KR20240039673A - 컨테이너 중계 유닛 및 이를 포함하는 물류 반송 시스템 - Google Patents

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Abstract

반송 차량과 로드 포트 사이에서 컨테이너를 중계하는 컨테이너 중계 유닛 및 이를 포함하는 물류 반송 시스템을 제공한다. 상기 물류 반송 시스템은, 반도체 제조 공장 내에 설치되며, 반도체 기판이 수납된 컨테이너를 운반하는 컨테이너 운반 유닛; 컨테이너가 로딩 또는 언로딩되는 로드 포트 유닛; 로드 포트 유닛과 연결되며, 컨테이너에 수납된 반도체 기판을 처리하는 반도체 제조 설비; 및 컨테이너 운반 유닛과 로드 포트 유닛 사이에서 컨테이너를 중계하는 컨테이너 중계 유닛을 포함하며, 컨테이너 중계 유닛은 컨테이너 운반 유닛의 이동 경로와 동일 레벨에 설치되고, 로드 포트 유닛의 상위 레벨에 설치된다.

Description

컨테이너 중계 유닛 및 이를 포함하는 물류 반송 시스템 {Container relaying unit and physical distribution system including the same}
본 발명은 컨테이너 중계 유닛 및 이를 포함하는 물류 반송 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 제조 공장 내에서의 반도체 기판이 수납된 컨테이너의 운반과 관련된 컨테이너 중계 유닛 및 이를 포함하는 물류 반송 시스템에 관한 것이다.
반도체를 생산하는 데에 사용되는 웨이퍼는 반도체 제조 공장(예를 들어, FAB) 내에서 다양한 공정을 거칠 수 있으며, 이를 위해 각각의 공정 설비로 운반될 수 있다. 예를 들면, 복수의 웨이퍼는 FOUP(Front Opening Unified Pod)과 같은 컨테이너에 수납되며, 상기 컨테이너는 반도체 제조 공장의 천장에서 이동 가능하게 마련되는 OHT(Overhead Hoist Transporter)와 같은 반송 차량을 통해 각각의 공정 설비로 운반될 수 있다.
반송 차량은 반도체 제조 공장 내에서 복수의 컨테이너를 연속적으로 운반할 수 있다. 예를 들어, 반송 차량은 제1 컨테이너를 A 목적지까지 운반하고, 이어서 제2 컨테이너를 B 목적지까지 운반함으로써, 제1 컨테이너와 제2 컨테이너를 각각의 목적지로 연속적으로 운반할 수 있다.
제1 컨테이너를 A 목적지까지 운반하는 경우, 반송 차량은 해당 목적지에 도달하면 호이스트(Hoist)를 이용하여 파지하고 있던 컨테이너를 SFEM, EFEM 등의 로드 포트(Load Port) 상에 안착시킨다. 이후, 반송 차량은 제2 컨테이너를 B 목적지로 운반하기 위해 제2 컨테이너가 위치한 곳으로 이동한다.
따라서 반송 차량은 제1 컨테이너를 A 목적지의 로드 포트 상에 전달하기 전에 제2 컨테이너가 위치한 곳으로 이동할 수 없으며, 제1 컨테이너를 A 목적지의 로드 포트 상에 전달하는 과정에서 문제가 발생하게 되면 제2 컨테이너가 위치한 곳으로 이동하기까지 많은 시간이 지체될 수 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는, 반송 차량과 로드 포트 사이에서 컨테이너를 중계하는 컨테이너 중계 유닛 및 이를 포함하는 물류 반송 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 물류 반송 시스템의 일 면(Aspect)은, 반도체 제조 공장 내에 설치되며, 반도체 기판이 수납된 컨테이너를 운반하는 컨테이너 운반 유닛; 상기 컨테이너가 로딩 또는 언로딩되는 로드 포트 유닛; 상기 로드 포트 유닛과 연결되며, 상기 컨테이너에 수납된 상기 반도체 기판을 처리하는 반도체 제조 설비; 및 상기 컨테이너 운반 유닛과 상기 로드 포트 유닛 사이에서 상기 컨테이너를 중계하는 컨테이너 중계 유닛을 포함하며, 상기 컨테이너 중계 유닛은 상기 컨테이너 운반 유닛의 이동 경로와 동일 레벨에 설치되고, 상기 로드 포트 유닛의 상위 레벨에 설치된다.
상기 컨테이너 중계 유닛은, 상기 컨테이너 운반 유닛으로부터 인수된 상기 컨테이너를 상기 로드 포트 유닛으로 전달하는 리프팅 모듈을 포함할 수 있다.
상기 리프팅 모듈은 상기 컨테이너 운반 유닛으로부터 상기 컨테이너를 인수받거나, 또는 상기 컨테이너 중계 유닛은, 상기 컨테이너 운반 유닛으로부터 상기 컨테이너를 인수하는 로봇 암을 더 포함할 수 있다.
상기 컨테이너 중계 유닛이 상기 로봇 암을 더 포함하는 경우, 상기 로봇 암과 상기 리프팅 모듈의 이동 방향은 서로 다를 수 있다.
상기 컨테이너 중계 유닛은, 상기 컨테이너를 임시 보관하는 저장 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 리프팅 모듈은 상기 컨테이너를 파지한 상태로 상기 로드 포트 유닛에 전달하거나, 또는 상기 컨테이너를 수납한 상태로 로드 포트 유닛에 전달할 수 있다.
상기 물류 반송 시스템은, 상기 컨테이너를 보관하는 사이드 트랙 버퍼를 더 포함하며, 상기 컨테이너 중계 유닛은 상기 사이드 트랙 버퍼 내에 설치될 수 있다.
상기 사이드 트랙 버퍼는 상기 로드 포트 유닛의 상위 레벨을 포함하여 설치될 수 있다.
상기 사이드 트랙 버퍼는 상기 로드 포트 유닛이 위치한 방향으로 개폐되는 도어를 포함할 수 있다.
상기 도어는 상기 컨테이너가 상기 로드 포트 유닛으로 전달하는 경우 개폐될 수 있다.
상기 컨테이너 중계 유닛은 상기 로드 포트 유닛이 위치한 방향으로 개폐되는 도어를 포함할 수 있다.
상기 컨테이너 중계 유닛은 상기 컨테이너 운반 유닛과 상기 로드 포트 유닛 중 적어도 하나의 유닛과 통신을 할 수 있다.
상기 적어도 하나의 유닛은 상기 컨테이너 중계 유닛과의 통신 결과를 기초로 상기 컨테이너 중계 유닛이 상기 컨테이너의 중계를 담당할 수 있는지 여부를 판별할 수 있다.
상기 컨테이너 운반 유닛은 상기 컨테이너 중계 유닛이 상기 컨테이너의 중계를 담당할 수 없는 경우, 상기 컨테이너를 상기 로드 포트 유닛에 직접 전달할 수 있다.
상기 컨테이너 중계 유닛은 상기 적어도 하나의 유닛과 PIO 통신을 할 수 있다.
상기 물류 반송 시스템은, 상기 컨테이너 운반 유닛, 상기 컨테이너 중계 유닛, 상기 로드 포트 유닛 및 상기 반도체 제조 설비의 작동을 제어하는 제어 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 제어 유닛은 상기 컨테이너 운반 유닛 및 상기 로드 포트 유닛 중 적어도 하나의 유닛과 상기 컨테이너 중계 유닛 간 통신 결과를 기초로 상기 컨테이너 중계 유닛이 상기 컨테이너의 중계를 담당할 수 있는지 여부를 판별할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 물류 반송 시스템의 다른 면은, 반도체 제조 공장 내에 설치되며, 반도체 기판이 수납된 컨테이너를 운반하는 컨테이너 운반 유닛; 상기 컨테이너가 로딩 또는 언로딩되는 로드 포트 유닛; 상기 로드 포트 유닛과 연결되며, 상기 컨테이너에 수납된 상기 반도체 기판을 처리하는 반도체 제조 설비; 및 상기 컨테이너 운반 유닛과 상기 로드 포트 유닛 사이에서 상기 컨테이너를 중계하는 컨테이너 중계 유닛을 포함하며, 상기 컨테이너 중계 유닛은, 상기 컨테이너 운반 유닛으로부터 상기 컨테이너를 인수하는 로봇 암; 상기 컨테이너를 임시 보관하는 저장 모듈; 및 상기 컨테이너를 상기 로드 포트 유닛으로 전달하는 리프팅 모듈을 포함하고, 상기 컨테이너 중계 유닛은 상기 컨테이너 운반 유닛의 이동 경로와 동일 레벨에 설치되고, 상기 로드 포트 유닛의 상위 레벨에 설치되며, 상기 컨테이너 중계 유닛은 상기 컨테이너 운반 유닛과 상기 로드 포트 유닛 중 적어도 하나의 유닛과 통신을 하고, 상기 컨테이너 운반 유닛은 상기 컨테이너 중계 유닛이 상기 컨테이너의 중계를 담당할 수 없는 경우, 상기 컨테이너를 상기 로드 포트 유닛에 직접 전달한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 컨테이너 중계 유닛의 일 면은, 반도체 제조 공장 내에서 반도체 기판이 수납된 컨테이너를 운반하는 컨테이너 운반 유닛과 상기 컨테이너가 로딩 또는 언로딩되는 로드 포트 유닛 사이에서 상기 컨테이너를 중계하며, 상기 컨테이너 운반 유닛으로부터 상기 컨테이너를 인수하는 로봇 암; 상기 컨테이너를 임시 보관하는 저장 모듈; 및 상기 컨테이너를 상기 로드 포트 유닛으로 전달하는 리프팅 모듈을 포함한다.
상기 컨테이너 중계 유닛은 상기 컨테이너 운반 유닛의 이동 경로와 동일 레벨에 설치되고, 상기 로드 포트 유닛의 상위 레벨에 설치될 수 있다.
상기 컨테이너 중계 유닛은 상기 컨테이너 운반 유닛과 상기 로드 포트 유닛 중 적어도 하나의 유닛과 통신을 하고, 상기 통신 결과에 따라 상기 컨테이너 중계 유닛이 상기 컨테이너의 중계를 담당할 수 있는지 여부가 판별될 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 물류 반송 시스템의 내부 구성들을 도시한 개념도이다.
도 2는 물류 반송 시스템을 구성하는 구성요소들 간 배치 구조를 보여주는 제1 예시도이다.
도 3은 물류 반송 시스템을 구성하는 컨테이너 운반 유닛의 내부 구조를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 4는 반도체 제조 공장 내 컨테이너 운반 유닛의 설치 형상을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 5는 로드 포트 유닛과 반도체 제조 설비 간 다양한 배치 구조를 설명하기 위한 제1 예시도이다.
도 6은 로드 포트 유닛과 반도체 제조 설비 간 다양한 배치 구조를 설명하기 위한 제2 예시도이다.
도 7은 로드 포트 유닛과 반도체 제조 설비 간 다양한 배치 구조를 설명하기 위한 제3 예시도이다.
도 8은 물류 반송 시스템 내에 컨테이너 중계 유닛이 구축되는 경우의 효과를 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 물류 반송 시스템을 구성하는 컨테이너 중계 유닛의 내부 구성을 도시한 개념도이다.
도 10은 컨테이너 중계 유닛을 구성하는 리프팅 모듈의 다양한 실시 형태를 설명하기 위한 제1 예시도이다.
도 11은 컨테이너 중계 유닛을 구성하는 리프팅 모듈의 다양한 실시 형태를 설명하기 위한 제2 예시도이다.
도 12는 물류 반송 시스템을 구성하는 구성요소들 간 배치 구조를 보여주는 제2 예시도이다.
도 13은 물류 반송 시스템을 구성하는 사이드 트랙 버퍼의 내부 구조를 설명하기 위한 예시도이다.
도 14는 사이드 트랙 버퍼를 구성하는 도어의 작동 원리를 설명하기 위한 제1 예시도이다.
도 15는 사이드 트랙 버퍼를 구성하는 도어의 작동 원리를 설명하기 위한 제2 예시도이다.
도 16은 물류 반송 시스템을 구성하는 구성요소들 간 배치 구조를 보여주는 제3 예시도이다.
도 17은 물류 반송 시스템을 구성하는 구성요소들 간 배치 구조를 보여주는 제4 예시도이다.
도 18은 물류 반송 시스템을 구성하는 구성요소들 간 배치 구조를 보여주는 제5 예시도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
본 발명은 반도체 제조 공장 내에서 반도체 기판이 수납된 컨테이너를 운반하는 물류 반송 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명의 물류 반송 시스템은 반송 차량과 로드 포트 사이에서 컨테이너를 중계하는 컨테이너 중계 유닛을 포함할 수 있다. 이하에서는 도면 등을 참조하여 본 발명에 대해 자세하게 설명하기로 한다.
도 1은 물류 반송 시스템의 내부 구성들을 도시한 개념도이다. 그리고, 도 2는 물류 반송 시스템을 구성하는 구성요소들 간 배치 구조를 보여주는 제1 예시도이다.
도 1 및 도 2에 따르면, 물류 반송 시스템(100)은 컨테이너 운반 유닛(110), 컨테이너 중계 유닛(120), 로드 포트 유닛(130), 반도체 제조 설비(140) 및 제어 유닛(150)을 포함하여 구성될 수 있다. 물류 반송 시스템(100)은 반도체 제조 공장(1000) 내에서 물류 자동화 서비스를 제공하는 데에 적용될 수 있다.
컨테이너 운반 유닛(110)은 컨테이너(310)를 목적지까지 운반하는 역할을 한다. 컨테이너 운반 유닛(110)은 예를 들어, OHT(Overhead Hoist Transporter)로 마련될 수 있다.
컨테이너 운반 유닛(110)은 반도체 제조 공장(1000)의 천장에 설치되는 이동 경로(예를 들어, 레일(Rail)) 상을 주행하여 컨테이너(310)를 목적지까지 운반할 수 있다. 컨테이너 운반 유닛(110)은 반도체 제조 공정이 실행되는 공정 설비 즉, 반도체 제조 설비(140)로 컨테이너(310)를 운반할 수 있으며, 반도체 제조 공장(1000) 내에 복수 개 배치될 수 있다.
컨테이너 운반 유닛(110)이 컨테이너(310)를 반도체 제조 설비(140)로 운반하는 경우, 컨테이너(310)에는 복수의 반도체 기판이 수납될 수 있다. 컨테이너(310)는 예를 들어, FOUP(Front Opening Unified Pod)으로 마련될 수 있으며, 반도체 기판은 예를 들어, 웨이퍼(Wafer)일 수 있다.
컨테이너 운반 유닛(110)은 제어 유닛(150)의 제어에 따라 작동할 수 있다. 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 컨테이너 운반 유닛(110)은 이를 위해 제어 유닛(150)과 유/무선 통신을 하기 위한 통신 모듈을 포함할 수 있다.
컨테이너 운반 유닛(110)은 제어 유닛(150)의 통제를 받지 않고, 자율적으로 작동하는 것도 가능하다. 이 경우, 반도체 제조 공장(1000) 내에 배치되는 복수의 컨테이너 운반 유닛이 주행 중에 서로 충돌하지 않도록, 이동 경로 상에 다수의 센서를 설치하고, 상기 다수의 센서를 통해 복수의 컨테이너 운반 유닛 간에 정보를 공유할 수 있다. 또는, 복수의 컨테이너 운반 유닛이 상호 통신을 할 수 있도록 제공되는 것도 가능하다.
도 3은 물류 반송 시스템을 구성하는 컨테이너 운반 유닛의 내부 구조를 예시적으로 도시한 도면이다. 그리고, 도 4는 반도체 제조 공장 내 컨테이너 운반 유닛의 설치 형상을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4에 따르면, 컨테이너 운반 유닛(110)은 파지 모듈(210), 승강 모듈(220), 구동 모듈(230), 구동 휠(240), 가이드 휠(250) 및 제어 모듈(260)을 포함하여 구성될 수 있다.
파지 모듈(Gripping Module; 210)은 컨테이너(310)를 파지하기 위해 제공되는 것이다. 파지 모듈(210)은 컨테이너(310)를 목적지까지 운반하기 위해 컨테이너(310)가 배치되어 있는 장소(예를 들어, 로드 포트 유닛(130))로 하강하여 컨테이너(310)를 파지할 수 있다. 파지 모듈(210)은 예를 들어, 핸드 그리퍼(Hand Gripper)로 마련될 수 있다.
승강 모듈(220)은 파지 모듈(210)을 승강시키기 위해 제공되는 것이다. 승강 모듈(220)은 파지 모듈(210)이 컨테이너(310)를 파지할 수 있도록 파지 모듈(210)을 천장(320) 부근에서 지면이 위치한 방향으로 하강시킬 수 있으며, 파지 모듈(210)이 컨테이너(310)를 파지하면 파지 모듈(210)을 다시 천장(320) 부근에서 상승시킬 수 있다. 승강 모듈(220)은 예를 들어, 호이스트(Hoist)로 마련될 수 있다.
이와 같이 파지 모듈(210) 및 승강 모듈(220)에 의해 컨테이너(310)가 적재되면(Loading), 컨테이너 운반 유닛(110)은 이 상태로 컨테이너(310)를 목적지까지 운반할 수 있다. 컨테이너 운반 유닛(110)이 목적지에 도달하면, 승강 모듈(220)은 파지 모듈(210)을 다시 하강시키고, 파지 모듈(210)은 컨테이너(310)를 로드 포트 유닛(130) 상에 안착시키고 파지 해제할 수 있다.
도 3 및 도 4에는 도시되어 있지 않지만, 컨테이너 운반 유닛(110)은 파지 모듈(210) 대신에 수납 가능한 공간을 제공하는 수납 모듈을 포함하는 것도 가능하다. 수납 모듈은 컨테이너(310)를 수납할 수 있도록 상부가 개방되어 있는 형상(예를 들어, Basket Type)으로 형성될 수 있으며, 측면에 개폐 가능한 도어가 설치되는 형상(예를 들어, Cabinet Type)으로 형성되는 것도 가능하다.
구동 모듈(230)은 반도체 제조 공장(1000)의 천장(320)에 설치된 이동 경로(예를 들어, 한 쌍의 레일(330a, 330b))를 따라 주행하는 구동 휠(240)을 제어하는 역할을 한다. 도 2 및 도 3에는 도시되어 있지 않지만, 구동 모듈(230)은 이를 위해 구동 모터, 구동 축 등을 포함할 수 있다. 여기서, 구동 모터는 구동력을 생성하는 역할을 할 수 있으며, 구동 축은 구동 모터에 의해 생성된 구동력을 구동 휠(240)에 제공하는 역할을 할 수 있다.
구동 휠(Driving Wheel; 240)은 구동 모듈(230)에 의해 제공되는 구동력을 이용하여 회전하는 회전체로서, 이와 같은 회전을 통해 컨테이너 운반 유닛(110)이 한 쌍의 레일(330a, 330b) 상을 주행할 수 있게 한다. 구동 휠(240)은 각 측의 레일(330a, 330b) 위를 주행할 수 있도록 한 쌍(240a, 240b)으로 마련될 수 있으며, 이 경우 한 쌍의 구동 휠(240a, 240b)은 구동 모듈(230)의 양측면에 각각 결합될 수 있다.
가이드 휠(Guide Wheel; 250)은 컨테이너 운반 유닛(110)이 한 쌍의 레일(330a, 330b) 상을 주행하는 경우, 컨테이너 운반 유닛(110)이 상기 레일(330a, 330b)로부터 이탈되는 것을 방지하는 역할을 한다. 가이드 휠(250)은 구동 휠(240)과 마찬가지로 한 쌍(250a, 250b)으로 마련될 수 있으며, 구동 모듈(230)의 하부면 양단에 구동 휠(240a, 240b)에 대해 수직 방향이 되도록 설치될 수 있다.
제어 모듈(260)은 컨테이너 운반 유닛(110)을 구성하는 각각의 모듈을 제어하는 역할을 한다. 제어 모듈(260)은 예를 들어, 파지 모듈(210)과 승강 모듈(220)의 작동을 제어하는 역할을 할 수 있으며, 구동 모듈(230)을 구성하는 구동 모터의 작동을 제어하는 역할을 할 수도 있다. 또한, 도 2 및 도 3에는 도시되어 있지 않지만, 제어 모듈(260)은 그 전면과 후면에 각각 전방 프레임(Front Frame)과 후방 프레임(Rear Frame)을 갖추고, 그 하부면에 결합되는 파지 모듈(210) 및 승강 모듈(220)을 지지하는 역할도 할 수 있다. 제어 모듈(260)은 예를 들어, OHT 제어기(OHT Controller)로 마련될 수 있다.
도 2 및 도 3에는 도시되어 있지 않지만, 제어 모듈(260)은 속도 조절부, 위치 조절부 등을 포함할 수도 있다. 여기서, 속도 조절부는 구동 휠(240)의 회전 속도를 제어하는 역할을 할 수 있으며, 위치 조절부는 컨테이너(310)의 위치를 보정하는 역할을 할 수 있다.
위치 조절부는 슬라이더(Slider)와 로테이터(Rotator)를 포함할 수 있다. 슬라이더는 컨테이너(310)를 상하 방향이나 좌우 방향으로 이동시키는 역할을 할 수 있으며, 로테이터는 컨테이너(310)를 시계 방향이나 반시계 방향으로 회전시키는 역할을 할 수 있다.
컨테이너 운반 유닛(110)에 이동 경로를 제공하기 위해, 반도체 제조 공장(1000)의 천장(320)에는 한 쌍의 가이드 레일(330a, 330b)과 레일 지지 모듈(340)을 포함하여 레일 조립체가 설치될 수 있다. 한 쌍의 가이드 레일(330a, 330b)은 앞서 설명한 바와 같이 컨테이너 운반 유닛(110)에 주행 경로를 제공하는 것으로서, 반도체 제조 공장(1000)의 천장(320)에 고정되는 레일 지지 모듈(340)의 양단에 결합될 수 있다.
한 쌍의 가이드 레일(330a, 330b)은 반도체 제조 공장(1000) 내 천장(320)의 레이아웃(Layout)에 따라 직선 구간, 곡선 구간, 경사 구간, 분기 구간, 교차로 구간 등 다양한 형태의 구간을 포함하도록 구성될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 한 쌍의 가이드 레일(330a, 330b)은 상기 복수의 구간들 중에서 어느 한 형태의 구간만을 포함하도록 구성되는 것도 가능하다.
레일 지지 모듈(340)은 반도체 제조 공장(1000)의 천장(320)에 고정되며, 한 쌍의 가이드 레일(330a, 330b)을 지지하는 역할을 한다. 레일 지지 모듈(340)은 지상에서 바라볼 때 캡 형상(Cap Type)을 가지도록 반도체 제조 공장(1000)의 천장(320)에 설치될 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
로드 포트 유닛(Load Port Unit; 130)은 컨테이너(310)가 로딩(Loading) 또는 언로딩(Unloading)되는 것이다. 뿐만 아니라, 로드 포트 유닛(130)에서는 컨테이너(310)에 수납되어 있는 반도체 기판이 로딩 또는 언로딩될 수도 있다.
전자의 경우, 컨테이너 운반 장치(110)에 의해 로드 포트 유닛(130)에 컨테이너(310)가 로딩 또는 언로딩될 수 있다. 앞서 설명하였지만, 컨테이너 운반 장치(110)가 로드 포트 유닛(130) 상에 운반해온 컨테이너(310)를 안착시킴으로써 컨테이너(310)가 로드 포트 유닛(130)에 로딩될 수 있으며, 컨테이너 운반 장치(110)가 로드 포트 유닛(130) 상에 놓여 있던 컨테이너(310)를 파지해감으로써 컨테이너(310)가 로드 포트 유닛(130)에 언로딩될 수 있다.
후자의 경우, 반도체 제조 설비(140)에 의해 로드 포트 유닛(130)에 안착된 컨테이너(310)에서 반도체 기판이 로딩 또는 언로딩될 수 있다. 컨테이너(310)가 로드 포트 유닛(130) 상에 안착되면, 반도체 제조 설비(140)의 기판 반송 로봇이 로드 포트 유닛(130)에 접근하고, 이후 컨테이너(310) 내에서 반도체 기판을 반출할 수 있다. 반도체 기판의 언로딩은 이와 같은 과정을 통해 이루어질 수 있다. 반도체 제조 설비(140) 내에서 반도체 기판에 대한 처리가 완료되면, 상기 기판 반송 로봇이 반도체 제조 설비(140) 내에서 반도체 기판을 반출하여 컨테이너(310)에 반입시킬 수 있다. 반도체 기판의 로딩은 이와 같은 과정을 통해 이루어질 수 있다.
반도체 제조 설비(140)는 반도체 기판을 처리하는 역할을 한다. 반도체 제조 설비(140)는 컨테이너(310)에 수납되어 있는 반도체 기판을 처리하기 위해 로드 포트 유닛(130)에 인접하여 설치될 수 있다. 로드 포트 유닛(130)은 EFEM(Equipment Front End Module), SFEM 등 전방 단부 모듈(FEM; Front End Module)의 단부에 마련될 수 있다.
반도체 제조 설비(140)는 증착 공정(Deposition Process)을 수행하는 챔버, 식각 공정(Etching Process)을 수행하는 챔버, 세정 공정(Cleaning Process)을 수행하는 챔버, 열처리 공정(Heat Treatment Process)을 수행하는 챔버 등 동종(同種) 또는 이종(異種)의 복수의 공정 챔버(Process Chamber)를 포함할 수 있다. 이하에서는 다양한 배치 구조를 가지는 반도체 제조 설비(140)에 대하여 설명한다.
도 5는 로드 포트 유닛과 반도체 제조 설비 간 다양한 배치 구조를 설명하기 위한 제1 예시도이다.
도 5에 따르면, 반도체 제조 설비(140)는 인덱스 모듈(410), 로드락 챔버(Load-Lock Chamber; 420), 트랜스퍼 챔버(Transfer Chamber; 430) 및 공정 챔버(Process Chamber; 440)를 포함하여 구성될 수 있다.
반도체 제조 설비(140)는 증착 공정, 식각 공정, 세정 공정, 열처리 공정 등 다양한 공정을 거쳐 반도체 기판을 처리하는 시스템이다. 반도체 제조 설비(140)는 기판 이송을 담당하는 반송 로봇(411, 431)과 그 주위에 마련되는 기판 처리 모듈인 복수의 공정 챔버(440)를 포함하는 멀티 챔버형 기판 처리 시스템으로 구현될 수 있다.
앞서 설명하였지만, 로드 포트 유닛(130)은 복수의 반도체 기판이 탑재된 컨테이너(310)가 안착될 수 있도록 제공되는 것이다. 로드 포트 유닛(130)은 인덱스 모듈(410)의 전방에 복수 개 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 로드 포트(130a), 제2 로드 포트(130b), 제3 로드 포트(130c) 등 세 개의 로드 포트 유닛(130a, 130b, 130c)이 인덱스 모듈(410)의 전방에 배치될 수 있다.
로드 포트 유닛(130)이 인덱스 모듈(410)의 전방에 복수 개 배치되는 경우, 각각의 로드 포트 유닛(130) 상에 안착되는 컨테이너(310)는 종류가 다른 물건을 탑재할 수 있다. 예를 들어, 로드 포트 유닛(130)이 인덱스 모듈(410)의 전방에 세 개 배치되는 경우, 좌측의 제1 로드 포트(130a) 상에 안착되는 제1 컨테이너(310a)는 웨이퍼형 센서를 탑재할 수 있으며, 가운데 부분의 제2 로드 포트(130b) 상에 안착되는 제2 컨테이너(310b)는 기판(웨이퍼)을 탑재할 수 있고, 우측의 제3 로드 포트(130c) 상에 안착되는 제3 컨테이너(310c)는 포커스 링(Focus Ring) 등 소모성 부품을 탑재할 수 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 각각의 로드 포트 유닛(130a, 130b, 130c) 상에 안착되는 컨테이너(310a, 310b, 310c)는 종류가 같은 물건을 탑재하는 것도 가능하다. 또는, 몇몇의 로드 포트 유닛 상에 안착되는 컨테이너는 종류가 같은 물건을 탑재하고, 다른 몇몇의 로드 포트 유닛 상에 안착되는 컨테이너는 종류가 다른 물건을 탑재하는 것도 가능하다.
인덱스 모듈(410)은 로드 포트 유닛(130)과 로드락 챔버(420) 사이에 배치되며, 로드 포트 유닛(130) 상의 컨테이너(310)와 로드락 챔버(420) 간에 반도체 기판을 이송하도록 인터페이스하는 것이다. 인덱스 모듈(410)은 앞서 설명한 전방 단부 모듈(FEM)로 마련될 수 있다.
인덱스 모듈(410)은 기판 이송을 담당하는 제1 반송 로봇(411)을 구비할 수 있다. 제1 반송 로봇(411)은 대기압 환경에서 동작하며, 컨테이너(310)와 로드락 챔버(420) 사이에서 반도체 기판을 이송할 수 있다.
로드락 챔버(420)는 반도체 제조 설비(140) 상의 입력 포트와 출력 포트 사이에서 버퍼 역할을 하는 것이다. 도 5에는 도시되어 있지 않지만, 로드락 챔버(420)는 그 내부에 반도체 기판이 임시 대기하는 버퍼 스테이지를 구비할 수 있다.
로드락 챔버(420)는 인덱스 모듈(410)과 트랜스퍼 챔버(430) 사이에 복수 개 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 로드락 챔버(421)와 제2 로드락 챔버(422) 등 두 개의 로드락 챔버(421, 422)가 인덱스 모듈(410)과 트랜스퍼 챔버(430) 사이에 배치될 수 있다.
제1 로드락 챔버(421)와 제2 로드락 챔버(422)는 인덱스 모듈(410)과 트랜스퍼 챔버(430) 사이에서 제1 방향(10)으로 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 로드락 챔버(421)와 제2 로드락 챔버(422)는 좌우 방향으로 나란하게 배치되는 상호 대칭형 단층 구조로 제공될 수 있다. 상기에서, 제1 방향(10)은 인덱스 모듈(410)과 트랜스퍼 챔버(430)의 배열 방향(제2 방향(20))에 대해 평면 상에서 수직인 방향을 의미한다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 로드락 챔버(421)와 제2 로드락 챔버(422)는 인덱스 모듈(410)과 트랜스퍼 챔버(430) 사이에서 제3 방향(30)으로 배치되는 것도 가능하다. 이 경우, 제1 로드락 챔버(421)와 제2 로드락 챔버(422)는 상하 방향으로 배치되는 복층 구조로 제공될 수 있다. 상기에서, 제3 방향(30)은 인덱스 모듈(410)과 트랜스퍼 챔버(430)의 배열 방향(제2 방향(20)) 및 그 배열 방향에 대해 평면 상에서 수직인 방향(제1 방향(10))에 대해 수직인 방향을 의미한다.
제1 로드락 챔버(421)는 인덱스 모듈(410)로부터 트랜스퍼 챔버(430)로 반도체 기판을 이송하고, 제2 로드락 챔버(422)는 트랜스퍼 챔버(430)로부터 인덱스 모듈(410)로 반도체 기판을 이송할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 로드락 챔버(421)는 트랜스퍼 챔버(430)로부터 인덱스 모듈(410)로 기판을 이송하는 역할과, 인덱스 모듈(410)로부터 트랜스퍼 챔버(430)로 기판을 이송하는 역할을 모두 수행하며, 마찬가지로 제2 로드락 챔버(422)도 트랜스퍼 챔버(430)로부터 인덱스 모듈(410)로 기판을 이송하는 역할과, 인덱스 모듈(410)로부터 트랜스퍼 챔버(430)로 기판을 이송하는 역할을 모두 수행할 수 있다.
로드락 챔버(420)는 트랜스퍼 챔버(430)의 제2 반송 로봇(431)에 의해 반도체 기판이 로딩되거나 언로딩될 수 있다. 로드락 챔버(420)는 인덱스 모듈(410)의 제1 반송 로봇(411)에 의해 반도체 기판이 로딩되거나 언로딩될 수도 있다.
로드락 챔버(420)는 게이트 밸브 등을 이용하여 그 내부를 진공 환경과 대기압 환경으로 변화시키면서 압력을 유지할 수 있다. 로드락 챔버(420)는 이를 통해 트랜스퍼 챔버(430)의 내부 기압 상태가 변화되는 것을 방지할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 로드락 챔버(420)는 제2 반송 로봇(431)에 의해 기판이 로딩되거나 언로딩되는 경우, 그 내부를 트랜스퍼 챔버(430)의 경우와 동일한(또는 근접한) 진공 환경으로 형성할 수 있다. 또한, 로드락 챔버(420)는 제1 반송 로봇(411)에 의해 기판이 로딩되거나 언로딩되는 경우(즉, 제1 반송 로봇(411)으로부터 미처리(未處理) 기판을 공급받거나, 기처리(旣處理) 기판을 인덱스 모듈(410)로 이송하는 경우), 그 내부를 대기압 환경으로 형성할 수 있다.
트랜스퍼 챔버(430)는 로드락 챔버(420)와 공정 챔버(440) 사이에서 기판을 이송하는 것이다. 트랜스퍼 챔버(430)는 이를 위해 적어도 하나의 제2 반송 로봇(431)을 구비할 수 있다.
제2 반송 로봇(431)은 미처리 기판을 로드락 챔버(420)에서 공정 챔버(440)로 이송하거나, 기처리 기판을 공정 챔버(440)에서 로드락 챔버(420)로 이송한다. 트랜스퍼 챔버(430)의 각 변은 이를 위해 로드락 챔버(420) 및 복수 개의 공정 챔버(440)와 연결될 수 있다. 한편, 제2 반송 로봇(431)은 진공 환경에서 동작하며, 회동이 자유롭게 마련될 수 있다.
공정 챔버(440)는 기판을 처리하는 것이다. 공정 챔버(440)는 트랜스퍼 챔버(430)의 둘레에 복수 개 배치될 수 있다. 이 경우, 각각의 공정 챔버(440)는 트랜스퍼 챔버(430)로부터 반도체 기판을 공급받아 반도체 기판을 공정 처리하며, 공정 처리된 반도체 기판을 트랜스퍼 챔버(430)로 제공할 수 있다.
공정 챔버(440)는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 공정 챔버(440)는 표면이 양극 산화막이 형성된 알루마이트(alumite)로 이루어질 수 있으며, 그 내부는 기밀하게 구성될 수 있다. 한편, 공정 챔버(440)는 본 실시예에서 원통 형상 외의 다른 형상으로 형성되는 것도 가능하다.
반도체 제조 설비(140)는 클러스터 플랫폼(Cluster Platform)을 갖는 구조로 형성될 수 있다. 이 경우, 복수의 공정 챔버(440)는 트랜스퍼 챔버(430)를 기준으로 클러스터 방식으로 배치될 수 있으며, 복수의 로드락 챔버(420)는 제1 방향(10)으로 배열될 수 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 반도체 제조 설비(140)는 도 6에 도시된 바와 같이 쿼드 플랫폼(Quad Platform)을 갖는 구조로 형성되는 것도 가능하다. 이 경우, 복수의 공정 챔버(440)는 트랜스퍼 챔버(430)를 기준으로 쿼드 방식으로 배치될 수 있다. 도 6은 로드 포트 유닛과 반도체 제조 설비 간 다양한 배치 구조를 설명하기 위한 제2 예시도이다.
또는, 반도체 제조 설비(140)는 도 7에 도시된 바와 같이 인라인 플랫폼(In-Line Platform)을 갖는 구조로 형성되는 것도 가능하다. 이 경우, 복수의 공정 챔버(440)는 트랜스퍼 챔버(430)를 기준으로 인라인 방식으로 배치될 수 있으며, 각각의 트랜스퍼 챔버(430)의 양측에 한 쌍의 공정 챔버(440)가 직렬로 배치될 수 있다. 도 7은 로드 포트 유닛과 반도체 제조 설비 간 다양한 배치 구조를 설명하기 위한 제3 예시도이다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
제어 유닛(150)은 기판 처리 장치(100)를 구성하는 각각의 유닛의 전체 작동을 제어하는 것이다. 제어 유닛(160)은 예를 들어, 제어 모듈(260)과의 통신을 통해 컨테이너 운반 유닛(110)의 작동을 제어할 수 있으며, 컨테이너 중계 유닛(120), 반도체 제조 설비(140) 등의 작동을 제어할 수도 있다.
제어 유닛(150)은 프로세스 컨트롤러, 제어 프로그램, 입력 모듈, 출력 모듈(또는 표시 모듈), 메모리 모듈 등을 포함하여 컴퓨터나 서버 등으로 구현될 수 있다. 상기에서, 프로세스 컨트롤러는 기판 처리 장치(100)를 구성하는 각각의 구성에 대해 제어 기능을 실행하는 마이크로 프로세서를 포함할 수 있으며, 제어 프로그램은 프로세스 컨트롤러의 제어에 따라 기판 처리 장치(100)의 각종 처리를 실행할 수 있다. 메모리 모듈은 각종 데이터 및 처리 조건에 따라 기판 처리 장치(100)의 각종 처리를 실행시키기 위한 프로그램 즉, 처리 레시피가 저장되는 것이다.
컨테이너 중계 유닛(120)은 컨테이너 운반 유닛(110)과 로드 포트 유닛(130) 사이에서 컨테이너(310)를 중계하는 역할을 한다. 종래에는 물류 반송 시스템(100) 내에 컨테이너 중계 유닛(120)이 구축되어 있지 않으며, 컨테이너 운반 유닛(110)이 직접 로드 포트 유닛(130)에 컨테이너(310)를 전달하였다. 앞서 설명하였지만, 컨테이너 운반 유닛(110)이 로드 포트 유닛(130)에 컨테이너(310)를 전달하는 과정에서 문제가 발생하면, 컨테이너 운반 유닛(110)은 다음 목적지로 이동하지 못하고, 컨테이너(310)의 전달을 완료할 때까지 대기해야 한다.
로드 포트 유닛(130) 상에 다른 컨테이너가 이미 안착되어 있는 경우를 예로 들어 설명하여 보자. 로드 포트 유닛(130) 상에 다른 컨테이너가 있으면, 컨테이너 운반 유닛(110)은 로드 포트 유닛(130)에 파지/수납하고 있던 컨테이너(310)를 전달할 수 없으며, 컨테이너(310)의 전달을 완료할 때까지 대기해야 한다.
본 실시예에서는 물류 반송 시스템(100) 내에 컨테이너 중계 유닛(120)이 구축되며, 상기 컨테이너 중계 유닛(120)은 컨테이너 운반 유닛(110)과 로드 포트 유닛(130) 사이에서 컨테이너(310)를 중계할 수 있다. 이 경우, 도 8에 도시된 바와 같이, 로드 포트 유닛(130) 상에 다른 컨테이너가 있다 하더라도, 컨테이너 운반 유닛(110)은 컨테이너 중계 유닛(120)에 컨테이너(310)를 전달한 후 곧바로 다음 목적지로 이동할 수 있다. 따라서 본 실시예에서와 같이 물류 반송 시스템(100) 내에 컨테이너 중계 유닛(120)이 구축되면, 반도체 제조 공장(1000)에서의 전체 공정 시간(Tact Time)을 단축시키는 효과를 얻을 수 있다. 도 8은 물류 반송 시스템 내에 컨테이너 중계 유닛이 구축되는 경우의 효과를 설명하기 위한 예시도이다.
컨테이너 중계 유닛(120)은 컨테이너 운반 유닛(110)과 로드 포트 유닛(130) 사이에서 컨테이너(310)를 중계하기 위해, 로봇 암(Robot Arm; 510), 저장 모듈(520) 및 리프팅 모듈(Lifting Module; 530)을 포함하여 구성될 수 있다. 도 9는 물류 반송 시스템을 구성하는 컨테이너 중계 유닛의 내부 구성을 도시한 개념도이다. 이하 설명은 도 9를 참조한다.
로봇 암(510)은 컨테이너 운반 유닛(110)이 파지/수납하고 있던 컨테이너(310)를 핸들링(Handling)하는 역할을 한다. 컨테이너 운반 유닛(110)은 목적지인 로드 포트 유닛(130)에 컨테이너(310)를 전달하기 위해 컨테이너 중계 유닛(120)에 접근할 수 있다. 그러면, 로봇 암(510)이 컨테이너(310)를 컨테이너 운반 유닛(110)으로부터 인수(引受)받아 저장 모듈(520)에 저장할 수 있다.
저장 모듈(520)은 컨테이너(310)를 보관하는 것이다. 저장 모듈(520)은 내부에 컨테이너(310)를 수용할 수 있는 공간을 가질 수 있으며, 컨테이너 중계 유닛(120) 내에 적어도 하나 마련될 수 있다.
리프팅 모듈(530)은 저장 모듈(520)에 저장되어 있는 컨테이너(310)를 로드 포트 유닛(130)까지 이송하는 역할을 한다. 리프팅 모듈(530)은 수직 방향(제3 방향(30))으로 컨테이너(310)를 이송할 수 있지만, 대각선 방향으로 컨테이너(310)를 이송하는 것도 가능하다.
리프팅 모듈(530)은 로봇 암(510)이 컨테이너 운반 유닛(110)으로부터 컨테이너(310)를 핸들링하면, 상기 로봇 암(510)으로부터 컨테이너(310)를 핸들링할 수 있다. 로봇 암(510)은 컨테이너 운반 유닛(110)으로부터 컨테이너(310)를 인수하기 위해 제2 방향(20)으로 이동할 수 있으며, 리프팅 모듈(530)은 로드 포트 유닛(130)으로 컨테이너(310)를 인계하기 위해 제3 방향(30)으로 이동할 수 있다. 즉, 로봇 암(510)과 리프팅 모듈(30)은 서로 다른 방향으로 작동할 수 있다.
리프팅 모듈(530)은 도 10에 도시된 바와 같이 컨테이너(310)를 파지한 상태로 로드 포트 유닛(130)에 전달하는 호이스트(Hoist) 형상으로 마련될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 리프팅 모듈(530)은 도 11에 도시된 바와 같이 컨테이너(310)를 수납한 상태로 엘리베이터 방식으로 작동하여 로드 포트 유닛(130)에 전달하는 리프터(Lifter) 형상으로 마련되는 것도 가능하다. 도 10은 컨테이너 중계 유닛을 구성하는 리프팅 모듈의 다양한 실시 형태를 설명하기 위한 제1 예시도이고, 도 11은 컨테이너 중계 유닛을 구성하는 리프팅 모듈의 다양한 실시 형태를 설명하기 위한 제2 예시도이다.
본 실시예에서는 컨테이너 운반 유닛(110) 내에 로봇 암이 구축되어 있고, 컨테이너 운반 유닛(110)의 로봇 암이 컨테이너(310)를 컨테이너 중계 유닛(120)에 인계(引繼)할 수 있다. 이 경우, 컨테이너 중계 유닛(120)은 로봇 암(510)을 포함하지 않고, 저장 모듈(520) 및 리프팅 모듈(530)만 포함할 수도 있다.
본 실시예에서는 컨테이너 중계 유닛(120)이 컨테이너 운반 유닛(110)으로부터 컨테이너(310)를 건네받는 즉시 로드 포트 유닛(130)에 컨테이너(310)를 전달하는 것도 가능하다. 이 경우, 컨테이너 중계 유닛(120)은 저장 모듈(520)을 포함하지 않고, 로봇 암(510)과 리프팅 모듈(530), 또는 리프팅 모듈(530)만 포함할 수도 있다.
본 실시예에서는 반도체 제조 공장(1000)의 천장에 사이드 트랙 버퍼(STB; Side Track Buffer)를 마련하고, 도 12에 도시된 바와 같이 컨테이너 중계 유닛(120)을 사이드 트랙 버퍼(610) 내에 설치하는 것도 가능하다. 도 12는 물류 반송 시스템을 구성하는 구성요소들 간 배치 구조를 보여주는 제2 예시도이다.
사이드 트랙 버퍼(610)는 컨테이너 운반 유닛(110)의 이동 경로(예를 들어, 가이드 레일(330a, 330b)) 측방에 설치되며, 컨테이너(310)를 보관하는 역할을 할 수 있다. 즉, 사이드 트랙 버퍼(610)는 반도체 제조 공장(1000) 내 지상에 마련되는 스토커(Stocker)와 동일한 역할을 하며, 반도체 제조 공장(1000)의 천장에 마련될 수 있다. 이 경우, 컨테이너 중계 유닛(120)은 저장 모듈(520)을 포함하지 않고, 로봇 암(510)과 리프팅 모듈(530)만을 포함할 수 있다.
사이드 트랙 버퍼(610)는 그 내부에 컨테이너 중계 유닛(120)이 설치되는 경우, 수직 방향(제3 방향(30))으로 로드 포트 유닛(130)의 상부에 마련될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 컨테이너 중계 유닛(120)이 로드 포트 유닛(130)에 컨테이너(310)를 대각선 방향으로 전달할 수 있다면, 사이드 트랙 버퍼(610)는 반드시 수직 방향으로 로드 포트 유닛(130)의 상부에 마련되지 않아도 무방하다.
사이드 트랙 버퍼(610)에 컨테이너 중계 유닛(120)이 마련되는 경우, 컨테이너 중계 유닛(120)이 로드 포트 유닛(130)에 컨테이너(310)를 전달할 수 있도록, 사이드 트랙 버퍼(610)는 도 13에 도시된 바와 같이 개폐 가능한 도어(Door; 620)를 포함할 수 있다.
도어(620)는 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이 컨테이너 중계 유닛(120)이 로드 포트 유닛(130)에 컨테이너(310)를 전달할 때에 개폐될 수 있다. 도 14의 예시는 도어(620)가 사이드 트랙 버퍼(610)의 내측 방향으로 개폐되는 경우를 설명하고 있으며, 도 15의 예시는 도어(620)가 사이드 트랙 버퍼(610)의 외측 방향으로 개폐되는 경우를 설명하고 있다. 도 13은 물류 반송 시스템을 구성하는 사이드 트랙 버퍼의 내부 구조를 설명하기 위한 예시도이다. 그리고, 도 14는 사이드 트랙 버퍼를 구성하는 도어의 작동 원리를 설명하기 위한 제1 예시도이고, 도 15는 사이드 트랙 버퍼를 구성하는 도어의 작동 원리를 설명하기 위한 제2 예시도이다.
한편, 컨테이너 중계 유닛(120)이 사이드 트랙 버퍼(610) 내에 설치되지 않고 별도의 저장 모듈(520)을 포함하는 경우, 컨테이너(310)를 로드 포트 유닛(130)으로 전달하기 위해, 사이드 트랙 버퍼(610)의 도어(620)가 동일한 방식으로 컨테이너 중계 유닛(120)에 적용될 수 있음은 물론이다. 즉, 컨테이너 중계 유닛(120)은 사이드 트랙 버퍼(610)의 도어(620)와 동일한 역할을 하는 하단부 도어를 포함할 수 있다.
다음으로, 컨테이너 중계 유닛(120)의 작동 불량 여부 확인 및 그 대처 방법에 대하여 설명한다. 도 16은 물류 반송 시스템을 구성하는 구성요소들 간 배치 구조를 보여주는 제3 예시도이다.
컨테이너 운반 유닛(110)과 컨테이너 중계 유닛(120)은 상호 간에 통신을 할 수 있다. 컨테이너 운반 유닛(110)은 이를 위해 제2 통신 모듈(640)을 포함할 수 있으며, 컨테이너 중계 유닛(120)은 이를 위해 제1 통신 모듈(630)을 포함할 수 있다. 컨테이너 운반 유닛(110)은 컨테이너 중계 유닛(120)과의 통신을 통해 컨테이너 중계 유닛(120)이 로드 포트 유닛(130)에 컨테이너(310)를 전달하는 역할을 할 수 있는지를 판별할 수 있다.
예를 들어, 컨테이너 운반 유닛(110)과 컨테이너 중계 유닛(120)은 PIO(Parallel Input Output) 통신을 할 수 있다. 컨테이너 운반 유닛(110)은 컨테이너 중계 유닛(120)에 요청 메시지를 송출하고, 일정 시간이 경과한 후에도 컨테이너 중계 유닛(120)으로부터 응답 메시지가 수신되지 않으면, 컨테이너 중계 유닛(120)이 로드 포트 유닛(130)에 컨테이너(310)를 전달하는 역할을 할 수 없는 것으로 판별할 수 있다.
컨테이너 중계 유닛(120)이 로드 포트 유닛(130)에 컨테이너(310)를 전달할 수 없는 것으로 판별되면, 컨테이너 운반 유닛(110)은 로드 포트 유닛(130)에 컨테이너(310)를 직접 전달할 수 있다. 컨테이너 운반 유닛(110)은 소정 거리 이내로 컨테이너 중계 유닛(120)에 접근할 때에 컨테이너 중계 유닛(120)과의 통신을 할 수 있다.
도 16의 예시에서는 컨테이너 운반 유닛(110)이 컨테이너 중계 유닛(120)과 상호 통신을 하여 컨테이너 중계 유닛(120)의 작동 불량 여부를 판별할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 도 17에 도시된 바와 같이 로드 포트 유닛(130)에 제3 통신 모듈(650)을 설치하고, 로드 포트 유닛(130)이 컨테이너 중계 유닛(120)과 상호 통신을 하여 컨테이너 중계 유닛(120)의 작동 불량 여부를 판별하는 것도 가능하다. 도 17은 물류 반송 시스템을 구성하는 구성요소들 간 배치 구조를 보여주는 제4 예시도이다.
로드 포트 유닛(130)은 반도체 기판 처리가 완료되고 컨테이너 운반 유닛(110)이 기처리 기판들이 수납된 컨테이너를 수거해 가면, 컨테이너 운반 유닛(110)이 미처리 기판들이 수납된 컨테이너를 전달하러 오기 전에, 컨테이너 중계 유닛(120)과 상호 통신을 하여 컨테이너 중계 유닛(120)이 로드 포트 유닛(130)에 컨테이너(310)를 전달하는 역할을 할 수 있는지를 판별할 수 있다. 컨테이너 중계 유닛(120)과 로드 포트 유닛(130) 역시 컨테이너 운반 유닛(110)과 컨테이너 중계 유닛(120)의 경우와 마찬가지로 PIO 통신을 할 수 있음은 물론이다.
로드 포트 유닛(130)은 컨테이너 중계 유닛(120)이 로드 포트 유닛(130)에 컨테이너(310)를 전달할 수 없는 것으로 판별되면, 제어 유닛(150)을 통해 컨테이너 운반 유닛(110)이 로드 포트 유닛(130)에 컨테이너(310)를 직접 전달하도록 요청할 수 있다.
본 실시예에서는 도 18에 도시된 바와 같이 컨테이너 운반 유닛(110), 컨테이너 중계 유닛(120) 및 로드 포트 유닛(130)이 각각 통신 모듈(630, 640, 650)을 구축하고, 상호 통신을 통해 컨테이너 중계 유닛(120)이 로드 포트 유닛(130)에 컨테이너(310)를 전달하는 역할을 할 수 있는지를 판별하는 것도 가능하다. 도 18은 물류 반송 시스템을 구성하는 구성요소들 간 배치 구조를 보여주는 제5 예시도이다.
예를 들면, 로드 포트 유닛(130)이 복수의 컨테이너 운반 유닛과 통신을 하고, 그 중에서 어느 하나의 컨테이너 운반 유닛(110)이 컨테이너(310)를 전달하기 위해 접근해 오고 있는 것으로 확인되면, 로드 포트 유닛(130)은 컨테이너 중계 유닛(120)과 상호 통신을 하여 컨테이너 중계 유닛(120)이 로드 포트 유닛(130)에 컨테이너(310)를 전달하는 역할을 할 수 있는지를 판별할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 제어 유닛(150)이 컨테이너 중계 유닛(120)과 상호 통신을 하여 컨테이너 중계 유닛(120)이 로드 포트 유닛(130)에 컨테이너(310)를 전달하는 역할을 할 수 있는지를 판별하는 것도 가능하다. 또는, 제어 유닛(150)은 컨테이너 운반 유닛(110)과 컨테이너 중계 유닛(120) 간 통신 결과를 토대로 컨테이너 중계 유닛(120)이 로드 포트 유닛(130)에 컨테이너(310)를 전달하는 역할을 할 수 있는지를 판별하는 것도 가능하다. 또는, 제어 유닛(150)은 컨테이너 중계 유닛(120)과 로드 포트 유닛(130) 간 통신 결과를 토대로 컨테이너 중계 유닛(120)이 로드 포트 유닛(130)에 컨테이너(310)를 전달하는 역할을 할 수 있는지를 판별하는 것도 가능하다. 또는, 제어 유닛(150)은 컨테이너 운반 유닛(110), 컨테이너 중계 유닛(120) 및 로드 포트 유닛(130) 간 통신 결과를 토대로 컨테이너 중계 유닛(120)이 로드 포트 유닛(130)에 컨테이너(310)를 전달하는 역할을 할 수 있는지를 판별하는 것도 가능하다.
본 발명은 로드 포트 유닛(130) 주변에 설치되는 컨테이너 중계 유닛(120)을 포함하는 물류 반송 시스템(100)에 관한 것이다. 컨테이너 중계 유닛(120)은 컨테이너 운반 유닛(110)이 컨테이너(310)를 파지 또는 수납한 상태로 로드 포트 유닛(130) 인근에 도달하면, 컨테이너 운반 유닛(110)과 로드 포트 유닛(130) 사이에서 컨테이너(310)를 중계하는 역할을 한다.
본 발명의 컨테이너 중계 유닛(120)은 STB 포트와 EQ 포트 간 인터페이스 리프터(Interface Lifter)로서, STB 포트와 반도체 제조 설비 EQ 포트 간 반송물의 이동이 가능하도록 별도의 리프터 장치를 구조화하여 설비 포트 택트 타임(Tact Time)을 감축시킬 수 있다. 또한, STB 포트 설치시 수직 방향으로 EQ 포트와 동일선 상에 설치 불가한 제약을 극복하여 STB 포트의 설치 영역을 극대화할 수도 있다.
본 발명은 STB 포트와 설비 간에 반송물 인터페이스가 가능하도록 리프트 장치 구조의 수직 방향 새들 리프터 장치를 추가하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 이를 통해 STB 포트와 EQ 포트 간 반송 효율을 증가시킬 수 있으며, STB 설치 극대화 효과를 얻을 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 물류 반송 시스템 110: 컨테이너 운반 유닛
120: 컨테이너 중계 유닛 130: 로드 포트 유닛
140: 반도체 제조 설비 150: 제어 유닛
310: 컨테이너 330a, 330b: 가이드 레일
410: 인덱스 모듈 420: 로드락 챔버
430: 트랜스퍼 챔버 440: 공정 챔버
510: 로봇 암 520: 저장 모듈
530: 리프팅 모듈 610: 사이드 트랙 버퍼
620: 도어 630: 제1 통신 모듈
640: 제2 통신 모듈 650: 제3 통신 모듈
1000: 반도체 제조 공장

Claims (20)

  1. 반도체 제조 공장 내에 설치되며, 반도체 기판이 수납된 컨테이너를 운반하는 컨테이너 운반 유닛;
    상기 컨테이너가 로딩 또는 언로딩되는 로드 포트 유닛;
    상기 로드 포트 유닛과 연결되며, 상기 컨테이너에 수납된 상기 반도체 기판을 처리하는 반도체 제조 설비; 및
    상기 컨테이너 운반 유닛과 상기 로드 포트 유닛 사이에서 상기 컨테이너를 중계하는 컨테이너 중계 유닛을 포함하며,
    상기 컨테이너 중계 유닛은 상기 컨테이너 운반 유닛의 이동 경로와 동일 레벨에 설치되고, 상기 로드 포트 유닛의 상위 레벨에 설치되는 물류 반송 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨테이너 중계 유닛은,
    상기 컨테이너 운반 유닛으로부터 인수된 상기 컨테이너를 상기 로드 포트 유닛으로 전달하는 리프팅 모듈을 포함하는 물류 반송 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 리프팅 모듈은 상기 컨테이너 운반 유닛으로부터 상기 컨테이너를 인수받거나, 또는
    상기 컨테이너 중계 유닛은,
    상기 컨테이너 운반 유닛으로부터 상기 컨테이너를 인수하는 로봇 암을 더 포함하는 물류 반송 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 컨테이너 중계 유닛이 상기 로봇 암을 더 포함하는 경우, 상기 로봇 암과 상기 리프팅 모듈의 이동 방향은 서로 다른 물류 반송 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 컨테이너 중계 유닛은,
    상기 컨테이너를 임시 보관하는 저장 모듈을 더 포함하는 물류 반송 시스템.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 리프팅 모듈은 상기 컨테이너를 파지한 상태로 상기 로드 포트 유닛에 전달하거나, 또는 상기 컨테이너를 수납한 상태로 로드 포트 유닛에 전달하는 물류 반송 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨테이너를 보관하는 사이드 트랙 버퍼를 더 포함하며,
    상기 컨테이너 중계 유닛은 상기 사이드 트랙 버퍼 내에 설치되는 물류 반송 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 사이드 트랙 버퍼는 상기 로드 포트 유닛의 상위 레벨을 포함하여 설치되는 물류 반송 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 사이드 트랙 버퍼는 상기 로드 포트 유닛이 위치한 방향으로 개폐되는 도어를 포함하는 물류 반송 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 도어는 상기 컨테이너가 상기 로드 포트 유닛으로 전달하는 경우 개폐되는 물류 반송 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨테이너 중계 유닛은 상기 로드 포트 유닛이 위치한 방향으로 개폐되는 도어를 포함하는 물류 반송 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨테이너 중계 유닛은 상기 컨테이너 운반 유닛과 상기 로드 포트 유닛 중 적어도 하나의 유닛과 통신을 하는 물류 반송 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 유닛은 상기 컨테이너 중계 유닛과의 통신 결과를 기초로 상기 컨테이너 중계 유닛이 상기 컨테이너의 중계를 담당할 수 있는지 여부를 판별하는 물류 반송 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 컨테이너 운반 유닛은 상기 컨테이너 중계 유닛이 상기 컨테이너의 중계를 담당할 수 없는 경우, 상기 컨테이너를 상기 로드 포트 유닛에 직접 전달하는 물류 반송 시스템.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 컨테이너 중계 유닛은 상기 적어도 하나의 유닛과 PIO 통신을 하는 물류 반송 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨테이너 운반 유닛, 상기 컨테이너 중계 유닛, 상기 로드 포트 유닛 및 상기 반도체 제조 설비의 작동을 제어하는 제어 유닛을 더 포함하는 물류 반송 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 컨테이너 운반 유닛 및 상기 로드 포트 유닛 중 적어도 하나의 유닛과 상기 컨테이너 중계 유닛 간 통신 결과를 기초로 상기 컨테이너 중계 유닛이 상기 컨테이너의 중계를 담당할 수 있는지 여부를 판별하는 물류 반송 시스템.
  18. 반도체 제조 공장 내에 설치되며, 반도체 기판이 수납된 컨테이너를 운반하는 컨테이너 운반 유닛;
    상기 컨테이너가 로딩 또는 언로딩되는 로드 포트 유닛;
    상기 로드 포트 유닛과 연결되며, 상기 컨테이너에 수납된 상기 반도체 기판을 처리하는 반도체 제조 설비; 및
    상기 컨테이너 운반 유닛과 상기 로드 포트 유닛 사이에서 상기 컨테이너를 중계하는 컨테이너 중계 유닛을 포함하며,
    상기 컨테이너 중계 유닛은,
    상기 컨테이너 운반 유닛으로부터 상기 컨테이너를 인수하는 로봇 암;
    상기 컨테이너를 임시 보관하는 저장 모듈; 및
    상기 컨테이너를 상기 로드 포트 유닛으로 전달하는 리프팅 모듈을 포함하고,
    상기 컨테이너 중계 유닛은 상기 컨테이너 운반 유닛의 이동 경로와 동일 레벨에 설치되고, 상기 로드 포트 유닛의 상위 레벨에 설치되며,
    상기 컨테이너 중계 유닛은 상기 컨테이너 운반 유닛과 상기 로드 포트 유닛 중 적어도 하나의 유닛과 통신을 하고,
    상기 컨테이너 운반 유닛은 상기 컨테이너 중계 유닛이 상기 컨테이너의 중계를 담당할 수 없는 경우, 상기 컨테이너를 상기 로드 포트 유닛에 직접 전달하는 물류 반송 시스템.
  19. 반도체 제조 공장 내에서 반도체 기판이 수납된 컨테이너를 운반하는 컨테이너 운반 유닛과 상기 컨테이너가 로딩 또는 언로딩되는 로드 포트 유닛 사이에서 상기 컨테이너를 중계하며,
    상기 컨테이너 운반 유닛으로부터 상기 컨테이너를 인수하는 로봇 암;
    상기 컨테이너를 임시 보관하는 저장 모듈; 및
    상기 컨테이너를 상기 로드 포트 유닛으로 전달하는 리프팅 모듈을 포함하는 컨테이너 중계 유닛.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 컨테이너 중계 유닛은 상기 컨테이너 운반 유닛의 이동 경로와 동일 레벨에 설치되고, 상기 로드 포트 유닛의 상위 레벨에 설치되는 컨테이너 중계 유닛.
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