JP4360344B2 - 搬送台車システム - Google Patents

Description

本発明は、半導体や液晶表示装置などの製造工場のクリーンルームにおいて、処理対象物を自動走行する台車によって搬送できるようにした搬送台車システムに関する。

半導体や液晶表示装置などの製造工場のクリーンルームにおいては、処理対象物を自動走行する台車によって搬送できるようにした搬送台車システムが導入されている。搬送台車システムに関するものとして、特許文献１が提案されている。

この搬送台車システムは、イントラベイ（特許文献１では、走行ループ２０〜２５）とインターベイ（特許文献では、走行ループ２〜３）がそれぞれ閉じた搬送路であって、両者間の処理対象物の移送はバッファとしての移送倉庫（特許文献１では、ストッカー）を介していたものを、双方のベイ間を台車が相互に行き来可能として、移送倉庫を介した処理対象物の移し替えを省いた搬送のスピードアップ、又、移送倉庫が不要になることによるシステムのコストダウンを可能とするものである。
特許第３５０８１３０号

ところで、多数の台車の走行の制御は、コントローラによって通信回線を介して行われるものであるが、多数の台車が、複数のベイ（ループ）間を渡って相互に行き来するようなこの搬送台車システムにおいては、多数の台車が複数のベイ（ループ）間を渡るような場合、つまり、台車が１つの通信回線から他の通信回線に進入するような場合において、コントローラが多数の台車を正確に把握するようにすることは意識していなかった。

本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたもので、その目的は、１つのコントローラの管理下に複数の通信回線エリアが存在する場合において、当該コントローラによって台車を正確に把握することができるようにした搬送台車システムを提供するにある。

請求項１に記載の発明は、１つのコントローラの管理下に複数の通信回線エリアが存在する搬送台車システムであって、
通信回線の切り換わり位置の手前で、台車が現在の通信回線エリアから別の通信回線エリアへ侵入することを前記コントローラに認識させるための渡り要求信号をポーリング通信の応答信号に含ませて台車から前記コントローラへ送信する渡り要求信号送信手段と、
新エリアでのコントローラによる通信が開始されない場合に、台車が現在の通信回線エリアから別の通信回線エリアへ侵入したことを台車から前記コントローラへ送信する新規参入信号を割り込み信号として送信する新規参入送信手段とを台車に備え、
前記新規参入送信手段は、台車が新たな通信回線エリアへ進入したことを前記コントローラによって認識されるまで出力し続けることを特徴とする搬送台車システムである。

請求項１に記載の発明によれば、コントローラは、台車が１つの通信回線から他の通信回線に渡ったことを認識できるため、１つのコントローラの管理下に複数の通信回線エリアが存在する場合であっても、コントローラは台車を把握することができる。このため、台車と該台車をコントロールするコントローラとの間で、コントローラの通信負荷を必要最小限に抑えて、効率よく通信することができる。又、ポーリング通信を行うことで、１つの通信回線エリアに多数の台車が在席する場合であっても、通信負荷を必要最小限に抑えて、コントローラと各台車との間で通信を確実に行うことができる。更に、１つのコントローラの管理下に複数の通信回線エリアが存在する場合において、台車が新エリアに渡った際にも、コントローラが当該台車を正確にコントロールすることが補償される。このため、台車と該台車をコントロールするコントローラとの間での通信を確実に行うことができる。

図１乃至図７は、本発明に係る搬送台車システムの実施形態を示す。この実施形態は、本発明に係る搬送台車システムを半導体製造システムに適用した場合を示す。

図１に示すように、搬送台車システム１は、中央に位置するインターベイ２と、インターベイ２の両側に張り出したイントラベイ３とを備えた構成である。搬送台車システム１を半導体製造システムに適用した場合、各イントラベイ３は、各半導体製造工程に該当する。即ち、例えば、イントラベイ３aは洗浄工程に該当し、イントラベイ３bは成膜工程に該当し、イントラベイ３cはエッチング工程に該当する。以下、各イントラベイ３d，・・は、半導体製造工程のその他の工程にそれぞれ該当する。

各インターベイ２、及びイントラベイ３にはそれぞれループ状の走行レール４が配設されて、台車５が走行できるものである。台車５は、処理対象物である半導体ウエハーのカセットを搬送するものである。各イントラベイ３の走行レール４に沿って複数のステーションSが設けられている。各ステーションSには、各半導体製造工程に対応した処理装置が設けられて、ウエハーに対してそれぞれ所定の処理を実施するようになっている。即ち、例えば、成膜工程について説明すれば、ウエハーが台車５によって搬送され、成膜工程のステーションSにおいてウエハーに対して所定の処理が施された後に、ウエハーを台車５に積み込むようになっている。前記洗浄工程や、エッチング工程についても同様である。

そして、イントラベイ３の走行レール４とインターベイ２の走行レール４とは、相互乗入れレール６によって連結されている。相互乗入れレール６により、台車５は、イントラベイ３の走行レール４からインターベイ２の走行レール４へ自在に乗り入れて走行でき、又、インターベイ２の走行レール４からイントラベイ３の走行レール４へ自在に乗り入れて走行できるようになっている。従って、例えば、台車５は、成膜工程において成膜処理されたウエハーを搭載してインターベイ２に乗り入れてインターベイ２の走行レール４を走行した後、エッチング工程に進入してエッチング処理できることになる。又、走行レール４は半導体製造工場の天井に配設され、台車６は、走行レール４に吊り下げられた形態で走行できるようになっている。

台車５の走行は、図４に示すように、台車コントローラ７、ベイコントローラ８、統括コントローラ９によって制御される。

台車コントローラ７は各台車５に搭載されている。ベイコントローラ８は各イントラベイ３毎に設けられて、各イントラベイ３を走行する台車５の動作を制御するコントローラである。統括コントローラ９は、ベイコントローラ８に対して命令を与えるコントローラである。統括コントローラ９及びベイコントローラ８は地上に設けることができて、図１、図４に示すように、統括コントロ−ラ９とベイコントローラ８とは地上通信線１０によって信号の送受信を行うことができる。ベイコントローラ８と台車コントローラとは通信回線１１によって信号の送受信を行うことができる。

次に、通信回線１１について説明する。図１、図２に示すように、通信回線１１は、走行レール４に沿って配線されている。通信回線１１は三つの通信回線エリア１１a、１１ｂ、１１cに分割されて、各通信回線エリア１１a、１１ｂ、１１c同志の間には切り換わり位置１２が存在している。

そして、各通信回線エリア１１a、１１ｂ、１１cには、互いに異なった周波数が設定されている。即ち、第一通信回線エリア１１aには第一周波数が設定され、第二通信回線エリア１１ｂには第二周波数が設定され、第三通信回線エリア１１cには第三周波数が設定されている。

ここで、図３に示すように、通信回線１１をフィーダ線で構成し、一方、各台車５には、該フィーダ線に対して非接触に設けられたアンテナ５a（図２に示す）を搭載することにより台車コントローラ７とベイコントローラ８との間で、非接触の通信を行うことができる。

このように、通信回線１１をフィーダ線で構成した場合には、１つの通信回線エリア１１a、１１ｂ、１１cは例えば、２００メートルに設定され、且つ、１つのイントラベイ３においては三つの通信回線に制限されている。

このため、通信回線１１の切り換わり位置１２は、各イントラベイ３内には、３箇所、存在していることになる。通信回線１１をフィーダ線で構成した場合には、図３に示すように、一方の配線１１dを台車コントローラ７からベイコントローラ８に信号を送信する際に用い、他方の配線１１eをベイコントローラ８から台車コントローラ７に信号を送信する際に用いることができる。台車コントローラ７からベイコントローラ８に信号を送信する際に用いられる信号の周波数と、ベイコントローラ８から台車コントローラ７に信号を送信する際に用いられる信号の周波数とは互いに異なるように設定されている。

次に、台車コントローラ７について説明する。台車コントローラ７は、例えば、マイクロコンピュータによって構成される。台車コントローラ７は、走行レール４に沿って所定の間隔を開けながら複数設けられているマーカを逐一検出することにより、台車５が存在する現在の位置を認識できるようになっている。そして、マーカとマーカとの間の位置は、各台車５に別途設けられているエンコーダの検出結果に基づき正確に求めることができるようになっている。又、台車コントローラ７はマップデータを備えている。該マップデータには、走行レール４の配設形態、ステーションSの位置、通信回線１１の切り換わり位置１２等が予め記憶されている。従って、台車コントローラ７は、現在の位置と、マップとを参照することにより、現在の位置からステーションSまでの距離や、現在の位置から通信回線１１の切り換わり位置１２までの距離を認識することができる。

次に、ベイコントローラ８について説明する。ベイコントローラ８は例えば、マイクロコンピュータで構成される。ベイコントローラ８は統括コントローラ９に指示されて、台車コントローラ７をコントロールする。ベイコントローラ８と台車コントローラ７とは、ポーリング方式の通信を行うことができる。

ベイコントローラ８はメモリ１３（図５、図６に示す）を備え、各通信回線エリア１１a、１１ｂ、１１cに存在する台車５をメモリ１３に登録し、台車５に対して、前述のように、各通信回線エリア１１a、１１ｂ、１１cに対応した周波数で通信を行うようになっている。

従って、例えば、図７に示すように、台車５が一の通信回線エリア１１cから他の通信回線エリア１１ｂに進入する場合、台車コントローラ７とベイコントローラ８との間で行う通信の周波数を変える必要がある。

そして、このような場合、いずれの通信回線によって、台車５と通信するべきなのかを、ベイコントローラ８に認識させる必要があるため、図２、図３、図７に示すように、台車コントローラ７には渡り要求信号送信手段Ｔが設けられている。

渡り要求信号送信手段Ｔは図７に示すように、台車５が一の通信回線エリア１１cから他の通信回線エリア１１ｂに進入する場合、台車コントローラ７からベイコントローラ８へ渡り要求信号Ｗを送信して、台車５が存在する通信回線エリア１１cを、これから進入する通信回線エリア１１bに変更することをベイコントローラ８に認識させるようになっている。渡り要求信号Ｗとは、台車５が現在の通信回線エリア１１cから別の通信回線エリア１１bに進入する旨の信号である。

渡り要求信号Ｗを受信したベイコントローラ８は、渡り要求信号Ｗを送信した台車５についての登録内容を変更するようになっている。この作業を図５、図６に基づいて説明する。図５、図６はベイコントローラ８に設けられているメモリ１３の登録内容を示す。図５、図６は台車５の号機と、通信回線エリア１１a、１１ｂ、１１cとの対応関係を示す。但し、当該対応関係は、ベイコントローラ８が認識している対応関係である。又、図２、図４、図７に示すように、ベイコントローラ８には、メモリ１３の内容に基づき通信回線エリア１１a、１１ｂ、１１cの切り換えを行う通信切換手段Ｒが設けられている。

例えば、図５に示すように、第２号機の台車５が第三通信回線エリア１１cに存在しているとする。そして、図７に示すように、この第２号機の台車５が、第二通信回線エリア１１cから第二通信回線エリア１１bに進入する旨の渡り要求信号Ｗをベイコントローラ８に送信したとする。

すると、図６に示すように、ベイコントローラ８は、第２号機の台車５が第三通信回線エリア１１cから第二通信回線エリア１１bに移動した旨の登録をするようになっている。以後、ベイコントローラ８は第２号機の台車５に対しては、第二通信回線エリア１１bに対応した第二周波数でポーリング方式の通信を行う。

渡り要求信号Ｗは、ポーリング方式の通信において、台車５が通信回線エリア１１a、
１１ｂ、１１cの切り換わり位置１２に接近した時点におけるポーリング信号に対する応答信号に含ませて、台車コントローラ７の渡り要求信号送信手段Ｔからベイコントローラ８に送信されるものである。

次に、作用について説明する。図７に示すように、統括コントローラ９がステーションＳ（１）のウエハーをステーションＳ（２）に搬送する旨の命令をベイコントローラ８に与えたとする。すると、ベイコントローラ８はステーションＳ（１）の近傍を走行していて、ウエハーを搬送していない空の状態の台車５を検出する。そして、台車５は２号機であるとする。台車５は第三通信回線エリア１１c内に存在しているとする。

すると、この台車５に搭載されている台車コントローラ７に対して、第三周波数の信号を用いて、ステーションＳ（１）のウエハーをステーションＳ（２）へ搬送する旨の命令を伝える。すると、台車コントローラ７はこの命令を実行する。

ここで、図７に示すように、ステーションＳ（１）が第三通信回線のエリア１１cに存在し、ステーションＳ（２）が第二通信回線のエリア１１bに存在し、命令を受けた台車５が第一通信回線エリア１１aに存在しているとすると、台車５はステーションＳ（１）においてウエハーを積み込んでからステーションＳ（２）に到達するまでの途中において、通信回線１１の切り換わり位置１２を通過することになる。

台車５に搭載されている台車コントローラ７は、台車５の現在位置とマップとを参照することにより、台車５が通信回線１１の切り換わり位置１２に接近していることを認識する。そして、台車コントローラ７の渡り要求信号送信手段Ｔは、台車５が通信回線１１の切り換わり位置１２に最接近した際におけるポーリング通信の応答時において渡り要求信号Ｗをベイコントローラ８に送信する。

渡り要求信号Ｗを受信したベイコントローラ８は、図５に示すように、第２号機の台車５が第三通信回線エリア１１c内に存在している旨の登録を、図６に示すように、第２号機の台車５が第二通信回線エリア１１b内に存在している旨の登録に変更する。

以後、ベイコントローラ８の通信切換手段Ｒは第三周波数を用いた第三通信回線エリア１１c（旧エリア）での通信を中止し、一方、第二周波数を用いて第二通信回線エリア１１b（新エリア）に存在する第２号機の台車５に搭載されている台車コントローラ７に対してポーリング信号Ｐ１を送信し、これに続いて、台車コントローラ７はベイコントローラ８に対して、ポーリング信号Ｐ１に対する応答信号Ｐ２を送信することにより、台車コントローラ７とベイコントローラ８との間においてポーリング通信を行うことができる。

次に、台車コントローラ７が送信した渡り要求信号Ｗが、ベイコントローラ８に受信されなかった場合であっても、台車コントローラ７とベイコントローラ８との間におけるポーリング通信の実行を補償する新規参入送信手段Ｑについて説明する。

図７に示すように、新規参入送信手段Ｑは、台車コントローラ７に設けられて通信を制御するためのモデムＭ１内に設けられている。新規参入送信手段Ｑは、ベイコントローラ８から一定時間ポーリングされない場合に、ベイコントローラ８に対して割り込み信号として、新規参入信号を出力するようになっている。新規参入信号は台車５の号機等のような識別情報と、新たに進入した通信回線エリア１１a、１１ｂ、１１cと、直前まで在席していた通信回線エリア１１a、１１ｂ、１１cとを特定するための情報とを少なくとも含んでいる。

そして、ベイコントローラ８のモデムＭ２が前記新規参入信号を受信することにより、台車５が新たな通信回線エリア１１a、１１ｂ、１１cに進入したことをベイコントローラ８が認識できるようになっている。

以後、ベイコントローラ８が台車コントローラ７に対して、新たな周波数でポーリング通信を行う。尚、台車コントローラ７のモデムＭ１は、台車５が新たな通信回線エリア１１a、１１ｂ、１１cに進入したことをベイコントローラ８によって認識されるまで出力し続けるようになっている。

以上の実施形態においては、搬送台車システム１を半導体製造システムに用いた場合について説明したが、１つのコントローラの管理下に複数の通信回線エリアが存在する場合に広く適用できるものである。

又、以上説明したように、ベイコントローラ８は台車コントローラ７から渡り要求信号Ｗを受信することにより、台車５が１つの通信回線１１a、１１ｂ、１１cから他の通信回線１１a、１１ｂ、１１cに渡ったことを正確に認識できるため、１つのベイコントローラ８の管理下に複数の通信回線エリア１１a、１１ｂ、１１cが存在する場合であっても、ベイコントローラ８は台車５を正確にコントロールすることができる。

又、１つのベイコントローラ８の管理下に複数の通信回線エリア１１a、１１ｂ、１１cが存在する場合において、台車５が新エリア１１a、１１ｂ、１１cに渡った際にも、ベイコントローラ８が台車コントローラ７から送信された新規参入信号を受信することにより、ベイコントローラ８は台車５が新通信回線エリア１１a、１１ｂ、１１cに渡ったことを正確に認識することができるため、ベイコントローラ８が台車５を間違いなく、正確にコントロールすることが補償される。

台車搬送システムの全体構成図である。 イントラベイにおける走行レール、台車、通信回線、台車コントローラ、ベイコントローラを示す図である。 フィーダ線の横断面図である。 通信回線が三つに分割されていることを示す概念図である。 ベイコトローラに設けられているメモリの内容である。 ベイコトローラに設けられているメモリの内容である。 台車が、１つの通信回線から他の通信回線に進入する状態における信号の送受信の状態を示す概念図である。

１ 搬送台車システム
２ インターベイ
３ イントラベイ
４ 走行レール
５ 台車
７ 台車コントローラ
８ ベイコントローラ
９ 統括コントローラ
Ｔ 渡り要求信号送信手段
Ｒ 通信切換手段
Ｑ 新規参入送信手段

Claims (1)

1. １つのコントローラの管理下に複数の通信回線エリアが存在する搬送台車システムであって、
   通信回線の切り換わり位置の手前で、台車が現在の通信回線エリアから別の通信回線エリアへ侵入することを前記コントローラに認識させるための渡り要求信号をポーリング通信の応答信号に含ませて台車から前記コントローラへ送信する渡り要求信号送信手段と、
   新エリアでのコントローラによる通信が開始されない場合に、台車が現在の通信回線エリアから別の通信回線エリアへ侵入したことを台車から前記コントローラへ送信する新規参入信号を割り込み信号として送信する新規参入送信手段とを台車に備え、
   前記新規参入送信手段は、台車が新たな通信回線エリアへ進入したことを前記コントローラによって認識されるまで出力し続けることを特徴とする搬送台車システム。

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