JP2004304056A - 製造設備の搬送システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】天井搬送機構MCとストッカ1との間に、コンベア3とステーションリフタ6とを有するカセットステーション1Aを設ける。コンベア3は、ストッカクレーン2とステーションリフタ6との両方との間でカセットの受け渡しができるように構成される。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は製造設備の搬送システムに係り、特にクリーンルーム内に設置される半導体製品の製造設備等の搬送システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
多くの液晶表示装置の液晶パネル(特に薄膜トランジスタ基板:TFT基板)や半導体製品の製造設備では、同種機能を有する装置群、またはこのような装置群を複数個組合せたさらに大きな装置群から構成されるジョブショップを用いた生産形態を採用している。このような一群の装置またはそれに設けられるローダー/アンローダー(カセットの搬入出ポートを有するカセットステーション)をパーテション等で仕切られた小部屋内に配置して、装置の群管理を行うことが一般的に行なわれている。この小部屋は全体の搬送系に対してベイと称される。
【0003】
従来の生産ラインの構成として最も一般的なものは、中央にベイ(工程)間搬送のメイン通路を配置し、メイン通路の周りに各ベイ(工程)毎に1台のストッカを設けて、このストッカから各ベイ内の搬送を行う方式である。この場合、ストッカはベイ内およびベイ間の搬送に対するバッファとしての機能を果たす。
【0004】
中央のベイ間搬送(メイン通路)に対して両側にベイを配置する方式を、一般に両側ベイ方式と称する。各ベイへのカセットの搬送は、通常各ループ内を一定方向に移動する搬送機にカセットを搭載して行われる。両側ベイ方式の特殊な場合として、中央のベイ間搬送のメイン通路に対し、片側だけにベイを配置する方式を、片側ベイ方式と称する。ベイ間搬送通路の長さが両側ベイ方式と同等であれば、ベイの長さは長くなり、ベイの数は少なくなる。
【0005】
ストッカが、工程間やストッカ間の天井、または床下搬送と、ストッカの端部でカセットを取合う搬送ラインの構成において、このストッカと天井搬送の間のカセット取合いは、従来天井、または床下搬送からの荷降しポートをストッカ内に持ち、この荷降しポートから、ストッカクレーンとの受渡しポートまで、コンベアを敷設しストッカクレーンと受け渡す方法で行っていた。
【0006】
しかし、上述の方法では、ストッカと天井搬送、及び工程内搬送との受渡し負荷が増加した場合、ストッカ台数を増やして対応する必要があり、ストッカ台数が増加してしまう。この問題を回避する方法として、1つのストッカに複数のクレーンを走らセル方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0007】
また、ジョブショップ方式の生産ラインの構成方法として、貫通ベイ方式と称する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。この方式では中央のベイ間搬送のメイン通路に対して、ベイの副搬送路が交差する構成となっている。この方式ではベイの数が少なく、工程間のメイン搬送からベイの奥までの距離が短いという利点がある。
【0008】
【特許文献1】
特開平7−179293号公報
【0009】
【特許文献2】
米国特許第6,089,811号明細書
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
上述の1つのストッカに複数のクレーンを走らせる方法では、クレーンの負荷は分散できるが、ストッカクレーンの制御方法が極めて複雑となり、制御ソフトのコスト増加と、メンテナンス工数が増加するという問題がある。さらに制御系の暴走などで大きな事故に繋がる可能性も否定できない。そして、2つのクレーンの間でカセットの受渡しも必要となる為、余分な搬送が発生してしまう。
【0011】
また、工程内搬送台車がストッカと並行に搬送を行う生産ラインの構成において、ストッカが両側で、搬送台車と取合う場合は、台車が片側のみでしか装置とカセットを取合うことができず、多数の装置と取合う場合搬送台車の走行長が増加して、平均サイクルタイムが長くなり、搬送できる装置数が限定される。したがって搬送台車が1台の有軌道自動搬送台車(RGV)の場合は、搬送ライン数が増加し、複数台車が走行可能な、無軌道搬送台車(AGV)の場合は、搬送台車数が増加するという問題があった。
【0012】
また、上述の貫通ベイ方式では、中央のベイ間搬送のメイン通路において、ループの復路が装置取合いの無い無駄な搬送になってしまう。また工程毎の装置の大きさの差が大きくなり、ベイ毎のアンバランスによりスペース効率が低下する。これを回避するため、中央にストッカを2列に並ベた中央ストッカ方式にすると、ストッカの長さが中途半端になり、必要な棚数の確保ができないという問題がある。
【0013】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ストッカクレーンとステーションリフタの両方が天井搬送機構と取り合い可能とすることにより、製造設備に設けられるストッカの数を低減することのできる製造設備の搬送システムを提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明によれば、工程間搬送機構により搬送されてきた搬送物を上下に複数の列に配置された複数の棚に保管するストッカと、該複数の棚の各々に対して該搬送物を移送するために、該ストッカ内で上下及び該棚の列に沿って移動可能な第1の工程内搬送機構と、整列して配置されて搬送物を処理するための複数の装置に沿って設けられ、該装置に対して搬送物を移送するための第2の工程内搬送機構と、前記工程間搬送機構と前記ストッカとの間に設けられた移載機構とを有する製造設備の搬送システムであって、前記移載機構は、前記工程間搬送機構との間で搬送物の受け渡しが可能に構成された水平移送機構と、搬送物を上下に移送可能な昇降機構とを有し、前記水平移送機構は、前記第1の工程内搬送機構と前記昇降機構との両方との間で搬送物の受け渡しが可能に構成されたことを特徴とする製造設備の搬送システムが提供される。
【0015】
上述の発明によれば、工程間搬送機構から第2の工程内搬送機構に対して昇降機構を用いて搬送物を直接移送することができる。したがって、第1の工程内搬送機構の負荷を増大することなく、第2の工程内搬送機構により多くの搬送物を移送することができ、第2工程内搬送機構の稼動率を高めることができる。これにより、搬送システム全体の効率化が達成され、製造設備に配置される第2の工程内搬送機構の数及びストッカの数を低減することができる。
【0016】
上述の発明において、前記移載機構は搬送物を一時的に保管するための保管場所を有し、前記昇降機構により搬送物を該保管場所に移送可能に構成してもよい。これにより、搬送物を保管場所に仮置きして工程間搬送機構との間の搬送タイミングのずれを吸収するためのバッファ機能を達成することができる。
【0017】
本発明の一実施例において、前記工程間搬送機構は天井搬送機構又は床下搬送機構であり、前記第1の工程内搬送機構はストッカクレーンであり、前記第2の工程内搬送機構は軌道搬送機構であり、前記水平移送機構は前記工程間搬送機構と前記クレーンストッカとの間に設けられたコンベアであり、前記昇降機構は前記コンベアとの間で搬送物の受け渡しが可能なリフタであることが好ましい。
【0018】
さらに、前記コンベアは、前記工程間搬送システムとの間で搬送物の受け渡しを行う第1の位置と、前記ストッカクレーンとの間で搬送物の受け渡しを行う第2の位置との間で水平に延在し、前記第1の位置と前記第2の位置の間に、前記リフタとの間で搬送物の受け渡しを行う第3の位置が設けられることが好ましい。
【0019】
また、本発明によれば、工程間搬送機構により搬送されてきた搬送物を保管するストッカと、該複数の棚の各々に対して該搬送物を移送するために、該ストッカ内で移動可能な第1の工程内搬送機構と、整列して配置されて搬送物を処理するための複数の装置に沿って設けられ、該装置に対して搬送物を移送するための第2の工程内搬送機構と、を有する製造設備の搬送システムであって、前記ストッカと前記第の工程内搬送機構との間に前記複数の装置の一部が配置され、前記ストッカと前記第の工程内搬送機構との間で搬送物を搬送する水平搬送機構が設けられたことを特徴とする製造設備の搬送システムが提供される。
【0020】
上述の発明によれば、第2の工程内搬送機構の両側に装置を配置することができるので、1つの第2の工程内搬送機構に対してより多くの装置を配置することができ、第2の工程内搬送機構の稼動率を高めることができ、第2の工程内搬送機構の数を削減することができる。
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【0021】
まず、本発明を適用する前の製造設備の配置構成について説明する。図1は製造設備の一例として液晶表示装置の製造設備の配置構成を示す図である。図1に示す製造設備では、液晶基板上に薄膜トランジスタを形成する工程が行われる。
【0022】
図1中、成膜装置b1〜b4及びc1〜c8は、2台のストッカA,Cに対して整列して配置されている。また、ストッカAに沿って軌道搬送機構(RGV)Rbが設けられ、ストッカCに沿って2つの軌道搬送機構(RGV)Rc1,Rc2が設けられている。フォトリソグラフィ装置d1〜d5,e1〜e5,g1〜g5は,夫々ストッカD,E,Gに沿って配列され、それらの間に軌道搬送機構(RGV)Rd,Re,Rgが設けられている。
【0023】
検査装置h1〜h6,i1〜i6は、2台のストッカH,Iに沿って設けられ、それらの間に軌道搬送機構(RGV)Rh,Riが設けられている。エッチング装置j1〜j9,k1〜k9は、夫々ストッカJ,Kに沿って配置される。エッチング装置j1〜j9とストッカJとの間には、2つの軌道搬送機構(RGV)Rj1,Rj2が設けられ、エッチング装置k1〜k9とストッカKとの間には、2つの軌道搬送機構(RGV)Rj1,Rj2が設けられている。
【0024】
試験装置l1〜l18はストッカLに沿って配置され、それらの間に2つの軌道搬送機構(RGV)Rl1,Rl2が設けられている。
【0025】
以上のストッカA,C,D,E,G,H,I,J,K,Lは、その一端側で中央の天井搬送機構(LIM)MCに対して接続されており、天井搬送機構MCと各ストッカ内に設けられた搬送用クレーンとの間で搬送物(液晶基板が収容されたカセット)の受け渡しが行われる。各ストッカからは、それに沿って設けられた軌道搬送機構(RGV)を介して液晶基板が配送される。
【0026】
図1に示す装置の配置構成では、中央の工程間搬送ループ(天井搬送機構MC)において、ループの復路を有効に利用できるため、工程毎の装置の大きさのアンバランスを、各工程に対するベイの数の割り当てで調整できる。またストッカを、ベイと並行に配置するため、ストッカの長さの制約が少なく、必要な棚数の確保が可能となる。
【0027】
ここで、上述の天井搬送機構は工程間搬送機構を構成する。また、上述のストッカ内に設けられた搬送用クレーンは第1の工程内搬送機構を構成し、軌道搬送機構(RGV)は第2の工程内搬送機構を構成する。
【0028】
図2は図1における各ストッカと天井搬送機構との間での搬送物の受け渡し機構移載機構を示す図である。図2はストッカ1の内部を上方から見た図であり、中央の点線はストッカクレーン2の移動路を示している。図2に示す例では、通常稼動するストッカクレーン2の他に予備のストッカクレーン2Aが端部に配置されている。なお、ストッカ1は図1におけるストッカを代表して示すものとする。
【0029】
ストッカクレーン2と天井搬送機構との間の搬送物の受け渡しは、水平移送機構を構成する2台のコンベア3を介して行なわれる。コンベア3の一方はストッカ1への搬入側であり、他方は搬出側である。コンベア3とストッカクレーン2との間での搬送物の移載は移載位置4(第2の移載位置)において行われる。また、コンベア3と天井搬送機構MCとの間での搬送物の移載は移載位置5(第1の移載位置)において行われる。
【0030】
図3は図2に対応した図であり、本発明による移載機構を構成するカセットステーション1Aが設けられたストッカを示す図である。図3に示す例では、予備クレーン2Aを設けずに、予備クレーン2Aの代わりに昇降機構を構成するステーションリフタ6を設けた構成である。
【0031】
ステーションリフタ6は、搬送物(以下、カセットと称する)を昇降する機構であり、移載位置7(第3の移載位置)においてコンベア3との間でカセットの受け渡しを行うことができる。したがって、天井搬送機構MCからコンベア3に移載されたカセットは、ストッカクレーン2とステーションリフタ6の両方に渡すことができる。また、反対に、ストッカクレーン2とステーションリフタ6の両方からコンベア3にカセットを渡すことができる。
【0032】
図4は図3に示すカセットステーション1Aを中央の天井搬送機構側からみた構成図である。ステーションリフタ6は垂直方向に搬送物(図中点線で示すカセット)を移動する昇降機構であり、カセットコンベア3から搬送物を貰い受け、コンベア3の下側に設けられた移載位置8に移送することができる。移載位置8に移送されたカセットは、ストッカ1に並行して設けられた軌道搬送機構(RGV)のRGVシャトル9に移載することができる。また、逆に、RGVシャトル9から移載位置8にカセットを移送することもできる。
【0033】
したがって、ストッカクレーン2を用いずに、コンベア3とステーションリフタ6とを介してカセットを天井搬送機構MCからRGVシャトル9に移送することができる。また、逆に、コンベア3とステーションリフタ6とを介してカセットをRGVシャトル9から天井搬送機構MCに移送することができる。コンベア3とストッカクレーン2との間のカセットの受け渡しは、これまでどおりに移載位置4において行なうことができる。
【0034】
すなわち、ストッカ1に一時的に保管する必要のないカセットについては、ステーションリフタ6を選択して直接RGVシャトル9に移送し、ストッカ1に保管するカセットはストッカクレーン9を選択してストッカ内の保管場所に移送する。これにより、天井搬送機構MCから移送されたカセットを、カセットクレーン2を用いずにRGVシャトル9に移送して、各装置まで搬送することができるのでストッカクレーン2の負荷を低減することができる。また、各装置から天井搬送機構MCへのカセットの移送も、ストッカクレーン2とステーションリフタ6を選択的に用いることができ、ストッカクレーン2の負荷を低減することができる。
【0035】
なお、移載位置8の上方に示すカセット保管位置10は、カセットステーション1Aにおいて一時的にカセットを退避させておくことのできる位置である。すなわち、ステーションリフタ6によりカセットをカセット保管位置10に移動することができる。カセットをカセット保管位置10に一時的に保管することにより、ストッカクレーン2や軌道搬送機構(RGV)と天井搬送機構MCとの間のカセットの受け渡しのタイミングのずれを調整するバファリング機能を達成することができる。
【0036】
次に、ストッカ1のカセットステーション1AとRGVシャトル9との間でカセットの受け渡しについて説明する。図5は図1に示すようにストッカ1の両側に軌道搬送機構を設けた例を示す。
【0037】
図5において、ストッカ1の両側にRGVシャトルの移動経路であるRGVレーン15が設けられる。RVGレーン15は図1における軌道搬送機構(RGV)Rc1,Rc2b等に相当する。RGVレーン15に沿って装置16が整列して配置される。装置16は、図1における成膜装置、フォトグラフィ装置、検査装置、エッチング装置、試験装置等に相当する。図5に示す構成では、ストッカ1の両側に夫々RGVレーン15を配置し、その外側に装置16を整列して配置している。
【0038】
ここで、図5に示す構成を本発明により改善した構成例を図6に示す。図6に示す構成例では、ストッカ1の片側に装置16が2列に配置され、装置の列の間に、RGVレーン15が設けられる。したがって、RGVレーン15がストッカ1から離れるので、それらの間に水平搬送機構を構成するRGV移載用コンベア17が2台設けられる。一台はストッカ1からRGVシャトル9への移載用であり、1台はRGVシャトル9からストッカ1への移載用である。
【0039】
図5に示す構成では、RGVシャトル9がストッカ1の搬送ポートに近接して停止して、RGVシャトル9の移載機構(ロボットアーム等)によりカセットを直接移載している。これに対して、図6に示す構成では、ストッカ1とRGVシャトル9との間のカセットの移送は、RGV移載用コンベア17を介して行われる。RGV移載用コンベア17を追加することになるが、図5に示す構成では装置16に対して軌道搬送機構(RGV)を2つ設けているに対し、図6に示す構成では同数の装置16に対して軌道搬送機構(RGV)は一つであり、高価な軌道搬送機構(RGV)を削減することができる。
【0040】
図7は上述の図3に示すカセットステーション1Aを有する構成と図6に示すRGV移載用コンベア17とを組み込んだ製造設備の配置構成を示す図である。図7に示す例は、図1に示す製造設備の配置構成に本発明を適用して改善した例である。図7において、図1に示す構成部品と同じ部品には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【0041】
図7において、ストッカC,D,Hに対して、図3に示すカセットステーション1Aが設けられている。また、ストッカC,J,K,Lに対して図6に示すRGV移載用コンベア17が設けられている。これにより、図1における2つの軌道搬送機構(RGV)Rc1,Rc2が1つの軌道搬送機構(RGV)Rcとなり、2つの軌道搬送機構(RGV)Ri,Rhが1つの軌道搬送機構(RGV)Rhとなり、2つの軌道搬送機構(RGV)Rj1,Rj2が1つの軌道搬送機構(RGV)Rjとなり、2つの軌道搬送機構(RGV)Rk1,Rk2が1つの軌道搬送機構(RGV)Rkとなり、2つの軌道搬送機構(RGV)Rl1,Rl2が1つの軌道搬送機構(RGV)Rlとなり、軌道搬送機構(RGV)の数が14台から9台に減少し、製造設備の設置面積の大きな削減が達成されている。また、図1におけるストッカE,Iが削減され、さらに設置面積が低減されている。また、これに伴い、製造設備コストも大幅に低減されている。
【0042】
例えば、図1に示す製造設備のフットプリントは180m×140mで設置面積は25200m2であるのに対し、図7に示す製造設備のフットプリントは160×140mで設置面積は22400m2に減少している。面積にすると約3000m2の削減となる。
【0043】
以上の効果は、ステーションリフタ6を有するカセットステーション1Aを設け、且つカセット移載コンベア17を設けることにより、主に軌道搬送機構(RGV)の稼動率を高めたことによるものである。
【0044】
本発明を適用する前の製造設備と本発明を適用した後の製造設備におけるストッカクレーンと軌道搬送機構(RGV)の稼動率を図8に示す。図8において、製造設備の配置構成が異なるA及びBの2つの構成例について稼働率が示されている。図8からわかるように、本発明を適用した構成例A及びBの両方ともに、クレーンの平均稼働率を変えることなく、軌道搬送機構(RGV)の平均稼動率を12から13%上げることができる。
【0045】
図9は、図8における構成例A,Bについて搬送システム全体への投資金額を算出した結果を示す図である。本発明を適用した場合には、構成例A,Bともに約2億円の投資金額の削減が達成されていることがわかる。
【0046】
以上説明したように、本発明によればベイを構成するストッカと軌道搬送機構(RGV)及び中央の搬送機構との間の搬送物の受け渡し機構を改善して、製造設備の設置面積を低減することができ、搬送システム全体の投資金額を削減することができる。
【0047】
なお、上述の実施例では、中央の工程間搬送機構として天井搬送機構について説明したが、これに限ることなく、床上移動クレーンのような搬送機構や、クリーンルームの床下を走行する搬送車による床下搬送機構等、様々な搬送機構を用いることができる。
【0048】
また、図3に示すステーションリフタ6の代わりに、昇降と移動の両機能を有するクレーンを設けた小型のストッカを設けることとしてもよい。さらに、例えば、図2に示す予備クレーン2Aをステーションリフタ6の代わりに用いることもできる。
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、天井搬送機構から軌道搬送機構(RGV)に対してステーションリフタを用いてカセットを直接移送することができる。したがって、ストッカクレーンの負荷を増大することなく、軌道搬送機構(RGV)により多くの搬送物を移送することができ、軌道搬送機構(RGV)の稼動率を高めることができる。これにより、搬送システム全体の効率化が達成され、製造設備に配置される軌道搬送機構(RGV)の数及びストッカの数を低減することができる。また、上述の発明によれば、軌道搬送機構(RGV)の両側に装置を配置することができるので、1つの軌道搬送機構(RGV)に対してより多くの装置を配置することができ、軌道搬送機構(RGV)稼動率を高めることができ、軌道搬送機構(RGV)の数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】製造設備の一例として液晶表示装置の製造設備の配置構成を示す図である。
【図2】図1における各ストッカと天井搬送機構との間での搬送物の受け渡し機構を示す図である。
【図3】本発明によるカセットステーションリフタが設けられたストッカを示す図である。
【図4】図3に示すカセットステーションを中央の天井搬送機構側からみた構成図である。
【図5】ストッカの両側に軌道搬送機構を設けた例を示す図である。
【図6】図5に示す構成を本発明により改善した構成例を示す図である。
【図7】図3に示すカセットステーションを有する構成と図6に示すRGV移載用コンベアとを組み込んだ製造設備の配置構成を示す図である。
【図8】本発明を適用する前の製造設備と本発明を適用した後の製造設備におけるストッカクレーンと軌道搬送機構(RGV)の稼動率を示す図である。
【図9】図8における構成例について搬送システム全体への投資金額を算出した結果を示す図である。
【符号の説明】
1 ストッカ
1A カセットステーション
2 ストッカクレーン
2A 予備クレーン
3 コンベア
4,5,7,8 移載位置
6 ステーションリフタ
9 RGVシャトル
10 カセット保管位置
15 RGVレーン
16 装置
17 RGV移載用コンベア
Claims (5)
- 工程間搬送機構により搬送されてきた搬送物を上下に複数の列に配置された複数の棚に保管するストッカと、
該複数の棚の各々に対して該搬送物を移送するために、該ストッカ内で上下及び該棚の列に沿って移動可能な第1の工程内搬送機構と、
整列して配置されて搬送物を処理するための複数の装置に沿って設けられ、該装置に対して搬送物を移送するための第2の工程内搬送機構と、
前記工程間搬送機構と前記ストッカとの間に設けられた移載機構と
を有する製造設備の搬送システムであって、
前記移載機構は、前記工程間搬送機構との間で搬送物の受け渡しが可能に構成された水平移送機構と、搬送物を上下に移送可能な昇降機構とを有し、
前記水平移送機構は、前記第1の工程内搬送機構と前記昇降機構との両方との間で搬送物の受け渡しが可能に構成されたことを特徴とする製造設備の搬送システム。 - 請求項1記載の製造設備の搬送システムであって、
前記移載機構は搬送物を一時的に保管するための保管場所を有し、前記昇降機構により搬送物を該保管場所に移送可能に構成したことを特徴とする製造設備の搬送システム。 - 請求項1又は2記載の製造設備の搬送システムであって、
前記工程間搬送機構は天井搬送機構又は床下搬送機構であり、前記第1の工程内搬送機構はストッカクレーンであり、前記第2の工程内搬送機構は軌道搬送機構であり、前記水平移送機構は前記工程間搬送機構と前記クレーンストッカとの間に設けられたコンベアであり、前記昇降機構は前記コンベアとの間で搬送物の受け渡しが可能なリフタである、ことを特徴とする製造設備の搬送システム。 - 請求項3記載の製造設備の搬送システムであって、
前記コンベアは、前記工程間搬送システムとの間で搬送物の受け渡しを行う第1の位置と、前記ストッカクレーンとの間で搬送物の受け渡しを行う第2の位置との間で水平に延在し、前記第1の位置と前記第2の位置の間に、前記リフタとの間で搬送物の受け渡しを行う第3の位置が設けられたことを特徴とする製造設備の搬送システム。 - 工程間搬送機構により搬送されてきた搬送物を保管するストッカと、
該複数の棚の各々に対して該搬送物を移送するために、該ストッカ内で移動可能な第1の工程内搬送機構と、
整列して配置されて搬送物を処理するための複数の装置に沿って設けられ、該装置に対して搬送物を移送するための第2の工程内搬送機構と、
を有する製造設備の搬送システムであって、
前記ストッカと前記第の工程内搬送機構との間に前記複数の装置の一部が配置され、前記ストッカと前記第の工程内搬送機構との間で搬送物を搬送する水平搬送機構が設けられたことを特徴とする製造設備の搬送システム。
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