクリーンエアが測定ユニット２内を上流側から下流側へと流れる。この流れをミストとレーザー光で可視化し、高速カメラ１４で撮影する。なおクリーンエアの向きや流速分布の測定手法自体は任意である。

測定ユニット２は液晶ディスプレイの基板やプラズマパネルの基板のカセットと同サイズなので、スタッカークレーン４０で搬送し、ラック２２との間で移載できる。この結果ラック２２の各位置や、ステーション、ラック２２，２２間の走行経路上のクリーン環境（クリーンエアの流れの向きと流速の分布及びパーティクルの大きさと数）を自動的に測定でき、高所での人手の測定は不要で、搬送中や移載中の振動も測定できる。

図５に変形例を示し、図１〜図４の実施例と同じ符号は同じものを表す。また図１〜図４の実施例に関する記載は、特に断らない限り、図５の変形例にも当てはまる。８０は天井走行車で、８２は走行レールであり、８４は走行台車で走行レール８２内を走行し、８６は給電台車で、走行レール８２から給電を受ける。８８は横送り部で、回動部９０〜測定ユニット９６や半導体のカセットなどの搬送物品を横送りし、９０は回動部で、昇降駆動部９２〜測定ユニット９６等を水平面内で回動させ、９２は昇降駆動部で昇降台９４を昇降させる。

測定ユニット９６は測定ユニット２と同様にスケルトン状で直方体の形状をし、その６面をクリーンエアが自由に通過できる。また測定ユニット９６の上部にはフランジ９７を設けて昇降台９４でチャック／解放自在にする。図５の場合クリーンエアは上から下向きに流れるので、例えばミスト放出パイプ１０を測定ユニット９６の上側に設け、レーザー光源１２でレーザー光を照射し、高速カメラ１４でミストの運動を撮影する。パーティクルセンサ１６でパーティクルの大きさと数を検出し、加速度センサ１８で加速度を検出する。９８はサイドバッファで、天井走行車８０で搬送中の測定ユニット９６や図示しない半導体カセットなどとほぼ同じ高さで、これらを保管する。なお走行レール８２の下側にバッファを設けて、その位置のクリーン環境を測定しても良い。９９は処理装置で、走行レール８２の下方にロードポート１００があり、ロードポート１００上のクリーン環境も測定する。

天井走行車８０は測定ユニット９６に測定対象と測定回数などの測定条件を指示する。天井走行車８０が測定ユニット９６を搬送する過程で、加速度センサ１８により測定ユニット９６の振動を測定する。またパーティクルセンサ１６により走行経路のパーティクルの大きさと数を測定し、必要であれば停止してクリーンエアの流れの向きと流速の分布を測定する。半導体カセットはストッカの棚の他に、サイドバッファ９８やロードポート１００上に置かれるので、これらの位置でのクリーン環境を測定する必要がある。そこで測定ユニット９６を、これらの位置に横送り部８８や昇降駆動部９２により移載し、クリーン環境を測定する。そして測定後に測定ユニット９６を昇降台９４でチャックして回収し、測定結果を天井走行車８０へ送信させる。なお測定ユニット９６をバッファ９８やロードポート１００へ移載せずに、その付近まで横送り部８８や昇降駆動部９２で移動させてクリーン環境を測定してもよい。

変形例では、天井走行車システムで半導体カセットなどを搬送する際に、搬送経路のクリーン環境やバッファ及びロードポート付近のクリーン環境を測定できる。さらに搬送中に搬送物品が受ける振動を測定できる。

実施例の測定ユニットとラックの要部平面図 実施例の測定ユニットとラックの要部側面図 実施例の測定ユニットとスタッカークレーンの昇降台の要部平面図 実施例の測定ユニットのセンサ類と制御系を示すブロック図 変形例の測定ユニットと天井走行車及び周囲のロードポート及びバッファの正面図

符号の説明

２ 測定ユニット
４ フレーム
６ プレート
８ ミスト発生部
１０ ミスト放出パイプ
１２ レーザー光源
１４ 高速カメラ
１５ 支持部
１６ パーティクルセンサ
１８ 加速度センサ
２０ 回路部
２２ ラック
２４ 棚受け
２５，２６ 支柱
２８ ファンフィルタユニット
３０ 走行レール
４０ スタッカークレーン
４２ 昇降台
４３ スライドフォーク
４４ マスト
４６ 台車
４８ 通信ユニット
５０ 制御部
５２ 通信部
５４ 記憶部
５６ 駆動部
５８ 画像認識部
６０ 記憶部
６６ 振動検出部
６８ バッテリー
７０ 地上側制御部
８０ 天井走行車
８２ 走行レール
８４ 走行台車
８６ 給電台車
８８ 横送り部
９０ 回動部
９２ 昇降駆動部
９４ 昇降台
９６ 測定ユニット
９７ フランジ
９８ サイドバッファ
９９ 処理装置
１００ ロードポート

Claims (4)

1. 搬送装置の移載手段で支持することにより搬送自在な筐体と、該筐体に搭載されたクリーン環境測定用センサ及び筐体の振動検出用センサと、前記各センサの出力を送信するための出力手段、とを備えた測定ユニットと、
   前記測定ユニットを保管する棚と、
   前記ユニットを前記移載手段で支持して搬送し、棚との間で移載する搬送装置と、
   搬送か保管かに合わせて測定ユニットへ測定対象を指示するための指示手段とを設けて、 前記ユニットを前記搬送装置で搬送する際には少なくとも筐体の振動を測定し、前記棚に前記ユニットを保管する際には少なくともクリーン環境を測定するようにした搬送システム。
2. 前記筐体の内部を気流が通過できるようにしたことを特徴とする、請求項１の搬送システム。
3. 前記クリーン環境測定用センサは、周囲のエア中のパーティクルの数を測定するためのパーティクルセンサと、周囲のエアの流速を測定するためのセンサとからなることを特徴とする、請求項２の搬送システム。
4. 前記出力手段は前記搬送装置へ前記各センサの出力を送信し、かつ前記指示手段を前記搬送装置に設けたことを特徴とする、請求項１の搬送システム。

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