CN113345823A - 具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有载体内部污染管理功能的自动搬运系统。具体讲，在自动搬运系统的所有位置实时对搬运包括半导体用晶圆或者LCD基板等加工材料的载体内部污染状态进行管理，使载体内部能够始终保持清洁状态，从而可以进一步提高通过载体移送加工材料的生产效率。

Description

具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统
技术领域
本发明涉及以下技术，即在自动搬送系统的所有位置实时对搬运包括半导体用晶圆或者LCD基板等加工材料的载体(carrier)的内部污染状态进行管理，使载体内部能够始终保持清洁状态，从而可以进一步提高通过载体移送的加工材料的生产效率。
背景技术
一般来说，在半导体元件或液晶显示器等的制造工艺中，都会使用自动搬送系统(Automated Material Handling System：AMHS)将加工材料向各个制造工序的工艺设备移送，相关加工材料经由各个制造工序进行制造。
这种自动搬送系统利用无人移送车辆，其目的在于将收纳有半导体基板或液晶面板等加工材料的载体向设置在制造工序线上的各个工艺设备移送，然后再对相关工艺设备中完成工序的加工材料重新收纳，向下一个工艺设备移送。
无人移送车辆根据移动方式的不同，包括：依靠车轮自动行驶的AGV(自动导引车；Automated Guided Vehicle)、沿着设置在地面的导轨行驶的RGV(轨道式导引车；RailGuided Vehicle)、沿着设置在顶棚上的导轨行驶的OHT(空中走行式无人搬送车；OverheadHoist Transport)。这些无人移送车辆分别利用车体上的车轮或者沿着设置在地面的导轨或设置在顶棚上的导轨移动到相应工艺设备后，再使用作业臂或升降机(hoist)及手将载体向相应工艺设备搬送/搬入。
另外，最近半导体产业基于先进的技术生产出高附加值的产品，同时为确保产品具有持续竞争力而不断开展生产技术的研发。
主要半导体产品已经从几年前开始具有纳米尺寸图形(pattern)，且用于产品生产的晶圆尺寸也以300mm作为主流，针对制造环境污染度管理的效率确保的要求呈增加趋势。此外，从使用300mm晶圆的工序开始，为了工序间晶圆移送或者保管等而使用FOUP(正面开口标准箱；Front Opening Unifi ed Pod)。FOUP(以下称为“载体”)是随着晶圆的大口径化和图形的细微化而保持晶圆暴露环境清洁，由此防止发生不良情况且为了实施高效生产而引入的。
但是，引入FOUP的自动搬送系统也报告有以下事例，即，在经过几十道工序使用的大量化学与工艺气体残留在晶圆上的状态下流入载体内，对载体内的空气造成污染，并吸附在载体材质上，从而引发不良情况。
特别是，如果自动搬送系统中有一个载体受到污染，该载体在向多个位置移动的过程中就会产生将污染扩散的作用，从而就会发生涉及所有工序线的污染。
因此，采用以下方法，即，在用于将载体安放在工艺设备上而安装的搁板上设置有惰性气体供应及排气模块，从而向载体内注入惰性气体。为此，就需要对载体的内部状态进行准确测定。
据在先文献1与在先文献2中记载，在载体内部配备有各种传感器，用于确认载体内部状态。在这种情况下，为了向传感器及通信部等装置供应电源，在载体内部配备有电池。
但是，在在先文献1与在先文献2等记载的自动搬送系统中，如果配备在载体内部的电池电压降低，传感器就不能正常工作，从而无法获取准确的载体内部状态信息，这个错误情况难以确认。如果达到了寿命年限，为了对电池进行充电或者进行更换，操作人员就必须将载体的门打开进行操作，这样比较繁琐。
特别是，最近像半导体工厂那样，在一个工厂里使用数万个载体的环境下，用这种电池电源供应方式对载体进行管理需要消耗大量的费用与时间，因此实际应用于半导体工厂存在大的问题。
在先技术文献
专利文献
1、韩国注册专利第10-1565091号(名称：半导体工艺污染监视用晶圆移送装置)
2、韩国公开专利第10-2019-0051385号(名称：晶圆内置容器用清洗搁板上的吹扫气体泄漏检查设备)
发明内容
所要解决的技术问题
本发明就是考虑上述情况而研发的，本发明的一个技术目的在于，提供一种具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，将用于驱动配备在搬运加工材料的载体内部的传感器单元的驱动电源采用无线充电方式供应，从而能够使传感器单元的大小更加小型化，使收纳于载体内部的加工材料个数不受限制，可以设置多个传感器单元。
另外，本发明的另一个技术目的在于，提供一种具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，在自动搬送系统的所有位置实时对这种载体内部的污染状态进行管理，使载体内部始终保持清洁状态，从而可以进一步提高通过载体移送的加工材料的生产效率。
解决技术问题的方法
为了实现上述目的，依据本发明的一个侧面，本发明提供的具有载体内部的污染管理功能的自动搬搬送系统，是一种收纳加工材料的载体以装载到无人移送车辆上的状态通过轨道将位置移动到工具缓冲器、储物器(stocke r)、装载端口中至少一个工艺设备的过程中、对加工材料执行一连串的工序，并且该工序设备上配备有用于安放载体的板(plate)的自动搬送系统，其特征在于，该自动搬送系统包括：至少一个状态检测传感器，其配置在载体内部或外部，对包括载体内部的污染程度在内的载体内部状态进行检测；载体接口，其配置在载体内部或外部，在载体安放到板上的状态下，将从所述状态检测传感器获得的载体状态值通过与该板的载体控制器通信进行传输；载体控制器，其包含控制器接口和载体控制单元，所述控制器接口配置在所述板上，通过与所述载体接口通信获得载体状态值，所述载体控制单元生成包含通过控制器接口获得的载体状态值与载体当前位置信息的载体管理信息，并向服务器侧输出；以及服务器，其以通过载体控制器提供的载体管理信息为根据对该载体的内部污染状态进行分析。
另外，本发明提供的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，所述载体接口配备有RFID标签，所述控制器接口配备有RFID读取器，相互间可以执行RFID通信。所述载体接口配备有智能传感器，其对通过RFID标签从控制器接口接收的RF信号进行充电而生成驱动电源，同时将从所述状态检测传感器接收的载体状态值记录到已存储有载体ID的传感器内存的其它存储区域，并将包含通过RFID标签存储到传感器内存中的载体ID或载体状态值中一个以上的标签信息输出。所述RFID读取器配置在板上，在将RF信号向所述智能传感器的RFID标签输出的同时，通过进行RFID通信对标签信息进行判读。
另外，本发明提供的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，所述板与用于将N2气体向载体内部供应及排出的气体供应设备连接，所述服务器基于载体内部的污染程度生成N2气体调节信息，并将其向所述载体所处板的载体控制器传输。所述载体控制器通过载体控制单元以从服务器侧接收的N2气体调节信息为根据对与所述板连接的气体供应设备进行控制，并对载体内部的N2气体环境进行调节。
另外，本发明提供的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，所述载体在内部形成有用于收纳加工材料的加工材料收纳部，所述智能传感器配置在形成有加工材料收纳部的载体内部的空着的空间，在安放到板上时，配置在与设置在板上的RFID读取器天线邻近的位置。
另外，本发明提供的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，所述智能传感器在其内部追加配备有检测载体内部状态的测定传感器，将通过测定传感器测定的载体状态值存储到传感器内存中已设定的存储区域内。
另外，本发明提供的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，所述智能传感器针对状态检测传感器提供无线充电功能，所述状态检测传感器利用通过智能传感器无线充电的电力进行驱动，同时通过与智能传感器执行无线通信传输载体状态值。
另外，本发明提供的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，配备在所述智能传感器上的RFID标签与配备在板上的RFID读取器相互间通过标签天线与读取器天线执行RFID通信，利用第1频率执行数据通信及电力传输，利用第2频率执行电力传输。
另外，本发明提供的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，利用多个标签天线和与之一对一对应的多个读取器天线执行RFID标签与RFID读取器之间的RFID通信，第1标签天线与第1读取器天线执行数据通信与电力传输，其余标签天线与读取器天线只执行电力传输。
另外，本发明提供的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，所述载体控制器追加配备有：配置在板的一侧面，当安放载体时输出载体检测信号的载体检测传感器，以从所述载体检测传感器施加的载体检测信号为根据与载体接口进行通信。
另外，本发明提供的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，所述服务器以载体ID为基准存储包含载体状态值与位置信息的载体管理信息，并利用其判断一定标准以上的污染程度以一定频率以上出现的载体更换时机及是否执行关于该载体的下一道工序。
另外，本发明提供的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，所述载体控制单元以N2气体调节信息的接收为根据从载体接口收集载体状态信息，为了基于当前的载体状态值将载体内部压力控制在最佳状态，而控制供应N2气体或者将N2气体排出。
另外，本发明提供的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，如果所述载体内部追加配置有状态检测传感器，所述服务器将为确保与追加的状态检测传感器联动而更新的智能传感器运转程序通过载体控制器向各个智能传感器传输并进行安装，所述智能传感器根据更新的智能传感器运转程序与配置在载体内部的所有状态检测传感器进行通信。
另外，本发明提供的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，如果所述载体控制器的程序进行了改进，所述服务器就将更新的载体控制器运转程序向载体控制器传输并进行安装，然后所述载体控制器根据更新的载体控制器运转程序进行运转。
另外，本发明提供的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，与所述板一对一对应配备有载体控制器，所述载体控制器将载体控制器固有ID作为当前载体位置信息通过RFID读取器记录到智能传感器的RFID标签中，从RFID标签接收包含从以前到当前为止的载体移动信息即载体位置信息的标签信息并将其作为载体管理信息向服务器传输。
发明的效果
依据本发明，不仅可以对所有工序线上的载体内部状态进行监视，而且能够基于载体内部状态值对载体的内部气体环境实施有效控制，并根据载体内部污染程度判断是否执行后续工序，从而使加工材料的工艺环境始终保持清洁状态的同时使用自动搬送系统。由此，可以通过自动搬送系统进一步提高完成工序的加工材料的品质及生产效率。
另外，通过配备在载体内部的传感器单元能够以非接触方式供应电源，由此可以使用于载体内部状态检测装置的空间达到最小化，从而可以在不限制通过现有载体收纳的加工材料数量的情况下容易地对载体内部状态进行监视。
另外，如果追加有用于检测载体状态的传感器，通过无线方式更新用于追加的传感器联动的程序，从而可以提高传感器扩展自由度。
附图说明
图1是显示依据本发明第1实施例的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统的概略性构成的示意图；
图2是通过示例显示配备有用于本发明工艺设备的自动搬送系统示意图；
图3是对图1及图2所示载体100与载体控制器200的结构进行说明的示意图；
图4是将图3所示智能传感器120内部构成进行功能性分离并进行说明的组件构成图；
图5是通过示例显示图4所示传感器内存124存储区域的示意图；
图6是将图3所示载体控制器200的内部构成进行功能性分离显示的组件构成图；
图7是对智能传感器120与载体控制器200的RFID通信结构进行说明的示意图；
图8是对具有图1所示载体内部的污染管理功能的自动搬送系统的运转进行说明的示意图；
图9是对依据本发明第2实施例的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统的构成进行说明的示意图；
图10是对图9所示载体控制单元230内部构成进行说明的示意图。
附图标记说明
100：载体(carrier) 110：状态检测传感器
120：智能传感器 200：载体控制器
210：RFID读取器 220：载体检测传感器
230：载体控制单元 300：载体管理器
400：服务器
10：工具缓冲器(Tool buffer) 20：储物器(Stocker)
30：装载端口(Load Port) 40：无人移送车辆
S：存储单元 P：板
具体实施方式
本发明记载的实施例及附图所示构成只是本发明的优选实施例，并不完全体现本发明的技术思想。因此，本发明的权利范围并不受本文介绍的实施例及附图限制。即实施例可以进行多种变更并具有多种形态。所以，应当理解为本发明的权利范围应当包含能够实现技术思想的等同物。另外，本发明中提出的目的或效果并不意味着特定实施例将其全部包含在内或者只包含这种效果。因此，应当理解为本发明的权利范围并不受其限制。
除非另有定义，这里使用的所有用语具有与掌握本发明所属技术领域一般知识的人员通常理解的意思相同的含义。通常使用的词典中定义的术语含义与相关技术的文理上具有的意义相同，本发明中不能解释为具有并未明确定义的理想或者过度表现的形式意义
图1是显示依据本发明第1实施例的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统的概略性构成的示意图。
参照图1可知，依据本发明的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，包括：载体100、载体控制器200、服务器400，还可以根据自动搬送系统的规模在载体控制器200与服务器400之间追加配备载体管理器(carrier manager)300，载体管理器300与由互不相同的多个载体控制器200构成的载体控制器组进行通信，多个载体管理器300通过服务器与互不相同的载体控制器组连接。例如：第1载体管理器300-1可以与工具缓冲器(图2中的10)的载体控制器200连接，第2载体管理器300-2可以与储物器(图2中的20)的载体控制器200连接。
如图2所示，构成自动搬送系统的工艺设备一般包括：工具缓冲器(ToolBuffer)10、储物器(Stocker)20、装载端口(Load Port)30、无人移送车辆40，载体100以装载到无人移送车辆40上的状态通过轨道1移动，从而可以将工序位置变更至工具缓冲器10或者储物器20、装载端口30。
载体100执行将包含半导体用晶圆或者LCD基板等的加工材料与外部环境阻断并进行搬运的功能。在本发明中，载体100基本上具备：至少一个状态检测传感器，其配置在载体100内部或外部，对包括载体内部污染程度的内部状态进行检测；载体接口，在载体100安放在工序位置的状态下，将该状态检测传感器检测的载体状态值向载体控制器200发送。
这时，在载体接口安放到工序位置的板上的状态下，利用有线及无线通信与配置在该板上的载体控制器200将测定的载体状态值进行汇总。即配备在载体100上的载体接口带有RFID标签，可以与载体控制器200进行RFID通信，同时将通过与载体控制器200进行RFID通信接收的电力进行充电，由此可以对包括配备在载体内部的自身在内的各种装置进行驱动。
载体控制器200配备在除无人移送车辆40之外的工艺设备上，即分别配备在图2中的工具缓冲器10、储物器20、装载端口30以及包含其它对FOUP进行保管或者对搬送物进行处理的装置的工艺设备上。
这些工艺设备分别配备有板P，该板P用于安放载体100并提供支撑，与向载体100内侧供应N2气体或者将载体100内侧的气体排出的气体调节单元连接。在这种情况下，工具缓冲器10与储物器20作为用于保管载体100的设备，构成为用于收纳一个载体100的存储单元S配备多个的形态，板P按照与各个存储单元S一对一对应的方式配置。
另外，载体控制器200配备有用于和安放在与自身连接的板P上的载体100通信的控制器接口，将包含通过控制器接口与载体100通信获得的载体ID与载体状态值及安放该载体100的位置信息在内的载体管理信息向上位系统即载体管理器300或服务器400传输。在这种情况下，载体位置信息可以是安放该板P的设备或存储单元的固有ID或者板的固有ID。另外，所述控制器接口可以与载体接口对应配备有线或无线通信模块。优选地，可由执行RFID通信并对从载体100获得的标签信息进行判读的RFID读取器构成。
另外，载体控制器200与载体管理器300可以使用包含工业用以太网即控制自动化技术用以太网(EtherCAT,Ethernet for Control Automation Technology)的现场总线(Field bus)进行通信，载体管理器300可以通过局域网与服务器400连接。
另外，载体控制器200对应从上位系统(载体管理器或服务器)发出的请求对与板P连接的气体供应设备进行控制，从而执行使N2气体向载体100内部供应或者将载体100内部的气体排出的动作。
载体管理器300相对各个自动搬送设备至少配备一个，与位于自身管辖的自动搬送设备上的多个载体控制器200进行通信。载体管理器300将从载体控制器200接收的载体管理信息向其上位系统即服务器400传输，将从服务器400接收的N2气体调节信息向该载体控制器200传输。在这种情况下，载体管理器300将自身的固有ID附加于载体管理信息中向服务器400传输。
服务器400将从载体控制器200或载体管理器300接收的载体管理信息以载体ID为基准进行重新整理，按照不同的载体ID将载体状态值与位置信息包含在内，并将载体管理信息存储到数据储藏处中，然后以其为根据执行载体的污染管理。在这种情况下，数据储藏处中存储有用于污染管理的各种信息，包含：构成该自动搬送系统的工艺设备的位置信息；与载体污染值对应的气体供应量及排放量。
例如：服务器400能够与载体状态值对应决定N2气体供应量或内部气体排放量。另外，服务器400以例如内部温度、湿度、颗粒信息的各个载体累积存储的状态值为根据来生成包含污染发生频率、污染发生位置的污染分析信息，并以其为根据决定一定标准以上的污染程度以一定频次以上出现的载体的更换时机及是否执行相应载体的下一道工序。特别是，针对具有一定标准以上污染值的载体使其中断执行下一道工序，从而可以防止污染物流入其它工艺设备及其它载体。
下面，将用载体100与载体控制器200执行RFID通信的构成进行说明。
图3是对图1及图2所示载体100与载体控制器200的结构进行说明的示意图。
参照图3可知，载体100在安放在板P上的状态下可与载体控制器200进行RFID通信。
载体100在主体101内部形成有用于收纳加工材料(例如：晶圆)的晶圆收纳部102，在晶圆收纳部102周边的空着的空间配备有由至少一个状态检测传感器(sensor#1、sensor#2、sensor#n)110和载体接口(以下称：智能传感器120)构成的传感器单元。在这种情况下，在智能传感器(smart sensor)120内也配备有用于状态检测的测定传感器，根据不同情况，如果需要在特定位置设置状态检测传感器110，状态检测传感器110就可以追加配置在载体100内部或外部。
状态检测传感器110用于检测载体100内部状态，包含温度传感器、湿度传感器、加速度传感器、颗粒传感器、倾角传感器中至少一种传感器。在这种情况下，各个状态检测传感器110利用从所述智能传感器120通过无线充电获得的电力生成驱动电源，并以其为基础执行固有的状态检测操作。这种状态检测传感器110包括：与智能传感器120进行无线通信的无线收发模块；与智能传感器120联动执行无线充电功能，同时将充电的电力转换为运转电源的电源模块；执行用于检测载体内部状态的固有感应功能的测定模块；以及存储包含相应传感器ID的运转算法信息的存储器。在本发明中，状态检测传感器110也可以通过有线方式与智能传感器120连接。
智能传感器120配置在主体101内部底面，优选地，其在与位于板P上的RFID读取器210的读取器天线邻近的位置正对配置。
这种智能传感器120利用从RFID读取器210的读取器天线接收的RF信号进行电力充电，并将充电的电力作为自身及状态检测传感器110的驱动电力供应。
另外，智能传感器120将从智能传感器120内部的测定模块(图4中的125)或状态检测传感器110接收的载体状态值记录到RFID标签的已设定存储区域，并将包含载体状态值的标签信息通过无线方式向载体控制器200传输。
另外，载体控制器200包括：RFID读取器210、载体检测传感器220、载体控制单元230。在这种情况下，RFID读取器210，更具体地，就是RFID读取器210的读取器天线(图6中的211)与载体检测传感器220配置在板P上，对载体控制器200的整体运转进行控制的载体控制单元230与读取器天线211及载体检测传感器220进行电连接。
在这种情况下，在板P上形成有吸气口H21和排气口H22，当载体100安放到板P上时就连通，吸气口H21将N2气体向该载体100内部供应，排气口H22将载体100内部的气体向外部排出。即，在与所述吸气口H21对应的载体100的一侧形成有吸气口H11，在与所述排气口H22对应的载体100的另一侧形成有排气口H12。这种吸气口与排气口的数量可以按照多种组合形成。例如：吸气口与排气口可以分别设置1个，也可以按照3个吸气口和1个排气口的方式组合。
另外，吸气口H21通过第1导管(pipe)与充装N2气体的气罐T及供应阀V1连接，排气口H22通过第2导管与排放阀V2连接。由此，载体控制器200对供应阀V1及排放阀V2进行调节，从而向载体100内部供应N2气体或者将存在于载体100内部的被污染气体向外部排出，通过控制使载体100内部保持清洁状态。
图4是将图3所示智能传感器120的内部构成进行功能性分离并进行说明的组件构成图。
参照图4可知，智能传感器120包括：带有标签天线121A和充电部121B的RFID标签121、传感器电源部122、无线处理部123、传感器内存124、测定传感器125、传感器控制部126。
RFID标签121就通过标签天线121A从RFID读取器210接收的RF信号利用充电部121B进行充电，从而作为电力利用。同时，再利用充电的电力将存储在传感器内存124中的ID信息及状态值通过标签天线121A进行无线发送。在这种情况下，RFID标签121通过充电部121B内的数据线分支与传感器控制部126连接。
传感器电源部122将通过RFID标签121获得的电力转换为DC电源，将其作为智能传感器120及状态检测传感器110的驱动电源进行供应。在这种情况下，传感器电源部122还可以追加配备充电电池，用于将通过RFID标签121获得的电力进行充电。
无线处理部123通过与状态检测传感器110执行低电力无线通信收集载体状态值。在这种情况下，无线处理部123与状态检测传感器110也执行RFID通信。由此，状态检测传感器110在没有单独的电池的情况下也能够获得驱动电源。
传感器内存124基本上在已设定的一定存储区域将载体ID进行固定存储，在未存储载体ID的其它存储区域追加存储载体状态值。例如：如图5所示，传感器内存124可以事先将第1、2页(page)分配为载体ID存储区域，将第3～N页分配为与状态检测传感器对应的状态信息存储区域。例如：可以将第3页设定为记录温度传感器值的区域，将第4页设定为记录湿度传感器值的区域，将第5页设定为记录倾角传感器值的区域。另外，传感器内存124还可以追加分配用于存储载体位置信息的位置信息区域。在这种情况下，记录在位置信息区域的位置信息可以通过载体控制器200记录。另外，存储在位置信息区域的载体位置信息作为与载体移动路径相关的信息，可以累积存储与从以前载体位置到当前载体位置对应的信息。
另外，传感器内存124分配有用于存储与智能传感器120运转相关信息的存储区域，在该存储区域内存储有包含智能传感器的运转程序在内的截至含有相应载体100的移动路径、连续的环境信息、异常环境发生时间及异常信息的工序结束为止载体相关的各种信息。在这种情况下，与智能传感器120运转相关的信息可以存储在单独的存储器内。
测定传感器125按照与所述状态检测传感器110相同的方法测定载体100的状态。
传感器控制部126将不同的所述状态检测传感器110及测定传感器125的各载体状态值记录到传感器内存124的已分配的状态信息存储区域内。在这种情况下，传感器控制部126将载体状态值覆盖写入到相应状态信息存储区域内，从而可以始终向载体控制器200提供载体的最近状态值。
图6是将图3所示载体控制器200的内部构成进行功能性分离显示的组件构成图。
参照图6可知，载体控制器200包括：包含读取器天线211和充电元件212及读取部213的RFID读取器210、载体检测传感器220、载体控制单元230。
RFID读取器210的读取器天线211位于板P的上面，通过读取器天线211将RF信号向RFID标签121进行无线送出。同时，将从与其联动的RFID标签121接收的载体状态信息通过读取部213进行判读。
载体检测传感器220位于板P的一侧面，判断载体100是否安放在板P上，如果已经安放了载体100，就输出载体检测信号。
载体控制单元230作为执行载体控制器200整体运转的装置，包括：通信部231、载体内存232、载体电源部233、载体控制部234。
通信部231可以与载体管理器300或服务器400收发载体污染管理相关的信息。在这种情况下，通信部231一般都配备有能进行菊花链(Daisy Chain)或环状(Ring)结构通信的通信模块，例如：配备有EtherCAT模块，由此能够与相邻载体控制单元230及载体管理器300进行实时通信。此外，还可追加包含无线通信模块或者串行通信模块中的一个以上。
在这里，工具缓冲器10或者储物器20等载体保管装置与无人移送车辆40输送载体时，无线通信模块通过包含按照半导体标准使用的E84或E23的通信方式收发I/O信号。另外，如果在智能传感器120上配备有无线通信模块，就能够从位于装载端口30的载体100的智能传感器120的无线通信模块接收载体内部的状态信息，并向上位系统即载体管理器300或服务器400无线传送数据。例如：无线通信模块可以使用2GHz或5GHz频带的WiFi频带。
另外，串行通信模块通过包括以太网在内的多种串行通信方式向上位系统即载体管理器300或服务器400传输数据。
另外，菊花链通信模块在工具缓冲器10或者储物器20等用于保管载体100的存储单元S按照一定个数以上的标准配置的大系统中利用一个通信线将一定个数以上的存储单元S通过菊花链(Daisy Chain)与顶棚连接，从而与载体管理器300或服务器400进行通信。这主要是考虑到，如果采用普通的星形接线方式连接一定个数以上的存储单元S，通信线就太多，安装到顶棚上存在不便。
载体内存232存储包含板P位置信息在内的载体状态信息报告及用于载体污染管理的各种信息。
载体电源部233从外部供应AC或DC电源生成在载体控制器200内部将要使用的DC电源。
载体控制部234从载体检测传感器220接收载体检测信号后，通过RFID读取器210收集载体状态信息，生成包含载体状态信息与当前载体位置信息的载体管理信息，并通过通信部231向上位系统传输。在这种情况下，载体控制部234收集存储在传感器内存124中的相应载体的以前移动信息即以前载体位置信息，生成将上述信息追加包含在内的标签信息，并向上位系统传输。
另外，载体控制部234基于从上位系统施加的载体气体调节信息对与相应的板P连接的供应阀V1或排放阀V2进行控制，从而将载体100内部的气体环境设定为清洁状态。
在这种情况下，载体控制部234实时收集载体内部的状态信息，并基于载体状态信息保持一定压力供应或者排出N2气体。另外，载体控制部234对随气体供应量的压力增加量进行分析，从而判断载体100的门(未图示)是否以完全密闭的状态位于主体101上，并将门的密闭状态向上位系统报告。另外，载体控制部234以倾斜值为根据识别载体100的安放角度，当载体100以一定的倾斜值发生偏离而没有正确地安放到板P上时，就不执行气体控制，并将其向上位系统报告，从而可以请求改变载体100位置。其目的在于，在载体100错误地位于板P上的情况下，为了以后向其它位置移动而无人移送车辆40想要抓住载体100时，防止由于抓的位置错误导致载体100受损，从而对生产线运行产生不良影响。
另外，在本发明中，如图7的(A)所示，配备在载体100内部的智能传感器120与载体控制器200之间的RFID通信结构基本上是通过配备在智能传感器120上的一根第1标签天线TL1和配备在板P上的一根第1读取器天线RL1执行RFID通信。在这种情况下，为了通过第1标签天线TL1充入更多的电力，在数据收发之外的区间持续进行RF电力传输。
但是，如果一根第1标签天线TL1和第1读取器天线RL1通过持续利用一个频率的RFID通信连续执行数据通信与充电操作，当相邻配置的RFID读取器210与智能传感器120进行数据通信时，就会引发频率干扰，从而产生错误。
为了防止出现这一问题，在图7的(A)所示结构中，为了在执行数据通信时利用第1频带送电并在执行电力传输时利用第2频带送电而连续执行RFID通信，从而解决执行数据通信时的频率干扰问题，并可以充入更加充足的电力。在这种情况下，可以通过第1频带同时执行数据通信与电力传输。
另外，本发明也可以配备有多根标签天线和与所述标签天线一对一对应的多根读取器天线，由此使智能传感器120与载体控制器200执行RFID通信。
即，在图7的(B)中显示了第1标签天线TL1及第2标签天线TL2与第1读取器天线RL1及第2读取器天线RL2的构成。在这种情况下，一根第1标签天线TL1与第1读取器天线RL1利用第1频带执行数据通信与电力传输，其余至少一根第2标签天线TL2与第2读取器天线RL2利用与第1频带不同频带的第2频带只执行电力传输。由此，智能传感器120在载体100安放到板P上的期间内就能够充入更多的电力。
另外，在图7的(A)或(B)所示结构中，利用第2频带的RFID通信在需要大容量电力的情况下可以追加使用。
接下来，参照图8对按照上述构成设置的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统的运转进行说明。下面将利用载体控制器200与服务器400直接进行通信的结构进行说明，虽然图中没有显示，但是载体控制器200与服务器400可以通过载体管理器300相互间进行通信。
首先，安放有加工材料的载体100通过无人移送车辆40沿着轨道1移动，当其位于工具缓冲器10与储物器20的各个存储单元S及装载端口40中的一个工艺设备上之后，就通过配置在安放有相应载体100的板P上的载体检测传感器220输出载体检测信号，然后载体控制单元230接收上述载体检测信号(ST110)。
载体控制单元230通过配置在安放有相应载体100的板P上的RFID读取器210以无线方式发送RF电力信号(ST120)。
通过RFID读取器210输出的RF电力信号施加至安放在相应板P上的载体100内的智能传感器120，更具体地，施加至RFID标签121。然后，智能传感器120通过RFID标签121将接收的RF电力进行充电(ST130)。
另外，智能传感器120利用充入的RF电力对智能传感器120内部的测定传感器125进行驱动或者对配置在载体100内部空间的状态检测传感器110进行无线充电。即，智能传感器120启动用于获得载体状态值的传感器。智能传感器120外部的状态检测传感器110将通过智能传感器120无线充电的电力用作自己的驱动电源，并将检测的载体状态值与自己的传感器ID一起向智能传感器120无线发送(ST140)。在这种情况下，智能传感器120内部的测定传感器125也直接获得载体状态值。
智能传感器120将从智能传感器120内部的测定传感器125及智能传感器120外部的状态检测传感器110接收的载体状态值作为标签信息记录到传感器内存124中，并将各个传感器的状态值记录到已设定的存储区域内(ST150)。另外，智能传感器120针对从载体控制器200接收的RFID指令，例如：针对读取特定状态值或ID的指令，将包含载体状态信息与载体位置信息的标签信息作为针对RFID指令的应答通过RFID标签121向载体控制器200传输(ST160)。在这里，载体状态信息包含载体ID或载体状态值中的至少一种。
所述ST120、ST150及ST160的操作在载体100安放到板P上的期间内重复执行。
另外，载体控制器200对通过RFID读取器210接收的标签信息进行判读，并将判读的载体管理信息向上位系统传输(ST170)。
服务器400将载体管理信息存储到数据储藏处(ST180)。在这种情况下，服务器400以载体ID为基准存储载体位置与载体状态值，并可以追加存储接收时间。
另外，服务器400以相应载体100的载体状态值为根据对载体100当前的内部污染状态进行分析，并基于分析结果生成N2气体调节信息(ST190)。例如：服务器400以颗粒状态值为根据决定是否调节N2气体，以颗粒状态值及温度值与湿度值为根据决定N2气体供应量或N2气体排放量。N2气体调节信息包含能够使载体内部环境(温度、湿度、颗粒等)保持最佳状态的N2气体供应量或N2气体排放量中的至少一种，服务器400将N2气体调节信息向管理安放有相应载体100的位置的板P的载体控制器200传输(ST200)。
载体控制器200从服务器400接收到N2气体调节信息后，就以其为根据与载体100进行RFID通信，并从载体100接收标签信息，然后对标签信息进行判读，从而获得载体100内部的当前载体状态值(ST210)。
另外，载体控制器200基于当前载体状态值决定N2气体调节流程，并基于此对与安放有相应载体100的板P连接的N2气体供应阀或N2气体排放阀进行控制，从而将相应载体100内部设定为最佳状态(ST220)。例如：可以进行N2气体供应或者进行N2气体排放以保持一定压力值。
在这种情况下，载体控制器200完成既定的N2气体调节之后，就可以通过RFID通信从智能传感器120接收当前载体状态信息，并生成载体管理信息，然后将其向服务器400传输。
另外，当载体100根据自动搬送系统的已设定工艺流程从当前板的位置移动，配置在该板P上的载体检测传感器220就将载体检测信号关闭(OFF)，然后载体控制单元230以此为根据生成包含载体移动状态与板位置信息的载体移动信息，并将其向服务器400传输。
服务器400将从载体控制器200接收的载体移动信息存储到数据储藏处。服务器400可以对自动搬送系统中运用的所有载体的当前位置及移动状态进行管理。
在这种情况下，本发明中，在使载体100移动的无人移送车辆40上配备有RFID读取器，该RFID读取器与配置在当前被收纳移动中的载体内部的智能传感器120进行RFID通信。无人移送车辆40将自身固有ID作为载体位置信息追加到通过RFID读取器接收的标签信息中，并生成载体管理信息，然后也可以将载体管理信息通过无线方式向服务器侧传输。由此，服务器400可利用从无人移送车辆40接收的载体管理信息在沿着轨道1移动的状态下也可以监视载体内部状态。
另外，作为本发明的另一实施例，依据本发明的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统可以采用在一个载体控制器200上连接多个板P的结构。
参照图9可知，在位于每个存储单元S1～SN上的各个板P1～PN上分别配置有RFID读取器210-1、210-2...、210-N)和载体检测传感器220-1、220-2...、220-N。另外，载体控制单元230分别与各个板P1～PN的RFID读取器210-1、210-2...、210-N及载体检测传感器220-1、220-2...、220-N连接。在这种情况下，载体控制单元230分别与各个RFID读取器的读取器天线连接。
图10示出了1个载体控制单元230上连接有4个板P的结构。
如图10所示，载体控制单元230还可以追加具备与配备在自身管辖的第1至第4板P1～P4上的各个RFID读取器210-1～210-4的读取器天线ANT1、ANT2、ANT3、ANT4连接的多路复用器(ANT MUX)235。在这种情况下，在多路复用器235上同时配备有读取部(图6中的213)模块。
另外，配备在第1至第4板P1～P4上的各个载体检测传感器220通过内部总线与载体控制部234连接，配置在各个板P上的供应阀V1与排放阀V2也通过内部总线与载体控制部234连接。
即，载体控制单元230生成各载体的载体管理信息并向服务器400传输，各载体的载体管理信息包含安放在各个板上的载体的状态信息和作为位置信息的该板的固有ID。另外，载体控制单元230以从服务器400接收的N2气体调节信息中包含的板的固有ID为根据针对该板P执行N2气体调节处理。
另外，在本发明中，在所述载体100可以追加配置用于检测载体状态的状态检测传感器。在这种情况下，服务器400将更新的智能传感器运转程序通过载体控制器200向各个智能传感器120传输并进行安装，以确保能够与追加的状态检测传感器110联动。智能传感器120根据更新的智能传感器运转程序针对配置在载体100内部的所有状态检测传感器110供应电源、且将从各个状态检测传感器110接收的状态值记录到传感器内存的已设定存储区域内。
另外，如果载体控制器200的程序进行了改进，服务器400就将更新的载体控制器运转程序向载体控制器传输并进行安装，然后所述载体控制器200根据更新的载体控制器运转程序进行运转。

Claims (16)

1.一种具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，该自动搬送系统为一种收纳加工材料的载体以装载到无人移送车辆上的状态通过轨道将位置移动到工具缓冲器、储物器、装载端口中的至少一个工艺设备的过程中对加工材料执行一连串的工序，并且配备有用于将载体安放到所述各个工艺设备上的板，其特征在于，包括：
至少一个状态检测传感器，其配置在载体的内部或外部，对包括载体内部的污染程度的载体内部状态进行检测；
载体接口，其配置在载体内部或外部，在载体安放到板上的状态下，将从所述状态检测传感器获得的载体状态值通过与所述板的载体控制器通信进行传输；
载体控制器，其包含控制器接口和载体控制单元，所述控制器接口配置在所述板上，通过与所述载体接口通信获得载体状态值，所述载体控制单元生成包含通过控制器接口获得的载体状态值与载体的当前位置信息的载体管理信息，并向服务器侧输出；以及
服务器，其以通过载体控制器提供的载体管理信息为根据对所述载体的内部污染状态进行分析。
2.根据权利要求1所述的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，
所述载体接口配备有RFID标签，所述控制器接口配备有RFID读取器，相互间执行RFID通信，
所述载体接口配备有智能传感器，其利用通过RFID标签从控制器接口接收的RF信号进行充电，生成驱动电源，同时将从所述状态检测传感器接收的载体状态值记录到已存储有载体ID的传感器内存的其它存储区域，并将包含通过RFID标签存储到传感器内存中的载体ID或载体状态值中一个以上的标签信息输出，
所述RFID读取器配置在板上，在将RF信号向所述智能传感器的RFID标签输出的同时，通过进行RFID通信对标签信息进行判读。
3.根据权利要求1或2所述的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，
所述板与用于将N2气体向载体内部供应及排出的气体供应设备连接，
所述服务器基于载体内部的污染程度生成N2气体调节信息，并将其向所述载体所处板的载体控制器传输，
所述载体控制器通过载体控制单元以从服务器侧接收的N2气体调节信息为根据对与所述板连接的气体供应设备进行控制，并对载体内部的N2气体环境进行调节。
4.根据权利要求2所述的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，
所述载体在内部形成有用于收纳加工材料的加工材料收纳部，所述智能传感器配置在形成有加工材料收纳部的载体内部的空着的空间，在安放到板上时就配置在与设置在板上的RFID读取器天线邻近的位置。
5.根据权利要求2所述的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，
所述智能传感器在其内部追加配备有检测载体内部状态的测定传感器，将通过测定传感器测定的载体状态值存储到传感器内存中已设定的存储区域。
6.根据权利要求2所述的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，
所述智能传感器针对状态检测传感器提供无线充电功能，
所述状态检测传感器利用通过智能传感器无线充电的电力进行驱动，同时通过与智能传感器执行无线通信传输载体状态值。
7.根据权利要求2所述的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，
配备在所述智能传感器上的RFID标签与配备在板上的RFID读取器相互间通过标签天线与读取器天线执行RFID通信，
利用第1频率执行数据通信及电力传输，利用第2频率执行电力传输。
8.根据权利要求1、2、7中任一项所述的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，
利用多个标签天线和与标签天线一对一对应的多个读取器天线执行RFID标签与RFID读取器之间的RFID通信，
第1标签天线与第1读取器天线执行数据通信与电力传输，
其余标签天线与读取器天线只执行电力传输。
9.根据权利要求1或2所述的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，
所述载体控制器追加配备有：配置在板的一侧面，安放载体时输出载体检测信号的载体检测传感器，
以从所述载体检测传感器施加的载体检测信号为根据与载体接口进行通信。
10.根据权利要求1或2所述的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，
所述服务器以载体ID为基准存储包含载体状态值与位置信息的载体管理信息，并利用其判断一定标准以上的污染程度以一定频率以上出现的载体更换时机及是否执行关于所述载体的下一道工序。
11.根据权利要求1或2所述的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，
所述载体控制单元以N2气体调节信息的接收为根据从载体接口收集载体状态信息，为了基于当前的载体状态值将载体内部压力控制在最佳状态，而控制供应N2气体或者将N2气体排出。
12.根据权利要求2所述的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，
如果所述载体内部追加配置有状态检测传感器，
所述服务器将为确保与追加的状态检测传感器联动而更新的智能传感器运转程序通过载体控制器向各个智能传感器传输并进行安装，
所述智能传感器根据更新的智能传感器运转程序与配置在载体内部的所有状态检测传感器进行通信。
13.根据权利要求2所述的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，
如果所述载体控制器的程序进行了改进，
所述服务器就将更新的载体控制器运转程序向载体控制器传输并进行安装，
所述载体控制器根据更新的载体控制器运转程序进行运转。
14.根据权利要求2所述的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，
与所述板一对一对应配备有载体控制器，
所述载体控制器将载体控制器固有ID作为当前载体位置信息通过RFID读取器记录到智能传感器的RFID标签中，从RFID标签接收包含从以前到当前为止的载体移动信息即载体位置信息的标签信息并将其作为载体管理信息向服务器传输。
15.根据权利要求1或2所述的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，
所述无人移送车辆配备有控制器接口，所述控制器接口与配置在当前被收纳并移动中的载体内部的载体接口进行通信，
无人移送车辆将自身固有ID作为载体位置信息追加到通过控制器接口接收的标签信息中，生成载体管理信息后，将其向服务器传输。
16.根据权利要求1或2所述的具有载体内部的污染管理功能的自动搬送系统，其特征在于，
所述载体控制器中的载体控制模块与多个板连接，生成包含安放在各板上的各个载体的状态信息与载体位置信息的各载体的载体管理信息，将其向服务器传输，所述载体位置信息是所述板的固有ID。
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