(57)【要約】 【課題】  保管できる物品の数が多く、かつ後入れ先出しでも運用できるバッファシステムを提供する。【構成】  バッファシステムは、搬送車の走行方向と直行する方向に沿って複数の物品を直列に保管でき、かつ列の先頭の位置でのみ搬送車との間で物品を受け渡し自在な保管部と、保管部内で直行する方向に沿って物品を移動させる移動機構とを備えている。バッファシステムはさらに、保管部に割り当てられた物品の生産管理上の属性を記憶するメモリを備え、かつ属性に合致する物品のみを保管部に保管されるように制御するコントローラ、とを備えている。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送車との間で物品を受け渡しするバッファシステムであって、
前記搬送車の走行方向と直行する方向に沿って複数の物品を直列に保管でき、かつ列の先頭の位置でのみ搬送車との間で物品を受け渡し自在な保管部と、
前記保管部内で前記直行する方向に沿って物品を移動させる移動機構と、
前記保管部に割り当てられた物品の生産管理上の属性を記憶するメモリを備え、かつ前記属性に合致する物品のみを保管部に保管されるように制御するコントローラ、
とを備えていることを特徴とするバッファシステム。    
【請求項２】
前記保管部が空になると、前記保管部に割り当てる物品の生産管理上の属性を変更できるように、前記コントローラが構成されていることを特徴とする、請求項1のバッファシステム。
【請求項３】
前記搬送車はループ状のレールに沿って走行する天井走行車であり、
前記レールの直下からループの内側のスペースに前記保管部が配置されるように構成されていることを特徴とする、請求項1または2のバッファシステム。
【請求項４】
前記物品は半導体ウェハーのキャリアで、
前記属性はキャリアの区分を表し、前記属性が同じキャリアは後工程で同等なキャリアとなるように、前記属性が定められていることを特徴とする、請求項3のバッファシステム。
【請求項５】
搬送車との間で物品を受け渡しし、一時保管する方法であって、
前記搬送車の走行方向と直行する方向に沿って複数の物品を直列に保管でき、かつ列の先頭の位置でのみ前記搬送車との間で物品を受け渡し自在な保管部と、
前記保管部内で前記直行する方向に沿って物品を移動させる移動機構と、
メモリを備えるコントローラ、とを有するバッファシステムにより、    
前記メモリに、保管部に割り当てられた物品の生産管理上の属性を記憶させるステップと、
物品を搬送車から受け入れる際に、物品の生産管理上の属性を取得し、保管部に割り当てられた生産管理上の属性と合致する物品のみを前記保管部に保管するように、コントローラにより制御するステップ、
とを行う物品のバッファ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はバッファシステムと物品の保管方法とに関し、特にバッファの容量を増すことに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１（JP3622101B）、特許文献２（JP4636379B）は、天井走行車との間で物品を一時保管するバッファを開示している。これらのバッファは複数の物品を載置できるコンベヤから成り、コンベヤは天井走行車のレールと直行する方向に物品を移動させ、所望の位置を天井走行車のレールの直下に位置させることができる。従ってこれらのバッファはランダムアクセスのバッファということができ、天井走行車のレールの左右両側にスペースを必要とする。しかしながら背が高い処理装置の場合、天井走行車のレールの両側に渡ってバッファを配置することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】JP3622101B
【特許文献２】JP4636379B
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
天井走行車のレールの片側のスペースしか用いられない場合、レールに直角な方向に複数の物品を直列に載置すると、物品を後入れ先出し（LIFO）で保管することになる。天井走行車システム等では、指定されたIDの物品が目的地に到着することが重要なので、後入れ先出しではバッファを運用することが難しい。  
【０００５】
この発明は、保管できる物品の数が多く、かつ後入れ先出しでも運用できるバッファシステムと物品のバッファ方法とを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、搬送車との間で物品を受け渡しするバッファシステムであって、
前記搬送車の走行方向と直行する方向に沿って複数の物品を直列に保管でき、かつ列の先頭の位置でのみ搬送車との間で物品を受け渡し自在な保管部と、
前記保管部内で前記直行する方向に沿って物品を移動させる移動機構と、
前記保管部に割り当てられた物品の生産管理上の属性を記憶するメモリを備え、かつ前記属性に合致する物品のみを保管部に保管されるように制御するコントローラ、
とを備えていることを特徴とする。    
【０００７】
またこの発明は、搬送車との間で物品を受け渡しし一時保管する、物品のバッファ方法であって、
前記搬送車の走行方向と直行する方向に沿って複数の物品を直列に保管でき、かつ列の先頭の位置でのみ前記搬送車との間で物品を受け渡し自在な保管部と、
前記保管部内で前記直行する方向に沿って物品を移動させる移動機構と、
メモリを備えるコントローラ、とを有するバッファシステムにより、    
前記メモリに、保管部に割り当てられた物品の生産管理上の属性を記憶させるステップと、
物品を搬送車から受け入れる際に、物品の生産管理上の属性を取得し、保管部に割り当てられた生産管理上の属性と合致する物品のみを前記保管部に保管するように、コントローラにより制御するステップ、
とを行う。
【０００８】
この発明の保管部は、搬送車が列の先頭に対してしか物品を受け渡しできないため、後入れ先出し（LIFO）で物品をバッファする。このため指定された物品を指定された位置へ搬送する際の、バッファとしては問題がある。しかしながら物品に対して生産管理上の属性を定め、同じ属性の物品は同等に扱って良いようにし、さらに同じ保管部には同じ属性の物品のみを保管するようにすると、後入れ先出しのため、バッファで物品を搬送する順序が入れ替わっても問題がない。このためこの発明では、物品のバッファ容量を増すことができ、また後入れ先出しで物品を保管しても問題が生じない。なお保管部は例えば複数設け、保管部毎に割り当てる属性が異なっても良いようにすることが好ましい。実施例では保管部をレーンと呼び、保管部をコンベヤで構成すると、コンベヤが移動機構となる。
【０００９】
例えば物品が半導体ウェハーのキャリアの場合、キャリアの区分を表すように属性を定め、属性が同じキャリアは後工程で同等なキャリアとなるようにする。すると、指定されたIDのキャリアがバッファから搬出されるのではなく、属性が特定されたキャリアがバッファから搬出される。そして属性が同じキャリアは、搬送先の処理装置等で同等のキャリアであれば問題はない。このため後入れ先出しでキャリアを保管することができる。
【００１０】
好ましくは、保管部が空になると、保管部に割り当てる物品の生産管理上の属性を変更できるように、コントローラが構成されている。このようにすると保管部をより効率的に運用できる。
【００１１】
好ましくは、前記搬送車はループ状のレールに沿って走行する天井走行車であり、前記レールの直下からループの内側のスペースに前記保管部が配置されている。このようにすると、ループの内側の空スペースを物品のバッファを利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例のバッファシステムと周囲の平面図
【図２】実施例のバッファシステムの平面図
【図３】第２の実施例のバッファシステムと周囲の平面図
【図４】第２の実施例のバッファシステムと周囲の要部側面図
【図５】第２の実施例のバッファシステムの平面図
【図６】各実施例での制御系のブロック図
【図７】各実施例での物品の受け入れアルゴリズムを示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。この発明の範囲は、特許請求の範囲の記載に基づき、明細書の記載とこの分野での周知技術とを参酌し、当業者の理解に従って定められるべきである。
【実施例】
【００１４】
図1，図2に第1の実施例を、図3〜図5に第2の実施例を示し、図6に各実施例での制御系を、図7に物品の受け入れアルゴリズムを示す。なお各図において同じ符号は同じものを表す。２は第1の実施例のバッファシステムで、例えば半導体工場、液晶工場、薬品工場等のクリーンルーム内に設けられ、FOUP、SMIF等の物品の一時保管に用い、これらの物品は半導体ウェハー、レチクル、医薬品とその中間体、液晶パネル等を収納するキャリアである。
【００１５】
12は天井走行車レール（以下、レール12）、14は天井走行車、16は半導体等の処理装置で、天井走行車14等との間で物品を受け渡しするためにロードポート18を備えている。天井走行車14は、ループ状のレール12に沿って一方向に周回走行し、図示しない昇降台を昇降させて物品を移載し、さらに横移動装置を備えている場合、レール12の側方との間で物品を移載できる。天井走行車14は横移動装置を備えていなくても良く、また天井走行車14に代えて他の搬送車を用いても良く、さらに他の搬送車は移載装置を備えていなくても良い。
【００１６】
バッファシステム2は、レール12の直下からループの内部のスペースに、例えば4個のレーン4a〜4dを備えている。バッファシステム2はさらにコントローラ10を備え、各レーン4a〜4dは前列の載置部6と後列の載置部8とを備えている。コントローラ10は、各レーンに割り当てる生産管理上の属性と、各載置部6,8での物品の有無、物品のID等を記憶する。そして各レーン4a〜4dには、保管しても良い物品の生産管理上の属性が、動的に、言い換えるとコントローラ10により変更自在に割り当てられ、生産管理上の属性に合致する物品のみが各レーン4a〜4dに保管される。各レーン4a〜4dは前段の載置部6と後段の載置部8の2段から成るが、段の数は、複数であれば任意で、レーンの数は任意である。また1段の載置部しかない部分が、レーン4a〜4dとは別に存在しても良い。なお図1は、2個のバッファシステム2，2を示し、一方は横移動装置を備える天井走行車用、他方は横移動装置を備えない天井走行車用である。
【００１７】
”生産管理上の属性”を説明する。半導体工場で使用するFOUP等の物品は、使用の履歴、保管するウェハーの種類、次の用途、等により区別できる。例えばウェハーに付着した金属不純物に敏感な工程では、金属を扱う処理装置を経由したFOUPを用いないようにし、金属を扱う処理装置を経由していないFOUPのみを使用する必要がある。またソータによりウェハーをソートし、次の工程毎に空のFOUPにウェハーを詰め合わせる場合、ウエハーの種類、次の工程の種類、等により、空のFOUPを複数の種類に区別する必要がある。局所クリーンの概念が発展して、半導体工場内でのクリーン度が一様でなくなると、クリーンなエリアのみで使用されたFOUPとそうでないFOUPとを区別する必要がある。このような区別を表す属性を物品の生産管理上の属性とし、この属性は物品に割り当てられる。  
【００１８】
図2はバッファシステム2の構造を示し、載置部6,8は各々コンベヤで構成され、載置部6側に物品を前詰めすることも、載置部8側に物品を後詰めすることもできる。また物品の出し入れは、後入れ先出し（LIFO）である。なおコンベヤの種類はベルコンベヤ、ローラコンベヤ等任意で、1レーン当たりの物品の保管容量も任意である。
【００１９】
図3〜図5は、第2の実施例のバッファシステム20を示し、特に指摘する点以外は第1の実施例と同様である。図4に示すように、バッファシステム20は、天井走行車レール12の直下にローカルレール26を備えて、ローカル台車28を走行させ、それらの下部にレーン22a〜22dが設けられている。24はFOUP等の物品で、ローカル台車28は走行部とホイストとを備えて、鉛直方向に沿って物品24を移載できる。レーン22a,22dは、図1，図2の第1の実施例と同様に、固定の2段の載置部30,32から成るが、レーン22b,22cでは、前段の載置部30が、レール12,26の直下の進出位置と側方の後退位置との間で、進退自在である。
【００２０】
図5はバッファシステム20でのレーン22a〜22dを示し、ローカルレール26，天井走行車レール12を鎖線で示す。30は前段の載置部、32は後段の載置部である。昇降台38を備えた台車34が、ガイド36あるいはレール等に沿って前段と後段の間を進退し、昇降台38の昇降により、載置部30,32との間で物品を移載する。台車34は、載置部30,32間で物品を移動させるコンベヤであり、移動機構の例である。レーン22b,22cでは、シリンダ40とピストン41から成る進退装置により、前段の載置部30は、レール12,26の直下の移載位置と、レール12,26の側方の後退位置との間で、進退自在である。なお進退装置の種類は任意で、ボールネジ、あるいはベルトとギア等を備えたものでも良い。ここでは固定のレーン22a、22dとスライド自在なレーン22b,22cを混在させたが、全てスライド自在なレーンとしても良く、またレーンの数、1レーン当たりの載置部の数、等は任意である。ローカルレール26とローカル台車28は、ロードポートとの間の物品の移載、及びバッファ20内での物品の整理を、天井走行車14に代わって行う。しかしローカルレール26とローカル台車28を設けなくても良い。
【００２１】
第2の実施例でも、バッファシステム20は、後入れ先出しで物品を一時保管する。各レーン22a〜22dには、保管しても良い物品の生産管理上の属性が割り当てられ、この属性はコントローラ10により変更自在である。第2の実施例では、ローカル台車28はロードポートとレーン22a〜22d間の物品の移載等を行うので、天井走行車14の負担が少なくなる。またレーン22b,22cでは、載置部30が進退できるので、ロードポートの直上部にレーン22b,22cを進出させ、載置部30からローカル台車28が荷積みして、載置部30を後退させ、ローカル台車２８が物品をロードポートへ荷下ろしすると、短時間で荷下ろしができる。また同様に、短時間でロードポートから荷積みができる。
【００２２】
図6はコントローラ10の構成を示し、プロセッサ42は演算と論理処理等を行い、メモリ44は、バッファシステム2,20での載置位置毎の保管物品のID、各レーンに割り当てた生産管理上の属性、等を記憶する。メモリ44はプロセッサ42から物理的に独立したメモリでも、プロセッサ44内のキャッシュ等のメモリでも良い。通信ユニット46は、材料管理システム58等の上位コントローラと通信し、物品のID、生産管理上の属性等を問い合わせる。材料管理システム58は、例えば生産管理システム56に問い合わせることにより、物品の生産管理上の属性を取得し、通信ユニット46へ通知する。ただし材料管理システム58が独自に、物品の生産管理上の属性を認識できる場合があり、また物品のIDを書換え自在にして、ID中に生産管理上の属性を含ませ、バッファシステム2,20で物品のIDから生産管理上の属性を読み取るようにしても良い。インターロックユニット48は、天井走行車14と通信して、物品の移載に関するインターロックを行う。コンベヤドライブ50は、各レーンのコンベヤあるいは台車を制御して、物品を前段と後段の間で移動させる。ローカル台車ドライブ52は、ローカル台車を制御し、スライドバッファドライブ54は、シリンダ40等を制御して、レーン22b,22cの載置部30を進退させる。鎖線で示した、インターロックユニット48，ローカル台車ドライブ52，スライドバッファドライブ54は設けなくても良い。
【００２３】
図7は、物品の受け入れアルゴリズムを示す。天井走行車14等から物品を受け入れる際に、バッファシステム2,20のコントローラ10は、図示しないIDリーダにより物品のIDを読み取り、あるいは材料管理システム56等から物品のIDを通知される。例えば材料管理システムに生産管理上の属性を問い合わせことにより、コントローラ10はFOUP等の物品の生産管理上の属性を取得する（ステップ1）。同じ属性を割り当て済みのレーンが存在して空きがある場合は（ステップ2）、物品をそのレーンに受け入れ（ステップ3）、必要であればコンベヤを動作させて前段の載置部を空にし、物品を受け入れる（ステップ4）。また同じ属性でかつ空きの有るレーンは存在しないが、別のレーンをその属性に割り当てることが可能な場合（ステップ2）も、同様に物品を受け入れる（ステップ5）。物品に割り当てることができるレーンが無い場合（ステップ２）、受け入れ不能として（ステップ7）、材料管理システム56等の上位コントローラへ通知する（ステップ8）。受け入れ不能な物品に対し、上位コントローラは搬送先を変更する。
【００２４】
半導体工場での例えば拡散炉では、複数のFOUP中のウェハーを1バッチとして処理し、同じバッチのFOUPであればどのFOUPが先に到着しても構わない。そこで拡散炉等での処理のバッチのIDを生産管理上の属性として、バッファシステム2,20のレーンに割り当て、同じ生産管理上の属性のFOUPを同じレーンに一時保管する。この場合、後入れ先出しのためバッファシステム2,20へのFOUPの到着順序と搬出順序とが異なっても、問題は生じない。そして、バッファシステム2,20は、天井走行車レール12に沿って、拡散炉に面した位置、あるいは拡散炉の上流側に設けることが好ましい。
【００２５】
処理済みのウェハーを、ソータにより詰め替えることがある。この場合、ウェハーへの今後の処理内容、あるいはウェハーに必要な清浄度のランク、等に応じて、空のFOUPを選択することが好ましい。そこでFOUPの使用履歴、例えば前回の洗浄からの使用回数、経過期間、ウェハーを搬送あるいは搬出した処理装置の種類、等に応じて、空のFOUPの生産管理上の属性を定める。そして天井走行車レール12に沿って、ソータに面する、あるいはその上流側のバッファシステム2,20は、生産管理上の属性に応じてレーンを割り当て、空FOUPを保管する。この場合も、FOUPのID自体ではなく、FOUPの生産管理上の属性が重要なので、後入れ先出しでFOUPを保管しても問題はない。
【００２６】
これらの場合以外にも、FOUPのID自体ではなく、FOUPの生産管理上の属性が重要な場合、同じ生産管理上の属性のFOUPを同じレーンに保管し、1つのレーン内では後入れ先出しでFOUPを一時保管しても、問題がない。そして1つのレーンに複数の物品（FOUP）を保管することにより、バッファの容量を増加させる。レーンの生産管理上の属性は固定でも良いが、コントローラ10が動的に割り当てるようにすると、限られた数のレーンを効率的に運用できる。実施例ではバッファシステム2,20をコントローラ10が管理したが、バッファシステム2,20よりも上位のコントローラ等が管理しても、あるいは1台のコントローラ10が複数のバッファシステムを管理しても良い。  
【００２７】
実施例にはさらに以下の特徴がある。天井走行車レール12はループ状で、レーン4a〜4d、22a〜22dはレール12の直下からループの内部に設けられている。このためループの内側の天井スペースを有効利用できる。
【符号の説明】
【００２８】
2,20          バッファシステム
4a〜4d        レーン（保管部）
6,8           載置部
10            コントローラ
12            天井走行車レール
14            天井走行車
16            処理装置
18            ロードポート
22a〜22d      レーン（保管部）
24            物品
26            ローカルレール
28            ローカル台車
30,32         載置部
34            台車
36            ガイド
38            昇降台
40            シリンダ
41            ピストン
42            プロセッサ
44            メモリ
46            通信ユニット
48            インターロックユニット
50            コンベヤドライブ
52            ローカル台車ドライブ
54            スライドバッファドライブ
56            材料管理システム（MCS）
58            生産管理システム（MES）        
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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