KR101702901B1 - 베어 스토커용 자동 취급 버퍼 - Google Patents
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Abstract
자동 재료 취급 시스템용 버퍼 스테이션은 작업 처리량 개선을 제공할 수 있다. 또한, 장비의 버퍼 스테이션 내에 접근되는 워크피스를 저장함으로써, 설비의 작동은 장비가 다운되었을 때 중단되지 않는다. 버퍼 스테이션은 베어 웨이퍼 스토커와 같은, 스토커에 통합될 수 있다. 버퍼 스테이션은 제조 설비로 탄력적이고 연속적인 서비스를 제공하기 위하여 확장형 웨이퍼 스토커에 통합될 수 있다. 확장형 저장부는 중간 이송 메카니즘에 의해, 마주하는 벽들 상에 두 개의 선형 어레이의 저장 구획부를 포함하는 웨이퍼의 선형 어레이 저장부로 달성된다.
Description
본 발명은 물체를 저장 및 이송하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 웨이퍼, 레티클, 또는 캐리어 박스와 같은 스토커와 같은 워크 피스(workpiece) 스토커 구성에 관한 것이다.
반도체 장치, LCD 패널, 등을 제조하는 공정에는, 수백 개의 처리 장비 및 이에 따른 수백 개의 제조 단계가 있다. 웨이퍼, 평면형 패널, 또는 LCD(앞으로 워크피스)의 유동이 단계로부터 단계로, 툴(tool)로부터 툴로 균일하게 하는 것이 매우 어렵다. 최상의 계획에도 불구하고, 항상 툴 다운(tool down), 발생되는 비상 랏(lot), 계획보다 오래 지속되는 주기적 관리와 같은 예상하지 못한 시나리오가 있어서, 소정의 툴에 대한 소정의 단계에서 워크피스의 다양한 축적이 있게 된다. 축적된 워크피스는 처리되기를 기다리면서 저장 스토커 내에 저장될 것이 요구된다.
통상적인 베어(bare) 스토커 시스템에서, 로봇은 통상적으로 캐리어 박스로부터 워크피스를 제거하기 위해 이용되고 이어서 원래의 캐리어 박스 없이 워크피스가 저장되는 저장 챔버로 로딩된다. 박스 스토커 시스템에 대해, 캐러어 박스로부터 워크피스를 제거할 필요 없이, 워크피스는 캐리어 박스와 함께 저장된다.
캐리어 박스는 처리 기계의 외부 환경으로 기판 노출을 최소화하여 미립자 오염에 대해 기판을 보호하기 위한 보호 컨테이너이다. 캐리어 박스는 조작자에 의해 또는 지면 상에서 또는 천장 트랙에 매달려서 예정된 루트 상으로 이동하는 자동 안내 또는 현수 운반 수단(vehicle)과 같은 자동 재료 취급 시스템에 의해 취급된다. 반도체 웨이퍼에 대해, 캐리어 박스는 툴 장비 전방 단부 모듈(EFEM)에서 조작자에 의해 취급되거나 자동 운반 시스템에서 자동적으로 집어서 배치되는 SMIF(표준 기계 인터페이스(standard machine interface)) 또는 FOUP(전방 개방 단일화 포드(front opening unified pod))와 같은 보통의 카세트 포드이다.
하나의 타입의 종래의 운반 시스템은 현수 운반(OHT) 시스템이며, 이는 천장에 장착된 레일에서 자유롭게 작동되는 OHT 운송 수단을 포함한다. OHT 운송 수단은 처리 시스템과 같은 설비 장비와 스토커 사이에서 카세트 포드를 운반한다. OHT 운송 수단은 카세트 포드를 장비, 예를 들면, MLP(가동 론치 플랫폼(Mobile Launch Platform)) 또는 EFEM의 로드 포드 상으로 로딩 또는 언로딩할 수 있다. 상기 로트 포드로부터, 카세트 포드 또는 웨이퍼는 장비의 내부로부터 또는 장비의 내부로 이송될 수 있다.
통상적인 베어(bare) 스토커 시스템에서, 로봇은 통상적으로 캐리어 박스로부터 워크피스를 제거하기 위해 이용되고 이어서 원래의 캐리어 박스 없이 워크피스가 저장되는 저장 챔버로 로딩된다. 박스 스토커 시스템에 대해, 캐러어 박스로부터 워크피스를 제거할 필요 없이, 워크피스는 캐리어 박스와 함께 저장된다.
캐리어 박스는 처리 기계의 외부 환경으로 기판 노출을 최소화하여 미립자 오염에 대해 기판을 보호하기 위한 보호 컨테이너이다. 캐리어 박스는 조작자에 의해 또는 지면 상에서 또는 천장 트랙에 매달려서 예정된 루트 상으로 이동하는 자동 안내 또는 현수 운반 수단(vehicle)과 같은 자동 재료 취급 시스템에 의해 취급된다. 반도체 웨이퍼에 대해, 캐리어 박스는 툴 장비 전방 단부 모듈(EFEM)에서 조작자에 의해 취급되거나 자동 운반 시스템에서 자동적으로 집어서 배치되는 SMIF(표준 기계 인터페이스(standard machine interface)) 또는 FOUP(전방 개방 단일화 포드(front opening unified pod))와 같은 보통의 카세트 포드이다.
하나의 타입의 종래의 운반 시스템은 현수 운반(OHT) 시스템이며, 이는 천장에 장착된 레일에서 자유롭게 작동되는 OHT 운송 수단을 포함한다. OHT 운송 수단은 처리 시스템과 같은 설비 장비와 스토커 사이에서 카세트 포드를 운반한다. OHT 운송 수단은 카세트 포드를 장비, 예를 들면, MLP(가동 론치 플랫폼(Mobile Launch Platform)) 또는 EFEM의 로드 포드 상으로 로딩 또는 언로딩할 수 있다. 상기 로트 포드로부터, 카세트 포드 또는 웨이퍼는 장비의 내부로부터 또는 장비의 내부로 이송될 수 있다.
개선된 장비를 위한 방법 및 장치가 설명된다. 전형적인 실시예에서, 자동 재료 취급 시스템용 IO 버퍼가 특히 베어 웨이퍼 스토커용 장비의 작업 처리량을 개선할 수 있다. 자동 캐리어 운반의 신속 접근 시간 및 스토커 저장 베어 웨이퍼의 느린 반응으로, IO 버퍼는 웨이퍼 캐리어를 예비 조립함으로써 베어 웨이퍼 스토커의 작업 처리량을 개선할 수 있다.
전형적인 일 실시예에서, IO 버퍼 스테이션은 컨테이너에서 요구되는 워크피스를 저장한다. 따라서, 회수할 때, 워크피스는 챔버로부터 컨테이너로 운반하기 위해 기다리는 대신, IO 버퍼 스테이션으로부터 자동 캐리어 운반부로 직접 가져올 수 있다. 일 실시예에서, IO 버퍼 작동은 스토커와 무관하여, 스토커가 작동되지 않을 때 조차 설비의 연속적인 유동을 제공한다. 또한, 전형적인 실시예에서, 본 발명은 예를 들면, 버퍼 스테이션으로 가져올 수 있는 워크피스를 예상하거나 알 수 있도록 워크피스 유동의 스퀀스를 결정하기 위한 알고리즘 또는 제어기를 포함한다. 반도체 제조 설비와 같은 설비에서, 워크피스 유동은 입력부로서 제어기로 전달될 수 있다.
본 발명은 제조 설비, 특히 반도체 처리를 위한 웨이퍼 스토커 또는 레티클 스토커에 워크피스를 저장하기 위한 확장형(scalable) 스토커 구성을 추가로 공개한다. 전형적인 일 실시예에서, 워크피스는 중앙 선형 로봇 취급 조립체와 함께, 저장 영역의 좌측 벽 및 우측 벽 상에 배치된 선반의 2D 선형 어레이에 저장된다. 이러한 구성에서, 저장 영역은 동일한 청정실(clean room) 전방면을 유지하면서 서비스 영역을 향하여 연장될 수 있다. 스토커 구성은 또한 매우 밀접한 구성으로, 바람직하게는 수직 위치에 워크피스의 저장을 제공할 수 있다. 중앙 선형 로봇은 원주위 에지로부터 물품에 접근하여 픽업(pick up)하는, 원주위 에지 그리퍼 취급 조립체를 포함한다.
전형적인 일 실시예에서, IO 버퍼 스테이션은 컨테이너에서 요구되는 워크피스를 저장한다. 따라서, 회수할 때, 워크피스는 챔버로부터 컨테이너로 운반하기 위해 기다리는 대신, IO 버퍼 스테이션으로부터 자동 캐리어 운반부로 직접 가져올 수 있다. 일 실시예에서, IO 버퍼 작동은 스토커와 무관하여, 스토커가 작동되지 않을 때 조차 설비의 연속적인 유동을 제공한다. 또한, 전형적인 실시예에서, 본 발명은 예를 들면, 버퍼 스테이션으로 가져올 수 있는 워크피스를 예상하거나 알 수 있도록 워크피스 유동의 스퀀스를 결정하기 위한 알고리즘 또는 제어기를 포함한다. 반도체 제조 설비와 같은 설비에서, 워크피스 유동은 입력부로서 제어기로 전달될 수 있다.
본 발명은 제조 설비, 특히 반도체 처리를 위한 웨이퍼 스토커 또는 레티클 스토커에 워크피스를 저장하기 위한 확장형(scalable) 스토커 구성을 추가로 공개한다. 전형적인 일 실시예에서, 워크피스는 중앙 선형 로봇 취급 조립체와 함께, 저장 영역의 좌측 벽 및 우측 벽 상에 배치된 선반의 2D 선형 어레이에 저장된다. 이러한 구성에서, 저장 영역은 동일한 청정실(clean room) 전방면을 유지하면서 서비스 영역을 향하여 연장될 수 있다. 스토커 구성은 또한 매우 밀접한 구성으로, 바람직하게는 수직 위치에 워크피스의 저장을 제공할 수 있다. 중앙 선형 로봇은 원주위 에지로부터 물품에 접근하여 픽업(pick up)하는, 원주위 에지 그리퍼 취급 조립체를 포함한다.
도 1은 본 발명에 따른 버퍼 및 스토커의 전형적인 일 실시예를 보여주며,
도 2는 본 발명의 버퍼 조립체의 바람직한 다양한 실시예를 도시하는데, 도 2a는 천장-베이스형 버퍼 조립체이고, 도 2b는 플로어-베이스형 버퍼 조립체이고, 도 2c는 천장-베이스형 버퍼가 플로어-베이스형 운반부와 인터페이싱하는, 교차 구성을 도시하며,
도 3은 버퍼 조립체의 또 다른 전형적인 실시예를 도시하며,
도 4는 버퍼 조립체의 또 다른 전형적인 실시예로서, 도 4a는 두 개의 이송 메카니즘을 통한 두 개의 버퍼 로딩 스테이션에 의해 서비스를 제공하는, 두 개의 개별 자동 운반부를 도시하며, 도 4b는 마주하는 단부에 있는 두 개의 개별 자동 운반부를 도시하며, 도 4c는 동일한 자동 운반부(transport)에 서비스(service)를 제공하는 두 개의 버퍼 로딩 스테이션을 도시한다.
도 5는 상부 버퍼 운반부 및 바닥 버퍼 운반부를 가지는 본 발명의 버퍼 조립체의 전형적인 실시예를 도시하며, 도 5a는 상부 및 바닥 버퍼 로딩 스테이션들 사이에서 컨테이너를 운송하기 위한 메카니즘을 도시하며, 도 5b는 두 개의 버퍼 로딩 스테이션들 사이에서 컨테이너를 운송하기 위한 부가 스테이션을 도시하며,
도 6은 자동 운반부와 인터페이싱하는 버퍼 조립체의 다양하고 전형적인 실시예의 평면도를 도시하며, 도 6a는 자동 운반부 쪽의 하나의 횡방향 열(row) 내에 배치되는 다수의 버퍼 조립체를 도시하며, 도 6b는 운송 메카니즘에 끼워지는, 마주하고 평행한 횡방향 열로 배치되는 부가 버퍼 스테이션을 도시하며, 도 6c는 동일한 운반부와 인터페이싱하는 부가 버퍼 로딩 스테이션을 도시하며,
도 7은 두 개의 자동 운반부와 인터페이싱하는 하나의 횡방향 열의 버퍼 스테이션을 가지는 전형적인 하나의 퍼버 조립체의 평면도이며,
도 8은 서로 교차하거나 평행한 두 개의 운반부가 있는 전형적인 버퍼 조립체 구성의 평면도이며, 도 8a는 두 개의 교차하는 운반부와 함께, 버퍼 스테이션의 단부에 위치되는 두 개의 버퍼 로딩 스테이션을 포함하는 버퍼 조립체 구성을 도시하며, 도 8b는 두 개의 평행한 운반부와 함께, 버퍼 스테이션의 두 개의 단부에 위치되는 4개의 버퍼 로딩 스테이션을 포함하는 버퍼 조립체 구성을 도시하며, 도 8c는 두 개의 교차하는 운반부와 함께, 버퍼 스테이션의 두 개의 단부에 위치되는 3개의 버퍼 로딩 스테이션을 포함하는 버퍼 조립체 구성을 도시한다.
도 9는 버퍼 스테이션으로부터 버퍼 로딩 스테이션으로 컨테이너를 이송하기 위한 선형 로보틱 메카니즘을 구비한 전형적인 버퍼 구성을 도시하며,
도 10은 스토커의 상부 섹션에 통합되는 자동 버퍼의 전형적인 구성을 도시하며,
도 11a는 전형적인 스토커 저장 영역의 평면도이며,
도 11b는 확장형 스토커의 전형적인 연장부를 도시하며,
도 12는 확장형 저장 영역을 이용하는 전형적인 스토커의 평면도이며,
도 13은 확장형 저장 영역을 이용하는 전형적인 스토커의 단면도이며,
도 14 및 도 15는 컨테이너의 전형적인 일 실시예의 상이한 도면이며,
도 16은 본 발명에 따른 전형적인 로봇 취급 아암을 도시한다.
도 2는 본 발명의 버퍼 조립체의 바람직한 다양한 실시예를 도시하는데, 도 2a는 천장-베이스형 버퍼 조립체이고, 도 2b는 플로어-베이스형 버퍼 조립체이고, 도 2c는 천장-베이스형 버퍼가 플로어-베이스형 운반부와 인터페이싱하는, 교차 구성을 도시하며,
도 3은 버퍼 조립체의 또 다른 전형적인 실시예를 도시하며,
도 4는 버퍼 조립체의 또 다른 전형적인 실시예로서, 도 4a는 두 개의 이송 메카니즘을 통한 두 개의 버퍼 로딩 스테이션에 의해 서비스를 제공하는, 두 개의 개별 자동 운반부를 도시하며, 도 4b는 마주하는 단부에 있는 두 개의 개별 자동 운반부를 도시하며, 도 4c는 동일한 자동 운반부(transport)에 서비스(service)를 제공하는 두 개의 버퍼 로딩 스테이션을 도시한다.
도 5는 상부 버퍼 운반부 및 바닥 버퍼 운반부를 가지는 본 발명의 버퍼 조립체의 전형적인 실시예를 도시하며, 도 5a는 상부 및 바닥 버퍼 로딩 스테이션들 사이에서 컨테이너를 운송하기 위한 메카니즘을 도시하며, 도 5b는 두 개의 버퍼 로딩 스테이션들 사이에서 컨테이너를 운송하기 위한 부가 스테이션을 도시하며,
도 6은 자동 운반부와 인터페이싱하는 버퍼 조립체의 다양하고 전형적인 실시예의 평면도를 도시하며, 도 6a는 자동 운반부 쪽의 하나의 횡방향 열(row) 내에 배치되는 다수의 버퍼 조립체를 도시하며, 도 6b는 운송 메카니즘에 끼워지는, 마주하고 평행한 횡방향 열로 배치되는 부가 버퍼 스테이션을 도시하며, 도 6c는 동일한 운반부와 인터페이싱하는 부가 버퍼 로딩 스테이션을 도시하며,
도 7은 두 개의 자동 운반부와 인터페이싱하는 하나의 횡방향 열의 버퍼 스테이션을 가지는 전형적인 하나의 퍼버 조립체의 평면도이며,
도 8은 서로 교차하거나 평행한 두 개의 운반부가 있는 전형적인 버퍼 조립체 구성의 평면도이며, 도 8a는 두 개의 교차하는 운반부와 함께, 버퍼 스테이션의 단부에 위치되는 두 개의 버퍼 로딩 스테이션을 포함하는 버퍼 조립체 구성을 도시하며, 도 8b는 두 개의 평행한 운반부와 함께, 버퍼 스테이션의 두 개의 단부에 위치되는 4개의 버퍼 로딩 스테이션을 포함하는 버퍼 조립체 구성을 도시하며, 도 8c는 두 개의 교차하는 운반부와 함께, 버퍼 스테이션의 두 개의 단부에 위치되는 3개의 버퍼 로딩 스테이션을 포함하는 버퍼 조립체 구성을 도시한다.
도 9는 버퍼 스테이션으로부터 버퍼 로딩 스테이션으로 컨테이너를 이송하기 위한 선형 로보틱 메카니즘을 구비한 전형적인 버퍼 구성을 도시하며,
도 10은 스토커의 상부 섹션에 통합되는 자동 버퍼의 전형적인 구성을 도시하며,
도 11a는 전형적인 스토커 저장 영역의 평면도이며,
도 11b는 확장형 스토커의 전형적인 연장부를 도시하며,
도 12는 확장형 저장 영역을 이용하는 전형적인 스토커의 평면도이며,
도 13은 확장형 저장 영역을 이용하는 전형적인 스토커의 단면도이며,
도 14 및 도 15는 컨테이너의 전형적인 일 실시예의 상이한 도면이며,
도 16은 본 발명에 따른 전형적인 로봇 취급 아암을 도시한다.
본 발명은, 일반적으로, 제조 설비용 IO 버퍼 조립체 및 저장 스토커 시스템에 대한 방법 및 장치에 관한 것이다. 일 실시예에 따라, 자동 재료 취급 시스템을 위한 IO 버퍼가 제공된다. IO 버퍼는 특히 웨이퍼 컨테이너용 자동 안내 시스템의 신속한 작업 처리량과 인터페이싱될 때, 장비 또는 스토커의 속도를 보상할 수 있다. IO 버퍼는 바람직하게는 웨이퍼의 이송을 용이하게 하도록, 공정 장비, 계량형 장비, 또는 웨이퍼 스토커와 같은 스토커와 관련된다. 또 다른 실시예에 따라, IO 버퍼를 위한 스토커 관리, 방법 및 장치가 제공된다.
높은 작업 처리량의 요구를 수용하기 위하여, IO 로더와 인접한 IO 버퍼 조립체가 준비된 캐리어를 저장하기 위해 포함된다. 이 같은 IO 버퍼는 일반적으로 자동 재료 취급 시스템에 인접하게 구성되고, IO 버퍼와 자동 재료 취급 시스템 사이에서 웨이퍼 캐리어를 운반하기 위한 운반 시스템을 구비한 웨이퍼 캐리어를 저장하기 위한 선반을 포함한다. 하나의 양태에서, IO 버퍼는 바람직하게는 자동 운반 수단 운반부를 위해 상부 및 바닥에 위치되는, 이송 작업을 위한 XY 선형 안내 로보틱과 함께, 스테이션의 2D 어레이를 포함한다.
IO 버퍼는 바람직하게는 다음에 요구되도록 컨테이너를 저장하고, 더욱 바람직하게는 제조 설비의 작업이 관련된 장비의 일반적인 고장 동안 중단되거나 불편하게 되지 않도록, 예정된 기간 동안 적절한 개수의 컨테이너를 저장한다. 또 다른 실시예에서, 본 발명은 IO 버퍼를 채용하는 저장 시스템을 공개한다. IO 버퍼 내에 저장된 물품은 바람직하게는 다음 장비로 운반되기 전에 컨테이너로 운반되는 것이 요구되는 베어 포멧(bare format)으로 저장된다.
IO 버퍼는 바람직하게는 스토커로부터 독립되어, 스토커가 고장나는 경우 조차 스토커의 수리 동안 설비에 서비스를 제공하도록 충분한 컨테이너가 있도록 한다. 저장 시스템은 즉시 및 가까운 미래에 어떠한 물건이 요구되는 지를 알기 위하여, 제조 설비와 소통할 수 있다. 따라서 저장 시스템은 물품을 저장 영역으로부터 검색(retrieve)하여 IO 버퍼 내에 저장한다. 소통 장비는 설비의 워크피스 유동을 위한 정보 검색 및 시퀀서를 관리하는, 제어기 또는 컴퓨터 시스템일 수 있다. 알고리즘은 접근되는 것을 기다리는, 버퍼 스테이션 내에 저장되는 워크피스를 결정할 수 있다.
본 발명의 실시예는 반도체 제조 설비와 같은 제조 설비 내의 스토커와 연결된 자동 취급 시스템에 대한 버퍼 조립체를 포함한다. 하나의 양태에서, 스토커는 보호 컨테이너 없이, 베어 형태로 기판(웨이퍼, LCD, 또는 레티클과 같은)을 저장한다. 웨이퍼를 베어 형태로 저장하면서, 저장 영역 내로 및 저장 영역으로부터 웨이퍼를 취급하는 것은 자동 취급 시스템의 접근 시간 보다 오래 걸리게 되어, 전형적인 실시예에서, 본 발명은 작업 처리량을 개선하기 위하여 자동 취급 시스템용 버퍼 조립체를 공개한다.
일 실시예에서, IO 버퍼는 공정에 인접하여 장착되는 독립 시스템, 툴에 대한 자동 취급 버퍼링을 제공하기 위한 도량형 또는 스토커 툴일 수 있다. 또 다른 실시예에서, IO 버퍼 시스템은 확장형 풋프린트(footprint) 내에 상대적으로 많은 개수의 웨이퍼를 저장할 수 있는 스토커 내로 통합될 수 있다. 본 발명의 상세한 설명이 FOUL 포드를 포함하며, 다른 타입의 컨테이너, 예를 들면, SMIF 포드, 다양한 크기의 포드, 바닥 개방 포드, 전방 개방 포트, 카세트 포드, 및 개방 카세트가 이용될 수 있다. 또한, 용어 기판 또는 웨이퍼는 레티클, 평면형 패널 디스플레이, 및 포드 및 카세트 내에 저장 및/또는 운반될 수 있는 다른 기판과 같은 반도체 웨이퍼가 아닌 워크피스를 의미할 수 있다.
본 발명의 전형적인 실시예는 바람직하게는 베어 웨이퍼를 저장하는 저장 영역을 포함하는 스토커를 포함한다. 스토커는 추가로 컨테이너로부터 저장 영역으로 웨이퍼를 운반하기 위한 스토커 로딩 스테이션을 포함한다. 스토커는 또한 컨테이너를 OHT 트랙으로 이송하기 위한 OHT 로딩 스테이션과 같은 자동 취급 스테이션을 포함한다. 하나의 양태에서, 스토커 로딩 스테이션은 OHT 로딩 스테이션의 기능을 수행할 수 있다. 또 다른 양태에서, 스토커와 인터페이싱하기 위한 개별 스토커 로딩 스테이션, 및 OHT 트랙과 인터페이싱하기 위한 OHT 로딩 스테이션이 있다. 또한 스토커 로딩 스테이션과 OHT 로딩 스테이션 사이에서 컨테이너를 운반하기 위한 이송 메카니즘이 있을 수 있다.
본 발명의 스토커는 천장-베이스형 컨베이어 또는 플로어-베이스형 컨베이어에 서비스를 제공하는, 입력 및 출력 OHT 버퍼링 성능을 제공하는 OHT 버퍼를 제공함으로써 대기 시간을 최소할 수 있다. 일 실시예에서, 스토커는 천장-베이스형 컨베이어에 인접한 천장-베이스형 OHT 버퍼를 포함한다. OHT 버퍼는 예를 들면, 다중 컨테이너를 저장할 수 있어, 스토커의 속도와 관계없이 OHT로 신속한 작업 처리량(throughput)을 허용한다. 또 다른 실시예에서, 천장-베이스형 OHT 버퍼는 인터베이(interbay) 및 인트라베이(intrabay) 이송 시스템으로 서비스를 제공할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 버퍼는 스토커의 컨테이너 저장 영역으로부터 그리고 설비 플로어-베이스형 컨베이어로 컨테이너를 이동시키기 위한 플로어-베이스형 컨베이어와 인터페이싱하기 위해 플로어 근처에 위치된다. 또 다른 실시예에서, 버퍼는 스토커의 저장 영역으로 또는 스토커의 저장 영역으로부터 컨테이너를 이동하도록 천장-베이스형 이송기와 인터페이싱하기 위해 천장 근처에 위치된다. 일 실시예에서, 입력-출력 버퍼는 다중 컨테이너를 저장할 수 있다. 버퍼는 임의적 접근이며, 따라서 상이한 상위(priority) 컨테이너의 전달을 지지한다.
본 발명의 스토커는 또한 OHT 트랙 또는 이송기와 관련하여 설명되지만, 또한 오버헤드 셔틀(OHS), 레일 안내 운송 수단(RGV), 자동 안내 운송 수단(AGV)과 같은 다른 자동 재료 운반 시스템으로 작동될 수 있다. 설명 목적을 위해, "천장-베이스형"은 로드 포트의 컨테이너 로딩 높이 위의 소정의 높이를 의미하고, "플로어-베이스형"은 설비 플로어 아래를 포함하여, 로드 포트의 컨테이너 로딩 높이 아래를 의미한다.
도 1은 본 발명에 따른 전형적인 스토커를 포함한다. 스토커(10)는 바람직한 베어 형태로 웨이퍼를 저장하기 위한 저장 영역(17)을 포함한다. 저장 영역(17)은 통상적으로 웨이퍼를 적층하기 위한 선반 및 구획부(17A)를 포함한다. 저장 영역(17)은 또한 저장 영역 내로 그리고 저장 영역으로부터 웨이퍼를 이송하기 위한 내부 로보틱 메카니즘(도시안됨)을 포함할 수 있다.
내부 로보틱 메카니즘은 스토커(예를 들면 컨테이너 저장 영역) 내에 위치되는 저장 선반의 접근 벽으로 수직 및 수평으로 이동할 수 있다. 이 같은 로보틱 메카니즘은 반도체 산업 분야에 널리 알려져 있으며 따라서 로보틱 메카니즘의 추가 설명이 필요하지 않다. 일반적으로, 컨테이너가 저장 영역으로 로딩 또는 언로딩하기에 소정의 시간이 걸리며, 따라서 OHT 버퍼는 이송기에서 대기 시간을 감소시킬 수 있어, 높은 작업 처리량을 초래한다.
저장 영역(17)과의 인터페이싱되는 것은 웨이퍼 컨테이너를 인풋팅 또는 아웃풋팅하기 위한 로딩 스테이션(13), 및 웨이퍼를 로딩 스테이션(13)으로부터 저장 영역(17)으로 이송하기 위한 로보틱 트랜스퍼(15)이다. 로딩 스테이션은 FOUL 또는 SMIF와 같은 웨이퍼 컨테이너를 취급하기 위한 EFEM 스테이션을 포함할 수 있다. 로딩 스테이션은 조작자에 의해 취급될 수 있어, 웨이퍼 컨테이너의 수동 취급을 제공한다. 수동 모드에서, 웨이퍼 컨테이너는 조작자에게 의해 운반될 수 있어, 스토커 저장 영역으로부터 웨이퍼를 수용하도록, 또는 웨이퍼를 컨테이너로부터 저장 영역으로 웨이퍼를 배치하도록 로딩 스테이션(13) 내로 로딩하다. 로딩 스테이션은 OHT 트랙과 같은, 자동 취급 시스템으로부터 컨테이너를 수용하기 위해 설계된, MLP(다중 론치 플랫폼)와 같은, 자동 로딩 스테이션을 포함할 수 있다. 로딩 스테이션은 수동 EFEM 로딩 스테이션 및 OHT 수동 스테이션들 사이의 이송 메카니즘과 함께, 수동 EFEM 로딩 스테이션 및 OHT 수동 스테이션을 포함할 수 있다. 하나의 양태에서, EFEM 스테이션은 저장 영역과 인터페이싱하고, OHT 로딩 스테이션은 OHT 트랙과 인터페이싱한다. 컨테이너를 OHT 트랙으로부터 수용한 후, 이어서 이송 메카니즘은 컨테이너를 OHT 로딩 스테이션으로부터 EFEM 스테이션으로 이송하며, 여기서 웨이퍼가 저장 영역으로 로딩될 수 있다. 일 실시예에서, 하나의 OHT 로딩 스테이션(자동 로딩이 신속하게 될 수 있으므로) 및 다수의 EFEM 로딩 스테이션(수동 로딩이 더 느릴 수 있으므로)이 있다. OHT 로딩 스테이션 및 EFEM 로딩 스테이션 모두 조작자로부터 컨테이너를 수용할 수 있으며, 여기에서 OHT 트랙으로 이송하도록 OHT 로딩 스테이션이 컨테이너를 EFEM 또는 OHT 스테이션으로 전달할 수 있으며, EFEM 스테이션은 웨이퍼를 스토커의 저장 영역으로 또는 저장 영역으로부터, 또는 OHT 로딩 스테이션으로 이송할 수 있다.
전형적인 실시예에서, 웨이퍼는 저장 영역 내에 수직으로 저장되고, 컨테이너 내에 수평으로 저장된다. 전형적인 스토커는 방향 변화를 수용하도록 로보틱 메카니즘 및 로딩 스테이션을 포함할 수 있다. 예를 들면, 로보틱 트랜스퍼(15)는 로딩 스테이션(13) 내의 컨테이너로부터 수평 방향으로 웨이퍼를 수용하고, 웨이퍼를 낙하 스테이션(drop station; 도시안됨) 내로 바람직하게는 저장 영역(17) 내에 놓는다. 낙하 스테이션은 바닥으로부터 또는 에지로부터 픽업될 수 있는 기판을 유지하도록 이루어질 수 있다. 예를 들면, 수평 기판은 로봇 엔드 이펙터에 으해 바닥 측부로부터 취급될 수 있어 낙하 스테이션으로 낙하될 수 있다. 에지 파지 로봇 아암은 기판을 에지로부터 픽업하고 이어서 기판을 수직 방향으로 저장 구획부로 이송할 수 있다. 따라서 낙하 스테이션은 기판의 저장 방향의 변화, 예를 들면, 수평방향으로부터 수직방향으로 또는 그 반대로의 변화를 수용할 수 있다.
저장 영역(17) 내의 내부 로보틱 메카니즘(도시안됨)은 이어서 웨이퍼를 픽업하여 저장 영역 내에 수직 방향으로 저장한다. 저장된 웨이퍼는 또한 더 큰 저장 용량을 위해 밀접하게 저장되는 것이 바람직하다.
스토커는 또한 OHT 운송 수단 및 트랙(19)과 같은 자동 취급 시스템과 인터페이싱하는 다수의 버퍼 스테이션(12)을 포함한다. 버퍼 스테이션(12)은 컨테이너를 OHT 트랙 및 운송수단(19)으로 및 운송수단으로부터 수용 및 배치하기 위해 OHT 스테이션(11)으로 연결되는 것이 바람직하다. 다중 OHT 트랙이 있을 수 있어, 본 발명의 스토커의 전형적인 실시예는 OHT 트랙을 수용하기 위해 하나 또는 둘 이상의 OHT 스테이션을 포함한다. OHT 스테이션(11)에 도달할 때 이송 메카니즘(도시안됨)은 컨테이너를 OHT 트랙 및 운송 수단(19)으로 및 운송수단으로부터 이송한다. 버퍼 이송 메카니즘은 컨테이너를 OHT 스테이션(11)으로부터 버퍼 스테이션(12)으로 및 이로부터 이송할 수 있다. MLP와 같은 이송 메카니즘은 또한 웨이퍼를 저장 영역(17)으로 이송하기 위해, 컨테이너를 OHT 스테이션으로부터 로딩 스테이션(13)으로 이송할 수 있다.
버퍼 이송 메카니즘은 컨테이너를 버퍼 스테이션과 OHT 스테이션(19) 또는 버퍼 로딩 스테이션(11) 사이에서 이동시킬 수 있다. 버퍼 이송 스테이션은 컨테이너를 이송하는 소정의 메카니즘을 포함할 수 있다. 예를 들면, 소정의 메카니즘, 이에 의해 컨테이너가 파지되고, 상승되고, 그리고 이동된다. 이러한 이동은 단일 또는 다중 세그먼트형 아암, 또는 선형 슬라이드에 의해 수행될 수 있다. 또한, 개별 메카니즘은 아래로부터 컨테이너를 상승시키기 위해 이용될 수 있다.
각각의 버퍼 이송 메카니즘은 바람직하게는 컨테이너를 버퍼 스테이션으로 또는 버터 스테이션으로부터 제거하는 이송을 위해 입력-출력 버퍼의 I/O 단부에 위치된다. 버퍼 이송 메카니즘은 센서 또는 위치 모니터링 회로와 같은 피드백 회로를 포함할 수 있다. 또 다른 이송 메카니즘은 컨테이너를 버퍼 로딩 스테이션으로부터 자동 운반부로 이송하기 위해 이용될 수 있다. 이송 메카니즘은 트랙 또는 이송기로부터 나오는 컨테이너를 회전시키기 위한 디렉터(director)를 포함할 수 있다.
전형적인 실시예에서, 저장 시퀀스는 OHT 운송 수단이 OHT 트랙 상의 컨테이너를 OHT 스테이션(11)으로 운반하면서 시작된다. 이송 메카니즘은 컨테이너를 OHT 운반 수단으로부터 배출하여 컨테이너를 OHT 스테이션으로 배치된다. 스토커가 분주한 경우, 또는 그렇지 않으면 웨이퍼를 수용할 준비가 안 된 경우, 컨테이너는 버퍼 이송 메카니즘에 의해 버퍼 영역 내에 배치될 수 있다. 스토커가 준비될 때, 컨테이너는 역으로 OHT 스테이션 상에 놓일 수 있다. MLP 및 다른 이송 메카니즘과 같은, 이송 메카니즘은 컨테이너를 EFEM과 같은 로딩 스테이션으로 이송한다. EFEM으로부터, 웨이퍼가 검색되어 저장 영역(17)에 저장된다. 하나의 양태에서, 웨이퍼가 저장 영역으로 들어가기 전에 낙하 스테이션으로 낙하되는 스토커 내의 부가 낙하 스테이션이 있다. 낙하 스테이션은 예를 들면 웨이퍼를 수평 방향으로 수용하여 웨이퍼를 수직 방향으로 배치하는, 웨이퍼 자장의 방향을 변화시키기 위해 이용될 수 있다. 웨이퍼는 이송 로봇에 의해 EFEM으로부터 검색하고 이어서 웨이퍼를 낙하 스테이션에 배치한다. 또 다른 내부 로봇은 웨이퍼를 낙하 스테이션으로부터 검색하여 웨이퍼를 저장 위치에 저장한다. 일 실시예에서, 이송 로봇은 통상적으로 수평 방향에 있는 웨이퍼를 검색하기 위한 로봇이 있는 EFFM 내에 웨이퍼를 수용하도록 설계된다. 내부 로봇은 저장 영역 내에 웨이퍼를 수용하도록 설계되어, 수직 방향으로 저장된다. 낙하 스테이션은 수평 및 수직 방향으로 접근되는, 두 개의 로봇을 수용하도록 설계된다.
웨이퍼를 검색하기 위한 순서가 역전된다. 웨이퍼는 저장 영역으로부터 검색되어 EFEM에서 대기하는 FOUP 내로 로딩된다. 예를 들면 웨이퍼의 방향성을 변화시키기 위해 선택적인 낙하 스테이션이 이용된다. 웨이퍼를 정렬하기 위한 예비-정렬기가 있을 수 있으며, 낙하 스테이션은 정렬기로서 작용할 수 있다. FOUP 컨테이너는 예를 들면 컨테이너를 MLP로 이어서 OHT 스테이션으로 이동시키기 위해 이송 메카니즘에 의해, OHT 스테이션으로 전달될 수 있다. OHT 운송 수단이 준비된 경우, 컨테이너는 OHT 트랙으로 직접 운송될 수 있어, 요구된 장비로 이동한다. OHT가 준비되지 않은 경우, 또는 스토커가 전방을 향한 경우, 컨테이너는 버퍼 로보틱 메카니즘에 의해 버터 내에 저장된다. OHT가 준비될 때, 버퍼 로보틱 메카니즘은 컨테이너를 역으로 OHT 스테이션으로 이송하여 OHT 운송 수단으로 로딩되도록 한다.
스토커는 컨테이너를 운반하기 위한 MLP와 같은, 수직 모듈을 포함할 수 있다. 컨테이너가 수직 모듈에 배치된 후, 컨테이너는 EFEM으로 이송될 수 있거나, OHT 버퍼 로딩 스테이션으로 전달될 수 있다. OHT 로딩 스테이션으로부터, 컨테이너가 자동 운반부로 또는 버퍼 스테이션으로, 소정의 순서로 한 번에 하나 또는 둘 이상 운반될 수 있다.
버퍼 영역은 스토커의 상부, 바닥, 좌측, 우측, 전방 또는 후방에 위치될 수 있다. 버퍼 영역은 상측부, 바닥 측부, 전방 측부, 후방 측부, 좌측부, 또는 우측부와 같은, 스토커의 하나의 측면 내로 분배되는 선형 어레이일 수 있다. 버퍼 어레이는 하나의 층 또는 다수의 층일 수 있다. 다수의 버퍼 스테이션은 스토커의 수요(demand) 및 작업 처리량에 종속된다. 느린 작업 처리량 스토커에 대한 높은 수요가 있는 경우, 다수의 버퍼 스테이션의 개수가 상황을 수용하기 위해 많을 수 있다.
하나의 양태에서, 버퍼 영역은 스토커의 상부 영역에 위치된다. 이러한 위치는 OHT 트랙과 같은 천장-베이스형 자동 취급 시스템을 수용할 수 있다. 또 다른 양태에서, 버퍼 영역은 스토커의 바닥 영역에 위치된다. 이러한 위치는 플로어-베이스형 자동 취급 시스템을 수용할 수 있다. 또 다른 양태에서, 버퍼 영역은 다른 최적화가 요구될 수 있지만 다른 측부에 위치될 수 있다. 예를 들면, 전방 측부는 이미 EFEM 및 수동 버퍼를 위해 이용되었으며, 후방 측부는 이미 서비스 도어를 위해 이용되었으며, 좌측부 또는 우측부는 스토커의 폭을 증가한다.
스토커는 천장-베이스형 이송기 운반부에 전용되는 천장-베이스형 I/O 이송기 버퍼를 포함할 수 있다. 천장-베이스형 I/O 이송기 버퍼는 바람직하게는 OHT 이송기와 같이 동일한 높이 또는 고도에 위치된다. 이송기와 실질적으로 동일한 높이에서 I/O 이송기 버퍼가 위치됨으로써 컨테이너의 전달을 단순화할 수 있다. 스토커는 플로어-베이스형 I/O 이송기 버퍼를 포함할 수 있다. 플로어-베이스형 I/O 이송기 버퍼의 작동은 천장-베이스형 I/O 이송기 버퍼의 작동과 유사하다.
이송 조립체는 포드를 OHT 시스템으로부터 버퍼 스테이션 또는 운반 스테이션(MLP와 같은), 또는 로드/언로드 스테이션(EFEM과 같은)으로 전달하기 위해, 리프트 또는 변위 조립체와 같은 메카니즘을 포함한다.
버퍼 이송 메카니즘은 X 이동 메카니즘 및 Y 이동 메카니즘을 포함할 수 있다. 각각의 포드는 종종 표준 형상, 예를 들면, 상부에 핸들을 가지는 반도체 운반 포드를 가지며, 로봇은 포드와 결합하도록 이루어진 로봇 아암을 포함한다. 로봇 아암은 핸들과 결합하여 OHT 버퍼 로딩 스테이션, 버퍼 저장 스테이션, OHT MLP 스테이션과 EFEM 로드/언로드 스테이션 사이에서 포드를 운반한다. 예를 들면, 로봇 아암은 운반 포드를 OHT 시스템으로부터 OHT 로더로, OHT 로더로부터 버퍼 저장 위치로, 버퍼 저장 위치로부터 OHT MLP로, OHT MLP로부터 EFEM으로, 그리고 그 반대로 운반시키기 위해 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 버퍼 조립체의 다양하고 바람직한 실시예를 도시한다. 버퍼 조립체는 컨테이너 및 컨테이너를 홀딩하도록 이루어진 버퍼 로딩 스테이션(104)을 저장하기 위한 하나 또는 둘 이상의 버퍼 스테이션을 포함하는 운반 버퍼를 포함한다. 버퍼 조립체는 또한 버퍼 로딩 스테이션(104)과 버퍼 스테이션(101) 사이에서 컨테이너를 이송하도록 버퍼 이송 메카니즘(202)을 포함한다. 버퍼 조립체는 또한 베어 기판 스토커와 운반 버퍼 사이에서 컨테이너를 이송하기 위한 인터페이스 메카니즘(204 또는 205)을 포함한다. 예를 들면, 인터페이스 메카니즘(204)은 컨테이너를 버퍼 로딩 스테이션(104)과 스토커 로딩 스테이션(103) 사이에서 이송할 수 있으며, 스토커 로딩 스테이션은 이송 메카니즘(201)을 통하여 스토커의 저장 영역(102)으로의 기판의 로딩을 담당한다. 스토커 로딩 스테이션(103)과 저장 영역(102) 사이에 다른 스테이지, 예를 들면, 저장 영역(102)에 저장되기 전에 기판의 방향성을 변화하기 위한 낙하(drop) 스테이션이 있을 수 있다. 선택적으로, 인터페이스 메카니즘(205)은 버퍼 스테이션(101)과 스토커 로딩 스테이션(103) 사이에서 컨테이너를 이송할 수 있다. 선택적으로, 버퍼 조립체는 컨테이너를 버퍼 로딩 스테이션(104)으로부터 자동 운반부(105)로 이송하기 위해 OHT 트랙 또는 이송기와 같은, 메카니즘(203)을 포함한다.
도 2a는 버퍼 스테이션(101)이 스토커 및 스토커 저장 영역(102)의 상부에 위치되는 천장-베이스형 버퍼 조립체를 도시한다. 버퍼 로딩 스테이션(104)은 바람직하게는 컨테이너의 용이한 이송을 위해 버퍼 스테이션(101)의 근처에 위치된다. 도 2b는 버퍼 스테이션(101)이 버퍼 로딩 스테이션(104)과 함께, 스토커 및 스토커 저장 영역(102)의 바닥에 위치되는 플로어-베이스형 버퍼 조립체를 도시한다. 이러한 구성들은 소통(203)이 짧고 직접적일 수 있기 때문에 천장-베이스형 또는 플로어-베이스형 자동 운반부(105 및 105A) 각각에 매우 적절하다. 특히 설비 플로어의 구조를 기초로 하여, 다른 구성이 실시될 수 있다. 예를 들면, 도 2c는 천장-베이스형 버퍼(101)가 메카니즘(203A)을 통하여 플로어-베이스형 운반부(1 내지 5A)와 인터페이싱하는 교차 구성(cross configuration)을 도시한다.
도 3은 버퍼 로딩 스테이션(104)과 같은, 운반 버퍼와 스토커 로딩 스테이션(103)과 같은 스토커와 인터페이싱하는, 부가 스테이션(106)을 포함하는, 버퍼 조립체의 또 다른 전형적인 실시예를 도시한다. 스테이션(106)은 컨테이너를 자동 운반부(105)로 이송하기 위해 설계되는, MLP(가동 론치 플랫폼)일 수 있다. 예를 들면, 조작자는 컨테이너를 MLP로 로딩할 수 있으며, MLP는 이어서 메카니즘(207)을 통하여 버퍼 로딩 스테이션(104)으로 이송한다. 메카니즘(207)은 컨테이너를 MLP의 지지 플랫폼으로부터 버퍼 로딩 스테이션(104)의 플랫폼으로 승강하는, 승강기일 수 있다. 로딩 스테이션(104)으로부터, 컨테이너는 메카니즘(203)을 통하여 자동 운반부(105)로 이송될 수 있다. 스테이션(106)은 바람직하게는 메카니즘(206)을 통하여 스토커 로딩 스테이션(103)으로 이송될 수 있다. 예를 들면, 스토커 로딩 스테이션(103)은 스토커 저장 영역(102)과 인터페이싱하도록 설계된 EFEM일 수 있다.
도 4는 버퍼 스테이션(101)과 인터페이싱하는 동일한 메카니즘(202)을 구비한 부가 버퍼 로딩 스테이션(104A)을 포함하는, 버퍼 조립체의 다른 전형적인 실시예를 도시한다. 동일한 메카니즘(202)은 이러한 도면들에 도시된 바와 같이 두 개으 버퍼 로딩 스테이션(104 및 104A)에 대해 서비스할 수 있다. 선택적으로, 상이한 이송 메카니즘이 부가 버퍼 로딩 스테이션(104A)으로 서비스하도록 실시될 수 있다. 부가 버퍼 로딩 스테이션(104A)은 동일한 자동 운반부(105)로 또는 동일하거나 상이한 이송 메카니즘(203A)을 통하여 또 다른 자동 운반부(105A)로 링크될 수 있다.
도 4a는 각각 두 개의 이송 메카니즘(203 및 203A)을 통하여 두 개의 버퍼 로딩 스테이션(104 및 104A)에 의해 서비스되는 두 개의 개별 자동 운반부(105 및 105A)를 도시한다. 두 개의 자동 운반부는 예를 들면 스토커의 전방 및 후방에 버퍼 조립체의 마주하는 단부에 위치될 수 있다. 두 개의 자동 운반부는 예를 들면 스토커의 좌측(또는 우측) 측부에서, 버퍼 조립체의 두 개의 측부에 위치될 수 있다. 동일한 이송 메카니즘(202)은 컨테이너를 버퍼 스테이션(101)으로부터 버퍼 로딩 스테이션(104 및 104A)으로 이송하는, 두 개의 버퍼 로딩 스테이션(104 및 104A)을 서비스하기 위해 이용될 수 있다.
도 4b는 또한 마주하는 단부에 있는 두 개의 개별 자동 운반부(105 및 105A)를 도시한다. 예를 들면, 운반부(105)는 천장-베이스형 운반부일 수 있고 운반부(105A)는 플로어-베이스형 운반부일 수 있다. 따라서 메카니즘(203)은 천장 스테이션(104)으로부터 천장 운반부(105)로 동일한 높이에서 컨테이너를 이송하는 것을 보여주고, 메카니즘(203A)은 천장 스테이션(104A)로부터 플로어 스테이션(105A)으로 상이한 높이에서 컨테이너를 이송하는 것을 보여준다. 또한, 컨테이너를 버퍼 스테이션(101)으로부터 이송하는 메카니즘이 상이할 수 있으며, 예를 들면, 메카니즘(202)은 버퍼 로딩 스테이션(104)으로 이송하고 메카니즘(202A)은 버퍼 로딩 스테이션(104A)으로 이송한다.
도 4c는 컨테이너를 스테이션(104 및 104A) 각각으로부터 운반부(105)로 이송하는 메카니즘(203 및 203A)을 구비한 동일한 자동 운반부(105)를 서비스하는 두 개의 버퍼 로딩 스테이션(104 및 104A)을 도시한다. 동일한 메카니즘(202)은 컨테이너를 버퍼 스테이션(101)으로부터 버퍼 로딩 스테이션(104 및 104A)로 이송하기 위해 이용될 수 있다.
도 5는 상부 버퍼 운반부 및 바닥 버퍼 운반부를 가지는 본 발명의 버퍼 조립체의 전형적인 실시예를 도시한다. 상부/바닥 버퍼 운반부는 메카니즘(203 및 203A)을 통하여 자동 운반부(105/105A)와 인터페이싱하는, 버퍼 로딩 스테이션(104/104A)과 인터페이싱하는 메카니즘(202/202A)을 구비한 버퍼 스테이션(101/101A)을 포함한다. 또한, 스토커로부터 버퍼 조립체(도시안됨)로 컨테이너를 이송하는 메카니즘이 있다.
도 5a는 상부 및 바닥 버퍼 로딩 스테이션(104 및 104A) 사이에서 컨테이너를 이송하기 위한 메카니즘(208)을 도시한다. 도 5b는 컨테이너를 각각 메카니즘(207 및 209)을 통하여 두 개의 버퍼 로딩 스테이션(104 및 104A) 사이에서 이송하도록 MLP와 같은 부가 스테이션(106)을 도시한다. 메카니즘(206)은 또한 스토커 로딩 스테이션(103)과 소통하기 위하여 이용된다.
도 6은 자동 운반부(105)와 인터페이싱하는 버퍼 조립체의 다양하고 전형적인 실시예의 평면도를 도시한다. 도 6a는 자동 운반부(105) 쪽으로 하나의 횡방향 열로 배치되는 다수의 버퍼 조립체(12)를 도시한다. 이송 메카니즘(210)은 버터 스테이션(12) 내의 소정의 컨테이너를 버퍼 로딩 스테이션(104)으로 이송할 수 있고 이어서 메카니즘(203)을 통하여 버퍼 로딩 스테이션으로부터 운반부(105)로 이송할 수 있다. 도 6b는 이송 메카니즘(210)이 끼워지는 마주하고 평행한 횡방향 열로 배치되는 부가 버퍼 스테이션(12A)을 도시한다. 이송 메카니즘(210)은 컨테이너를 버퍼 로딩 스테이션(104)으로 이송하는, 두 개의 버퍼 스테이션(12 및 12A)를 서비스할 수 있다. 도 6c는 동일한 운반부(105)와 인터페이싱하는 메카니즘(203A)을 가지는 부가 버퍼 로딩 스테이션(104A)을 도시한다. 동일한 메카니즘(210)은 다수의 버퍼 스테이션(12 및 12A) 및 다수의 버퍼 로딩 스테이션(104 및 104A)을 서비스할 수 있다. 선택적으로, 부가 이송 메카니즘은 상이한 버퍼 스테이션 및/또는 버퍼 로딩 스테이션을 서비스하기 위해 실시될 수 있다.
이러한 구성은 천장-베이스형 OHT 트랙의 상부 영역, 또는 플로어-베이스형 트랙을 구비한 스토커의 바닥 영역을 위한 것일 수 있다. 이러한 구성은 또한 적절한 변형으로 전방, 후방 또는 좌측/우측을 위해 이용될 수 있다. 도 6c에서, 버퍼 조립체는 이송을 위한 중간의 횡방향 열을 구비하고 청정실 영역과 직면하는 두 개의 횡방향 열의 버퍼 스테이션(12 및 12A)을 포함한다. 두 개의 횡방향 열 버퍼로, 컨테이너의 이동을 의미하는, 버퍼 스테이션으로의 접근은 동일한 높이 수준일 수 있어, 버퍼 조립체의 높이는 대략 컨테이너의 높이일 수 있다. 따라서 두개의 횡방향 열의 버퍼 조립체는 작은 높이와 함께 작은 청정실 영역을 제공한다. OHT 트랙(105)은 스토커의 전방(또는 후방)에서 작동하는 OHT 운송 수단을 제공한다. 버퍼 영역 내의 제 1의 두 개의 장소는 OHT 트랙과 인터페이싱하기 위한, OHT 스테이션(또는 버퍼 로딩 스테이션)(104)일 수 있다. OHT 운송 수단으로부터 스토커로 두 배의 작업 처리량을 제공하는, 두 개의 OHT 스테이션(104 및 104A)일 수 있다. 선택적으로, 단지 하나의 OHT 스테이션(104)일 수 있으며, 다른 스테이션(104A)은 버퍼 스테이션(12)일 수 있다. OHT 운송 수단은 OHT 트랙(105)을 따라 컨테이너를 운반하고, OHT 스테이션(104/104A)에 의해 중단된다. 이송 메카니즘(203/203A)은 컨테이너를 OHT 운송 수단으로부터 각각 OHT 스테이션(104/104A)으로 이송한다. OHT 스테이션(104/104A)으로부터, 컨테이너는 버퍼 스테이션(12/12A)으로 이송될 수 있고, 또는 스토커(도시안됨)의 로딩 스테이션(MLP 또는 EFEM)으로 로딩될 수 있다.
버퍼 스테이션은 OHT 트랙과 같은, 하나 이상의 자동 운반부와 인터페이싱할 수 있다. 도 7은 두 개의 자동 운반부(105 및 105A)와 인터페이싱하는 하나의 횡방향 열의 버퍼 스테이션(12)을 가지는 전형적인 하나의 버퍼 스테이션의 평면도를 도시한다. 동일하거나 상이한 메카니즘(210)은 컨테이너를 소정의 버퍼 스테이션(12)으로부터 소정의 버퍼 로딩 스테이션(104 또는 104A)으로 이송할 수 있다. 개별 메카니즘(203 및 203A)은 컨테이너를 버퍼 로딩 스테이션(104 및 104A)으로부터 운반부(105 및 105A)로 이송하는 것이 도시되어 있다.
도 8은 서로 교차하거나 평행한, 두 개의 운반부가 있는 전형적인 버퍼 조립체 구성의 평면도이다. 두 개 이상의 운반부와 같은, 다른 구성도 가능하다. 버퍼 조립체는 중간 이송 메카니즘으로 평행하게 배치되는 버퍼 스테이션의 두 개의 횡방향 열(12 및 12A)을 포함한다. 버퍼 로딩 스테이션의 개수는 상이할 수 있으며, 예를 들면, 두 개, 세 개, 또는 네 개의 버퍼 로딩 스테이션일 수 있다.
도 8a는 두 개의 교차하는 운반부(105 및 105A)와 함께, 버퍼 스테이션의 단부에 위치되는 두 개의 버퍼 로딩 스테이션(104 및 104A)을 포함한다. 버퍼 로딩 스테이션(104)은 컨테이너를 운반부(105)로 이송하도록 메카니즘(203)을 포함한다. 버퍼 로딩 스테이션(104A)은 컨테이너를 운반부(105)로 이송하기 위한 메카니즘(203A), 및 컨테이너를 운반부(105A)로 이송하기 위한 메카니즘(203B)을 포함한다.
도 8b는 두 개의 평행한 운반부(105 및 105A)와 함께, 버퍼 스테이션의 두 개의 단부에 위치되는 4개의 버퍼 로딩 스테이션(104, 104A, 104B 및 104C)을 포함하는 버퍼 조립체 구성을 도시한다. 각각의 버퍼 로딩 스테이션(104/104A/104B/104C)은 컨테이너를 운반부(105/105A)로 이송하도록 각각 메카니즘(203/203A/203B/203C)을 포함한다.
도 8c는 두 개의 교차하는 운반부(105 및 105A)와 함께, 버퍼 스테이션의 두 개의 단부에 위치되는 3개의 버퍼 로딩 스테이션(104, 104A 및 104B)을 포함하는 버퍼 조립체 구성을 도시한다. 버퍼 로딩 스테이션(104/104B)은 컨테이너를 각각 운반부(105/105A)를 이송하기 위한 메카니즘(203/203C)을 포함한다. 버퍼 로딩 스테이션(104A)은 컨테이너를 운반부(105)로 이송하기 위한 메카니즘(203A), 및 컨테이너를 운반부(105A)로 이송하기 위한 메카니즘(203B)을 포함한다. 동일한 메카니즘은 버퍼 스테이션 및 버퍼 로딩 스테이션을 서비스하기 위해 이용될 수 있다. 버퍼의 횡방향 열의 단부의 빈 스테이션은 버퍼 스테이션을 위해 이용될 수 있다.
도 9는 컨테이너를 버퍼 스테이션(12)으로부터 버퍼 로딩 스테이션(104/104A)으로 이송하도록 선형 로보틱 메카니즘을 구비한 전형적인 버퍼 구성을 도시한다. 두 개의 정지형 평행 트랙(45A 및 45B)은 가동형 수직 트랙(43)에 대한 수평 운동을 설정한다. 수직 트랙(43) 상에서 이동하는 버퍼 운송 수단(41)은 버퍼 스테이션(12)으로부터 컨테이너를 검색할 수 있다. 컨테이너는 수직 트랙(43)을 따라 중간 횡방향 열로 이동하는, 버퍼 스테이션(12)으로부터 이송된다. 수직 트랙(43)은 버퍼 로딩 스테이션(104/104A)에 도달하도록 수직 트랙(45A 및 45B)을 따라 이동한다. 버퍼 로딩 스테이션(104/104A)에서, 버퍼 운송 수단(41)은 버퍼 로딩 스테이션(104/104A)에 컨테이너를 배치하도록 수직 트랙(43)을 따라 이동한다. 컨테이너를 버퍼 로딩 스테이션(104/104A)으로부터 버퍼 스테이션(12)으로의 이동은 역방향에 의해 달성될 수 있다. 버퍼 로딩 스테이션(104/104A)으로부터, 컨테이너는 이송 메카니즘(203/203A)을 통하여 OHT 트랙(105)으로 이송될 수 있다. 이는 버퍼 스테이션(12)과 버퍼 로딩 스테이션(104/104A) 사이에서 컨테이너를 이송하도록 버퍼 메카니즘의 전형적인 구성을 도시한다. 다른 메카니즘, 예를 들면, xy 테이블 메카니즘 또는 버퍼 조립체 영역을 서비스하는 로보틱 아암이 또한 실시될 수 있다.
두 개의 횡방향 열 배치의 버퍼 영역은 최소 높이로 버퍼 스테이션의 임의의 접근을 제공한다. 부가 횡방향 열은 후방 횡방향 열을 수용하도록 높이를 두 배로 하는 것을 요구한다. 부가 버퍼 스테이션이 필요한 경우, 이중 적층 구성의 두 개의 횡방향 열 버퍼가 실시될 수 있다.
도 10은 스토커의 상부 섹션에 통합되는 자동 버퍼의 전형적인 구성을 도시한다. 천장-베이스형 OHT 트랙(51)은 통상적으로 설비의 부분이고, 스토커(57)는 OHT 트랙(51)과 인터페이싱하는 버퍼 로딩 OHT 스테이션(59)을 가진다. 컨테이너를 저장하는 다수의 버퍼 스테이션(53)은 버퍼 로딩 스테이션(59)으로 이송될 준비가 된다. 선형 안내 이송 메카니즘(310)은 컨테이너를 버퍼 스테이션(53)으로부터 버퍼 로딩 스테이션(59)으로 운반하도록 OHT 운송 수단(311)을 구동한다. 또한 웨이퍼를 스토커 및/또는 버퍼 로딩 스테이션(59)으로 로딩하기 위한 스토커 로딩 스테이션(55)이 도시된다. 스토커 로딩 스테이션(55)은 컨테이너를 OHT 스테이션(59)으로부터, MLP 스테이션으로부터, 또는 조작자로부터 수용할 수 있다. 다중 스토커 로딩 스테이션은 특히 OHT 로더 및 MLP 스테이션으로부터 이들 사이에서 선택적인 이송 메카니즘으로 설치될 수 있다. 승강기 메카니즘(315)은 로딩 스테이션(55) 내의 컨테이너를 버퍼 로딩 스테이션(59)으로 운반할 수 있다. 로보틱 메카니즘(312)은 스토커 저장 영역 내의 구획부(313)에서 베어 상태로 저장되도록 로딩 스테이션(55) 내의 컨테이너로부터 기판 또는 웨이퍼를 이송할 수 있다. 내부 로보틱(314)은 저장 영역 내의 베어 기판 또는 웨이퍼를 취급할 수 있다.
전형적인 일 실시예에서, 본 발명의 스토커는 저장 선반의 두 개의 마주하는 벽을 구비한 확장형 저장 영역 및 선반을 서비스하는 중간 로보틱 메카니즘을 공개한다. 벽의 길이는 로봇 메카니즘에 대한 연장된 트랙과 함께, 더 많은 저장 영역을 제공하기 위해 연장될 수 있다. 청정실 공간은 고가이며, 더 높은 청정 요구 때문에, 길이보다 더 고가인 폭이 전방 측부와 직면한다. 따라서 본 발명에 따른 전형적인 스토커는 가요적이고 확장형 길이를 가진 최적 폭을 제공한다.
버퍼는 다수의 선반을 포함할 수 있고, 각각의 선반은 캐리어 박스를 지지할 수 있는 상부면을 가진다. 선박은 최소 공간을 가지도록 설계되어, 캐리어 박스를 지지하고, 로봇이 캐리어 박스를 운반하기 위해 들어가는 것을 허용하기에 충분한 거리로 서로로부터 수직으로 이격될 수 있다. 일 실시예에서, 선반은 다수의 횡방향 열 및 종방향 열(column)로 정렬된다. 그러나, 선반은 다양한 구성으로 제공될 수 있다. 하나의 양태에서, 로봇은 버퍼 또는 로더를 위한 다수의 선반을 접근하도록, X-Y 데카르트 평면으로 이동할 성능이 제공된다.
도 11a는 전형적인 스토커 저장 영역의 평면도를 도시한다. 저장 영역은 선반(61)의 두 개의 마주하는 벽(63 및 65)을 포함한다. 각각의 벽은 중앙 섹션(62) 내에서 이동하는 로보틱 메카니즘에 의해 서비스가능한, 2개의 종방향 열의 선반을 포함한다. 로보틱 메카니즘은 상이한 종방향 열의 선반을 어드레스하도록 수직 운동을 더 포함한다. 로보틱 메카니즘은 선반 내에 웨이퍼를 픽업 또는 배치하기 위해 웨이퍼 취급 아암을 더 포함한다.
도 11b는 확장형 스토커의 전형적인 연장을 도시한다. 스토커 저장 영역은 3개의 종방향 열의 선반(2개 대신)을 포함한다. 로보틱 메카니즘의 트랙은 또한 새로운 종방향 열의 선반을 수용하도록 연장된다. 스토커의 길이가 통상적으로 세정실의 추적(chase) 영역으로 연장하므로, 연장은 더 고가의 세정실 공간을 점유하지 않는다.
전형적인 실시예에서, 저장 영역의 각각의 벽은 선반의 하나의 층을 포함한다. 따라서 스토커의 폭은 로보틱 메카니즘의 폭 더하기 선반의 폭의 두배에 대해 최소화될 수 있다. 일 실시예에서, 웨이퍼는 저장 밀도를 증가시키기 위해 밀접한 공간에 저장된다. 또한, 웨이퍼는 측 에지에서 최소 접촉을 위해 수직으로 저장될 수 있다.
도 12는 확장형 저장 영역을 이용하는 전형적인 스토커의 평면도를 도시한다. 스토커는 수동 로딩 웨이퍼를 위해 또는 OHT 트랙과 같은 자동 안내 운송 수단과 같은 자동 로딩을 위해, 로딩 스테이션(71)을 포함한다. 도시된 구성은 EFEM을 위한 두 개의 스테이션 및 MLP를 위한 하나의 스테이션을 구비한, 3개의 로딩 스테이션을 포함한다. EFEM 스테이션은 조작자가 컨테이너를 스토커에 로딩하는 것을 허용한다. MLP 스테이션은 스토커의 상부에 위치된 버퍼 로딩 스테이션 및/또는 EFEM으로 컨테이너를 이송할 수 있다. 또한 버퍼 로딩 스테이션으로부터 컨테이너를 운반하기 위한 OHT 트랙(321)이 도시된다.
로딩 스테이션(71) 다음에는 웨이퍼를 로딩 스테이션(71) 내의 컨테이너로부터 웨이퍼를 이송하기 위한 로보틱 메카니즘(72)이 있다. 낙하 스테이션(73)은 웨이퍼를 수용하기 위해 그리고 배향을 변화시키기 위해 로보틱 메카니즘(72)과 인터페이싱한다. 웨이퍼는 통상적으로 컨테이너 내에 수평방향으로 저장되고(FOUP와 같이) 이어서 베어 상태로 저장하기 위해 그리고 스토커 저장 영역 내의 구획부(78) 내에서 수직으로 배향을 변화시킨다. 낙하 스테이션은 웨이퍼가 바닥으로부터 그리고 측부로부터 픽업(pick up)되는 것을 허용하도록 설계될 수 있다. 로보틱 메카니즘(75)은 웨이퍼를 낙하 스테이션(73)으로부터 수용하여 웨이퍼를 저장 구획부(78) 내에 저장한다. 웨이퍼는 바람직하게는 고 밀도를 위해 작은 피치로 수직 방향으로 저장된다. 로보틱 메카니즘(75)은 저장된 웨이퍼에 접근하도록 구획부(78)와 낙하 스테이션(73) 사이에서 이동한다.
도 13은 확장형 저장 영역을 이용하는 전형적인 스토커의 단면을 도시한다. 스토커는 수직 방향으로 웨이퍼를 저장하는, 저장 선반(78)의 두 개의 마주하는 벽들을 포함한다. 로보틱 메카니즘(75)은 선반을 서비스하여 웨이퍼를 검색하여 선반에 배치한다. OHT 스테이션 및 트랙은 스토커의 상부에 도시된다. 스토커는 입자 오염을 최소화하도록 유동 다이나믹(flow dynamic)을 소유한다. 벽으로부터 웨이퍼에 걸친 유동은 웨이퍼를 통하여 중앙 로보틱 메카니즘으로 플로어로 통과하여, 웨이퍼 구획부로 역으로 스토커 벽을 통하여 재순환한다. 유동은 청결도를 보장하도록 웨이퍼를 단 한번 통과한다.
전형적인 실시예에서, 본 발명은 자동 버퍼 및 확장형 저장 영역의 조합을 이용하는 스토커를 공개한다. 전형적인 스토커는 저장 영역 내에 저장 선반의 두 개의 벽 및 스토커의 상부(또는 바닥) 상의 두 개의 횡방향 열의 버퍼 스테이션을 포함한다. 중간 영역은 로보틱 메카니즘을 수용하기 위한 것이며 하나는 저장 선반으로 서비스하고, 하나는 버퍼 스테이션으로 서비스한다.
스토커는 웨이퍼를 컨테이너로부터 저장 영역으로 이송하도록 스토커 로딩 스테이션을 더 포함한다. 스토커는 또한 컨테이너를 OHT 트랙으로 이송하기 위해, OHT 로딩 스테이션과 같은, 자동 핸들 스테이션을 포함한다. 스토커(EFEM)와 인터페이싱하기 위한 다중의 개별 스토커 로딩 스테이션, 및 OHT 트랙과 인터페이싱하기 위한 OHT 로딩 스테이션이 있다. 또한 스토커 로딩 스테이션과 OHT 로딩 스테이션 사이에서 컨테이너를 이동시키기 위한 이송 메카니즘이 있을 수 있다.
로딩 스테이션은 FOUP 또는 SMIF와 같이, 웨이퍼 컨테이너를 취급하기 위하여 EFEM 스테이션을 포함할 수 있다. 로딩 스테이션은 조작자에 의해 취급될 수 있어, 웨이퍼 컨테이너의 수동 취급을 제공한다.
로딩 스테이션은 로딩 스테이션과 자동 로딩 스테이션 사이의 이송 메카니즘과 함께, OHT 트랙과 같은, 자동 취급 시스템으로부터 컨테이너를 수용하기 위해 설계된, MLP(가동 론치 플랫폼)와 같은, 자동 로딩 스테이션을 포함할 수 있다.
본 발명의 전형적인 실시예에 따른 스토커는 반도체 웨이퍼, 레티클과 같은 오염-민감성 웨이퍼 형상 물품을 저장하기 위해 설계된다. 설계된 스토커는 특히 공간-절약 저장 및 가요성 취급을 위해 구성된다. 특히 스토커는 청정 상태 하에서 작은 저장 공간 상에 많은 개수의 300 mm 또는 이 보다 큰 웨이퍼를 저장하기에 매우 적절하다.
일 실시예에서, 스토커는 반도체 웨이퍼와 같은, 물품은 로보트 취급 조립체와 함께, 청정 저장 영역 내에서 개방 저장될 수 있다. 따라서 로봇 취급 유닛은 개별 물품으로 매우 신속하게 접근할 수 있어 캐리어 박스 내의 개별 물품을 픽업하여 배치하도록 한다. 개방 저장 개념은 소형 풋프린트 저장으로 높은 밀도를 제공할 수 있다.
개방 저장은 교차 오염의 위험을 감소하도록 구획부 내로 구분될 수 있다. 구획부는 랙을 운반하기 위해 체결되는, 저장 컨테이너를 포함할 수 있다. 캐리어 랙, 저장 컨테이너, 구획부 및 물품의 정지는 입자가 운동으로부터 발생하는 것을 방지하고, 따라서 실질적으로 마모, 운동 및 교차 오염 공기 유동에 의해 발생된 입자의 위험을 실질적으로 감소한다.
저장 컨테이너는 바람직하게는 개방, 박스형 컨테이너로서 형성되며, 로봇 취급 유닛은 저장 컨테이너로부터 물품을 최적의 상태로 삽입 및 꺼내도록 이루어질 수 있다. 바람직한 일 실시예에서, 컨테이너는 물품의 고 밀집 저장, 예를 들면, 반도체 웨이퍼를 5 mm 보다 작게, 바람직하게는 약 2.5 mm 또는 그 미만의 피치 거리로 고 밀집 저장을 위해 설계된다. 저장 컨테이너는 로봇 핸들 유닛을 둘러싸는, 바람직하게는 거의 원형의 선반 구성으로 배치된다. 저장 컨테이너는 선반 개구가 물품을 이송하기 위한 로보틱 멘카니즘과 직면하면서, x-y 어레이로 배치된다. 정지식 스토커는 다수의 물품을 저장하기 위해 각각 다수의 수직 및 수평으로 이격된 선반을 포함한다. 선반은 또한 물품이 그 내부에 저장되는 다수의 컨테이너를 저장하기 위해 설계될 수 있다.
이러한 구성은 공간-절약 배치 그리고 동시에 높은 저장 용량을 제공할 수 있다. 또한 저장된 물품의 매우 신속한 접근이 이러한 구성으로 가능할 수 있다.
로봇 핸들 유닛은 수직 저장 컨테이너로 접근하기 위한 수직 운동을 포함한다. 스토커는 또한 물품을 컨테이너로 또는 컨테이너로부터 이송하기 위한 제 2 취급 유닛을 포함할 수 있다. 스토커는 컨테이너를 향하여 연속적인 세정 가스 유동을 형성하기 위한, 그리고 바람직하게는 오염물을 효과적으로 하방으로 불어버리기 위한 취출기를 포함할 수 있다.
도 14 및 도 15는 후방 벽(38), 바닥 벽(40) 및 두 개의 측부 패널(42, 44)을 포함하는, 전형적인 실시예의 컨테이너(18)를 보여준다. 후방 벽(38) 및 바닥 벽(40)은 바람직하게는 웨이퍼(20)를 대각적으로 가로질러 세정 공기 유동을 방출하기 위한 개구를 제공한다. 개별 웨이퍼들(20) 사이에서 공기 유동이 통과하여 소정의 존재하는 입자 및 이 물질이 컨테이너(18)로부터 대각선 하방으로 제거되는 것을 보장한다.
컨테이너(18) 내에 분리부(50, 52, 54, 56)를 구비한 4개의 빗모양(comblike) 부품이 배치된다. 분리부(50-56)는 로봇 핸들 유닛(14)으로 웨이퍼의 제거를 허용하도록 분리부의 하방 및 후방 측부에 의해 홀딩하도록 배열된다.
상부 모서리 영역에서, 리테이너(60)를 삽입하기 위한 리세스(58)가 존재한다. 리테이너(60)는 컨테이너(18)의 제거 동안 제 위치에 웨이퍼를 홀딩하도록 설계된다. 리테이너(60)가 리세스(58) 내에 삽입된 경우에만 컨테이너(18)의 철회가 가능하도록 각각의 컨테이너(18)는 리테이너(60)와 연결되는 핸들(도시안됨)을 가질 수 있다.
도 16은 본 발명에 따른 전형적인 로봇 핸들 아암(14)을 보여주며, 웨이퍼(20a)가 수직 위치에서 에지에 파지될 수 있는 그리퍼 아암(24)을 포함한다. 그립 아암(24)은 전형적인 C-형상으로 외측 원주위에서 웨이퍼(20a)를 둘러싼다. 두 개의 그립 요소(64 및 66)는 그립 아암(24)의 자유 단부에 배치된다. 그립 아암(24)은 180° 보다 큰 "원형 아크 "알파"를 따라 웨이퍼(20a)를 둘러싼다. 그립 요소(64, 66)는 따라서 단단한 웨지 없이 그리고 필수적으로 중력 하나에 의해 웨이퍼(20a)를 홀딩할 수 있다. 캐리어 박스(18) 내의 웨이퍼(20a)의 픽업 및 배치를 위해, 그립 요소(64, 66)가 개방될 수 있다. 이러한 구성에서, 그립 요소(66)만 가동된다.
그리퍼(24)는 아암 세그먼트(74)의 자유 단부에 배치된다. 아암 세그먼트(74)는 그리퍼(24)가 위치되는 아암 세그먼트(74)의 레그에 공동 축선으로 배치되는 축(axle; 76) 둘레를 선회할 수 있다. 이러한 배치는 축(76) 주위의 90°회전에 의해 가지는 것을 가능하게 하여 웨이퍼(20a)를 낙하 스테이션으로부터 수평 위치가 아닌 수직 위치 내로 가져온다.
스토커는 저장된 웨이퍼로의 임의의 접근을 제공할 수 있어, 분류기에 대한 요구를 제거할 수 있다. 특히, 로봇 취급 유닛(14)은 임의의 컨테이너(18)로부터 FOUP 내로 웨이퍼를 선택할 수 있다. 따라서 스토커는 FOUP 전방 단부 로더와 통합될 수 있다. 웨이퍼의 수직 저장 및 관련된 고 밀도 저장 배치에 의해, 스토커는 작은 풋프린트로 고 저장 용량을 달성할 수 있다. 개방, 개별, 박스형 컨테이너 내의 개별 웨이퍼의 저장은 상이한 웨이퍼들 사이의 교차 오염이 개방 저장 구성에도 불구하고 어렵다는 것을 보장한다.
스토커 저장 시스템은 저장 영역이 운동 성분, 회로계, 및 다른 오염 발생 부분이 없도록 설계된다. 또한, 공기 유동은 저장 영역으로 들어오기 전에 여과되고, 저장 영역은 각각의 워크피스의 표면 상의 층류 공기 유동을 가지도록 설계되어, 상류 오염 발생 소스가 없는 것을 보장한다. 세정 공기 유동은 이어서 세정 공기 유동의 하류부의 저장 영역의 중앙에 위치되는, 로봇 취급 유닛을 향하여 워크피스를 통과한다. 따라서, 로봇 취급 유닛의 운동은 워크피스에 걸친 세정 공기 유동 경로 내의 소정의 입자 발생에 기여하지 않는다. 스토커 시스템의 작동과 관련된 다른 부품은 저장 유닛의 외부 및 워크피스에 걸친 공기 유동의 하류부에 위치된다.
세정 공기 전달 유닛은 또한 여과된 후 워크피스 및 시스템을 통하여 균일한 세정 공기를 전달할 수 있다. 저장 영역은 대칭 용적으로 공기유동이 거의 없거나 전혀 없는 비균일, 난류, 또는 사공간을 최소화 또는 제거하도록 설계되어, 점차적으로 공기유동 방향, 특이한 공기유동 방향, 및 제어된 벤팅으로 변화된다. 배기 벤팅율은 또한 저장 영역 내로의 오염 이동을 최소화하기 위한 양의 내부 압력을 달성하도록 제어될 수 있다.
일련의 취출기는 랙을 통하여, 랙의 슬롯을 통하여, 그리고 워크피스에 걸쳐 수평방향으로 세정 공기를 순환시킬 수 있다. 취출기는 상부 및 바닥 영역에 위치설정될 수 있어, 공기가 워크피스 내로 수평방향으로 이동하기 전에 엔클로저 내로 하방 및 상방으로 취입된다. 이어서 공기 유동은 랙에 인접하여 하방 수직방향으로 배출된다. 공기의 일부는 폐쇄가능한 지붕창(closeable louver)을 통하여 저장 영역의 바닥 근처에서 배출될 수 있고 공기의 일부가 역으로 재순환할 수 있다.
워크피스를 통한 수평 유동은 입자가 워크피스 및 워크피스 랙에 쌓이기 위해 들어오는 것을 방지하며, 수직 하방 공기 유동은 스토커 저장 영역으로부터 입자를 제거한다. 수평 공기 유동은 바람직하게는 외부로부터 스토커 저장 영역의 중앙으로 내측으로 유동한다. 외부는 통상적으로 엔클로저 벽에서 어떠한 입자 발생도 없다. 로봇 취급 시스템은 스토커의 중앙에 위치되어, 워크피스로부터 공기 유동의 하류부에 위치되어, 입자가 워크피스를 손상시키는 것을 방지한다.
이러한 유동 구성으로, 공기 유동은 단지 워크 피스를 한번 통과한다. 따라서, 워크피스를 통한 공기 유동에 의해 픽업된 소정의 입자는 재퇴적을 방지하기 위해 또 다른 워크피스를 통과하지 않는다. 팬 및 필터 유닛으로부터의 세정 공기는 단지 하나의 워크피스를 통과하고 이어서 중앙 로봇 취급 조립체의 바닥을 통하여 배출된다. 더욱이, 중앙 영역 내의 로봇 핸들링으로, 입자는 로봇 아암이 워크피스와 접촉하거나 워크피스가 슬롯과 접촉하는 곳과 같이, 접촉이 있는 곳에서 발생할 것이다. 워크피스의 표면을 통한 공기 시스템은 저장 영역 내의 워크 피스로부터, 워크피스를 향하지 않고, 발생된 입자를 불어서 제거한다.
높은 작업 처리량의 요구를 수용하기 위하여, IO 로더와 인접한 IO 버퍼 조립체가 준비된 캐리어를 저장하기 위해 포함된다. 이 같은 IO 버퍼는 일반적으로 자동 재료 취급 시스템에 인접하게 구성되고, IO 버퍼와 자동 재료 취급 시스템 사이에서 웨이퍼 캐리어를 운반하기 위한 운반 시스템을 구비한 웨이퍼 캐리어를 저장하기 위한 선반을 포함한다. 하나의 양태에서, IO 버퍼는 바람직하게는 자동 운반 수단 운반부를 위해 상부 및 바닥에 위치되는, 이송 작업을 위한 XY 선형 안내 로보틱과 함께, 스테이션의 2D 어레이를 포함한다.
IO 버퍼는 바람직하게는 다음에 요구되도록 컨테이너를 저장하고, 더욱 바람직하게는 제조 설비의 작업이 관련된 장비의 일반적인 고장 동안 중단되거나 불편하게 되지 않도록, 예정된 기간 동안 적절한 개수의 컨테이너를 저장한다. 또 다른 실시예에서, 본 발명은 IO 버퍼를 채용하는 저장 시스템을 공개한다. IO 버퍼 내에 저장된 물품은 바람직하게는 다음 장비로 운반되기 전에 컨테이너로 운반되는 것이 요구되는 베어 포멧(bare format)으로 저장된다.
IO 버퍼는 바람직하게는 스토커로부터 독립되어, 스토커가 고장나는 경우 조차 스토커의 수리 동안 설비에 서비스를 제공하도록 충분한 컨테이너가 있도록 한다. 저장 시스템은 즉시 및 가까운 미래에 어떠한 물건이 요구되는 지를 알기 위하여, 제조 설비와 소통할 수 있다. 따라서 저장 시스템은 물품을 저장 영역으로부터 검색(retrieve)하여 IO 버퍼 내에 저장한다. 소통 장비는 설비의 워크피스 유동을 위한 정보 검색 및 시퀀서를 관리하는, 제어기 또는 컴퓨터 시스템일 수 있다. 알고리즘은 접근되는 것을 기다리는, 버퍼 스테이션 내에 저장되는 워크피스를 결정할 수 있다.
본 발명의 실시예는 반도체 제조 설비와 같은 제조 설비 내의 스토커와 연결된 자동 취급 시스템에 대한 버퍼 조립체를 포함한다. 하나의 양태에서, 스토커는 보호 컨테이너 없이, 베어 형태로 기판(웨이퍼, LCD, 또는 레티클과 같은)을 저장한다. 웨이퍼를 베어 형태로 저장하면서, 저장 영역 내로 및 저장 영역으로부터 웨이퍼를 취급하는 것은 자동 취급 시스템의 접근 시간 보다 오래 걸리게 되어, 전형적인 실시예에서, 본 발명은 작업 처리량을 개선하기 위하여 자동 취급 시스템용 버퍼 조립체를 공개한다.
일 실시예에서, IO 버퍼는 공정에 인접하여 장착되는 독립 시스템, 툴에 대한 자동 취급 버퍼링을 제공하기 위한 도량형 또는 스토커 툴일 수 있다. 또 다른 실시예에서, IO 버퍼 시스템은 확장형 풋프린트(footprint) 내에 상대적으로 많은 개수의 웨이퍼를 저장할 수 있는 스토커 내로 통합될 수 있다. 본 발명의 상세한 설명이 FOUL 포드를 포함하며, 다른 타입의 컨테이너, 예를 들면, SMIF 포드, 다양한 크기의 포드, 바닥 개방 포드, 전방 개방 포트, 카세트 포드, 및 개방 카세트가 이용될 수 있다. 또한, 용어 기판 또는 웨이퍼는 레티클, 평면형 패널 디스플레이, 및 포드 및 카세트 내에 저장 및/또는 운반될 수 있는 다른 기판과 같은 반도체 웨이퍼가 아닌 워크피스를 의미할 수 있다.
본 발명의 전형적인 실시예는 바람직하게는 베어 웨이퍼를 저장하는 저장 영역을 포함하는 스토커를 포함한다. 스토커는 추가로 컨테이너로부터 저장 영역으로 웨이퍼를 운반하기 위한 스토커 로딩 스테이션을 포함한다. 스토커는 또한 컨테이너를 OHT 트랙으로 이송하기 위한 OHT 로딩 스테이션과 같은 자동 취급 스테이션을 포함한다. 하나의 양태에서, 스토커 로딩 스테이션은 OHT 로딩 스테이션의 기능을 수행할 수 있다. 또 다른 양태에서, 스토커와 인터페이싱하기 위한 개별 스토커 로딩 스테이션, 및 OHT 트랙과 인터페이싱하기 위한 OHT 로딩 스테이션이 있다. 또한 스토커 로딩 스테이션과 OHT 로딩 스테이션 사이에서 컨테이너를 운반하기 위한 이송 메카니즘이 있을 수 있다.
본 발명의 스토커는 천장-베이스형 컨베이어 또는 플로어-베이스형 컨베이어에 서비스를 제공하는, 입력 및 출력 OHT 버퍼링 성능을 제공하는 OHT 버퍼를 제공함으로써 대기 시간을 최소할 수 있다. 일 실시예에서, 스토커는 천장-베이스형 컨베이어에 인접한 천장-베이스형 OHT 버퍼를 포함한다. OHT 버퍼는 예를 들면, 다중 컨테이너를 저장할 수 있어, 스토커의 속도와 관계없이 OHT로 신속한 작업 처리량(throughput)을 허용한다. 또 다른 실시예에서, 천장-베이스형 OHT 버퍼는 인터베이(interbay) 및 인트라베이(intrabay) 이송 시스템으로 서비스를 제공할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 버퍼는 스토커의 컨테이너 저장 영역으로부터 그리고 설비 플로어-베이스형 컨베이어로 컨테이너를 이동시키기 위한 플로어-베이스형 컨베이어와 인터페이싱하기 위해 플로어 근처에 위치된다. 또 다른 실시예에서, 버퍼는 스토커의 저장 영역으로 또는 스토커의 저장 영역으로부터 컨테이너를 이동하도록 천장-베이스형 이송기와 인터페이싱하기 위해 천장 근처에 위치된다. 일 실시예에서, 입력-출력 버퍼는 다중 컨테이너를 저장할 수 있다. 버퍼는 임의적 접근이며, 따라서 상이한 상위(priority) 컨테이너의 전달을 지지한다.
본 발명의 스토커는 또한 OHT 트랙 또는 이송기와 관련하여 설명되지만, 또한 오버헤드 셔틀(OHS), 레일 안내 운송 수단(RGV), 자동 안내 운송 수단(AGV)과 같은 다른 자동 재료 운반 시스템으로 작동될 수 있다. 설명 목적을 위해, "천장-베이스형"은 로드 포트의 컨테이너 로딩 높이 위의 소정의 높이를 의미하고, "플로어-베이스형"은 설비 플로어 아래를 포함하여, 로드 포트의 컨테이너 로딩 높이 아래를 의미한다.
도 1은 본 발명에 따른 전형적인 스토커를 포함한다. 스토커(10)는 바람직한 베어 형태로 웨이퍼를 저장하기 위한 저장 영역(17)을 포함한다. 저장 영역(17)은 통상적으로 웨이퍼를 적층하기 위한 선반 및 구획부(17A)를 포함한다. 저장 영역(17)은 또한 저장 영역 내로 그리고 저장 영역으로부터 웨이퍼를 이송하기 위한 내부 로보틱 메카니즘(도시안됨)을 포함할 수 있다.
내부 로보틱 메카니즘은 스토커(예를 들면 컨테이너 저장 영역) 내에 위치되는 저장 선반의 접근 벽으로 수직 및 수평으로 이동할 수 있다. 이 같은 로보틱 메카니즘은 반도체 산업 분야에 널리 알려져 있으며 따라서 로보틱 메카니즘의 추가 설명이 필요하지 않다. 일반적으로, 컨테이너가 저장 영역으로 로딩 또는 언로딩하기에 소정의 시간이 걸리며, 따라서 OHT 버퍼는 이송기에서 대기 시간을 감소시킬 수 있어, 높은 작업 처리량을 초래한다.
저장 영역(17)과의 인터페이싱되는 것은 웨이퍼 컨테이너를 인풋팅 또는 아웃풋팅하기 위한 로딩 스테이션(13), 및 웨이퍼를 로딩 스테이션(13)으로부터 저장 영역(17)으로 이송하기 위한 로보틱 트랜스퍼(15)이다. 로딩 스테이션은 FOUL 또는 SMIF와 같은 웨이퍼 컨테이너를 취급하기 위한 EFEM 스테이션을 포함할 수 있다. 로딩 스테이션은 조작자에 의해 취급될 수 있어, 웨이퍼 컨테이너의 수동 취급을 제공한다. 수동 모드에서, 웨이퍼 컨테이너는 조작자에게 의해 운반될 수 있어, 스토커 저장 영역으로부터 웨이퍼를 수용하도록, 또는 웨이퍼를 컨테이너로부터 저장 영역으로 웨이퍼를 배치하도록 로딩 스테이션(13) 내로 로딩하다. 로딩 스테이션은 OHT 트랙과 같은, 자동 취급 시스템으로부터 컨테이너를 수용하기 위해 설계된, MLP(다중 론치 플랫폼)와 같은, 자동 로딩 스테이션을 포함할 수 있다. 로딩 스테이션은 수동 EFEM 로딩 스테이션 및 OHT 수동 스테이션들 사이의 이송 메카니즘과 함께, 수동 EFEM 로딩 스테이션 및 OHT 수동 스테이션을 포함할 수 있다. 하나의 양태에서, EFEM 스테이션은 저장 영역과 인터페이싱하고, OHT 로딩 스테이션은 OHT 트랙과 인터페이싱한다. 컨테이너를 OHT 트랙으로부터 수용한 후, 이어서 이송 메카니즘은 컨테이너를 OHT 로딩 스테이션으로부터 EFEM 스테이션으로 이송하며, 여기서 웨이퍼가 저장 영역으로 로딩될 수 있다. 일 실시예에서, 하나의 OHT 로딩 스테이션(자동 로딩이 신속하게 될 수 있으므로) 및 다수의 EFEM 로딩 스테이션(수동 로딩이 더 느릴 수 있으므로)이 있다. OHT 로딩 스테이션 및 EFEM 로딩 스테이션 모두 조작자로부터 컨테이너를 수용할 수 있으며, 여기에서 OHT 트랙으로 이송하도록 OHT 로딩 스테이션이 컨테이너를 EFEM 또는 OHT 스테이션으로 전달할 수 있으며, EFEM 스테이션은 웨이퍼를 스토커의 저장 영역으로 또는 저장 영역으로부터, 또는 OHT 로딩 스테이션으로 이송할 수 있다.
전형적인 실시예에서, 웨이퍼는 저장 영역 내에 수직으로 저장되고, 컨테이너 내에 수평으로 저장된다. 전형적인 스토커는 방향 변화를 수용하도록 로보틱 메카니즘 및 로딩 스테이션을 포함할 수 있다. 예를 들면, 로보틱 트랜스퍼(15)는 로딩 스테이션(13) 내의 컨테이너로부터 수평 방향으로 웨이퍼를 수용하고, 웨이퍼를 낙하 스테이션(drop station; 도시안됨) 내로 바람직하게는 저장 영역(17) 내에 놓는다. 낙하 스테이션은 바닥으로부터 또는 에지로부터 픽업될 수 있는 기판을 유지하도록 이루어질 수 있다. 예를 들면, 수평 기판은 로봇 엔드 이펙터에 으해 바닥 측부로부터 취급될 수 있어 낙하 스테이션으로 낙하될 수 있다. 에지 파지 로봇 아암은 기판을 에지로부터 픽업하고 이어서 기판을 수직 방향으로 저장 구획부로 이송할 수 있다. 따라서 낙하 스테이션은 기판의 저장 방향의 변화, 예를 들면, 수평방향으로부터 수직방향으로 또는 그 반대로의 변화를 수용할 수 있다.
저장 영역(17) 내의 내부 로보틱 메카니즘(도시안됨)은 이어서 웨이퍼를 픽업하여 저장 영역 내에 수직 방향으로 저장한다. 저장된 웨이퍼는 또한 더 큰 저장 용량을 위해 밀접하게 저장되는 것이 바람직하다.
스토커는 또한 OHT 운송 수단 및 트랙(19)과 같은 자동 취급 시스템과 인터페이싱하는 다수의 버퍼 스테이션(12)을 포함한다. 버퍼 스테이션(12)은 컨테이너를 OHT 트랙 및 운송수단(19)으로 및 운송수단으로부터 수용 및 배치하기 위해 OHT 스테이션(11)으로 연결되는 것이 바람직하다. 다중 OHT 트랙이 있을 수 있어, 본 발명의 스토커의 전형적인 실시예는 OHT 트랙을 수용하기 위해 하나 또는 둘 이상의 OHT 스테이션을 포함한다. OHT 스테이션(11)에 도달할 때 이송 메카니즘(도시안됨)은 컨테이너를 OHT 트랙 및 운송 수단(19)으로 및 운송수단으로부터 이송한다. 버퍼 이송 메카니즘은 컨테이너를 OHT 스테이션(11)으로부터 버퍼 스테이션(12)으로 및 이로부터 이송할 수 있다. MLP와 같은 이송 메카니즘은 또한 웨이퍼를 저장 영역(17)으로 이송하기 위해, 컨테이너를 OHT 스테이션으로부터 로딩 스테이션(13)으로 이송할 수 있다.
버퍼 이송 메카니즘은 컨테이너를 버퍼 스테이션과 OHT 스테이션(19) 또는 버퍼 로딩 스테이션(11) 사이에서 이동시킬 수 있다. 버퍼 이송 스테이션은 컨테이너를 이송하는 소정의 메카니즘을 포함할 수 있다. 예를 들면, 소정의 메카니즘, 이에 의해 컨테이너가 파지되고, 상승되고, 그리고 이동된다. 이러한 이동은 단일 또는 다중 세그먼트형 아암, 또는 선형 슬라이드에 의해 수행될 수 있다. 또한, 개별 메카니즘은 아래로부터 컨테이너를 상승시키기 위해 이용될 수 있다.
각각의 버퍼 이송 메카니즘은 바람직하게는 컨테이너를 버퍼 스테이션으로 또는 버터 스테이션으로부터 제거하는 이송을 위해 입력-출력 버퍼의 I/O 단부에 위치된다. 버퍼 이송 메카니즘은 센서 또는 위치 모니터링 회로와 같은 피드백 회로를 포함할 수 있다. 또 다른 이송 메카니즘은 컨테이너를 버퍼 로딩 스테이션으로부터 자동 운반부로 이송하기 위해 이용될 수 있다. 이송 메카니즘은 트랙 또는 이송기로부터 나오는 컨테이너를 회전시키기 위한 디렉터(director)를 포함할 수 있다.
전형적인 실시예에서, 저장 시퀀스는 OHT 운송 수단이 OHT 트랙 상의 컨테이너를 OHT 스테이션(11)으로 운반하면서 시작된다. 이송 메카니즘은 컨테이너를 OHT 운반 수단으로부터 배출하여 컨테이너를 OHT 스테이션으로 배치된다. 스토커가 분주한 경우, 또는 그렇지 않으면 웨이퍼를 수용할 준비가 안 된 경우, 컨테이너는 버퍼 이송 메카니즘에 의해 버퍼 영역 내에 배치될 수 있다. 스토커가 준비될 때, 컨테이너는 역으로 OHT 스테이션 상에 놓일 수 있다. MLP 및 다른 이송 메카니즘과 같은, 이송 메카니즘은 컨테이너를 EFEM과 같은 로딩 스테이션으로 이송한다. EFEM으로부터, 웨이퍼가 검색되어 저장 영역(17)에 저장된다. 하나의 양태에서, 웨이퍼가 저장 영역으로 들어가기 전에 낙하 스테이션으로 낙하되는 스토커 내의 부가 낙하 스테이션이 있다. 낙하 스테이션은 예를 들면 웨이퍼를 수평 방향으로 수용하여 웨이퍼를 수직 방향으로 배치하는, 웨이퍼 자장의 방향을 변화시키기 위해 이용될 수 있다. 웨이퍼는 이송 로봇에 의해 EFEM으로부터 검색하고 이어서 웨이퍼를 낙하 스테이션에 배치한다. 또 다른 내부 로봇은 웨이퍼를 낙하 스테이션으로부터 검색하여 웨이퍼를 저장 위치에 저장한다. 일 실시예에서, 이송 로봇은 통상적으로 수평 방향에 있는 웨이퍼를 검색하기 위한 로봇이 있는 EFFM 내에 웨이퍼를 수용하도록 설계된다. 내부 로봇은 저장 영역 내에 웨이퍼를 수용하도록 설계되어, 수직 방향으로 저장된다. 낙하 스테이션은 수평 및 수직 방향으로 접근되는, 두 개의 로봇을 수용하도록 설계된다.
웨이퍼를 검색하기 위한 순서가 역전된다. 웨이퍼는 저장 영역으로부터 검색되어 EFEM에서 대기하는 FOUP 내로 로딩된다. 예를 들면 웨이퍼의 방향성을 변화시키기 위해 선택적인 낙하 스테이션이 이용된다. 웨이퍼를 정렬하기 위한 예비-정렬기가 있을 수 있으며, 낙하 스테이션은 정렬기로서 작용할 수 있다. FOUP 컨테이너는 예를 들면 컨테이너를 MLP로 이어서 OHT 스테이션으로 이동시키기 위해 이송 메카니즘에 의해, OHT 스테이션으로 전달될 수 있다. OHT 운송 수단이 준비된 경우, 컨테이너는 OHT 트랙으로 직접 운송될 수 있어, 요구된 장비로 이동한다. OHT가 준비되지 않은 경우, 또는 스토커가 전방을 향한 경우, 컨테이너는 버퍼 로보틱 메카니즘에 의해 버터 내에 저장된다. OHT가 준비될 때, 버퍼 로보틱 메카니즘은 컨테이너를 역으로 OHT 스테이션으로 이송하여 OHT 운송 수단으로 로딩되도록 한다.
스토커는 컨테이너를 운반하기 위한 MLP와 같은, 수직 모듈을 포함할 수 있다. 컨테이너가 수직 모듈에 배치된 후, 컨테이너는 EFEM으로 이송될 수 있거나, OHT 버퍼 로딩 스테이션으로 전달될 수 있다. OHT 로딩 스테이션으로부터, 컨테이너가 자동 운반부로 또는 버퍼 스테이션으로, 소정의 순서로 한 번에 하나 또는 둘 이상 운반될 수 있다.
버퍼 영역은 스토커의 상부, 바닥, 좌측, 우측, 전방 또는 후방에 위치될 수 있다. 버퍼 영역은 상측부, 바닥 측부, 전방 측부, 후방 측부, 좌측부, 또는 우측부와 같은, 스토커의 하나의 측면 내로 분배되는 선형 어레이일 수 있다. 버퍼 어레이는 하나의 층 또는 다수의 층일 수 있다. 다수의 버퍼 스테이션은 스토커의 수요(demand) 및 작업 처리량에 종속된다. 느린 작업 처리량 스토커에 대한 높은 수요가 있는 경우, 다수의 버퍼 스테이션의 개수가 상황을 수용하기 위해 많을 수 있다.
하나의 양태에서, 버퍼 영역은 스토커의 상부 영역에 위치된다. 이러한 위치는 OHT 트랙과 같은 천장-베이스형 자동 취급 시스템을 수용할 수 있다. 또 다른 양태에서, 버퍼 영역은 스토커의 바닥 영역에 위치된다. 이러한 위치는 플로어-베이스형 자동 취급 시스템을 수용할 수 있다. 또 다른 양태에서, 버퍼 영역은 다른 최적화가 요구될 수 있지만 다른 측부에 위치될 수 있다. 예를 들면, 전방 측부는 이미 EFEM 및 수동 버퍼를 위해 이용되었으며, 후방 측부는 이미 서비스 도어를 위해 이용되었으며, 좌측부 또는 우측부는 스토커의 폭을 증가한다.
스토커는 천장-베이스형 이송기 운반부에 전용되는 천장-베이스형 I/O 이송기 버퍼를 포함할 수 있다. 천장-베이스형 I/O 이송기 버퍼는 바람직하게는 OHT 이송기와 같이 동일한 높이 또는 고도에 위치된다. 이송기와 실질적으로 동일한 높이에서 I/O 이송기 버퍼가 위치됨으로써 컨테이너의 전달을 단순화할 수 있다. 스토커는 플로어-베이스형 I/O 이송기 버퍼를 포함할 수 있다. 플로어-베이스형 I/O 이송기 버퍼의 작동은 천장-베이스형 I/O 이송기 버퍼의 작동과 유사하다.
이송 조립체는 포드를 OHT 시스템으로부터 버퍼 스테이션 또는 운반 스테이션(MLP와 같은), 또는 로드/언로드 스테이션(EFEM과 같은)으로 전달하기 위해, 리프트 또는 변위 조립체와 같은 메카니즘을 포함한다.
버퍼 이송 메카니즘은 X 이동 메카니즘 및 Y 이동 메카니즘을 포함할 수 있다. 각각의 포드는 종종 표준 형상, 예를 들면, 상부에 핸들을 가지는 반도체 운반 포드를 가지며, 로봇은 포드와 결합하도록 이루어진 로봇 아암을 포함한다. 로봇 아암은 핸들과 결합하여 OHT 버퍼 로딩 스테이션, 버퍼 저장 스테이션, OHT MLP 스테이션과 EFEM 로드/언로드 스테이션 사이에서 포드를 운반한다. 예를 들면, 로봇 아암은 운반 포드를 OHT 시스템으로부터 OHT 로더로, OHT 로더로부터 버퍼 저장 위치로, 버퍼 저장 위치로부터 OHT MLP로, OHT MLP로부터 EFEM으로, 그리고 그 반대로 운반시키기 위해 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 버퍼 조립체의 다양하고 바람직한 실시예를 도시한다. 버퍼 조립체는 컨테이너 및 컨테이너를 홀딩하도록 이루어진 버퍼 로딩 스테이션(104)을 저장하기 위한 하나 또는 둘 이상의 버퍼 스테이션을 포함하는 운반 버퍼를 포함한다. 버퍼 조립체는 또한 버퍼 로딩 스테이션(104)과 버퍼 스테이션(101) 사이에서 컨테이너를 이송하도록 버퍼 이송 메카니즘(202)을 포함한다. 버퍼 조립체는 또한 베어 기판 스토커와 운반 버퍼 사이에서 컨테이너를 이송하기 위한 인터페이스 메카니즘(204 또는 205)을 포함한다. 예를 들면, 인터페이스 메카니즘(204)은 컨테이너를 버퍼 로딩 스테이션(104)과 스토커 로딩 스테이션(103) 사이에서 이송할 수 있으며, 스토커 로딩 스테이션은 이송 메카니즘(201)을 통하여 스토커의 저장 영역(102)으로의 기판의 로딩을 담당한다. 스토커 로딩 스테이션(103)과 저장 영역(102) 사이에 다른 스테이지, 예를 들면, 저장 영역(102)에 저장되기 전에 기판의 방향성을 변화하기 위한 낙하(drop) 스테이션이 있을 수 있다. 선택적으로, 인터페이스 메카니즘(205)은 버퍼 스테이션(101)과 스토커 로딩 스테이션(103) 사이에서 컨테이너를 이송할 수 있다. 선택적으로, 버퍼 조립체는 컨테이너를 버퍼 로딩 스테이션(104)으로부터 자동 운반부(105)로 이송하기 위해 OHT 트랙 또는 이송기와 같은, 메카니즘(203)을 포함한다.
도 2a는 버퍼 스테이션(101)이 스토커 및 스토커 저장 영역(102)의 상부에 위치되는 천장-베이스형 버퍼 조립체를 도시한다. 버퍼 로딩 스테이션(104)은 바람직하게는 컨테이너의 용이한 이송을 위해 버퍼 스테이션(101)의 근처에 위치된다. 도 2b는 버퍼 스테이션(101)이 버퍼 로딩 스테이션(104)과 함께, 스토커 및 스토커 저장 영역(102)의 바닥에 위치되는 플로어-베이스형 버퍼 조립체를 도시한다. 이러한 구성들은 소통(203)이 짧고 직접적일 수 있기 때문에 천장-베이스형 또는 플로어-베이스형 자동 운반부(105 및 105A) 각각에 매우 적절하다. 특히 설비 플로어의 구조를 기초로 하여, 다른 구성이 실시될 수 있다. 예를 들면, 도 2c는 천장-베이스형 버퍼(101)가 메카니즘(203A)을 통하여 플로어-베이스형 운반부(1 내지 5A)와 인터페이싱하는 교차 구성(cross configuration)을 도시한다.
도 3은 버퍼 로딩 스테이션(104)과 같은, 운반 버퍼와 스토커 로딩 스테이션(103)과 같은 스토커와 인터페이싱하는, 부가 스테이션(106)을 포함하는, 버퍼 조립체의 또 다른 전형적인 실시예를 도시한다. 스테이션(106)은 컨테이너를 자동 운반부(105)로 이송하기 위해 설계되는, MLP(가동 론치 플랫폼)일 수 있다. 예를 들면, 조작자는 컨테이너를 MLP로 로딩할 수 있으며, MLP는 이어서 메카니즘(207)을 통하여 버퍼 로딩 스테이션(104)으로 이송한다. 메카니즘(207)은 컨테이너를 MLP의 지지 플랫폼으로부터 버퍼 로딩 스테이션(104)의 플랫폼으로 승강하는, 승강기일 수 있다. 로딩 스테이션(104)으로부터, 컨테이너는 메카니즘(203)을 통하여 자동 운반부(105)로 이송될 수 있다. 스테이션(106)은 바람직하게는 메카니즘(206)을 통하여 스토커 로딩 스테이션(103)으로 이송될 수 있다. 예를 들면, 스토커 로딩 스테이션(103)은 스토커 저장 영역(102)과 인터페이싱하도록 설계된 EFEM일 수 있다.
도 4는 버퍼 스테이션(101)과 인터페이싱하는 동일한 메카니즘(202)을 구비한 부가 버퍼 로딩 스테이션(104A)을 포함하는, 버퍼 조립체의 다른 전형적인 실시예를 도시한다. 동일한 메카니즘(202)은 이러한 도면들에 도시된 바와 같이 두 개으 버퍼 로딩 스테이션(104 및 104A)에 대해 서비스할 수 있다. 선택적으로, 상이한 이송 메카니즘이 부가 버퍼 로딩 스테이션(104A)으로 서비스하도록 실시될 수 있다. 부가 버퍼 로딩 스테이션(104A)은 동일한 자동 운반부(105)로 또는 동일하거나 상이한 이송 메카니즘(203A)을 통하여 또 다른 자동 운반부(105A)로 링크될 수 있다.
도 4a는 각각 두 개의 이송 메카니즘(203 및 203A)을 통하여 두 개의 버퍼 로딩 스테이션(104 및 104A)에 의해 서비스되는 두 개의 개별 자동 운반부(105 및 105A)를 도시한다. 두 개의 자동 운반부는 예를 들면 스토커의 전방 및 후방에 버퍼 조립체의 마주하는 단부에 위치될 수 있다. 두 개의 자동 운반부는 예를 들면 스토커의 좌측(또는 우측) 측부에서, 버퍼 조립체의 두 개의 측부에 위치될 수 있다. 동일한 이송 메카니즘(202)은 컨테이너를 버퍼 스테이션(101)으로부터 버퍼 로딩 스테이션(104 및 104A)으로 이송하는, 두 개의 버퍼 로딩 스테이션(104 및 104A)을 서비스하기 위해 이용될 수 있다.
도 4b는 또한 마주하는 단부에 있는 두 개의 개별 자동 운반부(105 및 105A)를 도시한다. 예를 들면, 운반부(105)는 천장-베이스형 운반부일 수 있고 운반부(105A)는 플로어-베이스형 운반부일 수 있다. 따라서 메카니즘(203)은 천장 스테이션(104)으로부터 천장 운반부(105)로 동일한 높이에서 컨테이너를 이송하는 것을 보여주고, 메카니즘(203A)은 천장 스테이션(104A)로부터 플로어 스테이션(105A)으로 상이한 높이에서 컨테이너를 이송하는 것을 보여준다. 또한, 컨테이너를 버퍼 스테이션(101)으로부터 이송하는 메카니즘이 상이할 수 있으며, 예를 들면, 메카니즘(202)은 버퍼 로딩 스테이션(104)으로 이송하고 메카니즘(202A)은 버퍼 로딩 스테이션(104A)으로 이송한다.
도 4c는 컨테이너를 스테이션(104 및 104A) 각각으로부터 운반부(105)로 이송하는 메카니즘(203 및 203A)을 구비한 동일한 자동 운반부(105)를 서비스하는 두 개의 버퍼 로딩 스테이션(104 및 104A)을 도시한다. 동일한 메카니즘(202)은 컨테이너를 버퍼 스테이션(101)으로부터 버퍼 로딩 스테이션(104 및 104A)로 이송하기 위해 이용될 수 있다.
도 5는 상부 버퍼 운반부 및 바닥 버퍼 운반부를 가지는 본 발명의 버퍼 조립체의 전형적인 실시예를 도시한다. 상부/바닥 버퍼 운반부는 메카니즘(203 및 203A)을 통하여 자동 운반부(105/105A)와 인터페이싱하는, 버퍼 로딩 스테이션(104/104A)과 인터페이싱하는 메카니즘(202/202A)을 구비한 버퍼 스테이션(101/101A)을 포함한다. 또한, 스토커로부터 버퍼 조립체(도시안됨)로 컨테이너를 이송하는 메카니즘이 있다.
도 5a는 상부 및 바닥 버퍼 로딩 스테이션(104 및 104A) 사이에서 컨테이너를 이송하기 위한 메카니즘(208)을 도시한다. 도 5b는 컨테이너를 각각 메카니즘(207 및 209)을 통하여 두 개의 버퍼 로딩 스테이션(104 및 104A) 사이에서 이송하도록 MLP와 같은 부가 스테이션(106)을 도시한다. 메카니즘(206)은 또한 스토커 로딩 스테이션(103)과 소통하기 위하여 이용된다.
도 6은 자동 운반부(105)와 인터페이싱하는 버퍼 조립체의 다양하고 전형적인 실시예의 평면도를 도시한다. 도 6a는 자동 운반부(105) 쪽으로 하나의 횡방향 열로 배치되는 다수의 버퍼 조립체(12)를 도시한다. 이송 메카니즘(210)은 버터 스테이션(12) 내의 소정의 컨테이너를 버퍼 로딩 스테이션(104)으로 이송할 수 있고 이어서 메카니즘(203)을 통하여 버퍼 로딩 스테이션으로부터 운반부(105)로 이송할 수 있다. 도 6b는 이송 메카니즘(210)이 끼워지는 마주하고 평행한 횡방향 열로 배치되는 부가 버퍼 스테이션(12A)을 도시한다. 이송 메카니즘(210)은 컨테이너를 버퍼 로딩 스테이션(104)으로 이송하는, 두 개의 버퍼 스테이션(12 및 12A)를 서비스할 수 있다. 도 6c는 동일한 운반부(105)와 인터페이싱하는 메카니즘(203A)을 가지는 부가 버퍼 로딩 스테이션(104A)을 도시한다. 동일한 메카니즘(210)은 다수의 버퍼 스테이션(12 및 12A) 및 다수의 버퍼 로딩 스테이션(104 및 104A)을 서비스할 수 있다. 선택적으로, 부가 이송 메카니즘은 상이한 버퍼 스테이션 및/또는 버퍼 로딩 스테이션을 서비스하기 위해 실시될 수 있다.
이러한 구성은 천장-베이스형 OHT 트랙의 상부 영역, 또는 플로어-베이스형 트랙을 구비한 스토커의 바닥 영역을 위한 것일 수 있다. 이러한 구성은 또한 적절한 변형으로 전방, 후방 또는 좌측/우측을 위해 이용될 수 있다. 도 6c에서, 버퍼 조립체는 이송을 위한 중간의 횡방향 열을 구비하고 청정실 영역과 직면하는 두 개의 횡방향 열의 버퍼 스테이션(12 및 12A)을 포함한다. 두 개의 횡방향 열 버퍼로, 컨테이너의 이동을 의미하는, 버퍼 스테이션으로의 접근은 동일한 높이 수준일 수 있어, 버퍼 조립체의 높이는 대략 컨테이너의 높이일 수 있다. 따라서 두개의 횡방향 열의 버퍼 조립체는 작은 높이와 함께 작은 청정실 영역을 제공한다. OHT 트랙(105)은 스토커의 전방(또는 후방)에서 작동하는 OHT 운송 수단을 제공한다. 버퍼 영역 내의 제 1의 두 개의 장소는 OHT 트랙과 인터페이싱하기 위한, OHT 스테이션(또는 버퍼 로딩 스테이션)(104)일 수 있다. OHT 운송 수단으로부터 스토커로 두 배의 작업 처리량을 제공하는, 두 개의 OHT 스테이션(104 및 104A)일 수 있다. 선택적으로, 단지 하나의 OHT 스테이션(104)일 수 있으며, 다른 스테이션(104A)은 버퍼 스테이션(12)일 수 있다. OHT 운송 수단은 OHT 트랙(105)을 따라 컨테이너를 운반하고, OHT 스테이션(104/104A)에 의해 중단된다. 이송 메카니즘(203/203A)은 컨테이너를 OHT 운송 수단으로부터 각각 OHT 스테이션(104/104A)으로 이송한다. OHT 스테이션(104/104A)으로부터, 컨테이너는 버퍼 스테이션(12/12A)으로 이송될 수 있고, 또는 스토커(도시안됨)의 로딩 스테이션(MLP 또는 EFEM)으로 로딩될 수 있다.
버퍼 스테이션은 OHT 트랙과 같은, 하나 이상의 자동 운반부와 인터페이싱할 수 있다. 도 7은 두 개의 자동 운반부(105 및 105A)와 인터페이싱하는 하나의 횡방향 열의 버퍼 스테이션(12)을 가지는 전형적인 하나의 버퍼 스테이션의 평면도를 도시한다. 동일하거나 상이한 메카니즘(210)은 컨테이너를 소정의 버퍼 스테이션(12)으로부터 소정의 버퍼 로딩 스테이션(104 또는 104A)으로 이송할 수 있다. 개별 메카니즘(203 및 203A)은 컨테이너를 버퍼 로딩 스테이션(104 및 104A)으로부터 운반부(105 및 105A)로 이송하는 것이 도시되어 있다.
도 8은 서로 교차하거나 평행한, 두 개의 운반부가 있는 전형적인 버퍼 조립체 구성의 평면도이다. 두 개 이상의 운반부와 같은, 다른 구성도 가능하다. 버퍼 조립체는 중간 이송 메카니즘으로 평행하게 배치되는 버퍼 스테이션의 두 개의 횡방향 열(12 및 12A)을 포함한다. 버퍼 로딩 스테이션의 개수는 상이할 수 있으며, 예를 들면, 두 개, 세 개, 또는 네 개의 버퍼 로딩 스테이션일 수 있다.
도 8a는 두 개의 교차하는 운반부(105 및 105A)와 함께, 버퍼 스테이션의 단부에 위치되는 두 개의 버퍼 로딩 스테이션(104 및 104A)을 포함한다. 버퍼 로딩 스테이션(104)은 컨테이너를 운반부(105)로 이송하도록 메카니즘(203)을 포함한다. 버퍼 로딩 스테이션(104A)은 컨테이너를 운반부(105)로 이송하기 위한 메카니즘(203A), 및 컨테이너를 운반부(105A)로 이송하기 위한 메카니즘(203B)을 포함한다.
도 8b는 두 개의 평행한 운반부(105 및 105A)와 함께, 버퍼 스테이션의 두 개의 단부에 위치되는 4개의 버퍼 로딩 스테이션(104, 104A, 104B 및 104C)을 포함하는 버퍼 조립체 구성을 도시한다. 각각의 버퍼 로딩 스테이션(104/104A/104B/104C)은 컨테이너를 운반부(105/105A)로 이송하도록 각각 메카니즘(203/203A/203B/203C)을 포함한다.
도 8c는 두 개의 교차하는 운반부(105 및 105A)와 함께, 버퍼 스테이션의 두 개의 단부에 위치되는 3개의 버퍼 로딩 스테이션(104, 104A 및 104B)을 포함하는 버퍼 조립체 구성을 도시한다. 버퍼 로딩 스테이션(104/104B)은 컨테이너를 각각 운반부(105/105A)를 이송하기 위한 메카니즘(203/203C)을 포함한다. 버퍼 로딩 스테이션(104A)은 컨테이너를 운반부(105)로 이송하기 위한 메카니즘(203A), 및 컨테이너를 운반부(105A)로 이송하기 위한 메카니즘(203B)을 포함한다. 동일한 메카니즘은 버퍼 스테이션 및 버퍼 로딩 스테이션을 서비스하기 위해 이용될 수 있다. 버퍼의 횡방향 열의 단부의 빈 스테이션은 버퍼 스테이션을 위해 이용될 수 있다.
도 9는 컨테이너를 버퍼 스테이션(12)으로부터 버퍼 로딩 스테이션(104/104A)으로 이송하도록 선형 로보틱 메카니즘을 구비한 전형적인 버퍼 구성을 도시한다. 두 개의 정지형 평행 트랙(45A 및 45B)은 가동형 수직 트랙(43)에 대한 수평 운동을 설정한다. 수직 트랙(43) 상에서 이동하는 버퍼 운송 수단(41)은 버퍼 스테이션(12)으로부터 컨테이너를 검색할 수 있다. 컨테이너는 수직 트랙(43)을 따라 중간 횡방향 열로 이동하는, 버퍼 스테이션(12)으로부터 이송된다. 수직 트랙(43)은 버퍼 로딩 스테이션(104/104A)에 도달하도록 수직 트랙(45A 및 45B)을 따라 이동한다. 버퍼 로딩 스테이션(104/104A)에서, 버퍼 운송 수단(41)은 버퍼 로딩 스테이션(104/104A)에 컨테이너를 배치하도록 수직 트랙(43)을 따라 이동한다. 컨테이너를 버퍼 로딩 스테이션(104/104A)으로부터 버퍼 스테이션(12)으로의 이동은 역방향에 의해 달성될 수 있다. 버퍼 로딩 스테이션(104/104A)으로부터, 컨테이너는 이송 메카니즘(203/203A)을 통하여 OHT 트랙(105)으로 이송될 수 있다. 이는 버퍼 스테이션(12)과 버퍼 로딩 스테이션(104/104A) 사이에서 컨테이너를 이송하도록 버퍼 메카니즘의 전형적인 구성을 도시한다. 다른 메카니즘, 예를 들면, xy 테이블 메카니즘 또는 버퍼 조립체 영역을 서비스하는 로보틱 아암이 또한 실시될 수 있다.
두 개의 횡방향 열 배치의 버퍼 영역은 최소 높이로 버퍼 스테이션의 임의의 접근을 제공한다. 부가 횡방향 열은 후방 횡방향 열을 수용하도록 높이를 두 배로 하는 것을 요구한다. 부가 버퍼 스테이션이 필요한 경우, 이중 적층 구성의 두 개의 횡방향 열 버퍼가 실시될 수 있다.
도 10은 스토커의 상부 섹션에 통합되는 자동 버퍼의 전형적인 구성을 도시한다. 천장-베이스형 OHT 트랙(51)은 통상적으로 설비의 부분이고, 스토커(57)는 OHT 트랙(51)과 인터페이싱하는 버퍼 로딩 OHT 스테이션(59)을 가진다. 컨테이너를 저장하는 다수의 버퍼 스테이션(53)은 버퍼 로딩 스테이션(59)으로 이송될 준비가 된다. 선형 안내 이송 메카니즘(310)은 컨테이너를 버퍼 스테이션(53)으로부터 버퍼 로딩 스테이션(59)으로 운반하도록 OHT 운송 수단(311)을 구동한다. 또한 웨이퍼를 스토커 및/또는 버퍼 로딩 스테이션(59)으로 로딩하기 위한 스토커 로딩 스테이션(55)이 도시된다. 스토커 로딩 스테이션(55)은 컨테이너를 OHT 스테이션(59)으로부터, MLP 스테이션으로부터, 또는 조작자로부터 수용할 수 있다. 다중 스토커 로딩 스테이션은 특히 OHT 로더 및 MLP 스테이션으로부터 이들 사이에서 선택적인 이송 메카니즘으로 설치될 수 있다. 승강기 메카니즘(315)은 로딩 스테이션(55) 내의 컨테이너를 버퍼 로딩 스테이션(59)으로 운반할 수 있다. 로보틱 메카니즘(312)은 스토커 저장 영역 내의 구획부(313)에서 베어 상태로 저장되도록 로딩 스테이션(55) 내의 컨테이너로부터 기판 또는 웨이퍼를 이송할 수 있다. 내부 로보틱(314)은 저장 영역 내의 베어 기판 또는 웨이퍼를 취급할 수 있다.
전형적인 일 실시예에서, 본 발명의 스토커는 저장 선반의 두 개의 마주하는 벽을 구비한 확장형 저장 영역 및 선반을 서비스하는 중간 로보틱 메카니즘을 공개한다. 벽의 길이는 로봇 메카니즘에 대한 연장된 트랙과 함께, 더 많은 저장 영역을 제공하기 위해 연장될 수 있다. 청정실 공간은 고가이며, 더 높은 청정 요구 때문에, 길이보다 더 고가인 폭이 전방 측부와 직면한다. 따라서 본 발명에 따른 전형적인 스토커는 가요적이고 확장형 길이를 가진 최적 폭을 제공한다.
버퍼는 다수의 선반을 포함할 수 있고, 각각의 선반은 캐리어 박스를 지지할 수 있는 상부면을 가진다. 선박은 최소 공간을 가지도록 설계되어, 캐리어 박스를 지지하고, 로봇이 캐리어 박스를 운반하기 위해 들어가는 것을 허용하기에 충분한 거리로 서로로부터 수직으로 이격될 수 있다. 일 실시예에서, 선반은 다수의 횡방향 열 및 종방향 열(column)로 정렬된다. 그러나, 선반은 다양한 구성으로 제공될 수 있다. 하나의 양태에서, 로봇은 버퍼 또는 로더를 위한 다수의 선반을 접근하도록, X-Y 데카르트 평면으로 이동할 성능이 제공된다.
도 11a는 전형적인 스토커 저장 영역의 평면도를 도시한다. 저장 영역은 선반(61)의 두 개의 마주하는 벽(63 및 65)을 포함한다. 각각의 벽은 중앙 섹션(62) 내에서 이동하는 로보틱 메카니즘에 의해 서비스가능한, 2개의 종방향 열의 선반을 포함한다. 로보틱 메카니즘은 상이한 종방향 열의 선반을 어드레스하도록 수직 운동을 더 포함한다. 로보틱 메카니즘은 선반 내에 웨이퍼를 픽업 또는 배치하기 위해 웨이퍼 취급 아암을 더 포함한다.
도 11b는 확장형 스토커의 전형적인 연장을 도시한다. 스토커 저장 영역은 3개의 종방향 열의 선반(2개 대신)을 포함한다. 로보틱 메카니즘의 트랙은 또한 새로운 종방향 열의 선반을 수용하도록 연장된다. 스토커의 길이가 통상적으로 세정실의 추적(chase) 영역으로 연장하므로, 연장은 더 고가의 세정실 공간을 점유하지 않는다.
전형적인 실시예에서, 저장 영역의 각각의 벽은 선반의 하나의 층을 포함한다. 따라서 스토커의 폭은 로보틱 메카니즘의 폭 더하기 선반의 폭의 두배에 대해 최소화될 수 있다. 일 실시예에서, 웨이퍼는 저장 밀도를 증가시키기 위해 밀접한 공간에 저장된다. 또한, 웨이퍼는 측 에지에서 최소 접촉을 위해 수직으로 저장될 수 있다.
도 12는 확장형 저장 영역을 이용하는 전형적인 스토커의 평면도를 도시한다. 스토커는 수동 로딩 웨이퍼를 위해 또는 OHT 트랙과 같은 자동 안내 운송 수단과 같은 자동 로딩을 위해, 로딩 스테이션(71)을 포함한다. 도시된 구성은 EFEM을 위한 두 개의 스테이션 및 MLP를 위한 하나의 스테이션을 구비한, 3개의 로딩 스테이션을 포함한다. EFEM 스테이션은 조작자가 컨테이너를 스토커에 로딩하는 것을 허용한다. MLP 스테이션은 스토커의 상부에 위치된 버퍼 로딩 스테이션 및/또는 EFEM으로 컨테이너를 이송할 수 있다. 또한 버퍼 로딩 스테이션으로부터 컨테이너를 운반하기 위한 OHT 트랙(321)이 도시된다.
로딩 스테이션(71) 다음에는 웨이퍼를 로딩 스테이션(71) 내의 컨테이너로부터 웨이퍼를 이송하기 위한 로보틱 메카니즘(72)이 있다. 낙하 스테이션(73)은 웨이퍼를 수용하기 위해 그리고 배향을 변화시키기 위해 로보틱 메카니즘(72)과 인터페이싱한다. 웨이퍼는 통상적으로 컨테이너 내에 수평방향으로 저장되고(FOUP와 같이) 이어서 베어 상태로 저장하기 위해 그리고 스토커 저장 영역 내의 구획부(78) 내에서 수직으로 배향을 변화시킨다. 낙하 스테이션은 웨이퍼가 바닥으로부터 그리고 측부로부터 픽업(pick up)되는 것을 허용하도록 설계될 수 있다. 로보틱 메카니즘(75)은 웨이퍼를 낙하 스테이션(73)으로부터 수용하여 웨이퍼를 저장 구획부(78) 내에 저장한다. 웨이퍼는 바람직하게는 고 밀도를 위해 작은 피치로 수직 방향으로 저장된다. 로보틱 메카니즘(75)은 저장된 웨이퍼에 접근하도록 구획부(78)와 낙하 스테이션(73) 사이에서 이동한다.
도 13은 확장형 저장 영역을 이용하는 전형적인 스토커의 단면을 도시한다. 스토커는 수직 방향으로 웨이퍼를 저장하는, 저장 선반(78)의 두 개의 마주하는 벽들을 포함한다. 로보틱 메카니즘(75)은 선반을 서비스하여 웨이퍼를 검색하여 선반에 배치한다. OHT 스테이션 및 트랙은 스토커의 상부에 도시된다. 스토커는 입자 오염을 최소화하도록 유동 다이나믹(flow dynamic)을 소유한다. 벽으로부터 웨이퍼에 걸친 유동은 웨이퍼를 통하여 중앙 로보틱 메카니즘으로 플로어로 통과하여, 웨이퍼 구획부로 역으로 스토커 벽을 통하여 재순환한다. 유동은 청결도를 보장하도록 웨이퍼를 단 한번 통과한다.
전형적인 실시예에서, 본 발명은 자동 버퍼 및 확장형 저장 영역의 조합을 이용하는 스토커를 공개한다. 전형적인 스토커는 저장 영역 내에 저장 선반의 두 개의 벽 및 스토커의 상부(또는 바닥) 상의 두 개의 횡방향 열의 버퍼 스테이션을 포함한다. 중간 영역은 로보틱 메카니즘을 수용하기 위한 것이며 하나는 저장 선반으로 서비스하고, 하나는 버퍼 스테이션으로 서비스한다.
스토커는 웨이퍼를 컨테이너로부터 저장 영역으로 이송하도록 스토커 로딩 스테이션을 더 포함한다. 스토커는 또한 컨테이너를 OHT 트랙으로 이송하기 위해, OHT 로딩 스테이션과 같은, 자동 핸들 스테이션을 포함한다. 스토커(EFEM)와 인터페이싱하기 위한 다중의 개별 스토커 로딩 스테이션, 및 OHT 트랙과 인터페이싱하기 위한 OHT 로딩 스테이션이 있다. 또한 스토커 로딩 스테이션과 OHT 로딩 스테이션 사이에서 컨테이너를 이동시키기 위한 이송 메카니즘이 있을 수 있다.
로딩 스테이션은 FOUP 또는 SMIF와 같이, 웨이퍼 컨테이너를 취급하기 위하여 EFEM 스테이션을 포함할 수 있다. 로딩 스테이션은 조작자에 의해 취급될 수 있어, 웨이퍼 컨테이너의 수동 취급을 제공한다.
로딩 스테이션은 로딩 스테이션과 자동 로딩 스테이션 사이의 이송 메카니즘과 함께, OHT 트랙과 같은, 자동 취급 시스템으로부터 컨테이너를 수용하기 위해 설계된, MLP(가동 론치 플랫폼)와 같은, 자동 로딩 스테이션을 포함할 수 있다.
본 발명의 전형적인 실시예에 따른 스토커는 반도체 웨이퍼, 레티클과 같은 오염-민감성 웨이퍼 형상 물품을 저장하기 위해 설계된다. 설계된 스토커는 특히 공간-절약 저장 및 가요성 취급을 위해 구성된다. 특히 스토커는 청정 상태 하에서 작은 저장 공간 상에 많은 개수의 300 mm 또는 이 보다 큰 웨이퍼를 저장하기에 매우 적절하다.
일 실시예에서, 스토커는 반도체 웨이퍼와 같은, 물품은 로보트 취급 조립체와 함께, 청정 저장 영역 내에서 개방 저장될 수 있다. 따라서 로봇 취급 유닛은 개별 물품으로 매우 신속하게 접근할 수 있어 캐리어 박스 내의 개별 물품을 픽업하여 배치하도록 한다. 개방 저장 개념은 소형 풋프린트 저장으로 높은 밀도를 제공할 수 있다.
개방 저장은 교차 오염의 위험을 감소하도록 구획부 내로 구분될 수 있다. 구획부는 랙을 운반하기 위해 체결되는, 저장 컨테이너를 포함할 수 있다. 캐리어 랙, 저장 컨테이너, 구획부 및 물품의 정지는 입자가 운동으로부터 발생하는 것을 방지하고, 따라서 실질적으로 마모, 운동 및 교차 오염 공기 유동에 의해 발생된 입자의 위험을 실질적으로 감소한다.
저장 컨테이너는 바람직하게는 개방, 박스형 컨테이너로서 형성되며, 로봇 취급 유닛은 저장 컨테이너로부터 물품을 최적의 상태로 삽입 및 꺼내도록 이루어질 수 있다. 바람직한 일 실시예에서, 컨테이너는 물품의 고 밀집 저장, 예를 들면, 반도체 웨이퍼를 5 mm 보다 작게, 바람직하게는 약 2.5 mm 또는 그 미만의 피치 거리로 고 밀집 저장을 위해 설계된다. 저장 컨테이너는 로봇 핸들 유닛을 둘러싸는, 바람직하게는 거의 원형의 선반 구성으로 배치된다. 저장 컨테이너는 선반 개구가 물품을 이송하기 위한 로보틱 멘카니즘과 직면하면서, x-y 어레이로 배치된다. 정지식 스토커는 다수의 물품을 저장하기 위해 각각 다수의 수직 및 수평으로 이격된 선반을 포함한다. 선반은 또한 물품이 그 내부에 저장되는 다수의 컨테이너를 저장하기 위해 설계될 수 있다.
이러한 구성은 공간-절약 배치 그리고 동시에 높은 저장 용량을 제공할 수 있다. 또한 저장된 물품의 매우 신속한 접근이 이러한 구성으로 가능할 수 있다.
로봇 핸들 유닛은 수직 저장 컨테이너로 접근하기 위한 수직 운동을 포함한다. 스토커는 또한 물품을 컨테이너로 또는 컨테이너로부터 이송하기 위한 제 2 취급 유닛을 포함할 수 있다. 스토커는 컨테이너를 향하여 연속적인 세정 가스 유동을 형성하기 위한, 그리고 바람직하게는 오염물을 효과적으로 하방으로 불어버리기 위한 취출기를 포함할 수 있다.
도 14 및 도 15는 후방 벽(38), 바닥 벽(40) 및 두 개의 측부 패널(42, 44)을 포함하는, 전형적인 실시예의 컨테이너(18)를 보여준다. 후방 벽(38) 및 바닥 벽(40)은 바람직하게는 웨이퍼(20)를 대각적으로 가로질러 세정 공기 유동을 방출하기 위한 개구를 제공한다. 개별 웨이퍼들(20) 사이에서 공기 유동이 통과하여 소정의 존재하는 입자 및 이 물질이 컨테이너(18)로부터 대각선 하방으로 제거되는 것을 보장한다.
컨테이너(18) 내에 분리부(50, 52, 54, 56)를 구비한 4개의 빗모양(comblike) 부품이 배치된다. 분리부(50-56)는 로봇 핸들 유닛(14)으로 웨이퍼의 제거를 허용하도록 분리부의 하방 및 후방 측부에 의해 홀딩하도록 배열된다.
상부 모서리 영역에서, 리테이너(60)를 삽입하기 위한 리세스(58)가 존재한다. 리테이너(60)는 컨테이너(18)의 제거 동안 제 위치에 웨이퍼를 홀딩하도록 설계된다. 리테이너(60)가 리세스(58) 내에 삽입된 경우에만 컨테이너(18)의 철회가 가능하도록 각각의 컨테이너(18)는 리테이너(60)와 연결되는 핸들(도시안됨)을 가질 수 있다.
도 16은 본 발명에 따른 전형적인 로봇 핸들 아암(14)을 보여주며, 웨이퍼(20a)가 수직 위치에서 에지에 파지될 수 있는 그리퍼 아암(24)을 포함한다. 그립 아암(24)은 전형적인 C-형상으로 외측 원주위에서 웨이퍼(20a)를 둘러싼다. 두 개의 그립 요소(64 및 66)는 그립 아암(24)의 자유 단부에 배치된다. 그립 아암(24)은 180° 보다 큰 "원형 아크 "알파"를 따라 웨이퍼(20a)를 둘러싼다. 그립 요소(64, 66)는 따라서 단단한 웨지 없이 그리고 필수적으로 중력 하나에 의해 웨이퍼(20a)를 홀딩할 수 있다. 캐리어 박스(18) 내의 웨이퍼(20a)의 픽업 및 배치를 위해, 그립 요소(64, 66)가 개방될 수 있다. 이러한 구성에서, 그립 요소(66)만 가동된다.
그리퍼(24)는 아암 세그먼트(74)의 자유 단부에 배치된다. 아암 세그먼트(74)는 그리퍼(24)가 위치되는 아암 세그먼트(74)의 레그에 공동 축선으로 배치되는 축(axle; 76) 둘레를 선회할 수 있다. 이러한 배치는 축(76) 주위의 90°회전에 의해 가지는 것을 가능하게 하여 웨이퍼(20a)를 낙하 스테이션으로부터 수평 위치가 아닌 수직 위치 내로 가져온다.
스토커는 저장된 웨이퍼로의 임의의 접근을 제공할 수 있어, 분류기에 대한 요구를 제거할 수 있다. 특히, 로봇 취급 유닛(14)은 임의의 컨테이너(18)로부터 FOUP 내로 웨이퍼를 선택할 수 있다. 따라서 스토커는 FOUP 전방 단부 로더와 통합될 수 있다. 웨이퍼의 수직 저장 및 관련된 고 밀도 저장 배치에 의해, 스토커는 작은 풋프린트로 고 저장 용량을 달성할 수 있다. 개방, 개별, 박스형 컨테이너 내의 개별 웨이퍼의 저장은 상이한 웨이퍼들 사이의 교차 오염이 개방 저장 구성에도 불구하고 어렵다는 것을 보장한다.
스토커 저장 시스템은 저장 영역이 운동 성분, 회로계, 및 다른 오염 발생 부분이 없도록 설계된다. 또한, 공기 유동은 저장 영역으로 들어오기 전에 여과되고, 저장 영역은 각각의 워크피스의 표면 상의 층류 공기 유동을 가지도록 설계되어, 상류 오염 발생 소스가 없는 것을 보장한다. 세정 공기 유동은 이어서 세정 공기 유동의 하류부의 저장 영역의 중앙에 위치되는, 로봇 취급 유닛을 향하여 워크피스를 통과한다. 따라서, 로봇 취급 유닛의 운동은 워크피스에 걸친 세정 공기 유동 경로 내의 소정의 입자 발생에 기여하지 않는다. 스토커 시스템의 작동과 관련된 다른 부품은 저장 유닛의 외부 및 워크피스에 걸친 공기 유동의 하류부에 위치된다.
세정 공기 전달 유닛은 또한 여과된 후 워크피스 및 시스템을 통하여 균일한 세정 공기를 전달할 수 있다. 저장 영역은 대칭 용적으로 공기유동이 거의 없거나 전혀 없는 비균일, 난류, 또는 사공간을 최소화 또는 제거하도록 설계되어, 점차적으로 공기유동 방향, 특이한 공기유동 방향, 및 제어된 벤팅으로 변화된다. 배기 벤팅율은 또한 저장 영역 내로의 오염 이동을 최소화하기 위한 양의 내부 압력을 달성하도록 제어될 수 있다.
일련의 취출기는 랙을 통하여, 랙의 슬롯을 통하여, 그리고 워크피스에 걸쳐 수평방향으로 세정 공기를 순환시킬 수 있다. 취출기는 상부 및 바닥 영역에 위치설정될 수 있어, 공기가 워크피스 내로 수평방향으로 이동하기 전에 엔클로저 내로 하방 및 상방으로 취입된다. 이어서 공기 유동은 랙에 인접하여 하방 수직방향으로 배출된다. 공기의 일부는 폐쇄가능한 지붕창(closeable louver)을 통하여 저장 영역의 바닥 근처에서 배출될 수 있고 공기의 일부가 역으로 재순환할 수 있다.
워크피스를 통한 수평 유동은 입자가 워크피스 및 워크피스 랙에 쌓이기 위해 들어오는 것을 방지하며, 수직 하방 공기 유동은 스토커 저장 영역으로부터 입자를 제거한다. 수평 공기 유동은 바람직하게는 외부로부터 스토커 저장 영역의 중앙으로 내측으로 유동한다. 외부는 통상적으로 엔클로저 벽에서 어떠한 입자 발생도 없다. 로봇 취급 시스템은 스토커의 중앙에 위치되어, 워크피스로부터 공기 유동의 하류부에 위치되어, 입자가 워크피스를 손상시키는 것을 방지한다.
이러한 유동 구성으로, 공기 유동은 단지 워크 피스를 한번 통과한다. 따라서, 워크피스를 통한 공기 유동에 의해 픽업된 소정의 입자는 재퇴적을 방지하기 위해 또 다른 워크피스를 통과하지 않는다. 팬 및 필터 유닛으로부터의 세정 공기는 단지 하나의 워크피스를 통과하고 이어서 중앙 로봇 취급 조립체의 바닥을 통하여 배출된다. 더욱이, 중앙 영역 내의 로봇 핸들링으로, 입자는 로봇 아암이 워크피스와 접촉하거나 워크피스가 슬롯과 접촉하는 곳과 같이, 접촉이 있는 곳에서 발생할 것이다. 워크피스의 표면을 통한 공기 시스템은 저장 영역 내의 워크 피스로부터, 워크피스를 향하지 않고, 발생된 입자를 불어서 제거한다.
Claims (40)
- 자동 운반부와 인터페이싱하는 베어 기판 스토커로서,
상기 베어 기판 스토커는:
베어 기판을 저장하기 위한 확장형(scalable) 저장부로서,
저장 영역을 형성하고 두 개의 실질적으로 평행하고 마주하는 측벽을 포함하는 하우징;
상기 측벽 각각에 기판 저장부의 하나의 층 깊이를 형성하는 다수의 구획부;
상기 구획부의 층들 사이에 배치된 저장 로보틱 메카니즘으로서, 상기 측벽에 배치되는 상기 구획부에 도달하기 위해 상기 측벽의 하나의 측부를 따라 적어도 선형 안내부를 포함하며, 상기 구획부 내에 저장된 상기 기판에 접근하기 위한 기판 핸들러를 더 포함하는 저장 로보틱 메카니즘
을 포함하는, 확장형 저장부;
기판을 보유하는 컨테이너를 수용하도록 이루어지는 스토커 로딩 스테이션으로서, 상기 기판이 실질적으로 수평 배치로 배치되는, 스토커 로딩 스테이션;
상기 스토커 로딩 스테이션 및 스토커 저장부와 인터페이싱하고, 상기 기판이 바닥 및 에지에서 픽업되는 것을 허용하도록 이루어진, 낙하 스테이션;
기판을 상기 컨테이너와 상기 낙하 스테이션 사이에서 이송하기 위해 상기 스토커 로딩 스테이션과 인터페이싱하는 로보틱 메카니즘으로서, 상기 저장 로보틱 메카니즘의 기판 핸들러는 상기 낙하 스테이션 내 기판에 접근하도록 이루어지고, 상기 기판은 상기 스토커 저장부 내에 수직 배치로 저장되는, 로보틱 메카니즘;
운반 버퍼로서,
기판을 보유하는 하나 또는 둘 이상의 컨테이너를 저장하기 위한 하나 또는 둘 이상의 버퍼 스테이션; 및
컨테이너를 홀딩하도록 이루어진 버퍼 로딩 스테이션
을 포함하는, 운반 버퍼;
컨테이너를 상기 버퍼 로딩 스테이션과 상기 버퍼 스테이션 사이에서 이송하기 위한 버퍼 이송 메카니즘; 및
컨테이너를 상기 스토커 로딩 스테이션과 상기 운반 버퍼 사이에서 이송하도록 이루어진 인터페이스 메카니즘을 포함하는,
베어 기판 스토커.
- 제 1 항에 있어서,
컨테이너를 상기 버퍼 로딩 스테이션으로 그리고 상기 버퍼 로딩 스테이션으로부터 이송하기 위한 MLP(가동 론치 플랫폼(mobile launch platform))를 더 포함하는,
베어 기판 스토커.
- 제 2 항에 있어서,
컨테이너를 상기 MLP와 상기 스토커 로딩 스테이션 사이에서 이송하기 위한 MLP 이송 메카니즘을 더 포함하는,
베어 기판 스토커.
- 제 1 항에 있어서,
상기 기판은 2.5 mm 보다 작은 피치로 저장되는,
베어 기판 스토커.
- 제 1 항에 있어서,
필요한 기판을 상기 버퍼 스테이션 내에 저장될 컨테이너로 모으기 위한 알고리즘을 더 포함하는,
베어 기판 스토커.
- 제 1 항에 있어서,
상기 인터페이스 메카니즘은 컨테이너를 상기 스토커 로딩 스테이션과 상기 버퍼 로딩 스테이션 사이에서 이송하기 위한 이송 메카니즘을 포함하는,
베어 기판 스토커.
- 제 1 항에 있어서,
컨테이너를 상기 버퍼 로딩 스테이션과 상기 자동 운반부 사이에서 이송하기 위한 메카니즘을 더 포함하는,
베어 기판 스토커.
- 제 1 항에 있어서,
상기 버퍼 스테이션은 상기 스토커 저장부의 상부에 배치되는,
베어 기판 스토커.
- 제 1 항에 있어서,
상기 버퍼 스테이션은 중간에 선형 컨테이너 이송 메카니즘을 구비한 2개의 횡방향 열 버퍼 스테이션 어레이 형태로 배치되는,
베어 기판 스토커.
- 제 1 항에 있어서,
상기 운반 버퍼는 하나 또는 둘 이상의 자동 운반부와 인터페이싱하는 다수의 버퍼 로딩 스테이션을 포함하는,
베어 기판 스토커. - 삭제
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