JP4333284B2 - 搬入装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウェハなどの物品が収納された容器をクリーンルームやストッカーの内部に搬入するためのクリーンルーム用およびストッカー用の搬入装置に関する。

従来、例えば半導体製造工場では、ウェハが収納された容器（ＦＯＳＢ）をクリーンルーム内部に搬入する場合、いわゆるパススルーと呼ばれる搬入装置が使用される。このパススルーを用いることにより、クリーン度の低下を防止しながら容器等をクリーンルーム内に搬入することができる。

図８に、パススルーの一例を示す。同図において、符号１００は、パススルー本体を示し、クリーンルーム内部に通じるシャッター１１０と、クリーンルーム外部の通路に通じるシャッター１２０と、移送用のロボット１３０とを備えている。また、パススルー本体１００のクリーンルーム側と通路側には、ウェハが収納された容器３００を載置するためのテーブル１４０，１５０が配置されている。これらテーブル１４０，１５０の載置面には、容器３００の位置決めを行うためのキネマティックカップリングピン１６０が設けられている。なお、符号２００は、通路内で容器３００を搬送するための台車を示す。

次に、容器３００を通路側からクリーンルーム内に搬入する場合のパススルーの動作を説明する。先ず、作業者は、通路内で台車２００をテーブル１５０に横づけし、台車２００に載せられた容器３００を手に取ってキネマティックカップリングピン１６０の上まで持ち上げ、容器３００の底面に形成された溝をキネマティックカップリングピン１６０に嵌合させるようにして容器３００をテーブル１５０の上に載置する。

続いて、作業者が図示しない入庫ボタンを押すと、シャッター１２０が開き、ロボット１３０のアームが伸びて上昇し、テーブル１５０上の容器３００を持ち上げる。そして、ロボット１３０のアームが縮んで容器３００をパススルー本体１００の内部に引き込んだ状態で待機する。
続いて、通路側のシャッター１２０が閉じ、クリーンルーム側のシャッター１１０が開くと、ロボット１３０のアームが伸びて降下し、容器３００をテーブル１４０上に載置する。最後にロボット１３０のアームが縮んでシャッター１１０が閉じられる。このように、クリーンルーム側のシャッター１１０と通路側のシャッター１２０を交互に開閉することにより、通路側の塵や埃がクリーンルーム内に侵入することを防止している。
特開２０００−１８８３１６号公報

しかしながら、上述の従来技術によれば、作業者が台車２００からパススルー側のテーブル１５０に容器３００を移載する際、作業者が容器３００を手に取ってキネマティックカップリングピン１６０よりも高く持ち上げなければならない。このとき、容器３００には、シリコン基板を素材とする複数枚のウェハが収納されているために容器３００は相当の重量物となり、作業者に大きな負担を与える。また、通路内で台車２００をテーブル１５０に横づけし、１個の容器の搬入が終わる度に別な容器を１個づつパススルー側のテーブル１５０に移すため、その移載作業に長時間を要し、その間、台車２００が通路を塞ぎ、他の台車の通行を妨げることになる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、搬入すべき容器を台車から移載する際の作業者の負担を軽減すると共に、速やかに移載作業を行うことを可能とする搬入装置（パススルー）を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
即ち、請求項１記載の発明は、物品が収納された容器をクリーンルームの内部に搬入するためのクリーンルーム用の搬入装置であって、前記クリーンルームの内部に通じる第１のシャッターと、前記クリーンルームの外部に通じる第２のシャッターと、これら第１及び第２のシャッターで仕切られた空間内に配置され、前記容器を載置するための第１の面を有すると共に前記容器を該第１の面上の所定位置に位置させる位置決め機構（例えば後述するキネマティックカップリングピン４５０等に相当する構成要素）と、前記第２のシャッターを挟んで前記空間の外側に配置され、前記第１の面と連続する第２の面を有する載置機構（例えば後述する載置面４１０を有するテーブルに相当する構成要素）と、前記第１のシャッターを開閉して、前記所定位置に位置された前記容器を持ち上げて前記クリーンルームの内部に移送する移送機構（例えば後述するロボット４８０に相当する構成要素）と、を備え、前記位置決め機構は、前記第１の面上に設けられ、前記容器を前記第２の面から該第１の面へと押し滑らせて移動させた際に、該容器が押し当てられることで、該容器を前記第１の面上の前記所定位置に位置決めさせるガイド部材と、前記第１の面に上下動可能に設けられ、上昇時には前記第１の面上の所定位置に位置決めされた前記容器の底面側に形成された溝と嵌合し、降下時には前記第１の面よりも下に位置する可動ピンと、前記可動ピンの上下動を操作するための操作部と、を備えたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の搬入装置において、前記移送機構が、前記クリーンルーム内部、または、前記第１のシャッターと前記第２のシャッターとの間の何れかに配置されたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の搬入装置において、前記第２のシャッターが、前記第１のシャッターが閉状態にある場合に開状態に操作可能なシャッターであることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１項記載の搬入装置において、前記第２の面が、複数の容器を載置可能な面積を有することを特徴とする。

本発明によれば、搬入すべき容器を所定位置に位置させる位置決め機構と、前記所定位置の容器を載置する面と連続する面を有する載置機構と、前記所定位置の容器をクリーンルームの内部に移送する移送機構とを備えたので、台車から容器を移載する際の作業者の負担を軽減すると共に、速やかに移載作業を行うことが可能となる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
図１に、本実施の形態に係るクリーンルーム用の搬入装置であるパススルー４００の構成を示す。このパススルー４００は、物品が収納された容器３００をクリーンルーム（図示なし）の内部に搬入するための搬入装置であり、同図は本装置の上視図である。同図において、符号４１０は容器３００を載置するための載置面（第２の面）であり、複数の容器を載置可能な面積を有している。この載置面４１０の高さと台車２００の載置面の高さが同一に設定されている。符号４２０はクリーンルームの外部に通じる手動式シャッター（第２のシャッター）、符号４３０はクリーンルームの内部に通じる自動シャッター（第１のシャッター）を示す。手動式シャッター４２０は、自動式シャッター４３０が閉状態にある場合にのみ開状態に操作可能となっている。

符号４４０は容器３００のガイド部材、符号４５０は容器３００の位置決めのためのキネマティックカップリングピン（可動ピン）、符号４６０はペダル（操作部）、符号４７０は載置面（第１の面）である。キネマティックカップリングピン４５０は、載置面４７０に上下動可能に設けられ、作業者がペダル４６０を操作することにより上下動するようになっている。また、その先端部は容器３００の底面側に形成された溝と勘合するように形成されている。符号４８０は容器３００を移送するためのロボットである。符号２００は台車を示す。この実施形態では、移送手段としてのロボット４８０が、パススルー４００の本体内部であって自動式シャッター４３０に対してクリーンルーム側に位置する場所に配置されている。

特に図示していないが、クリーンルームの内部と外部との間は、シャッター４２０，４３０および図示しない装置筐体により遮断されている。また、壁５００は通路とクリーンルームとを隔てるものであり、パススルー４００は通路側のその壁面に密着するように設置されている。また、壁５００には、上述のロボット４８０が位置する部分に孔が形成され、この孔を通じてロボット４８０により移送された容器がクリーンルーム内に搬入されるようになっている。

ここで、ガイド部材４４０、キネマティックカップリングピン４５０、ペダル４６０、載置面４７０は、容器３００を載置すると共に該容器を所定位置に位置させる位置決め機構として機能し、これらはシャッター４２０とシャッター４３０とで仕切られた空間内に配置される。また、載置面４１０は、キネマティックカップリングピン４５０等が設けられた載置面４７０と連続しており、手動式シャッター４２０を挟んで上記空間（キネマティックカップリングピン４５０等が配置された空間）の外側に配置されている。この載置面４１０を有するテーブルは容器３００を載置するための載置機構を構成する。さらに、ロボット４８０は、自動シャッター４３０を開閉し、所定位置に位置決めされた容器をクリーンルームの内部に移送する移送機構として機能する。

次に、図１ないし図７を参照して、この実施の形態に係るパススルー（搬入装置）を用いて容器を搬入するための作業手順および装置動作を説明する。なお、図２ないし図７は、図１に示すパススルーの側面図であり、図１に示す要素と同一要素には同一符号を付している。また、初期状態では、手動式シャッター４２０および自動式シャッター４３０は閉じた状態となっている。

初期状態から、作業者は、図１に示すように、載置面４１０を有するテーブルに前述の台車２００を横づけし、図２に示すように、台車２００に載せられた複数の容器３００を載置面４１０に移す。このとき、載置面４１０の高さと台車２００の載置面の高さが同一となっているので、容器３００を持ち上げることなく、押し滑らせることにより移載することができる。台車２００側に積載された容器の全てを載置面４１０に移した後は、台車２００は不要であるから、この台車２００を別の場所に移動させることにより通路を空け、他の台車の運行を確保する。

続いて、図３に示すように、作業者が手動式シャッター４２０を開ける。そして、作業者がペダル４６０を踏み、図４に示すようにキネマティックカップリングピン４５０を載置面４７０よりも下に降下させる。続いて、図５に示すように、作業者は容器３００を載置面４１０から載置面４７０に滑らせるようにして移動させ、載置面４７０上に設けられた図１に示すガイド部材４４０に容器３００を押し当てる。続いて、作業者はペダル４６０を放し、図６に示すようにキネマティックカップリングピン４５０を上昇させる。これにより、キネマティックカップリングピン４５０の先端が容器３００の底面に形成された溝と嵌合し、容器３００の位置決めが行われ、容器３００が所定位置に位置される。その後、作業者は、図７に示すように手動式シャッター４２０を閉じる。

さらに、作業者は、手動式シャッター４２０を閉じた後、図示しない入庫ボタンを押す。この入庫ボタンの操作に連動して自動式シャッター４３０が開き、ロボット４８０のアームが伸びて上昇し、載置面４７０上の所定位置に位置する容器３００を持ち上げる。その後、ロボット４８０のアームが縮み、容器３００をロボット本体側に引き込んで待機状態となり、自動式シャッター４３０が閉じる。自動式シャッター４３０が閉じると、ロボット４８０のアームが伸びて、容器３００をクリーンルーム内部の所定位置に移送する。この後、ロボット４８０のアームが縮んで初期状態に戻り、１個の容器の搬入が完了する。同様にして、載置面４１０上に載置された残りの容器の搬入が順次行われる。

上述の実施の形態に係るパススルーによれば、作業者は、ウェハが収納された容器３００を持ち上げる必要がなく、単に容器を押し滑らせるだけでよいので、作業者に与える負担を大幅に軽減することができる。また、台車に積載された全ての容器を載置面４１０上に一旦移すので、ロボットによる移送作業中に台車を横づけにしておく必要がなくなる。従って台車が通路を占有する時間が短くなり、他の台車の通行を妨害することがなくなる。

（変形例）
上述の実施形態では、移送手段としてのロボット４８０を、パススルー４００の本体内であって自動式シャッター４３０に対しクリーンルーム側に位置するる領域に配置したが、この例に限定されることなく、ロボット４８０を、手動式シャッター４２０と自動式シャッター４３０との間の場所に配置してもよく、また、ロボット４８０をパススルー４００の本体から分離してクリーンルーム内部に配置してもよい。
図９に、ロボット４８０をパススルー４００の本体から分離してクリーンルーム内に配置した例を示す。同図において、上述の図１に示した要素と共通する要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図９に示す例では、自動式シャッター４３０が、パススルー４００の本体とクリーンルームとを直接的に隔てており、この自動式シャッター４３０を開放した状態では、パススルー４００内部の載置面４７０がクリーンルームから直接的に臨まれるようになっている。このような構成によれば、ロボット４８０の配置の自由度が増し、例えばロボット４８０として自走式を採用することも可能になり、移送効率を一層改善することが可能になる。

以上、この発明の一実施形態を説明したが、この発明は、上述の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。例えば上述の実施の形態では、手動式シャッター４２０を採用したが、例えば容器３００を検知して自動的に開閉するシャッターを採用してもよい。また、ペダル４６０の操作によりキネマティックカップリングピン４５０を上下動させるものとしたが、手動式シャッター４２０に連動して自動的にキネマティックカップリングピン４５０を上下動させるように構成することも可能である。

また、上述の実施形態では、クリーンルームを適用例として、本発明の搬入装置であるパススルーを説明したが、この例に限定されることなく、ウェハ等の搬送物を一時的に保管するためのストッカーに適用してもよい。この場合、一般に、ストッカーは、保管物である搬送物の搬入・搬出を行ういわゆるストッカーロボットを備えているので、移送手段としての上述のロボット４８０は必ずしも必要ではなく、これを省いても良い。その他の構成は、クリーンルームを例とした上述の実施形態と基本的に同様である。
さらに、上述の実施形態では搬入装置として説明したが、搬送物の搬送方向を逆にすれば、搬出装置として把握することもできる。また、上述の実施形態において、クリーンルームの外の空間を基準にすれば、搬送物はクリーンルーム外の空間からクリーンルーム内に“搬出”されることになる。結局のところ、本願発明において、“搬入”なる概念は固定的なものではなく、その搬送物の搬送方向の定義に応じて適切に解釈すべき性質のものである。

本発明の実施形態によるパススルーの構成を示す上視図である。 本発明の実施形態によるパススルーの動作（容器の載置）を説明するための図である。 本発明の実施形態によるパススルーの動作（手動式シャッターの開放）を説明するための図である。 本発明の実施形態によるパススルーの動作（キネマティックカップリングピンの降下）を説明するための図である。 本発明の実施形態によるパススルーの動作（容器の移動）を説明するための図である。 本発明の実施形態によるパススルーの動作（キネマティックカップリングピンの上昇）を説明するための図である。 本発明の実施形態によるパススルーの動作（手動式シャッターの閉鎖）を説明するための図である。 従来技術に係るパススルーの構成を示す図である。 本発明の実施形態の変形例を説明するための図である。

符号の説明

４００；パススルー、４１０；載置面、４２０；手動式シャッター、４３０；自動式シャッター、４４０；ガイド部材、４５０；キネマティックカップリングピン、４６０；ペダル、４７０；載置面、４８０；ロボット。

Claims (4)

1. 物品が収納された容器をクリーンルームの内部に搬入するための搬入装置であって、
   前記クリーンルームの内部に通じる第１のシャッターと、
   前記クリーンルームの外部に通じる第２のシャッターと、
   これら第１及び第２のシャッターで仕切られた空間内に配置され、前記容器を載置するための第１の面を有すると共に前記容器を該第１の面上の所定位置に位置させる位置決め機構と、
   前記第２のシャッターを挟んで前記空間の外側に配置され、前記第１の面と連続する第２の面を有する載置機構と、
   前記第１のシャッターを開閉して、前記所定位置に位置された前記容器を持ち上げて前記クリーンルームの内部に移送する移送機構と、
   を備え、
   前記位置決め機構は、
   前記第１の面上に設けられ、前記容器を前記第２の面から該第１の面へと押し滑らせて移動させた際に、該容器が押し当てられることで、該容器を前記第１の面上の前記所定位置に位置決めさせるガイド部材と、
   前記第１の面に上下動可能に設けられ、上昇時には前記第１の面上の所定位置に位置決めされた前記容器の底面側に形成された溝と嵌合し、降下時には前記第１の面よりも下に位置する可動ピンと、
   前記可動ピンの上下動を操作するための操作部と、
   を備えたことを特徴とするクリーンルーム用の搬入装置。
2. 前記移送機構が、前記クリーンルーム内部、または、前記第１のシャッターと前記第２のシャッターとの間の何れかに配置されたことを特徴とする請求項１記載の搬入装置。
3. 前記第２のシャッターが、
   前記第１のシャッターが閉状態にある場合に開状態に操作可能なシャッターであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の搬入装置。
4. 前記第２の面が、
   複数の容器を載置可能な面積を有することを特徴とする請求項１ないし３の何れかに１項記載の搬入装置。

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