荷物搬入出用ポートおよび保管装置
【課題】
従来技術による保管装置の荷物搬入出用ポートは、保管棚部に隣接した専用スペースを設けて設置されるため、保管棚部から突出し、ポートの上方および下方には無駄空間が形成される。
【解決手段】
ストッカ１の側面にポート２を設け、ストッカ１へのＦＯＵＰ４の搬入出はこのポート２を介して実行する。ポート２の上方および下方にはＦＯＵＰ収納用棚セグメント３３が設けられおり、ポート２は見掛け上、棚セグメント３３の1つがポートに置換されただけの様相をなし、ポートとしての突出部が無い。
ポート２は内側面シャッタ機構８０、外側面シャッタ機構８１とＦＯＵＰを載置するステージ３０より構成される。内側面シャッタ機構８０はシート部材１１で構成される内側シャッタの開閉動作を司り、外側面シャッタ機構８１はシート部材２１で構成される外側シャッタの開閉動作を司る。
従来技術による保管装置の荷物搬入出用ポートは、保管棚部に隣接した専用スペースを設けて設置されるため、保管棚部から突出し、ポートの上方および下方には無駄空間が形成される。
【解決手段】
ストッカ１の側面にポート２を設け、ストッカ１へのＦＯＵＰ４の搬入出はこのポート２を介して実行する。ポート２の上方および下方にはＦＯＵＰ収納用棚セグメント３３が設けられおり、ポート２は見掛け上、棚セグメント３３の1つがポートに置換されただけの様相をなし、ポートとしての突出部が無い。
ポート２は内側面シャッタ機構８０、外側面シャッタ機構８１とＦＯＵＰを載置するステージ３０より構成される。内側面シャッタ機構８０はシート部材１１で構成される内側シャッタの開閉動作を司り、外側面シャッタ機構８１はシート部材２１で構成される外側シャッタの開閉動作を司る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
半導体集積回路、液晶表示装置などを生産する製造プロセスでは、ある製造プロセスから次製造プロセスに工程を進める段階で、時間調整のため製造途中の基板をカセットなどに収納し、一時的に保管装置に保管する。保管装置は通常クリーンルーム内に設置され、しかも大きなスペースを占めるため、小スペースかつ高効率な保管装置が望まれている。本発明はクリーンルームに設置される保管装置の省スペース化に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は従来技術によるストッカ（保管装置）の断面図である。（特許文献1）
ストッカ本体６２はクリーンルーム６１内に設置され、内部にウエハキャリア６３を載置する収納棚６４と、収納棚６４にウエハキャリア６３を搬入出する搬送装置（スタッカクレーン）６５を有する。
ストッカ本体６２の上方には気体供給機７４があり、ダクト７６を介してストッカ本体６２の上部に気体が導入される。供給される気体量はボリュームダンパ７７で調整され、ストッカ本体６２の上部に導入された気体はファン７３により、フィルタ７２で塵埃をろ過してストッカ内部に吹き込まれ、ストッカ内部は塵埃のない清浄な空間に保持されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３９５５
【０００４】
ストッカ床面には走行レール６８が敷設され、このレール６８上をスタッカクレーン６５が水平方向にレール走行する。またスタッカクレーン６５は昇降機構を有し、垂直方向走行も行う。これら水平方向のレール走行と、昇降機構による垂直方向走行の組合せで、スタッカクレーン６５はストッカ内の任意の棚位置にアクセスできる。
ストッカ本体６２にはストッカ本体６２へのウエハキャリア６３を搬入出するためのポート６６が設けられている。ポート６６はステージ７１、内側シャッタ６９、外側シャッタ７０から構成される。
ストッカ本体６２へのウエハキャリア６３の搬入出手順について、まず、入庫動作の説明を行う。
【０００５】
ウエハキャリア６３を搭載した図示しない搬送台車がストッカ本体６２のポート６６に停止する。ポート６６の外側シャッタ７０が開かれ、搬送台車は搬送台車に装備されている移載ロボットを作動させ搭載しているウエハキャリア６３をステージ７１に載置する。載置後外側シャッタ７０は閉じられ、内側シャッタ６９が開かれる。続いてスタッカクレーン６５の移載ロボット７３がステージ７１上に載置されたウエハキャリア６３を把持しポート６６から取出す。取出し後ポート６６は空の状態で内側シャッタ６９が閉じられる。ウエハキャリア６３を移載ロボットハンドに把持したスタッカクレーン６５は、所定の収納棚位置までウエハキャリア６３を運び棚上に載置する。
以上によりストッカ内への入庫作業は終了する。
【０００６】
次にストッカ内からの出庫作業について説明する。
スタッカクレーン６５の移載ロボット７３は所定の収納棚６４に載置されているウエハキャリア６３をロボットハンドに把持し、ポート６６まで運ぶ。続いてポート６６の内側シャッタ６９が開かれ、移載ロボット７３はポート６６内にアームを伸張させ移載ロボットハンドに把持しているウエハキャリア６３をステージ７１上に載置する。移載ロボット７３のアームがポート６６外に退避した後内側シャッタ６９が閉じられる。
次いで外側シャッタ７０が開かれ、ポート６６に待機している搬送台車が搬送台車に装備されている移載ロボットでステージ７１上に載置されているウエハキャリア６３を把持し、ポート６６外に取出す。ウエハキャリア取出し後、外側シャッタ７０は閉じられる。
以上により出庫動作は完了する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図６に明らかなように従来技術のポート（「搬入出用ポート」に同じ、以下「ポート」は「搬入出用ポート」を意味する）は棚部より突出し、ストッカ側面に設けられている。通常ストッカ外壁部材はポート部を含む全体を包含して取付けられるので、外観上ポートがストッカ側面に突出しない場合もあるが、少なくとも棚部からはポートが突出し、ポートの上方および下方に有効活用されない無駄空間６７，６７が存在する。
【０００８】
一方クリーンルームは建設費が高いだけでなく、クリーン度維持のためのランニングコストも高い。当然、クリーンルーム内設置設備には小型化が強く求められ、とりわけ大型装置であるストッカには小型化の要請が強い。ストッカを機能面から分析し、ムダを顕在化させ、ムダを極限まで排除した小型ストッカの実現が課題となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の保管装置（ストッカ）は半導体デバイス、液晶表示装置製造工場の製造プロセスに於いて、製造過程にある基板を一時的に保管するための保管装置である。保管装置はスタッカクレーンおよびスタッカクレーンを搭載した移動支柱体を有し、移動支柱体の走行する空間の両側には碁盤目状に保管棚が設けられる。
荷物の搬入出用ポートは碁盤目状に設けられた棚空間の一部に設けられるため、搬入出用ポートの直上と直下及び左右空間には前記搬入出用ポートにそれぞれ隣接して、碁盤目状棚が密に設けられており、無駄な空き空間は無い。
従って、外観上もポートは保管装置に内包され、外部への突出部は無く、その分装置の小型化が図れている。
【００１０】
請求項２の保管装置は請求項１に記載のポートを有する保管装置であって、ポートには荷物を載置するステージ、該ステージの外側面に外側面シャッタが、内側面に内側面シャッタが設けられている。内外両側面のそれぞれのシャッタは、保管装置碁盤目状棚のなす内外壁面とそれぞれ略面一に配置されるので、ポートの内外両側面に突出部がなく最小限の奥行き寸法になっている。
【００１１】
請求項３は請求項１、２に記載の保管装置のポートである。外部から保管装置内部へ作業者または、移載ロボットハンドなどの搬入手段で荷物を搬入する場合、まず、外側面側シャッタを開き荷物をポートに載置する。荷物載置後外側面シャッタを閉じ、次いで内側面シャッタを開きスタッカクレーンで該ポートに載置された荷物を把持し、ポートエリアから荷物を取出す。最後に内側面シャッタを閉じ、スタッカクレーンで所定の棚位置まで荷物を搬送し、棚上に荷物を載置する。
【００１２】
逆に保管装置の棚に保管された荷物を外部へ取出す場合、まず、内側面シャッタを開き、スタッカクレーンに把持した荷物を該ポートに載置する。荷物のポートに載置後、内側面シャッタを閉じ、外側面シャッタを開く。作業者または、移載ロボットハンドなどの搬入手段で荷物をポートエリアから搬出し、外側面シャッタを閉じ出庫動作を完了させる。
【００１３】
上記入手庫動作により、ポートへの荷物の搬入出を作業者が実施する場合であっても、ポートの内外シャッタが同時に開くタイミングは皆無であり、スタッカクレーンのロボットアームと作業者が干渉することは起こり得ず、作業者の安全は確保される。また、ストッカ内部の空気圧はクリーンルーム内圧に対し、通常正圧に設定されるが、ポートの内外シャッタが同時に開くタイミングは皆無であるため、ストッカ内の空気がクリーンルーム室内に流出する恐れは無い。
【００１４】
また、請求項４に記載のポート両側面のシャッタは、可撓性あるシート部材で構成されており棒状部材で巻取ることが可能である。シャッタ開の場合はシート部材を棒状部材で巻取り、シャッタ閉の場合は、棒状部材を巻取り時と逆方向に回転させ、巻き取ったシート部材を巻き戻す。これら両動作により、シャッタの開閉を可能ならしめる。また、シャッタに巻取り可能な可撓性シート部材を採用することにより、シャッタの占める空間スペースを最小限に抑えることが出来る。
【００１５】
請求項５に記載のシャッタ開閉動作機構のシャッタ巻き戻し動作では、シャッタを構成するシート部材の先端部は、所定負荷トルクで滑りを発生するトルク伝達手段で回転駆動されるベルトに連結され案内される。この巻き戻し動作に於いて、シート先端部の案内速度が、棒状部材の回転でシートが巻き戻される速度より速いため、トルク伝達手段の回転速度は規制され、トルク伝達手段に滑りが発生する。即ちシート部材面には前記トルク伝達手段に発生する所定負荷トルクと釣合う張力が、シャッタ巻き戻し動作中継続して発生する。これにより、シャッタ閉動作に於いて、シート部材表面には堅牢なシャッタ面が形成される。
【００１６】
請求項６に記載のシャッタはラックを取付けた板部材と、回転軸にピニオンを軸止した駆動モータだけの簡単な構成であるが、ラックとピニオンを噛合わせ、駆動モータを正、逆転させることでシャッタの開閉動作が可能であり、ポート装置のコスト低減効果がある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によるストッカ外部からストッカ内部への荷物の搬入用、あるいはストッカ内部からストッカ外部への荷物の出庫用ポートは、水平方向と垂直方向に移動自在なスタッカクレーンの両側の空間に設けられた碁盤目状棚の一部に設けられているため、スタッカクレーンは棚にアクセスすると同一動作で荷物の搬入出ができ、従来型のポートの搬入出に比べ搬入出動作は簡略化され、動作時間も短縮化される。
【００１８】
また、碁盤目状棚の一部がポートになるため、上下空間に無駄がなく、ポート専用の設置面積を必要とする従来技術によるポートに比べポート設置面積分縮小化できる。
【００１９】
ストッカ内部のクリーン度維持と、作業者の安全確保のためストッカにシャッタを設けるが、シャッタに板部材を用いることでシャッタ機構は単純化され、構造簡単で信頼性の高いシャッタ機構が得られる。
また、シャッタを可撓性シート部材とすることで、シート部材の棒部材への巻取り、巻き戻しによりシャッタが開閉され、シャッタ機構の占める体積は極限まで小形化できる。
【００２０】
一方ポートを介する荷物の搬入出では、まず内外側いずれか一方のシャッタを開き、荷物をポートに載置する。入庫の場合は作業者、又は無人搬送台車の移載ロボットハンドが載置動作を実施し、出庫の場合はスタッカロボットが載置動作を実施する。この時、シャッタはいずれか一方のみ開かれ、他方のシャッタは閉じられたままで、ストッカ内部の正圧の空気が負圧のクリーンルーム内に直接流出することはなく、ストッカ内部のクリーン度が維持され、同時にクリーンルーム内気流に乱れを起さないことが保証される。
【００２１】
また、ポートを介する荷物の受渡しでは、荷物をポートに載置後、開いたシャッタは必ず閉じる工程を設けており、作業者とスタッカロボット、或いは無人搬送台車ロボットとスタッカロボットがポート内空間で干渉することはあり得ず、作業の安全性は確実に保証される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明による実施例を図1ないし図４を用い説明する。
図１は本発明によるストッカの外観図、図３は本発明によるストッカの断面図である。
ストッカは直方体形状で全ての面が外壁部財で囲まれ一般のクリーンルーム環境と仕切られ、内部は一般のクリーンルーム環境より更にクリーンな状態に維持される。ストッカ１の奥行き方向中央部には移動支柱体６０が床面に敷設されたレール３４上をストッカ１の一方の端部から他方端部まで往復自在に移動走行する。レール３４の両側高さ方向には碁盤目状の棚が設けられ、棚はＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）載置可能なサイズのセグメントに区切られている。移動支柱体６０にはスタッカロボット３が搭載され、スタッカロボット３はロボット台３６、伸縮自在なアーム３１、ＦＯＵＰ４を把持するハンド３２などから構成され、ケーブルベア３５により垂直方向任意の高さに移動可能である。
【００２３】
ストッカ１の側面にはポート２が設けられ、ストッカ１へのＦＯＵＰ４の搬入出はこのポート２を介して実行される。ポート２の上下、左右両方向にはポート２に隣接してＦＯＵＰ収納用の棚セグメント３３が設けられている。ポート２は見掛け上、棚セグメント３３の1つがポートに置換されただけの様相をなし、ポートとしての突出部は無い。
ポート２の具体的実施構成には図２、４，５に示す３つの実施例がある。以下にこれら３実施例について順次説明を行う。
【００２４】
まず第１の実施例について、図２，３を用い説明する。
ポート２は内側面シャッタ機構８０、外側面シャッタ機構８１とＦＯＵＰを載置するステージ３０より構成される。内側面シャッタ機構８０はシート部材１１の内側シャッタの開閉動作を司り、外側面シャッタ機構８１はシート部材２１の外側シャッタの開閉動作を司る。また、内側面シャッタ機構８０と外側面シャッタ機構８１は構成、機能共に同一である。ここでは代表として内側面シャッタ機構８０について説明する。
【００２５】
内側面シャッタ機構８０はシート部材１１、重り３７、ローラ１２（棒部材）、プーリ１７、ベルト１５、減速モータ１３、プーリ１４および上部フォトセンサ５４、下部フォトセンサ５５により構成される。
シート部材１１は内側面４５側に配置されたシャッタで、可撓性に富む透明シート部材で構成されることが望ましい。シート部材１１の一方の先端部には略シート部材幅の重り３７が接着剤、ピン、ネジなどの固定手段で取付けられる。シート部材は軽量であるが、この重りの重力効果でシート部材面に強い張力が発生し、堅牢なシャッタ面が形成される。シート部材１１の他端部は接着剤、ピン、ネジなどの固定手段により棒部材であるローラ１２に固定される。シート部材１１はローラ１２の回転によりローラ１２に巻取られ、逆回転で巻き戻される。ローラ１２の両端部は軸受けを介し、それぞれ側壁板４７、４８に軸止され、また、ローラ１２の一方の端部にはプーリ１７が挿入され、ローラ１２に軸止される。プーリ１７は対をなす減速モータ１３と、ベルト１５で連結される。減速モータ１３は側壁板４７に図示しない支持部材により支持される。
【００２６】
減速モータ１３のＤ方向の回転でシート部材１１は巻き戻され、シャッタが閉じられ、Ｄと逆方向回転でシート部材１１は巻き上げられシャッタは開く。プーリ１４とプーリ１７の外形寸法は、シート部材１１の巻上げ又は、巻き下ろし速度が最適化されるよう設定する。シート部材巻き戻しの終点と、シート部材巻上げの終点は側壁板４７に取付けられた上部フォトセンサ５４および、下部フォトセンサ５５により検出される。即ち、発光素子と受光素子を内蔵するフォトセンサにおいて、フォトセンサ前面に重りが位置すると、フォトセンサ発光部から発した光が重り表面で反射し、フォトセンサ内部の受光部で検出される。しかし、フォトセンサの前面に重りが位置しないと、フォトセンサ発光部から発した光は反射光にならず、フォトセンサ受光部に検出されることはない。これにより、シャッタの先端部が下端にあるか、または上端にあるかを重りの存在の有無で検出できる。
【００２７】
外側面シャッタ機構８１のシャッタの開閉動作ならびに、シャッタ先端部の位置検出も内側面シャッタ機構８０と同様に実行される。
【００２８】
次ぎに図２のシャッタ機構を有するポートに於ける、ＦＯＵＰの搬入出動作について図３を用い説明する。
まず、入庫動作である。図３は入庫動作における1つの状態を示している。（無人搬送台車７が図示しない半導体製造装置からＦＯＵＰ４を受取りストッカ１に入庫する状況を表している。）
半導体製造装置からＦＯＵＰ４を受取った無人搬送台車７は、ストッカ１のポート２まで走行し、位置決めし停止する。無人搬送台車７はポート２に到着したことをシステムコントローラ５に無線通信５９で送信する。システムコントローラ５はこの情報を受信して、ストッカコントローラ２０に搬入処理するよう通信５７を介して指令する。
【００２９】
この指令を受けてストッカコントローラ２０はポート２に対してシャッタを開くこと（第１の指令）、移動支柱体６０に対してポート２まで移動すること（第２の指令）を命ずる。２つの指令のうち、まず第１の指令であるポート２のシャッタを開く動作について説明する。
【００３０】
ストッカコントローラ２０は、外側面シャッタ機構８１を構成する減速モータ２３をＤ方向に始動回転させる。減速モータ２３の始動に伴い減速モータ２３の回転軸に軸止されたプーリ２４と、ベルト２５を介しこれに連結するプーリ２７が回転する。プーリ２７はローラ２２に軸止され、プーリ２７の回転に連動してローラ２２もＤ方向に回転する。ローラ２２の回転によりローラ２２に固定されたシート部材２１はローラ２２に巻き取られシート部材２１の先端部は上方に巻き上げられる。この時シート部材２１の先端には重り３８が取付けられており、シート部材２１自体は軽量材料であるが、シート部材２１面には重り３８の重力効果で重力方向の張力が発生し、堅牢なシャッタ面が構成される。シート部材２１が上方に巻き取られ、巻取り終点に達すると、シート部材２１の先端部の重り３８は上部フォトセンサ５４の検出エリアに侵入し、フォトセンサ５４に検知される。このフォトセンサ５４の重り検知信号はストッカコントローラ２０に確認され減速モータ２３を停止させ、同時ストッカコントローラ２０はシステムコントローラ５にシャッタが開であること送信する。この動作によりポート２のシャッタは開状態に保持される。
【００３１】
上記ポート２のシャッタ開動作を待って実施される無人搬送台車７のポート２へのＦＯＵＰ４の載置動作について次ぎに説明する。
無人搬送台車７はシステムコントローラ５の指令を受けて、ＦＯＵＰ４を搭載しポート２の停止位置まで走行し、ポート２の停止位置に停止する。停止位置に停止後、無人搬送台車７は移載ロボット１０のアーム９を屈曲させ、積載しているＦＯＵＰのフランジ部をハンド８で把持し持上げる。次いでアーム９の間接部を構成するアクチュエータを駆動させ、ＦＯＵＰの水平位置を維持したまま、ハンド８をストッカ１のポート２に進入可能な位置まで移動させる。また、この移動制御動作と同時に、システムコントローラ５にポート２が開状態にあるかどうかの確認を行う。通常移載ロボット１０がアーム９を伸張させハンド８がストッカ１のポート２に進入できる位置に到達する以前にポート２のシャッタは開となっている。しかし何らかのトラブルでポート２のシャッタを開く動作が遅延した場合、移載ロボット１０はハンド８をポート２に進入できる直前位置に待機させ、ポート２のシャッタが開くのを待つ。
【００３２】
移載ロボット１０はポート２のシャッタが開であることを確認し、ハンド８をポート２内に進入させ、アーム９を伸張または屈曲させ、あらかじめティーチングされたステージ３０のＦＯＵＰ載置位置にＦＯＵＰを位置決めする。位置決め後、ＦＯＵＰのフランジ部を把持しているハンド８のグリップを開放し、ステージ３０上へＦＯＵＰを載置する。
次いで、移載ロボット１０はアーム９を屈曲させハンド８をポート２の外に移動させ、ハンド８のポート２外部への移動を確認した後、無人搬送車コントローラ６からシステムコントローラ５にポート２へのＦＯＵＰ載置動作を完了させたことを送信する。
【００３３】
一方、この情報はシステムコントローラ５から通信５７を介しストッカコントローラ２０に送信される。
しかる後、ストッカコントローラ２０は外側面シャッタ機構８１の閉動作を行う。
即ち、ストッカコントローラ２０は、外側面シャッタ機構８１を構成する減速モータ２３をＤと逆方向に始動回転させる。減速モータ２３の始動に伴い減速モータ２３の回転軸に軸止されたプーリ２４と、ベルト２５を介し、これらに結合されているプーリ２７が回転する。プーリ２７はローラ２２に軸止されており、プーリ２７の回転によりローラ２２もＤと逆方向に回転する。ローラ２２の回転によりローラ２２に巻き取られたシート部材２１は、シート部材２１の先端部の重り３８により下方に巻き戻される。この時シート部材２１の先端には重り３８があり、シート部材２１に重力方向の張力が作用しており、シート部材２１は軽量材料ではあるが堅牢なシート部材面を構成できる。シート部材２１が下方に巻き戻され、巻戻し終点に達すると、シート部材２１の先端部の重り３８は下部フォトセンサ５５の検出エリアに侵入し、フォトセンサ５５に検知される。このフォトセンサ５５の重り検知信号はストッカコントローラ２０に確認され、減速モータ２３を停止させる。
以上一連の動作によりポート２の外側面シャッタは閉じられる。
【００３４】
次に移動支柱体６０に対して命ぜられた第２指令である移動支柱体６０の移動動作について説明する。
システムコントローラ５から、入庫指令を受けたストッカコントローラ２０は、移動支柱体６０が指令受信時点で処理の終了していない業務を終了させ、スタッカロボット３をポート２まで移動させる。まず、水平方向には、移動支柱体６０の走行輪４４を駆動させ、レール３４上をあらかじめストッカコントローラ２０に記憶されているポート２の位置まで移動支柱体６０を移動させる。また、垂直方向にはケーブルベア３５に連結したロボット台３６をあらかじめストッカコントローラ２０に記憶させたポート２の高さ位置まで移動させる。これにより、スタッカロボット３はポート２に位置合せされる。この状態でスタッカロボット３は、ポート２の内側面シャッタが開になるのを待つ。
【００３５】
内側面シャッタ機構８０は、前述したステージ３０にＦＯＵＰが載置され、外側面シャッタが閉になった後に開かれる。
内側面シャッタ開動作は前述の外側面シャッタ機構８１と同一であり、動作説明の詳細は割愛する。
【００３６】
次の工程はスタッカロボット３によるポート２からのＦＯＵＰ取り込みと、棚への収納となる。
まず、内側面シャッタの開動作でシート部材１１は巻き上げられ、スタッカロボット３はアーム３１をポート２に挿入し、アーム先端のハンド３２でステージ３０上に載置されているＦＯＵＰ４の頂部フランジ部を把持し、ステージ３０面より僅かに持上げる。次いで、アーム３１を収縮させＦＯＵＰを移動支柱体走行空間８２に取込む。移動支柱体６０および、スタッカロボット３は把持したＦＯＵＰの収納位置まで移動する。ポート２のシャッタはＦＯＵＰ４の取出し後閉じられる。
【００３７】
この時の内側面シャッタ機構８０の閉動作は、前記外側面シャッタ機構８１と同一であり、動作説明の詳細は割愛する。
以上により図２のシャッタ機構を用いたポートの入庫作業の全工程が終了する。
次は出庫作業の説明になるが、出庫作業は入庫動作の逆動作であり、入庫動作から容易に類推できるので詳細説明は割愛する。
以上で第１の実施例の説明を終了する。
【００３８】
次ぎに第２の実施例について、図４を用い説明する。
なお、図４において図２と同一部材或いは、同一機能の部材については図２と同一符号を付している。
図４のシャッタ機構は機能的には図２と同じである。図２ではシート部材１１、２１に張力を発生させる手段として重り３７、３８を用いていたが、図４では重りに替えクラッチ１６，２６の滑りトルクを利用する。詳細を以下に説明する。
【００３９】
ポート２は内側面シャッタ機構８０、外側面シャッタ機構８１、ＦＯＵＰ載置用ステージ３０により構成される。内側面シャッタ機構８０はシート部材１１の内側シャッタの開閉動作を司り、外側面シャッタ機構８１はシート部材２１の外側シャッタの開閉動作を司る。また、内側面シャッタ機構８０と外側面シャッタ機構８１は構成、機能共に同一である。ここでは代表として内側面シャッタ機構８０について説明する。
【００４０】
内側面シャッタ機構８０はシート部材１１、ローラ１２、プーリ１７、ベルト１５、減速モータ１３、プーリ１４、クラッチ１６、プーリ１９、ベルト１８、プーリ７８、ベルト１８、シート部材固着部８３および上部フォトセンサ５４、下部フォトセンサ５５により構成される。
シート部材１１は内側面４５側に配置されたシャッタで、可撓性に富む透明シート部材で構成されることが望ましい。
シート１１の一方の端部は接着剤、ピン、ネジなどの固定手段により棒部材であるローラ１２、２２に固定される。シート部材１１はローラ１２の回転によりローラ１２に巻取られ、または巻き戻される。
ローラ１２の両端部はそれぞれ軸受けを介し、側壁板４７、４８に軸止される。また、これら軸受に隣接して内側にプーリ１９，１９がローラ１２に軸止される。さらに前記プーリ１９，１９に隣接して内側に滑りクラッチ１６、１６が配置される。また、ローラ１２の一方の端部はＡ部拡大図に示すようにプーリ１７が挿入され軸止される。プーリ１７はそれぞれ対をなす減速モータ１３、ベルト１５で連結される。
【００４１】
また、側壁板４７、４８の下方にプーリ７８，７８が回転自由に軸止され、プーリ１９，１９との間にベルト１８、１８が懸架される。シート部材１１の他方の先端はシート部材固着部８３、８３に於いて、ベルト１８、１８に固着される。この時、シート部材１１の先端部はシート部材面に皺、たるみが生じないようローラ１２と平行に固着支持する。
【００４２】
内側面シャッタ機構８０によるシート部材巻上げと巻き戻し動作について次に説明する。
シート部材１１は減速モータ１３を方向Ｄに回転させることで巻き上げられる。すなわち、減速モータ１３の回転は、これに軸止されたプーリ１４、ベルト１５、プーリ１７と伝えられ、プーリ１７が軸止されるローラ１２を回転させる。ローラ１２にはシート部材１１が固着されており、シート部材１１はローラ１２の回転に伴い巻き上げられる。なおこの時、クラッチ１６，１６は連結状態になく開放されている。従ってローラ１２はプーリ１９、１９を駆動しない。しかし、シート部材１１の先端部はベルト１８、１８に固着されており、シート部材１１に引かれて無負荷回転する。ベルト１８、１８、プーリ１９、１９の回転は無負荷回転ではあるが、ベルト張力などに起因した周動摩擦抵抗がありシート部材巻上げ時、シート部材に張力負荷として作用する。シート部材表面にはこの張力負荷により堅牢なシャッタ面が形成される。
【００４３】
次にシート部材巻き戻し時、クラッチ１６，１６は励磁され連結状態となり、Ｄと逆方向に回転する減速モータ１３に駆動されるローラ１２がプーリ１９、１９を駆動する。プーリ１９、１９の直径はローラ１２に巻き取られるシート部材１１の最大外形より大きく設定されるので、ベルト１８の回転速度はシート部材１１の巻き戻し速度より大きくなる。従って、シート部材１１先端部の案内速度は、シート部材１１を巻き戻すローラ１２に拘束され、クラッチ１６，１６は滑りながら回転を続ける、即ち、シート部材１１の先端部はベルト１８に引かれ案内されながら、略一定のクラッチ滑り摩擦トルクで巻き戻される。この巻き戻し動作では、シート部材面にはトルク伝達手段のクラッチに発生する所定負荷トルクと釣合う張力が発生する。従って、シート部材巻き戻しに於いても、シート部材面に張力が発生し、堅牢なシャッタ面が形成される。
【００４４】
プーリ１４とプーリ１７の直径寸法は、シート部材１１の巻上げ又は、巻き下ろし速度が最適化できるよう決める。シート部材巻き戻しの終点と、シート部材巻上げの終点は側壁板４７に取付けられた上部フォトセンサ５４および、下部フォトセンサ５５により検出される。即ち、発光素子と受光素子を1つのセンサー内に内蔵するフォトセンサにおいて、フォトセンサの前面にシート部材先端部が位置するとフォトセンサ発光部から発した光がシート部材固着部８３の表面で反射し、フォトセンサ内部の受光部で検出される。しかし、フォトセンサの前面にシート部材固着部８３が位置しないとフォトセンサ発光部から発した光は反射光にならないため、フォトセンサ受光素子に検出されることはない。これにより、シャッタの先端部が下端にあるか、または上端にあるかをシート部材固着部の有無で検出できる。
なお、減速モータ２３と、シート部材２１で構成される外側面シャッタ機構８１の開閉動作ならびに、シャッタ先端部の位置検出動作は前記減速モータ１３と、シート部材１１で構成された内側面シャッタ機構８０と同様に実行される。
【００４５】
次ぎに、第３の実施例について図５を用いて説明する。
第３の実施例は第１，２の実施例とはシャッタに用いる部材が異なる。即ち、実施例１，２はシャッタに可撓性のあるシート部材を採用しているが、実施例３では板材を使用する。板材は透明アクリル樹脂板など所定硬度を有する透明合成樹脂板の使用が好ましいが、機能的には板材であれば材質は問わない。
ポート２はステージ３０、内側シャッタ板４０、外側シャッタ板５０から構成される。
長方形の内側シャッタ板４０の垂直辺端部には、シャッタ板４０の垂直辺と略同一長さのラック４３がシャッタ板４０の垂直辺と平行に取付けられる。ラック４３のシャッタ板４０への固定方法は、接着剤による接着、ボルトナット止め、木目ネジ止めなどの方法がある。
【００４６】
ポート上板３９には減速モータ４１が図示されない取付け部材で支持固定される。減速モータ４１の回転軸にはピニオン４２が挿入されセットビスなどで固定される。ピニオン４２はラック４３と噛合わせて組立てられ、減速モータ４１に駆動されるピニオン４２の正逆回転により、ラック４３とシャッタ板４０は一体に上下方向にスライドし、シャッタとしての開閉動作を行う
また、外側シャッタ５０及び駆動減速モータ５１も、内側シャッタ４０及び駆動減速モータ４１と同一構成をなし、同一動作を行う。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
製造工場に於ける製造工程で、工程の時間調整のため、一時的に加工途中の半製品を保管する保管装置で、保管装置への加工途中の半製品の搬入出を作業者や、移載ロボットを搭載した搬送台車で行わせる用途。特に保管装置の小型化が必要とされる用途。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】ポートがストッカ内部に設けられた、本発明によるストッカの上方からの斜視図
【図２】シャッタにシート部材を用いた第1の実施例
【図３】第一の実施例におけるポートを含むストッカ断面
【図４】シャッタにシート部材を用いた第２の実施例
【図５】シャッタに板材を用いた第３の実施例
【図６】従来技術のストッカ断面図
【符号の説明】
【００４９】
１．ストッカ
２．ポート
３．スタッカロボット
４．ＦＯＵＰ４
５．システムコントローラ
６．無人搬送車コントローラ
７．無人搬送台車
１１．シート部材
１３．減速モータ
３３．棚セグメント
３７．重り
４０．シャッタ板
６０．移動支柱体
８０．内側面シャッタ機構
８１．外側面シャッタ機構
【技術分野】
【０００１】
半導体集積回路、液晶表示装置などを生産する製造プロセスでは、ある製造プロセスから次製造プロセスに工程を進める段階で、時間調整のため製造途中の基板をカセットなどに収納し、一時的に保管装置に保管する。保管装置は通常クリーンルーム内に設置され、しかも大きなスペースを占めるため、小スペースかつ高効率な保管装置が望まれている。本発明はクリーンルームに設置される保管装置の省スペース化に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は従来技術によるストッカ（保管装置）の断面図である。（特許文献1）
ストッカ本体６２はクリーンルーム６１内に設置され、内部にウエハキャリア６３を載置する収納棚６４と、収納棚６４にウエハキャリア６３を搬入出する搬送装置（スタッカクレーン）６５を有する。
ストッカ本体６２の上方には気体供給機７４があり、ダクト７６を介してストッカ本体６２の上部に気体が導入される。供給される気体量はボリュームダンパ７７で調整され、ストッカ本体６２の上部に導入された気体はファン７３により、フィルタ７２で塵埃をろ過してストッカ内部に吹き込まれ、ストッカ内部は塵埃のない清浄な空間に保持されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３９５５
【０００４】
ストッカ床面には走行レール６８が敷設され、このレール６８上をスタッカクレーン６５が水平方向にレール走行する。またスタッカクレーン６５は昇降機構を有し、垂直方向走行も行う。これら水平方向のレール走行と、昇降機構による垂直方向走行の組合せで、スタッカクレーン６５はストッカ内の任意の棚位置にアクセスできる。
ストッカ本体６２にはストッカ本体６２へのウエハキャリア６３を搬入出するためのポート６６が設けられている。ポート６６はステージ７１、内側シャッタ６９、外側シャッタ７０から構成される。
ストッカ本体６２へのウエハキャリア６３の搬入出手順について、まず、入庫動作の説明を行う。
【０００５】
ウエハキャリア６３を搭載した図示しない搬送台車がストッカ本体６２のポート６６に停止する。ポート６６の外側シャッタ７０が開かれ、搬送台車は搬送台車に装備されている移載ロボットを作動させ搭載しているウエハキャリア６３をステージ７１に載置する。載置後外側シャッタ７０は閉じられ、内側シャッタ６９が開かれる。続いてスタッカクレーン６５の移載ロボット７３がステージ７１上に載置されたウエハキャリア６３を把持しポート６６から取出す。取出し後ポート６６は空の状態で内側シャッタ６９が閉じられる。ウエハキャリア６３を移載ロボットハンドに把持したスタッカクレーン６５は、所定の収納棚位置までウエハキャリア６３を運び棚上に載置する。
以上によりストッカ内への入庫作業は終了する。
【０００６】
次にストッカ内からの出庫作業について説明する。
スタッカクレーン６５の移載ロボット７３は所定の収納棚６４に載置されているウエハキャリア６３をロボットハンドに把持し、ポート６６まで運ぶ。続いてポート６６の内側シャッタ６９が開かれ、移載ロボット７３はポート６６内にアームを伸張させ移載ロボットハンドに把持しているウエハキャリア６３をステージ７１上に載置する。移載ロボット７３のアームがポート６６外に退避した後内側シャッタ６９が閉じられる。
次いで外側シャッタ７０が開かれ、ポート６６に待機している搬送台車が搬送台車に装備されている移載ロボットでステージ７１上に載置されているウエハキャリア６３を把持し、ポート６６外に取出す。ウエハキャリア取出し後、外側シャッタ７０は閉じられる。
以上により出庫動作は完了する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図６に明らかなように従来技術のポート（「搬入出用ポート」に同じ、以下「ポート」は「搬入出用ポート」を意味する）は棚部より突出し、ストッカ側面に設けられている。通常ストッカ外壁部材はポート部を含む全体を包含して取付けられるので、外観上ポートがストッカ側面に突出しない場合もあるが、少なくとも棚部からはポートが突出し、ポートの上方および下方に有効活用されない無駄空間６７，６７が存在する。
【０００８】
一方クリーンルームは建設費が高いだけでなく、クリーン度維持のためのランニングコストも高い。当然、クリーンルーム内設置設備には小型化が強く求められ、とりわけ大型装置であるストッカには小型化の要請が強い。ストッカを機能面から分析し、ムダを顕在化させ、ムダを極限まで排除した小型ストッカの実現が課題となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の保管装置（ストッカ）は半導体デバイス、液晶表示装置製造工場の製造プロセスに於いて、製造過程にある基板を一時的に保管するための保管装置である。保管装置はスタッカクレーンおよびスタッカクレーンを搭載した移動支柱体を有し、移動支柱体の走行する空間の両側には碁盤目状に保管棚が設けられる。
荷物の搬入出用ポートは碁盤目状に設けられた棚空間の一部に設けられるため、搬入出用ポートの直上と直下及び左右空間には前記搬入出用ポートにそれぞれ隣接して、碁盤目状棚が密に設けられており、無駄な空き空間は無い。
従って、外観上もポートは保管装置に内包され、外部への突出部は無く、その分装置の小型化が図れている。
【００１０】
請求項２の保管装置は請求項１に記載のポートを有する保管装置であって、ポートには荷物を載置するステージ、該ステージの外側面に外側面シャッタが、内側面に内側面シャッタが設けられている。内外両側面のそれぞれのシャッタは、保管装置碁盤目状棚のなす内外壁面とそれぞれ略面一に配置されるので、ポートの内外両側面に突出部がなく最小限の奥行き寸法になっている。
【００１１】
請求項３は請求項１、２に記載の保管装置のポートである。外部から保管装置内部へ作業者または、移載ロボットハンドなどの搬入手段で荷物を搬入する場合、まず、外側面側シャッタを開き荷物をポートに載置する。荷物載置後外側面シャッタを閉じ、次いで内側面シャッタを開きスタッカクレーンで該ポートに載置された荷物を把持し、ポートエリアから荷物を取出す。最後に内側面シャッタを閉じ、スタッカクレーンで所定の棚位置まで荷物を搬送し、棚上に荷物を載置する。
【００１２】
逆に保管装置の棚に保管された荷物を外部へ取出す場合、まず、内側面シャッタを開き、スタッカクレーンに把持した荷物を該ポートに載置する。荷物のポートに載置後、内側面シャッタを閉じ、外側面シャッタを開く。作業者または、移載ロボットハンドなどの搬入手段で荷物をポートエリアから搬出し、外側面シャッタを閉じ出庫動作を完了させる。
【００１３】
上記入手庫動作により、ポートへの荷物の搬入出を作業者が実施する場合であっても、ポートの内外シャッタが同時に開くタイミングは皆無であり、スタッカクレーンのロボットアームと作業者が干渉することは起こり得ず、作業者の安全は確保される。また、ストッカ内部の空気圧はクリーンルーム内圧に対し、通常正圧に設定されるが、ポートの内外シャッタが同時に開くタイミングは皆無であるため、ストッカ内の空気がクリーンルーム室内に流出する恐れは無い。
【００１４】
また、請求項４に記載のポート両側面のシャッタは、可撓性あるシート部材で構成されており棒状部材で巻取ることが可能である。シャッタ開の場合はシート部材を棒状部材で巻取り、シャッタ閉の場合は、棒状部材を巻取り時と逆方向に回転させ、巻き取ったシート部材を巻き戻す。これら両動作により、シャッタの開閉を可能ならしめる。また、シャッタに巻取り可能な可撓性シート部材を採用することにより、シャッタの占める空間スペースを最小限に抑えることが出来る。
【００１５】
請求項５に記載のシャッタ開閉動作機構のシャッタ巻き戻し動作では、シャッタを構成するシート部材の先端部は、所定負荷トルクで滑りを発生するトルク伝達手段で回転駆動されるベルトに連結され案内される。この巻き戻し動作に於いて、シート先端部の案内速度が、棒状部材の回転でシートが巻き戻される速度より速いため、トルク伝達手段の回転速度は規制され、トルク伝達手段に滑りが発生する。即ちシート部材面には前記トルク伝達手段に発生する所定負荷トルクと釣合う張力が、シャッタ巻き戻し動作中継続して発生する。これにより、シャッタ閉動作に於いて、シート部材表面には堅牢なシャッタ面が形成される。
【００１６】
請求項６に記載のシャッタはラックを取付けた板部材と、回転軸にピニオンを軸止した駆動モータだけの簡単な構成であるが、ラックとピニオンを噛合わせ、駆動モータを正、逆転させることでシャッタの開閉動作が可能であり、ポート装置のコスト低減効果がある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によるストッカ外部からストッカ内部への荷物の搬入用、あるいはストッカ内部からストッカ外部への荷物の出庫用ポートは、水平方向と垂直方向に移動自在なスタッカクレーンの両側の空間に設けられた碁盤目状棚の一部に設けられているため、スタッカクレーンは棚にアクセスすると同一動作で荷物の搬入出ができ、従来型のポートの搬入出に比べ搬入出動作は簡略化され、動作時間も短縮化される。
【００１８】
また、碁盤目状棚の一部がポートになるため、上下空間に無駄がなく、ポート専用の設置面積を必要とする従来技術によるポートに比べポート設置面積分縮小化できる。
【００１９】
ストッカ内部のクリーン度維持と、作業者の安全確保のためストッカにシャッタを設けるが、シャッタに板部材を用いることでシャッタ機構は単純化され、構造簡単で信頼性の高いシャッタ機構が得られる。
また、シャッタを可撓性シート部材とすることで、シート部材の棒部材への巻取り、巻き戻しによりシャッタが開閉され、シャッタ機構の占める体積は極限まで小形化できる。
【００２０】
一方ポートを介する荷物の搬入出では、まず内外側いずれか一方のシャッタを開き、荷物をポートに載置する。入庫の場合は作業者、又は無人搬送台車の移載ロボットハンドが載置動作を実施し、出庫の場合はスタッカロボットが載置動作を実施する。この時、シャッタはいずれか一方のみ開かれ、他方のシャッタは閉じられたままで、ストッカ内部の正圧の空気が負圧のクリーンルーム内に直接流出することはなく、ストッカ内部のクリーン度が維持され、同時にクリーンルーム内気流に乱れを起さないことが保証される。
【００２１】
また、ポートを介する荷物の受渡しでは、荷物をポートに載置後、開いたシャッタは必ず閉じる工程を設けており、作業者とスタッカロボット、或いは無人搬送台車ロボットとスタッカロボットがポート内空間で干渉することはあり得ず、作業の安全性は確実に保証される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明による実施例を図1ないし図４を用い説明する。
図１は本発明によるストッカの外観図、図３は本発明によるストッカの断面図である。
ストッカは直方体形状で全ての面が外壁部財で囲まれ一般のクリーンルーム環境と仕切られ、内部は一般のクリーンルーム環境より更にクリーンな状態に維持される。ストッカ１の奥行き方向中央部には移動支柱体６０が床面に敷設されたレール３４上をストッカ１の一方の端部から他方端部まで往復自在に移動走行する。レール３４の両側高さ方向には碁盤目状の棚が設けられ、棚はＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）載置可能なサイズのセグメントに区切られている。移動支柱体６０にはスタッカロボット３が搭載され、スタッカロボット３はロボット台３６、伸縮自在なアーム３１、ＦＯＵＰ４を把持するハンド３２などから構成され、ケーブルベア３５により垂直方向任意の高さに移動可能である。
【００２３】
ストッカ１の側面にはポート２が設けられ、ストッカ１へのＦＯＵＰ４の搬入出はこのポート２を介して実行される。ポート２の上下、左右両方向にはポート２に隣接してＦＯＵＰ収納用の棚セグメント３３が設けられている。ポート２は見掛け上、棚セグメント３３の1つがポートに置換されただけの様相をなし、ポートとしての突出部は無い。
ポート２の具体的実施構成には図２、４，５に示す３つの実施例がある。以下にこれら３実施例について順次説明を行う。
【００２４】
まず第１の実施例について、図２，３を用い説明する。
ポート２は内側面シャッタ機構８０、外側面シャッタ機構８１とＦＯＵＰを載置するステージ３０より構成される。内側面シャッタ機構８０はシート部材１１の内側シャッタの開閉動作を司り、外側面シャッタ機構８１はシート部材２１の外側シャッタの開閉動作を司る。また、内側面シャッタ機構８０と外側面シャッタ機構８１は構成、機能共に同一である。ここでは代表として内側面シャッタ機構８０について説明する。
【００２５】
内側面シャッタ機構８０はシート部材１１、重り３７、ローラ１２（棒部材）、プーリ１７、ベルト１５、減速モータ１３、プーリ１４および上部フォトセンサ５４、下部フォトセンサ５５により構成される。
シート部材１１は内側面４５側に配置されたシャッタで、可撓性に富む透明シート部材で構成されることが望ましい。シート部材１１の一方の先端部には略シート部材幅の重り３７が接着剤、ピン、ネジなどの固定手段で取付けられる。シート部材は軽量であるが、この重りの重力効果でシート部材面に強い張力が発生し、堅牢なシャッタ面が形成される。シート部材１１の他端部は接着剤、ピン、ネジなどの固定手段により棒部材であるローラ１２に固定される。シート部材１１はローラ１２の回転によりローラ１２に巻取られ、逆回転で巻き戻される。ローラ１２の両端部は軸受けを介し、それぞれ側壁板４７、４８に軸止され、また、ローラ１２の一方の端部にはプーリ１７が挿入され、ローラ１２に軸止される。プーリ１７は対をなす減速モータ１３と、ベルト１５で連結される。減速モータ１３は側壁板４７に図示しない支持部材により支持される。
【００２６】
減速モータ１３のＤ方向の回転でシート部材１１は巻き戻され、シャッタが閉じられ、Ｄと逆方向回転でシート部材１１は巻き上げられシャッタは開く。プーリ１４とプーリ１７の外形寸法は、シート部材１１の巻上げ又は、巻き下ろし速度が最適化されるよう設定する。シート部材巻き戻しの終点と、シート部材巻上げの終点は側壁板４７に取付けられた上部フォトセンサ５４および、下部フォトセンサ５５により検出される。即ち、発光素子と受光素子を内蔵するフォトセンサにおいて、フォトセンサ前面に重りが位置すると、フォトセンサ発光部から発した光が重り表面で反射し、フォトセンサ内部の受光部で検出される。しかし、フォトセンサの前面に重りが位置しないと、フォトセンサ発光部から発した光は反射光にならず、フォトセンサ受光部に検出されることはない。これにより、シャッタの先端部が下端にあるか、または上端にあるかを重りの存在の有無で検出できる。
【００２７】
外側面シャッタ機構８１のシャッタの開閉動作ならびに、シャッタ先端部の位置検出も内側面シャッタ機構８０と同様に実行される。
【００２８】
次ぎに図２のシャッタ機構を有するポートに於ける、ＦＯＵＰの搬入出動作について図３を用い説明する。
まず、入庫動作である。図３は入庫動作における1つの状態を示している。（無人搬送台車７が図示しない半導体製造装置からＦＯＵＰ４を受取りストッカ１に入庫する状況を表している。）
半導体製造装置からＦＯＵＰ４を受取った無人搬送台車７は、ストッカ１のポート２まで走行し、位置決めし停止する。無人搬送台車７はポート２に到着したことをシステムコントローラ５に無線通信５９で送信する。システムコントローラ５はこの情報を受信して、ストッカコントローラ２０に搬入処理するよう通信５７を介して指令する。
【００２９】
この指令を受けてストッカコントローラ２０はポート２に対してシャッタを開くこと（第１の指令）、移動支柱体６０に対してポート２まで移動すること（第２の指令）を命ずる。２つの指令のうち、まず第１の指令であるポート２のシャッタを開く動作について説明する。
【００３０】
ストッカコントローラ２０は、外側面シャッタ機構８１を構成する減速モータ２３をＤ方向に始動回転させる。減速モータ２３の始動に伴い減速モータ２３の回転軸に軸止されたプーリ２４と、ベルト２５を介しこれに連結するプーリ２７が回転する。プーリ２７はローラ２２に軸止され、プーリ２７の回転に連動してローラ２２もＤ方向に回転する。ローラ２２の回転によりローラ２２に固定されたシート部材２１はローラ２２に巻き取られシート部材２１の先端部は上方に巻き上げられる。この時シート部材２１の先端には重り３８が取付けられており、シート部材２１自体は軽量材料であるが、シート部材２１面には重り３８の重力効果で重力方向の張力が発生し、堅牢なシャッタ面が構成される。シート部材２１が上方に巻き取られ、巻取り終点に達すると、シート部材２１の先端部の重り３８は上部フォトセンサ５４の検出エリアに侵入し、フォトセンサ５４に検知される。このフォトセンサ５４の重り検知信号はストッカコントローラ２０に確認され減速モータ２３を停止させ、同時ストッカコントローラ２０はシステムコントローラ５にシャッタが開であること送信する。この動作によりポート２のシャッタは開状態に保持される。
【００３１】
上記ポート２のシャッタ開動作を待って実施される無人搬送台車７のポート２へのＦＯＵＰ４の載置動作について次ぎに説明する。
無人搬送台車７はシステムコントローラ５の指令を受けて、ＦＯＵＰ４を搭載しポート２の停止位置まで走行し、ポート２の停止位置に停止する。停止位置に停止後、無人搬送台車７は移載ロボット１０のアーム９を屈曲させ、積載しているＦＯＵＰのフランジ部をハンド８で把持し持上げる。次いでアーム９の間接部を構成するアクチュエータを駆動させ、ＦＯＵＰの水平位置を維持したまま、ハンド８をストッカ１のポート２に進入可能な位置まで移動させる。また、この移動制御動作と同時に、システムコントローラ５にポート２が開状態にあるかどうかの確認を行う。通常移載ロボット１０がアーム９を伸張させハンド８がストッカ１のポート２に進入できる位置に到達する以前にポート２のシャッタは開となっている。しかし何らかのトラブルでポート２のシャッタを開く動作が遅延した場合、移載ロボット１０はハンド８をポート２に進入できる直前位置に待機させ、ポート２のシャッタが開くのを待つ。
【００３２】
移載ロボット１０はポート２のシャッタが開であることを確認し、ハンド８をポート２内に進入させ、アーム９を伸張または屈曲させ、あらかじめティーチングされたステージ３０のＦＯＵＰ載置位置にＦＯＵＰを位置決めする。位置決め後、ＦＯＵＰのフランジ部を把持しているハンド８のグリップを開放し、ステージ３０上へＦＯＵＰを載置する。
次いで、移載ロボット１０はアーム９を屈曲させハンド８をポート２の外に移動させ、ハンド８のポート２外部への移動を確認した後、無人搬送車コントローラ６からシステムコントローラ５にポート２へのＦＯＵＰ載置動作を完了させたことを送信する。
【００３３】
一方、この情報はシステムコントローラ５から通信５７を介しストッカコントローラ２０に送信される。
しかる後、ストッカコントローラ２０は外側面シャッタ機構８１の閉動作を行う。
即ち、ストッカコントローラ２０は、外側面シャッタ機構８１を構成する減速モータ２３をＤと逆方向に始動回転させる。減速モータ２３の始動に伴い減速モータ２３の回転軸に軸止されたプーリ２４と、ベルト２５を介し、これらに結合されているプーリ２７が回転する。プーリ２７はローラ２２に軸止されており、プーリ２７の回転によりローラ２２もＤと逆方向に回転する。ローラ２２の回転によりローラ２２に巻き取られたシート部材２１は、シート部材２１の先端部の重り３８により下方に巻き戻される。この時シート部材２１の先端には重り３８があり、シート部材２１に重力方向の張力が作用しており、シート部材２１は軽量材料ではあるが堅牢なシート部材面を構成できる。シート部材２１が下方に巻き戻され、巻戻し終点に達すると、シート部材２１の先端部の重り３８は下部フォトセンサ５５の検出エリアに侵入し、フォトセンサ５５に検知される。このフォトセンサ５５の重り検知信号はストッカコントローラ２０に確認され、減速モータ２３を停止させる。
以上一連の動作によりポート２の外側面シャッタは閉じられる。
【００３４】
次に移動支柱体６０に対して命ぜられた第２指令である移動支柱体６０の移動動作について説明する。
システムコントローラ５から、入庫指令を受けたストッカコントローラ２０は、移動支柱体６０が指令受信時点で処理の終了していない業務を終了させ、スタッカロボット３をポート２まで移動させる。まず、水平方向には、移動支柱体６０の走行輪４４を駆動させ、レール３４上をあらかじめストッカコントローラ２０に記憶されているポート２の位置まで移動支柱体６０を移動させる。また、垂直方向にはケーブルベア３５に連結したロボット台３６をあらかじめストッカコントローラ２０に記憶させたポート２の高さ位置まで移動させる。これにより、スタッカロボット３はポート２に位置合せされる。この状態でスタッカロボット３は、ポート２の内側面シャッタが開になるのを待つ。
【００３５】
内側面シャッタ機構８０は、前述したステージ３０にＦＯＵＰが載置され、外側面シャッタが閉になった後に開かれる。
内側面シャッタ開動作は前述の外側面シャッタ機構８１と同一であり、動作説明の詳細は割愛する。
【００３６】
次の工程はスタッカロボット３によるポート２からのＦＯＵＰ取り込みと、棚への収納となる。
まず、内側面シャッタの開動作でシート部材１１は巻き上げられ、スタッカロボット３はアーム３１をポート２に挿入し、アーム先端のハンド３２でステージ３０上に載置されているＦＯＵＰ４の頂部フランジ部を把持し、ステージ３０面より僅かに持上げる。次いで、アーム３１を収縮させＦＯＵＰを移動支柱体走行空間８２に取込む。移動支柱体６０および、スタッカロボット３は把持したＦＯＵＰの収納位置まで移動する。ポート２のシャッタはＦＯＵＰ４の取出し後閉じられる。
【００３７】
この時の内側面シャッタ機構８０の閉動作は、前記外側面シャッタ機構８１と同一であり、動作説明の詳細は割愛する。
以上により図２のシャッタ機構を用いたポートの入庫作業の全工程が終了する。
次は出庫作業の説明になるが、出庫作業は入庫動作の逆動作であり、入庫動作から容易に類推できるので詳細説明は割愛する。
以上で第１の実施例の説明を終了する。
【００３８】
次ぎに第２の実施例について、図４を用い説明する。
なお、図４において図２と同一部材或いは、同一機能の部材については図２と同一符号を付している。
図４のシャッタ機構は機能的には図２と同じである。図２ではシート部材１１、２１に張力を発生させる手段として重り３７、３８を用いていたが、図４では重りに替えクラッチ１６，２６の滑りトルクを利用する。詳細を以下に説明する。
【００３９】
ポート２は内側面シャッタ機構８０、外側面シャッタ機構８１、ＦＯＵＰ載置用ステージ３０により構成される。内側面シャッタ機構８０はシート部材１１の内側シャッタの開閉動作を司り、外側面シャッタ機構８１はシート部材２１の外側シャッタの開閉動作を司る。また、内側面シャッタ機構８０と外側面シャッタ機構８１は構成、機能共に同一である。ここでは代表として内側面シャッタ機構８０について説明する。
【００４０】
内側面シャッタ機構８０はシート部材１１、ローラ１２、プーリ１７、ベルト１５、減速モータ１３、プーリ１４、クラッチ１６、プーリ１９、ベルト１８、プーリ７８、ベルト１８、シート部材固着部８３および上部フォトセンサ５４、下部フォトセンサ５５により構成される。
シート部材１１は内側面４５側に配置されたシャッタで、可撓性に富む透明シート部材で構成されることが望ましい。
シート１１の一方の端部は接着剤、ピン、ネジなどの固定手段により棒部材であるローラ１２、２２に固定される。シート部材１１はローラ１２の回転によりローラ１２に巻取られ、または巻き戻される。
ローラ１２の両端部はそれぞれ軸受けを介し、側壁板４７、４８に軸止される。また、これら軸受に隣接して内側にプーリ１９，１９がローラ１２に軸止される。さらに前記プーリ１９，１９に隣接して内側に滑りクラッチ１６、１６が配置される。また、ローラ１２の一方の端部はＡ部拡大図に示すようにプーリ１７が挿入され軸止される。プーリ１７はそれぞれ対をなす減速モータ１３、ベルト１５で連結される。
【００４１】
また、側壁板４７、４８の下方にプーリ７８，７８が回転自由に軸止され、プーリ１９，１９との間にベルト１８、１８が懸架される。シート部材１１の他方の先端はシート部材固着部８３、８３に於いて、ベルト１８、１８に固着される。この時、シート部材１１の先端部はシート部材面に皺、たるみが生じないようローラ１２と平行に固着支持する。
【００４２】
内側面シャッタ機構８０によるシート部材巻上げと巻き戻し動作について次に説明する。
シート部材１１は減速モータ１３を方向Ｄに回転させることで巻き上げられる。すなわち、減速モータ１３の回転は、これに軸止されたプーリ１４、ベルト１５、プーリ１７と伝えられ、プーリ１７が軸止されるローラ１２を回転させる。ローラ１２にはシート部材１１が固着されており、シート部材１１はローラ１２の回転に伴い巻き上げられる。なおこの時、クラッチ１６，１６は連結状態になく開放されている。従ってローラ１２はプーリ１９、１９を駆動しない。しかし、シート部材１１の先端部はベルト１８、１８に固着されており、シート部材１１に引かれて無負荷回転する。ベルト１８、１８、プーリ１９、１９の回転は無負荷回転ではあるが、ベルト張力などに起因した周動摩擦抵抗がありシート部材巻上げ時、シート部材に張力負荷として作用する。シート部材表面にはこの張力負荷により堅牢なシャッタ面が形成される。
【００４３】
次にシート部材巻き戻し時、クラッチ１６，１６は励磁され連結状態となり、Ｄと逆方向に回転する減速モータ１３に駆動されるローラ１２がプーリ１９、１９を駆動する。プーリ１９、１９の直径はローラ１２に巻き取られるシート部材１１の最大外形より大きく設定されるので、ベルト１８の回転速度はシート部材１１の巻き戻し速度より大きくなる。従って、シート部材１１先端部の案内速度は、シート部材１１を巻き戻すローラ１２に拘束され、クラッチ１６，１６は滑りながら回転を続ける、即ち、シート部材１１の先端部はベルト１８に引かれ案内されながら、略一定のクラッチ滑り摩擦トルクで巻き戻される。この巻き戻し動作では、シート部材面にはトルク伝達手段のクラッチに発生する所定負荷トルクと釣合う張力が発生する。従って、シート部材巻き戻しに於いても、シート部材面に張力が発生し、堅牢なシャッタ面が形成される。
【００４４】
プーリ１４とプーリ１７の直径寸法は、シート部材１１の巻上げ又は、巻き下ろし速度が最適化できるよう決める。シート部材巻き戻しの終点と、シート部材巻上げの終点は側壁板４７に取付けられた上部フォトセンサ５４および、下部フォトセンサ５５により検出される。即ち、発光素子と受光素子を1つのセンサー内に内蔵するフォトセンサにおいて、フォトセンサの前面にシート部材先端部が位置するとフォトセンサ発光部から発した光がシート部材固着部８３の表面で反射し、フォトセンサ内部の受光部で検出される。しかし、フォトセンサの前面にシート部材固着部８３が位置しないとフォトセンサ発光部から発した光は反射光にならないため、フォトセンサ受光素子に検出されることはない。これにより、シャッタの先端部が下端にあるか、または上端にあるかをシート部材固着部の有無で検出できる。
なお、減速モータ２３と、シート部材２１で構成される外側面シャッタ機構８１の開閉動作ならびに、シャッタ先端部の位置検出動作は前記減速モータ１３と、シート部材１１で構成された内側面シャッタ機構８０と同様に実行される。
【００４５】
次ぎに、第３の実施例について図５を用いて説明する。
第３の実施例は第１，２の実施例とはシャッタに用いる部材が異なる。即ち、実施例１，２はシャッタに可撓性のあるシート部材を採用しているが、実施例３では板材を使用する。板材は透明アクリル樹脂板など所定硬度を有する透明合成樹脂板の使用が好ましいが、機能的には板材であれば材質は問わない。
ポート２はステージ３０、内側シャッタ板４０、外側シャッタ板５０から構成される。
長方形の内側シャッタ板４０の垂直辺端部には、シャッタ板４０の垂直辺と略同一長さのラック４３がシャッタ板４０の垂直辺と平行に取付けられる。ラック４３のシャッタ板４０への固定方法は、接着剤による接着、ボルトナット止め、木目ネジ止めなどの方法がある。
【００４６】
ポート上板３９には減速モータ４１が図示されない取付け部材で支持固定される。減速モータ４１の回転軸にはピニオン４２が挿入されセットビスなどで固定される。ピニオン４２はラック４３と噛合わせて組立てられ、減速モータ４１に駆動されるピニオン４２の正逆回転により、ラック４３とシャッタ板４０は一体に上下方向にスライドし、シャッタとしての開閉動作を行う
また、外側シャッタ５０及び駆動減速モータ５１も、内側シャッタ４０及び駆動減速モータ４１と同一構成をなし、同一動作を行う。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
製造工場に於ける製造工程で、工程の時間調整のため、一時的に加工途中の半製品を保管する保管装置で、保管装置への加工途中の半製品の搬入出を作業者や、移載ロボットを搭載した搬送台車で行わせる用途。特に保管装置の小型化が必要とされる用途。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】ポートがストッカ内部に設けられた、本発明によるストッカの上方からの斜視図
【図２】シャッタにシート部材を用いた第1の実施例
【図３】第一の実施例におけるポートを含むストッカ断面
【図４】シャッタにシート部材を用いた第２の実施例
【図５】シャッタに板材を用いた第３の実施例
【図６】従来技術のストッカ断面図
【符号の説明】
【００４９】
１．ストッカ
２．ポート
３．スタッカロボット
４．ＦＯＵＰ４
５．システムコントローラ
６．無人搬送車コントローラ
７．無人搬送台車
１１．シート部材
１３．減速モータ
３３．棚セグメント
３７．重り
４０．シャッタ板
６０．移動支柱体
８０．内側面シャッタ機構
８１．外側面シャッタ機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイス、液晶表示装置などの製造工場に於ける製造プロセスで、製造過程にある基板を一時的に保管するための保管装置に付設される荷物の搬入出用ポートであって、
保管装置内部に碁盤目状に設けられた棚空間の一部に設けられ、前記搬入出用ポートの直上と直下空間に前記搬入出用ポートにそれぞれ隣接して、碁盤目状棚が設けられた保管装置。
【請求項２】
請求項１に記載の保管装置のポートであって、荷物を載置するステージ、外側面シャッタ、内側面シャッタを有し、外側面シャッタ、内側面シャッタのそれぞれがなす平面が、保管装置碁盤目状棚のなす外壁面と内壁面に、それぞれ略面一に配置された構成を有する搬入出用ポートである保管装置。
【請求項３】
請求項１、２に記載の保管装置の搬入出用ポートであって、搬入手段により搬入出用ポートに荷物を搬入する行程に於いて、まず、外側面シャッタを開き、荷物を搬入出用ポートに載置して外側面シャッタを閉じ、次いで内側面シャッタを開き、スタッカクレーンで該搬入出用ポートに載置された荷物を把持、取出し、内側面シャッタを閉じることで搬入動作を終え、逆に保管装置内棚から荷物を外部に搬出する行程に於いて、まず、内側面シャッタを開き、スタッカクレーンに把持した荷物を搬入出用ポートに載置して内側面シャッタを閉じ、次いで外側面シャッタを開き搬出手段により搬入出用ポートより荷物を搬出した後、外側面シャッタを閉じる搬入出用ポートを有する保管装置。
【請求項４】
前記シャッタが、可撓性を有するシート部材と、該シート部材の巻取りおよび巻き戻しを可能とする棒部材と、該棒部材が前記シート部材を巻取り巻戻しするための駆動機構とから構成された搬入出用ポート。
【請求項５】
前記可撓性を有するシート部材を棒部材に巻取ることでシャッタを開き、棒部材に巻取ったシート部材を巻き戻すことでシャッタを閉じるシャッタ機構のシャッタ閉動作において、所定負荷トルクで滑りを発生するトルク伝達手段を介し、回転駆動されるベルトに前記シート部材の先端部を案内させ、シート部材面に前記トルク伝達手段に発生する所定負荷トルクと釣合う張力を発生させながら、シート部材を巻き戻すシート部材巻き戻し機構を有する搬入出用ポート。
【請求項６】
前記シャッタが、ラックの取付けられた板部材と、回転軸にピニオンが軸止された駆動モータから構成され、駆動モータおよびラックとピニオンの噛合いにより前記板部材を上下方向にスライド可能な搬入出用ポート。
【請求項１】
半導体デバイス、液晶表示装置などの製造工場に於ける製造プロセスで、製造過程にある基板を一時的に保管するための保管装置に付設される荷物の搬入出用ポートであって、
保管装置内部に碁盤目状に設けられた棚空間の一部に設けられ、前記搬入出用ポートの直上と直下空間に前記搬入出用ポートにそれぞれ隣接して、碁盤目状棚が設けられた保管装置。
【請求項２】
請求項１に記載の保管装置のポートであって、荷物を載置するステージ、外側面シャッタ、内側面シャッタを有し、外側面シャッタ、内側面シャッタのそれぞれがなす平面が、保管装置碁盤目状棚のなす外壁面と内壁面に、それぞれ略面一に配置された構成を有する搬入出用ポートである保管装置。
【請求項３】
請求項１、２に記載の保管装置の搬入出用ポートであって、搬入手段により搬入出用ポートに荷物を搬入する行程に於いて、まず、外側面シャッタを開き、荷物を搬入出用ポートに載置して外側面シャッタを閉じ、次いで内側面シャッタを開き、スタッカクレーンで該搬入出用ポートに載置された荷物を把持、取出し、内側面シャッタを閉じることで搬入動作を終え、逆に保管装置内棚から荷物を外部に搬出する行程に於いて、まず、内側面シャッタを開き、スタッカクレーンに把持した荷物を搬入出用ポートに載置して内側面シャッタを閉じ、次いで外側面シャッタを開き搬出手段により搬入出用ポートより荷物を搬出した後、外側面シャッタを閉じる搬入出用ポートを有する保管装置。
【請求項４】
前記シャッタが、可撓性を有するシート部材と、該シート部材の巻取りおよび巻き戻しを可能とする棒部材と、該棒部材が前記シート部材を巻取り巻戻しするための駆動機構とから構成された搬入出用ポート。
【請求項５】
前記可撓性を有するシート部材を棒部材に巻取ることでシャッタを開き、棒部材に巻取ったシート部材を巻き戻すことでシャッタを閉じるシャッタ機構のシャッタ閉動作において、所定負荷トルクで滑りを発生するトルク伝達手段を介し、回転駆動されるベルトに前記シート部材の先端部を案内させ、シート部材面に前記トルク伝達手段に発生する所定負荷トルクと釣合う張力を発生させながら、シート部材を巻き戻すシート部材巻き戻し機構を有する搬入出用ポート。
【請求項６】
前記シャッタが、ラックの取付けられた板部材と、回転軸にピニオンが軸止された駆動モータから構成され、駆動モータおよびラックとピニオンの噛合いにより前記板部材を上下方向にスライド可能な搬入出用ポート。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００５−２７７３２６（Ｐ２００５−２７７３２６Ａ）
【公開日】平成１７年１０月６日（２００５．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−９２１８６（Ｐ２００４−９２１８６）
【出願日】平成１６年３月２６日（２００４．３．２６）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ケーブルベア
【出願人】（３０２０５９２７４）アシスト シンコー株式会社 (146)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１７年１０月６日（２００５．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年３月２６日（２００４．３．２６）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ケーブルベア
【出願人】（３０２０５９２７４）アシスト シンコー株式会社 (146)
【Ｆターム（参考）】
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