KR20230100577A - 티칭 장치 및 물품 반송 시스템 - Google Patents

티칭 장치 및 물품 반송 시스템 Download PDF

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KR20230100577A KR1020220088498A KR20220088498A KR20230100577A KR 20230100577 A KR20230100577 A KR 20230100577A KR 1020220088498 A KR1020220088498 A KR 1020220088498A KR 20220088498 A KR20220088498 A KR 20220088498A KR 20230100577 A KR20230100577 A KR 20230100577A
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이준호
강옥경
이성호
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Abstract

본 발명은 천장에 구비된 레일을 따라 주행하며, 물품을 반송하는 반송 장치를 티칭하는데 사용되는 티칭 장치를 제공한다. 티칭 장치는, 내부 공간을 가지는 하우징; 상기 하우징의 상부에 위치하며, 상기 반송 장치의 핸드 유닛에 의해 그립될 수 있도록 구성되는 플랜지; 상기 내부 공간에 배치되고, 반도체 제조 라인에 설치되는 기구물에 표시된 티칭 마크의 이미지를 획득하도록 구성되는 이미지 획득 유닛; 및 상기 이미지 획득 유닛에 전력을 공급하는 전원 유닛으로서, 상기 전원 유닛은 상기 핸드 유닛에 설치된 충전 모듈을 통해 무선전력전송방식으로 전력을 전송 받도록 구성될 수 있다.

Description

티칭 장치 및 물품 반송 시스템{TRANSFERING UNIT, ARTICLE TRANSFERRING SYSTEM AND CONTROLLING METHOD OF TRANSFERING UNIT}
본 발명은 티칭 장치 및 물품 반송 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자를 제조하기 위해서는 증착, 사진, 그리고 식각 공정과 같은 다양한 종류의 공정들이 수행되며, 이들 각각의 공정을 수행하는 장치들은 반도체 제조 라인 내에 배치된다. 반도체 소자 제조 공정의 피처리물인 기판(예컨대, 웨이퍼, 글라스) 등의 물품은 풉(FOUP), 파드(POD) 등의 용기에 수납된 상태로 각 반도체 공정 장치에 제공될 수 있다. 또한, 공정이 수행된 물품들은 각 반도체 공정 장치로부터 용기로 회수되고, 회수된 용기는 외부로 반송될 수 있다.
용기는 오버 헤드 호이스트 반송 장치(Overhead Hoist Transport Apparatus, OHT)와 같은 반송 차량에 의해 반송된다. 반송 차량은 반도체 제조 라인의 천장을 따라 구비되는 레일을 따라 주행한다. 반송 차량은 물품이 수납된 용기를 반도체 공정 장치들 중 어느 하나의 로드 포트로 반송한다. 또한, 반송 차량은 공정 처리된 물품이 수납된 용기를 로드 포트로부터 픽업하여 외부로 반송하거나, 반도체 공정 장치들 중 다른 하나로 반송할 수 있다.
한편, OHT의 사용을 위해서는, OHT가 용기의 이적재 동작을 위한 티칭 작업이 요구된다. 티칭 작업은 작업자에 의해 수작업으로 이루어질 수 있고, 용기가 놓여지는 안착면, 예를 들면 상술한 반도체 제조 장치의 로드 포트 등에 대한 용기의 이적재를 위한 좌표가 티칭 작업에서 설정될 수 있다.
그러나, 작업자의 숙련도에 따라 티칭 좌표에 편차가 발생할 수 있으며, 아울러 상당한 시간이 소요되기 때문에 이에 대한 개선이 요구되고 있다.
본 발명은 반송 장치의 티칭 작업을 효과적으로 수행할 수 있게 하는 티칭 장치 및 물품 반송 시스템을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 티칭 작업시, 호이스트 유닛의 벨트에 의해 티칭 장치에 흔들림이 발생하더라도, 티칭 작업을 정확하게 수행할 수 있게하는 티칭 장치 및 물품 반송 시스템을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 천장에 구비된 레일을 따라 주행하며, 물품을 반송하는 반송 장치를 티칭하는데 사용되는 티칭 장치를 제공한다. 티칭 장치는, 내부 공간을 가지는 하우징; 상기 하우징의 상부에 위치하며, 상기 반송 장치의 핸드 유닛에 의해 그립될 수 있도록 구성되는 플랜지; 상기 내부 공간에 배치되고, 반도체 제조 라인에 설치되는 기구물에 표시된 티칭 마크의 이미지를 획득하도록 구성되는 이미지 획득 유닛; 및 상기 이미지 획득 유닛에 전력을 공급하는 전원 유닛으로서, 상기 전원 유닛은 상기 핸드 유닛에 설치된 충전 모듈을 통해 무선전력전송방식으로 전력을 전송 받도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 전원 유닛은, 자기 공진 방식으로 전력을 전송받도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 이미지 획득 유닛이 획득한 상기 이미지를 처리하는 데이터 처리 유닛으로서, 상기 데이터 처리 유닛은 상기 반송 장치의 제어 유닛, 상기 반송 장치를 제어하는 중앙 제어 장치, 그리고 작업자가 사용하는 작업자 장치 중 적어도 하나 이상에 상기 이미지 또는 상기 이미지를 통해 획득된 좌표 데이터를 전송하도록 구성되는, 상기 데이터 처리 유닛을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 이미지 획득 유닛이 가지는 적어도 하나 이상의 비전 센서의 자세를 유지하는 자세 유지 유닛을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 자세 유지 유닛은, 상기 비전 센서의 기울기를 설정 기울기로 유지시키는 짐벌일 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 이미지 획득 유닛은, 상기 반송 장치의 하방에 위치하는 기구물에 표시된 티칭 마크의 이미지를 획득하는 제1비전 센서; 및 상기 반송 장치의 측방에 위치하는 기구물에 표시된 티칭 마크의 이미지를 획득하는 제2비전 센서를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 물품을 반송하는 시스템을 제공한다. 물품 반송 시스템은, 천장에 구비된 레일을 따라 주행하며, 물품을 반송하는 반송 장치 - 상기 반송 장치는 상기 물품이 수납된 용기를 그립하는 핸드 유닛을 포함함 - ; 상기 반송 장치의 주행을 제어하는 제어 신호를 발생시키는 중앙 제어 장치; 및 상기 핸드 유닛에 그립 가능하게 구성되는 티칭 장치로서, 상기 티칭 장치는 상기 반송 장치의 상기 용기의 반송 동작에 대한 티칭을 수행하는데 사용되는, 상기 티칭 장치를 포함하고, 상기 티칭 장치는, 반도체 제조 라인에 설치되는 기구물에 표시된 티칭 마크의 이미지를 획득하도록 구성되는 이미지 획득 유닛; 및 상기 이미지 획득 유닛에 이용되는 전력을 공급하는 전원 유닛을 포함하고, 상기 핸드 유닛은, 상기 용기 또는 상기 티칭 장치를 그립하는 그립퍼; 및 상기 전원 유닛에 무선전력전송방식으로 전력을 전송하는 충전 모듈을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 티칭 장치는, 상기 이미지 획득 유닛이 획득한 상기 이미지를 처리하는 데이터 처리 유닛으로서, 상기 데이터 처리 유닛은 상기 반송 장치의 제어 유닛, 상기 반송 장치를 제어하는 중앙 제어 장치, 그리고 작업자가 사용하는 작업자 장치 중 적어도 하나 이상에 상기 이미지 또는 상기 이미지를 통해 획득된 좌표 데이터를 전송하도록 구성되는, 상기 데이터 처리 유닛을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 데이터 처리 유닛은, 상기 제어 유닛이 구비하는 랜 카드를 매개로 상기 중앙 제어 장치, 또는 상기 작업자 장치 중 적어도 하나 이상에 상기 이미지 또는 상기 좌표 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 이미지 획득 유닛이 가지는 적어도 하나 이상의 비전 센서의 자세를 유지하는 자세 유지 유닛을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 자세 유지 유닛은, 상기 비전 센서의 기울기를 설정 기울기로 유지시키는 짐벌일 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 전원 유닛은, 상기 이미지 획득 유닛, 상기 데이터 처리 유닛, 그리고 상기 자세 유지 유닛에 전력을 공급할 수 있도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 이미지 획득 유닛은, 상기 반송 장치의 하방에 위치하는 기구물에 표시된 티칭 마크의 이미지를 획득하는 제1비전 센서; 및 상기 반송 장치의 측방에 위치하는 기구물에 표시된 티칭 마크의 이미지를 획득하는 제2비전 센서를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 반송 장치의 티칭 작업을 효과적으로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은 티칭 작업시, 호이스트 유닛의 벨트에 의해 티칭 장치에 흔들림이 발생하더라도, 티칭 작업을 정확하게 수행할 수 있게하는 티칭 장치 및 물품 반송 시스템을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 반송 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 물품 반송 시스템의 티칭 장치, 반송 장치 및 사이드 트랙 버퍼를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 티칭 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 티칭 장치, 중앙 제어 장치, 그리고 작업자 장치 사이에 데이터를 송/수신 관계를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 티칭 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 실시 예의 물품 반송 시스템은 용기를 반송하는데 사용될 수 있다. 특히, 본 실시 예의 물품 반송 시스템은 물품이 수납된 용기를 반송할 수 있다. 물품은 웨이퍼 등의 기판, 글라스, 또는 레티클(Reticle)일 수 있다. 물품이 수납되는 용기는 풉(Front Opening Unified Pod : FOUP), 또는 카세트일 수 있다. 또한, 물품이 수납되는 용기는 파드(POD)일 수 있다. 또한, 물품이 수납되는 용기는 복수의 인쇄회로 기판들을 수납하기 위한 매거진, 복수의 반도체 패키지들을 수납하기 위한 트레이 등을 들 수 있다.
이하에서는, 물품 반송 시스템이 웨이퍼 등의 기판이 수납된 용기를 반도체 제조 라인에 배치된 반도체 공정 장치들에 반송하는 것을 예로 들어 설명한다. 물품 반송 장치가 반송하는 물품은 반도체 소자 제조에 사용되는 기판인 것을 예로 들어 설명한다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 본 실시 예의 물품 반송 장치는 물품 및/또는 물품이 수납된 용기의 반송이 요구되는 다양한 제조 라인에도 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다.
이하에서는, 반송 장치(100)의 주행 방향을 제1방향(X)이라 하고, 상방에서 바라볼 때, 제1방향(X)에 수직한 방향을 제2방향(Y)이라 하고, 제1방향(X) 및 제2방향(Y)에 수직한 방향을 제3방향(Z)이라 한다.
이하에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 반송 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 물품 반송 시스템의 티칭 장치, 반송 장치 및 사이드 트랙 버퍼를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 반송 시스템은, 반송 장치(100), 중앙 제어 장치(200), 작업자 장치(300), 티칭 장치(400), 레일(R), 포트(P) 및 사이드 트랙 버퍼(B)를 포함할 수 있다.
반송 장치(100)는 물품을 반송할 수 있다. 반송 장치(100)는 상술한 웨이퍼 등의 기판이 수납된 용기를 반송할 수 있다. 반송 장치(100)는 티칭 장치(400)를 반송할 수 있다. 티칭 장치(400)는 용기와 유사한 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 반송 장치(100)가 가지는 핸드 유닛(150)은 용기 및 티칭 장치(400)를 모두 그립할 수 있도록 구성될 수 있다. 반송 장치(100)는 레일(R)을 따라 주행할 수 있다. 반송 장치(100)는 반도체 제조 라인에 설치된 반도체 제조 장치로 용기를 반송할 수 있다. 반송 장치(100)는 복수로 제공될 수 있다. 즉, 반도체 제조 라인에 설치되는 레일(R)에는 복수의 반송 장치(100)들이 제공되어 반송 동작을 수행할 수 있다.
반송 장치(100)는 주행 유닛(110), 프레임(120), 슬라이드 유닛(130), 호이스트 유닛(140), 핸드 유닛(150), 그리고 제어 유닛(160)을 포함할 수 있다.
주행 유닛(110)에는 프레임(120), 슬라이드 유닛(130), 호이스트 유닛(140), 그리고 핸드 유닛(150) 등이 설치될 수 있다. 주행 유닛(110)은 레일(R)을 따라 주행할 수 있도록 구성될 수 있다. 주행 유닛(110)은 중앙제어장치(200)로부터 제어 신호를 전달받아 주행할 수 있다. 주행 유닛(110)은 중앙제어장치(200)로부터 이동 경로에 대한 맵(Map) 정보를 전송받고, 전송받은 맵(Map) 정보에 근거하여 반도체 제조 라인에 설치된 레일(R)을 따라 주행할 수 있다.
주행 유닛(110)은 바디(112), 휠(114), 그리고 넥(116)을 포함할 수 있다.
바디(112)에는 한 쌍의 휠(114)이 설치될 수 있다. 바디(112)에 설치된 휠(114)은 바디(112)에 설치된 모터 등의 구동기(미도시)에 의해 회전될 수 있다. 휠(114)은 구동기로부터 동력을 전달받아 레일(R)과 접촉되어 바디(112)의 위치를 변경시킬 수 있다.
물품 반송 시스템은 레일(R)에 설치되는 비접촉 전력 전송 장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. 비접촉 전력 전송 장치가 전송하는 전력은 반송 장치(100)를 구동시킬 수 있다. 예컨대, 비접촉 전력 전송 장치는 반송 장치(100)의 상술한 구동기, 슬라이드 유닛(130), 호이스트 유닛(140), 핸드 유닛(150), 제어 유닛(160) 등으로 전력을 전송할 수 있다.
넥(116)은 바디(112)의 하부에 설치될 수 있다. 넥(116)은 바디(112)의 하부에 설치되어 바디(112)에 프레임(120)을 설치할 수 있다. 넥(116)은 지면에 수직한 방향(넥(116)의 길이 방향)을 회전 축으로 하여 회전 가능하게 바디(112) 및 프레임(120)에 체결될 수 있다. 또한, 넥(116)은 복수로 제공될 수 있다.
도 1 및 도 2에 개시된 실시 예에서는 하나의 주행 유닛(110)에 하나의 프레임(120)이 설치되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 하나의 프레임(120)은 복수의 주행 유닛(110)에 설치될 수 있다. 즉, 반송 장치(100)는 복수의 주행 유닛(110)을 포함할 수 있다.
프레임(120)은 하부가 개방된 통 형상을 가질 수 있다. 프레임(120)은 측부가 개방된 통 형상을 가질 수 있다. 즉, 프레임(120)은 주행 유닛(110)의 주행 방향을 기준으로, 전방 및 후방을 차폐하되, 측부 및 하부가 개방된 통 형상을 가질 수 있다. 프레임(120) 내에는 슬라이드 유닛(130), 호이스트 유닛(140) 및 핸드 유닛(150)이 설치될 수 있다. 또한, 프레임(120)은 주행 유닛(110)이 주행하면서 발생할 수 있는 바람 저항이 핸드 유닛(150)에 파지된 티칭 장치(400) 또는 용기로 전달되는 것을 최소화 할 수 있다.
슬라이드 유닛(130)은 후술하는 핸드 유닛(150)이 파지한 용기 또는 티칭 장치(400)를 측 방향으로 이동시킬 수 있다. 슬라이드 유닛(130)은 호이스트 유닛(140), 그리고 핸드 유닛(150)을 측 방향(예컨대, 제2방향(Y))으로 이동시켜, 핸드 유닛(150)에 파지된 용기 또는 티칭 장치(400)를 측 방향으로 이동시킬 수 있다. 슬라이드 유닛(130)은 호이스트 유닛(140)과 체결되고, 호이스트 유닛(140)을 측 방향으로 이동시켜 핸드 유닛(150)을 측 방향으로 이동시킬 수 있다. 슬라이드 유닛(130)은 호이스트 유닛(140)을 측 방향으로 이동시키는 LM 가이드(리니어 모터 가이드) 일 수 있다.
호이스트 유닛(140)은 핸드 유닛(150)을 상하 방향(예컨대, 제3방향(Z))으로 이동시킬 수 있다. 호이스트 유닛(140)은 핸드 유닛(150)을 상하 방향으로 이동시켜, 핸드 유닛(150)이 파지한 티칭 장치(400) 또는 용기를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 호이스트 유닛(140)은 슬라이드 유닛(130)에 설치될 수 있다. 호이스트 유닛(140)은 모터 등으로 구성되는 동력기 및 벨트로 구성될 수 있다. 벨트의 일 단은 핸드 유닛(150)에 연결될 수 있고, 벨트의 타단은 동력기로부터 동력을 전달 받을 수 있도록 구성될 수 있다. 동력기가 구동되면, 벨트는 감기거나 풀릴 수 있다. 이에, 핸드 유닛(150)은 상하 방향으로 이동할 수 있다.
핸드 유닛(150)은 용기 또는 티칭 장치(400)를 파지할 수 있도록 구성될 수 있다. 핸드 유닛(150)은 그립퍼(152), 그리고 충전 모듈(154)을 포함할 수 있다. 그립퍼(152)는 용기의 머리 부분이라 할 수 있는 헤드를 파지할 수 있도록 구성될 수 있다. 그립퍼(152)는 티칭 장치(400)의 플랜지(420)를 파지할 수 있도록 구성될 수 있다. 그립퍼(152)는 용기 및 티칭 장치(400)를 모두 파지할 수 있도록 구성되기 때문에, 티칭 장치(400)의 플랜지(420)와 용기의 헤드는 동일 또는 유사한 형상을 가질 수 있다. 그립퍼(152)는 플랜지(420) 등을 그립하는 한 쌍의 핸드와, 한 쌍의 핸드를 측 방향으로 이동시키는 모터 등의 구동 부재를 포함할 수 있다.
또한, 그립퍼(152)에는 충전 모듈(154)이 설치될 수 있다. 충전 모듈(154)은 그립퍼(152)에 내장될 수 있다. 충전 모듈(154)은 무선 전력 전송 방식으로 후술하는 티칭 장치(400)의 전원 유닛(470)으로 전력을 전송할 수 있다. 충전 모듈(154)은 Tx Coil을 포함할 수 있다.
상술한 예에서는 충전 모듈(154)이 그립퍼(152) 내에 내장되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 충전 모듈(154)의 설치 위치는, 티칭 장치(400)의 전원 유닛(470)으로 전력을 전송할 수 있다면, 반송 장치(100)의 어느 곳이라도 그 설치 위치가 변경될 수 있다.
슬라이딩 유닛(130), 호이스트 유닛(140), 그리고 핸드 유닛(150)의 구동에 의해 반송 장치(100)가 파지할 수 있는 용기는 포트(P) 또는 사이드 트랙 버퍼(B)에 로딩될 수 있다. 또한, 슬라이딩 유닛(130), 호이스트 유닛(140), 그리고 핸드 유닛(150)의 구동에 의해 반송 장치(100)가 파지할 수 있는 용기는 포트(P) 또는 사이드 트랙 버퍼(B)으로부터 언로딩될 수 있다.
포트(P)는 반도체 제조 라인에 설치되는 반도체 제조 장치의 로드 포트(Load Port)일 수 있다. 포트(P)는 EQ 포트일 수 있다. 사이드 트랙 버퍼(B)는 반도체 제조 라인의 천정에 현수되어 설치되는 용기 수납 구조물일 수 있다. 사이드 트랙 버퍼(B)는 레일(R)의 측방에 설치될 수 있다.
예컨대, 포트(P)에 반송 장치(100)가 용기를 로딩하는 경우, 반송 장치(100)는 포트(P)의 상방으로 이동하고, 호이스트 유닛(140)이 벨트를 풀어 핸드 유닛(150)에 파지된 용기를 하강시키고, 포트(P)에 용기를 안착시킬 수 있다. 포트(P)에 안착된 용기에는 포트 핀(PP)이 삽입될 수 있다. 포트 핀(PP)에 의해 용기는 포트(P)의 안착면의 정위치에 안착될 수 있다. 포트(P)로부터의 용기 언로딩은 로딩 과정과 반대 과정으로 진행될 수 있다.
또한, 사이드 트랙 버퍼(B)에 반송 장치(100)가 용기를 로딩하는 경우, 반송 장치(100)는 사이드 트랙 버퍼(B)의 측방으로 이동하고, 슬라이드 유닛(130)이 핸드 유닛(150) 및 호이스트 유닛(140)을 측 방향으로 이동?資隔?, 호이스트 유닛(140)이 벨트를 풀어 핸드 유닛(150)에 파지된 용기를 하강시키고, 사이드 트랙 버퍼(B)에 용기를 안착시킬 수 있다. 사이드 트랙 버퍼(B)에 안착된 용기에는 버퍼 핀(BP)이 삽입될 수 있다. 버퍼 핀(BP)에 의해 용기는 사이드 트랙 버퍼(B)의 안착면의 정위치에 안착될 수 있다. 사이드 트랙 버퍼(B)로부터의 용기의 언로딩은 로딩 과정과 반대 과정으로 진행될 수 있다.
또한, 포트(P)의 안착면에는 포트 티칭 마크(PM)가 표시되어 있을 수 있다. 또한, 사이드 트랙 버퍼(B)의 안착면에는 버퍼 티칭 마크(BM)가 표시되어 있을 수 있다. 포트 티칭 마크(PM)와 버퍼 티칭 마크(BM)는 반송 장치(100)의 티칭 작업에 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 반송 장치(100)에 파지된 티칭 장치(400)가 상기 마크들(PM, BM)을 인식하여, 포트(P)와 사이드 트랙 버퍼(B)의 좌표 값(X, Y)을 산출할 수 있게 한다.
제어 유닛(160)은 반송 장치(100)의 구동을 제어할 수 있다. 제어 유닛(160)은 반송 장치(100)가 포함하는 주행 유닛(110), 슬라이드 유닛(130), 호이스트 유닛(140), 그리고 핸드 유닛(150) 중 적어도 하나 이상을 제어하여 반송 장치(100)의 물품 반송 동작을 제어할 수 있다. 제어 유닛(160)에 대한 상세한 설명은 후술한다.
중앙 제어 장치(200)는 물품 반송 시스템 내 반송 장치(100)의 동작을 제어할 수 있다. 중앙 제어 장치(200)는 통합 제어 시스템으로부터 작업 공정에 따른 이송에 관한 명령을 수신할 수 있다. 통합 제어 시스템의 명령에 따라 반송 장치(100)에게 해당 이송 작업을 수행하기 위한 출발지에서 목적지까지의 경로를 탐색하고, 이송 작업을 수행하기에 적합한 최적의 위치에 있는 반송 장치(100)를 선정하여 용기를 이송하라는 제어 신호를 전송할 수 있다. 또한, 중앙 제어 장치(200)는 각 반송 장치(100)의 상태(예컨대, 위치, 이동/정지 여부, 이상 여부 등)를 모니터링하고, 사용자에게 반송 장치(100)에 관한 정보를 출력할 수 있다. 중앙 제어 장치(200)는 후술하는 작업자 장치(300)로부터 제공된 설계 데이터로부터 노드 별 위치 정보를 획득할 수 있다.
작업자 장치(300)는 물품 반송 시스템의 주행 경로에 대한 설계 데이터를 생성 및 저장하고, 중앙 제어 장치(200)로 주행 경로에 대한 설계 데이터를 제공할 수 있다. 여기서, 주행 경로에 대한 설계 데이터는 CAD 도면 형태로 제공될 수 잇다. 작업자 장치(300)는 PC(Personal Computer), 워크스테이션, 서버, 태블릿, 스마트폰 등에 해당할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 티칭 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 티칭 장치, 중앙 제어 장치, 그리고 작업자 장치 사이에 데이터를 송/수신 관계를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3, 그리고 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 티칭 장치(400)는 반도체 제조 라인의 천장에 구비된 레일(R)을 따라 주행하며, 물품을 반송하는 반송 장치(100)를 티칭(Teaching) 작업을 수행하는데 이루어질 수 있다. 또한, 티칭 장치(400)는 상술한 바와 같이 반송 장치(100)에 의해 반송될 수 있도록 구성될 수 있다. 티칭 장치(400)는 전체적으로 상술한 용기와 동일 또는 유사한 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 티칭 장치(400)는 핸드 유닛(150)에 의해 파지될 수 있는 구조를 가질 수 있다.
티칭 장치(400)는 하우징(410), 플랜지(420), 지지 부재(430), 자세 유지 유닛(440), 이미지 획득 유닛(450), 데이터 처리 유닛(460), 그리고 전원 유닛(470)을 포함할 수 있다.
하우징(410)은 내부 공간(412)을 가질 수 있다. 하우징(410)의 상부에는 플랜지(420)가 설치될 수 있다. 플랜지(420)는 용기의 헤드와 동일 또는 유사한 형상을 가질 수 있다. 플랜지(420)는 반송 장치(100)의 핸드 유닛(150)에 의해 파지될 수 있는 형상을 가질 수 있다. 플랜지(420)에는 전원 유닛(470)이 내장될 수 있다. 전원 유닛(470)은 이미지 획득 유닛(450), 데이터 처리 유닛(460), 그리고 자세 유지 유닛(440)의 동작에 이용되는 전력을 저장 할 수 있다. 전원 유닛(470)은 배터리, 그리고 상술한 충전 모듈(154)의 Tx Coil과 마주하는 Rx Coil을 포함할 수 있다. 전원 유닛(470)의 배터리는, 핸드 유닛(150)에 설치된 충전 모듈(154)에 의해 무선 충전 방식으로 충전될 수 있다. 전원 유닛(470)의 배터리는 자기 공진 방식으로 충전되도록 구성될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 의하면 티칭 장치(400)의 동작을 수행하기 위한 전력이 반송 장치(100)에 의해 비접촉 방식으로 충전됨에 따라, 티칭 장치(400)를 충전하기 위한 별도의 충전 포트가 필요하지 않을 수 있는 이점이 있다.
또한, 하우징(410)의 내부 공간(412)에는 지지 부재(430), 자세 유지 유닛(440), 이미지 획득 유닛(450), 그리고 데이터 처리 유닛(460)이 제공될 수 있다. 지지 부재(430)는 내부 공간(412)의 상부에 설치될 수 있다. 지지 부재(430)는 데이터 처리 유닛(460)을 지지할 수 있다.
자세 유지 유닛(440)은 후술하는 이미지 획득 유닛(450)이 가지는 비전 센서들(453, 454, 455)의 자세를 유지할 수 있다. 자세 유지 유닛(440)은 짐벌(Gimbal)일 수 있다. 자세 유지 유닛(440)은 하나의 축을 중심으로 물체가 회전할 수 있도록 만들어진 구조물일 수 있다. 자세 유지 유닛(440)은 비전 센서들(453, 454, 455)의 기울기를 설정 기울기로 유지시키는 짐벌일 수 있다.
호이스트 유닛(140)의 벨트가 풀려, 벨트에 핸드 유닛(150)이 현수된 상태인 경우, 핸드 유닛(150)은 쉽게 흔들릴 수 있다. 이 경우, 핸드 유닛(150)에 파지된 티칭 장치(400)도 쉽게 흔들릴 수 있다. 또한, 티칭 장치(400)가 가지는 후술하는 비전 센서들(453, 454, 455)도 흔들릴 수 있다. 이 경우, 비전 센서들(453, 454, 455)은 상술한 버퍼 티칭 마크(BM) 또는 포트 티칭 마크(PM)를 적절하게 획득(인식)하기 어려울 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자세 유지 유닛(440)은 이미지 획득 유닛(450)이 가지는 비전 센서들(453, 454, 455)의 촬상 방향(아래를 향하는 방향)이 일정해질 수 있도록 비전 센서들(453, 454, 455)의 자세를 일정하게 유지시킬 수 있다. 따라서, 비전 센서들(453, 454, 455)에 흔들림이 발생하더라도, 비전 센서들(453, 454, 455)은 티칭 마크(PM, BM)의 이미지를 효과적으로 획득(인식)할 수 있다.
이미지 획득 유닛(450)은 상술한 티칭 마크(PM, BM)들을 인식할 수 있다. 이미지 획득 유닛(450)은 지지 프레임(452), 제1비전 센서(453), 제2비전 센서(454), 제3비전 센서(455)를 포함할 수 있다. 지지 프레임(452)은 짐벌일 수 있는 자세 유지 유닛(440)과 연결될 수 있다. 지지 프레임(452)은 대체로 판 형상을 가질 수 있고, 지지 프레임(452)의 하부에는 제1비전 센서(453), 제2비전 센서(454), 제3비전 센서(455)가 설치될 수 있다.
제1비전 센서(453)는 반송 장치(100)의 하방에 위치하는 기구물에 표시된 티칭 마크의 이미지를 획득할 수 있다. 예컨대, 제1비전 센서(453)는 포트(P)의 포트 티칭 마크(PM)를 인식하기 위한 카메라일 수 있다. 제2비전 센서(454) 및 제3비전 센서(455)는 반송 장치(100)의 측방에 위치하는 기구물에 표시된 티칭 마크의 이미지를 획득할 수 있다. 제2비전 센서(454) 및 제3비전 센서(455)는 버퍼 티칭 마크(BM)를 인식하기 위한 카메라 일 수 있다. 제1비전 센서(453)는 제2비전 센서(454) 및 제3비전 센서(455) 사이에 위치될 수 있다.
제1비전 센서(453), 제2비전 센서(454), 제3비전 센서(455)는 오토 포커스 비전 카메라일 수 있다.
데이터 처리 유닛(460)은 이미지 획득 유닛(450)이 획득(인식)한 포트 티칭 마크(PM) 또는 버퍼 티칭 마크(BM) 이미지를 통해 좌표 데이터를 산출 및 전송할 수 있도록 구성될 수 있다. 데이터 처리 유닛(460)은 CPU, 및/또는 마이크로프로세서 등으로 구성되는 연산 모듈, 그리고 연산 모듈에 의해 처리된 데이터를 무선 통신 방식으로 전송하는 통신 모듈을 포함할 수 있다. 구체적으로, 데이터 처리 유닛(460)은 이미지 획득 유닛(450)이 획득(인식)한 이미지를 처리하여 포트(P) 또는 사이드 트랙 버퍼(B)의 안착면에 관한 좌표 값(X, Y)인 좌표 데이터를 산출할 수 있다. 데이터 처리 유닛(460)은 산출한 좌표 데이터를 제어 유닛(160)의 통신부(162)로 전송할 수 있다. 통신부(162)는 Wireless LAN Card를 포함할 수 있다. 통신부(162)는 데이터 처리 유닛(460)으로부터 좌표 데이터를 전송받고, 전송 받은 좌표 데이터를 중앙 제어 장치(200) 및/또는 작업자 장치(300)로 전송할 수 있다. 데이터 처리 유닛(460)은 미니 PC로서 기능을 수행할 수 있다. 또한, 통신부(162)에 전달된 좌표데이터는 후술하는 제어부(161)에도 전송될 수 있다.
상술한 예에서는, 데이터 처리 유닛(460)이 좌표 데이터를 통신부(162)를 매개로 하여 중앙 제어 장치(200) 또는 작업자 장치(300)로 전송하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 데이터 처리 유닛(460)은 중앙 제어 장치(200) 및/또는 작업자 장치(300)로 직접적으로 좌표 데이터를 전송할 수 있다. 또한, 이 경우, 작업자는 데이터 처리 유닛(460)이 획득하는 이미지를 작업자 장치(300)를 통해 모니터링할 수 있다. 모니터링을 통해, 티칭 작업이 수행되는 동안 반송 장치(100)의 수동 조작이 필요하다고 판단되는 경우, 작업자는 작업자 장치(300)를 통해 반송 장치(100)의 동작을 수동으로 조작할 수 있다.
제어 유닛(160)은 제어부(161), 그리고 통신부(162)를 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이 제어 유닛(160)의 통신부는 Wireless LAN Card를 포함할 수 있다. 통신부(162)는 중앙 제어 장치(200)로부터 제어 신호를 무선 통신 방식으로 전달 받아 제어부(161)로 전달할 수 있다. 제어부(161)는 전자 회로 일 수 있다. 또는, 제어부(161)는 마이크로프로세서, CPU 등을 포함하며, 연산 및/또는 데이터 처리를 수행할 수 있도록 구성되는 전자 회로 일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 티칭 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 5를 참조하면, 티칭 방법시 반송 장치(100)의 핸드 유닛(150)은 티칭 장치(400)를 그립할 수 있다(S10, 장착 단계). 반송 장치(100)에 티칭용 지그일 수 있는 티칭 장치(400)가 반송 장치(100)에 장착되면, 반송 장치(100)는 티칭 마크(PM, BM)가 존재하는 영역으로 이동할 수 있다(S20, 이동 단계). 예컨대, 반송 장치(100)는 포트(P)의 상방으로 이동할 수 있다. 이 경우, 티칭 장치(400)는 포트 티칭 마크(PM)의 상방에 위치할 수 있다. 이후, 호이스트 유닛(140)은 벨트를 풀어 티칭 장치(400)를 하강시키고, 제1비전 센서(453)는 포트 티칭 마크(PM)에 대한 이미지를 획득(인식)할 수 있다(S30, 이미지 획득 단계). 그리고, 데이터 처리 유닛(460)은 획득된 이미지로부터 포토 티칭 마크(PM)에 관한 좌표 데이터를 도출할 수 있다(S40, 좌표 데이터 도출 단계). 그리고, 도출된 좌표 데이터를 반송 장치(100)의 통신부(162)를 매개로, 또는 직접적으로 중앙 제어 장치(200) 및/또는 작업자 장치(300)로 전송할 수 있다(S50, 전송 단계).
상술한 예에서는 충전 모듈(154)이 Tx Coil을 포함하고, 전원 유닛(470)이 Rx Coil 및 배터리를 포함하며, 전원 유닛(470)이 무선 충전 방식으로 전력을 전송 받는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 충전 모듈(154)은 배터리 일 수 있고, 충전 모듈(154)은 Tx Coil 및 배터리를 포함하고, 전원 유닛(470)이 Rx Coil을 포함하고, 전원 유닛(470)은 전력의 저장 없이 곧바로 이미지 획득 유닛(450), 자세 유지 유닛(440), 그리고 데이터 처리 유닛(460)에 전력을 전송할 수 있다.
상술한 예에서는, 물품 반송 시스템이 반도체 제조 라인에 적용되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 물품 반송 시스템은 물품의 반송이 요구되는 다양한 제조 라인에 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
주행 레일 : R
반송 장치 : 100
주행 유닛 : 110
바디 : 112
휠 : 114
넥 : 116
프레임 : 120
슬라이드 유닛 : 130
호이스트 유닛 : 140
핸드 유닛 : 150
그립퍼 : 152
충전 모듈 : 154
제어 유닛 : 160
제어부 : 161
통신부 : 162
포트 : P
포트 안착 핀 : PP
포트 티칭 마크 : PM
버퍼 : B
버퍼 안착 핀 : BI
버퍼 티칭 마크 : BM
중앙 제어 장치 : 200
컴퓨터 : 300
티칭 장치 : 400
하우징 : 410
내부 공간 : 412
플랜지 : 420
지지 부재 : 430
자세 유지 유닛 : 440
이미지 획득 유닛 : 450
지지 프레임 : 452
제1비전 센서 : 453
제2비전 센서 : 454
제3비전 센서 : 455
데이터 처리 유닛 : 460
전원 유닛 : 470

Claims (13)

  1. 천장에 구비된 레일을 따라 주행하며, 물품을 반송하는 반송 장치를 티칭하는데 사용되는 티칭 장치에 있어서,
    내부 공간을 가지는 하우징;
    상기 하우징의 상부에 위치하며, 상기 반송 장치의 핸드 유닛에 의해 그립될 수 있도록 구성되는 플랜지;
    상기 내부 공간에 배치되고, 반도체 제조 라인에 설치되는 기구물에 표시된 티칭 마크의 이미지를 획득하도록 구성되는 이미지 획득 유닛; 및
    상기 이미지 획득 유닛에 전력을 공급하는 전원 유닛으로서, 상기 전원 유닛은 상기 핸드 유닛에 설치된 충전 모듈을 통해 무선전력전송방식으로 전력을 전송 받도록 구성되는, 상기 전원 유닛을 포함하는 티칭 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전원 유닛은,
    자기 공진 방식으로 전력을 전송받도록 구성되는, 티칭 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 획득 유닛이 획득한 상기 이미지를 처리하는 데이터 처리 유닛으로서, 상기 데이터 처리 유닛은 상기 반송 장치의 제어 유닛, 상기 반송 장치를 제어하는 중앙 제어 장치, 그리고 작업자가 사용하는 작업자 장치 중 적어도 하나 이상에 상기 이미지 또는 상기 이미지를 통해 획득된 좌표 데이터를 전송하도록 구성되는, 상기 데이터 처리 유닛을 더 포함하는, 티칭 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 획득 유닛이 가지는 적어도 하나 이상의 비전 센서의 자세를 유지하는 자세 유지 유닛을 포함하는, 티칭 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 자세 유지 유닛은,
    상기 비전 센서의 기울기를 설정 기울기로 유지시키는 짐벌인, 티칭 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이미지 획득 유닛은,
    상기 반송 장치의 하방에 위치하는 기구물에 표시된 티칭 마크의 이미지를 획득하는 제1비전 센서; 및
    상기 반송 장치의 측방에 위치하는 기구물에 표시된 티칭 마크의 이미지를 획득하는 제2비전 센서를 포함하는, 티칭 장치.
  7. 물품을 반송하는 시스템에 있어서,
    천장에 구비된 레일을 따라 주행하며, 물품을 반송하는 반송 장치 - 상기 반송 장치는 상기 물품이 수납된 용기를 그립하는 핸드 유닛을 포함함 - ;
    상기 반송 장치의 주행을 제어하는 제어 신호를 발생시키는 중앙 제어 장치; 및
    상기 핸드 유닛에 그립 가능하게 구성되는 티칭 장치로서, 상기 티칭 장치는 상기 반송 장치의 상기 용기의 반송 동작에 대한 티칭을 수행하는데 사용되는, 상기 티칭 장치를 포함하고,
    상기 티칭 장치는,
    반도체 제조 라인에 설치되는 기구물에 표시된 티칭 마크의 이미지를 획득하도록 구성되는 이미지 획득 유닛; 및
    상기 이미지 획득 유닛에 이용되는 전력을 공급하는 전원 유닛을 포함하고,
    상기 핸드 유닛은,
    상기 용기 또는 상기 티칭 장치를 그립하는 그립퍼; 및
    상기 전원 유닛에 무선전력전송방식으로 전력을 전송하는 충전 모듈을 포함하는, 물품 반송 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 티칭 장치는,
    상기 이미지 획득 유닛이 획득한 상기 이미지를 처리하는 데이터 처리 유닛으로서, 상기 데이터 처리 유닛은 상기 반송 장치의 제어 유닛, 상기 반송 장치를 제어하는 중앙 제어 장치, 그리고 작업자가 사용하는 작업자 장치 중 적어도 하나 이상에 상기 이미지 또는 상기 이미지를 통해 획득된 좌표 데이터를 전송하도록 구성되는, 상기 데이터 처리 유닛을 더 포함하는, 물품 반송 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 데이터 처리 유닛은,
    상기 제어 유닛이 구비하는 랜 카드를 매개로 상기 중앙 제어 장치, 또는 상기 작업자 장치 중 적어도 하나 이상에 상기 이미지 또는 상기 좌표 데이터를 전송하도록 구성되는, 물품 반송 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 이미지 획득 유닛이 가지는 적어도 하나 이상의 비전 센서의 자세를 유지하는 자세 유지 유닛을 더 포함하는, 물품 반송 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 자세 유지 유닛은,
    상기 비전 센서의 기울기를 설정 기울기로 유지시키는 짐벌인, 물품 반송 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 전원 유닛은,
    상기 이미지 획득 유닛, 상기 데이터 처리 유닛, 그리고 상기 자세 유지 유닛에 전력을 공급할 수 있도록 구성되는, 물품 반송 시스템.
  13. 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이미지 획득 유닛은,
    상기 반송 장치의 하방에 위치하는 기구물에 표시된 티칭 마크의 이미지를 획득하는 제1비전 센서; 및
    상기 반송 장치의 측방에 위치하는 기구물에 표시된 티칭 마크의 이미지를 획득하는 제2비전 센서를 포함하는, 물품 반송 시스템.
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