JPH03188646A - クリーン・ストッカ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、クリーンルーム内の半導体の製造工程その他
精密工作工程において、−時保管することが必要なホト
マスク、レチクル、ウェーハその他の物品をきわめて清
浄な状態で区分して収容保管するために利用する。

〔概要〕

本発明は、高清浄度を必要とする板状の収容物を収容領
域内の多数の区画に区分して収容し、この領域に清浄空
気を送風する手段と、収容物を出し入れするロボット手
段と を備えたクリーン・ストッカにおいて、収容領域は直立
する多角形柱状であり、この柱状中心の軸まわりに回転
する構成とし、この中心から清浄空気が吹き出され、ロ
ボット手段は鉛直軸まわりに回転する腕木を備え、収容
領域とロボット手段とをひとつの基台に設置することに
より、収容物の各区画に対する出し入れの作業労力を軽
減しその落火事故を防止でき、かつクリーンルーム内の
清浄度を損なわずに容易に設置できるようにしたもので
ある。

〔従来の技術〕

クリーンルーム内に設けられた半導体素子の製造ライン
では、加工用の部品であるホトマスクやレチクルは平板
状のカセットケースに収められ、原材料部品であるウェ
ハなどとともに、この製造ラインの近傍にあるクリーン
・ストッカなどの清浄気流が流れる収容領域内に保管さ
れる。この収容領域には多数の区画が設けられ、レチク
ルなどの収容物はそれぞれ所定の区画に対して出し入れ
するように厳重な在庫管理が行われる。これは半導体素
子の製造の各工程では、それぞれ定められた品種のレチ
クルを用いなければならないことと、このレチクルはク
リーンルーム内に設けられた専用の自動洗浄装置で定期
的に洗浄処理を行い、その履歴を正確に把渥しなければ
ならないためである。これらの自動洗浄装置はレチクル
などをカセットケース毎その筐体内に挿入すると、装置
内でその内容物の取出し、洗浄、取入れはすべて自動的
に行ったのち筐体外に搬出される。

このように収容物は、クリーン・ストッカなどの収容領
域の各区画から作業者により頻繁に出し入れが行われる
。

最近のように、同一クリーンルーム内での半導体素子の
製造品種やそれぞれの製造能力が増大すると、生産設備
や前記自動洗浄装置などの設置数も増加するので、クリ
ーンルームも大型化された。

このようなりリーンルームでは、通常の出入口の他に常
時は閉鎖している大型の開口部を設けておき、生産設備
などを改良や更新のさいにはこの開口部を利用してこれ
を行うことが計画されている。

この場合に、一つのクリーンルーム内に常時保管される
収容物の数量が極めて多数になるので、前記収容領域の
占有する床面積の小型化が要望される。例えばレチクル
のようにその平板状のカセットケースを横置きするもの
では、上下−列の区画の数を増加することがよい。

しかしこの場合には、高い位置または低い位置の区画に
作業者が手動で収容物を出し入れするため、労力が多く
なるとともに、カセットケースを落火して、極めて高価
なレチクルなどを破損するおそれがある。

これに対処するものとして、特願昭５８−１５０６７３
号（特公平１−４１５６１号公報）による「クリーンル
ーム内の荷保管設備」が知られている。

この発明では、複数の区画収納空間ををする棚に沿った
一定経路上を走行し昇降ならびに横方向出退自在な荷（
収容物）出し入れ機構を有する搬入小装置が設けられた
もので、各区画に対する収容物は自動的に一定の位置に
搬送されるので、作業者は楽な姿勢で収容物を授受でき
、作業が楽になり、かつ落火事故が防止できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前記の従来装置は通常の物品貯蔵施設に設置さ
れているように、固定した棚（収容領域）より収容物を
自動的に搬送するもので、棚に対して清浄気流を流す手
段が付加された設備である。

このため、前記搬入吊装置はすべての棚の前面に経路を
敷設しなければならないので、大きな床面積が必要であ
る。

さらにこの経路の搬入吊装置を受ける手段であるレール
などは、クリーンルームの設置時にあらかじめ設置しな
ければならない。これはレチクルなどを収容する棚の区
画とレールとの相対位置の誤差精度が粗大である場合に
は、前述のような厳密な在庫管理が困難である。

また収容物の保管数量が増加し、収容領域を増加する場
合には、クリーンルーム内で大規模の改造工事を必要と
する。このような新設時や改造時の工事後にクリーンル
ーム内を所定の清浄度にするためには、長期の予備浄化
期間と美大な経費とが必要になる。

一つの経路に対しては一つの搬入吊装置しか有効に作動
できないので収容物の出し入れ時間は短縮できない。

また、清浄気流がクリーンルーム内に流出する場合は、
クリーンルーム本来の気流を乱し、その清浄度が低下す
る。

本発明は、これらの課題を解決して、各区画に対する収
容物の出し入れをロボット手段で行うことにより作業労
力を少なくし収容物の落火事故を防止し、クリーンルー
ム内に設置することが容易であり、クリーンルーム内の
清浄度を高く保つことができるクリーン・ストッカを提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、複数の仕切り板で区分され多数の板状の収容
物を保管する収容領域と、この収容領域に清浄気流を送
風する手段と、収容領域に収容物を出し入れするロボッ
ト手段とを備えたクリーン・ストッカにおいて、 収容領域は鉛直に直立する多角形柱状で形成され、その
柱状中心の軸まわりに回転する構造であり、送風する手
段は、柱状中心から清浄気流を吹き出す手段を含み、ロ
ボット手段は鉛直の軸まわりに回動しこの軸に沿って昇
降する腕木を備え、収容領域およびロボット手段はひと
つの基台に設置されたことを特徴とする。

基台を囲む筐体には、ロボット手段が出し入れする収容
物の１枚が通過するに十分な大きさの出し入れ口が設け
られることができる。

多角形柱状の収容領域を回転駆動させる電動手段と、こ
の電動手段を制御するプログラム制御手段とを備え、ロ
ボット手段の制御手段とこのプログラム制御手段とは関
連して制御する手段を備えたことが好ましい。

制御手段は収容物の収容領域に対する在庫管理を行うコ
ンピュータ装置に結合されることができる。

ロボット手段は、ひとつの多角形柱状の構造について２
基以上設置されたことが好ましい。

出し入れ口は収容物の専用の洗浄装置の出し入れ口と連
結する手段を備えることができる。

筐体には各収容領域に手動でアクセスできる手動の開閉
扉を備えたことが好ましい。

〔作用〕

本発明は、収容物を所定の区画に出し入れする収容領域
と、この収容領域を浄化する清浄気流の送風手段と、収
容物を出し入れするロボット手段とを備えたクリーン・
ストッカにおいて、収容領域は直立回転する多角形柱状
の構造で、送風手段は柱状の中心から吹き出され、ロボ
ット手段は鉛直の軸まわりに回動しかつ昇降する腕木を
備え、収容領域およびロボット手段はひとつの基台に設
置される。

この構成は、例えば商店の店頭に展示される印鑑の回転
ケースと同様に、多角形柱状に構成された収容領域は中
心軸まわりに回転するので、ロボット手段とのアクセス
位置は上下方向の高さが異なるのみで、一定の位置にな
る。したがって筐体に設けられた出し入れ口とロボット
と収容領域とのアクセス位置とは、腕木が回動しかつ昇
降させることにより、ロボット手段の鉛直の軸の位置は
一定する。このため多角形柱状の構造とロボット手段と
はひとつの基台上に設けられる。

このためクリーン・ストッカはクリーンルームの外側で
、基台の上に前記のものや送風機、高性能エアフィルタ
などを取付け、これをクリーンルーム内に搬入したのち
、側壁板などの筐体を組み立てる。したがってこれらの
工事ではクリーンルーム内を汚染することは少ない。

多角形柱状の収容領域の電動手段を制御するブロクラム
制御手段とロボット手段の制御手段とが関連しかつ在庫
管理を行うコンピュータ装置に結合されている場合は、
作業者の労力が軽減されかつ収容物の溶失事故が防止さ
れる。

ロボット手段と出し入れ口とがそれぞれ二つ以上設けら
れた場合は、クリーン・ストッカからの収容物の出し入
れが迅速に行われる。

コンピュータ装置とロボット手段との結合が不良となっ
ても手動の開閉扉がある場合は、作業者は各区画に手動
でアクセスできるので、収容物の出し入れを行うことが
できる。

収容物の自動洗浄装置と連結している場合は、この洗浄
操作による在庫の管理に誤りが起こりに＜＜、かつ作業
者の労力が低減できる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明第一実施例の平面図であり、第２図は
その収容領域の部分斜視図であり、第３図は、同実施例
の外観の破断斜視図である。

本実施例は、複数の仕切り板３１で区切られた収容領域
３２に多数の収容物３３を収容し、この収容領域３２に
矢印Ａで示すように清浄気流を送風するプレフィルタ３
４Ａ１送風機３４Ｂ、送風ダクト３４Ｃおよび高性能エ
アフィルタ３４Ｄを内蔵する吹き出し部３４Ｅを含む送
風手段と、収容領域３２に収容物３３を出し入れするロ
ボット手段であるロボット３５および３６とを備える。

本実施例では、第２図に示すように、収容物３３は、レ
チクルを収納するカセットケースで、その背面にレチク
ルを出し入れする蓋３３Ａと、左右には支持１Ｒ３３Ｂ
とを備え、仕切り板３１に沿って設けられた区画枠４０
の溝４０Ａに前記支持部３３Ｂを挿入することにより、
横方向に収容される。このように収容領域３２には、上
下方向に収容物３３を一つづつ収容する多数の区画が形
成される。

ここに本発明の特徴とするところは、収容領域３２は、
その中心軸ＩＡが鉛直に直立する正８角形住状部Ｉの各
辺に２領域づつ配置され、電動機２により直交減速部２
Ａを介して中心軸ＩＡが回転する構造であり、前記送風
手段のうち清浄気流を吹き出す高性能エアフィルタ３４
Ｄを内蔵する吹き出し１ｍ３４Ｅが正８角形柱状部１の
中心に設けられ、ロボット３５．３６にはそれぞれ基台
３５Ａ、３６Ａ上に直立する鉛直軸３５Ｂ、３６Ｂと、
そのまわりに回動し昇降する腕木３５Ｃ，３６Ｃとを備
え、この正８角形柱状部１、電動機２、直交減速部２Ａ
、吹き出し部３４Ｅおよびロボット３５．３６は前記プ
レフィルタ３４Ａ、送風機３４Ｂとともにひとつの基台
３上に設置されたことにある。基台３は台枠３Ｂと床板
３Ｃとで構成される。

さらにこの基台３をつつむ筐体３Ａには収容物３３の１
枚が通過する２個の出し入れ口４Ａ、４Ｂを備え、出し
入れ口４Ａは収容物３３の出し専用であり、出し入れ口
４Ｂは同じく入れ専用である。

したがってロボット３５は出し専用であり、ロボット３
６は入れ専用である。このようにして、筐体３Ａに対す
る収容物３３の出し入れに要する時間を短縮できる。

また第４図に示す本実施例の制御ブロック構成図におい
て、収容物３３を収容する収容領域３２を備えた正８角
形柱状部１の中心軸ＩＡを直交減速部２Ａを介して駆動
する電動機２と、この電動機２をエンコーダ２Ｂの出力
を参照して制御するプログラムが読出し専用メモ１Ｊ６
ｃに格納されプロセッサ６Ｄを備えた制御手段６とを備
え、この制御手段６はロボット３５．３６を制御するロ
ボット制御ユニット３７にプロセッサ６Ｄの制御指令を
送出するロボットインタフェース６Ｅと、収容物３３の
収容領域３２に対する在庫管理を行うコンピュータ装置
７に結合する通信インタフェース６Ｆとを備える。

また第１図および第３図に示すように筐体３Ａの正面に
は内部が透視できる手動の開閉扉８および区画表示灯９
とを備える。これは万一ロボットが動作不良になったと
きに、手動により収容物３３の出し入れを行うためであ
る。

次に筐体内におけるロボットの配置について第５図を用
いて説明する。第５図は第１図における収容物を出し専
用のロボット３５の部分の詳細を示す平面図である。本
図においてロボットの腕木３５Ｃは、位置Ｐ１　と２２
において収容物３３を取り出し、位置Ｐ。で出し入れ口
４Ａより筐体３Ａの外に取り出す。この正８角形柱状部
１の外辺の挟角は１３５度であるので、図に示す角α１
は２２．５度となる。位置Ｐ＋　にある腕木３５Ｃが位
置ｐＨにある収容物３３を把握器３５Ｄで把握し、油圧
シリンダ３５Ｅにより位置Ｐ　１２に引き出す操作と、
位置Ｐ２置こある収容物３３を位置Ｐ２２に引き出す操
作とを行う場合とでは、各場合の油圧シリンダ３５Ｅの
位置はほぼ平行である。このため、油圧シリンダ３５Ｅ
が、回動軸３５Ｆを中心にして角α２だけ回動できるよ
うに腕木３５Ｃの先端に扇形受座３５Ｇを設ける。この
場合、位置ｐＨとＰ２＋とに収容された収容物３３の収
容ピッチを図示のようにＤとすれば、前述の回動軸３５
Ｆとロボットの鉛直軸３５Ｂとの水平距離りは で定まる。ここで角α２は腕木３５Ｃの位置Ｐ１　とＰ
２とにおけるそれぞれの軸線のなす角である。

この角α２を前述の角α１の２倍すなわち４５度ととる
ことにより、前記扇形受座３５Ｇの開き角α３も４５度
となる。出し入れ口４Ａに対する腕木３５Ｃの位置Ｐ３
では、収容物３３の何れかの側辺が筐体３Ａの正面壁と
ほぼ平行となることが好ましい。

すなわち位置ＰＩにある腕木３５Ｃを２２．５度回転さ
せれば、位置Ｐ。となる。本実施例における収容物３３
はレチクルのカセットケースであり、その長さは２３ｃ
ｍ弱であるので、油圧シリンダ３５Ｅの行程は３０ｃｍ
以下でよい。また旧式の収容ピッチＤを例えば２３ｃｍ
とすると このため、ロボット３５の鉛直軸３５Ｂは、前記収容物
３３の収容されている位置Ｐｌ＋またはＰ２１の端面か
ら、はぼ１１００Ｃ程度離れた位置で固定される。

このようにロボットには、回転する腕木と、この腕木上
にその一端が固定され他端が回動する一次元移動体（本
実施例では油圧シリンダ）と、この−次元移動体の回動
端に設けられた把握器とを備えることにより、ロボット
の鉛直軸すなわち基台の位置を変更せずに収容物の出し
入れ操作を行うことができる。

次に第４図を用いて本実施例の動作を説明する。

まず、収容物を取り出す場合は、作業者は筐体３Ａの外
側に設けられたキーボード６Ａに必要なレチクルの品種
を人力すると、表示部６Ｂにこれが表示される。作業者
はこれに確認操作を行うと、制御手段６のプロセッサ６
Ｄは読み出し専用メモ１Ｊ６ｃに格納されたプログラム
に従って機外の在庫管理を行うコンピュータ装置７の指
令に基づき、エンコーダ２Ｂの出力を参照しつつ電動機
２を駆動し、正８角形柱状部１の所定の収容領域３２を
出し専用のロボット３５のアクセス位置にくるように中
心軸ＩＡを回転する。一方ロボット制御ユニット３７を
介してロボット３５の把握器３５Ｄが所望の収容物３３
を把握できるように腕木３５Ｃなどを制御する。収容物
３３は第５図に示す位置Ｐ。で出し専用の出し入れ口４
Ａに移送される。出し入れ口４Ａには収容物３３に付さ
れたバーコードなどが記載されたラベルを読み取るセン
サＩＯＡが設けられており、取り出された収容物の品種
が作業者の要求した品種と一致しているか否かを点検し
、一致していない場合はアラーム６Ｇにより注意をうな
がす。

収容物３３を収容する場合は、前述とほぼ逆の動作とな
る。但し、この場合は、作業者は入れ専用の出し入れ口
４ＢのセンサＩＯＢが収容物３３のラベルを読み取られ
るように挿入する必要がある。また収容物３３を使用中
にラベルが汚損してセンサ１０Ｂがこれを読み取れない
場合もアラーム６Ｇが作動する。

本実施例で、ロボットのみが支障した場合は、作業者が
キーボード６Ａの手動スイッチ１１Ａを操作して、手動
に切り替える。このときロボット３５および３６が使用
できないので、正８角形柱状部１は、第３図に示す手動
の開閉扉８に対向した位置にむくように駆動される。こ
のときコンピュータ装置７は手動の開閉扉８の左右に設
けられた区画表示灯９のうち所望の収容物が収容された
区画の位置のものを点灯表示する。したがって作業者は
手動により収容物３３を入手できる。キーボード６Ａの
手動スイッチＩＩＢは電動機２がプログラム制御できな
くなったときに使用される。この手動スイッチ１１Ｂを
、断続して押下することにより、正８角形柱状部１は断
続的に回転できる。

第６図は前記第一実施例の実施形態図で、本図では、第
一実施例の筐体３Ａに隣り合ってレチクルの専用の自動
洗浄装置１２が設けられているラインにおいて、筐体３
Ａの出し専用の出し入れ口４Ａと自動洗浄装置１２の入
れ専用の出し入れ口１２Ａとをコンベア１３Ａで連結し
、同様に筐体３Ａの入れ専用の出し入れ口４Ｂと自動洗
浄装置１２の出し専用の出し入れ口１２Ｂとをコンベア
１３Ｂで連結した状態である。前述のように収容物のレ
チクルなどは定期的に洗浄しなければならない。したが
ってレチクル等を加工作業に使用しない時間にまとめて
洗浄するとき、コンベア１３Ａ、１３Ｂを使用すること
により、はぼ自動的に洗浄作業が行われる。

このコンベア１３Ａ、１３Ｂは簡単に移動して設置でき
るものであり、この平面形状はあまり大きくない。した
がって、クリーンルーム内の清浄気流の流れを大きく阻
害しない。

第７図は、本発明第二実施例の破断平面図である。本実
施例では筐体３Ａにそれぞれ洗浄専用のロボット３８お
よび出し入れ口４Ｃを設け、かつ自動洗浄装置１２に自
動清浄専用の出し入れ口１２Ｃを設け、これらの出し入
れ口４Ｃと１２Ｃとを連結し、相互の移送を自動化した
ものである。自動洗浄装置１２は図示されていないが、
前記第６図と同様に出し専用および入れ専用の出し入れ
口が設けられている。

本第二実施例では、筐体３Ａの収容物３３の出し入れを
半導体素子の製作工程にしたがって施行されている間を
利用して、前記コンピュータ装置７の指令により筐体３
Ａに収容されている収容物３３の定期洗浄が自動的に行
われる。

以上説明したように前記第一および第二実施例の多角形
柱状は正８角形であり、各辺に２列の収容領域が配置さ
れている。この収容領域の各区画に作業者が手動でアク
セスする場合には、その最低高さは約５９ｃｍであり、
最高高さは約１８０ｃｍであるので、この間隔１２０ｃ
ｍの間には４０個の区画が設けられ、全体では ４０Ｘ２Ｘ８＝６４０　　（区画） となる。

しかしロボットではこの最低および最高の高さは約４Ｑ
ｃｍおよび約２２０Ｃｍにとれるので、一つの収容領域
には６０個の区画が設置できる。したがって全体では ６０Ｘ２Ｘ８＝９６０　　（区画） となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、収容物を自動的
に出し入れできるクリーン・ストッカのロボットがその
位置が固定できるので、クリーンルーム内への設置工事
が容易に行え、クリーンルームの清浄度を高く保つこと
ができる。この設置工事後のクリーンルーム内の浄化を
低コストかつ短期間で実施できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明第一実施例の平面図。 第２図は、同実施例の収容領域の部分斜視図。 第３図は、同実施例の外観破断斜視図。 第４図は、同実施例の制御ブロック構成図。 第５図は、同実施例のロボット配置説明図。 第６図は、同実施例の実施形態図。 第７図は、本発明第二実施例の破断平面図。 １・・・正８角形柱状部、ＩＡ・・・中心軸、２・・・
電動機、２Ａ・・・直交減速部、２Ｂ・・・エンコーダ
、３・・・基台、３Ａ・・・筐体、３Ｂ・・・台枠、３
Ｃ・・・床板、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ１１２Ａ、１２Ｂ、１
２Ｃ・・・出し入れ口、６・・・制御手段、６Ａ・・・
キーボード、６Ｂ・・・表示部、６Ｃ・・・読み出し専
用メモリ、６Ｄ・・・プロセッサ、６Ｅ・・・ロボット
インタフェース、６Ｆ・・・通信インタフェース、６Ｇ
・・・アラーム、７・・・コンピュータ装置、訃・・手
動の開閉扉、９・・・区画表示灯、ＩＯＡ、１０Ｂ・・
・センサ、ＩＩΔ、ＩＩＢ・・・手動スイッチ、１２・
・・自動洗浄装置、１３Ａ、１３Ｂ・・・コンベア、３
１・・・仕切り板、３２・・・収容領域、３３・・・収
容物、３３Ａ・・・蓋、３３Ｂ・・・支持部、３４Δ・
・・プレフィルタ、３４Ｂ・・・送風機、３４Ｃ・・・
送風ダクト、３４Ｄ・・・高性能エアフィルタ、３４Ｅ
・・・吹き出し部、３５．３６．３８・・・ロボット、
３５Ａ、３６Δ・・・基台、３５Ｂ、３６Ｂ・・・鉛直
軸、３５Ｃ１３６Ｃ・・・腕木、３５Ｄ・・・把握器、
３５Ｅ・・・油圧シリンダ、３５Ｆ・・・回動軸、３５
Ｇ・・・扇形受座、３７・・・ロボット制御ユニット、
４０・・・区画枠、４０Ａ・・・溝、Ｄ・・・収容物の
収容ピッチ、Ｌ−・・水平距離、Ｐ、、ＰＩ、Ｐ、　、
Ｐ、、ｐＨ、Ｐ　１２、Ｐ　２１、Ｐ２□・・・位置、
α１、α２、α３・・・角。 第−実施例外観図 夙　３　回 図第−実施例平面図 、￥）２ 園第−実施ｆ１１部分図 茅−実施例制御ブロック構成図 第４図 ロホソＹ配置説明図 第一実施例の実施形態図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の仕切り板で区分され多数の板状の収容物を保
   管する収容領域と、 この収容領域に清浄気流を送風する手段と、前記収容領
   域に収容物を出し入れするロボット手段と を備えたクリーン・ストッカにおいて、 前記収容領域は鉛直に直立する多角形柱状で形成され、
   その柱状中心の軸まわりに回転する構造であり、 前記送風する手段は前記柱状中心から清浄気流を吹き出
   す手段を含み、 前記ロボット手段は鉛直の軸まわりに回動しこの軸に沿
   って昇降する腕木を備え、 前記収容領域および前記ロボット手段はひとつの基台に
   設置された ことを特徴とするクリーン・ストッカ。 ２、前記基台を囲む筐体には、前記ロボット手段が出し
   入れする収容物の１枚が通過するに十分な大きさの出し
   入れ口が設けられた請求項１記載のクリーン・ストッカ
   。 ３、前記多角形柱状の収容領域を回転駆動させる電動手
   段と、 この電動手段を制御するプログラム制御手段とを備え、 前記ロボット手段の制御手段とこのプログラム制御手段
   とは関連して制御する手段を備えた請求項１記載のクリ
   ーン・ストッカ。 ４、前記制御手段は前記収容物の前記収容領域に対する
   在庫管理を行うコンピュータ装置に結合された請求項３
   記載のクリーン・ストッカ。 ５、前記ロボット手段は、前記ひとつの多角形柱状の構
   造について２基以上設置された請求項４記載のクリーン
   ・ストッカ。 ６、前記出し入れ口は収容物の専用の洗浄装置の出し入
   れ口と連結する手段を備えた請求項５記載のクリーン・
   ストッカ。 ７、前記筐体には各収容領域に手動でアクセスできる手
   動の開閉扉を備えた請求項２記載のクリーン・ストッカ
   。