KR100757001B1 - 웨이퍼이송용기 오프너의 리프터 - Google Patents

웨이퍼이송용기 오프너의 리프터 Download PDF

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Abstract

개시된 내용은 벨트방식에 보호덮개를 장착하여 청정장비내로 벨트에서 발생된 분진등이 유입되는 것을 방지하거나 볼스크류방식을 채택하여 구조를 개선함으로써 벨트구동으로 발생되는 분진을 원천적으로 해소하게 한 웨이퍼이송용기 오프너의 리프터에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 웨이퍼이송용기 오프너의 리프터는 청정장비내로의 오염물질의 출입을 보다 완벽하게 통제하여 청정구역의 높은 청정도로 유지할 수 있게 할 뿐만 아니라, 이로 인하여 반도체의 작업의 불량율을 보다 줄일 수 있는 효과가 있다.
웨이퍼이송용기, 이송용기오프너, 도어홀더, 슬라이더, 리프터

Description

웨이퍼이송용기 오프너의 리프터{Lifter of fOUP opener}
도 1은 일반적인 웨이퍼이송용기 오프너의 개략적인 구조를 나타낸 사시도,
도 2a 및 도 2c는 기존의 오프너리프터 부분을 개략적으로 나타낸 구성도들,
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 웨이퍼이송용기 오프너의 리프터의 일실시예를 나타낸 도면들,
도 4는 도 3b의 B-B선에 따른 단면도,
도 5a 내지 도 5g는 본 발명에 따른 웨이퍼이송용기 오프너의 리프터의 다른 실시예를 나타낸 도면들,
도 6a 내지 도 6c는 도 5a 내지 도 5g에 도시된 본 장치의 동작을 설명하기 위한 작동설명도들.
*도면의 주요부분에 대한 부호설명
310 : 리프트프레임 312 : 가이드레일
314 : 볼 316 : 개방부
320 : 구동벨트 330 : 이송편
332 : 서포트고정판부 334 : 가이드홈
336,336a : 안내롤러 340,340a : 부착편
350 : 차폐판 410,410a : 안내봉
420 : 이송스크류봉 430,430a : 지지판
440 : 구동수단 442 : 종동풀리
444 : 구동풀리 446 : 구동벨트
448 : 구동모터 450 : 이송편
452,452a : 안내공 454 : 볼너트부
460 : 메인프레임 470,470a : 위치감지센서
본 발명은 웨이퍼이송용기(통상 FOUP라고 하며, 직경이 큰 웨이퍼를 수납하여 가공장소로 이송하는 용기)오프너에서 용기에서 분리된 도어를 파지한 도어홀더를 하강시키는 리프터에 관한 것으로, 특히 벨트방식에 보호덮개를 장착하여 청정장비내로 벨트에서 발생된 분진등이 유입되는 것을 방지하거나 볼스크류방식을 채택하여 벨트구동으로 발생되는 분진을 원천적으로 해소하게 하는 웨이퍼이송용기 오프너의 리프터에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조공정에 있어 웨이퍼는 무엇보다도 중요한 재료이다. 이러한 웨이퍼는 통상 청정도와 안정성을 가지고 작업공간내로 운반되어야 한다. 이를 위해 웨이퍼이송용기내에 수납하여 외부와 차단된 상태로 작업공간까지 이송한 다음, 웨이퍼이송용기 오프너를 이용하여 이송용기의 잠금수단을 해정한 후 웨이퍼를 작업공간(공정장비)내로 운반하게 된다. 이 웨이퍼이송용기 오프너의 일반 적인 구조에 대해 도 1를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 웨이퍼이송용기 오프너의 개략적인 구조를 나타낸 사시도로, 이송용기도 함께 도시하고 있다.
이 웨이퍼이송용기 오프너(100)는 국부청정을 유지하고 있는 공정장비측 입구부에 설치된다. 즉, 웨이퍼이송용기 오프너(100)는 공정장비측 입구부를 차폐하고 있는 수직프레임(110)과, 이 수직프레임(110)에 수평의 받침대(120)가 결합되어 구성되어 있다. 이 웨이퍼이송용기 오프너(100)의 받침대(120)에는 스테이지(122)가 설치되어 있고, 수직프레임(110)측에는 웨이퍼이송용기(200) 크기의 틀체(112)가 마련되어 있다. 틀체(112)에는 그 내측을 타고 수평방향으로 전후진되는 도어홀더(130)가 설치되며, 도어홀더(130)는 스테이지(122)위에 탑재된 웨이퍼이송용기(200)의 도어(210)를 개방하는 소정의 장치들을 구비한다.
웨이퍼이송용기(200)의 개방은 1차적으로 웨이퍼이송용기(200)를 도어홀더(130)에 밀착시킴에 의하여 시작된다. 이와 같이 웨이퍼이송용기(200)의 도어(210)가 오프너(100)의 도어홀더(130)에 밀착지지된 상태에서 도어홀더(130)는 도어(210)의 잠금을 해제한 후, 그를 파지하고 후진하여 용기(200)를 개방하게 된다. 그런 다음, 웨이퍼들을 차례로 공정장비내로 인출반입하게 된다. 웨이퍼 인출을 마치면 도어홀더(130)에 밀착지지된 도어(210)를 원상복귀시켜 웨이퍼이송용기(200)에 밀착시킨 뒤 다시 잠그게 된다.
기설명한 바와 같이, 웨이퍼이송용기(200)는 잠금상태로 공정장비 인접부까지 이송되며, 이송후 잠금을 해제하여 웨이퍼를 인출하게 된다. 이러한 이송용기 의 잠금 및 해제는 이송용기의 도어(210)에 마련된 래치키홀(220)에 오프너(100)의 도어홀더(130)에 구비된 래치키(140)를 삽입시켜 이루어지게 된다. 또한, 도어홀더(130)에는 2개의 래치핀(150)들이 구비되어 용기도어(210)의 핀홀(230)에 삽입시켜 개방된 도어(210)를 파지하게 된다. 이렇게 용기에서 분리된 도어(210)를 파지한 도어홀더(130)는 슬라이더에 의해 후퇴한 후, 리프터가 하강하여 도어를 파지한 체 아래로 하강하게 된다. 이에 따라서, 개봉된 용기로부터 도어를 완전히 제거하여 공정장비내로의 웨이퍼 반입이 가능하게 된다. 이 오프너리프터에 대해서는 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
도 2a는 종래의 리프터의 개략적인 구조를 보여주는 횡단면도이고, 도 2b는 종래의 리프터 구동상의 문제점을 설명하기 위한 작동상태도이며, 도 2c는 종래 리프터의 전체 구동구조를 보인 개략도이다.
기존에는 리프터의 구동은 벨트구동방식으로서, 도 2a 내지 도 2c에 도시한 바와 같이 상하 한쌍의 벨트풀리(160)중 어느 일측을 구동모터(170)로 구동하고, 이 벨트풀리(160)들에 벨트(162)를 감아 회전시켰다. 이 구동벨트(162)에 상단부에 도어홀더(130)가 장착된 서포터(180)를 고정하여 벨트의 이동에 따라 서포터(180)가 승하강되게 설치하였다. 이와같이 기존의 리프터구동은 벨트방식으로 이송부의 부하에 대한 하중모멘트에 의한 회전토오크가 발생하여 모터부하를 증가시키고 이송벨트가 프레임 바깥에 구성되어 있어 구동벨트(162)가 쉽게 늘어지는 등의 문제점으로 인해 정확한 구동제어가 힘든 단점이 있었다. 특히, 벨트가 구동하면서 마모되어 그 마모에 따른 분진등이 발생함은 물론, 이 발생된 분진이 도 2b 에서 보는 바와 같이 서포트(180)가 출수되는 리프트프레임(190)의 출수공(192)을 통해 공정장비내로 유입되어 높은 청정도를 유지해야 할 장소를 오염시키는 심각한 문제가 야기되곤 하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 제결점들을 해소하기 위해서 안출한 것으로서, 벨트방식은 보호덮개를 장착하여 분진등의 유입을 방지하고,이송수단을 볼스크류구동방식을 채택하여 벨트구동으로 발생되는 분진을 원천적으로 방지한 웨이퍼이송용기 오프너의 리프터를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 이송부재의 무게중심과 이송수단과의 거리를 가깝게 하여 발생모멘트를 줄이는 것을 그 목적으로 하며, 아울러 본 발명은 벨트의 처짐에 따른 문제점을 보강하여 정지정밀도를 향상하고자 하는 데에도 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼이송용기 오프너의 리프터는 상하단에 고정된 구동풀리들에 구동벨트를 감아 구동모터로 상기 구동풀리를 구동하여, 웨이퍼이송용기오프너의 도어홀더가 고정된 서포트를 승하강시키는 리프터에 있어서, 일단에 상기 구동벨트가 고정되며, 타단에 상기 서포트가 연결되는 이송편; 상하단에 상기 구동풀리들 및 상기 구동풀리들에 감겨 상기 이송편을 상하로 이송하는 상기 구동벨트를 내부에 수납하는 한편, 일측에 상기 이송편이 출수되는 개방부를 갖고, 상기 개방부의 양측연을 따라 그 길이방향으로 좌우한쌍의 부착편을 구비한 리프트프레임; 및 상기 부착편에 부착되어 상기 리프트프레임의 개방부를 외부와 차폐하는 차폐판을 포함한다.
삭제
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세히 설명한다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 따른 웨이퍼이송용기 오프너의 리프터의 일실시예를 나타낸 도면들로, 도 3a는 정면도를, 도 3b는 평면도를, 도 3c는 저면도를 나타내고 있다. 또한, 도 4는 도 3a의 B-B선단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 리프터는 수직으로 입설된 리프트프레임(310)내에 벨트(320) 및 그 구동장치가 수납되어 있다. 즉, 리프트프레임(310)내의 상하부에는 각각 구동풀리(322,322a)가 고정되어 있으며, 그 중 일측 구동풀리(322)에는 구동 모터(미도시)가 연결되어 구동풀리(322)를 구동하게 된다. 그에 따라서, 상하구동풀리들(322,322a)에 감겨진 구동벨트(320)가 이송되게 된다. 이 구동벨트(320)의 소정부위에는 이송편(330)이 고정되어 있으며, 이 이송편(330)은 리프트프레임(310)의 일측으로 돌출하여 서포트고정판부(332)가 형성되어 있다. 이 서포트고정판부(332)에 서포트(미도시)가 고정되어 그 단부에 도어홀더(미도시)가 결합되게 된다.
이송편(330)의 내부에는 H형의 가이드홈(334)이 형성되어 있다. 이 가이드홈(334)내에는 리프트프레임(310)에 고정된 가이드레일(312)이 결합되어 있으며, 그들 사이에는 완충부재인 볼(314)들이 위치하여 승하강시 원활한 동작을 유도하며 마모 및 소음을 감소시키게 된다.
한편, 이송편(330)이 출수되는 리프트프레임(310)의 개방부(316)에는 좌우양측연을 따라 그 길이방향으로 부착편들(340,340a)이 고정되어 있다. 이 부착편들(340,340a)에는 그 외부에서 차폐판(350)이 부착되어 리프트프레임(310)의 개방부(316)를 외부로부터 차폐하게 된다. 그로 인하여, 내부에서 회전하는 구동벨트(320)가 외부와 격리차단되게 된다. 이 부착편들(340,340a)은 영구자석들이 이용되며, 차폐판(350)으로는 박판의 철판이 사용된다. 특히, 구동벨트(320)의 이동에 따라 이송편(330)이 이송하게 되는 데, 이때 이송편(330)이 이동하면서 차폐판(350)이 부착편들(340,340a)로부터 양단이 떨어져 일정부분 이격되어야 한다. 그를 위하여, 리프트프레임(310)의 개방부(316)를 돌출한 이송편(330)의 서포트고정판부(332) 내부에는 상하 한쌍의 안내롤러들(336,336a)이 구비되어 있다. 따라 서, 이송편(330)이 상방향으로 이동할 때는 상부측 안내롤러(336)가 차폐판(350)을 부착편(340,340a)으로부터 양측을 안내이격시키게 되며, 지나온 차폐판(350) 부위는 다시 하부측 안내롤러(336a)에 의해 부착편들(340,340a)에 양측연이 부착고정되게 된다. 이와 같이, 본 리프트는 이송편(330)이 상하강하여도 리프트프레임(310)의 개방부(316)가 차폐편(350)이 부착편들(340,340a)에서 떨어졌다가 다시 곧바로 부착되므로 그 틈새가 거의 발생하지 않아 벨트(320)의 구동에 따른 분진등이 외부로 유출되지 않게 된다.
도 5a 내지 도 5g는 본 발명에 따른 웨이퍼이송용기 오프너의 리프터의 다른 실시예를 나타낸 도면들이다. 특히, 도 5a는 정면도를, 도 5b는 그 좌측면도를, 도 5c는 우측면도를, 도 5d는 저면도를, 도 5e는 평면도를 나타낸 것이며, 도 5f는 도 5a에서 이송판, 안내봉 및 이송스크류봉의 결합관계를, 도 5g는 도 5f에서 이송판만을 발췌하여 상세하게 나타낸 것이다.
본 장치는 수직입설된 좌우한쌍의 안내봉들(410,410a)과, 그들 사이에 평행하게 이송스크류봉(420)을 상하부지지판(430,430a)으로 고정하고 있다. 이 이송스크류봉(420)의 일단에는 그를 회전구동시키는 구동수단(440)이 연결되어 있다. 이 구동수단(440)에 대해 보다 상세히 부연설명하면, 이송스크류봉(420)의 일단, 즉 도면에서 하부지지판(430a)을 관통한 최하단에는 종동풀리(442)가 고정되고 있다. 이 종동풀리(442)는 그로부터 일정간격 이격하여 위치한 구동풀리(444)와 구동벨트(446)로 연결되어 있으며, 구동풀리(444)는 하부지지판(430a)상에 꺼꾸로 입설된 구동모터(448)와 연결되어 있다. 따라서, 구동모터(448)의 회전에 의해 구 동풀리(444)가 회전하고, 이것은 구동벨트(446)를 통해 동력이 종동풀리(442)에 전달되어 종동풀리(442)가 고정된 이송스크류봉(420)을 회전시키게 된다.
이송스크류봉(420)과 좌우안내봉들(410,410a)은 이송편(450)을 관통하고 있다. 즉, 이송편(450)은 그 좌우에 좌우안내봉들(410,410a)이 관통하는 안내공들(452,452a)이 천공되어 있을 뿐만 아니라, 중간부위에 이송스크류봉(420)과 치합되는 볼너트부(454)를 구비하고 있다. 이에 의하여, 이송스크류봉(420)의 회전에 따라 볼너트부(454)가 직선이송되게 되어 이송편(450)이 상하동하게 된다.
물론, 전술한 상하부지지판(430,430a)은 메인프레임(460)에 고정되어 있으며, 도 5f에서 보는 바와 같이 메인프레임(460)에는 상하에 각각 위치감지센서(470,470a)가 장착되어 이송편(450)에 부착된 센서독(472)의 위치에 따라 이송편(450)의 위치를 감지하여 제어하게 된다. 한편, 메인프레임(460)과 상부지지판(430) 사이에는 위치조정 및 접지를 위치한 위치조정핀(432)이 고정되어 있다. 미설명한 도면번호 480은 상단에 슬라이더가 고정된 서포트아암을 나타낸다.
도 6a 내지 도 6c는 도 5a 내지 도 5g에 도시된 본 장치의 동작을 설명하기 위한 작동설명도들로, 도 6a는 정면도를, 도 6b는 측면도 그리고, 도 6c는 평면도를 나타낸 것이다. 이 도면을 참조하여 도 5a 내지 도 5g에 게재된 본 장치의 리프팅동작에 대해 설명하면 다음과 같다.
실선으로 도시한 바와 같이 도어홀더(500)가 도어(미도시)를 파지하고 개봉하여 슬라이더(510)가 후퇴하면 본 리프터장치의 구동모터(448)가 작동한다. 그러 면, 구동모터(448)의 축단에 고정된 구동풀리(444)가 회전하고, 이 구동풀리(444)의 회전은 구동벨트(446)를 통해 종동풀리(442)로 전달되어 이송스크류봉(420)을 회전시키게 된다. 그에 따라서, 이송스크류봉(420)이 회전하여 그와 치합된 볼너트부(454)가 형성된 이송편(450)이 하강하게 된다. 이때, 이송편(450)은 양측의 안내공들(452,452a)이 안내봉들(410,410a)과 결합되어 그에 의해 가이드되면서 안정되게 하강하여 이점쇄선으로 도시한 위치에 오게 되면 정지하게 된다. 물론, 이 하강정지위치는 메인프레임(460)의 하부에 설치된 위치감지센서(470a)가 감지하여 제어하게 된다. 이와 같이 하여 이송편(450)에 고정된 서포트(480)도 일체로 하강하여, 서포트(480)의 상단에 고정된 슬라이더(510) 및 그 상부에 고정된 도어홀더(500)가 도어를 파지하고 하강하게 된다.
이상 서술한 바와 같이, 본 발명의 웨이퍼이송용기 오프너의 리프터는 벨트방식에 보호덮개를 장착하여 청정장비내로 벨트에서 발생된 분진등이 유입되는 것을 방지할 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 리프터의 구동을 볼스크류방식을 채택하여 벨트구동으로 발생되는 분진을 원천적으로 해소할 수 있는 장점이 있다. 이에 따라서, 본 발명은 청정장비내로의 오염물질의 출입을 보다 완벽하게 통제하여 청정구역의 높은 청정도로 유지할 수 있게 할 뿐만 아니라, 이로 인하여 반도체의 작업의 불량율을 보다 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 이송부재의 무게중심과 이송수단과의 거리를 가깝게 하여 발생모멘트를 줄이게 되는 효과를 얻게 되며, 벨트의 처짐을 방지하여 정지정밀도 를 향상하게 되는 효과도 거둔다.

Claims (9)

  1. 상하단에 고정된 구동풀리들에 구동벨트를 감아 구동모터로 상기 구동풀리를 구동하여, 웨이퍼이송용기오프너의 도어홀더가 고정된 서포트를 승하강시키는 리프터에 있어서,
    일단에 상기 구동벨트가 고정되며, 타단에 상기 서포트가 연결되는 이송편;
    상하단에 상기 구동풀리들 및 상기 구동풀리들에 감겨 상기 이송편을 상하로 이송하는 상기 구동벨트를 내부에 수납하는 한편, 일측에 상기 이송편이 출수되는 개방부를 갖고, 상기 개방부의 양측연을 따라 그 길이방향으로 좌우한쌍의 부착편을 구비한 리프트프레임; 및
    상기 부착편에 부착되어 상기 리프트프레임의 개방부를 외부와 차폐하는 차폐판을 포함하는 웨이퍼이송용기 오프너의 리프터.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 이송편은 상기 리프트프레임내에 위치한 H자형의 가이드홈과, 상기 리프트프레임을 돌출하여 단부에 상기 서포트가 고정되는 서포트고정판부를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼이송용기 오프너의 리프터.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 리프트프레임의 내부에는 수직방향으로 상기 가이드홈에 삽입되어 상기 이송편의 수직승하강을 안내하는 가이드레일이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼이송용기 오프너의 리프터.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 가이드레일과 상기 가이드홈 사이에는 마찰을 감소시키는 볼들이 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼이송용기 오프너의 리프터.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 이송편의 서포트고정판부의 내부에는 통과하는 상기 차폐판을 가이드하여 탈부착을 용이하게 하는 상하 한쌍의 안내롤러들을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼이송용기 오프너의 리프터.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 부착편은 영구자석이고, 그에 부착되는 상기 차폐판은 박판의 철판인 것을 특징으로 하는 웨이퍼이송용기 오프너의 리프터.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
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