KR100454775B1 - Shipping and transport cassette with kinematic coupling - Google Patents
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- B65D85/00—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials
- B65D85/30—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for articles particularly sensitive to damage by shock or pressure
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Abstract
다수의 물품들을 평행하게 정렬시킨 상태에서 저장하는 카세트 (10) 가 개시되어 있다. 이 카세트는 특히 가볍게 되어 있으며 뒤틀림, 휘어짐, 연화 또는 파단을 막기 위한 보강체 (50, 52, 54) 가 제공되어 있다. 물품의 정확한 삽입과 인출을 위한 표면에 카세트를 인덱싱하기 위한 수단 (66, 68, 70) 이 제공되어 있다.A cassette 10 is disclosed for storing a plurality of articles in parallel alignment. This cassette is particularly light and is provided with reinforcements 50, 52, 54 to prevent warping, bending, softening or breaking. Means 66, 68, 70 are provided for indexing the cassette on the surface for accurate insertion and withdrawal of the article.
Description
본 발명은 다양한 물품을 적재 및 전달하는 카세트에 관한 것이다. 보다 구체적으로 말하면, 웨이퍼, 강성 메모리 디스크, 납작한 판넬 디스플레이, 액정 디스플레이 또는 포토마스크를 홀딩하기 위해 특별히 구성된 카세트에 관한 것이다. 본 발명은 예컨데 직경이 300mm 이상인 웨이퍼와 같은 비교적 큰 물품을 홀딩하는데 특히 유용하다. 그러나, 본 발명의 카세트는 작은 물품을 홀딩하는데도 사용될 수 있다.The present invention relates to a cassette for loading and delivering various articles. More specifically, it relates to a cassette specifically configured for holding a wafer, rigid memory disk, flat panel display, liquid crystal display or photomask. The invention is particularly useful for holding relatively large articles such as, for example, wafers 300 mm or more in diameter. However, the cassette of the present invention can also be used to hold small articles.
본 기술분야에서는 실리콘 웨이퍼, 강성 메모리 디스크, 납작한 판넬 디스플레이, 액정 디스플레이 등을 홀딩하기 위해 다양한 컨테이너들이 사용되고 있다. 이러한 물품들은 잘 깨지기 때문에 제조설비내의 한 지점에서 다른 지점으로 전달할 때 보호를 요한다. 이러한 물품들을 전달용 카세트안에 적재하는 것이 효과적인 보호방법임이 알려져 있다.Various containers are used in the art to hold silicon wafers, rigid memory disks, flat panel displays, liquid crystal displays, and the like. These items are fragile and require protection when transferring from one point to another in the manufacturing facility. It is known that loading such articles into a delivery cassette is an effective protection method.
초기의 카세트는 무겁고 부피도 크며 또한 가격도 비싸고, 또한 기능을 발휘해야할 상황에 적절히 적응하지 못했다. 이러한 상황에서 사용되는 열과 독한 화학물질 때문에 종래의 카세트는 종종 연화되어 휘어지고 뒤틀리게 되며 심지어는 처리시에 파손되기까지 했다. 카세트에 대한 이러한 손상은 종종 그안에 저장된 물품들의 파손으로 이어지게 된다.Early cassettes were heavy, bulky, expensive, and poorly adapted to the functions they needed to function. Due to the heat and harsh chemicals used in these situations, conventional cassettes are often softened, warped, distorted and even destroyed during processing. Such damage to a cassette often leads to the destruction of the items stored therein.
최근에 나온 카세트는 위와 같은 뒤틀림을 막기 위해 다양한 거세트(gusset), 지지체 또는 H형 바아를 제공하여 카세트를 보강함으로써 종래의 카세트가 갖는 단점들을 해결하려고 하였다. 또한, Teflon??(등록상표) 과 같은 재료도 사용되었다. 이런 재료는 물품에 대해 행해지는 화학엣칭가공에 대비하기 위한 것이다. 이러한 기술은 약 150mm 이하의 직경 또는 길이를 갖는 작은 물품들을 홀딩하기 위해 제작된 카세트에 적합하다. 그러나, 반도체 및 전자 산업에서의 최근 경향을 생각하면, 큰 물품들을 수용할 수 있는 새로운 구성의 카세트가 필요하다. 이러한 카세트는 고온 또는 독한 화학물질에 대해서도 연화되어 휘어지고 뒤틀리지 않으며 또한 파단되지 않아야 한다. 또한, 이러한 물품의 크기와 중량을 생각하면, 로봇에 의한 취급이 더욱 중요해지고, 이에 따라 처리장비에 대한 카세트의 분할 및 위치고정에 도움을 줄 수 있는 구성의 카세트가 필요하게 된다.Recent cassettes attempt to solve the drawbacks of conventional cassettes by reinforcing the cassettes by providing various gussets, supports or H-bars to prevent such distortion. In addition, Teflon ?? The same material as (registered trademark) was used. Such materials are intended for the preparation of chemical etching performed on articles. This technique is suitable for cassettes made to hold small articles having a diameter or length of about 150 mm or less. However, given recent trends in the semiconductor and electronics industries, there is a need for a new configuration of cassettes that can accommodate large items. Such cassettes must be softened, warped, and not broken against high temperature or harsh chemicals. In addition, considering the size and weight of such an article, handling by the robot becomes more important, and therefore, a cassette having a configuration that can help in dividing and fixing the cassette to the processing equipment is required.
도 1 은 본 발명에 따른 카세트의 사시도.1 is a perspective view of a cassette according to the present invention;
도 2 는 본 발명에 따른 카세트의 한 단부를 보여주는 정면도.2 is a front view showing one end of a cassette according to the present invention;
도 3 은 도 2 에 도시된 단부의 맞은 편에 있는 카세트의 다른 단부를 보여주는 정면도.3 is a front view showing the other end of the cassette opposite the end shown in FIG.
도 4 는 카세트의 한 측면의 정면도.4 is a front view of one side of the cassette.
도 5 는 도 4 에 도시된 측면 맞은편의 카세트의 다른 측면을 보여주는 정면도.FIG. 5 is a front view showing the other side of the cassette opposite the side shown in FIG. 4; FIG.
도 6 은 카세트의 저면도.6 is a bottom view of the cassette.
도 7 은 카세트의 평면도.7 is a plan view of a cassette.
도 8 은 두 대향 디바이더와 웨이퍼를 보여주는 단면도.8 is a cross-sectional view showing two opposing dividers and a wafer.
본 발명은, 큰 직경의 웨이퍼 (즉, 직경이 300mm 이상인 웨이퍼) 및 다른 작은 물품들을 수용하기 위해 특별히 구성된 카세트를 제공하는데 그 의도가 있다. 이러한 카세트는 작은 물품들도 홀딩할 수 있다. 사용중에 카세트의 연화, 뒤틀림, 휘어짐 또는 파단을 방지하기 위해 보강체가 제공되어 있다. 이들 보강체를 사용함으로써 카세트 제작에 사용되는 재료의 양을 줄일 수 있으며 이 결과 제조비와 중량도 감소하게 된다.The present invention is intended to provide a cassette specially configured for accommodating large diameter wafers (i.e., wafers 300 mm or more in diameter) and other small articles. Such a cassette can hold small articles as well. A reinforcement is provided to prevent softening, twisting, warping or breaking of the cassette during use. By using these reinforcements, the amount of material used to make the cassettes can be reduced, which in turn reduces manufacturing costs and weight.
또한, 본 발명에 따르면 세정이 용이한 카세트가 제공된다. 이러한 카세트는 물품들을 평행하게 이격시킨 상태에서 홀딩할 수 있으므로, 물품들이 서로 접촉하지 않고 손상도 되지 않는다. 이러한 카세트는 물품들의 처리 및 취급에 사용되는 장비에 카세트를 운동학적으로 연결시키기 위한 한 세트의 그루브를 갖고 있다. 이러한 운동학적 그루브는, 예컨데 적재 및 전달시 물품들을 보호하기 위해 카세트를 마이크로인바인런먼트 포드 (microenvironment pod) 안에 리지스터하는데 사용될 수 있다.According to the present invention, there is also provided a cassette which is easy to clean. Such a cassette can be held in parallel spaced apart states, so that the articles do not come into contact with each other and are not damaged. Such a cassette has a set of grooves for kinematically connecting the cassette to equipment used for the processing and handling of articles. Such kinematic grooves can be used to register the cassette in a microenvironment pod, for example to protect articles during loading and delivery.
이상으로 부터, 본 발명의 한 목적은, 예컨데 300mm 이상의 직경을 갖는 다수의 웨이퍼들을 홀딩할 수 있는 카세트를 제공하는 것이다.In view of the above, an object of the present invention is to provide a cassette capable of holding a plurality of wafers having a diameter of, for example, 300 mm or more.
본 발명의 다른 목적은, 카세트가 고온 또는 독한 화학물질이 가해질 때도 카세트의 뒤틀림, 휘어짐, 연화 또는 파단을 막을 수 있는 적절한 보강체를 구비한 카세트를 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention to provide a cassette with suitable reinforcement which can prevent the cassette from twisting, warping, softening or breaking even when hot or harsh chemicals are applied.
본 발명의 또 다른 목적은, 다수의 물품들을 서로 평행하게 이격시켜 홀딩할 수 있는 카세트를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a cassette capable of holding a plurality of articles spaced in parallel to each other.
본 발명의 또 다른 목적은, 카세트가 처리장비에 정렬될 수 있고 마이크로인바인런먼트 포드안에 적절히 위치될 수 있도록 하는 운동학적 커플링을 구비하는 카세트를 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention to provide a cassette having a kinematic coupling that allows the cassette to be aligned with the processing equipment and properly positioned within the microenvironment pod.
본 발명의 또 다른 목적은, 열린 정부(top)와 바닥을 갖는 카세트를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a cassette having an open top and a bottom.
본 발명의 또 다른 목적은, 그의 모든 표면이 쉽게 세정 및 정화될 수 있는 카세트를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a cassette in which all surfaces thereof can be easily cleaned and cleaned.
이상 및 다른 목적은 첨부된 도면을 참고로 이하 기술한 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로 부터 잘 알 수 있을 것이다.These and other objects will be apparent from the detailed description of the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
전술한 바와 같이, 본 발명은 실리콘 웨이퍼, 강성 메모리 디스크, 납작한 판넬 디스플레이, 액정 디스플레이, 포토 마스크 및 기판 등과 같은 물품을 홀딩할 수 있는 카세트에 관한 것이다. 여기 열거된 각 물품에 대한 카세트들을 전부 설명할 필요가 없기 때문에, “웨이퍼”카세트에 대해서만 지금부터 도면을 참고로 설명하도록 한다. 당업자들은, 본 발명의 카세트가 지니는 이점들은 위에 예시된 모든 물품에 동등하게 적용되며 본 발명의 이점이 특정 물품에만 해당되는 것은 아님을 알아야 한다. 본 카세트의 여러 구성요소는, 낮은 탈기체 (outgassing) 특성을 가지면서 내구성이 있고 또한 미립자를 거의 발생시키지 않는 재료로 만들어진다.As mentioned above, the present invention relates to a cassette capable of holding articles such as silicon wafers, rigid memory disks, flat panel displays, liquid crystal displays, photo masks and substrates and the like. Since it is not necessary to describe all the cassettes for each of the items listed here, only the "wafer" cassette will now be described with reference to the drawings. Those skilled in the art should appreciate that the advantages of the cassettes of the present invention apply equally to all of the articles exemplified above, and that the advantages of the present invention do not apply to particular articles. Many of the components of the cassettes are made of materials that have low outgassing properties and are durable and generate little particulates.
한 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 카세트 (10) 는 제 1 개방측 (20), 제 2 개방측 (22), 제 1 단벽 (12), 한 쌍의 대향 측벽 (14, 16) 및 제 2 단벽 (18)을 갖고 있다. 상기 제 1 개방측 (20) 은 웨이퍼가 카세트 (10) 안에 삽입되거나 그로 부터 인출될 수 있도록 충분히 크게 되어 있다. 제 2 개방측 (22) 은 웨이퍼가 카세트 (10) 안에서 지지될 수 있도록 충분히 작게 되어 있지만, 액체 화학물질이 카세트 (10) 내에 저장된 웨이퍼들 사이에서 이 카세트를 관류하기에는 충분히 큰 것이다.The
상기 두 측벽 (14, 16) 은 서로 거울상 관계에 있다. 각 측벽은 내측면 (23), 외측면 (24), 하부 부재 (25), 중간 부재 (26) 및 상부 부재 (28) 를 갖고 있다. 중간 부재 (26) 의 정부(top)가 하부 부재 (25) 의 정부의 윗쪽 외측에 배치되도록, 각 측벽의 부재 (25, 26, 28) 들은 일체로 형성된다. 상부 부재 (28) 는 중간 부재 (26) 의 정부로부터 상방으로 돌출되어 있다. 상부 보강레일 (34) 과 하부 보강레일 (36) 은 상부 부재 (28) 의 편평한 외측표면 (24) 으로 부터 바깥쪽으로 돌출되어 있다. 이들 보강레일 (34, 36) 은 카세트 (10) 를 지지하는데 도움을 주며 또한 로봇 아암이 카세트를 효과적으로 잡아서 홀딩하게 하는 수단도 된다.The two
상기 카세트 (10) 에서 각 측벽 (14, 16) 의 내측면 (23) 에는 다수의 디바이더 (40) 를 갖고 있다. 이들 디바이더 (40) 는 일반적으로 상부 부재 (28) 의 정부로 부터 중간 부재 (26) 의 바닥까지 뻗어 있다. 측벽 (14) 상에 있는 디바이더 (40) 들은 측벽 (16) 에 있는 디바이들과 대향하고 있다. 이들 다비이더 (40) 는 카세트안에 저장된 웨이퍼들을 서로 평행하게 이격시킨 상태에서 홀딩하는 기능을 한다. 디바이더 (40) 들은 길이방향으로 웨이퍼와 동일한 곡률반경을 갖고 있다. 또한 이들 디바이더 (40) 는 가로방향으로 테이퍼져 있기 때문에, 웨이퍼들이 카세트 (10) 안으로 들어가거나 나올 때 손상될 가능성이 줄어들게 된다. 도 8 에서 보다 구체적으로 알 수 있듯이, 디바이더 (40) 들은 연속적으로 변하는 경사부를 갖고 있는데, 이 경사부는 웨이퍼가 수평으로 놓일 때 이 웨이퍼를 캐리어의 중앙에 중심맞추는데 사용된다. 상기 경사부는 벽에서 수직하게 시작되어 디바이더의 선단에서 수평하게 끝날 수 있다. 이와 같은 구성으로, 웨이퍼는 뚜렷한 경사부를 갖는 디바이더의 일부분상에 놓이게 됨으로써 가장자리 접촉이 확실히 이루어지게 된다. 디바이더 (40) 들이 이와 같이 구성되면, 웨이퍼 (80) 들이 수평으로 전달될 때 중력에 의해 웨이퍼 (80) 의 중심이 쉽게 맞춰진다. 일단 중심맞춤이 되면 웨이퍼의 수직 위치는 정확히 결정되게 된다. 또한, 컨테이너가 한 위치에서 다음 위치로 이동할 때, 작은 진동으로 인해 웨이퍼가 컨테이너 안에서 쉽게 중심맞춤이 된다. 이렇게 해서, 웨이퍼의 수직 위치의 정확도는 물론 수평 위치의 정확도도 향상되게 된다.The
위와 같은 디바이더의 구성으로 추가적인 이점을 얻을 수 있다. 예컨데, 주어진 강도에 대해 단면을 최대한 줄일 수 있다. 디바이더 (40) 에는 웨이퍼가 삽입되고 캐리어로부터 인출될 때 이 웨이퍼와 간섭하는 부위가 있는데, 따라서 웨이퍼 (80) 가 디바이더 (40) 와 부딪혀 미립자를 발생시킬 가능성이 작기 때문에 지지체는 얇은 것이 좋다. 또한, 상기 디바이더들은 웨이퍼를 지지하고 컨테이너의 수명을 단축시키는 변형이 발생되지 않도록 충분히 강하게 되어 있다.The above configuration of the divider can provide additional benefits. For example, the cross section can be reduced as much as possible for a given strength. The
각 쌍의 디바이더 (40) 들 사이에는 웨이퍼 수용 그루브 (42) 가 있다. 이 그루브 (42) 의 뒷면중 적어도 일부는, 웨이퍼 원주의 곡률반경과 일반적으로 같은 길이방향 곡률반경을 갖고 있다. 웨이퍼가 단일점이 아닌 선을 따라 그루브 (42) 에서 지지되기 때문에 이와 같은 그루브의 형상이 유리하다. 이러한 지지 방식으로 카세트 내에서 웨이퍼의 안정성이 향상되며, 또한 카세트 (10) 가 웨이퍼 전달 기구와 결합되었을 때 웨이퍼는 확실한 수평상태로 유지될 수 있다. 카세트 (10) 의 측벽 (14, 16) 은 예컨데 300mm 의 특정 직경을 갖는 웨이퍼들을 받아들여 저장하기에 적합한 간격으로 서로 떨어져 있다. 카세트는 어떠한 개수의 웨이퍼도 수용할 수 있도록 그 크기를 가질 수 있다. 전형적인 두 카세트는 각각 13개 및 25개의 웨이퍼들을 수용할 수 있는 용량의 카세트이다. 디바이더 (40) 의 개수는 카세트의 용량에 따라 다르다.There is a
상기 디바이더 (40) 와 그루브 (42) 의 방향은 소정의 이점을 얻을 수 있도록 되어 있다. 먼저, 이들은 5mm 내지 12mm 의 규정된 피치로 웨이퍼를 홀딩하도록 되어 있다. 두 번째는, 웨이퍼 사이의 간격이 3mm 내지 8mm 가 되도록 되어있다. 세 번째는, 개방측 (20, 22) 의 면과 평행한 웨이퍼의 직경에 있는 웨이퍼의 가장자리와 카세트 (10) 의 각 측벽 (14, 16) 간의 간격은 1mm 내지 3mm 가 된다. 위와 같은 피치와 간격들이 주어짐으로써 웨이퍼들은 카세트 안에서 서로 접촉하지 못하게 된다. 또한, 카세트가 웨이퍼 전달 기구와 결합되어 있을 때, 로봇 아암에 의한 웨이퍼의 삽입 및 인출이 이루어지기에 상기 간격은 충분하다.The direction of the
본 발명의 몇가지 특징은 제 1 단벽 (12) 의 구성에 있다. 이 제 1 단벽 (12) 은 제 1 플레이트 (50), 제 2 플레이트 (52) 및 채널 (56) 을 사이에 두고 있는 다수의 연결부재 (54) 로 이루어져 있다. 상기 플레이트 (50, 52) 는 연결부재 (54) 에 의해 서로 평행하게 떨어져 부착되어 있다. 각 채널 (56) 은 제 1 플레이트 (50) 의 일부, 제 2 플레이트 (52) 의 일부 및 두 개의 연결부재 (54) 로 형성된다. 각 채널 (56) 은 열린 정부 (58) 와 열린 바닥 (60) 을 갖고 있어, 웨이퍼 처리시나 카세트 세정시 유체가 상기 채널 (56) 을 쉽게 통과할 수 있다. 카세트 (10) 를 세정할 때나 웨이퍼를 처리할 때 세정하기 어렵거나 또는 유체가 고일 수 있는 막힌 구석 같은 부위는 채널에 전혀 없다.Some features of the invention reside in the construction of the
일반적으로 상기 플레이트 (50) 는 편평하다. 또한 플레이트 (52) 도 일반적으로 편평하지만, 그의 중앙부에서 큰 구멍 (64) 을 갖고 있다. 세 개의 운동학적 커플링 그루브 (66, 68, 70) 가 제 2 플레이트 (52) 의 표면에서 제 1 플레이트 (50) 까지 형성되어 있다. 이들 그루브는 웨이퍼 처리장비의 포트와 같은 다른 물체에 카세트를 인덱싱할 때 사용할 수 있다. 그루브 (66, 68, 70) 는 이들 그루브 (66, 68, 70) 와 각각 결합하도록 된 상기 물체의 보조 돌기부와 상호 작용함으로써 카세트 (10) 의 적절한 정렬이 이루어지게 된다. 당 기술분야에 익숙한 사람들은 상기 운동학적 그루브 (66, 68, 70) 를 다른 방법으로 제공할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 예컨데, 이들 그루브는 개별적인 블럭으로 만들어 스크류, 핀, 초음파 용접 또는 접착 본드를 사용하여 플레이트 (52) 에 부착할 수 있다.Generally the
위와 같은 구성을 갖는 제 1 단벽 (12) 으로 부터 많은 이점을 얻을 수 있다. 첫째, 두 개의 플레이트 (50, 52) 와 연결부재 (54) 의 조합으로 벽의 뒤틀림 또는 휘어짐을 줄일 수 있다. 둘째, 웨이퍼 처리시 세정하기 쉽고 유체를 쉽게 제거할 수 있다. 이러한 이점은 채널 (56) 이 열린 정부와 바닥을 갖고 있기 때문에 얻어지는 것이다. 카세트 (10) 안에서 유체의 정체를 유발시키는 막힌 공간은 전혀 없다. 셋째, 운동학적 커플링 그루브 (66, 68, 70) 가 한 표면상의 돌기부와 결합함으로써 이 표면상에서 카세트 (10) 의 위치가 쉽게 고정된다. 넷째, 소요되는 플라스틱의 양이 적기 때문에 카세트의 전체적인 중량이 가벼워지게 된다. 다섯째, 플레이트 (52) 에 구멍 (64) 이 있으므로 카세트 (10) 를 손이나 로봇 공구로 용이하게 잡을 수 있다. 또한, 이 카세트 (10) 에 보강 레일 (34, 36) 있기 때문에 로봇 공구로 옆에서 잡을 수 있다.Many advantages can be obtained from the
제 1 단벽이 위와 같은 구성을 가지므로 제 1 단벽 (12) 이 두 측벽 (14, 16) 에 결합될 수 있다. 제 1 플레이트 (50) 의 하부의 대향하는 가장자리들은 마주보는 각 측벽 (14, 16) 의 하부 부재 (25) 와 거의 직각으로 결합한다. 또한, 플레이트 (52) 의 대향하는 가장자리들은 각 측벽 (14, 16) 의 상부 부재 (28) 와 결합한다. 이것은 측벽의 상부 부재 (28) 와 플레이트 (52) 사이에 경사진 판넬 (53) 을 제공함으로써 이루어진다. 플레이트 (52) 와 상부 부재 (28) 에 대해 경사진 상기 판넬 (53) 은 전체적인 구조에 강성을 부여하는데 도움을 준다.Since the first end wall has the above configuration, the
카세트 (10) 의 제 2 단벽 (18) 은 제 1 단벽 (12) 과 같은 구성을 취할 수 있다. 그러나, 일반적으로 제 1, 2 단벽 둘다 상기와 같은 운동학적 커플링 그루브 (66, 68, 70) 를 가질 필요는 없다. 따라서, 이와 같은 그루브들은 도면에서 제 2 단벽 (18) 에는 제공되어 있지 않다.The
전술한 바와 같이, 본 발명은 실리콘 웨이퍼의 전달 및 저장에만 국한되지 않은 많은 이점을 제공한다. 본 발명은 강성 메모리 디스크, 포토마스크, 액정 디스플레이, 납작한 판넬 디스플레이 또는 기판에도 효과적으로 적용될 수 있다. 음의 청구범위에 제시된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 상기 카세트의 구성을 다양하게 변형할 수 있다.As mentioned above, the present invention provides many advantages that are not limited to the transfer and storage of silicon wafers. The present invention can also be effectively applied to rigid memory disks, photomasks, liquid crystal displays, flat panel displays or substrates. Various configurations can be modified in the cassette without departing from the scope of the invention as set forth in the following claims.
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