KR100799075B1

KR100799075B1 - 카세트의 장착상태를 감지하는 에스엠아이에프의 헤드

Info

Publication number: KR100799075B1
Application number: KR1020030073070A
Authority: KR
Inventors: 이형주
Original assignee: 동부일렉트로닉스 주식회사
Priority date: 2003-10-20
Filing date: 2003-10-20
Publication date: 2008-01-28
Also published as: KR20050037799A

Abstract

본 발명은 웨이퍼가 수용된 카세트를 이송하는 SMIF(Standard Mechanical Interface)의 헤드에 있어서, 헤드의 그리퍼(Gripper) 절곡부에 카세트의 걸림턱이 안정적으로 장착되었는지를 감지하고, 또한 이송 중에 웨이퍼가 카세트에서 쏟아지는 것을 방지하기 위해 카세트의 장착상태를 감지하는 SMIF의 헤드에 관한 것으로서, 카세트를 이송하는 도중에 카세트가 그리퍼에서 이탈하여 추락하는 것을 방지하며, 또한 카세트에서 웨이퍼가 쏟아지는 것을 방지할 수 있다.

SMIF, 헤드, 웨이퍼, 카세트, 그리퍼, 압력감지부, 포토센서

Description

카세트의 장착상태를 감지하는 에스엠아이에프의 헤드{A Head of Standard Mechanical Interface Sensing Join Situation of Cassette}

도 1은 일반적인 카세트를 나타낸 사시도이고,

도 2는 도 1에 도시된 카세트를 이송하는 종래 기술에 따른 SMIF의 헤드를 나타낸 사시도이고,

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 SMIF의 헤드를 나타낸 사시도이고,

도 4는 도 3에 도시된 헤드의 그리퍼 내측면에 카세트가 장착된 상태를 나타낸 개략도이고,

도 5는 도 3에 도시된 SMIF의 헤드에 장착된 카세트를 나타낸 내측면도이며,

도 6은 본 발명에 따른 SMIF의 헤드를 이용하여 카세트를 이송하는 과정을 나타낸 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 카세트 3 : 받침대

5 : 걸림턱 10, 110 : SMIF(Standard Mechanical Interface)

13, 113 : 암 20, 120 : 헤드

22, 122 : 몸체 24, 124 : 그리퍼

25, 125 : 절곡부 27, 127 : 카세트 감지부

130 : 압전체 140 : 포토센서

W : 웨이퍼

본 발명은 웨이퍼가 수용된 카세트를 이송하는 SMIF(Standard Mechanical Interface)에 관한 것으로, 특히, 카세트를 장착하는 과정에서 이송 중에 카세트가 이탈하거나 또는 카세트에 수용된 웨이퍼가 카세트 밖으로 쏟아지는 것을 방지하도록 카세트의 장착상태를 감지하는 SMIF의 헤드를 제공하는 데 있다.

SMIF(Standard Mechanical Interface)는 좁은 공간의 청정실 등에서 대기 컨트롤 및 프로세스 처리시에 인위적인 실수 등을 방지하기 위해 개발된 반도체 제조공정의 주변장치로서, 웨이퍼가 저장된 카세트를 이송하는데 이용된다.

이런 SMIF를 이용하여 카세트를 이송하기 위해서는 먼저 카세트가 SMIF의 헤드에 장착되어야 한다.

도면에서, 도 1은 일반적인 카세트를 나타낸 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 카세트를 이송하는 종래 기술에 따른 SMIF의 헤드를 나타낸 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 카세트(1)는 직육면체의 일측면이 개방된 구조를 갖고 있으며, 마주하는 내측면 각각에는 받침대(3)가 가로방향으로 형성되는데, 다수 개의 받침대(3)가 내측면 세로방향으로 평행하게 배치된다. 웨이퍼(W)는 마주하 는 내측면에 대응하게 위치한 한 쌍의 받침대(3)에 걸쳐 수용된다.

한편, 카세트(1)의 외측면 상단에는 걸림턱(5)이 가로방향으로 형성되고, 이런 걸림턱(5)은 SMIF(10)의 헤드(20)에 장착되어 들어 올려진 후 이송된다.

SMIF(10)의 헤드(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 3차원으로 이동 가능한 SMIF 암(13)의 자유단에 고정된다. 이런 SMIF(10)의 헤드(20)는 카세트(1)의 상면과 대응하는 몸체(22)와, 상기 몸체(22)의 양측면에서 바깥방향으로 또는 몸체(22) 안쪽방향으로 공압시스템에 의해 미끄러져 이동하며 상기 카세트(1)의 걸림턱(5)과 정합하는 한 쌍의 그리퍼(24)와, 상기 몸체(22)의 저면에 위치하여 카세트(1)가 장착되면 전기적신호를 발생하는 카세트 감지부(27)를 포함한다.

여기에서 한 쌍의 그리퍼(24)의 단부는 헤드(20)의 안쪽방향으로 두 번 절곡된 형상을 갖고 있다. 따라서, 한 쌍의 그리퍼(24)가 몸체(22)의 바깥방향으로 이동한 상태에서, 몸체(22)를 카세트(1)의 상면에 밀착하고, 그리퍼(24)를 몸체(22)의 안쪽방향으로 이동하게 되면, 그리퍼(24)의 절곡부(25) 안쪽으로 카세트(1)의 걸림턱(5)이 삽입되어 정합된다.

이런 상태에서 SMIF(10)의 헤드(20)는 SMIF(10)의 암(13) 이동에 따라 3차원으로 이동하면서, 카세트(1)를 목표지점으로 이송한다.

이와 같이 SMIF의 헤드에 카세트를 장착하여 장시간동안 이송하다보면, 웨이퍼가 수용한 카세트의 무게에 의해 헤드가 변형된다. 최근에는 직경이 큰 웨이퍼가 개발되면서 카세트 및 웨이퍼의 무게는 더욱 증가하게 되고, 그로 인해 그리퍼의 변형이 보다 빨리 발생한다.

이와 같은 그리퍼의 변형은 카세트 및 웨이퍼의 무게에 의해 그리퍼의 절곡부가 하부방향으로 개방되는 형상으로 변형된다. 이와 같이 그리퍼의 절곡부가 하부방향으로 개방되게 변형된 상태에서 카세트를 이송하다보면, 이송 중에 카세트가 그리퍼의 변형된 방향으로 미끄러지면서 그리퍼에서 이탈하거나 한 쪽으로 쏠려 카세트의 안쪽에 수용된 웨이퍼가 쏟아지게 된다는 단점이 있다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그리퍼의 절곡부에 카세트의 걸림턱이 안정적으로 장착되었는지 또는 이송 중에 웨이퍼가 카세트에서 쏟아지지 않게 장착되었는지를 감지한 후에 카세트를 이송하는 SMIF의 헤드를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 SMIF의 암의 자유단에 고정된 헤드 몸체와, 상기 몸체의 양측면에서 바깥쪽 또는 안쪽으로 미끄러져 이동하며 그 단부가 절곡되어 카세트의 상단에 형성된 걸림턱과 정합하는 복수의 그리퍼를 포함하는 SMIF의 헤드에 있어서, 상기 그리퍼의 절곡부 안쪽에 설치되어 상기 걸림턱과 접하면서 전기적신호를 발생하는 복수의 압력감지부와, 웨이퍼가 삽입되는 상기 카세트의 개방부의 휘도를 감지하도록 상기 카세트의 개방부에 대응하여 상기 몸체의 저면에 설치되는 포토센서 및, 상기 압력감지부에서 발생한 전기적신호가 입력되고 상기 포토센서에서 측정된 휘도치가 설정된 휘도치보다 작으면, 상기 SMIF의 암을 작동하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 그리퍼의 단부는 하부방향으로 수직하게 절곡되고 상기 몸체 방향으로 수직하게 절곡된 형상을 가지며, 상기 몸체 방향으로 절곡된 부위의 안쪽 상면에는 그 길이방향의 양단에 각각 상기 압력감지부가 설치된다.

또한, 본 발명의 상기 제어부는, 한 개 이상의 압력감지부에서 전기적신호가 발생하지 않거나 상기 측정된 휘도치가 설정된 휘도치보다 크면 경고수단을 통해 경고한다.

아래에서, 본 발명에 따른 카세트의 장착상태를 감지하는 SMIF의 헤드의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도면에서, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 SMIF의 헤드를 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 헤드의 그리퍼 내측면에 카세트가 장착된 상태를 나타낸 개략도이고, 도 5는 도 3에 도시된 SMIF의 헤드에 장착된 카세트를 나타낸 내측면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 SMIF의 헤드를 이용하여 카세트를 이송하는 과정을 나타낸 흐름도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, SMIF(110)의 헤드(120)는 3차원으로 움직이는 SMIF(110)의 암(113) 자유단에 고정된 몸체(122)와, 상기 SMIF(110)의 암(113)에 대해 수직방향으로 상기 몸체(122)에서 미끄러져 이동하는 그리퍼(124)와, 상기 그리퍼(124)에 설치되어 카세트(1)의 걸림턱(5)과 접하는지를 감지하는 복수 개의 압력감지부 및 몸체(122)의 선단 저면에 설치되어 하부방향의 휘도를 감지하는 포토센서(140)를 포함한다.

아래에서는 이와 같이 구성된 카세트의 장착상태를 감지하는 SMIF(110)의 헤 드(120)에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

몸체(122) 양측부에는 그리퍼(124)가 공압시스템에 의해 각각 미끄러져 이동할 수 있게 돌출되고, 몸체(122)의 후단에는 SMIF(110)의 암(113)이 고정되며, 몸체(122)의 선단 저면에는 포토센서(140)가 설치되고, 몸체(122)의 저면 각 모서리에는 카세트 감지부(127)가 설치된다.

그리고 그리퍼(124)의 단부는 하부방향으로 수직하게 절곡되고 다시 몸체(122) 안쪽방향으로 절곡되는데, 안쪽으로 절곡된 부위의 상면 즉 절곡부(125)의 안쪽면에는 그 길이방향의 양단에 각각 압력감지부인 압전체(130)가 설치된다. 이런 압전체(130)는 압력을 받으면 전기적신호를 발생하여 SMIF(110)의 제어부(도면에 도시안됨)로 신호를 입력한다.

아래에서는 이와 같이 구성된 SMIF(110)의 헤드(120)를 이용하여 카세트(1)를 이송하는 과정에 대해 설명한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 3차원으로 이동하는 SMIF(110)의 암(113)에 의해 SMIF(110)의 헤드(120)가 웨이퍼(W)를 수용한 카세트(1)의 상부로 이동한다(S101). 그러면 카세트(1)의 상부에 위치한 헤드(120)의 몸체(122)에서 그리퍼(124)가 몸체(122)의 바깥방향으로 미끄러져 이동하고(S103), 이런 상태에서 SMIF(110)의 헤드(120)는 SMIF(110)의 암(113)에 의해 하향으로 이동하여 카세트(1)의 상면과 몸체(122)의 저면이 접한다(S105).

이와 같이 카세트(1)의 상면과 몸체(122)의 저면이 접하면, 카세트 감지부(127)에서 전기적신호를 발생하여 제어부로 입력한다(S107). 그러면 제어부 에서는 공압시스템을 작동하여 그리퍼(124)가 몸체(122)의 안쪽방향으로 미끄러져 들어오게 한다(S109). 그리퍼(124)의 절곡부(125)가 몸체 쪽으로 이동하면서 몸체(122)의 저면에 접해 있는 카세트(1)의 걸림턱(5)과 정합한다. 이와 같이 걸림턱(5)과 그리퍼(124)의 절곡부(125)가 정합하게 되면 그리퍼(124)는 더 이상 몸체(122)쪽으로 이동하지 않게 된다. 이런 상태에서 공압시스템에 걸리는 부하는 커지고 일정 이상의 부하가 걸리면 공압시스템의 작동은 정지하도록 제어부에서 제어한다.

이와 같이 그리퍼(124)의 절곡부(125)와 걸림턱(5)이 정합된 상태에서 제어부는 SMIF(110)의 암(113)을 상승시킨다. 그러면 SMIF(110)의 암(113)의 자유단에 고정된 몸체(122)는 상승하게 되면서 그리퍼(124)에 걸린 카세트(1)의 걸림턱(5) 또한 상승하게 되는데(S111), 이때 걸림턱(5)은 그리퍼(124)의 절곡부(125) 안쪽에 설치된 압전체(130)를 가압하게 되고, 각 압전체(130)에서 발생한 전기적신호는 제어부로 입력된다. 제어부에서는 4개의 압전체(130)에서 전기적신호가 동시에 입력되었는지를 판단한다(S113).

4개의 압전체(130)가 동시에 가압되면 각 걸림턱(5)의 양단부가 안정적으로 지지된 상태로서, 그리퍼(124)의 절곡부(125)가 변형되지 않은 것을 의미한다. 하지만, 4개의 압전체(130) 중에서 어느 하나라도 전기적신호가 입력되지 않게 되면, 그 압전체(130)가 설치된 그리퍼(124) 절곡부(125)의 단부가 변형됨을 나타낸다. 이는 절곡부(125)가 하부방향으로 절곡되어 압전체(130)와 걸림턱(5)이 접하지 않았기 때문이다.

제어부는 4개의 압전체(130)에서 동시에 전기적신호가 입력되면 다음 단계로 진행하지만, 어느 한 압전체(130)에서라도 신호가 입력되지 않으면 카세트(1)의 이송을 정지하고 램프 또는 부저를 통해 경고신호인 발광 또는 경고음을 발생한다(S123).

한편 4개의 압전체(130)에서 제어부로 전기적 신호가 동시에 입력되면, 다음으로 제어부에서는 포토센서(140)에서 측정한 휘도에 비례하는 전압의 전기적신호를 입력받는다. 그러면 제어부에서는 포토센서(140)에서 측정한 휘도치가 설정된 휘도치보다 큰지를 판단한다(S115). 측정된 휘도치가 설정된 휘도치보다 크면 카세트(1)의 이송을 정지하고 램프 또는 부저를 통해 경고신호인 발광 또는 경고음을 발생한다(S123). 반대로 측정된 휘도치가 설정된 휘도치와 같거나 작으면 SMIF(110)를 작동하여 카세트(1)를 목표지점으로 이송한다(S117).

여기에서, 설정된 휘도치란 카세트(1)의 개방부에 웨이퍼(W)가 돌출되지 않은 정상적인 상태의 개방부의 휘도를 말하며, 측정 휘도치가 설정 휘도치보다 크다는 것은 카세트(1)의 개방부로 웨이퍼(W)가 돌출되어 빛을 반사함으로써 측정된 휘도치가 커지는 것을 나타낸다. 이런 상태로 카세트(1)를 이송하게 되면 카세트(1)에서 웨이퍼(W)가 쏟아지게 된다.

한편, SMIF(110)에 의해 카세트(1)가 목표지점에 이송되면, 그리퍼(124)가 몸체(122) 바깥방향으로 이동하게 되어(S119) 카세트(1)와 헤드(120)가 분리되면서 카세트(1)를 목표지점에 위치시킨다(S121).

여기에서 카세트 이송 출발점과 도착점은 SMIF의 설치시에 이미 설정된 지점 들이다.

앞에서 설명한 본 발명의 카세트의 장착상태를 감지하는 SMIF의 헤드에 있어서, 그리퍼의 양단에 압전체가 설치된다고 설명하였으나, 이를 대신하여 압력을 감지할 수 있는 스트레인게이지 또는 접지스위치 등을 사용하더라도 본 발명의 목적 및 효과를 발현할 수 있다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 카세트의 장착상태를 감지하는 SMIF의 헤드는 카세트의 걸림턱과 그리퍼의 절곡부가 안정적으로 정합되었는지를 압력감지부를 통해 감지한 후에 카세트를 이송함으로써, 이송 중에 카세트가 분리되어 추락하는 것을 방지한다.

또한, 본 발명의 카세트의 장착상태를 감지하는 SMIF의 헤드는 SMIF 헤드에 장착된 카세트에서 웨이퍼가 카세트의 개방부로 돌출되어 있는지를 감지한 후에 카세트를 이송함으로써, 이송 중에 카세트에서 웨이퍼가 쏟아지는 것을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 카세트의 장착상태를 감지하는 SMIF의 헤드에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

Claims

SMIF(Standard Mechanical Interface)의 암의 자유단에 고정된 헤드 몸체와, 상기 몸체의 양측면에서 바깥쪽 또는 안쪽으로 미끄러져 이동하며 그 단부가 절곡되어 카세트의 상단에 형성된 걸림턱과 정합하는 복수의 그리퍼를 포함하는 SMIF의 헤드에 있어서,

상기 그리퍼의 절곡부 안쪽에 설치되어 상기 걸림턱과 접하면서 전기적신호를 발생하는 복수의 압력감지부와,

웨이퍼가 삽입되는 상기 카세트의 개방부의 휘도를 감지하도록 상기 카세트의 개방부에 대응하여 상기 몸체의 저면에 설치되는 포토센서 및,

상기 압력감지부에서 발생한 전기적신호가 입력되고 상기 포토센서에서 측정된 휘도치가 설정된 휘도치보다 같거나 작으면, 상기 SMIF의 암을 작동하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 카세트의 장착상태를 감지하는 SMIF의 헤드.
제1항에 있어서,

상기 그리퍼의 단부는 하부방향으로 수직하게 절곡되고 상기 몸체 방향으로 수직하게 절곡된 형상을 가지며, 상기 몸체 방향으로 절곡된 부위의 안쪽 상면에는 그 길이방향의 양단에 각각 상기 압력감지부가 설치된 것을 특징으로 하는 카세트의 장착상태를 감지하는 SMIF의 헤드.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제어부는,

한 개 이상의 압력감지부에서 전기적신호가 발생하지 않거나 상기 측정된 휘도치가 설정된 휘도치보다 크면 경고수단을 통해 경고하는 것을 특징으로 하는 카세트의 장착상태를 감지하는 SMIF헤드.