KR102246810B1 - 로터리 소터들을 위한 자동화 - Google Patents

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마르쿠스 제이. 스토퍼
아사프 슐레진저
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

일 예에서, 소팅 유닛이 소팅 시스템 및 복수의 용기들을 포함하며, 기판들이 복수의 용기들 내로 소팅된다. 소팅 유닛은, 복수의 용기들 중 하나의 용기를 수용하기 위한 제 1 엔드 이펙터, 및 수용된 용기의 이전 위치에 빈 용기를 배치하기 위한 제 2 엔드 이펙터를 갖는 용기 핸들러를 포함한다. 일 예에서, 소팅 유닛을 동작시키는 방법이 또한 제공된다.

Description

로터리 소터들을 위한 자동화{AUTOMATION FOR ROTARY SORTERS}
[0001] 본 개시물의 양태들은 일반적으로, 로터리 소팅 유닛들(rotary sorting units)과 같은 소팅 디바이스들로부터의 용기들(bins)의 로딩 및 언로딩에 관한 것이다.
[0002] 로터리 소터들과 같은 소팅 유닛들은 검사 기준들에 기반하여 기판들을 소팅하는 데에 사용된다. 검사된 기판들은, 검사 기준들에 기반하여 소팅 유닛에 의해 복수의 용기들 중 하나에 위치된다. 소팅된 기판들로 용기가 일단 채워지면, 기판들의 부가적인 소팅을 용이하게 하기 위해, 가득 찬(full) 용기는 제거되어 빈(empty) 용기로 교체된다. 가득 찬 용기의 제거 및 빈 용기와의 교체는 통상적으로, 운영자에 의해 수동으로 수행되는 동작들이다.
[0003] 그러나, 수동 제거 및 교체는 몇가지 문제점들을 겪는다. 예컨대, 가득 찬 용기가 제 때에 제거되지 않으면, 소팅 유닛이 용기에 과적하게(overload) 되거나 용기에 과적하려고 시도하게 되어, 기판 손상을 초래할 가능성이 있다. 부가적으로, 교체 용기가, 소팅된 기판을 수용하도록 제 때에 포지셔닝되지 않으면, 소팅된 기판에 대한 손상이 또한 발생할 수 있다. 기판 손상 없이 용기들의 제거 및 교체를 허용하도록 로터리 소터가 중지될(halted) 수 있는 통상적인 동작들에서는, 처리량이 감소된다.
[0004] 따라서, 소팅 유닛들의 용기들을 로딩 및 언로딩하기 위한 개선된 방법 및 장치가 필요하다.
[0005] 일 예에서, 소팅 유닛은 소팅 시스템 및 복수의 용기들을 포함하며, 기판들은 소팅 시스템에 의해 복수의 용기들 내로 소팅된다. 소팅 유닛은 또한, 복수의 용기들 중 하나의 용기를 수용하기 위한 제 1 엔드 이펙터(end effector), 및 수용된 용기의 이전 위치에 빈 용기를 배치하기 위한 제 2 엔드 이펙터를 갖는 용기 핸들러(handler)를 포함한다.
[0006] 다른 예에서, 검사 시스템은 로딩 유닛, 하나 또는 그 초과의 계측 스테이션들(metrology stations)을 포함하는 모듈러 유닛, 및 소팅 유닛을 포함한다. 소팅 유닛은 소팅 시스템, 복수의 용기들 - 기판들은 소팅 시스템에 의해 복수의 용기들 내로 소팅됨 -, 용기 핸들러를 포함한다. 용기 핸들러는, 복수의 용기들 중 하나의 용기를 수용하기 위한 제 1 엔드 이펙터, 및 수용된 용기의 이전 위치에 빈 용기를 배치하기 위한 제 2 엔드 이펙터를 갖는다.
[0007] 일 예에서, 소팅 유닛을 동작시키는 방법은, 검사 기준들에 기반하여 복수의 기판들을 복수의 용기들의 각각의 용기 내로 소팅하는 단계, 및 복수의 용기들의 용기들 중 하나가 가득 찬 상태 또는 거의-가득(near-full) 찬 상태인지를 결정하는 단계를 포함한다. 결정에 응답하여, 빈 용기는 용기 핸들러의 제 1 엔드 이펙터와 맞물리고, 빈 용기를 가진 용기 핸들러는, 가득 찬 또는 거의-가득 찬 용기에 인접하게 이동된다. 가득 찬 또는 거의-가득 찬 용기는 용기 핸들러의 제 2 엔드 이펙터와 맞물리고, 가득 찬 또는 거의-가득 찬 용기는 빈 용기로 교체된다.
[0008] 본 개시물의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시물의 보다 구체적인 설명이 양태들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 구현예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 단지 예시적인 양태들을 도시하는 것이므로 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시물이, 다른 균등하게 유효한 양태들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0009] 도 1a는, 본 개시물의 일 양태에 따른 검사 시스템의 개략적인 상부 평면도이다.
[0010] 도 1b는, 본 개시물의 일 양태에 따른, 도 1a의 검사 시스템의 고속 로터리 소터의 개략적인 상부 평면도이다.
[0011] 도 1c는, 본 개시물의 일 양태에 따른, 도 1b의 고속 로터리 소터의 개략적인 측면도이다.
[0012] 도 2는, 본 개시물의 일 양태에 따른 제조 플랜트(plant)의 개략적인 평면도이다.
[0013] 이해를 용이하게 하기 위하여, 가능하면, 도면들에 공통되는 동일한 엘리먼트들을 나타내기 위해 동일한 참조번호들이 사용되었다. 일 양태의 엘리먼트들 및 피처들(features)이, 추가적인 언급 없이 다른 양태들에 유익하게 통합될 수 있다는 점이 고려된다.
[0014] 일 예에서, 소팅 유닛은 소팅 시스템 및 복수의 용기들을 포함하며, 기판들은 소팅 시스템에 의해 복수의 용기들 내로 소팅된다. 소팅 유닛은 또한, 복수의 용기들 중 하나의 용기를 수용하기 위한 제 1 엔드 이펙터, 및 수용된 용기의 이전 위치에 빈 용기를 배치하기 위한 제 2 엔드 이펙터를 갖는 용기 핸들러를 포함한다. 일 예에서, 소팅 유닛을 동작시키는 방법은, 검사 기준들에 기반하여 복수의 기판들을 복수의 용기들의 각각의 용기 내로 소팅하는 단계, 및 복수의 용기들의 용기들 중 하나가 가득 찬 상태 또는 거의-가득(near-full) 찬 상태인지를 결정하는 단계를 포함한다. 결정에 응답하여, 빈 용기는 용기 핸들러의 제 1 엔드 이펙터와 맞물리고, 빈 용기를 가진 용기 핸들러는, 가득 찬 또는 거의-가득 찬 용기에 인접하게 이동된다. 가득 찬 또는 거의-가득 찬 용기는 용기 핸들러의 제 2 엔드 이펙터와 맞물리고, 가득 찬 또는 거의-가득 찬 용기는 빈 용기로 교체된다.
[0015] 도 1a는, 일 양태에 따른 검사 시스템(100)의 상부 평면도를 예시한다. 도 1b는, 일 양태에 따른, 도 1a의 검사 시스템(100)의 소팅 유닛(106)의 상부 평면도를 예시한다. 도 1c는, 일 양태에 따른, 도 1b의 로터리 소터의 개략적인 측면도이다. 설명을 용이하게 하기 위해, 도 1a-1c는 함께 설명될 것이다.
[0016] 검사 시스템(100)은 전단(front end; 102), 모듈러 유닛(104), 및 소팅 유닛(106)을 포함한다. 전단(102)은, 예컨대, 로딩 유닛일 수 있다. 전단(102)은, 로봇(108)을 통한, 로딩 카세트들(112)로부터 모듈러 유닛(104)으로의 기판들(110)의 이송을 용이하게 한다. 로봇(108)은, 기판들을 모듈러 유닛(104)을 통해 그리고 소팅 유닛(106)으로 이송하는 컨베이어 시스템(114) 상에 기판들(110)을 포지셔닝한다.
[0017] 모듈러 유닛(104)은, 예컨대, 계측 유닛일 수 있고, 하나 또는 그 초과의 계측 스테이션들을 포함할 수 있다. 도 1a-1c의 양태들에서, 모듈러 유닛(104)은, 기판(110)이 컨베이어 시스템(114) 상의 모듈러 유닛(104)을 통해 이송될 때 기판(110)을 검사하도록 구성된 5개의 계측 스테이션들(116A-116E)을 포함한다. 검사 시스템(100)이 또한, 계측 스테이션들을 모듈러 유닛(104)에 부가하거나 그로부터 빼는 것에 의해 수정될 수 있다는 점이 고려된다. 계측 스테이션들은, 예컨대, 마이크로-크랙 검사 유닛, 두께 측정 유닛, 저항 측정 유닛, 포토루미네선스(photoluminescence) 유닛, 기하형상(geometry) 검사 유닛, 톱니 자국(saw mark) 검출 유닛, 얼룩(stain) 검출 유닛, 칩(chip) 검출 유닛, 및/또는 결정 분획(crystal fraction) 검출 유닛 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 마이크로-크랙 검사 유닛은 크랙들에 대해서 기판들을 검사하도록 구성될 뿐만 아니라, 선택적으로, 기판들의 결정 분획을 결정하도록 구성될 수 있다. 기하형상 검사 유닛은 기판의 표면 특성들을 분석하도록 구성될 수 있다. 톱니 자국 검출 유닛은, 기판 상에 있는 홈(groove), 단(step), 및 이중 단 자국들을 포함하여 톱니 자국들을 식별하도록 구성될 수 있다. 상기 열거되지 않은 다른 계측 스테이션들이 또한 활용될 수 있다는 점이 고려된다.
[0018] 모듈러 유닛(104)에서의 기판 검사의 완료 시에, 기판들(110)은, 검사 결과들에 기반하여 소팅되도록, 컨베이어 시스템(114)에 의해 소팅 유닛(106)으로 이송된다. 소팅을 용이하게 하기 위해, 기판들(110)은, 소팅 유닛(106) 내에 하우징된(housed) 로터리 소팅 시스템(120)에 전달된다. 일 예에서, 컨베이어 시스템(114)은 소팅 유닛(106)을 통해 커넥터(191)로 계속될 수 있으며 따라서, 기판들(110)이, 예컨대, 다른 시스템으로 로터리 소팅 시스템(120)을 바이패싱하는 것을 허용한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 커넥터(191)는 다른 컨베이어 시스템에 커플링될 수 있다. 그러한 예에서, 용기들(140)은, 다른 컨베이어 시스템으로의 용기들의 이송(또는 다른 컨베이어 시스템으로부터의 수용)을 용이하게 하기 위해, 커넥터(191)에 인접하여 컨베이어(114) 상에 로딩될 수 있다.
[0019] 검사 시스템(100)은 또한, 제어기(190)를 포함할 수 있다. 제어기는 시스템(100)의 제어 및 자동화를 용이하게 한다. 제어기(190)는 컨베이어 시스템(114), 전단(102), 모듈러 유닛(104), 소팅 유닛(106), 이송 로봇(108), 및/또는 계측 스테이션들(116A-116E) 중 하나 또는 그 초과에 커플링될 수 있거나, 그와 통신할 수 있다. 검사 시스템(100)은 기판 이동, 기판 이송, 기판 소팅, 및/또는 수행되는 계측에 관하여 제어기(190)에게 정보를 제공할 수 있다.
[0020] 제어기(190)는 CPU(central processing unit), 메모리, 및 지원 회로들(또는 I/O)을 포함한다. CPU는 다양한 프로세스들 및 하드웨어(예컨대, 패턴 생성기들, 모터들, 및 다른 하드웨어)를 제어하고 프로세스들(예컨대, 프로세싱 시간 및 기판 포지션 또는 위치)을 모니터링하기 위해 산업 현장(industrial settings)에서 사용되는 임의의 형태의 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다. 메모리는 CPU에 연결되며, 용이하게 입수 가능한 메모리, 예컨대, RAM(random access memory), ROM(read only memory), 플로피 디스크, 하드 디스크, 또는 로컬 또는 원격의 임의의 다른 형태의 디지털 저장소 중 하나 또는 그 초과일 수 있다. 소프트웨어 명령들 및 데이터는, CPU에 명령을 내리기 위해 메모리 내에 코딩되고 저장될 수 있다. 지원 회로들은 또한, 프로세서를 지원하기 위해 CPU에 연결된다. 지원 회로들은 캐시, 전력 공급부들, 클록 회로들, 입력/출력 회로망, 서브시스템들 등을 포함할 수 있다. 제어기(190)에 의해 판독 가능한 프로그램(또는 컴퓨터 명령들)은 기판에 대해 어느 작업들(tasks)이 수행 가능한 지를 결정한다. 프로그램은 CPU에 의해 판독 가능한 소프트웨어일 수 있으며, 예컨대, 검사 시스템(100) 내의 기판 포지션 또는 위치 및 프로세싱 시간을 모니터링하고 제어하기 위한 코드를 포함할 수 있다.
[0021] 도 1b는, 일 양태에 따른, 도 1a의 검사 시스템(100)의 소팅 유닛(106)의 상부 평면도를 예시한다. 소팅 유닛(106)은, 회전축(R)에 대해 회전 가능한 지지부(122)를 갖는 로터리 소팅 시스템(120)을 포함한다. 회전 가능한 지지부(122)는 로터리 디스크, 원형 지지부, 또는 기판들(110)을 효율적으로 소팅하기 위한 임의의 다른 형상일 수 있다. 회전 가능한 지지부(122)는 복수의 아암들(124)을 포함한다. 각각의 아암(124)은 제 1 단부(126) 및 제 2 단부(128)를 갖는다. 각각의 아암(124)의 제 1 단부(126)는 회전 가능한 지지부(122)에 커플링되고, 각각의 아암(124)의 제 2 단부(128)는 회전축(R)에 대해 방사상 외측으로 연장된다. 적어도 하나의 그리퍼(gripper; 130)가 각각의 아암(124)의 제 2 단부(128)에 커플링된다. 각각의 그리퍼(130)는, 일단 검사된 기판(110)이 소팅 유닛(106)에 도달하면 각각의 그리퍼(130)가 기판(110)을 움켜쥘 수 있도록 각각의 아암들(124)의 바닥부 측 상에 배치될 수 있다. 일 양태에서, 회전 가능한 지지부(122)는 적어도 12개의 아암들(124), 예컨대, 14개의 아암들 또는 16개의 아암들을 포함한다; 그러나, 임의의 개수의 아암들(124)이 활용될 수 있음이 고려된다.
[0022] 하나 또는 그 초과의 소팅 용기들(140)이 회전축(R)의 방사상 외측에 배치된다. 소팅 용기들(140)은, 그리퍼들에 의한 소팅 용기들(140)로의 기판(110)의 이송을 용이하게 하기 위해, 그리퍼들(130)에 의해 취해지는 경로 바로 아래에 포지셔닝된다. 일 양태에서, 적어도 10개의 소팅 용기들(140)이 활용된다; 그러나, 임의의 개수의 소팅 용기들(140)이 활용될 수 있음이 고려된다. 다른 양태에서, 그리퍼들(130)의 개수는 용기들(140)의 개수와 동일하다. 임의의 시간에 임의의 특정 용기(140)에 있는 기판들(110)의 개수는 제어기(190)에 의해 트랙킹될 수 있다. 예컨대, 기판들(110)의 개수는 카운터에 의해, 또는 무게에 의해 결정될 수 있다.
[0023] 하나의 동작 모드에서, 로터리 소팅 시스템(120)은, 각각의 기판(110)이 소팅 유닛(106)에 진입할 때 로터리 소팅 시스템(120)이 컨베이어 시스템(114)으로부터 기판(110)을 그리핑하기 위해(예컨대, 픽업(pick up)하기 위해) 정지하도록, 회전축(R)을 중심으로 스테핑(stepping) 방식으로 회전한다. 소팅 용기들(140)은 그리퍼들(130)을 통해 로터리 소팅 시스템(120)으로부터 기판들(110)을 수용하도록 포지셔닝된다. 로터리 소팅 시스템(120)은 그리핑된 기판들(110)을, 적어도 하나의 미리 결정된 기판 특성을 갖는 기판들을 수용하도록 할당된 소팅 용기(140) 위에 포지셔닝한다. 그러면, 기판(110)은 각각의 그리퍼(들)(130)로부터 적절한 소팅 용기(140) 내로 방출된다. 소팅 용기들(140)은, 소팅된 기판들(110)이 그리퍼들(130)에 의해 방출되었을 때, 소팅된 기판들(110)을 저장할 수 있다. 기판들(110)은, 계측 스테이션들(116A-116E)에서 수행된 검사 프로세스들 중 하나 또는 그 초과 동안 결정된 하나 또는 그 초과의 기판 특성들에 응답하여 소팅 용기들(140) 내로 소팅된다.
[0024] 회전 가능한 지지부(122)는 공압 실린더 또는 스테퍼 모터와 같은 로터리 액츄에이터(도시되지 않음)와 커플링된다. 로터리 액츄에이터는, 회전 가능한 지지부(122)를 인덱싱하기 위해, 회전 가능한 지지부(122)를 회전시킨다. 회전 가능한 지지부(122)의 각각의 인덱싱 단계에서, 새로운 기판(110)이 모듈러 유닛(104)으로부터 컨베이어 시스템(114)을 통해, 각각의 그리퍼(130)에 의해 로터리 소팅 시스템(120) 상으로 수용된다. 부가적으로, 회전 가능한 지지부(122)는 각각의 소팅 용기(140)에 대해서 복수의 아암들(124) 각각을 인덱싱하고, 이로써 기판들(110)은 특정 소팅 용기(140) 내로 방출될 수 있다. 연속적으로 이동시키거나 인덱스 스테핑에 의해, 기판들(110)은 컨베이어 시스템(114)으로부터 연속적으로 제거될 수 있으며, 따라서 컨베이어 시스템(114) 상의 공간을 후속 기판(110)을 위해 즉시 비울(freeing) 수 있다. 이로써, 로터리 운동은, 그리퍼들(130)이 다른 기판(110)을 수용하기 위한 포지션으로 회전하여 되돌아 가기 전에, 그리퍼들(130)에 의해 홀딩되는 기판이 소팅 용기들(140) 중 하나 내로 방출되도록, 각각의 그리퍼(130)가 각각의 소팅 용기(140)와 인터페이싱하는 것을 허용한다. 로터리 소팅 시스템(120)은 모든 기판들(110)이 소팅될 때까지 계속 이동할 것이다.
[0025] 소팅 용기들(140)은 각각 소팅 유닛(106)으로부터 개별적으로 제거 가능하다. 각각의 소팅 용기(140)는, 오직 예로써, 개별적으로 제거 가능한 서랍 또는 컨테이너, 슬라이딩하여 빼내는 용기(slide out vessel), 또는 당겨 빼내는(pull out) 서랍 또는 컨테이너와 같이, 소팅 유닛(106)과 제거 가능하게 연결될 수 있으며, 각각의 소팅 용기(140)에 대한 액세스를 용이하게 하기 위해, 그리퍼들(130) 아래에서부터 방사상 외측으로 액츄에이팅할 수 있다.
[0026] 소팅 유닛(106)은 또한, 용기 핸들러(150)를 포함한다. 용기 핸들러(150)는, 회전축(R)과 동축으로(coaxially) 정렬된 회전식 액츄에이터(151), 회전식 액츄에이터에 커플링되고 회전식 액츄에이터(151)로부터 방사상 외측으로 연장되는 수평 크로스 바(cross bar)(152), 커플링 부재(153), 및 하나 또는 그 초과의 엔드 이펙터들(154)을 포함한다. 회전식 액츄에이터(151)는 프레임 부재(160)에 커플링되지만, 대안적으로, 회전축(R)과 정렬된 수직 지지 포스트(post)에 커플링될 수 있다. 커플링 부재(153)는 크로스 바(152)의 방사상 외측 단부로부터 하방으로 연장된다. 커플링 부재(153)의 하부 단부는 하나 또는 그 초과의 선택적 액츄에이터들(155)을 통해 하나 또는 그 초과의 엔드 이펙터들(154)에 커플링된다. 액츄에이터들(155)은, 용기들(140)과의 맞물림 및 맞물림 해제를 위해, 화살표(192)에 의해 도시된 바와 같은 수직 이동을 용이하게 한다. 회전식 액츄에이터(151)의 회전 액츄에이션은 용기들(140)의 둘레 주위에서의 엔드 이펙터들(154)의 액츄에이션을 초래한다. 엔드 이펙터들(154)은 용기들(140)의 방사상 외측에 포지셔닝되며, 용기들(140)을 중심으로 회전한다. 엔드 이펙터들(154)은 소팅 유닛(106)으로부터 용기들(140)을 제거하고 교체하도록 구성된다. 일 예에서, 용기 핸들러(150)의 제 1 엔드 이펙터(154)는 가득 찬 용기(140)를 제거하며, 그러는 동안 제 2 엔드 이펙터(154)는 빈 용기(140)를 새로-공석이 된(newly-vacant) 용기 위치에 포지셔닝한다. 엔드 이펙터들(154)은 하나 또는 그 초과의 그리퍼들, 핑거들(fingers), 클로들(claws), 암/수 맞물림 표면들(male/female engagement surfaces), 또는 용기(140)와 맞물리도록 구성된 다른 메커니즘들을 포함할 수 있다.
[0027] 동작 동안, 용기 핸들러(150)는 가득 찬 용기들(140)을 제거하고, 가득 찬 용기(140)를 빈 용기(140)로 교체한다. 일 예에서, 용기 핸들러(150)의 제 1 엔드 이펙터(154)는 가득 찬 용기(140)를 제거하며, 그러는 동안 제 2 엔드 이펙터(154)는 빈 용기(140)를 새로-공석이 된 용기 위치에 포지셔닝한다. 언제 용기(140)를 제거하고 교체할 지에 대한 결정은 제어기(190)에 의해 이루어질 수 있다. 제어기(190)는 얼마나 많은 기판들(110)이 특정 용기(140) 내로 소팅되었는지에 대한 카운트를 유지할 수 있거나, 또는 대안적으로, 제어기(190)는 광학 센서 또는 스케일과 같은 센서로부터, 특정 용기(140) 내의 기판들의 개수를 나타내는 신호를 수신할 수 있다. 용기(140)가 내부에 있는 기판들(110)의 최대량에 도달할 때, 제어기는 용기 핸들러(150)에게, 빈 용기(140)를 획득하고 그런 다음에 이어서, 그 빈 용기(140)를 거의-가득 찬 용기에 인접한 방사상 포지션으로 이동시키도록 명령한다.
[0028] 일단 용기(140)가 가득 차면, 가득 찬 용기(140)는 용기 핸들러(150)의 엔드 이펙터(154)에 의해 맞물리게 될 포지션으로 배출될 수 있다. 배출은 제어기(190)로부터의 신호에 응답하여 일어날 수 있다. 배출은, 서랍, 컨테이너, 또는 커버를 개방하는 것, 및 용기를 각각의 기판 로딩 포지션으로부터, 엔드 이펙터(154) 아래의 방사상 포지션으로 방사상 외측으로 이동시키는 것 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다. 다른 예에서는, 엔드 이펙터(154)가, 제거될 용기(140)와 맞물리는 것을 허용하기 위해 물리적 배출 프로세스가 반드시 수행될 필요는 없다는 점이 고려된다.
[0029] 일단 용기(140)가 배출되면, 엔드 이펙터(154)는 용기(140)와 맞물리며, 커플링된 용기를 로딩 포지션으로부터 멀리 이동시키도록 회전한다. 회전할 때, 제 2 엔드 이펙터(154)에 의해 홀딩되는 빈 용기(140)가, 앞서-제거된 용기(140)에 대한 기판 로딩 포지션에 인접하여 이동되어, 앞서-이동된 가득 찬 용기(140)의 포지션에 빈 용기(140)가 배치된다. 이런 방식으로, 가득 찬 용기(140)가 빈 용기(140)로 교체된다. 그런 다음에, 빈 용기(140)는, 빈 용기(140) 내로의 기판들의 소팅을 허용하기 위한 포지션 내로(예컨대, 배출 동작과 반대 방향으로) 원복된다(retracted). 다시 말해서, 가득 찬 용기(140)는, 용기(140)의 방사상 외측 및 내측으로 액츄에이팅하는(각각, 배출 및 로딩을 용이하게 하기 위함) 서랍(또는 플랫폼, 또는 유사한 지지 표면) 상에 포지셔닝되어 있으면서 배출된다. 가득 찬 또는 거의-가득 찬 용기(140)는 서랍 상에서 외측으로 배출되어 제 1 엔드 이펙터(154) 아래에 포지셔닝되고, 제 1 엔드 이펙터(154)에 의해 맞물린다. 제 2 엔드 이펙터(154)는 이제-비어 있는 서랍 위의 포지션 내로 회전되어, 빈 용기(140)를 서랍 상에 포지셔닝하며, 그런 다음에, 빈 용기(140)는 그리퍼들(130)로부터 기판들(110)을 수용하기 위해 방사상 내측으로 원복된다. 가상으로 도시된 화살표(146)는 용기(140)의 방사상 내측 및 방사상 외측 이동을 예시한다.
[0030] 대안적인 예에서, 가득 찬 용기와 빈 용기 간의 교환을 용이하게 하기 위해, 가득 찬 용기(140)는 배출되지 않고, 빈 용기(140)는 원복되지 않는 것이 고려된다. 대신에, 그러한 예에서, 용기 핸들러(150)는 어떠한 배출/원복 동작 없이 용기들(140)을 제거하고 교체한다. 예컨대, 도어(door)가 각각의 용기(140)에 인접하여 포지셔닝될 수 있다. 그러한 예에서, 로터리 소팅 시스템(120) 및 그의 용기들(140)에 대한 액세스를 허용하기 위해 도어가 개방될 수 있다. 그러한 예에서, 용기들(140)은 엔드 이펙터들(154)에 의해서 개방된 도어를 통해 제거되고 교체된다.
[0031] 다른 예에서, 용기들(140)은, 엔드 이펙터들(154)에 의해 맞물리고 있을 때 엔드 이펙터들(154)의 수직으로 아래에 로케이팅되는 대신에, 엔드 이펙터들(154)에 의해 맞물릴 때 엔드 이펙터들(154)의 방사상 내측에 포지셔닝된다. 일 예에서, 기판들(110)의 소팅은 특정 소팅 용기(140)가 가득 차거나 또는 제거되었더라도 계속된다. 그러므로, 각각의 소팅 용기(140)는 소팅이 일어나는 동안 비워지거나 교체될 수 있으며, 따라서, 소팅 유닛(106)의 유휴시간을 방지한다. 다른 예에서, 다량의 기판들(110)이 소팅되는 용기들(140)은 이중(duplicate) 또는 백업(back-up) 소팅 용기(140)를 포함할 수 있으며, 이로써, 일차 용기(140)가 제거되었을 때, 기판들은 이차 용기(140) 내로 소팅된다. 그러한 예에서, 일차 및 이차 용기들(140)은 각각, 동일한 지정된 검사 기준들을 갖는 기판들을 홀딩할 수 있지만, 한번에 오직 하나의 용기(140)만이 로딩될 수 있다. 한번에 일차 또는 이차 용기들(140) 중 오직 하나만이 로딩되기 때문에, 일차 또는 이차 용기(140) 중 다른 용기는, 본원에서 개시되는 양태들에 따라 제거되고 교체될 수 있다. 그렇게 함에 있어서, 용기 제거/교체 동작 동안 기판(110)이 용기 위치로 소팅될 가능성이 줄어들며, 따라서 기판 손상의 가능성이 감소된다.
[0032] 도 2는, 본 개시물의 일 양태에 따른 제조 플랜트(290)의 개략적인 평면도이다. 도 2의 설명을 용이하게 하기 위해, 도 1a-1c를 참조할 수 있다.
[0033] 제조 플랜트(290)는 하나 또는 그 초과의 검사 시스템들(200a-200c)(3개가 도시됨)을 포함한다. 각각의 검사 시스템들(200a-200c)은 상기 설명된 검사 시스템(100)과 유사하며, 전단(102), 모듈러 유닛(104), 및 소팅 유닛(106)을 포함한다. 각각의 검사 시스템들(200a-200c)은 교환 컨베이어(270)에 인접하여 포지셔닝된다. 동작 동안, 용기 핸들러(150)(도 1b 및 1c에 도시됨)는 교환 컨베이어(270)로부터 빈 용기들을 수용하고, 가득 찬 용기들을 교환 컨베이어(270) 상에 놓는다. 각각의 교환 컨베이어의 제 1 단부(281)는 각각의 용기 핸들러(150)와 인터페이싱하도록 포지셔닝되고, 그러면서, 교환 컨베이어의 남은 단부들(282, 283)은, 각각, 컨베이어(272) 및 컨베이어(273)와 인터페이싱한다. 일 예에서, 용기 핸들러(150)는 커넥터(191)를 통해 교환 컨베이어(270)에 동작 가능하게(operatively) 커플링된다. 다른 예에서, 커넥터(191)는 교환 컨베이어(270)의 일부이다.
[0034] 동작 동안, 빈 용기들은 소스(271)로부터 컨베이어(272)를 통해 교환 컨베이어(270)에 제공된다. 컨베이어(272)는 하나 또는 그 초과의 검사 시스템들(200a-200c)의 각각의 교환 컨베이어(270)와 연통한다. 일단 빈 용기가 교환 컨베이어(270)의 단부(282)에 전달되면, 교환 컨베이어는 용기를 교환 컨베이어의 단부(281)로 이송한다. 각각의 검사 시스템(200a-200c)의 제어기(190)(도 1a에 도시됨)에 의해 명령되었을 때, 용기 핸들러(150)는 용기 핸들러(150)의 엔드 이펙터(154)(도 1c에 도시됨)와 빈 용기를 맞물리게 하도록 액츄에이팅한다. 소팅 유닛(106)의 용기가 거의 가득 찼다는 명령을 수신할 때, 빈 용기를 가지고 있는 용기 핸들러(150)는 거의 가득 찬 용기에 인접한 포지션 내로 액츄에이팅한다. 일단 가득 차면, 용기 핸들러(150)의 비어 있는(또는 아무 것도 없는) 엔드 이펙터(154)는 가득 찬 용기와 맞물리고, 가득 찬 용기를 소팅 유닛(106)으로부터 제거한다. 그런 다음에, 용기 핸들러(150)는 용기 핸들러의 (엔드 이펙터(154) 상의) 빈 용기를 소팅 유닛(106)의 (가득 찬 용기의 제거에 의해 생성된) 개방된 포지션에 인접하여 포지셔닝하도록 회전하며, 빈 용기를 개방된 포지션에 포지셔닝한다. 빈 용기를 사용하여, 소팅이 계속 된다.
[0035] 가득 찬 용기가 용기 핸들러(150)의 엔드 이펙터들(154) 중 하나에 의해 여전히 맞물려 있는 상태로, 용기 핸들러(150)는 교환 컨베이어(270)에 인접한 포지션으로 회전한다. 그런 다음에, 용기 핸들러(150)는 가득 찬 용기를 교환 컨베이어(270)의 단부(281) 상에 놓고, 이후에 교환 컨베이어는 가득 찬 용기를 교환 컨베이어(270)의 단부(283)로 이송한다. 그런 다음에, 가득 찬 용기는 컨베이어(273)로 이송되고 컨베이어(273) 상의 제조 플랜트(290) 내의 미리 결정된 위치로 운송된다. 도 2는 제조 플랜트(290)의 일 예를 예시하지만, 다른 구성들이 또한 고려된다.
[0036] 로터리 소터들과 관련하여 본원의 양태들이 설명되었지만, 본원의 양태들은 또한, 리니어(linear) 소터들에 적용될 수 있다는 점이 고려된다.
[0037] 요약하면, 본 개시물의 양태들은 소팅 유닛들 상의 용기들의 제거, 이송, 및 교환을 자동화하고 개선한다. 본원에서 설명되는 양태들은 용기 교환에 의한 기판 손상의 가능성을 감소시킨다. 용기 핸들러를 이용한 용기들의 제거 및 교체는, 수동으로 달성될 수 있는 것보다 더 빠르게 일어난다는 것이 고려된다. 따라서, 용기들의 느린 제거 및 교체로 인해 발생할 수 있는, 기판들에 대한 손상이 완화된다. 부가적으로, 본원의 양태들은 사람의 실수를 완화시켜서, 손상되는 기판들의 가능성을 더 감소시킨다.
[0038] 전술한 내용은 본 개시물의 양태들에 관한 것이지만, 본 개시물의 다른 그리고 추가적인 양태들은 본 개시물의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않고 안출될 수 있으며, 본 개시물의 범위는 이하의 청구항들에 의해서 결정된다.

Claims (17)

  1. 소팅 유닛(sorting unit)으로서,
    소팅 시스템;
    원형 구성으로 배열되는 복수의 용기들(bins) ― 기판들이 상기 소팅 시스템에 의해 상기 복수의 용기들 내로 소팅됨 ―; 및
    상기 복수의 용기들 중 하나의 용기를 수용하기 위한 제 1 엔드 이펙터(end effector), 및 수용된 용기의 이전 위치에 빈 용기를 배치하기 위한 제 2 엔드 이펙터를 갖는 용기 핸들러(handler)를 포함하고,
    상기 용기 핸들러는 상기 제 1 엔드 이펙터와 상기 제 2 엔드 이펙터를 아치형 경로로 이동시키도록 구성되는,
    소팅 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 엔드 이펙터 및 상기 제 2 엔드 이펙터의 상기 아치형 경로는 상기 복수의 용기들의 원형 구성의 방사상 외부에 있는,
    소팅 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 엔드 이펙터 및 상기 제 2 엔드 이펙터는 상기 아치형 경로 주위에서 동시에 이동하도록 구성되는,
    소팅 유닛.
  4. 소팅 유닛으로서,
    소팅 시스템;
    복수의 용기들 ― 기판들이 상기 소팅 시스템에 의해 상기 복수의 용기들 내로 소팅됨 ―; 및
    상기 복수의 용기들 중 하나의 용기를 수용하기 위한 제 1 엔드 이펙터, 및 수용된 용기의 이전 위치에 빈 용기를 배치하기 위한 제 2 엔드 이펙터를 갖는 용기 핸들러를 포함하고,
    상기 용기 핸들러는 회전식 수평 크로스 바(rotating horizontal cross bar), 및 상기 수평 크로스 바로부터 연장되는 수직 커플링 부재를 포함하며, 상기 제 1 엔드 이펙터 및 상기 제 2 엔드 이펙터는 상기 수직 커플링 부재의 원위 말단에 커플링되는,
    소팅 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 소팅 시스템은, 복수의 기판 그리퍼들(grippers)이 커플링되어 있는 회전 가능한 지지부를 포함하고, 상기 기판 그리퍼들은 상기 복수의 용기들의 수직으로 위에 포지셔닝되는,
    소팅 유닛.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 회전 가능한 지지부 아래에 포지셔닝된 리니어(linear) 컨베이어를 더 포함하는,
    소팅 유닛.
  7. 검사 시스템으로서,
    로딩 유닛;
    하나 또는 그 초과의 계측 스테이션들을 포함하는 모듈러 유닛; 및
    소팅 유닛을 포함하고, 상기 소팅 유닛은,
    소팅 시스템;
    원형 구성으로 배열되는 복수의 용기들 ― 기판들이 상기 소팅 시스템에 의해 상기 복수의 용기들 내로 소팅됨 ―; 및
    상기 복수의 용기들 중 하나의 용기를 수용하기 위한 제 1 엔드 이펙터, 및 수용된 용기의 이전 위치에 빈 용기를 배치하기 위한 제 2 엔드 이펙터를 갖는 용기 핸들러를 포함하고,
    상기 용기 핸들러는 상기 제 1 엔드 이펙터 및 상기 제 2 엔드 이펙터를 아치형 경로로 이동시키도록 구성되는,
    검사 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 로딩 유닛으로부터, 상기 모듈러 유닛을 통해, 그리고 상기 소팅 유닛으로 연장되는 리니어 컨베이어를 더 포함하는,
    검사 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 엔드 이펙터 및 상기 제 2 엔드 이펙터의 상기 아치형 경로는 상기 복수의 용기들의 원형 구성의 방사상 외측에 있는,
    검사 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 엔드 이펙터 및 상기 제 2 엔드 이펙터는 상기 아치형 경로 주위에서 동시에 이동하도록 구성되는,
    검사 시스템.
  11. 검사 시스템으로서,
    로딩 유닛;
    하나 또는 그 초과의 계측 스테이션들을 포함하는 모듈러 유닛; 및
    소팅 유닛을 포함하고, 상기 소팅 유닛은,
    소팅 시스템;
    복수의 용기들 ― 기판들이 상기 소팅 시스템에 의해 상기 복수의 용기들 내로 소팅됨 ―; 및
    상기 복수의 용기들 중 하나의 용기를 수용하기 위한 제 1 엔드 이펙터, 및 수용된 용기의 이전 위치에 빈 용기를 배치하기 위한 제 2 엔드 이펙터를 갖는 용기 핸들러를 포함하고,
    상기 용기 핸들러는 회전식 수평 크로스 바, 및 상기 수평 크로스 바로부터 연장되는 수직 커플링 부재를 포함하고, 상기 제 1 엔드 이펙터 및 상기 제 2 엔드 이펙터는 상기 수직 커플링 부재의 원위 말단에 커플링되는,
    검사 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 소팅 시스템은, 복수의 기판 그리퍼들이 커플링되어 있는 회전 가능한 지지부를 포함하고, 상기 기판 그리퍼들은 상기 복수의 용기들의 수직으로 위에 포지셔닝되는,
    검사 시스템.
  13. 소팅 유닛을 동작시키는 방법으로서,
    검사 기준들에 기반하여 복수의 기판들을 원형 구성으로 배열되는 복수의 용기들의 각각의 용기 내로 소팅하는 단계;
    상기 복수의 용기들의 용기들 중 하나가 가득 찬 상태이거나 거의-가득(near-full) 찬 상태라는 것을 결정하는 단계;
    상기 결정에 응답하여, 빈 용기를 용기 핸들러의 제 1 엔드 이펙터와 맞물리게 하고, 상기 빈 용기를 가진 용기 핸들러를 가득 찬 또는 거의-가득 찬 용기에 인접하게 이동시키는 단계;
    상기 가득 찬 또는 거의-가득 찬 용기와 상기 용기 핸들러의 제 2 엔드 이펙터를 맞물리게 하는 단계; 및
    상기 가득 찬 또는 거의-가득 찬 용기를 상기 빈 용기로 교체하는 단계를 포함하는,
    소팅 유닛을 동작시키는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 가득 찬 또는 거의-가득 찬 용기를 컨베이어 상에 포지셔닝하는 단계를 더 포함하는,
    소팅 유닛을 동작시키는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 빈 용기를 맞물리게 하는 것은 상기 빈 용기를 상기 컨베이어로부터 제거하는 것을 포함하는,
    소팅 유닛을 동작시키는 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 가득 찬 또는 거의-가득 찬 용기를 맞물리게 하기 전에, 상기 제 1 엔드 이펙터 및 상기 제 2 엔드 이펙터를 회전시키는 단계를 더 포함하는,
    소팅 유닛을 동작시키는 방법.
  17. 소팅 유닛을 동작시키는 방법으로서,
    검사 기준들에 기반하여 복수의 기판들을 복수의 용기들의 각각의 용기 내로 소팅하는 단계;
    상기 복수의 용기들의 용기들 중 하나가 가득 찬 상태이거나 거의-가득(near-full) 찬 상태라는 것을 결정하는 단계;
    상기 결정에 응답하여, 빈 용기를 용기 핸들러의 제 1 엔드 이펙터와 맞물리게 하고, 상기 빈 용기를 가진 용기 핸들러를 가득 찬 또는 거의-가득 찬 용기에 인접하게 이동시키는 단계 ― 상기 용기 핸들러는 회전식 수평 크로스 바, 및 상기 수평 크로스 바로부터 연장되는 수직 커플링 부재를 포함하며, 상기 제 1 엔드 이펙터 및 제 2 엔드 이펙터가 상기 수직 커플링 부재의 원위 말단에 커플링됨 ―;
    상기 가득 찬 또는 거의-가득 찬 용기를 상기 용기 핸들러의 상기 제 2 엔드 이펙터와 맞물리게 하는 단계; 및
    상기 가득 찬 또는 거의-가득 찬 용기를 상기 빈 용기로 교체하는 단계를 포함하는,
    소팅 유닛을 동작시키는 방법.
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