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KR20240139673A - 반송 시스템, 반송 교시 장치 및 반송차 교시 방법 - Google Patents

반송 시스템, 반송 교시 장치 및 반송차 교시 방법 Download PDF

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KR20240139673A
KR20240139673A KR1020230033648A KR20230033648A KR20240139673A KR 20240139673 A KR20240139673 A KR 20240139673A KR 1020230033648 A KR1020230033648 A KR 1020230033648A KR 20230033648 A KR20230033648 A KR 20230033648A KR 20240139673 A KR20240139673 A KR 20240139673A
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KR
South Korea
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transport vehicle
camera
teaching
return
alignment
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KR1020230033648A
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Inventor
지근희
권혁천
최종찬
Original Assignee
주식회사 에스에프에이
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Publication date
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Abstract

본 발명은 반송 시스템, 반송 교시 장치 및 반송차 교시 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 반송 시스템은, 반송 시스템을 구성하는 다수의 포트(port)에 대한 자동 교시(teaching) 동작을 위해 주변장치로부터 포트와의 정렬 상태와 관련한 보정 데이터를 수신하는 반송차; 및 주변장치로서 동작하여 포트에 안착된 상태에서 상기 반송차와의 정렬(align) 상태를 측정하고, 측정한 결과를 근거로 포트에 대하여 반송차의 상태가 보정되도록 반송차를 교시하며, 반송차와의 거리를 근거로 제1 카메라와 제2 카메라를 선택적으로 자동 동작시켜 정렬 동작을 수행하는 반송 교시장치를 포함한다.

Description

반송 시스템, 반송 교시 장치 및 반송차 교시 방법{Transport System and Apparatus for Teaching Transport Vehicle, and Method for Teaching Transport Vehicle}
본 발명은 반송 시스템, 반송 교시 장치 및 반송차 교시 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가령 풉(FOUP: Front Opening Unified Pod) 형태의 자동 교시 장치를 이용해 반송 시스템을 구성하기 위해 바닥면에 대하여 서로 다른 높이에 위치하는 다수의 포트(예: 사이드 트랙 버퍼 포트 등)에 대하여 안정되고 빠르게 교시(teaching)가 이루어지도록 동작할 때 포트와의 거리를 근거로 제1 위치의 카메라와 제2 위치의 카메라를 선택적으로 동작시켜 포트에 대한 교시가 이루어지도록 하는 반송 시스템, 반송 교시 장치 및 반송차 교시 방법에 관한 것이다.
천장 반송 시스템(Overhead Hoist Transport System)은 반송(차) 시스템 중 하나이며, 이송할 대상물이 많은 대형병원, 반도체, LCD, OLED, 태양광 패널, 생산공장 등에 설치되며, 대상물을 운반하는 반송차(혹은 OHT(Overhead Hoist Transfer), 반송대차, 반송차량, 천장 반송차, 이송차량)와 반송차의 안내를 위한 레일 등을 포함한다. 천장 반송 시스템의 경우 반송차 즉 OHT는 천장에 설치된 레일을 따라 주행한다. 반송차는 반송 명령을 지령하는 반송 콘트롤러(예: OCS(OHT Control System))에 의해서 통합 제어 및 관리된다. 다시 말해, 반송차 시스템에서 전체 반송차를 제어하는 콘트롤러(OCS)는 다수의 반송차에 반송 지령을 내린다. 지령의 방법은 무선 통신을 통한 지령이며, 각 반송차에 이동시키고자 하는 목적지까지의 전체 혹은 일부의 경로 정보를 전달하게 된다.
천장 레일에 매달려 반송물을 나르며 이적재가 가능한 운송 차량을 반송차(OHT)라고 하며 화물을 이적재하는 곳을 포트(Port)하고 한다. OHT를 사용하여 반송물을 나르는 현장은 특성상 차량의 수가 많고 포트의 수도 많다. 이런 상황에서 OHT는 포트에 화물을 정확한 위치에 내려놓고 정확한 위치에서 들고 가기 위해 포트마다 해당 위치를 티칭(teaching) 즉 교시해야 한다.
그런데, 반송차는 공정장비(EQ) 포트와 STB(Side Track Buffer)마다 모두 교시를 해야 하는데, 포트 수가 많아서 메인 반도체공장(FAB)의 경우 7개팀(예: 4인/1팀) 운영시 1년 동안 인력 투입을 해야 한다. 따라서, 약 1만 인일(Man-Day)의 공수가 필요하다.
또한 종래에 비전 카메라를 이용한 자동 교시 장치의 경우에는 포트에서 반송차까지 높이가 100mm ~ 5,500mm로 범위가 매우 넓다 보니 교시장치를 핸드에 들고 적정 시야(FOV: Field of View)가 확보될 때까지 호이스트 벨트(Hoist belt)를 내려 초점을 맞추었다.
물론 최근에는 이를 개선하기 위한 자동화 방법이 사용되고 있기는 하지만, OHT 자동 교시 장치는 가령 STB마다 구비되는 상부 버퍼 포트처럼 반송차와 포트 사이가 가까울 경우 카메라의 시야(FOV)에서 벗어나게 되어 좌표 인식을 할 수 없는 문제가 있다.
한국등록특허공보 제10-1436607호(2014.08.26) 한국등록특허공보 제10-2218367호(2021.02.16)
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 가령 풉 형태의 자동 교시 장치를 이용해 반송 시스템을 구성하기 위해 바닥면에 대하여 서로 다른 높이에 위치하는 다수의 포트(예: 사이드 트랙 버퍼 포트 등)에 대하여 안정되고 빠르게 교시가 이루어지도록 동작할 때 포트와의 거리를 근거로 제1 위치의 카메라와 제2 위치의 카메라를 선택적으로 동작시켜 포트에 대한 교시가 이루어지도록 하는 반송 시스템, 반송 교시 장치 및 반송차 교시 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 반송 시스템을 구성하는 다수의 포트에 대한 자동 교시 동작을 위해 주변장치로부터 상기 포트와의 정렬 상태와 관련한 보정 데이터를 수신하는 반송차, 및 상기 주변장치로서 동작하여 상기 포트에 안착된 상태에서 상기 반송차와의 정렬(align) 상태를 측정하고, 상기 측정한 결과를 근거로 상기 포트에 대하여 상기 반송차의 상태가 보정되도록 상기 반송차를 교시하며, 상기 반송차와의 거리를 근거로 제1 카메라와 제2 카메라를 선택적으로 자동 동작시켜 정렬 동작을 수행하는 반송 교시장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 반송 시스템이 제공될 수 있다.
상기 반송차는, 상기 정렬 상태를 측정하기 위해 사용하는 타깃 마커를 포함하는 가이드 콘(guide corn)을 포함하며, 상기 가이드 콘은 상기 반송 교시장치에서 상기 반송차의 방향으로 투사되는 레이저 빔에 의한 반사광을 줄이기 위해 무광 검정색의 가이드 콘이 사용될 수 있다.
상기 반송차는, 상기 정렬 상태의 측정시 정렬 정밀도의 증가를 위해 상기 가이드 콘의 주변으로 복수의 면 형태의 정렬 마커를 더 구비하여 사용할 수 있다.
상기 반송 교시장치는, 상기 보정을 위한 보정값 생성시 천장에 설치되는 조명에 대한 역광 보정 동작을 수행하여 역광 보정을 적용한 보정값을 생성할 수 있다.
상기 반송 교시장치는, 상기 반송 교시장치를 구성하는 본체부의 상부 중앙부위에 제1 카메라를 설치하며, 상기 본체부의 상부 가장자리에 상기 제2 카메라를 설치할 수 있다.
상기 반송 교시장치는, 상기 포트에 안착된 상태에서 상기 반송차와의 거리가 기준값보다 작을 때 제1 카메라를 동작시키며, 상기 기준값보다 클 때 제2 카메라를 동작시켜 상기 정렬 상태를 측정할 수 있다.
상기 반송 교시장치는, 바닥면을 기준으로 서로 다른 높이에 설치되는 상기 다수의 포트에 대한 정렬 상태를 측정할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 반송차의 교시를 위해 반송 시스템의 포트에 안착되는 박스형의 본체부, 및 상기 본체부가 상기 반송차에 의해 상기 포트에 안착된 상태에서 상기 본체부와 상기 반송차의 정렬 상태를 측정하고, 상기 측정한 결과를 근거로 상기 포트에 대하여 상기 반송차의 상태가 보정되도록 상기 반송차를 교시하며, 상기 반송차와의 거리를 근거로 제1 카메라와 제2 카메라를 선택적으로 자동 동작시켜 정렬 동작을 수행하는 반송 교시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반송 교시장치가 제공될 수 있다.
상기 반송 교시부는, 상기 제1 카메라와 제2 카메라를 선택적으로 자동 동작시켜 바닥면을 기준으로 서로 다른 높이에 설치되는 상기 다수의 포트에 대한 정렬 상태를 측정할 수 있다.
상기 반송 교시부는, 상기 본체부의 상부 중앙부위에 제1 카메라를 설치하며, 상기 본체부의 상부 가장자리에 상기 제2 카메라를 설치할 수 있다.
상기 반송 교시부는, 상기 포트에 안착된 상태에서 상기 반송차와의 거리가 기준값보다 작을 때 제1 카메라를 동작시키며, 상기 기준값보다 클 때 제2 카메라를 동작시켜 상기 정렬 상태를 측정할 수 있다.
상기 반송 교시부는, 상기 보정을 위한 보정값 생성시 천장에 설치되는 조명에 대한 역광 보정 동작을 수행하여 역광 보정을 적용한 보정값을 생성할 수 있다.
상기 반송 교시부는, 상기 정렬 상태의 측정을 위한 타깃 마커를 포함하여 상기 반송차에 설치되는 가이드 콘의 주변으로 구비되는 복수의 면 형태의 정렬 마커를 더 활용하여 상기 정렬 상태를 측정할 수 있다.
또한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 반송차의 교시를 위해 박스형의 본체부를 반송 시스템의 포트에 안착시키는 단계, 및 상기 본체부가 상기 반송차에 의해 상기 포트에 안착된 상태에서 상기 본체부와 상기 반송차의 정렬 상태를 측정하고, 상기 측정한 결과를 근거로 상기 포트에 대하여 상기 반송차의 상태가 보정되도록 상기 반송차를 교시하며, 상기 반송차와의 거리를 근거로 제1 카메라와 제2 카메라를 선택적으로 자동 동작시켜 정렬 동작을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반송차 교시방법이 제공될 수 있다.
상기 정렬 상태를 측정하는 단계는, 상기 제1 카메라와 제2 카메라를 선택적으로 자동 동작시켜 바닥면을 기준으로 서로 다른 높이에 설치되는 상기 다수의 포트에 대한 정렬 상태를 측정할 수 있다.
상기 정렬 상태를 측정하는 단계는, 상기 본체부의 상부 중앙부위에 제1 카메라를 설치하며, 상기 본체부의 상부 가장자리에 상기 제2 카메라를 설치하여 정렬 상태를 측정할 수 있다.
상기 정렬 상태를 측정하는 단계는, 상기 포트에 안착된 상태에서 상기 반송차와의 거리가 기준값보다 작을 때 제1 카메라를 동작시키며, 상기 기준값보다 클 때 제2 카메라를 동작시켜 상기 정렬 상태를 측정할 수 있다.
상기 교시하는 단계는, 상기 보정을 위한 보정값 생성시 천장에 설치되는 조명에 대한 역광 보정 동작을 수행하여 역광 보정을 적용한 보정값을 생성할 수 있다.
상기 정렬 상태를 측정하는 단계는, 상기 정렬 상태의 측정을 위한 타깃 마커를 포함하여 상기 반송차에 설치되는 가이드 콘의 주변으로 구비되는 복수의 면 형태의 정렬 마커를 더 활용하여 상기 정렬 상태를 측정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 자동으로 티칭 즉 교시가 이루어지므로 사람의 실수에 의한 휴먼 에러(Human Error)를 원천적으로 차단할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 상부 확인을 위해 사다리를 타는 시간을 최소화하므로 위험요소를 축소할 수 있고, 비전 카메라와 레이저 센서에 의한 자동 측정으로 교시 정밀도가 향상됨에 따라 반송차(OHT)의 운영 신뢰도가 증가한다.
나아가 본 발명의 실시예에 따르면 STB에 구비되는 가령 상부 버퍼 포트 등의 교시에 필요한 시간을 93% 정도 단축할 수 있고, 가령 1포트당 20분에서 1포트당 1분30초 정도로 단축시킬 수 있다.
이외에 본 발명의 실시예에 따르면 근접한 포트부터 원거리 포트까지 모든 포트의 자동화가 가능할 수 있으며, 양산 중 라인을 세우지 않아도 티칭이 가능하므로 라인 운영의 효율을 증가시킬 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반송차 자동 교시 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 반송차와 반송차 교시장치를 도식화화여 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 반송차 교시장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카메라의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 상부 포트 전용 카메라와 레이저 빔을 설명하기 위한 도면이다.
도 6의 (a)는 이미지 왜곡 자동 보정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6의 (b)는 손상된 이미지에서 정확한 중신선 찾기를 설명하기 위한 도면이다.
도 6의 (c)는 무광 흑색의 가이드 콘을 설명하기 위한 도면이다.
도 6의 (d)는 정렬 정확도를 향상시키는 정렬 마크를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 반송차 교시 방법의 흐름도이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되거나, 층이 다른 층 또는 기판과 결합 또는 접착된다고 언급되는 경우에, 그것은 다른 층 또는 기판상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
상단, 하단, 상면, 하면, 전면, 후면, 또는 상부, 하부 등의 용어는 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 사용되는 것이다. 예를 들어, 편의상 도면상의 위쪽을 상부, 도면상의 아래쪽을 하부로 명명하는 경우, 실제에 있어서는 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 상부는 하부로 명명될 수 있고, 하부는 상부로 명명될 수 있다. 또한, 도면의 구성요소는 반드시 축척에 따라 그려진 것은 아니고, 예컨대, 본 발명의 이해를 돕기 위해 도면의 일부 구성요소의 크기는 다른 구성요소에 비해 과장될 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반송차 자동 교시 시스템을 나타내는 도면, 도 2는 도 1의 반송차와 반송차 교시장치를 도식화화여 나타내는 도면, 도 3은 도 1의 반송차 교시장치의 사시도, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카메라의 배치를 설명하기 위한 도면, 그리고 도 5는 상부 포트 전용 카메라와 레이저 빔을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 반송차 자동 교시 시스템(혹은 반송 시스템)(90)은 반송차(100), 반송차 (자동)교시장치(110), 포트(부)(120) 및 반송차 컨트롤러(미도시)의 일부 또는 전부를 포함한다.
여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 반송차 컨트롤러와 같은 일부 구성요소가 생략되어 반송차 자동 교시 시스템(90)이 구성되거나, 반송차 컨트롤러를 구성하는 구성요소의 일부 또는 전부가 반송차(100)에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.
반송 시스템을 구성하는 레일은 가령 반도체 생산 라인과 같은 곳의 천장에 설치될 수 있다. 물론 본 발명의 실시예에서는 레일에 특별히 한정하지는 않을 것이며, 레일이 천장에 설치되는 것에 대하여도 특별히 한정하지는 않을 것이다. 다시 말해 레일이 없는 곳에서 가령 생산 라인의 바닥에서 반송차(100)가 자율 주행하는 것도 얼마든지 가능하므로, 본 발명의 실시예에서는 레일에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 또는 본 발명의 실시예에서의 레일은 철도 레일 등과 같이 별도의 구조물을 설치하여 구성하는 것이 아니라, 바닥면에 라인이 그어져 있는 도로를 의미하거나, 그 도로의 표면 하부에 설치되어 보이지 않는 도로 등을 모두 포함할 수 있다. 반송차(100)가 운행할 수 있으면 어떠한 형태이어도 무관하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 반송 시스템은 레일을 따라 주행하는 다수의 반송차(100)가 반송차의 반송 명령에 따라 반송물을 이송하여 적재하기 위한 포트(부)(120)가 구성된다. 물론 이러한 포트(120)는 클린룸 내에서 각각의 공정을 수행하는 공정 장비의 포트를 의미할 수도 있지만, 그러한 것에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 클림룸 상에는 포토리소그래피 공정을 위한 장비, 또 식각을 위한 장비 등 다양한 장비가 구비될 수 있으며, 각각의 장비에는 가령 반도체 제조를 위한 각 공정을 수행하는 복수의 챔버가 구비될 수 있다. 챔버와 챔버의 사이에는 로봇 암이 구비되어 포트와 같은 로더에 적재되는 반송물을 내부의 챔버로 이송할 수 있다. 웨이퍼와 같은 반송물은 해당 반송물을 카세트라는 박스에 담아 이송한다. 무엇보다 본 발명의 실시예에서는 이러한 공정장비(EQ) 포트 이외에도 사이드 트랙 버퍼(STB)마다 다수의 포트가 구비될 수 있으며, 해당 사이드 트랙 버퍼의 포트들이 본 발명의 실시예에서는 좀더 중요하게 고려될 수도 있다. 사이드 트랙 버퍼는 OHT 주행레일 측면에 위치한 저장 공간으로 공정을 마친 카세트 또는 풉(FOUP)을 저장하는 공간이다. 이러한 풉은 웨이퍼를 저장 및 이송하는 저장 용기로 외부와의 공기 접촉을 차단하여 웨이퍼의 수율을 향상시키는 역할도 수행한다.
무엇보다 본 발명의 실시예에서는 다수의 반송차(100)들이 반송 작업을 본격적으로 수행하기에 앞서 반송 시스템에 구축되는 다수의 포트(120)들에 대한 교시를 수행해야 한다는 것이다. 이를 통해 각 포트(120)와 반송차(100) 또는 레일과의 상태 즉 3차원 공간상에서의 X, Y, Z축상의 상태 정보 등을 취득할 수 있다. 그리고 그 취득한 상태 정보 또는 포트(120)의 상태를 근거로 반송차(100)에서 보정 동작이 이루어지도록 한다. 물론 이러한 교시 동작에는 많은 시간이 소요된다. 종래에는 다수의 반송차(100)에 대한 교시를 위해 수평계를 이용하는 등의 수동 작업이 이루어지거나 비전 카메라 등을 이용해 자동 교시 동작을 수행하고 있지만, 문제는 여전히 개선되고 있지 않다.
이러한 점에서, 적어도 하나의 반송차(100)는 본 발명의 실시예에 따라 반송 시스템을 구성하는 레일을 주행하기에 앞서 자동 교시 동작을 수행할 수 있으며, 이를 위하여 다수의 반송차(100) 중 한대를 기준 또는 대표 반송차(100)로 지정하여 반송 시스템상의 모든 포트들에 대한 상태 정보를 취득하도록 동작할 수 있다. 물론 이러한 동작은 반송차(100)에 지령을 내려 레일을 주행하도록 하는 반송차 제어기 즉 반송차 컨트롤러 등에서 이루어질 수 있다. 예를 들어, 생산 라인에서 총 1000대가 레일을 운행해야 하고 1만개의 포트(120)가 구비되어 있다고 가정할 때, 기준되는 반송차(100)가 레일은 운행하여 1만개의 포트(120)에 대한 위치정보, 더 정확하게는 상태정보를 취득할 수 있다. 그리고, 취득한 상태정보는 반송차 제어기로 제공하여, 나머지 9999대의 반송차(100)가 모든 포트(120)들에 대한 3차원 공간상에서의 상태정보를 가질 수 있게 된다. 상태정보를 공유한다고 볼 수 있다. 물론 기준 반송차를 한대가 아니라 복수개로 운영하는 것도 얼마든지 가능하므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 반송차(100)는 자동 교시 동작을 수행하기 위하여 반송차 교시장치(110)를 핸드에 매달아 포트(120)로 이동해 안착시킨 후 상태 측정이 이루어지도록 할 수 있다. 또한, 반송차(100)는 특정 포트 또는 시험 포트에 대한 측정이 완료된 이후에는 반송차 교시장치(110)로부터 상태 정보를 제공받아 저장하거나, 이를 근거로 보정 동작을 수행할 수 있다. 물론 특정 포트로 반송물을 이송할 때 해당 포트에 대한 보정 동작이 이루어질 수 있다. 또한, 반송차(100)가 포트(120)에 안착되어 있는 반송차 교시장치(110)와의 상태를 측정해 보정값을 생성해 내부에 저장해 이용하는 것도 얼마든지 가능하므로 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 예를 들어, 반송차(100)는 반송차 교시장치(110)와의 상호 동작에 의해 상태 보정을 위해 핸드 타깃 플레이트(혹은 HOT 핸드)(200)를 조정할 수 있는데, 이때 반송차(100)가 보정값을 생성해 저장하는 것이다. 물론 본 발명의 실시예에서는 시스템 설계상 반송차 교시장치(110)가 측정해 보정 데이터를 반송차(100)에 전송하는 것이 바람직하다.
반송차(100)의 구성을 먼저 간략히 살펴보면, 반송차(100)는 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이 핸드부를 구성하는 핸드 타깃 플레이트(200)와, 해당 플레이트(200)에 체결되는 가이드 콘(Guide corn)(210)을 포함하여 구성될 수 있다. 가이드 콘(210)의 일측에는 타깃 마커를 포함하며, 이는 포트(120)에 안착되는 반송차 교시장치(110)와의 정렬을 위해 사용된다. 반송차(100)의 핸드 타깃 플레이트(200)는 자유로운 구동이 가능할 수 있다. 다시 말해 X, Y, Z축 방향으로의 이동뿐 아니라 각 축에서의 회전 동작도 가능하도록 구성된다. 다시 말해, 롤(roll), 피치(pitch) 및 요우(yaw) 동작이 가능하다. 따라서, 반송차(100)는 반송차 교시장치(110)에서 특정 포트(120)에 대한 상태 정보(혹은 보정 데이터)를 제공하면, 해당 정보를 근거로 해당 포트(120)에서 보정 동작을 수행할 수 있다. 가령 카세트 등의 반송물을 적재할 때 보정값을 반영하여 포트(120)에 적재시킬 수 있다. 타깃 마커는 타깃 얼라인 마크의 위치를 결정한다.
또한, 반송차 교시장치(110)는 도 2 내지 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이 박스 형태의 본체부(300)와, 본체부(300)의 상부에 구성되는 반송차 교시부(혹은 교시동작부, 플랜지부)(310)를 포함한다. 플랜지(FLANGE)는 관과 관, 관과 다른 기계 부분을 결합할 때 쓰는 부품을 의미한다. 반송차 교시장치(110)는 포트(120)에서 반송차 핸드까지 레이저 변위센서 등의 거리센서로 측정한 거리 값을 기준으로 모터로 렌즈를 구동하여 카메라(부) 즉 제1 카메라(315)에 가이드 콘(210)의 타깃 마커가 적정 크기로 들어오도록 자동 조절 후 자동으로 초점까지 조정한다. 또한, 레이저 레벨기(혹은 레벨기)(317)에서 차량 즉 반송차(100)의 방향으로 십자 레이저 빔을 (자동으로) 투사한다. 이때 레이저 빔은 자동으로 중력 방향에 맞추어 투사되므로 핸드가 호이스트 벨트로 내려오는 방향과 일치된다. 풉 형상의 본체부(300)의 상측 플랜지(FLANGE)에 십자 모양의 슬롯(solot)을 길게 만들어 레이저 빔이 풉의 센터(center)에서 상부로 투사될 수 있도록 설계하여 십자 모양 빔과 타깃 마커를 일치시킨다. 이와 같이 풉 형상의 장치로 설계함으로써 교시와 함께 바로 이적재 테스트가 가능하여 시간이 단축된다. 나아가 반송차 교시장치(110)는 컨트롤러에 무선 통신과 배터리를 구성하여 이동 편의성을 향상시키고, 교시와 동시에 반송차(100)의 데이터베이스(DB) 또는 저장부에 데이터를 바로 자동 저장시킬 수 있다. 가령 반송 표시장치(110)가 포트(120)에 안착된 후 십자 모양의 레이저 빔과 타깃 마커가 서로 일치하지 않을 때 서로 일치되도록 하는 값이 바로 보정값이 된다고 볼 수 있다. 따라서, 해당 포트(120)에서는 해당 보정값을 근거로 반송차(100)의 핸드 타깃 플레이트(200)의 상태가 조정된다고 볼 수 있다.
반송차 교시장치(110)는 기울기 센서를 포함할 수도 있다. 기울기 센서는 본체부(300)의 일측면에 구성될 수 있다. 기울기 센서를 통해 포트(120)에 반송차 교시장치(110)가 안착된 상태에서 X축과 Y축에 대한 기울기를 측정하는 것이 가능하다. 포트(120)에 안착된 상태에서 바닥면과 수평한 일측이 X축이면 그 X축에 수직한 방향은 Y축이 된다고 볼 수 있다. 따라서, 포트(120)의 바닥면에 대하여 반송차(100)를 향한 수직한 방향은 Z축이 된다. 또한, 거리 센서는 본체부(300)의 상측에 구비될 수 있으며, Z축의 변위 측정을 위해 레이저 거리 센서가 사용될 수 있다. 상측으로 레이저를 조사한 후 반송차(100)로부터 반사되어 수신되는 광을 측정해 거리를 계산할 수 있다. 더 정확하게는 핸드 타깃 플레이트(200)까지의 거리를 계산할 수 있다. 예를 들어, 속도를 알고 있는 경우 시간에 대하여 적분 연산하면 거리가 계산된다. 물론 그 반대의 경우에는 미분 연산을 통해 얻는다. 레이저와 관련해 초당 레이저의 전송 거리는 데이터시트(data sheet) 등을 통해 이미 알 수 있으므로, 연산 알고리즘에 이를 반영해 넣어 거리 계산시 이를 활용할 수 있다.
카메라(부)(315) 또한 본체부(300)의 상측에 구비되며, 상부 투시 카메라이다. 해당 상부 투시 카메라는 본 발명의 실시예에 따라 제1 카메라(315)가 될 수 있다. 제1 카메라(315)는 상부에 위치하는 반송차(100)의 타깃 마커를 촬영하며 자동 줌(zoom) 동작을 수행해 타깃 마커가 지정된 크기가 되도록 포커싱 동작을 수행한다. 즉 제1 카메라(315)는 레이저 변위 센서에 기반한 모터 구동 줌으로 피사체인 타깃 마커의 크기를 일정하게 확대나 축소가 가능하다. 이와 같이 제1 카메라(315)는 거리 센서에서 측정되는 거리에 따라 제1 카메라(315)의 모터 구동 렌즈를 움직여 즉 제어하여 타깃이 적정 크기로 보이도록 자동 줌 동작을 수행하여 타깃 마커에 포커싱한다. 도 4에서 볼 때, 제1 카메라(315)는 본체부(300)의 상부 가장자리 부위로 설치될 수 있다.
(자체 보정) 레이저 레벨기(laser leveler)(317)는 플랜지의 교차 라인 슬롯에 구성될 수 있다. 레이저 레벨기(317)는 포트(120)에 반송차 교시장치(110)가 안착된 상태에서 상부 레일 방향으로 레이저를 조사하여 포트(120)가 레일 방향과 평행한지 확인하기 위해 사용된다. 레이저 레벨기(317)는 수직한 교차 라인(Vertical Cross Lines)을 형성하도록 십자가 형태로 레이저를 조사한다. 이를 통해 가령 레일에 수직으로 조사된 레이저 라인에 공정장비(EQ) BCR(Bar Code Reader) 기준 라인을 맞추어 설치하는 것이 얼마든지 가능할 수 있다. 이의 과정에서 가령 BCR 브라켓을 이동시킬 수 있다. 풉 형상의 본체부(300)의 상측 또는 플랜지에 십자 모양의 슬롯을 절단하여 레이저 레벨기(317)의 수평, 수직선이 중력 방향과 동일하게 풉 상부의 중앙에서 타깃 플레이트에 투사될 수 있도록 형성한다. 중력 방향과 자동으로 일치하여 레이저 레벨기(317)의 빔이 투사되므로 장비 포트의 기울어짐에 상관없이 포트 티칭 기준선을 만들어 낼 수 있게 된다.
상기한 바와 같이 반송차 교시장치(110)는 반송차 교시부(310)를 통해 해당 포트(120)와 반송차(100)와의 상호 상태를 측정하여 가령 반송차(100)의 X, Y, Z축 및 각 축의 회전과 관련한 보정값을 계산하여 저장한 후 해당 데이터를 반송차(100)로 전송할 수 있다. 블루투스, 와이파이, 지그비 등의 근거리 무선통신을 수행하여 데이터를 전송한다.
나아가, 본 발명의 실시예에 따른 반송차 교시장치(110)는 본체부(300)의 하부면 즉 바닥면에는 포트(120)에 정렬될 수 있도록 안착홀이 형성될 수 있다.
포트(120)는 가이드 핀을 형성함으로써 반송차 교시장치(110)의 안착홀과의 접촉을 통해 정렬이 이루어지도록 한다. 물론 가이드 핀과 안착홀은 서로 반대로 형성되는 것도 얼마든지 가능하며, 다양한 형태로 형성될 수 있으므로 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 반송차 교시장치(110)는 십자 레이저 빔을 투사하는 레이저 레벨기(317)의 정중앙 부위에 상부 (버퍼) 포트 전용 카메라 즉 제2 카메라(319)를 포함하여 구성할 수 있다. 사이드 트랙 버퍼에는 무수히 많은 버퍼 포트들이 구비될 수 있다. 예를 들어, 무수히 많은 버퍼 포트들(예: 사이드, 하부, 상부 등) 중에서 상부 버퍼 포트에 대한 자동 교시 즉 티칭이 이루어질 때 본 발명의 실시에에서는 해당 버퍼 포트의 좌표를 인식하기 위한 전용 카메라 즉 제2 카메라(319)를 작동시킬 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 실시예에 따른 반송차 교시장치(110)는 줌 카메라의 제1 카메라(315)와 상부 포트 전용 카메라의 제2 카메라(319)를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 상부 버퍼 포트처럼 반송차(100)와 포트(120) 사이가 가까울 경우 또는 기준값보다 가까운 거리에 있을 때 줌 카메라 즉 제1 카메라(315)의 시야(FOV)에서 벗어나게 되어 좌표 인식을 할 수 없는 문제가 발생할 수 있다. 물론 그 시야라는 것은 제1 카메라(315)의 광각에 의해 결정되는 것이지만, 반송차 교시장치(110)가 상부 버퍼 포트에 안착되는 경우에는 본체부(300)의 상부 가장자리에 구비되는 제1 카메라(315)가 반송차(100)의 타깃 마커를 인식할 수 없게 되는 것이다. 즉 제1 카메라(315)에 타깃 플레이트(200)의 타깃 마커가 인식되어야 하지만, 인식을 할 수 없게 되는 것이다. 도 2의 (a)는 이의 상황을 잘 보여주고 있다. 이는 좌표인식을 위한 줌 카메라가 탑 플랜지 위치를 피해서 측면에 설치되어 있기 때문이다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 탑 플랜지의 중심부에 추가로 소형 카메라의 제2 카메라(319)를 설치하여 종래에 상부 버퍼 포트의 경우에 좌표 인식을 할 수 없는 문제를 해결할 수 있다. 탑 플랜지 중심부는 레이저 빔이 지나가는 자리인데 상부 포트 전용 카메라의 제2 카메라(319)는 레이저 빔과 간섭을 피해서 설치하는 것이 바람직하다. 도 2의 (b)는 상부 포트 전용 카메라가 줌 카메라와 함께 작동할 수 있는 상황을 보여주고 있다.
다시 말해, 본 발명의 실시예에 따른 반송차 교시장치(110)는 가령 레이저 변위 센서 등의 거리 센서에 의해 측정되는 포트부(120)와의 거리 등을 기반으로 제1 카메라(315)와 제2 카메라(319)를 자동으로 선택하여 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 반송차 교시장치(110)는 포트(120)에 안착된 상태에서 반송차(100), 더 정확하게는 타깃 마커와의 거리를 측정하여 측정값이 기준값보다 클 경우에는 줌 카메라의 제1 카메라(315)를 동작시킬 수 있으며, 기준값보다 작을 경우에는 상부 버퍼 포트 전용의 제2 카메라(319)를 선택하여 동작시킬 수 있다. 이와 같이 상부 포트 전용의 제2 카메라(319)를 통해 타깃 얼라인 마크의 시야를 확보할 수 있게 되는 것이다. 이는 다시 말해, 반송차 교시장치(110)가 상부 버퍼 포트에 안착되어 교시 동작을 수행할 때는 측정 거리값에 따라 제2 카메라(319)를 작동하여 십자 모양의 레이저 빔과 상측의 타깃 마커가 서로 일치하는지 감시하지만, 그 이외의 포트에서는 제1 카메라(315)를 통해 반송차(100)와 반송차 교시장치(110)의 정렬 여부를 감시할 수 있는 것이다.
상기한 내용 이외에도 본 발명의 실시예에 따른 반송차(100) 및 반송차 교시장치(110)는 다양한 구성 및 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 반송차(100)의 경우에는 타깃 마커가 형성되는 가이드 콘(210)의 경우 레이저 빔에 의한 반사광을 최소화하기 위하여 무광 검정색의 가이드 콘(210)이 사용될 수 있다. 이를 통해 반송차(100)와 반송차 교시장치(110)의 정렬 상태 측정시 레이저 빔과 타깃 마커의 일치 여부를 정확히 판단할 수 있다. 또한, 가이드 콘(210)의 주변으로는 다시 말해 핸드 타깃 플레이트(200)상에는 타깃 마커와 별도로 복수의 정렬 마크가 추가로 형성될 수 있다. 해당 정렬 마크는 선(line)이 아닌 사각형의 면 형태로 4개가 구성될 수 있다. 해당 정렬 마크를 활용하여 정렬 상태의 정확도 또는 정밀도를 향상시킬 수 있다. 예를 타깃 마커는 주 역할을 하는 마크라면 정렬 마커는 보조 마크가 될 수 있는 것이다. 특히 선 보다는 면 형태의 마크를 활용함으로써 해당 마크의 중심 등과의 일치 여부를 확인해 정밀도를 높일 수 있다. 예를 들어, 가이드 콘(210)의 외곽에서 해당 마크의 중심(점)과의 거리를 계산해 정확도를 확인할 수도 있을 것이다.
또한 반송차 교시장치(110)는 반송차(100)와의 정렬 상태를 측정하면서 그 측정에 따른 보정값을 생성할 수 있다. 다시 말해, 반송차(100)의 타깃 마커와 십자 모양의 레이저 빔의 일치 여부를 판단해 불일치할 때 서로 일치하기 위한 보정값을 생성하며, 해당 보정값은 이후에 반송차의 핸드 타깃 플레이트(200)의 상태를 조정하는 방식에 의해 타깃 마커와 레이저 빔의 일치가 이루어지게 된다. 이와 같이 정렬 상태를 측정할 때 반송차 교시장치(110)는 레이저 변위 센서와 근접 카메라와 줌 카메라를 자동 선택하는 것은 물론이거니와 천장에 설치된 공장 형광등 조명에 대한 역광 보정 동작을 수행할 수 있다. 이러한 역광 보정 동작이 없는 경우에는 타깃 마커와 레이저 빔의 일치 여부를 카메라 화상을 통해 판단하는 것이 어려울 수 있다. 따라서, 반송차 교시장치(110)는 가령 카메라로 촬영한 화상에서 타깃 마커와 레이저 빔의 일치 여부를 판단하기가 어렵다고 판단될 때 역광 보정 동작을 수행할 수 있는 것이다. 역광 보정 동작은 조명에 의한 효과를 줄여 타깃 마커와 레이저 빔이 선명하게 보이도록 하기 위한 동작이며, 이를 위하여 전체 화상에서 밝기 즉 휘도값을 감소시킬 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 역광 보정을 위하여 감마 보정을 수행할 수 있다.
통상 계조(gray level)는 64계조와 256계조가 있으며, 각 계조는 감마(gamma) 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 및 3.0 등 다양한 감마값이 사용된다. 예를 들어, 감마 2.0을 사용하지만, 역광 보정을 위해 1.5를 사용하는 등의 동작이 이루어질 수 있다. 감마값에 따라서 시야각 특성이 달라질 수 있으며 감마값을 낮게 설정하면 시야각이 커지는 효과가 있다. 물론 역광 보정을 위하여 감마 보정 이외에도 밝은 영역에서의 고속도 셔터와 어두운 영역에서는 저속도 셔터를 통합하여 구성함으로써 셔터를 이용하는 방식도 얼마든지 가능할 수 있다. 이를 위하여 반송차 교시장치(110)에 조도센서를 탑재하여 이를 이용하는 것도 얼마든지 가능할 수 있다. 물론 조도센서를 사용하지 않아도 촬영영상의 휘도값을 이용하는 것도 얼마든지 가능할 수 있으므로 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 조도값을 알면 밝은 영역에 있을 때 고속도 셔터를 작동시켜 정렬 동작을 수행하면 되는 것이다.
이외에도 반송차 교시장치(110)는 손상된 이미지에서 중심선을 찾기 위해 최적의 센터 라인 추적 기술로 레이저 좌표 추적 정밀도를 향상시키기 위한 동작을 수행할 수도 있다. 이후에 좀더 다루겠지만, 반송차 교시장치(110)는 센터 라인을 추적하기 위하여 보조 라인을 센터 라인의 양측에 형성하여 이를 통해 센터 라인의 추적 동작을 수행할 수 있다.
좀더 구체적으로 살펴보면, 도 6의 (a)는 이미지 왜곡 자동 보정을 설명하기 위한 도면, 도 6의 (b)는 손상된 이미지에서 정확한 중신선 찾기를 설명하기 위한 도면, 도 6의 (c)는 무광 흑색의 가이드 콘을 설명하기 위한 도면, 그리고 도 6의 (d)는 정렬 정확도를 향상시키는 정렬 마크를 설명하기 위한 도면이다.
도 6의 (a)는 이미지 왜곡 보정 기술을 적용하여 근접 촬영시 발생하는 왜곡 문제를 해결하는 것을 보여준다. 예를 들어, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 반송차 교시장치(110)는 상부 버퍼 포트와 같이 반송차(100)와 포트(120) 사이가 가까울 경우 탑 플랜지의 측면에 구비되는 줌 카메라를 통해서는 반송차((100)에 설치되는 타깃 마커의 좌표를 인식할 수 없게 된다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 탑 플랜지에 소형 카메라의 제2 카메라(319)를 추가로 설치하여 상부 버퍼 포트와 같은 상황에서도 타깃 마커의 좌표를 인식할 수 있게 되는 것이다. 물론, 이를 위하여 반송차 교시장치(110)는 포트의 자동 교시 동작을 수행할 때 거리를 측정하며, 해당 측정 거리를 근거로 상부 버퍼 포트 여부를 판단하여 제2 카메라(319)를 자동 선택하여 교시 동작을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 반송차 교시장치(110)는 조도 자동 강화 기술로 보조 카메라의 조명 없이도 어두운 현장 환경에 대응할 수 있을 것이다. 예를 들어, 반송차 교시장치(110)는 조도 센서 등을 통해 어두운 현장 환경의 조도를 측정할 수 있으며, 측정한 조도값을 근거로 제1 카메라(315)가 선택하여 동작 중일 때 제2 카메라(319)를 함께 작동시킬 수 있을 것이다. 또는 제2 카메라(319)를 위한 램프만 동작시킬 수도 있을 것이다. 나아가, 레이저 레벨기(317)의 레이저 빔을 함께 동작시키는 것도 얼마든지 가능할 수 있다.
도 6의 (b)는 최적의 센터 라인 추적 기술로 레이저 좌표 추적 정밀도를 향상(fit line of contour)시키는 과정을 보여주고 있다. 예를 들어 레이저 레벨기(317)는 수직한 교차 라인을 형성하도록 십자가 형태로 레이저를 조사한다. 이를 통해 가령 레일에 수직으로 조사된 레이저 라인에 공정장비(EQ) BCR 기준 라인을 맞추어 설치하는 것이 얼마든지 가능할 수 있다. 이의 과정에서 가령 BCR 브라켓을 이동시킬 수 있다. 풉 형상의 본체부(300)의 상측 또는 플랜지에 십자 모양의 슬롯을 절단하여 레이저 레벨기(317)의 수평, 수직선이 중력 방향과 동일하게 풉 상부의 중앙에서 타깃 플레이트에 투사될 수 있도록 형성한다. 중력 방향과 자동으로 일치하여 레이저 레벨기(317)의 빔이 투사되므로 장비 포트의 기울어짐에 상관없이 포트 티칭 기준선을 만들어 낼 수 있게 된다. 이의 과정에서 최적의 센터 라인을 추적하기 위한 기술이 적용될 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 반송 교시장치(110)는 레이저 변위 센서에 의한 근접 카메라와 줌 카메라를 자동 선택하여 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 자동 교시를 위한 무수히 많은 포트(120)들이 클린룸 내에 구비될 수 있다. 포트(120)는 또한 다수의 버퍼 포트들을 포함할 수도 있다. 따라서, 반송 교시장치(110)의 버퍼 포트들 중에서 반송차(100)와 거리가 근접한 상부 버퍼 포트의 경우에는 줌 카메라를 통해 반송차(100)의 타깃 마커가 인식되지 않을 수 있으므로, 기준값 이하의 근접 거리에서도 타깃 마커가 인식될 수 있도록 하는 근접 카메라를 작동시킬 수 있다. 물론, 근접 카메라의 경우에도 자동 초점 조정을 통해 타깃 마커가 지정 크기나 선명도로 인식이 될 때, 좌표 인식 동작을 수행할 수 있다.
나아가, 본 발명의 실시예에 따른 반송 교시장치(110)는 천장에 설치된 공장 형광등 조명에 대한 역광 보정 기능(gamma correction)을 적용할 수도 있다. 예를 들어 반송 교시장치(110)는 조도센서 등을 통해 조명에 대한 조도값을 획득할 수 있다. 그리고, 해당 조도값과 화소값과의 관계를 나타내는 데이터를 근거로 역광 보정 동작을 수행할 수도 있다. 물론 역광 보정 동작은 정렬 상태를 측정할 때 제1 카메라(315) 또는 제2 카메라(319)에 의해 촬영되는 촬영 이미지에서 지정된 값만큼 화소값의 휘도를 빼주는 것이 될 수 있다. 즉 감마값을 보정하는 것이다. 예를 들어 계조는 64계조와 256계조가 있으며, 각 계조는 감마 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 및 3.0 등 다양한 감마값이 사용된다. 예를 들어, 감마 2.0을 사용하지만, 역광 보정을 위해 1.5를 사용하는 등의 동작이 이루어질 수 있다.
도 6의 (c)는 무광 흑색의 가이드 콘을 설명하기 위한 도면이다. 반송차(100)의 경우 타깃 마커가 형성되는 가이드 콘(210)을 무광 흑색의 가이드 콘(600)으로 사용함으로써 반송 교시장치(110)는 자신이 투사하는 레이저 빔에 의한 반사광을 최소화하여 타깃 마커와 십자 모양의 레이저 빔의 일치 여부 판단시 정확도를 높일 수 있게 된다.
도 6의 (d)는 정렬 정확도를 향상시키는 정렬 마크를 설명하기 위한 도면이다. 타깃 마커는 반송차(100)의 가이드 콘(210)에 형성되지만, 정렬 마크(610)는 가이드 콘(210)의 주변에 형성될 수 있으며, 핸드 타깃 플레이트(200)에 형성될 수 있다. 반송 교시장치(1100는 타깃 마커와 십자 모양의 레이저 빔이 서로 일치하는지 판단하지만, 사각형의 면 형태로 형성되는 정렬 마크(610)를 통해서는 일치 여부를 판단할 수 있다. 반송 교시장치(110)는 도 6의 (d)에서와 같이 정렬 마크(610)를 선이 아닌 사각형 면의 형태로 4개를 표시하여 정렬 정밀도를 향상시킬 수 있다. 가령, 정렬 마크(610)는 가이드 콘(210)의 가장자리에서 면 형태의 정렬 마크(610)의 중심점까지의 거리를 측정하며 이때 가이드 콘(210)의 가장자리에 법선 벡터를 생성해 정렬 마크(610)의 중심점과 수직한 상태에서의 거리를 측정할 수 있을 것이다.
다시 정리해 보면, 본 발명의 실시예에 따른 풉 형상의 자동 교시 장치 및 시스템은, 레이저 변위 센서에 기반한 모터 구동 줌(Zooming)으로 피사체 즉 타깃 마커 크기를 일정하게 확대 또는 축소가 가능할 수 있다. 이때 자동 줌에 따라 자동 포커싱이 가능할 수 있다. 풉에 십자 모양의 슬롯을 커팅(cutting)하여 레이저 레벨기(317)의 수평, 수직선이 중력 방향과 동일하게 풉 상부 중심에서 타깃 플레이트에 투사될 수 있도록 동작한다. 나아가 자동으로 중력 방향과 일치하여 레이저 레벨기의 빔이 투사됨으로 장비 포트의 기울어짐에 상관없이 포트 티칭 기준선을 만들어 낼 수 있게 된다. 포트에 정렬될 수 있도록 교시용 장치의 바닥에 안착 홀을 설계할 수도 있다. 무엇보다 본 발명의 실시예에서는 상부 포트 전용 카메라를 적용하여 상부 버퍼 포트의 경우에도 교시가 정확히 이루어지도록 하며, 4각형 정렬 마크 형상을 이용하여 교시의 정확도를 높일 수 있다. 나아가 레이저 변위 센서를 통해 측정되는 거리를 바탕으로 근접 카메라와 줌 카메라가 자동 선택되도록 할 수도 있다. 이미지 보정 기술(예: Centroid line, 왜곡 이미지 보정, 조도 보정 기능 등)을 적용할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 반송차 교시 방법의 흐름도이다.
설명의 편의상 도 7을 도 1 내지 도 5와 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 반송차 교시장치(110)는 반송차(100)의 교시를 위해 박스형의 본체부(300)를 반송 시스템(90)의 포트(120)에 안착시킨다(S700). 여기서, 포트(120)는 공정장비(EQ) 포트와 사이드 트랙 버퍼마다 구비되는 포트를 포함할 수 있다. 여기서, 사이드 트랙 버퍼 포트는 바닥면에 대하여 서로 다른 높이에 위치할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 반송차(100)와 거리가 근접한 상부 버퍼 포트를 중요하게 고려할 수 있다.
또한, 반송차 교시장치(110)는 본체부(300)가 반송차(100)에 의해 포트(120)에 안착된 상태에서 본체부(300)와 반송차(100)의 정렬 상태를 측정하고, 측정한 결과를 근거로 포트(120)에 대하여 반송차(100)의 상태가 보정되도록 반송차(100)를 교시하며, 반송차(100)와의 거리를 근거로 제1 카메라(315)와 제2 카메라(319)를 선택적으로 자동 동작시켜 정렬 동작을 수행한다(S710).
예를 들어, 반송차 교시장치(110)는 사이드 트랙 버퍼마다 구비되는 상부 버퍼 포트를 제외한 나머지 포트(120)들에게 대하여는 제1 카메라(315) 즉 줌 카메라를 이용하여 정렬 동작을 수행할 수 있다. 해당 포트(120)들은 해당 위치에서 상측의 반송차(100)에 형성되는 타깃 마커가 제1 카메라(315)의 시야에 들어오기 때문이다. 반면, 상측 버퍼 포트에 반송차 교시장치(110)가 안착되는 경우에는 제1 카메라(315)에 타깃 마커가 포착이 되지 않으므로, 제2 카메라(319)가 작동할 수 있다. 제1 카메라(315)와 제2 카메라(319)의 화상을 통해 반송차 교시장치(110)에서 상측으로 투사하는 십자 모양의 레이저 빔과 상측의 타깃 마커의 십자가 서로 일치하는지를 판단할 수 있게 되는 것이다. 이에 따라 서로 불일치하게 될 때 서로 일치시키는 과정에서 차이값을 얻을 수 있으며, 이러한 차이값 즉 보정값은 후에 반송차(100)의 핸드 타깃 플레이트(200)의 상태를 조정 즉 보정하기 위해 사용되게 된다. 다시 말해, 반송차(100)가 상측 버퍼 포트에 반송물을 가지고 도착하게 될 때 기저장한 보정값을 근거로 핸드 타깃 플레이트(200)의 상태를 조정한 후 반송물을 하강시킬 수 있다. 이의 경우 오차에 대한 보정값이 반영된 상태이므로 반송물은 원하는 포트(120) 즉 상측 버퍼 포트의 정확한 위치에 안착시킬 수 있게 되는 것이다.
이외에도 본 발명의 실시예에 따른 반송차(100) 및 반송차 교시장치(110)는 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 기타 자세한 내용은 앞서 충분히 설명하였으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.
한편, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 비일시적 저장매체(non-transitory computer readable media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시 예를 구현할 수 있다.
여기서 비일시적 판독 가능 기록매체란, 레지스터, 캐시(cache), 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라, 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로, 상술한 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리 카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독가능 기록매체에 저장되어 제공될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
100: 반송차 110: 반송차 교시장치
120: 포트(부) 200: 핸드 타깃 플레이트
210: 가이드 콘 300: 본체부
310: 반송차 교시부(혹은 플랜지) 315: 제1 카메라
317: 레이저 레벨기 319: 제2 카메라
600: 무광 흑색 가이드 콘 610: 정렬 마크

Claims (19)

  1. 반송 시스템을 구성하는 다수의 포트(port)에 대한 자동 교시(teaching) 동작을 위해 주변장치로부터 상기 포트와의 정렬 상태와 관련한 보정 데이터를 수신하는 반송차; 및
    상기 주변장치로서 동작하여 상기 포트에 안착된 상태에서 상기 반송차와의 정렬(align) 상태를 측정하고, 상기 측정한 결과를 근거로 상기 포트에 대하여 상기 반송차의 상태가 보정되도록 상기 반송차를 교시하며, 상기 반송차와의 거리를 근거로 제1 카메라와 제2 카메라를 선택적으로 자동 동작시켜 정렬 동작을 수행하는 반송 교시장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 반송 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반송차는, 상기 정렬 상태를 측정하기 위해 사용하는 타깃 마커를 포함하는 가이드 콘(guide corn)을 포함하며, 상기 가이드 콘은 상기 반송 교시장치에서 상기 반송차의 방향으로 투사되는 레이저 빔에 의한 반사광을 줄이기 위해 무광 검정색의 가이드 콘이 사용되는, 반송 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 반송차는, 상기 정렬 상태의 측정시 정렬 정밀도의 증가를 위해 상기 가이드 콘의 주변으로 복수의 면 형태의 정렬 마커를 더 구비하여 사용하는, 반송 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반송 교시장치는, 상기 보정을 위한 보정값 생성시 천장에 설치되는 조명에 대한 역광 보정 동작을 수행하여 역광 보정을 적용한 보정값을 생성하는, 반송 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 반송 교시장치는, 상기 반송 교시장치를 구성하는 본체부의 상부 중앙부위에 제1 카메라를 설치하며, 상기 본체부의 상부 가장자리에 상기 제2 카메라를 설치하는, 반송 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 반송 교시장치는, 상기 포트에 안착된 상태에서 상기 반송차와의 거리가 기준값보다 작을 때 제1 카메라를 동작시키며, 상기 기준값보다 클 때 제2 카메라를 동작시켜 상기 정렬 상태를 측정하는, 반송 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 반송 교시장치는, 바닥면을 기준으로 서로 다른 높이에 설치되는 상기 다수의 포트에 대한 정렬 상태를 측정하는, 반송 시스템.
  8. 반송차의 교시를 위해 반송 시스템의 포트에 안착되는 박스형의 본체부; 및
    상기 본체부가 상기 반송차에 의해 상기 포트에 안착된 상태에서 상기 본체부와 상기 반송차의 정렬 상태를 측정하고, 상기 측정한 결과를 근거로 상기 포트에 대하여 상기 반송차의 상태가 보정되도록 상기 반송차를 교시하며, 상기 반송차와의 거리를 근거로 제1 카메라와 제2 카메라를 선택적으로 자동 동작시켜 정렬 동작을 수행하는 반송 교시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반송 교시장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 반송 교시부는, 상기 제1 카메라와 제2 카메라를 선택적으로 자동 동작시켜 바닥면을 기준으로 서로 다른 높이에 설치되는 상기 다수의 포트에 대한 정렬 상태를 측정하는, 반송 교시장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 반송 교시부는, 상기 본체부의 상부 중앙부위에 제1 카메라를 설치하며, 상기 본체부의 상부 가장자리에 상기 제2 카메라를 설치하는, 반송 교시장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 반송 교시부는, 상기 포트에 안착된 상태에서 상기 반송차와의 거리가 기준값보다 작을 때 제1 카메라를 동작시키며, 상기 기준값보다 클 때 제2 카메라를 동작시켜 상기 정렬 상태를 측정하는, 반송 교시장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 반송 교시부는, 상기 보정을 위한 보정값 생성시 천장에 설치되는 조명에 대한 역광 보정 동작을 수행하여 역광 보정을 적용한 보정값을 생성하는, 반송 교시장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 반송 교시부는, 상기 정렬 상태의 측정을 위한 타깃 마커를 포함하여 상기 반송차에 설치되는 가이드 콘의 주변으로 구비되는 복수의 면 형태의 정렬 마커를 더 활용하여 상기 정렬 상태를 측정하는, 반송 교시장치.
  14. 반송차의 교시를 위해 박스형의 본체부를 반송 시스템의 포트에 안착시키는 단계; 및
    상기 본체부가 상기 반송차에 의해 상기 포트에 안착된 상태에서 상기 본체부와 상기 반송차의 정렬 상태를 측정하고, 상기 측정한 결과를 근거로 상기 포트에 대하여 상기 반송차의 상태가 보정되도록 상기 반송차를 교시하며, 상기 반송차와의 거리를 근거로 제1 카메라와 제2 카메라를 선택적으로 자동 동작시켜 정렬 동작을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반송차 교시방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 정렬 상태를 측정하는 단계는,
    상기 제1 카메라와 제2 카메라를 선택적으로 자동 동작시켜 바닥면을 기준으로 서로 다른 높이에 설치되는 상기 다수의 포트에 대한 정렬 상태를 측정하는, 반송차 교시방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 정렬 상태를 측정하는 단계는,
    상기 본체부의 상부 중앙부위에 제1 카메라를 설치하며, 상기 본체부의 상부 가장자리에 상기 제2 카메라를 설치하여 정렬 상태를 측정하는, 반송차 교시방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 정렬 상태를 측정하는 단계는,
    상기 포트에 안착된 상태에서 상기 반송차와의 거리가 기준값보다 작을 때 제1 카메라를 동작시키며, 상기 기준값보다 클 때 제2 카메라를 동작시켜 상기 정렬 상태를 측정하는, 반송차 교시방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 교시하는 단계는,
    상기 보정을 위한 보정값 생성시 천장에 설치되는 조명에 대한 역광 보정 동작을 수행하여 역광 보정을 적용한 보정값을 생성하는, 반송차 교시방법.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 정렬 상태를 측정하는 단계는,
    상기 정렬 상태의 측정을 위한 타깃 마커를 포함하여 상기 반송차에 설치되는 가이드 콘의 주변으로 구비되는 복수의 면 형태의 정렬 마커를 더 활용하여 상기 정렬 상태를 측정하는, 반송차 교시방법.
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