KR100487791B1 - 반도체자동반송장치 - Google Patents

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Abstract

반도체 설비와 설비를 연결하고 있는 가이드 레일을 따라서 각종 반도체 기자재를 반송하는 반도체 자동반송장치가 가이드 레일의 곡선 부분에서 정체 및 서행됨으로써 시간손실 및 반송량 손실이 발생한 것을 방지한 반도체 자동반송장치가 개시되고 있다.
본 발명에 의하면, 반도체 설비와 설비를 연결하고 있는 레일과, 레일상에서 이동되는 다수대의 반송용 대차를 포함하며, 반송용 대차간의 거리를 음파로 측정하기 위해서 레일과 반송용 대차에는 대차간 음파거리측정수단이 구비된 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 자동반송장치
본 발명은 반도체 자동반송장치에 관한 것으로, 특히 반도체 설비와 설비를 연결하고 있는 가이드 레일을 따라서 각종 반도체 기자재를 반송하는 반도체 자동반송장치가 가이드 레일의 곡선 부분에서 정체 및 서행됨으로써 시간손실 및 반송량 손실이 발생한 것을 방지한 반도체 자동반송장치에 관한 것이다.
일반적으로 순수 실리콘 웨이퍼상에 완성된 반도체 집적 소자를 형성하기 위해서는 여러 가지 공정을 반복 시행하여야 하는 것으로 알려져 있다.
이와 같이 공정을 반복 시행하여야 하는 이유로 인하여 최근에는 연속적으로 공정을 수행하기 위하여 반도체 설비의 레이아웃(lay out)에 대한 다양한 고안이 창안된 바 있으며, 반도체 설비와 설비를 반도체 기자재 및 공정이 진행중인 반도체 집적 소자를 탑재한 상태로 반송하는 반송장치의 개발 또한 활발하게 진행되고 있다.
이와 같은 반송장치는 공통적으로 반도체 설비와 설비를 최단시간으로 주행할 수 있도록 배치된 가이드 레일과, 가이드 레일을 따라서 주행하는 반송용 대차를 구비하고 있다.
이와 같이 가이드 레일과 반송용 대차를 공통적으로 갖는 종래 반송장치를 일례로 첨부된 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
종래 반도체 반송장치는 전체적으로 보아 반도체 설비와 설비를 연결하고 있는 가이드 레일(130)과, 가이드 레일(130)을 따라 반도체 설비와 설비를 이동하는 제 1, 제 2 반송용 대차(100)(100') 및 반송용 대차간의 거리를 감지하는 거리 감지장치로 구성되어 있다. 도 1에는 단지 2 대의 제 1, 제 2 반송용 대차(100)(100')만이 도시되었지만, 실제로는 2 대 이상이 가이드 레일(130)을 따라 움직이게 된다.
이 가이드 레일(130)은 반도체 설비의 레이아웃(lay out)에 따라서 직선 코스 또는 소정 곡률을 갖는 곡선 코스일 수 있으며, 반송용 대차의 안전성으로 인하여 가이드 레일(130)은 복선으로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 제 1, 제 2 반송용 대차(100)(100')의 저면에는 가이드 레일(130)을 따라서 이동되도록 대차 구동부(미도시)가 형성되어 있다. 이로 인하여 대차 구동부에 의하여 제 1, 제 2 반송용 대차(100)(100')는 일방향 예를 들어, 도 1에서와 같이 시계반대방향으로 이동된다.
한편, 시계반대방향으로 이동되는 제 1, 제 2 반송용 대차(100)(100')가 상호 추돌되는 것을 방지하기 위하여 제 1, 제 2 반송용대차(100)에는 각각 추돌방지 센서(110)(115)와 추돌방지 센서(110)(115)에서 발생한 신호를 반사시키는 반사 미러(140)(145')가 형성되어 있다.
이들의 위치관계를 살펴보면, 제 1, 제 2 반송용 대차(100)(100')의 진행방향을 기준으로 제 1 반송용 대차(100)의 전면에 추돌방지 센서(110)(115)가 형성되어 있고, 제 2 반송용 대차(100')의 후면에는 이 추돌방지 센서(110)(115)에서 발생한 신호를 반사시키는 반사 미러(140')(145')가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
물론, 이 추돌방지 센서(110)(115)와 반사 미러(140')(145')는 반송용 대차의 진행방향에 관계없이 항상 대향하도록 위치하여야 하며, 추돌방지 센서중 어느 하나(110)는 비교적 근거리를 감지하는 역할을 하고, 다른 하나(115)는 비교적 원거리를 감지하는 역할을 하며, 반사 미러(140')(145')는 이 추돌방지 센서(110)(115)와 대향하는 위치에 형성되어 있다.
또한, 제 1 반송용 대차(100)의 추돌방지 센서(110)(115)는 바람직하게 직선광을 발생시키는 발광부와, 직선광을 수광하는 수광부를 동일 위치에 갖고 있는 광센서로, 광센서에서 발생한 직선광은 소정 거리 떨어진 전방에 위치한 제 2 반송용 대차(100')의 반사 미러(140)(140')에 반사된 후, 다시 수광부에 입력된다.
이를 토대로 제 1 반송용 대차(100)는 제 2 반송용 대차(100')와의 이격 거리를 계산한 후, 감속 또는 증속 및 정지하게 된다.
그러나, 이와 같은 종래 반도체 반송장치는 전방의 방해물과의 거리 계산을 직선광을 발생하는 발광부 및 전방의 물체에 반사된 반사광을 수광하는 수광부를 갖는 광센서에 의존하여 수행함으로 직선 코스에서는 별다른 오차없이 그 기능을 수행하지만, 반도체 설비 레이아웃에 따라 형성된 곡선 코스에서는 다음의 결합이 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제 2 반송용 대차(100')가 가이드 레일(130)중 소정 곡률을 갖는 곡선 코스 부분을 돌게 되면 제 2 반송용 대차(100')는 제 1 반송용 대차(100)와 소정 각도를 갖고 진행하게 된다.
이때, 제 1 반송용 대차(100)의 추돌방지 센서(110)(115)의 발광부에서 발생한 직선광은 제 2 반송용 대차(100')를 감지하지 못하게 된다.
이와 같은 상태에서 제 2 반송용 대차(100')가 일시적으로 정지하여 있거나, 고장 등의 이유로 정지하고 있을 경우, 제 2 반송용 대차(100')와 제 1 반송용 대차(100)는 상호 추돌할 위험이 있다.
이와 같은 이유로 가이드 레일(130)의 곡선 코스 시작 부분과 곡선 코스가 끝나는 부분에는 소정 자속밀도를 갖는 마그넷(125)을 설치하고, 제 1, 제 2 반송용 대차(100)(100')에 자속 밀도를 감지하여 제 1, 제 2 반송용 대차(100)(100')의 현재 위치를 감지하는 재석 센서(120)가 형성되어 있다.
가이드 레일(130)의 곡선 코스에 제 2 반송용 대차(100')가 진입한 후, 곡선 코스의 끝부분에 형성된 마그넷(125)를 통과하기 이전에는 제 1 반송용 대차(100')가 진입하지 못하도록 하여 제 2 반송용 대차(100')와 제 1 반송용 대차(100)가 상호 추돌하는 것을 방지하여 가이드 레일(130)의 곡선 코스에는 단지 한 대의 반송용 대차만이 통과할 수 있어 반송 시간이 증가되고 이와 반비례하여 반송량이 저감되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 결함을 감안하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 가이드 레일상에서 반도체 기자재를 반송하는 반송장치가 가이드 레일의 직선 및 곡선 부분에서도 지체 및 서행되지 않으면서 추돌이 발생하지 않도록 한 반도체 자동반송장치를 제공함에 있다.
이와 같은 본 발명 반도체 자동반송 장치는 반도체 설비와 설비를 연결하고 있는 레일과, 레일상에서 이동되는 다수대의 반송용 대차를 포함하며, 반송용 대차간의 거리를 음파로 측정하기 위해서 상기 레일과 상기 반송용 대차에는 대차간 음파거리측정수단이 구비된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 반도체 자동반송장치의 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 의한 반도체 자동반송장치의 구성을 도시한 개념도이고, 도 3은 본 고안에 적용된 초음파 센서 및 센서 구동부를 도시한 블록도이고, 도 4는 반송장치간 거리를 계산하기 위한 타이밍 차트이다.
반도체 자동반송장치(200)는 전체적으로 보아, 반도체 설비와 설비를 연결하여 설치된 가이드 레일(230)과 가이드 레일(230)을 따라서 이동되는 복수대의 자동반송대차(210)(220) 및 자동반송대차(210)(220)에 설치된 음파거리측정부와 이들을 전반적으로 제어하는 중앙제어장치(미도시)로 구성되어 있다.
본 발명에서는 일실시예로 2 대의 자동반송대차(210)(220)을 사용하였지만, 실제로는 2대 이상의 자동반송대차가 사용된다.
가이드 레일(230)은 반도체 설비와 설비를 연결하도록 복선으로 설치되는 것이 바람직하다. 가이드 레일(230)은 직선 레일 이외에도 반도체 설비의 레이 아웃(lay out)에 따라서 곡선 레일이 설치될 수 있으며, 양측 가이드 레일(230)의 내측면에는 모두 음파를 반사시키는 반사체(240)가 부착되어 있다. 이 반사체(240)의 역할 및 의미는 후술하기로 한다.
이와 같이 반도체 설비와 설비를 연결하고 있는 가이드 레일(230)에는 자동반송대차(210)(220)가 가이드 레일(230)을 따라서 이동하게 된다.
이와 같은 자동반송대차(210)(220)의 구성을 살펴보면, 자동반송대차(210)(220)는 반도체 기자재를 적재할 수 있는 적재부(미도시)와, 가이드 레일(230)을 따라서 소정 속도로 이동할 수 있도록 하는 대차 이동부(미도시)와, 대차간의 안전 거리를 유지하기 위한 초음파 센서부 및 초음파 센서 구동부를 갖는 음파거리측정장치를 구비하고 있다.
이 대차 이동부는 자동반송대차(210)(220)를 증속 및 감속 또는 정차 시킬 수 있도록 설치되어 있는 것은 주지의 사실임으로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3을 참조하여, 앞서 간략하게 언급한 음파거리측정장치의 구성요소중 하나인 초음파 센서부(250)는 하드웨어인 초음파 센서(252)와 초음파를 반사하는 반사체 역할을 하는 반사판(255)으로 구성되어 있다.
바람직하게, 초음파 센서(252)는 발진된 초음파를 음파의 형태로 발생시키는 음파 스피커(미도시)와, 반사되어 되돌아온 초음파가 입력되는 마이크로폰(미도시)을 구비하고 있으며, 반사판(255)은 초음파 반사율이 높은 재질을 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 초음파 센서부(250)는 자동반송 대차(210)(220)의 저면 전,후에 설치되며, 초음파 센서(252)와 반사판(255)은 자동반송 대차(210)(220)들의 진행 방향에 관계없이 상호 대향되도록 각각의 자동반송 대차(210)(220)에 설치되어야 한다.
한편, 도 3에는 초음파 센서부(250)를 구동시키기 위한 초음파 센서 구동부(260)가 도시되어 있다.
초음파 센서 구동부(260)는 전체적으로 보아 초음파 발생부(262)와, 초음파 수신부(264) 및 수신된 신호를 처리하여 자동반송 대차(210)(220)간의 거리를 산출하는 신호처리부(266)와, 처리된 신호를 디스플레이 하는 디스플레이부(268)로 구성되어 있다.
초음파 발생부(262)는 다시 초음파를 발진시키는 초음파 발진부(262a)와 일정시간 동안만 초음파를 발진시키는 게이트부(262b)와 게이트부(262b)를 통과한 초음파를 승압하여 일정 레벨을 갖는 초음파를 만들어 초음파 센서(252)로 보내주는 승압부(262c)로 형성되어 있다.
이와 같이 게이트부(262b)에서 일정 시간동안 통과되어 소정 레벨로 승압된 초음파는 초음파 센서(252)의 스피커(미도시)에 의해 발진되어 전방의 소정 위치에 위치하고 있는 자동반송용 대차에 반사된 후, 반사된 초음파는 다시 초음파 센서(252)의 마이크로폰(미도시)을 통하여 초음파 수신부(264)로 입력된다.
초음파 수신부(264)는 자동반송용 대차에 반사된 후, 감쇄된 미약한 초음파를 입력받아 이를 소정 레벨로 다시 증폭시키는 증폭부(264a)와, 증폭된 초음파중에 섞여있는 타 신호를 제거하는 검파부(264b)와, 검파된 아날로그 초음파 신호를 펄스 형태로 파형을 정형하여 디지털 신호화하는 파형 정형부(264c)로 구성되어 있다.
이처럼 파형 정형부(264c)에서 처리된 디지털 신호는 다시 신호처리부(266)로 입력된다.
이처럼 초음파 발생부(262)에서 발생한 초음파가 초음파 수신부(264)를 거쳐 신호 처리부(266)까지 도달하는데에는 소정 시간이 걸리게 되는 바, 초음파 센서 구동부(260)에서 처리되는데 소요되는 극히 짧은 시간을 무시한다면, 이 소정 시간은 초음파가 전방에 위치한 자동반송 대차로부터 반사되어 되돌아오는데 소요된 시간이라 할 수 있다.
여기서, 초음파 발생부(262)에서 발생한 초음파는 도 2의 가이드 레일(230)의 내측면에 부착된 반사체(240)에 의해 일정 각도로 여러번 반사되면서 진행방향의 전면에 위치한 자동반송 대차의 반사판(255)에 의해 반사되어 다시 가이드 레일(230)의 반사체(240)와 여러번 반사되면서 초음파 수신부(264)에 도달하게 된다.
따라서, 신호 처리부(266)에는 이처럼 초음파가 발진된 후, 다시 수신되기까지의 소요 시간을 발진된 펄스의 개수를 계수하여 연산하기 위하여 초음파 발생부(262)의 게이트부(262b)에 일정시간동안 신호를 인가하여 게이트부(262b)로부터 일정시간동안 발진된 초음파가 승압부(262c)로 인가되도록 주발진부(266a)가 형성되어 있다.
이 주발진부(266a)는 게이트부(262b)에 신호를 인가함과 동시에 신호처리장치(266b)에도 동일한 신호를 인가한다. 이는 주발진부(266a)가 게이트부(262b)와 신호처리장치(266b)가 병렬로 연결되어 있기 때문에 가능하다.
한편, 주발진부(266a)는 게이트부(262b)로 일정 시간동안 펄스 신호를 인가하지만, 신호처리장치(266b)에는 게이트부(262b)에 가해지는 펄스 신호와는 달리 펄스 신호를 소정 시간동안 지속적으로 인가한다.
주발진부(266a)에서 신호처리장치(266b)로 펄스 신호를 인가하는 시간은 게이트부(262b)로부터 승압부(262c) 및 초음파 센서(252)를 통하여 발진된 초음파가 자동반송대차에 반사되어 다시 초음파 수신부(264)의 증폭부(264a), 검파부(264b), 파형 정형부(264c)를 통한 후, 최초로 처리된 초음파가 신호처리부(266)의 신호처리장치(266b)에 입력될 때 까지이다.
물론, 처리된 초음파가 신호처리장치(266b)에 최초 입력될 때까지 주발진부(266a)는 신호처리장치(266b)에 펄스 신호를 계속 가하고 있는 상태이다.
이는, 신호처리장치(266b)가 초음파가 자동반송대차에 반사된 후, 되돌아온 시간동안 펄스 신호를 입력받아 이 펄스 신호를 계수하고 있는 것을 의미한다.
이 펄스 신호는 초당 일정 개수가 발생하기 때문에 신호처리장치(266b)가 펄스 신호를 계수하면, 초음파가 자동반송 대차에서 반사되어 되돌아온 총 시간을 알수 있고, 초음파의 초당 진행 속도는 공지되어 있기 때문에 이를 연산하면 간단하게 자동반송 대차와 자동반송 대차간의 거리를 산출할 수 있다.
주의할 것은 이 총 시간은 초음파가 왕복된 시간이기 때문에 총 시간을 2 로 나누어야 실제 자동반송 대차간 거리가 산출된다는 것이다.
이와 같이 자동반송 대차와 자동반송 대차의 거리가 산출되면 이 거리는 중앙제어장치(미도시)로 입력되는 바, 현재 반도체 설비와 반도체 설비를 연결하고 있는 가이드 레일(230)상에서 이동하고 있는 모든 자동반송 대차간 거리가 모두 입력되어 중앙제어장치는 자동반송 대차간 거리가 최적의 상태를 유지하도록 각각의 자동반송 대차를 증속 및 감속시켜 직선 레일뿐만 아니라 곡선 레일에서도 최대 6 대까지 진입할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명에 의한 자동반송 대차간 거리를 산출하기 위한 타이밍 차트로 (a)에서는 주발진부(266a)가 게이트부(262b)에 소정 신호를 인가하여 초음파가 승압부(262c)로 인가된 것을 도시하고 있고, (b)는 주발진부(266a)가 게이트부(262a)에 소정 신호를 인가함과 동시에 주발진부(266a)가 신호처리장치(266b)에도 소정 신호를 인가한 것을 도시하고 있다.
(c)는 초음파 센서(252)를 통해 전방의 자동반송 대차의 반사판(255)과 가이드 레일(230)의 반사체(240)에 의하여 되돌아온 초음파가 여러 단계를 거친 후, 최초 펄스 신호가 신호처리장치(266b)에 인가된 것을 도시하고 있다.
이때, 구간 x 내의 펄스 신호의 개수를 신호처리장치(266b)가 계수하여 자동반송 대차와 자동반송 대차의 거리가 산출되는 것이다.
이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 반도체 설비와 반도체 설비를 연결하고 있는 가이드 레일상에서 이동하는 다수개의 자동반송 대차에 음파거리측정장치를 채용하여 직선 레일 및 곡선 레일에서도 항상 일정한 간격을 유지할 수 있도록 함으로써 자동반송대차에 의한 반송량 증대 및 반송시간이 단축되는 효과가 있다.
도 1은 종래 반송장치를 도시한 개념도.
도 2는 본 발명에 의한 반도체 자동반송장치를 도시한 개념도.
도 3은 본 발명에 의한 초음파 센서와 초음파 센서 구동부를 도시한 블록도.
도 4는 도 3의 타이밍 차트.

Claims (8)

  1. 반도체 설비와 설비를 연결하고 있는 레일과;
    상기 레일상에서 이동되는 다수대의 반송용 대차를 포함하며,
    상기 반송용 대차간의 거리를 음파로 측정하기 위해서 상기 레일과 상기 반송용 대차에는 대차간 음파거리측정수단이 구비되고,
    상기 레일은 복선으로 상기 레일의 내측면에는 음파 반사체가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 반송장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 음파거리측정수단은 상기 반송용 대차에 형성된 초음파 센서부와, 초음파 센서 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반송장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 초음파 센서부는 초음파를 재생하는 스피커와 초음파를 수신하는 마이크로폰으로 형성된 초음파 센서와, 상기 초음파 센서의 상기 스피커에서 발생한 상기 초음파가 전진하다 반사되도록 또다른 반송용 대차에 형성된 반사판으로 형성된 것을 특징으로 하는 반송장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 초음파 센서 구동부는 상기 스피커에서 초음파가 발생되도록 하기 위한 초음파 발생부와;
    상기 반송용 대차에 반사된 초음파가 상기 마이크로폰에 의해 입력되어 처리되도록 하기 위한 초음파 수신부와;
    상기 초음파 발생부에서 발생한 초음파가 상기 반송용 대차에 의해 반사된 후 수신된 시간을 연산하는 신호처리부를 구비한 것을 특징으로 하는 반송장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 초음파 발생부는 초음파 신호를 발생시키는 초음파 발진부와, 일정 시간동안 발진된 초음파 신호를 통과시키는 게이트부와, 상기 게이트부를 통과한 초음파 신호의 세기를 증가시키는 승압부로 형성된 것을 특징으로 하는 반송장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 초음파 수신부는 소정 거리 떨어진 전방에 위치한 상기 반송용 대차로부터 반사되어 입력된 초음파 신호를 소정 크기로 증폭시키는 증폭부와;
    증폭된 초음파 신호를 검파하는 검파부;
    상기 검파부로부터 검파된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 파형 정형부로 형성된 것을 특징으로 하는 반송장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 신호처리부는 상기 파형 정형부로부터 발생한 신호가 입력되는 신호처리장치와;
    상기 게이트부가 일정 시간동안 초음파 신호를 통과시키도록 펄스 신호를 인가함과 동시에 상기 신호처리장치에도 상기 펄스 신호를 인가하는 주발진부로 형성되어,
    상기 신호처리부에서는 상기 주발진부에서 인가된 신호와 상기 파형 정형부로부터 인가된 신호를 비교 판단하여 상기 반송용 대차간의 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 반송장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 신호처리부에서 발생한 처리 신호는 LED 표시기를 포함하는 디스플레이부에 전달되는 것을 특징으로 하는 반송장치.
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