KR20210122182A - 청소 장치 및 반도체 제조 시스템 - Google Patents
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Abstract
청소 작업의 단축화 및 자동화를 도모한다. 반도체 제조 장치(2)의 대상면을 청소하기 위하여 이용되는 자주식의 청소 장치(3)로서, 본체(31)와, 대상면이 경사면인 경우에, 본체(31)를 경사면에 대하여 흡착 가능하게 구성된 흡착부(34)와, 본체(31)가 흡착부(34)에 의해 경사면에 흡착된 상태에서, 경사면을 따라 본체를 주행시키도록 구성되고, 본체보다 진행 방향 전방에 마련된 크롤러를 포함하는 주행부(33)와, 대상면의 주변의 기체를 흡인하는 흡인부(32)와, 본체(31)의 주위의 상황을 검출하는 검출부와, 검출부의 검출 결과에 기초하여 주행부(33) 및 흡착부(34)를 제어하는 제어부로서의 컨트롤러(38)를 구비한다.
Description
본 개시는 청소 장치 및 반도체 제조 시스템에 관한 것이다.
특허 문헌 1은, 반도체 제조 장치에 있어서의 먼지의 청소 작업에 이용되는 와이퍼(닦기용 천)를 개시하고 있다.
본 개시는, 청소 작업의 단축화 및 자동화를 도모하는 것이 가능한 청소 장치 및 반도체 제조 시스템에 관련되는 기술을 제공한다.
본 개시의 일태양에 따른 청소 장치는, 반도체 제조 장치의 대상면을 청소하기 위하여 이용되는 자주식의 청소 장치로서, 본체와, 상기 대상면이 경사면인 경우에, 상기 본체를 상기 경사면에 대하여 흡착 가능하게 구성된 흡착부와, 상기 본체가 상기 흡착부에 의해 상기 경사면에 흡착된 상태에서, 상기 경사면을 따라 상기 본체를 주행시키도록 구성되고, 상기 본체보다 진행 방향 전방에 마련된 크롤러를 포함하는 주행부와, 상기 대상면의 주변의 기체를 흡인하는 흡인부와, 상기 본체의 주위의 상황을 검출하는 검출부와, 상기 검출부의 검출 결과에 기초하여 상기 주행부 및 상기 흡착부를 제어하는 제어부를 구비한다.
본 개시에 따른 청소 장치 및 반도체 제조 시스템에 의하면, 청소 작업의 단축화 및 자동화를 도모하는 것이 가능해진다.
도 1은 하나의 예시적 실시 형태에 따른 반도체 제조 시스템을 나타내는 도이다.
도 2는 일례에 따른 청소 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 일례에 따른 청소 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 4는 청소 장치의 하드웨어 구성을 개략적으로 나타내는 도이다.
도 5는 청소 장치가 가지는 컨트롤러의 하드웨어 구성을 개략적으로 나타내는 도이다.
도 6은 청소 장치의 동작 방법의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 7은 청소 장치가 마커를 검출하는 경우의 동작의 일례를 설명하는 도이다.
도 8은 청소 장치의 동작의 일례를 설명하는 도이다.
도 9는 청소 장치의 동작의 일례를 설명하는 도이다.
도 2는 일례에 따른 청소 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 일례에 따른 청소 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 4는 청소 장치의 하드웨어 구성을 개략적으로 나타내는 도이다.
도 5는 청소 장치가 가지는 컨트롤러의 하드웨어 구성을 개략적으로 나타내는 도이다.
도 6은 청소 장치의 동작 방법의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 7은 청소 장치가 마커를 검출하는 경우의 동작의 일례를 설명하는 도이다.
도 8은 청소 장치의 동작의 일례를 설명하는 도이다.
도 9는 청소 장치의 동작의 일례를 설명하는 도이다.
이하, 각종 예시적 실시 형태에 대하여 설명한다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 청소 장치는, 반도체 제조 장치의 대상면을 청소하기 위하여 이용되는 자주식의 청소 장치로서, 본체와, 상기 대상면이 경사면인 경우에, 상기 본체를 상기 경사면에 대하여 흡착 가능하게 구성된 흡착부와, 상기 본체가 상기 흡착부에 의해 상기 경사면에 흡착된 상태에서, 상기 대상면을 따라 상기 본체를 주행시키도록 구성되고, 상기 본체보다 진행 방향 전방에 마련된 크롤러를 포함하는 주행부와, 상기 대상면의 주변의 기체를 흡인하는 흡인부와, 상기 본체의 주위의 상황을 검출하는 검출부와, 상기 검출부의 검출 결과에 기초하여 상기 주행부 및 상기 흡착부를 제어하는 제어부를 구비한다.
하나의 예시적 실시 형태에 따른 청소 장치에 의하면, 본체가 흡착부에 의해 경사면에 흡착된 상태에서, 본체를 경사면 상에 있어서 주행시키도록 주행부가 구성되어 있다. 즉, 상기의 청소 장치는, 반도체 제조 장치의 경사면을 스스로 주행하면서, 대상면의 주변의 기체를 흡인하는 것이 가능하게 된다. 또한, 크롤러가 본체보다 전방에 마련되어 있기 때문에, 대상면이 경사를 가지고 있는 경우라도, 경사에 따른 본체의 자세 제어를 실현할 수 있다. 또한, 본체의 주위의 상황을 검출하는 검출부를 가지고, 검출부의 검출 결과에 기초하여 제어부에 의해 주행부 및 흡착부의 동작이 제어된다. 따라서, 자장치의 제어를 자율적으로 행할 수 있다. 따라서, 청소 작업의 단축화 및 자동화를 도모하는 것이 가능해진다.
상기 대상면은 수평면과 경사면을 포함하고, 상기 주행부는 상기 수평면과 상기 경사면과의 사이를 이동 가능한 태양으로 할 수 있다.
상기와 같이, 주행부가 수평면과 경사면과의 사이를 이동 가능하게 되어 있는 경우, 청소 장치는 대상면의 형상에 관계없이 자율적인 청소 작업을 행할 수 있다.
상기 검출부는, 상기 본체의 주위의 상황을 촬상하는 카메라와, 상기 본체와 그 주위의 물체와의 거리를 검출하는 센서를 포함하는 태양으로 할 수 있다.
검출부가 카메라와 센서를 가지고 있음으로써, 자장치의 주변의 상황을 보다 상세하게 파악할 수 있다. 따라서, 보다 정밀도 좋게 자장치의 동작을 제어할 수 있다.
상기 흡착부는, 상기 경사면을 주행 중에는, 흡입구가 상기 경사면을 향해 돌출되어, 상기 본체를 상기 경사면에 대하여 흡착시키는 태양으로 할 수 있다.
경사면을 주행할 시에 흡입구가 경사면을 향해 돌출되는 구성으로 한 경우, 경사면을 주행하지 않을 시에 흡입구가 대상면과 간섭하는 것을 방지할 수 있다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 반도체 제조 시스템은 반도체 제조 장치와 상기의 청소 장치를 구비한다.
예시적 실시 형태에 따른 반도체 제조 시스템에 의하면, 상기의 청소 장치와 동일한 작용 효과를 얻는다.
또한, 상기 반도체 제조 장치의 벽면에 마련된 유지부를 더 구비하고, 상기 유지부는, 상기 청소 장치를 유지 가능하게 구성되어 있고, 또한 상기 청소 장치에 전력을 공급 가능하게 구성되어 있는 태양으로 할 수 있다.
이 경우, 작업원에 의한 청소 장치의 충전 작업도 불필요해진다. 이 때문에, 청소 작업의 가일층의 자동화를 도모하는 것이 가능해진다.
이하, 도면을 참조하여 각종 예시적 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에서 동일 또는 상당한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하는 것으로 한다.
[반도체 제조 시스템]
먼저, 도 1을 참조하여, 반도체 제조 시스템(1)의 구성에 대하여 설명한다. 반도체 제조 시스템(1)은 반도체 제조 장치(2)와 청소 장치(3)를 구비한다.
[반도체 제조 장치]
반도체 제조 장치(2)는 노광 장치와 도포 현상 장치를 포함할 수 있다. 노광 장치는, 웨이퍼(기판)의 표면에 형성된 레지스트막(감광성 피막)의 노광 처리(패턴 노광)를 행한다. 구체적으로, 액침 노광 등의 방법에 의해 레지스트막의 노광 대상 부분에 선택적으로 에너지선을 조사한다. 또한 도포 현상 장치는, 노광 장치에 의한 노광 처리전에, 웨이퍼의 표면에 레지스트막을 형성하는 처리를 행하고, 노광 처리 후에 레지스트막의 현상 처리를 행한다. 이하의 설명에서는, 반도체 제조 장치(2)가 도포 현상 장치로서의 기능을 가지는 경우에 대하여 설명하지만, 반도체 제조 장치(2)가 노광 장치로서의 기능을 가지고 있어도 된다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 반도체 제조 장치(2)는 예를 들면, 캐리어 블록(4)과 처리 블록(5)과 인터페이스 블록(6)과 제어 장치(10)를 구비한다.
캐리어 블록(4)은, 반도체 제조 장치(2) 내로의 워크(W)의 도입 및 반도체 제조 장치(2) 내로부터의 워크(W)의 도출을 행한다. 워크(W)란, 반도체 제조 장치(2)에 있어서의 처리 대상이 되는 웨이퍼(기판)이다. 웨이퍼는 원판 형상을 나타내도 되고, 원형의 일부가 노치되어 있어도 되며, 다각형 등 원형 이외의 형상을 나타내고 있어도 된다. 웨이퍼는 예를 들면, 반도체 기판, 글라스 기판, 마스크 기판, FPD(Flat Panel Display) 기판 그 외의 각종 기판이어도 된다. 웨이퍼의 직경은 예를 들면 200 mm ~ 450 mm 정도여도 된다.
예를 들면 캐리어 블록(4)은, 워크(W)용의 복수의 캐리어(C)를 지지 가능하며, 전달 암을 포함하는 반송 장치(A1)를 내장하고 있다. 캐리어(C)는 예를 들면 원형의 복수 매의 워크(W)를 수용한다. 반송 장치(A1)는, 캐리어(C)로부터 워크(W)를 취출하여 처리 블록(5)으로 전달하고, 처리 블록(5)으로부터 워크(W)를 수취하여 캐리어(C) 내로 되돌린다. 처리 블록(5)은 복수의 처리 모듈(11, 12, 13, 14)을 가진다. 처리 모듈(11 ~ 14)에는 예를 들면, 하층막 형성 모듈, 레지스트막 형성 모듈과, 상층막 형성 모듈 및 현상 처리 모듈이 포함되어 있어도 된다.
처리 블록(5) 내에 있어서의 캐리어 블록(4)측에는 선반 유닛(Ux)이 마련되어 있다. 선반 유닛(Ux)은 상하 방향으로 배열되는 복수의 셀로 구획되어 있다. 선반 유닛(Ux)의 근방에는 승강 암을 포함하는 반송 장치(A2)가 마련되어 있다. 반송 장치(A2)는 선반 유닛(Ux)의 셀끼리의 사이에서 워크(W)를 승강시킨다.
처리 모듈(11 ~ 14)은 각각, 워크(W)에 대한 성막 처리, 열 처리, 현상 처리 등을 행하는 처리 유닛(U)을 복수 가지고, 또한 처리 유닛(U)으로 워크(W)를 반송하는 반송 장치(A3)를 내장하고 있다. 반송 장치(A3)는 반송 에어리어(A10)에 마련되며, 반송 에어리어(A10) 내를 반송 장치(A3)가 이동함으로써, 각 처리 유닛(U) 사이, 또는 각 처리 유닛(U)과 캐리어(C)와의 사이에서 워크(W)의 이동이 행해진다.
제어 장치(10)는, 유지부(30)에 의한 청소 장치(3)의 배터리(37)에 대한 급전도 제어한다. 제어 장치(10)는 반도체 제조 장치(2)의 제어를 위한 각종 기능 모듈을 가진다.
[청소 장치]
청소 장치(3)는 반송 에어리어(A10) 내의 청소에 이용될 수 있다. 상기의 반송 에어리어(A10)의 내벽면에는 기둥 부재, 빔 부재, 스위치류, 볼트 등의 요철(凹凸)과, 기둥 부재 및 빔 부재로 둘러싸인 평탄 영역을 포함하고 있다. 반송 에어리어(A10)의 내벽면 중, 청소 장치(3)에 의한 청소의 대상이 되는 면을 '대상면(P)'이라 부른다. 대상면(P)에는, 수평 방향으로 연장되는 하면과, 수직 방향으로 연장되는 벽면이 포함될 수 있다.
반송 에어리어(A10) 내에는, 청소 장치(3)를 유지하는 유지부(30)가 마련된다. 유지부(30)는 반송 에어리어(A10)의 대상면(P)에 마련된다.
유지부(30)는, 청소 장치(3)의 배터리(37)(후술)에 전력을 공급하는 급전 장치로서도 기능한다. 예를 들면, 유지부(30)는, 청소 장치(3)를 유지하고 있는 상태에서는, 청소 장치(3)의 배터리(37)를 충전한다. 유지부(30)에 의한 청소 장치(3)의 배터리(37)의 급전 방식(충전 방식)은 접촉식이어도 되고, 비접촉식이어도 된다. 접촉식 충전의 경우에는, 양자의 전극 단자끼리가 전기적으로 접속된 상태에서, 유지부(30)로부터 청소 장치(3)의 배터리(37)에 전력이 공급된다. 비접촉식 충전의 경우에는, 전자 유도 방식, 전자계 공명 방식 등을 채용해도 된다. 전자계 공명 방식을 채용하는 경우에는, 유지부(30)에 유지되지 않고 유지부(30)로부터 떨어진 청소 장치(3)에 대해서도 전력을 공급할 수 있다. 특히, 비접촉식 충전을 채용하면, 유지부(30)가 청소 장치(3)에 전력을 공급할 시에, 급전측의 전극 단자와 수전측의 전극 단자가 접촉하지 않으므로, 금속 가루가 발생하지 않는다. 이 때문에, 반송 에어리어(A10) 내에 있어서 먼지의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
도 2 ~ 도 5를 참조하여, 청소 장치(3)의 구성에 대하여 설명한다. 청소 장치(3)는, 반송 에어리어(A10)의 대상면(P)을 청소하기 위하여 이용되는 자주식의 청소 로봇이다. 청소 장치(3)는 본체(31)와 흡인부(32)와 주행부(33)와 흡착부(34)와 카메라(35)(검출부)와 센서(36)(검출부)와 배터리(37)와 컨트롤러(38)(제어부)를 가진다. 청소 장치(3)는, 원칙적으로 도 2에 나타내는 화살표 A 방향으로 이동(전진)한다. 또한, 화살표 A에 대한 반대 방향으로도 이동(후퇴) 가능하다. 후술하는 주행부(33)를 제어함으로써, 전진 또는 후퇴하면서 꺽는 것(우회전 또는 좌회전)도 가능하게 되어 있다. 이하의 설명에서는, 화살표 A에 따른 방향을 전방향으로 하고, 각 방향으로 이동하는 경우를 상정하여 청소 장치(3)의 전방 및 후방에 대하여 설명한다.
본체(31)는, 도 2에 나타나는 바와 같이, 직육면체 형상의 상자 형상을 나타낸다. 본체(31)는 예를 들면, 저판과, 천판과, 2 조의 한 쌍의 측판을 포함한다. 저판과 천판은 서로 대향하고 있다. 저판에는, 후술하는 흡착부(34)를 장착하기 위한 직사각형 형상의 개구가 마련되어 있어도 된다. 또한 천판에는, 흡인부(32)의 본체부를 장착하기 위한 오목부 또는 개구 등이 마련되어 있어도 된다. 2 조의 한 쌍의 측판은, 서로 대향하고 또한 저판, 천판 및 다른 한 쌍의 측판과 이웃하고 있다.
흡인부(32)는 본체부(321)와 헤드(322)와 호스(323)를 포함하여 구성된다. 흡인부(32)는, 대상면(P) 주변의 기체를 흡인함으로써, 대상면(P)에 부착된 먼지(파티클) 등을 흡착하는 기능을 가진다. 흡인부(32)는, 예를 들면, 사이클론 청소기로서의 기능을 가져도 된다. 일례로서, 도 2에 나타내는 바와 같이, 본체부(321)는 흡기부(325)와 사이클론 본체(326)와 배기구(327)를 포함한다. 흡기부(325)는, 예를 들면, 모터와 흡입 팬을 포함하여 구성되고, 흡입 팬의 회전에 의해 정해진 방향으로의 기체의 흐름을 생성한다. 흡기부(325)의 동작에 의해, 후술하는 헤드(322)에 있어서 흡인된 기체가 호스(323)를 거쳐 사이클론 본체(326)로 공급된다. 또한, 사이클론 본체(326)에서는, 기체 중의 먼지가 분리되어 하방으로 이동한다. 사이클론 본체(326)는 덕트 케이스로서 기능한다. 사이클론 본체(326)에는 배기구(327)가 마련된다. 배기구(327) 등에는 필터가 마련되어 있어도 된다.
헤드(322)는, 청소 장치(3)의 본체(31)에 대하여 이동 가능하게 마련되어 있다. 헤드(322)와 본체(31)는, 그 양단이 본체(31) 및 헤드(322)에 대하여 회동 가능하게 장착된 한 쌍의 지지 부재(401)에 의해 지지되어 있어도 된다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 헤드(322)는, 본체(31)의 좌우 방향(화살표 A 방향에 대하여 교차하는 방향)으로 본체(31)와 동일한 정도의 길이까지 연장되어 있어도 된다.
헤드(322)는 흡기로(328)와 브러시(329)를 포함하여 구성된다. 흡기로(328)는 흡입구(328a)를 포함하여 구성된다. 흡입구(328a)는 흡인부(32)에 의한 청소의 대상이 되는 대상면(P)과 대향하는 개구이다. 흡인부(32)에 있어서의 흡기부(325)가 동작한 경우에는, 흡입구(328a)로부터 먼지를 포함하는 기체가 흡인된다.
브러시(329)는, 흡입구(328a)의 근방에 마련되어, 헤드(322)에 있어서의 흡인 동작을 행할 시에 대상면(P)을 문질러, 대상면 부근의 먼지를 흡입구(328a)로 이동시키는 기능을 가진다.
흡기로(328)는 흡입구(328a)와 호스(323)를 접속하는 영역이다. 흡입구(328a)로부터 흡인된 기체는, 흡기로(328)를 호스(323)를 향해 이동한다.
호스(323)는, 헤드(322)의 흡기로(328)와, 흡인부(32)의 본체부(321)를 접속하는 기능을 가진다. 헤드(322)로 흡인된 기체는, 흡기부(325)의 동작에 의해 호스(323)를 거쳐 본체부(321)의 사이클론 본체(326)로 도입된다. 이 후, 먼지가 제거된 기체가 배기구(327)로부터 외방으로 배기된다.
주행부(33)는, 본체(31)에 대하여 장착되고, 본체(31)를 주행시키는 주행 수단으로서의 기능을 가진다. 본체(31)는 사륜 구동의 차체이며, 2 종류의 삼각 크롤러(330A, 330B)를 각각 한 쌍씩 포함하여 구성된다. 삼각 크롤러(330A)는 본체(31)의 전방의 좌우에 마련된다. 또한, 삼각 크롤러(330B)는 본체(31)의 후방의 좌우에 마련된다.
삼각 크롤러(330A)는 구동륜(331)과, 2 개의 전륜(332, 333)과, 구동륜(331) 및 전륜(332, 333)에 거의 삼각형 형상을 이루도록 감긴 캐터필러(334)를 구비하고 있다. 캐터필러(334)는 예를 들면 고무제로 할 수 있다. 캐터필러(334)의 내면에는 정해진 피치로 돌기부가 마련되어 있어도 된다. 구동륜(331)은 전륜(332, 333)보다 후방에 마련된다. 또한, 전륜(332, 333)의 전방 단부는, 본체(31)보다 전방으로 돌출되어 있다. 구동륜(331)은, 본체의 허브(339)에 어댑터(도시하지 않음)를 개재하여 일체 회전 가능하게 고정 가능하게 되어 있어도 된다.
삼각 크롤러(330B)는 구동륜(331)과, 2 개의 전륜(332, 333)과, 구동륜(331) 및 전륜(332, 333)에 거의 삼각형 형상을 이루도록 감긴 캐터필러(334)를 구비하고 있다. 이 점은 삼각 크롤러(330A)와 동일하다. 캐터필러(334)의 내면에는 정해진 피치로 돌기부가 마련되어 있어도 된다. 삼각 크롤러(330B)에서는, 구동륜(331)은 전륜(332, 333)보다 전방에 마련된다. 구동륜(331)은, 본체의 허브(339)에 어댑터(도시하지 않음)를 개재하여 일체 회전 가능하게 고정 가능하게 되어 있어도 된다.
주행부(33)를 구성하는 삼각 크롤러(330A, 330B)는, 전륜(332, 333)의 변위에 의한 중심의 이동을 이용하여, 본체(31)가 수평 주행(평면 주행)으로부터 수직 주행(벽 주행)으로의 전환, 및 수직 주행으로부터 수평 주행으로의 전환이 가능해진다. 이 점에 대해서는 후술한다.
흡착부(34)는 본체(31)의 저면에 마련된다. 흡착부(34)는, 본체(31)가 수직인 벽면 등 수평면과는 상이한 경사면(예를 들면, 수평면에 대한 경사각이 60° 이상의 면)을 주행할 시에 본체(31)를 대상면(P)에 대하여 흡착시킨다. 흡착부(34)는, 예를 들면, 대상면(P)에 대향하여 마련되는 흡입구(341)를 가지고, 흡입구(341)로부터의 흡인의 유무를 전환하는 개폐 밸브(도시하지 않음)를 마련함으로써, 흡착부(34)에 의한 흡인 동작의 ON/OFF를 전환하는 구성으로 해도 된다. 흡착부(34)에 의한 흡인은, 흡인부(32)의 흡기부(325)에 의한 흡기를 이용해도 되고, 흡인부(32)와는 별도로 흡기를 위한 팬 및 모터 등을 마련해도 된다. 일례로서, 흡착부(34)의 흡입구(341)와 흡인부(32)의 흡기부(325)를 접속하는 배관 등을 마련함으로써, 흡인부(32)의 흡기부(325)의 동작을 이용하여 흡입구(341)로부터의 흡인을 행하는 것으로 해도 된다.
또한 흡입구(341)는, 주행부(33)에 의한 주행면이 되는 대상면(P)에 가능한 한 근접하고 있는 구성으로 함으로써, 흡인에 의한 대상면(P)에 대한 흡착 효과를 높일 수 있다. 한편, 흡입구(341)의 배치에 따라서는, 본체(31)의 이동에 간섭하는 것도 상정된다. 이 때문에, 예를 들면, 흡입구(341)로부터의 흡인 동작을 행할 시에는, 흡입구(341)가 대상면(P)에 대하여 근접하도록 흡입구(341)가 이동하는 기구 등을 가지고 있어도 된다. 흡입구(341)를 이동시키는 기구로서는, 예를 들면, 실린더 등을 채용할 수 있다.
카메라(35) 및 센서(36)는, 모두 청소 장치(3)의 주변의 상황을 검출하는 검출부로서 기능한다. 카메라(35) 및 센서(36)에 의한 검출 결과는, 후술하는 컨트롤러(38)(제어부)로의 청소 장치(3)에 관련된 제어에 이용될 수 있다.
카메라(35)는, 본체(31)의 전방을 촬상 가능하게 되도록 마련된다. 카메라(35)는, 예를 들면, 본체(31)의 전방의 벽면의 위치 등을 확인하기 위한 화상을 취득한다. 카메라(35)는 청소 장치(3)가 청소 동작을 행하는 동안에는 상시 촬상하는 구성이어도 되고, 정해진 간격으로 정기적으로 촬상하는 구성이어도 된다. 카메라(35)로 취득된 화상은 컨트롤러(38)로 보내진다.
센서(36)는, 청소 장치(3)의 주변의 벽면 및 지면(대상이 되는 대상면(P))을 검출 가능하게 구성되어 있다. 센서(36)는, 좌우 및 전후의 벽면을 검출하기 위한 4 개의 센서(361)와, 좌우 및 전후의 지면을 검출하기 위한 6 개의 센서(362)를 포함한다. 센서(361)는 각각, 본체(31)의 전방 좌우 및 후방 좌우에 배치된다. 또한, 센서(362)는 본체(31) 중, 대상면(P)에 대향하는 저판측의 전방 좌우 및 후방 좌우의 코너부와, 좌우의 중앙 부근에 배치되어 있다. 센서(361, 362)는, 예를 들면, 검출 대상의 벽면 또는 대상면(P)과의 거리를 검출하는 것이 가능한 적외선 센서로 할 수 있다. 좌우에 마련되는 센서(361)에 의한 벽면과의 거리의 차로부터, 청소 장치(3)가 벽면에 대하여 평행인지를 검출할 수 있다. 또한, 본체(31)의 주위에 마련된 센서(362)와 대상면(P)과의 거리를 검출함으로써, 자장치가 대상면(P)에 대하여 기울어 있지 않은지를 판단할 수 있다. 센서(36)에 의한 측정 결과는 컨트롤러(38)로 보내진다. 컨트롤러(38)에 있어서, 상기에서 예시한 바와 같은 판단이 행해진다.
상기와 같이, 센서(36)로부터 얻어지는 정보는, 주변의 상황을 파악하기 위한 기능을 가지는 한편, 자장치의 자세를 확인하기 위한 정보로서도 이용할 수 있다. 또한, 자장치의 자세를 확인하기 위하여, 예를 들면 가속도 센서 등 상기의 센서(36)와는 다른 센서를 별도 가지고 있어도 된다.
배터리(37)는, 청소 장치(3)의 각 부에 전력을 공급하도록 구성되어 있다. 배터리(37)는, 유지부(30)로부터 전력을 급전(충전) 가능하게 구성되어 있다.
컨트롤러(38)는, 청소 장치(3)의 각 부를 제어한다. 컨트롤러(38)는, 도 4에 나타나는 바와 같이, 기능 모듈로서, 기억부(381)와 처리부(382)와 지시부(383)를 가진다. 이들 기능 모듈은, 컨트롤러(38)의 기능을 편의상 복수의 모듈로 구획한 것에 불과하며, 컨트롤러(38)를 구성하는 하드웨어가 이러한 모듈로 나누어져 있는 것을 반드시 의미하는 것은 아니다. 각 기능 모듈은, 프로그램의 실행에 의해 실현되는 것에 한정되지 않으며, 전용의 전기 회로(예를 들면 논리 회로) 또는 이를 집적한 집적 회로(ASIC : Application Specific Integrated Circuit)에 의해 실현되는 것이어도 된다.
기억부(381)는 각종 데이터를 기억한다. 기억부(381)는, 예를 들면, 청소 장치(3)의 각 부를 제어하기 위한 프로그램을 기억한다. 일례로서, 기억부(381)는, 청소 장치(3)가 반송 에어리어(A10)를 청소할 시의 자장치의 주행 경로에 관련된 정보 등을 기억한다. 청소 장치(3)는, 반송 에어리어(A10) 내를 빠짐없이 청소하기 위한 주행 경로에 관련된 정보를 미리 저장한다. 그리고 청소 장치(3)는, 주변의 상황을 카메라(35) 및 센서(36)로부터의 정보에 기초하여 파악하면서, 주행 경로에 관련된 정보에 기초한 자율적인 주행 및 청소 작업을 실행 가능하게 되어 있다.
처리부(382)는, 기억부(381)에 기억되어 있는 각종 데이터, 카메라(35)에 있어서 촬상된 화상 정보, 센서(36)로부터 입력된 검지 신호 등에 기초하여, 흡인부(32), 주행부(33) 또는 흡착부(34)를 동작시키기 위한 지시 신호를 생성한다.
지시부(383)는, 처리부(382)에 있어서 생성된 지시 신호를 흡인부(32), 주행부(33) 또는 흡착부(34)로 송신하여, 이들을 동작시킨다.
컨트롤러(38)의 하드웨어는, 예를 들면 1 개 또는 복수의 제어용의 컴퓨터에 의해 구성된다. 컨트롤러(38)는 하드웨어 상의 구성으로서, 예를 들면 도 5에 나타내는 회로(101)를 가진다. 회로(101)는 전기 회로 요소(circuitry)로 구성되어 있어도 된다. 회로(101)는 구체적으로, 프로세서(102)와, 메모리(103)와, 스토리지(104)와, 드라이버(105)와, 입출력 포트(106)를 가진다. 프로세서(102)는 메모리(103) 및 스토리지(104) 중 적어도 일방과 협동하여 프로그램을 실행하고, 입출력 포트(106)를 개재한 신호의 입출력을 실행함으로써, 상술한 각 기능 모듈을 구성한다. 드라이버(105)는, 청소 장치(3)의 각 부를 각각 구동하는 회로이다. 입출력 포트(106)는, 드라이버(105)와 청소 장치(3)의 각 부와의 사이에서 신호의 입출력을 행한다.
본 실시 형태에서는, 청소 장치(3)는 하나의 컨트롤러(38)를 구비하고 있지만, 복수의 컨트롤러(38)로 구성되는 컨트롤러군(제어부)을 구비하고 있어도 된다. 청소 장치(3)가 컨트롤러군을 구비하고 있는 경우에는, 상기의 기능 모듈이 각각, 1 개의 컨트롤러(38)에 의해 실현되어 있어도 되고, 2 개 이상의 컨트롤러(38)의 조합에 의해 실현되어 있어도 된다. 컨트롤러(38)가 복수의 컴퓨터(회로(101))로 구성되어 있는 경우에는, 상기의 기능 모듈이 각각, 1 개의 컴퓨터(회로(101))에 의해 실현되어 있어도 된다. 또한, 상기의 기능 모듈이 2 개 이상의 컴퓨터(회로(101))의 조합에 의해 실현되어 있어도 된다. 컨트롤러(38)는, 복수의 프로세서(102)를 가지고 있어도 된다. 이 경우, 상기의 기능 모듈이 각각, 1 개의 프로세서(102)에 의해 실현되어 있어도 되고, 2 개 이상의 프로세서(102)의 조합에 의해 실현되어 있어도 된다.
이어서, 청소 장치(3)의 동작에 대하여, 도 6을 참조하여 설명한다. 상기한 바와 같이, 청소 장치(3)는, 사전에 설정된 경로를 따라 반송 에어리어(A10)를 이동하면서 청소를 행할 수 있다. 이 때, 청소 장치(3)에 의한 청소의 대상면(P)에는, 수평 방향으로 연장되는 반송 에어리어(A10)의 하면(저면)과, 수직 방향으로 연장되는 반송 에어리어(A10)의 벽면이 포함될 수 있다. 따라서, 청소 장치(3)는 주행 시의 모드로서, 개략 수평면을 주행하기 위한 수평 주행 모드와, 수직면을 주행하기 위한 벽 주행 모드의 2 종류의 모드를 가진다. 청소 장치(3)에 대한 충전 등을 행하는 유지부(30)는, 통상 반송 에어리어(A10)의 하면에 마련된다.
청소 장치(3)의 컨트롤러(38)는, 먼저 단계(S01)를 실행한다. 단계(S01)에서는, 청소 장치(3)가 정해진 경로를 따라 주행을 개시하도록, 컨트롤러(38)가 각 부를 제어한다. 이 때, 흡인부(32)에 의한 흡인 동작을 개시해도 된다.
상술한 바와 같이, 유지부(30)는, 청소 장치(3)가 통상 반송 에어리어(A10)의 하면을 따라 주행하는 위치에 대응하여 마련된다. 따라서, 컨트롤러(38)는, 주행 개시하면 먼저 단계(S02)로서 평면 주행 모드로 각 부를 제어한다. 평면 주행 모드에서는, 흡착부(34)에 의한 흡착에 관련되는 동작은 행하지 않는 것으로 해도 된다. 또한, 평면 주행 모드에서는, 본체(31)는, 주행부(33)인 삼각 크롤러(330A, 330B)의 동작을 제어함으로써, 전진, 후퇴, 좌우회전을 행할 수 있다. 경로를 따른 주행을 실현하기 위하여, 컨트롤러(38)는, 기억부(381)에 유지되는 경로에 관련되는 정보와, 카메라(35) 및 센서(36)로부터 얻어지는 정보에 기초하여, 주행부(33)의 동작을 제어한다.
카메라(35)로부터의 정보에 기초하여 주행부(33)의 동작을 제어하는 일례로서, 반송 에어리어(A10) 내의 벽면 등에 마련된 마커의 위치를 확인하면서, 자장치의 위치를 파악하는 방법을 이용할 수 있다. 도 7에서는, 벽면에 마커를 마련하는 예를 나타내고 있다. 도 7에서는, 수평으로 연장되는 수평면(P1)과 수직 방향으로 연장되는 수직면(P2)을 포함하는 반송 에어리어에 있어서, 청소 장치(3)가 수평면(P1)을 주행하는 상태를 나타내고 있다. 여기서, 수직면(P2) 중 카메라(35)에 의한 시야에 들어가는 영역에, 카메라(35)에 의해 촬상된 화상으로부터 인식하는 것이 가능한 마커(M1, M2)를 마련해 둔다. 이 때, 청소 장치(3)의 컨트롤러(38)에서는, 미리 마커(M1, M2)의 설치 장소에 관련되는 정보를 유지해 둔다. 이에 의해, 컨트롤러(38)에서는, 카메라(35)에 의해 촬상된 화상으로부터 인식되는 마커(M1, M2)의 크기, 방향 등과 자장치에 있어서 유지되는 마커(M1, M2)에 관련되는 정보에 기초하여, 자장치의 주행 위치를 추정할 수 있다. 따라서 컨트롤러(38)에서는, 이들 정보와, 센서(36)로부터의 정보를 조합하면, 자장치의 위치를 더 정확하게 파악할 수 있다. 이 때문에, 자장치가 경로를 따라 적절히 주행하고 있는지 여부를 컨트롤러(38)에 있어서 파악할 수 있다.
또한 마커(M1, M2)를 이용하는 경우, 마커(M1, M2)의 설치 위치는, 카메라(35)에 의한 시야에 포함될 수 있는 범위에서 특별히 한정되지 않는다. 또한, 마커(M1, M2)의 형상, 수 등에 대해서도 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 다른 벽면과의 경계를 나타내는 마커는, 다른 마커와 비교하여 그 형상(모양)을 변화시키는 등, 마커(M1, M2)의 설치 위치를 구별하기 위한 형상 변경 등을 행해도 된다.
청소 장치(3)의 컨트롤러(38)는, 센서(36)로부터의 신호에 기초하여 필요에 따라 정지 동작을 행해도 된다. 상술한 바와 같이, 센서(361)로부터는 주위의 벽의 거리 등에 관련되는 정보가 취득되고, 또한 센서(362)로부터는 지면과의 거리 등에 관련되는 정보가 취득된다. 여기서, 예를 들면, 좌우의 센서(362)의 사이에서 지면과의 거리가 어느 정도 상이한 것을 나타내는 신호가 얻어졌다고 한다. 이러한 신호가 얻어지는 원인으로서는, 예를 들면, 주행면에 단차가 있는 곳 또는 그 근방을 주행하고 있는 것이 상정된다. 이 때문에, 컨트롤러(38)는, 청소 장치(3)의 주행을 정지시키는 것과 같은 제어를 행해도 된다.
상술한 바와 같이 주행 개시 시에는, 청소 장치(3)는 수평면(P1)에 배치되므로, 평면 주행 모드로 주행을 개시한다. 청소 장치(3)의 주행 시에는, 컨트롤러(38)는, 기억부(381)에 유지되는 경로에 관련되는 정보와, 카메라(35) 및 센서(36)로부터 얻어지는 정보에 기초하여, 주행 모드를 전환할 필요가 있는지를 판단한다. 여기서, 컨트롤러(38)에 있어서 벽 주행이 필요하다고 판단하면(단계(S03) - YES), 컨트롤러(38)는 단계(S04)를 실행하여, 평면 주행 모드로부터 벽 주행 모드로 전환한다.
평면 주행 모드로부터 벽 주행 모드로의 전환에 대하여, 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한다. 도 8 및 도 9에서는, 수평으로 연장되는 수평면(P1)으로부터 수직 방향으로 연장되는 수직면(P2)에 청소 장치(3)가 전진하면서 이동하는 경우의 동작예를 나타내고 있다.
먼저, 청소 장치(3)가 수직면(P2)을 향해 전진한 경우, 먼저 전방의 좌우에 마련된 한 쌍의 삼각 크롤러(330A)가 수직면(P2)에 접촉한다. 이 때, 삼각 크롤러(330A)의 캐터필러(334)가 수직면(P2)을 따라 회전함으로써, 삼각 크롤러(330A)의 전륜(332, 333)의 위치가 변화하고, 삼각 크롤러(330A)의 중심이 변화한다. 그 결과, 삼각 크롤러(330A) 전체가 수직면(P2)을 따라 상방으로의 이동에 수반하여, 본체(31)의 전방이 상방향으로 기울게 된다.
또한, 삼각 크롤러(330A)가 상방으로 이동하여, 본체(31)가 수직에 가까워지도록 기울면, 후방의 한 쌍의 삼각 크롤러(330B)도 수직면(P2)을 따라 이동하게 된다. 이 단계에서, 컨트롤러(38)에 의해 흡착부(34)가 흡인 동작을 행함으로써, 본체(31)가 수직면(P2)에 흡착하는 상태가 된다. 이 때의, 흡착부(34)에 의한 흡인은, 본체(31)를 포함하는 청소 장치(3)가 수직면(P2)으로부터 이간하여 낙하하는 것이 방지되고, 또한 삼각 크롤러(330A, 330B)를 이용한 청소 장치(3)의 이동이 가능할 정도로 될 수 있다. 상기의 상태를 실현하기 위하여 필요한 흡인력은, 청소 장치(3)의 중량, 수직면(P2)의 표면 거칠기(흡착부(34)와의 밀착도) 등에 의해 변화할 수 있다.
본체(31)가 수직면(P2)에 흡착한 상태가 되면, 청소 장치(3)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 수평면(P1)과 마찬가지로 수직면(P2) 상에서의 이동을 어느 정도 자유롭게 행하는 것이 가능해진다. 즉, 수평면(P1) 상에서의 주행과 같이, 삼각 크롤러(330A, 330B)를 구동시킴으로써, 전진, 후퇴, 좌우회전의 동작을 행할 수 있다.
또한 상기의 청소 장치(3)의 동작 중, 흡인부(32)의 헤드(322)는, 본체(31)의 자세의 변화, 및, 주위의 벽면의 형상 등에 따라 그 위치를 변경할 수 있다. 예를 들면, 도 8에 나타내는 바와 같이, 본체(31)가 수평면(P1)에 대하여 경사진 상태라도, 헤드(322)는 수평면(P1)을 따라 이동하는 상태로 되어 있어도 된다. 이와 같이, 본체(31)에 대하여 어느 정도 헤드(322)를 자유롭게 이동할 수 있는 상태로 함으로써, 헤드(322)가 도달 가능한 대상면(P)이 보다 넓어져, 헤드(322)에 의한 청소가 가능한 영역을 보다 넓게 할 수 있다.
도 6으로 돌아와, 청소 장치(3)가 벽 주행 모드인 경우에도, 컨트롤러(38)는, 기억부(381)에 유지되는 경로에 관련되는 정보와, 카메라(35) 및 센서(36)로부터 얻어지는 정보에 기초하여, 주행 모드를 전환할 필요가 있는지를 판단한다(단계(S05)). 여기서, 컨트롤러(38)에 있어서 평면 주행이 필요하다고 판단하면(단계(S05) - YES), 컨트롤러(38)는 단계(S06)를 실행하여, 벽 주행 모드로부터 평면 주행 모드로 전환한다.
벽 주행 모드로부터 평면 주행 모드로의 전환의 경우도, 평면 주행 모드로부터 벽 주행 모드로의 전환과 마찬가지로, 삼각 크롤러(330A)가 먼저 수평면(P1)과 접촉하고, 수평면(P1)을 따라 이동한다. 그 결과, 본체(31)가 전진함에 수반하여 그 자세가 서서히 수평면(P1)을 따르도록 변화하여 최종적으로 수평면(P1)을 따른 위치까지 본체(31)가 이동한다. 이와 같이, 벽 주행 모드와 평면 주행 모드와의 사이의 전환은, 삼각 크롤러(330A, 330B)의 형상 변화와, 수직면(P2)에 있어서의 흡착부(34)에 의한 흡인을 조합함으로써 행해질 수 있다.
평면 주행 모드로 전환된 후(S06)에는, 컨트롤러(38)는 동작의 종료 필요 여부를 판단하고(단계(S07)). 그리고 컨트롤러(38)는, 동작을 종료한다고 판단할 때까지 (S07 - YES), 필요에 따라 평면 주행 모드와 벽 주행 모드를 전환하면서 각 부의 동작을 제어한다. 또한, 동작을 종료할 시에는, 컨트롤러(38)는 단계(S08)를 실행하고, 종료 동작을 행한다. 종료 동작의 일례로서는, 예를 들면, 청소 장치(3)의 본체(31)를 유지부(30)와 접속시키는 동작, 유지부(30)에 의한 배터리(37)에 대한 급전 동작 등을 들 수 있다.
또한 카메라(35)는, 자장치를 유지하는 유지부(30)의 위치를 인식하기 위하여 이용되어도 된다. 청소 장치(3)가 청소 동작을 행한 후에는, 기본적으로 청소 장치(3)는 유지부(30)로 돌아와 동작을 종료한다. 이 때문에, 카메라(35)로부터의 화상을 이용하여 유지부(30)의 위치를 보다 정확하게 파악한 다음, 청소 장치(3)를 이동시키는 구성으로 해도 된다.
[작용]
상기 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 청소 장치(3) 및 청소 장치(3)를 포함하는 반도체 제조 시스템(1)에 의하면, 청소 장치(3)의 본체(31)가 흡착부(34)에 의해 경사면에 흡착된 상태에서, 본체(31)를 경사면 상에 있어서 주행시키도록 주행부(33)가 구성되어 있다. 특히, 삼각 크롤러(330A)가 본체(31)보다 전방에 마련되어 있기 때문에, 대상면이 경사를 가지고 있는 경우라도, 경사에 따른 본체(31)의 자세 제어를 실현할 수 있다. 이와 같이, 상기의 청소 장치(3)는, 반도체 제조 장치(2)의 반송 에어리어(A10) 내의 경사면(예를 들면, 수직면(P2))을 스스로 주행하면서, 대상면의 주변의 기체를 흡인하는 것이 가능하게 된다.
또한 청소 장치(3)에서는, 본체의 주위의 상황을 검출하는 검출부의 검출 결과에 기초하여 컨트롤러(38)에 의해 주행부(33) 및 흡착부(34)의 동작이 제어된다. 따라서, 청소 장치(3)에서는, 자장치의 제어를 자율적으로 행할 수 있다. 따라서, 청소 작업의 단축화 및 자동화를 도모하는 것이 가능해진다.
또한 청소 장치(3)에서는, 주행부(33)가 수평면(예를 들면 수평면(P1))과 경사면(예를 들면 수직면(P2))과의 사이를 이동 가능하게 되어 있는 경우, 청소 장치는 대상면의 형상에 관계없이 자율적인 청소 작업을 행할 수 있다.
검출부는, 본체(31)의 주위의 상황을 촬상하는 카메라(35)와, 본체(31)와 그 주위의 물체와의 거리를 검출하는 센서(36)를 포함할 수 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 자장치의 주변의 상황을 보다 상세하게 파악할 수 있다. 따라서, 보다 정밀도 좋게 자장치의 동작을 제어할 수 있다.
흡착부(34)는 경사면을 주행 중에는, 흡입구(341)가 경사면를 향해 돌출되어, 본체(31)를 경사면에 대하여 흡착시키는 구성으로 할 수 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 경사면을 주행하지 않을 시에 흡입구(341)가 대상면과 간섭하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기에서 설명한 반도체 제조 시스템(1)에서는, 반도체 제조 장치(2)의 벽면에 마련된 유지부(30)를 더 구비하고, 유지부(30)는, 청소 장치(3)를 유지 가능하게 구성되어 있으며, 또한 청소 장치(3)에 전력을 공급 가능하게 구성되어 있다. 이러한 구성으로 한 경우, 작업원에 의한 청소 장치의 충전 작업도 불필요해진다. 이 때문에, 청소 작업의 가일층의 자동화를 도모하는 것이 가능해진다.
이상, 각종 예시적 실시 형태에 대하여 설명했지만, 상술한 예시적 실시 형태에 한정되지 않고, 다양한 생략, 치환 및 변경이 이루어져도 된다. 또한, 상이한 실시 형태에 있어서의 요소를 조합하여 다른 실시 형태를 형성하는 것이 가능하다.
예를 들면, 상기 실시 형태에서 설명한 청소 장치(3)의 본체(31), 헤드(322)를 포함하는 흡인부(32)의 형상은 적절히 변경할 수 있다. 또한, 주행부(33)에 대해서는 전방만 삼각 크롤러(330A)를 이용하고, 후방은 타이어로 해도 된다. 단, 상기의 청소 장치(3)와 같이 주행부(33)의 모두가 크롤러로 구성되어 있는 경우, 단차를 넘어가는 능력이 높아진다고 상정된다. 또한, 카메라(35) 및 센서(36)의 배치 등은 적절히 변경할 수 있다.
또한 상기 실시 형태에서는, 청소 장치(3)의 청소 대상이 반송 에어리어(A10)인 경우에 대하여 설명했지만, 청소 대상의 영역은 반송 에어리어(A10)에 한정되지 않는다.
이상의 설명으로부터, 본 개시의 각종 실시 형태는, 설명의 목적으로 본 명세서에서 설명되고 있으며, 본 개시의 범위 및 주지로부터 일탈하지 않고 각종 변경을 할 수 있는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시한 각종 실시 형태는 한정하는 것을 의도하고 있지 않으며, 진정한 범위와 주지는 첨부한 특허 청구의 범위에 의해 나타내진다.
Claims (6)
- 반도체 제조 장치의 대상면을 청소하기 위하여 이용되는 자주식의 청소 장치로서,
본체와,
상기 대상면이 경사면인 경우에, 상기 본체를 상기 경사면에 대하여 흡착 가능하게 구성된 흡착부와,
상기 본체가 상기 흡착부에 의해 상기 경사면에 흡착된 상태에서, 상기 경사면을 따라 상기 본체를 주행시키도록 구성되고, 상기 본체보다 진행 방향 전방에 마련된 크롤러를 포함하는 주행부와,
상기 대상면의 주변의 기체를 흡인하는 흡인부와,
상기 본체의 주위의 상황을 검출하는 검출부와,
상기 검출부의 검출 결과에 기초하여 상기 주행부 및 상기 흡착부를 제어하는 제어부를 구비하는, 청소 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 대상면은 수평면과 경사면을 포함하고,
상기 주행부는 상기 수평면과 상기 경사면의 사이를 이동 가능한, 청소 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 검출부는 상기 본체의 주위의 상황을 촬상하는 카메라와, 상기 본체와 그 주위의 물체와의 거리를 검출하는 센서를 포함하는, 청소 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 흡착부는, 상기 경사면을 주행 중에는, 흡입구가 상기 경사면을 향해 돌출되어, 상기 본체를 상기 경사면에 대하여 흡착시키는, 청소 장치. - 반도체 제조 장치와,
제 1 항에 기재된 청소 장치를 구비하는, 반도체 제조 시스템. - 제 5 항에 있어서,
상기 반도체 제조 장치의 벽면에 마련된 유지부를 더 구비하고,
상기 유지부는, 상기 청소 장치를 유지 가능하게 구성되어 있고, 또한 상기 청소 장치에 전력을 공급 가능하게 구성되어 있는, 반도체 제조 시스템.
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