KR20070031254A - 운반 리프트 조립체용 방법 및 장치 - Google Patents

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로버트 비. 로렌스
에릭 에이. 잉겔하르디트
미첼 알. 라이스
비네이 샤
수샨트 코쉬티
제프리 씨. 허드젠스
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

섀시, 섀시에 장착되는 휠의 하나 이상의 세트, 섀시에 장착되는 리프트 조립체, 리프트 조립체를 제어하는 제어기, 및 섀시에 장착되는 모터 마그네트 어레이를 포함하는 운반 리프트 조립체용 시스템, 방법 및 장치가 제공된다. 운반 리프트 조립체는 외부 자기장의 적용에 반응하여 구동되어 이동 컨베이어로부터 기판 캐리어를 로딩 및 언로딩한다.

Description

운반 리프트 조립체용 방법 및 장치 {METHODS AND APPARATUS FOR A TRANSPORT LIFT ASSEMBLY}
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 이송 스테이션을 사용하는 전자 장치 제조 설비의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 이송 스테이션 및 컨베이어의 사시도이다.
도 3은 도 2의 이송 스테이션의 사시도이다.
도 4는 도 2의 이송 스테이션의 횡단면의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 이송 스테이션의 부품들의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 운반 리프트 조립체의 정면의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 운반 리프트 조립체의 배면의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 운반 리프트 조립체의 부품들의 블록도이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 예시적인 방법을 설명하는 플로우챠트이다.
도 10a는 본 발명의 실시예들에 따른 캐리어 로딩 모션 프로파일 프로세스를 도해하는 위치 및 속도 그래프이다.
도 10b는 도 10a의 위치 및 속도 그래프의 일부의 보다 상세한 도면이다.
도 10c는 본 발명의 실시예에 따른 캐리어 언로딩 프로세스를 도해하는 위치 및 속도 그래프를 나타내는 도면이다.
도 10d는 도 10c의 위치 및 속도 그래프의 일부의 보다 상세한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 전자 장치 제조 설비(Fab) 102A-E : 이송 스테이션
104A,104B : 프로세싱 툴 106A-D : 컨베이어
108 : 이송 시스템 제어기(TSC) 200 : 밴드
202 : 크레이들 204 : 캐리어
206 : 운반 리프트 조립체(TLA) 208 : 센서
300 : 트랙 302 : 엔클로저
304 : 프레임 306 : 구동 메카니즘
308 : (국부) 제어기 310 : 슬롯
312 : 진공 공급원 400 : 상부 로드웨이
402 : 하부 로드웨이 404 : 접근 포트 도어
406 : 수직 휠 408 : 수평 휠
506 : 구동 시스템 508 : 입자 제어 시스템
510 : 전력 전달 시스템 512 : 센서 시스템
514 : 통신 포트 602 : 섀시
604 : 리프트 조립체 608 : 리프트 슬라이드
610 : 선형 리프트 액츄에이터 606 : 리프트 플랫폼
614 : 수직 휠 616 : 한 세트의 4개의 수평 휠
618 : 전력 공급원 620 : 배터리
622 : TLA 제어기 624 : 전방 및 후방 범퍼
626 : 동적 구조체 700 :선형모터 마그네트 어레이
702 : 전력 픽업 접촉부
관련 출원들에 대한 교차 참조
본 출원은 여기에 참조한 미국 특허 임시출원번호 제 60/717,335호(출원일: 2005년 9월 14일, 발명의 명칭: "이송 스테이션용 방법 및 장치(METHOD AND APPARATUS FOR A TRANSFER STATION)", 대리인 사건번호 제 9613/L/SYNX/SYNX/JW호)를 우선권 주장한다.
본 출원은 여기에 참조한 미국 특허 임시출원번호 제 60/717,150호(출원일: 2005년 9월 14일, 발명의 명칭: "운반 리프트 조립체용 방법 및 장치(METHOD AND APPARATUS FOR A TRANSPORT LIFT ASSEMBLY)", 대리인 사건번호 제 9613/L2/SYNX/SYNX/JW호)를 우선권 주장한다.
본 출원은 여기에 참조한 미국 특허 임시출원번호 제 60/717,336호(출원일: 2005년 9월 14일, 발명의 명칭: "밴드 대 밴드 이송 모듈용 방법 및 장치(METHOD AND APPARATUS FOR BAND TO BAND TRANSFER MODULE)", 대리인 사건번호 제 9613/L3/SYNX/SYNX/JW호)를 우선권 주장한다.
본 출원은 다음의 통상적으로 양도된 공동 계류 중인 미국 특허출원과 또한 관련되어 있으며, 이들은 여기에 참조되었다:
미국 특허출원번호 제 10/650,310호(출원일: 2003년 8월 28일, 발명의 명칭: "기판 캐리어 이송 시스템(SYSTEM FOR TRANSPORTING SUBSTRATE CARRIERS)", 대리인 사건번호 제6900호);
여기에 참조된 미국 특허출원번호 제 10/764,982호(출원일: 2004년 1월 26일, 발명의 명칭: "기판 캐리어 이송 방법 및 장치(METHOD AND APPARATUS FOR TRANSPORTING SUBSTRATE CARRIERS)", 대리인 사건번호 제7163호);
여기에 참조된 미국 특허출원번호 제 10/650,480호(출원일: 2003년 8월 28일, 발명의 명칭: "이동하는 컨베이어로부터 직접 기판 캐리어를 언로딩하는 기판 캐리어 핸들러(SUBSTRATE CARRIER HANDLER THAT UNLOADS SUBSTRATE CARRIERS DIRECTLY FROM A MOVING CONVEYOR)", 대리인 사건번호 제7676호);
미국 특허출원번호 제 10/764,820호(출원일: 2004년 1월 26일, 발명의 명칭: "기판 캐리어를 현수시키는 오버헤드 이송 플랜지 및 지지체(OVERHEAD TRANSFER FLANGE AND SUPPORT FOR SUSPENDING SUBSTRATE CARRIER)", 대리인 사건번호 제8092호); 및
미국 특허출원번호 제 10/987,955호(출원일: 2004년 11월 12일, 발명의 명칭: "컨베이어 벨트 밴드를 수용하기 위한 브레이크-어웨이 포지셔닝 컨베이어(BREAK-AWAY POSITIONING CONVEYOR MOUNT FOR ACCOMMODATING CONVEYOR BELT BENDS)", 대리인 사건번호 제8611호).
본 발명은 대체로 전자 장치 제조에 관한 것이며, 보다 상세하게는 전자 장치 제조 설비 내부에서 기판을 이송하는 것에 관한 것이다.
전자 장치의 제조는 전형적으로 실리콘 기판, 유리 플레이트 등과 같은 기판에 대해 일련의 단계들을 실시하는 것을 수반한다.(이러한 기판을 형상화되었든 또는 형상화되지 않았든 간에 웨이퍼라고 호칭될 수 있다) 이들 단계들은 폴리싱, 증착, 에칭, 포토리소그래피, 열처리, 등을 포함할 수 있다. 대개, 다수의 상이한 공정 단계들은 복수의 공정 챔버를 포함하는 단일 공정 시스템 또는 "툴(tool)"에서 실시될 수도 있다. 그러나, 이것은 대체로 다른 공정들이 조립 설비 내부의 다른 공정 위치에서 실시될 것이 요구되는 경우이며, 따라서, 기판이 하나의 프로세싱 툴에서 다른 프로세싱 툴로 조립 설비 내부에서 이송될 필요가 있다. 제조되는 전자 장치의 유형에 따라, 제조 설비 내에서 상당한 수의 상이한 프로세싱 툴/위치에서 실시될 필요가 있는 비교적 많은 수의 공정 단계가 존재할 수 있다.
밀봉식 포드, 카세트, 용기, 개방 트레이, 카세트 등과 같은 기판 캐리어를 통해 하나의 공정 위치에서 다른 공정 위치로 기판을 이송하는 것이 통상적이다. 툴에서 조립 설비 내부의 톨로 기판 캐리어를 이동시키기 위해 또는 기판 캐리어 이송 장치로부터 또는 기판 이송 장치로 기판 캐리어를 이송시키기 위해 자동 안내 차량, 오버헤드 이송 시스템, 기판 캐리어 핸들링 로봇 등과 같은 자동 기판 캐리어 이송 장치를 사용하는 것도 또한 통상적이다.
개별의 기판에 대해, 기판의 형성으로부터 마무리된 기판에서의 개별의 전자 장치의 커팅까지의 총체적 장치 조립 프로세스는 수 주 또는 수 개월 동안 측정되는 경과 시간을 필요로 할 수 있다. 따라서, 가치없는 추가된 시감을 감소시키려는 노력에서 기판 이송 시간을 감소시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 1 양상에 있어서, 섀시, 상기 섀시에 장착되는 휠의 하나 이상의 세트, 상기 섀시에 장착되는 리프트 조립체, 상기 리프트 조립체를 제어하는 제어기, 및 상기 섀시에 장착되고 외부 자기장의 적용에 반응하여 장치를 구동시키는 모터 마그네트 어레이를 포함하는, 장치가 제공된다.
본 발명의 제 2 양상에 있어서, 이송 스테이션 트랙을 따라 이동하는 단계, 센서로부터 이송 스테이션 트랙 위치 정보를 수신하는 단계, 이송 스테이션 제어기로 트랙 위치 및 이용가능성 상태를 통신하는 단계, 로드/언르드 지시를 수신하는 단계, 및 상기 로드/언로드 지시를 실행하는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.
본 발명의 제 3 양상에 있어서, 개별적으로 제어되는 운반 리프트 조립체, 트랙으로서, 상기 트랙을 따라 배치되고 상기 트랙 리프트 조립체가 상기 트랙 상에 있을 때 외부 자기장을 상기 운반 리프트 조립체에 적용하는 다수의 전기자 권선부를 포함하는, 트랙, 및 상기 전기자 권선부를 제어하는 제어 시스템을 포함하는, 시스템이 제공된다. 상기 운반 리프트 조립체는 섀시, 상기 섀시에 장착되는 휠의 하나 이상의 세트, 상기 섀시에 장착되는 리프트 조립체, 상기 리프트 조립체를 제어하는 탑재 제어기, 및 상기 섀시에 장착되고 외부 자기장의 적용에 반응하여 상기 운반 리프트 조립체를 구동시키는 모터 마그네트 어레이를 포함한다.
본 발명의 이들 및 다른 양상들에 따른 장치, 시스템 및 컴퓨터 프로그램 제품과 같은 다수의 다른 양상들이 제공된다. 여기에 개시된 각각의 컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터에 의해 판독가능한 매체(예컨대, 캐리어 웨이브 신호, 플로피디스크, 컴팩트 디스크, DVD, 하드 드라이브, 램(random access memory) 등)에 의해 보유될 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 양상들은 다음의 상세한 설명, 청구범위 및 첨부 도면으로부터 보다 완전히 이해될 것이다.
본 발명의 양상들은 전자 장치 제조 설비(Fab) 내부에서 2 이상의 컨베이어(예컨대, 고속 오버헤드 이송 시스템(high-speed overhead transport system; OHT systems)을 연속적으로 이동시키는 컨베이어) 사이에 기판(예컨대, 기판 캐리어(substrate carrier))을 이송하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 본 발명은 복수의 독립적인 운반 리프트 조립체(transport lift assemblies; TLAs)를 갖춘 이송 스테이션을 포함하며, 복수의 운반 리프트 조립체는 컨베이어 상에 이동 캐리어에 의해 각각 정렬되도록 되어 있고, (예컨대, 리프트 조립체를 사용하여) 컨베이어로부터 캐리어를 해제시키며, 제 2 컨베이어에 캐리어를 이송하고, 그리고 제 2 컨베이어에 캐리어를 이송(예컨대, 장착)시킨다. 본 발명의 이송 스테이션은 컨베이어 또는 TLAs를 정지시킬 필요없이 컨베이어들 사이에 이송시키는 것이 가능하며, 또한, 이송 스테이션에 캐리어가 도착할 때 연속적인 이송이 가능하게 한다. 즉, 컨베이어 상에 캐리어가 가능한 빨리 도착하는 한, 본 발명의 이송 스테이션은 도착한 캐리어를 다른 컨베이어에 (예컨대, 이용가능한 또는 개방된 캐리어 위치에 의해) 이동시키도록 작동할 수 있다.
이러한 이송 스테이션은 컨베이어와 정렬되도록 TLA를 안내하는 트랙을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 이 트랙은 각각의 컨베이어와 밀접하게 근접 배치되는 원형 트랙일 수 있다. 일부 실시예에서, 다른 형상(예컨대, 타원형)의 트랙이 사용될 수 있다. 예컨대, 각 컨베이어의 일부분은 트랙의 다른 부분 위로 직접 통과할 수 있다. 트랙 둘레로 TLAs를 추진시키기 위해 구동 시스템(예컨대, 폐쇄형 경로 선형 모터)이 제공될 수 있다. 또한, 제어 시스템도 제공될 수 있는데, 이러한 제어 시스템은 도착한 캐리어 및/또는 크레이들(cradle)에 대한 정보를 수신하고, (예컨대, 언로드 작동을 예상하고) 유입되는 캐리어 또는 (예컨대, 로드 작동을 예상하고) 크레이들과 같은 유입되는 컨베이어 위치와 정렬되도록 개별 TLA's 를 조정하도록 구동 시스템을 제어한다. 이러한 제어 시스템은 또한 실제 언로딩(unloading) 및 로딩(loading) 프로세스의 일부분으로서 개별의 TLA's 속도를 조정하도록 구동 시스템을 제어할 수 있다. 일부 실시예들에서, TLAs의 하부 부분과 트랙이 엔클로저에 의해 둘러싸여 있을 수 있는데, 이러한 엔클로저의 내부에는 임의의 잠재적인 오염 물질을 포획하도록 음압(negative air pressure)이 유지된다. 이러한 엔클로저는 TLAs를 신속하게 교체할 수 있는 하나 이상의 접근 도 어를 포함할 수 있다.
각각의 TLAs는 예컨대, 컨베이어로부터 캐리어를 제거하거나 또는 컨베이어 상에 캐리어를 장착시키도록 TLA를 인도하는 이송 스테이션 제어 시스템으로부터 (예컨대 블루투쓰(Bluetooth)(등록상표), http://www.bluetooth.org/sped/, 와 같은 프로토콜을 사용하여) 제어 신호를 수신하는 무선 통신 설비를 포함한다. 이러한 지시에 응답해서, 이송 스테이션 제어기/제어 시스템이 지시하듯이 로드 또는 언로드 단계를 TLAs가 실행하도록 TLAs에 승선해 있는 개별의 TLA 제어기가 예비프로그래밍될 수 있다.
이러한 TLAs는 기판 캐리어와 연결, 기판 캐리어를 지지, 및/또는 기판 캐리어와 정렬되는 동적 구조체(kinematic feature)를 갖춘 엔드 이펙터(end effector)를 포함한다. 일부 실시예에서, TLA는 수평 및 수직으로 배향된 복수 세트의 휠을 포함하는데, 이 휠 상에서 TLA가 트랙 주위로 이동한다. 원형 트랙 실시예에서, 수직으로 배향된 세트의 휠이 경사져 있을 수 있어서, 자신의 힘으로, TLA가 트랙의 직경과 부합되는 원형 경로를 따라간다. 이러한 TLA의 특징은 휠 상에서의 마찰을 감소시키고, 이에 따라, 입자 발생을 감소시킨다.
도 1을 참조하면, 이송 스테이션(102A-E)을 사용하는 전자 장치 제조 설비(electronic device manufacturing facility; Fab)(100)의 개략도가 도시되어 있다. 이 Fab(100)는 컨베이어(106A-D)에 의해 기능하는 다수의 프로세싱 툴(104A, 104B)(이들 중 2개만 대표적으로 도면부호를 표시함)을 포함한다. 이송 스테이션(102A-E) 및/또는 컨베이어(106A-D)는 하나 이상의 이송 시스템 제어기(transport system controllers; TSC)(108)와 연결되며 이 TSC(108)에 의해 제어될 수 있다.
작동에 있어서, 이송 스테이션(102A-E), 컨베이어(106A-D), 및 TSC(108)는 연속해서 이동하는 고속 오버헤드 이송 시스템(high-speed overhead transport system; OHT system)의 일부분일 수 있는데, 이러한 연속해서 이동하는 고속 오버헤드 이송 시스템은 프로세싱 툴(104A, 104B)(및/또는 Fab(100)의 다른 프로세싱 툴)에 하나 이상의 기판을 수용하는 캐리어(도시 안됨)를 전달하도록 되어 있다. 컨베이어(106A-D) 각각은 단일 기판 또는 실질적으로 25개 미만의 기판(예컨대, 30개 미만, 일부 실시예에서는 5개 이하의 기판)을 유지하는 기판 캐리어와 같이, 소형 로트(lot) 크기 캐리어를 이송하기에 특히 적합한 폐루프 밴드(closed loop band)로서 구형될 수도 있다. 도 1에 도시된 특별한 실시예인 Fab(100)는 4개의 독립적인 컨베이어(106A-D)을 갖춘 OHT 시스템을 포함하는데, 이러한 컨베이어(106A-D) 각각은 고속, 저유지비의 일정하게 이동하는 컨베이어(106A-D); 컨베이어(106A-D)를 정지 또는 속도를 낮출 필요가 없는 캐리어 로딩/언로딩 기능; 한 번에 다수의 캐리어를 물리적으로 지지할 수 있는 컨베이어(106A-D); 및 원하는 이송 경로에 용이하게 맞추어질 수 있는 가요성 컨베이어(106A-D)를 포함하는 소형 로트 크기 캐리어를 사용하는데 이러한 예시적인 OHT 시스템이 특히 적합하게 하는 여러 특징을 포함한다. 이러한 특징들이 후술된다.
여기에 참조된 미국 특허출원번호 제 10/650,310호(출원일: 2003년 8월 28일, 발명의 명칭: "기판 캐리어 이송 시스템(SYSTEM FOR TRANSPORTING SUBSTRATE CARRIERS)", 대리인 사건번호 제6900호)는 Fab가 기능하는 그 작동 동안 연속적으 로 이동 상태에 있게 되는 기판 캐리어용 컨베이어를 포함하는 기판 캐리어 이송 시스템 또는 유사한 전달 시스템을 개시한다. 연속해서 이동하는 컨베이어는 Fab 내에서 각각의 기판의 총 "휴지(dwell)" 시간을 감소시키도록 Fab 내부에서의 기판의 신속한 이송을 용이하게 하기 위한 것이다.
이러한 방법으로 Fab를 작동시키기 위해, 컨베이어로부터 기판 캐리어를 언로딩하고, 컨베이어가 이동하고 있는 동안 컨베이어 상에 기판 캐리어를 로딩하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 여기에 참조된 미국 특허출원번호 제 10/650,480호(출원일: 2003년 8월 28일, 발명의 명칭: "이동하는 컨베이어로부터 직접 기판 캐리어를 언로딩하는 기판 캐리어 핸들러(SUBSTRATE CARRIER HANDLER THAT UNLOADS SUBSTRATE CARRIERS DIRECTLY FROM A MOVING CONVEYOR)", 대리인 사건번호 제7676호)는 이동하는 컨베이어에 대해 이러한 로딩/언로딩 작동을 실시할 수 있는 "툴 스테이션(예컨대, 프로세싱 툴과 인접하거나 또는 프로세싱 툴과 일체화됨)" 또는 기판 로딩 스테이션에 위치한 기판 캐리어 핸들러를 개시한다. 예컨대, 기판 로딩 스테이션 또는 툴 스테이션은 수직으로 이동가능한 수평 가이드 또는 크레인, 및 수평 가이드를 따라 수평으로 이동가능한 엔드 이펙터(end effector)를 포함할 수 있다. 수직 및/또는 수평으로 엔드 이펙터를 이동시키는 다른 구성이 제공된다.
기판 캐리어("기판 캐리어 컨베이어")를 이송시키고 또한 기판 로딩 스테이션 옆을 통과하는 이동하는 컨베이어로부터 기판 캐리어를 언로딩하기 위해, 기판 캐리어가 기판 캐리어 컨베이어(예컨대, 수평 방향으로 기판 캐리어 속도와 실질적으로 부함됨으로써)에 의해 이송될 때, 엔드 이펙터가 기판 캐리어의 속도와 실질 적으로 부합되는 속도로 수평으로 이동된다. 또한, 이 엔드 이펙터는 기판 캐리어가 이송될 때 기판 캐리어와 인접한 위치에서 유지될 수 있다. 따라서, 엔드 이펙터는 기판 캐리어의 속도와 실질적으로 부합하는 동안 기판 캐리어의 위치와 실질적으로 부합될 수 있다. 마찬가지로, 컨베이어 위치 및/또는 속도가 실질적으로 부합된다.
엔드 이펙터가 기판 캐리어의 속도(및/또는 위치)와 실질적으로 부합되는 동안, 엔드 이펙터는 엔드 이펙터가 기판 캐리어와 접촉하고 기판 캐리어 컨베이어로부터 기판 캐리어를 해제시키도록 상승된다. 기판 캐리어는 유사하게, 로딩하는 동안 엔드 이펙터 및 컨베이어 속도(및/또는 위치)와 실질적으로 부합됨으로써 이동하는 기판 캐리어 컨베이어 상에 로딩될 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 엔드 이펙터와 기판 캐리어 컨베이어 사이의 이러한 기판 캐리어 핸드오프(handoff)는 엔드 이펙터와 기판 캐리어 사이에서 실질적으로 영(0) 상대 속도 및/또는 가속도로 실행된다.
여기에 참조된 미국 특허출원번호 제 10/764,982호(출원일: 2004년 1월 26일, 발명의 명칭: "기판 캐리어 이송 방법 및 장치(METHOD AND APPARATUS FOR TRANSPORTING SUBSTRATE CARRIERS)", 대리인 사건번호 제7163호)는 전자 장치 제조 설비의 하나 이상의 프로세싱 툴 사이에서 기판 캐리어를 이송하기 위한 상술한 기판 캐리어 이송 시스템 및/또는 툴과 함께 사용될 수 있는 컨베이어 시스템을 개시한다. 이 컨베이어 시스템은 전자 장치 제조 설비의 적어도 일부분 내부에 폐루프(closed loop)를 형성하며 그 내부에서 기판 캐리어를 이송하는 리본(ribbon)(또는 "밴드(band)")을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 이 리본 또는 밴드는 스테인레스 강, 폴리카보네이트, 복합 물질(예컨대, 카본 그래파이트, 유리섬유 등), 강(steel) 또는 그 밖의 보강 폴리우레탄, 에폭시 라미네이트, 스테인레스 강, 직물(예컨대, 카본 섬유, 유리섬유, 듀퐁(Dupont)사로부터 구매가능한 Kevlar®, 폴리에틸렌, 스틸 메쉬 등) 또는 다른 강화 물질을 포함하는 플라스틱 또는 폴리머 물질로 형성될 수 있다. 리본의 두꺼운 부분이 수직 평면 내에 놓이고 리본의 얇은 부분이 수평 평면에 놓이도록 리본을 배향시킴으로써, 리본이 수평면으로 가요성을 가지며 수직면으로 강성을 가진다. 이러한 구성에 의해, 컨베이어가 저렴하게 구성 및 실시될 수 있다. 예컨대, 리본은 구성하기 위한 물질을 거의 필요로 하지 않으며 제조가 용이하고, 또한, 리본은 그 수직 강성률/강도로 인해 (종래에 수평으로 배향된 벨트형 컨베이어 시스템 내에서 사용된 롤러 또는 다른 유사한 메카니즘과 같은) 보충 지지 구조물 없이 다수의 기판 캐리어의 중량을 지지할 수 있다. 또한, 이 컨베이어 시스템은 리본이 구부러지고, 활처럼 휘거나 또는 그 측면 유연성으로 인해 여러 구성으로 형상화될 수 있으므로 맞춤성이 상당히 우수하다.
상술한 바와 같이, 도 1의 예시적인 Fab(100)는 예시적인 Fab(100)의 상이한 4분 구간(quadrant)을 통해 루프를 각각 형성하는 4 개의 컨베이어(106A-D)(예컨대, 리본 또는 밴드)를 포함한다. 이 컨베이어(106A-D)는 예컨대 여기에 참조된 미국 특허출원 번호 제 10/764,982호에 개시된 리본을 포함한다. 또한, 상술한 바와 같이, 컨베이어(106A-D)는 프로세싱 툴(104A, 104B) 사이에서 캐리어(도시 안 됨)를 이송시킬 수 있고, 컨베이어(106A-D) 각각은 교차하지 않는 폐 루프를 형성하도록 직선 부분 및 곡선 부분을 포함한다. 임의의 수의 프로세싱 툴(104A, 104B), 컨베이어(106A-D), 및/또는 루프 구성이 사용될 수 있다.
이송 스테이션(102A-E)은 캐리어가 하나의 컨베이어로부터 다른 컨베이어로 이동될 수 있게 한다. 예컨대, 이송 스테이션(102A-E)은 컨베이어(106A)로부터 컨베이어(106B)로 캐리어를 이동시키는데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 컨베이어(106E)는 2 개 이상의 컨베이어 사이에서 캐리어의 직접 이송을 가능하게 하도록 되어 있을 수 있다. 예컨대, 이송 스테이션(102E)은 컨베이어(106A)로부터 컨베이어(106B 및/또는 106D)로, 컨베이어(106B)로부터 컨베이어(106A, 106C 및/또는 106D)로, 컨베이어(106C)로부터 컨베이어(106A, 106B 및/또는 106D)로, 그리고 컨베이어(106D)로부터 컨베이어(106A, 106B 및/또는 106C)로 캐리어를 이동시키는데 사용될 수 있다. 도 1의 실례에 도시된 바와 같이 단지 2개 또는 4 개가 아닌, 임의의 수의 컨베이어가 이송 스테이션으로서 기능할 수 있다. 또한, 도 1에 도시되지는 않았지만, 추가 또는 대안의 실시예에서, 이송 스테이션은 기판 로딩 스테이션을 통해 컨베이어로부터 프로세싱 툴 또는 저장 설비에 직접 캐리어를 이송하도록 되어 있을 수 있다.
(미국 특허출원 제 10/650,480호에 개시된 바와 같이) 컨베이어가 툴 스테이션 옆을 통과할 때, 각각의 프로세싱 툴은 각각의 컨베이어(106A-D) 상에 기판 캐리어를 로딩하기 위해 또는 각각의 컨베이어(106A-D)로부터 기판 캐리어를 언로딩 하기 위한 프로세싱 툴(104A)의 "툴 스테이션"(도시 안됨) 또는 기판 로딩 스테이 션의 기판 캐리어 핸들러를 포함한다. 예컨대, 프로세싱 툴(104A)의 툴 스테이션의 엔드 이펙터(도시 안됨)는, 기판 캐리어가 컨베이어(106A)에 의해 이송될 때 기판 캐리어의 속도와 실질적으로 부합되는 속도로 수평으로 이동될 수 있고, 기판 캐리어가 이송될 때 기판 캐리어와 인접하는 위치에서 유지될 수 있으며, 또한, 이러한 엔드 이펙터는, 엔드 이펙터가 기판 캐리어와 접촉하며 컨베이어(106A)로부터 기판 캐리어를 해제시키도록 상승될 수 있다. 이후, 기판 캐리어는 프로세싱 툴(104A)에 전달될 수 있다. 유사하게, 기판 캐리어는 로딩하는 동안 엔드 이펙터 및 리본 속도(및/또는 위치)에 실질적으로 부합됨으로써 이동하는 컨베이어 상에 로딩될 수 있다.
각각의 툴 스테이션은 프로세싱 툴로의 이송 및/또는 프로세싱 툴로부터의 이송을 위해 복수의 기판 또는 기판 캐리어가 위치되는 하나 이상의 로드 포트 또는 유사한 로케이션(도킹/언도킹 이동을 사용하지 않는 이송 로케이션이 사용될 수 있지만, 하나 이상의 도킹 스테이션)을 포함할 수 있다. 프로세싱 툴에서 기판 캐리어 버퍼링을 위해 각각의 툴 스테이션에 여러 기판 캐리어 저장 로케이션도 제공될 수 있다.
도 1에 도시된 예시적인 OHT 시스템은 컨베이어(106A-D), 프로세싱 툴(104A, 104B), 및/또는 이송 스테이션(102A-E)의 작동을 모니터링, 제어 및/또는 인도하기 위한이송 시스템 제어기(transport system controller; TSC)(108)를 포함한다. 도 1에 도시하지는 않았지만, TSC(108)가 각각의 이송 스테이션(102A-E) 및/또는 각각의 프로세싱 툴(104A, 104B)의 각각의 툴 스테이션과 연결 및/또는 소통 상태에 있 을 수 있다. 예컨대, TSC(108)는 컨베이어(106A-D)의 속도 및/또는 상태를 제어/모니터링하고, 기판 캐리어를 지지/이송하는데 사용되는 컨베이어(106A-D)의 크레이들을 배치시키며, 이러한 크레이들의 상태를 모니터링하며, 각각의 툴 스테이션 및/또는 이송 스테이션(102A-E) 등에 이러한 정보를 제공한다. 마찬가지로, 각각의 툴 스테이션은 툴 스테이션 작동(예컨대, 컨베이어(106A-D)에/컨베이어(106A-D)로부터 기판 캐리어를 로딩 또는 언로딩하는 작동, 툴 스테이션 및/또는 이 툴 스테이션에 의해 도움을 받는 프로세싱 툴의 저장 로케이션 또는 로드 포트에/저장 로케이션 또는 로드 포트로부터 기판 캐리어를 이송하는 작동)을 제어하기 위한 툴 스테이션 소프트웨어(tool station software; TSS)를 포함할 수 있다. 재료 제어 시스템(material control system; MCS)은 TSC(108), 이송 스테이션(102A-E), 및/또는 이송 스테이션(102A-E)의 작동에 영향을 주기 위한 각각의 프로세싱 툴의 각각의 툴 스테이션의 툴 스테이션 소프트웨어와 연결 및/또는 소통될 수 있다. TSC(108), 이송 스테이션(102A-E), 각각의 TSC(108) 및/또는 MCS는 TSC(108), 이송 스테이션(102A-E), TSS 및/또는 MCS에 의해 실행되는 작동의 스케쥴을 제어하기 위한 스케쥴러(scheduler)(도시 안됨)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 Fab(100)의 위상(topology)은 Fab(100)가 보다 결함에 안전하게 만들면서 이와 동시에 특히 기판 수율(throughput)면에서 성능 특성들을 향상시키도록 구성된다. 일부 실시예에서, 단일 컨베이어는 Fab 전체에 걸쳐 사용될 수 있다. 그러나, 컨베이어가 고장나거나 또는 단일 컨베이어 Fab에서 정지되어야 한다면, 컨베이어를 통해 이송되는 모든 캐리어가 정지된다. 그러나, 복수의 컨베이 어(106A-D) 및 복수의 이송 스테이션(102A-E)의 사용을 통해, 하나 이상의 컨베이어(106A-D)가 정지할지라도 캐리어의 이송이 계속될 수 있다. 예컨대, 캐리어가 프로세싱 툴(104A)로부터 프로세싱 툴(104B)로 이송될 필요가 있고 컨베이어(106B) 및 이송 스테이션(102E)이 수리를 위해 정지했었다면, 이 캐리어는 컨베이어(106A), 이송 스테이션(102D), 컨베이어(106D), 이송 스테이션(102C), 및 컨베이어(106C)를 통해 프로세싱 툴(104A, 104B) 사이에 여전히 이송될 수 있다.
도 2를 참조하면, 이송 스테이션(102A) 및 컨베이어(106A, 106B)(밴드(200)만이 도시됨)의 예시적인 실시예의 사시도가 도시되어 있다. 크레이들(202)은 컨베이어(106A, 106B)의 밴드(200) 각각에 연결되며 기판 캐리어(204)를 지지하도록 되어 있다. 리프트 조립체(아래에 기재됨)를 각각 포함할 수 있는 운반 리프트 조립체(transport lift assemblies; TLAs)(206)도 기판 캐리어(204)를 지지하도록 되어 있다. 도 2에 도시된 실시예에서, 크레이들(202)은 위로부터 캐리어(204)를 지지하며, TLAs는 아래로부터 캐리어(204)를 지지한다. 그러나, 위로부터 캐리어를 지지하는 TLAs 및/또는 아래로부터 캐리어를 지지하는 크레이들을 포함하는 다른 대안의 구성이 가능하다.
이송 스테이션(102A)은 또한 이송 스테이션 및/또는 컨베이어(106A, 106B)에 연결된 복수의 센서(208)를 포함할 수 있다. 이들 센서(208)는 카메라, 통과 비임 검출기, 또는 캐리어(204) 및/또는 비어 있는 크레이들(empty cradle)(202)의 도착 및/또는 속도를 검출/결정하기에 적합한 다른 장치들을 포함할 수 있다. 또한, 이들 센서(208)는 TLA 상의 리프트 조립체의 위치(예컨대, 위 또는 아래), TLA의 속 도 및/또는 위치, 및/또는 크레이들/캐리어에 대한 TLA/캐리어 상대 위치, 속도 및/또는 가속도, 및 그 반대의 경우의 상대 위치, 속도 및/또는 가속도를 결정/검출하는데 사용될 수 있다. 이러한 정보는 TSC(108)(도 1)에 제공될 수 있으며 기판 캐리어 이송을 제어/영향을 주는데 사용된다.
상술한 바와 같이, 도 2의 컨베이어(106A, 106B)의 특별한 도시는 도시된 밴드(200)와 결합하여 사용될 수 있는 지지, 안내 및 구동 장치를 생략한다. 지지 장치는 이송 스테이션(102A) 위로 원하는 높이에서 수평면으로 밴드(200)를 유지 또는 지지하는데 사용될 수 있다. 가이드 장치는 이송 스테이션(102A)의 트랙의 일부분과 실질적으로 부합되는 경로로 밴드(200)를 인도하는데 사용될 수 있다. 구동 장치는 가이드 장치를 통해 밴드(200)를 이동시키는데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 밴드(200)를 지지, 안내 및 구동시키기 위해 프레임에 장착된 일련의 모터 구동식 롤러가 사용될 수도 있다. 이 밴드(200)는 컨베이어(106A, 106B)를 통해 이송 스테이션(102A)에 오게 되는 캐리어(204)가 이송 스테이션(102A)의 TLAs(206)에 의해 컨베이어(106A, 106B)의 크레이들(202)로부터 언로딩될 수 있다. 마찬가지로, 밴드(200) 위의 이송 스테이션(102A)에 도착한 비어 있는 크레이들(202)은 TLAs(206)에 의해 캐리어(204)에 의해 로딩될 수 있다.
도 2는 2 개의 컨베이어(106A, 106B)를 수용하기에 적합한 크기의 이송 스테이션(102A)을 도시한다. 밴드의 속도, 밴드 상의 크레이들의 간격, 및 캐리어를 제어/장착하는데 필요한 시간의 양을 포함하는 여러 인자(factors)에 따라, 이송 스테이션의 크기가 임의의 수의 밴드로부터/밴드로의 이송을 수용하도록 변경될 수 있다. 대략 동일한 속도로 이동하는 도 2에 도시된 바와 같은 2 개의 밴드(200)에 대해, 예컨대, 대략 500 mm 간격으로 떨어져 있고 분당 180 개의 캐리어 속도로 도착하는 캐리어를 수용하는 이송 스테이션의 직경은 대략 2.5 미터 정도로 작을 수 있다. 특히 보다 느리게 이동하는 밴드를 갖는 및/또는 상이한 구성을 갖는, 보다 작은 직경을 갖는 이송 스테이션이 가능하다. 상술한 예시적인 이송 스테이션 상의 TLAs는 대략 분 당 12회전으로 회전하고, 이러한 이송 스테이션은 하나의 밴드로부터 다른 밴드로 시간 당 10,800개의 캐리어를 이송시킬 수 있다.
작동에 있어서, TLAs(206)는 TSC(108)(도 1)에 의해 인도되듯이 언로딩, 이송 및 로딩되는 캐리어(204)와 무관하게 이송 스테이션(102A)에서 연속적으로 회전한다. 예컨대, TSC(108)는 센서(208) 또는 이송 스테이션(102A)으로부터 캐리어(204)의 도착을 나타내는 정보를 수신할 수 있다. 이후, TSC(108)는 캐리어(204)와 속도를 부합시킴으로써 도착되는 캐리어(204)와 이용가능한 TLA(206)를 정렬시키도록 이송 스테이션(102A)을 인도할 수 있다. 이 TLA(206)는 TSC(108) 및/또는 이송 스테이션(102A)으로부터 명령을 수신하고, 밴드(200)로부터 캐리어(204)를 언로딩하며 이송 스테이션(102A)의 다른 쪽으로 캐리어를 이송시킨다. 이후, TLA(206)는 센서(208)에 의해 검출되는 도착된 비어있는/이용가능한 크레이들(202) 상에 캐리어(204)를 로딩할 수 있다.
도 3을 참조하면, 도 2의 이송 스테이션(102A)의 사시도가 컨베이어가 삭제된 상태로 도시되어 있다. 단일 캐리어(204)가 캐리어(204) 아래의 (불명확하게) TLA(206)에 의해 지지되는 것으로 도시되어 있다. 이송 스테이션(102A)은 엔클로 저(302)에 의해 둘러싸인 트랙(300)을 포함한다. 이 트랙(300)은 프레임(304)에 의해 지지된다. 트랙(300)의 둘레를 구동 시스템(306)이 둘러쌀 수 있고, 이송 스테이션(102A)에 제어기(308)가 연결될 수 있다. 제어기(308)는 국부 제어기일 수 있다.
작동에 있어서, TLAs(206)는 트랙(300) 둘레로 캐리어(204)를 이송한다. 아래에 설명하듯이, TLAs(206)는 또한 (도 2의) 컨베이어(106A) 상에서 크레이들(202)과 정렬되는 동안 리프트 조립체를 상승 및 하강시킴으로써 오버헤드 이송(OHT) 시스템으로부터 캐리어(204)를 로딩 및 언로딩할 수 있다. TLAs(206)는 각각 구동 메카니즘(306)에 의해 구동되는데, 이 구동 메카니즘(306)은 일부 실시예에서 폐-경로(closed-path) 선형 모터를 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 선형 모터는 TLAs(206) 상에 장착된 영구 자석을 잡아 당기거나 밀어 내도록 자기장을 각각 생성시키기 위해 개별적으로 각각 전력을 받을 수 있는 나란히 배치된 전기자 와인딩 또는 모터의 배열을 포함할 수 있다. 본 발명은 TLAs의 속도가 구동 메카니즘(306)의 제어에 의해 독립적으로 제어되고 조정될 수 있도록 실시될 수 있다. 이 구동 메카니즘(306)은 TSC(108)(도 1)에 의해 직접 제어될 수 있거나, 대안으로, 국부 제어기(308)에 의해, 그리고 일부 실시예에서는 TSC(108)의 지시 하에서 제어될 수도 있다. 따라서, 각각의 TLA(206)의 속도 및 위치는 제어기(308) 및/또는 TSC(108)로부터의 신호에 응답해서 구동 메카니즘(306)을 통해 독립적으로 제어될 수 있다. 이 제어기(308)는 (도 2의) 센서(208)로부터의 정보에 응답해서 및/또는 TLAs 이들 자신으로부터의 신호에 응답해서 TLAs(206)의 속도 및 위치를 제어할 수 있다. 선형 모터의 구성 및 작동에 관한 보다 상세한 설명은 여기에 참조된 치타야트(Chitayat)에게 허여된 미국특허 제 6,713,902호에서 찾아볼 수 있다.
엔클로저(302)는 TLAs(206)가 내부에서 이동하는 부피체를 한정하는 트랙(300)의 양 측면 상의 일련의 패널을 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 이러한 엔클로저(302)는 각각의 TLA의 리프트 조립체가 그로부터 돌출하는 상부에 개구(opening) 또는 슬롯(slot)(310)을 포함한다. 프레임(304)은 트랙(300)을 지지하는 것에 추가로 일체형 입자 제어 시스템을 포함할 수 있다. 예컨대, 프레임(304)은 진공 공급원(312) 및 엔클로저(302)의 바닥에서 개구(도시 안됨)와 연결되는 중공(hollow)의, 관형(tubular) 부재로 구성될 수 있다. 이러한 프레임 부재를 통해, 엔클로저(302)에 의해 한정된 부피체에 진공 압력이 인가될 수 있다. 따라서, TLAs의 운동에 의해 발생된 임의의 입자들은 엔클로저(302)의 바닥에서 복수의 개구들을 통해 이송 스테이션(102A)으로부터 제거될 수 있으며, 프레임(304)을 통해 멀리 운반될 수 있다. 개별의 입자 제어 시스템(도시 안됨)은 대안으로 또는 추가적으로 이들로부터 입자를 제거하기 위한 엔클로저(302)에 직접 연결될 수 있다.
도 4를 참조하면, 도 2의 이송 스테이션(102A)의 더욱 상세한 사시도가 제공된다. 도 3을 참조하면, 단일 캐리어(204)는 캐리어(204) 아래 TLA(206)에 의해 지지되어 있다. 이송 스테이션(102A)은 엔클로저(302)에 의해 둘러싸이는 트랙(300)을 포함한다. 트랙(300)은 프레임(304)에 의해 지지되고 구동 시스템(306)은 트랙(300)의 주변부를 둘러싼다. 트랙(300)에 부가하여, TLA(206)는 상부 로드웨 이(400) 및 하부 로드웨이(300)와 접촉할 수 있으며, 상부 로드웨이 및 하부 로드웨이는 둘다 엔클러저(302)의 외부의 내부 표면을 따라 형성된다. 하나 또는 그 이상의 접근 포트 도어(404)는 엔클로저(302)의 내부에 포함될 수 있다. 접근 포트 도어(404)의 개구를 통하여 도시된 바와 같이, TLA(206)는 한 세트의 두 개의 수직 휠(406) 및 한 세트의 4개의 수평 휠(408)을 포함할 수 있다. 소정의 실시예에서, 다소의 수직 및/또는 수평 휠이 TLA에 포함될 수 있다. 이송 스테이션(102A)은 TLA에 근접한 엔클로저(302)의 외부의 내부 표면을 따라 형성될 수도 있는 전력 전달 시스템(410)을 더 포함할 수 있다.
상술된 바와 같이, 엔클로저(302)는 엔클러저(302) 내의 이동부에 의해 발생되는 잠재적인 오염 입자가 증착되거나 또는 Fab(100)의 분위기내로 배출되는 것을 방지하는 입자 봉쇄 엔클로저일 수 있다. 일부 실시예에서, 음압(예를 들면, 진공 압력)이 엔클로저(302) 내에 유지될 수 있다. 이러한 실시예에서, 음압이 이송 스테이션(102A)의 프레임(304)을 경유하여 및/또는 엔클로저(302)에 직접 인가될 수 있다. 프레임(304)은 일련의 상호연결 중공형 부재로서 실시될 수 있으며, 이 중공형 부재는 진공이 이송 스테이션(102A) 내에서 발생된 어떠한 입자도 빨아낼 수 있는, 엔클러저(302)의 바닥부로부터 다수의 흡입 경로를 제공한다. 따라서, 다운 드래프트(down draft)가 상부로부터 하부로 엔클로저(302) 내에 형성될 수 있어 입자가 프레임(304)을 경유하여 이송 스테이션(102A) 및 TLA(206)으로부터 당겨질 수 있다. 이러한 입자 봉쇄 시스템은 Fab(100) 내에서 바람직한 클래스 1000 이상의 세정실 비율(a better than class 1000 cleanroom rating)(예를 들면, 연방 표준 209(Federal Standard 209)를 준수하여 공기 공간의 각각의 입방 피트에서 0.5 마이크론 보다 더 큰 천 개의 입자 보다 작은 입자 밀도를 유지하도록)을 고수하기 위해 이용될 수 있다.
작동 중, 구동 시스템(306)이 이송 스테이션(102A) 둘레로 TLA(206)를 추진할 때, 수직 휠(406)은 트랙(300)을 따라 롤링한다. 수직 휠(406)은 경사지거나 또는 이와 달리 TLA(206)가 트랙(300)의 형상과 부합하는 원형상으로 자연적으로 롤링하도록 한다. 따라서, 측방향 롤링 마찰이 최소화되어 입자 발생이 상당히 감소된다. 일정한 곡률 반경을 가지는 원형 트랙(300)은 부합되고 기울어진 수직 휠(406)을 구비한 TLA(206)가 최소 마찰 및 입자 발생으로 롤링될 수 있어, 제조 환경 내로 유입되는 입자 오염물질을 감소시킨다. 부가적인 또는 선택적인 실시예에서, 트랙(300)은 각도를 형성하거나 마찰 및 입자 발생을 최소화하도록 일정한 피치로 기울어 질 수 있다.
균형이 잡힌 구심력을 제공하기 위해, TLA(206)가 이송 스테이션(102A) 둘레로 추진될 때 수평 휠(408)은 또한 상부 로드웨이(400) 및 하부 로드웨이(402) 상에서 롤링한다. 트랙(300), 상부 로드웨이(400), 및 하부 로드웨이(402)는 각각 입자 발생을 방지하는 얇은 폴리카보네이트 상부 층을 포함할 수 있다. 소정의 다른 사용가능한 재료가 선택적으로 트랙(300) 및/또는 로드웨이(400, 402)를 위한 표면으로서 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, TLA(206)는 탑재 기능(예를 들면, 리프트 조립체, 무선 통신, 센서 등)이 작동 되도록 이송 스테이션(102A)으로부터 전력을 받을 수 있다. 전력 전달 시스템(410)은 TLA(206)의 각각으로의 전기적 접촉을 제공하는 슬립 링을 포함할 수 있다. 이와 달리, 변환기는 접촉부를 이용하지 않고 TLA(206)에 전력을 전달하기 위해 이용될 수 있다. 다른 실시예에서, 탑재 배터리가 전력 전달 시스템(410)으로부터 수용되는 에너지를 저장하도록 TLA(206)에 저장될 수 있다.
상술된 바와 같이, 엔클로저(302)는 이송 스테이션(102A)의 다른 부품을 노출하도록 완전히 제거될 수 있거나 도 4에 도시된 바와 같이 힌지 상에서 개방될 수 있는 소정의 수의 접근 포트 도어(404)를 포함할 수 있다. 접근 포트 도어(404)는 세정, 유지 또는 수리 작업을 수행하기 위해 개방될 수 있다. 접근 포트 도어 개방은 충분히 커서 TLA(206)가 트랙(300)으로부터 용이하게 제거되어 순식간에 대체 TLA(206)으로 교체된다.
도 5를 참조하면, 이송 스테이션(102A)의 일 실시예의 다양한 부품이 블록도로 도시되어 있다. 제어기(308)는 다수의 TLA(206)와 무선 2방 통신일 수 있다. 제어기(308)는 또한 구동 시스템(506), 입자 제어 시스템(508), 전력 전달 시스템(510), 및 센서 시스템(512)에 결합될 수 있다. 제어기(308)는 또한 Fab내의 TSC 및/또는 MSC와 통신하기 위해 통신 포트(514)를 포함할 수도 있다.
제어기(308)는 소정의 컴퓨터, 마이크로프로세스, 또는 이송 스테이션(102A)의 작동 상에 제어를 제공하도록 적용되거나 프로그램될 수 있는 컴퓨터 시스템으로서 실시될 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기(308)는 다른 컴퓨터 및/또는 시스템과의 통신을 용이하게 하기 위한 컴퓨터 포트(514)를 구비한 네트워크 컴퓨터일 수 있다. 예를 들면, 제어기(308)는 이송 스테이션(102A) 또는 소정의 시스템 또 는 시스템의 부품의 작동에 관한 정보를 외부 컴퓨터 또는 예를 들면 Fab를 위한 제조 실행 시스템(MES)과 같은 제어 시스템으로 정보를 제공하거나 이 정보에 의해 제어될 수 있다.
TLA(206)(상세하게 후술됨)는 예를 들면 불루투쓰(Bluetooth)(등록상표)와 같은 소정의 실행가능한 프로토콜 또는 무선 이더넷을 이용하여 제어기(308)와 무선으로 통신할 수 있다. 일부 실시예에서, TLA(206)는 제어기(308)에 상태 정보, 예를 들면, 이송의 완료 표시, 점검에 대한 요구, 현재 트랙 위치, 에러 상태, 속도, "상승", "하강", "중심맞춤된 캐리어(carrier centered)", "저 배터리", "배터리 충전", "전력 전달 불가", "전력 전달 가능" 등을 제어기(308)로 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, TLA(206)는 예를 들면 크레이들로부터 캐리어를 제거하거나 크레이들의 속도와 이리시키기 위해 감속 또는 가속에 대한 요구를 제어기로 신호를 보낼 수 있다. 제어기(308)는 반응하여 구동 시스템(506)을 제어하여 적절한 모터 코일로 전압을 가하거나 제거하여 TLA(206) 상에서의 원하는 효과를 달성한다. 다른 또는 부가 실시예에서, 제어기(308)는 센서 시스템(512) 및/또는 TSC(예를 들면, 통신 포트(515))를 경유하여)로부터 수신된 정보를 기초로하여 TLA(206)로 지시 신호를 보낸다. 예를 들면, 제어기(308)는 TLA(206)에 할당되어 특별한 들어오는 크레이들로부터 캐리어를 언로딩하거나 도달하는 크레이들에 캐리어를 로딩한다.
또 다른 실시예에서, 제어기(308)는 컨베이어로부터 캐리어를 언로딩하고, 캐리어를 특정 시간 동안(예를 들면, 이송 스테이션(102A) 주위를 3회전 하는 동 안) 홀딩하고 그리고나서 동일한 컨베이어로 캐리어를 다시 로딩하기 위해 TLA로 신호를 보낸다. 이러한 예에서, 이송 스테이션(102A)은 컨베이어 상에 특별한 캐리어를 단지 지연 또는 재위치하도록, 예를 들면 특별한 캐리어의 도착을 준비하도록 하류부의 툴(tool) 스테이션에 더 많은 시간을 주도록, 기능할 수 있다. 이는 캐리어의 기판이 컨베이어 상의 또 다른 완전한 순환을 완성하는 대신 바로 처리되도록 할 수 있으며, 이는 툴 스테이션이 원래 도착 시간에 준비되지 않기 때문이다.
일부 실시예에서, 진공 펌프 또는 다른 진공 공급원을 포함할 수 있는, 입자 제어 시스템(508)은 제어기(308)에 의해 제어 및/또는 모니터링될 수 있다. 예를 들면, 엔클러저(302)(도 3) 내의 진공 압력의 손실이 센서 시스템(512)에 의해 감지되는 경우, 제어기(308)는 입자 제어 시스템(508)의 재시동을 시도할 수 있다. 또한, 전력 전달 시스템(510)은 예를 들면, 탑재 배터리 전력이 낮아지는 TLA(206)로부터의 신호에 응답하여 제어기(308)에 의해 작동될 수 있다.
도 6 및 도 7을 보면, 운반 리프트 조립체(TLA)(206)의 일 실시예의 전방(도 6) 및 후방(도 7) 사시도가 제공된다. TLA(206)는 리프트 조립체(604)(하부 위치에 도시됨)를 지지하는 섀시(602)를 포함한다. 리프트 조립체(604)는 리프트 튜브(612) 내의 선형 리프트 액츄에이터(610)에 의해 상방 및 하방으로 구동되는 리프트 슬라이드(608) 상에 장착되는 리프트 플랫폼(606)(또한 본 명세서에서 엔드 이펙터로서 지칭됨)을 포함한다. 리프트 조립체(604)에 부가하여, 한 세트의 두 개의 수직 휠(614), 한 세트의 4개의 수평 휠(616), 전력 공급원(618), 배터리(620), TLA 제어기(622), 및 전방 및 후방 범퍼(624)가 섀시(602)에 장착되거나 섀시에 의해 지지된다. 도 7을 참조하면, 선형 모터 마그네트 어레이(700) 및 전력 픽업 접촉부(702)는 섀시(602)의 후방 측부에 장착된다. 위치 센서(704)는 섀시(602)의 후방 바닥 에지에 장착되어 도 6에 도시된 TLA 제어기(622)에 결합된다.
도 6 및 도 7 둘다 다시 참조하면, 섀시(602)는 캐스트 알루미늄과 같은 소정의 적절한 재료로 이루어질 수 있다. 전형적인 일 실시예에서, 섀시는 상술된 부품이 일체로 형성되거나 및/또는 부착되는 단일 또는 일체형 구조물일 수 있다. 또 다른 전형적인 실시예에서, 섀시(602)는 두 개 또는 그 이상의 구조물로 형성될 수 있다.
작동 중, 동적 구조체(626)를 포함할 수 있는, 리프트 플랫폼(606)은 기판 캐리어(204)(도 2)의 바닥의 정합 동적 구조체와 결합하여 캐리어(204)를 상승 및 하강시킬 때 지지부를 제공한다. 컨베이어로 캐리어를 로딩하거나 컨베이어로부터 캐리어를 언로딩할 때, 리프트 조립체(604)(및 TLA(206))는 TLA 제어기(622) 및/또는 제어기(308) 아래의 미리결정된/미리프로그래밍된 모션 프로파일(motion profile)(도 11a 내지 도 11d를 참조하여 상세하게 후술됨)을 따를 수 있다. 컨베이어로 캐리어를 로딩할 때, 선형 리프트 액츄에이터(610)는 리프트 슬라이드(608)를 리프트 튜브(612)를 통하여 상방으로 가압한다. 이는 캐리어의 상부 상의 플랜지가 크레이들과 결합하도록 크레이들 까지, 로딩되는 캐리어를 지지하는 리프트 플랫폼(606)을 상승시킨다. 또한, 컨베이어로부터 캐리어를 언로딩할 때, 선형 리프트 액츄에이터(610)는 캐리어의 바닥의 짝맞춤 리세스(mating recess)에서 동적 구조체(626)와 결합하기 위해 리프트 플랫폼(606)을 상승시키도록 리프트 튜브(612)를 통하여 리프트 슬라이드(608)를 상방으로 밀어 올린다. 그러면, 캐리어는 컨베이어에 부착된 크레이들로부터 이탈하여 상승되며 크레이들없이 하강된다.
상술된 바와 같이, TLA(206)는 두 세트의 휠(614, 616)을 포함할 수 있다. 수직 휠(614)의 액슬(axel)은 TLA(206)가 원형 경로에서 롤링하도록 서로에 대해 각도를 형성할 수 있다. 서로에 대한 액슬의 각도는 TLA가 따르는 원형 경로가 이송 스테이션(102A)의 트랙(300)과 부합하도록 설정될 수 있다. 이와 달리 또는 부가적으로, 수직 휠(614)은 일 측부 상의 휠의 직경이 다른 측부 상의 동일 휠의 직경 보다 작도록 각도를 형성할 수 있다. 이러한 휠은 자연적으로 원형 경로를 따르며 원형 경로의 직경은 휠의 두 측부의 직영에서의 상대적인 차이의 함수이다. 이러한 차이는 휠이 이송 스테이션(102A)의 트랙(300)과 부합하는 원형 경로를 따르도록 선택될 수 있다. 상술된 바와 같이, 수직 휠(614)이 각도를 형성하게 하고 및/또는 수직 휠(614)(예를 들면, 이송 스테이션(102A)의 트랙(300)과 부합하는 원형 경로를 따르는 휠)로서 이용하기 위한 각도진 휠을 선택함으로써, 롤링 마찰이 감소되고 잠재적인 오염 입자 발생이 최소화된다. 두 개의 수직 휠(614)은 도 6의 TLA 실시예에서 이용되는 것으로 도시되어 있지만, 한 개, 세 개, 네 개 또는 더 많은 휠이 선택적인 실시예에서 이용될 수 있다. 수직 휠은 폴리우레탄 또는 폴리틸렌 재료 또는 소정의 다른 실시가능한 재료로 제조될 수 있다. 폴리우레탄은 예를 들면 평탄한 롤링 표면을 제공하는 것을 포함한 특징 때문에, 선택될 수 있다.
각각의 TLA(206)가 다른 TLA와 관계없이 작동되기 때문에, 일부 실시예에서, 이송 스테이션(102A) 내에서 순환하는 동안 두 개 또는 그 이상의 TLA가 서로 접촉할 수 있는 가능성이 존재한다. 범퍼(624)는 이송 스테이션(102A) 내에서 TLA(206)와 충돌할 수 있는 다른 TLA로부터 수직 휠(614)(및 TLA(206))을 보호하도록 TLA(206)의 어느 한 단부에 제공될 수 있다. 범퍼(624)는 낮은 경도계의 폴리우레탄 또는 소정의 다른 실용가능한 재료와 같은 충격 흡수 재료로 제조될 수 있다.
TLA(206)는 또한 이송 스테이션(102A)에서 TLA(206)를 가이드하도록 수평 휠(616)을 이용하고 TLA(206)가 이송 스테이션(102A)의 로드웨이(400, 402) 상에서 이동할 때 TLA(206)에 구심 지지부를 제공할 수 있다. 수평 휠(616)은 또한 구동 시스템(306) 및 전력 전달 시스템(410) 각각으로부터 일정한 거리에 TLA(206)의 후방에 선형 모터 마그네트 어레이(700) 및 전력 픽업 접촉부(702)를 유지하는 기능을 한다. 4개의 수평 휠(616)은 도 6의 TLA 실시예에 이용되는 것으로서 도시되지만, 한 개, 두 개, 세 개, 다섯 개, 또는 그 이상의 휠(616)이 다른 실시예에서 이용될 수 있다. 수평 휠(616)은 초고분자 중량(UHMW)의 폴리에틸렌 재료 또는 소정의 다른 실용가능한 재료로 제조될 수 있다. UHMW 폴리우레탄은 예를 들면, 매끄러움 및 높은 내마모성 때문에, 선택될 수 있다.
TLA(206)가 전력 픽업 접촉부(702)를 경유하여 에너지를 수용하는 실시예에서, 접촉부(702)는 TLA(206) 상에 위치되어 전력 이송 시스템(410)을 구체화하는 이송 스테이션(102A)에서 슬립 링과 정렬된다. 접촉부(702)는 배터리(620), TLA 제어기(622), 및 TLA 제어기(622)를 경유하여 선형 리프트 액츄에이터(610)에 연결 되는 전력 공급원(618)에 연결된다. TLA 제어기(622)로의 전력 공급에 부가하여, 전력 공급원(618)은 전력 전달 시스템(410)이 작동/전력을 공급할 때 배터리를 충전 및 유지하도록 작동되고 전력 전달 시스템(410)이 부작동/전력을 공급하지 않을 때 배터리(620)로부터 전력을 이끌어 낸다.
다른 실시예에서, 전력 전달 시스템(410)은 전력 전달 기구에 연결되는 변환기를 포함할 수 있다. TLA(206)는 TLA가 이송 스테이션(102A)의 원주부 둘레에 배치된 변환기에 전압을 가함으로써 발생되는 자기장을 통하여 이동할 때 TLA(206)용 전기를 발생하는 변환기(예를 들면, 전력 픽업 접촉부(702) 대신)를 구비한다.
TLA(206)에 장착된 선형 모터 마그네트 어레이(700)는 구동 시스템(306)에 의해 작용하는 마그네트을 제공한다. 상기 어레이(700)는 네오디미움(neodemium) 또는 네오디미움-보론(neodemium-boron)으로 제조되는 것과 같은 매우 강한 영구 마그네트을 이용할 수 있다. 폐-경로 선형 모터를 포함할 수 있는 구동 시스템(306)은 TLA의 선형 모터 마그네트 어레이(700)를 가압하거나 당기도록 선형 모터의 선택된 권선부, 결과적으로 TLA(206)에 전압을 가함으로써 TLA의 선형 모터 어레이(700)에 인접한 자기장을 형성한다. 이러한 방식으로, TLA(206)의 속도 및 위치는 구동 시스템(306)을 경유하여 정밀하게 제어될 수 있다. 구동 시스템(306)은 위치 센서(704)를 경유하여 결정되는 TLA 위치 정보에 반응하여 제어될 수 있다. 위치 센서(704)는 이송 스테이션(102A)에서 TLA의 위치를 정밀하게 결정하는 선형 위치 센서일 수 있다. 위치 센서(704)는 구동 시스템(306)과 직접 통신할 수 있거나 예를 들면 언로딩되는 도착 캐리어 아래 TLA(206)를 위치설정하기 위해 이송 스 테이션 제어기(308)/구동 시스템(306)으로 피드백을 제공하는 것을 용이하게 하기 위해 TLA 제어기(622)에 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 위치 센서는 트랙(300)의 원주 주위에 배치되는 수 개의 센서를 포함할 수 있으며 TLA(206)는 단지 위치 센서가 TLA 위치를 결정하기 위해 감지하는 선형 스케일을 포함할 수 있다. 따라서, TLA의 위치는 이송 스테이션(102A) 또는 TLA 자체에 의해 결정될 수 있다.
도 8을 다시 참조하면, 운반 리프트 조립체(206), 및 특히 TLA 제어기(622)의 부품을 도시하는 블록선도가 제공된다. TLA 제어기(622)는 프로세서(800), 실행 코드(804)를 저장하기 위한 메모리(802), 통신 설비(예를 들면, 통신 포트(806)), 및 TLA(206) 및 특히 리프트 조립체(604)를 제어하는 다양한 센서(810)를 모니터링하기 위한 센서 시스템(808)을 포함할 수 있다. 프로세서(800)는 TLA(206)의 실시간 제어를 위해 적용될 수 있는 소정의 적절한 마이크로프로세서 또는 CPU일 수 있다. 메모리(802) 내에 저장되는 실행 코드(804)는 컨베이어로부터의 캐리어의 로딩 및 언로딩을 위한 모션 프로파일 프로세스를 실행하는 리프트 조립체 제어 명령의 시컨스를 포함할 수 있다. 통신 포트(806)는 이송 스테이션 제어기(308) 또는 예를 들면, 블루투쓰(등록 상표) 또는 무선 이더넷과 같은 소정의 실행가능한 프로토콜을 이용하여 다른 시스템과의 무선 교환 정보에 적용할 수 있는 트랜스미터 및 리시버를 포함할 수 있다. 리프트 조립체(604)를 제어하기 위해 센서 시스템(808)으로 연결되는 센서(810, 704)는 리프트 플랫폼(606)의 위치(예를 들면, 상방 또는 하방)를 감지하기 위해 하나 또는 그 이상의 센서, 캐리어가 현재 리프트 플랫폼(606) 상에 있는지를 감지하기 위한 하나 또는 그 이상의 센서, 리프트 플랫폼(606)이 캐리어 또는 크레이들 아래 중앙에 있으며 캐리어에 로딩 또는 언로딩할 준비가 되었는지를 결정하기 위한 하나 또는 그 이상의 센서 등을 포함할 수 있다.
TLA 제어기(622)는 또한 리프트 조립체(604)에 연결될 수 있어 모션 프로파일 프로세스를 실행하도록 실제로 리프트 액츄에이터(610)로 신호를 보낼 수 있다. TLA 제어기(622)는 또한 전력 시스템(812)에 연결될 수도 있어 배터리(620) 및/또는 전력 공급원(618)으로부터 전력을 수용한다.
도 9를 참조하면, 하나의 컨베이어로부터 제 2 컨베이어로 캐리어를 전달하는 예시적인 하나의 방법(900)을 나타내는 흐름도가 제공된다. 상기 방법(900)은 단계(902)에서 시작한다. 단계(904)에서, TLA(206)는 구동 시스템(506)에 의해 이송 스테이션 트랙(300)을 따라 추진된다. 단계(906)에서, 이송 스테이션 트랙 위치 정보는 각각의 탑재 위치 센서(704)로부터 각각의 개별 TLA(206)에 의해 수신된다. 단계(908)에서, TLA의 확인, 트랙 위치, 및 이용가능성 상태가 이송 스테이션 제어기(308)에 무선으로 소통된다. 단계(910)에서, 특별한 타깃 캐리어에 대한 전달 지시는 이송 스테이션 제어기(308)로부터 특별히 이용가능한 TLA(206)로 소통된다. 단계(912)에서, TLA(206)는 제 1 컨베이어 상에 도달하는 전달되는 타킷 캐리어와 정렬된다. 타깃 캐리어와 TLA(206)의 정렬 단계는 센서(208)를 이용하여 도달하는 캐리어의 위치를 감지하는 단계 및 도달하는 캐리어의 속도와 부합하기 위해 TLA(206)의 속도를 변화시키는 단계를 포함할 수 있다. TLA(206)의 속도의 변화 단계는 TLA(206)로부터 수신되어 결정되는 정렬 정보에 응답하여 구동 시스템 (506)으로 신호를 보냄으로써 이송 스테이션 제어기(308)에 의해 영향을 받을 수 있다.
단계(914)에서, 타깃 캐리어는 TLA(206)에 의해 제 1 컨베이어로부터 제거된다. 캐리어의 제거 단계는 TLA(206)가 전달되는 캐리어와 정렬될 때 TLA(206)의 엔드 이펙터(예를 들면, 리프트 플랫폼(606))를 상승를 상승시키는 단계를 포함한다. 리프트 플랫폼(606)은 캐리어와 접촉하도록 상승될 수 있으며 이동하는 컨베이어로부터 캐리어를 분리하도록 언로딩 모션 프로파일 프로세스(도 10c 내지 10d를 참조하여 후술됨)를 실행할 수 있다.
단계(916)에서, 캐리어는 제 2 컨베이어로 운반된다. 캐리어의 운반 단계는 구동 시스템(506)을 경유한 전달 시스템(102A)의 트랙(300) 주위로 TLA(206)을 추진하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 캐리어를 지지하는 TLA(206)는 이용가능한 크레이들이 도달하거나, 부가 또는 다른 실시예에서, TLA(206)가 단지 제 1 컨베이어 상에 캐리어를 재위치하도록 제 1 컨베이어로 역으로 캐리어를 로딩하도록 지시할 때 까지 트랙(300) 상에서 단순히 순환할 수 있다. 이는 툴 스테이션이 캐리어를 위해 준비될 때까지 Fab내의 또 다른 장소에서 툴 스테이션에서 캐러어의 도달을 지연하게 할 수 있다.
단계(918)에서, 도 9의 방법(900)을 참조하면, TLA는 제 2 컨베이어 상의 도달하는 (이용가능한) 타깃 크레이들과 정렬된다. 타깃 크레이들은 미리 확인되는 특별한 크레이들일 수 있거나 간단히 TLA(206)가 언로딩될 준비가 될 때 이송 스테이션(102A)에 도달하도록 제 2 컨베이어 상의 다음의 이용가능한 크레이들일 수 있 다. 상술된 바와 같이, 도달하는 타깃 크레이들과 TLA의 정렬 단계는 제 2 컨베이어 상의 도달하는 크레이들의 위치를 감지하는 단계 및 도달하는 크레이들의 속도와 부합하도록 TLA의 속도를 변화시키는 단계를 포함할 수 있다.
단계(920)에서, 캐리어는 제 2 컨베이어 상에 장착된다. 컨베이어의 장착 또는 로딩하는 단계는 TLA(206)가 타깃 크레이들과 정렬될 때 TLA(206)의 엔드 이펙터(예를 들면, 리프트 플랫폼(606))를 경유하여 제 2 컨베이어 상에 타깃 크레이들로 캐리어를 상승하는 단계를 포함할 수 있다. 로딩 모션 프로파일 프로세스(도 10a 내지 도 10b를 참조하여 후술됨)는 이동 컨베이어 상의 크레이들 상에 캐리어를 결합하도록 실행될 수 있다. 방법(900)은 단계(922)에서 완료된다.
도 10a 내지 도 10d는 리프트 조립체(604)용 전형적인 모션 프로파일 프로세스를 도시하고 있다. 본 발명의 하나 이상의 일 실시예에서, 이러한 모션 프로파일이 적용될 때, 오직 TLA의 위치 센서(704)가 적용되는 것이 요구된다(예를 들면, 다른 센서(208, 810)는 배제된다). 도 10a를 참조하면, 곡선(C1)은 로딩 작동 동안 x 축(컨베이어(106A)가 이동하는 수평 방향)을 따른 리프트 조립체(604) 속도를 나타낸다. 곡선(C2)는 로딩 작동 동안 z 축(수직 방향)을 따른 리프트 조립체(604) 속도를 나타낸다. 곡선(C3)은 로딩 작동 동안 리프트 조립체(604) z 축 위치를 나타내고 곡선(C4)은 로딩 작동 동안 리프트 로립체 x 축 위치를 나타낸다. 도 10b는 도 10a와 유사하지만, 확대된 z 축 위치 데이터를 보여준다. 도 10c 내지 도 10d는 도 10a 내지 도 10b에 유사하지만, 언로딩 작동 동안 리프트 조립체(604)에 대한 x 축 속도(곡선(C1')), z 축 속도(곡선(C2')), z 축 위치(곡선(C3')) 및 x 축 위치(곡선(C4'))를 나타낸다. 도 10a 내지 도 10b는 기판 캐리어 로딩 작동의 시작 동안(예를 들면, 기판 캐리어의 크기를 보상하기 위해) 하부 z 위치에서 z 축 위치 데이터(곡선(C3))를 보여준다.
도 10a 내지 도 10b 및 곡선(C1 내지 C4)을 참조하면, 리프트 조립체(604)는 로딩 작동을 참조하여 상술된 바와 같은 유사한 상승, 하강, 및 가속을 수행할 수 있다. 예를 들면, 로딩 작동을 수행하기 위한 신호를 수신한 후, 리프트 조립체(604)(TLA(206)를 경유하여)는 시간(T1과 T2) 사이의 x 방향(곡선(C1))에서 컨베이어(106A)의 속도와 부합하도록 가속된다. 그 후, 시간(T3와 T4) 사이에서, 예를 들면, 컨베이어(106A)로 로딩되어지는 기판 캐리어(204)의 상부 사의 플랜지가 기판 캐리어(204)를 수용하는 크레이들(202) 위에 있도록, 리프트 조립체(604)(곡선(C3))는 컨베이어(106A)의 높이로 상승된다.
시간(T5와 T6) 사이에서, 리프트 조립체(604)는, 기판 캐리어(204)의 플랜지가 크레이들(202) 위에 위치하도록, 컨베이어(106A)의 속도 이상으로 가속된다(그리고나서 컨베이어(106A)의 속도로 역으로 감속된다). 시간(T7)에서, 크레이들(202) 위에 위치하는 기판 캐리어(204)의 플랜지로, 리프트 조립체(604)는, 플랜지가 크레이들(202)과 접촉할 때(시간(T8)에서 도시된 바와 같이), 하강하여 정지한다. 그리고나서 리프트 조립체(604)는, 시간(T9) 및 기판 캐리어(204)가 크레이들(202) 상에 남아 있을 때까지 하강한다. 그럼으로써 기판 캐리어(204)는 리프트 조립체(604)와 크레이들(202) 사이에서 속도 및/또는 가속도(예를 들면, 시간(T8)에서)에 대해 실질적인 영(0)으로 컨베이어(106A)에 전달된다. 예를 들면, 플랜지 가 크레이들(202)과 결합할 때 리프트 조립체(604)기 정지하기 때문에, 기판 캐리어(204)의 전달은 z 방향(곡선(C2))으로 실질적인 영(0)의 속도 및 가속도로 발생한다. 또한, x 방향으로 의 리프트 조립체(604) 속도는 일정하고 캐리어 교환 동안(곡선(C1)) 컨베이어(106A)의 속도에 부합되기 때문에, 기판 캐리어(204)의 전달은 x 방향으로 실질적인 영(0)의 가속도로 발생한다. 또한, 기판 캐리어 전달 동안 y 방향으로 발생하는 운동만이 이송 스테이션(102A)의 일정한 곡률 반경을 수용한다. 그러나, 리프트 조립체(604) 및 컨베이어(106A) 둘다 실질적으로 동일한 경로를 따르기 때문에, y 방향으로의 상대적인 운동은 리프트 조립체(604)와 컨베이어(106A) 사이에서 영(0)이다. 따라서, 기판 캐리어 전달은 두 개 이상의 방향으로 속도에 대한 실질적인 영(0) 및 3 개 이상의 방향으로 가속도에 대한 실질적인 영(0)으로 수행될 수 있다. 시간(T9)을 따라, 리프트 조립체(604)는 TLA(206)의 정상 상태 속도로 감속된다(곡선(C1)).
도 10c 내지 도 10d 및 곡선(C1 내지 C4)을 참조하면, 리프트 조립체(604)는 언로딩 작동을 참조하여 상술된 것과 유사한 상승, 하강, 및 가속을 수행할 수 있다. 예를 들면, 언로딩 작동을 수행하기 위한 신호를 수신한 후, TLA(206)를 경유하여 리프트 조립체(604)는 시간(T1과 T2) 사이의 x 방향(곡선(C1'))에서 컨베이어(106A)의 속도와 부합하도록 가속된다. 그 후, 시간(T3와 T4) 사이에서, 동적 구조체(626)가 컨베이어(106A)로부터 언로딩되어지는 기판 캐리어(204)의 바닥부와 결합하도록, 리프트 조립체(604)(곡선(C3'))는 상승된다. 시간(T4) 사이에서, 동적 구조체(626)가 캐리어(204)의 바닥부와 결합할 때(곡선(C2' 및 C3')) 리프트 조 립체(604)는 상승을 중단한다. 시간(T4와 T5) 사이에서, 리프트 조립체(604)는 크레이들(202)로부터 기판 캐리어(204)의 플랜지가 상승하도록 더 상승된다. 그럼으로써 기판 캐리어(204)는 속도 및/또는 가속도에 대해(예를 들면, 리프트 조립체(604)와 컨베이어(106A) 사이의 속도 부합 때문에 그리고 크레이들(202)로부터 기판 캐리어(204)를 상승하기 전에 시간(T4)에서 z 축 운동의 정지 때문에 x, y 및/또는 z 방향으로) 실질적인 영(0)으로 크레이들(202)로부터 언로딩된다. 시간(T5)을 따라, 리프트 조립체(604)는 전술되고 도 10c 내지 도 10d에 도시된 바와 같이 크레이들(202)을 세정하기 위해 감속 및 재가속되고(곡선(C1')) 하강한다(곡선(C3')).
따라서, 이동 컨베이어로부터/이동 컨베이어로 기판 캐리어의 언로딩/로딩은 하나 또는 그 이상의 방향으로, 더욱 바람직하게는 두 개의 방향으로, 그리고 가장 바람직하게는 모든 방향으로 속도 및/또는 가속도에 대해 실질적인 영(0)으로 발생할 수 있다. 수직 방향으로 실질적인 영(0)의 속도 및 가속도가 바람직하며, 언로딩/로딩 동안 실질적인 영(0)의 속도 및/또는 가속도 보다 영(0)의 속도 및/또는 가속도가 더 바람직하다. 여기서 이용되는, "영(0)의 속도", 또는 "영(0)의 가속도"는 컨베이어 높이, 컨베이어 속도, 액츄에이터 반복가능성 등과 같은 주어진 시스템 변수, 제어기 분석, 액츄에이터 분석, TLA 위치 허용오차 등과 같은 시스템 제한조건 등에 가능하게는 영(0)에 근접한 것을 의미한다. "실질적인 영(0)의 속도" 또는 "실질적인 영(0)의 가속도"는 기판 캐리어가 기판 캐리어 내에 포함되는 기판을 손상시키지 않고 및/또는 잠재적으로 손상되는 입자를 발생시키지 않고 이 동 컨베이어 및/또는 크레이들로부터 언로딩/크레이들로 로딩할 수 있도록 영(0)에 충분히 근접하는 것을 의미한다. 예를 들면, 기판 캐리어는 상대적으로 작은 속도로 접촉할 수 있다. 일 실시예에서, 리프트 조립체는 수직으로 신속하게 상승할 수 있으며, 그리고나서 기판 캐리어와 접촉하기 전에 상대적으로 작은 또는 실질적으로 영(0)의 속도로 감속된다. 유사한 작은(또는 실질적으로 영(0)) 가속도도 적용될 수 있다. 유사한 로드 작동이 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 기판 또는 기판 캐리어는 약 0.5G의 힘(0.5 G of force) 보다 작은 힘으로 수직 방향으로, 또 다른 실시에에서 약 1.5G의 힘(1.5 G of force) 보다 작은 힘으로 접촉한다. 다른 접촉력의 값이 적용될 수 있다.
본 발명은 이동 컨베이어로부터/이동 컨베이어 상으로 단일 캐리어 또는 소형 로트 캐리어만을 포함하는 언로딩/로딩 기판 캐리어를 주로 참조하여 설명되었지만, 다중 기판을 포함하는 기판 캐리어가 유사하게 이동 캐리어로부터 언로딩 또는 이동 캐리어로 로딩될 수 있다는 것을 이해하게 될 것이다. 또한, 본 발명은 단일 기판 캐리어 및 다중 기판 캐리어(예를 들면 25 기판 캐리어 전면 개방 단일형 포드) 둘다 전달하는 시스템 내에 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 이동 캐리어로부터 개별 기판을 언로딩 및/또는 이동 캐리어로 개별 기판(예를 들면, 근접된 기판 캐리어내에 포함되지 않는 기판)을 로딩하도록 적용될 수 있다. 예를 들면, 기판은 개방 기판 캐리어, 기판 지지부, 기판 트레이, 또는 리프트 조립체(604)(또는 이의 변형물)가 기판을 유사한 리프트 조립체 이동 및/또는 모션 프로파일을 이용하여 컨베이어의 기판 운반 장치에 배치하거나 이 기판 운반 장치로부터 제거하 도록 하는 또 다른 기판 운반 장치를 이용하여 컨베이어를 경유하여 전달될 수 있다. 일부 실시예에서, 이송 스테이션은 저장 랙 또는 프로세싱 툴 스테이션에 인접하여 위치될 수 있다. 개별 기판은 이송 스테이션을 경유하여 컨베이어로부터 도킹 스테이션 또는 다른 로드 포트, 또는 원하는 경우 로드 락 챔버 및/또는 프로세싱 툴로 직접 전달될 수 있다. 예를 들면, 기판은 리프트 조립체(604)로부터 팩터리 인터페이스의 기판 핸들링 로봇 및/또는 프로세싱 툴(예를 들면, 직접적인 "리프트 플랫폼-엔드 이펙터" 전달을 경유하여 또는 중간 전달 장소를 경유하여)로 전달될 수 있다. 다중 개별 기판은 유사하게 이동 컨베이어로부터 언로딩/이동 컨베이어로 로딩될 수 있다.
본 발명은, 컨베이어를 정지시키지 않으면서, 컨베이어로부터 개별 기판 및/또는 기판 캐리어의 언로딩, 컨베이어로의 개별 기판 및/또는 기판 캐리어를 로딩, 및 개별 기판 및/또는 기판 캐리어를 하나의 컨베이어로부터 소정의 수의 다른 컨베이어로의 전달을 가능하게 한다. 결론적으로, 컨베이어는 Fab의 작동 동안 연속적으로 작동될 수 있다. 이러한 특징은 각각의 기판을 제조하기 위해 감소된 총 경과 시간, 주어진 수준의 기판 수율에 대한 프로세스에서의 감소된 작업, 및 Fab에서 생산된 전자 장치 당 낮은 제조 비용을 포함하여, Fab의 더욱 효과적인 작동을 제공한다.
전술된 상세한 설명은 본 발명의 특별한 실시예만을 공개하며, 본 발명의 범위 내에 있는 상술된 방법 및 장치의 변형은 본 기술분야의 일반적인 기술자에게 매우 명백하다. 본 발명은 패턴화되든지 또는 패턴화되지 않든지 실리콘 기판, 유 리판, 마스크, 레티클(reticule) 등과 같은 소정의 타입의 기판, 및/또는 이러한 기판의 운반 및/또는 프로세싱을 위한 장치에 적용될 수 있다.
따라서, 본 발명은 특정 실시예와 관련하여 설명하였지만, 후술되는 청구범위에 의해 정의된 바와 같이, 다른 실시예가 본 발명의 사상 및 범위내에 있다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명에 의하면, 컨베이어를 정지시키지 않으면서, 컨베이어로부터 개별 기판 및/또는 기판 캐리어의 언로딩, 컨베이어로의 개별 기판 및/또는 기판 캐리어를 로딩, 및 개별 기판 및/또는 기판 캐리어를 하나의 컨베이어로부터 소정의 수의 다른 컨베이어로의 전달을 가능하게 한다.
또한, 본 발명에 의하면, 각각의 기판의 제조 시간이 감소되어 총 경과시간이 단축되며, 주어진 수준의 기판 수율에 대한 프로세스의 작업이 감소되고, 그리고 Fab에서 제조된 전자 장치에 대한 제조 비용이 저렴함으로써, Fab의 더욱 효과적인 작동을 제공한다.

Claims (22)

  1. 섀시,
    상기 섀시에 장착되는 휠의 하나 이상의 세트,
    상기 섀시에 장착되는 리프트 조립체,
    상기 리프트 조립체를 제어하는 제어기, 및
    상기 섀시에 장착되고 외부 자기장의 적용에 반응하여 장치를 구동시키는 모터 마그네트 어레이를 포함하는, 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 섀시는 하나 이상의 범퍼를 포함하는, 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 휠의 하나 이상의 세트는 상기 장치가 원형 경로에서 롤링하도록 하는, 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 원형 경로는 이송 스테이션 트랙의 직경에 실질적으로 동일한 직경을 가지는, 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 리프트 조립체는 기판 캐리어를 지지하는 동적 구조체를 구비하는 엔드 이펙터를 포함하는, 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 이송 스테이션 제어기로부터 상기 장치로 지향되는 명령을 수신하는 통신 시스템을 더 포함하는, 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    이송 스테이션 트랙 상에서 상기 장치의 위치를 결정하기 위한 센서를 더 포함하는, 장치.
  8. 이송 스테이션 트랙을 따라 이동하는 단계,
    센서로부터 이송 스테이션 트랙 위치 정보를 수신하는 단계,
    이송 스테이션 제어기로 트랙 위치 및 이용가능성 상태를 통신하는 단계,
    로드/언르드 지시를 수신하는 단계, 및
    상기 로드/언로드 지시를 실행하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    캐러어를 운반하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 이송 스테이션 트랙을 따라 이동하는 단계는 상기 이송 스테이션 트랙의 직경과 실질적으로 동일한 직경을 가지는 원형 경로에서 롤링하는 휠의 하나의 세트를 롤링하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 트랙 위치를 통신하는 단계는 상기 수신된 이송 스테이션 트랙 위치 정보를 기초로 하여 트랙 위치를 결정하는 단계 및 트랙 위치를 표시하고 정보를 확인하는 상기 이송 스테이션 제어기로 무선 신호를 송신하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 이용가능성 상태를 통신하는 단계는 캐리어가 존재하는지를 표시하고 정보를 확인하는 상기 이송 스테이션 제어기로 무선 신호를 송신하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 로드/언로드 지시를 실행하는 단계는 캐리어와 접촉하도록 엔드 이펙터를 상승시키는 단계 및 이동 컨베이어 상의 크레이들로부터 상기 캐리어를 분리하 는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 로드/언로드 지시를 실행하는 단계는 엔드 이펙터 상으로 캐리어를 상승시키는 단계 및 이동 컨베이어 상의 크레이들에 상기 캐리어를 결합하는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 섀시,
    상기 섀시에 장착되는 휠의 하나 이상의 세트,
    상기 섀시에 장착되는 리프트 조립체,
    상기 리프트 조립체를 제어하는 탑재 제어기, 및
    상기 섀시에 장착되고 외부 자기장의 적용에 반응하여 상기 운반 리프트 조립체를 구동시키는 모터 마그네트 어레이를 포함하는, 개별적으로 제어되는 운반 리프트 조립체;
    트랙으로서, 상기 트랙을 따라 배치되고 상기 트랙 리프트 조립체가 상기 트랙 상에 있을 때 외부 자기장을 상기 운반 리프트 조립체에 적용하는 다수의 전기자 권선부를 포함하는, 트랙; 및
    상기 전기자 권선부를 제어하는 제어 시스템을 포함하는, 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 운반 리프트 조립체는 상기 트랙상의 상기 운반 리프트 조립체의 위치를 결정하기 위한 센서를 더 포함하는, 시스템.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 섀시는 하나 이상의 범퍼를 포함하는, 시스템.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 휠의 하나 이상의 세트는 상기 운반 리프트 조립체가 원형 경로에서 롤링하도록 하는, 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 원형 경로는 상기 트랙의 직경과 실질적으로 동일한 직경을 가지는, 시스템.
  20. 제 18 항에 있어서,
    휠의 부가 세트는 상기 트랙을 둘러싸는 벽을 따라 롤링하도록 수평으로 배향되는, 시스템.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 트랙은 입자를 봉쇄하는 엔클로저를 포함하는, 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 엔클로저는 음기압을 포함하는, 시스템.
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