JP4615015B2 - コンテナ搬送システム - Google Patents
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Description
[0001]
本発明は、高清浄な環境下で搬送され処理される基板等を収納するコンテナの搬送システムに関するものである。
背景技術
[0002]
一般に、LCDや半導体ウエハ等の基板は塵埃を嫌うため、その製造は高清浄な環境、いわゆるクリーンルームで行われる。このような製造工場では、薄膜形成前洗浄工程、薄膜形成工程、レジスト工程等の各種処理を行う複数の処理装置間で基板を運搬する必要があり、その搬送手段としてFOUP(Front Opening Unified Pod)とよばれるコンテナが用いられている。このコンテナは、内部の棚段上に25枚の基板を収納することができ、工場内を走行する自動搬送車(AGV(Automatic Guided Vehicle))、若しくは、工場の天井に敷設されたレールにつり下げられてモノレールのように走行するOHT(Overhead Hoist Transfer)で運搬される。
[0003]
各処理装置にはコンテナ載置台が備えられており、このコンテナ載置台と例えばAGVとの間でのコンテナの受け渡しは、処理装置若しくはAGVに備えられたロボット(ローダ・アンローダ)により行われている。また、コンテナ載置台上のコンテナから各処理装置への基板の搬送は、公知のスカラ型ロボットを用いて基板一枚毎に行われている。
[0004]
従来のコンテナ搬送装置の一例として、例えば特許文献1に記載のものがある。特許文献1に開示されているコンテナ搬送装置を、図11を参照して以下に説明する。このコンテナ搬送装置は、基板を収納したコンテナ110をロードするコンテナローダA1と、処理完了基板を収納するコンテナ110をアンロードするコンテナアンローダA2との間において、コンテナローダA1で空になったコンテナ110を移動、及び昇降動作させるコンテナ横行搬送ベース111を備えることで、複数のコンテナ110をロード/アンロードすることができ、コンテナ受け渡しのためにAGVを待たせることなく走行させることができる。
【0005】
近年は、必要なだけの少数の基板をコンテナ内に収納して生産ラインに流すことで、在庫を減らすことが望まれるようになってきている。この場合には、処理装置による処理時間が短くなるため、処理装置の前面にコンテナを載置しておけるようにコンテナ搬送装置を構成することで、待ち時間を発生させることなく処理装置に基板を供給することができる。これに対し、処理時間の長い処理装置の場合には、AGVから複数のコンテナを受け取って一時的に貯蔵できるようにコンテナ搬送装置を構成しておくことで、AGVを効率的に稼動させることができる。
【0006】
【特許文献1】
特開平8−167641号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献1のコンテナ搬送装置では、コンテナローダA1とコンテナアンローダA2との間に基板ロード用スタンドS1、バッファスタンドSB、及び基板アンロード用スタンドS2が1列に配設されており、所定の処理装置は基板ロード用スタンドS1と基板アンロード用スタンドS2の後方に配置される必要がある。そのため、隣接する処理装置間の間隔を大きくする必要がある等の、各装置の配置に大きな制約があるといった課題がある。
【0008】
また、コンテナをコンテナローダA1まで搬送したり、コンテナアンローダA2からコンテナを回収したりするのにAGVを用いる場合には、工場内を自由に走行可能なAGVとコンテナ搬送装置とを同期して動作させる必要があるため、コンテナ搬送に係わるすべての装置を一括して制御しなければならないといった課題がある。さらにAGVは、コンテナローダA1あるいはコンテナアンローダA2にコンテナを搬送したり回収したりするだけでなく、コンテナローダA1とコンテナアンローダA2との間でも移動する必要があり、AGVの移動範囲が広範囲となって、作業者の安全領域を確保するのが困難になる。
【0009】
一方、コンテナの運搬にOHTを用いる場合には、OHTが工場の天井部に取り付けられるため、その取り付け作業やメンテナンス作業等が困難になる。また、OHTの駆動部分と走行用のレールを処理装置等の上方に備えるため、上方から塵埃が降ってきてクリーンルームの清浄度が低下してしまうといった不具合も生じている。さらに、走行用のレールが工場内を循環するように配置されていることから、工場内のレイアウト変更や増設等の場合には、レールを敷き直すことが極めて困難となる。
[0010]
さらに、従来のコンテナ搬送装置では、その配置や構成が上記の通り大きく制約されることから、処理時間の短い処理装置に待ち時間が発生したり、処理時間の長い処理装置の前でAGVが長時間待たされたりするといった事態が発生しており、生産工程の遅延が生じるといった課題もあった。
[0011]
そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、処理装置の処理速度や配置構成等に応じてコンテナを好適に搬送できるコンテナ搬送システム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
【0012】
本発明のコンテナ搬送システムの第1の態様は、内部に基板を収納するコンテナを所定の受渡し位置と基板処理装置との間で搬送するコンテナ搬送システムであって、
前記コンテナを垂直方向に昇降させる昇降手段と水平な1方向に移動させる直線移動手段とを具備した搬送ロボットと、前記コンテナを1以上載置可能な載置台と、を備えたコンテナ搬送装置を一構成単位とし、 前記コンテナ搬送装置を縦方向又は横方向に隣接させて複数配列し、前記搬送ロボットのそれぞれが、少なくとも隣接する前記コンテナ搬送装置の前記載置台まで前記コンテナを搬送することができ、 前記複数のコンテナ搬送装置を同期させて隣接する前記コンテナ搬送装置間で前記コンテナを順次搬送することで、前記受渡し位置と前記基板処理装置との間で前記コンテナを搬送可能に構成されており、前記コンテナをいずれかの前記コンテナ搬送装置の載置台上に一時留置きし、別の前記コンテナを別の前記コンテナ搬送装置を用いて搬送させることで、コンテナの搬送順序を入れ替え可能に構成されている、ことを特徴とする。
【0014】
本発明のコンテナ搬送システムの他の態様は、内部に基板を収納するコンテナを所定の受渡し位置と基板処理装置との間で搬送するコンテナ搬送システムであって、前記コンテナを垂直方向に昇降させる昇降手段と水平な1方向に移動させる直線移動手段とを具備した搬送ロボットと、前記コンテナを1以上載置可能な載置台と、を備えたコンテナ搬送装置を一構成単位とし、 前記コンテナ搬送装置を縦方向又は横方向に隣接させて複数配列し、 前記搬送ロボットのそれぞれが、少なくとも隣接する前記コンテナ搬送装置の前記載置台まで前記コンテナを搬送することができ、 前記複数のコンテナ搬送装置を同期させて隣接する前記コンテナ搬送装置間で前記コンテナを順次搬送することで、前記受渡し位置と前記基板処理装置との間で前記コンテナを搬送可能に構成されており、前記載置台上に前記コンテナが1以上載置された前記コンテナ搬送装置の前記搬送ロボットを用いて、別の前記コンテナを上昇及び直線移動させて前記コンテナを飛び越えさせることで、前記コンテナの搬送順序を入れ替え可能に構成されていることを特徴とする。
[0015]
本発明のコンテナ搬送システムの他の態様は、前記搬送ロボットは、前記載置台上に前記コンテナを2以上積み重ね可能な高さまで上昇できる昇降手段を具備していることを特徴とする。
[0016]
[0017]
[0018]
[0019]
[0020]
[0021]
[0022]
[0023]
発明の効果
[0024]
本発明によれば、処理装置の処理速度や配置構成等に応じてコンテナを好適に搬送できるコンテナ搬送システムを提供することができる。本発 明のコンテナ搬送システムは、垂直方向と水平方向にコンテナを搬送可能な搬送ロボッ トを備えることから、隣接する装置の載置台にコンテナを容易に搬送させることが可能となる。
[0025]
また、本発明のコンテナ搬送システムによれば、処理装置の配置構成や処理速度等に対応してコンテナ搬送装置を柔軟に組み合わせることで、処理装置の効率を大幅に高めることが可能となる。また、生産ラインのレイアウト変更や増設にも 容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
[0026]
[図1]本発明のコンテナ搬送システムの一実施例を示す斜視図である。
[図2]搬送ロボットの一実施例を示す断面図である。
[図3]搬送ロボットの別の実施例を示す斜視図である。
[図4]搬送ロボットの別の実施例の回動伝達手段を示す断面図である。
[図5]搬送ロボットの保持手段を示す側面図である。
[図6]本発明のコンテナ搬送システムの一実施例を示す平面図である。
[図7]本発明のコンテナ搬送システムの別の実施例を示す平面図である。
[図8]搬送ロボットの動作を示す側面図である。
[図9]積み重ねられたコンテナが搬送ロボットにより搬送される状態を示す側面図である。
[図10]本発明のコンテナ搬送システムのさらに別の実施例を示す平面図である。
[図11]従来のコンテナ搬送装置を示す側面図である。
符号の説明
[0027]
1 コンテナ搬送装置
2 搬送ロボット
3 コンテナ
4 載置台
5 基板搬送装置
7 処理装置
8 ロードポート
9 ステージ
10 昇降手段
11 筐体
12 直動案内手段
13 ネジ軸
14 モータ
15 可動部材
16 第一アーム
17 第二アーム
18 アーム体
19 プーリ
20 軸受け
21 ベルト
22 回動軸
23 コンテナ保持手段
24 第一連結部材
25 第二連結部材
26 回動伝達手段
28 筐体
29 第三連結部材
30 第四連結部材
31 回転支軸
32 歯車
33 保持手段の筐体
34 ロータリーアクチュエータ
35 回動支軸
36 連結部材
37 保持部材
40 AGV
100 コンテナ搬送システム
110 コンテナ
111 コンテナ横行搬送ベース
発明を実施するための最良の形態
[0028]
本発明のコンテナ搬送システムは、高い清浄環境下(クリー ンルーム等)で物品を移動・処理する工程に適用可能であり、以下では電子部品で あるLCDの基板を搬送する例を用いて本発明のコンテナ搬 送システムを説明する。
[0029]
図1は、本発明の好ましい実施の形態におけるコンテナ搬送システムを示す斜視図である。本実施形態のコンテナ搬送システム100は、8台のコンテナ搬送装置1(1a〜1h)を組み合わせて構成されている。各コンテナ搬送装置1は、搬送ロボット2(2a〜2h)とコンテナ3を載置するための載置台4(4a〜4h)を備えている。
[0030]
コンテナ搬送システム100の後方には、コンテナ3内に収納された基板を各種処理装置7に搬送するための基板搬送装置5(5a、5b)が配設されている。基板搬送装置5には、搬送ロボット2で運搬されたコンテナ3を載置するためのステージ9と、コンテナ3の蓋を開錠する(図示しない)機構とを有するロードポート8(8a、8b)が備えられている。本実施形態のコンテナ搬送システム100では、基板搬送装置5aの前方にコンテナ搬送装置1c〜1eが、また基板搬送装置5bの前方にコンテナ搬送装置1f〜1hが、それぞれ縦向き(基板搬送装置5の正面に対し直角の向き)に並列して置かれており、さらにコンテナ搬送装置1c〜1eの前方にコンテナ搬送装置1aが、またコンテナ搬送装置1f〜1hの前方にコンテナ搬送装置1bが、それぞれ横向きに縦列して置かれている。
[0031]
コンテナ搬送装置1a〜1hを上記のように配設することにより、搬送ロボット2a、2bはコンテナ3を載置台4a、4bの横方向(長手方向)に移動させることができ、搬送ロボット2c〜2hはコンテナ3を載置台4a、4bと基板搬送装置5との間で移動させることができる。搬送ロボット2aは、並列する搬送ロボット2b〜2eが保持できる位置までコンテナ3を移動させることができ、同様に搬送ロボット2bは、並列する搬送ロボット2f〜hが保持できる位置までコンテナ3を移動させることができる。
【0032】
さらに、搬送ロボット2a、2bは、例えばそれぞれの載置台4a、4bの端部付近に停止したAGVからコンテナ3を搬送するのに用いることも可能である。従って、AGVに搬送ロボットを備える必要がなくなるため、AGVの載置台を広くしてより多くのコンテナを搬送できるようにすることが可能となる。
【0033】
つぎに、搬送ロボット2の内部構造の一実施例を、図2に示す断面図を用いて説明する。搬送ロボット2は、載置台4の横に設置された昇降手段10とアーム体18とから構成されている。昇降手段10は、コンテナ搬送装置1の筐体11に取り付けられた直動案内手段12と、筐体11の下部に取り付けられたモータ14aと、モータ14aに連結されたネジ軸13と、ネジ軸13の回動によって昇降動作する可動部材15とから構成されている。モータ14aの回動によってネジ軸13が回動し、これにより可動部材15が昇降する構造となっている。
【0034】
また、アーム体18は、第一アーム16と第二アーム17とを有しており、第一アーム16の一方端が可動部材15に固定されたモータ14bに連結されている。また、モータ14と同心状に可動部材15に固定されたプーリ19aを備えている。第一アーム16の他方端付近には、軸受け20を介して回動可能にプーリ19bが備えられており、プーリ19aとプーリ19bとの間にベルト21aが掛けられている。第二アーム17の一方端はプーリ19bの回動軸22(連結部)に固定されており、第二アーム17の内部には、第一アーム16と同様にプーリ19c、19dとベルト21bが備えられている。プーリ19cは回動可能に第二アーム17に取り付けられており、第二アーム19の他方端付近に回動可能に取り付けられたプーリ19dは、保持手段23に固定されている。保持手段23は、プーリ19dの回動に従って軸受け20を介して第二アーム17に対して回動可能となっている。
【0035】
上記構成のアーム体18では、モータ14bの回動によって第一アーム16が回転し、それとともにベルト21aがプーリ19aを逆方向に移動し、これによりプーリ19bがモータ14bの回転とは逆方向に回転する。プーリ19bの径はプーリ19aの径の半分に設定されており、プーリ19bはモータ14bの回転の2倍だけ逆方向に回転する。これにより、第二アーム17は、第一アーム16とは逆方向に2倍回転することになる。同様の構成でプーリ19c、19d、及びベルト21bが連結されることで、コンテナ保持手段23を水平に維持することが可能となる。
【0036】
搬送ロボット2に備えられたアーム体18の別の実施例を、図3に示す斜視図を用いて以下に説明する。可動部材15には、第一連結部材24と第二連結部材25の各一方端が、それぞれ回動可能に取り付けられている。また、第一連結部材24と第二連結部材25の他方端には回動伝達手段26(連結部)が取り付けられている。連結部材24、25、可動部材15、及び回動伝達手段26の筐体28とでリンク機構が形成されており、可動部材15に取り付けられたモータ14の作動により第一連結部材24が回動し、これに連動して他の部材も回動する。同様にして、第三連結部材29、第四連結部材30、回動伝達手段26、及びカセット保持手段23とでリンク機構が形成されており、第一連結部材24に連動して回動するように構成されている。
【0037】
図4は、図3に示した回動伝達手段26の構造を示す断面図である。連結部材24、25、29、30の回動支軸31a〜31dは、軸受け20を介して回動可能に回動伝達手段26に取り付けられている。回動支軸31aと31dの先端には歯車32a、32bが備えられており、両者が互いに嵌合することで、第一連結部材24の回動が第四連結部材30に逆回転方向の同じ速度で伝達される。これにより、モータ14を回動させることで連結部材24、25と連結部材29、30とを相対的に逆方向に回動させることができ、これに伴ってカセット保持手段23を、図3の図面上左右に移動させることができる。
【0038】
上記の通り、搬送ロボット2は、鉛直面内で回動可能なアーム体18を備えることで、コンテナ3を直線状に移動させるようにすることができることから、作業者がアーム体18の移動範囲を回避して作業することが容易となり、作業の安全領域を容易に確保することができる。
【0039】
搬送ロボット2に備えられたコンテナ保持手段23の一実施例を、図5を用いて以下に説明する。例えば第二アーム17の先端に取り付けられたコンテナ保持手段23は、その筐体33上にロータリーアクチュエータ34(本実施例では、エアシリンダにより支軸が回動可能となるエアアクチュエータ)が取り付けられており、その回動支軸35には連結部材36の中央部が固設されている。連結部材36は、2枚の部材が回動可能に連結されて構成されており、その両端には保持部材37a、37bの一方端が回動可能に連結されている。この保持部材37a、37bは、筐体33に回動可能に取り付けられおり、ロータリーアクチュエータ34の作動により、筐体33に固定された部分を支点に回動することができる。これにより、保持部材37a、37bの他方端同士が接近したり離れたりすることで、コンテナ3を保持することが可能となる。
[0040]
つぎに、コンテナ搬送装置を複数配設して構成される本発明のコンテナ搬送システムについて、コンテナ搬送装置が好適に配置された実施例を図面を用いて以下に説明する。
[0041]
図6は、コンテナ搬送装置1の配置を図1に示したコンテナ搬送システム100と同様の構成とした実施例の平面図である。すなわち、前面に縦列して配置されたコンテナ搬送装置1a、1b等で、コンテナ3を横方向(図上上下方向)に移動させることが可能となり、コンテナ搬送装置1a、1bと基板搬送装置5との間に縦方向に配置されたコンテナ搬送装置1で、コンテナ3をコンテナ搬送装置1a、1bと基板搬送装置5との間で移動させることが可能となる。
[0042]
本発明のコンテナ搬送システムの別の実施例を図7に示す。図7に示すコンテナ搬送システムでは、図6に示したコンテナ搬送装置1の載置台4 がすべて2つ以上のコンテナ3を載置できるのに対して、本実施例では1つのみ載置できるコンテナ搬送装置1kを備えている。また、コンテナ搬送装置1cに隣接して配 設されたコンテナ搬送装置1i、1jの端部付近には、AGV40が停止しており、AGV 上に載置されているコンテナ3xを保持して載置台4i、4jへと搬送することができる。
[0043]
本実施例のコンテナ搬送装置1jには3台の搬送ロボット2が備えられており、またAGV40も複数のコンテナ3を載置できる載置台を有している。これにより、3台の搬送ロボット2を用いて、AGV40とコンテナ搬送装置1i、1jとの間で、複数のコンテナ3を同時に受け渡しすることが可能となる。コンテナ搬送装置1が搬送ロボット2を備えていることから、AGV40が搬送ロボットを備える必要がなくなり、AGV40に複数のコンテナ3を載置できる載置台を備えるようにすることができる。なお、コンテナ搬送措置1の載置台4を一時貯蔵できるように内部をミニエンバイロメント(より高清浄な環境)とすることもできる。
[0044]
コンテナ搬送装置1は、昇降手段と直線移動手段を有する搬送ロボット2 を備えていることから、載置台4上に複数のコンテナ3が載置されている場合でも、並んだ順にコンテナ3を搬送させる必要は必ずしもなく、例えば図8に示すように、コンテナ3の搬送する順番を変更することも可能である。図8に示す側面図では、載置台4上に2つのコンテナ3aと3bが載置されており、ロードポート8側のコンテナ3aよりコンテナ3bが優先してロードポートへ搬送される場合の手順を示している。
[0045]
図8(a)は、搬送ロボット2がコンテナ3bの上部を保持した状態を示している。図8(b)は、昇降手段10を作動させてコンテナ3bを持ちあげた状態を示している。図8(c)は、アーム体18を作動させて、ロードポート8のステージ9の上方にコンテナ3bを移動した状態を示している。図8(d)は、昇降手段10を作動させてコンテナ3bを降下し、ステージ9上に載置した状態を示している。
[0046]
上記のように、コンテナ3の搬送する順番を変更することが可能となることから、基板の製造工程において、後から製造ラインに投入されたコンテナ3を、先に投入されたコンテナ3を追い越して先に処理させることが可能となることから、各種処理を迅速に行えるようにすることが可能となる。
[0047]
また、コンテナ搬送装置1によれば、昇降手段と直線移動手段を用いることで、例えば図9に示すように、複数のコンテナ3を載置台4上に積み重ねて載置させることも可能である。あるいは、積み重ねて載置された複数のコンテナ3を、上部のコンテナ3から順に搬送させることも可能である。
[0048]
本発明のコンテナ搬送システムのさらに別の実施形態を図10に示す。本実施形態のコンテナ搬送システムは、搬送ロボット2と、搬送ロボット2を挟んで両側に2台の載置台4を備えている。本実施例の搬送ロボット2は、昇降手段と直線移動手段に加えて、さらにコンテナ3を水平方向に回転可能な回動手段を備えている。
[0049]
図10に示す実施例では、コンテナ搬送システムを挟んで両側に3台ずつの基板搬送装置5が配設されている。2台の載置台4はそれぞれ、3台ずつの基板搬送装置5と対向してコンテナ3を受け渡しできるだけの長さを有している。本発明のコンテナ搬送システムを図10のように構成することにより、1台の搬送ロボット2で、6台の基板搬送装置5と載置台4との間でコンテナ3を搬送させることが可能となる。
[0050]
上記説明のように、本発明のコンテナ搬送システムは、載置台と少なくとも1つの搬送ロボットとからなるコンテナ搬送装置を、クリーンルームの床上に複数併設することで生産ラインのレイアウト変更や増設に容易に対応でき、メンテナンス作業も容易に行うことができる。また、コンテナ内に少量の基板を収容して多量のコンテナを生産ラインに流した場合でも、AGVを待たせることなく各種処理装置にコンテナを搬送させることができる。
[0051]
なお、本発明のコンテナ搬送システムでは、可動部分をシールすることで、塵埃の発生を低減させることは容易に可能である。
[0052]
なお、本実施の形態における記述は、本発明に係るコンテ ナ搬送システムの一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態におけるコンテナ搬送システムの細部構成及び詳細な 動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
[0053]
本明細書は、2005年7月1日出願の特願2005−193804に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
産業上の利用可能性
[0054]
この発明は、移動及び処理が高い清浄環境の下で実施される必要がある物品のいずれにも容易に適用できる。
Claims (3)
- 内部に基板を収納するコンテナを所定の受渡し位置と基板処理装置との間で搬送するコンテナ搬送システムであって、
前記コンテナを垂直方向に昇降させる昇降手段と水平な1方向に移動させる直線移動手段とを具備した搬送ロボットと、前記コンテナを1以上載置可能な載置台と、を備えたコンテナ搬送装置を一構成単位とし、
前記コンテナ搬送装置を縦方向又は横方向に隣接させて複数配列し、
前記搬送ロボットのそれぞれが、少なくとも隣接する前記コンテナ搬送装置の前記載置台まで前記コンテナを搬送することができ、
前記複数のコンテナ搬送装置を同期させて隣接する前記コンテナ搬送装置間で前記コンテナを順次搬送することで、前記受渡し位置と前記基板処理装置との間で前記コンテナを搬送可能に構成されており、
前記コンテナをいずれかの前記コンテナ搬送装置の載置台上に一時留置きし、別の前記コンテナを別の前記コンテナ搬送装置を用いて搬送させることで、コンテナの搬送順序を入れ替え可能に構成されている、
ことを特徴とするコンテナ搬送システム。 - 内部に基板を収納するコンテナを所定の受渡し位置と基板処理装置との間で搬送するコンテナ搬送システムであって、
前記コンテナを垂直方向に昇降させる昇降手段と水平な1方向に移動させる直線移動手段とを具備した搬送ロボットと、前記コンテナを1以上載置可能な載置台と、を備えたコンテナ搬送装置を一構成単位とし、
前記コンテナ搬送装置を縦方向又は横方向に隣接させて複数配列し、
前記搬送ロボットのそれぞれが、少なくとも隣接する前記コンテナ搬送装置の前記載置台まで前記コンテナを搬送することができ、
前記複数のコンテナ搬送装置を同期させて隣接する前記コンテナ搬送装置間で前記コンテナを順次搬送することで、前記受渡し位置と前記基板処理装置との間で前記コンテナを搬送可能に構成されており、
前記載置台上に前記コンテナが1以上載置された前記コンテナ搬送装置の前記搬送ロボットを用いて、別の前記コンテナを上昇及び直線移動させて前記コンテナを飛び越えさせることで、前記コンテナの搬送順序を入れ替え可能に構成されていることを特徴とするコンテナ搬送システム。 - 前記搬送ロボットは、前記載置台上に前記コンテナを2以上積み重ね可能な高さまで上昇できる昇降手段を具備していることを特徴とする請求項1または2に記載のコンテナ搬送システム。
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