最新の半導体製造所は、材料の移動及び製造工程の制御のための様々な自動化システムを使用している。本明細書に使用する場合に半導体製造所という表現と半導体工場という表現は同義であり、それぞれを製造所及び工場と略記する。工場内の様々な自動化システムは、工場を通じた材料、データの移動及び制御を自動化するために協働するように接続されたハードウエアとソフトウエアを含む。工場内の主な自動化システムは、MES(Manufacturing Execution System(製造実行システム))と、AMHS(Automated Material Handling System(自動材料取り扱いシステム))と、MCS(Material Control System(材料制御システム))と、ツール接続性のためのステーション制御と、製造所ツールとAMHSの間のインタフェースのためのEFEM(Equipment Front−End Modules(機器フロントエンドモジュール))及びロードポートと、無線周波数識別器(RFID)及びバーコードのような材料追跡システムと、工場内に用いても用いなくてもよく、故障検出、レシピ管理、スケジュール管理及びディスパッチ、統計処理制御(SPC)のような機能、及びその他を取り扱うために互いに束にされてもされなくてもよい関連ソフトウエア製品とを含むことができる。AMHSは、OHT(overhead hoist transport(オーバーヘッドホイスト搬送))システム、ツール近くのコンテナバッファシステム、及びAGV(automated guided vehicles(無人搬送車))のようなサブシステムを含むことができる。更に、工場は、取りわけ、PGV(person guided vehicles(有人搬送車))のような手動操作材料取り扱い及び移動システムを含むことができる。

半導体製造中に、半導体ウェーハには、各々が特化された加工ツールによって実施される複数の処理段階が施される。半導体ウェーハを1つのツールから別のものに運ぶ上で、加工物コンテナが使用される。各加工物コンテナは、いくつかの特定の直径のウェーハを搬送することができる。加工物コンテナは、ウェーハを例えば加工物コンテナの外側の空気中の微粒子による汚染のない状態に保つように保護された内部環境を維持するように設計される。加工物コンテナは、レチクル、液晶パネル、ハードディスクドライブのための硬質磁気媒体、太陽電池のような他のタイプの基板を運ぶためのものとしても公知である。

サイクルタイムの領域における工場内物流及び生産性、スループット、WBP(Work−in−Progress(処理中の作業))レベル、材料取り扱いなどを改善することは、現在起こっている要求である。工場内物流の改善は、より大きいウェーハの製造に関して特に関心の高いものであると考えられる。例えば、300mm及びそれ以上のウェーハの製造は、工場を通じたより高度に自動化された搬送を必要とし、従って、改善された工場内物流から利益を受ける。更に、狭い線幅を有するより小さい技術ノードのデバイスの製造は、より多くの処理段階を必要とする場合があり、これは、更に、工場を通じたより高度な搬送を必要とし、工場内のサイクルタイム制御の複雑さを高める。従って、工場内物流の改善は、より小さい技術ノードのデバイスの製造にも利益を与えることができる。

図1は、工場の一部分の例示的フロアプラン101を示している。フロアプランは、多くの異なる製造加工ツール及び/又は測定ツール103A〜103Lを含む。製造ツールは、取りわけ、材料のエッチング及び/又は堆積のためのウェーハプラズマ加工ツール、ウェーハ洗浄ツール、ウェーハ濯ぎ洗浄ツール、ウェーハ平面化ツールを含むがこれらに限定されない実質的に任意のタイプの半導体ウェーハ製造ツールを含むことができる。フロアプランは、取りわけ、リフター/エレベーター、OHT(overhead hoist transport(オーバーヘッドホイスト搬送))システム、OHV(overhead hoist vehicles(オーバーヘッドホイスト搬送車))、RGV(rail−guided vehicles(有軌道搬送車))、フロアコンベヤ、STC(material storage/stockers(材料保存庫/保管庫))を含むがこれらに限定されない材料取り扱い機器を含むことができる。図1のフロアプランは、とりわけ、OHTシステム、RGVシステム、及び/又はフロアプランコンベヤのような材料取り扱いシステムの例示的進行経路105を示している。更に、図1のフロアプランは、半導体ウェーハ又は他のタイプの加工物を搬送する加工物コンテナを移動するために様々な進行経路105に沿って進行する取りわけOHV、RGVのようないくつかの材料搬送車両107を示している。

与えられた工場において可能な実質的に無限数のフロアプラン変形が存在することを理解すべきである。例えば、異なる工場は、加工ツール及び/又は測定ツールの異なる組合せを含む可能性がある。更に、異なる工場は、異なる材料取り扱いシステム及びそれに関連付けられた経路を含む可能性がある。しかし、殆どの工場に共通するものは、場所の間で加工物を可能な限り効率的な方式で正確かつ確実に移動する必要性である。取りわけ、OHT、RGV、AGV、PGV、及びフロアコンベヤシステムは、工場内の場所の間で加工物コンテナを移動する実質的な機能を与える。これに加えて、ツール近くのコンテナバッファシステムによって与えられる近接ツール加工物コンテナバッファリング機能は、工場内での改善された加工物コンテナの移動及び準備の管理を可能にする。

米国特許出願第6,502,869号明細書

米国特許第4,995,430号明細書

米国特許出願第12/780,761号明細書

米国特許出願第12/780,846号明細書

従来、様々なAMHSサブシステムが、所定の時刻に工場内の与えられたステーションにアクセスするのに互いに衝突又は干渉しないことを確実にするために、ロードポートのような工場内のある一定のステーションへの様々なAMHSサブシステムによるアクセスは、余儀なく制限されている。しかし、様々なAMHSサブシステムに対するそのようなアクセス制限の実施は、工場内での干渉条件を回避するのには有効であるが、工場内での加工物コンテナの取り扱いの効率低下、及びそれに応じた工場からの加工物スループットの低減がもたらされる可能性がある。AMHSアクセス管理を改善するというこの状況の中で本発明は生じたものである。

一実施形態において、半導体製造設備内の受動構成要素のためのアクセス割当てモジュールを開示する。アクセス割当てモジュールは、複数の能動構成要素と通信するための複数の能動構成要素通信ポートを含む。アクセス割当てモジュールはまた、受動構成要素と通信するための受動構成要素通信ポートを含む。アクセス割当てモジュールは、更に、所定の時刻に複数の能動構成要素通信ポートのうちで認可を受けたものが受動構成要素通信ポートと通信状態で接続されるように、かつこの所定の時刻に複数の能動構成要素通信ポートのうちで認可を受けていないものが受動構成要素通信ポートとの通信を阻止されるように、複数の能動構成要素通信ポートの各々と受動構成要素通信ポートの間のアクセス通信プロトコル信号の送信を制御するように定められたスイッチング論理部を含む。

別の実施形態において、システムは、半導体製造ツールのためのロードポートと、第1の能動構成要素と、第2の能動構成要素と、アクセス割当てモジュールとを含むように開示される。第1及び第2の能動構成要素の各々は、加工物コンテナをロードポートに送出するように定められる。アクセス割当てモジュールは、ロードポート、第1の能動構成要素、及び第2の能動構成要素の各々と通信するように定められる。アクセス割当てモジュールは、所定の時刻に第1及び第2の能動構成要素のうちで認可を受けたものがロードポートにアクセスすることを許可され、かつこの所定の時刻に第1及び第2の能動構成要素のうちで認可を受けていないものがロードポートにアクセスすることを阻止されるように、第1及び第2の能動構成要素の各々とロードポートの間のアクセス通信プロトコル信号の送信を制御するように定められる。

別の実施形態において、半導体製造ツールのロードポートへのアクセスを制御する方法を開示する。本方法は、第1の能動構成要素からの第1のアクセスプロトコル信号をロードポートに送信する段階を含む。本方法はまた、第2の能動構成要素からの第2のアクセスプロトコル信号をロードポートに送信する段階を含む。本方法はまた、第1及び第2のアクセスプロトコル信号をそれらがロードポートに到着する前に傍受する段階を含む。本方法はまた、第1及び第2の能動構成要素のうちのどちらが現在ロードポートにアクセスすることを認可されているかを決定する段階を含む。本方法はまた、第1の能動構成要素がロードポートにアクセスすることを認可されている時に、傍受した第1のアクセスプロトコル信号を通過させてロードポートに送信し、かつ傍受した第2のアクセスプロトコルをロードポートへの送信から阻止する段階を含む。本方法はまた、第2の能動構成要素がロードポートにアクセスすることを認可されている時に、傍受した第2のアクセスプロトコル信号を通過させてロードポートに送信し、かつ傍受した第1のアクセスプロトコルをロードポートへの送信から阻止する段階を含む。

工場の一部分の例示的フロアプラン101を示す図である。

本発明の一実施形態によりツール201に4つのロードポート(LPLP)203が設けられた工場の一部分を示す図である。

コンテナ303が通過する窓302を有する各ロードポート203のアーティキュレーション概略図である、

一例としてFOUPとして定められたコンテナ303と接続するように構成されたロードポート203を示す図である。

本発明の一実施形態により複数の能動構成要素401A〜401nによる受動構成要素403へのアクセスを制御するように定められたアクセス割当てモジュール400を示す図である。

本発明の一実施形態により複数の受動構成要素403A〜403nがそれぞれの通信リンク405A〜405nを通して接続したアクセス割当てモジュール400を示す図である。

本発明の一実施形態によるアクセス割当てモジュール400の例示的アーキテクチャ図である。

本発明の一実施形態による図6の例示的アクセス割当てモジュール400内のPC104CPLD611の全体ブロック図である。

本発明の一実施形態による図6の例示的アクセス割当てモジュール400内の各スイッチCPLD619A〜619Dの全体ブロック図である。

本発明の一実施形態によりアクセス割当てモジュール400が、ツール近くのコンテナバッファシステム205の構成要素がロードポート203への頭上ホイスト搬送体(OHT)207アクセスに対して安全な位置にあることを確実にする方法の流れ図である。

頭上ホイスト搬送体(OHT)207がロードポート203(LP2)に/からコンテナを能動的に移送しており、同時にシャトルリフト215がロードポート203(LP2)の隣に位置決めされたロードポート203(LP3)に/からコンテナを能動的に移送している事例を示す図である。

頭上ホイスト搬送体(OHT)207がロードポート203(LP2)に/からコンテナを能動的に移送しており、同時にシャトルリフト215がツール近くのコンテナバッファシステム205内で頭上ホイスト搬送体(OHT)207が通ってロードポート203(LP2)にアクセスしている垂直方向空間から離れる方向にコンテナを移動している別の例示的な事例を示す図である。

頭上ホイスト搬送体(OHT)207がロードポート203(LP2)にアクセスしている時にシャトルリフト215及び能動ポート213aの移動が如何に制限を受けるかを明らかにする図である。

以下に続く説明では、本発明の完全な理解を与えるために多くの特定の詳細を示している。しかし、当業者には、これらの特定の詳細の一部又は全てを用いずに本発明を実施することができることは明らかであろう。他の事例では、本発明を不要に不明瞭にすることのないように公知の処理作動に対しては詳細には記載しない。

本明細書では、工場内の様々な構成要素へのAMHSサブシステムによる潜在的に競合するアクセスを効率良く管理するためのアクセス割当てモジュール及びシステムを説明する。説明を容易にするために、本明細書では、OHT(overhead hoist transport(オーバーヘッドホイスト搬送))システムとツール近くのコンテナバッファシステムとを含む2つのAMHSサブシステムによるロードポートへのアクセスを管理することに関してアクセス割当てモジュール及びシステムを説明する。しかし、本明細書に開示するアクセス割当てモジュール及びシステムは、OHT、ツール近くのコンテナバッファシステム、及びロードポートに限定されないことを理解すべきである。より具体的には、本明細書に開示するアクセス割当てモジュール及びシステムは、アクセス要求側として作動する任意の数の能動システムと各々が要求アクセスの到達点として作動する任意の数の受動システムとの間にアクセス管理を与えるように実施することができる。

本明細書に使用する「コンテナ」という表現は、多くのものの中でも取りわけ、FOUP(Front Opening Unified Pod(前開き一体形ポッド))、FOSB(Front−Opening Shipping Box(前開き梱包箱))、SMIF(Standard Mechanical Interface(標準機械インタフェース))ポッド、SRP(Single Reticle Pod(シングルレチクルポッド))、開放基板カセットを含むがこれらに限定されず、工場内での使用のための加工物コンテナを意味することを理解すべきである。また、本明細書に使用する「加工物」という表現は、多くのものの中でも取りわけ、半導体ウェーハ、半導体基板、レチクルを意味することができることを理解すべきである。更に、本明細書に使用する「加工物」という表現は、工場内の加工ツール及び/又は測定ツールが作用するいずれかの物品を意味することができる。また、本明細書では、一例として加工物がコンテナ内で搬送される工場の状況の中で説明を行うが、本明細書に開示するアクセス割当てモジュール及びシステムは、多くのものの中でも取りわけ、液晶パネル、例えば、ハードディスクドライブのための硬質磁気媒体、太陽電池のための製造設備の場合のような複数の能動システムが共有される受動システムへのアクセスに向けて競合する他の製造設備に対して利用することができることを理解すべきである。

図2は、本発明の一実施形態によるツール201に4つのロードポート(LP)203が設けられた工場の一部分を示している。各ロードポート203は、加工物製造生産ツール内への/からのコンテナの装荷/除荷を可能にし、同時に加工物製造生産ツール内で汚染からの加工物の保護を確実にする標準機械インタフェースをウェーハ製造生産ツール(加工ツール及び/又は測定ツール)に与えるように定められる。図2は、ツール201及びロードポート203の上方に配置されたツール近くのコンテナバッファシステム205も示している。図2は、ツール近くのコンテナバッファシステム205の上方でロードポート203の端から端まで進行するように構成された頭上ホイスト搬送体(OHT)207を更に示している。図2におけるツール201、ロードポート203、ツール近くのコンテナバッファシステム205、及び頭上ホイスト搬送体(OHT)207の構成は、本明細書におけるアクセス割当てモジュール及びシステムの説明を容易にするために例示的に提供したものであり、本明細書に開示するアクセス割当てモジュール及びシステムに限定するものであると決して解釈すべきではないことを理解すべきである。特に、本明細書に開示するアクセス割当てモジュール及びシステムは、複数の構成要素が、同じ構成要素への同時アクセスに向けて競合する可能性がある工場内の構成要素の実質的に任意の構成と共に実施することができることを理解すべきである。図2の例では、頭上ホイスト搬送体(OHT)207とツール近くのコンテナバッファシステム205は、同じロードポート203への同時アクセスに向けて競合する可能性がある。

図3Aは、コンテナ303が通過する窓302を有する各ロードポート203のアーティキュレーション概略図を示している。一実施形態において、ロードポート203は、窓302を通してY方向にコンテナ303を移動するように定められ、Z方向にコンテナ303を移動するようにも定められる。図3Bは、一例としてFOUPとして定められたコンテナ303と接続するように構成されたロードポート203を示している。ロードポート203は、例えば、2003年1月7日にRosenquist他に付与された米国特許出願第6,502,869号明細書の図1及び図2を参照して記載されているように加工ツール201の前端部に取り付けられる。説明の目的で、ロードポート203の「前」は、加工ツール201から離れる方向を向き、すなわち、座標軸305に示す負のY方向に向く。コンテナ303の「前」は、ロードポート203の前に対面する側である。

ロードポート203は、ツールインタフェース307を含む。半導体業界では、多くの場合に、ツールインタフェース307は、「Box Opener/Loader−to−Tool Standard Interface(開梱機/装荷機−ツール標準インタフェース)」(BOLTS)と呼ばれ、一般的にはBOLTSインタフェース又はBOLTS板と呼ばれる業界標準に適合する。ツールインタフェース307は、陥入肩部309によって囲まれた窓302を含む。窓302は、ポートドア311によって実質的に塞がれる。ポートドア311は、窓302の境界と近接シールを形成して製造ツール103内に汚染物が入り込むのを防ぐ。近接シールは、近接シールを形成する部分の間に少量のクリアランス、例えば、約1mmを与える。近接シールの小さいクリアランスは、高圧の空気が加工ツール201の内部から漏出し、近接シールのシール面からいずれかの微粒子を運び去ることを可能にする。

更に、ロードポート203は、前進板315を有する前進プレート組立体313を含む。一実施形態において、位置合わせピン(図示せず)が、コンテナ303の底部支持体317内で対応するスロット又は陥入部と嵌合し、前進板315上のコンテナ303のアラインメントを容易にする。コンテナ303は、Front Opening Unified Pods(前開き一体形ポッド)(FOUP)に対する業界標準又は異なる標準に準拠することができる。前進プレート組立体313は、図3Bに示す後退位置と、コンテナ303をツールインタフェース307の直近に置く前進位置との間で前進板315をY方向に摺動させるアクチュエータ(図示せず)を有する。コンテナ303が前進位置にある時には、フランジ321の前面319は、ツールインタフェース307の陥入肩部309との近接シールを形成する。

ポートドア311の前面323は、1対のラッチ鉤325を含む。ラッチ鉤325は、ポートドア311から離れる方向に延び、ポートドア311に対して実質的に垂直な柱と、柱の遠位端にある横棒とを含む。横棒は柱と垂直に延びて柱と「T」字形を形成する。ポートドア311は、ラッチ鉤325と相互作用してラッチ鉤325を柱軸上で回転させるアクチュエータを含む。コンテナ303が前進位置に移動すると、ラッチ鉤325は、コンテナ303のコンテナドア327の対応するラッチ鉤受コンテナ(図示せず)内に挿入される。次いで、ラッチ鉤325は柱軸上で回転され、それによってコンテナドア327内の機構(図示せず)と相互作用し、コンテナドア327のラッチが、コンテナ303のフランジ321から解除される。

ラッチ鉤を受け入れてそれと共に作動するように構成されたコンテナ内部のドアラッチアセンブリの例は、「Sealable Transportable Container Having Improved Latch Mechanism(改善されたラッチ機構を有するシール可能搬送可能コンテナ)」という名称の米国特許第4,995,430号明細書に開示されている。別の例は、2003年1月7日にRosenquist他に付与された米国特許第6,502,869号明細書に示されている。コンテナ303からコンテナドア327を解除するのに加えて、ラッチ鉤325の回転は、これらのラッチ鉤のそれぞれのラッチ鉤受コンテナ内でラッチ鉤325を係止し、それによってコンテナドア327がポートドア311に結合される。一実施形態において、ロードポート203は、互いに構造的かつ作動的に等しい2つのラッチ鉤325を含む。これに加えて、コンテナドア327が、加工ツール201の内部に向けた窓302の通過を可能にするほど十分に位置合わせされることになるように、ポートドア311とコンテナドア327の間のアラインメントを容易にするためのアラインメントピン329が設けられる。

コンテナドア327のラッチがフランジ321から解除されると、ロードポート203内では、矢印333に示すように、ポートドア311が、機構331によって水平方向(Y方向)に後退し、それによってコンテナドア327がコンテナ303から取り外される。ポートドア311(コンテナドア327が結合された)の水平方向333の後退に続いて、機構331は、矢印335に示すように、ポートドア311(コンテナドア327が結合された)を垂直方向(Z方向)に下方に移動するように作動され、それによって窓302が開通して、加工ツール201の内部からコンテナ303の内側の加工物までの障害のないアクセスが可能になる。

図2を再度参照して、ツール近くのコンテナバッファシステム205を2010年5月14日出願の「Substrate Container Storage System(基板コンテナ保存システム)」という名称の米国特許出願第12/780,761号明細書の「保存システム100」として詳細に説明する。更に、ツール近くのコンテナバッファシステム205を2010年5月14日出願の「Integrated Systems for Interfacing with Substrate Container Storage Systems(基板コンテナ保存システムとの接続を行うための統合システム)」という名称の米国特許出願第12/780,846号明細書の「保存システム100」としても詳細に説明する。

ツール近くのコンテナバッファシステム205は、いくつかの可動保存棚209を含み、可動保存棚209の各々は、駆動軌道211の周りにカルーセルのような方式で保存棚209の制御された移動を可能にする共通の駆動機構に各々接続される。更に、ツール近くのコンテナバッファシステム205は、固定ポート212a及び212bを含み、コンテナ303は、OHTシステム207によって、固定ポート212a及び212bの上に置かれたりそれから取出されたりする。更に、ツール近くのコンテナバッファシステム205は、能動ポート213a及び213bを含み、能動ポート213a及び213bの各々は、矢印215に示すように、水平方向に延長させられたり後退させられたりするように定められかつ構成される。例えば、能動ポート213aは後退位置で示され、能動ポート213bは延長位置で示されている。

能動ポート213a及び213bは、コンテナ303を保存棚209の上に載せたり、保存棚209から降ろしたりするために使用される。能動ポート213a及び213bは、上側位置又は下側位置のいずれかに垂直方向に移動することができるポートプレートを含む。ポートプレートが後退し且つ下側位置にあるとき、能動ポート213a、213bを、保存棚209の進行経路から退避させる。保存棚209を移動して、コンテナ303が能動ポート213a、213bの上に配置したら、能動ポート213a、213bのポートプレートを上側位置に移動させて、コンテナ303に係合させ、コンテナ303を保存棚209から持上げる。次いで、能動ポート213a、213bを水平方向に延長させ、コンテナ303を保存棚209から、シャトルリフト215がコンテナ303に係合することができるツール近くのコンテナバッファシステム205の位置まで移動させる。能動ポート213を上述した仕方と逆の仕方で作動させ、コンテナ303をシャトルリフト215の係合位置から保存棚209に移動させることができることを理解すべきである。

シャトルリフト215は、固定ポート212a、212bの上方の位置及び延長位置にある能動ポート213a、213bの上方の位置において、矢印217に示すように、ツール近くのコンテナバッファシステム205の長さ方向に沿って前後に進行するように定められかつ構成される。シャトルリフト215には、コンテナ303の上側ハンドルの把持及び矢印221に示すコンテナの垂直移動を可能にする把持及び昇降機構が装備される。このようにして、シャトルリフト215は、コンテナ303をいずれかの固定ポート212a、212b及び延長された能動ポート213a、213bから持上げ、これらのポートの上に置くように位置決めして作動させることができる。同じく、シャトルリフト215は、コンテナ303をいずれかのロードポート203の前進プレート組立体313から持上げ、その上に置くように位置決めして作動させることができる。

これに加えて、頭上ホイスト搬送体(OHT)207は、矢印219に示すように、OHTレール208を用いてコンテナ303を保存庫と保存システムとツールとの間で移動させることができる。シャトルリフト215と同様、頭上ホイスト搬送体(OHT)207には、コンテナ303の上側ハンドルの把持及び矢印223に示すコンテナの垂直移動を可能にする把持及び昇降機構が装備される。このようにして、頭上ホイスト搬送体(OHT)207は、コンテナ303をいずれかの固定ポート212a、212b、いずれかの延長された能動ポート213a、213b、及びいずれかのロードポート203の前進プレート組立体313から持上げ、これらの上に置くように位置決めして作動させることができる。

頭上ホイスト搬送体(OHT)207とツール近くのコンテナバッファシステム205のシャトルリフト215の両方が、所定の時刻にコンテナを各ロードポート203へ及びそこから移動することが可能であれば、衝突及び起こり得る加工物又は機器の損傷を回避するために、与えられたロードポート203への同時アクセスに関して頭上ホイスト搬送体(OHT)207とツール近くのコンテナバッファシステム205の間の競合を管理しなければならないことを理解すべきである。更に、ツール近くのコンテナバッファシステム205が、与えられたロードポート203の上に配置された延長可能な能動ポート213a、213bを有する場合、延長位置にある能動ポート213a、213bは、与えられたロードポート203への及びそこからのコンテナ303の移動に使用される頭上ホイスト搬送体(OHT)207の昇降機の垂直方向進行経路を塞ぐことになるので、与えられたロードポート203への頭上ホイスト搬送体(OHT)207によるアクセスは更に複雑である。

ロードポート203へのアクセス競合を管理するための従来の手法は、頭上ホイスト搬送体(OHT)207をツール近くのコンテナバッファシステム205の固定ポート212a、212bへの移動及びそこからのコンテナ303の移動に限定し、シャトルリフト215を利用してツール近くのコンテナバッファシステム205とロードポート203との間でコンテナ303を移動することである。しかし、この手法は、頭上ホイスト搬送体(OHT)207とツール近くのコンテナバッファシステム205の間のロードポート203アクセス競合を排除するには有効である場合はあるが、ツール201の利用率に対して、更に最終的に工場内の加工物スループットに対しては非効率的である可能性がある。例えば、1つ又はそれよりも多くのロードポート203がアクセスに向けて利用可能である時に、シャトルリフト215が使用中であるか又は作動不能である場合に、シャトルリフト215がロードポート203アクセスに対する障害になる可能性があると考えられる。従って、頭上ホイスト搬送体(OHT)207とシャトルリフト215の両方による直接ロードポート203アクセスを可能にすることが問題である。しかし、それを行うには、頭上ホイスト搬送体(OHT)207とシャトルリフト215の間の潜在的なロードポート203アクセス競合のみならず、能動ポート213a、213bと頭上ホイスト搬送体(OHT)207の間の潜在的な進行経路干渉も管理しなければならない。

図4は、本発明の一実施形態による複数の能動構成要素401A〜401nによる受動構成要素403へのアクセスを制御するように定められたアクセス割当てモジュール400を示している。各能動構成要素401A〜401nは、別の構成要素、すなわち、受動構成要素へのアクセスを要求する構成要素である。例えば、SEMI Standard SEMI E84−1109の状況の中では、能動構成要素401A〜401nは、カセットを別の機器のカセット台の上に載せたりそれから降ろしたりする機器として定められた能動機器に対応する。受動構成要素403は、能動構成要素401A〜401nがアクセスを要求するターゲットの構成要素である。例えば、SEMI Standard SEMI E84−1109の状況の中では、受動構成要素403は、能動機器によって載せられたり降ろされたりする機器として定められる受動機器に対応する。

各受動構成要素は、能動構成要素が受動構成要素へのアクセスを開始して実行するために通信することを可能にする通信リンクを有する。能動構成要素と受動構成要素の間のこの通信は、これらの間の適正なインタフェース接続を確実にするために公式の通信プロトコルに準拠する。一実施形態において、SEMI Standard SEMI E84−1109に準拠するE84通信プロトコルが、能動構成要素と受動構成要素の間に適用される。この実施形態において、能動構成要素と受動構成要素の間の正常なやり取りは、能動構成要素と受動構成要素の両方がE84通信プロトコルに従うことを必要とする。能動構成要素又は受動構成要素のいずれかが、これらの間のやり取りを確立するのにE84通信プロトコルに準拠し損ねた場合に、やり取りは発生せず、能動構成要素には、受動構成要素へのアクセスが許可されない。従って、能動構成要素と受動構成要素の間の通信の中断は、能動構成要素による受動構成要素へのアクセスを拒否することができる機構を与える。

通常、受動構成要素は、1つの能動構成要素への通信リンクを有し、それによって起こり得る受動構成要素へのアクセス競合が回避される。言い換えれば、この通信リンクへのアクセスを有する能動構成要素だけが、受動構成要素へのアクセスを有することになる。アクセス割当てモジュール400の実施により、受動構成要素403の通信リンク405は、アクセス割当てモジュール400によって傍受される。更に、アクセス割当てモジュール400の実施により、複数の能動構成要素401A〜401nへのそれぞれの通信リンク407A〜407nもアクセス割当てモジュール400によって傍受される。

アクセス割当てモジュール400は、一度に能動構成要素401A〜401nの通信リンク407A〜407nのうちの1つだけに対して受動構成要素403の通信リンク405の制御されたスイッチングを与え、それによって所定の時刻での受動構成要素403へのアクセスに必要な通信を複数の能動構成要素401A〜401nのうちの1つだけに限定するマルチプレクサのような方式で機能するように定められる。説明目的で、特定の時間での受動構成要素403へのアクセスが与えられた1つの能動構成要素401A〜401nを認可構成要素と呼ぶ。更に、アクセス割当てモジュール400は、能動構成要素401A〜401nとの通信リンク407A〜407nを通して、受動構成要素403へのアクセスが現在与えられておらず、すなわち、認可構成要素ではない能動構成要素401A〜401nに、受動構成要素403への認可構成要素のアクセスとの物理的干渉を回避するのに必要ではないずれかのアクションがある場合に、任意のアクションであっても取るように指示するように定められる。

図4は、1つの受動構成要素403と通信するように接続されたアクセス割当てモジュール400を示すが、アクセス割当てモジュール400は、複数の能動構成要素401A〜401nによる任意の個数の受動構成要素403へのアクセスを制御するように定めることができることを理解すべきである。図5は、本発明の一実施形態による複数の受動構成要素403A〜403nが、それぞれの通信リンク405A〜405nを通して接続されたアクセス割当てモジュール400を示している。図5の実施形態において、アクセス割当てモジュール400は、複数の受動構成要素403の各々が、所定の時刻に複数の能動構成要素401A〜401nのうちの1つによってアクセス可能であることを確実にするように作動する。同じく、アクセス割当てモジュール400は、能動構成要素401A〜401nの各々が、認可された各構成要素のターゲット受動構成要素403へのこれらの認可された構成要素のアクセスとの干渉を回避するように指示されることを確実にするように定められかつそのように作動される。

図2を再度参照すると、ロードポート203へのコンテナ303の移送は、SEMIスタンダードE84に準拠する信号と連動することを理解すべきである。スタンダードE84は、移送の各段階が許可され、正常に完了することを確実にするいくつかの信号の交換を指定する。通常、E84信号は、能動デバイス、すなわち、ロードポート203の上で位置合わせされた時の頭上ホイスト搬送体(OHT:Overhead Hoist Transfer)207又はツール近くのコンテナバッファシステム205に位置合わせされた光学リンクを通して送信される。従って、図4及び図5を参照すると、特に能動構成要素401A〜401nが、受動構成要素403と相対的に移動するように定められた場合、通信リンク407A〜407nを光学リンクとすることができる。しかし、能動構成要素401A〜401nが、受動構成要素403に対して不動のものである場合、E84信号は、有線通信リンク407A〜407nを通して送信することができることも理解すべきである。例えば、ツール近くのコンテナバッファシステム205は、全体的にそれが受持つロードポート203に対して不動であるので(ツール近くのコンテナバッファシステム205内にある移動構成要素にも関わらず)、ツール近くのコンテナバッファシステム205とアクセス割当てモジュール400の間の通信リンク407A〜407nを有線通信リンクとすることができる。

図6は、本発明の一実施形態によるアクセス割当てモジュール400の例示の構成図を示している。図6の例示のアクセス割当てモジュール400は、4つまでの頭上ホイスト搬送体(OHT)207のE84光学通信リンクからの通信リンク入力613A〜613Dを含み、4つまでのツール近くのコンテナバッファシステム205のE84通信リンクからの通信リンク入力615A〜615Dを含み、更に4つまでのロードポート203のE84通信リンクからの通信リンク入力617A〜617Dを含むように構成される。しかし、アクセス割当てモジュール400の他の実施形態は、工場内の実質的に任意の個数の能動デバイスからの実質的に任意の個数の通信リンク入力を含み、更に工場内の実質的に任意の個数の受動デバイスからの実質的に任意の個数の通信リンク入力を含むように定めることができることを理解すべきである。一部の実施形態において、通信リンク入力613A〜613D、615A〜615D、及び617A〜617Dは、DB25インタフェースコネクタとして定められる。

構造的には、アクセス割当てモジュール400は、工場内でアクセス割当てモジュール400を装着するためのフランジ603を有する筐体601を含む。フランジ603は、アクセス割当てモジュール400を工場内で装着することを可能にする多くの異なる手法のうちの一例であることを理解すべきである。一実施形態において、アクセス割当てモジュール400は、ツール近くのコンテナバッファシステム205のフレームに装着される。

アクセス割当てモジュール400は、イーサネット(登録商標)通信ポート607のような通信ポート607を介して通信信号を受信するように接続することができるコンピュータプロセッサ605を含むことができる。例えば、アクセス割当てモジュール400は、通信ポート607を通して工場AMHSと通信するように接続することができる。一部の実施形態において、コンピュータプロセッサ605は、PC104インタフェースを有するシングルボードコンピュータである。アクセス割当てモジュール400は、コンピュータプロセッサ605と接続状態にあるメインボードを含むことができる。一部の実施形態において、メインボードは、コンピュータプロセッサ605にインタフェース接続するためのPC104コネクタ609を含むことができる。更に、一部の実施形態において、メインボードは、取りわけ、E84スイッチング、センサ入力、及びファンモニタのようなメインボード上のリソースを管理するように定められたPC104CPLD(Complex Programmable Logic Device)611を含むことができる。

同じく、一部の実施形態において、メインボードは、能動デバイス通信リンク入力613A〜613D、615A〜615Dと受動デバイス通信リンク入力617A〜617Dの間の通信信号のタイミング及びスイッチングを制御するように定められかつそのようにプログラミングされたいくつかのスイッチCPLD619A〜619Dを含むことができる。図6の例示的実施形態において、アクセス割当てモジュール400は、頭上ホイスト搬送体(OHT)207の通信リンク入力613A〜613Dのうちの異なるものと、ツール近くのコンテナバッファシステム205の通信リンク入力615A〜615Dのうちの異なるものと、ロードポート203の通信リンク入力617A〜617Dのうちの異なるものとに各々が接続した4つのスイッチCPLD619A〜619Dを含む。特に、スイッチCPLD619Aは、通信リンク入力613A、615A、及び617Aの各々に接続される。スイッチCPLD619Bは、通信リンク入力613B、615B、及び617Bの各々に接続される。スイッチCPLD619Cは、通信リンク入力613C、615C、及び617Cの各々に接続される。スイッチCPLD619Dは、通信リンク入力613D、615D、及び617Dの各々に接続される。

図6の例では、スイッチCPLD619A〜619Dは、頭上ホイスト搬送体(OHT)207又はツール近くのコンテナバッファシステム205とロードポート203の間のE84ハンドシェイク信号のタイミング及びスイッチングを制御するように定められる。コンピュータプロセッサ605が、全てのE84信号トラフィックをモニタすることができ、スイッチCPLD619A〜619Dが、マスク可能状態変化割込みを発生させてコンピュータプロセッサ605に送信するように、スイッチCPLD619A〜619Dは、PC104CPLD611を通してコンピュータプロセッサ605にも接続される。本明細書に説明するアクセス割当てモジュール400の例示的実施形態は、CPLD611及び619A〜619Dを利用するが、アクセス割当てモジュール400の他の実施形態は、CPLD611及び619A〜619Dのものに等しい機能を有する別の回路及び/又はプログラミング論理を用いて実施することができることを理解すべきである。

アクセス割当てモジュール400は、ツール近くのコンテナバッファシステム205のいくつかの位置センサからのセンサ入力621も含む。例えば、センサ入力621は、各能動ポート213a、213bに対して能動ポート213a、213bが後退位置又は延長位置のいずれにあるかを示すセンサ入力を含むことができる。更に、センサ入力621は、シャトルリフト215の位置を示すいくつかのセンサ入力を含むことができる。センサ入力621は、頭上ホイスト搬送体(OHT)207とその下方にある与えられたロードポート203の間の垂直方向空間が能動ポート213a、213b又はシャトルリフト215のいずれかによって何らかの形で塞がれているか否かに関する決定を可能にするために、ツール近くのコンテナバッファシステム205の構成要素の状態に関しての情報を与えることを理解すべきである。

センサ入力621が、頭上ホイスト搬送体(OHT)207とその下方にあるロードポート203との間で開通した垂直方向空間を示す場合に、アクセス割当てモジュール400は、下方にあるロードポート203への頭上ホイスト搬送体(OHT)207によるアクセスを可能にすることができる。センサ入力621が、頭上ホイスト搬送体(OHT)207とその下方にあるロードポート203との間で塞がれた垂直方向空間を示す場合に、アクセス割当てモジュール400は、頭上ホイスト搬送体(OHT)207によるロードポート203へのアクセスを遅らせると同時に、ツール近くのコンテナバッファシステム205に垂直方向空間を開通させるように指示するか又は頭上ホイスト搬送体(OHT)207によるロードポート203へのアクセスを拒否するかのいずれかを行うことができる。このようにして、アクセス割当てモジュール400には、どの能動デバイスに与えられたロードポート203へのアクセス許可を与えることができるかに関して決定を行うために、与えられたロードポート203の上方の垂直方向空間の現在のステータスを正確に評価するのに必要なセンサ入力が与えられる。

アクセス割当てモジュール400には、AC電力入力624を有するオンボードのACからDCへのコンバータ623を装備することもできる。アクセス割当てモジュール400は、そのオンボード電力を用いて、様々なセンサにそれぞれのセンサ入力621を通して電力を供給することができる。アクセス割当てモジュール400には、冷却ファン625を装備することができる。一部の実施形態において、コンピュータプロセッサ605が冷却ファン625の作動ステータスをモニタすることができるように、冷却ファン625は、PC104CPLD611を通してコンピュータプロセッサ605に接続した回転速度計出力627を有することができる。

図6の例示のアクセス割当てモジュール400は、頭上ホイスト搬送体(OHT)207と、ツール近くのコンテナバッファシステム205と、ツール近くのコンテナバッファシステム205が受け持つロードポート203との間でE84マルチプレクサ(MUX)として作動するように定められる。一実施形態において、図6の例示的アクセス割当てモジュール400は、ツール近くのコンテナバッファシステム205又は頭上ホイスト搬送体(OHT)207のいずれかによる各ロードポート203への先着順ベースのE84アクセスにより、4つまでのロードポート203をサポートすることができる。

一実施形態において、アクセス割当てモジュール400は、デフォルトのロードポートアクセス許可がツール近くのコンテナバッファシステム205に与えられるようにプログラムされる。この実施形態において、頭上ホイスト搬送体(OHT)207が与えられたロードポート203にアクセスする必要がある場合に、アクセス割当てモジュール400は、頭上ホイスト搬送体(OHT)207からのE84信号(例としてE84 VALID信号等)を傍受することになり、更に与えられたロードポート203がアクセスに向けて準備が整っており、かつ頭上ホイスト搬送体(OHT)207と与えられたロードポート203との間が開通している場合に、アクセス割当てモジュール400は、傍受したE84信号を通過させて与えられたロードポート203のE84通信ポートに接続することになる。

一部の実施形態において、アクセス割当てモジュール400は、傍受したE84信号を通過させて与えられたロードポート203のE84通信ポートに送信することになる前の追加アクセス検査になる与えられたアクセス予約状態の通知を受けることができる。例えば、特定ロードポート203が、そこに向かう途中にある頭上ホイスト搬送体(OHT)207によるアクセスに向けて予約されている場合に、先に到着して特定のロードポート203へのアクセスを要求する別の頭上ホイスト搬送体(OHT)207に対して、アクセス割当てモジュール400が、先に到着する頭上ホイスト搬送体(OHT)207から傍受したE84信号を通過させず、特定のロードポート203に送信しないことにより、この特定のロードポート203へのアクセスを拒否することができる。このようにして、工場内に先読み機能を実施してロードポート203及びそれに関する工場リソースの改善された管理を可能にするためにアクセス割当てモジュール400を利用することができる。

頭上ホイスト搬送体(OHT)207からロードポート203へのアクセスは、頭上ホイスト搬送体(OHT)207とロードポート203の間の垂直方向空間からロードポート203への頭上ホイスト搬送体(OHT)207のアクセスを阻害することになる構成要素が取り除かれていることを必要とすることを理解すべきである。例えば、図2のツール近くのコンテナバッファシステム205の構成の場合の頭上ホイスト搬送体(OHT)207では、頭上ホイスト搬送体(OHT)207とロードポート203の間の垂直方向空間からシャトルリフト215及びいずれかの能動ポート213a、213bが取り除かれていなければならない。しかし、シャトルリフト215及び能動ポート213a、213bは、頭上ホイスト搬送体(OHT)207とロードポート203の間でロードポート203への頭上ホイスト搬送体(OHT)207アクセスに必要とされる垂直方向空間のいずれかの他の場所に配置することができる。例えば、頭上ホイスト搬送体(OHT)207が、能動ポート213aによって共有される垂直方向空間を通してロードポート203にアクセスしている場合に、能動ポート213aは完全に後退されることになるが、能動ポート213bは延長されていても後退されていてもよく、シャトルリフト215は、頭上ホイスト搬送体(OHT)207が通してロードポート203にアクセスすることになる垂直方向空間内以外のいずれかの場所で作動中であることができる。頭上ホイスト搬送体(OHT)207とロードポート203の間のコンテナ移送が完了すると、頭上ホイスト搬送体(OHT)207とロードポート203の間の垂直方向空間は、シャトルリフト215又は能動ポート213a、213bのいずれかによる使用に向けて解放される。

ツール近くのコンテナバッファシステム205が停止しているか又は部分的に無効である場合に、各能動ポート213a、213b及びシャトルリフト215の場所を決定するのに、ツール近くのコンテナバッファシステム205とアクセス割当てモジュール400の間の別個のセンサ621が使用されることになる。このセンサ621は、塞がれた垂直方向空間が頭上ホイスト搬送体(OHT)207制御に切り換えられることにならず、補正的手動介入を利用することができるように、頭上ホイスト搬送体(OHT)207からロードポート203までのどの垂直方向空間がツール近くのコンテナバッファシステム205によって塞がれているかを決定するのに使用されることになる。センサ621は、ツール近くのコンテナバッファシステム205に装着されるが、ツール近くのコンテナバッファシステム205の電力ステータスによる影響を受けることのないように、アクセス割当てモジュール400によって給電されかつそこに接続される。

E84仕様により、「競合ゾーン」は、頭上ホイスト搬送体(OHT)207とロードポート203の間に位置するものとして定められる。しかし、ツール近くのコンテナバッファシステムは、ロードポート203よりも大きい容積を占有するので、頭上ホイスト搬送体(OHT)207とロードポート203の間の「ハンドシェイク」処理の結論は、頭上ホイスト搬送体(OHT)207が競合ゾーン内でツール近くのコンテナバッファシステムと衝突しないことを意味するわけではない。一実施形態において、この状況は、頭上ホイスト搬送体(OHT)207の競合ゾーンをツール近くのコンテナバッファシステム205の上方に位置するものとして再定義することによって対処することができる。別の実施形態において、この状況は、ツール近くのコンテナバッファシステム205の競合ゾーンの上方に頭上ホイスト搬送体(OHT)207が完全に後退することを判別するためのソフトウエアタイマを利用することによって対処することができる。このソフトウエアタイマは、頭上ホイスト搬送体(OHT)207がそれを通ってロードポート203にアクセスしていた垂直方向空間を横切ってシャトルリフト215又は能動ポート213a、213bを移動することがいつ安全であるかを決定するために使用することができる。

E84仕様では、L_REQ ON信号又はU_REQ ON信号が、頭上ホイスト搬送体(OHT)207のVALID信号送信から指定時間(一般的に2秒)以内に受信されない場合に「タイムアウト」するように、TA1タイマが頭上ホイスト搬送体(OHT)207によって使用される。TA1タイマが満了した(すなわち、L_REQ応答信号又はU_REQ応答信号が送受信されない)場合に、頭上ホイスト搬送体(OHT)207は、その進行ループの周りに再度進むように強いられることになる。図2のツール近くのコンテナバッファシステム205の構成の場合の頭上ホイスト搬送体(OHT)207内のTA1タイマの満了は、頭上ホイスト搬送体(OHT)207とロードポート203の間の垂直方向空間が開通し、ツール近くのコンテナバッファシステム205がアクセス割当てモジュール400の制御を頭上ホイスト搬送体(OHT)207に明け渡してしまわない限り、VALID信号が頭上ホイスト搬送体(OHT)207からロードポート203まで伝わることが許可されないことに起因して発生する可能性がある。このTA1タイマの満了を回避するために、TA1タイマを一例として約30秒のような長いタイマ持続時間に調節することができる。このTA1タイマの延長は、不要な頭上ホイスト搬送体(OHT)207ループを防止することになる。

図6のアクセス割当てモジュール400の例示の実施形態において、PC104CPLD611と、4つのスイッチCPLD619A〜619Dの各々とを含む合計で5つのCPLDが存在する。しかし、他の実施形態において、アクセス割当てモジュール400は、特定の実施に必要な任意の数のCPLDを含むように定めることができる。より具体的には、アクセス割当てモジュール400は、プロセッサ605のインタフェースに対して1つのCPLDを含み、アクセス割当てモジュール400によってアクセスを制御されるアクセス割当てモジュール400に接続した各受動デバイスに対して1つのCPLDを含むように定めることができる。

PC104CPLD611は、アクセス割当てモジュール400のメインボードをコンピュータプロセッサ605のPC104インタフェース609にインタフェース接続するように機能する。PC104CPLD611は、PC104バス上のアドレス及びトランザクションを解釈し、意図する信号トラフィックをアクセス割当てモジュール400のメインボード上のリソースに誘導するように定められる。図7は、本発明の一実施形態による図6の例示的アクセス割当てモジュール400内のPC104CPLD611の全体ブロック図を示している。図7に示すように、PC104CPLD611は、メインアドレスの復号に向けてCPLDに入る20本のPC104アドレス線(0〜19)を含む。

ボード上には、設定された時にトランザクションがメインボード上のリソースに向けられたものであるか否かを決定するためにPC104アドレスの上位8ビットと比較される8ビットベースアドレス構成スイッチが存在する。PC104アドレスの上位8ビットが、ベースアドレス構成スイッチに適合する場合に、メインボードへのプロセッサ605のトランザクションを検証するグローバル有効化信号が発生する。このようにして、ボード上の復号論理部は、様々なリソース(アドレスビット0〜11)に対して4096個までの独特なレジスタ/アドレスロケーションを取り扱うことができる。リソースは、各々が256バイトの16個のブロックとして構成され、各々が最大で265個の8ビットレジスタ又は記憶域を含むことができるいずれかのタイプの16個のデバイスが受け入れられる。一実施形態において、記憶域は、PC104メモリアドレス空間に「メモリマッピング」され、それによって標準のISA I/O空間よりも大きい大量の利用可能レジスタ/記憶域が容易になる。

グローバル有効化信号は、16個のデバイス選択論理部のうちの1つに進む。図6の例示的実施形態において、PC104CPLD611内に4つのスイッチCPLD619A〜619Dと内部レジスタとが存在する。デバイス復号区画は、それぞれのスイッチCPLD619A〜619Dへの適切な復号/有効化線を発生させることになる。スイッチCPLD619A〜619Dは、頭上ホイスト搬送体(OHT)207又はツール近くのコンテナバッファシステム205からロードポート203の間でE84ハンドシェイク信号を経路変更するように定められる。

PC104アドレスの下位8ビット(0〜7)は、内部レジスタ選択に向けてスイッチCPLD619A〜619Dに直接渡される。8ビットのPC104データは、内部レジスタ書込み/読み戻しに向けてPC104CPLD611内に進められ、そこを通して書込み/読み戻し目的でスイッチCPLD619A〜619Dにも渡される。PC104制御(書込み/読み戻し目的の)は、CPLD611内への経路を辿り、そこを通過する。プロセッサ605へのマスク可能割込みを発生させ、どの特定のスイッチCPLD619A〜619Dが割込み要求を発生させたかをプロセッサ605に通知するために、ISR&MASKレジスタが使用される。与えられた垂直方向空間が頭上ホイスト搬送体(OHT)207に対して利用可能であるか否かを決定するために、12個のフレームセンサがこのCPLDにフィードを行う(能動ポート後退及びシャトル位置)。ステータス指示に向けて2つのLED(1つが緑色、1つが赤色)が設けられる。アクセス割当てモジュール400に電力が印加されると、ソフトウエアが初期化を完了するまで緑色LEDが明滅することになり、完了時間でソフトウエアは、LEDを完全点灯させる。赤色LEDは、故障状態を示している。

図8は、本発明の一実施形態による図6の例示のアクセス割当てモジュール400内の各スイッチCPLD619A〜619Dの全体ブロック図を示している。スイッチCPLD619A〜619Dは、ツール近くのコンテナバッファシステム205又は頭上ホイスト搬送体(OHT)207からロードポート203へのE84制御線を経路変更するように定められる。プロセッサ605は、スイッチングを行う適切な時間を決定するように作動する。ソフトウエアは、アクセス割当てモジュール400の能動デバイス通信リンク入力613A〜613D、615A〜615D及び受動デバイス通信リンク入力617A〜617Dのうちのいずれかの上でマスク可能状態変化割込みを構成することができる。例えば、頭上ホイスト搬送体(OHT)207又はツール近くのコンテナバッファシステム205のいずれかがロードポート203にハンドオフを要求していることを示すE84「VALID」信号上の状態変化に対して割込みを有効化にすることができる。ソフトウエアは、この割込みを処理し、いつスイッチングするのが安全であるかを決定し、次いで、このスイッチングを実施する対応するスイッチCPLD619A〜619D内の制御レジスタ内にスイッチングビットを書き込むことができる。一実施形態において、安全予防措置として、先行トランザクションが完了しない限り、スイッチCPLD619A〜619Dによってスイッチ内の変化が許可されることにはならない。

図8に示すように、各スイッチCPLD619A〜619Dは、ツール近くのコンテナバッファシステム205又は頭上ホイスト搬送体(OHT)207のいずれかのE84信号を与えられたロードポート203に経路指定するように定められたMUX要素を含む。光遮断器論理部が、この区画に直接フィードを行い、ソフトウエア制御下でソース経路を選択し、選択されたE84信号をそのそれぞれのロードポート203に接続した光遮断器にフィードする。各スイッチCPLD619A〜619Dは、CS0/CS1と、ロードポート203に送られているVALID E84信号との間のE84タイミング構成を確実にするために、ロードポート203に送られているVALID E84信号の先頭エッジに100ミリ秒の「VALID DELAY」を更に含む。各スイッチCPLD619A〜619Dは、ロードポート203のE84信号をツール近くのコンテナバッファシステム205又は頭上ホイスト搬送体(OHT)207のいずれかに経路指定するように定められたセレクタ要素を更に含む。

アクセス割当てモジュール400の通常作動中に、頭上ホイスト搬送体(OHT)207とツール近くのコンテナバッファシステム205のシャトルリフト215の両方は、コンテナの送出/集荷に向けてロードポート203にアクセス可能であることになる。アクセス割当てモジュール400は、同じロードポート203へのアクセスに向けた頭上ホイスト搬送体(OHT)207とシャトルリフト215の間の競合を管理するように作動することになる。アクセス割当てモジュール400は、ロードポート203にアクセスするための頭上ホイスト搬送体(OHT)207の進行軌道から能動ポート213a、213b及びシャトルリフト215を含むツール近くのコンテナバッファシステム205の構成要素が取り除かれていることを確実にするようにも作動することになる。頭上ホイスト搬送体(OHT)207によるロードポート203へのアクセスは、E84プロトコルのような標準アクセスプロトコルに準拠することになる。従って、ロードポート203又は頭上ホイスト搬送体(OHT)207のいずれも、アクセス割当てモジュール400との作動に向けて修正を必要としないことになる。更に、アクセス割当てモジュール400は、ロードポート203と頭上ホイスト搬送体(OHT)207の両方によって予想される/必要とされる形状適合、電圧、電流、及び光リンク遮断を含むがこれらに限定されず、かつ標準アクセスプロトコル、例えば、E84プロトコルの電気特性及び機械的特性を維持するように定められる。

頭上ホイスト搬送体(OHT)207がロードポート203への直接コンテナ移送に向けてロードポート203へのアクセスを開始すると、アクセス割当てモジュール400は、アクセスプロトコル通信信号、例えば、E84信号を傍受し、アクセスプロトコル通信信号を通過させてその予想する宛先に送信するか、又はアクセスプロトコル通信信号を通過させてその予想する宛先に送信することを拒否し、それによってアクセス作動を実施するのに必要なアクセスプロトコル通信を阻止するかのいずれかにより、アクセス要求に対する制御に作用することになる。更に、アクセス割当てモジュール400は、ロードポート203が適切なアクセスプロトコル通信信号、例えば、L_REQ又はU_REQによって頭上ホイスト搬送体(OHT)207に応答することを可能にする前に、ツール近くのコンテナバッファシステム205の能動ポート213a、213b及びシャトルリフト215が、ロードポート203への頭上ホイスト搬送体(OHT)207アクセスに対して安全な位置にあること、すなわち、頭上ホイスト搬送体(OHT)207とアクセスされることになるロードポート203との間の垂直方向空間から取り除かれていることを確実にしなければならない。このようにして、アクセス割当てモジュール400は、頭上ホイスト搬送体(OHT)207が移動してロードポート203へ/からコンテナを移送するときに、機械的/物理的な干渉が発生することにはならないことを確実にする。

図9は、本発明の一実施形態によるアクセス割当てモジュール400が、ツール近くのコンテナバッファシステム205の構成要素がロードポート203への頭上ホイスト搬送体(OHT)207アクセスに対して安全な位置にあることを確実にする方法の流れ図を示している。作動901において、頭上ホイスト搬送体(OHT)207が、E84移送要求等のロードポート203へのアクセス要求を送信する。作動903において、アクセス割当てモジュール400は、頭上ホイスト搬送体(OHT)207からロードポート203に送信されるアクセス要求を傍受する。作動905において、アクセス割当てモジュール400は、ツール近くのコンテナバッファシステム205からのセンサ入力信号621を検査し、シャトルリフト215が安全な位置にあるか否か、すなわち、ロードポート203にアクセス中の頭上ホイスト搬送体(OHT)207の垂直方向進行経路の外にあるか否かを決定する。シャトルリフト215が安全な位置にない場合、作動907を実施し、シャトルリフト907を安全な位置に移動することができるか否かを決定する。シャトルリフト215を安全な位置に移動することができる場合、作動909を実施し、シャトルリフト215を安全な位置に移動する。次いで、本方法は、作動905に復帰する。シャトルリフト215を安全な位置に移動することができない場合、作動911を実施し、例えば、TA1時間切れ用クロックが満了したら、頭上ホイスト搬送体(OHT)207のアクセス要求を時間切れにする。

作動905を再度参照すると、シャトルリフト215が安全な位置にある場合、作動913が実施し、対応する能動ポート213a、213bが安全な位置にあるか否か、すなわち、ロードポート203にアクセス中の頭上ホイスト搬送体(OHT)207の垂直方向進行経路の外にあるか否かを決定する。対応する能動ポート213a、213bが安全な位置にない場合、作動915を実施し、対応する能動ポート213a、213bを安全な位置に移動することができるか否かを決定する。対応する能動ポート213a、213bを安全な位置に移動することができる場合、作動917を実施し、対応する能動ポート213a、213bを安全な位置に移動させる。次いで、本方法は、作動913に復帰する。対応する能動ポート213a、213bを安全な位置に移動することができない場合、作動911を実施し、例えば、TA1時間切れ用クロックが満了したら、頭上ホイスト搬送体(OHT)207のアクセス要求を時間切れにす。作動913を再度参照すると、対応する能動ポート213a、213bが安全な位置にある場合、本方法は、頭上ホイスト搬送体(OHT)207及びロードポート203がコンテナ移送作動を進めることができるように、アクセス割当てモジュール400が必要なロードポート203アクセス要求応答を頭上ホイスト搬送体(OHT)207に送信するように作動する作動919を進めることができる。

一実施形態において、アクセス割当てモジュール400は、先着順ベースの下で作動している時に、同じロードポート203へのシャトルリフト215と頭上ホイスト搬送体(OHT)207とによる同時アクセスを回避するように定められる。頭上ホイスト搬送体(OHT)207とロードポート203の間のコンテナ移送作動が開始された場合に、シャトルリフト215には、頭上ホイスト搬送体(OHT)207によってアクセスされているロードポート203にアクセスすることが許可されないことになる。同様に、シャトルリフト215とロードポート203の間のコンテナ移送作動が開始された場合に、頭上ホイスト搬送体(OHT)207には、シャトルリフト215によってアクセスされているロードポート203にアクセスすることが許可されないことになる。

アクセス割当てモジュール400は、いつどこであっても可能な限り、シャトルリフト215と能動ポート213a、213bと頭上ホイスト搬送体(OHT)207との同時移動を可能にするようにプログラムされることを理解すべきである。例えば、図10は、頭上ホイスト搬送体(OHT)207が、ロードポート203(LP2)に又はそれからコンテナを能動的に移送しており、同時にシャトルリフト215が、ロードポート203(LP2)の隣に位置決めされたロードポート203(LP3)に又はそれからコンテナを能動的に移送している事例を示している。図11は、頭上ホイスト搬送体(OHT)207が、ロードポート203(LP2)に又はそれからコンテナを能動的に移送しており、同時にシャトルリフト215が、ツール近くのコンテナバッファシステム205内で頭上ホイスト搬送体(OHT)207が通ってロードポート203(LP2)にアクセスしている垂直方向空間から離れる方向にコンテナを移動している別の例示的な事例を示している。図12は、頭上ホイスト搬送体(OHT)207がロードポート203(LP2)にアクセスしている時に、シャトルリフト215及び能動ポート213aの移動が如何に制限を受けるかを明らかにしている。特に、図12に示すように、アクセス割当てモジュール400は、シャトルリフト215及び能動ポート213aが、頭上ホイスト搬送体(OHT)207が通ってロードポート203(LP2)に能動的にアクセスしている垂直方向空間内に横から入るのを防止するように作動する。

一実施形態において、アクセス割当てモジュール400は、既に開始されたE84コンテナ移送が完了し、その後に、操作者が、作動モード中に、すなわち、頭上ホイスト搬送体(OHT)207/ツール近くのコンテナバッファシステム205の標準作動モードと頭上ホイスト搬送体(OHT)207直接アクセス作動モードとの間でアクセス割当てモジュール400を用いてスイッチングを行うことを可能にするようにプログラムされる。

以上のことに基づいて、アクセス割当てモジュール400は、工場内の複数のコンテナ取扱いエンティティ、すなわち、能動デバイスのうちのいずれかのものによる所定の時刻に与えられたロードポート203へのアクセスを管理する割当てシステムを提供することを理解すべきである。アクセス割当てモジュール400は、所定の時刻に各ロードポート203に独立したアクセス制御を与える。アクセス割当てモジュール400は、特定のロードポート203へのアクセスを要求する可能性があり且つ入ってくるコンテナ搬送エンティティに関する情報を取得し、これらの入ってくるコンテナ搬送エンティティの予測管理を提供するように、工場コントローラと通信するように定めることができる。それによってアクセス割当てモジュール400は、与えられたロードポート203へのコンテナ搬送エンティティのアクセスに関する予測機能を提供する。

同じく、一実施形態において、アクセス割当てモジュール400には、頭上ホイスト搬送体(OHT)207の車両がロードポート203に到着する前にこれらの車両との直接ハンドシェイク処理を可能にする無線通信機能を装備することができる。現在、頭上ホイスト搬送体(OHT)207の車両は、光センサを用いて通信している。しかし、工場内のコンテナ搬送エンティティが、工場内の他のエンティティと無線通信することができるように、工場は、無線ネットワーク接続することができるように考えられている。そのような無線ネットワーク接続が設けられている場合に、入ってくるコンテナ搬送エンティティが、ツールロードポート203への到着の前にハンドシェイク処理を開始するか、ツールが利用可能ではない場合に経路変更されるかのいずれかであるように、アクセス割当てモジュール400と通信することを可能にすることができる。それによってコンテナ搬送車両が、そのコンテナの荷下ろし/集荷処理をツールロードポート203への到着時に即時に進めるか、工場内の別の宛先に移動し続けるかのいずれかを行うことが可能になる。この実施形態において、コンテナ搬送車両は、工場内の別の宛先に経路変更される前に、ツールの場所で停止してハンドシェイク処理を実施することを必要としない場合がある。

工場内の受動デバイスへの通信リンクを有する工場内の任意の能動デバイスは、この通信リンクを傍受するアクセス割当てモジュール400を用いてアクセス制御を受けさせることができることを理解すべきである。アクセス割当てモジュール400は、割当て制御を適用するために能動デバイスと受動デバイスの間の任意の1つ又はそれよりも多くの必要なコンテナ移送信号を中断することができる。また、複数のアクセス割当てモジュール400を互いにネットワーク接続することができることも理解すべきである。更に、アクセス割当てモジュール400を能動デバイスとして別のアクセス割当てモジュール400に接続することにより、工場内でアクセス割当てモジュール400をカスケードすることができる。これに加えて、工場内の任意の個数の能動デバイス及び受動デバイスを受け入れるように、アクセス割当てモジュール400を拡張することができることを理解すべきである。

アクセス割当てモジュール400は、衝突回避及びモニタリング機能を有するN×Nツールロードポート203 E84スイッチを表している。アクセス割当てモジュール400は、ツール近くのコンテナバッファシステム205の一部として配置することができるが、ツール近くのコンテナバッファシステム205とは独立して定められる。アクセス割当てモジュール400は、頭上ホイスト搬送体(OHT)207とシャトルリフト215の両方がロードポート203に荷下しすることを可能にする。アクセス割当てモジュール400は、電源オン、電源オフ、又は保守モードにあるツール近くのコンテナバッファシステム205と共に作動させることができる。従って、頭上ホイスト搬送体(OHT)207によるロードポート203へのアクセスは、ツール近くのコンテナバッファシステム205の利用可能性に依存しない。

上述のように、アクセス割当てモジュール400は、頭上ホイスト搬送体(OHT)207と、ツール近くのコンテナバッファシステム205のシャトルリフト215及び能動ポート213a、213bとの間の衝突を回避するために、ツール近くのコンテナバッファシステム205の状態を検出する専用センサを有する。アクセス割当てモジュール400のボード上のプロセッサ605は、イーサネット(登録商標)接続607を通してツール近くのコンテナバッファシステム205、MCSホスト、及びツール201と通信する機能を有する。図6に示すもののような一実施形態において、アクセス割当てモジュール400は、12個のE84接続(4つのツール近くのコンテナバッファシステムから受動への接続、4つのロードポート203から能動への接続、及び4つの頭上ホイスト搬送体(OHT)207から受動への接続)を含む。CPLD611及び619A〜619Dは、全てのE84スイッチング作動を制御する。アクセス割当てモジュール400は独立して給電され、かつEMO、能動ポート213a、213bの位置状態、及びシャトルリフト215の位置状態に関する給電センサ入力621を含む。

アクセス割当てモジュール400は、頭上ホイスト搬送体(OHT)207がコンテナ303をツール近くのコンテナバッファシステムとツールロードポート203の両方に同時に移送することを可能にする。アクセス割当てモジュール400はまた、ツール近くのコンテナバッファシステム205、ロードポート203、及び頭上ホイスト搬送体(OHT)207の信号を傍受することによって、頭上ホイスト搬送体(OHT)207のトラフィックを管理する機能を有する。アクセス割当てモジュール400は、製造コントローラ(MES/MCS)を介して入ってくる頭上ホイスト搬送体(OHT)207の車両をこれらの車両がロードポート203の場所に到着する前に管理するようにプログラムすることができる。同じく、一実施形態において、ロードポート203が利用可能ではない場合に、アクセス割当てモジュール400は、頭上ホイスト搬送体(OHT)207がそのコンテナをツール近くのコンテナバッファシステム205のバッファに降ろすことを可能にし、それによって頭上ホイスト搬送体(OHT)207の過密を軽減することを可能にするようにプログラムすることができる。

アクセス割当てモジュール400は、複数のツール201及びツール近くのコンテナバッファシステム205にわたって拡張可能である。アクセス割当てモジュール400は、頭上ホイスト搬送体(OHT)207の車両がロードポート203のツール201に到着する前にこれら車両と直接ハンドシェイクするための無線機能の追加を可能にする。このようにして、アクセス割当てモジュール400は、頭上ホイスト搬送体(OHT)207の車両が到着する前に頭上ホイスト搬送体(OHT)207とロードポート203/ツール近くのコンテナバッファシステム205との間のハンドシェイク通信処理を開始する「先読み」機能を可能にする。

本発明をいくつかの実施形態によって記述したが、当業者は、以上の明細書を読解し、図面を精査した上で、これらの実施形態の様々な変更、追加、置換、及び均等物を認識することになることは認められるであろう。従って、本発明は、全てのそのような変更、追加、置換、及び均等物を本発明の真の精神及び範囲内に収まるものとして含むように意図している。

203 ロードポート(受動構成要素) 205 コンテナバッファシステム(コンテナ搬送システム、能動構成要素) 207 頭上ホイスト搬送体(コンテナ搬送システム、能動構成要素) 303 コンテナ(加工物コンテナ) 400 アクセス割当てモジュール(装置) 613 通信リンク入力(複数の通信インタフェース) 615 通信リンク入力(複数の通信インタフェース) 617 通信リンク入力(複数の通信インタフェース、目標通信インタフェース)