KR20080038336A - 반도체 컨테이너를 사용하는 벨트 컨베이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제조 공장을 통하여 반도체 컨테이너(2)를 이송하는 컨베이어(100)를 포함한다. 제1 실시예에서, 상기 컨베이어는 개별적으로 제어되는 복수개의 컨베이어 영역(Z)을 포함한다. 각 컨베이어 영역은 제1 벨트(110)와, 제2 벨트(112) 및, 상기 제1 및 제2 벨트가 실질적으로 동일한 속도로 회전시키는 구동 어셈블리(138)를 포함한다. 상기 제1 및 제2 벨트는 실질적으로 동일한 속도로 구동되고 컨테이너를 컨베이어를 따라 이동시킬 때 컨테이어의 하부 플레이트를 이동 가능하게 지지한다. 다른 실시예에서, 상기 컨베이어는 다른 것 중 컨테이너의 위치를 결정하는 센서(200)를 포함한다.

컨베이어, 컨테이너, FOUP, 이송 벨트

Description

반도체 컨테이너를 사용하는 벨트 컨베이어{BELT CONVEYOR FOR USE WITH SEMICONDUCTOR CONTAINERS}

본 발명은 일반적으로 컨베이어 시스템에 관한 것으로, 특히, 반도체 컨테이너를 이송하기 위한 벨트 컨베이어 시스템에 관한 것이다.

반도체 제조 설비("fab")에서 반도체 웨이퍼 컨테이너를 이송시키는 방법은 몇 가지가 있다. 컨테이너를 이송시키는 장치는 자동 재료 이송 시스템(Automated Material Transport System : AMHS) 또는 간단히 재료 이송장치로 주로 언급된다. 재료 이송 시스템은 전체 시스템의 일부 또는 모두를 언급할 수 있다. fab는 상기 fab를 통하여 AMHS의 하나의 타입으로만 사용하거나, 또한 어떤 분야의 다른 타입의 AMHS가 있고, 또는 다른 이송 기능을 가진 다른 타입의 AMHS가 있다. 이들 몇몇 AMHS 타입은 현재 이송될 컨테이너를 지지하는 차량, 즉 레일 가이드 차량(RGV; rail guided vehicle)이나 자동 가이드 차량(AGV; automated guided vehicle)을 이용한다. RGV나 AGV를 이용하는 재료 이송 시스템은 컨테이너가 정돈될 위치에 컨테이너의 도착을 준비하도록 텅 빈 차량을 필요로 한다. 그러한 차량의 도착을 기다리는 것은 AMHS를 지연시키는 원인이 되고, 차량의 이동을 관리하는 것은 AMHS를 더 복잡하게 한다. 상기와 같은 문제는 컨테이너를 오버헤드 호이스트 트랜스포 트(Overhead Hoist Transport) 시스템을 사용하여 운반할 때 존재한다.

이송 시스템은 약간 또는 최소수의 차량이 지연됨이 없이 fab 내에서 컨테이너를 이송하는 데 더 효과적이고, 그리고 텅 빈 차량을 조종하지도 않게 된다. 컨베이어는 컨베이어 표면과 컨테이너 표면 사이에 있는 어떤 재료나 기계 인터페이스 없이 컨테이너를 직접 이송한다. 상기 컨베이어가 채워지지 않으면, 이송용 컨테이너를 즉시 수용하는 것이 가능하다. 이러 이러한 이유 때문에, 컨베이어는 AMHS에 매우 높은 처리량을 제공할 수 있다.

이송 시스템의 한 예로는, 어사이스트 테크놀로지스 인코포레이티드가 소유한 "일체화된 롤러이송포드와 비동시성 컨베이어"를 명칭으로 하는 미국 특허 제6,223,886호에 개시되어 있다. 구동 레일(12)은 일반적으로 도 1의 38로 표기된 구동 시스템을 포함하고, 구동 시스템은 상기 구동 레일(12)을 따라 컨테이너(2)를 앞으로 전진시킨다. 상기 구동 시스템(38)은 복수 개의 분리된 구동 어셈블리(40)를 포함한다. 각각의 구동 어셈블리(40)는 상기 컨테이너(2)의 하부에 마찰되게 맞물려 특별 영역(Z)을 향하여 상기 구동 레일(12)을 따라 컨테이너(2)를 전진시키는 복수 개의 구동휠(42)을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 구동 어셈블리(40)들은 상기 레일(12)을 따라 위치되어, 인접한 구동 어셈블리(40)의 가장 바깥쪽의 구동휠(42) 간 사이의 간격은 개개의 구동 어셈블리(40)의 구동휠(42) 사이의 간격과 실질적으로 동일하다. 상기 구동휠(42)은 상기 구동 레일 하우징에서 상측으로 돌설되어 상기 레일(12)의 구동휠(42)이 직접 이송 컨테이너(2)를 지지하도록 되어 있다. 상기 구동휠(42)은 바람직하게는 레일(12)을 따라 이송되는 것과 같 이 컨테이너(2)의 기울어짐이나 흔들림이 최소화되도록 대략 동일한 높이에 장착된다. 각각의 구동휠(42) 사이에 종동휠(43)이 각각 장착된 기술(도 1에 도시된 바와 같이)은 이미 또한 잘 알려져 있다.

종래 컨베이어의 성능을 개선하고 AMHS 이송 시스템의 비용을 절감하도록 한 이송 시스템을 제공하는 것이 바람직하다. 본 발명은 이와 같은 이송 시스템을 제공한다.

도 1은 종래 기술에 따른 컨베이어를 도시한 측면도이다.

도 2a는 본 발명에 따른 재료 이송 시스템의 실시예를 도시한 사시도이다.

도 2b는 본 발명에 따른 재료 이송 시스템을 일부 절개하여 확대 도시한 사시도이다.

도 3은 재료 이송 시스템에 안착된 제조 공정 중의 컨테이너를 가진 제료 이송 시스템의 실시예인 도 2b의 측면도이다.

도 4는 재료 이송 시스템용 구동 시스템의 하나의 실시예를 도시한 종단면도이다.

도 5는 재료 이송 시스템에 안착된 제조 공정 중의 컨테이너를 가진 재료 이송 시스템의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.

도 6은 도 5의 측면도이다.

도 7a는 재료 이송 시스템을 사용하는 컨테이너 센서의 실시예를 도시한 사 시도이다.

도 7b는 도 7a에 도시된 컨테이너 센서를 도시한 평면도이다.

도 8은 재료 이송 시스템을 따라 이송되는 제조 공정 중의 컨테이너의 하부면을 감지하는 듀얼 빔 센서의 실시예를 도시한 단면도이다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 벨트를 도시한 단면도이다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 구동 시스템을 도시한 측면도이다.

도 11은 로드 포트가 결합된 이송 시스템의 실시예를 도시한 사시도이다.

도 2a는 이송 시스템(100)(이하, 컨베이어(100)라 한다)을 예시한다. 상기 컨베이어(100)는 바람직한 목적을 위해 설치된 구동 시스템(130)을 가진 단 하나의 영역(Z)을 나타내고 있다. 상기 이송 시스템(100)은 많은 가운데 특히 빔(102)과, 상기 빔(102)으로부터 분리된 빔(104)과, 몇몇 위치에서 상기 두 빔(102, 104)을 함께 고정하는 다수의 횡 연결 플레이트(106)를 포함한다. 상기 횡 연결 플레이트(106)는 상기 컨베이어(100)의 끝단(190, 192) 각각에 상기 두 빔(102, 104)에 고정되고, 다른 추가의 횡 연결 플레이트(106)는 상기 컨베이어(100)의 중간에서 두 빔(102, 104)에 고정된다. 상기 횡 연결 플레이트(106)는 다른 위치에서 두 빔(102, 104)에 고정될 수도 있다.

상기 두 빔(102, 104)은 상기 컨베이어(100)의 양측에 형성되고, 바람직하게는 접히는 박판 금속으로 만들어진다. 상기 두 빔(102, 104)의 박판 금속 구조는 종래 다른 컨베이어 구조보다 개선되어 있다. 다른 타입의 구조(예를 들어, 기계 가공 사출기, 기계 가공 바 저장고, 기계 가공 플레이트)는 몇 가지 결점을 가지고 있다. 예를 들면, 다른 구조물은 기계 가공이나 사출 공정시 뒤틀릴 수 있다. 본질적으로 사출 공정은 다이를 통하여 힘이 가해지면 뒤틀려 가능한 한 금형을 많이 수정해야 한다. 기계 가공 공정을 통해서 재료를 휘게 하는 응력 불균형이 발생하는 금속의 국부 응력이 제거된다. 이러한 제조시의 문제점은 최종 컨베이어 어셈블리의 정렬에 있어서 문제가 되어 컨베이어 어셈블리가 휘거나 뒤틀리게 될 수 있다. 또한, 다른 구조는 소요 가공 시간 때문에 비용이 비쌀 수 있다. 그리고, 다른 구조는 강성을 필요로 하지 않는 모든 재료(기계 가공 공정을 거친)를 제거하는 데 불편함 또는 비효율성이 가중될 수 있다.

도 2b는 각 빔(102, 104)의 두 벽 즉, 각 빔의 하부벽(109)과 빔의 측벽(107)에 부착된 각각의 횡 연결 플레이트(106)를 예시한다. 각 빔의 두 벽에 각 횡 연결 플레이트(106)를 부착함으로써, 상기 횡 연결 플레이트(106)에 의해 상기 빔(102, 104)에 비틀림 강도와 정밀 표준구조를 갖게 한다. 도 2b는 상기 빔(102, 104)의 끝단이 동일 평면상에 있도록 하는 상기 횡 연결 플레이트(106)를 예시하고 있다. 또한, 상기 횡 연결 플레이트(106)는 상기 얇은 금속 빔(102, 104)의 끝단에서 외측으로 약간 연장 형성된다. 이 경우에, 제2 구간의 컨베이어는 상기 횡 연결 플레이트(106)에 부착되고, 상기 컨베이어(100)에 일렬로 인접한 컨베이어를 형성한다.

접히는 얇은 금속 구조는 몇 가지 장점을 가지고 있다. 실질적으로 C자 형상의 단면(도 3, 도 4 참조)을 가진 빔(102, 104)은 높이(H)로 표시되는 측벽(107)과 너비(W)로 표시되는 하부벽(109)을 가진다. 상기 하부벽(109)보다 긴 측벽(107)은 하중이 수직으로 편향되도록 높은 강성을 가지고 있다. 또한, 상기 빔(102, 104)의 단면은 강성비에 비례한 최대 중량을 가진다. 상기 얇은 금속 빔(102, 104)에서 각 굽힘은 상기 빔의 길이 방향의 축을 따라 형성된다(예를 들면, 상기 컨베이어(100)의 길이를 따라). 이러한 얇은 금속 빔에서의 굽힘은 일직선 라인을 따라 자연스럽게 형성되어 휨과 비틀림이 감소한다. 각 빔(102, 104)을 일직선으로 형성함으로써 공정이 단순하고 값싸게 되는 것이 확실하다.

도 2b는 상기 컨베이어(100)의 영역(Z)을 더 상세히 도시한 도면을 제공한다. 이 실시예에서, 상기 구동 어셈블리(130)는 한 쌍의 구동휠(114)과, 종동휠(116)의 카트리지(129)와, 벨트 텐션닝 아이들러(118) 및 구동 모터(124)를 포함한다. 상기 벨트 텐션닝 아이들러(118)는 벨트 장력이 적당할 때까지 조절한다.

도 2b는 각 구동휠(114), 종동휠(116) 및 벨트 텐션닝 아이들러(118)의 주위에 감겨진 벨트(112)를 예시하고 있다. 상기 각 종동휠(116)의 사이 간격과, 각 구동휠(114)과 인접한 종동휠(116)의 사이 간격은 변할 수 있다. 상기 종동휠(116)의 직경은 상기 구동휠(114)의 직경보다 작다. 상기 다수의 종동휠(116)은 상기 카트리지(129)에 미리 장착된다. 상기 카트리지(129)는 상기 빔에 장착되고, 각 종동휠(116)의 중심(117)은 상기 구동휠(114)의 중심(115)보다 빔 상에서 더 높은 곳에 위치한다(도 10 참조). 이와 같이 상기 벨트(112)는 상기 구동휠(114)과 종동휠(116)을 가로로 이동하는 것과 같이 실질적으로 수평으로 이동한다.

바람직한 실시예에서, 상기 종동휠(116)은 상기 빔(104)에 장착된 카트리 지(129)에 회전 가능하게 장착된다. 각 종동휠(116)은 또한 상기 빔(104)에 개별적으로 장착된다. 그러나, 상기 빔(104)에 장착된 종동휠(116) 마다에 상기 카트리지(129)를 각각 장착할 필요는 없다. 또한 상기 카트리지(129)는 종동휠(116)을 연결하기 위한 상기 빔(102, 104) 사이를 관통하는 축들이 필요 없다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 카트리지(129)는 8개의 종동휠(116)을 포함한다. 상기 카트리지(129)에 다수의 종동휠(116)을 포함하는 것은 본 발명의 범위 내인 것이다.

상기 종동휠(116)은 종래의 컨베이어에 비해서 몇 가지 장점이 있다. 하나의 장점은 상기 종동휠(116)이 FOUP의 하부 플레이트가 이동하는 휠들 사이 간격을 최소화시키므로, 상기 컨베이어(100)를 따라 이동하는 FOUP가 부드럽게 이동하는 것을 향상시킨다. 상기 구동 어셈블리(130)를 구성함에 있어서 상기 종동휠(116)은 모든 휠을 구동휠(114)로 하여야 하는 것에 비해서 더 간단한 구조로 구성할 수 있게 한다. 가끔, 종래의 컨베이어에 사용된 구동 어셈블리는 컨베이어를 따라 이동하는 컨테이너에 접촉하여 이동시키도록 개별적으로 구동되는 휠들을 포함한다.

상기 종동휠(116)의 간격이 크면 클수록, 상기 컨베이어(100)를 따라 이동하는 컨테이너는 더 울퉁불퉁하게 이동한다. 상기 FOUP의 하부면의 변형 때문에, 휠 사이의 간격이 증가함에 따라 상기 종동 및 구동휠의 상면에 형성된 판 형상에서 더 탈선된다. 도 1에서, 상기 FOUP의 전방 가장자리가 다음 구동휠(42)과 접촉하면, 이들 비평면인 표면이 갑자기 상기 구동휠(42)을 타격하게 됨에 따라 충격을 받는다. 상기 구동휠(42) 사이에 종동휠(43)은 더 개선의 소지가 있다. 그러나, FOUP가 종동휠(43)의 사이를 통과할 때마다 FOUP의 전방 경계는 고정된 종동휠(43) 과 접촉하면서 FOUP가 휠을 타격하여 종동휠(43)의 회전을 가속시킬 때 예상치 못한 스크러빙(SCRUBBING)이 발생한다. 상기 구동 벨트는 구동휠 허브와 함께 연결되면, 벨트는 적당한 마찰을 확보하면서 각 휠 허브를 따라 이동해야 한다. 이러한 필요물을 감싸고 있는 벨트는 상기 구동 시스템에 추가 아이들러를 추가함으로써 복잡하게 되고, 더 많은 구동휠들을 추가함으로써 더 복잡해진다.

컨베이어 영역 내의 구동 어셈블리는 도 1에 도시된 바와 같이, 각 구동 어셈블리용으로 35개의 베어링이 필요하다. 이와 같이, 각 영역은 70개의 베어링을 필요로 한다. fab를 설치함에 있어 많은 양의 컨베이어가 설치되는 것을 감안하면(몇 천 미터의 컨베이어), 보다 뛰어난 양측 구동휠을 제공하여 베어링 수를 감소시키는 것은 주요한 개선사항이다. 상기 컨베이어(100)는 구동 어셈블리(130)에서 요구하는 베어링과 축의 수를 감소시킨다. 도 3은 축 지지부(120)를 구동시키는 각 구동휠에 위치한 베어링(180)을 예시하고 있고, 베어링(도시안됨)은 상기 종동휠(116)의 각각에 필요하다(종동휠은 어떠한 인장 하중도 받지 않기 때문임). 제1 실시예에서, 상기 아이들러(118)는 또한 하나의 베어링만을 필요로 한다. 이와 같이 상기 두 구동 어셈블리(130)에서 영역 마다 22개의 베어링을 필요로 한다.

상기 컨베이어(100)의 각 영역(Z)은 두 구동 어셈블리(130)를 포함한다. 각각의 구동 어셈블리(130)는 상기 벨트(110, 112)의 단순한 이동 경로를 갖도록 하고, 상기 벨트(110, 112) 내에 적절한 장력을 유지시킨다. 각각의 구동 어셈블리(130)는 또한, 상기 컨테이너(2)를 지지하기 위하여 상기 빔(102, 104)의 위로 올려진 한 쌍의 벨트(110, 112)를 지지 및 유지시킨다. 상기 구동 어셈블리(130)는 복수 개의 작동 영역(Z)을 포함하고, 각 영역(Z)은 하나의 구동 시스템(138)을 포함하고 있다, 그러나, 본 발명의 다른 실시예에서 상기 영역(Z)은 하나 이상의 구동 어셈블리(130)를 포함할 수 있다. 각 영역의 구동 속도와 방향(정 또는 역)은 독립적으로 제어된다.

도 2b는 또한 각 영역(Z)에는 영역 내에서 컨테이너(2)의 존재를 감지하는 적어도 두 센서(122)를 포함하는 것을 예시한다. 본 발명에서, 상기 센서(122)는 상기 영역(Z)의 입구와 출구 가까이에 위치하여 상기 컨테이너가 영역을 진입하거나 떠날 때를 감지한다. 상기 컨테이너(2)의 위치는 하류측에 위치된 영역을 작동시키는 데 이용되는 데, 이에 따르면 하류측 영역의 벨트가 작동되어서 포드가 하류측 영역에 이르렀을 때에는 이전의 영역에 있는 벨트(110, 112)와 동일한 속도로 동작한다. 상기 센서는 또한 상기 컨테이너(2)의 바로 왼쪽에 있는 영역의 구동 어셈블리가 비작동되도록 할 수 있다. 또한 상기 컨테이너(2)가 센서(122) 사이를 이동하는 데 걸리는 시간은 상기 컨테이너가 영역을 따라 이동할 때 상기 컨테이너의 실제 속도를 측정하는 데 사용될 수 있다. 상기 센서(122)는 컨테이너가 영역 내에 있어 감지되지 않을 만큼 멀리 간격을 두지 않는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 컨테이너(2)를 도 5 및 도6에 도시된 바와 같이 컨베이어(100) 위에서 이송시키면, 상기 센서(122)는 상기 컨테이너(2)의 폭 보다 더 떨어진 간격을 두지 않는 것이 바람직하다. 그러나, 만약 상기 컨테이너(2)가 전방이나 후방으로 컨베이어(2) 위에서 이송되면(예, 도 5 및 도 6에 도시된 것에서 90ㅀ로 회전), 상기 센서는 상기 컨테이너(2)의 깊이보다 더 떨어진 간격을 두지 않는 것이 바람직하다.

각각의 영역(Z)은 바람직하게는 영역 내에서 구동 어셈블리(130)의 작동을 제어하는 하나의 마이크로프로세서나 제어 장치(도시안됨)를 포함한다. 상기 제어 장치는 컨베이어의 전체 작동을 제어하는 제어 시스템에 결합될 수 있다. 상기 제어 시스템의 형상은 본 발명의 범위 내에서 변경을 고려해 볼 수 있다. 예를 들어 제어 시스템은 각각의 영역을 제어하는 컨베이어(100) 전체의 작동을 제어하는 컴퓨터를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터는 또한 로드 포트(10)(도 11 참조)의 상태를 모니터할 수 있는 데, 상기 로드 포트가 채워지면, 이송 포드들 간의 충돌이 방지될 수 있도록 접근해 있는 이송 포드(2)를 상기 채워진 로드 포트로부터의 상류측 이격 위치에 정지시킨다. 각 칸의 컴퓨터는 고립된 시스템이 될 수 있거나 상기 컴퓨터는 중간 칸 컨베이어, 저장고 및 제조 공장의 자동화 구성품을 제어하는 제어 시스템을 포함하는 네트웍의 일부가 될 수 있다. 공장을 가동하는 중앙 제어 시스템은 또한 가공 기계를 측정할 수 있다. 그러한 제어 시스템의 한 예는 어사이스트 테크놀로지스 인코포레이티드가 소유한 "재료 이송 시스템용 분산 제어 시스템 구조 및 방법"을 명칭으로 하는 미국 특허 제6,853,876호에 개시되어 있다.

도 3은 상기 컨테이너(2)를 지지하는 벨트(110,112)를 예시하고 있다. 제1 실시예에서, 상기 컨베이어(100)의 각 영역(Z)은 상기 벨트(110, 112)를 구동하고, 상기 컨베이어(100)를 따라 컨테이너(2)를 추진시키는 구동 어셈블리(138)(도 10 참조)를 포함한다. 도 3은 상기 빔(102, 104)을 장착하여 상기 구동 어셈블리(130)를 보호하는 커버(140)를 예시하고 있다. 상기 커버(140)는 또한 상기 구동 어셈블리(130)에 의해 발생된 먼지가 외부로 누출되지 않도록 커버한다.

제1 실시예에서, 상기 컨베이어(100)는 지지부(150)에 의해 조립품의 플로어를 들어 올린다. 도 3의 실시예는 트랙(156)에 장착된 지지부(150)를 예시한다. 제1 실시예에서 상기 지지부(150)는 상기 공장 내에 컨베이어(100)를 위치시키도록 상기 트랙(156)을 따라 슬라이드된다. 상기 트랙(156)은 록킹 클립(154)을 포함하여 상기 지지부(150)가 상기 트랙(156)에 대응하는 위치에서 정지되게 한다. 도 3은 록킹 클립 스크류(152)에 의해 그 위치가 유지되는 지지부(150)를 예시한다. 상기 지지부(150)는 기술 분야에서 알려진 다른 장치에 의해 상기 트랙(156)에 고정될 수 있다. 상기 지지부(150)는 또한 횡 연결 키(108)를 맞물리는 즉, 상기 지지부(150) 상에 컨베이어(100)를 고정하는 수용홈(123)을 포함한다. 상기 컨베이어(100)는 또한 공장 벽이나 컨베이어의 중량을 지지하는 다른 물체에 장착된 조립 공장의 천정에 매달릴 수 있다.

제1 실시예에서, 상기 횡 연결 플레이트(106)는 상기 지지부(150)의 바닥과 상기 컨베이어의 상면과의 연관 관계를 고려하여 상기 지지부(150)에 형성된 수용홈(123)에 끼워 넣는 횡 연결 키(108)를 포함한다(예; 벨트(110, 112)의 높이). 제1 실시예에서, 록킹 면의 하나는 상기 컨베이어 지지 플레이트 즉, 지지부(150)에 가공되고, 상기 록킹 클립은 다른 록킹 면에 형성한다. 다른 록킹 메카니즘은 본 발명의 범위에 포함된다. 컨베이어 구간을 재배치할 때, 록킹 클립 스크류는 풀리고, 그 지지 플레이트를 가진 컨베이어 구간은 분해된다. 새로운 컨베이어 구간이 상기 트랙(156)에 지지 플레이트(150)를 위치시킴으로써 설치하고, 록킹 클립 스크류를 조인다. 정밀한 횡 연결 플레이트(106), 횡 연결 키(108), 지지 플레이트의 수용홈(123) 및 지지 플레이트 록은 결합되어 컨베이어를 정확하게 정렬하는 방법을 제공하고, 빠르게 컨베이어를 배치하게 된다. 이러한 시스템은 전형적인 반도체 fab의 정밀하고 범용의 플로어 구조를 이용한다.

다수의 컨베이어는 상기 트랙(156)에 장착될 수 있다. 각 컨베이어(100)의 지지부(150)는 상기 트랙(156)에 슬라이드 가능하게 장착된다. 일단, 지지부(150)가 트랙(156)에 위치되면, 상기 컨베이어(100)는 상기 트랙(156)을 따라 원하는 지점에 위치된다. 예를 들면, 컨베이어(100)는 그 일단(192)이 앞의 컨베이어(100)의 타단(192)에 인접할 때까지, 상기 트랙(156)을 따라 이동될 수 있다. 다수의 컨베이어(100)가 동일한 트랙(156)에 장착되면 각 컨베이어(100)의 끝단은 정렬된다.

도 4는 구동휠(114)과 그 주변 구성 요소를 도시한 단면도이다. 상기 구동축(120)은 빔(104)에 베어링(180)으로 지지된다. 상기 구동휠(114)은 상기 구동축(120)의 끝단에 장착된다. 상기 커버(140)는 상기 빔(104)에 장착되어 상기 구동휠(114)을 보호한다. 이 실시예에서, 상기 이송 벨트(112)는 립(lip)(113)을 포함한다. 상기 립(113)은 상기 벨트(112) 위에서 컨테이너(2)가 유지되도록 돕는다. 상기 커버(140)의 상부(141)에는 또한 상기 컨테이너에 측면 억제 돌기가 제공된다. 예를 들면, 상기 커버(140)의 상부(141)는 상기 컨테이너(2)가 상기 벨트(112) 위에서 회전하는 것을 방지한다.

상기 이송 벨트(110, 112)는 또한 구동휠(114)들을 연결한다. 바람직한 실시예에서, 상기 종동휠(116)에 장력이 거의 작용하지 않는 이송 벨트는 상기 구동휠(114)(상기 아이들러 상에서 더 작은 양을 가진)에 의해 튼튼하게 지지된다. 상 기 벨트(110, 112)의 각각은 FOUP의 하부 플레이트(8)를 지지한다. 상기 벨트(110, 112)가 FOUP(대략 201bs)를 지지하기에 충분한 장력을 가지고 있다면, 상기 벨트(110, 112)는 FOUP의 대부분 중량을 지지하고, 종동휠(116) 간의 이송이 더 매끄럽고 진동이 감소된다.

진동량이 감소되도록 벨트 장력을 유지하면, 컨테이너는 AMHS 컨베이어에 지지된 종래의 휠에서 발생하는 갑작스러운 충격과 비교되는 힘을 받는다. 상기 컨테이너 내부에 있는 반도체 웨이퍼의 민감하고 과도한 청결 특성 때문에 컨테이너에서의 진동은 매우 바람직하지 않다. 상기 FOUP를 정확하게 추적하고 안정적으로 안내하도록 하기 위해서, 상기 컨베이어가 중력 바이어스의 촉진하고 하부 컨베이어 사이드를 가이드하는 특징과는 반대로 FOUP를 추적하도록 상기 컨베이어(대략 5와 1/2ㅀ)의 구조를 일부러 일측으로 기울어지게 할 수 있다.

도 5 및 도 6은 비스듬한 상태로 상기 컨베이어(100) 위를 이동하는 컨테이너(2)를 예시한다. 상기 벨트(110, 112)는 상기 FOUP의 하부 플레이트(8)를 간격을 두고 지지한다. 또한 상기 FOUP(2)가 다른 방향으로 컨베이어(100)를 따라 이동하도록 하는 것은 본 발명의 범위 내에 있는 것이다. 예를 들어, 전방(이동 방향)이나 후방(이동 방향의 반대)을 향하는 FOUP 도어(4)를 가진 상기 FOUP(2)를 컨베이어(100)를 따라 이동시킬 수 있다. 300㎜의 종래 FOUP의 폭은 상기 FOUP의 깊이와 동일하지 않다. 이와 같이, 상기 벨트(110, 112) 사이의 간격은 컨베이어 위의 FOUP의 방향에 따라 조절되어야 한다.

감지 영역인 FOUP의 하부면은 제조자들 간에 표준화되어 있지 않다. FOUP의 하부면에는 작은 빈 공간, 깊은 주머니, 또는 예리한 각도 반영 표면을 가진 부품들이 있다. 하나의 방사체와 감지기를 구비한 센서는 이들 중 어느 하나를 감지하는 데 어려움을 가질 수 있다.

도 7a 및 도 7b는 듀얼 요소 센서(122)를 예시한다. 상기 센서(122)는 PCB(printed circuit board)(204)에 장착된 센서 하우징(202)을 포함한다. 마운팅 브라켓(220)은 센서(122)를 하나의 빔에 부착한다. 상기 센서 하우징(202)은 네 개의 구멍(206, 208, 212, 216)을 포함한다. 도 8은 상기 컨베이어(100) 위의 컨테이너의 하부면을 감지하는 센서(122)의 단면을 예시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 컨테이너(2)는 감지 폭 390㎜을 가진다. 상기 센서(122)가 컨베이어의 어느 영역에서든 컨테이너(2)를 확실히 감지하도록 상기 컨베이어(100)의 500㎜ 단면의 각각에 두 센서(122)를 설치할 필요가 있다. 제1 실시예에서, 상기 센서(122)는 상기 빔(102, 104) 내에 위치한 PCB와 일체로 결합된다. 상기 센서 구멍(206, 208, 212, 216)은 상기 컨테이너(2)를 감지하기 위하여 상부로 향한다.

일련의 방사체/감지기들 중 적어도 한 쌍은 적절한 감지 특성을 갖는 영역을 감지하지만, 나머지는 감지할 수 없는 영역에서 작동한다. 도 8은 상기 센서 하우징(202) 내에 있는 두 쌍의 센서, 방사체(E1)/감지기(D1)와 방사체(E2)/감지기(D2)를 예시한다. 더 많은 쌍의 센서가 필요하다면 사용될 수 있다. 상기 센서 하우징(202)은 방사체의 방사 빔을 감소시키도록 방사체(E1)의 상부에 형성된 구멍(206)을 포함한다. 이와 같이, 상기 방사체(E1)는 각(θ1) 내에서 빛을 방사한다. 상기 센서 하우징(202)은 방사체의 방사 빔을 감소시키도록 방사체(E2)의 상부 에 형성된 구멍(208)을 포함한다. 이와 같이, 상기 방사체(E2)는 각(θ2) 내에서 빛을 방사한다. 상기 센서 하우징(202)은 입사되는 빛(각 θ3 참조)의 완전히 수용하도록 상기 감지기(D2)의 상부에 형성된 구멍(212)을 포함한다. 상기 하우징(202)은 입사되는 빛(각 θ4 참조)의 완전히 수용하도록 상기 감지기(D2)의 상부에 형성된 구멍(216)을 포함한다. 제1 실시예에서, 전체의 감지 폭은 대략 12㎜이다. 상기 감지 폭은 변화를 줄 수 있다.

방사체(E1, E2)에 의해 방사되는 부분적으로 차단된 빔에 의해 상기 센서(122)의 양측에 뚜렷한 조명 경계(218)가 만들어진다. FOUP 이동 방향과 관계없이 정확한 위치에서 감지되는 FOUP의 주중요한 경계는 상기 제어된 조명에 의해 생성된다. 상기 FOUP의 전방 경계가 상기 방사체들이 뚜렷한 조명 경계(218)를 형성하는 방사체의 중심 바로 위의 점과 교차할 때까지 FOUP의 하부면의 빛은 반사되지 않는다. 한 쌍의 감지기의 구멍 내에 상기 FOUP의 전방 경계가 처음 방사체의 조명 경계와 교차하는 점이 위치한다. 상기 FOUP가 센서 하우징으로 수직하게 너무 근접한다면, 이 조명 점은 상기 감지기의 구멍 내에 있지 않게 된다.

상기 컨베이어(100) 위의 FOUP(2)의 정확한 위치를 파악하도록 반복적으로 감지하는 방법이 제공된다. 상기 두 쌍의 센서(122)는 펼쳐져 있어, 하나의 쌍이 감지하기 어려운 위치에 있으면 다른 쌍이 충분히 감지하게 된다. 상기 FOUP의 하부면은 최적 센서 공간을 분석할 수 있다. 바람직한 실시예에서는, 두 감지기(D1, D2)는 "OR" 함수로 논리적으로 제어, 즉, 감지기의 인접 센싱회로나, 마이크로 프로세서, 마이크로 컨트롤러 또는 신호를 개별적으로 수신하는 디지털 신호 프로세 서에 의해 제어된다. 충분한 신호를 수신하는 양 감지기는, FOUP가 결합된 센서에 대한 고장을 감지할 때를 판단한다.

도 9는 벨트(112)를 예시한다. 이 실시예에서, 상기 벨트(112)는 지지면(111)과 가이드 또는 립(113)을 포함한다. 벨트(112)가 컨베이어(100)의 아래 상기 FOUP를 전진시킬 때 상기 FOUP의 하부 플레이트(8)는 상기 지지면(111) 위에 멈추어 있게 된다. 상기 지지면(111)은 평면으로 형성되어 있으나, 상기 지지면(111)이 오톨도톨한 면을 포함하는 것도 바람직하다.

상기 벨트(112)는 두 층의 재질을 포함한다. 바람직한 실시예로, 상기 제1층(172)은 쇼어 경도 80A 폴리우레탄으로 구성되고, 제2층(174)은 쇼어 경도 70A 폴리우레탄으로 구성된다. 상기 제1층(172)은 제1층(172)의 강성을 증가시키도록 케블라(Kevlar; 강한 합성섬유인 상표명) 섬유(176)로 감겨진 S&Z를 포함한다. 상기 두 다른 재질은 강한 제1층(172)과 부드러운 제2층(174)을 가진 벨트(112)를 만든다. 상기 부드러운 제2층(174)은 상기 지지면(111)이 보다 강한 재질로 구성되기 보다는 상기 컨베이어 아래에 있는 FOUP가 더 스무스하도록 돕는 고정 현가 시스템과 같이 작용한다. 벨트(112)는 또한 바람직하게는 정전기 방전 부가물을 포함한다. 상기 벨트(112)는 다른 재질로 구성될 수 있다.

도 10은 구동 시스템(138)의 제1 실시예를 예시한다. 상기 구동 시스템(138)은 다른 것 중에서 구동휠(114)에 결합된 구동 모터(124)를 포함한다. 상기 구동 모터(124)의 출력축은 휠(139)에 결합된다. 상기 휠(139)은 타이밍 벨트(151)로 구동휠(114)과 결합된다. 이 실시예에서, 상기 타이밍 벨트(151)는 휠(139) 구동 휠(114)을 구비한 랙과 피니언 장치를 형성하도록 기어치(153)를 가진다. 기술 분야에서 알려진 다른 장치들은 상기 구동휠(114)을 회전시키는 데 사용될 수 있다. 상기 구동 시스템(138)은 상기 컨베이어(100)의 각 구간이나 영역 내에서 벨트(110, 112)를 회전시킨다. 상기 구동 모터(124)는 시계 방향이나 반시계 방향으로 회전할 수 있고, 그리고, 상기 구동 모터(124)는 상기 벨트(110, 112)가 상기 컨베이어(100)를 따라 전방 또는 후방으로 이송 컨테이너(2)를 이동시키도록 한다.

인접한 작동 영역의 상기 구동 시스템(138)은 바람직하게는 동일한 비율로 가속 및 감속되어, 인접한 구동 어셈블리(130)에 의해 이송 컨테이너(8)에 부여된 속도로 이송하는 시간과 상기 작동 영역 사이를 이송하는 시간이 일치된다. 컨테이너(2)가 상기 컨베이어(100)를 따라 전진될 때, 상기 컨테이너(2) 바로 아래 영역만을 작동영역에 포함시키고, 상기 컨테이너(2)에 인접한 하나 또는 그 이상의 영역에서는 어느 때든 작동한다. 컨테이너가 상기 영역에 진입하는 것을 미리 알고 특별한 영역만을 작동시킴으로써, 상기 컨베이어 시스템의 전력 소모가 감소되고, 상기 구동 어셈블리(130)의 작동 시간이 연장된다. 상기 컨베이어(100)에서 이동하는 컨테이너들은 바람직하게는 적어도 하나의 텅 빈 영역으로 분리되고, 상기 텅 빈 영역 내에는 컨테이너(2) 사이에 완충제가 있어서 서로 예기치 않게 부딪히는 컨테이너들을 보호하는 컨테이너(2)는 하나도 없다. 상기 컨테이너들 사이 간격은 바람직하게는 컨테이너의 속도가 증가함에 따라 증가되므로 항상 안전 정지거리를 정해야 한다. 컨테이너가 이동 중이 아닐 때, 상기 컨테이너는 컨베이어 위의 인접한 구동 영역을 점령할 수 있다.

상기에서 설명한 실시예의 구동 시스템(138)은 정밀한 제어 방식으로 컨베이어(100)를 따라 컨테이너(2)가 이동하도록 청결하고 효과적인 구동 장치를 제공한다. 그러나, 구동 시스템의 다른 타입이 본 발명의 다른 실시예에 사용될 수 있다는 것은 이해되지만, 본 발명에서 독립 구동 어셈블리(130)를 사용하여 다수의 컨테이어를 이송하는 것은 별개로 다루어질 수 있다. 하나의 구동 모터(124)를 가진 다수의 구동 어셈블리(130)를 작동시키는 것은 본 발명의 범위에 포함된다. 예를 들어, 각각의 구동 어셈블리(130)는 각각의 구동 어셈블리(130)를 구동 모터(124)에 결합할 수 있는 클러치 장치를 포함할 수 있다. 도 10은 또한 스프링 장력 장치(195)를 예시한다.

도 11은 한 쌍의 로드 포트(10)를 연결하고 있는 컨베이어(100)를 예시한다. 상기 각 로드 포트(10)는 구멍(14)을 가진 플레이트(12)와, 포트 도어(16) 및 수직 조절 가능한 FOUP 전진 플레이트(18)를 포함한다. 하나의 로드 포트(10)는 어사이스트 테크놀로지스 인코포레이티드로 양도된 미국 특허 출원 제11/064,880호에 개시되어 있고, 그 전체가 여기에 일체로 결합되어 있다. 상기 컨베이어(100)는 상기 로드 포트(10)와 인접한 FOUP(2)를 이동시킨다.

상기 각 로드 포트(10)의 전방에 위치한 상기 컨베이어 구간(300)은 컨테이너 전진 플레이트(18)를 수용한다. 각 컨베이어 구간(300)은 FOUP(2)의 후단을 지지하는 벨트(302)와 FOUP(2)의 전단을 지지하는 두 벨트(304, 306)를 포함한다. 두 벨트(304, 306)를 지지하는 빔은 FOUP 전진 플레이트(18)를 위 아래로 이동시키는 상기 암(20)을 수용하도록 갈라져 있다. 빔의 각 구간에는 컨베이어(100)의 각 영 역(Z) 내에서 구동 어셈블리(130)와 유사한 구동 어셈블리를 포함할 수 있다.

상기 컨베이어(100)와 컨베이어 구간(300)은 레일이나 트랙(400)에 장착된 것을 도시한다. 상기 트랙(400)에는 컨베이어 구간(300)과 컨베이어(100)를 공통으로 장착된다. 상기 트랙(400)에는 컨베이어(100)를 가진 컨베이어 구간(300)의 Z축과 Y축을 정렬되지만, X축을 따라 이동하는 컨베이어(100)는 정렬되지 않는다. 본 실시예에서 상기 레일(400)에는 진동 마운트(404)가 장착된다.

이상에서 설명한 컨테이너 및/또는 컨베이어 벨트를 지지하고 이송하는 장치와 방법은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (5)

1. 하부 플레이트를 가진 반도체 컨테이너를 이송하고, 복수개의 컨베이어 영역을 포함하는 컨베이어에 있어서,

   제1 벨트와;

   제2 벨트와;

   상기 제1 및 제2 벨트를 실질적으로 동일한 속도로 회전시키는 구동 어셈블리를 포함하고;

   상기 컨테이너가 상기 컨베이어 영역 내를 이송할 때 상기 제1 및 제2 벨트는 상기 컨테이너 하부 플레이트를 이동 가능하게 지지하는 것을 하는 특징으로 하는 컨베이어.
2. 제1항에 있어서, 상기 구동 어셈블리는, 그 일단에 장착된 제1 구동휠과 그 타단에 장착된 제2 구동휠을 가진 제1 구동축과;

   그 일단에 장착된 제3 구동휠과 그 타단에 장착된 제4 구동휠을 가진 제2 구동축과;

   상기 제1 및 제3 구동휠 사이에 위치된 복수개의 종동휠과;

   상기 제2 및 제4 구동휠 사이에 위치된 복수개의 종동휠과;

   상기 제1 구동축을 회전시키는 구동 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 벨트는 상기 제1 구동휠, 제3 구동휠, 및 상기 제1 구동휠과 제3 구동휠 사이에 위치된 복수개의 종동휠의 주위를 따라 도는 것을 특징으로 하는 컨베이어.
4. 제2항에 있어서, 상기 제2 벨트는 상기 제2 구동휠, 제4 구동휠, 및 상기 제2 구동휠과 제4 구동휠 사이에 위치된 복수개의 종동휠의 주위를 따라 도는 것을 특징으로 하는 컨베이어.
5. 제1항에 있어서, 상기 컨베이어 영역 내에서 상기 컨테이너의 위치를 감지하는 적어도 하나의 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어.

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