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KR20050010944A - 수직 캐로셀과 오버헤드 호이스트의 조합을 기본으로 하는반도체 제조를 위한 자동화 재료 처리 시스템 - Google Patents

수직 캐로셀과 오버헤드 호이스트의 조합을 기본으로 하는반도체 제조를 위한 자동화 재료 처리 시스템 Download PDF

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KR20050010944A
KR20050010944A KR10-2004-7020530A KR20047020530A KR20050010944A KR 20050010944 A KR20050010944 A KR 20050010944A KR 20047020530 A KR20047020530 A KR 20047020530A KR 20050010944 A KR20050010944 A KR 20050010944A
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KR
South Korea
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overhead hoist
overhead
hoist
reservoir
stocker
Prior art date
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KR10-2004-7020530A
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English (en)
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KR100882376B1 (ko
Inventor
브라이언 제이. 도허티
토마스 알. 마리아노
로버트 피. 슐리반
Original Assignee
브룩스 오토메이션, 인크.
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Publication date
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Application filed by 브룩스 오토메이션, 인크. filed Critical 브룩스 오토메이션, 인크.
Publication of KR20050010944A publication Critical patent/KR20050010944A/ko
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Abstract

본 발명은 오버헤드 호이스트 운반 수단이 시스템에 포함된 하나 이상의 WIP 저장 유닛들에/로부터 직접 WIP 부품들을 로딩 및 언로딩하게 하는 높은 효율의 자동화 재료 처리 시스템(AMHS)에 관한 것이다. AMHS 는 오버헤드 호이스트 운반 서브시스템 및 다수의 저장통들을 가지는 적어도 하나의 수직 캐로셀 스토커를 포함한다. 오버헤드 호이스트 운반 서브시스템은 적어도 하나의 미리 결정된 루트를 형성하는 현수식 트랙을 따라서 이동하는 오버헤드 호이스트 운반 수단을 포함한다. 미리 결정된 루트는 오버헤드 운반 수단이 캐로셀 저장통들 중 하나로부터 직접 하나 이상의 WIP 부품들을 액세스하도록 하는 수직 캐로셀 스토커 위를 통과한다. 선택된 캐로셀 저장통은 현수식 트랙의 밑에 수직 캐로셀 스토커의 상부에 위치한다. 다음, 오버헤드 호이스트 운반 수단은 선택된 캐로셀 저장통 위의 위치로 현수식 트랙을 따라서 이동된다. 이어, 오버헤드 호이스트는 선택된 저장통을 향해 수직 캐로셀 스토커의 길이방향 축에 평행하게 하강된다. 마지막으로, 오버헤드 호이스트는 캐로셀 저장통으로부터 직접 원하는 WIP 로트를 들어 올리거나, 또는 하나 이상의 WIP 로트들을 저장통에 위치시키도록 동작된다.

Description

수직 캐로셀과 오버헤드 호이스트의 조합을 기본으로 하는 반도체 제조를 위한 자동화 재료 처리 시스템{AUTOMATED MATERIAL HANDLING SYSTEM FOR SEMICONDUCTOR MANUFACTURING BASED ON A COMBINATION OF VERTICAL CAROUSELS AND OVERHEAD HOISTS}
제품 제조환경에서 다양한 워크스테이션들 및/또는 공정 기계들 사이에서 WIP 부품들을 저장하고 운반하기 위해서 WIP 저장 유닛들과 오버헤드 호이스트들을 이용하는 자동화 재료 처리 시스템들이 공지되었다. 예를 들면, 그러한 자동화 재료 처리 시스템(AMHS)은 일반적으로 집적회로(IC) 칩들을 제조하는데 이용된다. IC 칩을 제조하는 일반적인 공정은 증착, 세정, 이온주입, 에칭 및 페시베이션 단계들을 포함하는 다양한 단계들을 포함한다. 또한, IC 칩 제조공정에서 각각의 상기 단계들은 일반적으로 화학기상증착 챔버, 이온 주입 챔버, 또는 에칭기와 같은 다양한 공정 기계에 의해 수행된다. 따라서, WIP 부품들, 예를 들면 반도체 웨이퍼들은 일반적으로 IC 칩들을 제조하는데 필요한 다양한 공정 단계들을 수행하도록 다양한 워크스테이션들 및/또는 공정 기계들 사이에서 여러 번 운반된다.
IC 칩들을 제조하는 종래의 AMHS는 반도체 웨이퍼들을 저장하기 위한 다수의 WIP 저장 유닛들(또한 "스토커(stocker)"로 공지됨), 및 IC 칩 제조 플로어 상의 다양한 워크스테이션들과 공정 기계들 사이에서 웨이퍼들을 운반하기 위한 하나 이상의 오버헤드 호이스트 운반 수단(vehicle)들을 포함한다. WIP 스토커들에 저장된 반도체 웨이퍼들은 일반적으로 현수식(suspended) 트랙 상에서 이동하도록 구성된 오버헤드 운반 수단에 연속적으로 전달되는, 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified Pod)(FOUP)와 같은 카세트 포드들로 로딩된다. 종래의 AMHS에서는, 스토커에/스토커로부터 FOUP들을 로딩하고 언로딩하기 위해서, 각각의 스토커에는 일반적으로 (3개 이상의 동작축을 제공할 수 있는) 내부 로봇팔과 함께 작동하는 다수의 엑티브 입/출력 포트들이 제공된다. FOUP는 오버헤드 호이스트 수단에 의해 입/출력 포트들로부터/포트들에 픽 앤 플레이스(pick and place)된다.
종래의 AMHS의 한가지 단점은 전체 시스템의 효율은 WIP 스토커의 엑티브 입/출력 포트들에 로봇팔이 FOUP를 액세스하는데 요구되는 시간에 의해 제한된다는것이다. 일반적으로 반도체 웨이퍼들의 섬세한 특성 때문에, 엄격한 제한들이 로봇팔의 가속률에 부과된다. 상기 이유로, 최소 시간량이 일반적으로 스토커의 입/출력 포트들에 그리고 포트들로부터 FOUP 들을 이동시키기 위해 요구된다. 이러한 최소 이동시간은 일반적으로 원하는 IC 칩 제조 레벨을 만족시키는데 필요한 스토커들의 수를 의미하는 스토커 처리량 및 이에 따른 AMHS의 전체 비용을 결정한다. AMHS의 재료 처리 효율은 각각의 스토커 상에 엑티브 입/출력 포트들의 수를 증가시키고, 오버헤드 운반 수단이 다중 입/출력 포트들을 동시에 액세스할 수 있게함으로써 개선될 수 있지만, 추가 입/출력 포트들을 제공하는 것은 스토커 비용을 분명하게 증가시킬 수 있다.
또한, 각각 1-3 동작축을 가지고, 몇 개의 입/출력 포트들을 가지는 스토커에 3개 이상의 축의 내부 로봇의 조합은 일반적인 스토커가 5와 16개 사이의 동작축을 가지는 것을 의미한다. 이는 재료를 처리하는데 매우 복잡하고, 낮은 신뢰도, 및값 비싼 해결책이다.
따라서, 종래의 자동화 재료 처리 시스템들의 단점들을 극복하면서 증가된 재료 처리 효율을 제공하는 자동화 재료 처리 시스템이 필요하다.
본 출원은 수직 캐로셀과 오버헤드 호이스트의 조합을 기본으로 하는 반도체 제조를 위한 자동화 재료 처리 시스템이라는 명칭의 2002년 6월 19일에 제출된 미국 가출원 60/389,993호, 및 이동 선반과 운반 호이스트 플랫폼을 사용하는 오프셋 제로 풋프린트 저장(ZFS)이라는 명칭의 2002년 10월 11일에 제출된 미국 가출원 60/417,993호로부터 우선권을 주장합니다.
본 발명은 일반적으로 자동화 재료 처리 시스템, 더 상세하게는 전체 재료 처리 시스템의 효율을 증가시키기 위해 오버헤드 호이스트가 WIP(work-in-process) 저장 장치로부터 직접 WIP 부품들을 액세스하도록 하는 자동화 재료 처리 시스템에 관한 것이다.
도 1 은 종래의 자동화 재료 처리 시스템의 사시도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 자동화 재료 처리 시스템의 제 1 실시예의 블록선도이다.
도 3 은 도 2 의 자동화 재료 처리 시스템의 제 2 실시예의 블록선도이다.
도 4 는 도 2 의 지동화 재료 처리 시스템의 제 3 실시예의 블록선도이다.
도 5a-5b 는 본 발명에 따른 보유 저장 위치들에 액세스하는 이동 호이스트수단의 블록선도이다.
도 6 은 컨베이어 상의 재료를 액세스하는 도 5a-5b 의 이동 호이스트 수단의 블록선도이다.
도 7 은 도 2 의 자동화 재료 처리 시스템을 동작시키는 방법의 흐름도이다.
본 발명에 따라, 오버헤드 호이스트가 시스템에 포함된 하나 이상의 WIP 저장 유닛들에/유닛들로부터 직접 WIP 부품들을 로딩/언로딩하게 하는 높은 효율의 자동화 재료 처리 시스템(AMHS)이 제공된다.
일 실시예에서, 개선된 AMHS 는 오버헤드 호이스트 운반 서브시스템 및 다수의 저장통들(storage bins)을 포함하는 적어도 하나의 수직 캐로셀(carousel) WIP 저장 유닛("스토커")을 포함한다. 오버헤드 호이스트 운반 서브 시스템은 적어도 하나의 미리 결정된 루트를 형성하는 현수식 트랙을 따라서 이동하도록 구성된 적어도 하나의 오버헤드 호이스트 운반 수단을 포함한다. 미리 결정된 루트는 수직 캐로셀 스토커 위를 통과하며, 이는 오버헤드 호이스트가 캐로셀 저장통들 중 선택된 하나로부터 직접 하나 이상의 WIP 부품들을 액세스하도록 한다. 이러한 제 1 실시예에서, 원하는 WIP 로트(들)(lot)를 포함하는 선택된 캐로셀 저장통은 현수식 트랙의 거의 바로 밑에 수직 캐로셀 스토커 상부에 위치한다. 다음, 오버헤드 호이스트 운반 수단은 현수식 트랙을 따라서 선택된 캐로셀 저장통에 거의 바로 위의 위치로 이동된다. 오버헤드 호이스트는 선택된 저장통을 향해 하강한다. 마지막으로, 오버헤드 호이스트는 캐로셀 저장통으로부터 직접 원하는 WIP 로트들을 들어 올리거나, 또는 하나 이상의 WIP 로트들을 캐로셀 저장통에 위치시킨다.
제 2 실시예에서, 현수식 트랙에 의해 형성된 미리 결정된 루트는 수직 캐로셀 WIP 스토커에 평행하게 통과하며, 이는 오버헤드 호이스트가 캐로셀 저장통들 중 하나로부터 직접 하나 이상의 WIP 부품들을 액세스하도록 한다. AMHS 는 트랙에 대해 원하는 WIP 로트(들)을 포함하는 선택된 캐로셀 저장통을 적당하게 위치시키도록 수직 캐로셀 스토커와 함께 동작하는 추출 메카니즘을 또한 포함한다. 예를 들면, 추출 메카니즘은 트랙에 인접한 제 1 위치로부터 트랙의 거의 바로 밑의 제 2 위치까지 단일 서보-제어축을 따라서 선택된 캐로셀 저장통(예, 이동식 선반)을 이동시키도록 구성될 수 있다. 제 2 실시예에서, 오버헤드 운반 수단은 트랙을따라서 제 2 위치의 거의 바로 위의 위치까지 이동된다. 다음, 오버헤드 호이스트는 제 2 위치를 향해 하강한다. 선택적인 실시예에서, 선택된 캐로셀 저장통은 트랙 옆에 위치한 선반을 포함하고, 오버헤드 호이스트는 하나 이상의 WIP 로트들을 오버헤드 운반 수단의 측면의 선반에 장착하기 위해 이동 스테이지에 장착된다. 마지막으로, 오버헤드 호이스트는 선택된 저장통으로부터 직접 원하는 WIP 로트를 들어 올리거나, 또는 하나 이상의 WIP 로트들을 선택된 저장통에 위치시키도록 동작된다.
오버헤드 호이스트가 각각의 저장통 위의 위치로부터 캐로셀 저장통들에/저장통들로부터 직접 WIP 부품들을 로딩하고 언로딩하도록 AMHS 를 구성함으로써, 더 효율적인 AMHS 동작이 달성될 수 있다.
본 발명의 다른 특징들, 기능들, 및 태양들은 다음 본 발명의 실시예들로부터 명백할 것이다.
본 발명은 다음 도면들과 함께 실시예를 참조하여 더 쉽게 이해될 수 있다.
수직 캐로셀 및 오버헤드 호이스트의 조합에 기초한 반도체 제조용 자동화 재료 처리 시스템이라는 명칭의 2002년 6월 19일에 제출된 미국 가출원 60/389,993호 및 이동식 선반 또는 이동 호이스트 플랫폼을 사용한 오프셋 제로 풋프린트 저장기(ZFS)라는 명칭의 2002년 10월 11일에 제출된 미국 가출원 60/417,993호는 본 발명에 참조된다.
개선된 효율을 가지고 WIP 저장 유닛에/유닛으로부터 WIP 부품들을 로딩 및 언로딩할 수 있는 자동화 재료 처리 시스템(AMHS)이 개시되었다. 현재 개시된 AMHS는 각각의 저장통 위에 위치한 오버헤드 호이스트에 의해서 수직 캐로셀 WIP 저장 유닛에 저장통들을 탑-로딩/언로딩하게 함으로써 개선된 재료 처리 효율을 달성한다.
도 1 은 제품 제조 환경, 예를 들면 집접회로(IC) 칩들을 제조하는 깨끗한 환경에 다양한 워크스테이션들 및/또는 처리 기계들 사이에서 WIP 부품들을 자동적으로 저장하고 운반하는데 이용될 수 있는 종래의 AMHS(100)가 도시된다. 도 1 에 도시된 것처럼, 종래의 AMHS(100)는 WIP 저장 유닛("스토커")(102) 및 오버헤드 호이스트 운반 서브시스템(104)을 포함한다. WIP 스토커(102)는 입력 및 출력 포트들(111-112)을 포함하고, 오버헤드 호이스트 운반 서브시스템(104)은 현수식 트랙(108) 및 상기 트랙(108) 상에서 이동하도록 구성된 다수의 오버헤드 호이스트 운반 수단들(105-106)을 포함한다. 일반적인 동작 모드에서, WIP 부품들은 전면 개방 일체형 포드(FOUP)와 같은 카세트 포드(110)로 운반된다. 제 1 오버헤드 운반 수단(105)은 트랙(108)을 따라서 이동하고 입력 포트(111)로 FOUP(110)를 언로딩하거나 또는 스토커(102)의 출력 포트(112)로부터 또 다른 FOUP를 로딩하기 적당한 위치에 정지한다. 또한, 제 2 오버헤드 운반 수단(106)은 제 1 오버헤드 운반 수단(105)이 FOUP들을 언로딩/로딩을 완료하고 물러날 때까지 트랙(108)상에서 대기한다.
종래의 AMHS(100)에서, FOUP들은 오버헤드 호이스트로부터 입력 포트(111)로 언로딩되고, 출력 포트(112)로부터 오버헤드 호이스트로 로딩되거나, 그렇지 않으면 3개 이상의 동작축까지 제공할 수 있는 로봇팔(107)에 의해 스토커(102) 안으로부터 액세스된다. 또한, 스토커(102)로부터 FOUP들을 액세스하는데 요구되는 최소 시간량은 일반적으로 원하는 제조 레벨을 만족하는데 필요한 스토커들의 수를 의미하는 스토커 처리량을 결정한다. 따라서, FOUP들을 액세스하기 위한 다중축의 로봇팔(107)의 복잡한 동작은 최소 이동 시간을 증가시킬 수 있어서, AMHS(100)에 필요한 스토커들의 수와 재료 처리 시스템의 전체 비용을 모두를 증가시킬 수 있다.
도 2 는 본 발명에 따른, 자동화 재료 처리 시스템(AMHS)(200)의 예시적인 실시예이다. 예시적인 실시예에서, AMHS(200)는 오버헤드 호이스트 운반 서브시스템(204), 및 캐로셀 저장통(203)과 같은 다수의 저장통들을 포함하는 적어도 하나의 수직 캐로셀 WIP 저장 유닛("스토커")을 포함한다. 수직 캐로셀 WIP 스토커(202)는 오버헤드 호이스트 운반 서브시스템(204)의 오버헤드 호이스트가 캐로셀 저장통들 중 선택된 하나로부터 직접 WIP 부품들을 액세스하도록 구성된다.
종래의 AMHS(100)와 마찬가지로(도 1 참조), 도 2 의 AMHS(200)는 200mm 또는 300mm FAB 플랜트와 같은 IC 칩을 제조하는 깨끗한 환경 또는 다른 적당한 제품 제조환경에서 이용될 수 있다. 도 2 에 도시된 것처럼, IC 칩 제조환경은 제 1 및 제 2 플로어들(220 및 226), 및 실링(214)을 포함한다. 제 1 플로어(220)는 일반적으로 강화 콘크리트로 만들어진 와플형 슬라브(waffle slab)를 포함하고, 제 2 플로어(226)는 와플형 슬라브(220) 위에 위치한 융기 플로어(raised floor)를 포함한다. 수직 캐로셀 스토커(202)는 와플형 슬라브(220) 상에 위치한다. 또한 IC 칩들을 제조하는데 다양한 공정 단계들을 수행하도록 구성된 워크스테이션들 및/또는 공정 기계들(도시되지 않음)은 융기 플로어(226) 상에 위치하는데, 일반적으로 전기적으로 비도전성 재료로 커버링되고 특정 로딩 및 진동 요구조건들을 충족하도록 설계된다. 예를 들면, 융기 플로어(226)는 와플형 슬라브(220) 위로 거리(228)(대략 0.6m), 그리고 실링(214) 아래로 거리(224)(4.15m와 같거나 그 이상)에 위치할 수 있다.
현재 개시된 실시예에서, 수직 캐로셀 스토커(202)는 하우징(252), 및 제 1 및 제 2 도르래들(250-251) 및 하우징(252) 내에 배치된 벨트(254)를 포함한다. 도 2 에 도시된 것처럼, 캐로셀 저장통들(예, 저장통(203))은 벨트를 따라서 다양한 이격 위치들에서 벨트(254)에 결합되고, 벨트(254)는 저장통들이 도드래들(250-251) 중 하나를 구동함으로써 벨트 경로를 따라서 회전하여 위치하도록 제 1 및 제 2 도르래들(250-251) 사이에서 고리를 만든다. 예를 들면, 수직 캐로셀 스토커(202)는 높이(218)(대략 3.85m)를 가질 수 있다. 따라서 수직 캐로셀 스토커(202)의 상부는 융기 플로어(226) 위로 거리(216)(대략 3.25m)에 있을 수 있다.
전술한 것처럼, 수직 캐로셀 스토커(202)는 오버헤드 호이스트가 캐로셀 저장통들 중 하나로부터 직접 WIP 부품들, 예를 들면 반도체 웨이퍼들을 액세스하도록 구성된다. 예시적인 실시예에서, 실링(214) 근처의 스토커 하우징(252) 부분은 선택된 캐로셀 저장통을 탑-로딩/언로딩하도록 적어도 부분적으로 개방된다. 또한, 각각의 캐로셀 저장통은 고정 선반을 포함하고, 반도체 웨이퍼들은 선반(203) 상에 위치한 전면 개방 일체형 포드(FOUP)(210)와 같은 카세트 포드들로 로딩된다. 예를 들면, 각각의 FOUP(210)는 하나 이상의 반도체 웨이퍼 로트들을 보유할 수 있어서, 오버헤드 호이스트가 단일 캐로셀 저장통의 다중 웨이퍼 로트들을 동시에 액세스하도록 한다.
오버헤드 호이스트 운반 서브시스템(204)은 현수식 트랙(208) 및 트랙(208) 상에서 이동하도록 구성된 적어도 하나의 오버헤드 호이스트 운반 수단(205)을 포함한다. 현수식 트랙(208)은 수직 캐로셀 스토커(202)를 통과하는 적어도 하나의 미리 결정된 루트를 형성해서, 오버헤드 운반 수단(205)이 스토커(202)의 상부에 대략적으로 위치한 캐로셀 저장통들 중 하나로부터 직접 FOUP를 액세스하도록 한다. 예를 들면, 오버헤드 운반 수단(205)은 실링(214)으로부터 거리(222)(대략 0.9m)를 연장할 수 있다.
예시적인 동작 모드에서, 선택된 캐로셀 저장통, 예를 들면 FOUP(210)를 포함하는 저장통(203)은 트랙(208) 밑에 수직 캐로셀 스토커(202)의 상부에 대략적으로 위치한다. 따라서, 오버헤드 운반 수단은 저장통(203)에 거의 바로 위의 위치까지 트랙(208)을 따라서 이동된다. 다음, 오버헤드 호이스트는 저장통(203)을 향해 스토커 하우징(252)의 개방부를 통해서 오버헤드 운반 수단(205)으로부터 하강된다. 예를 들면, 오버헤드 호이스트는 스토커의 길이방향 축(L1)에 평행한 방향으로 하강될 수 있다. 이어, 오버헤드 호이스트는 IC 칩 제조 플로어 상의 워크스테이션 또는 공정 기계로의 다음 운반을 위해서 저장통(203)으로부터 직접 FOUP(210)를 들어 올리도록 동작될 수 있다. 오버헤드 호이스트는 FOUP를 캐로셀 저장통(203)에 위치시키도록 선택적으로 동작될 수 있다.
도 3 은 AMHS(200)(도 2 참조)의 선택적인 실시예(300)를 도시한다. 도 3 에 도시된 것처럼, AMHS(300)는 오버헤드 호이스트 운반 시스템(304), 및 슬라이드-장착된 저장통(332)과 같은 다수의 저장통들을 포함하는 적어도 하나의 수직 캐로셀 스토커(202)를 포함한다. 수직 캐로셀 스토커(202)와 마찬가지로, 수직 캐로셀 스토커(302)는 오버헤드 호이스트 운반 시스템(304)의 오버헤드 호이스트가 캐로셀 저장통들 중 선택된 하나로부터 직접 WIP 부품들, 예를 들면 반도체 웨이퍼들을 액세스하도록 구성된다.
특히, AMHS(300)는 실링(314), 와플형 슬라브(320), 및 와플형 슬라브(320) 위에 위치한 융기 플로어(326)를 포함하는 IC 칩 제조환경에 이용될 수 있다. 도3 에 도시된 것처럼, 수직 캐로셀 스토커(302)는 와플형 슬라브(320) 상에 위치한다. 예를 들면, 융기 플로어(326)는 와플형 슬라브(320) 위로 거리(328)(대략 0.6m) 및 실링(314) 아래로 거리(대략 5.4m)에 위치할 수 있다. 또한, 수직 캐로셀 스토커(302)는 하우징(352), 및 제 1 및 제 2 도르래들(350-351) 및 하우징(352)내에 배치된 벨트(354)를 포함한다. 캐로셀 저장통들(예, 슬라이드-장착된(slide-mounted) 저장통(332))은 벨트를 따라서 다양한 이격 위치들에서 벨트(354)에 연결될 수 있고, 벨트(354)는 도르래들(350-351) 중 하나를 구동함으로써 벨트 경로를 따라서 저장통들이 회전하여 위치할 수 있도록 제 1 및 제 2 도르래들(350-351) 사이에서 고리를 만든다. 예를 들면, 수직 캐로셀 스토커(302)는 높이(318)(대략 6m)를 가질 수 있다.
전술한 것처럼, 수직 캐로셀 스토커(302)는 오버헤드 호이스트가 캐로셀 저장통들 중 하나로부터 직접 반도체 웨이퍼들을 액세스하도록 구성된다. 예시적인 실시예에서, 하우징(352)의 적어도 하나의 측면은 선택된 캐로셀 저장통이 하우징안으로부터 추출되고, 오버헤드 호이스트에 의해 선택된 저장통을 연속적인 탑-로딩/언로딩하도록 적어도 부분적으로 개방된다. 특히, AMHS(300)는 스토커(302)안으로부터 반도체 웨이퍼들을 추출하고, 오버헤드 호이스트 운반 서브시스템(304)에 포함된 현수식 트랙(308)에 대하여 재료를 적당하게 위치시키도록 동작하는 적어도 하나의 추출 메카니즘(330)을 또한 포함한다. 각각의 저장통은 이동식 또는 고정 선반 중 하나를 포함할 수 있다. 또한, 반도체 웨이퍼들은 선반(332) 상에 위치한 FOUP(310)와 같은 카세트 포드들로 로딩된다.
오버헤드 호이스트 운반 서브시스템(304)은 현수식 트랙(308) 및 트랙(308) 상에서 이동하도록 구성된 적어도 하나의 오버헤드 호이스트 운반 수단(305)을 포함한다. 트랙(308)은 수직 캐로셀 스토커(302)에 평행하게 통과하는 적어도 하나의 미리 결정된 루트를 형성해서, 오버헤드 운반 수단(305)이 슬라이드-장착된 저장통들 중 선택된 하나로부터 직접 FOUP를 액세스하도록 한다.
예시적인 동작 모드에서, FOUP(310)를 포함하는 선택된 슬라이드-장착된 저장통, 예를 들면 저장통(332)은 추출 메카니즘(330)이 스토커(302)안으로부터 저장통(332)을 추출하고 트랙(308) 바로 밑에 저장통(332)을 위치시키도록 위치한다. 추출 메카니즘(330)은 스토커(302)속으로 통합될 수 있고 저장통(332)을 단일 서보-제어 축(398)을 따라서 이동하도록 구성될 수 있다. 이어, 오버헤드 운반 수단(305)은 트랙(308)을 따라서 추출된 저장통(332) 바로 위의 위치까지 이동된다. 다음, 오버헤드 호이스트는 저장통(332)을 향해서, 예를 들면 스토커의 길이방향 축(L2)에 평행한 방향으로 오버헤드 운반 수단(305)으로부터 하강된다. 이어, 오버헤드 호이스트는 IC 칩 제조 플로어 상의 워크스테이션 또는 공정 기계에 다음 운반을 위해서 저장통(332)으로부터 직접 FOUP(310)를 들어 올리도록 동작된다. 오버헤드 호이스트가 FOUP를 캐로셀 저장통(332)에 위치시키도록 선택적으로 동작될 수 있다.
도 4 는 AMHS(300)(도 3 참조)의 상세한 실시예(400)를 도시한다. 예시적인 실시예에서, AMHS(400)는 오버헤드 호이스트 운반 시스템(404) 및 수직 캐로셀 스토커(402)를 포함한다. 오버헤드 호이스트 운반 시스템(404)은 현수식 트랙(408) 및 트랙(408) 상에서 이동하도록 구성된 오버헤드 호이스트 운반 수단(405)을 포함한다. 예를 들면, 오버헤드 운반 수단(405)은 트랙(408)으로부터 거리(436)(대략0.9m)를 연장할 수 있다. 수직 캐로셀 스토커(402)는 스토커 하우징 내에 배치된 저장통(432)과 같은 다수의 캐로셀 저장통들을 포함한다. 예를 들면, 저장통(432)은 융기 IC 칩 제조 플로어 위로 거리(438)(대략 2.6m)를 가질 수 있다.
전술한 것처럼, FOUP(410)는 선택된 저장통의 연속적인 탑-로딩/언로딩하도록 스토커 하우징안으로부터 추출된다. 오버헤드 운반 수단(405)은 또한 저장통(432)에/저장통으로부터 FOUP(410)를 탑-로딩/언로딩하도록 구성된 그리퍼를 가지는 오버헤드 호이스트(431)를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 호이스트 그리퍼(430)는 오버헤드 호이스트가 카세트 포드를 오버헤드 운반 수단(405)의 측면 중 하나에 장착되도록 이동 스테이지상에 장착된다.
도 5a-5b 는 보유 저장 위치들에 액세스하는 이동 호이스트 수단 서브시스템(704)을 도시한다. 예시적인 실시예에서, 이동 호이스트 수단 서브시스템(704)은 현수식 트랙(708) 및 트랙상에서 이동하도록 구성된 오버헤드 호이스트 운반 수단(705)을 포함한다. 오버헤드 운반 수단(705)은 FOUP(710)를 보유된 저장 위치(732)에 장착하도록 구성된다. 예를 들면, 오버헤드 운반 수단(705)은 실링(714) 아래로 거리(736)(대략 0.9m)를 연장할 수 있고, 저장 위치(732)는 융기 IC 칩 제조 플로어 위로 거리(738)(대략 2.6m)에 배치될 수 있다. 또한, 실링(714)은 융기 플로어 위로 거리(790)(대략 3.66m)에 있을 수 있다.
오버헤드 운반 수단(705)은 FOUP(710)를 현수식 트랙(708)에 바로 아래 위치한 위치에 들어 올리도록(위치시키도록)구성된다. 그러한 목적으로, 오버헤드 호이스트 수단(705)은 이동 스테이지에 장착되고 수단(705)으로부터 연장되고, FOUP(710)를 들어 올리도록 구성되고, 수단(705)으로 되돌리는 호이스트 그리퍼(731)를 포함해서, 오버헤드 운반 수단(705) 안으로 FOUP(710)를 이동시킨다. 바람직한 실시예에서, 이동 스테이지는 오버헤드 호이스트가 카세트 포드를 오버헤드 운반 수단(705)의 측면 중 하나에 장착하도록 구성된다. 일단 FOUP(710)가 호이스트 그리퍼(730)에 의해 보유되면, 오버헤드 운반 수단(705)은 FOUP를 IC 칩 제조 플로어 상의 워크스테이션 또는 공정 기계에 운반한다.
도 6 은 저장된 재료를 액세스하거나 또는 컨베이어(895) 상에 이동시키는 이동 호이스트 수단 시스템(800)을 도시한다. 특히, 오버헤드 호이스트 운반 서브시스템(804)은 FOUP(810)를 오버헤드 레일형(rail-based) 컨베이어(895)에 직접 들어 올리거나 또는 위치시키도록 이용된다. 예시적인 실시예에서, 오버헤드 호이스트 운반 서브시스템(804)은 현수식 트랙(808) 및 트랙(808) 상에서 이동하도록 구성된 오버헤드 호이스트 운반 수단(805)을 포함한다. 예를 들면, 오버헤드 운반 수단(805)은 트랙(808) 아래로 거리(836)(대략 0.9m)를 연장할 수 있고 레일형 컨베이어(895) 위로 거리(892)(대략 2.6m)에 위치할 수 있다. 또한, 오버헤드 레일(898)은 융기 IC 제조 플로어 위로 거리(838)(대략 2.6m)에 있을 수 있다. 레일(898)은 도면 평면에 수직한 방향으로 연장된다. 이동 호이스트 운반 시스템(800)은 또한 처리도구 로드 포트(899)를 포함한다.
오버헤드 운반 수단(805)은 레일형 컨베이어(895)의 탑-로딩/언로딩을 수행하도록 이용될 수 있다. 그러한 목적으로, 오버헤드 운반 수단(805)은 방향 화살표들(870 및 871)로 각각 표시된 것처럼, 수평 및 수직 동작을 하도록 구성된 이동 스테이지(833)에 장착된 호이스트 그리퍼(835)를 가지는 오버헤드 호이스트(831)를 포함한다. 예시적인 동작 모드에서, 레일형 컨베이어(895)는 FOUP(810)가 오버헤드 호이스트(831) 바로 아래 위치하도록 이동된다. 이어, 호이스트 그리퍼(835)는 이동 스테이지(833)를 통해 FOUP(810)를 향해서 하강되고, FOUP(810)를 컨베이어(895)로부터 직접 들어 올리도록 동작된다. 다음, FOUP(810)를 운반하는 호이스트 그리퍼(835)는 상승되고, 이동 스테이지(833)를 통해 수축되어서 오버헤드 운반 수단(805) 안으로 FOUP(810)를 이동시킨다. 이어, 운반 수단(805)은 FOUP(810)를 IC 칩 제조 플로어 상의 워크 스테이션 또는 공정 기계로 운반한다.
현재 개시된 자동화 재료 처리 시스템을 동작시키는 방법이 도 7 을 참조하여 설명된다. 단계(902)에 도시된 것처럼, FOUP를 포함한 선택된 저장통이 오버헤드 호이스트에 의해 액세스하도록 수직 캐로셀 스토커내에 위치한다. 예를 들면, 선택된 캐로셀 저장통은 수직 캐로셀 스토커(도 2-3 참조)의 상부 또는 측면에 위치할 수 있다. 다음, 오버헤드 호이스트 운반 수단은 단계(904)에 도시된 것처럼, 선택된 저장통에 인접한 위치까지 트랙을 따라서 이동된다. 선택된 저장통이 스토커의 상부에 위치할 경우, 오버헤드 운반 수단은 저장통 위에 위치한다. 선택된 저장통이 스토커의 측면에 위치할 경우, 오버헤드 운반 수단은 저장통의 측면에 위치한다. 이어, 오버헤드 호이스트는 운반 수단으로부터 연장되고 단계(906)에 도시된 것처럼, 호이스트 그리퍼가 선택된 저장통에서 FOUP와 접촉하도록 하강된다. 다음, 호이스트 그리퍼는 단계(908)에 도시된 것처럼, FOUP를 저장통으로부터 직접 들어 올리도록 동작된다. 이어, 오버헤드 호이스트는 단계(910)에 도시된 것처럼, FOUP를 오버헤드 운반 수단 안으로 이동시키도록 상승되고 수축된다. 이러한 식으로, FOUP는 선택된 저장통으로부터 오버헤드 운반 수단으로 탑-로딩된다. 마지막으로, 오버헤드 운반 수단은 단계(912)에 도시된 것처럼, FOUP를 제품 제조 플로어 상에 워크스테이션 또는 공정 기계들에 운반한다.
당업자들은 상기 자동화 재료 처리 시스템의 개조 및 변경들이 본 발명의 개념을 벗어나지 않고서 가능하다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항들의 범위 및 개념을 제외하고는, 상기 설명들에 제한되는 것은 아니다.

Claims (26)

  1. 각각 적어도 하나의 재료 유닛을 보유하도록 구성된 다수의 저장통들을 포함하는 적어도 하나의 저장 유닛; 및
    미리 결정된 위치로의 다음 운반을 위해서 상기 다수의 저장통들 중 선택된 하나로부터 직접 적어도 하나의 재료 유닛을 액세스하도록 구성된 적어도 하나의 오버헤드 호이스트를 포함하는 오버헤드 호이스트 운반 서브시스템을 포함하는 자동화 재료 처리 시스템
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오버헤드 호이스트는 상기 저장 유닛 내에 다음 저장을 위해서 적어도 하나의 재료 유닛을 상기 선택된 저장통에 직접 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동화 재료 처리 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택된 재료 유닛은 상기 저장 유닛의 외부 위치로 이동시킴으로써 상기 오버헤드 호이스트로 직접 이동되는 것을 특징으로 하는 자동화 재료 처리 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 저장 유닛은 상기 재료 유닛을 적어도 하나의 축 방향으로 이동시키도록 구성된 메카니즘을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화 재료 처리 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택된 저장통은 상기 저장 유닛내에 배치된 고정 선반을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화 재료 처리 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 오버헤드 호이스트 운반 서브시스템은 상기 오버헤드 호이스트에 결합된 이동 스테이지를 포함하며, 상기 이동 스테이지는 상기 호이스트가 상기 고정 선반으로부터 직접 상기 적어도 하나의 재료 유닛을 액세스하도록 제 1 위치로 상기 오버헤드 호이스트를 이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동화 재료 처리 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 이동 스테이지는 상기 호이스트가 상기 저장 유닛으로부터 상기 적어도 하나의 재료 유닛을 이동시키기 위해서 제 2 위치로 상기 오버헤드 호이스트를 이동시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동화 재료 처리 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 저장 유닛은 수직 캐로셀 스토커를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화 재료 처리 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 수직 캐로셀 스토커는 상기 오버헤드 호이스트가 상기 선택된 저장통 위의 위치로부터 상기 적어도 하나의 재료 유닛을 액세스하게 하기 위해서 상기 스토커의 상부 영역으로 상기 선택된 저장통을 이동시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동화 재료 처리 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 오버헤드 호이스트 운반 서브시스템은 트랙 및 상기 트랙 상에서 이동하도록 구성된 상기 오버헤드 호이스트를 운반하기 위한 수단을 더 포함하는데, 상기 트랙의 적어도 일부는 상기 스토커의 상부 영역에서 상기 선택된 저장통의 거의 바로 위에 배치된 것은 특징으로 하는 자동화 재료 처리 시스템.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 수직 캐로셀 스토커는 상기 오버헤드 호이스트가 상기 선택된 저장통의 옆의 제 2 위치로부터 상기 적어도 하나의 재료 유닛을 액세스하게 하기 위해서 상기 스토커의 한 쪽 측면을 따라서 제 1 위치로 상기 선택된 저장통을 이동시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동화 재료 처리 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 오버헤드 호이스트 운반 서브시스템은 트랙 및 상기 트랙 상에서 이동하도록 구성된 상기 오버헤드 호이스트를 운반하기 위한 수단을 더 포함하는데, 상기 트랙의 적어도 일부는 상기 스토커의 옆의 상기 제 1 위치에 인접한 상기 스토커의 길이방향 축에 거의 평행하게 배치된 것을 특징으로 하는 자동화 재료 처리 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 오버헤드 호이스트는 상기 적어도 하나의 재료 유닛을 잡도록 구성된 그리퍼 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화 재료 처리 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 재료 유닛은 카세트 포드를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화 재료 처리 시스템.
  15. 자동화 재료 처리 시스템을 동작시키는 방법으로서,
    재료 저장 유닛에 포함된 다수의 저장통들 중 선택된 하나에 의해 적어도 하나의 재료 유닛을 보유하는 단계;
    오버헤드 호이스트 운반 서브시스템에 포함된 오버헤드 호이스트에 의해 상기 선택된 저장통으로부터 직접 상기 적어도 하나의 재료 유닛을 액세스하는 단계; 및
    상기 오버헤드 호이스트 운반 서브시스템에 의해 상기 적어도 하나의 재료 유닛을 미리 결정된 위치로 운반하는 단계를 포함하는 자동화 재료 처리 시스템 작동방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 저장 유닛 내로의 다음 저장을 위해서 상기 오버헤드 호이스트에 의해 적어도 하나의 재료 유닛을 상기 선택된 저장통에 직접 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화 재료 처리 시스템 작동방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    이동식 선반을 포함하는 상기 선택된 저장통에 의해 상기 적어도 하나의 재료 유닛을 상기 오버헤드 호이스트에 직접 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화 재료 처리 시스템 작동방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 저장 유닛에 포함된 메카니즘에 의해 상기 선반을 적어도 하나의 축방향으로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화 재료 처리 시스템 작동방법
  19. 제 15 항에 있어서,
    고정된 선반을 포함하는 상기 선택된 저장통으로부터 직접상기 적어도 하나의 재료 유닛을 상기 호이스트가 액세스하도록 이동 스테이지에 의해 상기 오버헤드 호이스트를 제 1 위치로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화 재료 처리 시스템 작동방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 저장 유닛으로부터 상기 적어도 하나의 재료 유닛을 이동시키도록 상기 이동 스테이지에 의해 상기 호이스트가 상기 오버헤드 호이스트를 제 1 위치로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화 재료 처리 시스템 작동방법.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 선택된 저장통을 상기 저장 유닛에 포함된 캐로셀 메카니즘에 의해 상기 저장 유닛의 상부 영역으로 이동시키는 단계를 더 포함해서, 상기 오버헤드 호이스트가 상기 선택된 저장통 위의 위치로부터 상기 적어도 하나의 재료 유닛을 액세스하도록 하는 것을 특징으로 하는 자동화 재료 처리 시스템 작동방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    트랙 상에서 이동하는 수단에 의해 상기 오버헤드 호이스트를 운반하는 단계를 더 포함하는데, 상기 오버헤드 호이스트 운반 수단 및 트랙은 상기 오버헤드 호이스트 운반 서브시스템에 포함되고, 상기 트랙의 적어도 일부는 상기 저장 유닛의 상부 영역에서 상기 선택된 저장통의 거의 바로 위에 배치된 것을 특징으로 하는 자동화 재료 처리 시스템 작동방법.
  23. 제 15 항에 있어서,
    상기 저장 유닛에 포함된 캐로셀 메카니즘에 의해 상기 저장 유닛의 한 측면을 따라서 제 1 위치로 상기 선택된 저장통을 이동시키는 단계를 더 포함해서, 상기 오버헤드 호이스트가 상기 선택된 저장통 옆의 제 2 위치로부터 상기 적어도 하나의 재료 유닛을 액세스하도록 하는 것을 특징으로 하는 자동화 재료 처리 시스템 작동방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    트랙 상에서 이동하는 수단에 의해 상기 오버헤드 호이스트를 운반하는 단계를 더 포함하는데, 상기 오버헤드 호이스트 운반 수단 및 상기 트랙은 상기 오버헤드 호이스트 운반 서브시스템에 포함되고, 상기 트랙의 적어도 일부는 상기 저장 유닛 옆의 상기 제 1 위치에 인접한 상기 저장 유닛의 길이방향 축에 거의 평행하게 배치된 것을 특징으로 하는 자동화 재료 처리 시스템 작동방법.
  25. 제 15 항에 있어서,
    상기 오버헤드 호이스트의 그리퍼 부분에 의해 상기 적어도 하나의 재료 유닛을 그리핑하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화 재료 처리 시스템 작동방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 오버헤드 호이스트의 상기 그리퍼 부분에 의해 상기 적어도 하나의 재료 유닛을 그리핑하는 단계를 더 포함하는데, 상기 재료 유닛은 카세트 포드를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화 재료 처리 시스템 작동방법.
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