(57)【要約】  本発明は、天井式区画間荷物処理システム、床式区画内材料取扱システムを有する製造設備内でコンテナを管理するストッカを含む。一実施形態では、ストッカは、少なくとも一つのコンテナを貯蔵するコンテナ貯蔵領域、天井式搬入コンベア、床べースのコンベア、及びロボット機構を含む。ストッカの床式コンベアは、搬出コンベア、搬入コンベア、又はこれらの両方を含んでもよく、ストッカのコンテナ貯蔵領域と床式区画内材料取扱システムとの間でコンテナを移動させる。ロボット機構は、天井式搬入コンベア、コンテナ貯蔵領域、及び床式コンベアの間でコンテナを移動させる。
2009500266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンテナをツール区画間で移動させるための天井式区画間材料搬送システムと、
コンテナをツール区画内で移動させるための床式区画内材料搬送システムとを有する半導体製造設備内のストッカであって、
少なくとも一つのコンテナを貯蔵するコンテナ貯蔵領域と、
コンテナを前記天井式区画間材料取扱システムから受け取るようになっており、且つ前記コンテナを前記コンテナ貯蔵領域の中へ移動させる天井式搬入コンベアと、
前記コンテナ貯蔵領域と前記床式区画内材料取扱システムの間でコンテナを移動させるための床式コンベアと、
前記天井式搬入コンベア、前記コンテナ貯蔵領域、及び前記床式コンベアの間でコンテナを移動させるためのロボット機構と、を備えること、
を特徴とするストッカ。
【請求項２】
前記コンテナ貯蔵領域は、複数のコンテナ貯蔵棚を備える、
請求項１記載のストッカ。
【請求項３】
前記ロボット機構は、前記複数のコンテナ貯蔵棚の間でコンテナを移動させる、
請求項２記載のストッカ。
【請求項４】
前記天井式搬入コンベアと前記床式区画内材料取扱システムとの間でコンテナを搬送するための垂直搬送モジュールをさらに含む、
請求項１記載のストッカ。
【請求項５】
前記床式コンベアは、コンテナを前記床式区画内材料処理システムから前記コンテナ貯蔵領域の中に移動させるための搬入コンベアからなる、
請求項１記載のストッカ。
【請求項６】
前記床式コンベアは、コンテナを前記コンテナ貯蔵領域から前記床式区画内材料取扱システム上に移動させるための搬出コンベアからなる、
請求項１記載のストッカ。
【請求項７】
前記天井式搬入コンベアは、さらに、コンテナを前記垂直搬送モジュールに移動させるようになっている、
請求項４記載のストッカ。
【請求項８】
コンテナをツール区画間で移動させるための天井式区画間材料取扱システムと、
コンテナをツール区画内で移動させるための床式区画内材料取扱システムと、を有する半導体製造設備内のストッカであって、
コンテナ貯蔵領域と、
コンテナを前記天井式区画間材料処理システムから受け取り、前記コンテナを前記コンテナ貯蔵領域に移動させるための天井式搬入コンベアと、
コンテナを前記コンテナ貯蔵領域の外に移動させるための天井式搬出コンベアと、
コンテナを前記床式区画内材料取扱システムから前記コンテナ貯蔵領域に移動させるための床式搬入コンベアと、
コンテナを前記コンテナ貯蔵領域から前記床式区画内材料取扱システム上に移動させるための床式搬出コンベアと、
前記天井式搬入コンベア、前記天井式搬出コンベア、前記床式搬入コンベア、前記床式搬出コンベアの間、及び前記コンテナ貯蔵領域内でコンテナを移動させるためのロボット機構と、を備えること、
を特徴とするストッカ。
【請求項９】
前記コンテナ貯蔵領域は、複数のコンテナ貯蔵棚を備える、
請求項８記載のストッカ。
【請求項１０】
前記ロボット機構は、前記複数のコンテナ貯蔵棚の間でコンテナを移動させる、
請求項９記載のストッカ。
【請求項１１】
材料取扱システムに従った、積込領域部分とストッカの間でのコンテナの移動を最適にする方法であって、
（ａ）複数のコンテナを受け入れるために前記材料取扱システムの前記積込領域部分を準備するステップと、
（ｂ）前記荷物処理システムの前記積込領域部分上に複数のコンテナを並行に積み込むステップと、
（ｃ）ステップ（ｂ）で積み込まれたコンテナを、ストッカの近くに移動させるステップと、
（ｄ）ステップ（ｃ）で前記ストッカに移動させたコンテナを、前記材料取扱システムから前記ストッカに積み込むステップと、を備えること、
を特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にコンテナ貯蔵システムを含む。より具体的には、本発明は、複数のコンテナ搬入／搬出システムを有するストッカを含む。
【背景技術】
【０００２】
例えば、前面開口統一ポッド（ＦＯＵＰｓ）、及び標準機械的インターフェイス（ＳＭＩＦ）ポッド等のコンテナ２を、半導体製造設備（ｆａｂ）内の加工用ツール１０又は積込ポート１２に配送することはコスト高である。ＦＯＵＰ及びＳＭＩＦを運ぶ一つの方法としては、自動材料処理システム（ＡＭＨＳ）がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＡＭＨＳ又は輸送システムは、半導体製造設備内でコンテナ又は半導体ウェハカセット若しくはフラットパネル（ここでは、全てコンテナと称せられる）を移動させる。半導体製造設備内でのコンテナの移動は、各ツール区画内（例えば、図１の区画Ｂ１及びＢ２）（区画内ＡＭＨＳ：一般的には区画内でコンテナを移動させ、そしてコンテナをツール位置に配送する輸送システムを含む）、及びツール区画間（区画間ＡＭＨＳ：複数の加工ツールの区画を接続する中央通路に沿ってコンテナを移動させる輸送システムを含む）である。半導体製造設備は、コンテナを貯蔵するためのストッカを、しばしば含む。可能な限り加工ツールから加工ツールまでコンテナを直接配送することによって、ＡＭＨＳの交通の遅延を減少させることが望ましい。ＡＭＨＳのどんな部分の不十分な処理能力により、ＡＭＨＳの他の部分は潜在能力よりも低い処理能力を有する、何故ならば、不適当な部分が他の部分に連続的に接続されるからである。
【０００４】
コンテナは、加工ステップが完了した後にストッカにしばしば運ばれ、その後、ツールの準備が整ったときに取り出されて、他のツールに運ばれる。在来のストッカの限られた処理量は、ストッカからコンテナを運び、且つ取り出すシステムの全体の処理能力を制限する。かくして、ＡＭＨＳの全体の処理能力はストッカの処理量に制限される。例えば、特定のストッカのピークの区画間搬送処理量は、１時間当たり７００個のコンテナ又はＡＭＨＳの移動である。このストッカが、双方向搬送のための２つの材料取扱システムによってアクセスされるならば、その特定のストッカについて、一時間当たり１４００個のコンテナの移動の潜在的なピークの区画間移動速さは、理論的に達成される。このストッカが、一時間当たり７００個のコンテナ移動ピーク能力を有する区画間ＡＭＨＳ又は他の搬送システムを備える他のツール区画に、さらに接続されるならば、ストッカのためのピーク移動速さは、一時間当たり２１００個のコンテナ移動まで達することができる。在来のストッカは、平均２０秒当たり一つのコンテナを移動することしかできず、ストッカのピーク処理量を、半導体製造設備によって要求されるかもしれないものより遥かに少ない、一時間当たり１８０個のコンテナ移動に制限する。
【０００５】
たとえ、区画の処理量を考慮するに過ぎず、また、ストッカが区画へのコンテナの流れを取り扱うに過ぎないとしても、ピークの要求は、一時間当たり１４００個の移動（区画間から一時間当たり７００個の移動、区画内へ一時間当たり７００個の移動）である可能性がある。この状況により、区画内の高い潜在的な処理量を、ストッカによって厳しく制限される可能性がある。
【０００６】
或るタイプの在来のＡＭＨＳ又は輸送システムは、天井輸送（ＯＨＴ）システムである。ＯＨＴシステムでは、ＯＨＴ車両は、ＦＯＵＰを、製造施設の床より約９００ｍｍの高さにある積込ポートの運動プレート上に降ろす。ＯＨＴシステムは、ＦＯＵＰをこれら積込ポートに運ぶために、天井に取り付けられた精巧な線路、及びケーブルホイスト車両を用いてＦＯＵＰをこれら積込ポートに運ぶ。水平移動、ケーブルホイストの伸長、及び単一方向の操作の組み合わせは、ＦＯＵＰを加工ツールの間で迅速に輸送するために調整されなければならない。ＯＨＴシステム内の最適な効率のために、ＯＨＴ車両は、加工ツールが積み込んだり積み降ろしたりする必要があるとき瞬時に利用できなければならない。これは、常に可能ではない。
【０００７】
他の非コンベア式ＡＭＨＳ、又は半導体製造設備全体にわたってコンテナを移動させる車両（例えば、自動誘導車両（ＡＧＶ）システム、レール誘導車両（ＲＧＶ）システム、天井シャトル（ＯＨＳ）システム等）を使用する輸送システムは、空の車両並びに配送をしている荷積み車両の移動及び利用可能性を管理するＡＭＨＳスケジュールシステムを要求する。スケジュールシステムのこの重い負担の結果、空の車両が積み込み位置に誘導され、非生産性の空の車両の移動により追加の交通混雑が生じるので、しばしば、コンテナ積み込み遅れが生じる。ＯＨＴ車両でも同様の遅延が生じる。ＯＨＴ車両は、例えばコンテナの積み込み又は積み降ろしステップを完了するのに１５秒かかり、この積み込み／積み降ろし時間の間は、コンテナの交通は、ＡＭＨＳのその位置で妨げられる。これらの要素が組み合わさって、車両式区画内ＡＭＨＳを、例えば、多くの場合一時間当たり１００から２００個の移動に制限する。これは、在来のストッカの能力と大きなずれをもたらさない。しかしながら、多数のツール区画は、在来のストッカ／ＯＨＴ構造では満たすことができない、より高い処理量を要求する。
【０００８】
従って、半導体製造設備内の、改良された、高処理量ストッカ又はコンテナ貯蔵システムの要求がある。本発明は、そのようなストッカ及びシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一つの側面は、コンテナがストッカに到着した後に、コンテナが天井式区画間コンベア上で、待つ又は遊ぶ時間を最小にするストッカを提供することにある。一実施形態では、ストッカは、天井式区画間コンベアに隣接した、天井式搬入コンベアを含む。搬入コンベアは、例えば一度に複数のコンテナを貯蔵し、ストッカに到着したコンテナを搬入バッファコンベアに即座に移動させる。他の実施形態では、天井式区画間コンベアは、二段階のコンベアシステムを含む。この場合、ストッカは、天井式区画間コンベアの各段階に設けられた搬入コンベアを有するのがよい。
【００１０】
本発明の他の側面は、天井式区画間コンベアか床式区画内コンベアの何れかのために設けられたの搬入及び搬出緩衝能力を含むストッカを提供することにある。一実施形態では、ストッカは、コンテナをストッカのコンテナ貯蔵領域の外に移動させ、床式区画内コンベア上に載せるための床式搬出コンベアを含む。ストッカは、コンテナを床式区画内コンベアからストッカのコンテナ貯蔵領域へ移動させるための床式搬入コンベアをさらに含む。天井式搬入コンベアは、コンテナをストッカのコンテナ貯蔵領域か垂直モジュールの何れかに移動させることができる（ストッカを効果的に迂回する）。一実施形態では、天井式搬入コンベアは、複数のコンテナを貯蔵し、天井式区画間コンベアから移動されたコンテナのための緩衝領域を提供する。ストッカは、また、ストッカを出るコンテナを、該コンテナが天井式区画間コンベアに移動される前に緩衝させるための天井式搬出コンベアを含んでもよい。
【００１１】
本発明のさらなる側面は、急送される優先度の高いコンテナの急行配送を助けるストッカを提供することにある。一実施形態では、ストッカは、コンテナを天井式区画間コンベア、又は天井式搬入コンベアから、床式区画内コンベアに直接移動させる垂直モジュールを含む。換言すれば、コンテナは、床式コンベアに移動させるために、ストッカのコンテナ貯蔵領域に入る必要がない。他の実施形態では、垂直モジュールは、棚に載置されたコンテナをＯＨＴ車両から直接、床式コンベアに移動させることもできる。
【００１２】
本発明の他の側面は、コンテナの群を、天井式区画間コンベアからストッカに同期化させ、且つ配送する方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
一例として本発明を、ＦＯＵＰを輸送することに関連して説明する。本発明の様々な実施形態は、ＳＭＩＦポッド、レチクルコンテナ、フラットパネルディスプレイ搬送装置、又はその他のコンテナ又は加工用ツールを取り扱うシステムに使用され、及び／又は適応されてもよい。コンテナは、限定されないが、任意の大きさの半導体回路基板（例えば、５０ｍｍ乃至５００ｍｍのウエハー）を含む品物を支持するための任意の構造と定義される。一例として、コンテナは、物品にアクセスすることができ（例えば、ＦＰＤ輸送）、開放容積、又は機械的に開閉可能なドアを有するコンテナ（例えば、底面開口ＳＭＩＦポッド及びＦＯＵＰ）からなる構造を含む。積込ポートは、コンテナを取り扱ういかなるインターフェイス機器と定義される。
【００１４】
様々な実施形態の説明の便宜のために、本発明をコンベアに関連して説明する。本発明は、勿論、他のＡＭＨＳ又はＯＨＴ車両、天井シャトル（ＯＨＳ）、ＲＧＶ、若しくはＡＧＶのような他の輸送システムと共に作動する。本発明の様々な実施形態を説明する目的で、「天井式」は、積込ポートのコンテナの積み込み高さと同じ又はそれ以上の高さを定義するものである。また、「床式」は、積込ポートの積み込み高さよりも低い高さを定義するものであり、半導体製造設備の床の下を含む。
【００１５】
図１は、製造施設内のコンテナ２の全体の処理量を向上させるために、本発明の様々な構成部品を利用するＡＭＨＳ１００を示す。ＡＭＨＳ１００は、第１の天井式区画間コンベア２０ａ、第２の天井式区画間コンベア２０ｂ、複数の床式区画内コンベア３０、２つのツール区画Ｂ１、及びＢ２、複数の天井式バッファコンベア１２２、並びに複数のレーンジャンパー１２０を含む。本実施形態では、２つの天井式コンベア２０は、垂直に積み重ねられ、各々は、コンテナ２を一方向に移動させる（図１の矢印で示すように）。各天井式コンベア２０は、双方向性であってもよい。図１に示す各ツール区画は、二つの積込ポート１２を有する加工ツール１０を含む。各ツール区画は、一つ以上の加工ツール１０を有していてもよく、各加工ツールは、どんな数の積込ポート１２を有していてもよい。
【００１６】
コンベアは、コンテナを直線誘導方法で押すことができるホイール、ローラ、ベルト又はスライドのどんなシステムからなってもよい。例えば、天井式コンベア２０は、各々、コンテナを異なる速さで移動させるように、或いは他のコンテナがコンベアで移動している間ずっと静止しているように、独立して制御される速度及び方向を有する個々の部分を含む、非同期でよい。
【００１７】
図１は、４つの床式コンベア３０を示す。床式コンベア３０Ａは、ツール区画Ｂ１から天井式コンベア２０までの経路を提供する。床式コンベア３０Ｂは、ツール区画Ｂ２から天井式コンベア２０までの経路を提供する。これら２つの区画内コンベア３０Ａ及び３０Ｂは、各々ツール区画Ｂ１及びＢ２内の積込ポート１２間でコンテナを輸送する。床式コンベア３０Ｃ、及び３０Ｄは、同様の方法で作動する。床式コンベア３０Ｃは、天井式コンベア２０までの経路を提供する。床式コンベア３０Ｄは、天井式コンベア２０から離れる経路を提供する。
【００１８】
図１は、４つの垂直モジュール１０２も示す。各垂直モジュール１０２は、天井式コンベア２０と床式コンベア３０との間でコンテナを移動させる。垂直モジュール１０２は、コンベア（天井式又は床式）と貯蔵棚との間でコンテナ２を移動させてもよい。垂直モジュール１０２の様々な実施形態が、アシストテクノロジー社に譲渡されている「高処理量ＡＭＨＳ用モジュラーターミナル」と題する米国出願第１１／４３３，９８０に説明されており、この米国出願をここに援用する。垂直モジュール１０２Ａは、いずれかの天井式コンベア２０と床式コンベア３０Ａとの間でコンテナ２を輸送する。垂直モジュール１０２Ｂは、いずれかの天井式コンベア２０と床式コンベア３０Ｂとの間でコンテナ２を輸送する。垂直モジュール１０２Ｃは、いずれかの天井式コンベア２０と床式コンベア３０Ｃとの間でコンテナ２を輸送する。垂直モジュール１０２Ｄは、いずれかの天井式コンベア２０と床式コンベア３０Ｄとの間でコンテナ２を輸送する。
【００１９】
また、システム１００は、３つのバッファコンベア１２２をも含む。コンテナ２がバッファコンベア１２２と天井式コンベア２０との間で容易に移送されるように、各バッファコンベア１２２は、天井式コンベア２０に隣接する。図１に示すように天井式コンベア２０が二重レベルのコンベアからなるならば、バッファコンベア１２２は、各コンベアのレベルに隣接して配置されるのがよい。この形態では、第１のバッファコンベア１２２Ａは、天井式コンベア２０ａに隣接した高さに配置され、且つ垂直モジュール１０２Ａと垂直モジュール１０２Ｂとの間で水平に整合される（平面図で）。第２のバッファコンベア１２２Ｂも同様に、天井式コンベア２０ａに隣接した高さに配置され、且つバッファコンベア１２２Ｂの一端１２４が、垂直モジュール１０２Ｂの近くに配置されるように水平に整合される。第３のバッファコンベア１２２Ｃは、天井式コンベア２０ａに隣接した高さに配置され、且つ垂直モジュール１０２Ｃと垂直モジュール１０２Ｄとの間で水平に整合される（平面図で）。
【００２０】
レーンジャンパー１２０は、天井式コンベア２０とバッファコンベア１２２との間でコンテナ２を移動させる。レーンジャンパー１２０は、コンテナを２つの平行なコンベアの間で移送するどんな機構からなってもよい。例えば、第１のコンベア上のコンテナを掴んで持ち上げ、次いで、第２のコンベアの上に移動させ、そこで第２のコンベア上に降ろす機構である。これらの移動は、シングル又はマルチセグメントアーム、又は直線的な滑路によって成し遂げられる。さらには、コンテナを下から持ち上げるために別個の機構を使用してもよく、横方向移送機構の設計においてより多くのバリエーションを可能にする。
【００２１】
図１は、コンテナを天井式コンベア２０からバッファコンベア１２２Ａ上に移動させるためのレーンジャンパー１２０Ａ、及びコンテナをバッファコンベア１２２Ａから天井式コンベア２０上に移動させるためのレーンジャンパー１２０Ｂを示す。バッファコンベア１２２Ｂは、コンテナを天井式コンベア２０からバッファコンベア１２２Ｂ上に移動させる、一つのレーンジャンパー１２０Ｃを含む。レーンジャンパー１２０Ｄは、天井式コンベア２０上のコンテナをバッファコンベア１２２Ｃに移動させ、レーンジャンパー１２０Ｅは、コンテナを、バッファコンベア１２２Ａから天井式コンベア２０上に戻す。
【００２２】
各レーンジャンパー１２０は、好ましくは、搬入バッファ１２２の搬入端部に配置され、バッファコンベア１２２の他方の端部に配置された垂直モジュール１０２の作動から独立して、入ってくるコンテナを区画間コンベア２０から持ち上げる。レーンジャンパー１２０は、区画間コンベア交通の遅延を最小にする、なぜならば、レーンジャンパー１２０がコンテナ２を持ち上げてコンテナを区画間交通から離して移動させている間だけ、交通が妨害されるに過ぎないからである。レーンジャンパーの横運動は、横運動がバッファコンベア１２２に達する前であっても、移送しているコンテナが区画間の交通から離れるときに信号を出すことができるセンサ又は位置監視回路を含むのがよい。
【００２３】
搬入バッファ、例えば、バッファコンベア１２２Ｂの長さは、好ましくは複数のコンテナの待ち行列を可能にするのに十分に長い。天井式コンベア２０に隣接して複数のコンテナを緩衝する能力は、区画間コンベア２０からのコンテナの積み降ろし速さが、コンテナが垂直モジュール１２０Ｂによりバッファコンベア１２２Ｂから出る速さを上回ったときの時間に順応する。例えば、垂直モジュール１０２Ｂは、一時的に、天井式コンベア２０からバッファコンベア１２２Ｂへのコンテナの移送の速さに遅れることはできない、或いは設備制御システムが、バッファコンベア１２２Ｂの積み込みを要求しているほど高い速さで、ツールを積み込むことを設備制御システムが要求していない。
【００２４】
システムは、他の緩衝特徴を提供する。例えば、ツール区画Ｂ１を出るコンテナ２は、必要であれば、出口垂直モジュール１０２Ａの前で床式コンベア３０Ａ上で行列を作ってもよい。出口垂直モジュール１０２Ａは、垂直モジュール１０２Ａと１０２Ｂの間に配置されたバッファコンベア１２２Ａまでコンテナ２を移送することができる。ついにはコンテナ２は、区画間コンベア２０に最小の交通遅延を引き起こし、又は交通遅延を全く引き起こさないときに、レーンジャンパー１２０Ｂによって、区画間コンベア２０上を逆送される。垂直モジュール間に配置されたコンベアのこれらの部分（例えば、バッファコンベア１２２Ａ，１２２Ｃ）は、優先度の高いコンテナ（「ホットロット（hot lot）」）のため、又は区画内の他のツールにより加工されるためにコンテナを搬入垂直モジュール（例えば、垂直モジュール１０２Ｂ，１２０Ｄ）に移送するための入り口としても使用することができる。さらに、コンテナがツールに積み込まれるまで、この方法で連続ループに流れることも可能である。
【００２５】
図２は、バッファコンベア１２２Ｂの代わりにストッカ２００（より詳細は後述）を有する、図１のシステム１００を示す。ストッカ２００は、在来のストッカの基本的な機能の多くを含む。一実施形態では、ストッカ２００は、ストッカ２００（例えば、コンテナ貯蔵領域）内に配置された貯蔵棚の壁にアクセスするために水平に及び垂直に移動するロボット機構（図示せず）を含む。このようなロボット機構は、半導体産業ではよく知られており、従って、ロボット機構のさらなる説明は必要ない。在来のストッカの一つの欠点は、区画間コンベア２０でのストッカに到着するときに、ロボット機構がコンテナ貯蔵領域内でコンテナを移送しているかもしれないことである。例えば、コンテナが到着する直前にストッカのロボット機構が移送動作を丁度開始したとすれば、ロボット機構が区画間コンベア２０で待機しているコンテナを自由に回収する１０乃至３０秒前であるかもしれない。その待機時間中、区画間交通は停止され、恐らく、コンベア２０上で渋滞する。この効率の悪さは、本来備わっているコンベアの固有の高い処理量を低下させる。
【００２６】
図２は、コンテナをツール区画Ｂ２に移動させる、床式コンベア３０Ｂと共に作動しているストッカ２００を示す。ストッカ２００は、コンテナをツール区画Ｂ１の外に移動させる床式コンベア３０Ａに隣接して配置されてもよい。ストッカ２００を床式コンベア３０Ａ及び３０Ｂの両方と共に作動することも本発明の範囲内である。
【００２７】
図３は、ストッカ２００をより具体的に示す。図３の実施形態では、ストッカ２００は、ハウジング２０２、第１の天井式コンベア２０４、第２の天井式コンベア２０６、及び床式コンベア２０８を含む。コンテナは、コンテナ貯蔵領域を構成するハウジング２０２内に貯蔵される。ストッカ装置内のコンテナ貯蔵部（例えば、ストッカ棚）は、半導体技術で良く知られており、従って、更なる説明は必要ない。一例として、コンテナ貯蔵領域は、「ＳＭＩＦポッド貯蔵、搬送及び回収システム」と題し、アシストテクノロジー社に譲渡され米国特許第６，５７９，０５２号に開示されたようなシステムと同様のシステムを含んでもよく、その米国特許はその全体がここに援用される。
【００２８】
ストッカ２００は、各区画間コンベア２０のために設けられた天井式搬入コンベアを含む。第１の天井式搬入コンベア２０４は、好ましくは、区画間コンベア２０ａと同じの高さ又は高度に配置される。第２の天井式搬入コンベア２０６は、好ましくは、区画間コンベア２０ｂと同じの高さ又は高度に配置される。各搬入コンベアは、他の高さに配置されてもよい。しかしながら搬入コンベア２０４を区画間コンベア２０ａと略同じ高さに配置することは、搬入コンベア２０４と区画間コンベア２０ａとの間でコンテナ２を移送するために、レーンジャンパ１２０による僅かな移動を要求する。
【００２９】
搬入コンベア２０４及び２０６は、好ましくは、ストッカのコンテナ貯蔵領域の中へ延びる。例えば、搬入コンベア２０４は、ハウジング２０２の外側又は外部に配置された第１セクション２０４ａ、及びハウジング２０２内に配置された第２セクション２０４ｂを含む。この方法により、ストッカのロボット機構（図示せず）は、搬入コンベア２０４の内部セクション２０４ｂに配置されたコンテナに接近することができる。搬入コンベア２０６は、好ましくは搬入コンベア２０４と同じ特徴を含む。搬入用コンベア２０４及び２０６の他の構成が存在するかもしれず、そして、各搬入コンベアは、等しい必要はなく、或るいは同じ特徴を有する必要はない。
【００３０】
搬入コンベア２０４は、コンテナを開口２０３を通ってハウジング２０２の中へ（矢印２２０参照）移動させることができ、或いはストッカのハウジング２０２から遠ざける（矢印２２２参照）ことができる。一旦、コンテナ２がハウジング２０２内に入ると、ストッカのロボット機構は一時的に、搬入コンベア２０４，２０６、床式コンベア２０８、及びコンテナ貯蔵領域又はハウジング２０２内に配置された格納棚（図示せず）の間でコンテナを移動させることの責任を負う。
【００３１】
床式コンベア２０８は、搬出コンベアか搬入コンベアのいずれかからなるのがよい。何れにしても、好ましくは、床式コンベア２０８は、床式コンベア３０と実質的に同じ高さ又は高度に配置される。コンベア２０８が搬出コンベアからなるならば、ロボット機構は、搬出コンベア２０８上にコンテナ２を移動させ、搬出コンベア２０８は、コンテナ２を開口２２４を通って区画内コンベア３０に移動させる。コンベア２０８が搬入コンベアからなるならば、搬入コンベア２０８は、コンテナ２を区画内コンベア３０から開口２２４を通ってストッカのコンテナ貯蔵領域へ移動させる。次いで、ストッカのロボット機構は、ストッカのコンテナ貯蔵領域内でコンテナを移動させ始める。
【００３２】
図３は、区画内コンベア３０が双方向コンベア（矢印３３を参照）であることを示す。かくして、コンベア２０８も、双方向コンベアからなるのがよい。コンベア３０が、一方向コンベアからなるならば、コンベア２０８は、区画内コンベア３０の方向に依存して、搬入又は搬出コンベアからなるであろう。搬出コンベア２０８は、どんな長さを有してもよく、好適な実施形態では、一度に一つ以上のコンテナを同時に貯蔵するのがよい。
【００３３】
ストッカのコンベアの各々は、図１及び２に示すバッファコンベア１２２と同様のコンテナバッファシステムを提供するのがよい。好適な実施形態では、搬入コンベア２０４及び２０６、並びにコンベア２０８は、各々、一度に一つ以上のコンテナを貯蔵するのがよい。各ストッカコンベアの長さは変化してもよい。
【００３４】
ストッカ２００の図３の実施形態は、垂直モジュール１０２を含む。垂直モジュール１０２は、搬入コンベア２０４、搬入コンベア２０６、及び床式コンベア３０の間でコンテナ２を輸送する。コンテナ２が例えば搬入コンベア２０４に置かれた後、搬入コンベア２０４は、コンテナ２をストッカ２００内に搬送してもよいし、或いは垂直モジュール１０２に移送してもよい。コンテナ２を垂直モジュール１０２に移送することは、ストッカ２００を迂回し、床式コンベア３０への至急移送を提供する。さもなければ、コンテナ２は、床式コンベア３０に達するために、ストッカ２００の中を走行しなければならない。垂直モジュール１０２は、コンテナを搬入コンベア２０４，２０６から垂直モジュール１０２に直接移送するための別個のレーンジャンパー１２０、又は他の移送装置の必要性を排除する。ストッカ２００は、好ましくは、垂直モジュール１０２とコンベア２０８との間でコンテナ２を移動させるための移行用コンベア２２６を含む。
【００３５】
在来のストッカは、出入りするコンテナが通らなければならない一つの開口を含む。ストッカ２００の処理量の効率を最適にするために、ストッカ２００は、搬出コンベア２０８が床式コンベア３０にコンテナを積み込む（又はコンベア２０８がコンテナ貯蔵領域にコンテナを搬入する）地点、及びコンテナが搬入コンテナ２０４及び２０６に積み込まれる地点でコンテナ交通を調整することに関与するコンベア制御システムを含む。
【００３６】
図４は、ストッカ３００を示す。ストッカ３００は、双方向の床式コンベア３０と共に作動中で示される。ストッカ３００は、ハウジング３０１、並びに第１の搬入バッファコンベア３０４、第２の搬入バッファコンベア３０６、第１の搬出コンベア３１２、及び第２の搬出コンベア３１４の複数の天井式バッファコンベアを含む。ストッカ３００は、搬出コンベア３０８、及び床式搬入コンベア３１０の２つの床式バッファコンベアを含む。ストッカ３００は、これらコンベアのどんな組み合わせを有していてもよい。
【００３７】
本実施形態では、ストッカ３００は、天井式コンベア２０の両段に、天井式搬入バッファコンベア、及び搬出バッファコンベアを含む。第１の搬入バッファコンベア３０４は、天井式コンベア２０ａと同じ高さで、且つ天井式コンベア２０ａに隣接して配置される。第２の搬入バッファコンベア３０６は、天井式コンベア２０ｂと同じ高さで、天井式コンベア２０ｂに隣接して配置される。第１の搬出バッファコンベア３１２は、天井式コンベア２０ａと同じ高さで、且つ天井式コンベア２０ａに隣接して配置される。第２の搬出バッファコンベア３１４は、天井式コンベア２０ｂと同じ高さで、天井式コンベア２０ｂに隣接して配置される。
【００３８】
各天井式コンベアは、ストッカハウジング３０２の外部の部分及びハウジング内部又は内の部分を含む。例えば、搬入コンベア３０４は、ストッカハウジング３０２の外部の部分３０４ａ、及びストッカハウジング３０２内の部分３０４ｂを含む。上で開示されているように、ストッカのロボット機構は、搬入コンベア３０４の内部部分３０４ｂ、又は搬入コンベア３０６の内部部分３０６ｂのどんな位置に配置されたコンテナ２にも接近することができる。ストッカのロボット機構は、搬出コンベア３１２の内部部分３１２ｂ、又は搬出コンベア３１４の内部部分３１４ｂのどんなところにもコンテナ２を配置することもできる。
【００３９】
各搬入及び搬出バッファコンベアは、好適な実施形態では、搬入又は搬出バッファコンベアとそれぞれの天井式コンベア２０の間でコンテナを移送するためにの少なくとも一つのレーンジャンパー１２０を含む。好適な実施形態では、前に上で説明したように、搬入コンベア３０４及び３０６、並びに搬出コンベア３１２及び３１４は、各々ストッカのロボット機構（図示せず）を各コンベアにアクセスさせるために、少なくともストッカの一つの棚の位置まで延びる。ストッカ３００が受け入れることができるよりも高い速さでレーンジャンパー１２０がコンテナを天井式コンベアから搬入バッファコンベア３０４に積み込んでいる時間に順応するために、搬入バッファコンベア３０４は、好ましくは搬出バッファコンベア３１２よりも長い。この状況は、コンテナが搬入バッファ３０４に置かれているのと同じの速さで、ストッカのロボット機構がコンテナを搬入バッファコンベア３０４からストッカ３００の中へ移動させることができないときに起こる。搬入コンベア３０６は、好ましくは、搬入コンベア３０４と同じ特徴を有する。
【００４０】
ストッカ３００は、二つの床式バッファコンベアを含む必要はない。ストッカ３００は、例えば、一つの双方向の床式バッファコンベア（例えば、コンベア３０８が双方向である）含んでいてもよい。しかしながら、専用の床式の搬入及び搬出コンベアを有することでストッカ３００の能率が向上した。好適な実施形態では、ストッカ３００は、搬入バッファコンベア３１０及び床式搬出バッファコンベア３０８の二つの床式コンベアを含む。搬出コンベア３０８は、ストッカのロボット機構によって搬出コンベアに載せられたコンテナを床式コンベア３０に移動させる。搬入コンベア３１０は、コンテナを床式コンベア３０からストッカのハウジング３０２の中に移動させる。
【００４１】
床式バッファコンベア３０８，３１０により、コンテナ２を床式コンベア３０上のコンテナの交通を妨げずに、グループに集める。例えば、複数のコンテナ２が床式コンベア３０上をグループでツール区画の中へ移送され（例えば、指導子Ｄ１から離れる）、次いで、同時に複数のコンテナを全て、ストッカ３００に移送するのがよい。他の効率的なコンテナ移送方法は、コンテナ２をストッカ３００からツール区画の中へ送り込み、次いで、出て行くコンテナが待機しているコンテナを通過したらすぐに、ツール区画内で待機しているコンテナをストッカ３００に移送させる。床式コンベア３０が、反対方向に移動している或る部分を有するときがあるかもしれない（非同期コンベア）。ストッカ３００は、何れのコンテナ移送方法をも助けるのがよい。
【００４２】
ストッカ３００は、床式搬出コンベア３０８に隣接して配置された指導子Ｄ１、床式搬出コンベア３１０に隣接して配置された指導子Ｄ２、及び指導子Ｄ１から指導子Ｄ２までコンテナを移送する移行用コンベア３２０を含む。指導子Ｄ１は、区画内コンベア３０がコンテナ２をツール区画まで搬送する前に、搬出コンベア３０８から出たコンテナを回転させることができる。指導子Ｄ２は、搬入コンベア３１０がコンテナをストッカのハウジング３０２まで輸送する前に、移送用コンベア２０８を出るコンテナ２を回転させることができる。
【００４３】
床式バッファコンベア３０８及び３１０は、どんな長さのものでもよく、さらに各コンベアの長さは、一部が、どのくらい多くのコンテナ２が一度にツール区画から戻されるかを決定する。例えば、最も効率的なストッカ３００のために、ツール区画から一度に戻されるコンテナの数は、床式搬入バッファコンベア３１０、移行用コンベア３２０、及び指導子Ｄ２に貯蔵することができるコンテナの合計より多くなるべきではない。搬入コンベア３１０、移行用コンベア３２０、及び指導子Ｄ２に貯蔵することができるよりも多くのコンテナが戻されるならば、コンテナは、コンテナ２が搬出コンベア３０８の出口３２２を塞ぐ地点まで後退する。これが起きると、搬出バッファコンベア３０８は、コンテナを区画内コンベア３０及びツール区画の中へ移動させることができない。
【００４４】
好ましくは、戻るコンテナ２の最後のものが指導子Ｄ１を通過し移行用コンベア３２０に達するとすぐに、搬出コンベア３０８は、出ていくコンテナを区画内コンベア３０上に、さらにはツール区画内に移動させ始める。出ていくコンテナが区画内コンベア３０で走行している間、待機しているコンテナがあれば、ストッカのロボット機構は、搬入コンベア３１０、搬入コンベア３０４、又は搬入コンベア３０６からストッカ３００へ、コンテナを自由に積み込むことができる。ストッカのロボット機構は、好ましくは、出て行くコンテナを床式の出ていくコンベア３０８に移動させる前に、移行用コンベア３２０上に少なくとも一つのコンテナスペースが得られるまで、コンテナを搬入コンベア３１０からストッカ３００の中へ移動させる。
【００４５】
コンテナは、一度に１個ずつツール区画内に送られ、ストッカ３００に戻されてもよい。例えば、床式コンベア３０で走行して出ていくコンテナが、ストッカ３００に戻るために待機している他のコンテナを通り越し又は通過すると、待機している（例えば、ツールに着座し、ストッカに戻るために待っている）コンテナは、その位置とストッカ３００との間のコンベア部分から最後に出ていくコンテナが離れるとすぐさま、床式コンベア３０に積み込まれ、ストッカ３００へ戻るように走行を開始する。待機している各コンテナは、その場所とストッカ３００との間のコンベア区間が、最後に出ていくコンテナによって遮られなくなるとすぐさま、ストッカに戻るように走行を開始することができる。理想的には、全てのコンテナがストッカの搬入バッファコンベア３１０に戻ったときには、次の組の出ていくコンテナが搬出バッファコンベア３０８上に置かれており、このサイクルが再び始まる。
【００４６】
積み重ね形態が、在来の平らな区画間コンベアにより経験される遅れを解消するから、図１乃至４は、それぞれの区画間コンベア２０を、垂直に積み重ねられたコンベア２０ａ，２０ｂとして示す。在来の区画間ＡＭＨＳは、単一方向の運動により最も効率的にコンテナを搬送する。かくして、複数の平行な区画間コンベアは、区画間ＡＭＨＳの処理能力を増大させる。しかしながら、平らな区画間コンベア構造では、より遠くのコンベア（例えば、ツール区画からかけ離れているコンベア）からのコンテナが、よりツール区画の近くに配置されたコンベアを越えることなくツール区画に入ることはできない。コンベアの流れが変えられ、又はコンベアの流れが他のコンベアと交わる位置は、指導子のような装置を必要とする。区画間の処理量は、交通の妨害により低下する。
【００４７】
ここで開示されたストッカの様々な実施形態は、平らな区画間コンベアで作動してもよい。しかしながら、システム１００の効率は低下する。システム１００が、平らな区画間コンベアを収容するならば、指導子は、遠い区画内コンベアを、レーンジャンパー１２０がコンテナ２が近い区画内コンベアから取り除かれる位置と接続するために設置される。天井式区画間コンベア２０は、レーンジャンパーなしにストッカ２００又は３００と接続することも可能である。レーンジャンパーを、例えば、バッファコンベア１２２の指導子で置換してもよく、コンテナの交通は、隣接した区画間コンベアのもう一つの指導子を介して、レーンジャンパーがあった位置に接続される。
【００４８】
ここで開示されたストッカの様々な実施形態は、ＯＨＳ区画間ＡＭＨＳで作動してもよい。例えば、区画間コンベア２０と連結するべきであったレーンジャンパー１２０は、ＯＨＴ車両からコンテナ２を積み降ろし、又は車両にコンテナ２を積み込む。ＯＨＴ車両が、移送用アームを有するのであれば、コンテナを直接バッファコンベア１２２に積み込み、又はバッファコンベア１２２から積み降ろすこともできる。
【００４９】
区画間コンベア２０は、上で説明し、改良されたバッファ構造を有さない在来のストッカと連結することが要求されてもよい。この場合、コンベア２０上のコンテナが、ストッカに搬送されるまで待機しているときに区画間コンベア２０上のコンテナの流通が妨害される。天井式コンベア２０で走行している他のコンテナは、コンテナがコンベア２０から取り除かれるまで、ストッカを通過することができない。ストッカのロボット機構が、例えばストッカ内でコンテナを移動させている間、コンテナはコンベア上に着座していてもよい。これらの遅延は、区画間コンベア２０の処理量を低下させる。
【００５０】
区画間コンベア２０上でこれらの処理能力の遅延を減少させる一つの方法としては、区画間ＡＭＨＳ制御部に、在来のストッカにコンテナが到着する時を計算させ、その情報をストッカに提供することである。これでストッカは、コンテナが到着する時間を先に知ることができる。理想的には、ストッカは、コンテナが到着するのに先立って完了することができない新たな作業を開始しない。従って、ストッカのロボット機構、又は他のロボット機構は、コンテナが到着したときにコンテナをストッカに搬送する準備ができている。この方法はストッカの潜在的な効率の悪さを犠牲にして、区画間コンベアの運用に重点を置く（例えば、ストッカのロボット機構は、ストッカ内でのコンテナの移動を開始する代わりに、コンテナの到着に先立って待機してもよい）。
【００５１】
コンテナが区画間コンベア２０で移動している間に、遅延及び区画間２０上の障害を減少させることは重要である。区画間制御部は、好ましくは、コンテナが区画間に積み込まれることによる障害を、減少させ又は排除する。これは、区画間コンベア２０に、コンテナが区画間コンベア２０上に積み込み可能となるためにコンテナの動きを停止させる時間、及びコンテナが区画間コンベア２０で目的地に向けて移動する時間を繰り返させることにより達成される。コンテナを積み込む時間は、コンベアを妨げることを要求するので、天井式コンベア２０の効率を最適化するためには、コンテナが区画間コンベア２０に積み込まれる間の時間を、可能な限り短くするのが好ましい。コンベア２０上にコンテナを積み込むときに要求される合計時間を短くするためには、好ましくは、複数の積み込み装置又は機構を可能な限り並行して使用する。例えば、各積込区画のそれぞれの複数のレーンジャンパー又は指導子を、コンベア２０にコンテナを積み込むときから並行して使用することもできる。変形例として、コンテナをバッファコンベア上で待機させ、一つの機構がコンテナを可能な限り迅速にコンテナを区画間コンベア２０に積み込む。
【００５２】
コンテナの積込時間は、一例として、時間が満了したとき（例えば、一分間でコンベア２０に可能な限り多くのコンテナを積み込む）、全てのコンテナがコンベア２０上に積み込まれたとき、又は最大数のコンテナがコンベア２０上に積み込まれたときの何れかのときに終わることができる。これらの時間の後、コンベア２０上に積み込まれたコンテナは、移動を開始することができる。全てのコンテナは、時間が満了するまで、又は全てのコンテナが区画間２０から、例えばストッカの天井式搬入コンベア２０４上に積み降ろされるまで、コンベア２０に沿って移動することができる。コンテナが予め決定された時間移動するならば、時間が切れたときにコンベアから、まだ積み降ろされていないコンテナは、コンテナの積み込み作業を妨害しない別の位置まで前方に移動して、停止することができる。このシナリオでは、コンテナ積み込み時間は、その後再開する。
【００５３】
ストッカの上述の実施形態は、天井式コンベア２０及び床式コンベア３０の操作と共に説明され例示される。ストッカが他の荷物搬送システムと共に作動することは本発明の範囲及び精神に含まれる。例えば、天井式コンベア２０は、代わりに、天井式搬送（ＯＨＴ）又は天井シャトル（ＯＨＳ）により置き換えられてもよい。同様に、床式コンベア３０は、代わりに、レール誘導車両（ＲＧＶ）、自動誘導車両（ＡＧＶ）等により置き換えられてもよい。
【００５４】
上述のＦＯＵＰ搬送のためのストッカ及び方法は、説明的なものであり、本発明は、それによって限定されないと理解すべきである。ストッカ及びＦＯＵＰの搬送を調整する方法の好適な実施形態が説明されたが、確実な効果が達成されたことは、当業者にとって明らかである。本発明の範囲及び精神の範囲内で、それについての様々な修正、適用、及び代替となる実施形態を作ることができると理解すべきである。例えば、半導体製造設備でコンベアを使用することが説明されているが、上述の多数の発明概念は、他の半導体製造設備以外に関連して、同様に適用できることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態による代表的なシステムの平面図である。
【図２】本発明の他の実施形態による代表的なシステムの平面図である。
【図３】本発明にかかるストッカの一実施形態の斜視図である。
【図４】本発明にかかるストッカの他の実施形態の斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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