JP7001910B2 - ロボット搬送装置 - Google Patents

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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 (5)

  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、
    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複数の循環流路を有し、
    上記複数の循環流路は、上記搬送ロボットの走行する方向と直交する方向において、上記走行空間を挟むように配置され、
    上記筐体の側壁に設けられた複数の扉によってそれぞれ塞がれる複数の開口を有し、
    上記循環路は、上記複数の開口の間に設けられていることを特徴とするロボット搬送装置。
  2. 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、
    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複数の循環流路を有し、
    上記複数の循環流路は、上記搬送空間及び上記走行空間を形成する複数の柱部材の内部に設けられ、
    上記筐体の側壁に設けられた複数の扉によってそれぞれ塞がれる複数の開口を有し、
    上記循環路は、上記複数の開口の間に設けられていることを特徴とするロボット搬送装置。
  3. 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又は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しており、且つ、
    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に記載のロボット搬送装置。
  5. 上記搬送空間の圧力は、上記走行空間の圧力より高く、
    上記走行空間の圧力は、上記筐体の外部の空間の圧力より高く、
    上記走行空間のガスを上記循環流路に取り込むファン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。
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