KR20010096560A - unmanned transferring apparatus for workpiece container and method of transferring it with the same - Google Patents
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Abstract
Description
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.The present invention relates to an apparatus and method for the automation of logistics in a factory, and more particularly, to an unmanned transfer apparatus and a method for transferring the container containing a workpiece, such as a wafer, from one work facility to another work facility. It is about.
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.In the process of manufacturing a semiconductor device, for example, a photo process, a deposition process, an etching process, a thin film forming process, and the like, a number of processes are performed. For this process, a plurality of wafers are embedded in a container and delivered. In the delivery method of the container containing the wafer, there is a manual delivery by an operator and an unmanned automatic delivery by an unmanned transportation system. The wafer size is now 8 inches, and as the process capacity improves, 12 inches is also recently used. The 12-inch wafer has a cross section of 2.25 times that of the 8-inch wafer and a box of 25 sheets weighs about 8.5 kg. Therefore, in mass production lines using 12-inch wafers, the need for unmanned transportation systems and the degree of their adoption are expected to increase.
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.In the case of a wafer container having a wafer size of 8 inches, an open wafer cassette is frequently used. However, in order to prevent contamination that may occur during a wafer transfer process, a container, such as a representative example, is loosened. Front open unified pod (FOUP) (hereafter referred to as FOUP 'is synonymous with workpiece container or wafer container). In particular, FOUP is widely used as it is known as a transport container that harmonizes well with an unmanned transportation system.
무인운반장치의 대표적인 예로서 OHT(overhead transfer) 또는 OHC( overhead conveyor) 시스템과 자동안내차량(automatic guided vehicle: AGV 혹은 RGV) 시스템이 알려져 있다.Representative examples of the unmanned transport apparatuses are overhead transfer (OHT) or overhead conveyor (OHC) systems and automatic guided vehicles (AGV or RGV) systems.
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.The OHT (or OHC) system installs linear rails 18a, 18b on the ceiling and hangers 22a, 22b on the ceiling as shown in FIG. And hang the FOUP 20a beneath the hanger 22a and move along the linear rail and FOUP index of the designated process equipment (hereafter FOUP cradle is used synonymously with the load port) (16a). FOUP (20b) in the FOUP cradle (16b) or by lifting the linear rail to the other designated process equipment and lowered in the FOUP cradle to deliver the FOUP. For reference, there is an invention proposed through US Patent No. 5,927,472 entitled “conveyor transfer unit“ as an example of such an OHT system. Since the OHT system utilizes the upper space of the FOUP indexes 16a and 16b, it is possible to reduce the interval W1 between the FOUP indexes or the distance B1 of the bays (bays), which is advantageous in terms of space integration and space utilization of the equipment.
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.However, since the OHT system is installed on the ceiling of the clean room bay (bay), it has the following disadvantages. First, in order to deliver the FOUP for 12-inch wafers, it is necessary to install a strong structural material due to its weight. Second, considering that the height of the clean room is generally about 4m, the installation height of the OHT system is high, so a work tool such as a ladder and a separate free space for the ladder are required for maintenance work. Third, when a power failure such as a power failure occurs, it is almost impossible for a worker to manually move the FOUP in consideration of the weight of the FOUP in which the wafer is contained. Fourth, if the information or the identification tag for the run (hang) hanging with the FOUP is large and unclear, the operator is difficult to check the run unless the computer screen. Fifth, considering the weight and height of the FOUP in the OHT system, it is necessary to install a stabilizer such as a guard rail for safe movement. Sixth, since the distance between the FOUP index of the facility, that is, the load port and the OHT is far, it takes a long time to load and unload the FOUP. Finally, the loading and unloading paths of the FOUPs intersect the parts of the installation where the user interface (operation panel) is primarily installed, which limits the installation of the user interface. These problems are more than enough to offset the advantages of high integration of the OHT system.
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.Next, as shown in FIG. 2, the AGV system suspends and moves the FOUPs 20a and 20b using the auto guided vehicles 22a and 22b having the multi-axis joints and FOUPs to the FOUP indexes 16a and 16b of the designated process equipment. Load or unload (20a, 20b). For reference, there is an invention proposed through US Patent No. 5,332,013 entitled “unmanned conveying device in clean room” as one example according to this AGV system.
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.However, the AGV system has the following disadvantages. First, since the width of the embryo is needed, the density of equipment in the clean room is low. As illustrated in FIG. 2, the maximum width B2 of the row to be secured is the load ports 16a and 16b of the two installations in the bay, a space for two AGVs positioned side by side, and a load / unloading operation and two AGVs. It is necessary to move the worker space between. Second, there is always a risk of safety accidents when working in a ship at the same time as a mobile robot, that is, an AGV and an operator. Third, since the AGV uses a multi-axis robot, its size (or weight) is quite large, limited by the moving speed, and it is difficult to install a large number in the belly space. Fourth, in case of 12-inch wafers, the number of FOUPs that can be transported per AGV is limited and the price per unit is expensive.
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.In order to make up for the shortcomings of the prior art as described above, the first object of the present invention is to move the lower space of the FOUP index (load port or vessel holder) of the process equipment according to the guidance of the guide rail, It provides an unmanned transfer device that can automatically deliver workpiece containers such as wafers that can be loaded / unloaded to the FOUP index through motion.
나아가, 본 발명의 제 2 목적은 상기 제1의 목적을 달성하기 위한 무인이송장치를 제어하여 용기를 적절하게 로딩/언로딩할 수 있도록 제어하는 방법을 제공한다.Furthermore, a second object of the present invention is to provide a method of controlling the unmanned transportation apparatus for achieving the first object so that the container can be properly loaded / unloaded.
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.The third object of the present invention is a horizontal feeder for delivering a wafer carrier is installed in a space below the FOUP index (load port or vessel holder) of the wafer processing apparatus, i. The present invention provides a wafer carrier unmanned automatic transfer device that can efficiently utilize the installation space of a device by loading / unloading a wafer carrier at a wafer entrance.
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.It is a fourth object of the present invention to provide a method for controlling the unmanned automatic transfer apparatus for achieving the third object so as to properly load / unload the wafer carrier.
본 발명의 실시예에 관한 상세한 설명은 첨부하는 도면을 참조하여 이루어질 것이며, 도면에서 대응되는 부분을 지정하는 번호는 같다.Detailed description of the embodiments of the present invention will be made with reference to the accompanying drawings, in which numerals designating corresponding parts in the drawings are the same.
도 1은 종래의 OHT 또는 OHC 시스템에 따른 웨이퍼 용기의 이송개념도이다.1 is a transfer conceptual view of a wafer container according to a conventional OHT or OHC system.
도 2는 종래의 AGV 시스템에 따른 웨이퍼 용기의 이송개념도이다.2 is a conceptual diagram of a transfer of a wafer container according to a conventional AGV system.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배이에 설치된 무인이송시스템의 전체적인 구성을 예시적으로 보여준다.3 exemplarily shows an overall configuration of an unmanned transportation system installed in a bay according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4는 용기거치대, 가이드레일 및 운반셔틀의 설치위치를 설명하기 위해 도 3에서 라인 A-A에서 바라본 단면도이다.4 is a cross-sectional view taken from the line A-A in FIG. 3 to explain the installation position of the container holder, the guide rail and the transport shuttle.
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.5A and 5B are respectively a perspective view showing the structure of the container holder and the transport shuttle according to the first embodiment and a cross sectional view taken on line B-B, and FIG. 5C is a cross sectional view taken on line C-C in FIG. 5B.
도 6a와 6b는 각각 제 2 실시예에 따른 용기거치대와 운반셔틀의 구조를 도시한 사시도와 라인 B-B에서의 단면도이다.6A and 6B are respectively a perspective view and a cross-sectional view taken along line B-B showing the structure of the container holder and the transport shuttle according to the second embodiment.
도 7a와 7b는 각각 받침대가 수직 2단 구조로 마련된 운반셔틀의 구성을 도시한 측단면도와 평면도이다.7A and 7B are side cross-sectional views and plan views showing the structure of a transport shuttle provided with a vertical two-stage structure, respectively.
도 8a 내지 8e는 웨이퍼 용기를 운반셔틀로부터 용기거치대로 옮겨놓는 로딩과정을 설명하기 위한 동작상태도이다.8A to 8E are operation state diagrams for explaining the loading process of transferring the wafer container from the transport shuttle to the container holder.
도 9는 로딩과정의 작업처리수순을 설명하기 위한 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a work processing procedure of a loading process.
도 10a 내지 10e는 웨이퍼 용기를 용기거치대로부터 운반셔틀로 내려놓는 언로딩과정을 설명하기 위한 동작상태도이다.10A to 10E are operation state diagrams for explaining an unloading process of lowering a wafer container from a container holder to a transport shuttle.
도 11은 언로딩과정의 작업처리수순을 설명하기 위한 흐름도이다.11 is a flowchart for explaining a job processing procedure of an unloading process.
도 12a 내지 12c는 개루프 혹은 폐루프를 형성하는 가이드레일의 다양한 예들을 보여준다.12A to 12C show various examples of guide rails forming an open loop or a closed loop.
도 13은 본 발명에 의한 웨이퍼 캐리어 무인자동이송장치를 채용한 반도체 제조라인을 예시적으로 보여준다.Figure 13 shows an exemplary semiconductor manufacturing line employing the wafer carrier unmanned automatic transfer device according to the present invention.
도 14는 도 13의 웨이퍼 캐리어 무인자동이송장치의 측면도이다.14 is a side view of the wafer carrier unmanned automatic transfer device of FIG. 13.
도 15는 도 13의 웨이퍼 캐리어 무인자동이송장치의 정면도이다.15 is a front view of the wafer carrier unmanned automatic transfer device of FIG.
도 16은 도 13의 수직 이송기의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 사시도이다.FIG. 16 is a perspective view for explaining a preferred embodiment of the vertical conveyor of FIG.
도 17은 도 13의 제어구성을 설명하기 위한 블록도이다.FIG. 17 is a block diagram illustrating the control configuration of FIG. 13.
도 18은 본 발명에 의한 웨이퍼 캐리어 무인자동이송장치를 채용한 반도체 제조라인을 변형된 실시예의 예시적인 사시도이다.18 is an exemplary perspective view of a modified embodiment of the semiconductor manufacturing line employing the wafer carrier unmanned automatic transfer device according to the present invention.
도 19는 본 발명에 의한 웨이퍼 캐리어 무인자동이송장치의 다른 실시예의 측면도이다.19 is a side view of another embodiment of the wafer carrier unmanned automatic transfer device according to the present invention.
도 20은 도 19의 웨이퍼 캐리어 무인자동이송장치의 정면도이다.20 is a front view of the wafer carrier unmanned automatic transfer device of FIG.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100: 공정장비 102: 스토커100: process equipment 102: stocker
104: 이송로봇104: transfer robot
106, 106a, 106b: 용기거치대(또는 FOUP INDEX)106, 106a, 106b: vessel holder (or FOUP INDEX)
108, 108a, 108b: 가이드 레일 110, 110a~110g: 운반셔틀108, 108a, 108b: guide rails 110, 110a-110g: transport shuttle
114: 리프터 114a: 받침대114: lifter 114a: pedestal
116, 116a~116h: 지지핀 130, 130a, 130b, 140a, 140b: 모터116, 116a-116h: support pins 130, 130a, 130b, 140a, 140b: motor
132, 132a, 132b: 제어부 136a~136h: 스프링132, 132a, 132b: control part 136a-136h: spring
138a~138h: 솔레노이드 150, 150a, 150b: 송수신부138a to 138h: solenoid 150, 150a, 150b: transceiver
160: 유압실린더 120: 용기(또는 FOUP)160: hydraulic cylinder 120: container (or FOUP)
200: 중앙통제시스템 201 : 웨이퍼 처리 공정장비200: central control system 201: wafer processing process equipment
202 : 출입 챔버 204 : 웨이퍼 출입구202: entrance chamber 204: wafer entrance
206 : 이송로봇 208 : 처리 챔버206: transfer robot 208: processing chamber
210 : 로드 락 300 : 컨베이어 또는 수평 이송기210: load lock 300: conveyor or horizontal conveyor
302 : 이송면 400 : 웨이퍼 캐리어302: transfer surface 400: wafer carrier
402 : 측면 돌출부 500 : 수직 이송기402: side projection 500: vertical feeder
502 : 파지 암 504 : 지지편502: grip arm 504: support piece
506, 540 : 하우징 508 : 이송공간506, 540: housing 508: transfer space
510, 518 : 이송나사 512 ; 가이드 부재510, 518: feed screw 512; Guide member
514 : 이동체 516 : 모터 및 기어박스514: mobile body 516: motor and gearbox
520 : y 이송체 522 : 제어부520: y conveying member 522: control unit
542 : 파지 봉 544 : 진공흡착헤드542: holding rod 544: vacuum adsorption head
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.To achieve the first object, to transfer a container containing a workpiece from one facility to another in a process environment having one or more installations located along the edge of the bay. Disclosed is an unmanned transportation device for the same.
상기 설비 각각에는 그 출입챔버의 앞쪽 면에 고착되어 배이쪽을 향해 수평으로 돌출되어 상기 용기를 지지하거나 상기 용기에 대한 지지를 해제하기 위한 용기거치대가 설치된다.Each of the facilities is provided with a container holder for fixing to the front surface of the entrance chamber and projecting horizontally toward the belly to support the container or to release the support for the container.
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.The unmanned transfer shuttle is integrally coupled with a pedestal for placing the container, and the pedestal is moved vertically under the container holding means to download the container supported by the container holding means or to unload the container. Lifting means for loading a loaded vessel onto the vessel placement means; And the lifting means is integrally mounted and has a shuttle means for moving directly under the container holding means designated by the operation control signal by utilizing a space directly under the container holding means.
상기 무인이송장치는 바람직하게는 상기 배이의 상기 용기거치수단 직하부 바닥을 따라 설치되어 상기 운행수단이 상기 용기거치수단의 직하부공간을 통해 운행되도록 유도하는 가이드레일을 더 포함한다.The unmanned transportation device preferably further comprises a guide rail installed along the bottom of the vessel holding means of the vessel to guide the driving means to run through the space directly below the container placing means.
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.In addition, the unmanned transfer device preferably further includes a transmission and reception means for wireless communication with an external central control device. The unmanned transfer shuttle transmits its position information and state information to the central control unit through the transmission and reception means, and performs driving and loading / unloading operations in response to the control signal received from the central control unit.
본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 무인이송장치는,In the unmanned transportation apparatus according to the first embodiment of the present invention,
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,In an unmanned transfer device for transferring a container containing a wafer from one facility to another in a clean room for semiconductor manufacturing having one or more facilities arranged along the edge of the bay,
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;A square or U-shaped support member which is fixed to the front surface of the entrance chamber and protrudes horizontally toward the belly and the center portion is drilled to allow the container to pass therethrough, and protrudes toward the drilled center portion of the support member; One or more support pins for retracting the container when passing through the support member for loading or unloading the container to the support member, and protruding of the support pin in response to a predetermined control signal for supporting the container. Container holding means for supporting or releasing support for the container, including pin control means for controlling the retraction and retraction;
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;A stand for integrally placing the container is integrally provided, and the stand is vertically moved directly under the container holding means to download a sealed container supported by the container holding means or an airtight container which is unloaded in the pedestal. Lifting means for laying down on the container holding means;
상기 리프팅수단이 일체로 장착되며, 상기 용기거치수단의 직하부공간을 활용하여 운전제어신호가 지정하는 용기거치수단 바로 아래로 이동하는 운행수단; 및A driving means which is integrally mounted with the lifting means and moves directly under the container holding means designated by the operation control signal by utilizing a space directly under the container holding means; And
상기 배이의 상기 용기거치수단 직하부 바닥을 따라 설치되어 상기 운행수단이 상기 용기거치수단의 직하부공간을 통해 운행되도록 유도하는 가이드레일을 구비하는 것을 특징으로 한다.And a guide rail installed along the bottom of the vessel holding means of the vessel to guide the driving means to travel through the space directly below the container holding means.
나아가, 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 무인이송장치는,Furthermore, the unmanned transportation apparatus according to the second preferred embodiment of the present invention,
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,In an unmanned transfer device for transferring a container containing a wafer from one facility to another in a clean room for semiconductor manufacturing having one or more facilities arranged along the edge of the bay,
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;The center portion is a U-shaped opening that allows the container to pass through, and the support member and the support member are rotated by 90 degrees to the support member and the support member is coupled to the front surface of the entrance chamber is rotatable 90 degrees to the container Driving means for controlling the support member to retreat in parallel to the side wall surface of the access chamber during the ascending or descending, and to control the support member to protrude horizontally toward the belly by rotating the support member 90 degrees. Container holding means for supporting or releasing support for the container;
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;And a pedestal for placing the container integrally, the pedestal is moved vertically under the container holding means to download the container supported by the container holding means, or the container loaded on the pedestal Lifting means for laying down on the means;
상기 리프팅수단이 일체로 장착되며, 상기 용기거치수단의 직하부공간을 활용하여 운전제어신호가 지정하는 용기거치수단 바로 아래로 이동하는 운행(shuttle)수단; 및Shuttle means which is integrally mounted with the lifting means, and moves directly below the container holding means designated by the operation control signal by utilizing the space directly below the container holding means; And
상기 배이의 상기 용기거치수단 직하부 바닥을 따라 설치되어 상기 운행수단이 상기 용기거치수단의 직하부공간을 통해 운행되도록 유도하는 가이드레일을 구비하는 것을 특징으로 한다.And a guide rail installed along the bottom of the vessel holding means of the vessel to guide the driving means to travel through the space directly below the container holding means.
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.On the other hand, in order to achieve the second object of the present invention, there is provided a method for controlling the transfer of the vessel from one facility to another using one or more unmanned transfer devices running along the guide rail. This method is characterized in that each of the one or more installations arranged along the edge of the bay has a vessel holder for supporting or releasing the vessel containing the workpiece, protruding horizontally from the front side of the entrance chamber to the vessel. It can be realized in the workplace where guide rails are installed along the floor below the container base of the container.
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.This method moves one unmanned conveying device directly under the vessel holder of the facility that has requested the delivery, lifts the lifting means coupled with the vessel holder vertically, slightly lifts the vessel placed on the vessel holder, and lifts the vessel. Retracting the supporting member and then lowering the lifting means to lower the container onto the unmanned transportation device; And moving the unmanned transportation device carrying the container directly under the container holder of the destination facility, retracting the supporting member and simultaneously lifting the lifting means vertically so that the height of the container support is higher than the horizontal level of the supporting member. Positioning slightly higher, restoring the support member to its original position and then lowering the lifting means to unload the vessel onto the vessel holder.
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.In addition, the method is preferably one unmanned transfer apparatus capable of responding to the transfer request most quickly by analyzing the information about the transfer request, including the location information sent by a plurality of unmanned transfer devices and information about the origin and destination Further comprising the step of selecting.
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.The wafer carrier unmanned automatic transfer device according to the present invention for achieving the above-mentioned third object is to transfer the wafer carrier to a plurality of wafer processing apparatuses arranged in the x-axis direction in a clean room and formed with a wafer entrance in the front center thereof. A wafer carrier transporter for a device comprising a horizontal feeder, a vertical feeder, and a controller.
수평 이송기는 상기 웨이퍼 처리장치의 전면에 인접하여 배치되고, 상기 웨이퍼 출입구보다 낮은 위치에 이송면을 가지며, x 축방향으로 연장되고, 웨이퍼 캐리어를 x 축방향으로 이송시킨다.The horizontal conveyer is disposed adjacent to the front of the wafer processing apparatus, has a conveying surface at a lower position than the wafer entrance, extends in the x-axis direction, and conveys the wafer carrier in the x-axis direction.
수직 이송기는 상기 웨이퍼 처리장치들의 전면에 각각 설치되고, 상기 웨이퍼 출입구와 수평 이송기의 이송면 사이에서 z 축방향으로 수직 이동하여 웨이퍼 캐리어를 수직 이송시킨다.Vertical conveyors are respectively installed in front of the wafer processing apparatuses and vertically move the wafer carrier by moving vertically in the z axis direction between the wafer entrance and the transfer surface of the horizontal conveyor.
제어부는 수평 이송기의 위치제어에 의해 각 웨이퍼 처리장치에 웨이퍼 캐리어를 수평 이송시키고, 상기 수직 이송기의 위치제어에 의해 웨이퍼 캐리어를 웨이퍼 출입구에 수직 이송시키도록 제어한다.The control unit horizontally transfers the wafer carrier to each wafer processing apparatus by position control of the horizontal feeder, and controls the wafer carrier to vertically feed the wafer carrier through the position control of the vertical feeder.
상기 수평 이송기는 기존의 풉 인덱스 하단의 사용하지 않는 공간에 구름 롤러 컨베이어 또는 선형 무인셔틀로 구성하는 것이 바람직하다.The horizontal conveyor is preferably composed of a rolling roller conveyor or a linear unmanned shuttle in an unused space at the bottom of the existing pull index.
본 발명에서는 기존의 풉 인덱스 하방에서 웨이퍼 출입구까지 웨이퍼 캐리어를 업/다운 이송하기 위해서는 수직 이송기의 효율적인 구성이 요구된다.In the present invention, an efficient configuration of the vertical conveyor is required to move the wafer carrier up and down from the existing pull index to the wafer entrance.
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.According to one preferred embodiment of the vertical conveyor, a housing is disposed in front of each wafer processing apparatus, is opened and moved forward and backward, and has a center having a space including the wafer entrance and the transfer surface of the horizontal conveyor, and the left and right inner surfaces of the housing. A pair of z-axis transporting means installed in the z-axis direction, a pair of z-axis moving bodies moved up and down by the respective vertical transporting means, and fixed to each of the z-axis moving bodies, and a wafer processing apparatus And a pair of grip arms for protruding forward to have a length that includes a side grip end of the wafer carrier which is transferred through the horizontal transfer means from the front surface of the wafer carrier.
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.Here, the holding arm has a y-axis transfer means for transferring the wafer carrier in the y-axis direction, and a support piece for being transferred in the y-axis direction by the y-axis transfer means and supporting the side grip portion of the wafer carrier. It is preferable to have a y-axis moving body.
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.One example of the z-axis feed means of the vertical feeder is composed of a rotary motor capable of reverse rotation and a feed screw rotated by the rotary motor, wherein each z-axis moving body is screwed to the feed screw to rotate the feed screw. It is conveyed up and down along the vertical guide plane.
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.Another example of the z-axis conveying means consists of a fluid cylinder for conveying the piston up and down by hydraulic pressure, and each of the z-axis moving bodies is attached to the rod end of the piston and is conveyed up and down along the vertical guide plane.
z축 이송수단의 또 다른 예는 가이드 레일을 가진 선형모터의 고정자로 구성하고, 상기 선형모터의 이동자를 z축 이동체로 구성한다.Another example of the z-axis feed means consists of a stator of a linear motor with a guide rail, and the mover of the linear motor consists of a z-axis moving body.
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.The wafer carrier unmanned automatic transfer method according to the present invention for achieving the above-described fourth object is directly below the wafer entrance to each of a plurality of wafer processing apparatuses arranged in the x-axis direction in the clean room and having a wafer entrance in the front center thereof. A wafer carrier transfer method for transferring a wafer carrier in a room in an up-down manner, the method comprising: transferring a wafer carrier using a conveyor directly below a front surface of a wafer entrance of each wafer processing apparatus, and a wafer carrier directly below a front surface of a wafer entrance Transferring the gripping arm from an upper limit position to a lower limit position upon reaching, gripping a wafer carrier from the lower limit position to a gripping arm, and vertically transferring the gripping arm to an upper limit position, which is a wafer entrance and exit position.
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.Here, the step of holding the wafer carrier with the gripping arm comprises the step of supporting the side projection of the wafer carrier by moving the support piece installed on the gripping arm from the rear position to the front position, wherein the gripping arm reaches the upper limit position. It is preferable to include the step of moving the support piece from the front position to the rear position.
본 발명에서는 각 웨이퍼 처리장치에서의 작업의 효율성을 위하여 한 쌍의 웨이퍼 출입구를 가지며, 이에 대응한 한 쌍의 수직 이송기들을 설치하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable to have a pair of wafer entrances and a pair of vertical conveyors for the efficiency of work in each wafer processing apparatus.
본 발명의 다른 실시예는 수직 이송기를 웨이퍼 출입구 전면 직상방에 설치하고, 웨이퍼 캐리어의 상면을 진공흡착헤드로 파지하는 구조로 변형한 것이다.According to another embodiment of the present invention, the vertical conveyor is installed directly above the front surface of the wafer entrance, and the top surface of the wafer carrier is gripped by a vacuum suction head.
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.According to the unmanned transfer device and the transfer method using the same of the present invention as described above, since the guide rail is located under the vessel holder to improve the accessibility and stability of the worker's process equipment. The multi-axis robots required by the AGV system are no longer needed and simply require a simple lift that can move up and down vertically, simplifying the device. Since the transfer shuttle operates by utilizing the lower space of the vessel holder, it is possible to reduce the width of the vessel to increase the equipment integration or space utilization in the clean room and lower the maintenance cost. In addition, since it is possible to prepare a work space for working with the worker at the same time, emergency or irregular manual run flows such as a power failure are possible.
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.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and other features and advantages of the present invention will be described with reference to the following detailed description and accompanying drawings that illustrate features of various embodiments of the present invention. This will make it clearer.
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.3 exemplarily shows an overall configuration of an unmanned transportation system installed in a bay according to a preferred embodiment of the present invention. Baits 122a and 122b are provided in the clean room for an unmanned transportation device or a worker's work space, and both edges 109a and 109b of the bait are containers containing a work such as a wafer, for example, a FOUP ( A plurality of stockers 102 and 102a for storing 120 and 120a to 120c or process equipment 100 and 100a to 100f (hereinafter referred to as 'equipment') are installed side by side.
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.At the bottom of the vessel there are long guide rails 108, 108a-108c along the front of these installations, in particular the guide rails located just below the vessel holder 106 of the installation. Preferred examples of the guide rail include a track such as a magnetic tape or a railroad track. In the case where the magnetic tape is used as the guide rail, the magnetic tape may be attached to the bottom surface of the vessel along the running route. As another option, in the case of employing the iron track as a guide rail, as shown in FIG. 4, a trench is formed by digging a bottom of the bow a little along the driving path and installing the iron track 108 along the trench. do. The bottom of the clean room of the semiconductor factory is grating, which cuts the grating down slightly to secure the path through which the iron orbit 108 is laid.
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.The installation form of the guide rail 108 can be variously taken. For example, as illustrated in FIG. 12A, each embryo may be installed to form a separate open loop along both edges of the embryo. Alternatively, as illustrated in FIGS. 12B and 12C, respectively, it may be installed to form a closed loop along both edges of the embryo, or may be installed to form a closed loop following the edges of the plurality of embryos.
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.A plurality of transfer shuttles (110, 110a ~ 110g) is located on the rail 108, each transfer shuttle is the central control system 200 to communicate their location information and status information while performing wireless communication with the central control system (200) And the FOUP are loaded and unloaded in response to the control signal received from the central control system. If the guide rail is installed as an open loop, the transfer shuttle performs a straight reciprocating operation between both ends of the guide rail. When the guide rail is configured as a closed loop, that is, a circulation loop, the transfer shuttle travels the closed loop while changing the direction along with the linear motion.
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.4 is a cross-sectional view taken from the line A-A in FIG. 3 to explain the installation position of the vessel holder 106, the guide rail 108 and the transport shuttle 110 of the installation (100 or 102). In the case of process equipment, in order to perform a process on a wafer, a transfer robot 104 installed in the entrance chamber draws the FOUP 120 loaded on the container holder 106 into the load lock of the process equipment. It is enclosed in (103). On the contrary, after the process is completed, the transfer robot 104 pulls out the FOUP in the load lock 103 and places it in the container holder 120. Such operations in the process equipment, as well as the operation of the transport shuttle from the outside of the process equipment and the loading and unloading operation of the FOUP 120 are made through wired and wireless communication with the central control system 200.
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.5A and 5B are perspective views and cross-sectional views in line B-B, which exemplarily illustrate a preferred embodiment of the configuration of the container holder 106 and the transport shuttle 110. 5C is a cross-sectional view of vessel holder 106 for line C-C.
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.The transport shuttle 110 is basically a plurality of wheels 135 for driving, the transmission and reception unit 150 for wireless communication with the central control system 200, and their location information through the transmission and reception unit 150 The controller 132 provides driving information to the central control system 200 or conversely controls driving or loading / unloading operations according to control information provided by the central control system 200.
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.In addition, the transport shuttle 110 has a configuration that can operate in a predetermined driving path in response to the guide rail 108. The related configuration depends on the type of guide rail. When the guide rail 108 is an iron track, the transport shuttle 110 engages the engaging member 134 slidably engaged with the iron track 108 at the bottom of the body, as shown in FIG. 4 or FIGS. 5A-5B. Has On the other hand, when the magnetic tape is installed as a guide rail, the transport shuttle 110 should be provided with a sensing means (not shown) capable of sensing a driving route by sensing the magnetic field formed by the magnetic tape. If the transport shuttle 110 is configured to be controlled by a geo-location information system (GPS), a guide rail or a means related thereto may be unnecessary, but the cost burden will be a problem.
운반셔틀(110)은 FOUP(120)을 용기거치대(106)에 로딩하거나 그로부터 언로딩하기 위해 수직의상하운동을 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.The transport shuttle 110 further has lifting means for vertical vertical movement for loading or unloading the FOUP 120 into the vessel holder 106. The lifting means can be configured in various ways. A first embodiment of the lifting means is a folding arm assembly driven by a motor as illustrated in FIGS. 5A and 5B, which engages on both sides of the pedestal 114a, the motor 130, and the motor shaft for placing the FOUP 120. And a pair of gear assemblies 114c and 114d linearly moving in opposite directions, the lower end is slidably coupled to the pair of gear assemblies 114c and 114d, and the upper end is coupled to the pedestal 114a, and the center part is A foldable arm assembly 114b intersected with hinges. According to the rotational direction of the motor 130, the gap between the lower end of the arm assembly 114b coupled to the gear assemblies 114c and 114d opens or contracts, whereby the horizontal level of the pedestal 114a is lowered or raised.
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.A second embodiment of the lifting means utilizes a hydraulic drive mechanism. 6A and 6B are respectively a perspective view showing the configuration of the lifting means according to the hydraulic drive mechanism and a cross-sectional view seen from the line D-D. The lifting means according to this manner has a pedestal (114a) for placing the FOUP 120, the hydraulic cylinder assembly coupled to the upper end to support the pedestal (114a). The hydraulic cylinder assembly includes a hydraulic cylinder 160, a valve 162 for controlling fluid injection into the hydraulic cylinder 160, a fluid tank 168 for storing the fluid, and a fluid stored in the fluid tank 168. ), Or conversely, has a hydraulic pump 164 for drawing the fluid in the hydraulic cylinder 160 to the fluid tank 168. The lifting means may further comprise a hinged folding arm assembly to help the number average form of the pedestal 114a. For reference, the control unit 132a and the transceiver unit 150a are shown in the drawing. The former is for controlling the opening and closing of the valve 162 or the operation of the hydraulic pump 164, and the latter is the central control as mentioned above. It is in charge of wireless transmission and reception with the system 200. According to such a configuration, the controller 132a controls the operation of the hydraulic pump 164 and the valve 162 based on the loading / unloading information transmitted through the transmission and reception unit 150a to vertically move the hydraulic cylinder 160. You can.
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.On the other hand, the structure of the vessel holder 106 should be well matched with the fact that the loading / unloading of the FOUP 120 is made by the vertical movement of the lifting means. The structure according to the first embodiment of the container holder is shown in Figs. 5a to 5c. 5B is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG. 5A, and FIG. 5C is a cross-sectional view taken along the line C-C in FIG. 5B. As can be seen in the figure, the container holder 106 is fixed to the front wall of the entrance chamber and protrudes horizontally toward the belly, and the center ring-shaped support member and the center portion are drilled so that the FOUP 120 can pass through the support. It has a plurality of support pins to protrude toward the open central portion of the member to support the FOUP 120. Another selectable form of the support member is a “U” shaped support member in which the opposite side of the opening is coupled to the access chamber. These support pins need to be retracted back to prevent progression when passing the FOUP 120 through the support member for loading or unloading the support member. The horizontal and vertical dimensions of the centered opening of the support member are larger than that of the FOUP 120, allowing the FOUP 120 to pass through the center portion when the support pins are retracted. In addition, even when the support pins protrude, the pedestal (114a) preferably has a size that can pass through the center portion.
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.The configuration for controlling the protrusion and retraction of the support pins 116a, 116b, 116c, and 116d can be implemented in various ways using mechanical or electromagnetic principles. The figure shows a solenoid driven support pin as one example. The metallic support pins 116a to 116d are retracted into the support member by the magnetic field formed by the solenoids 138a to 138d receiving the excitation power supply, and the metallic support pins are separated by the elastic force of the springs 136a to 136d by blocking the supply of the excitation power supply. The support pins 116a to 116d protrude back to their original positions.
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.A configuration according to a second embodiment of the vessel holder is illustrated in FIGS. 6A and 6B. In this embodiment, the container holder 106a is a U-shaped opening in the center portion of the support member 106a and the lifting means of which the edge facing the opening is rotatably coupled 90 degrees with the front side wall of the entrance chamber. Corresponding to the vertical movement is provided with a motor (140a, 140b) for retracting the support member parallel to the front side wall of the entrance chamber or horizontally projected toward the belly. The width D2 of the center portion of the perforated support member is narrower than the width D3 of the vessel 120 and wider than the width D1 of the pedestal 114a. By the driving of the motor 140a, the supporting member 106a is provided with the front side wall of the entrance chamber so as not to disturb the movement of the lifting means while the lifting means is raised or lowered while the FOUP 120 is mounted on the pedestal 114a. Retract in parallel, and in other cases, rotate 90 degrees toward the abdomen and protrude horizontally.
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.7A and 7B are side cross-sectional views and plan views showing the structure of a transport shuttle provided with a vertical two-stage structure, respectively. The transport shuttle 110b includes a transceiver 150b, a controller 132b, and an engaging member 134 of the wheel 135 and the rail 108 having the same function as in the previous example. As a characteristic, the lifting means of the transport shuttle (110b) is a pedestal (184, 186) provided in two stages up and down, and the gear train (189) integrally coupled with these two stage pedestals and arranged at regular intervals along one side edge. The subsidiary plate 182, the motor 130b for generating the rotational power under the control of the controller 130b, and the gear train of the subsidiary plate 182 are engaged to transfer the rotational power of the motor 130b to the subsidiary plate 182. Has a chain 188. In general, since the equipment 100 or 102 has a structure having two container bases left and right, in the case of a two-stage structure, two FOUPs can be loaded or unloaded in one visit, thereby further increasing work efficiency. You can.
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.In addition, it is preferable that the container holder 106b adopt a 'U' shape that is easy to match with the rising of the auxiliary plate 182 as shown in FIG. 7B. And the support pins (116e ~ 116h) has a structure that can protrude and retreat by the interaction of the spring (136e ~ 136h) and the solenoid (138e ~ 138g) as described above.
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.Next, the loading process of the FOUP 120 will be described with reference to FIGS. 8A to 8E and 9. Loading transfers the FOUP to work from the wafer storage facility, namely the stocker 102 to the process equipment 100, or transfers the finished FOUP from the process equipment 100 to the stocker 102. In order to transfer the FOUP from the container holders 106a and 106b to the transport shuttle 100,
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).The loading operation is performed as follows. First, a single transport shuttle 110 that is not currently performing a mission is moved directly under the container holder 106b of the facility 102 that made a work request. At this time, the central control system 200 determines which transport shuttle should meet the above work request. The central control system 200 analyzes the delivery request information including individual location information sent by a plurality of transport shuttles and information on the origin and destination sent by the facility that sent the work request, and can respond to the delivery request most quickly. Select one transport shuttle. Thereafter, the central control system 200 provides the selected transport shuttle with location information of the destination and destination equipment, job information to be performed, that is, information about whether it is a loading job or an unloading job. In this way, the transport shuttle 110, which has received the movement and the work instruction, is moved under the container cradle of the facility which made the work request along the guide rail 108 (FIG. 8A, steps S10 to 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).After the movement, the transport shuttle 110 lifts the lifter 114 and slightly lifts the container 120 placed on the container holder 106 to the pedestal 114a (FIG. 8B, step 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).Subsequently, the excitation power supply was turned on to the solenoids 138a to 138d to retract the support pins 116a to 116d that supported the container 120 into the support member 106 (the second embodiment shown in FIGS. 6A and 6B). In the case of the container holder according to the example, the motor 140a is driven to rotate the support member 106a by 90 degrees so as to be retracted to be parallel to the front side wall of the entrance chamber. Then, the lifter 114 is lowered to transport the FOUP 120. It is put down on the shuttle 110 (FIGS. 8C and 8D, steps S20 and S22). Thereafter, power supply to the solenoids 138a to 138d or the motor 140a is cut off, and the support pins 116a to 116d or the support member 106a are returned to their original positions (FIG. 8E and step 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.Next, the unloading process of the FOUP 120 will be described with reference to FIGS. 10A to 10E and 11. Unloading refers to the operation of placing the FOUP on the container at the transport shuttle to transfer the FOUP to the process equipment or to transfer the processed FOUP to the stocker.
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).First, the transfer shuttle 100 carrying the FOUP 120 loaded by the above loading process moves directly below the container holder 106b 'of the destination facility 100 indicated by the central control system 200. (FIG. 10A, step 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).When the arrival of the transportation shuttle 110 is confirmed, the excitation power is supplied to the solenoid from the container holder 106b 'to retract the support pins 116a to 116d. In the case of the container holder according to the second embodiment shown in FIGS. 6A and 6B, the motor 140a is driven as described above to rotate the support member 106a by 90 degrees so as to retreat in parallel with the front side wall of the access chamber (FIG. 10B). , Step 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).Then, the lifter 114 is vertically raised so that the height of the container holder 114a on which the FOUP 120 is loaded is slightly higher than the horizontal level of the container holder 106b '(FIG. 10C, step 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).Thereafter, the excitation power supply of the solenoid is cut off and the support pins 116a to 116d are returned to their original positions, or the power is supplied to the motor 140a to rotate the support member 106a 90 degrees (Fig. 10D, step S32).
계속해서, 리프터(114)를 하강시켜 FOUP(120)이 지지핀에 의해 지지되어 용기거치대(106b′)에 올려진다(도 10e, 단계 S34).Subsequently, the lifter 114 is lowered so that the FOUP 120 is supported by the support pin and placed on the container holder 106b '(Fig. 10E, step 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.By following the above-described processing procedure, the loading and unloading of the FOUP 120 is performed, so that FOUP delivery to a desired place is realized. According to the shape of the guide rail in this delivery process, the transport shuttle may move only to the left and right linear motion (in the case of the open loop of FIG. 12A) or to meet the end of the embryo or enter another embryo along with the linear movement. . More precise traffic control is beyond the scope of the present invention and will not be described in detail.
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.In the embodiment of the present invention described above there is a side to utilize the sealing characteristics of the FOUP. Wafer containers, such as open wafer cassettes, which are not guaranteed to be sealed, are undesirable because they are susceptible to falling contaminants since the transfer operation takes place at the bottom of the container holder.
본 발명의 또 다른 실시예를 아래와 같이 설명하고자 한다.Another embodiment of the present invention will be described as follows.
도 13은 본 발명에 의한 웨이퍼 캐리어 무인자동이송장치를 채용한 반도체 제조라인을 예시적으로 보여준다.Figure 13 shows an exemplary semiconductor manufacturing line employing the wafer carrier unmanned automatic transfer device according to the present invention.
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.In the clean room, a bin B3 is provided for an unmanned transfer device or a worker's work space, and at both edges of the bin B3, a container for storing a wafer, for example, a stocker for storing a FOUP. The wafer processing plant equipment 201 is installed side by side. The wafer processing equipment 201 includes a processing chamber 208 having an entrance chamber 202 and a load lock 210 formed at the front center of the wafer entrance 204. In the entrance chamber 202, the wafer is received in a sheet from the wafer carrier 400 located at the wafer entrance 204 and provided to the load lock 210, or the wafer of the load lock 210 is provided to the wafer carrier 400. It includes a multi-joint transfer robot 206 to.
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.At the bottom of the vessel B3 a rolling roller conveyor 300 is arranged along the front of these equipment. In particular, the rolling roller conveyor 300 is disposed in the space directly below the pull index projecting forward in the center of the front of the conventional equipment 201. The conveying surface height of the rolling roller conveyor 300 is relatively lower than the height of the wafer entrance 204, that is, when one wafer carrier 400 waits at the wafer entrance 204, it collides with the waiting wafer carrier. It must be designed to be lower than the height difference that other wafer carriers can pass through.
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.In the present invention, a vertical conveyor 500 is installed between the entrance chamber 202 and the conveyor 300 to raise the wafer carrier carried through the conveyor to the wafer entrance 204 at a high position.
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.Since the vertical conveyor 500 is configured as a structure for transferring the grip arm 502 protruding forward, in the vertical direction, the vertical conveyor 500 can significantly reduce the depth of the front and rear relative to the existing pull index, that is, the wafer carrier holder. Therefore, as much as the existing wafer carrier holder is removed, the space of the embryo B3 can be utilized.
도 14는 도 13의 웨이퍼 캐리어 무인자동이송장치의 측면도이고, 도 15는 도 13의 웨이퍼 캐리어 무인자동이송장치의 정면도이다.FIG. 14 is a side view of the wafer carrier unmanned automatic transfer apparatus of FIG. 13, and FIG. 15 is a front view of the wafer carrier unmanned automatic transfer apparatus of FIG. 13.
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.As shown in FIG. 15, the wafer carrier 400 has a protrusion 402 projecting on the left and right sides thereof, that is, the side handle 402 of the wafer carrier supported and picked up by the support piece 504 of the grip arm 502. do. Here, the side handle 402 of the wafer carrier 400 should be kept horizontal without the bottom surface thereof inclined.
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.The vertical conveyor 500 has a workspace 508 open back and forth in the center with a rectangular housing 506. Workspace 508 has an area enough to include wafer entrance 204 from transfer surface 302 of conveyor 300. The grip arms 502 are respectively provided on the left and right sides of the workspace 508, and the grip arms 502 and the wafer carrier are transferred in the workspace 508.
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.FIG. 16 is a perspective view for explaining a preferred embodiment of the vertical conveyor of FIG. 16 shows only the right structure of the vertical conveyor 500 because it is symmetrical. A feed screw 510, which is a z-axis feeder extending in the z-axis direction along the inner surface of the housing 506, is installed. The guide member, that is, the grip arm 502 is installed in parallel with the feed screw 510. The grip arm 502 acts as a guide to slide in the vertical direction when the movable body 514 moves up and down in a rod shape, unlike the transfer screw 510, in which a screw is not formed on a surface thereof. The moving body 514 is screwed with the feed screw 510 and ascends during forward rotation of the feed screw 510, and descends during reverse rotation.
이송나사(510)는 미도시된 회전모터로부터 동력을 공급받아 정역회전한다. 회전모터의 회전축과 이송나사 사이에 구동기어 및 피동기어를 설치하여 감속할 수 있다.The feed screw 510 rotates forward and backward by receiving power from a rotating motor (not shown). The drive gear and the driven gear can be installed between the rotating shaft and the feed screw of the rotating motor to decelerate.
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.The holding arm 502 is fixed to the inner side of the movable body 514. Therefore, the holding arm 502 also moves up and down when the movable body 514 moves up and down. The grip arm 502 protrudes forward to have a length that includes the end of the side handle 402 of the wafer carrier 400 that is conveyed through the conveyor 300 from the front of the wafer processing apparatus. The gripping arm 502 is conveyed in the y-axis direction by a y-axis conveying means 518, for example, a feed screw and a y-axis conveying means 518, for conveying the wafer carrier 400 in the y-axis direction. It includes a y-axis moving body 520 having a support piece 504 for supporting the side handle 402 of the. The y-axis feed means 518 is rotated by a motor and gearbox 516 disposed behind the gripping arm. The y-axis moving body 520 is moved in the front-rear direction by the forward and reverse rotation of the y-axis transport means 518. The support piece 504 attached to the y-axis moving body 520 is moved back and forth within the length of the gripping arm 502 to be located under the side handle 402 of the wafer carrier, and the side handle of the wafer carrier is moved vertically. Support 402 from bottom to top.
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.FIG. 17 is a block diagram illustrating the control configuration of FIG. 13. The control unit 522 of the unmanned automatic transfer device of the present invention of the conveyor 300 through a pulse generator or encoder (PG) for detecting the rotational speed of the rotary motor (CM) and the rotary motor (CM) of the conveyor (300). The transfer of the wafer carrier 400 is controlled. In addition, the control unit 522 is connected to a plurality of vertical conveyors 500 installed in each equipment 201 to control and control the overall transport operation.
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.The controller 522 is installed at the front of each device to recognize that the desired wafer carrier has reached a predetermined position through the wafer carrier detector WCD, and controls the vertical conveyor 500. The vertical conveyor 500 controls the Z-axis motor ZM and the Y-axis motor YM so that the y moving body is positioned at the rear position and the gripping arm is positioned at the upper limit position without picking up the wafer carrier. The rear position is detected by the rear detector RD, and the upper limit position holds the upper limit detector UD.
WCD에 의한 웨이퍼 캐리어 검출시에는 이동체를 하한검출기(DD)를 통하여 하한위치까지 하강시키고 하한위치에 도달한 경우에는 전방검출기(FD)를 통하여 y이동체를 전방위치로 이동시킨다.When the wafer carrier is detected by the WCD, the movable body is lowered to the lower limit position through the lower limit detector DD, and when the lower limit position is reached, the movable member is moved to the front position through the front detector FD.
y 이동체의 전방위치 이동에 의해 전방에 위치한 웨이퍼 캐리어의 픽업이 이루어지게 된다.The pickup of the wafer carrier located in front is made by the front position movement of the y moving body.
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.When the wafer carrier is picked up by the grip arm, the Z-axis motor (ZM) is rotated again to reverse the grip arm to the upper limit position. When the upper limit is detected, the y carrier is moved to move the wafer carrier to the rear position. do.
웨이퍼 캐리어의 다운동작은 상술한 업동작의 역으로 진행한다.The down operation of the wafer carrier proceeds in the inverse of the up operation described above.
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.18 is an exemplary perspective view of a modified embodiment of the semiconductor manufacturing line employing the wafer carrier unmanned automatic transfer device according to the present invention. 18 shows a case where two wafer entrances and two vertical conveyors are installed in one equipment. In this case, since the two vertical feeders can be operated alternately or simultaneously, as compared with the above-described embodiment, the up / down operation of the wafer carrier can be made up to twice as fast.
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.Figure 19 is a side view of another embodiment of the wafer carrier unmanned automatic transfer device according to the present invention, Figure 20 is a front view of the wafer carrier unmanned automatic transfer device of FIG. Unlike the embodiment of FIG. 15 described above, the embodiment of FIG. 19 illustrates a structure in which the upper surface of the wafer carrier is gripped by using a vacuum suction head. Such a structure is more advantageous in terms of space utilization of the bay since the space occupied by the vertical conveyor in the central lower space can be greatly eliminated compared to the embodiment of FIG. 15.
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.In the embodiment of FIG. 19, the housing of the vertical conveyor 540 is installed directly above the front surface of the wafer entrance, and one grip rod 542 extending downward from the center of the bottom of the housing is lowered to terminate the grip rod 542. The vacuum suction head 544 fixed to the vacuum suction head 544 picks up the upper surface of the wafer carrier 400 by vacuum suction and then transfers the upper surface thereof. The gripping rod 542 may be installed to be transportable in the y-axis direction in the housing.
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.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications and changes of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below You can. Accordingly, all changes that come within the meaning or range of equivalency of the claims are to be embraced within their scope.
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.For example, in the above-described embodiments, the z-axis conveying means may be composed of a stator rail and a mover structure of a linear motor, or a fluid such as a hydraulic pneumatic cylinder and a piston rod structure, as well as a rotating motor, a feed screw, and a moving body.
선형모터로 구성할 경우에는 이동자에 파지 암이나 파지 봉이 고정된다. 유체 실린더로 구성할 경우에는 피스톤 로드의 종단에 파지 암이 고정된다.In the case of a linear motor, the gripping arm or gripping rod is fixed to the mover. In the case of a fluid cylinder, the gripping arm is fixed to the end of the piston rod.
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.Similarly, the y-axis feeder may be modified in the same manner as the z-axis feeder, and the y-axis and the z-axis feeder may be configured by a combination of various structures described above or a combination of various other reciprocating mechanisms.
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.According to the present invention, since the guide rail is located under the container holder, the accessibility and stability of the worker's process equipment are improved. The multi-axis robots required by the AGV system are no longer needed and simply require a simple lift that can move up and down vertically, simplifying the device. Since the transfer shuttle operates by utilizing the lower space of the vessel holder, it is possible to reduce the width of the vessel to increase the equipment integration or space utilization in the clean room and lower the maintenance cost. In addition, since it is possible to prepare a work space for working with the worker at the same time, emergency or irregular manual run flows such as a power failure are possible.
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