반도체 소재 처리 시스템 document_id A220623042304

소비자들은 현재의 모델들보다 크기가 작고 저렴한 정교한 전자 전기 장치에 대한 소망을 계속적으로 항상 표시하고 있다. 따라서 마이크로전자 장치들의 제조업자들은 보다 다양한 성능을 장치들에 포함시키라는 압력을 받고 있으며 동시에 장치의 가격을 감소시키라는 압력을 받는다. 마이크로전자 장치들을 제조하는데 이용되는 재료의 비용을 절감할 수 있는 가능성은 제한적이다. 그러나. 전체적인 제조 공정의 효율을 증가시킴으로써 현저한 비용 절감이 달성될 수 있다. 도 1을 참조하면, 대표적인 종래의 반도체 제조 설비(1)의 사시도가 도시되어 있다. 제조 또는 반도체 제조 설비(1)는 소망되는 열로 설비내에 배치된 다수의 제조 베이(fab bay,2)를 가진다. 제조 베이(2)는 진공 및 대기 처리 수단(3,4)을 가지는데, 그 곳에서 반도체 장치들이 제조된다. 제조 설비(1)는 또한 반도체 재료를 반도체 장치를 향해 그리고 반도체 장치로부터 운송하도록 그 안에 설치된 자동화 재료 취급 시스템을 가진다. 도 1 에 도시된 반도체 제조 설비에 있는 종래의 재료 취급 시스템은, 전체적으로 축적부(5), 인터베이(interbay) 운반 시스템(6) 및, 인트라베이 (intrabay) 운반 시스템(7)을 구비한다. 이러한 배치에 있어서, 다양한 처리 전개들 사이에서 반도체 장치들을 저장하도록 이용되는 축적부(5)는 제조 베이(2)를 연결시키는 공통의 통로상에서 제조 베이(2)의 개구에 근접하여 위치된다. 인터베이 운반 시스템(6)은 공통의 통로 안에 설치되고 축적부(5)를 연결시킨다. 이것은 축적부(6)들 사이에서 인터베이 운반 시스템(5)상에 이동하는 적절한 운반기들에 의해 반도체 장치들이 운반될 수 있게 한다. 인트라베이 운반 시스템(7)은 도 1 에 도시된 바와 같이 제조 베이에 배치된 부분 7A-7B 를 가지는데, 이것은 주어진 베이의 개구에 근접한 축적부(5)를 그러한 베이에 있는 처리 수단(3,4)에 연결시킨다. 따라서, 적절한 운반기들이 인트라베이 운반 시스템의 대응 부분 7A-7F 상에서 이동하면서 반도체 장치들은 베이의 축적부(5)와 처리 수단들 사이에서 운반될 수 있다. 도 1 로부터 이해될 수 있는 바로서, 자동화된 재료 취급 시스템은 반도체 제조 설비의 효과적인 제조 공정에서 중요한 인자들중 하나이다. 재료 취급 시스템을 가지고 반도체 재료를 처리 수단을 향하여 그리고 그로부터 운반하는데는 상당한 기간의 시간이 소비된다. 참으로, 규모의 경제를 달성하기 위하여 처리 설비가 커질수록, 재료 취급 시스템을 가지고 설비내의 처리 수단을 향해 그리고 그로부터 반도체 재료를 운반하는데 소모되는 시간이 길어진다. 따라서, 설비 자체의 크기는, 재료 취급 시스템이 반도체 재료를 처리하기 위하여 처리 수단으로 전달하고 처리된 소재를 궁극적인 완성과 적재를 위해서 축적부로 이동시킬 수 있는 효율과 속도에 의해서 제한된다. 운반 시간을 감소시킴으로써 효율을 증가시키는 시도가 이루어졌으며, 성공을 거둔 경우들이 있다. 예를 들면, Brooks Automation, Inc에서 만든 Aeroloader(등록상표)라는 자동화 재료 취급 시스템은 반도체 소재 콘테이너를 처리 수단의 인터페이스에 걸쳐 운반하도록 고가 궤도(overhead track)를 따르는 고가 운반용 운송기 또는 셔틀을 채용한다. 반도체 소재가 설비에서 운반되는 속도의 증가 및, 따라서 효율이 더욱 추구되었다. 일부 종래의 재료 취급 시스템들은 콘베이어나 또는 대량 운반 시스템을 단독으로나 또는 시스템의 일부로서 이용하였다. 도 1a 는, 예를 들면 국제 특허 공보 WO 03/038,869 에 개시된 바와 같은 종래의 콘베이어 시스템의 일부에 대한 부분적인 사시도인데, 이것은 종래의 반도체 소재 콘테이너를 운반하기 위한 것이다. 도 1a 에 도시된 콘테이너(F)는 종래의 FOUP 또는 SMIF 콘테이너와 같은 통상적인 콘테이너이다. 이전에 주목된 바와 같이, 도 1a 는 종래 시스템의 콘베이어 궤도(CT)의 일부를 도시한다. 도 1a에서 궤도(CT)는 도 1 의 시스템의 궤도(7A-7F)들중 하나 또는 그 이상을 나타내는 것 일 수 있다. 종래의 콘베이어 궤도(CT)는 도 1a에서 한쌍의 레일(R1,GR)을 구비한다. 종래의 콘베이어 시스템은 콘베이어 궤도(CT)에서 종래의 콘테이너(F)를 지지하도록 도시된 바와 같은 팔레트(F)를 이용한다. 팔레트(P)는 지지용 부위를 가지며 지지용 부위에서 콘테이너(F)가 안착될 수 있다. 팔레트(P)는 또한 주행부(P1,P2)를 가질 수 있어서 팔레트(P)가 콘베이어 레일(R1,GR)의 위로 주행할 수 있게 한다. 하나의 주행부(P1)는 평탄할 수 있어서, 레일(R1)에 있는 롤러(RR)를 위한 구름 표면을 한정한다. 다른 주행부(P2)는 운반하는 동안에 레일을 따라서 팔레트(P)를 안내하도록 레일(GR)에 맞춰진 안내용 키이(key), 또는 안내 슬롯을 가질 수 있다. 도 1a 에 도시된 종래의 콘베이어 궤도의 레일(R1)은 팔레트(P)를 레일 위에서 구동시키도록 동력 롤러(RR)를 구비할 수 있다. 롤러(RR)들은 무한 벨트와 같은 적절한 전동 장치에 의해 롤러를 회전시킬 수 있는 구동 모터에 결합된다. 팔레트(P)를 움직이고 따라서 그 위에 안착된 콘테이너를 움직이려면, 도 1a 에 도시된 종래의 시스템에서는 모터가 롤러(RR)를 회전시키고 롤러와 팔레트 주행부(P1) 사이의 마찰 접촉이 팔레트를 움직이게 된다. 레일(GR)에 미끄러질 수 있게 설치된 팔레트(P)의 다른 주행부(P2)는 그것이 아래로 움직이면서 팔레트를 안내하여 팔레트 주행부(P1)와 구동 롤러(RR) 사이의 정렬을 유지한다. 도 1a 로부터 알 수 있는 바로서, 팔레트 주행부 사이와 따라서 레일(GR) 사이의 정렬 및, 레일(R1)에서 롤러(RR)의 라인의 접촉 라인은 팔레트가 궤도에 정확하게 구동될 수 있도록 종래의 기계적으로 구동되는 콘베이어 궤도에서 매우 정확하여야 한다. 종래의 시스템은 오정렬(misalignment)을 허용하지 않는다. 오정렬은 궤도에 직각으로 팔레트에 힘을 발생시킬 수 있어서, 소망스럽지 않은 마찰 및, 주행부(P2)와 레일(GR) 사이에서 있을 수 있는 구속(binding)을 초래하고, 콘테이너상에서 입자로 오염될 가능성이 증가되는 결과를 초래한다. 더욱이, 레일(R1) 위의 롤러(RR)들 사이의 정렬은 궤도에 대하여 각도가 형성된 롤러와 주행부(P1) 사이의 접촉/구동 라인을 회피하도록 정확하여야 한다. 따라서, 종래의 시스템에서는 레일(R1,GR)들 사이의 정확한 정렬이 처리 설비에서의 설치 이전에 지그(jig)에서 궤도(CT)의 연장 부분들을 조립함으로써 달성된다. 그러나, 그러한 궤도의 연장 부분들은 처리 설비에 설치하는 것이 곤란하고 시간 소모적인 것이다. 종래의 콘베이어 시스템의 다른 단점은 콘테이너를 궤도에 따른 소망 위치에 위치시키는 성능이 불량하다는 것이다. 종래의 콘베이어 시스템은 팔레트를 위한 위치 선정 시스템을 구비할 수 있다. 종래의 위치 선정 시스템은 팔레트가 센서에 대하여 소정의 지역에 있을 때 팔레트(P)상의 특징부를 검출할 수 있는 센서(예를 들면 전자적 센서, 광전자 센서)를 레일(R1)들중의 하나에 제공하는 것을 포함한다. 센서들은 레일을 따라서 등간격으로 분포된다. 롤러(RR)들은 단독으로 또는 구동 모터들과 결합되어 롤러들의 회전을 식별하는 엔코더를 가질 수 있다. 팔레트(P)의 위치는 그 어느 때라도 레일 센서들과 롤러들로부터의 데이터의 조합을 이용하여 확립된다. 이해될 수 있는 바로서, 종래의 위치 선정 시스템은, 센서들 사이에서 팔레트의 위치를 찾는 것이 단지 롤러의 회전을 계산하는 것에 의존할 뿐만 아니라 가속/감속하는 동안에 롤러(RR)와 팔레트 사이에 있을 수 있는 미끄러짐 때문에 부정확성을 겪게 된다. 마찰 구동과 종래의 위치 선정 시스템의 한계성을 결합하는 것은 종래의 콘베이어 궤도에서 효과적인 정밀 위치 제어를 허용하지 않는다. 종래의 콘베이어 시스템의 다른 문제는 이송 시스템에서 반도체 재료 콘테이너들의 운동이 운반 팔레트들의 이용성에 달려있다는 것이다. 본 발명은 이후에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이 재료 취급 시스템에 소망스러운 효율을 제공한다.