JP2014529914A - ベアワークピース保管庫用のコンテナストレージ付加装置 - Google Patents

ベアワークピース保管庫用のコンテナストレージ付加装置 Download PDF

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Abstract

本発明は、対象物を保管および搬送するための装置と方法に関し、より詳細には、半導体ウェハ、レチクルまたはキャリアボックスのための保管庫等のワークピース保管庫構造に関する。

Description

本発明は、半導体装置に関し、より詳細には、製造設備の処理を改善する装置および方法に関する。
背景
保管庫は通常、一時的にワークピースを保管するために半導体設備内に設けられている。これらのワークピースは例えばウェハ、フラットパネルディスプレイ、LCD、ホトリソグラフィレチクルまたはマスクである。
半導体デバイス、LCDパネル等を製造するプロセスには、多くの処理装置ひいては多くの製造ステップがある。ウェハ、フラットパネルまたはLCD(これらを以降ではワークピースと称する)の流れをステップ毎、ツール毎に統一するのは極めて困難である。極めて高い能力を有する設計者であるにもかかわらず、常に、予期しない出来事が起こる。これは例えば、ツールの落下、予期してないロットの出現、計画よりも長く続くメンテナンス周期である。従って、特定のツールの特定のステップにおいて、ワークピースは種々に集められる。集められたワークピースは、処理を待つために、ストレージ保管庫内に保管される必要がある。
さらに、ホトリソグラフィプロセスは、半導体製造設備において、クリチカルなプロセスであり、多数のホトリソグラフィマスクまたはレチクルを用いる(以降ではレチクルと称する)。これらのレチクルは典型的には、ストレージ保管庫内に保管され、必要なときに、リソグラフィ露光設備内へと回収される。
ワークピースおよびレチクルのストレージは、クリーンであることが必要とされるため、より複雑である。物品へのダメージは、粒子の形態の物理的なダメージまたは相互作用の形態の化学的なダメージである。0.1ミクロンを超える半導体デバイス処理のクリチカルなサイズのため、0.1ミクロンサイズの粒子および反応種が物品に近づかないようにすることが必要である。ストレージ領域は典型的に、処理間での清潔さを保証するために、処理設備よりもクリーンであることが必要である。
従って、保管庫保管領域は典型的に、外部影響から密封されるように設計されている。これは有利には、浄化が常に行われること、および化学的な反応を阻止するための不活性ガス流によって行われる。ストレージ領域へのアクセスはロードロックされており、これによって、クリーンな保管環境と外部環境との間の絶縁が保証される。
典型的なベア保管庫システムでは典型的に、ワークピースを搬送ボックスから取り出し、保管室に入れるのに、ロボットが使用される。ここではワークピースは元来の搬送ボックスに入れられないで保管される。ボックス保管庫システムの場合には、ワークピースは搬送ボックスとともに保管される。この場合には、ワークピースを搬送ボックスから取り出す必要はない。
搬送ボックスは、処理機械の外部影響に基板が曝されるのを低減し、微粒子汚染から基板を保護するための保護コンテナである。搬送ボックスは操作者または自動材料処理システムによって操作される。この自動材料処理システムは例えば、自動的にガイドされるまたは高架式の搬送車両であり、これは地上でまたは天井に懸架されたトラック上で、所定のルートを走行する。半導体ウェハの場合には、搬送ボックスは、通常、カセットポッドであり、例えばSMIF(standard machine interface)またはFOUP(front opening unified pod)であり、これらは、ツール装置フロントエンドモジュール(EFEM)で操作者によって操作される、または、自動的にピックアップされ、自動搬送システム内に配置される。
従来の搬送システムの1つのタイプは、天井吊下式自動搬送(OHT)システムであり、このシステムは、天井に取り付けられているレール上を自由に走行する天井吊下式自動搬送車両を含んでいる。天井吊下式自動搬送車両は、例えば処理システムおよび保管庫である設備装置間でカセットポッドを搬送する。天井吊下式自動搬送車両は、装置のロードポート(例えばMLP(Mobile Launch Platform)またはEFEM)上にカセットポッドを積む、または、下ろすことができる。従って、カセットポッドまたはウェハは装置内部から、または装置内部へと搬送される。
要約
本発明は、装置、例えばワークピース保管庫用のアドオンストレージとして用いられるバッファステーションに関する。例えば、このバッファアドオンストレージはベアワークピース保管庫用のワークピースコンテナを保管するために使用される。
幾つかの実施形態では、本発明は、現在の装置に加えて、外部ストレージを提供することができるバッファストレージアセンブリーを含んでいるシステムおよび方法を開示する。このバッファストレージアセンブリーは、保管室とこの保管室と相互作用するロボットシステムを含んでいる。このロボットシステムは、さらに、装置のロードロックステーション(例えば荷積みまたは荷下ろしステーション)またはあらゆる中間ステーション(例えば搬送ステーションまたは交換ステーション)にアクセスし、保管室と装置のステーションとの間で対象物を搬送することができる。例えば、バッファストレージアセンブリーは、装置に近接して、装置の1つの面に、装置のロードロックステーションの近傍に組み込み可能である。ロボットアームは、ロードロックステーション内に届くように構成され、ロードロックステーションからコンテナをピックアップして、保管室に運ぶ、または、保管室から取り出されたコンテナをロードロックステーションに配置する。
幾つかの実施形態では、本発明は、ベアワークピース保管庫に結合されたバッファストレージアセンブリーを開示する。これは例えば、空のコンテナを保管する、およびベアワークピース保管庫に空のコンテナを供給する。このバッファストレージアセンブリーは、ワークピースが保管されているコンテナを保管するためにも使用される。
幾つかの実施形態では、バッファストレージアセンブリーは、内部にワークピースが保管されているコンテナを保管するために使用される。ベアワークピース保管庫のアセンブリー全体およびバッファストレージアセンブリーは、コンテナ内で、空の保管庫を保管する機能に加えて、ベアワークピースストレージおよびワークピースストレージの追加機能を有することができる。
幾つかの実施形態では、本発明は、ベアワークピース保管庫を含むワークピース保管庫と、これに結合されたバッファストレージアセンブリーとの組み合わせを開示する。このバッファストレージアセンブリーは、ベアワークピース保管庫から、別個にすることができ、コンテナ搬送レベルでのみ結合される。択一的に、バッファストレージアセンブリーを、ベアワークピース保管庫に完全に組み込むことができる。これによって、複数の能力を有する完全なシステムが形成される。
ベアワークピース保管庫用のワークピースコンテナアドオンストレージの例示的な構造を示す図 本発明の幾つかの実施形態に従った、例示的なバッファアドオンストレージアセンブリーの詳細を示す図 本発明の幾つかの実施形態に従った、例示的なバッファアドオンストレージアセンブリーの斜視図を示す図 本発明の幾つかの実施形態に従った、例示的なバッファアドオンストレージアセンブリーを示す図 本発明の幾つかの実施形態に従った、バッファストレージの例示的な構造を示す図 本発明の幾つかの実施形態に従った、x−y運動機構用の例示的な構造を示す図 本発明の幾つかの実施形態に従った、エンドハンドル動作の例示的なシーケンスを示す図 本発明の幾つかの実施形態に従った、例示的なコンテナおよびエンドハンドルの例示的な動き 本発明の幾つかの実施形態に従った、保管場所へのコンテナ移動の例示的なシーケンスを示す図 本発明の幾つかの実施形態に従った、可動フォークを有するロボットの例示的な移動シーケンスを示す図 本発明の幾つかの実施形態に従った、保管場所へのコンテナ移動のための可動フォークの例示的なシーケンスを示す図 本発明の幾つかの実施形態に従った、グリップアームを有するロボットの例示的な移動シーケンスを示す図 本発明の幾つかの実施形態に従った、保管場所へのコンテナ移動のための可動グリップアームの例示的なシーケンスを示す図 本発明の幾つかの実施形態に従った、ロボットアームと接続されている、例示的な回転可能なエンドハンドルを示す図 本発明の幾つかの実施形態に従った、コンテナ移動のための回転可能なエンドハンドルの例示的なシーケンスを示す図 本発明の幾つかの実施形態に従った、コンテナ移動のための回転可能なエンドハンドルの別の例示的なシーケンスを示す図 本発明の幾つかの実施形態に従った、ロボットアームの例示的な構造を示す図 本発明の幾つかの実施形態に従った、回転可能なエンドハンドルを有するロボットアームの例示的な構造を示す図 本発明の幾つかの実施形態に従った、異なるエンドハンドルを有する折りたたみアームの例示的な構造を示す図 本発明の幾つかの実施形態に従った、屈折式エンドハンドルを有する例示的なロボットアームを示す図 本発明の幾つかの実施形態に従った、ロボットアームの例示的なアクセスシーケンスを示す図 ベアワークピースストレージ用の保管室226と、コンテナストレージ用の保管室225と、ワークピースとコンテナを操作するための部分220とを有する、組み込まれた保管庫を示す図 本発明の幾つかの実施形態に従った、ワークピース保管庫を有するバッファストレージアセンブリーを組み立てるための例示的なフローチャートを示す図 本発明の幾つかの実施形態に従った、ベアワークピース保管庫を操作するための例示的なフローチャートを示す図 本発明の幾つかの実施形態に従った、荷積みまたは荷下ろしバッファストレージとしてバッファアセンブリーを使用するための例示的なフローチャートを示す図 本発明の幾つかの実施形態に従った、例示的なコントローラシステムを示す図
本発明は、装置、例えばワークピース保管庫用のアドオンストレージとして用いられるバッファステーションに関する。幾つかの実施形態では、本発明は、現在の装置に加えて、外部ストレージとして用いられるバッファストレージアセンブリーのためのシステムおよび方法を開示する。バッファストレージアセンブリーは、保管室とこの保管室と相互作用するロボットシステムを含んでいる。このロボットシステムは、さらに、装置のロードロックステーション(例えば荷積みまたは荷下ろしステーション)またはあらゆる中間ステーション(例えば搬送ステーションまたは交換ステーション)にアクセスし、保管室と装置のステーションとの間で対象物を搬送することができる。例えば、バッファストレージアセンブリーは、装置に近接して、装置の1つの面に、装置のロードロックステーションの近傍に組み込み可能である。ロボットアームは、ロードロックステーション内に届くように構成され、ロードロックステーションからコンテナをピックアップして、保管室へ運ぶ、または、保管室から取り出されたコンテナをロードロックステーションに配置する。
幾つかの実施形態では、本発明のバッファアドオンストレージは、ベアワークピース保管庫用のワークピースコンテナを保管するために使用される。ベアワークピース保管庫内では、ワークピースがコンテナから取り出され、むきだしのままで保管庫ストレージ内に保管される。コンテナはその他の場所に配置され、例えば、別のワークピースのために再利用される、または、ストレージ内に戻すためにクリーニングされる。従って、ベア保管庫からワークピースが必要とされる場合には、新たなコンテナが供給されなければならない。本発明のバッファアドオンストレージは、コンテナを保管し、供給するための手段を提供する。この際に、空のコンテナを探しに行く必要はない。
図1A−Cは、ベアワークピース保管庫用のワークピースコンテナアドオンストレージの例示的な構造を示している。本明細書は、ベアワークピース保管庫用のワークピースコンテナアドオンストレージを説明する。しかし、本発明はこれに制限されずに、あらゆるシステム、例えばワークピース保管庫用の外部ワークピースアドオンストレージまたは処理装置用のワークピースアドオンストレージ用のアドオンストレージアセンブリーとして使用可能である。
図1Aでは、ワークピースコンテナアドオンストレージ11は、荷積みステーション13を有するベアワークピース保管庫12と結合されている。用語「荷積みステーション」は、本発明のコンテキストでは、ワークピースコンテナをサポートするステーション、例えば手動のI/Oステーション(例えば、操作者によって、ワークピース保管庫12にワークピースコンテナを荷積みする、およびワークピース保管庫12からワークピースコンテナを荷下ろしするためのステーション)、自動のI/Oステーション(例えば、自動高架式搬送システムによって、ワークピース保管庫12にワークピースコンテナを荷積みする、およびワークピース保管庫12からワークピースコンテナを荷下ろしするためのステーション)または中間ステーション、または、I/Oステーションとワークピース保管庫システムとの間の移行ステーションとしてワークピースコンテナをサポートする、ワークピース保管庫12内のインタフェースステーションとして使用されている。例えば、コンテナは、I/Oステーションに荷積みされ(手動または自動で)、その後、中間ステーションに移される。ここではコンテナが開けられ、ロボットがその中のワークピースにアクセスする。
幾つかの実施形態では、ベアワークピース保管庫12は、単独のワークピース保管庫であり、製造設備内の他の装置と相互作用する手動または自動I/Oステーションによって独立して操作可能である。ベアワークピース保管庫は、内部にワークピースが入れられているコンテナを受け入れ、ベアワークピースのみを自身のベアワークピース保管室内で保管し、ワークピースコンテナを無視する。ワークピースコンテナアドオンストレージ11は、このワークピース保管庫の一面に取り付けられ、このワークピース保管庫の外部ストレージとして機能する。ワークピースコンテナ付加装置11とワークピース保管庫12との間の結合は、有利には、ワークピース保管庫12の荷積みステーション13と、コンテナアドオンストレージ11のロボットアームの結合を含むので、コンテナアドオンストレージ11は、荷積みステーション13内のコンテナにアクセスすることができ、例えば、荷積みステーション13内のコンテナをピックアップして、コンテナアドオンアセンブリー11の保管室内に保管する、または、コンテナアドオンアセンブリー11の保管室から荷積みステーション13へとコンテナを配置する。
例示的なプロセスのフローでは、コンテナはワークピース保管庫12に運搬され、コンテナ内のワークピースが取り出され、ワークピース保管庫12内に保管される。次に、コンテナアドオンストレージのロボットがコンテナをピックアップして(コンテナが完全に空でも、または、部分的に空でも)、これを、コンテナアドオンストレージ11のコンテナ保管室内に保管する。幾つかの実施形態では、ワークピース保管庫がワークピースにアクセスする前に、ロボットが内部にワークピースが入っている全てのコンテナをピックアップし、満杯のコンテナを自身のコンテナ保管室内に保管する。例えば、このキャパシティにおいて、コンテナアドオンストレージ11が、ワークピース保管庫用のインプットバッファステーションとして用いられ、ワークピース保管庫が極めて短い時間に多数のコンテナを受け入れることができ、ベア保管室へとワークピースを緩慢に回収する。
例えば、多数の満杯のコンテナを受け取り、コンテナストレージ内に保管した後、ロボットは、これらの満杯のコンテナを回収し、一つずつ荷積みステーション13に戻すことができ、ワークピース保管庫は、ベア保管室内に保管される、コンテナ内のワークピースを回収することができる。次に、空のコンテナがロボットによってピックアップされ、コンテナ保管室内で再保管される。その後、他の満杯のコンテナが、コンテナストレージから荷積みステーションに移される。このプロセスは、多数の満杯のコンテナ内の全てのワークピースがベアワークピース保管室に移され、空のコンテナがコンテナ保管室内に保管されるまで行われる。
択一的に、コンテナ保管室は、ワークピース保管庫用のアウトプットバッファとして用いられる。例えば、多数のワークピースは、多数のコンテナに移送され、必要とされるまでこのコンテナ保管室内に保管される。例えば、コントローラは、次の6時間、8時間、10時間または24時間に必要とされるワークピースを決め、これらのワークピースを適切なコンテナ内に集め、満杯のコンテナをコンテナ保管室内に保管することができる。必要になると、コンテナへのワークピースの収集を待たずに、満杯のコンテナは移送準備がされる。
さらに、空のコンテナを保管しているコンテナアドオンストレージ11によって、ワークピースコンテナへのワークピースの自動的な収集またはばらしが行われ、これによってより迅速にスループットが行われる。例えば、ワークピースの自動的な収集またはワークピースコンテナからのばらしは、二度の操作の代わりに、一度の操作によって行われる。ここで一度の操作は、例えば、満杯のコンテナをワークピース保管庫に運ぶことであり、二度の操作は、これに加えて、空のコンテナを除去することである。
図1Bおよび1Cは、ワークピース保管庫12に取り付けられたアドオンストレージ11の上面図と正面図をそれぞれ示している。ワークピース保管庫12は、コンテナを受け入れる手動のI/Oステーション13と、保管室16(例えばワークピース保管室)と、I/Oステーション13と保管室16との間でワークピースを搬送するロボット18とを含んでいる。付加的なステーションを含めることができる。これは例えば、自動高架式搬送システムと結合されている自動高架式I/Oステーション19と、中間ステーション13Aである。この中間ステーションは、コンテナまたはワークピース用のインタフェースステーションとして用いられる。I/Oステーション13内のコンテナはインタフェースステーション13Aに運ばれ、ここで、その蓋が開けられ、ワークピースがロボット18によってアクセスされる。択一的に、I/Oステーション13内のコンテナ内のワークピースは、保管室16に移送される前にインタフェースステーション13Aに運ばれる(ロボット18によって)。インタフェースステーションによってワークピースはアライメントされる、またはワークピースの向きが変えられる。これは例えば、エンドエフェクターによる水平サポートから、ロボット18のグリッパによる垂直グリップまでである。有利にはコントローラ17Bが含まれており、これは、ワークピース保管庫を操作するための情報と指示を含んでいる。例えば、コントローラは、通信モジュールとセンサとメーターと、司令部と接続される。コントローラは、操作シーケンスを定めるためにソフトウェアプログラムを含むことができる。例えば、コントローラは、次の24時間に必要とされるワークピースに関する、または製造設備の中央コンピュータとの通信全体に関する収集情報を検索し、必要とされる情報を決定することができる。これは例えば、時間前に、適切なコンテナ内に必要とされるワークピースを集めることによって行われる。コントローラは、保管室内の空のストレージの位置を求め、ワークピースを置く場所を知ることができる。コントローラは、保管されているワークピースの位置を知ることができ、これによって、必要とされるワークピースを回収することができる。
アドオンストレージアセンブリー11は、ロボットアセンブリー15と、ワークピースコンテナを格納するための複数の棚14を含む。ロボットアセンブリー15は、棚14内、およびワークピース保管庫12の荷積みステーション13および13Aのコンテナにアクセスすることができるように構成されている。例えば、ロボットアセンブリー15は、x−y位置に配置されている棚14にアクセスするためのx−yリニアガイドと、荷積みステーション13および13A外のコンテナにアクセスするための伸長可能なロボットアームを含むことができる。アドオンストレージアセンブリー11は、自身の操作をコントロールするコントローラ17Aも含む。このコントローラ17Aは、ワークピース保管庫12のコントローラ17Bと同様の機能を含むことができる。コントローラ17Aは、情報を得るために、コントローラ17Bと通信することができる、または、設備コンピュータと通信することができる。
図2A−2Cは、本発明の幾つかの実施形態に従った例示的なバッファアドオンストレージアセンブリーの詳細を示している。図2Aでは、バッファアドオンストレージ21は、ワークピース保管庫22との結合のために、開口部28Aと28Bを含んでいる。例えば、開口部28Aによって、手動荷積みステーション23および23’にアクセスすることができ、開口部28Bによって、自動高架式荷積みステーション29にアクセスすることができる。図2Bは、バッファアドオンストレージ21の側面断面図を示しており、開口部28Aおよび28Bを示している。コンテナ24は、アレイに配置されており、リニアガイドロボットアセンブリー25によってアクセスされる。コンテナアレイの間に搬送経路があり、これによって、ロボットアセンブリー25によって搬送されるコンテナが通過可能になる。図2Cは、バッファアドンオンストレージ21の正面断面図を示している。付加的に、ワークピース保管庫22の幾つかのコンポーネント、例えば手動荷積みステーション23、23’および高架式荷積みステーション29が示されている。ロボットアセンブリー25は、エンドハンドル26Bを備えたロボットアーム26Aを含んでいる。エンドハンドル26Bは、曲げ部を含んでおり、これによってエンドハンドル26Bはロボットアームと異なる場所に位置付けされる。このような設計の場合には、ロボットアーム26はより近い手動荷積みステーション23’を迂回して、遠い手動荷積みステーション23に、コンテナをピックアップするまたはコンテナを下ろすことができる。図示されているように、バッファアドンオンストレージ21は、ストレージコンテナの1つの層を含むことができ、これによって、フットプリントを低減させることができる。択一的に、あらゆる数のストレージ層が使用可能である。
幾つかの実施形態では、ストレージコンパートメントが1つまたは複数のx−yアレイで、コンパートメント間の搬送経路とともに配置され、ワークピース搬送が可能になる。各ストレージコンパートメントは、搬送経路に面する少なくとも1つの側面を有しており、これによって、ワークピースを搬送経路から取り出すことができる、または搬送経路に運ぶことができる。搬送経路は、ワークピースの動きを受け入れるのに充分に大きい。この動きは例えば、コンパートメント間の動き(ワークピースがコンパートメントから取り出された後の搬送経路への動き)、または外部ステーションへの動きまたは外部ステーションからの動きである。これらの搬送経路は接続され、ワークピースがあらゆるストレージコンパートメントへと移るのを可能にする、または、その逆を可能にする。例えば搬送経路は、バッファストレージアセンブリーの長さを横切る1つの水平の搬送経路と、バッファストレージアセンブリーの高さを横切る複数の垂直の搬送経路を含むことができる。ワークピースは、この水平の搬送経路に沿って移動し、目的のコンパートメントに到達するために垂直の搬送経路にターンすることができる。
図3は、本発明の幾つかの実施形態に従った例示的なバッファアドオンストレージアセンブリーの斜視図を示している。バッファアセンブリー31では、内部のコンポーネントをより良く示すために外壁が無い状態で示されている。複数の棚34が、コンテナ33(またはワークピース)を保管するために、アレイ30Aで配置されている。センサ39が、保管棚に配置されており、コンテナ33の存在を検出する。棚34と、アレイ30A−Cは搬送経路32と38の間に配置され、これらの搬送経路は棚にコンテナを搬送するように構成されている。アレイ30A−30Cは、有利には、各棚34が、搬送経路に面した側面を有するように配置されており、これによって、ロボットが搬送経路に沿ってコンテナを棚の位置まで動かすことができる。
例えば、アレイ30Aは、2つの列によって配置されており、各列は、垂直なy搬送経路32に面している。バッファストレージアセンブリーの終端部のアレイ30Bと30Cは壁に面し、1つの列のアレイで配置される。水平搬送経路38が含まれており、これは、バッファストレージの水平x方向に沿って延在している。水平搬送経路38は、最後の垂直列棚アレイ30Bで終わる、または、最後の垂直列棚アレイ30Cを通過することができる。
ロボットアセンブリー35は、x−yリニアガイドを含み、これは、アレイストレージの隣に配置可能であり、ロボットアーム36Aを搬送経路32と38に沿って、棚34まで動かすことができる。ロボットアーム36Aは、コンテナ33を操作するためにエンドハンドル36Bを含み得る。ロボットアーム36Aは、z方向においてワークピース保管庫まで延在可能であり、保管庫の荷積みステーションによって、コンテナがピックアップまたは配置される。コントローラ37は、ロボットアセンブリー35の動きをコントロールし、保管棚34とワークピース保管庫との間でコンテナを動かすことができる。コントローラ37は別の機能を含むことができる。これは例えば、バッファストレージアセンブリーを操作するための上述した機能である。
図4A−4Bは、本発明の幾つかの実施形態に即した、例示的なバッファアドオンストレージアセンブリーを示している。コンテナ55は、バッファストレージ41の棚44内に保管されている。これらの棚は、その間の搬送経路を伴ってアレイに配置されている。バッファストレージ41は、ワークピース保管庫の手動荷積みステーションとの接続のための搬送位置43と、ワークピース保管庫の自動高架式荷積みステーションとの接続のための搬送位置49とを含んでいる。コンテナ55は、搬送ステーション43に動かされて、保管庫に移動される。コンテナ57は、垂直な搬送経路で移動42する、または、保管棚への移動46する。コンテナ53は、水平な搬送経路で移動48する。これは、棚の位置に到達するために垂直な搬送経路に接続されている。コントローラ47は、バッファストレージアセンブリーを操作し、ロボットの動きをコントロールする。
幾つかの実施形態では、バッファストレージアセンブリーは、最小の床面積を占有するように構成されている。この際に、保管能力は、二次的に考慮される。バッファストレージアセンブリーのディメンジョンは、長さ(例えばx方向に沿って)と高さ(例えばy方向に沿って)を含み得る。これらは、存在する機器の1つの面の長さと高さと合っているので、バッファストレージアセンブリーは、この面に取り付け可能である。幾つかの実施形態では、バッファストレージアセンブリーは、最小の幅を含む(例えばz方向に沿って)、これは、ストレージコンパートメントの1つの層を保管する。この広い幅は、ワークピースおよびx−y運動機構を収容するのに充分である。
図5A−5Bは、本発明の幾つかの実施形態に即した、バッファストレージの例示的な構造を示している。図5Aは、1つのストレージレイヤーを伴うバッファストレージアセンブリーを示している。これは、保管庫に取り付けるための最小構造を提供する。コンテナ55、53または57は、保管されたコンテナと同じ幅で移動するので、最小の幅が実現される。ロボット51は、ストレージアレイの隣に配置されており、コンテナ53、55または57をサポートするロボットアーム52Aまたは52Bを動かす。ロボットアーム52Aは、異なる面へと曲がるエンドハンドルを有しており、これによって、障害物の周りを動くことができる。ロボットアーム52Bは、アームに直接的に接続されているエンドハンドルを有し、ロボット近傍のステーションにアクセスすることができる。
幾つかの実施形態では、バッファストレージアセンブリーはさらに、保管室と結合されている、x−y運動機構を有している。このx−y運動機構は、ストレージコンパートメントにアクセスすることができ、これによってワークピースをワークピース保管コンパートメントへと動かす、または、ワークピース保管コンパートメントから動かすことができる。このx−y運動機構は、x−yリニアガイドを含み得る。これによって、ワークピースをx方向に沿って(バッファストレージアセンブリーの長さに沿って)、およびy方向に沿って(例えばバッファストレージアセンブリーの高さに沿って)動かすことができる。幾つかの実施形態では、ロボットシステムが、このx−y運動機構と結合され、ワークピースを持つロボットアームを動かす。
図6A−6Bは、本発明の幾つかの実施形態に即した、x−y運動機構の例示的な構造を示している。図6Aは、水平リニアガイド63をサポートする垂直リニアガイド61A、61Bを示している。これは、モーター62によって、垂直に動く。ロボットコネクション65は、水平リニアガイド63と結合されており、モーター64によって水平に動き、コンテナ66を動かす。コントローラ67Aは、例えばモーター62と64によってリニアガイドの動きをコントロールする。
図6Bは、ロボットアーム68を動かすロボット67を示している。ロボットアーム68は、コンテナ66を保持するために、ロボットコネクション69と接続されている。ロボットアーム68を回転させることによって、コンテナ66が、バッファストレージアセンブリー内のあらゆる位置の間で動かされ、例えば、搬送位置43と49との間で、あらゆる保管棚44に動かされる。コントローラ67Bは、ロボット67の運動をコントロールする。これは例えば、ロボットアーム68を回転させるための、ロボット内のモーターによって行われる。
幾つかの実施形態では、ロボットシステムは、ワークピースを保持するためのエンドハンドルを含んでいる。このエンドハンドルは、エンドブレード、エンドエフェクター、1つまたは複数のフォークを含むことができる。これは、ワークピース内の凹部に入ると、ワークピースを動かすためにストレージコンパートメント外(または機器のステーション外)へ持ち上げられる。
図7A−7Cは、本発明の幾つかの実施形態に従った、エンドハンドル運動の例示的なシーケンスを示している。図7Aでは、ブレードまたはエンドエフェクター73の形態のエンドハンドルを有するロボットアーム72が、コンテナ71(またはワークピース)を保持するためのロボットアームの終端に結合されている。コンテナ71に、例えばコンテナ内の凹部を通って入ると、アーム72は持ち上がり、コンテナをその支持台から外す。ロボットアームはその後、コンテナを保管位置まで動かす。ロボットアームがエンドハンドルまで下がると、凹部はなく、ロボットアームは後退する。図7Bでは、2つのフォーク74の形態のエンドハンドルを有するロボットアーム72が、コンテナ71(またはワークピース)をサポートするロボットアームの終端に結合されている。コンテナ71に、例えばコンテナ内の凹部を通って入ると、アーム72は持ち上がり、コンテナをその支持台から外す。ロボットアームはその後、コンテナを保管位置まで動かす。ロボットアームがエンドハンドルまで下がると、凹部はなく、ロボットアームは後退する。図7Cでは、操作の側面図が示されている。ここでは、エンドハンドル73または74が、コンテナ71の凹部76に入る。持ち上がると、エンドハンドルは凹部の頂部77と接触する。ロボットは、この頂部77によってコンテナを保持することができ、ロボットアームの動きによってコンテナを動かすことができる。
幾つかの実施形態では、エンドハンドルは、ワークピースに、複数の方向から入ることができ、これによって、ワークピースのピッキングとプレーシングにおいて柔軟性が得られる。例えば、エンドハンドルは、ロードロックステーションでz方向からワークピースに入ることができ、その後、ワークピースを、ストレージコンポーネントで+x方向または−x方向で離す。
図8A−8Bは、本発明の幾つかの実施形態に即した、例示的なコンテナと、エンドハンドルの例示的な動きを示している。例示的なコンテナ71が示されており、これは、凹部76を形成する1つの側79でコンテナボディと結合されている頂上部77を含んでいる。凹部76の他の3つの面は開放されており、これによってエンドハンドルは凹部76に出入りすることができる。
図9A−9Dは、本発明の幾つかの実施形態に即した、保管位置へのコンテナ搬送の例示的なシーケンスを示している。ロボットアーム94は、様々な位置へ動くために、x−y運動機構92と結合されている。ロボットアーム94は、ワークピース保管庫内のコンテナ71にアクセスするために伸長される。図9Aでは、ロボットアーム94は、エンドハンドル93がコンテナ71内の凹部に入るまで伸ばされる。エンドハンドルは、正面71Aからコンテナに入る。図9Bでは、ロボットアーム94は引っ込み、ロボットをバッファストレージアセンブリーへと戻す。図9Cでは、x−y機構92は、コンテナ71を運搬するロボットを棚95へと動かす。その後、x−y機構92は、コンテナ71を棚95へと下げる。図9Dでは、x−y機構92はロボットエンドハンドルを、面71Bから、コンテナから外へ動かす。択一的に、別の棚95’に対して、ロボットは別の場所から棚95’にアクセスすることができ、エンドハンドルは別の面71Cから、コンテナから外へ動かされる。コンテナは、逆の操作によって保管棚から回収される。
幾つかの実施形態では、エンドハンドルは可動フォークを有しており、これによってエンドハンドルがコンテナ内にまたはコンテナ外へ動かされる。図10A−10Dは、本発明の幾つかの実施形態に従った、可動フォークを有するロボットの例示的な運動シーケンスを示している。図10Aは、コネクタ部分106によってボディに結合されている頂上部107を有している例示的なコンテナ101を示している。図10Bは、可動フォークを有するエンドハンドルを有するロボットアーム102を示している。これは伸ばされる104A、および、引っ込められる104B。図10Cでは、ロボットは同じ方向からコンテナ101に出入りすることができる。図10Dでは、コンテナが正面方向から入った後に、フォークが引っ込められ、ロボットアームはコンテナのどちら側からも、コンテナの外へ動くことができる。
図11A−11Eは、本発明の幾つかの実施形態に従った、保管位置へのコンテナ移動のための可動フォークの例示的なシーケンスを示している。ロボットアーム114は、種々の位置への移動のためのx−y運動機構112と結合されている。ロボットアーム114は、ワークピース保管庫内のコンテナ107にアクセスするために伸びる。図11Aでは、ロボットアーム94は、コネクタ部分106の周りで、エンドハンドル113がコンテナ101に入るまで伸びる。エンドハンドルはコンテナに、正面から入る。図11Bでは、ロボットアーム114は、引っ込み、ロボットをバッファストレージアセンブリーに戻す。図11Cでは、x−y機構112は、コンテナ101を運んでいるロボットを棚115へと動かす。その後、x−y機構112が、コンテナ101を棚115へと下げる。図11Dでは、エンドハンドルのフォークが引っ込み、ロボットをコンテナの外へと動かす。図11Eでは、x−y機構112がロボットエンドハンドルを、1つの面からコンテナの外へと動かす。択一的に、別の棚115’の場合には、ロボットは別の方向から棚に115’に近づくことができ、エンドハンドルは別の面からコンテナの外に動かされる。コンテナは、逆の操作によって、保管棚から回収される。
幾つかの実施形態では、エンドハンドルは、コンテナをグリップするためのグリッパーアームを含み得る。図12A−12Cは、本発明の幾つかの実施形態に従った、グリッパーアームを有するロボットの例示的な運動シーケンスを示している。図12Aは、コネクタ部分106によってボディに結合されている頂上部を有している例示的なコンテナ121を示している。伸びる124Aおよび引っ込められる124B可動グリップアームを有するエンドハンドル123を有するロボットアーム122は、例えばモーターまたはエンドハンドル123内に配置された別の形態の運動機構による。ロボットアーム122は、コンテナ121に近づく。ここではグリッパーアームは、コンテナのグリップ可能な部分の外側に延在している。図12Bでは、グリッパーアームはコンテナ121の頂上部をグリップする。図12Cでは、グリッパーアームは、コンテナ121のコネクタ部分126をグリップする。
図13A−13Iは、本発明の幾つかの実施形態に従った、保管箇所へのコンテナ移送のための可動グリッパーアームの例示的なシーケンスを示している。ロボットアーム132は、様々な位置へ動くために、x−y運動機構112と結合されている。ロボットアーム132は、ワークピース保管庫内のコンテナ131にアクセスするために伸びる。図13Aでは、ロボットアーム132は、グリッパーアーム134が頂上部の周りでコンテナ131を包囲するまで伸びる。図13Bは、相応する側面図を示す。図13Cでは、グリッパーアームは引っ込み134B、コンテナを保持する。図13Dでは、ロボットアーム132は引っ込み、ロボットをバッファストレージアセンブリーに戻す。図13Eでは、x−y機構112は、コンテナ131を運ぶロボットを棚135へと動かす。その後、x−y機構112はコンテナ131を棚135へと下げる。図13Fでは、エンドハンドルのグリッパーアームが伸び、コンテナの外へロボットを動かす。図13Gおよび13Hでは、x−y機構112はロボットエンドハンドルをコンテナから上へ動かす134C。図13Iでは、x−y機構112は、ロボットエンドハンドルをコンテナから外へ動かす。コンテナは逆の操作によって、保管棚から回収される。
幾つかの実施形態では、エンドハンドルはロボットアームの終端部で回転され、これによって、エンドハンドルは複数の方向からワークピースに面することができる。これは例えば、バッファストレージアセンブリーの幅に沿ったz方向またはバッファストレージアセンブリーの長さに沿った+x方向または−x方向である。例えば、ワークピースをピックアップした後、エンドハンドルはバッファストレージアセンブリーに入る前に、ターンして、所望のストレージコンパートメントに面することができる(例えばxまたは−x方向で面する)。幾つかの実施形態では、エンドハンドルは可動フォークを有することができ、これによって複数の方向からワークピースを操作することができる。
図14A−14Cは、本発明の幾つかの実施形態に従った、ロボットアームに回転可能に接続している例示的なエンドハンドルを示している。ロボット142は、回転可能な接続143を介してエンドハンドル144に接続される。これは2つのフォークハンドルとして示されている。エンドハンドルは種々の方向で回転可能であり、これによって、エンドハンドルは、ロボットアーム142に関して種々の向きを有することができる。
図15A−15Eは、本発明の幾つかの実施形態に従った、コンテナ移送のための回転可能なエンドハンドルの例示的なシーケンスを示している。ロボットアーム152は、様々な位置へ動くために、x−y運動機構112と結合されている。ロボットアーム152は、ワークピース保管庫内のコンテナ151にアクセスするために伸びる。図15Aでは、ロボットアーム152は、エンドハンドルがコンテナ151内の凹部に入るまで伸ばされる。エンドハンドルは回転され、正面からコンテナに入る。図15Bでは、エンドハンドルは、次の保管棚の方向へと回転する。例えば、エンドハンドルは時計回りに回転され、保管棚155に面する。図15Cでは、ロボットアーム152が引っ込み、バッファストレージアセンブリーにロボットを戻す。図15Dでは、x−y機構112は、コンテナ151を運んでいるロボットを棚155へと動かす。その後、x−y機構112は、コンテナ151を棚155へと下げる。図15Eでは、x−y機構112は、ロボットエンドハンドルを1つの側から、コンテナから外へと動かす。コンテナは、逆の操作によって保管棚から回収される。
図16A−16Eは、本発明の幾つかの実施形態に従った、コンテナ移送のための回転可能なエンドハンドルの別の例示的なシーケンスを示している。向かい合っている棚155’の場合、ロボットはエンドハンドルを回転させ、種々の方向から、コンテナ162または棚155’に近づくことができる。図16Aでは、伸ばされたロボットアーム152は、エンドハンドルがコンテナ151内の凹部に入るまで動かされる。エンドハンドルは、回転されて、正面からコンテナに入る。図16Bでは、エンドハンドルが次の保管棚の方向に回転する。例えば、エンドハンドルは時計回りに回転され、保管棚155’に面する。図16Cでは、ロボットアーム152が引っ込み、ロボットはバッファストレージアセンブリーに戻す。図16Dでは、x−y機構112が、コンテナを搬送しているロボットを棚155’へと動かす。その後、x−y機構112はコンテナ151を、棚155’まで低くする。図16Eでは、x−y機構112はロボットエンドハンドルを、1つの側から、コンテナの外へ動かす。コンテナは、逆の動作によって保管棚から回収される。
幾つかの実施形態では、ロボットシステムは伸長機構を含んでおり、エンドハンドルをx−y面(例えば、x−y運動機構によって形成された面、または、ストレージコンパートメントのx−yアレイによって形成された面)から離れて伸ばす。エンドハンドルは、取り付けられたワークピース保管庫に届くように、例えば、ロードロックステーションまたは中間ステーションの方へ伸ばされる。エンドハンドルは、曲がっているロボットアームに結合され、これによってエンドハンドルは、ロボットアームの伸長の間、障害物を回避することができる。例えば、この装置は、z方向に沿って配置された2つのロードロックを含むことができ(例えば、バッファストレージアセンブリーから離れて)、従ってロボットアームは近いロードロックに届くように構成されており、遠くのロードロック内に配置されたワークピースを持ち上げるまたは置く。エンドハンドルは、ストレージコンパートメントとアライメントする位置に引っ込む。引っ込んだ位置で、エンドハンドルはx−y運動機構によって、有利には、搬送経路に沿って搬送される。
伸長機構は折りたたみ式アームを含み得る。このアームの1つの終端部はx−y運動機構と結合されており、別の終端部はエンドハンドルと結合されている。伸ばされると、折りたたみ式アームは、z方向に沿って伸び、装置内に配置されたワークピースに届く。折りたたまれると、折りたたみ式アームは、x方向に沿って(例えば、バッファストレージアセンブリーの長さに沿って)、または、y方向に沿って(例えば、バッファストレージアセンブリーの高さに沿って)折りたたまれる。幾つかの実施形態では、折りたたみ式アームは、通過路内で伸ばされ、ストレージコンパートメントを回避する。例えば、x方向に折りたたまれたアームは、水平経路に位置付けされると伸ばされ、y方向に折りたたまれたアームは、垂直経路に位置付けされると伸ばされる。択一的に、伸長機構は、別の機構を含み得る。これは、例えば入れ子式の機構またははさみ機構である。ワークピース保管庫内に届くロボットアーム用の伸長機構は、x方向(例えばバッファアセンブリーの長さに沿って)、y方向(例えばバッファアセンブリーの高さに沿って)またはあらゆる他の方向で位置付けされる。
図17A−17Dは、本発明の幾つかの実施形態に即した、ロボットアームの例示的な構造を示している。図17Aでは、ロボットアームは折りたたみ式アーム173を有している。このアームは、運動機構112に結合されている。図17Bでは、ロボットアームははさみアーム178を含んでおり、これは、運動機構112に結合されている。ロボットアームは、折りたたまれると、コンテナ174をバッファストレージアセンブリー175内に保つ。ロボットアームは、伸ばされると、ワークピース保管庫176内の荷積みステーション内に保管されているコンテナに届く。
図18A−18Dは、本発明の幾つかの実施形態に従った、回転可能なエンドハンドルを有するロボットアームの例示的な構造を示している。図18Aでは、ロボットアームは、折りたたみ式アーム183を含み、これは運動機構112に結合されている。折りたたみ式アーム183は、x方向で、例えばバッファストレージアセンブリー175の長さに沿って折りたたまれ、伸ばされる。ロボットアームは、折りたたまれると、コンテナ184をバッファストレージアセンブリー175内に保つ。コンテナ184を保持しているエンドハンドルは、回転機構188に結合され、これによって、運動機構112と平行に回転される。コンテナ184を保持しているエンドハンドルは、回転され、ワークピース保管庫176の荷積みステーションに達し、バッファアセンブリー175に対して直角な方向から荷積みステーションに入る。図18Bでは、ロボットアームは折りたたみ式アーム189も有するが、これは、y方向に沿って、例えばバッファアセンブリー175の高さに沿って折りたたまれ、伸ばされる。ロボットアームは、折りたたまれると、コンテナを垂直方向で、運動機構112によって保つ。コンテナを保持しているエンドハンドルは、回転され、ワークピース保管庫176の荷積みステーションに達し、荷積みステーションに、バッファアセンブリー175に対して平行な方向から入る。
幾つかの実施形態では、エンドハンドルは、ロボットアームと同じ面または異なる面に配置される。曲がるエンドハンドルによって、ロボットアームは障害物を回避することができる。図19A−19Dは、本発明の幾つかの実施形態に即した、種々のエンドハンドルを有する折りたたみ式アームの例示的な構造を示している。図19Aは、バッファアセンブリー175およびワークピース保管庫176の、x方向に沿った(バッファアセンブリーの長さに沿った)平面図を示しており、リニアエンドハンドル構造を示している。図19Bは、バッファアセンブリー175およびワークピース保管庫176の、y方向に沿った(バッファアセンブリーの高さに沿った)側面図を示している。エンドハンドル191Bは、ロボットアーム191Aの線形延在部分として結合されており、これによって、ロボットアームは、z方向に位置付けされた、例えばワークピース保管庫176に向かって位置付けされたコンテナを操作することができる。
図19Cは、バッファセンブリ175およびワークピース保管庫176の、x方向に沿った平面図を示しており、曲げられたエンドハンドル構造を示している。図19Dは、バッファアセンブリー175およびワークピース保管庫176の、y方向に沿った側面図を示している。エンドハンドル192Bは、ロボットアーム192Aから曲がり、伸ばされると、ロボットアームとは異なる面に配置される。この曲げられた部分によって、ロボットアームは、ロボットアームの経路において荷積みステーション194を回避することができ、これによって、遠くの荷積みステーション195内に位置するコンテナを操作することができる。
図20A−20Cは、本発明の幾つかの実施形態に即した、曲がるエンドハンドルを有する例示的なロボットアームを示している。ロボットアームは、結合部209によって結合された部分202Aと202Bを含んでいる。エンドハンドル203は、曲がり部分を含み、ジョイント208を通じてアーム部分202Bに加わる。この曲がり部分によって、ロボットは、近い荷積みステーション204を回避して、遠くの荷積みステーション205内のコンテナにアクセスすることができる。両方の荷積みステーションにアクセスするための別の構造も使用可能である。これは例えば曲がるエンドハンドルの代わりの、カーブロボットアームである。
幾つかの実施形態では、バッファストレージアセンブリーは、ワークピース保管庫のステーションに到達するために伸ばされるロボットアーム用の搬送位置を含む。搬送位置で、ロボットはバッファストレージ面から外に伸ばされる。搬送位置はワークピース保管庫のステーションの相応する位置に配置される。これは例えば、搬送ステーションまたはロードロックステーションである。幾つかの実施形態では、バッファストレージアセンブリーは、複数の搬送位置を含んでおり、これは例えば、ワークピース保管庫の手動ロードロックステーションを操作するための搬送位置である。バッファストレージアセンブリーはさらに、自動搬送ステーションを操作するための別の搬送位置を含んでいる。
例えば、ワークピース保管庫は、種々の装置とリンクしている高架式搬送線に結合されている自動搬送ステーションを含み得る。自動搬送ステーションは、接続を容易にする機器の頂上部に配置可能である。モバイル発進プラットフォームは、手動ロードロックステーションを有する自動搬送ステーションを結合するために使用可能であり、これによって、ワークピース保管庫は、手動ロードロックステーションでの手動搬送に対して付加的に、ワークピースコンテナの自動搬送を受け入れることができる。バッファストレージアセンブリーは、自動搬送ステーションへの直接的なアクセスのための搬送位置を含むことができる。これは、自動搬送線へのバッファストレージチャンバとリンクしている。バッファストレージチャンバ内に保管されているコンテナとワークピースは別の装置によって交換可能であり、これによって、バッファストレージアセンブリーは、複数の装置に仕えることができる。これは例えば、複数のベアワークピース保管庫である。
図21A−21Dは、本発明の幾つかの実施形態に従った、ロボットアームの例示的なアクセスシーケンスを示している。バッファアセンブリー215は、ワークピースまたはコンテナを保管するための保管庫に隣接して位置付けされている。バッファアセンブリー215は、保管庫216を搬送するための搬送位置または搬送ステーション218Aおよび218Bを含んでいる。ロボット213は、コンテナを上方の搬送ステーション218Aから、高架式の荷積みステーション211Aまたは211Bに動かすことができる。ロボット213はコンテナを、下方の搬送ステーション218Bから手動荷積みステーション212Aまたは212Bに動かすこともできる。曲げられるエンドハンドルによって、ロボットアーム213は、より近いステーション211Aまたは212Aを回避して、より遠いステーション211Bまたは212Bそれぞれに達することができる。高架式搬送アセンブリー217は、高架式搬送ステーション211Aおよび211Bに隣接して配置されており、これによって、装置間でコンテナを自動的に搬送することができる。搬送機構、例えばモバイル発進プラットフォーム218Aは、手動荷積みステーション212Aと高架式荷積みステーション211Aとの間に結合され、これら2つの荷積みステーションの間でコンテナを搬送する。オプショナルの搬送機構218Bが、ステーション211Bと212Bとの間の接続のために、組み込まれていてもよい。
幾つかの実施形態では、本発明は、ベアワークピース保管庫に結合されるバッファストレージアセンブリーを開示する。これは例えば、空のコンテナを保管する、および、ベアワークピース保管庫に空のコンテナを供給する。バッファストレージアセンブリーを、内部に保管されたワークピースを有するコンテナを保管するために使用することもできる。上述の記載は、ワークピース保管庫に結合されている間にコンテナを保管するバッファアセンブリーを開示したが、本発明はこれに制限されず、ワークピースを保管するバッファセンブリに加えられる。
幾つかの実施形態では、本発明は、バッファストレージアセンブリーに結合されているベアワークピース保管庫を含んでいるコンビネーションワークピース保管庫を開示している。このバッファストレージアセンブリーを、ベアワークピース保管庫と切り離すこと、およびコンテナ搬送レベルでのみ結合させることが可能である。択一的に、バッファストレージアセンブリーを、完全にベアワークピース保管庫に組み込むことができ、これによって、複数の能力を有する完全なシステムを形成することができる。幾つかの実施形態では、本発明は、コンテナを保管する付加的な保管能力を有するベアワークピース保管庫を開示する。コンテナストレージの数は制限され、主に、コンテナをベアワークピース保管庫に制限された状況で提供するために用いられる。これは例えば、緊急の事情または特別な事情などである。外部のコンテナは、手動または自動で外部のストレージに搬送される。
図22は、ベアワークピース保管用の保管室226とコンテナ保管用の保管室225と、ワークピースおよびコンテナ操作用の部分220とを有する、組み込まれた保管庫を示している。荷積みステーション227は、コンテナの手動または自動の荷積みまたは荷下ろし用に構成されている。搬送ステーション223は選択的に、コンテナまたはワークピースサポートのために含まれる。ロボット222は、ワークピースとワークピースコンテナを、荷積みステーション227と保管室225および226との間で操作することができる。コントローラ221は、プログラム、センサおよび保管庫を操作するためのコマンドを含んでいる。
幾つかの実施形態では、本発明は、バッファストレージアセンブリーをベアワークピース保管庫と結合するための方法を開示している。バッファストレージアセンブリーは、有利には、ワークピース保管庫の荷積みステーションに配置されているコンテナにアクセスするための伸長可能なロボットアームとともに、保管位置にアクセスする自身の内部ロボットを含んでいる。
図23は、本発明の幾つかの実施形態に即した、ワークピース保管庫とともにバッファストレージアセンブリーを組み立てるための例示的なフローチャートを示している。操作235は、ベアワークピース保管庫を提供する。操作236は、バッファストレージアセンブリーをベアワークピース保管庫の1つの面に結合する。操作237は、ベアワークピース保管庫のステーション内に配置されたコンテナにアクセスするために、バッファストレージアセンブリーのロボットを結合する。操作238は、ロボットの動きをコントロールするために、ベアワークピース保管庫のコントローラをバッファストレージアセンブリーのコントローラに結合する。
幾つかの実施形態では、本発明は、ベアワークピース保管庫を伴うバッファストレージアセンブリーを使用する方法を開示する。
図24A−24Cは、本発明の幾つかの実施形態に即した、ベアワークピース保管庫を操作するための例示的なフローチャートを示している。ワークピースが除去され、ベアワークピース保管庫内に保管された後、空のコンテナは、バッファストレージアセンブリー内に保管される。1つの例示的なシーケンスでは、内部に1つまたは複数のワークピースを含んでいるコンテナが、ベアワークピース保管庫のロードロックステーションに運ばれる。コンテナは、レチクルを入れているレチクルコンテナ、または、複数のウェハを入れているウェハコンテナであり得る。ベアワークピース保管庫は、コンテナを開け、ワークピースを受け取り、ワークピースをベアワークピース保管室に搬送する。コンテナは閉められ、バッファストレージアセンブリーに搬送されて、保管される。例えば、バッファストレージアセンブリーのロボットアームが伸ばされて、ロードロックステーションに届き、エンドハンドルによってコンテナをピックアップする。ロボットアームは引っ込み、コンテナをバッファストレージアセンブリーの経路内の部分に運ぶ。x−y運動機構はその後、ロボットアームと、エンドハンドルによってサポートされたコンテナを、所望のストレージコンパートメントに動かす。その後コンテナは、ストレージコンパートメント内に配置され、x−y運動機構はロボットを休止箇所に戻す。
図24Aでは、コンテナがベアワークピース保管庫に運ばれた後、ワークピースがベアワークピース保管庫に搬送され、コンテナがバッファストレージアセンブリー内に保管される。操作240は、1つまたは複数のワークピースを内部に入れているコンテナを、ベアワークピース保管庫のロードロックステーションに運ぶ。操作241は、コンテナ内のワークピースを、ベアワークピース保管庫の保管室に運ぶ。操作242は、空のコンテナをコンテ保管室に運ぶ。
ベアワークピース保管庫からワークピースを取り除く操作は、逆の操作である。例えば、空のコンテナが、バッファストレージアセンブリーから出され、ベアワークピース保管庫から回収されたワークピースを保管する。例示的なシーケンスでは、空のコンテナが、ストレージコンパートメントから、ベアワークピース保管庫のロードロックへと運ばれる。例えば、x−y運動機構は、ロボットアームを所望のストレージコンパートメントに動かし、空のコンテナをピックアップする。コンテナはエンドハンドルによってピックアップされ、x−y運動機構はロボットを搬送位置へと動かす。搬送位置では、バッファストレージアセンブリーのロボットアームが伸ばされ、ロードロックステーションに届き、ロードロックステーション内にコンテナを置く。ロボットアームが引っ込み、ベアワークピース保管庫は、所望の数のワークピースを運ぶことができ、空のコンテナ内に保管される。
図24Bでは、空のコンテナがベアワークピース保管庫に運ばれ、保管庫から取り出されたワークピースを保持する。操作245は、空のコンテナをコンテナ保管室から、ベアワークピース保管庫のロードロックステーションに運ぶ。操作246は、1つまたは複数のワークピースを、ベアワークピース保管庫の保管室から、コンテナに運ぶ。
幾つかの実施形態では、バッファストレージアセンブリーは、内部にワークピースが保管されているコンテナを保管するために使用される。ベアワークピース保管庫の全体的なアセンブリーとバッファストレージアセンブリーは、空のコンテナを保管する能力に加えて、ベアワークピースの保管およびコンテナ内のワークピースの保管の付加的な機能を有する。
図24Cでは、ワークピースが入っているコンテナが、バッファストレージアセンブリー内に保管されている。操作248は、内部に1つまたは複数のワークピースが入れられているコンテナを、ベアワークピース保管庫のロードロックステーションに運ぶ。操作249は、コンテナをコンテナ保管室に運ぶ。
幾つかの実施形態では、バッファストレージアセンブリーは、ベアワークピース保管庫用の荷積みバッファとして用いられる。ベア保管庫は、ベア保管庫に保管されるワークピースが入れられている複数のコンテナを受容することができる。このコンテナがワークピース除去のレートよりも速く到達する場合には、このコンテナは待ち行列に入れられる、または、搬送ラインを詰まらせる、または操作者の時間を無駄にしてしまうだろう。バッファアセンブリーは、荷積みバッファストレージとして使用可能であり、行列を無くためにコンテナを保管し、その後、コンテナを戻し、これによって、ワークピースはベア保管庫に搬送される。
図25A−25Bは、本発明の幾つかの実施形態に従った、荷積みまたは荷下ろしバッファストレージとしてのバッファアセンブリーの使用の例示的なフローチャートを示している。図25Aでは、バッファアセンブリーは、ベア保管庫に達するコンテナの行列を無くすために荷積みバッファストレージとして用いられる。操作250は満杯のコンテナをバッファアセンブリーに運ぶ。操作251は、満杯のコンテナをベア保管庫の荷積みステーションに運び、これによって、満杯のコンテナ内のワークピースは、ベアワークピース保管庫の保管室に運ばれる。操作252は、空のコンテナをバッファアセンブリーに戻す。操作253は、全ての満杯のコンテナが荷積みステーションに運ばれるまで継続する。
幾つかの実施形態では、バッファストレージアセンブリーは、ベアワークピース保管庫用の荷下ろしバッファとして用いられる。特定の時間に、設備は、ベア保管庫が運ぶことがきるよりも速いコンテナ搬送レートを要求する可能性があり、この要求が満たされなかった場合に、ベア保管庫は設備のスループットに悪影響を与え得る。ベア保管庫は、事前にコンテナを集め、バッファアセンブリー内に集められたコンテナを保管することができる。従って、必要なときには、コンテナは送られる準備がされている。ベア保管庫のコントローラは、設備と通信することができ、次の周期、例えば次の6時間、12時間または24時間にこのワークピースが必要とされるかを知る。これらのワークピースは、集められる。バッファアセンブリーは、荷下ろしバッファストレージとして使用可能であり、必要な特に送られる、集められたコンテナを保管する。
図25Bでは、バッファアセンブリーは、設備のスループット要求に達する荷下ろしバッファストレージとして用いられる。このスループット要求は、ベア保管庫のスループットを超えている。操作255は、次の周期に必要とされるワークピースに関する情報を得る。操作256は、空のコンテナをベア保管庫の荷積みステーションへと搬送し、これによって必要とされるワークピースが、ベアワークピース保管庫の保管室から空のコンテナに運ばれる。操作257は、満杯のコンテナをバッファアセンブリーに戻す。操作258は、全ての必要とされるワークピースが空のコンテナに搬送されるまで継続する。
本発明を、機械またはコンピュータ読み出し可能なフォーマットで実現してもよい。これは例えば、適切にプログラミングされたコンピュータ、あらゆる種々のプログラミング言語で書かれたソフトウェアプログラムである。このソフトウェアプログラムは、本発明の種々の機能的な操作を実施するために書かれる。さらに、本発明の機械またはコンピュータ読み出し可能なフォーマットは、種々のプログラム保存デバイスで実現され得る。これは例えばディスケット、ハードディスク、CD、DVD、不揮発性電子メモリー等である。ソフトウェアプログラムは、種々のデバイス上で実行され得る。これは例えばプロセッサーである。ソフトウェアは、装置を操作するコンピュータまたはコントローラ内に記憶されるだろう。
図26Aを参照すると、本発明の種々の態様を実装するための例示的な環境は、コントローラ301を含んでいる。これはプロセッシングユニット331、システムメモリー332およびシステムバス330を含んでいる。プロセッシングユニット331は、あらゆる種々の入手可能なプロセッサーであり得る。これは例えばマイクロプロセッサー、デュアルマイクプロセッサーまたは他のマイクロプロセッサーアーキテクチャーで有り得る。システムバス330は、あらゆるタイプのバス構造またはアーキテクチャーで有り得る。これは例えば12ビットバス、Industrial Standard Architecture(ISA)、Micro−Channel Architecture(MSA)、Extended ISA(EISA)、Intelligent Drive Electronics(IDE)、VESA Local Bus(VLB)、Peripheral Component Interconnect(PCI)、Universal Serial Bus(USB)、Advanced Graphics Port(AGP)、Personal Computer Memory Card International Association bus(PCMCIA)またはSmall Computer Systems Interface(SCST)である。
システムメモリー332は、揮発性メモリー333と不揮発性メモリー334を含み得る。不揮発性メモリー334は、リードオンリーメモリー(ROM)、プログラマブルROM(PROM)、電気的にプログラム可能なROM(EPROM)、電気的に消去可能なROM(EEPROM)またはフラッシュメモリーを含み得る。揮発性メモリー333は、ランダムアクセスメモリー(RAM)、同期性RAM(SRAM)、ダイナミックRAM(DRAMA)、同期性DRAMA(SDRAM)、倍速SDRAM(DDR SDRAMA)、拡張SDRAM(ESDRAM)、Synchlink DRAM(SLDRAM)またはダイレクトRambus RAM(DRRAM)を含み得る。
コントローラ301は、記憶媒体336も含む。これは例えば、取り出し可能/取り出し不可能、揮発性/不揮発性のディスク記憶装置、磁気ディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、テープドライブ、Jazドライブ、Zipドライブ、LS−100ドライブ、フラッシュメモリーカード、メモリースティック、光学ディスクドライブ、例えばコンパクトディスクROMデバイス(CD−ROM)、CD書き込み可能ドライブ(CD−Rドライブ)、CD再書き込み可能ドライブ(CD−RWドライブ)またはデジタル汎用性ディスクROMドライブ(DVD−ROM)である。取り外し可能または取り出し不可能インタフェース335は、簡易な接続として使用可能である。
コントローラシステム301はさらに、操作のためのソフトウェアを含むことができる。これは例えば操作システム311、システムアプリケーション312、プログラムモジュール313およびプログラムデータ314であり、これらは、システムメモリー302またはディスク記憶装置336上に記憶される。種々の操作システムまたは操作システムの組み合わせが使用可能である。
入力デバイスが、コマンドまたはデータを入力するために使用される。これはマウス、トラックボール、スタイラス、タッチパッド、キーボード、マイクロフォン、ジョイスティック、ゲームパッド、衛星テレビ受信用アンテナ、スキャナー、TVチューナーカード、サウンドカード、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ウェブカメラ等を含み得る。これは、インタフェースポート338を通じて接続される。インタフェースポート338は、シリアルポート、パラレルポート、ゲームポート、ユニバーサル・シリアルバス(USB)および1394バスを含むことができる。インタフェースポート338は、出力デバイスを収容することもできる。例えば、USBポートが、コントローラ301への入力を提供するために、および、コントローラ301からアウトプットデバイスへ情報を出力するために使用されてもよい。アウトプットアダプター399、例えば、ビデオまたはサウンドカードは、幾つかの出力デバイス、例えばモニター、スピーカーおよびプリンターを接続するために設けられている。
コントローラ301は、パーソナルコンピュータであり得るリモートコンピューターを有するネットワーク環境において、サーバー、ルーター、ネットワークPC、ワークステーション、マイクロプロセッサーベースの器具、ピアーデバイスまたは他のコモンネットワークノード等を操作することができ、典型的に、コントローラ301に関連して記述された多くのまたは全てのエレメントを含む。リモートコンピューターは、ネットワークインタフェースおよびコミュニケーションコネクション337を通じて、コントローラ301に接続可能である。ネットワークインタフェースは、コミュニケーションネットワークであり得る。これは、例えばローカルエリアネットワーク(LAN)およびワイドエリアネットワーク(WAN)である。LAN技術は、Fiber Distributed Data Interface(FDDI)、Copper Distributed Data Interface(CDDI)、Ethernet/IEEE 1202.3、Token Ring/IEEE 1202.5等を含む。WAN技術は、ポイント・トゥ・ポイントリンク、Integrated Services Digital Networks(ISDN)等のサーキットスイッチングネットワークおよびその上の種々のもの、パケットスイッチングネットワーク、およびDigital Subscriber Lines(DSL)を含むが、これに制限されない。
コントローラ301は、入力を受け取り、異なるアセンブリーシステムにコマンドを送信するコントローラインタフェース349を含み得る。コントローラインタフェース349は、センサインプット350とメータインプット251を受け取ることができる。これは、温度インプット、流量インプット、位置インプット、またはインストールされたあらゆるセンサからのエラーインプット等である。コントローラインタフェース349は、コマンドを保管庫またはバッファアセンブリーに送ることができる。これは例えばモータコマンド352、ニューマチックコマンド352、ハイドロリックコマンド353、フローコマンド354、バキュームコマンド355、またはパワーコマンド356等である。
図26Bは、本発明と相互作用し得る、サンプルコンピューティング環境340の概略的なブロックダイヤグラムである。システム340は、複数のクライアントシステム341を含む。システム340は、複数のサーバー343も含む。このサーバー343は、本発明を用いるために使用される。クライアントシステム343は、設備コンピュータまたはコントローラであり得、製造設備を操作するために使用される。システム340は、コミュニケーションネットワーク345を含む。これは、クライアント341とサーバー343との間のコミュニケーションを容易にする。クライアントシステム341と接続されているクライアントデータストレージ342は、情報を局所的に格納することができる。同様に、サーバー343は、サーバーデータストレージ344を含むことができる。
本発明を種々の修正形態および択一形態に適用することができ、それらの実施例を図面に示し、また詳細に説明した。しかしながら、本発明は上記の特定の実施形態に制限されるものではない。むしろ本発明は、特許請求の範囲に規定されている発明の精神および範囲から逸脱することなく、あらゆる修正形態、等価の形態および択一形態を含む。

Claims (21)

  1. ワークピース保管庫用のバッファストレージ付加装置であって、
    保管室と、x−y機構と、ロボットアームとを有しており、
    前記保管室は複数のワークピースストレージコンパートメントを含んでおり、
    前記複数のストレージコンパートメントは、x−yアレイで、当該コンパートメント間の複数の搬送経路と共に配置されており、
    前記ストレージコンパートメントは、少なくとも1つの側で、搬送経路に面しており、
    前記搬送経路は、ワークピースの動きを受け入れるのに充分な大きさを有しており、
    前記複数の搬送経路は接続されており、これによって、ワークピースはあらゆるストレージコンパートメントに移動することができ、
    前記x−y機構は、前記保管室に結合されており、
    前記ロボットアームは、ワークピースを保持するためのエンドハンドルと、当該エンドハンドルを、前記x−y面から離れてz方向に伸ばすための伸長機構とを有しており、
    前記ロボットアームは、前記ワークピース保管庫のステーションでワークピースを持ち上げるまたは置くために伸ばされ、
    前記ロボットアームは、前記x−y機構に結合されており、前記エンドハンドルで保持されているワークピースを前記搬送経路に沿ってストレージコンパートメントへと動かす、
    ことを特徴とする、バッファストレージ付加装置。
  2. 前記ストレージコンパートメントは、経路の2つの列の間に配置されている、1つまたは複数の二列アレイを含んでいる、請求項1記載のバッファストレージ付加装置。
  3. 前記ストレージコンパートメントは、ストレージコンパートメントの2つの列の間に挟まれている列経路を含んでいる、請求項1記載のバッファストレージ付加装置。
  4. 前記ストレージコンパートメントは、ストレージコンパートメントの列を含んでおり、その隣に列経路を含んでおり、その隣にストレージコンパートメントの2つの列を含んでおり、その隣に列経路を含んでおり、その隣にストレージコンパートメントの列を含んでいる、請求項1記載のバッファストレージ付加装置。
  5. 前記搬送経路は、前記バッファストレージ付加装置を横切って延在する行搬送経路または前記バッファストレージ付加装置を横切って延在する1つまたは複数の列搬送経路を含んでいる、請求項1記載のバッファストレージ付加装置。
  6. 前記伸長機構は、折りたたみ可能なアームを含んでおり、当該折りたたみ可能なアームは行搬送経路に沿ってまたは列搬送経路に沿って折れる、および、伸びる、請求項1記載のバッファストレージ付加装置。
  7. 前記エンドハンドルは、1つまたは複数の、アクティベートされるグリッパを含んでおり、当該グリッパは、コンテナをグリップするためにz方向に面している、請求項1記載のバッファストレージ付加装置。
  8. 前記エンドハンドルは、曲げ部で前記ロボットアームに結合されており、これによって、前記エンドハンドルは固体対象物の周りでワークピースを持ち上げるまたは置くことができる、請求項1記載のバッファストレージ付加装置。
  9. ベアワークピース保管庫用のコンテナストレージ付加装置であって、
    前記ベアワークピース保管庫は、内部にワークピースが保管されているコンテナを、荷積みステーションで受け入れ、前記ベアワークピースをベアワークピース保管室に保管し、
    前記コンテナストレージ付加装置は、コンテナ保管室と、x−y機構と、ロボットアームとを有しており、
    前記コンテナ保管室は複数のコンテナストレージコンパートメントを含んでおり、
    前記複数のストレージコンパートメントは、x−yアレイで、当該コンパートメント間の複数の搬送経路と共に配置されており、
    前記ストレージコンパートメントは、少なくとも1つの側で、搬送経路に面しており、
    前記搬送経路は、ワークピースの動きを受け入れるのに充分な大きさを有しており、
    前記複数の搬送経路は接続されており、これによって、コンテナはあらゆるストレージコンパートメントに移動することができ、
    前記x−y機構は、前記保管室に結合されており、
    前記ロボットアームは、コンテナを保持するためのエンドハンドルと、当該エンドハンドルを、前記x−y面から離れてz方向に伸ばすための伸長機構とを有しており、
    前記ロボットアームは、前記ベアワークピース保管庫のステーションでコンテナを持ち上げるまたは置くために伸ばされ、
    前記ロボットアームは、前記x−y機構に結合されており、前記エンドハンドルで保持されているコンテナを前記搬送経路に沿ってストレージコンパートメントへと動かし、
    前記コンテナストレージ付加装置は、その内部に保管されているワークピースが、ベアワークピース保管庫内に、保管のために移送された後に、空のコンテナを保管することができ、
    前記コンテナストレージ付加装置は、前記ベアワークピース保管庫から回収されたベアワークピースを保持するために、空のコンテナを前記荷積みステーションに供給することができる、
    ことを特徴とする、コンテナストレージ付加装置。
  10. 前記ストレージコンパートメントは、x−yストレージコンパートメントの1つの層を含んでいる、請求項8記載のコンテナストレージ付加装置。
  11. 前記搬送経路は、前記コンテナストレージ付加装置を横切って延在する行搬送経路と、前記コンテナストレージ付加装置を横切って延在する1つまたは複数の列搬送経路とを含んでいる、請求項8記載のコンテナストレージ付加装置。
  12. 前記伸長機構は、折りたたみ可能なアームを含んでおり、当該折りたたみ可能なアームは行搬送経路に沿ってまたは列搬送経路に沿って折れる、および、伸びる、請求項8記載のコンテナストレージ付加装置。
  13. 前記エンドハンドルは、1つまたは複数の、アクティベートされるグリッパを含んでおり、当該グリッパは、コンテナをグリップするためにz方向に面している、請求項8記載のコンテナストレージ付加装置。
  14. 前記エンドハンドルは、曲げ部で前記ロボットアームに結合されており、これによって、前記エンドハンドルは固体対象物の周りでコンテナを持ち上げるまたは置くことができる、請求項8記載のコンテナストレージ付加装置。
  15. 前記ロボットアームは、前記ベアワークピース保管庫の手動荷積みステーションまたは自動高架式搬送ステーションでコンテナを持ち上げるまたは置くために伸ばされる、請求項8記載のコンテナストレージ付加装置。
  16. 前記コンテナストレージ付加装置は、空のコンテナまたは内部にワークピースが入れられているコンテナを保管する、請求項8記載のコンテナストレージ付加装置。
  17. ベアワークピース保管庫であって、
    ベアワークピースを保管するためのベアワークピースストレージと、
    内部にワークピースが保管されているワークピースコンテナを受け入れるための荷積みステーションと、
    前記ベアワークピースストレージとインタフェースステーションとをインタフェース連結する搬送機構と、
    コンテナストレージバッファとを有しており、
    前記搬送機構は、前記荷積みステーションにおいて、ワークピースを前記ベアワークピースストレージとワークピースコンテナとの間で搬送し、
    前記コンテナストレージバッファは、前記インタフェースステーションに空のコンテナを供給するまたは前記インタフェースステーションからの空のコンテナを保管するために、前記荷積みステーションとインタフェース連結しており、
    前記コンテナストレージバッファは、その内部に保管されているワークピースがベアワークピース保管庫内に、保管のために移送された後に、空のコンテナを保管することができ、
    前記コンテナストレージバッファは、前記ベアワークピース保管庫から回収されたベアワークピースを保持するために、空のコンテナを前記荷積みステーションに供給することができる、
    ことを特徴とするベアワークピース保管庫。
  18. 前記コンテナストレージバッファは、コンテナ保管室と、x−y機構と、ロボットアームとを有しており、
    前記コンテナ保管室は複数のコンテナストレージコンパートメントを含んでおり、
    前記複数のストレージコンパートメントは、x−yアレイで、当該コンパートメント間の複数の搬送経路と共に配置されており、
    前記ストレージコンパートメントは、少なくとも1つの側で、搬送経路に面しており、
    前記搬送経路は、ワークピースの動きを受け入れるのに充分な大きさを有しており、
    前記複数の搬送経路は接続されており、これによって、コンテナはあらゆるストレージコンパートメントに移動することができ、
    前記x−y機構は、前記保管室に結合されており、
    前記ロボットアームは、コンテナを保持するためのエンドハンドルと、当該エンドハンドルを、前記x−y面から離れてz方向に伸ばすための伸長機構とを有しており、
    前記ロボットアームは、前記インタフェースステーションでコンテナを持ち上げるまたは置くために伸ばされ、
    前記ロボットアームは、前記x−y機構に結合されており、前記エンドハンドルで保持されているコンテナを前記搬送経路に沿ってストレージコンパートメントへと動かす、
    請求項16記載のベアワークピース保管庫。
  19. 前記ストレージコンパートメントは、x−yストレージコンパートメントの1つの層を含んでいる、請求項17記載のベアワークピース保管庫。
  20. 前記エンドハンドルは、1つまたは複数の、アクティベートされるグリッパを含んでおり、当該グリッパは、コンテナまたはワークピースをグリップするためにz方向に面している、請求項17記載のベアワークピース保管庫。
  21. 前記荷積みステーションは、
    操作者からまたは自動搬送部からワークピースコンテナを受け入れるための、1つまたは2つの荷積みステーションおよび
    前記ベアワークピース保管庫内の搬送ステーション
    のうちの少なくとも1つを含んでいる、請求項16記載のベアワークピース保管庫。
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