TW457539B - System with an emergency I/O port for automatically storing and distributing material and supplies - Google Patents

Description

457539 五、發明說明（1) 發明領域： 本發明與一種物料儲存有關，特別是一種具有緊急輸 出輸入埠之自動化物料儲存配送系統，適合應用於半導體 工業。 發明背景： 積體電路（1C)在技術上已有顯著的提昇，增加電子元 件的密度也已儼然變成為一種趨勢。經由縮小電子元件的 尺寸，可以增加半導體積體電路的整合密度。隨著電子元 件尺寸的縮小化後，積體電路在製造過程中不斷出現許多 新的挑戰。而半導體工業牽涉極廣，其製程涉及許多不同 之技術以及涵蓋之範圍包括物理、化學、材料、電子電機 等領域◊而晶圓廠也牽涉工業工程以及工業管理等技術俾 使產能以及運作之效能可以達到最大值。 半導體製程包含許多不同目的之機台，如化學氣相沈 積之機台、離子佈植機台、氧化爐管 '.蝕刻機台或是黃 光' 微影製程所使用之步進機等等設備。而整個工廠之配 置與動線設計務必使製程之整合可以達到最大之產能，其 複雜度高過任何之產業。在半導體製程中，半導體廠之產 能（t h r 〇 u g h p u t )通常受到許多變數之影響，例如，製程步 雜之標準週期時間、在製品存量（work in process; WIP)、製程設備之負載（loading of equipment)以及製造 速率（processing rate)等都是會影響半導體廠產能之重

4&.T53 9 五、發明說明（2) 要因子。為了 廠之資源，如 間、產能、負 能包含數個站 程之間可能包 處理，或防止 負載量或產能 品均可以在同 導體製程設備 有 組以上之 員只要將整合 將晶片依序進 成熟之技術。 態符合製程之 之空間，才可 使半導 何設定 載是非 的設備 含一缓 在製品 並不一 一時段 之自動 機器手 晶圓置 行設定 是故， 需求， 以達到 體薇之 、規劃 常重要 才可以 衝之步 產生變 致，因 間内輸 化程度 臂來進 於機器 之程序 物料之 因此必 上述之 生產主管能 每一個機台 的規劃之一 將整個製程 驟或站台， 化或毁損。 此無法完成 送到後製程 ，幾乎每一 行晶圓之傳 適當之位置 。而自動化 配送可以結 須有物料之 目的。 夠有效利 或設備之 。而許多 完成。例 以等待下 前、後製 前製程之 中處理。 種儀器與 輸或配送 ，機器手 之機器手 合自動控 管制機制 用半導體 運轉時 生產線可 如在兩製 一步驟之 程機台之 所有在製 以現在半 設備都具 。操作人 臂便自動 臂已為一 制，以動 以及儲存 〇 所有的自動控制系統之輸出輸入埠均是利用機械與電 子控制整合之裝置用以執行其功能。在全天2 4小時不停機 運轉之工廠而言，物料之進出完全控制於此複雜度高之電 子控制自動化輸出輸入埠，當機器故障或例行之檢測時將 降低效率，以及影響不停機生產線預定之計晝與時程。而 當上述之自動化控制系統無法正常運作之時，所有之物料 輸出輸入埠將關閉或無法運作。此時將導致物料無法取出 之困擾。必須等到工程師將其修復，正常運轉之後才可能

第6頁 4575: 五、發明說明¢3) 繼續工作。而對於一個2 4小時不停機之工廠而言，無異是 一種困擾。為了能夠更有效率管制物料之進出以及配送， 特別是系統故障時，因此本專利提出一種具有緊急輸出輸 入埠之自動化物料儲存配送系統。 發明目的及概述： 鑑於先前技術所面臨之問題，本發明之目的為提供一 種具有手動緊急輸出輸入埠之自動化物料儲存配送系統， 特徵為植入一緊急輸出輸入埤，以做為緊急輸入輸出之路 徑。在'系統故障時，提供一緊急輸出輸入埠。 本發明之自動化物料儲存配送系統包含主結構，係提 供一容置空間，以利於傳送、儲存、配置物料。機器人或 自動化傳送裝置，設置於其中，可沿著走道反覆運動以利 於傳送物料，上述之機器人或自動化傳送裝置可以在固定 一水平座標上立體垂直向上或向下移動，或可以在一固定 垂直座標水平向正或反向移動，以達到三度空間儲存之目 的，.輸.入輸出埠，設置於該主結構之第一側邊，以利操作 者將該物料餽入於該自動化物料儲存配送系統中。本發明 之自動化物料儲存配送系統之特徵在於包含緊急輸出輸入 埠，設置於主結構之第二側邊，當系統故障時做為物料緊 急輸出輸入之路徑。其中包含狀態指示裝置具有可輻射第 一顏色光之裝置以及可輻射第二顏色光之裝置。

^ 4 575； 五、發明說明（4) 其中上述緊急輸出輸入埠開始狀態其間，可輻射第一 顏色光之裝置以及可輻射第二顏色光之裝置閃爍，表示機 器人或自動化傳送裝置無搬運物料，不可開啟緊急輸出輸 入璋。 〇 以一較佳實施例而言，可以利用下數之條件加以控制 各種狀態。上述緊急輸出輸入埠已完成輸出之準備時，可 輻射第一顏色光之裝置閃爍，表示機器人或自動化傳送裝 置停止運作，不可開啟緊急輸出輸入埠。 緊急輸出輸入埠已可運作時，可輻射第二顏色光之裝 置閃爍，表示機器人或自動化傳送裝置正傳送物料向緊急 輸出輸入埠移動，不可開啟緊急輸出輸入埠。 其尹上述緊急輸出輸入埠已可運作且可以安全將物料 從緊急輸出輸入埠移出時，可輻射第二顏色光之裝置持續 亮著，表示機器人或自動化傳送裝置目前停止，可安全開 啟緊急輪出輸入埠。 上述緊急輸出輸入埠之門開啟且已從緊急輸出輸入埠 移出物料時，可輻射第一顏色光之裝置閃爍，表示機器人 或自動化傳送裝置停止，且無驅動之電源。

第8頁 457 5 五、發明說明（5) 發明詳細說明： 本發明所要揭示的為一種自動化物料儲存配送系統， 以利於自動化控管物料之儲存配送。其精神與特徵在於利 用一垂直與水平分佈之物料儲存空間，以機器手臂自動化 配置物料。而本自動化物料儲存配送系統包含緊急輸出輸 入埠以利於在系統故障時，操作者將物料緊急處理之窗 口 ，其配置於物料儲存空間之短邊之侧面，其詳細說明將 於下述之。 圖一所代表為自動化物料儲存配送系統之俯視圖，圖 二所示為自動化物料儲存配送系統長邊之側視圖，只顯示 物料矩陣排列之剖面。圖三所示為自動化物料儲存配送系 統長邊之侧視圖，只顯示機器人之配置之剖面。以及圖四 所示為短邊之側視圖。標號1 0所示之結構係為晶圓薇之主 地板，其與承載地板1 2之間形成一夾層1 4做為配置管線、 電源供給線、氣體供給或其它必要線路配置之空間。在承 載地板1 2之上設置一自動化物料儲存配送系統1 0 0，所述 之自動化物料儲存配送系統1 0 0以較加實施例而言，可以 為外觀為一長方體之容置空間。其中之組織架構使得物料 可以水平以及垂直放置於此自動化物料儲存配送系統1 〇 〇 之中。圖示中之四邊形圖案代表上述之物料承載器120， 物料可以為晶圓或製程所需之物件。而自動化物料儲存配

457539 五、發明說明^~----------- 送系統1 Q 〇 是水平排列、#構使得物料承載器12 0可以垂直向上排列或 與級織性，以增加容置空間並使物料之排列更具結構性 機動性；？ 从利於管理、儲存與配送。強化組織之效能、 久自動化。 自動斗t t _

而言，立截料储存配送系統100包含主結構110,以此例 —通道^ R面係為一四邊形，較佳為矩形。沿著長邊具有 自動彳卜值以利於傳送物料或堆疊、配置。—機器人或 等运裝置125設置於通道丨15，請參閱圖三，可以沿 考人赤返反覆運動以傳送物料或將物料定位、移出。此機 ^或自動化傳送裝置125可以在固定一水平座標上立體 ^ 向上或向下移動，也可以在一固定垂直座標水平向正 或反向移動’以達到三度空間儲存之目的，增加可以利用 之空間。在操作過程可以輸入程式以及執行指令，指示機 器人或自動化控制裝置1 2 5運作，將物料排放於適當之區 域或取出。而自動控制之技術已成熟，舉一例而言，可以 利用（但不限疋）由 Precision Robot Incorporation(PRI) 所設計之機器人或自動化設備。此實施例以水平兩列排列 配置空間’而更多列排列空間也可以依據需求設定β參閱 圖二，圖中可知，物料承載器1 2 0之配置為一矩陣式排列 於主結構Π 0之内側。而每一儲存位置是否有存放物料， 可以利用光感應方式偵測’在電性搞合於控制電腦儲存於 斜庫，再由電腦控制機器人或自動化傳送裝置1 2 5 β正 ^之輸出輸入琿將.設置於侧邊，包含至少一個物料之輪入 '457 5 3 8 五、發明說明（7) 輸出埠1 30以利操作者將物料餽入於自動化物料 系統i㈣中。輸入輸出埠13〇可以依照需要設定數目子，配送 於圖示之實施例以及其位置。機器人或自動化傳=限 1 2 5在依據指令或感測後可自動將餽入之物料儲存柃、 位置之上二或機器人或自動化控制裝置1 2 5可接受指令另I 特定之物料—傳輸或轉運到輸入輸出埠；1 3〇，再經操作^取 出。1 3 5所不為本自動化物料儲存配送系統1 0 0之人機介 面，例^ j可以為一電腦設備用以控制上述之自動化物料 儲存配送系.、先1 〇 〇 ’或儲存物料之相關資料清單以利於控 管與查詢。 圖四所示為短邊之戴靣圖。其中主體結構110固定於 承載地板1 2之上’圖中可見通道1 i 5之垂直空間。緊急輸 入輸出淳1 5 0位於下侧’緊急輸出輸入埠1 5 〇設置之主要目 的為當系統故障時’而無法運轉，可以利用此手動之緊急 輸出輸入璋將物料取出。而以目前自動控制系統而言，可 以設定緊急輸出輸入埠之位置為機器人或自動化傳送裝置 1 2 5之歸零點或原點。當系統當機時’可以將物料傳送到 緊急輸出輸入槔1 5 0 ’以利於取出物料。其周圍包含一警 系装置155’用以顯示目前之狀態。此警示裝置ι55包含可 賴射第顏色光之裝置以及可輻射第二顏色光之裝置，至 於其顯示之意義將於下述之。

第11頁 f 457539 五、發明說明（8) (1 )緊急輸出輸入埠開始狀態其間，可輻射第一顏色光裝 置以及可輻射第二顏色光裝置閃爍，表示機器人或自動化 傳送裝置1 2 5目前無搬運物料，不可開啟緊急輸出輸入 淳。 (2) 緊急輸出輸入埠已完成輸出之準備，可輻射第一顏色 光之裝置閃爍，表示機器人或自動化傳送裝置125目前停 止運作，不可開啟緊急輸出輸入埠。 (3) 緊急輸出輸入埠已可運作（under loading)，可輻射第 二顏色光之裝置閃爍，表示機器人或自動化傳送裝置1 2 5 目前正傳送物料向緊急輸出輸入埠移動，不可開啟緊急輸 出輸入蟀。 (4 )緊急輸出輸入埠已可運作且可以安全將物料從緊急輸 出輸入埠移出，可輻射第二顏色光之裝置持續亮著，表示 機器人或自動化傳送裝置1 2 5目前停止，可安全開啟緊急 輸出輸入蟑。 (5 )緊急輸出輸入埠之門開啟且已從緊急輸出輸入埠移出 物料，可輻射第一顏色光之裝置閃爍，表示機器人或自動 化傳送裝置1 2 5目前停止，且無驅動之電源。 以一實施例而言，可輻射第一顏色光之裝置以及可輻

第12頁 ^ 457539 五、發明說明（9) 射第二顏色光之裝置可以分別輻射藍光、紅光。而上述所 輻射之顏色並非用以限定本發明。此警示裝置1 5 5包含可 輻射光之裝置，如利用發光二極體顯示各種不同之狀態。 發明之流程如下： (a)當輸出輸入埠無法正常運轉時，執行解除機器人或自 動化傳送裝置儲存之功能步驟。 (b )啟動緊急輸出輸入埠之功能，及顯示狀態（1 )，並輸入 指令使機器人或自動化傳送裝置將物料傳送到緊急輸出輸 入埠。 (c) 當自動化系統之輸出輸入蟑故障排除之後，將暫停或 懸置緊急輸出輸入埠之功能，並恢復正常之儲存功能。 (d) 啟動緊急輸出輸入埠懸置之訊息，且物料將正常傳送 到正常輸出輸入埠。 而位於緊急輸出輸入埠1 5 0上方可以包含一水平轉運 裝置，配置於自動化物料儲存配送系統1 0 0之主結構11 0外 侧之上部分。所述之轉運裝置包含軌道1 4 0以及物料載具 1 4 5，該物料載具1 4 5可以沿著執道1 4 0承載儲存於自動化 物料儲存配送系統1 0 0中之物料，將其配送至指定之區 域。 本發明之特徵為具有一緊急輸出輸入埠，於系統故障 時啟動。此設計兼顧安全性以及提供備用裝置，提升效

第13頁 ,f 4 5 7 5 3 9 五、發明說明（ίο) 率，本發明之優點可以使輸出輸入不會造成延遲。可使整 個進度持續而不受到太大之衝擊。 本發明以較佳實施例說明如上，而熟悉此領域技藝 者，在不脫離本發明之精神範圍内，當可作些許更動潤 飾，例如雖本發明以晶圓廠做一實施例，但並不限於此範 圍，可擴充至一切自動化控制物料儲存配送之機制，其專 利保護範圍更當視後附之申請專利範圍及其等同領域而 定。

第14頁 圖式簡單說明_ 圖示說明： 本發明的較佳實施例將於下述之說明中辅以下列圖式做更 詳細的闡述： 圖一所代表為自動化物料儲存配送系統之俯視圖。 圖二所示為自動化物料儲存配送系統長邊之側視圖，只顯 示物料矩陣排列之剖面。 圖三所示為自動化物料儲存配送系統長邊之側視圖，只顯 示機器人之配置之剖面。 圖四所示為自動化物料儲存配送系統短邊之側視圖。 元件符號對照 主地板 1 0 夾層 14 主結構1 1 0 物料承載器1 2 0 輸入輸出璋130 物料載具1 4 5 警示裝置 155 承载地板 1 2 自動化物料儲存配送系統1 0 0 通道1 1 5 機器人或自動化傳送裝置125 軌道140 緊急輸出輸入埠1 5 0

Q

Claims (1)

1. 467539 六、令請專利範圍 1. 一種自動化物料儲存配送系統，包含： 主結構，係提供一容置空間，沿著該主結構之長邊具有通 道，以利於傳送、儲存、配置物料； 機器人或自動化傳送裝置，設置於該通道區域，可沿著該 通道往返運動以利於傳送、移出該物料，上述之機器人或 自動化傳送裝置可以在固定一水平座標上立體垂直向上或 向下移動，或可以在一固定垂直座標水平向正或反向移 動，以達到三度空間儲存之目的； 輸入輸出埠，設置於該主結構，以利操作者將該物料餽入 於該自、動化物料儲存配送系統中； 緊急輸出輸入埠，設置於該主結構之側邊，當系統故障時 做為物料緊急輸出輸入之路徑；及 控制系統，耦合於該自動化物料儲存配送系統用以提供指 令之輸入、輸出或資料查詢並提供人機介面。 2. 如申請專利範圍第1項之自動化物料儲存配送系統，其 中上述之緊急輸出輸入埠包含狀態指示裝置。 3. 如申請專利範圍第2項之自動化物料儲存配送系統，其 中上述之狀態指示裝置包含可輻射第一顏色光之裝置以及 可輻射第二顏色光之裝置。 4. 如申請專利範圍第3項之自動化物料儲存配送系統，其 中上述緊急輸出輸入埠開始狀態其間，該可輻射第一顏色

   第16頁 r 4 5753 9 六、宇請專利範圍 光之裝置以及該可輻射第二顏色光之裝置閃爍，其表示該 機器人或自動化傳送裝置無搬運物料，不可開啟該緊急輸 出輸入埠。 5 .如申請專利範圍第3項之自動化物料儲存配送系統，其 中上述緊急輸出輸入埠已完成輸出之準備時，該可輻射第 一顏色光之裝置閃爍，表示該機器人或自動化傳送裝置停 止運作，不可開啟該緊急輸出輸入埠。 6. 如申請專利範圍第3項之自動化物料儲存配送系統，其 中上述緊急輸出輸入埠已可運作時，該可輻射第二顏色光 之裝置閃爍，表示該機器人或自動化傳送裝置正傳送該物 料向該緊急輸出輸入埠移動，不可開啟該緊急輸出輸入 璋。 7. 如申請專利範圍第3項之自動化物料儲存配送系統，其 中上述緊急輸出輸入埠已可運作且可以安全將物料從該緊 急輸出輸入瑋移出時，該可輻射第二顏色光之裝置持續亮 著，表示該機器人或自動化傳送裝置目前停止，可安全開 啟該緊急輸出輸入璋。 8. 如申請專利範圍第3項之自動化物料儲存配送系統，其 中上述緊急輸出輸入埠之門開啟且已從緊急輸出輸入埠移 出該物料時，該可輻射第一顏色光之裝置閃爍，表示該機

   第17頁 r 457539 六、申請專利範圍 器人或自動化傳送裝置停止，且無驅動之電源。 9:如申請專利範圍第1項之自動化物料儲存配送系統，其 中更包含物料承載器，其配置為一矩陣式排列於該主結構 之内。 1 0. —種自動化物料儲存配送系統，包含主結構，係提供 一容置空間，沿著該主結構之長邊具有通道，以利於傳 送、儲存、配置物料，機器人或自動化傳送裝置，設置於 該中央走道區域，可沿著該通道往返運動以利於傳送、移 出該物料，上述之機器人或自動化傳送裝置可以在固定一 水平座標上立體垂直向上或向下移動，或可以在一固定垂 直座標水平向正或反向移動，以達到三度空間儲存之目 的，輸入輸出埠，設置於該主結構，以利操作者將該物料 餽入於該自動化物料儲存配送系統中，該自動化物料儲存 配送系統之特徵包含緊急輸出輸入埠，設置於該主結構之 側邊，當系統故障時做為物料緊急輸出輸入之路徑。 1 1如申請專利範圍第1 0項之自動化物料儲存配送系統， 其中上述之緊急輸出輸入埠包含狀態指示裝置。 i 2.如申請專利範圍第1 1項之自動化物料儲存配送系統， 其中上述之狀態指示裝置包含可輻射第一顏色光之裝置以 及可輻射第二顏色光之裝置。

   第18頁 ；r 457 53 9 六、申請專利範圍 1 3 .如申請專利範圍第1 2項之自動化物料儲存配送系統， 其中上述緊急輸出輸入埠開始狀態其間，該可輻射第一顏 色光之裝置以及該可輻射第二顏色光之裝置閃爍，其表示 該機器人或自動化傳送裝置無搬運物料，不可開啟該緊急 輸出輸入埠。

   1 4 _如申請專利範圍第1 2項之自動化物料儲存配送系統， 其中上述緊急輸出輸入埠已完成輸出之準備時，該可輻.射 第一顏色光之裝置閃爍，表示該機器人或自動化傳送裝置 停止運作，不可開啟該緊急輸出輸入埠。 1 5 ·如申請專利範圍第1 2項之自動化物料儲存配送系統， 其中上述緊急輸出輸入埠已可運作時，該可輻射第二顏色 光之裝置閃爍，表示該機器人或自動化傳送裝置正傳送該 物料向該緊急輸出輸入埠移動，不可開啟該緊急輸出輸入 淳0 1 6 .如申請專利範圍第1 2項之自動化物料儲存配送系統， 其中上述緊急輸出輸入埠已可運作且可以安全將物料從該 緊急輸出輸入埠移出時，該可輻射第二顏色光之裝置持續 亮著，表示該機器人或自動化傳送裝置目前停止，可安全 開啟該緊急輸出輸入埠。

   第19頁 457539 六、申請專利範圍 1 7 .如申請專利範圍第1 2項之自動化物料儲存配送系統， 其中上述緊急輸出輸入埠之門開啟且已從緊急輸出輸入埠 移出該物料時，該可輻射第一顏色光之裝置閃爍，表示該 機器人或自動化傳送裝置停止，且無驅動之電源。 1 8 .如申請專利範圍第1 0項之自動化物料儲存配送系統， 其中更包含物料承載器，其配置為一矩陣式排列於該主結 構之内。

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