KR100309458B1 - 자동 반송 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체용 웨이퍼의 공정간 이송 등 각종 물류 이송에 사용될 수 있는 자동반송장치를 개시한다. 본 발명은 이송궤도의 일부 구간에서 문제가 발생하한 경우에 그 문제된 일부 구간을 제외한 나머지 구간에서의 이송동작이 계속 이루어질 수 있도록 하기 위한 것으로서, 환형으로 연결된 이송레일(10)을 따라 비히클(20)을 정상적인 경로로 운행하면서, 일부 구간을 횡단하여 운행될 수 있도록 그 이송레일(10)의 어느 한 지점과 또 다른 한 지점을 연결하는 하나 이상의 브리지레일(15,15')을 설치한다. 즉 비히클(20)을 그 브리지레일(15,15')을 경유시킴으로써 이송레일(10)의 일부구간을 횡단할 수 있다. 따라서 일부구간에 고장이 발생한 경우에도 비히클 전체의 운행을 중단하지 않고 그 나머지구간에서의 물류이송을 계속하게 할 수 있어 반도체 웨이퍼의 공정간 이송 등 물류이송을 원활하게 하는 것이다.

Description

자동반송장치{AUTOMATIC TRANSFERRING SYSTEM}

본 발명은 반도체 제조라인에 있어서의 웨이퍼의 공정간 이송 등 각종 물류 이송에 사용될 수 있는 자동반송장치에 관한 것으로서, 특히 어느 한 구간에서 문제가 발생하면 그 문제된 일부 구간을 제외한 나머지 구간에서의 이송동작이 계속 이루어질 수 있는 자동반송장치에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이 반도체는 웨이퍼 제조에서부터 패키지 조립이 완료되기까지 수많은 공정을 거쳐 완성된다. 따라서 반도체 제조라인에서는 웨이퍼의 공정간 이송이 빈번하게 이루어진다. 웨이퍼의 공정간 이송에는, 공정순서를 어기거나 공정누락 등의 오류를 범하지 않도록 정확성이 요구된다. 이에 따라 반도체 제조라인에서는 웨이퍼를 각 공정장비의 스토커로 자동 운반할 수 있는 자동반송장치가 설치 운용되고 있다.

도 1은 종래에 반도체 제조라인에 설치 운용되고 있는 환형의 자동반송장치 개요를 보인다. 도면에 있어서 부호 10은 이송레일, 20은 이송레일(10)을 따라 이동하는 비히클(vehicle), 그리고 30은 각 공정장비에 대응한 웨이퍼 스토커(stocker)이다. 스토커(30)는 비히클(20)에 의해 반송된 웨이퍼를 이재하고 다음공정으로 이송할 웨이퍼를 그 비히클(20)에 적재하는 로봇아암과 같은 이재 및 적재 수단을 가지고 있다. 즉, 비히클(20)은 어느 한 스토커(30)로부터 웨이퍼를 적재한 후 다음 공정을 위한 고정장비에 대응하는 스토커(30) 위치로 이송하도록운행된다.

도 2는 상기와 같은 이송레일(10) 상에서의 비히클(20) 이송을 위한 구동부를 보여준다. 이송레일(10)은 레일커버(11) 상면에 레일홈(12)을 형성하고 그 레일커버(11) 안에 안내레일(13)과 림(LIM; linear induction motor) 드라이브(14)를 장착하여 된다. 여기서 림 드라이브(14)는 유도형 리니어모터의 1차측에 대응하는 부분으로서 이동자계를 만드는 철심과 코일로 이루어진 것이다. 림 드라이브(14)는 레일커버(11) 내에 연속 또는 일정간격으로 장착된다. 비히클(20)은 웨이퍼 콘테이너(40)를 싣기 위한 적재대(21)를 가지고 있으며, 이송레일(10)의 레일커버(11) 내에서 림 드라이브(14)와 대향하는 이동자(22) 그리고 안내레일(13)을 따라 구르는 수직안내바퀴(23) 및 수평안내바퀴(24)와 결합하여 된다. 이동자(22)는 리니어모터의 2차측에 대응하는 알루미늄 또는 그 합금판으로서, 림 드라이브(14)가 형성되는 이동자계에 의한 2차 와전류를 유기하고 그 2차 와전류와 이동자계 상호간에 작용하는 직선추력을 받아서 그 림 드라이브(14)를 리액션레일(reaction rail)로 하여 이동하게 된다. 이때 안내레일(13)에 안내되는 바퀴중 수직안내바퀴(23)는 림 드라이브(14)에 대한 이동자(22)의 부상높이를 일정하게 유지하고, 수평안내바퀴(24)는 탈선을 방지하면서 직선추력에 대하여 안내레일(13)의 곡선구간을 용이하게 이동할 수 있게 한다. 한편, 도면에 나타나지는 않았으나 이송레일(10)에 여러 대의 비히클(20)이 개별적으로 운행될 수 있게 설치되는데, 각 비히클(20)은 상호간의 충돌시의 완충을 위한 범퍼수단(도시 생략됨)을 앞뒤에 구비하고 있는 것이다.

이러한 자동반송장치에 있어서의 각 비히클에 대한 운행정보는 도시하지 않은 각종 센서를 통해 역시 도시하지 않은 컴퓨터 제어시스템에 수집되며, 소정의 프로그램 수순에 따라 한 공정을 마친 웨이퍼를 다음공정으로 자동 운반하도록 제어된다. 그런데, 종래의 자동반송장치에 있어서는 이송레일(10)이 순환편도운행방식으로 구성되어 있으므로 그 이송레일(10)의 일부구간에서 비히클(20)의 운행이 불가하게 되는 문제가 발생되면, 그 문제가 발생된 구간에서 한 대의 비히클(20)이 멈추게 되고, 이 비히클(20)을 뒤따라 운행되던 다른 비히클(20)들도 차례로 정지하게 되어 마침내 이송레일(10) 전체의 운행이 중단되어진다. 이러한 운행중단은 그 문제된 구간의 보수가 종료될 때까지 계속된다. 따라서 이송레일의 일부구간의 운행불가로 인해 해당하는 위치에 대응한 장비에서의 공정은 물론 다른 공정진행에도 그 영향이 미치게 되므로 생산성이 크게 떨어지는 것이다.

본 발명의 목적은, 전술한 바와 같은 반도체 웨이퍼의 공정간 이송을 포함한 각종 물류이송을 위한 것으로서, 순환편도 방식의 이송레일 일부구간에서 운행이 불가한 문제가 발생된 경우에도 그 일부구간을 제외한 나머지 구간에서의 물품 이송동작이 계속 이루어질 수 있는 자동반송장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 자동반송장치의 개요 평면도.

도 2는 종래의 자동반송장치의 구동부를 보인 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 자동반송장치의 개요 평면도.

도 4는 본 발명에 따른 자동반송장치의 주요부 사시도.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 자동반송장치의 주요부의 작동을 차례로 보인 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10;10a,10b,10c,10d : 이송레일 15;15a,15b : 브리지레일

16a,16b : 턴테이블 17a,17b : 회전액츄에이터

20;20a,20b : 비히클 30 : 스토커

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 환형으로 연결된 이송레일과, 이송레일을 따라 운행되는 복수의 비히클을 구비하여 물품을 반송하는 자동반송장치에 있어서, 상기 이송레일이 평행한 두 직선구간과 상기 두 직선구간중 일측 직선구간에서 분리된 일측 브리지레일과 그 타측 직선구간에서 분리된 타측 브리지레일로 구성되며, 상기 양측 브리지레일을 각각 지지하며 상기 브리지레일들이 상기 직선구간에 일직선으로 연결되는 제1의 상태와 상기 직선구간에 대하여 90°를 이룸과 아울러 서로 일직선으로 연결되는 제2의 상태로 수평 회전 가능하게 설치되는 턴테이블들과, 상기 턴테이블을 제1의 상태와 제2의 상태로 회전시키기 위한 회전액츄에이터로 구성되는 회전수단을 포함하여 구성된다.

상기한 적어도 하나의 브리지레일이 설치되어 있는 본 발명에 따른 자동반송장치에 의하면, 그 이송레일의 어느 한 구간에 비히클 운행이 불가한 문제가 발생하였을 때, 비히클을 브리지레일을 경유하여 이송레일의 문제된 일부구간을 횡단시켜 운행할 수 있게 된다. 따라서 그 문제된 이송레일의 일부구간에 대응한 위치에 놓인 스토커를 제외한 다른 위치에 있는 스토커로의 물품(웨이퍼) 반송이 가능하게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 자동반송장치의 개요를 나타낸다. 이 도면에 있어서는 설명의 편의상 도 1과 동일한 부분에 대하여 동일한 참조번호가 부여되어 있다.

즉, 부호 10은 환형의 무한궤도를 형성하는 이송레일이다. 이 이송레일(10)은 본 발명에 따라 부가된 2개의 브리지레일(15,15')을 포함한다.

상기 이송레일(10)은 각 반도체 제조공정 사이를 연결하도록 배치되는 것이다. 바꾸어 말하면 이송레일(10)의 주변에는 여러 종류의 반도체 제조공정을 수행하는 장비들이 배치되는 것이다.

부호 20은 그 브리지레일(15,15')을 포함하는 이송레일(10)을 운행하면서 물품(웨이퍼)을 반송하는 비히클, 그리고 30은 물품(웨이퍼)의 스토커이다. 여기서 이송레일(10) 메카니즘과 비히클(20) 운행을 위한 구동부는 종래(도 2)와 똑같이 구성할 수 있다.

본 발명에 따라 브리지레일(15,15')을 포함하는 이송레일(10)은 그 브리지레일(15,15')이 연결되는 지점을 분기점으로 하는 4개의 구간(10a,10b,10c,10d)으로 구분할 있다. 비히클(20)은 이송레일(10)을 실선 화살표방향으로 이송레일(10)의 본래의 경로인 무한궤도를 따라 운행되면서, 그 4개의 구간(10a,10b,10c,10d)중 어느 한 구간이 고장나는 등 운행 불가한 문제가 발생된 경우에 브리지레일(15,15')이 연결되어 있는 분기점에서 점선 화살표방향으로 방향을 바꾸어 브리지레일(15,15')을 경유하게 함으로써 그 문제된 구간을 횡단하도록 운행될 수 있다.

구체적으로 예를 들면, 비히클(20)이 이송레일(10)의 제1구간(10a)을 운행하고 있는 상태에서 제2구간(10b)이 고장나면 일측 브리지레일(15)을 경유하여 제3구간(10c)으로 운행될 수 있으며, 마찬가지로 제3구간(10b)으로부터 타측 브리지레일(15')을 경유하여 제1구간(10a)으로 횡단하여 운행될 수 있다. 또한 비히클(20)의 운행방향을 바꿀 수 있다면, 제2구간(10b)에서 일측 브리지레일(15)을 경유하여 제1구간으로(10a), 제4구간(10d)에서 타측 브리지레일(15')을 경유하여 제3구간(10c)으로 비히클(20)을 운행할 수 있다. 비히클(20)의 운행방향은 전술한 도 2에 나타난 바와 같은 리니어모터의 1차측(림드라이브)에서 만드는 회전자계의 방향, 즉 그 1차측 코일의 여자전류의 방향을 바꾸는 것으로 간단히 바꿀 수 있다.

이와 같이 본 발명은 브리지레일(15,15')을 통해 이송레일(10)의 일부 구간에 운행 불가한 문제가 발생된 경우에도 그 일부 구간을 제외한 나머지 구간에서의 비히클 운행을 가능하게 한다. 본 발명에 있어서, 브리지레일(15,15')은 이송레일(10)과 동일한 형태 및 동일한 구동부를 갖도록 구성할 수 있다. 그런데, 기존 이송레일(10)에 브리지레일(15,15')을 연결하는 경우에는 그 연결부위(분기점)에서 비히클(20)의 방향(실선화살표와 점선화살표의 방향)을 선택할 수 있는 수단이 필요하며 이를 구현하는데는 레일의 구성이 다소 복잡해질 수 있다.

따라서 도 4는 좀더 간단하게 구성할 수 있는 브리지레일의 바람직한 실시예를 보인다. 도 4에 있어서, 이송레일(10)의 제1구간(10a)과 제2구간(10b)의 일측단 그리고 제2구간(10b)의 타측단과 제3구간(10c)이 각각 소정의 간격으로 이격되어 있고, 그 각각의 사이에 브리지레일(15a,15b)이 설치되어 있다. 브리지레일(15a,15b)은 각각 턴테이블(16a,16b)에 설치되어 있으며, 턴테이블(16a,16b)은 각각의 회전액츄에이터(17a,17b)에 의하여 90°씩 간헐적으로 회전된다. 따라서 브리지레일(15a,15b)은 회전액츄에이터(17a,17b)의 구동에 의하여 도면에 가상선 위치에서 실선 위치로 되도록 회전된다. 양측 브리지레일(15a,15b)은 회전되지 아니한 도면의 가상선 위치에서는 이송레일(10)의 순환궤도를 연결하는 역할을 하게 되고, 회전된 상태, 즉 도면의 실선 위치에서는 서로 일직선 상태로 연결되어 이송레일(10)의 일부구간을 횡단할 수 있는 교량역할을 하게 된다. 이러한 브리지레일(15a,15b)은 이송레일(10)과 동일한 메카니즘으로 이루어지며, 비히클(20) 운행을 위한 구동부 역시 이송레일(10)에 있는 것과 동일하다.

도 5a 내지 도 5d는 이송레일(10;10a,10b,10c)중 제2구간(10b)에 문제가 발생한 경우에 브리지레일(15a,15b)을 이용하여 그 문제된 제2구간(10b)을 횡단하는 작용을 차례로 보여준다. 먼저 도 5a와 같이 이송레일(10)의 제1구간(10a)으로부터 운행되는 한 비히클(20a)이 그 제1구간(10a)과 문제된 제2구간(10b)을 연결하는 일측 브리지레일(15a)상에서 정지시킨다. 이때 반대편에 있는 타측 브리지레일(15b)은 제2구간(10b)과 제3구간(10c)을 연결하는 자세로서 그 일측 브리지레일(15a)과 평행한 상태가 된다. 도 5a와 같은 상태에서 전술한 회전액튜에이터를 구동하여 턴테이블(16a,16b)을 90°회전시킨다. 그러면 턴테이블(16a,16b) 회전에 의하여 양측 브리지레일(15a,15b)은 평행한 상태에서 도 5b와 같이 일직선 형태로 상호 연결된다. 이러한 상태에서 일측 브리지레일(15a)에 놓여 있는 비히클(20a)을 타측 브리지레일(15b)로 이송시키고(도 5c), 뒤에 운행되는 비히클(20b)은 제1구간(10a)에서 대기시킨다. 도 5c와 같이 비히클(20a)이 타측 브리지레일(15b)로 이송되면, 다시 전술한 회전액튜에이터를 구동하여 턴테이블(16a,16b)을 90°더 회전시킨다. 그러면 양측 브리지레일(15a,15b)이 도 5d에 나타난 바와 같이 상호 평행한 상태로 되어 처음(도 5a)과 실질적으로 동일한 상태로 되어 이송레일(10)의 제1구간(10a)과 제2구간(10b), 그리고 제2구간(10b)과 제3구간(10c)이 그 평행한 양측 브리지레일(15a,15b)에 의하여 각각 연결된다. 따라서 도 5d와 같은 상태에서 비히클(20a)을 제2구간(10b)을 거치지 아니한 채, 제3구간(10c)으로 운행할 수 있다.

상기한 동작을 반복함으로써 뒤이어 오는 비히클(20b)들을 차례로 그 문제된제2구간(10b)을 제외한 나머지 구간에서의 운행이 가능하다. 따라서 이송레일의 문제된 구간을 제외한 나머지 구간에 대응하여 배치된 전술한 스토커들에 대해서는 물품반송동작을 계속할 수 있는 것이다.

한편, 상기한 브리지레일(15;15a,15b)은 비단 이송레일(10)에 문제가 없는 경우에도 그 브리지레일 부근으로 물품을 신속하게 나르도록 하는데에도 이용될 수 있는 것이다.

이상에 설명한 바와 같이 본 발명은 반도체 제조라인에 있어서 웨이퍼의 공정간 이송을 포함하여 각종 물류이송에 사용될 수 있는 자동반송장치를 구성함에 있어서, 이송궤도의 일부분을 횡단할 수 있는 브리지레일을 설치함으로써 문제발생시 문제된 일부구간을 제외한 나머지 구간에서의 물품 이송동작을 계속할 수 있게 하는 것이다.

따라서 본 발명은 예를 들면 반도체 제조라인에서의 웨이퍼의 공정간 이송 등 각종 물류이송을 위한 시설의 운전율을 높여서 물류이송을 원활하게 하고, 각 생산라인에서는 원활한 부품공급을 통해 생산성 향상에 기여할 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 환형으로 연결된 이송레일과, 이송레일을 따라 운행되는 복수의 비히클을 구비하여 물품을 반송하는 자동반송장치에 있어서,

   상기 이송레일이 평행한 두 직선구간과 상기 두 직선구간중 일측 직선구간에서 분리된 일측 브리지레일과 그 타측 직선구간에서 분리된 타측 브리지레일로 구성되며,

   상기 양측 브리지레일을 각각 지지하며 상기 브리지레일들이 상기 직선구간에 일직선으로 연결되는 제1의 상태와 상기 직선구간에 대하여 90°를 이룸과 아울러 서로 일직선으로 연결되는 제2의 상태로 수평 회전 가능하게 설치되는 턴테이블들과, 상기 턴테이블을 제1의 상태와 제2의 상태로 회전시키기 위한 회전액츄에이터로 구성되는 회전수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동반송장치.