专利名称：通过架空式升降机运输车从单一轨道位置对储料架一个或多个水平位置的存取的制作方法
相关申请的相互参考本申请要求2002年10月11日申请、题为“利用移动架子或平移式升降平台的偏移零轨迹储存(OFFSET ZERO FOOTPRINTSTORAGE)(ZFS)”的美国临时专利申请第60/417,993号的优先权。
关于联合赞助的研究或开发的声明N/A发明领域本申请一般涉及自动物料装卸运输系统，更具体的是，涉及一种使悬吊轨道上的架空式升降机存取该轨道旁边储存的在制品(WIP)部件的自动物料装卸运输系统。
已知自动物料装卸运输系统采用WIP储存单元和架空式升降机来储存WIP部件，并将它们在产品制造环境中的工作站和/或加工机器之间运输。例如，可以在集成电路(IC)芯片的制作中采用这种自动物料装卸运输系统。制作IC芯片的典型工艺包括如沉积、清洁、离子注入、蚀刻和钝化步骤的各个工艺步骤。可以通过不同的加工机器，如化学汽相淀积室、离子注入室、或蚀刻器来执行IC芯片制作过程中的每个步骤。此外，通常在不同工作站和/或加工机器之间多次运送该WIP部件，在这种情况下WIP部件是半导体晶片，从而执行制作IC芯片所需的各个步骤。
在IC芯片制作过程中的常规自动物料装卸运输系统包括用于储存半导体晶片的多个WIP储存单元，和一个或多个运输车，所述运输车包括各自的架空式升降机，所述架空式升降机用于在IC芯片制造场地上的工作站和加工机器之间移动这些晶片。WIP储存单元中储存的半导体晶片通常装入到如前部开口一体容器(FOUP)的运载工具中，通过在悬吊轨道上移动的各个架空式升降机运输车所携带的架空式升降机选择性地存取每个半导体晶片。在典型的系统结构中，在位于该轨道下面的WIP储存单元中储存FOUP。因此，通常将架空式升降机运输车沿悬吊轨道移动到正好位于选定FOUP上方的位置，使该架空式升降机朝FOUP的方向下降，并将其开动以便从WIP储存单元上拾取FOUP或将FOUP放置到WIP储存单元上。
上述常规的自动物料装卸运输系统的一个缺点在于架空式升降机只能够存取位于悬吊轨道下面的单一水平位置的WIP储存单元。这是成问题的，因为在产品制造场地上仅仅提供一个水平位置的WIP储存器会由于低效率使用占地面积而增加成本。为了存取轨道下面的多个水平位置的WIP储存单元，必须将WIP储存单元配置为将选定FOUP从其在储存单元的当前位置移动到架空式升降机可存取的水平位置。但是，由于需要WIP储存单元将选定FOUP移动到架空式升降机可存取的轨道下面的水平位置，因此明显降低了该物料装卸运输系统的物料通过量。此外，这种WIP储存单元通常具有许多移动部件，如滚子、轴承和电动机，这些移动部件是容易发生故障的，这不仅增加了成本而且降低了整个系统的可靠性。
此外，由于在常规自动物料装卸运输系统中包含的架空式升降机从位于悬吊轨道下面的储存单元上存取WIP部件，因此在产品生产设备的顶板和地面之间需要最小的空间来容纳轨道和架空式升降机运输车。这进一步限制了另外可用于储存WIP部件的生产设备中的空间量。此外，由于每个架空式升降机只能存取一个水平位置的WIP储存器，因此，为了从储存单元存取WIP部件，多个架空式升降机通常必须在WIP储存单元排队等候，由此进一步降低了系统的物料通过量。
因此需要具有一种自动物料装卸运输系统，该系统在克服常规自动物料装卸运输系统的缺点的同时增强物料装卸运输效率。
发明内容
依照本发明，提供一种改进的自动物料装卸运输系统，该系统使通过悬吊轨道支撑的架空式升降机从位于该轨道旁边的储存位置上存取在制品(WIP)部件。通过使架空式升降机存取在该轨道旁边储存的WIP部件，目前公开的自动物料装卸运输系统更有效地利用空间，并且物料通过量更大、可靠性增强，同时降低了成本。
在第一个实施例中，这种改进的自动物料装卸运输系统包括用于在悬吊轨道上运送架空式升降机的至少一个架空式升降机运输车，和用于储存位于该轨道旁边的WIP部件的多个储存箱。多个储存箱配置为使架空式升降机直接从选定的一个储存箱上存取一个或多个WIP部件。在该第一实施例中，每个储存箱包括一个可移动架子。多个可移动架子可设置在该轨道旁边且基本上平行于该轨道的单行或多行中。此外，一行或多行可移动架子可位于该悬吊轨道的任一侧或两侧。为了从选定架子上存取一个或多个WIP部件，携带该架空式升降机的架空式升降机运输车沿悬吊轨道移动到选定架子一侧的位置。接着，该选定架子移动到正好位于该架空式升降机下面的位置。然后开动该架空式升降机以直接从该架子上拾取所需的WIP部件，或者将一个或多个WIP部件直接放置到该架子上。在该优选实施例中，由于架空式升降机不需要通过所需的WIP部件，因此该选定架子可位于与架空式升降机基本上相同的高度。在这种情况下，当该架子移动到位于架空式升降机下面的位置时，WIP部件通过该架空式升降机运输车中的罩的开口。一旦架空式升降机支持住该WIP部件，架子就移回到其在这一行架子中的原始位置。
在自动物料装卸运输系统包括多行可移动架子的情况下，每一行架子基本上正好位于相邻行的架子的上方或下方，由此形成至少一个包括多行和多列可移动架子的架子阵列。在该架子阵列中的顶行架子可位于与架空式升降机基本上相同的高度。为了从顶行架子中的选定架子上存取一个或多个WIP部件，携带架空式升降机的架空式升降机运输车沿该悬吊轨道移动到选定架子一侧的位置，该选定架子移动到正好位于架空式升降机下面的位置，该架空式升降机直接从该架子上拾取所需的WIP部件，或将一个或多个WIP部件直接放置到该架子上。然后选定架子移回到其在架子阵列中的原始位置。
为了从顶行架子下面一行架子中的选定架子上存取WIP部件，架空式升降机运输车沿悬吊轨道移动到包括选定架子的这一列架子一侧的位置。接着，选定架子移动到正好位于架空式升降机下面的位置，随后该架空式升降机朝该架子方向下降，以便直接从该架子上拾取所需的WIP部件或将一个或多个WIP部件直接放置到该架子上。然后架空式升降机存取悬吊轨道上同一位置的同一列架子中不同架子上的WIP部件。或者，架空式升降机可移动到轨道上与不同列架子相邻的位置，并存取这一列中的一个或多个架子上的WIP部件。一旦架空式升降机支持住所需的WIP部件，该选定架子就移回到其在架子阵列中的原始位置。
在第二个实施例中，这种改进的自动物料装卸运输系统包括用于沿着悬吊轨道运送架空式升降机的至少一个架空式升降机运输车，和位于该轨道旁边的多个WIP储存箱，其中，每个储存箱包括一个被动(passive)或固定架子。在该第二实施例中，架空式升降机安装在平移台上，该平移台配置为将架空式升降机移动到基本上正好位于固定架子中一个选定架子上方的位置。多个固定架子可设置在该轨道旁边且基本平行于该轨道的单行或多行中。此外，一行或多行固定架子可位于该悬吊轨道的任一侧或两侧。为了从选定固定架子上存取一个或多个WIP部件，架空式升降机运输车沿悬吊轨道移动到该选定架子一侧的位置。接着，平移台将架空式升降机从架空式升降机运输车中的第一位置移动到正好位于选定架子上方的第二位置。然后开动该架空式升降机以便直接从该架子上拾取所需的WIP部件，或者将一个或多个WIP部件直接放置到该架子上。该选定架子可位于与架空式升降机基本上相同的高度。一旦架空式升降机支持住WIP部件，该平移台就将架空式升降机从该架子上方的位置移回到其在架空式升降机运输车中的原始位置。
在该优选实施例中，用于储存WIP部件的多个储存箱悬吊在产品生产设备的台面上方。例如，多个储存箱可以从轨道结构上悬吊下来、从产品生产设备的顶板上悬吊下来、由产品生产设备的壁支撑或者由生产设备的台面支撑。由于储存箱悬吊在该轨道的任一侧或两侧，因此多个悬吊的储存箱对WIP部件提供偏置零轨迹储存(ZFS)，导致产品生产设备中更有效的空间利用率。
通过配置架空式升降机构和WIP储存箱使得由悬吊轨道支撑的架空式升降机存取轨道旁边储存的WIP部件，可实现改进的自动物料装卸运输系统，该系统更有效地利用空间，物料通过量更大，可靠性增强，并降低成本。
本发明的其他特点、功能和方面从下面对本发明的详细说明中显而易见。
附图简述参照下面结合附图的本发明的详细说明将更全面地理解本发明，其中
图1是包括本发明的自动物料装卸运输系统的IC芯片制造环境的方框图；图2a-2b是在图1的自动物料装卸运输系统中采用的偏移零轨迹储存的第一实施例的方框图，其中偏移零轨迹储存包括单行可移动架子；图3a-3b是在图2的自动物料装卸运输系统中采用的偏移零轨迹储存的第一实施例的方框图，其中偏移零轨迹储存包括多行可移动架子；图4a-4b是在图1的自动物料装卸运输系统中采用的偏移零轨迹储存的第二实施例的方框图，其中偏移零轨迹储存包括单行固定架子，和安装在平移台上的架空式升降机构；图5是与WIP储存单元一起使用的图4的架空式升降机构的方框图；图6是与WIP部件传送系统一起使用的图4的架空式升降机构的方框图；图7是图4的架空式升降机构的可替换实施例的透视图；图8是与固定架子阵列一起使用的图7的架空式升降机构的透视图；图9是与图7的架空式升降机构一样的多个架空式升降机构的透视图，其中这些架空式升降机构在同一轨道上移动，并与固定架子阵列一起使用；图10是与图7的架空式升降机构一样的多个架空式升降机构的透视图，其中这些架空式升降机构在各自的轨道上移动，并与固定架子的背对背阵列一起使用；图11是偏移零轨迹储存的第三实施例的透视图，其中图7的架空式升降机构与多行固定架子一起使用；图12a-12b是图1的自动物料装卸运输系统的示例性操作方法的流程图；图13是图1的自动物料装卸运输系统的示例性控制方法的流程图；以及图14a-14b是图4a-4b的平移台的透视图。
发明详述2002年10月11日申请、题为“利用移动架子或平移式升降平台的偏移零轨迹储存”的美国临时专利申请第60/417,993号在此引入作为参考。
本申请公开了一种改进的自动物料装卸运输系统，该系统使通过悬吊轨道支撑的架空式升降机构从轨道旁边的储存箱上存取在制品(WIP)部件。目前公开的自动物料装卸运输系统更有效地利用空间，同时物料通过量更大，增强可靠性并降低成本。
图1示出依照本发明的包括自动物料装卸运输系统(AMHS)100的产品制造环境101的示例性实施例。在该示例性实施例中，AMHS100配置为在产品制造环境101中自动地储存WIP部件，并在各个工作站和/或加工机器之间运送这些部件，加工机器例如分别具有输入端口/输出端口118-119的加工机器114-115。
注意，可以在用于制造集成电路(IC)芯片的干净环境中，如200mm或300mmFAB设备(plant)，或者在任何其他适当的产品制造环境中采用AMHS 100。如图1所示，IC芯片制造环境101包括顶板104和地面105，其通常覆盖有电绝缘材料，并将其设计为满足单位载荷和地震要求。此外，加工机器114-115配置为执行制作IC芯片的各个工艺步骤。例如，顶板104可设置在地面105上方大约3.5m的距离120处，加工机器114-115可相隔至少大约1.9m的距离126，输入/输出端口118-119的顶面可以与地面105相隔大约0.9m的距离124。
在该示例性实施例中，AMHS 100包括分别与轨道106a-106b可移动地连接的架空式升降机运输车102a-102b，所述运输车都从顶板104上悬吊下来。架空式升降机运输车102a-102b配置为沿着轨道106a-106b移动各自的架空式升降机，用以存取(access)设计为保持WIP部件的运载工具，如前开放统一容器(FOUP)108a-108b，WIP部件即半导体晶片。如图1所示，FOUP 108a-108b分别储存在如架子110a-110b的储存箱中。此外，悬吊轨道106a-106b分别限定了在架子110a-110b一侧通过的预定路线，由此使架空式升降机运输车102a-102b直接从各自的架子110a-110b上存取FOUP 108a-108b。例如，架空式升降机运输车102a-102b可以设置在地面105上方大约2.6m的距离122处。
具体的说，架子110a是被动的或固定的架子，可以是悬吊轨道106a旁边并基本上平行于该悬吊轨道的一行中设置的大量固定架子中的一个。应该理解，可以在轨道106a的任一侧或两侧设置一行或多行固定架子。在该示例性实施例中，为了从固定架子110a上存取FOUP 108a，架空式升降机运输车102a沿悬吊轨道106a移动到架子110a一侧的位置。接着，架空式升降机运输车102a中包含的平移台112将架空式升降机从架空式升降机运输车102a中的第一位置移动到基本上正好位于固定架子110a上方的第二位置，如指向箭头109a所示。然后开动该架空式升降机，以便直接从架子110a上拾取FOUP108a，从而随后将其运送到IC芯片制造场地上的工作站或加工机器。可以理解，可替换的是，该架空式升降机可将一个或多个FOUP放置到架子110a上。还要注意，平移台112可配置为使该架空式升降机从架空式升降机运输车102a的任一侧拾取FOUP/将FOUP放置到架空式升降机运输车102a的任一侧。
在该优选实施例中，固定架子110a可以位于地面105上方与架空式升降机运输车102a基本上同一高度的位置。在该实施例中，架空式升降机运输车102a包括罩103a，所述罩具有穿过其形成的开口，使平移台112从运输车中移动到其在固定架子110a上方的位置。在从架子110a上拾取FOUP 108a之后，由于平移台112移回到其在架空式升降机运输车102a中的原始位置，因此FOUP 108a通过罩103a中的所述开口。
架子110a包括固定架子，而架子110b是可移动架子。与固定架子110a一样，可移动架子110b可以是在悬吊轨道106b旁边并基本上平行于该悬吊轨道的一行中设置的大量可移动架子中的一个。此外，可以在轨道106b的任一侧或两侧设置一行或多行可移动架子。在该示例性实施例中，为了存取可移动架子110b上的FOUP 108b，架空式升降机运输车102b沿悬吊轨道106b移动到架子110b一侧的位置。接着，架子110b从轨道106b旁边的第一位置横向移动到基本上正好位于架空式升降机运输车102b中的架空式升降机下面的第二位置，如指向箭头109b所示。例如，可移动架子110b可以具有一种机构，该机构用于沿着气动、步进电机或伺服电机控制的轴在轨道106b旁边的第一位置与该轨道和该架空式升降机下面的第二位置之间移动架子110b。然后开动该架空式升降机，以便直接从架子110b上拾取FOUP 108b，从而随后将其运送到IC芯片制造场地上的工作站或加工机器。可以理解，可替换的是，该架空式升降机可将一个或多个FOUP放置到架子110b上。
与固定架子110a一样，可移动架子110b可以位于地面105上与架空式升降机运输车102b基本上同一高度的位置。此外，架空式升降机运输车102b包括罩103b，所述罩具有穿过其形成的开口，使保持FOUP 108b的可移动架子110b移动到其在运输车102b中的架空式升降机下面的位置。一旦该架空式升降机保持住FOUP 108b，架子110b就移回到其在悬吊轨道106b旁边的原始位置。
应该理解，这里描述的自动物料装卸运输系统在计算机控制下工作。例如，AMHS 100可包括计算机系统，该计算机系统包括用于执行存储器中的指令的一个或多个处理器。在进行这里描述的操作中执行的指令可以包括存储作为部分操作系统的程序代码的指令、存储作为部分应用程序的程序代码的指令，或存储为在操作系统和应用程序之间分配的程序代码的指令。此外，存储器可以包括随机存储器(RAM)、RAM和只读存储器(ROM)的组合，或任何其他合适的程序存储器。
图2a-2b示出可用在图1的IC芯片制造环境中的自动物料装卸运输系统(AMHS)200。在该示例性实施例中，AMHS 200包括悬吊轨道206，和配置为在轨道206上移动的架空式升降机运输车202。架空式升降机运输车202配置为从可移动架子210上拾取FOUP 208/将FOUP 208放置到可移动架子210上。例如，架空式升降机运输车202可以从顶板204向下延伸大约0.9m的距离221，可移动架子210可设置在地面205上方大约2.6m的距离222处。因此，顶板204可设置在地面205上方大约3.5m的距离220处。
在该优选实施例中，可移动架子210悬吊在IC芯片生产设备的地面205的上方。例如，可移动架子210可从轨道206的结构部件、从顶板204、或者从任何其他的适当结构部件悬吊下来。由于如架子210的可移动架子可悬吊在轨道206的任一侧或其两侧，因此，架子210b对FOUP 208提供偏移零轨迹储存(ZFS)，由此在IC芯片制造环境中更有效地利用空间。
如上所述，架空式升降机运输车202配置为从可移动架子210上拾取FOUP 208/将FOUP 208放置到可移动架子210上。为此，架空式升降机运输车202沿悬吊轨道206移动到架子210一侧的位置。如图2a所示，设置在轨道206旁边的架子210可以与架空式升降机运输车202位于基本上相同的高度。接着，架子210横向移动到基本上正好在架空式升降机运输车202中的架空式升降机下面的位置，如指向箭头209所示(参见图2b)。架空式升降机运输车202包括升降机夹持器(gripper)(例如参见图5中的升降机夹持器426)，该夹持器配置为直接从架子210上拾取FOUP 208/将FOUP 208放置到架子210上。一旦升降机夹持器保持住FOUP 208，架空式升降机运输车202就将其移动到IC芯片制造场地上的工作站或加工机器。
图3a-3b示出可用在图1的IC芯片制造环境中的自动物料装卸运输系统(AMHS)300。与AMHS 200(参见图2a-2b)一样，AMHS 300包括悬吊轨道306，和配置为在轨道306上移动的架空式升降机运输车302。但是，AMHS 200中包含的架空式升降机运输车202从排列在单行架子中的可移动架子210上拾取FOUP 208/将FOUP 208放置到排列在单行架子中的可移动架子210上，而架空式升降机运输车302配置为从排列在各行架子中的选定可移动架子310-311上拾取FOUP 308/将FOUP 308放置到排列在各行架子中的选定可移动架子310-311上。例如，架空式升降机运输车302可以从顶板304向下延伸大约0.9m的距离321，架子310可设置在与架空式升降机运输车302基本上相同的高度，架子311可设置在架子310b下面大约0.4m的距离323处，且在地面305上方大约2.6m的距离322处。因此，顶板304可设置在地面305上方大约3.9m的距离320处。
由于可移动架子310-311可以从轨道306的结构部件、从顶板304、或者从任何其他的适当结构部件悬吊下来，因此架子310-311为FOUP 308提供多行或多个水平位置的偏移零轨迹储存(ZFS)。此外，每行架子基本上正好位于相邻行的架子的上方或下方，由此形成至少一个包括多行和多列架子的架子阵列。注意，在该架子阵列中的顶行架子(包括架子310)可以位于与架空式升降机运输车302基本上相同的高度。
在该示例性实施例中，架空式升降机运输车302配置为从可移动架子310-311上拾取FOUP 308/将FOUP 308放置到可移动架子310-311上。为了从架子310拾取FOUP 308，架空式升降机运输车302沿悬吊轨道306移动到架子310一侧的位置。接着，架子310横向移动到正好在架空式升降机运输车302中的架空式升降机下面的位置，如指向箭头309所示(参见图3b)。与架空式升降机运输车202一样，架空式升降机运输车302包括升降机夹持器(例如参见图5中的升降机夹持器426)，该夹持器配置为直接从架子310上拾取FOUP308/将FOUP 308放置到架子310上。一旦从架子上310拾取FOUP308并通过升降机夹持器将其保持住，架空式升降机运输车302就将其移动到IC芯片制造场地上的工作站或加工机器。
为了从与架子310在同一列但位于架子310下面一行的架子311上拾取FOUP 308，架空式升降机运输车302将其自身置于架子310的一侧。接着，架子311横向移动到基本上正好在架空式升降机运输车302中的架空式升降机下面的位置，如指向箭头309所示。然后使该架空式升降机按照常规方式朝架子311的方向下降，以利用升降机夹持器从架子311上拾取FOUP 308。接着，提升该架空式升降机，从而通过架空式升降机运输车302中的升降机夹持器将FOUP 308保持住，然后将其移动到IC芯片制造场地上的工作站或加工机器。最后，架子311移回到其在架子阵列中的原始位置。
应该理解，架空式升降机运输车302中包含的架空式升降机可以从悬吊轨道306上的同一位置存取设置在同一列架子中的选定可移动架子(例如，架子310-311)上储存的WIP部件。这样，架空式升降机运输车302可以从单个轨道位置存取一个或多个水平位置的WIP储存器。
图4a-4b示出可用在图1的IC芯片制造环境中的自动物料装卸运输系统(AMHS)400。在该示例性实施例中，AMHS 400包括悬吊轨道406，和配置为在轨道406上移动的架空式升降机运输车402。架空式升降机运输车402配置为从被动或固定架子410上拾取FOUP408/将FOUP 408放置到被动或固定架子410上。例如，架空式升降机运输车402可以从顶板404向下延伸大约0.9m的距离421，固定架子410a可设置在地面405上方大约2.6m的距离422处。注意，架子410可以位于地面上方与架空式升降机运输车402同一高度处。因此，顶板404可以设置在地面405上方大约3.5m的距离420处。
应该理解，可以在轨道406旁边并基本上平行于轨道406的单行或多行中设置多个固定架子，如架子410。此外，一行或多行固定架子可位于轨道406的任一侧或两侧。由于多行固定架子可以在轨道406旁边从轨道结构部件、从顶板404、或者从任何其他的适当结构部件悬吊下来，因此这些固定架子为FOUP 408提供多个水平位置的偏移零轨迹储存(ZFS)。
在该示例性实施例中，架空式升降机运输车402中包含的架空式升降机安装在平移台412上，该平移台配置为将升降机移动到运输车402旁边且基本上正好位于选定固定架子上方的位置。图14a示出处于收缩结构的平移台412，图14b示出处于横向伸开结构的平移台412。为了从架子410上拾取FOUP 408(参见图4a-4b)，架空式升降机运输车402沿悬吊轨道406移动到架子410一侧的位置。接着，平移台412横向移动到架子410上方的位置，如指向箭头409所示(参见图4a)。然后开动升降机夹持器426(参见图5)，以便直接从架子410上拾取FOUP 408/将FOUP 408直接放置到架子410上。一旦从架子410上拾取FOUP 408并通过升降机夹持器426将其保持住，平移台412就移回到其在架空式升降机运输车402中的原始位置。注意，当平移台412返回到其在运输车402中的原始位置时，FOUP 408通过罩的开口403移入运输车402中(参见图4b)。然后，架空式升降机运输车402将FOUP 408移动到IC芯片制造场地上的工作站或加工机器。
应该理解，架空式升降机运输车402中包含的架空式升降机可以从悬吊轨道406上的同一位置存取设置在同一列架子中的选定固定架子(例如，架子410a)上设置的WIP部件。例如，为了存取与架子410在同一列但在架子410下面一行的固定架子上设置的FOUP，按照常规方式使架空式升降机下降到较低架子一侧的适当水平位置，横向移动平移台412以使升降机夹持器426从该架子上拾取FOUP/将该FOUP放置到该架子上。这样，架空式升降机运输车402可以从单个轨道位置存取一个或多个水平位置的WIP储存器。
图5示出AMHS 400的示例性应用(同样参见图4a-4b)，其中AMHS 400和WIP储存单元500(“储料器”)一起使用。在该示例性实施例中，储料器500包括置于储料器外壳中的多个储存箱，如架子510。储料器500中的储存箱绕中心轴旋转，并定位到允许通过架空式升降机运输车402取出的储存单元位置。为了从架子510上拾取FOUP 508，架空式升降机运输车402沿悬吊轨道406移动到架子510一侧的位置。接着，将平移台412横向移动到基本上正好位于架子510上方的位置，如指向箭头409所示。然后开动升降机夹持器426，直接从架子510上拾取FOUP 508，以便从储料器500取出FOUP 508。应该理解，可替换的是，可以采用升降机夹持器426将FOUP放置到储料器500中的架子510上。一旦从架子510上拾取FOUP 508并通过升降机夹持器426将其保持住，平移台412就移回到其在架空式升降机运输车402中的原始位置，随后将FOUP 408移动到IC芯片制造场地上的工作站或加工机器。
注意，可替换的是，图5的架空式升降机可以从储料器500外面的架子上拾取FOUP/将FOUP放置到储料器500外面的架子上。例如，储料器500可以包括一个或多个可移动架子，其中每个架子都配置为从储料器500内部的第一位置横向移动到储料器500外部的第二位置，以使该架空式升降机存取FOUP。一旦从该架子上存取FOUP并通过升降机夹持器426将其保持住，该架子就移回到其在储料器500中的原始位置。利用图5的架空式升降机直接从储料器500存取FOUP不再需要传统的I/O机构，如输入/输出端口118-119(参见图1)，由此降低了系统成本。
图6示出了AMHS 400的示例性应用(同样参见图4a-4b)，其中AMHS 400和架空式WIP传送机610一起使用。在该示例性实施例中，采用安装在平移台412上的架空式升降机直接从WIP传送机610上拾取FOUP 608/将FOUP 608直接放置到WIP传送机610上，该WIP传送机沿轨606移动。应该理解，轨606在与图6的图面相垂直的方向上延伸。还可以采用架空式升降机从基于轨的(rail-based)传送机610上拾取FOUP 608，并将FOUP 608放置到例如加工工具负载端口635上，反之亦然。例如，架空式升降机运输车402可以设置在基于轨的传送机610上方大约0.35m的距离624处。此外，吊轨(overhead rail)606可设置在IC生产设备的场地605的上方大约2.6m的距离626处。
注意，通常采用在例如轨道406的悬吊轨道上移动的架空式升降机运输车来提供FOUP在相邻工作站和加工机器之间的“跳跃式(hop-to-hop)”运送。与此相反，可以采用基于轨的传送机610来提供FOUP在IC芯片制造场地上相隔很大距离的工作站和加工机器之间的快速传输。通过使用基于轨的传送机610将FOUP移动很大距离通过IC芯片生产设备，可以明显降低运送系统的拥挤。
如上所述，可以采用安装在平移台412上的架空式升降机从基于轨的传送机610上拾取FOUP 608/将FOUP 608放置到基于轨的传送机610上。为此，移动架空式升降机运输车402和基于轨的传送机610，从而使其中带有FOUP 608的运输车402定位在传送机610的一侧。接着，平移台412横向移动，从而将FOUP 608设置在基本上正好位于传送机610的表面上方的位置，如指向箭头409所示。然后使该架空式升降机以常规的方式朝传送机610的方向下降，如指向箭头628所示。接着，开动该架空式升降机从而将FOUP 608放置到传送机610上，该传送机随后将FOUP 608运送通过IC芯片制造场地。
图7示出图4a-4b的AMHS 400的可替换的实施例700。与AMHS400一样，AMHS 700配置为从被动或固定架子上拾取FOUP/将FOUP放置到被动或固定架子上。在该示例性实施例中，AMHS 700包括悬吊轨道706和由悬吊轨道706支撑的架空式升降机运输车702。如图7所示，架空式升降机运输车702包括近端部分744、远端部分746以及连接在近端和远端744和746之间的悬吊元件748。架空式升降机运输车702进一步包括安装在远端746处的升降机夹持器726，和运送构件742，该运送构件可移动地连接到近端744，并配置为使运输车702在轨道706上移动。
具体的说，近端744配置为在基本上垂直于轨道706的方向上相对于运送构件742横向移动，如指向箭头709所示。例如，近端744可用作Y工作台、气动机构、步进伺服机构，或者提供相对较长的横向偏移的任何其他适当机构。此外，远端746配置为在垂直方向上移动，如指向箭头728所示。例如，远端746可以连接在悬吊元件748的端部，该悬吊元件可配置为叠缩的，从而使远端746在所需的垂直方向上移动。因此，近端744和悬吊元件748的组合使带有升降机夹持器726的远端746以两个自由度移动，如指向箭头709和728所指明的。
图8示出与被动或固定架子的阵列800一起使用的图7的AMHS700。在该示例性实施例中，架空式升降机运输车702配置为从阵列800中的选定架子上拾取FOUP，例如FOUP 808/将例如FOUP 808的FOUP放置到阵列800中的选定架子上，其中该阵列包括多行和多列固定架子，如架子810。如图8所示，架子阵列800置于悬吊轨道706旁边且基本上平行于悬吊轨道706。此外，每个架子都沿着单一边缘连到垂直支承构件760上，该垂直支承构件可固定在地面上，并且相邻列的架子彼此隔开，使各个悬吊元件748配合在相邻列之间的间隔中。注意，在这种结构中，如果需要，为了手动存取可以将FOUP808露出来。
例如，为了从架子810上拾取FOUP 808，架空式升降机运输车702沿着悬吊轨道706移动到包括架子810的这一列的一侧的位置。接着，如指向箭头728所示，包括升降机夹持器726的远端746向下移动到保持FOUP 808的架子810一侧的位置。然后，如指向箭头709所示，近端742横向移动，从而将升降机夹持器726定位在基本上正好位于轨道706旁边的架子810上方的位置。注意，当近端742进行其横向移动时，各个悬吊元件748都容纳在这一列架子的每一侧的间隔中。
一旦升降机夹持器726从架子810上拾取FOUP 808，近端742就移回到其在轨道706下面的原始位置，由此使带有保持FOUP 808的升降机夹持器726的远端746朝轨道706的方向向上回移。然后运送构件702将FOUP 808移动到IC芯片制造场地上的工作站或加工机器。应该理解，架空式升降机运输车702可以从悬吊轨道706上的同一位置存取置于同一列架子中的选定架子上储存的WIP部件。这样，架空式升降机运输车702可以从单个轨道位置存取一个或多个水平位置的WIP储存器。
图9示出与架子阵列800一起使用的多个自动物料装卸运输系统(AMHS)700a-700b。应该理解，AMHS 700a-700b中的每一个都与图7的AMHS 700一样。在该示例性实施例中，AMHS 700a-700b配置为在单个悬吊轨道706上移动，以允许同时存取架子阵列800中储存的FOUP 808，由此确保较高的系统物料通过量。
图10示出与背对背结构中的两个架子阵列800a-800b一起使用的AMHS 700a-700b，该背对背结构增大储存密度。如图10所示，架子阵列800a-800b中的每个架子都沿着单一边缘连接到垂直支承构件1060上，该垂直支承构件可固定在地面上。应该理解，架子阵列800a-800b中的每一个都与架子阵列800一样(参见图8)，在该架子阵列中，相邻列的架子彼此隔开，使各个悬吊元件748配合在两个相邻列之间的间隔中。在该示例性实施例中，AMHS 700a-700b配置为分别在悬吊轨道706a-706b上移动，从而允许同时存取架子阵列800a-800b中储存的FOUP，由此确保较高的系统物料通过量。由于图8-10的系统结构不需要用于存取FOUP的机械手(如在常规的物料装卸运输系统中所用的)，因此降低了对占地面积的要求和系统成本，同时增强了系统的可靠性。
图11示出与固定架子的阵列1100一起使用的图7的AMHS 700。与架子阵列800一样(参见图8)，架子阵列1100置于悬吊轨道706旁边且基本上平行于悬吊轨道706。此外，每个架子都沿着单一边缘连接到一个或多个垂直支承构件1160a-1160b，且相邻列的架子彼此隔开，使各个悬吊元件748配合在两个相邻列之间的空间中。但是，架子阵列800固定在地面上，而架子阵列1100则是通过支承构件1160a-1160b从轨道706的结构上悬吊下来。可以理解，可替换的是，架子阵列1100可从顶板或任何其他的适当结构上悬吊下来。因此，架子阵列1100为储存在其中的FOUP提供多行或多个水平位置的偏移零轨迹储存(ZFS)。
通过参考图12a来说明目前公开的自动物料装卸运输系统的第一种操作方法。如步骤1202中所示，架空式升降机运输(OHT)车沿着悬吊轨道移动到架子阵列中选定可移动架子的一侧的位置。该架子上放置有至少一个FOUP。接着，如步骤1204中所示，该架子移动到OHT车中包含的架空式升降机下面的位置。然后，如步骤1206中所示，开动该架空式升降机，以便从该架子上拾取FOUP。接着，如步骤1208中所示，该架子移回到其在架子阵列中的原始位置。最后，如步骤1210中所示，OHT车将FOUP移动到产品制造场地上的工作站或加工机器。
通过参考图12b说明目前公开的自动物料装卸运输系统的第二种操作方法。如步骤1212中所示，OHT车沿着悬吊轨道移动到架子阵列中选定固定架子的一侧的位置。该架子上设置有至少一个FOUP。接着，如步骤1214中所示，平移台移动到该架子上方的位置，其中架空式升降机安装在该平移台上。然后，如步骤1216中所示，开动架空式升降机，以便从该架子上拾取FOUP。接着，如步骤1218中所示，该平移台移回到其在OHT车中的原始位置。然后，如步骤1220中所示，该OHT车将FOUP移动到产品制造场地上的工作站或加工机器。接着，如步骤1222中所示，开动架空式升降机，以便将FOUP放置到加工机器的I/O端口，包括将平移台移动到I/O端口上方的位置，将FOUP放置到I/O端口，并将该平移台移回到其在OHT车中的原始位置。然后，如步骤1224中所示，开动架空式升降机，以便从加工机器的I/O端口拾取FOUP。接着，如步骤1226中所示，OHT车移动到基于轨的传送机的一侧的位置。然后，如步骤1228中所示，平移台移动，从而将FOUP定位在基于轨的传送机的上方。接着，如步骤1230中所示，使保持FOUP的架空式升降机朝该传送机方向下降，并且如步骤1232中所示，开动架空式升降机，以便将FOUP放置到该传送机上。在平移台返回到其在OHT车中的原始位置之后，如步骤1234中所示，基于轨的传送机移动，以便将FOUP在产品制造场地上运送一段较长的距离。
通过参考图13说明目前公开的自动物料装卸运输系统的控制方法。储存位置可配置为装卸从特殊工具、从一组工具，或从仓(bay)溢出的FOUP。储存单元是一个或多个储存位置。系统控制器尝试储存在目的地工具附近的FOUP并处理该储存位置单元中的储存器，从而使该单元中的其他FOUP的快速取回和存放达到最优化。如步骤1302中所示，AMHS控制器将带有FOUP的架空式升降机运输车引导到加工工具。接着，如步骤1304中所示，该加工工具不能用来接收该FOUP。然后，如步骤1306中所示，确定与该加工工具相关联的储存单元是否能够保持该FOUP。如果能够保持，那么如步骤1310中所示，AMHS控制器将该FOUP分配给该加工工具的储存单元。否则，如步骤1308中所示，确定与该加工工具组相关联的储存单元是否能够保持该FOUP。如果能够保持，则如步骤1312中所示，AMHS控制器将该FOUP分配到该加工工具组的储存单元。否则，如步骤1314中所示，AMHS控制器将该FOUP分配给半导体仓的储存单元。在步骤1310、1312的每一个步骤之后，如步骤1316中所示，AMHS控制器通过执行该AMHS控制器计算装置中包含的算法而有效安排FOUP在AMHS系统中的放置和取回。
已经描述了上述各个示例性实施例，可以得到其他可替换的实施例或进行变化。例如，所描述的自动物料装卸运输系统包括在IC芯片制造环境中的架空式升降机运输车，该运输车配置为移动用于存取运载工具的架空式升降机，所述运载工具如前开放统一容器(FOUP)。但是，应该理解，可以在储存物品并将该物品从一处移动到另一处的任何适当环境中采用上述自动物料装卸运输系统。例如，可以在汽车制造设备中采用这里描述的自动物料装卸运输系统，通过该系统储存和移动的WIP部件可以包括汽车部件。
本领域的普通技术人员还应该理解，可以对通过架空式升降机运输车从单一轨道位置存取一个或多个水平位置的架子的上述系统和方法进行其他修改和变化，而不背离这里公开的本发明的原理。因此，本发明不应视为限制性的，本发明只由随附的权利要求书的范围和精神所限制。
权利要求
1.一种自动物料装卸运输系统，包括至少一个架空式升降机运输子系统，包括轨道、架空式升降机和配置为沿该轨道移动该架空式升降机的运输车；以及至少一个物料储存位置，配置为储存至少一个物料单元，该物料储存位置置于该轨道的第一侧，其中，在该升降机置于该物料储存位置旁边的情况下，该物料储存位置配置为从该轨道的该第一侧的第一位置移动到与该升降机邻近的第二位置，由此使该升降机从该储存位置上拾取该物料单元，或者将该物料单元放置到该储存位置上。
2.根据权利要求1的系统，其中该至少一个物料储存位置包括在该轨道旁边且基本上平行于该轨道的一行中设置的多个储存位置。
3.根据权利要求2的系统，其中在该升降机置于该储存位置旁边的情况下，每个储存位置都配置为从该轨道的该第一侧的该第一位置移动到与该升降机邻近的该第二位置。
4.根据权利要求1的系统，其中至少一个物料储存位置包括在该轨道旁边且基本上平行于该轨道的多行中设置的多个储存位置。
5.根据权利要求4的系统，其中在该升降机置于该储存位置旁边的情况下，顶行中的每个储存位置都配置为从该轨道的该第一侧的该第一位置移动到与该升降机邻近的该第二位置。
6.根据权利要求4的系统，其中该多个储存位置排列在包括多行和多列的阵列中。
7.根据权利要求6的系统，其中在该升降机置于顶行中第一储存位置旁边的情况下，与该第一储存位置同一列中的每个储存位置都配置为从该轨道的该第一侧的第三位置移动到基本上正好位于该升降机下面的第四位置。
8.根据权利要求7的系统，其中该架空式升降机运输子系统进一步配置为移动位于该第四位置中的该储存位置附近的升降机，从而使该升降机从该储存位置上拾取该物料单元，或者将该物料单元放置到该储存位置上。
9.根据权利要求1的系统，其中该至少一个物料储存位置包括在该轨道的该第一侧的一行中设置的第一个多个储存位置，和在该轨道的该第二侧的一行中设置的第二个多个储存位置，该轨道的该第二侧与该轨道的该第一侧相对。
10.根据权利要求9的系统，其中在该升降机置于该储存位置旁边的情况下，该第二个多个储存位置中的每个储存位置都配置为从该轨道的该第二侧的第三位置移动到与该升降机相邻的该第二位置。
11.根据权利要求9的系统，其中该第一个多个储存位置悬吊在该轨道的该第一侧，以及该第二个多个储存位置悬吊在该轨道的该第二侧。
12.根据权利要求11的系统，其中该第一和第二个多个储存位置从该轨道上悬吊。
13.根据权利要求11的系统，其中该第一和第二个多个储存位置从顶板上悬吊。
14.根据权利要求1的系统，其中该至少一个物料储存位置包括在该轨道的该第一侧的多行中设置的第一个多个储存位置，和在该轨道的该第二侧的多行中设置的第二个多个储存位置，该轨道的该第二侧与该轨道的该第一侧相对。
15.根据权利要求14的系统，其中在该升降机置于该储存位置旁边的情况下，该轨道的该第二侧的顶行中的每个储存位置都配置为从该轨道的该第二侧的第三位置移动到与该升降机邻近的该第二位置。
16.根据权利要求14的系统，其中该第一和第二个多个储存位置排列在各自的阵列中，其中每个阵列都包括多行和多列。
17.根据权利要求16的系统，其中在该升降机置于该轨道的该第二侧的顶行中的第一储存位置旁边的情况下，与该第一储存位置同一列中的每个储存位置都配置为从该轨道的该第一侧的第三位置移动到基本上正好位于该升降机下面的第四位置。
18.根据权利要求17的系统，其中该架空式升降机运输子系统进一步配置为移动位于该第四位置中的该储存位置附近的该升降机，从而使该升降机从该储存位置上拾取该物料单元，或者将该物料单元放置到该储存位置上。
19.根据权利要求14的系统，其中该第一个多个储存位置悬吊在该轨道的该第一侧，以及该第二个多个储存位置悬吊在该轨道的该第二侧。
20.根据权利要求19的系统，其中该第一和第二个多个储存位置从该轨道上悬吊。
21.根据权利要求19的系统，其中该第一和第二个多个储存位置从顶板上悬吊。
22.根据权利要求1的系统，其中该至少一个物料储存位置悬吊在该轨道的该第一侧。
23.根据权利要求22的系统，其中该至少一个物料储存位置从该轨道上悬吊。
24.根据权利要求22的系统，其中该至少一个物料储存位置从顶板上悬吊。
25.根据权利要求1的系统，进一步包括配置为移动该物料单元的传送机子系统，其中该升降机进一步配置为从该传送机子系统上拾取该物料单元，或将该物料单元放置到该传送机子系统上。
26.根据权利要求25的系统，其中该传送机子系统包括至少一个轨，该传送机子系统配置为沿该轨移动该物料单元。
27.根据权利要求1的系统，其中该物料储存位置包括一个可移动架子。
28.根据权利要求1的系统，其中该物料单元包括前部开口一体容器(FOUP)。
29.根据权利要求1的系统，其中该物料单元包括至少一个制造部件。
30.一种自动物料装卸运输系统，包括至少一个架空式升降机运输子系统，包括轨道、架空式升降机和配置为沿该轨道移动该架空式升降机的运输车；以及至少一个物料储存位置，配置为储存至少一个物料单元，该物料储存位置置于该轨道的第一侧，其中，在该升降机置于该物料储存位置旁边的情况下，该升降机配置为从该架空式升降机运输车中的第一位置移动到与该物料储存位置邻近的第二位置，由此使该升降机从该储存位置上拾取该物料单元，或者将该物料单元放置到该储存位置上。
31.根据权利要求30的系统，其中该至少一个物料储存位置包括在该轨道旁边且基本上平行于该轨道的一行中设置的多个储存位置。
32.根据权利要求30的系统，其中该至少一个物料储存位置包括在该轨道旁边且基本上平行于该轨道的多行中设置的多个储存位置。
33.根据权利要求32的系统，其中该多个储存位置排列在包括多行和多列的阵列中。
34.根据权利要求30的系统，其中该至少一个物料储存位置包括在该轨道的该第一侧的一行中设置的第一个多个储存位置，和在该轨道的第二侧的一行中设置的第二个多个储存位置，该轨道的该第二侧与该轨道的该第一侧相对。
35.根据权利要求34的系统，其中该第一个多个储存位置悬吊在该轨道的该第一侧，以及该第二个多个储存位置悬吊在该轨道的该第二侧。
36.根据权利要求35的系统，其中该第一和第二个多个储存位置从该轨道上悬吊。
37.根据权利要求35的系统，其中该第一和第二个多个储存位置从顶板上悬吊。
38.根据权利要求30的系统，其中该至少一个物料储存位置包括在该轨道的该第一侧的多行中设置的第一个多个储存位置，和在轨道的第二侧的多行中设置的第二个多个储存位置，该轨道的该第二侧与该轨道的该第一侧相对。
39.根据权利要求38的系统，其中该第一和第二个多个储存位置排列在各自的阵列中，其中每个阵列都包括多行和多列。
40.根据权利要求38的系统，其中该第一个多个储存位置悬吊在该轨道的该第一侧，以及该第二个多个储存位置悬吊在该轨道的该第二侧。
41.根据权利要求40的系统，其中该第一和第二个多个储存位置从该轨道上悬吊。
42.根据权利要求40的系统，其中该第一和第二个多个储存位置从顶板上悬吊。
43.根据权利要求30的系统，其中该至少一个物料储存位置悬吊在该轨道的该第一侧。
44.根据权利要求43的系统，其中该至少一个物料储存位置从该轨道上悬吊。
45.根据权利要求43的系统，其中该至少一个物料储存位置从顶板上悬吊。
46.根据权利要求30的系统，其中该物料单元包括前部开口一体容器(FOUP)。
47.根据权利要求30的系统，其中该物料单元包括至少一个制造部件。
48.根据权利要求30的系统，其中该架空式升降机运输子系统进一步包括与该升降机连接的平移台，该平移台配置为将该升降机从该架空式升降机运输车中的该第一位置移动到与该物料储存位置邻近的该第二位置。
49.根据权利要求30的系统，其中该至少一个物料储存位置包括置于该轨道的该第二侧的至少一个储存位置，该第二侧与该第一侧相对。
50.根据权利要求49的系统，其中在该升降机置于该轨道的该第二侧的物料储存位置旁边的情况下，该升降机配置为从该架空式升降机运输车中的该第一位置移动到与该轨道的该第二侧的物料储存位置临近的第三位置。
51.根据权利要求30的系统，进一步包括配置为移动该物料单元的传送机子系统，其中该升降机进一步配置为从该架空式升降机运输车中的该第一位置移动到与该传送机子系统邻近的第三位置，由此使该升降机从该传送机子系统上拾取该物料单元，或者将该物料单元放置到该传送机子系统上。
52.根据权利要求51的系统，其中该传送机子系统包括至少一个轨，该传送机子系统配置为沿该轨移动该物料单元。
53.一种自动物料装卸运输系统的操作方法，包括以下步骤提供至少一个架空式升降机运输子系统，包括轨道、架空式升降机和用于沿该轨道移动该升降机的运输车；提供用于储存至少一个物料单元的至少一个物料储存位置，该物料储存位置置于该轨道的第一侧；在该升降机置于该物料储存位置旁边的情况下，将该物料储存位置从该轨道的该第一侧的第一位置移动到与该升降机邻近的第二位置；以及通过该升降机从该储存位置上拾取该物料单元，或者将该物料单元放置到该储存位置上。
54.根据权利要求53的方法，其中该至少一个物料储存位置包括在该轨道旁边且基本上平行于该轨道的一行中设置的多个储存位置。
55.根据权利要求53的方法，其中该至少一个物料储存位置包括在该轨道旁边且基本上平行于该轨道的多行中设置的多个储存位置。
56.根据权利要求55的方法，其中该多个储存位置排列在包括多行和多列的阵列中。
57.根据权利要求56的方法，其中该移动步骤包括，在该升降机置于顶行中第一储存位置旁边的情况下，将与该第一储存位置同一列中的至少一个储存位置从该轨道的该第一侧的第三位置移动到基本上正好位于该升降机下面的第四位置。
58.根据权利要求57的方法，进一步包括将该升降机移动到该第四位置中的该储存位置附近的步骤。
59.根据权利要求53的方法，其中该至少一个物料储存位置包括在该轨道的该第一侧的一行中设置的第一个多个储存位置，和在该轨道的第二侧的一行中设置的第二个多个储存位置，该轨道的该第二侧与该轨道的该第一侧相对。
60.根据权利要求59的方法，进一步包括以下步骤，在该升降机置于该第二个多个储存位置中的一个储存位置旁边的情况下，将该储存位置从该轨道的该第二侧的第三位置移动到与该升降机邻近的该第二位置。
61.根据权利要求59的方法，其中该第一个多个储存位置悬吊在该轨道的该第一侧，以及该第二个多个储存位置悬吊在该轨道的该第二侧。
62.根据权利要求61的方法，其中该第一和第二个多个储存位置从该轨道上悬吊。
63.根据权利要求61的方法，其中该第一和第二个多个储存位置从顶板上悬吊。
64.根据权利要求53的方法，其中该至少一个物料储存位置包括在该轨道的该第一侧的多行中设置的第一个多个储存位置，和在该轨道的该第二侧的多行中设置的第二个多个储存位置，该轨道的该第二侧与该轨道的该第一侧相对。
65.根据权利要求64的方法，其中该第一和第二个多个储存位置排列在各自的阵列中，每个阵列都包括多行和多列。
66.根据权利要求65的方法，其中在该升降机置于该轨道的该第二侧的顶行中第一储存位置旁边的情况下，将与该第一储存位置同一列中的至少一个储存位置从该轨道的该第一侧的第三位置移动到基本上正好位于该升降机下面的第四位置。
67.根据权利要求66的方法，进一步包括将该升降机移动到第该四位置的储存位置附近的步骤。
68.根据权利要求64的方法，其中该第一个多个储存位置悬吊在该轨道的该第一侧，以及该第二个多个储存位置悬吊在该轨道的该第二侧。
69.根据权利要求68的方法，其中该第一和第二个多个储存位置从该轨道上悬吊。
70.根据权利要求68的方法，其中该第一和第二个多个储存位置从顶板上悬吊。
71.根据权利要求53的方法，其中该至少一个物料储存位置悬吊在该轨道的该第一侧。
72.根据权利要求71的方法，其中该至少一个物料储存位置从该轨道上悬吊。
73.根据权利要求71的方法，其中该至少一个物料储存位置从顶板上悬吊。
74.根据权利要求53的方法，其中该物料储存位置是可移动架子。
75.根据权利要求53的方法，其中该物料单元是前部开口一体容器(FOUP)。
76.根据权利要求53的方法，其中该物料单元是至少一个制造部件。
77.一种自动物料装卸运输系统的操作方法，包括以下步骤提供至少一个架空式升降机运输子系统，包括轨道、架空式升降机和用于沿该轨道移动该升降机的运输车；提供用于储存至少一个物料单元的至少一个物料储存位置，该物料储存位置置于该轨道的第一侧；在该升降机置于该物料储存位置旁边的情况下，将该升降机从该架空式升降机运输车中的第一位置移动到与该物料储存位置邻近的第二位置；以及通过该升降机从该储存位置上拾取该物料单元，或者将该物料单元放置到该储存位置上。
78.根据权利要求77的方法，其中该至少一个物料储存位置包括在该轨道旁边且基本上平行于该轨道的一行中设置的多个储存位置。
79.根据权利要求77的方法，其中该至少一个物料储存位置包括在该轨道旁边且基本上平行于该轨道的多行中设置的多个储存位置。
80.根据权利要求79的方法，其中该多个储存位置排列在包括多行和多列的阵列中。
81.根据权利要求77的方法，其中该至少一个物料储存位置包括在该轨道的该第一侧的一行中设置的第一个多个储存位置，和在该轨道的第二侧的一行中设置的第二个多个储存位置，该轨道的该第二侧与该轨道的该第一侧相对。
82.根据权利要求81的方法，其中该第一个多个储存位置悬吊在该轨道的该第一侧，以及该第二个多个储存位置悬吊在该轨道的该第二侧。
83.根据权利要求82的方法，其中该第一和第二个多个储存位置从该轨道上悬吊。
84.根据权利要求82的方法，其中该第一和第二个多个储存位置从顶板上悬吊。
85.根据权利要求77的方法，其中该至少一个物料储存位置包括在该轨道的该第一侧的多行中设置的第一个多个储存位置，和在该轨道的该第二侧的多行中设置的第二个多个储存位置，该轨道的该第二侧与该轨道的该第一侧相对。
86.根据权利要求85的方法，其中该第一和第二个多个储存位置排列在各自的阵列中，每个阵列都包括多行和多列。
87.根据权利要求85的方法，其中该第一个多个储存位置悬吊在该轨道的该第一侧，以及该第二个多个储存位置悬吊在该轨道的该第二侧。
88.根据权利要求87的方法，其中该第一和第二个多个储存位置从该轨道上悬吊。
89.根据权利要求87的方法，其中该第一和第二个多个储存位置从顶板上悬吊。
90.根据权利要求77的方法，其中该至少一个物料储存位置悬吊在该轨道的该第一侧。
91.根据权利要求90的方法，其中该至少一个物料储存位置从该轨道上悬吊。
92.根据权利要求90的方法，其中该至少一个物料储存位置从顶板上悬吊。
93.根据权利要求77的方法，其中该物料单元是前部开口一体容器(FOUP)。
94.根据权利要求77的方法，其中该物料单元是至少一个制造部件。
95.根据权利要求77的方法，其中该移动步骤包括通过与该升降机连接的平移台，将该升降机从该架空式升降机运输车中的该第一位置移动到与该物料储存位置邻近的该第二位置。
96.根据权利要求77的方法，其中该至少一个物料储存位置包括置于该轨道的第二侧的至少一个储存位置，该第二侧与该第一侧相对。
97.根据权利要求96的方法，其中在该升降机置于该轨道的该第二侧的该物料储存位置旁边的情况下，将该升降机从该架空式升降机运输车中的该第一位置移动到与该轨道的该第二侧的该物料储存位置邻近的第三位置。
98.一种自动物料装卸运输系统，包括多个物料储存位置，每个储存位置包括配置为保持至少一个物料单元的固定架子，其中若干该固定架子排列在多个隔开的列中，每一列包括一个或多个架子；以及架空式升降机运输子系统，包括架空式升降机以及与该升降机运转连接的第一和第二升降机运送机构，该升降机配置为从包括在架子的选定列中的选定架子上存取至少一个物料单元，其中该第一运送机构配置为将该升降机沿着第一轴从第一位置运送到第二位置，其中该第一轴邻近该选定列且基本上平行于该选定列设置，以及其中该第二运送机构配置为将该升降机沿着第二轴从该第一或第二位置运送到第三位置，其中该第二轴与该第一轴基本上成直角设置，由此定位该升降机，从而使其直接从该选定架子上存取该物料单元。
99.根据权利要求98的系统，其中当该第二升降机运送机构将该升降机从该第一或第二位置运送到该第三位置时，该选定列和邻近该选定列的至少一列之间的至少一个间隔足以容纳该第一升降机运送机构的至少一部分。
100.根据权利要求99的系统，其中该第一升降机运送机构包括第一和第二伸长的升降机悬吊元件，该第一和第二升降机悬吊元件基本上平行于该第一轴设置，并配置为当该第一运送机构将该升降机从该第一位置运送到该第二位置时支撑该升降机，其中该选定列的相对侧的各个间隔配置为当第二升降机运送机构将该升降机从该第一或第二位置运送到该第三位置时使该第一和第二升降机悬吊元件横跨该选定列。
101.根据权利要求99的系统，其中该第二升降机运送机构从Y工作台、气动机构、步进机构和伺服机构构成的组中选择。
102.根据权利要求98的系统，其中该架空式升降机运输子系统进一步包括至少一个轨道和用于运输该升降机的车，所述升降机配置为移动到该轨道上的多个位置。
103.根据权利要求102的系统，其中该选定列包括多个架子，其中该架空式升降机运输车位于该轨道上的预定位置，并且其中该升降机是可设定位置的，以在从所述架子的选定列中的每个架子上存取各个物料单元。
104.根据权利要求102的系统，其中该轨道的至少一部分设置在该选定列的一侧的上方且基本上设置在该选定列的一侧。
105.根据权利要求102的系统，其中该架空式升降机运输子系统包括用于运输各个架空式升降机的多个车，该多个车中的每个配置为在公共轨道上移动。
106.根据权利要求102的系统，其中该架空式升降机运输子系统包括用于运输各个架空式升降机的多个车，该多个车的每个配置为在各自的轨道上移动。
107.根据权利要求98的系统，其中该升降机包括夹持器部分，该夹持器部分配置为夹持该至少一个物料单元。
108.根据权利要求107的系统，其中该夹持器同时夹持两个物料单元。
109.根据权利要求108的系统，其中该夹持器可以转动该两个物料单元，从而便于将该第一物料单元和该第二物料单元交换。
110.根据权利要求98的系统，其中该多个物料储存位置包括排列在多行和多列中的固定架子的阵列，每一列具有沿该第一轴隔开的第一个多个架子，每一行具有沿第三轴隔开的第二个多个架子，以及该第三轴与该第一和第二轴正交。
111.根据权利要求98的系统，其中该架子基本上是平面的，并沿其一个维度与至少一个支承部件基本上成直角固定。
112.根据权利要求111的系统，其中该架空式升降机运输子系统进一步包括用于运输该升降机的至少一个轨道，以及其中该支承部件从该轨道上悬吊。
113.一种自动物料装卸运输系统的操作方法，该系统包括多个物料储存位置和架空式升降机运输子系统，每个储存位置包括用于保持至少一个物料单元的固定架子，该架子排列在多个隔开的列中，每一列包括一个或多个架子，该架空式升降机运输子系统具有架空式升降机，该架空式升降机用于从架子的选定列中所包含的选定架子上存取至少一个物料单元，该方法包括以下步骤通过该架空式升降机运输子系统中包含的第一升降机运送机构将该升降机沿第一轴从第一位置运送到第二位置，该第一轴邻近所述架子的选定列且基本上平行于所述架子的选定列而设置；通过该架空式升降机运输子系统中包含的第二升降机运送机构，将该升降机沿第二轴从该第一或第二位置运送到第三位置，该第二轴与该第一轴基本上成直角设置，由此将该升降机放置在从该选定架子上存取该物料单元的位置；以及通过该升降机，直接从该选定架子上存取该物料单元。
114.根据权利要求113的方法，其中该第二运送步骤包括当通过该第二升降机运送机构将该升降机从该第一或第二位置运送到该第三位置时，将该第一升降机运送机构的至少一部分设置在该选定列与邻近该选定列的至少一列之间的至少一个间隔中。
115.根据权利要求114的方法，其中该第一升降机运送机构包括第一和第二伸长的升降机悬吊元件，该第一和第二升降机悬吊元件基本上平行于该第一轴设置，其中该第一运送步骤包括当通过该第一运输机构将该升降机从该第一位置运送到第该二位置时，通过该第一和第二伸长的升降机悬吊元件支撑该升降机，并且其中该第二运送步骤包括将该第一和第二伸长的升降机悬吊元件放置在该选定列的相对侧的各自间隔中，由此当通过该第二升降机运送机构将该升降机从该第一或第二位置运送到该第三位置时使得该第一和第二伸长的升降机悬吊元件横跨该选定列。
116.根据权利要求113的方法，其中该架空式升降机运输子系统进一步包括至少一个轨道和一个用于运送该升降机的车，并进一步包括通过该架空式升降机运输车移动到该轨道上至少一个位置的步骤。
117.根据权利要求116的方法，其中该选定列包括多个架子，其中该移动步骤包括通过该架空式升降机运输车移动到该轨道上预定位置，并进一步包括以下步骤，通过该第一和第二升降机运送机构，定位该升降机，以便从所述架子的选定列中的一个或多个架子上存取各个物料单元。
118.根据权利要求116的方法，其中该架空式升降机运输子系统包括多个车，用于运输各自的架空式升降机，并且其中该移动步骤包括通过该多个架空式升降机运输车移动到公共轨道上的多个相应位置。
119.根据权利要求116的方法，其中该架空式升降机运输子系统包括多个车，用于运输各自的架空式升降机，其中该移动步骤包括通过该多个架空式升降机运输车移动到各自轨道上的多个位置。
120.根据权利要求113的方法，其中该存取步骤包括通过该升降机中包括的夹持器来夹持该至少一个物料单元。
121.根据权利要求113的方法，其中该架子基本上是平面的，并沿其单一维度与至少一个支承部件基本上成直角固定。
122.根据权利要求121的方法，其中该架空式升降机运输子系统进一步包括至少一个轨道和用于运输该升降机的车，并进一步包括通过该架空式升降机运输车移动到该轨道上至少一个位置的步骤，该支承部件从该轨道上悬吊。
123.一种自动物料装卸运输系统的控制方法，包括以下步骤通过控制器，将包括至少一个物料单元的运输设备引导到加工工具；在该加工工具不能用于接收所述物料单元的情况下，通过该控制器，确定与该加工工具相关联的若干储存单元是否能够保持所述物料单元；在与该加工工具相关联的所述储存单元能够保持所述物料单元的情况下，通过该控制器，将所述物料单元分配给该工具的储存单元；在与该加工工具相关联的所述储存单元不能保持所述物料单元的情况下，通过该控制器，确定与该加工工具组相关联的若干储存单元是否能够保持所述物料单元；在与该加工工具组相关联的所述储存单元能够保持所述物料单元的情况下，通过该控制器，将所述物料单元分配给该工具组的储存单元；在与该加工工具组相关联的所述储存单元不能保持所述物料单元的情况下，通过该控制器，将所述物料单元分配给半导体仓的储存单元；以及通过该控制器，安排所述物料单元在该自动物料装卸运输系统中的放置和取回。
全文摘要
一种改进的自动物料装卸运输系统，该系统使通过悬吊轨道支撑的架空式升降机构从轨道旁边的储存箱上存取在制品(WIP)部件。该自动物料装卸系统包括架空式升降机运输车，用于在悬吊轨道上运输架空式升降机构，以及一个或多个存储箱用于存储位于轨道边的WIP部件。每个存储箱都是可移动架子或固定架子。为了从选定架子上存取WIP部件，架空式升降机运输车沿悬吊轨道移动到在架子一侧的位置。然后，可移动架子移动到该架空式升降机构下面的位置。或者，架空式升降机构移动到固定架子上面的位置。该架空式升降机构随后从架子上直接拾取想要的WIP部件，或是将一个或多个WIP部件直接放置到架子上。一旦该架空式升降机构保持住该WIP部件，该架空式升降机运输车将该WIP部件移动到产品生产地的加工机器或工作站上。
文档编号H01L21/677GK1849251SQ200380105951
公开日2006年10月18日 申请日期2003年10月9日 优先权日2002年10月11日
发明者杰弗里·T·托耶, 布赖恩·J·多尔蒂 申请人:布鲁克斯自动技术公司