KR100364316B1 - 작업물 용기의 무인이송장치와 이를 이용한 작업물 용기의전달방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 작업물 용기의 무인이송장치와 이를 이용한 작업물 용기의 전달방법을 개시한다. 설비 각각에는 그 출입챔버의 앞쪽 측벽에 고착되어 배이쪽을 향해 수평으로 돌출되어 상기 용기를 지지하거나 용기에 대한 지지를 해제하기 위한 용기거치대가 설치된다. 무인이송셔틀은 용기를 올려놓기 위한 받침대와 일체로 결합되며, 받침대를 용기거치대 바로 아래에서 수직이동시켜 용기거치대에 의해 지지되어 있는 용기를 내려받거나 또는 받침대에 실린 용기를 용기거치대 위에 내려놓기 위한 리프터와, 이 리프터가 일체로 장착되며 용기거치대의 직하부공간을 활용하여 운전제어신호가 지정하는 용기거치대 바로 아래로 이동하는 운행셔틀을 갖는다. 가이드레일은 배이의 용기거치대 직하부 바닥을 따라 설치되어 운행셔틀이 용기거치대의 직하부공간을 통해 운행되도록 유도해준다.

Description

작업물 용기의 무인이송장치와 이를 이용한 작업물 용기의 전달방법 {unmanned transferring apparatus for workpiece container and method of transferring it with the same}
본 발명은 공장내의 물류자동화를 위한 장치와 그 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 웨이퍼와 같은 작업물을 담은 용기를 하나의 작업설비에서 다른 작업설비로 전달해주는 무인이송장치와 이를 이용한 전달방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스를 제조하는 과정에서, 예컨대 사진공정, 증착공정, 식각공정, 박막형성공정등 수많은 공정들을 거치게 되는데, 이와 같은 공정수행을 위해 웨이퍼는 다수매를 용기 안에 내장되어 전달한다. 웨이퍼를 담은 용기의 전달방식에는 작업자에 의한 수동전달과 무인운반시스템에 의해 무인자동전달이 있다. 웨이퍼 사이즈가 8인치에서 공정능력의 향상에 따라 최근에는 12인치 짜리도 이용된다. 12인치 웨이퍼는 8인치 웨이퍼에 비해 단면적이 2.25배나 되고 25매 들이 한 박스의 무게가 약 8.5kg이나 나가므로 작업자 특히 여성작업자가 직접 전달하기란 여간 힘겨운 것이 아니다. 그러므로 12인치 웨이퍼를 이용하는 양산라인에서는 무인운반시스템의 필요성과 그 채용의 정도가 점점 더 높아질 것으로 예상된다.
웨이퍼를 담는 용기의 형태는 웨이퍼 사이즈가 8인치인 경우에는 개방형 웨이퍼 카세트(open wafer cassette)를 많이 사용하였지만 최근에는 웨이퍼의 전달과정에서 생길 수도 있는 오염을 방지하기 위해 밀폐형 용기, 대표적인 예로서 풉(front open unified pod: FOUP)(이하에서는 ′FOUP′을 ′작업물 용기′(workpiece container 혹은 wafer container)와 동의어로서 혼용함)을 많이 채용된다. 특히, FOUP은 무인운반시스템과 조화를 잘 이루는 운반용기로서 알려지면서 많이 이용되고 있다.
무인운반장치의 대표적인 예로서 OHT(overhead transfer) 또는 OHC( overhead conveyor) 시스템과 자동안내차량(automatic guided vehicle: AGV 혹은 RGV) 시스템이 알려져 있다.
OHT (또는 OHC) 시스템은 도 1에 도시된 것처럼 천장에 선형레일(18a, 18b)을 설치하고 이 선형레일(18a)에 행거(22a, 22b)를 장착한다. 그리고 행거(22a) 그 아래에 FOUP(20a)을 매달아 선형레일을 따라 이동하고 지정된 공정장비의 FOUP 거치대(FOUP index)(이하에서는 FOUP 거치대를 용기거치대(load port)와 동의어로 혼용함)(16a)에 내려놓거나 또는 FOUP 거치대(16b)에 놓여있는 FOUP(20b)을 끌어올려 선형레일을 타고 지정된 다른 공정장비 위로 이동한 다음 FOUP 거치대에 내려 놓는 방식으로 FOUP을 전달한다. 참고로, 이와 같은 OHT 시스템에 따른 하나의 예로서 “conveyor transfer unit“ 이라는 제목의 미국특허번호 제 5,927,472호를 통해 제안된 발명이 있다. OHT 시스템은 FOUP 인덱스(16a, 16b)의 상부공간을 활용하므로 FOUP 인덱스간 간격 W1 혹은 배이(bay)의 간격 B1을 줄일 수 있어 장비의 공간집적도 내지 공간활용도의 측면에서 장점이 있다.
그런데, OHT 시스템은 클린룸 배이(bay)의 천장에 설치하므로 다음과 같은불리한 점을 갖는다. 첫째, 12인치 웨이퍼용 FOUP을 전달하기 위해서는 그 무게 때문에 설치시 강력한 구조재의 설치가 필요하다. 둘째, 클린룸의 층고가 일반적으로 대략 4m 정도인 점을 감안하면 OHT 시스템의 설치 높이가 높아 유지 보수 작업을 위해서 사다리와 같은 작업도구 및 사다리를 위한 별도의 여유공간도 필요하다. 셋째, 정전 등 전원 이상이 발생했을 경우 웨이퍼가 담긴 FOUP의 무게를 고려시 FOUP을 작업자가 수동으로 이동하는 것이 거의 불가능하여 작업중단 사태가 초래될 수 있다. 넷째, FOUP과 함께 매달려 이동하는 런(run)에 대한 정보나 인식표가 크고 확실하지 않을 경우 작업자는 컴퓨터화면을 통하지 않으면 런 확인이 어렵다. 다섯째, OHT 시스템에서 FOUP의 중량과 높이를 고려할 때, 안전 이동을 위한 가드레일(guard rail) 등과 같은 안정장치의 설치가 필요하다. 여섯째, 설비의 FOUP 인덱스 즉, 로트 포트(load port)와 OHT 간의 거리가 멀어 FOUP의 로딩과 언로딩(loading/unloading)에 시간이 많이 걸린다. 끝으로, FOUP의 로딩과 언로딩 경로가 설비의 사용자 인터페이스(조작 판넬)가 주로 설치되는 부분을 가로지므로 사용자 인터페이스의 설치가 제약을 받는다. 이와 같은 문제점들은 OHT 시스템이 갖는 장비의 고집적도라는 장점을 충분히 상쇄시키고도 남는다.
다음으로 AGV 시스템은 도 2에 도시된 것처럼, 다축관절을 갖는 자동유도차량(22a, 22b)을 이용하여 FOUP(20a, 20b)을 매달아 이동하고 지정된 공정장비의 FOUP 인덱스(16a, 16b)에 FOUP(20a, 20b)을 로딩하거나 언로딩한다. 참고로, 이와 같은 이 AGV 시스템에 따른 하나의 예로서 “unmanned conveying device in clean room”이라는 제목의 미국특허번호 제 5,332,013호를 통해 제안된 발명이 있다.
그런데, AGV 시스템은 다음과 같은 불리한 점을 갖는다. 첫째, 배이의 폭이 넓게 필요로 하므로 클린룸 내의 장비 집적도가 낮아진다. 도 2에 예시된 바와 같이 확보되어야 할 배이의 최대 폭 B2는 배이 내의 양측 설비의 로드포트(16a, 16b), 두 대의 AGV가 나란히 위치하여 로딩/언로딩 작업을 할 수 있는 공간 및 두 대의 AGV 사이의 작업자 이동공간 등이 필요한 것이다. 둘째, 이동 로봇 즉, AGV와 작업자와 동시에 배이내 작업시 안전사고의 위험이 항시 존재한다. 셋째, AGV는 다축 로봇을 사용하므로 그 크기( 혹은 무게)가 상당히 크며 이동속도에 제약을 받고 배이 공간내에 많은 수를 설치하기가 어렵다. 넷째, 12인치 웨이퍼인 경우 AGV의 대당 운반가능한 FOUP 수가 크기로 인해 제약을 받으며 대당 가격이 비싸다.
이상과 같은 종래 기술들의 단점을 보완하기 위하여, 본 발명의 제 1 목적은 용기를 전달해주는 셔틀이 공정설비의 FOUP 인덱스(로드 포트 혹은 용기거치대)의 하부 공간을 가이드레일의 유도에 따라 이동하고 수직운동을 통해 FOUP 인덱스에 용기를 로딩/언로딩할 수 있는 웨이퍼와 같은 작업물 용기를 자동전달할 수 있는 무인이송장치를 제공한다.
나아가, 본 발명의 제 2 목적은 상기 제1의 목적을 달성하기 위한 무인이송장치를 제어하여 용기를 적절하게 로딩/언로딩할 수 있도록 제어하는 방법을 제공한다.
본 발명의 제 3 목적은 웨이퍼 캐리어를 전달해주는 수평 이송기가 웨이퍼 처리장치의 FOUP 인덱스(로드 포트 혹은 용기거치대)의 하부 공간, 즉 풉 인덱스에의해 가려져 사용되지 않은 공간에 설치되고, 업/다운 방식에 의해 웨이퍼 출입구에 웨이퍼 캐리어를 로딩/언로딩함으로써 장비의 설치공간을 효율적으로 활용할 수 있는 웨이퍼캐리어 무인자동송장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제 4 목적은 상기 제 3 의 목적을 달성하기 위한 무인자동이송장치를 제어하여 웨이퍼 캐리어를 적절하게 로딩/언로딩할 수 있도록 제어하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예에 관한 상세한 설명은 첨부하는 도면을 참조하여 이루어질 것이며, 도면에서 대응되는 부분을 지정하는 번호는 같다.
도 1은 종래의 OHT 또는 OHC 시스템에 따른 웨이퍼 용기의 이송개념도이다.
도 2는 종래의 AGV 시스템에 따른 웨이퍼 용기의 이송개념도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배이에 설치된 무인이송시스템의 전체적인 구성을 예시적으로 보여준다.
도 4는 용기거치대, 가이드레일 및 운반셔틀의 설치위치를 설명하기 위해 도 3에서 라인 A-A에서 바라본 단면도이다.
도 5a와 5b는 각각 제 1 실시예에 따른 용기거치대와 운반셔틀의 구조를 도시한 사시도와 라인 B-B에서의 단면도이며, 도 5c는 도 5b에서 라인 C-C에서의 단면도이다.
도 6a와 6b는 각각 제 2 실시예에 따른 용기거치대와 운반셔틀의 구조를 도시한 사시도와 라인 B-B에서의 단면도이다.
도 7a와 7b는 각각 받침대가 수직 2단 구조로 마련된 운반셔틀의 구성을 도시한 측단면도와 평면도이다.
도 8a 내지 8e는 웨이퍼 용기를 운반셔틀로부터 용기거치대로 옮겨놓는 로딩과정을 설명하기 위한 동작상태도이다.
도 9는 로딩과정의 작업처리수순을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10a 내지 10e는 웨이퍼 용기를 용기거치대로부터 운반셔틀로 내려놓는 언로딩과정을 설명하기 위한 동작상태도이다.
도 11은 언로딩과정의 작업처리수순을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12a 내지 12c는 개루프 혹은 폐루프를 형성하는 가이드레일의 다양한 예들을 보여준다.
도 13은 본 발명에 의한 웨이퍼 캐리어 무인자동이송장치를 채용한 반도체 제조라인을 예시적으로 보여준다.
도 14는 도 13의 웨이퍼 캐리어 무인자동이송장치의 측면도이다.
도 15는 도 13의 웨이퍼 캐리어 무인자동이송장치의 정면도이다.
도 16은 도 13의 수직 이송기의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 사시도이다.
도 17은 도 13의 제어구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 18은 본 발명에 의한 웨이퍼 캐리어 무인자동이송장치를 채용한 반도체 제조라인을 변형된 실시예의 예시적인 사시도이다.
도 19는 본 발명에 의한 웨이퍼 캐리어 무인자동이송장치의 다른 실시예의 측면도이다.
도 20은 도 19의 웨이퍼 캐리어 무인자동이송장치의 정면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 공정장비 102: 스토커
104: 이송로봇
106, 106a, 106b: 용기거치대(또는 FOUP INDEX)
108, 108a, 108b: 가이드 레일 110, 110a~110g: 운반셔틀
114: 리프터 114a: 받침대
116, 116a~116h: 지지핀 130, 130a, 130b, 140a, 140b: 모터
132, 132a, 132b: 제어부 136a~136h: 스프링
138a~138h: 솔레노이드 150, 150a, 150b: 송수신부
160: 유압실린더 120: 용기(또는 FOUP)
200: 중앙통제시스템 201 : 웨이퍼 처리 공정장비
202 : 출입 챔버 204 : 웨이퍼 출입구
206 : 이송로봇 208 : 처리 챔버
210 : 로드 락 300 : 컨베이어 또는 수평 이송기
302 : 이송면 400 : 웨이퍼 캐리어
402 : 측면 돌출부 500 : 수직 이송기
502 : 파지 암 504 : 지지편
506, 540 : 하우징 508 : 이송공간
510, 518 : 이송나사 512 ; 가이드 부재
514 : 이동체 516 : 모터 및 기어박스
520 : y 이송체 522 : 제어부
542 : 파지 봉 544 : 진공흡착헤드
상기 제1의 목적을 달성하기 위하여, 배이(bay)의 연변을 따라 배치되어 있는 하나 이상의 설비를 갖는 공정환경에서 작업물(workpiece)을 담은 용기(container)를 하나의 설비에서 다른 설비로 전달하기 위한 무인이송장치가 개시된다.
상기 설비 각각에는 그 출입챔버의 앞쪽 면에 고착되어 배이쪽을 향해 수평으로 돌출되어 상기 용기를 지지하거나 상기 용기에 대한 지지를 해제하기 위한 용기거치대가 설치된다.
무인이송셔틀은 용기를 올려놓기 위한 받침대와 일체로 결합되며, 상기 받침대를 상기 용기거치수단 바로 아래에서 수직이동시켜 상기 용기거치수단에 의해 지지되어 있는 용기를 내려받거나(unloading) 또는 상기 받침대에 언로딩된 용기를 상기 용기거치수단 위에 내려놓기(loading) 위한 리프팅수단; 및 상기 리프팅수단이 일체로 장착되며, 상기 용기거치수단의 직하부공간을 활용하여 운전제어신호가 지정하는 용기거치수단 바로 아래로 이동하는 운행(shuttle)수단을 갖는다.
상기 무인이송장치는 바람직하게는 상기 배이의 상기 용기거치수단 직하부 바닥을 따라 설치되어 상기 운행수단이 상기 용기거치수단의 직하부공간을 통해 운행되도록 유도하는 가이드레일을 더 포함한다.
또한, 상기 무인이송장치는 바람직하게는 외부의 중앙통제장치와 무선통신을 하기 위한 송수신수단을 더 구비한다. 무인이송셔틀은 이 송수신수단을 통해 자신의 위치정보 및 상태정보를 중앙통제장치에 송신하고 상기 중앙통제장치로부터 수신된 제어신호에 응하여 운행과 로딩/언로딩 동작을 수행한다.
본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 무인이송장치는,
배이(bay)의 연변을 따라 배치되어 있는 하나 이상의 설비를 갖는 반도체 제조용 클린룸에서 웨이퍼를 담은 용기(container)를 하나의 설비에서 다른 설비로 전달하기 위한 무인이송장치에 있어서,
상기 출입챔버의 앞쪽 면에 고착되어 배이쪽을 향하여 수평으로 돌출되고 가운데 부분이 상기 용기가 통과할 수 있도록 뚫려 있는 사각고리형 또는 U자형 지지부재, 상기 지지부재의 뚫려 있는 가운데부분 쪽으로 돌출하여 상기 용기를 지지하기 위한 것으로서 상기 용기를 상기 지지부재에 로딩 혹은 언로딩하기 위해 상기 용기가 상기 지지부재를 통과할 때에는 후퇴하는 한 개 이상의 지지핀, 그리고 소정의 제어신호에 응답하여 상기 지지핀의 돌출과 후퇴를 제어하는 핀제어수단을 포함하여, 상기 용기를 지지하거나 상기 용기에 대한 지지를 해제하기 위한 용기거치수단;
상기 용기를 올려놓기 위한 받침대를 일체로 구비하며, 상기 받침대를 상기용기거치수단 바로 아래에서 수직이동시켜 상기 용기거치수단에 의해 지지되어 있는 밀폐용기를 내려받거나 또는 상기 받침대에 언로딩된 밀폐용기를 상기 용기거치수단 위에 내려놓기 위한 리프팅수단;
상기 리프팅수단이 일체로 장착되며, 상기 용기거치수단의 직하부공간을 활용하여 운전제어신호가 지정하는 용기거치수단 바로 아래로 이동하는 운행수단; 및
상기 배이의 상기 용기거치수단 직하부 바닥을 따라 설치되어 상기 운행수단이 상기 용기거치수단의 직하부공간을 통해 운행되도록 유도하는 가이드레일을 구비하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 무인이송장치는,
배이(bay)의 연변을 따라 배치되어 있는 하나 이상의 설비를 갖는 반도체 제조용 클린룸에서 웨이퍼를 담은 용기(container)를 하나의 설비에서 다른 설비로 전달하기 위한 무인이송장치에 있어서,
가운데 부분이 상기 용기가 통과할 수 있도록 뚫려 있는 U자형이며, 개구부와 마주보는 모서리가 상기 출입챔버의 앞쪽 면과 90도 회전가능하게 결합되는 지지부재 및 상기 지지부재를 90도 회전제어하여 상기 용기를 상승 또는 하강 하는 동안에는 상기 지지부재가 상기 출입챔버의 측벽면에 평행하게 후퇴해 있고, 그 밖의 경우에는 상기 지지부재를 90도 회전시켜 상기 배이쪽을 향하여 수평으로 돌출되어 있도록 제어하는 구동수단을 포함하여, 상기 용기를 지지하거나 상기 용기에 대한 지지를 해제하기 위한 용기거치수단;
상기 용기를 올려놓기 위한 받침대를 일체로 구비하며, 상기 받침대를 상기용기거치수단 바로 아래에서 수직이동시켜 상기 용기거치수단에 의해 지지되어 있는 용기를 내려받거나 또는 상기 받침대에 로딩된 용기를 상기 용기거치수단 위에 내려놓기 위한 리프팅수단;
상기 리프팅수단이 일체로 장착되며, 상기 용기거치수단의 직하부공간을 활용하여 운전제어신호가 지정하는 용기거치수단 바로 아래로 이동하는 운행(shuttle)수단; 및
상기 배이의 상기 용기거치수단 직하부 바닥을 따라 설치되어 상기 운행수단이 상기 용기거치수단의 직하부공간을 통해 운행되도록 유도하는 가이드레일을 구비하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 제2의 목적을 달성하기 위하여, 상기 가이드레일을 따라 운행하는 하나 이상의 무인이송장치를 이용하여 상기 용기를 하나의 설비에서 다른 설비로의 전달을 제어하는 방법이 제공된다. 이 방법은 배이(bay)의 연변을 따라 배치되어 있는 하나 이상의 설비 각각은 출입챔버의 앞쪽 면에서 배이쪽으로 수평돌출되어 작업물을 담은 용기를 지지하거나 지지를 해제하기 위한 용기거치대를 가지고, 상기 설비의 용기거치대 아래의 바닥을 따라 가이드레일이 설치되어 있는 작업장에서 실현될 수 있다.
이 방법은 하나의 무인이송장치를 전달요청을 한 설비의 용기거치대 바로 밑으로 이동시키고, 용기받침대가 결합된 리프팅수단을 수직으로 상승시켜 상기 용기거치대에 놓여있는 용기를 약간 들어올리고, 상기 용기를 지지하던 지지부재를 후퇴시킨 다음 상기 리프팅수단을 하강시켜 상기 용기를 상기 무인이송장치로 내려놓는 로딩단계; 및 용기를 싣고 있는 상기 무인이송장치를 목적지 설비의 용기거치대 바로 밑으로 이동시키고, 상기 지지부재를 후퇴시킴과 동시에 상기 리프팅수단을 수직으로 상승시켜 상기 용기받침대의 높이가 상기 지지부재의 수평레벨보다 약간 더 높도록 위치시키고, 상기 지지부재를 원위치로 회복시킨 다음 상기 리프팅수단을 하강시켜 상기 용기를 상기 용기거치대에 올려놓는 언로딩단계를 포함한다.
또한 이 방법은 바람직하게는 다수개의 무인이송장치들이 보내오는 위치정보와 출발지와 도착지에 관한 정보를 포함하는 상기 전달요청에 관한 정보를 분석하여 상기 전달요청에 가장 신속히 응할 수 있는 하나의 무인이송장치를 선정하는 단계를 더 포함한다.
상술한 제 3 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 캐리어 무인자동이송장치는, 크린 룸 내에 x 축방향으로 배열되고, 전면 중앙에 웨이퍼 출입구가 형성된 복수의 웨이퍼 처리장치들에 웨이퍼 캐리어를 이송하기 위한 웨이퍼 캐리어 이송장치에 있어서, 수평 이송기, 수직 이송기 및 제어부를 포함한다.
수평 이송기는 상기 웨이퍼 처리장치의 전면에 인접하여 배치되고, 상기 웨이퍼 출입구보다 낮은 위치에 이송면을 가지며, x 축방향으로 연장되고, 웨이퍼 캐리어를 x 축방향으로 이송시킨다.
수직 이송기는 상기 웨이퍼 처리장치들의 전면에 각각 설치되고, 상기 웨이퍼 출입구와 수평 이송기의 이송면 사이에서 z 축방향으로 수직 이동하여 웨이퍼 캐리어를 수직 이송시킨다.
제어부는 수평 이송기의 위치제어에 의해 각 웨이퍼 처리장치에 웨이퍼 캐리어를 수평 이송시키고, 상기 수직 이송기의 위치제어에 의해 웨이퍼 캐리어를 웨이퍼 출입구에 수직 이송시키도록 제어한다.
상기 수평 이송기는 기존의 풉 인덱스 하단의 사용하지 않는 공간에 구름 롤러 컨베이어 또는 선형 무인셔틀로 구성하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 기존의 풉 인덱스 하방에서 웨이퍼 출입구까지 웨이퍼 캐리어를 업/다운 이송하기 위해서는 수직 이송기의 효율적인 구성이 요구된다.
수직 이송기의 바람직한 일 실시예로서는, 각 웨이퍼 처리장치의 전면에 배치되고, 전후로 개방되고 상기 웨이퍼 출입구와 상기 수평 이송기의 이송면을 포함하는 공간을 중앙에 가진 하우징과, 상기 하우징의 좌우 내측면에 설치되고, z축 방향으로 연장된 한 쌍의 z축 이송수단과, 상기 각 수직 이송수단에 의해 상하로 이동되는 한 쌍의 z축 이동체와, 상기 각 z축 이동체에 고정되고, 웨이퍼 처리장치의 전면으로부터 상기 수평 이송수단을 통해 이송되는 웨이퍼 캐리어의 측면 파지부 종단을 포함하는 길이를 가지도록 전방으로 돌출되어 상기 웨이퍼 캐리어를 파지하기 위한 한 쌍의 파지 암을 구비한다.
여기서, 파지 암은 웨이퍼 캐리어를 y축 방향으로 이송하기 위한 y축 이송수단과, 상기 y축 이송수단에 의해 y축 방향으로 이송되고, 상기 웨이퍼 캐리어의 측면 파지부를 지지하기 위한 지지편을 가진 y축 이동체를 구비하는 것이 바람직하다.
수직 이송기의 z축 이송수단의 일 예는 정역회전이 가능한 회전모터와, 상기 회전모터에 의해 회전되는 이송나사로 구성되고, 상기 각 z축 이동체는 상기 이송나사에 나사 결합되어 상기 이송나사의 회전에 의해 수직 가이드 면을 따라 상하로 이송된다.
z축 이송수단의 다른 예는 피스톤을 유압에 의해 상하로 이송하는 유체 실린더로 구성하고, 상기 각 z축 이동체는 상기 피스톤의 로드 종단에 부착되어 수직 가이드 면을 따라 상하로 이송된다.
z축 이송수단의 또 다른 예는 가이드 레일을 가진 선형모터의 고정자로 구성하고, 상기 선형모터의 이동자를 z축 이동체로 구성한다.
상술한 제 4 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 캐리어 무인자동이송방법은, 크린 룸 내에 x 축방향으로 배열되고, 전면 중앙에 웨이퍼 출입구가 형성된 복수의 웨이퍼 처리장치들 각각에 상기 웨이퍼 출입구 직하방에서 웨이퍼 캐리어를 업다운 방식으로 이송하기 위한 웨이퍼 캐리어 이송방법에 있어서, 상기 각 웨이퍼 처리장치의 웨이퍼 출입구 전면 직하방에 컨베이어를 이용하여 웨이퍼 캐리어를 이송하는 단계와, 웨이퍼 출입구 전면 직하방에 웨이퍼 캐리어 도달시 파지암을 상한 위치에서 하한 위치로 이송시키는 단계와, 상기 하한위치에서 파지 암으로 웨이퍼 캐리어를 파지하는 단계와, 상기 파지 암을 웨이퍼 출입구 위치인 상한 위치로 수직 이송하는 단계를 구비한다.
여기서, 파지 암으로 웨이퍼 캐리어를 파지하는 단계는, 상기 파지 암에 설치된 지지편을 후방위치로부터 전방 위치로 이동시켜서 웨이퍼 캐리어의 측면 돌기부를 지지하는 단계로 구성하고, 상기 파지암이 상한위치에 도달시에는 상기 지지편을 전방위치로부터 후방위치로 이동시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 각 웨이퍼 처리장치에서의 작업의 효율성을 위하여 한 쌍의 웨이퍼 출입구를 가지며, 이에 대응한 한 쌍의 수직 이송기들을 설치하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예는 수직 이송기를 웨이퍼 출입구 전면 직상방에 설치하고, 웨이퍼 캐리어의 상면을 진공흡착헤드로 파지하는 구조로 변형한 것이다.
이상과 같은 본 발명의 무인이송장치와 이를 이용한 이송방법에 의하면, 용기거치대 아래에 가이드레일이 위치하므로 작업자의 공정장비에 대한 접근성과 안정성이 제고된다. AGV 시스템에서 필요로 하는 다축 로봇은 더 이상 필요 없고 단순히 수직으로 상하운동을 할 수 있는 단순한 리프트만 있으면 되므로 장치를 단순화시킬 수 있다. 이송셔틀이 용기거치대의 하부 공간을 활용하여 운행하므로 배이의 폭을 줄여 클린룸 내의 장비집적도 내지 공간활용도를 높이고 유지관리비용을 낮출 수 있다. 나아가, 작업자와 동시에 작업할 수 있는 작업공간의 마련이 가능하므로 정전 등과 같은 비상시나 비정기적인 수동운전(manual run flow)도 가능하다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 구체적으로 설명할 것이며, 본 발명의 다른 특징과 잇점은 아래의 상세한 설명과 본 발명의 다양한 실시예의 특징을 예시하는 첨부하는 도면을 참조하면 보다 명확해질 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배이에 설치된 무인이송시스템의 전체적인 구성을 예시적으로 보여준다. 클린룸내에는 무인이송장치나 작업자의 작업공간을 위한 배이(122a, 122b)가 마련되며, 이 배이의 양쪽 연변(109a, 109b)에는 웨이퍼와 같은 작업물을 담은 용기(container) 예컨대, FOUP(120, 120a~120c)을 저장하는 저장설비(stocker)(102, 102a)나 공정장비(100, 100a~100f)(이하 이를 ‘설비’라 칭한다)가 여러대 나란히 설치된다.
배이의 바닥에는 이들 설비의 전면을 따라 가이드 레일(108, 108a~108c)들이 길게 깔려있는데, 특히 가이드 레일은 설비의 용기거치대(106) 바로 아래에 위치한다. 가이드레일의 바람직한 예로서는 자기테이프나 철로와 같은 궤도를 들 수 있다. 자기테이프를 가이드레일로 채용하는 경우에는, 이 자기테이프를 배이의 바닥면 표면상에 운행경로를 따라 부착하여 설치하면 된다. 다른 선택으로서, 철 궤도를 가이드레일로 채용하는 경우에는, 도 4에 도시된 것처럼, 운행경로를 따라서 배이의 바닥면을 아래로 조금 파서 트렌치를 형성하고 그 트렌치를 따라 철 궤도(108)를 설치한다. 반도체 공장의 클린룸의 바닥은 그레이팅(grating)으로 되어 있어 그레이팅을 아래로 조금 잘라내어 철 궤도(108)가 깔리는 경로를 확보한다.
가이드 레일(108)의 설치 형태는 다양하게 가져갈 수 있다. 예컨대, 도 12a에 예시된 것처럼 각 배이마다 배이의 양쪽 연변을 따라 별도의 개루프를 형성하도록 설치할 수 있다. 다른 선택으로서 도 12b와 12c에 각각 예시된 것처럼, 배이의 양쪽 연변을 따라 폐루프를 형성하도록 설치되거나 혹은 복수개의 배이의 연변을 이어 폐루프를 형성하도록 설치할 수 도 있다.
레일(108) 위에는 여러 대의 이송셔틀(110, 110a~110g)들이 위치하고, 각각의 이송셔틀은 중앙통제시스템(200)과 무선통신을 하면서 자신의 위치정보 및 상태정보 등을 중앙통제시스템(200)에 송신하고 상기 중앙통제시스템으로부터 수신된 제어신호에 응하여 운행과 FOUP의 로딩/언로딩 동작 등을 수행한다. 가이드레일이 개루프로 설치된 경우에는 이송셔틀은 가이드레일의 양 종단사이에서 직선의 왕복운행을 한다. 가이드레일을 폐루프 즉 순환루프로 구성하는 경우에는 이송셔틀은 직선운동과 더불어 방향전환을 하면서 폐루프를 순회 운행한다.
도 4는 설비(100 또는 102)의 용기거치대(106), 가이드레일(108) 및 운반셔틀(110)의 설치위치를 설명하기 위해 도 3에서 라인 A-A에서 바라본 단면도이다. 공정장비의 경우 일반적으로 웨이퍼에 대한 공정을 수행하기 위해, 출입챔버에 설치된 이송로봇(104)이 용기거치대(106)에 로딩된 FOUP(120)을 안으로 끌어들여 공정장비의 로드록(load lock)(103)에 안치시킨다. 공정이 완료된 다음에는 반대로 이송로봇(104)이 로드록(103)에 있는 FOUP을 밖으로 끌어내어 용기거치대(120)에 안치시켜 둔다. 공정장비 안에서의 이와 같은 동작은 물론 공정장비 외부에서 운반셔틀의 운행과 FOUP(120)의 로딩과 언로딩 동작까지도 중앙통제시스템(200)과의 유무선통신을 통해 이루어진다.
도 5a와 5b는 용기거치대(106)와 운반셔틀(110)의 구성에 관한 바람직한 일 실시예를 예시적으로 도시한 사시도와 라인 B-B에서의 단면도이다. 또한, 도 5c는 라인 C-C에 대한 용기거치대(106)의 단면도이다.
운반셔틀(110)은 기본적으로 운행을 위한 다수개의 바퀴(135), 중앙통제시스템(200)과 무선통신을 하기 위한 송수신부(150), 그리고 이 송수신부(150)를 통해 자신의 위치정보나 운행정보를 중앙통제시스템(200)에 제공하거나 역으로 중앙통제시스템(200)이 제공해주는 제어정보에 따라 운행이나 로딩/언로딩 작업을 제어하는 제어부(132)를 갖는다.
또한, 운반셔틀(110)은 가이드레일(108)과 호응하여 예정된 운행경로로 운행할 수 있는 구성을 갖는다. 이와 관련된 구성은 가이드레일의 종류에 따라 다르다. 가이드 레일(108)이 철 궤도인 경우에는 운반셔틀(110)은 도 4 혹은 도 5a 내지 도 5b에 도시된 것처럼 그 몸체의 하부에 철 궤도(108)와 활주가능하게 맞물리는 계합부재(134)를 갖는다. 반면에, 자기테이프를 가이드레일로 설치한 경우에는 운반셔틀(110)은 자기테이프가 형성하는 자계를 센싱하여 운행경로를 인식할 수 있는 센싱수단(비도시)을 갖추어야 한다. 각 운반셔틀(110) 마다 지리위치정보시스템(GPS)에 의해 제어되도록 하는 구성을 취한다면 가이드레일이나 이것과 관련된 수단이 불필요해질 수도 있지만 비용상의 부담이 문제로 될 것이다.
운반셔틀(110)은 FOUP(120)을 용기거치대(106)에 로딩하거나 그로부터 언로딩하기 위해 수직의 상하운동을 하는 리프팅수단을 더 갖는다. 리프팅수단은 여러 가지 다양하게 구성할 수 있다. 리프팅수단의 제1 실시예는 도 5a와 5b에 예시된 바와 같이 모터로 구동되는 접철식 아암 조립체로서, 이는 FOUP(120)을 올려놓기 위한 받침대(114a), 모터(130), 모터축의 양측에 계합되어 서로 반대방향으로 직선운동을 하는 한 쌍의 기어조립체(114c, 114d), 하단부가 한 쌍의 기어조립체(114c, 114d)와 활주가능하게 결합되며 상단부는 받침대(114a)에 결합되며 가운데 부분이 힌지로 교차겹합된 접철식 아암조립체(114b)를 포함한다. 모터(130)의 회전방향에 따라 기어조립체(114c, 114d)에 결합된 아암조립체(114b) 하단부의 간격이 벌어지거나 오므라들고 이에 의해 받침대(114a)의 수평레벨은 하강하거나 상승하게 된다.
리프팅수단의 제2 실시예는 유압구동 매커니즘을 이용한 것이다. 도 6a와 6b는 각각 유압구동매커니즘에 따른 리프팅수단의 구성을 보여주는 사시도와 라인 D-D에서 본 단면도이다. 이 방식에 따른 리프팅수단은 FOUP(120)을 올려놓기 위한 받침대(114a), 상단부가 받침대(114a)를 떠받들도록 결합된 유압실린더 조립체를 갖는다. 유압실린더 조립체는 유압실린더(160), 유압실린더(160)로의 유체주입을 제어하는 밸브(162), 유체를 보관하는 유체탱크(168), 그리고 유체탱크(168)에 저장된 유체를 유압실린더(160)로 공급하거나 반대로 유압실린더(160)에 있는 유체를 유체탱크(168)로 빼내기 위한 유압펌프(164)를 갖는다. 리프팅수단은 받침대(114a)의 수평균형을 도우기 위해 힌지결합된 접철식 아암조립체를 부가적으로 더 포함할 수 있다. 참고로 도면에서 제어부(132a)와 송수신부(150a)가 도시되어 있는데, 전자는 밸브(162)의 개폐나 유압펌프(164)의 운전을 제어하기 위한 것이고, 후자는 앞서 언급한 바와 마찬가지로 중앙통제시스템(200)과의 무선송수신을 담당한다. 이와 같은 구성에 의하면, 송수신부(150a)를 통해 전해진 로딩/언로딩 정보에 의거하여 제어부(132a)가 유압펌프(164)와 밸브(162)의 동작을 제어하여 유압실린더(160)를 수직운동시킬 수 있다.
한편, 용기거치대(106)의 구조는 FOUP(120)의 로딩/언로딩이 리프팅수단의 수직운동에 의해 이루어진다는 점과 잘 조화되는 것이어야 한다. 용기거치대의 제1 실시예에 따른 구조가 도 5a 내지 5c에 도시되어 있다. 도 5b는 도 5a에서 라인 B-B로 잘라 본 단면도이고, 도 5c는 도 5b에서 라인 C-C로 잘라 본 단면도이다. 도면에서 알 수 있듯이, 용기거치대(106)는 출입챔버의 앞쪽 벽에 고착되어 배이쪽을 향해 수평으로 돌출되고 가운데 부분이 FOUP(120)이 통과할 수 있도록 뚫려 있는 사각고리형 지지부재와 상기 지지부재의 뚫려 있는 가운데부분 쪽으로 돌출하여 FOUP(120)을 지지하기 다수개의 지지핀을 갖는다. 지지부재의 다른 선택가능한 형태로서 개구부의 맞은편 변이 출입챔버에 결합되는 “U”자형 지지부재를 들 수 있다. 이들 지지핀은 지지부재에 로딩하거나 혹은 언로딩하기 위해 FOUP(120)을 상기 지지부재에 통과시킬 때에는 뒤로 후퇴시켜 진행을 방해하지 않도록 할 필요가 있다. 지지부재의 뚫려있는 가운데 부분의 가로 세로 크기는 FOUP(120)의 그것에 비해 더 크게 하여, 지지핀들을 후퇴시킨 경우 FOUP(120)이 상기 가운데 부분을 통과할 수 있도록 한다. 또한, 지지핀들이 돌출된 상태에서도 받침대(114a)는 상기 가운데 부분을 통과할 수 있는 크기를 갖는 것이 바람직하다.
지지핀들(116a, 116b, 116c, 116d)의 돌출과 후퇴를 제어하는 구성은 기계적 혹은 전자기적 원리를 이용하여 여러 가지로 구현할 수 있다. 도면은 그 중의 한 예로서 솔레노이드 구동방식의 지지핀을 도시한다. 여자전원을 공급받은 솔레노이드(138a~138d)가 형성하는 자계에 의해 금속성 지지핀(116a~116d)은 지지부재 안으로 후퇴되고, 여자전원의 공급을 차단하므로써 스프링(136a~136d)의 탄성력에 의해 금속성 지지핀들(116a~116d)은 다시 원위치로 돌출된다.
용기거치대의 제 2 실시예에 따른 구성이 도 6a와 6b에 예시되어 있다. 이 실시예에서, 용기거치대(106a)는 가운데 부분이 뚫려 있는 U자형이며, 개구부와 마주보는 모서리가 상기 출입챔버의 앞쪽 측벽과 90도 회전가능하게 결합되는 지지부재(106a)와 상기 리프팅수단의 상하움직임에 대응하여 상기 지지부재를 상기 출입챔버의 앞쪽 측벽에 평행하게 후퇴시키거나 상기 배이쪽을 향해 수평으로 돌출시키는 모터(140a, 140b)를 구비한다. 뚫려있는 지지부재의 가운데 부분의 폭(D2)은 상기 용기(120)의 폭(D3) 보다는 좁고 받침대(114a)의 폭(D1) 보다는 넓게 한다. 모터(140a)의 구동에 의해 지지부재(106a)는 리프팅수단이 FOUP(120)을 받침대(114a)에 실은 상태에서 상승 또는 하강 하는 동안에는 리프팅수단의 상하이동을 방해하지 않기 위해 출입챔버의 앞쪽 측벽에 평행하게 후퇴시키고, 그 밖의 일반적인 경우에는 배이쪽을 향해 90도 회전하여 수평으로 돌출시킨다.
도 7a와 7b는 각각 받침대가 수직 2단 구조로 마련된 운반셔틀을 구성을 도시한 측단면도와 평면도이다. 운반셔틀(110b)은 앞의 예와 같이 동일한 기능을 하는 송수신부(150b)와 제어부(132b), 그리고 바퀴(135)와 레일(108)과의 계합부재(134)를 포함한다. 특징적인 것으로서, 운반셔틀(110b)의 리프팅수단은 상하 2단으로 마련된 받침대(184, 186), 이들 2단 받침대와 일체적으로 결합되며 일측 모서리를 따라 일정한 간격으로 배치된 기어트레인(189)을 갖는 보조판(182), 제어부(130b)의 제어를 받아 회전동력을 발생시키는 모터(130b), 그리고 보조판(182)의 상기 기어트레인과 맞물려서 모터(130b)의 회전동력을 보조판(182)에 전달하는 체인(188)을 갖는다. 통상적으로 설비(100 or 102)는 용기거치대를 좌우로 두 개씩 갖는 구성을 가지므로 받침대가 2단구조인 경우에는 1회의 방문으로 2개의 FOUP을 로딩 혹은 언로딩할 수 있으므로 작업의 효율성을 더 증대시킬 수 있다.
또한, 용기거치대(106b)는 도 7b에 도시된 바와 같이 보조판(182)의 상승과 조화를 이루기 용이한 ‘U’자형인 것을 채용하는 것이 바람직하다. 그리고 지지핀들(116e~116h)은 앞서 설명한 바와 같이 스프링(136e~136h)과 솔레노이드(138e~138g)의 상호작용에 의해 돌출과 후퇴를 할 수 있는 구조를 갖는다.
다음으로, 도 8a 내지 8e와 도 9를 참조하여 FOUP(120)의 로딩과정을 설명하기로 한다. 로딩은 작업을 할 FOUP을 웨이퍼 저장설비 즉, 스토커(102)에서 공정장비(100)로 이전하거나, 공정장비(100)에서 작업이 완료된 FOUP을 공정장비(100)에서 스토커(102)로 이전하기 위해 용기거치대(106a, 106b)로부터 운반셔틀(100)로 FOUP을 이전하는 작업을 말한다.
로딩작업은 다음과 같이 수행된다. 먼저, 현재 임무수행중이 아닌 하나의 운반셔틀(110)을 작업요청을 한 설비(102)의 용기거치대(106b) 바로 밑으로 이동시킨다. 이 때, 어떤 운반셔틀이 위 작업요청에 응하여야 하는지는 중앙통제시스템(200)이 결정해준다. 중앙통제시스템(200)은 다수개의 운반셔틀들이 보내오는 개별적인 위치정보와 상기 작업요청을 한 설비가 보내준 출발지와 도착지에 관한 정보 등을 포함한 전달요청정보를 분석하여 이 전달요청에 가장 신속히 응할 수 있는 하나의 운반셔틀을 선택한다. 이후 중앙통제시스템(200)은 선택된 운반셔틀에게 목적지와 도착지 설비의 위치정보와 수행해야 할 작업정보 즉 로딩작업인지 혹은 언로딩작업인지에 관한 정보 등을 제공한다. 이와 같이 이동 및 작업지시를 받은 운반셔틀(110)은 가이드레일(108)을 따라 작업요청을 한 설비의 용기거치대 아래로 이동하게 된다(도 8a, 단계 S10~S16).
이동을 마친 운반셔틀(110)은 리프터(114)를 상승시켜 용기거치대(106)에 놓여있는 용기(120)를 받침대(114a)로 약간 들어올린다(도 8b, 단계 S18).
그 후, 솔레노이드(138a~138d)에 여자전원을 투입하여 용기(120)를 지지하던 지지핀(116a~116d)을 지지부재(106) 안쪽으로 후퇴시킨(도 6a와 6b에 도시된 제2 실시예에 따른 용기거치대의 경우 모터(140a)를 구동시켜 지지부재(106a)를 90도 회전시켜 출입챔버의 앞쪽 측벽과 평행하도록 후퇴시킴) 다음, 리프터(114)를 하강시켜 FOUP(120)을 운반셔틀(110) 위에 내려놓는다(도 8c와 8d, 단계 S20, S22). 이후, 솔레노이드(138a~138d) 혹은 모터(140a)에 전원공급을 차단하여 지지핀(116a~116d) 혹은 지지부재(106a)를 다시 원위치로 복귀시킨다(도 8e, 단계 S24).
다음으로, 도 10a 내지 10e 및 도 11를 참조하여 FOUP(120)의 언로딩과정을 설명하기로 한다. 언로딩이란 로딩과는 정반대로 작업할 FOUP을 공정장비로 이전하거나, 공정처리가 완료된 FOUP을 스토커로 이전하기 위해 운반셔틀에서 용기거치대로 FOUP을 올려놓는 작업을 말한다.
먼저, 위의 로딩과정에 의해 로딩된 FOUP(120)을 싣고 있는 이송셔틀(100)은 중앙통제시스템(200)에 의해 지시된 목적지 설비(100)의 용기거치대(106b′) 바로 밑으로 이동한다(도 10a, 단계 S26).
운반셔틀(110)의 도착이 확인되면, 용기거치대(106b′)에서는 솔레노이드에 여자전원을 투입하여 지지핀(116a~116d)을 후퇴시킨다. 도 6a와 6b에 도시된 제 2실시예에 따른 용기거치대의 경우, 위와 마찬가지로 모터(140a)를 구동시켜 지지부재(106a)를 90도 회전시켜 출입챔버의 앞쪽 측벽과 평행하도록 후퇴시킨다(도 10b, 단계 S28).
이어서, 리프터(114)를 수직으로 상승시켜 FOUP(120)을 실은 용기받침대(114a)의 높이가 용기거치대(106b′)의 수평레벨보다 약간 더 높게 위치시킨다(도 10c, 단계 S30).
그 후, 솔레노이드의 여자전원 투입을 차단하여 지지핀(116a~116d)을 원위치시키거나 모터(140a)에 전원을 투입하여 지지부재(106a)를 90회전시켜 원위치시킨다(도 10d, 단계 S32).
계속해서, 리프터(114)를 하강시켜 FOUP(120)이 지지핀에 의해 지지되어 용기거치대(106b′)에 올려진다(도 10e, 단계 S34).
이상과 같은 처리절차를 밟음으로써, FOUP(120)의 로딩과 언로딩이 이루어져 원하는 곳으로의 FOUP 전달이 실현된다. 이와 같은 전달과정에서 가이드레일의 형태에 따라 운반셔틀은 좌우 직선운동만을 하거나(도 12a의 개루프의 경우) 혹은 직선운동과 더불어 배이의 끝을 만나거나 다른 배이로 진입하기 위해 회전이동도 하게 된다. 보다 정밀한 트래픽 제어는 본 발명의 범위를 벗어나므로 이에 관해서는 구체적으로 언급하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예에서는 FOUP의 밀폐특성을 활용하는 측면이 있다. 밀폐가 보장되지 않는 웨이퍼 용기 예컨대 개방형 웨이퍼 카세트는 이송작업이 용기거치대의 아래부분에서 이루어지므로 낙하하는 오염물질에 취약하여 바람직하지 않다.
본 발명의 또 다른 실시예를 아래와 같이 설명하고자 한다.
도 13은 본 발명에 의한 웨이퍼 캐리어 무인자동이송장치를 채용한 반도체 제조라인을 예시적으로 보여준다.
클린 룸 내에는 무인이송장치나 작업자의 작업공간을 위한 배이(B3)가 마련되며, 이 배이(B3)의 양쪽 연변에는 웨이퍼를 담은 용기(container) 예컨대, FOUP을 저장하는 저장설비(stocker))나 웨이퍼 처리용 공장장비(201)가 여러 대 나란히 설치된다. 웨이퍼 처리용 공정장비(201)는 웨이퍼 출입구(204)가 전면 중앙에 형성된 출입 챔버(202)와 로드 락(210)을 가진 처리 챔버(208)를 포함한다. 출입 챔버(202) 내에는 웨이퍼 출입구(204)에 위치한 웨이퍼 캐리어(400)로부터 웨이퍼를 낱장으로 받아다가 로드 락(210)에 제공하거나, 로드 락(210)의 웨이퍼를 웨이퍼 캐리어(400)에 제공하기 위한 다관절 이송로봇(206)을 포함한다.
배이(B3)의 바닥에는 이들 장비들의 전면을 따라 구름 롤러 컨베이어(300)가 배치된다. 특히, 구름 롤러 컨베이어(300)는 종래의 장비(201) 전면 중앙에 전방으로 돌출된 풉 인덱스의 직하방의 공간에 배치한다. 구름 롤러 컨베이어(300)의 이송면 높이는 웨이퍼 출입구(204)의 높이 보다 상대적으로 낮은 위치, 즉, 하나의 웨이퍼 캐리어(400)가 웨이퍼 출입구(204)에 대기할 때, 이 대기하는 웨이퍼 캐리어와 충돌되지 않도록 다른 웨이퍼 캐리어가 지나 갈 수 있을 정도의 높이 차 보다는 낮게 설계되어야 한다.
본 발명에서는 컨베이어를 통해 운반된 웨이퍼 캐리어를 높은 위치에 있는웨이퍼 출입구(204)까지 업시키기 위하여 출입 챔버(202)와 컨베이어(300) 사이에 수직 이송기(500)를 설치한다.
수직 이송기(500)는 전방으로 돌출된 파지 암(502)을 수직방향으로 이송시키는 구조물로 구성되므로, 기존의 풉 인덱스, 즉 웨이퍼 캐리어 거치대에 비하여 상대적으로 전후의 깊이를 대폭적으로 줄일 수 있다. 따라서, 기존의 웨이퍼 캐리어 거치대를 제거한 만큼 배이(B3)의 공간 활용이 가능하게 된다.
도 14는 도 13의 웨이퍼 캐리어 무인자동이송장치의 측면도이고, 도 15는 도 13의 웨이퍼 캐리어 무인자동이송장치의 정면도이다.
웨이퍼 캐리어(400)는 도 15에 도시한 바와 같이 좌우 측면에 돌출된 돌출부(402), 즉 웨이퍼 캐리어의 측면 손잡이(402)가 파지 암(502)의 지지편(504)에 의해 지지되어 픽업되게 된다. 여기서, 웨이퍼 캐리어(400)의 측면 손잡이(402)는 그 밑면이 경사지지 않고 수평상태로 유지되어야 한다.
수직 이송기(500)는 사각형의 하우징(506)으로 중앙에 전후로 개방된 작업공간(508)을 가진다. 작업공간(508)은 컨베이어(300)의 이송면(302)으로부터 웨이퍼 출입구(204)를 포함할 정도의 영역을 가진다. 이 작업공간(508)의 좌우 측방에 파지 암(502)이 각각 설치되고, 작업공간(508) 내에서 파지 암(502)과 웨이퍼 캐리어가 이송된다.
도 16은 도 13의 수직 이송기의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 사시도이다. 도 16은 좌우 대칭이므로 수직 이송기(500)의 우측 구조만 도시한 것이다. 하우징(506)의 내측면을 따라 z축 방향으로 연장된 z축 이송수단인 이송나사(510)가 설치된다. 이송나사(510)와 나란하게 가이드 부재, 즉 파지암(502)이 설치된다. 파지암(502)은 이송나사(510)와는 달리 표면에 나사가 형성되지 않은 봉형으로 이동체(514)가 상하로 이동할 때 상하 방향으로 미끄러지도록 가이드 역할을 한다. 이동체(514)는 이송나사(510)와 나사 결합되어 이송나사(510)의 정회전시에는 상승하고, 역회전시에는 하강한다.
이송나사(510)는 미도시된 회전모터로부터 동력을 공급받아 정역회전한다. 회전모터의 회전축과 이송나사 사이에 구동기어 및 피동기어를 설치하여 감속할 수 있다.
이동체(514)의 내측면에는 파지 암(502)이 고정된다. 따라서, 이동체(514)의 상하 이동시에 파지 암(502)도 상하로 이동된다. 파지 암(502)은 웨이퍼 처리장치의 전면으로부터 컨베이어(300)를 통해 이송되는 웨이퍼 캐리어(400)의 측면 손잡이(402) 종단을 포함하는 길이를 가지도록 전방으로 돌출된다. 파지 암(502)은 웨이퍼 캐리어(400)를 y축 방향으로 이송하기 위한 y축 이송수단(518), 예컨대 이송나사와, y축 이송수단(518)에 의해 y축 방향으로 이송되고, 웨이퍼 캐리어의 측면 손잡이(402)를 지지하기 위한 지지편(504)을 가진 y축 이동체(520)를 포함한다. y축 이송수단(518)은 파지 암의 후방에 배치된 모터 및 기어박스(516)에 의해 회전된다. y축 이송수단(518)의 정역회전에 의해 y축 이동체(520)는 전후방향으로 이동된다. y축 이동체(520)에 부착된 지지편(504)은 파지 암(502)의 길이 내에서 전후방으로 이동되어 웨이퍼 캐리어의 측면 손잡이(402)의 밑면으로 위치하고, 수직 이동에 의해 웨이퍼 캐리어의 측면 손잡이(402)를 밑에서 위쪽으로 지지하게 된다.
도 17은 도 13의 제어구성을 설명하기 위한 블록도이다. 본 발명의 무인자동이송장치의 제어부(522)는 컨베이어(300)의 회전모터(CM)와 회전모터(CM)의 회전속도를 검출하기 위한 펄스 제너레이터 또는 인코더(PG)를 통하여 컨베이어(300)의 웨이퍼 캐리어(400)의 이송을 제어한다. 또한, 제어부(522)는 각 장비(201)에 설치된 다수의 수직 이송기들(500)과 연결되어 전체적인 운반작업을 제어 통제한다.
제어부(522)에서는 각 장비의 전면에 설치되어 소정의 위치에 원하는 웨이퍼 캐리어가 도달었음을 웨이퍼 캐리어 검출기(WCD)를 통하여 인지하고, 수직 이송기(500)를 제어한다. 수직 이송기(500)는 Z축용 모터(ZM) 및 Y축용 모터(YM)를 제어하여 웨이퍼 캐리어를 픽업하지 않은 상태에서는 y 이동체는 후방위치에 위치시키고, 파지 암은 상한위치에 위치시키다. 후방위치는 후방검출기(RD)에 의해 검출되고, 상한위치는 상한검출기(UD)를 유지한다.
WCD에 의한 웨이퍼 캐리어 검출시에는 이동체를 하한검출기(DD)를 통하여 하한위치까지 하강시키고 하한위치에 도달한 경우에는 전방검출기(FD)를 통하여 y이동체를 전방위치로 이동시킨다.
y 이동체의 전방위치 이동에 의해 전방에 위치한 웨이퍼 캐리어의 픽업이 이루어지게 된다.
파지 암에 의한 웨이퍼 캐리어의 픽업이 이루어지면 다시 Z축용 모터(ZM)를 반대로 회전시킴으로써 파지 암은 상한 위치까지 상승하고 상한도달이 검출되면, 이제는 y 이동체를 이동시켜서 후방위치로 웨이퍼 캐리어를 이송하게 된다.
웨이퍼 캐리어의 다운동작은 상술한 업동작의 역으로 진행한다.
도 18은 본 발명에 의한 웨이퍼 캐리어 무인자동이송장치를 채용한 반도체 제조라인을 변형된 실시예의 예시적인 사시도이다. 도 18에서는 한 장비에 두 개의 웨이퍼 출입구와 두 개의 수직 이송기를 설치한 경우를 나타낸다. 이 경우는 상술한 일 실시예에 비하여 두 개의 수직 이송기가 교호로 또는 동시에 동작이 가능하므로 웨이퍼 캐리어의 업/다운작업동작을 최대 두 배로 빠르게 할 수 있게 된다.
도 19는 본 발명에 의한 웨이퍼 캐리어 무인자동이송장치의 다른 실시예의 측면도이고, 도 20은 도 19의 웨이퍼 캐리어 무인자동이송장치의 정면도이다. 도 19의 실시예는 상술한 도 15 실시예와 달리 웨이퍼 캐리어의 상면을 진공흡착 헤드를 사용하여 파지하는 구조를 나타낸다. 이와 같은 구조는 도 15의 실시예에 비하여 중앙 하부 공간에서 수직 이송기가 차지하는 공간을 아주 없앨 수 있으므로 배이의 공간 활용면에서 더 유리하다.
도 19의 실시예는 웨이퍼 출입구 전면 직상방에 수직 이송기(540)의 하우징을 설치하고, 하우징의 바닥면 중앙으로부터 하방으로 연장된 하나의 파지 봉(542)이 내려와 파지 봉(542)의 종단에 고정된 진공흡착 헤드(544)가 웨이퍼 캐리어(400)의 상면을 진공흡착하여 픽업한 다음에 상방으로 이송하는 것이다. 파지 봉(542)은 하우징 내에서 y축 방향으로 이송 가능하게 설치될 수도 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있다. 따라서, 특허청구범위의 등가적인 의미나 범위에 속하는 모든 변화들은 전부본 발명의 권리범위안에 속함을 밝혀둔다.
예컨대, 상술한 실시예들에서 z축 이송수단은 회전모터, 이송나사, 이동체의 구성뿐만 아니라 선형 모터의 고정자 레일과 이동자 구조, 또는 유체, 예컨대 유압 공기압 실린더와 피스톤 로드 구조로 구성할 수도 있다.
선형모터로 구성할 경우에는 이동자에 파지 암이나 파지 봉이 고정된다. 유체 실린더로 구성할 경우에는 피스톤 로드의 종단에 파지 암이 고정된다.
마찬가지로 y축 이송수단도 z축 이송수단과 동일하게 변형 가능하며, y축과 z축 이송수단의 구조를 상술한 다양한 구조들의 조합이나 그 밖의 다양한 왕복운동 메카니즘들의 조합으로 구성할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 용기거치대 아래에 가이드레일이 위치하므로 작업자의 공정장비에 대한 접근성과 안정성이 제고된다. AGV 시스템에서 필요로 하는 다축 로봇은 더 이상 필요 없고 단순히 수직으로 상하운동을 할 수 있는 단순한 리프트만 있으면 되므로 장치를 단순화시킬 수 있다. 이송셔틀이 용기거치대의 하부 공간을 활용하여 운행하므로 배이의 폭을 줄여 클린룸 내의 장비집적도 내지 공간활용도를 높이고 유지관리비용을 낮출 수 있다. 나아가, 작업자와 동시에 작업할 수 있는 작업공간의 마련이 가능하므로 정전 등과 같은 비상시나 비정기적인 수동운전(manual run flow)도 가능하다.

Claims (37)

  1. 배이(bay)의 연변을 따라 배치되어 있는 하나 이상의 설비를 갖는 공정환경에서, 작업물(workpiece)을 담은 용기(container)를 하나의 설비에서 다른 설비로 전달하기 위한 무인이송장치에 있어서,
    상기 설비 각각의 출입챔버의 앞쪽 면에서 고착되어 배이쪽을 향해 수평으로 돌출되어 상기 용기를 지지하거나 상기 용기에 대한 지지를 해제하기 위한 용기거치수단;
    용기를 올려놓기 위한 받침대를 일체로 포함하며, 상기 받침대를 상기 용기거치수단 바로 아래에서 수직이동시켜 상기 용기거치수단에 의해 지지되어 있는 용기를 내려받거나(loading) 또는 상기 받침대에 언로딩된 용기를 상기 용기거치수단 위에 내려놓기(unloading) 위한 리프팅수단; 및
    상기 리프팅수단이 일체로 장착되며, 상기 용기거치수단의 직하부공간을 활용하여 운전제어신호가 지정하는 용기거치수단 바로 아래로 이동하는 운행수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 무인이송장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 리프팅수단은 상기 받침대; 및 상기 받침대와 일체로 결합되어 상기 받침대를 상하로 이동시키는 유압구동 매커니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인이송장치.
  3. 제 1항 또는 2항 중 어느 하나에 있어서, 상기 받침대는 상하 2단구조의 받침대인 것을 특징으로 하는 무인이송장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 리프팅수단은 상기 용기를 올려놓기 위한 받침대; 모터; 상기 모터의 축의 양측에 계합되어 서로 반대방향으로 직선운동을 하는 한 쌍의 기어조립체; 하단부가 상기 한 쌍의 기어조립체 각각과 활주가능하게 결합되며 상단부는 상기 받침대에 결합되며 가운데 부분이 힌지로 교차겹합된 접철식 아암조립체를 포함하며, 상기 모터의 회전방향에 따라 상기 한 쌍의 기어조립체에 결합된 상기 아암조립체의 하단부의 간격이 벌어지거나 오므라드는 운동을 하여 상기 받침대의 수평레벨을 하강 또는 상승시키는 것을 특징으로 하는 무인이송장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 용기거치수단은 상기 출입챔버의 앞쪽 면에 고착되어 배이쪽을 향해 수평으로 돌출되고, 가운데 부분이 상기 용기가 통과할 수 있도록 뚫려 있는 사각고리형 또는 U자형 지지부재; 및 상기 지지부재의 뚫려 있는 가운데부분 쪽으로 돌출하여 상기 용기를 지지하기 위한 것으로서 상기 용기를 상기 지지부재에 로딩 혹은 언로딩하기 위해 상기 지지부재를 통과할 때에는 후퇴하는 한 개 이상의 지지핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인이송장치.
  6. 제 5항에 있어서, 소정의 제어신호에 응답하여 상기 지지핀의 돌출과 후퇴를 전자기적으로 제어하는 핀제어수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인이송장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 용기거치수단은, 가운데 부분이 뚫려 있는 U자형이며, 개구부와 마주보는 모서리가 상기 출입챔버의 앞쪽 면과 90도 회전가능하게 결합되는 지지부재; 및 상기 리프팅수단의 상하움직임에 대응하여 상기 지지부재를 상기 출입챔버의 앞쪽 면에 평행하게 후퇴시키거나 상기 배이쪽을 향해 수평으로 돌출시켜 키는 구동수단을 포함하며, 상기 지지부재의 뚫린 가운데부분의 폭은 상기 용기의 폭 보다는 좁고 상기 받침대의 폭 보다는 넓은 것을 특징으로 하는 무인이송장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 지지부재는 상기 리프팅수단이 상기 용기를 상기 용기받침대에 실은 상태에서 상승 또는 하강 하는 동안에는 상기 리프팅수단의 상하이동을 방해하지 않기 위해 상기 출입챔버의 앞쪽 면에 평행하게 후퇴해 있고, 그 밖의 일반적인 경우에는 상기 배이쪽을 향하여 90도 회전시켜 수평으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 무인이송장치.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 배이의 상기 용기거치수단 직하부 바닥을 따라 설치되어 상기 운행수단이 상기 용기거치수단의 직하부공간을 통해 운행되도록 유도하는 가이드레일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인이송장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 가이드레일은 상기 배이의 바닥면에 부착된 한 줄 이상의 자기테이프이고, 상기 운행수단은 상기 자기테이프가 형성하는 자계를 센싱하므로써 운행경로를 인식하는 것을 특징으로 하는 무인이송장치.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 가이드레일은 상기 배이의 바닥면에 아래로 파묻은 한 줄 이상의 궤도이고, 상기 운행수단은 그 바닥면의 일부가 상기 궤도와 활주가능하게 계합되어 운행이 상기 궤도를 따라 이루어지는 것을 특징으로 하는 무인이송장치.
  12. 제 9항 내지 11항 중 어느 하나에 있어서, 상기 가이드레일은 각 배이마다 양쪽 연변을 따라 별도의 개루프를 형성하도록 설치되어 상기 운행수단은 상기 가이드레일의 양 종단사이에서 왕복운행을 하는 것을 특징으로 하는 무인이송장치.
  13. 제 9항 내지 11항 중 어느 하나에 있어서, 상기 가이드레일은 배이의 양쪽 연변을 따라 폐루프를 형성하도록 설치되거나 혹은 복수개의 배이의 연변을 이어 폐루프를 형성하도록 설치되어 상기 운행수단은 상기 폐루프를 순회 운행하는 하는 것을 특징으로 하는 무인이송장치.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 용기는 반도체 웨이퍼를 내장하기 위한 것으로서 외부 오염원의 유입을 차단하기 위해 밀폐구조를 갖는 것을 특징으로 하는 무인이송장치.
  15. 제 1항에 있어서, 외부의 중앙통제장치와 무선통신을 하기 위한 송수신수단을 더 구비하며, 상기 송수신수단을 통해 자신의 위치정보 및 상태정보를 중앙통제장치에 송신하고 상기 중앙통제장치로부터 수신된 제어신호에 응하여 운행과 로딩/언로딩 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 무인이송장치.
  16. 배이(bay)의 연변을 따라 배치되어 있는 하나 이상의 설비를 갖는 반도체 제조용 클린룸에서 웨이퍼를 담은 용기(container)를 하나의 설비에서 다른 설비로 전달하기 위한 무인이송장치에 있어서,
    상기 출입챔버의 앞쪽 면에 고착되어 배이쪽을 향하여 수평으로 돌출되고 가운데 부분이 상기 용기가 통과할 수 있도록 뚫려 있는 사각고리형 또는 U자형 지지부재, 상기 지지부재의 뚫려 있는 가운데부분 쪽으로 돌출하여 상기 용기를 지지하기 위한 것으로서 상기 용기를 상기 지지부재에 로딩 혹은 언로딩하기 위해 상기 용기가 상기 지지부재를 통과할 때에는 후퇴하는 한 개 이상의 지지핀, 그리고 소정의 제어신호에 응답하여 상기 지지핀의 돌출과 후퇴를 제어하는 핀제어수단을 포함하여, 상기 용기를 지지하거나 상기 용기에 대한 지지를 해제하기 위한 용기거치수단;
    상기 용기를 올려놓기 위한 받침대를 일체로 구비하며, 상기 받침대를 상기 용기거치수단 바로 아래에서 수직이동시켜 상기 용기거치수단에 의해 지지되어 있는 밀폐용기를 내려받거나 또는 상기 받침대에 언로딩된 밀폐용기를 상기 용기거치수단 위에 내려놓기 위한 리프팅수단;
    상기 리프팅수단이 일체로 장착되며, 상기 용기거치수단의 직하부공간을 활용하여 운전제어신호가 지정하는 용기거치수단 바로 아래로 이동하는 운행수단; 및
    상기 배이의 상기 용기거치수단 직하부 바닥을 따라 설치되어 상기 운행수단이 상기 용기거치수단의 직하부공간을 통해 운행되도록 유도하는 가이드레일을 구비하는 것을 특징으로 하는 무인이송장치.
  17. 배이(bay)의 연변을 따라 배치되어 있는 하나 이상의 설비를 갖는 반도체 제조용 클린룸에서 웨이퍼를 담은 용기(container)를 하나의 설비에서 다른 설비로 전달하기 위한 무인이송장치에 있어서,
    가운데 부분이 상기 용기가 통과할 수 있도록 뚫려 있는 U자형이며, 개구부와 마주보는 모서리가 상기 출입챔버의 앞쪽 면과 90도 회전가능하게 결합되는 지지부재 및 상기 지지부재를 90도 회전제어하여 상기 용기를 상승 또는 하강 하는 동안에는 상기 지지부재가 상기 출입챔버의 앞쪽 면에 평행하게 후퇴해 있고, 그 밖의 경우에는 상기 지지부재를 90도 회전시켜 상기 배이쪽을 향하여 수평으로 돌출되어 있도록 제어하는 구동수단을 포함하여, 상기 용기를 지지하거나 상기 용기에 대한 지지를 해제하기 위한 용기거치수단;
    상기 용기를 올려놓기 위한 받침대를 일체로 구비하며, 상기 받침대를 상기 용기거치수단 바로 아래에서 수직이동시켜 상기 용기거치수단에 의해 지지되어 있는 용기를 내려받거나 또는 상기 받침대에 로딩된 용기를 상기 용기거치수단 위에 내려놓기 위한 리프팅수단;
    상기 리프팅수단이 일체로 장착되며, 상기 용기거치수단의 직하부공간을 활용하여 운전제어신호가 지정하는 용기거치수단 바로 아래로 이동하는 운행(shuttle)수단; 및
    상기 배이의 상기 용기거치수단 직하부 바닥을 따라 설치되어 상기 운행수단이 상기 용기거치수단의 직하부공간을 통해 운행되도록 유도하는 가이드레일을 구비하는 것을 특징으로 하는 무인이송장치.
  18. 배이(bay)의 연변을 따라 배치되어 있는 하나 이상의 설비를 포함하고, 설비 각각은 출입챔버의 앞쪽 면에 고착되어 배이쪽을 향해 수평으로 돌출되어 작업물을 담은 용기를 지지하거나 지지를 해제하기 위한 용기거치대를 가지며, 상기 설비의 용기거치대 아래의 바닥을 따라 가이드레일이 설치되어 있는 작업장에서, 상기 가이드레일을 따라 운행하는 하나 이상의 무인이송장치를 이용하여 상기 용기를 하나의 설비에서 다른 설비로의 전달을 제어하는 방법에 있어서,
    하나의 무인이송장치를 전달요청을 한 설비의 용기거치대 바로 밑으로 이동시키고, 용기받침대가 결합된 리프팅수단을 수직으로 상승시켜 상기 용기거치대에 놓여있는 용기를 약간 들어올리고, 상기 용기를 지지하던 지지부재를 후퇴시킨 다음 상기 리프팅수단을 하강시켜 상기 용기를 상기 무인이송장치로 내려놓는 로딩단계; 및
    용기를 싣고 있는 상기 무인이송장치를 목적지 설비의 용기거치대 바로 밑으로 이동시키고, 상기 지지부재를 후퇴시킴과 동시에 상기 리프팅수단을 수직으로 상승시켜 상기 용기받침대의 높이가 상기 지지부재의 수평레벨보다 약간 더 높도록 위치시키고, 상기 지지부재를 원위치로 회복시킨 다음 상기 리프팅수단을 하강시켜 상기 용기를 상기 용기거치대에 올려놓는 언로딩단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인이송장치를 이용한 작업물 용기의 전달방법.
  19. 제 18항에 있어서, 다수개의 무인이송장치들이 보내오는 위치정보와 출발지와 도착지에 관한 정보를 포함하는 상기 전달요청에 관한 정보를 분석하여 상기 전달요청에 가장 신속히 응할 수 있는 하나의 무인이송장치를 선정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인이송장치를 이용한 작업물 용기의 전달방법.
  20. 크린 룸 내에 x 축방향으로 배열되고, 전면 중앙에 웨이퍼 출입구가 형성된 복수의 웨이퍼 처리장치들에 웨이퍼 캐리어를 이송하기 위한 웨이퍼 캐리어 이송장치에 있어서,
    상기 웨이퍼 처리장치의 전면에 인접하여 배치되고, 상기 웨이퍼 출입구보다 낮은 위치에 이송면을 가지며, x 축방향으로 연장되고, 웨이퍼 캐리어를 x 축방향으로 이송시키기 위한 수평 이송기;
    상기 웨이퍼 처리장치들의 전면에 각각 설치되고, 상기 웨이퍼 출입구와 수평 이송기의 이송면 사이에서 z 축방향으로 수직 이동하여 웨이퍼 캐리어를 수직이송시키기 위한 수직 이송기; 및
    상기 수평 이송기의 위치제어에 의해 각 웨이퍼 처리장치에 웨이퍼 캐리어를 수평 이송시키고, 상기 수직 이송기의 위치제어에 의해 웨이퍼 캐리어를 웨이퍼 출입구에 수직 이송시키는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어 무인 자동이송장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 수평 이송기는 구름 롤러 컨베이어로 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어 무인 자동이송장치.
  22. 제 20 항에 있어서, 상기 웨이퍼 캐리어는 전면 개방형 통합 캐리어(FOUP :FRONT OPENING UNIFIED PODS)인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어 무인 자동이송장치.
  23. 제 20 항에 있어서, 수직 이송기는,
    각 웨이퍼 처리장치의 전면에 배치되고, 전후로 개방되고 상기 웨이퍼 출입구와 상기 수평 이송기의 이송면을 포함하는 공간을 중앙에 가지는 하우징;
    상기 하우징의 좌우 내측면에 설치되고, z축 방향으로 연장된 한 쌍의 z축 이송수단;
    상기 각 수직 이송수단에 의해 상하로 이동되는 한 쌍의 z축 이동체; 및
    상기 각 z축 이동체에 고정되고, 웨이퍼 처리장치의 전면으로부터 상기 수평이송수단을 통해 이송되는 웨이퍼 캐리어의 측면 파지부 종단을 포함하는 길이를 가지도록 전방으로 돌출되어 상기 웨이퍼 캐리어를 파지하기 위한 한 쌍의 파지 암을 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어 무인 자동이송장치.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 각 파지 암은,
    웨이퍼 캐리어를 y축 방향으로 이송하기 위한 y축 이송수단; 및
    상기 y축 이송수단에 의해 y축 방향으로 이송되고, 상기 웨이퍼 캐리어의 측면 파지부를 지지하기 위한 지지편을 가진 y축 이동체를 구비한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어 무인 자동이송장치.
  25. 제 23 항에 있어서, 상기 각 z축 이송수단은,
    정역회전이 가능한 회전모터; 및
    상기 회전모터에 의해 회전되는 이송나사로 구성되고,
    상기 각 z축 이동체는 상기 이송나사에 나사 결합되어 상기 이송나사의 회전에 의해 수직 가이드 면을 따라 상하로 이송되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어 무인 자동이송장치.
  26. 제 23 항에 있어서, 상기 각 z축 이송수단은 피스톤을 유압에 의해 상하로 이송하는 유체 실린더로 구성하고,
    상기 각 z축 이동체는 상기 피스톤의 로드 종단에 부착되어 수직 가이드 면을 따라 상하로 이송되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어 무인 자동이송장치.
  27. 제 23 항에 있어서, 상기 각 z축 이송수단은 가이드 레일을 가진 선형모터의 고정자로 구성하고, 상기 선형모터의 이동자를 z축 이동체로 구성하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어 무인 자동이송장치.
  28. 크린 룸 내에 x 축방향으로 배열되고, 전면 중앙에 웨이퍼 출입구가 형성된 복수의 웨이퍼 처리장치들 각각에 상기 웨이퍼 출입구 직하방에서 웨이퍼 캐리어를 업다운 방식으로 이송하기 위한 웨이퍼 캐리어 이송방법에 있어서,
    상기 각 웨이퍼 처리장치의 웨이퍼 출입구 전면 직하방에 컨베이어를 이용하여 웨이퍼 캐리어를 이송하는 단계;
    웨이퍼 출입구 전면 직하방에 웨이퍼 캐리어 도달시 파지암을 상한 위치에서 하한 위치로 이송시키는 단계;
    상기 하한위치에서 파지 암으로 웨이퍼 캐리어를 파지하는 단계; 및
    상기 파지 암을 웨이퍼 출입구 위치인 상한 위치로 수직 이송하는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어 무인 자동 이송방법.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 파지 암으로 웨이퍼 캐리어를 파지하는 단계는, 상기 파지 암에 설치된 지지편을 후방위치로부터 전방 위치로 이동시켜서 웨이퍼 캐리어의 측면 돌기부를 지지하는 단계로 구성하고,
    상기 파지암이 상한위치에 도달시에는 상기 지지편을 전방위치로부터 후방위치로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어 무인 자동 이송방법.
  30. 크린 룸 내에 x 축방향으로 배열되고, 전면 중앙에 한 쌍의 웨이퍼 출입구들이 나란하게 형성된 복수의 웨이퍼 처리장치들에 웨이퍼 캐리어를 이송하기 위한 웨이퍼 캐리어 이송장치에 있어서,
    상기 웨이퍼 처리장치의 전면에 인접하여 배치되고, 상기 웨이퍼 출입구보다 낮은 위치에 이송면을 가지며, x 축방향으로 연장되고, 웨이퍼 캐리어를 x 축방향으로 이송시키기 위한 수평 이송기;
    상기 각 웨이퍼 처리장치의 전면에 각 웨이퍼 출입구에 대응하여 각각 설치되고, 대응하는 웨이퍼 출입구와 수평 이송기의 이송면 사이에서 z 축방향으로 수직 이동하여 웨이퍼 캐리어를 수직 이송시키기 위한 한 쌍의 수직 이송기들; 및
    상기 수평 이송기의 위치제어에 의해 각 웨이퍼 처리장치에 웨이퍼 캐리어를 수평 이송시키고, 상기 각 수직 이송기의 위치제어에 의해 웨이퍼 캐리어를 각 웨이퍼 출입구에 수직 이송시키는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어 무인 자동이송장치.
  31. 크린 룸 내에 x 축방향으로 배열되고, 전면 중앙에 웨이퍼 출입구가 형성된 복수의 웨이퍼 처리장치들에 웨이퍼 캐리어를 이송하기 위한 웨이퍼 캐리어 이송장치에 있어서,
    상기 웨이퍼 처리장치의 전면에 인접하여 배치되고, 상기 웨이퍼 출입구보다 낮은 위치에 이송면을 가지며, x 축방향으로 연장되고, 웨이퍼 캐리어를 x 축방향으로 이송시키기 위한 수평 이송기;
    상기 웨이퍼 처리장치의 웨이퍼 출입구 전면 상방에 설치되고, 상기웨이퍼 출입구와 상기 수평 이송기의 이송면 사이에서 z 축방향으로 수직 이동하여 웨이퍼 캐리어를 수직 이송시키기 위한 수직 이송기; 및
    상기 수평 이송기의 위치제어에 의해 각 웨이퍼 처리장치에 웨이퍼 캐리어를 수평 이송시키고, 상기 수직 이송기의 위치제어에 의해 웨이퍼 캐리어를 웨이퍼 출입구에 수직 이송시키는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어 무인 자동이송장치.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 수평 이송기는 구름 롤러 컨베이어로 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어 무인 자동이송장치.
  33. 제 31 항에 있어서, 상기 웨이퍼 캐리어는 전면 개방형 통합 캐리어(FOUP :FRONT OPENING UNIFIED PODS)인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어 무인 자동이송장치.
  34. 제 31 항에 있어서, 수직 이송기는,
    각 웨이퍼 처리장치의 웨이퍼 출입구 전면 직상방에 배치된 하우징;
    상기 하우징 내에 y축 방향으로 이동 가능하게 설치된 z축 이송수단;
    상기 각 z축 이송수단에 의해 상하로 이동되는 이동체; 및
    상기 각 z축 이동체의 종단에 고정되고, 웨이퍼 캐리어의 상면 중앙부를 진공 흡착하는 진공흡착 헤드를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어 무인 자동이송장치.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 z축 이송수단은,
    상기 하우징 내에 나사구멍이 형성된 y축 이동체;
    상기 y축 이동체에 고정되고 정역회전이 가능한 회전모터; 및
    상기 회전모터에 의해 회전되어 상기 나사구멍에서 상하로 이송되는 이송나사를 구비한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어 무인 자동이송장치.
  36. 제 34 항에 있어서, 상기 z축 이송수단은,
    상기 하우징 내에 y축 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 피스톤을 유압에 의해 상하로 이송하는 유체 실린더로 구성하고, 상기 진공 흡착헤드는 실린더의 로드 종단에 고정된 것을 특징으로하는 웨이퍼 캐리어 무인 자동이송장치.
  37. 제 34 항에 있어서, 상기 z축 이송수단은,
    상기 하우징 내에 y축 방향으로 이동가능하게 설치되고, 수직방향으로 연장된 가이드 레일을 가진 선형모터의 고정자로 구성하고, 상기 선형모터의 이동자로부터 하방으로 연장된 로드의 종단에 진공흡착 헤드를 고정한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어 무인 자동이송장치.
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