JP6368567B2 - 搬送ロボット交換装置及び搬送ロボット交換方法 - Google Patents

搬送ロボット交換装置及び搬送ロボット交換方法 Download PDF

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Description

本発明は、被処理体に対して所定の処理を施す処理装置において被処理体を搬送する搬送ロボットを交換するための搬送ロボット交換装置及び搬送ロボット交換方法に関する。
例えば、半導体ウエハに対して洗浄処理や成膜処理、エッチング処理等の所定の処理を施す半導体製造装置は、半導体ウエハに所定の処理を施す処理部と、複数枚の半導体ウエハが収納された容器を載置するロードポートと、ロードポートに載置された容器と処理部との間で半導体ウエハを搬送するためのローダーモジュールとを備えている。
ローダーモジュールには、半導体ウエハを搬送するための搬送ロボットが設置されており、この搬送ロボットは、半導体製造装置を所定時間稼働させた後に保守のために、或いは、故障が生じた際には修理のために、ローダーモジュールから搬出される。そして、搬出された搬送装置についての点検や修理が終了するまでに長時間を要する場合には、別の搬送ロボットをローダーモジュールに設置し、点検や修理が短時間で終了する場合には、点検や修理の終了後の搬送ロボットを再びローダーモジュールに設置して、半導体製造装置を再び稼働させている。
ローダーモジュールに設置された搬送ロボットを交換する方法としては、ワイヤ或いはチェーンで搬送ロボットを吊り上げ／吊り下げて交換する方法が知られている。また、ハンドリフターの昇降フォーク部をローダーモジュール内に設置された搬送ロボットの所定位置に差し込み、昇降フォーク部を上昇させて搬送ロボットを持ち上げ、昇降フォーク部をローダーモジュールから退出させることにより、搬送ロボットをローダーモジュールから取り出す方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３１３８７３号公報
しかしながら、搬送ロボットは、重量物である。そのため、ワイヤ或いはチェーンで吊り上げ／吊り下げして搬送ロボットを搬入出させる方法では、搬送ロボットは非常に不安定な状態で動かされるため、作業中に搬送ロボットが揺れてローダーモジュールの壁部やフレーム部に衝突することで、搬送ロボットやローダーモジュールの壁部等が破損するおそれがある。また、搬送ロボットが落下するおそれもある。
一方、ハンドリフターを用いて搬送ロボットを搬送する方法でも、従来は、単純に搬送ロボットの所定の部位に昇降フォーク部を差し込んで搬送ロボットを引き上げ、搬送ロボットを昇降フォーク部で抱え上げただけの状態で搬送している。そのため、搬送ロボットにおける昇降フォーク部との接触部に傷が付いてしまうという問題がある。
また、搬送ロボットの基部は、通常は所定位置に配置された基台に固定されているか或いはスライドレールに配置された基台に固定されているため、搬送ロボットを搬入出する際にはその固定状態を解除する必要がある。ここで、従来のハンドリフターを用いた搬送ロボットの交換方法では、昇降フォーク部が搬送ロボットを支持しておらず、且つ、基台に対する搬送ロボットの固定状態が解除されて、搬送ロボットが不安定な状態となる時間が生じる。ハンドリフターの操作は、作業者の経験と目視によって行われるため、交換作業の際に昇降フォーク部が搬送ロボットに衝突等してしまうと、搬送ロボットが倒れる等して損傷し、また、倒れた搬送ロボットによって作業者に危険が及ぶおそれがある。
本発明の目的は、搬送ロボットを傷つけることなく、安全に且つ確実に搬送ロボットの交換を行うことを可能にする搬送ロボット交換装置及び搬送ロボット交換方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、請求項１記載の搬送ロボット交換装置は、基板を搬送するために半導体製造装置の大気搬送室内に設置された搬送ロボットを交換するために用いられる搬送ロボット交換装置であって、前記搬送ロボット交換装置は、前記大気搬送室に対して前記搬送ロボット交換装置を位置決めする位置決め部と、前記搬送ロボットを釣支する保持部と、前記位置決め部と係合し、前記保持部の前記大気搬送室に対する進退を案内するガイド部と、前記保持部を前後、左右及び上下方向の各方向に移動させて前記保持部の位置を調整する位置調整部と、前記保持部に対して連結可能であると共に前記搬送ロボットに対して連結可能な連結部品とを備え、前記搬送ロボットに取り付けられた前記連結部品と前記保持部の先端とが連結されることで前記保持部が前記搬送ロボットを釣支することを特徴とする。
請求項２記載の搬送ロボット交換装置は、請求項１記載の搬送ロボット交換装置において、前記保持部は、前記連結部品と連結される先端部品を有し、前記先端部品は、前記先端部品の水平方向に対する角度を前記搬送ロボットに取り付けられた前記連結部品の角度と合わせることができるように前記保持部の先端部に回転可能に取り付けられていることを特徴とする。
請求項３記載の搬送ロボット交換装置は、請求項１又は２記載の搬送ロボット交換装置において、前記位置調整部は、前記保持部の位置の前記各方向での調整を補助するスケール及びマーカを有することを特徴とする。
請求項４記載の搬送ロボット交換装置は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の搬送ロボット交換装置において、前記位置決め部は、固定機構を有し、前記固定機構が前記大気搬送室を構成するフレームに固定されることにより、前記位置決め部が前記大気搬送室に対して固定されることを特徴とする。
請求項５記載の搬送ロボット交換装置は、請求項４記載の搬送ロボット交換装置において、前記位置決め部は、前記大気搬送室を構成する前記フレームに設けられた突起部と係合する係合金具を有し、前記係合金具が前記突起部と係合するように前記搬送ロボット交換装置を前記大気搬送室に向けて移動させたときに、前記係合金具が前記突起部と係合すると前記固定機構が前記フレームに固定されることを特徴とする。
請求項６記載の搬送ロボット交換装置は、請求項４又は５記載の搬送ロボット交換装置において、前記固定機構は、磁石、吸盤又はラッチ機構のいずれかであることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項７記載の搬送ロボット交換方法は、基板を搬送するために半導体製造装置の大気搬送室内に設置された搬送ロボットを搬送ロボット交換装置を用いて交換する搬送ロボット交換方法であって、前記搬送ロボットの所定位置に連結部品を仮固定するステップと、前記搬送ロボット交換装置において前記搬送ロボットを釣支する保持部の位置合わせを行うステップと、前記保持部を前記大気搬送室に対して進退させる方向を固定するステップと、前記保持部の先端を前記大気搬送室に進入させて前記連結部品にアクセスさせ、前記搬送ロボットに仮固定された前記連結部品と前記保持部の前記先端とを仮固定するステップと、前記大気搬送室内における前記搬送ロボットの固定を解除するステップと、前記搬送ロボットと前記連結部品とを本固定すると共に前記連結部品と前記保持部とを本固定するステップと、前記搬送ロボットを釣支した前記保持部を前記大気搬送室内から引き出すステップと、を有することを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項８記載の搬送ロボット交換方法は、基板を搬送するために半導体製造装置の大気搬送室内に設置された搬送ロボットを搬送ロボット交換装置を用いて交換する搬送ロボット交換方法であって、前記搬送ロボット交換装置において前記搬送ロボットを釣支する保持部が連結部品を介して前記搬送ロボットを釣支した状態で前記保持部の位置合わせを行うステップと、前記保持部を前記大気搬送室に対して進退させる方向を固定するステップと、前記搬送ロボットを釣支した前記保持部を前記大気搬送室に進入させて、前記搬送ロボットを前記大気搬送室内の所定位置に位置合わせするステップと、前記保持部と前記連結部品との連結を仮固定の状態へ調整すると共に、前記連結部品と前記搬送ロボットとの連結を仮固定の状態へ調整するステップと、前記搬送ロボットを前記大気搬送室内の所定位置に固定するステップと、前記搬送ロボット及び前記保持部から前記連結部品を取り外すステップと、前記保持部を前記大気搬送室内から退出させるステップと、を有することを特徴とする。
請求項９記載の搬送ロボット交換方法は、請求項７又は８記載の搬送ロボット交換方法において、前記保持部を前記大気搬送室に対して進退させる方向を固定するステップでは、前記搬送ロボット交換装置が備えるガイドレールに沿って直線的にスライド可能な位置決め部を前記大気搬送室のフレームに固定することを特徴とする。
請求項１０記載の搬送ロボット交換方法は、請求項９記載の搬送ロボット交換方法において、前記位置決め部は、固定機構を有し、前記固定機構を前記大気搬送室を構成するフレームに固定させることにより、前記位置決め部を前記大気搬送室に対して固定することを特徴とする。
請求項１１記載の搬送ロボット交換方法は、請求項１０記載の搬送ロボット交換方法において、前記固定機構は、磁石、吸盤又はラッチ機構のいずれかであることを特徴とする。
本発明によれば、搬送ロボットを釣支する保持部の位置を大気搬送室に設置されたロボットに対して容易に調整することができ、連結部品を介して保持部に搬送ロボットを釣支させる。これにより、搬送ロボットに傷を付けることなく、搬送ロボットを安定した状態で搬送することができるため、安全に且つ確実に搬送ロボットの交換を行うことができるようになる。また、本発明によれば、搬送ロボット交換装置は１人での作業（取り扱い）が可能であるため、複数の作業者を必要とする従来の作業で生じ易い連携ミスに起因する事故が発生することもなく、作業時間を短縮することもできる。
本発明の実施の形態に係る搬送ロボット交換装置が可能な半導体製造装置の概略構成を示す斜視図である。 図１の半導体製造装置の概略構成を示す平面図である。 図１の半導体製造装置のローダーモジュールに対して搬送ロボットを搬入出する交換装置の概略構造を示す斜視図である。 図３の交換装置が備える保持アームとその構成部品の構造を示す斜視図である。 図３の交換装置を用いて図１の半導体製造装置のローダーモジュールから搬送ロボットを搬出する作業手順を示すフローチャートである。 図５のステップＳ１０２における、第１の部品の搬送ロボットに対する取り付け方法を説明するための図である。 図５のステップＳ１０３において用いられる保持アームの位置合わせ機構を説明する図である。 図５のステップＳ１０４における位置決めユニットの配置を説明するための、交換装置の全体図及び部分拡大図である。 図５のステップＳ１０４において、位置決めユニットがガイドレールの先端に固定された状態で交換装置を搬入出口へアクセスさせたときの状態を示す斜視図である。 図５のステップＳ１０９により第２の部品及び搬送ロボットに対して第１の部品が本固定された状態を示す図である。 図３の交換装置を用いて図１の半導体製造装置のローダーモジュールへ搬送ロボットを搬入する作業手順を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。ここでは、本発明に係る搬送ロボット交換装置による作業対象となる搬送ロボットとして、半導体製造装置のローダーモジュールに設置された搬送ロボットを取り上げることとする。そこで、先ず、半導体製造装置の概略構成について説明する。
図１は、半導体製造装置１０の概略構成を示す斜視図であり、図２（ａ）は、半導体製造装置１０の概略構成を示す平面図である。図１及び図２（ａ）に示すように、半導体製造装置１０に対して、３次元のＸＹＺ直交座標系を定めるものとする。Ｘ方向は、水平方向且つ半導体製造装置１０の長さ方向であり、Ｙ方向は、水平方向且つ半導体製造装置１０の幅方向であり、Ｚ方向は、鉛直方向である。
半導体製造装置１０は、被処理体として直径が、例えば、３００ｍｍの基板である半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）Ｗを取り扱い、ウエハＷに対して所定の処理を施す。所定の処理としては、プラズマエッチング処理やプラズマアッシング処理、プラズマＣＶＤ成膜処理等の各種のプラズマ処理、レジスト膜等の塗布処理・現像処理、ウエハＷに付着した異物等を除去する洗浄処理、成膜等のための熱処理、湿式（ウェット）エッチング処理等が挙げられるが、特に限定されるものではない。
半導体製造装置１０は、ウエハＷに所定の処理を施すウエハ処理モジュール１１と、Ｘ方向においてウエハ処理モジュール１１と対向するように所定の間隔で配置されたローダーモジュール１３と、ウエハ処理モジュール１１とローダーモジュール１３との間に配置されたウエハ中継モジュール１２と、Ｘ方向においてローダーモジュール１３を挟んでウエハ中継モジュール１２の反対側に配置されたロードポート１４ａ〜１４ｃとを備える。
ウエハ処理モジュール１１には、ウエハＷに対して所定の処理を施す複数の不図示のプロセスモジュールと、複数のプロセスモジュールとウエハ中継モジュール１２との間でウエハＷを搬送する不図示のウエハ搬送ロボットが配置されている。なお、ウエハ処理モジュール１１が、真空雰囲気でウエハＷに対して処理を施すためのものである場合には、ウエハ処理モジュール１１の内部全体が所定の真空度に保持され、ウエハ中継モジュール１２は、真空雰囲気と大気雰囲気との切り替えを行うことができる構成とされる。
ウエハ中継モジュール１２は、ローダーモジュール１３からウエハ処理モジュール１１へ搬送されるウエハＷやウエハ処理モジュール１１からローダーモジュール１３へ戻されるウエハＷを一時的に載置するための不図示のウエハ載置台（載置テーブル）を備える。ウエハ処理モジュール１１に設置されたウエハ搬送ロボットとローダーモジュール１３に設置された後述のウエハ搬送ロボット２０（以下「搬送ロボット２０」と記す）とが、ウエハ中継モジュール１２に設置されたウエハ載置台に対してアクセス可能となっている。
ローダーモジュール１３は、直方体状の大気搬送室として構成されている。ローダーモジュール１３の内部には、図２に示すように、ウエハ中継モジュール１２とロードポート１４ａ〜１４ｃに載置された容器３０との間でウエハＷを搬送する搬送ロボット２０が設置されている。搬送ロボット２０は、ここでは、固定タイプであって、多関節タイプの搬送アームを備えるものが用いられているものとする。
３つのロードポート１４ａ〜１４ｃのそれぞれに、複数（例えば２５枚）のウエハＷを収容した容器３０（ＦＯＵＰ等）が載置される。搬送ロボット２０による容器３０に対するウエハＷの挿抜に関しては、本発明とは直接の関係がないため、説明を省略する。半導体製造装置１０は、コンピュータからなる制御装置１５を有し、制御装置１５は、半導体製造装置１０全体の動作制御を行う。
次に、搬送ロボット２０を交換するために用いられる搬送ロボット交換装置（以下「交換装置」と記す）の構成及び機能と、この交換装置による搬送ロボット２０の交換方法について説明する。
半導体製造装置１０では、搬送ロボット２０を交換するために、ロードポート１４ｂを選択的にローダーモジュール１３から取り外すことができ、更に、ローダーモジュール１３の外形を構成している箱体（筐体）の正面パネル１３ａ〜１３ｃ（図１参照）のうちの正面パネル１３ｂを取り外すことができるようになっている。図２（ｂ）は、ロードポート１４ｂと正面パネル１３ｂが取り外された状態を示す平面図である。正面パネル１３ｂが取り外されたことによって形成された開口部が、搬送ロボット２０の搬入出を行うための搬入出口として用いられる。
図３は、交換装置４０の概略構造を示す斜視図である。交換装置４０に対して、図３に示すように３次元のＸＹＺ直交座標系を定めるものとする。交換装置４０に対して規定したＸ方向（前後方向）、Ｙ（幅方向（左右方向））、Ｚ方向（高さ方法）の各方向は、交換装置４０を半導体製造装置１０にアクセスさせた際に、図１において半導体製造装置１０に対して規定したＸＹＺの各方向と一致する。
交換装置４０は、ローダーモジュール１３の正面に形成された搬入出口（図２（ｂ））参照）の形状とローダーモジュール１３を構成するフレーム構造等を考慮し、これに適合するように構成されており、大略的に、水平足部４１、位置決めユニット４２、ベースプレート４３、垂直足部４４、保持アーム４５、アーム位置調整ユニット４６、背面パネル５０を備える。
２本の水平足部４１のそれぞれの下面側（Ｚ方向下側）には、水平足部４１の長さ方向であるＸ方向に交換装置４０を移動させることができるように、ローラーが配置されている。作業者が背面パネル５０に設けられたグリップ５２を把持して、背面パネル５０を前方（保持アーム４５側）／後方（グリップ５２側）に押し／引きすることにより、交換装置４０全体をＸ方向に移動させることができる。
２本の水平足部４１の対向する内側側面にはそれぞれ、ガイドレール４７が設けられており、位置決めユニット４２は、ガイドレール４７の長さ方向であるＸ方向に沿って直線的にスライド自在に配置されている。一方で、２本の水平足部４１にはそれぞれ、位置決めユニット４２をガイドレール４７の前方側の先端位置でロックするためのロック機構５３が設けられている。位置決めユニット４２の詳細な構成と使用方法、ロック機構５３の詳細については後述する。
ベースプレート４３は、２本の水平足部４１を略平行に連結すると共に、垂直足部４４を支持する土台としての役割を担う部材である。なお、ベースプレート４３にも、交換装置４０を移動させるためのローラー８５（図３に不図示、図９（ａ）参照）が設けられている。
ベースプレート４３の上面に固定された垂直足部４４は、アーム位置調整ユニット４６を保持するための背面パネル５０を支持している。背面パネル５０には、背面パネル５０に対してアーム位置調整ユニット４６の高さ方向位置（Ｚ方向位置）を調整するための第１の回転ハンドル４８が設けられており、第１の回転ハンドル４８を所定方向に回転させることで、アーム位置調整ユニット４６のＺ方向位置を微調整することができるようになっている。なお、アーム位置調整ユニット４６は、２本の保持アーム４５が取り付けられたフレーム４９を保持しており、そのため、アーム位置調整ユニット４６のＺ方向位置を調整することが、２本の保持アーム４５のＺ方向位置を調整することになる。
アーム位置調整ユニット４６には、２本の保持アーム４５の幅方向位置（Ｙ方向位置）を調節するための第２の回転ハンドル５１（図３に不図示であり、図７（ａ），（ｂ）での図示参照）が設けられている。第２の回転ハンドル５１を所定方向に回転させることで、２本の保持アーム４５を支持するフレーム４９のＹ方向位置を微調整することができ、これにより２本の保持アーム４５のＹ方向位置を調整することができるようになっている。
図４（ａ）は、保持アーム４５の構造を示す斜視図であり、交換装置４０の使用前の状態を示している。２本の保持アーム４５は、交換装置４０において、直接的に搬送ロボット２０を釣支（保持）する役割を担う部位である。２本の保持アーム４５はそれぞれ、ＺＸ面について対称な構造を有する。
保持アーム４５の本体部の先端側には、先端部品５４が取り付けられている。先端部品５４は、具体的には、Ｙ方向と平行に配置されたボルト５８によって、保持アーム４５の本体部に対して、ボルト５８を中心軸として回動可能に取り付けられている。また、保持アーム４５の本体部に設けられた水平調整ボルト５７が、保持アーム４５の本体部に設けられた不図示の貫通孔に挿入されて、先端部品５４に設けられた不図示のボルト穴と螺合している。これにより、水平調整ボルト５７の締め込み具合に応じて、先端部品５４の先端位置をＺ方向で振ることができるように（つまり、水平位置から所定の角度だけ傾斜させた状態で保持することができるように）なっている。なお、先端部品５４は、通常は水平状態に保持され、そのため、先端部品５４の上面には、水準器５９が設けられている。
先端部品５４に対して、連結部品５５が着脱可能となっている。図４（ｂ）は、連結部品５５が取り外された状態の保持アーム４５の構造を示す斜視図であり、図４（ｃ）は、連結部品５５の構造を示す斜視図である。
搬送ロボット２０をローダーモジュール１３から搬出するために保持アーム４５をローダーモジュール１３へ挿入する作業を行うときには、連結部品５５は、予め先端部品５４から取り外されて、搬送ロボット２０の所定位置に取り付けられる。その詳細については、交換装置４０の使用方法と合わせて後述するが、連結部品５５は、連結部品５５に設けられた貫通孔に第１のボルト６１を挿入し、第１のボルトを先端部品５４に設けられたボルト穴６３に螺合させることで、先端部品５４に取り付けられる。また、連結部品５５は、連結部品５５に設けられた別の貫通孔に第２のボルト６２を挿入し、第２のボルトを搬送ロボット２０に設けられたボルト穴９５（図６参照）に螺合させることで、搬送ロボット２０に取り付けられる。つまり、連結部品５５は、第１のボルト６１により先端部品５４に固定された状態で、搬送ロボット２０を第２のボルト６２で釣支する役割を担う部品である。
なお、搬送ロボット２０の設置形態よっては、搬送ロボット２０に取り付けられた連結部品５５における先端部品５４との接触面が水平位置から所定角度だけ傾いた状態となる場合が予想される。この場合に、連結部品５５における先端部品５４との接触面と、先端部品５４における連結部品５５との接触面とを平行な状態とすることができるように、先端部品５４は、上述の通りに回転可能な構造となっている。
２本の保持アーム４５のＹ方向外側にはそれぞれ、ガード部材５６が先端部品５４に取り付けられて配置されている。後に説明する図１０に示すように、交換装置４０が搬送ロボット２０を釣支した状態にあるときにＺ方向から交換装置４０を見ると、一方のガード部材５６のＹ方向外側から他方のガード部材５６のＹ方向外側までの幅範囲内に搬送ロボット２０のＹ方向幅が納まるように、ガード部材５６のＹ方向幅は設定されている。こうして、ローダーモジュール１３の正面に形成された搬入出口に対して、ガード部材５６が正面パネル１３ａ，１３ｃの搬入出口側の側面（壁面）に衝突しないように保持アーム４５を挿抜することによって、保持アーム４５に釣支された搬送ロボット２０が正面パネル１３ａ，１３ｃに衝突することを回避することができるようになっている。
交換装置４０のその他の構成については、以下に説明する交換装置４０の使用方法と合わせて、適宜、説明することとする。
次に、交換装置４０の使用方法について説明する。ここでは、ローダーモジュール１３から搬送ロボット２０を搬出する場合を例として取り上げることとする。
図５は、交換装置４０を用いてローダーモジュール１３から搬送ロボット２０を搬出する作業手順を示すフローチャートである。なお、以下の説明では、図２（ｂ）に示すようにローダーモジュール１３の正面に形成された搬入出口を通して、搬送ロボット２０の搬出が行われるものとする。この搬入出口は、交換装置４０の保持アーム４５をＸ方向において進退させ、また、保持アーム４５に釣支された搬送ロボット２０を搬入出させることができるだけの十分なＹ方向幅を有する。
ステップＳ１０１では、交換装置４０について、図４（ａ）に示す状態の保持アーム４５（先端部品５４）から連結部品５５を取り外し、図４（ｂ）に示した状態とする。
続くステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で取り外した連結部品５５を搬送ロボット２０に対して仮固定する。図６（ａ）は、連結部品５５の搬送ロボット２０に対する取り付け方法を説明するための図であり、図６（ｂ）は領域Ａの拡大図である。搬送ロボット２０は、基台２０ａと、基台２０ａ上に配置されたアーム部２０ｂを有する。基台２０ａの上面において、図６（ａ）に示される領域Ａには図６（ｂ）の拡大図に示されるように、ボルト穴９５が形成されている。なお、ボルト穴９５は、図６（ａ）において、アーム部２０ｂを挟んで図中右側にも設けられている。
ボルト穴９５には、ゴミ等から保護するためのセットスクリュー（不図示）が取り付けられているため、セットスクリューを取り外した後に、連結部品５５を第２のボルト６２により仮固定する。なお、連結部品５５の仮固定は、連結部品５５に触れると、多少ぐらつく程度に行われている。図６（ｃ）には、基台２０ａに連結部品５５が仮固定された状態が示されているが、第２のボルト６２の図示を省略している。ここでは、搬送ロボット２０の基台２０ａの上面は水平となっており、基台２０ａの上面に仮固定された連結部品５５における先端部品５４との接触面は水平になっているものとする。
ステップＳ１０３では、交換装置４０における保持アーム４５の位置合わせ（Ｚ方向位置、Ｙ方向位置）と、先端部品５４の傾き調整を行う。なお、ステップＳ１０３は、ステップＳ１０１，Ｓ１０２の前に行っていてもよい。
図７は、交換装置４０に設けられた保持アーム４５の位置合わせ機構を説明するための図である。図７（ａ）は、保持アーム４５のＺ方向位置の位置合わせ機構を示している。第１の回転ハンドル４８の回転に応じて、背面パネル５０に対してアーム位置調整ユニット４６がＺ方向に移動することで、背面パネル５０に設けられたスケール７１（目盛りの図示は省略する）に対してアーム位置調整ユニット４６に設けられたマーカ７２の指す値が変化する。そこで、マーカ７２が所定値を指すように、第１の回転ハンドル４８を回転させる。なお、マーカ７２が指す所定値は、搬入出口の構造とローダーモジュール１３に対して保持アーム４５（交換装置４０）をアクセスさせる位置に応じて定められる。これにより、後の作業において、保持アーム４５の位置調整を行う必要性を最小限に止めることができる。
図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す領域Ｂに対応する拡大斜視図である。また、図７（ｃ）は、保持アーム４５のＹ方向位置の位置合わせ機構を示す図である。アーム位置調整ユニット４６に、２本の保持アーム４５のＹ方向位置を調節するための第２の回転ハンドル５１が設けられている。第２の回転ハンドル５１を回転させると、アーム位置調整ユニット４６に対してフレーム４９がＹ方向に移動することで、アーム位置調整ユニット４６に設けられたスケール７３（目盛りの図示は省略する）に対してフレーム４９に設けられたマーカ７４の指す値が変化する。そこで、マーカ７４が所定値を指すように、第２の回転ハンドル５１を回転させる。なお、マーカ７４が指す所定値も、搬入出口の構造とローダーモジュール１３に対して交換装置４０をアクセスさせる位置に応じて定められる。これにより、後の作業において、保持アーム４５の位置調整を行う必要性を最小限に止めることができる。また、マーカ７２，７４を用いることで、作業者の勘に頼ることなく、常に同じ状態で交換装置４０を取り扱うことができるようになる。
後述するように、本実施の形態では、保持アーム４５をスムーズにローダーモジュール１３へ進入させるために、位置決めユニット４２を搬入出口のローダーモジュールフレーム（以下「ＬＭフレーム」という）に固定する。そのため、位置決めユニット４２の固定を正常に行うことができるように、また、交換装置４０に機械的な歪みが生じていないことを確認するために、水平足部４１に対して位置決めユニット４２の位置が正確に位置決めできるか否かを確認する。
図７（ｄ）は、水平足部４１に対する位置決めユニット４２の位置合わせ機構を示す図である。位置決めユニット４２の上面にはマーカ７５がプリント（又は刻印）され、水平足部４１の上面にはマーカ７６がプリント（又は刻印）されている。交換装置４０の作業者は、レバー８１を把持して、位置決めユニット４２をガイドレール４７の長さ方向にスライドさせて、位置決めユニット４２をスムーズに移動させることができ、且つ、マーカ７５，７６を合わせることができるか否かを確認する。
先端部品５４の傾き調整を行うのは、先端部品５４と連結部品５５との第１のボルト６１による仮固定を容易に行うことができるようにするためである。前述の通り、連結部品５５における先端部品５４との接触面は水平となっている。そのため、第１のボルト６１による先端部品５４と連結部品５５との仮固定を行う際に、先端部品５４と連結部品５５との水平度が保たれていることにより、連結部品５５に設けられた貫通穴と先端部品５４に設けられたボルト穴６３とが一直線上に並び、これにより、第１のボルト６１による仮固定を容易に行うことができるようになる。先端部品５４の傾き調整については、図４を参照して既に説明しているため、ここでの説明を省略する。
次のステップＳ１０４では、位置決めユニット４２を搬入出口のＬＭフレームへ固定する。図８は、ステップＳ１０４における位置決めユニット４２の配置を説明するための図であり、位置決めユニット４２を搬入出口のＬＭフレームへ固定する前の交換装置４０の状態を示す平面図（上面図）である。図８（ａ）は交換装置４０の全体図を示しており、図８（ｂ）は領域Ｃの拡大図を示している。なお、図８（ａ）では、位置決めユニット４２の全体を図示するために、保持アーム４５の図示を省略している。
作業者は、位置決めユニット４２に設けられたレバー８１を把持して、位置決めユニット４２をガイドレール４７の先端位置まで移動させて、図８（ａ）の状態とする。位置決めユニット４２の移動は、水平足部４１に設けられたＬ字型の開口から突出したロックピン８２を、図８（ｂ）に示すロック解除方向に移動させた状態で行うことができる。なお、ロックピン８２がＬ字型の開口から突出した状態にあることは図９（ａ）に示されている。作業者は、ロックピン８２を手動操作して、ロックピン８２の位置を変えることができる。
位置決めユニット４２をガイドレール４７の先端位置まで移動させた後に、図８（ｂ）に示すロック方向へロックピン８２を動かす。これにより、水平足部４１に設けられた不図示のピンが位置決めユニット４２に向けて突出して、位置決めユニット４２の水平足部４１に対するＸ方向位置を固定することができるようになっている。
図９は、位置決めユニット４２がガイドレール４７の先端に固定された状態で交換装置４０を搬入出口へアクセスさせたときの状態を示す斜視図である。図９（ａ）は、全体図であり、図９（ｂ）は、領域Ｄの拡大図である。
搬入出口の下側のＬＭフレーム９１には、２カ所に突起部９２が設けられている。一方、２カ所の突起部９２に対応するように、位置決めユニット４２には、２カ所に係合金具８３が設けられている。半導体製造装置１０のＸ方向と交換装置４０のＸ方向とを概ね一致させ、突起部９２が係合金具８３の凹部に収容されるように、水平足部４１の先端を搬入出口へアクセスさせる。
ＬＭフレーム９１は、磁性材料である鉄等の金属からなる。一方、位置決めユニット４２には、磁石８４が設けられている。突起部９２が係合金具８３に収容された状態になると、磁石８４がＬＭフレーム９１の下面に対して磁力により密着して吸着し、これにより、位置決めユニット４２がＬＭフレーム９１に対して固定された状態となる。
次のステップＳ１０５では、保持アーム４５をローダーモジュール１３内に進入させる。その際、先のステップＳ１０４の作業によって位置決めユニット４２がＬＭフレーム９１に対して固定されると共に、位置決めユニット４２はガイドレール４７に対しても固定されているため、先ず、ロックピン８２をロック解除方向へ移動させて（図８参照）、位置決めユニット４２のガイドレール４７に対するロック状態を解除する。これにより、位置決めユニット４２に対してガイドレール４７（水平足部４１）がスライド可能となる。
続いて、作業者がグリップ５２を把持して交換装置４０をローダーモジュール１３側へ押し込むと、ＬＭフレーム９１に固定された位置決めユニット４２がガイドレール４７を案内するかたちで、保持アーム４５をローダーモジュール１３内に進入させることができる。このとき、ステップＳ１０３において、搬送ロボット２０に対する保持アーム４５の位置決めを行っているため、通常は、保持アーム４５が搬送ロボット２０に衝突することはないが、好ましくは、作業者は保持アーム４５の進路を確認しながら、保持アーム４５をローダーモジュール１３内へ進入させることが好ましい。位置決めユニット４２がガイドレール４７の他端側（背面パネル５０側）に位置すると、交換装置４０をローダーモジュール１３側へ押し込むことができなくなり、これにより、ステップＳ１０５の作業は終了する。
次のステップＳ１０６では、搬送ロボット２０に対する保持アーム４５の位置合わせ、つまり、先端部品５４と連結部品５５との位置合わせを行う。具体的には、第１の回転ハンドル４８と第２の回転ハンドル５１とを必要に応じて操作して保持アーム４５の位置を微調整し、更に必要に応じて交換装置４０のＸ方向位置を調整して、第１のボルト６１による先端部品５４と連結部品５５との仮固定が可能となる位置に先端部品５４を位置合わせする。なお、ステップＳ１０６の作業は、ステップＳ１０５の作業後の状態のままでは次のステップＳ１０７の作業を行うことができない場合に行われるもので、ステップＳ１０３での位置合わせの精度によっては省略することが可能である。ステップＳ１０６の作業終了後には、ベースプレート４３に設けられたローラー８５（図９（ａ）参照）をロックすることが好ましい。
次のステップＳ１０７では、保持アーム４５に取り付けられている先端部品５４に対して、搬送ロボット２０に仮固定された連結部品５５を第１のボルト６１により仮固定する。このようなステップＳ１０５〜Ｓ１０７から明らかな通り、本実施の形態での交換装置４０による搬送ロボット２０の交換作業では、ローダーモジュール１３内に進入する保持アーム４５及び先端部品５４が、搬送ロボット２０に対して直接接触することのない構成となっているため、搬送ロボット２０に傷が付くという問題は発生しない。
次のステップＳ１０８では、搬送ロボット２０の固定解除を行う。なお、搬送ロボット２０の固定を解除する方法は、搬送ロボット２０の設置状況に応じて行われるものであり、搬送ロボット２０の搬入出とは直接の関係はないため、説明を省略する。その後、ステップＳ１０９において、第１のボルト６１により先端部品５４と連結部品５５とを強固に固定する本固定を行い、且つ、第２のボルト６２により連結部品５５と搬送ロボット２０とを強固に固定する本固定を行う。図１０は、第１のボルト６１により先端部品５４と連結部品５５とが本固定され、且つ、第２のボルト６２により連結部品５５と搬送ロボット２０とが本固定された状態を示す図である。なお、図１０（ａ）は全体図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）中の領域Ｅの拡大図である。
ステップＳ１０７〜ステップＳ１０９の順序で作業を行った理由は以下の通りである。即ち、ステップＳ１０７の仮固定を行う時点では、搬送ロボット２０はローダーモジュール１３内に設けられた不図示の固定台或いは固定板等に固定されており、搬送ロボット２０を動かすことができる状態になっていない。この状態で、先端部品５４と連結部品５５とを本固定し、且つ、連結部品５５と搬送ロボット２０とを本固定してしまうと、先端部品５４に大きな負荷（応力）が作用して、先端部品５４或いは保持アーム４５が変形する等の問題が生じるおそれがある。また、搬送ロボット２０に作用する負荷によって、固定台或いは固定板からの解除作業を容易に行うことができなくなるおそれがある。例えば、搬送ロボット２０と固定台とが複数のボルトによって締結されている場合に、搬送ロボット２０が保持アーム４５に固定されていることによって作用する応力によって、後半に外すボルトの回転が容易でなくなる等の支障が生じるおそれがある。しかし、連結部品５５が先端部品５４及び搬送ロボット２０のそれぞれと仮固定された状態では、搬送ロボット２０には保持アーム４５からの応力が殆ど作用することはなく、よって、搬送ロボット２０が固定台或いは固定板に固定された状態を容易に解除することができる。また、搬送ロボット２０の固定台或いは固定板に対する固定状態が解除されても、搬送ロボット２０は、連結部品５５と先端部品５４を介して保持アーム４５と連結されているため、搬送ロボット２０が倒れる等することはなく、作業者の安全を確保することができる。
次のステップＳ１１０では、交換装置４０全体をローダーモジュール１３から引き出して、保持アーム４５をローダーモジュール１３内から退出させる。このとき、ローラー８５がロックされている場合には、そのロックを解除する。ステップＳ１１０の作業においても、ＬＭフレーム９１に固定された位置決めユニット４２がガイドレール４７を案内するかたちで、交換装置４０をＸ方向にまっすぐに引き出すことができる。交換装置４０を引き出すと、最後に、位置決めユニット４２がガイドレールの４７の先端に突き当たり、交換装置４０を引き出すときの慣性力によって、磁石８４はＬＭフレーム９１から外れる。こうして、搬送ロボット２０は、保持アーム４５に釣支された安定な状態でローダーモジュール１３の内部から搬出されるため、従来のように搬出作業中に搬送ロボット２０が揺れて、ローダーモジュール１３の壁部等に衝突する等することはなく、安全に搬出作業を行うことができる。また、交換装置４０の操作は、従来のように複数の作業者を必要とすることなく、１人の作業者が行うことができるため、作業者間の連携ミス等に起因する事故が発生することもなく、短時間で作業を完了することができるという利点もある。
なお、上記実施の形態では、交換装置４０全体をローダーモジュール１３から引き出す際に、保持アーム４５の高さを変更する作業を行っていないが、これは保持アーム４５の高さを変更しなくとも、釣支された搬送ロボット２０がＬＭフレーム９１に衝突等することがないことを前提としている。
これに対して、搬送ロボット２０としては、保持アーム４５の高さを変更せずにステップＳ１１０の搬出動作を行った場合に、その下部がＬＭフレーム９１に衝突等してしまうような構造を有するものもあると考えられる。そのような搬送ロボットのローダーモジュール１３に対する搬入出を行う場合、ステップＳ１０９での本固定を行った後に、保持アーム４５を所定の高さまで上昇させ、釣支した搬送ロボットがＬＭフレーム９１に衝突しない状態とした後に、ステップＳ１１０の作業を行うようにする。
また、上記実施の形態では、図１０にも示されているように、搬入出口に対して位置決めユニット４２による交換装置４０の位置決めを行った状態で、Ｘ方向に真っ直ぐに交換装置４０をローダーモジュール１３に対して進退させることで、搬送ロボット２０の搬出が可能な構成を前提とした。
しかし、半導体製造装置によっては、ローダーモジュールやロードポートには種々の配線や配管、モータ、電源等の各種部材が配置されるため、スペース上の問題から常に交換装置４０をＸ方向に真っ直ぐに進退させるだけで搬送ロボット２０を搬入出させることができるように搬入出口を設けることができない場合も起こり得る。
しかし、この場合でも、搬入出口には、交換装置４０の保持アーム４５を進退させ、保持アーム４５に釣支された搬送ロボット２０を搬入出することができるだけの十分な幅が必要となることはいうまでもない。よって、このような場合には、位置決めユニット４２により交換装置４０が位置決めされた状態で、保持アーム４５のＹ方向位置を搬入出口の位置に合わせて保持アーム４５をローダーモジュールへ進入させることが可能な位置に調整し、保持アーム４５をローダーモジュールへ進入させる。そして、保持アーム４５のＹ方向位置を搬送ロボットの位置に合わせて再度調整し、ステップＳ１０６〜Ｓ１０９の仮固定から本固定までの一連の作業を行う。その後、保持アーム４５をローダーモジュールから退出させることが可能な位置へと、再び保持アーム４５のＹ方向位置を調整し、搬送ロボットを釣支した保持アーム４５をローダーモジュールから退出させればよい。
交換装置４０を用いて、搬送ロボット２０をローダーモジュール１３内に搬入し、ローダーモジュール１３内の所定位置に固定し、その後、交換装置４０を引き出す作業は、上述した搬送ロボット２０のローダーモジュール１３からの搬出作業と概ね逆の工程によって行うことができ、以下に簡単に説明する。
図１１は、交換装置４０を用いてローダーモジュール１３へ搬送ロボット２０を搬入する作業手順を示すフローチャートである。なお、搬送ロボット２０の搬入作業の開始時には、搬送ロボット２０は保持アーム４５に保持されており、そのときの状態は、ステップＳ１１０で保持アーム４５をローダーモジュール１３から退出させたときの状態と実質的に同じとなっている。
ステップＳ２０１において、保持アーム４５のＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の各方向の位置をステップＳ１０３と同様に行う。ステップＳ２０２では、ステップＳ１０４と同様に、位置決めユニット４２をＬＭフレーム９１に対して固定する。ステップＳ２０３では、搬送ロボット２０を釣支した保持アーム４５をローダーモジュール１３内に進入させる。ステップ２０４では、ローダーモジュール１３内において搬送ロボット２０が固定される位置に搬送ロボット２０を位置合わせする。
ステップＳ２０５では、先端部品５４と連結部品５５との第１のボルト６１による本固定状態を仮固定状態へと調整し、また、連結部品５５と搬送ロボット２０との第２のボルト６２による本固定状態を仮固定状態へと調整する。ステップＳ２０６では、搬送ロボット２０をローダーモジュール１３内に固定する。ステップＳ２０７では、仮固定を行っている第１のボルト６１と第２のボルト６２を外して、連結部品５５を先端部品５４及び搬送ロボット２０から取り外す。ステップＳ２０８では、保持アーム４５をローダーモジュール１３から退出させる。以上により、搬送ロボット２０のローダーモジュール１３への搬入作業は終了となる。なお、取り外された連結部品５５は、保持アーム４５に取り付けおくことで、紛失を防止することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では、搬送ロボット２０は固定タイプであるとしたが、これに限られず、Ｙ方向に移動可能な移動タイプのものであってもよい。その場合には、Ｙ方向の所定位置で搬送ロボットを停止させて不動の状態とした上で、交換装置４０による搬送ロボットの交換を行えばよい。
また、上記実施の形態では、位置決めユニット４２をＬＭフレーム９１に対して位置決めするために、位置決めユニット４２に磁石８４を設け、磁石８４をＬＭフレーム９１に吸着させる構成としたが、磁石８４に代えて、吸盤やラッチ機構等を用いても同様の機能を実現することができる。更に、被処理体は、ウエハＷに限定されるものではなく、本発明は、半導体製造装置１０のローダーモジュール１３と同様の構造を有する各種の製造装置に適用することができる。
１０ 半導体製造装置
１３ ローダーモジュール
１３ａ〜１３ｃ 正面パネル
１４ａ〜１４ｃ ロードポート
２０ 搬送ロボット
４０ 交換装置
４２ 位置決めユニット
４５ 保持アーム
４６ アーム位置調整ユニット
４７ ガイドレール
４８ 第１の回転ハンドル
５１ 第２の回転ハンドル
５３ ロック機構
５４ 先端部品
５５ 連結部品
５６ ガード部材
７１，７３ スケール
７２，７４ マーカ
８２ ロックピン
８３ 係合金具
８４ 磁石
９２ 突起部
９５ ボルト穴

Claims (11)

  1. 基板を搬送するために半導体製造装置の大気搬送室内に設置された搬送ロボットを交換するために用いられる搬送ロボット交換装置であって、
    前記搬送ロボット交換装置は、
    前記大気搬送室に対して前記搬送ロボット交換装置を位置決めする位置決め部と、
    前記搬送ロボットを釣支する保持部と、
    前記位置決め部と係合し、前記保持部の前記大気搬送室に対する進退を案内するガイド部と、
    前記保持部を前後、左右及び上下方向の各方向に移動させて前記保持部の位置を調整する位置調整部と、
    前記保持部に対して連結可能であると共に、前記搬送ロボットに対して連結可能な連結部品とを備え、
    前記搬送ロボットに取り付けられた前記連結部品と前記保持部の先端とが連結されることで前記保持部が前記搬送ロボットを釣支することを特徴とする搬送ロボット交換装置。
  2. 前記保持部は、前記連結部品と連結される先端部品を有し、
    前記先端部品は、前記先端部品の水平方向に対する角度を前記搬送ロボットに取り付けられた前記連結部品の角度と合わせることができるように前記保持部の先端部に回転可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の搬送ロボット交換装置。
  3. 前記位置調整部は、前記保持部の位置の前記各方向での調整を補助するスケール及びマーカを有することを特徴とする請求項１又は２記載の搬送ロボット交換装置。
  4. 前記位置決め部は、固定機構を有し、
    前記固定機構が前記大気搬送室を構成するフレームに固定されることにより、前記位置決め部が前記大気搬送室に対して固定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の搬送ロボット交換装置。
  5. 前記位置決め部は、前記大気搬送室を構成する前記フレームに設けられた突起部と係合する係合金具を有し、
    前記係合金具が前記突起部と係合するように前記搬送ロボット交換装置を前記大気搬送室に向けて移動させたときに、前記係合金具が前記突起部と係合すると前記固定機構が前記フレームに固定されることを特徴とする請求項４記載の搬送ロボット交換装置。
  6. 前記固定機構は、磁石、吸盤又はラッチ機構のいずれかであることを特徴とする請求項４又は５記載の搬送ロボット交換装置。
  7. 基板を搬送するために半導体製造装置の大気搬送室内に設置された搬送ロボットを搬送ロボット交換装置を用いて交換する搬送ロボット交換方法であって、
    前記搬送ロボットの所定位置に連結部品を仮固定するステップと、
    前記搬送ロボット交換装置において前記搬送ロボットを釣支する保持部の位置合わせを行うステップと、
    前記保持部を前記大気搬送室に対して進退させる方向を固定するステップと、
    前記保持部の先端を前記大気搬送室に進入させて前記連結部品にアクセスさせ、前記搬送ロボットに仮固定された前記連結部品と前記保持部の前記先端とを仮固定するステップと、
    前記大気搬送室内における前記搬送ロボットの固定を解除するステップと、
    前記搬送ロボットと前記連結部品とを本固定すると共に前記連結部品と前記保持部とを本固定するステップと、
    前記搬送ロボットを釣支した前記保持部を前記大気搬送室内から引き出すステップと、を有することを特徴とする搬送ロボット交換方法。
  8. 基板を搬送するために半導体製造装置の大気搬送室内に設置された搬送ロボットを搬送ロボット交換装置を用いて交換する搬送ロボット交換方法であって、
    前記搬送ロボット交換装置において前記搬送ロボットを釣支する保持部が連結部品を介して前記搬送ロボットを釣支した状態で前記保持部の位置合わせを行うステップと、
    前記保持部を前記大気搬送室に対して進退させる方向を固定するステップと、
    前記搬送ロボットを釣支した前記保持部を前記大気搬送室に進入させて、前記搬送ロボットを前記大気搬送室内の所定位置に位置合わせするステップと、
    前記保持部と前記連結部品との連結を仮固定の状態へ調整すると共に、前記連結部品と前記搬送ロボットとの連結を仮固定の状態へ調整するステップと、
    前記搬送ロボットを前記大気搬送室内の所定位置に固定するステップと、
    前記搬送ロボット及び前記保持部から前記連結部品を取り外すステップと、
    前記保持部を前記大気搬送室内から退出させるステップと、を有することを特徴とする搬送ロボット交換方法。
  9. 前記保持部を前記大気搬送室に対して進退させる方向を固定するステップでは、前記搬送ロボット交換装置が備えるガイドレールに沿って直線的にスライド可能な位置決め部を前記大気搬送室のフレームに固定することを特徴とする請求項７又は８記載の搬送ロボット交換方法。
  10. 前記位置決め部は、固定機構を有し、
    前記固定機構を前記大気搬送室を構成するフレームに固定させることにより、前記位置決め部を前記大気搬送室に対して固定することを特徴とする請求項９記載の搬送ロボット交換方法。
  11. 前記固定機構は、磁石、吸盤又はラッチ機構のいずれかであることを特徴とする請求項１０記載の搬送ロボット交換方法。
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