説明

不連続コンベヤーシステム

【課題】本発明は、加工施設全体を通して、より具体的には加工施設のツールベイを通して、容器を輸送する容器を輸送する輸送システムを提供する。
【解決手段】本発明の輸送システムは、一般的に、容器をベイ間コンベヤーから第2のツールベイに向けて輸送するための第1の容器輸送システムと、容器を第1のツールベイから遠くへ移動させるための第2の容器輸送システムと、容器を第1及び第2の容器輸送システムとロードポートとの間で移動するためのツールローディングデバイスと、を含む。また、容器を第2の容器輸送システムとベイ間コンベヤーとの間で容器を輸送するための合流リターンコンベヤーを含むのがよい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
一般的には、本発明は、容器配送システムに関する。より具体的には、本発明は、第1の材料輸送システムと、第2の材料輸送システムと、加工ツールのロードポートとの間に容器を移動させるための容器配送デバイスを備えたベイ間コンベヤーシステムを含む。
【背景技術】
【0002】
半導体デバイスの製造は、典型的には、シリコン基板、ガラス板、等のような、基板に関して一連の手順を行うことを含む。これらの段階は、研磨、堆積、エッチング、フォトリソグフィ、熱処理、等を含む。他の加工は、加工施設内の他の加工場所で行われることが要求される場合が一般的であり、従って、一つの加工場所から別の加工場所まで加工施設内で基板を輸送することが必要である。製造すべき半導体デバイスの種類により、加工施設内のかなりの数の異なる加工場所で行なわれるべく要求される比較的多くの数の加工段階がある。
【0003】
基板は、普通、密封されたポッド、カセット、容器、等のような基板キャリヤ内で一つの加工場所から別の加工場所に輸送される。また、加工施設内の場所から場所に容器を移動させるために、自動案内車両(AGVs)、頭上輸送(OHT)システム、容器取扱いロボット、等のような、自動容器輸送デバイスを採用することも普通である。
【0004】
半導体加工施設(fab)の、正面開口式カセット一体型輸送・保管箱(FOUP)のような、ウェーハ容器の頭上コンベヤー配送は、頭上輸送(OHT)車両管理の複雑さにより、ホイスト配送に比して多くの利点を有する。FOUPをコンベヤーからツールロードポートまで移送することは、現在、複数の機構を必要とする。これらの機構は、半導体加工施設(fab)での容器処理量を減じると共に、費用及び複雑さを容器移送システムに付加する。
【0005】
在来の天井取付けコンベヤーは、ツールベイの長さを移動する。リフト機構は、FOUPをコンベヤーから引き上げるためにコンベヤーに沿って配置される。ポートローディング機構は、FOUPをリフト機構からコンベヤーの側面に配置されたポート又は棚まで移動させる。FOUPがコンベヤーから取り出された後、コンベヤーで移動している他のFOUPは、次いで、コンベヤーのその部分で移動を再開する。そしてしばらくして、機構は、FOUPをポート又は棚からツールロードポートに移送する。ポートがクリアされる(例えば、第1のFOUPがポートからツールロードポートに移動されなければならない)まで第2のFOUPをコンベヤーから取り出して同じポートに置くことができない。ツールベイは、全てのポートが同時に一杯になる可能性を防ぐために複数のセットのリフト機構及びポートをしばしば必要とする。このことが起るならば、コンベヤーでの交通は、待機中のFOUPを降ろす場所があるまで停止し、コンベヤーがFOUPsで混雑することになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
在来のFOUPコンベヤーバッファは、先入れ先出し(FIFO)、先入れ後出し(FILO)のいずれかであり、或いは一つのFOUPを取り戻すために全てのFOUPを移動させること(例えば、循環バッファ)を要する。これらのコンベヤーバッファの各々により、一つの指定場所だけで、FOUPを、容器移送デバイスによってアクセスさせる。容器輸送デバイスは、他のFOUPが指定場所に到着するのを待っている間、しばしば遊んでいる。更に、これらの在来のシステムは、まずFOUPをコンベヤーから加工ツールに隣接した棚に、次いで、棚からロードポートに移動させることを必要とする。この追加の段階は、ロードポートに時間の遅れを課すか、或いは、ロードポートへのアクセスを制限し、それは、システムの最大容器処理量を減ずる。
【0007】
従って、バッファシステムに配置されたFOUPにランダムにアクセスするコンベヤーバッファシステムの要望がある。また、FOUPをコンベヤーから直接加工ツールのロードポートに輸送するツールローディングデバイスの要望がある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一形態は、ツールベイと、例えば、コンベヤーと、の間のツールローディングインターフェイスを簡略化する材料輸送システムを提供することにある。一般に、コンベヤーシステムは、FOUPをコンベヤーから棚に載せたり降ろしたりし且つFOUPを棚から加工ツールに移動させるために典型的には必要な別々のリフト及び移し機構の必要性を取り除く。一実施形態では、本発明は、ツールベイの各ロードポートの容器アドバンスプレートと実質的に同じ垂直平面で水平方向に整合された入力コンベヤースタブを含む。実質的に共通の垂直平面内でZ方向及びX方向に沿う運動だけを用いる、ツールローディングデバイスは、FOUPを入力コンベヤースタブと加工ツールロードポートとの間を直接輸送する。
【0009】
本発明の更に他の形態は、目標ツールの近くでFOUP保管を行う施設の床スペースを利用しない容器バッファシステムを提供することである。一実施形態では、コンベヤーシステムは、FOUPをベイ間コンベヤー又は近隣ストッカーからツールベイの中に輸送するための入力コンベヤースタブを含む。また、入力コンベヤースタブは、FOUPを保管するためのバッファエリアを提供する。別の実施形態では、コンベヤーシステムは、ツールベイを出たFOUPを保管するための出口コンベヤースタブを更に含む。更に別の実施形態では、コンベヤーシステムは、FOUPを輸送する合流リターンコンベヤーを含み、合流リターンコンベヤーは、ツールベイを出て、ベイ間コンベヤーに戻る。ベイ間コンベヤーが動作していない場合には、合流リターンコンベヤーがFOUPを保管してもよい。
【0010】
本発明の他の形態は、材料輸送システムの容器処理量を改善することにある。一実施形態では、ツールローディングデバイスは、FOUPを入力コンベヤースタブと加工ツールとの間を直接輸送する。一実施形態では、入力コンベヤースタブは、共通の垂直平面内で各ロードポートと実質的に水平に整合される。在来のストッカー及び格納棚を除去することは、コンベヤーから加工ツールへのFOUP配送時間を減じる。一実施形態では、ツールローディングデバイスは、FOUPsを実質的に共通の垂直平面内でX方向にだけ沿ってコンベヤースタブと加工ツールとの間を移動させる。
【0011】
本発明の他の形態は、OHTシステムを補完する材料輸送システムを提供することにある。一実施形態では、本発明は、伝統的な循環カーを採用することによって、又は入力コンベヤーと、出力コンベヤーと、及び加工ツールとの間をFOUPを移動させるためにベイの長さに沿って行ったり来たりする単一の往復カーの使用によって、ツールローディングデバイスとしてOHTカー或いは複数のOHTカーを用いるFOUP配送システムを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
本発明の実施形態は、半導体加工施設全体を通してFOUPを移動するように説明され且つ図示される。しかしながら、本発明は、FOUP及び又は半導体製造に限定されない。本発明を説明する目的で、FOUPは、例としてのみ、(壁が有るか或いは無い)ウェーハ容器、カセット、フラットパネルディスプレイ、標準メカニカルインターフェイス(SMIF)ポッド、又は基板を支持するための基板構造体であり、単一の基板又は複数の基板を支持する構造体を一般的に示す。
【0013】
図1は、本発明による材料輸送システム100の一実施形態を示す。この実施形態では、ベイ間コンベヤー114は、FOUP12を二つのベイB1とB2との間で配送する。各ツールベイは、複数の加工ツール102を含む。例えば、図1に示すように、ツールベイB1は、加工ツール102a、104a、106a、108a、110aを含み、ツールベイB2は、加工ツール102b、104b、106b、108b、110bを含む。各加工ツール102は、FOUP12に保管された基板(又は他の材料)を加工ツール102に渡すための一つ又はそれ以上のロードポート112を含む。本発明の範囲は、この構成に限定されない。
【0014】
材料輸送システム100は、ある場合には、代替ベイ間コンベヤー116を含む。これらのベイ間コンベヤーの両方は、FOUPをベイB1及びB2を通り越して半導体加工施設のどこか他の場所に輸送する機能を有する。二つの第1の材料輸送システム又は入力コンベヤースタブ118a及び118bがベイ間コンベヤー114から延びている。各入力コンベヤースタブ118は、複数のFOUPsを同時に緩衝するためのコンベヤーからなる。各入力コンベヤースタブ118の長さは、どのくらい多くのFOUPsを同時にスタブ118に保管してもよいかを決定する。
【0015】
各ツールベイB1及びB2は、また、ツールローディング機構152(下記参照)がツールベイを出て行くFOUPを配置する第2の材料輸送システム又は出口コンベヤースタブ122を含むのがよい。材料輸送システム100がベイ間コンベヤー116を含まない場合には、各出口コンベヤースタブ122は、好ましくは単一リターンコンベヤー124に合流する。リターンコンベヤー124は、ツールベイを出たFOUPsを輸送してベイ間コンベヤー114に戻す。合流リターンコンベヤー124は、また、FOUPを緩衝するのがよい。
【0016】
材料輸送システム100が代替ベイ間コンベヤー116を含む場合には、各出口コンベヤースタブ122は、FOUP12を代替ベイ間コンベヤー116に載せることができる。本実施形態では、材料輸送システム100は、代替ベイ間コンベヤー116によって又は合流したリターンコンベヤー124によってFOUPをベイ間コンベヤー114にまず戻し、次いでFOUPをツールベイに送ることによってFOUPを次のツールベイに輸送することのオプションを有する。合流したリターンコンベヤー124を、また、全て除去してもよい。合流リターンコンベヤー124がない場合には、更なる緩衝能力をもたらすために各出口コンベヤースタブ122の長さを増すことが望ましい。各入力コンベヤースタブ118によるように、ツールローディング機構がコンベヤーの下のこれらのツールにアクセスすることができる場合には、各出口コンベヤースタブ122を加工ツール102〜110の上に延ばしてもよい。
【0017】
本発明に記述したコンベヤーは、加工及び又は製造施設全体にわたって容器を輸送する当業者に知られたいかなるコンベヤーを含んでもよい。例えば、コンベヤーは、Asyst Technologies, Inc.によって出願され、ここに援用される、“統合輸送キャリヤ及びディレクタを有する輸送システム(Transport System with Integrated Transport Carrier and Directors)”と題する米国特許第6,308,818号に開示されたコンベヤーに類似のコンベヤーシステムからなるのがよい。
【0018】
材料輸送システム100の一実施形態では、ディレクタ組立体120が、ベイ間コンベヤー114と各入力コンベヤースタブ118及び合流したリターンコンベヤー124との各交差点に配置される。ディレクタ組立体120の一例は、上記米国特許第6,308,818号に開示されている。一般に、ディレクタ組立体120は、FOUPを一つの向きから別の向きに回転させる機構である。一実施形態では、FOUPが回転された後、FOUPは、次いで、入力コンベヤースタブ118へ進む。好ましい実施形態では、ディレクタ組立体120は、FOUPがロードポート112に載せられるときにFOUPドアがロードポート112のポートドアに面するように各FOUPを90度回転させる。この時点で(FOUPを入力コンベヤースタブ118に移動させる前に)FOUPを回転させることは、FOUP内の加工物にアクセスするためにFOUPを更に回転されるいかなる必要性も除去する。材料輸送システム100は、勿論、この構成に限定されない。
【0019】
FOUP12をベイ間コンベヤー114から入力コンベヤースタブ118まで輸送される前に回FOUP12を転させなくてもよい。FOUP12は、いかなる整列で入力コンベヤースタブ118に移送されてもよい。各FOUP12を入力コンベヤースタブ118で同じ方向に整列させることさえも必要ない。各FOUP12は、FOUPがツールロードポートに設定されるときにFOUPドアがポートドアと面するように最終的には回転されなければならない。例えば、ディレクタ組立体120は、入力コンベヤースタブ118の端に配置されるのがよいし、ツールローディングデバイスは、回転グリッパーを有してもよいし、或いはロードポートは、回転ポッドアドバンスプレートを有してもよい。
【0020】
出口コンベヤースタブ122a及び122bは、一実施形態では、入力コンベヤースタブ118a及び118bから各ツールベイB1及びB2の反対側の端に配置される。出口コンベヤースタブ122は、代替ベイ間コンベヤー116及び又は合流したリターンコンベヤー124に接続する。図1の実施形態では、合流したリターンコンベヤー124に配置されたFOUPは、ベイ間コンベヤー114に戻される。合流したリターンコンベヤー124がFOUPsをベイ間コンベヤー114及び又は代替のベイ間コンベヤー116のいずれかに向けて輸送することは、本発明の範囲内である。図1に示すように、ディレクタ組立体120は、また、出口コンベヤースタブ122と代替ベイ間コンベヤー116との各交差点に配置されるのがよい。これらのディレクタ組立体120は、必ずしも必要ではない。
【0021】
FOUPは、各コンベヤースタブが各ツールベイの加工ツールの近くに保管バッファを形成する意図で入力及び出口コンベヤースタブに列をつくる。バッファとして、各コンベヤースタブは、ほとんどの間その上に静止FOUPを有するのがよい。従って、各コンベヤースタブは、好ましくは、ベイ間コンベヤー114コンベヤー又は代替ベイ間コンベヤー116のいずれかの一部でなく、それらは、各々、FOUPの正常な通過交通を意図する。
【0022】
図1は、入力コンベヤースタブ118a及び118bが、ツールロードポート112と水平方向に整列され、−ツールローディングデバイス152に、実質的に垂直(又はZ方向)運動及び水平(又はX方向)運動だけを用いてFOUPを入力コンベヤースタブ118とロードポートとの間を移送させることを図示する。一実施形態では、複数のFOUPが各入力コンベヤースタブ118に配置され、各FOUPは、次々と取り戻され−先入れ先出し(FIFO)バッファとして機能する。ツールローディング機構150が入力コンベヤースタブ118の真下に配置されたツールにアクセスできるならば、コンベヤースタブ118a及び118bを、一つ又はそれ以上のツールの上にわたって延ばすことができる。
【0023】
図2は、FOUPを加工ツールと入力及び又は出口コンベヤースタブの間を移動させるためのツールローディング機構150の一実施形態を示す。本実施形態では、ツールローディング機構150は、トラック154に沿って移動するツールローディングデバイス152を含む。図2は、ツールローディングデバイス152を二つの異なる位置、即ち、加工ツールローディング/アンローディング位置A及びコンベヤースタブローディング/アンローディング位置Bを示す。位置Aは、FOUP12を加工ツール106aに置く及び又は加工ツール106aから取り出すツールローディングデバイス152を示す。位置Bは、FOUP12を入力コンベヤースタブ118に置く及び又は入力コンベヤースタブ118から取り出すツールローディングデバイス152を示す。図2は、加工ツール102a乃至110aだけを示す。しかしながら、同様なツールローディング機構150を、また、加工ツール102b乃至110bに専念させてもよい。FOUPを加工ツール間及び又は入力及び出口コンベヤースタブと加工ツールとの間を移動させるために他の移送ツールを利用することは、本発明の範囲内である。
【0024】
トラック154は、好ましくは、最小でも、加工ツール102乃至110の実質的に全てにわたって延びる。図2は、トラック154が、好ましくは、入力コンベヤースタブ118及び出口コンベヤースタブ122の少なくとも一部を越えて延びることを示す。例としてのみ、図2は、トラック154が出口コンベヤースタブ122と距離X1重なり且つ入力コンベヤースタブ118と同様な距離で重なることを示す。トラック154と入力及び又は出口コンベヤースタブとの間の重なりは、変化してもよいし、等しい距離である必要はない。後述するように、トラック154と、例えば、入力コンベヤースタブ118aとの間の重なりによりは、ツールローディングデバイス152を入力コンベヤースタブ118aに配置されたFOUPのいずれにもアクセスさせる。
【0025】
ツールローディングデバイス152は、その本体151をトラック154に沿ってX方向に移動させ且つアーム160及び162を共通の垂直平面内で移動させることによって、入力コンベヤースタブ118上のFOUP12にアクセスし且つFOUP12をロードポート112のいずれか一つに配置することができる。ローディングデバイス152は、FOUP12を、二つのロードポート112間(例えば加工ツール104aから加工ツール106aまで)、ロードポート112と出口コンベヤースタブ122間、又は必要ならば、直接入力コンベヤースタブ118と出口コンベヤースタブ122との間を移動させる。また、材料輸送システム100が、例えば、FOUPを一時的に保管するための、ロードポート間に配置された、特定のロードポートにより近い保管棚(図示せず)を含むことも本発明の範囲内である。保管棚の一例は、Asyst Technologies, Inc.によって出願され、ここに援用される、“統合ベイ間バッファ、保管、及び配送システム(Integrated Intrabay Buffer, Storage and Delivery System)”と題する米国特許第5,980,183号に開示されている。また、システムが、FOUPをシステムの中に挿入するために施設作業員がFOUPを手動で配置することができるロードポートを含むことも本発明の範囲内である。ツールローディングデバイス152は、これらの追加の保管エリアへもアクセスするようになっている。
【0026】
第1のアーム160と第2のアーム162とを有するアーム156が本体151に回転自在に取付けられている。二つのアーム160及び162が互いに独立して移動するか又は互いに一定の関係で移動するかは、本発明の範囲内である。二つのアーム160、162は、エルボージョイント164によって連結される。グリッパ158が、リストジョイント166によって第2のアーム162に取付けられる。グリッパ158は、本実施形態では、FOUPの上部ハンドルによって各FOUP12を固定する。図2に示すツールローディングデバイス152は、たった一つの実施形態であり、他の構成を有してもよい。
【0027】
図3は、一実施形態で、ツールローディングデバイス152がロードポート112に関してY方向に水平にオフセットされるのがよいことを示す。ローディングデバイス152は、また、FOUPをロードポートと整合させるためにFOUPをY方向に沿って移動させ及び又はFOUPを回転させてもよい。実質的にZ方向及びX方向運動だけでFOUPを入力コンベヤースタブ118aと加工ツールの間を移送させることは、実質的に各入力コンベヤースタブ118を各加工ツールのロードポート112の各々の上に(例えば、実質的に各ロードポートの中心と同じ垂直平面内に)整合させすることを要する。例えば、入力コンベヤースタブ118bは、加工ツール102bのロードポート112と(Y方向に沿って)実質的に水平に整合される(垂直面VPを参照)。
【0028】
本実施形態では、各トラック154は、入力コンベヤースタブ118からY方向に沿って水平にオフセットされてトラック154と入力コンベヤースタブ118との間に間隙Gを残す。間隙Gは、ローディングデバイス152のアームが動作する空間を提供する。図3は、位置Aに設置されたローディングデバイス152aと位置Bに設置されたローディングデバイス152Bとを示す。ローディングデバイス152aは、FOUP12を取り出し、或いは入力コンベヤースタブ118aに配置するように上昇されるグリッパ機構158aを有する。ローディングデバイス152bは、FOUP12を加工ツール102bのロードポート112に降下させた。ローディングデバイス152aは、アームが位置Aに上昇されるときにアーム160、162が間隙G間に入ることを示す。間隙Gは、グリッパ158が入力又は出口コンベヤースタブのいずれかに配置されたFOUPを固定することができ且つコンベヤースタブがロードポートに実質的に垂直に整合される限り、いかなる距離であってもよい。
【0029】
図4は、本発明の他の実施形態を示す。本実施形態では、入力コンベヤースタブ118及び出口コンベヤースタブ122は、各々、2段式コンベヤーシステムを含む。ここで、入力コンベヤー118aは、第1の入力コンベヤー118a’と第2の入力コンベヤー118a’’とを含む。出口コンベヤー122aは、第1のコンベヤー122a’と第2のコンベヤー122a’’とを含む。入力コンベヤースタブ118a及び出口コンベヤースタブ122aは、同数のレベルを有することを要しない(例えば、入力コンベヤースタブ118aが二つのレベルを有し、出口コンベヤースタブ122aが一つのレレベルを有してもよい)。また、多レベルコンベヤーが入力コンベヤー及び出口コンベヤーの両方を、ベイの一端に両方とも含むことは、本発明の範囲内である。例えば、コンベヤースタブ118a’は、入力コンベヤースタブを含み、コンベヤースタブ118a’’は、出口コンベヤースタブを含んでもよい。かくして、材料輸送システム100は、出口コンベヤースタブ122a’、122a’’を必要としない、或いはシステムは、二組の入力及び出口コンベヤー−ツールベイの各側に一対を含んでもよい。
【0030】
図4は、位置A、B及びCに設置されたツールローディングデバイス152を示す。位置Aでは、ローディングデバイス152は、FOUP12を配置し加工ツール106aのロードポートから取り出している。位置Bでは、ローディングデバイス152は、FOUP12を配置し、FOUP12を第1の出口コンベヤースタブ122a’から取り出している。位置Cでは、ローディングデバイス152は、FOUP12を配置し、FOUP12を第2の出口コンベヤースタブ122a’’から取り出している。これらの機能の全ては、ローディングデバイス152を単一トラック154に沿ってX方向に移動させ且つアーム160及び162を実質的に垂直平面内で垂直に移動させることによって行なわれる。
【0031】
図5は、ツールローディングデバイス152が、入力コンベヤースタブ118aに配置されたFOUP12のいずれか一つにアクセスすることを示す。FOUP12を、他のFOUPsの間に配置される入力コンベヤースタブ118aから取り出すために、ツールローディングデバイス152は、まず、FOUPを入力コンベヤースタブ118aからある高さまで持ち上げ、それによって、持ち上げられたFOUPの底部が、入力コンベヤースタブ118aの上に載っている他のFOUPの頂部を越える。次いで、ローディングデバイス152は、FOUP12を入力コンベヤースタブ118aの他のFOUPの上を水平に移動し、引き続いて、FOUPを加工ツールのロードポートに降下させる。この運動を経路Pとして図5に示す。また、ローディングデバイス152は、FOUP12を、出口コンベヤースタブ122aに配置された他のFOUPの間で出口コンベヤースタブ122aに設定してもよい。
【0032】
図6は、本発明の他の実施形態を示す。この実施形態では、入力コンベヤースタブ118及び出口コンベヤースタブ122は、各々、トラック154と実質的に垂直方向に整合される。ツールローディングデバイス152は、この実施形態では、FOUP12を入力コンベヤースタブ118からロードポートに移送するためにFOUPをY方向に水平に移動させる。一実施形態では、ローディングデバイス152は、グリッパ158をY方向に沿って移動させるための機構を含む。動作中、ローディングデバイス152は、まず、特定のFOUPに隣接した位置までX方向に沿って移動する。アーム160及び162がグリッパ158をFOUPハンドルと整合するように上方に延びた後(図6のグリッパ158’を参照)、次いで、グリッパ158は、Y方向に沿ってグリッパ位置158’’によって示された位置まで移動される。次いで、グリッパ158’’は、FOUP12を把持する。FOUP12を降下させ或いはFOUPをX方向に沿って移動させる前に、グリッパ158’’は、好ましくは、グリッパ位置158’に戻される。次いで、ローディングデバイス152は、把持されたFOUPが他のFOUPと衝突することなくX方向に自由に移動し、或いはFOUPを低い高さ(例えば、トラック154より下)まで垂直方向に移動させる。他の実施形態では、グリッパ158は、FOUPをY方向に沿って効果的に移動させるために位置158’と158’’との間で回転される。
【0033】
グリッパ位置158’は、好ましくは、−図3に示した実施形態と同様に、各加工ツールロードポート12と水平に整合される。このように、ツールローディングデバイス152は、FOUPsをロードポート112から出し入れするためにFOUPsを垂直方向及びX方向にだけ移動させる。例えば、FOUPをロードポート112のFOUPアドバンスプレートに整合させるために、FOUPを再びY方向に移動させることは、本発明の範囲内である。
【0034】
図7A乃至図7Jは、ツールローディングデバイス152のいろいろな位置を示す。図7Aは、加工ツール102のロードポートに着座させたFOUP12bに係合するツールローディングデバイス152を示す。ツール102のロードポートは、FOUPsを施設の床からの高さ900mmに保管されるべきことを要求するSEMI規格に適合する。この実施形態では、グリッパデバイス158は、FOUP12bの頂部ハンドルを把持する。グリッパデバイス158が、限定されないが、サイドハンドル又は底部フランジのようなFOUPの他の部分を把持することは、本発明の範囲内である。図7B乃至図7Hは、ツールローディングデバイス156がFOUP12bを経路Pに沿って持ち上げることを示す。この実施形態では、FOUP12bは、隣接するFOUP12aに接触するのを避けるために最初、実質的に垂直に上昇される。FOUP12bが一定の高さに達した後、ツールローディングデバイス162のアーム160及び162の協調運動がFOUP12bを経路Pに沿って上方に移動させる。図7Iは、ツールローディングデバイス156がFOUP12bをデバイスの本体151より上の高さまで移動させることを示す。図7Jは、ツールローディングデバイス152がFOUP12bを、FOUP12bを入力コンベヤースタブ又は出口コンベヤースタブのいずれかに載せるのに適する高さまで移動させることを示す。
【0035】
ツールローディングデバイス152は、OHTシステムに対していくつかの利点を提供する。容器を垂直に移動させるためにOHTシステムでしばしば用いられる、ベルトホイスト機構は、各ロードポートの上に妨げられない垂直経路を必要とする。剛性リンク機構は、容器の緩衝又は保管のために加工ツールベイの使用可能な垂直空間のより多いなる利用を可能にする。ロータリージョイントがリニアジョイントよりも機械的に簡単で、信頼性があり、且つ安いので、剛性リンク機構にロータリージョイントを使用するのが望ましい。また、他の種類のジョイントをツールローディングデバイス152について用いてもよい。
【0036】
剛性リンク機構を含む場合には、回転慣性を最小にするために必要な運動、及びツールローディングデバイス152のリンク160a及び162を作動するために必要なパワーを達成するために、最少数の且つ最も短い可能なリンク又はアームを用いることが好ましい。かくして、第1のロータリージョイント164は、好ましくは、ツールローディングデバイス152のアーム160及び162の垂直移動範囲の中心の近くに配置される。第1のロータリージョイント164のこの位置は、各リンク又はアーム160、162がコンベヤーとロードポートとの間で全移動長さの半分以上実質的に延びなければならないのを防止する。
【0037】
半導体加工施設に配置された材料輸送インターフェイスの多くは、産業規格(例えば、SEMI規格)によって注意深く規定される。ツールローディングデバイス152ができるだけ多くの加工ツールに確実に適合するためにこれらの規格に従うことが望ましい。300mm加工ツールに渡すツールローディングデバイス152の場合には、SEMI規格E15.1は、処理ロボットの運動のために利用されなければならない、加工ツールロード112ポートの上の空間を規定する。特に、E15.1は、OHT車両が容器を上昇及び降下させる煙突状空間を規定する(例えば、300mmFOUP)。この空間は、幅580mm(ツール102面を横切って中心が置かれた)、深さ450mm(ツール102面から延び出ている)及び高さ2600mm(上昇させた加工施設の床から)として規定される−各ロードポート112について。ツールローディングデバイス152は、ロードポート112にアクセスするときにこの空間内で動作することによってE15.1規格に従うことができることが望ましい。E15.1規格に従うことは、ツールローディングデバイス152の構造に著しい制限をかける。
【0038】
幸いにも、実際には、大部分のツールが作業者の偶然のアクセスを防ぐためにツールのエッジにサイドバリアパネルを含む以外ほとんどの加工ツールは、ロードポートの周り及び上の空間に障害物がない。SEMI規格E15.1は、これらのパネルが、ロードポート中心線から少なくとも290mm離れていなければならないことを要求し且つサイドパネルを施設の床上2600mmまで延ばす。更に、たった一つのロードポートを有する加工ツールに遭遇するのはかなり稀である。加工ツールは、しばしば2つ、3つ、或いは4つのロードポートを有する。これは、大部分のロードポートがその近くにせいぜい一つの大きな障害物−ロードポートの一つの側に配置されたサイドバリア、を有することを意味する。
【0039】
FOUP12を各ロードポート112に配送するときに、ツールローディングデバイス152は、この障害物を避けることができる。従って、第1のロータリージョイント164の回転中心は、第1のロータリージョイント164がサイドバリアと接触しないように好ましくは加工施設の床から2600mmよりも大きい。第1のロータリージョイント164が他の高さに配置されることは、本発明の範囲及び精神内である。
【0040】
また、SEMI規格は、ロードポート運動プレートのため施設の床からの高さ及び(運動プレートに接触しているFOUPの底面からFOUPsトップハンドルまでの)FOUPの高さを規定する。かくして、ツールローディングデバイス152のグリッパ158がアクセスしなけれならない最小高さは、施設の床の上、約1225mmである。例として、第1のロータリージョイント164が施設の床から2700mmに配置されたならば、ツールローディングデバイス152の(グリッパ158の長さを含む)アーム160及び162のリーチは、運動プレートに設置されたFOUPに届くまで最小でも1475mmでなければならない。第1のロータリージョイント164が施設の床からより高い或いはより低い高さに配置されたならば、アーム160及び162(+グリッパ158の延び)は、変化する。
【0041】
上述した運動範囲を達成するためにいろいろなリンク仕掛けを開発することができる。例えば、遠位端にグリッパを有する単一の回転式リンク又はアームは、この運動範囲を成し遂げる簡単な機構を提供する。しかしながら、単一のアーム又はリンクは、かなり大きな回転慣性を有し且つ直径1.5m以上の円を通り、これは、施設の壁に近いベイの端での望ましくない動作である。更に、単一のアームは、左側にサイドバリアを有するツールロードにアクセスすることに対して右側にサイドバリアを有するツールロードポートにアクセスすることために両方向に回転する必要があるかもしれない。
【0042】
第2のリンク又はアームを加えることは、より小さなセグメントを有するリンク仕掛け(産業ロボットに通常用いられるリンク仕掛け)を提供し、これは、両方のリンクが同じ長さを有するときには、単一のリンクアームに比して利点をもたらす。例えば、最も遠い遠位ジョイントは、第2のリンクを第1のリンクの上に折り畳むことによって第1のジョイントを通り越すために引っ込められる。更に、係るリンク仕掛けは、この一見複雑な運動が単一のモータによって駆動されるように、グリッパ158又はペイロードを真直ぐな経路に沿って引っ込めるために機械的に拘束されるかもしれない。また、二つ以上のリンクも本発明の範囲内である。
【0043】
ツールローディングデバイス152は、好ましくは、例えば、入力コンベヤースタブ118とロードポート112の間の輸送中いつでも、容器に保管された基板の水平向きを維持する。かくして、アーム160及び162の運動は、グリッパ158を一定の水平向きに効果的に維持するために協調される。
【0044】
FOUPハンドル6とアーム162の回転ジョイント166との間の垂直オフセット168は、グリッパ158がFOUPハンドル6を把持するために必要なアーム160及び162の長さを短かくすることの望ましい効果を有する。しかしながら、グリッパの向きが好ましくは、いつでも水平であるから、オフセット168は、ツールローディングデバイス156がFOUPをコンベヤー又は棚に置くことができる最大の高さを減じる。在来の施設の天井の高さは、約4メートルである。在来の加工ツール近寄りクリアランスの高さは、3メートル程度である。これは、単なる例として、恒久的に設置された保管棚及び天井式コンベヤー(例えば、ロードポートのローディング高さよりも高い高さでFOUPsを輸送するコンベヤー)のために利用できる空間を制限する。ツールローディングデバイス152は、好ましくは、FOUPを、例えば、棚又はコンベヤーに載っている他のFOUPの上を通すのがよい。
【0045】
ツールローディングデバイス152が2リンク機構を含み、且つ上述した拘束(例えば、サイドパネル、等)を考慮すれば、各アーム160及び162の長さは、小さい範囲の好ましいリンク長さを含む。2リンク機構は、ほぼ完全な伸長を制御しにくいかもしれない。一実施形態では、ツールローディングデバイス152は、アーム160及び162の伸長を、完全な伸長から10度に制限する(例えば、完全な伸長は、第1のアーム160及び第2のアーム162が一直線になったときに生じる)。この実施形態では、各アーム160及び162の最小リンク長さは、ツールローディングデバイス152の所望範囲の運動を達成するために約675mmである。
【0046】
エルボージョイント170を再配向することの複雑さなしに各ロードポートにアクセスすることが望ましい。図7A乃至7Dは、オフセットグリッパ158を有することの利点を示す。グリッパ158が回転ジョイント166に水平に心出しされたならば、グリッパ158は、エルボー側にサイドバリアを有するロードポートにアクセス不能になる。かくして、特にFOUP12が隣接したロードポートに存在するならば、エルボージョイント170をサイドバリアから引き離すためにグリッパ158をエルボージョイント170に向けて水平にオフセットすることが必要である。一実施形態では、反対のサイドバリアと衝突することの可能性は、可能なオフセットの大きさを約210mmに制限する。同時に、150mmの最小の値は、次の隣接FOUPへのクリアランスを維持しながら、エルボージョイント170のクリアランスを提供するのに好ましい。
【0047】
エリボージョイント170とサイドバリアとの間の衝突は、サイドバリアが高さ2000mmと2600mmとの間であるならば依然として生じるかもしれない。これらのサイドバリアは、人間の安全のためなので、それらは、一般的に高さ2000mmよりも低い。しかし、多くの例外がある。エルボージョイント170を高さ2000mm以上であるサイドバリアから引き離すためにカー151をまず移動させることを考えることが有用になる。例えば、各アームの300mm未満の水平運動が約725mmであることを示すことができる。カー151によって要求される水平運動量は、より短いアーム長さによって僅かに減じられ、且つより長いアーム長によって僅かに増大される。ツールサイドバリアの高さが2000mmまでであるときには垂直運動だけでロードポートにアクセスするための機能を維持することが更に望ましい。かくして、各アームの長さは、好ましくは、725mm乃至775mmの範囲に制限される。この範囲は、アーム長の場合には、勿論、示唆的だけである。
【0048】
また、ツールローディングデバイス152は、安全特徴を含むのがよい。例えば、デバイス152は、グリッパの所定距離内にある人間オペレータ又は器具の一片の存在を感知することができるようになっている一つ又はそれ以上の運動センサを含むのがよい。センサが、例えば、オペレータを検出するならば、制御システムは、ツールローディングデバイス152の全ての運動を直ぐに停止する。
【0049】
FOUP輸送について上述した機構及び工程は、説明目的だけのためであり、本発明は、それによって限定されないことが理解されるべきである。かくしてFOUPsを輸送するための方法及びシステムの好ましい実施形態を説明したので、内部システムの一定の利点が達成されたことは、当業者に明らかであるべきだ。また、そのいろいろな変更、適応、及び変形例の実施形態が本発明の範囲及び精神の範囲内に成されることが理解されるべきである。例えば、コンベヤーの使用が半導体加工施設で説明されたが、上述した発明概念の多くは、半導体以外の他の製造応用の使用にも同様に適用可能であることが明らかであるべきだ。
【図面の簡単な説明】
【0050】
【図1】図1は、本発明の実施形態の平面図である。
【図2】図2は、容器を加工ツール及び又はコンベヤーの間で移動するための容器移送機構を示す、本発明の実施形態の側面図である。
【図3】図3は、図1の実施形態の端面図を示す、本発明の実施形態の端面図である。
【図4】図4は、二重レベル入力及び出口コンベヤースタブを示す、本発明の実施形態の側面図である。
【図5】図5は、図2に示した容器移送機構が入力又は出口スタブに配置された容器のいずれか一つに係合することができることを示す、本発明の実施形態の側面図である。
【図6】図6は、容器移送機構の運動を示す、本発明の実施形態の端面図である。
【図7A】図7Aは、動作中のツールローディングデバイスの実施形態の様々な概略図である。
【図7B】図7Bは、動作中のツールローディングデバイスの実施形態の様々な概略図である。
【図7C】図7Cは、動作中のツールローディングデバイスの実施形態の様々な概略図である。
【図7D】図7Dは、動作中のツールローディングデバイスの実施形態の様々な概略図である。
【図7E】図7Eは、動作中のツールローディングデバイスの実施形態の様々な概略図である。
【図7F】図7Fは、動作中のツールローディングデバイスの実施形態の様々な概略図である。
【図7G】図7Gは、動作中のツールローディングデバイスの実施形態の様々な概略図である。
【図7H】図7Hは、動作中のツールローディングデバイスの実施形態の様々な概略図である。
【図7I】図7Iは、動作中のツールローディングデバイスの実施形態の様々な概略図である。
【図7J】図7Jは、動作中のツールローディングデバイスの実施形態の様々な概略図である。
【符号の説明】
【0051】
12 FOUP(正面開口式カセット一体型輸送・保管箱)
102a、104a、106a、108a、110a 加工ツール
118a 入力コンベヤースタブ
122a 出口コンベヤースタブ
152 ツールローディング機構
154 トラック
156、160、162 アーム
158 グリッパ
164 エルボージョイント
A、B、P 位置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロードポートをもった少なくとも一つの加工ツールを有するツールベイ内で容器を移動させるためのベイ間輸送システムであって、
容器を材料輸送システムから受けることができるようになっている第1の容器輸送システムと、
第2の容器輸送システムと、
容器を第1の容器輸送システムと第2の容器輸送システムとツールベイに配置された加工ツールのロードポートとの間を移動させるためのツールローディングデバイスと、
を含み,
ツールローディングデバイスは、共通の垂直平面内で実質的に垂直及び水平運動だけの組合せによって容器を第1の容器輸送システムと第2の容器輸送システムとロードポートとの間を移動させる、
ことを特徴とするベイ間輸送システム。
【請求項2】
第1の容器輸送システムは、複数の容器を同時に保管する、請求項1に記載のベイ間輸送システム。
【請求項3】
第2の容器輸送システムは、複数の容器を同時に保管する、請求項1に記載のベイ間輸送システム。
【請求項4】
ツールローディングデバイスは、複数の容器のいずれか一つにアクセスする、請求項2に記載のベイ間輸送システム。
【請求項5】
容器を受けることができるようになっている少なくとも一つの保管棚を更に含む、請求項1に記載のベイ間輸送システム。
【請求項6】
第1の容器輸送システム及び第2の容器輸送システムは、各々、単一の双方向コンベヤーを含む、請求項1に記載のベイ間輸送システム。
【請求項7】
第1の容器輸送システムの少なくとも一部分は、ツールベイに配置された各ロードポートに整合される、請求項1に記載のベイ間輸送システム。
【請求項8】
ツールローディングデバイスは、直線トラックに沿って移動する本体を含む、請求項1に記載のベイ間輸送システム。
【請求項9】
トラックは、第1及び第2の容器輸送システムの垂直高さよりも低い垂直高さに配置される、請求項8に記載のベイ間輸送システム。
【請求項10】
第1の容器輸送システムに保管された容器及び、加工ツールのロードポートに保管された容器は、実質的に共通の垂直平面内で整合される、請求項1に記載のベイ間輸送システム。
【請求項11】
第1の容器輸送システムは、多段コンベヤーを含む、請求項1に記載のベイ間輸送システム。
【請求項12】
第1の容器輸送システムを作動するための制御システムを更に含み、該制御システムは、第1の容器輸送システムに配置された容器の詰込み密度を最適化することができるようになっている、請求項1に記載のベイ間輸送システム。
【請求項13】
制御システムが第1の容器輸送システムに配置された各容器の位置を決定するように第1の容器輸送システムに複数のセンサを更に含む、請求項12に記載のベイ間輸送システム。
【請求項14】
材料輸送システムは、ベイ間輸送機構を含む、請求項1に記載のベイ間輸送システム。
【請求項15】
ベイ間輸送システムは、コンベヤーを含む、請求項14に記載のベイ間輸送システム。
【請求項16】
ベイ間輸送システムは、頭上コンベヤーを含む、請求項14に記載のベイ間輸送システム。
【請求項17】
材料輸送システムは、ストッカーを含む、請求項1に記載のベイ間輸送システム。
【請求項18】
第1の材料輸送システムによって容器をツールベイの中に輸送し且つ第2の材料輸送システムによって容器をツールベイの外に輸送するための輸送システムにおいて、
ツールベイは、床と、ロードポートを有する少なくとも一つの加工ツールと、ツールローディングデバイスと、を含み、
ツールローディングデバイスは、
第1の端及び第2の端を有するトラックと、
容器を第1の輸送システムと、ロードポートと、第2の輸送システムとの間を移動させるための容器輸送デバイスと、
を有し、
容器輸送デバイスは、
トラックの第1の端と第2の端との間を移動することができ
るようになっている本体と、
容器を固定及び解放するためのグリッパと、
本体に回動自在に取付けられ、実質的に共通の垂直平面内でZ方向運動とX方向運動の組合せだけによりグリッパを移動させることができるようになっている、アーム組立体と、
を含む、ことを特徴とするツールローディングデバイス。
【請求項19】
ツールベイ床から測定した、トラックの垂直高さは、第1の材料輸送システムか、第2の材料輸送システムのいずれかの垂直高さよりも低い、請求項18に記載のツールローディングデバイス。
【請求項20】
アーム組立体は、第1のリンクと第2のリンクとを含む、請求項18に記載のツールローディングデバイス。
【請求項21】
グリッパは、第2のリンクに回動自在に取付けられる、請求項20に記載のツールローディングデバイス。
【請求項22】
第1のリンクは、第2のリンクと実質的に同じ長さである、請求項20に記載のツールローディングデバイス。
【請求項23】
第1のリンクは、容器輸送デバイスの本体に回動自在に取付けられる、請求項18に記載のツールローディングデバイス。
【請求項24】
容器輸送デバイスは、アーム組立体又はグリッパの特定の距離内で人間オペレータの存在を感知することができる、請求項18に記載のツールローディングデバイス。
【請求項25】
第2のリンクの運動は、第1のリンクの運動に依存する、請求項20に記載のツールローディングデバイス。
【請求項26】
トラックは、第1の材料輸送システム及び第2の材料輸送システムの両方から、Y方向に、オフセットされる、請求項18に記載のツールローディングデバイス。
【請求項27】
トラックは、第1の材料輸送システム及び第2の材料輸送システムの両方と、Y方向に、実質的に整合される、請求項18に記載のツールローディングデバイス。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7A】
image rotate

【図7B】
image rotate

【図7C】
image rotate

【図7D】
image rotate

【図7E】
image rotate

【図7F】
image rotate

【図7G】
image rotate

【図7H】
image rotate

【図7I】
image rotate

【図7J】
image rotate


【公表番号】特表2009−510776(P2009−510776A)
【公表日】平成21年3月12日(2009.3.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−533437(P2008−533437)
【出願日】平成18年9月19日(2006.9.19)
【国際出願番号】PCT/US2006/036521
【国際公開番号】WO2007/038096
【国際公開日】平成19年4月5日(2007.4.5)
【出願人】(306029419)アシスト テクノロジーズ インコーポレイテッド (12)
【氏名又は名称原語表記】Asyst Technologies,Inc.
【住所又は居所原語表記】46897 Bayside Parkway,Fremont,California 94538,U.S.A.
【Fターム(参考)】