KR100541183B1 - 스토커 및 이를 포함하는 반송 시스템 - Google Patents

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Abstract

후속 공정을 위해 대기하는 물품을 보관하는 스토커 및 반송 시스템이 개시된다. 스토커는 물품을 운반하는 반송 대차의 트랙이 배치된 제조 라인의 천장에 장착된 구동부를 포함한다. 구동부는 제1 방향으로 동력을 전달하도록 배치된다. 구동부에는 제2 방향으로 회전하는 캐비넷이 체결된다. 캐비넷은 셔틀형 또는 호이스트형 반송 대차로부터 반입된 물품을 보관하는 수납부들을 구비한다. 물품을 보관하는 캐비넷이 공정 라인의 천장에 배치됨으로써, 스토커가 공정 라인의 바닥으로부터 많은 공간을 점유하지 않게 되어, 제조 라인의 공간 활용도를 향상시킬 수 있다.

Description

스토커 및 이를 포함하는 반송 시스템{STOCKER AND TRANSFER SYSTEM HAVING THE SAME}
도 1은 종래의 물류 자동화 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 스토커 시스템을 포함하는 툴 베이를 나타낸 정면도이다.
도 3은 종래의 셔틀형 대차를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 셔틀형 대차가 적용된 종래의 스토커를 나타낸 정면도이다.
도 5는 호이스트형 대차를 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5의 호이스트형 대차가 적용된 종래의 스토커를 나타낸 정면도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따라 셔틀형 반송 대차 및 스토커가 제조 라인에 설치된 상태를 나타내는 반송 시스템의 정면도이다.
도 8은 도 7에 도시한 반송 시스템의 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따라 호이스트형 반송 대차 및 스토커가 제조 라인에 설치된 상태를 나타내는 반송 시스템의 정면도이다.
도 10은 도 9에 도시한 반송 시스템의 평면도이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
100, 200：스토커 105, 205：구동부
110, 210：모터 120, 220：구동축
130, 230：캐비넷 140, 240：수납부
300：제1 셔틀형 반송 대차 305：제2 셔틀형 반송 대차
310：제1 호이스트형 반송 대차 315：제2 호이스트형 반송 대차
400, 700：제조 라인의 천장 405, 705：제조 라인의 바닥
500, 800：제1 트랙 505, 805：제2 트랙
600, 610, 620, 630, 900, 910, 920, 930：공정 설비
본 발명은 스토커 및 이를 포함하는 반송 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공정 라인을 따라 반송되는 물품을 임시로 보관하는 스토커 및 이러한 스토커를 갖는 반송 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 스토커와 같은 보관 설비는 물품을 외부의 오염원 및 충격으로부터 안전하게 보호하는 역할을 한다. 종래의 스토커의 경우에는 물품을 단순히 외부로부터 차폐시키는 것이 대부분이었으며, 보다 더 효율적으로 보관하기 위해서는 스토커에 부수적인 요소나 복잡하고 고가의 장치를 더 필요로 하였다. 고가의 물건이나 주변 환경에 민감한 장비들은 보관 시 주의를 하지 않으면, 스토커 내에 보관하였다 하더라도 변질 또는 부식될 가능성이 매우 높다.
스토커에 보관되는 물품에 영향을 미칠 수 있는 대표적인 오염원으로는 공기 중에 포함된 먼지와 습기 등이 있다. 오래 전부터 먼지는 반도체 산업을 포함한 첨단 산업 분야에서 해결해야 할 주요 관심사였다. 대부분의 첨단 산업에 있어서, 제품을 제조하기 위한 공정은 대부분 실내에서 이루어지지만, 실내 공기는 자연 희석률이 부족한 상태에서 반복 순환되고 있으며, 건축 자재에 의한 공기 오염도 심각한 수준이다. 최근 들어서는 세계 모든 국가에서 에너지 절약을 위해 건물의 밀폐화가 가속화되면서, 실내 공기 중의 오염원 제거 및 정화가 큰 관심사가 되고 있다.
과거와는 달리 실내 공기의 질이 문제가 되고 있는 것은 산업화로 인해 외부 공기 자체가 오염되었기 때문이며, 단순환 환기 시설로는 외부의 더러운 공기와 먼지를 들여오는 결과만 초래하는 경우가 종종 발생하기 때문이다. 또한, 에너지 절약을 위하여 화학성 보온 단열재가 널리 사용되고 건물 전체가 완전 밀폐되면서 실내 공기 중에 각종 유해 성분도 늘어나고 있다.
첨단 산업 분야 가운데서도 특히. 반도체 제조 산업에 있어서, 공기 정화 및 청정 기술은 반도체 생산 경쟁력 향상에 절대적인 요소로 작용한다. 더욱이, 300㎜ 이상의 웨이퍼 시대의 본격 개화를 앞둔 메모리 산업 분야에서 청정 기술은 반드시 완성해야만 하는 핵심으로 평가받고 있다.
반도체나 LCD 제조 공정 가운데 불순물을 제거하는 세정 공정은 대략 30％ 이상의 비중을 차지하고 있다. 반도체의 경우, 1999년에 0.18㎛를 시작으로 2002년에 본격적인 0.13㎛ 시대가 열린 후, 2003년부터는 0.09㎛(90㎚)로 회로 폭이 예상보다 빨리 미세화되고 있기 때문에, 먼지나 불순물이 제조 공정에 미치는 영향이 점점 커지고 있다. 예를 들면, 회로 선폭이 약 0.18㎛인 경우에는 약 0.09㎛ 정도까지 먼지 크기가 허용되지만, 약 0.09㎛ 시대로 접어들게 되면 먼지 크기는 약 0.05㎛(50㎚)이하로 조절되어야 한다. 따라서, 현대의 반도체 제조 공정에 있어서는 세정 기술의 뒷받침이 필수적이다.
먼지나 오염물 자국은 디스플레이 기판의 필름을 벗겨내기 때문에, 극소량의 오염물도 기판을 모두 불량품으로 만들 수 있고, 첨단 디스플레이 분야에서도 갈수록 세정 기술에 대한 중요성이 높아지고 있다. 심지어, 플라즈마나 레이저 광선을 먼지 입자에 출동시켜 빛 에너지가 열에너지로 바뀌는 것을 이용하여 먼지의 입자를 집진하는 장치도 개발되었다. 이러한 문제는 반도체 소자의 선폭이 약 100㎚ 이하로 좁아지고 있는 현재 메모리 반도체 소자 공정에서, 나노 크기의 먼지 입자도 공정 및 장비에 치명적인 영향을 줄 수 있기 때문에 먼지가 없는 환경을 조성하고자 하는 목적에서 개발된 것이다.
국내 반도체 분야에서 청정 산업의 시장규모는 연간 5000억에 달할 만큼 주요사업으로 부각되었다. 더욱이, 청정 산업은 미세 입자오염이 주로 문제가 되는 반도체를 비롯해 액정 표시 장치, 전자, 신소재, 정밀 기계 공업, 반도체용 화학 약품 등의 제조 산업뿐만 아니라 미생물 오염이 문제가 되는 병원, 의약품공장, 식료품산업, 농업 등 모든 산업분야에 없어서는 안 될 필수 산업으로 부상하였으며, 그 중요성 또한 날로 증대되고 있다.
반도체 제조 공정 등과 같은 첨단 산업에서 온도, 습도, 압력 및 청정 환경은 필수적인 사항이며, 반도체 공정에 사용되는 제품은 대부분 고가이기 때문에 많 은 보관 장치 및 방법이 개시되어 있다.
반도체는 라인에서 재료를 투입한 후 완제품이 나올 때까지 보통 50 내지 60일 정도가 소요된다. 그리고, 아주 미세한 기술을 필요로 하기 때문에 공장 내에 먼지가 없어야 하고 습기 온도도 일정해야 한다. 반도체 공장 직원들이 방진복을 입고 클린룸(clean room)을 거쳐서 공정 라인으로 들어가는 것도 이러한 이유 때문이다. 완성된 반도체 또한 특수한 포장재를 이용함으로써, 운반시 주변 환경의 영향을 최소한 받도록 보관, 관리되고 있다.
이와 같이 매우 중요한 기능을 하는 스토커는 반도체 웨이퍼가 적재된 캐리어를 반입하여 임시로 보관하고 있다가 후속 공정시에 캐리어를 외부로 반출하는 설비이다. 즉, 스토커는 물류 자동화 시스템의 한 부분으로서, 일련의 반도체 제조 공정이 순차적으로 실시되는 공정 라인에서, 선행 공정이 완료된 웨이퍼를 후속 공정 전까지 임시로 보관하는 역할을 한다.
한편, 웨이퍼의 물류 자동화 시스템은 공정 라인에 설치된 트랙과 트랙을 따라 이동하여 웨이퍼를 운반하는 반송 대차, 그리고 반송 대차에 의해 운반된 웨이퍼를 임시로 보관하는 스토커를 포함한다.
도 1에 종래의 물류 자동화 시스템의 한 예가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 시스템은 국내 공개 특허 공보 제1998-017877호에 개시된 것이다.
도 1을 참조하면, 종래의 물류 자동화 시스템은 전후 공정 장비 사이에 배치된 버퍼 장치(3)와 전후 공정 장비와 버퍼 장치(3) 사이에 배치되어 웨이퍼가 수납된 캐리어를 운반하는 다수의 로봇을 포함한다.
버퍼 장치(3)는 선행 공정이 완료된 웨이퍼가 수납된 캐리어가 대기하는 제3 및 제4 버퍼 구역(33, 34)과, 후속 공정의 장비로 웨이퍼를 공급하여 발생된 빈 캐리어가 대기하는 제1 및 제2 버퍼 구역(31, 32)으로 구분된다.
도 2에는 종래의 인트라 베이 버퍼와 운반 및 스토커 시스템을 포함하는 종래 툴 베이의 정면도가 도시되어 있다. 도 2에 도시된 툴 베이는 국내 공개 특허 공보 제2001-0006331호에 개시된 것이다.
도 2를 참조하면, 입출력 포트(14)가 구비된 툴 베이는 복수 개의 선반(16)을 포함하며, 각 선반(16)은 포드(pod)를 지지하는 상면을 구비한다. 이러한 선반(16)들은 각기 복수 개의 행과 열로 구성된다.
한편, 스토커로 웨이퍼를 운반하는 반송 대차는 크게 셔틀(shuttle)형과 호이스트(hoist)형으로 구분된다.
도 3은 종래의 셔틀형 대차를 나타낸 사시도를 도시한 것이고, 도 4는 도 3의 셔틀형 대차가 적용된 종래의 스토커를 나타낸 정면도이며, 도 5는 호이스트형 대차를 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 5의 호이스트형 대차가 적용된 종래의 스토커를 나타낸 정면도이다.
도 3을 참조하면, 셔틀형 대차(60)는 공정 라인의 상부에 설치된 트랙(50)을 따라 이동한다. 특히, 셔틀형 대차(60)는 측면이 개방된 구조를 갖는다. 따라서, 스토커(40)는 도 4에 도시된 바와 같이, 셔틀형 대차(60)의 개방면 측부에 배치되어, 셔틀형 대차(60)로 또는 셔틀형 대차(60)로부터 수평 방향을 따라 웨이퍼를 반입 또는 반출하게 된다.
반면, 도 5에 도시된 호이스트형 대차(80)는 트랙(70)에서 승강하는 방식이다. 따라서, 스토커(90)는 도 6에 도시된 바와 같이, 호이스트형 대차(80)의 연직 하부에 배치되어, 호이스트형 대차(80)로 또는 호이스트형 대차(80)로부터 수직 방향을 따라 웨이퍼를 반입 또는 반출하게 된다.
그런데, 반송 대차 방식에 따른 종래 2가지 유형의 스토커는 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 공정 라인의 지면에 세워 설치된 직립형이다. 이로 인하여, 공정 라인의 지면으로부터 많은 공간을 스토커가 점유하게 됨으로써, 공정 라인의 공간 활용도가 매우 낮다는 문제점이 있었다.
본 발명의 제1 목적은 공정 라인에서 점유하는 정도를 최소화하여, 공정 라인의 공간 활용도를 극대화할 수 있는 스토커를 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 목적은 공정 라인의 공간 활용도를 극대화할 수 있는 스토커를 포함하는 반송 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제조 라인의 천장에 수직 방향을 따라 동력을 전달하도록 장착되는 구동부와 상기 천장에 대하여 수평 방향으로 회전 가능하게 상기 구동부에 체결되는 캐비넷을 포함하며, 제조 라인의 천장에 배치된 트랙을 따라 이동하는 셔틀형 또는 호이스트형 반송 대차로부터 물품을 수납하는 스토커가 개시된다. 이 때, 상기 캐비넷은 상기 물품이 수납되는 복수 개의 수납부를 구비하며, 상기 구동부는 상기 천장에 고정되는 모터와 상기 모터 및 캐비넷에 사이에 배치되는 구동축 포함한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 캐비넷은 상판, 상기 상판의 하부에 배치된 하판, 그리고 상기 상판 및 하판 사이에 설치되어 상기 수납부를 제공하는 복수 개의 격판을 포함한다. 이 경우, 상기 반송 대차는 상기 트랙으로부터 승강하면서 상기 물품을 그 하부를 통해 상기 캐비넷으로 전달하는 호이스트형 구조를 가지게 되며, 상기 수납부는 상기 캐비넷의 상부에 형성된다.
또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 상기 캐비넷은 하판, 상기 하판의 측면에 설치된 측판, 그리고 상기 하판 상에 설치되며 상기 수납부를 형성하는 복수 개의 격판을 포함한다.
상술한 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 따르면, 제조 라인의 천장을 따라 배치된 적어도 하나의 트랙, 상기 트랙을 따라 이동하며, 물품을 운반하는 적어도 하나의 반송 대차, 그리고 상기 트랙에 인접하여 상기 공정 라인의 천장에 설치되며, 상기 반송 대차로부터 물품을 반입 및 반출하는 스토커를 포함하는 반송 시스템이 제공된다. 이 때, 상기 천장의 일측 및 타측에는 서로 대응하는 제1 및 제2 트랙이 형성될 수 있으며, 상기 스토커는 상기 제1 및 제2 트랙 사이에 배치된다. 또한, 상기 제1 및 제2 트랙에는 각기 상기 제1 및 제2 트랙을 따라 이동하는 제1 및 제2 반송 대차가 설치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 물품을 보관하는 캐비넷을 포함하는 스토커가 제조 라인의 천장에 배치됨으로써, 이러한 스토커를 구비하는 반송 시스템이 제조 라인의 바닥에 대하여 공간을 점유하지 않게 된다. 따라서, 각종 공정 설비들이 배치되는 복 잡한 제조 라인의 공간 활용도를 극대화할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 스토커 및 이를 포함하는 반송 시스템을 도면을 참조하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따라 셔틀형 반송 대차에 적용되는 스토커가 공정 라인에 설치된 상태를 나타내는 반송 시스템의 정면도를 도시한 것이고, 도 8은 도 7에 도시한 반송 시스템의 평면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 반송 시스템은, 반도체 제조 라인의 천장(400)에 설치된 제1 및 제2 트랙(500, 505), 제1 트랙(500)에 장착된 제1 셔틀형 반송 대차(300), 제2 트랙(505)에 장착된 제2 셔틀형 반송 대차(305), 그리고 제1 및 제2 트랙(500, 505) 사이의 반도체 제조 라인의 천장(400)에 설치된 스토커(100)를 포함한다.
제1 트랙(500)은 반도체 제조 라인 천장(400)의 일측에 배치되며, 제2 트랙(505)은 제1 트랙(500)에 대향하여 반도체 제조 라인 천장(400)의 타측에 배치된다.
상기 제1 셔틀형 반송 대차(300)는 제1 트랙(500)으로부터 반도체 제조 라인의 바닥(405)을 향하여 하방으로 장착되며, 제2 셔틀형 반송 대차(305)는 제2 트랙(505)으로부터 반도체 제조 라인의 바닥(405)을 향하여 하방으로 장착된다. 제1 셔틀형 반송 대차(300)는 스토커(100)의 일측에서 제1 트랙(500)을 따라 이동 하면서 웨이퍼와 같은 물품을 운반하며, 제2 셔틀형 반송 대차(305)는 스토커(100)의 타측에서 제2 트랙(505)을 따라 이동하면서 물품을 운반한다.
제1 및 제2 셔틀형 반송 대차(300, 305) 사이에 배치된 스토커(100)는 제1 및 제2 셔틀형 반송 대차(300, 305)로부터 반도체 제조 공정에 맞추어 물품을 수납하여 임시적으로 보관하거나 수납된 물건을 제1 및 제2 셔틀형 반송 대차(300, 305)에 적재한다.
상기 제1 및 제2 트랙(500, 505)은 반도체 제조 라인의 바닥(405)의 소정의 위치에 자리하는 반도체 제조 공정을 수행하기 위한 공정 설비들(600, 610, 620 630)의 상부에 배치된다. 이 경우, 상기 공정 설비들(600, 610, 620, 630)은 반도체 제조 라인에 사용되는 식각 장치, 증착 장치, 또는 세정 장치 등과 같은 다양한 장치들을 포함한다.
제1 및 제2 트랙(500, 505)에 각기 장착되는 제1 및 제2 셔틀형 반송 대차(300, 305)는 제1 및 제2 트랙(500, 505)을 따라 공정 설비들(600, 610, 620, 630) 상부를 이동하면서 웨이퍼가 수납된 캐리어와 같은 물품을 반도체 제조 공정의 각 공정 단위별로 운반하게 된다.
본 실시예에 따르면, 캐리어와 같은 물품을 운반하기 위한 반송 대차로는 그 측면을 통하여 웨이퍼가 수납된 캐리어를 스토커(100) 또는 공정 설비들(600, 610, 620, 630)에 전달하는 셔틀형 대차가 채용된다.
또한, 경우에 따라 제1 및 제2 셔틀형 반송 대차(300, 305) 가운데 어느 하나만이 스토커(100)에 인접하도록 설치될 수 있으며, 이에 따라 제1 및 제2 트랙(500, 505) 중 어느 하나만이 제조 라인의 천장(400)에 설치될 수 있다. 그러나, 이러한 셔틀형 반송 대차들 수와 배치 상태 및 이에 따른 트랙들의 수와 배치 상태는 반도체 제조 라인의 공정 사이즈나 공정 조건 및 기타 상황에 따라 변화될 수 있다.
상기 제1 및 제2 셔틀형 반송 대차(300, 305)에 의해 이송되는 캐리어와 같은 물품을 후속하는 반도체 제조 공정들을 수행하기 전에 임시적으로 보관하는 스토커(100)는 제1 및 제2 트랙(500, 500) 사이에서 반도체 제조 라인의 천장(400)에 장착된다. 스토커(100)는 제조 라인의 천장(400)으로부터 바닥(405)을 향하여 수직하게 장착되는 구동부(105)를 포함한다.
상기 구동부(105)는 대체로 모터(110) 및 구동축(120)을 포함한다. 모터(110)는 제조 라인의 천장(400)으로부터 수직 하방으로 고정되며, 천장(400)에 대하여 수직한 방향인 제1 방향으로 모터(110)의 구동 회전력을 전달하는 구동축(120)은 그 상부가 모터(110)에 연결되며, 하부는 연직 하방으로 제조 라인의 바닥(405)을 향하여 수직하게 연장된다. 이 때, 구동축(120)은 베어링 등에 의하여 모터(110)에 회전 가능하게 장착된다.
본 실시예에 있어서, 구동부(105)는 모터(110)와 구동축(120)을 승강시켜 모터(110)와 구동축(120)의 위치를 조절하기 위한 실린더(도시하지 않음)를 구비할 수 있다. 구동부(105)가 이러한 실린더를 포함할 경우, 제1 및 제2 셔틀형 반송 대차(300, 305)의 높이에 따라 제조 라인의 바닥(405)으로부터의 캐비넷(130)의 높이를 적절하게 조정할 수 있다.
상기 웨이퍼가 수납된 캐리어와 같은 물품을 수납하는 캐비넷(130)은 구동축(120)의 하부에 천장(400)에 대하여 수평한 방향인 제2 방향으로 회전 가능하게 설치된다. 이 때, 캐비넷(130)의 원활한 회전을 위하여, 캐비넷(130)의 중심이 구동축(120)의 중심과 일치하도록 캐비넷(130)의 위치가 조절된다. 즉, 본 실시예에 따른 스토커(100)는 제조 라인의 천장(400)으로부터 설치됨으로써, 제조 라인의 바닥(405)에는 반도체 제조 공정을 수행하기 위한 각종 공정 설비들(600, 610, 620, 630)만이 배치될 수 있다. 이에 따라, 식각, 증착 또는 세정 등과 같은 공정 설비들(600, 610, 620, 630)이 설치되는 면적이 충분히 확보되기 때문에 제조 라인의 공간 활용도를 대폭 향상시킬 수 있다.
상기 캐비넷(130)은 높이에 비하여 폭이 긴 구조를 가진다. 특히, 본 실시예에 있어서, 캐비넷(130)은 원통체의 형상으로 구성된다. 그러나, 이러한 캐비넷(130)의 형상은 삼각형이나 사각형 등과 같은 다른 다각형 형상으로 변경될 수도 있을 것이다.
상기 캐비넷(130)에는 캐리어와 같은 물품을 수납하기 위한 복수 개의 수납부들(140)이 제공된다. 이 경우, 제1 및 제2 반송 대차(300, 305)가 각기 셔틀형 구조를 가지기 때문에 동일한 치수를 갖는 수납부들(140)이 각기 캐비넷(130)의 측면에 캐비넷(130)의 외주면을 따라 균등한 간격으로 배치된다. 즉, 캐비넷(140)은 각기 원형의 상판(131) 및 하판(132)으로 이루어진다. 캐비넷(140)의 상판(131) 및 하판(132) 사이에는 복수 개의 격판(133)이 캐비넷(140)의 반지름 방향을 따라 설치됨으로써, 캐비넷(104)에 복수 개의 수납부들(140)이 형성된다.
그러나, 전술한 수납부들(140)의 치수나 간격은 캐비넷(130)에 적재되는 물품의 종류에 따라 변화될 수 있다.
이하, 상술한 구조를 갖는 본 실시예에 따른 스토커로 캐리어를 반입하거나 상기 스토커로부터 캐리어를 반출하는 동작을 상세하게 설명한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 예를 들면 세정, 공정을 수행하는 공정 설비들(600, 610) 내에서 세정된 웨이퍼들이 수납된 캐리어가 제1 트랙(500)에 장착된 제1 셔틀형 반송 대차(300)에 탑재된다. 제1 셔틀형 반송 대차(300)는 제1 트랙(500)을 따라 캐비넷(130) 쪽으로 이동한다.
이어서, 제1 셔틀형 반송 대차(300)에 탑재된 캐리어가 캐비넷(130)의 수납부들(140)에 캐비넷(130)의 횡축 방향을 따라서 반입된다. 이와 같은 제1 셔틀형 반송 대차(300)로부터 캐비넷(130)으로의 캐리어의 반입 동작이 반복적으로 계속적으로 수행되면, 다수의 수납부들(140)에 캐리어들이 반입된다. 이 때, 캐리어에 수납된 웨이퍼는 각기 캐비넷(130)에 반입된 상태로 후속 공정을 대기하게 된다.
이러한 상태에서, 모터(110)의 구동에 의하여 구동축(120)이 회전하면, 캐비넷(130)도 회전하게 됨으로써, 캐리어들이 반입된 수납부들(140)이 식각이나 증착 등과 같은 후속되는 공정을 수행하기 위한 공정 설비들(620, 630)의 전면에 위치하게 된다.
다음에, 제2 트랙(500)에 장착된 제2 셔틀형 반송 대차(300)에 캐비넷(130)의 각 수납부(140)에 반입되어 있는 캐리어들이 탑재된다. 캐리어들이 탑재된 상태에서 제2 셔틀형 반송 대차(300)는 제2 트랙(500)을 따라 이동하여, 캐리어를 다른 공정 설비들(620, 630)로 반출시킨다.
실시예 2
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따라 호이스트형 반송 대차가 적용되는 스토커가 공정 라인에 설치된 상태를 나타내는 반송 시스템의 정면도를 도시한 것이고, 도 10은 도 9에 도시한 반송 시스템의 평면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 반송 시스템은, 반도체 제조 라인의 천장(700)의 일측 및 타측에 서로 소정의 간격을 개재하여 설치된 제1 및 제2 트랙(800, 805), 제1 및 제2 트랙(800, 805)에 각기 설치된 제1 및 제2 호이스트형 반송 대차(310, 315), 그리고 제1 및 제2 호이스트형 반송 대차(310, 315) 사이의 제조 라인의 천장(700)에 배치된 스토커(200)를 포함한다.
제1 및 제2 트랙(800, 805)은 각기 반도체 제조 라인의 바닥(705)에 설치된 식각 장치, 증착 장치, 세정 장치 또는 기타의 공정 설비들(900, 910, 920, 930)의 상부에 배치된다. 전술한 바와 같이, 제조 라인의 천장(700)에 배치되는 트랙들(800, 805)의 수나 배치 상태는 제조 라인의 환경에 따라 변화될 수 있으며, 이에 따라 트랙들(800, 805)에 각기 장착되는 호이스트형 반송 대차(310, 315)의 수나 구조도 변화될 수 있다.
제1 및 제2 호이스트형 반송 대차(310, 315)는 각기 제1 및 제2 트랙(800, 805)으로부터 제조 라인의 바닥(705)을 향하여 아래 방향으로 장착된다. 제1 호이스트형 반송 대차(310)는 제1 트랙(800)을 따라 제조 라인의 바닥(705)의 일측에 배치된 공정 설비들(900, 910)의 상부를 이동하며, 제2 호이스트형 반송 대차(315)는 제2 트랙(805)을 따라 제조 라인의 바닥(705)의 타측에 배치된 공정 설비들(920, 930)의 상부를 이동한다.
제1 및 제2 호이스트형 반송 대차(310, 315)는 각기 웨이퍼가 수납된 캐리어와 같은 물품을 각 제조 공정 단위에 따라 공정 설비들(900, 910, 920, 930)로부터 반출하거나 공정 설비들(900, 910, 920, 930)에 반입시킨다.
본 실시예에 따르면, 제1 및 제2 반송 대차(310, 315)는 각기 공정 설비(900, 910, 920, 930)에 대하여 상방 및 하방으로 승강하면서 웨이퍼가 수납된 캐리어를 반입 또는 반출하는 전달하는 호이스트 형상의 구조를 가진다.
제1 및 제2 호이스트형 반송 대차(310, 315)에 의해 각기 운반되는 캐리어들을 후속하는 제조 공정을 수행하기 전에 임시로 보관하는 스토커(200)는 제조 라인의 천장(700)으로부터 바닥(705)을 향하여 수직하게 설치된다.
상기 스토커(200)는 제조 라인 천장(700)에 바닥(705)을 향하여 수직하게 장착된 구동부(205)를 포함한다. 구동부(205)는 제조 라인의 천장(700)으로부터 하방을 향하여 설치된 모터(210) 및 모터(210)에 체결된 구동축(220)을 구비한다.
상기 구동축(220)의 일측은 모터(210)에 연결되며, 타측은 연직 하방으로 수직하게 연장된다. 구동축(220)은 모터(210)의 회전력을 천장(700)에 대하여 수직한 방향인 제1 방향을 따라 그 하부에 연결되는 캐비넷(230)에 전달하여 캐비넷(230)을 회전시킨다. 이에 따라, 캐비넷(230)은 천장(700)에 대하여 수평한 방향인 제2 방향을 따라 회전하게 된다. 이 경우, 구동축(220)은 제조 라인의 천장(700)에 베 어링 등을 통하여 회전 가능하게 부착된다.
웨이퍼를 포함하는 캐리어가 수납되는 캐비넷(230)은 구동축(220)의 하부에 장착된다. 이 때, 캐비넷(230)이 원활하게 회전할 수 있도록 캐비넷(230)은 그 중심이 구동축(220)의 중심에 일치하도록 설치된다. 본 실시예에 있어서, 구동부(205) 및 캐비넷(230)을 포함하는 스토커(200)가 반도체 제조 라인의 천장(700)으로부터 설치됨으로써, 제조 라인의 바닥(705)에는 식각, 세정 또는 증착 등과 같은 공정 설비들(900, 910, 920, 930)만이 배치될 수가 있게 된다. 이에 따라, 종래의 경우에 비하여 제조 공정 라인의 공간 활용도를 크게 증가시킬 수 있다.
상기 캐비넷(230)은 높이보다 폭이 상대적으로 상당히 긴 구조의 원통체 형상으로 형성된다. 이 경우에도, 캐비넷(230)은 삼각형이나 정사각형 등과 같은 기타 다변형 형상으로 변경될 수도 있을 것이다.
캐비넷(230)은 웨이퍼를 포함하는 캐리어들이 각기 수납되는 복수 개의 수납부들(240)을 구비한다. 본 실시예에 따르면, 제1 및 제2 반송 대차(310, 315)가 각기 호이스트형 구조를 가지므로, 각 수납부(240)는 캐비넷(230)의 상부에 형성된다. 이러한 수납부들(240)의 형성을 위하여, 캐비넷(230)은 원판 형상의 하판(232)과 링 형상의 측판(231)으로 이루어진다. 복수 개의 격판들(233)이 하판(232)의 중심으로부터 외주면 방향으로 하판(232)에 설치됨으로써, 하판(232), 측판(231) 및 격판들(233)이 함께 복수 개의 수납부(240)를 제공하게 된다.
이하, 전술한 구조를 갖는 본 실시예에 따른 스토커로 웨이퍼가 수납된 캐리 어를 반입하거나 상기 스토커로부터 캐리어를 반출하는 동작을 상세하게 설명한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 예들 들면, 예비 세정 장치와 같은 공정 설비들(900, 910) 내에서 세정된 웨이퍼가 수납된 캐리어는 제1 호이스트형 대차(310)에 탑재된다. 제1 호이스트형 반송 대차(310)는 제1 트랙(800)을 따라 캐비넷(230)을 향하여 이동한다.
이어서, 제1 호이스트형 반송 대차(310)에 탑재된 웨이퍼를 포함하는 캐리어는 캐비넷(230)의 수납부(240)에 캐비넷(230)의 상부로부터 반입된다. 이러한 반입 동작을 반복적으로 수행하여 캐비넷(230)의 다수의 수납부(240)에 각기 웨이퍼를 포함하는 캐리어들이 반입된다. 상기 캐리어에 수납된 웨이퍼는 캐비넷(230)에 반입된 상태로 후속 공정을 대기하게 된다.
웨이퍼를 포함하는 캐리어들이 캐비넷(230)의 수납부(240)에 각기 수납된 상태에서, 모터(210)를 구동하여 구동축(220)을 회전시키면, 구동축(220)의 하부에 연결된 캐비넷(230)도 회전하게 된다. 이에 따라, 캐리어들이 반입된 수납부들(240)이 다른 공정 설비들(920, 930)의 전면을 향하도록 배치된다.
계속하여, 제2 트랙(805)에 체결되어 있는 제2 호이스트형 반송 대차(315)에 캐비넷(230)의 수납부(240)에 반입되어 있는 캐리어가 탑재된다. 제2 호이스트형 반송 대차(315)는 제2 트랙(500)을 따라 공정 설비들(920, 930) 쪽으로 이동하여 캐리어를 공정 설비(920, 930)로 반출시키게 된다.
전술한 바에 따르면, 셔틀형 또는 호이스트형 반송 대차가 운반하고 스토커가 보관하는 대상 물품으로서 웨이퍼가 수납된 캐리어를 예를 들어 설명하였지만, 본 발명에 따른 스토커 및 반송 시스템에 적용되는 물품이 웨이퍼로 국한되지 않으며, 기타 다른 구조의 물품에도 유리하게 적용 가능하다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 물품을 보관하는 스토커가 제조 라인의 천장에 배치됨으로써, 제조 라인의 지면에는 다른 공정 설비들을 여유 있게 배치할 수가 있게 된다. 이에 따라, 제조 라인의 공간 활용도를 크게 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스토커 및 이를 포함하는 반송 시스템을 설명 및 도시하였으나 본 발명은 전술한 실시예에 의해 한정되지 않고 하기의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (17)

  1. 제조 라인의 천장에 배치된 트랙을 따라 이동하는 반송 대차로부터 물품을 수납하는 스토커에 있어서,
    상기 천장에 장착되며, 상기 천장에 대해서 실질적으로 수직을 이루는 제1 방향으로 동력을 전달하는 구동부; 및
    상기 천장에 대하여 실질적으로 수평한 제2 방향으로 회전 가능하게 상기 구동부에 체결되며, 상기 물품이 수납되는 복수 개의 수납부를 구비하는 캐비넷을 포함하는 것을 특징으로 하는 스토커..
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 방향은 상기 천장에 대하여 수직 방향이며, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 대하여 직교하는 방향인 것을 특징으로 하는 스토커.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 구동부는,
    상기 천장에 고정되는 모터; 및
    상부가 상기 모터에 체결되며, 하부는 상기 캐비넷에 연결되는 구동축을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스토커.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 반송 대차는 상기 트랙을 따라 이동하면서 상기 물품을 그 측면을 통해 상기 캐비넷으로 전달하는 셔틀형 구조를 가지며, 상기 수납부는 상기 캐비넷의 측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 스토커.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 캐비넷은,
    상판;
    상기 상판의 하부에 배치된 하판; 및
    상기 상판 및 하판 사이에 설치되며, 상기 수납부를 형성하는 복수 개의 격판을 포함하는 것을 특징으로 하는 스토커.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 반송 대차는 상기 트랙으로부터 승강하며 상기 물품을 그 하부를 통해 상기 캐비넷으로 전달하는 호이스트형 구조를 가지며, 상기 수납부는 상기 캐비넷의 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 스토커.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 캐비넷은,
    하판;
    상기 하판의 측면에 설치된 측판; 및
    상기 하판 상에 설치되며, 상기 수납부를 형성하는 복수 개의 격판을 포함하는 것을 특징으로 스토커.
  8. 제조 라인의 천장을 따라 배치된 적어도 하나의 트랙;
    상기 트랙을 따라 이동하며, 물품을 운반하는 적어도 하나의 반송 대차; 및
    상기 트랙에 인접하여 상기 공정 라인의 천장에 설치되며, 상기 반송 대차로 부터 물품을 반입 및 반출하는 스토커를 포함하는 반송 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 천장의 일측 및 타측에는 서로 대응하는 제1 및 제2 트랙이 형성되며, 상기 스토커는 상기 제1 및 제2 트랙 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 반송 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 트랙에는 각기 상기 제1 및 제2 트랙을 따라 이동하는 제1 및 제2 반송 대차가 설치되는 것을 특징으로 하는 반송 시스템.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 스토커는,
    상기 천장에 설치되며, 상기 천장에 대하여 실질적으로 수직을 이루는 제1 방향으로 동력을 전달하는 구동부; 및
    상기 구동부에 체결되어 상기 천장에 대하여 실질적으로 수평한 제2 방향으로 회전하며, 상기 물품이 수납되는 복수 개의 수납부를 구비하는 캐비넷을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반송 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제1 방향은 상기 천장에 대하여 수직 방향이며, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 대하여 직교하는 방향인 것을 특징으로 하는 반송 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 구동부는,
    상기 천장에 장착되는 모터; 및
    상부가 상기 모터에 고정되며, 하부는 상기 캐비넷에 연결되는 구동축을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반송 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 반송 대차는 트랙을 따라 이동하면서 상기 물품을 그 측면을 통해 상기 캐비넷으로 전달하는 셔틀형 구조를 가지며, 상기 수납부는 상기 캐비넷의 측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 반송 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 캐비넷은,
    상판;
    상기 상판의 하부에 배치된 하판; 및
    상기 상판 및 하판 사이에 설치되며, 상기 수납부를 제공하는 복수 개의 격판을 포함하는 것을 특징으로 하는 반송 시스템.
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 반송 대차는 상기 트랙으로부터 승강하면 상기 물품을 그 하부를 통해 상기 캐비넷으로 전달하는 호이스트형 구조를 가지며, 상기 수납부는 상기 캐비넷의 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 반송 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 캐비넷은,
    하판;
    상기 하판의 측면에 설치된 측판; 및
    상기 하판 상에 설치되며, 상기 수납부를 형성하는 복수 개의 격판을 포함하는 것을 특징으로 반송 시스템.
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