KR102090566B1 - 웨이퍼 박스 컨베이어 - Google Patents

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Abstract

카세트 운송 장치는
스마트 카트;
상기 스마트 카트에 장착된 베이스 확장 프레임; 및
상기 베이스 확장 프레임에 고정된 카세트-적재 프레임을 포함하는 것으로 개시된다.
상기 카세트 적재 프레임은 각각이 복수의 카세트 트레이를 수용하는 몇몇의 세그먼트로 분할된다.
상기 복수의 카세트 트레이 각각에는, 그것의 표면 상에, 제1트로프 및 상기 제1트로프 내의 제2트로프를 정의한다.
상기 제1트로프는 제1 크기의 카세트를 보유하도록 구성되고, 상기 제2트로프는 제2 크기의 카세트를 보유하도록 구성된다.
제1 트로프 및 제2 트로프로, 각각의 카세트 트레이는 제1 크기 또는 제2 크기 중 어느 하나의 카세트를 보유할 수 있어, 카세트 운송 장치를 높은 수율 카세트의 모든 종류의 운송에 사용 가능하게 한다.
게다가, 스마트 카트는 운송 비용, 시간 및 인력을 절약 가능하게 하면서도 사람 개입 또는 트랙 건설 없이 자동화 운송을 할 수 있다.

Description

웨이퍼 박스 컨베이어
본 발명은 수송 분야에 관한 것으로, 특히, 카세트 운송 장치에 관한 것이다.
반도체 기술의 발전으로, 300mm 웨이퍼는 주류가 되기 위해서 200mm 웨이퍼를 점진적을 대체할 것이다. 따라서, 웨이퍼들이 완전히 적재된 웨이퍼 카세트의 총 무게는 대략4kg에서 대략 8kg로 증가하여 수동 처리 및 운송의 저효율과 작업자 부상의 위험에 처하게 될 것이다. 전통적으로, 이러한 카세트들은 트롤리 또는 카트의 사용으로 수동으로 운송되었다. 이러한 접근, 그러나, 낮은 운송 효율, 집중 노동, 높은 오염, 낮은 수준의 자동화 및 큰 회전 반경을 포함하는 많은 결점들과 관련된다.이러한 결점들은 반도체 제조 공장(펩(fabs))의 높은 이용에 대한 요구 사항을 점점 더 수요하는 추세에 따라 더욱 더 악화되고 있다.
위의 문제점들을 극복하기 위해서, 대부분의 현대의 300-mm 펩은 오버 헤드 호이스터(OHT) 차량이 프로세스 장비와 임시 저장 선반 사이에서 웨이퍼 카세트를 운송하기 위해 오버 헤드 트랙을 따르는 자동 자재 핸들링 시스템(AMHSs)를 고용하였다.
그러나, 이러한 시스템들은 AMHS 트랙 및 다른 지원 시설 건축을 위해 비싼 펩 개조를 요구하기 하기 때문에 대부분의 전통적인 반도체 제조자들은 감당할 할 수 없다.
본 발명의 목적은 카세트 운송 장치를 제공함으로써 카세트 운송을 위하여 AMHS 트랙의 비싼 구성을 요구하는 위의 문제점을 극복하는 것이다.
이를 위해, 본 발명에서 제공된 카세트 운송 장치는 스마트 카트;
상기 스마트 카트에 장착된 베이스 확장 프레임 및 상기 베이스 확장 프레임에 고정된 카세트-적재 프레임을 포함하고, 상기 카세트 적재 프레임은 각각이 복수의 카세트 트레이를 수용하는 몇몇의 세그먼트로 분할되며,
상기 복수의 카세트 트레이 각각에는, 그것의 표면 상에, 제1트로프 및 상기 제1트로프 내의 제2트로프를 정의하고, 상기 제1트로프는 제1 크기의 카세트를 보유하도록 구성되고, 상기 제2트로프는 제2 크기의 카세트를 보유하도록 구성된다.
추가적으로, 상기 카세트 운송장치 내에서, 상기 제2트로프에는 적어도 두개의 스프링-기반 잠금 어셈블리가 제공될 수 있다.
추가적으로, 상기 카세트 운송장치 내에서, 상기 제2트로프에는 상기 제2 트로프의 개별의 네 모서리에 배치된 스프링-기반 잠금 어셈블리가 제공될 수 있다.
추가적으로, 상기 카세트 운송장치 내에서, 상기 제1트로프에는 적어도 세개의 핀-기반 잠금 어셈블리가 제공될 수 있다.
추가적으로, 상기 카세트 운송장치 내에서, 상기 제1트로프에는 삼각형을 정의하도록 배치된 적어도 세개의 핀-기반 잠금 어셈블리가 제공될 수 있다.
추가적으로, 상기 카세트 운송장치 내에서, 상기 카세트 트레이 각각에는 적어도 세개의 응력 센서가 그것의 후측 상에 제공되며, 상기 적어도 세개의 응력 센서는 같은 선상에 배열되지 않는다.
추가적으로, 상기 카세트 운송 장치 내에서, 각각의 카세트 트레이는 그것의 후측면 상에 세개의 응력 센서를 포함할 수 있고, 응력센서는 제2트로프의 세 모서리에 대응하는 제2 트로프의 후측면 상에 배치될 수 있다.
추가적으로, 상기 카세트 운송 장치 내에서, 각각의 카세트 트레이는 그것의 후측면 상에 있는 적어도 하나의 광전 센서 더 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 광전 센서는 카세트의 존재 감지를 위해 구성될 수 있다.
추가적으로, 상기 카세트 운송 장치 내에서, 상기 카세트-적재 프레임은 카세트의 ID정보를 얻기 위해 RFID 센서가 제공될 수 있다.
추가적으로, 상기 카세트 운송 장치 내에서, 상기 각각의 RFID 센서는 상기 카세트의 ID정보를 얻기 위한 두개의 안테나를 포함할 수 있으며, 상기 두개의 안테나 중 하나는 상기 제1 크기의 상기 카세트를 감지하도록 구성되며 두개의 안테나 중 다른 하나는 상기 제2 크기의 상기 카세트를 감지하도록 구성될 수 있다.
추가적으로, 상기 카세트 운송 장치 내에서, 복수의 버퍼는 상기 스마트 카트와 상기 베이스 확장 프레임 사이에 배치될 수 있다.
추가적으로, 상기 카세트 운송 장치는 복수의 장애물 회피 센서를 더 포함할 수 있다.
추가적으로, 상기 카세트 운송 장치 내에서, 복수의 장애물 회피 센서는 초음파 센서, 수평 및 수직 센서, 상기 스마트 카트 이동 방향을 따라서 서로 반대되는 상기 베이스 확장 프레임의 전후면 상에 대칭으로 배치된 상기 초음파 센서, 상기 베이스 확장 프레임의 좌우측면 상에 대칭으로 배치된 상기 수평 센서, 상기 카세트-적재 프레임의 좌우측면 상에 대칭으로 배치된 상기 수직 센서를 포함할 수 있다.
추가적으로, 상기 카세트 운송 장치 내에서, 상기 제1 크기는 12 인치일수 있으며 제2 크기는 8인치일 수 있다.
스마트 카트, 스마트 카트 상에 장착된 베이스 확장 프레임 및 베이스 확장 프레임에 고정된 카세트-적재 프레임을 포함하는 본 발명의 카세트 운송장치 내에서, 상기 카세트 적재 프레임은 각각이 다중 카세트 트레이를 수용하는 몇몇의 세그먼트로 분할되며, 각각의 카세트 트레이는, 그것의 표면 상에서, 카세트의 제1 크기를 보유하기 위한 제1트로프, 상기 제1 트로프에 의해 둘러싸이고 제2 크기의 카세트를 보유하도록 구성된 제2 트로프를 정의한다. 제1 트로프 및 제2 상기 제1 트로프 및 상기 제2 트로프로, 각각의 상기 카세트 트레이는 상기 제1 크기 또는 상기 제2 크기 중 어느 하나의 카세트를 보유할 수 있어, 카세트 운송 장치를 높은 수율(yield) 카세트의 모든 종류의 운송에 사용 가능하게 한다. 게다가, 스마트 카트는 운송 비용, 시간 및 인력을 절약 가능하게 하면서도 사람 개입 또는 트랙 건설 없이 자동화 운송을 할 수 있다.
도1은 본발명의 제1실시예에 따른 카세트 운송 장치의 개략도이다.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 RFID 센서에 의해 12" 카세트의 입증을 개략적으로 도시한다.
도3a 내지 3는 본발명의 제1 실시예 또는 제2 실시예에 따른 카세트 트레이의 개략도이다.
도4a 내지 4b는 본발명의 제2 실시예에 따른 RFID 센서에 의해 8" 카세트의 입증을 개략적으로 도시한다.
본 발명내에서 제안된 카세트 운송 장비는 그것의 몇몇의 특정 실시예의 다음의 상세한 설명을 참조하여 더 서술될 것이며, 첨부된 도면과 연결되어 읽혀질 것이다. 본 발명의 특징 및 이점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부된 청구 범위 더 명백해질 것이다. 도면들은 매우 단순화된 형식으로 제공되고 필수적으로 일정한 비례로 도시되지 않고, 일 실시예의 설명에 있어서 오직 편리함 및 명확성에 대한 의도인 것이 주목된다.
1 실시예.
도 1및 3a를 참조하여, 카세트 운송장치는 스마트 카트(1), 스마트 카트에 장착된 베이스 확장 프레임(3) 및 베이스 확장 프레임에 고정된 카세트-적재 프레임(2)을 포함한다. 카세트-적재 프레임(2)은 지지판(10)들에 의해 몇몇의 세그먼트로 분할된다. 각각의 지지판(10)은 카세트 트레이(20)의 많은 수를 지탱한다. 도3a에서 보는것과 같이, 각각의 카세트 트로프(201)는, 이것의 표면 상에서, 제1 트로프 및 제1 트로프 안에 있는 제2 트로프(202)를 정의한다. 제1 트로프(201)는 제1 크기의 카세트에 대응하고 제2 트로프(202)는 제1 트로프 보다 작은 제2 크기의 카세트(4)에 대응한다. 바람직하게, 적어도 두개의 카세트 트레이(20)는 이송 당 높은 적재 용량 및 높은 운송 효율을 달성하기 위해 몇 개의 세그먼트로 카세트-적재 프레임(2) 분할하는 각각의 지지판 상에 지지된다.
제1 트로프(201) 및 제2 트로프(202)는 각각 제1 크기 및 제2 크기의 카세트(4)에 따라 설계되었다. 제1 트로프(201) 및 제2 트로프(202)는 그로부터 카세트(4)의 이탈(dislodgement)을 방지하기 위해 벽들을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 단일 카세트 트레이(20)는 제1 크기 또는 제2 크기 중 어느 하나의 카세트(4)를 옮길 수 있어, 높은 유연성 및 활용을 가지는 장치 허용한다. 일 실시예에서, 제1 크기는 12"이며, 제2 크기는 8"이다. 물론, 카세트 트레이(20)는 또한 트로프 설계에 대응함으로써 다른 카세트 크기로 적응될 수 있다. 이는 당업자에 의해 용이하게 이해될 수 있으며, 여기에서 더 상세하게 설명되지 않는다.
3a 내지 3b를 참조하여, 제2 트로프(202)에는 적어도 두개의 스프링-기반 잠금 어셈블리(211) 제공될 수 있다. 적어도 두개의 스프링-기반 잠금 어셈블리(211)는 제2 크기의 카세트의 위치 고정을 위해 협력하여, 카세트는 제2 트로프(202) 내에서 단단하게 보유될 수 있다. 바람직하게, 제2 트로프는 네 개의 스프링-기반 잠금 어셈블리(211)와 함께 제공될 수 있으며, 네 개의 스프링-기반 잠금 어셈블리(211)는 제2 트로프의 각각의 모서리에서 제공된다.
제1 트로프(201)는 적어도 세개의 핀-기반 잠금 어셈블리(212)와 함께 제공될 수 있다. 적어도 세개의 핀-기반 잠금 어셈블리(212)는 제1 크기의 카세트의 위치 고정을 보장하도록 같이 작업한다. 바람직하게는, 세개의 핀-기반 잠금 어셈블리(212)는 삼각형을 정의하도록 제공된다. 핀-기반 잠금 어셈블리(212)는 카세트(4)를 잠그도록 카세트(4)의 바닥 상에 개별의 대응하는 홈(groove)과 협력할 수 있다.
도 3b를 참조하여, 카세트 트레이의 후측 상에 적어도 세개의 응력 센서(203) 및 적어도 하나의 광전 센서(204) 배치될 수 있다. 응력 센서는 카세트(4)가 기울어졌는 지 아닌지 검출하기 위해 비선형(non-linearly)으로 배열되고, 광전 센서(204)는 카세트의 배치 오차들을 감소시키기 위해 카세트(4)의 존재를 검출하도록 구성된다. 일 실시예에서, 세개의 응력 센서(203)가 제공되고, 세개의 응력 센서(203)는 제2 트로프(202)의 후측의 개별의 바닥 모서리에 배열된다.
일 실시예에서, 카세트 운송 장치는 스마트 카트(1)와 베이스 팽창 프레임(3) 사이에 배치된 복수의 버퍼만큼 복수의 장애물 회피 센서를 더 포함한다. 베이스 팽창 프레임(3)은 스마트 카트(1)의 적재 용량을 증가시키도록 스마트 카트의 주변부 팽창의 역할을 할 수 있고 운송 효율을 향상시킬 수 있다. 버퍼는 적재된 카세트 내에 웨이퍼 손상을 피하도록 스마트 카트(1)의 이동 중에 카세트-적재 프레임(2)의 진동을 감소시킬 수 있다.
더욱이, 도1을 다시 참조하면, 장애물 회피 센서는 초음파 센서(9), 수평 센서(5) 및 수직 센서(6)를 포함할 수 있다. 초음파 센서(9)는 스마트 카트(1)의 이동방향에 따라 서로 반대되는 상기 베이스 팽창 프레임의 전후면 상에 대칭으로 배치된다. 여기에서, 전면은 스마트 카트(1)가 전진하는 방향을 향하는 곳을 가리키는 베이스 확장 프레임(3) 측면을 나타내는 반면에, 후면은 전면의 반대가 되는 그 것의 측면을 나타낸다. 수평 센서(5)는 베이스 팽창 프레임(3)의 좌우측면 상에 배치된다. 여기에서, 좌측면은 스마트 카트(1)의 전진 방향에 대해 좌측의 베이스 확장 프레임(3)의 측면을 나타내는 반면에, 우측면은 좌측면 그것의 반대되는 측면을 나타낸다. 수직 센서는 카세트-적재 프레임(2)의 좌우측면 상에 대칭으로 배치된다. 초음파 센서(9)는 미리 설정된 범위 내에서 스마트 카트(1)의 전후측에 있는 장애물을 검출하도록 구성된다. 수평 센서(5)는 수평방향 내에서 스마트 카트(1)의 전후 측에 있는 장애물을 검출하도록 구성되고, 수직 센서(6)는 수직방향 내에서 스마트 카트(1)의 전후 측에 있는 장애물을 검출하도록 구성된다. 수평 센서(5) 및 수직 센서(6) 모두는 270°의 검출 범위를 가진다. 바람직한, 수평 센서(5)의 수는 네 개이다. 안전 및 스마트 카트(1)의 신뢰성을 보장하기 위해, 카세트 운송 장치는 20mm보다 크지 않은 어떤 장애물도 건너도록 구성될 수 있고 20mm보다 크지 않은 어떤 장애물도 우회하도록 구성될 수 있다.
더 나아가, 카세트 운송 장치는 각각의 8" 및 12" 모두를 인증할 수 있는 RFID 센서를 더 포함할 수 있다. RFID 센서는 스마트 카트(1) 상에 놓일 시 식별자(identifier)(예를 들어, ID정보)를 읽도록 카세트-적재 프레임(2) 상에 배치될 수 있다. RFID 센서는, 각각의, 제1 크기 및 제2 크기의 카세트들의 ID 정보를 얻기 위한 두개의 안테나 포함할 수 있다. 도2를 참조하여, 카세트가 핸들링 되는 카세트-적재 프레임(2)의 측면 상에 위치되는, RFID 태그(8)를 가진 12" 카세트(4)는 카세트 트레이 상에 놓인다. RFID 센서에 대응하는 하나 내에서 제1 카세트 크기 특정 안테나(7)는 카세트 트레이(20) 함유하는 지지판(10) 상에 배열되어 RFID 태그(8)에 가깝고 카세트 트레이(20) 바로 아래에 있도록 한다. RFID 센서 내에 안테나(7)는 그들의 사이 거리가 0-10mm 범위 내에 있을 때 RFID 태그(8)를 충분히 감지할 수 있도록 구성된다.
2 실시예.
이제 도4a 내지 4b를 참조하여, 도 4a에서는 8"카세트의 인증을 보여주는 전면도이고, 도4b는 도4a의 평면도이다. 보여지는 것과 같이, 카세트의 중심에 이를 연결하는 선이 카세트-적재 프레임(2)의 적재/언로딩(loading/unloading) 방향에 수직이 되도록 위치되는 태그, RFID 태그(8)에 부착된 8" 카세트는 카세트 트레이(20) 상에 놓인다. 그 동안, RFID 센서의 대응하는 하나 내에서 제2카세트 크기 특정 안테나(7)는 카세트-적재 프레임(2) 상에 배치되어 RFID 태그의 근처 내에 있는다.
특히, RFID 센서 내에 안테나(7)는 0-10mm의 거리(w2)에 의해 RFID 태그(8)로부터 수평으로 이격되고, 카세트 트레이(20)를 함유하는 지지판(10)으로부터 120-150mm(5mm의 공차로)의 거리(h1)에 의해 수직으로 이격되고, 40mm(±3mm의 공차로)의 거리(h2)에 의해 처리되는 카세트-적재 프레임(2) 그것의 측면에 반대되는 측면의 측면으로부터 수평으로 이격된다.
요약하면, 본 발명의 카세트 운송 장치는 스마트 카트, 상기 스마트 카트에 장착된 베이스 확장 프레임, 상기 베이스 확장 프레임에 고정된 카세트-적재 프레임, 각각이 복수의 카세트 트레이를 수용하는 몇몇의 세그먼트로 분할된 카세트-적재 프레임, 및 그것의 표면 상에, 제1트로프 및 상기 제1트로프 내의 제1 트로프에 의해 둘러싸여진 제2트로프를 정의하고 제2 크기의 카세트를 보유하도록 구성된 각각의 상기 복수의 카세트 트레이를 포함한다. 제1 트로프 및 제2 트로프, 각각의 카세트 트레이는 제1 크기 또는 제2 크기 중 어느 하나의 카세트를 보유할 수 있으며, 카세트 운송 장치가 높은 수율을 가진 카세트의 모든 종류의 운송 내에서 사용되는 것을 가능하도록 한다. 게다가, 스마트 카트는 사람의 개입 또는 트랙 건설없이 자동화 운송이 가능한 반면에 운송 비용, 시간 및 노동력을 절약 가능하다.
여기에 개시된 일시예는 점진적인 방법으로 서술되며, 각각의 실시예들의 설명은 다른 실시예들과의 차이점에 초점을 맞추고 있다. 공통되거나 본질적으로 공통인 임의의 특징의 상세한 설명을 위해 실시 예들 간에 참조될 수 있다.
위에 나타나는 설명은 단지 본 발명의 몇? 바람직한 예에 대한 설명이며 어떤 의미로도 그 범위를 제한하지 않는다. 상시 교시들에 기초하여 당업자에 의해 행해지는 임의 및 모든 변경 및 수정은 첨부된 청구 범위에 정의된 범위 내에 있다.
1 : 스마트 카트
2 : 카세트-적재 프레임
3 : 베이스 확장 프레임
4 : 카세트
5 : 수평 센서
6 : 수직 센서
7 : RFID 내의 안테나
8 : RFID 태그
9 : 초음파 센서
10 : 지지판
20 : 카세트 트레이
201 : 제1 트로프
211 : 스프링-기반 잠금 어셈블리
212 : 핀-기반 잠금 어셈블리
202 : 제2 트로프
203 : 응력 센서
204 : 광전 센서

Claims (14)

  1. 스마트 카트;
    상기 스마트 카트에 장착된 베이스 확장 프레임; 및
    상기 베이스 확장 프레임에 고정된 카세트-적재 프레임을 포함하고,
    상기 카세트 적재 프레임은 각각이 복수의 카세트 트레이를 수용하는 몇몇의 세그먼트로 분할되며,
    상기 복수의 카세트 트레이 각각에는, 그것의 표면 상에, 제1트로프 및 상기 제1트로프 내의 제2트로프를 정의하고, 상기 제1트로프는 제1 크기의 카세트를 보유하도록 구성되고, 상기 제2트로프는 제2 크기의 카세트를 보유하도록 구성되는,
    카세트 운송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2트로프에는 적어도 두개의 스프링-기반 잠금 어셈블리가 제공되는,
    카세트 운송 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2트로프에는 상기 제2 트로프의 개별의 네 모서리에 배치된 네 개의 스프링-기반 잠금 어셈블리가 제공되는, 카세트 운송 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1트로프에는 적어도 세개의 핀-기반 잠금 어셈블리가 제공되는, 카세트 운송 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1트로프에는 삼각형을 정의하도록 배치된 세개의 핀-기반 잠금 어셈블리가 제공되는, 카세트 운송 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 카세트 트레이 각각에는 적어도 세개의 응력 센서가 그것의 후측 상에 제공되며, 상기 적어도 세개의 응력 센서는 같은 선상에 배열되지 않는, 카세트 운송 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 카세트 트레이 각각에는 세개의 응력 센서가 그것의 후측 상에 제공되며, 상기 세개의 응력 센서는 상기 제2 트로프의 세 모서리에 대응하는 상기 제2트로프의 후측 상에 배치되는, 카세트 운송 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 카세트 트레이 각각에는 그것의 후측 상에 적어도 하나의 광전 센서 더 제공되고, 상기 적어도 하나의 광전 센서는 카세트의 존재를 감지하도록 구성되는, 카세트 운송 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 카세트-적재 프레임에는 카세트의 ID정보를 얻기 위한 RFID 센서가 제공되는, 카세트 운송 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 각각의 RFID 센서는 상기 카세트의 ID정보를 얻기 위한 두개의 안테나를 포함하며, 상기 두개의 안테나 중 하나는 상기 제1 크기의 상기 카세트를 감지하도록 구성되며 두개의 안테나 중 다른 하나는 상기 제2 크기의 상기 카세트를 감지하도록 구성된, 카세트 운송 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    복수의 버퍼는 상기 스마트 카트와 상기 베이스 확장 프레임 사이에 배치되는, 카세트 운송 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    복수의 장애물 회피 센서를 더 포함하는, 카세트 운송 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 장애물 회피 센서는
    초음파 센서, 수평 센서 및 수직 센서를 포함하고,
    상기 초음파 센서는 상기 스마트 카트의 이동 방향을 따라서 서로 반대되는 상기 베이스 확장 프레임의 전후면 상에 대칭으로 배치되고,
    상기 수평 센서는 상기 베이스 확장 프레임의 좌우측면 상에 대칭으로 배치되고,
    상기 수직 센서는 상기 카세트-적재 프레임의 좌우측면 상에 대칭으로 배치되는, 카세트 운송 장치.
  14. 제1항 내지 13중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 크기는 12 인치이며 제2 크기는 8인치인,
    카세트 운송 장치.
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