KR100948300B1 - 카세트 이송 장치 및 이를 이용한 카세트 이송방법 - Google Patents

Abstract

카세트 캐리어를 잡기 위한 그리퍼 아암(gripper arm); 상기 그리퍼 아암의 각 모서리 부위에 각각 그리퍼 아암의 수평 여부를 감지하고 그 결과를 전기적 신호로 출력하는 적어도 하나 이상의 센서; 상기 센서로부터 제공되는 감지신호를 수신하여 장비의 기울기를 판단하고 수평을 유지하기 위한 제어신호를 출력하는 제어부; 장비 하단부에 설치되어 상기 제어부의 제어신호에 따라 장비 전체의 높이를 조절하며, 상기 장비 하단부의 각 모서리에 위치한 4개의 모터를 포함하는 높이 조절장치를 포함하여 이루어지는 카세트 이송장치 및 이를 이용한 카세트 이송방법.

SMIF, 그리퍼아암, 높이조절

Description

카세트 이송 장치 및 이를 이용한 카세트 이송방법{An apparatus for transmitting a wafer cassette and a method of transmitting the wafer cassette}

본 발명은 반도체 장비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 반도체 웨이퍼의 이송에 사용되는 카세트 이송장치에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼를 가공하기 위한 장비는 매우 깨끗한 환경을 요구한다. 반도체 웨이퍼를 이송하거나 저장할 때 작은 입자, 기체 혹은 정전하가 포함되는 경우 반도체 웨이퍼 장비 또는 반도체 웨이퍼가 손상을 받게 된다. 한편, 웨이퍼 가공이 이루어지는 넓은 공간을 고도로 깨끗한 환경을 유지하기에는 비용이 많이 소요되므로 기밀이 유지되는 웨이퍼 이송 용기를 이용해 반도체 웨이퍼 장비에 웨이퍼를 로딩/언로딩시킬 수 있는 SMIF 시스템이 개발되었다.

SMIF 시스템은 반도체 웨이퍼 제조공정을 수행하는 반도체 장비의 주변장치로서 SMIF란 Standard Mechanical Interface의 약자이며, 좁은 공간의 청정실 등에서의 대기 콘트롤 및 프로세스 처리시 인위적인 실수 등을 방지하기 위한 것으로, 다수의 웨이퍼가 저장된 카세트 캐리어를 반도체 장비에 투입하거나 배출하는데 이 용되는 시스템이다.

이와 같은 SMIF 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 1은 종래의 SMIF 장치의 그리퍼 아암장치를 도시한 개략 단면도이다. 도시된 바와 같이, SMIF 장치는 내측으로 웨이퍼카세트(5)를 수납하는 SMIF 파드(1)와, 웨이퍼카세트(5)를 로딩/언로딩하는 출입구가 형성된 SMIF 포트(2)와, SMIF 파드(1)로부터 SMIF 포트(2)로 또는 그 역으로 웨이퍼 카세트(5)를 이송시키는 수직이송플레이트(3)와, 수직이송플레이트(3)에 의해 하방으로 이송된 웨이퍼카세트(5)를 단위공정 장비로 로딩/언로딩시키는 그리퍼 아암(4)으로 구성된다.

종래의 기술에서는 웨이퍼 카세트 이송장치인 SMIF 장치의 그리퍼 아암(gripper arm)으로 웨이퍼 카세트를 잡고 들어서 웨이퍼 카세트를 이송하게 된다. 이때, 그리퍼 아암의 구동축이 한 쪽에 있어 오랜 시간 사용하다 보면 구동 축 반대편이 점차 기울어진다. 따라서 웨이퍼 카세트를 잡을 때 수평으로 잡지 못하고 비스듬하게 잡고 이동하게 되어 위험에 노출되어 있다. 또한 그리퍼 아암의 양쪽에는 카세트가 장착되었는지 여부를 감지하기 위한 센서가 있는데 그리퍼 아암이 기울어짐에 의한 높이 차이가 발생함으로써 적재된 웨이퍼 카세트의 감지에 에러가 빈번히 발생한다.

본 발명은 웨이퍼 카세트 무게에 의해 그리퍼 아암이 기울어지는 현상에 대하여 보상 기능을 갖는 카세트 이송 장치 및 이송방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 카세트 이송장치의 내구성을 증가시킬 수 있는 카세트 이송 장치 및 이송 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 카세트 캐리어의 무게에 의해 발생할 수 있는 그리퍼 아암의 센서 에러를 방지할 수 있는 카세트 이송장치 및 이송 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 고장 발생율을 줄일 수 있는 카세트 이송장치 및 이송 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 그리퍼 아암이 기울어지는 것을 작업자가 직접확인해야 하는 불편함을 해소할 수 있는 카세트 이송장치 및 이송 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 카세트 캐리어 무게에 의해 그리퍼 아암이 기울어져 발생할 수 있는 위험을 방지할 수 있는 카세트 이송장치 및 이송 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 위험 발생시 웨이퍼 파손 사고를 방지할 수 있는 카세트 이송장치 및 이송방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 카세트 이송장치 및 이송방법은 그리퍼 아암에 센서를 부착하고 이 센서의 출력값을 이용하여 카세트 이송장치의 높낮이를 조절하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 카세트 이송장치의 다른 특징은 카세트 이송장치의 수평을 자동으로 맞출 수 있는 구성을 가진 점이다

본 발명에 따른 카세트 이송장치의 세부적 구성의 특징은 카세트 캐리어를 잡기 위한 그리퍼 아암(gripper arm); 상기 그리퍼 아암의 소정 부위에 구비되어 그리퍼 아암의 수평 여부를 감지하고 그 결과를 출력하는 적어도 하나 이상의 센서; 상기 센서로부터 제공되는 감지신호를 수신하여 장비의 기울기를 판단하고 수평을 유지하기 위한 제어신호를 출력하는 제어부; 장비 하단부에 설치되어 상기 제어부의 제어신호에 따라 장비 전체의 높이를 조절하는 높이 조절장치를 포함하여 이루어지는 점이다.

본 발명에 따른 카세트 이송장치의 다른 세부적 구성의 특징은 상기 높이 조절장치는 장비 각 모서리 하단부에 4개의 모터를 설치하여 구성된 점이다.

본 발명에 따른 카세트 이송장치의 또 다른 세부적 구성의 특징은 상기 높이 조절장치는 유압에 의해 동작되는 유압 솔레노이드로 이루어진 점이다.

본 발명에 따른 카세트 이송장치의 또 다른 세부적 구성의 특징은 상기 센서와 제어부 및/또는 높이 조절장치 사이의 신호 교환은 무선의 형태로 이루어지는 점이다.

본 발명에 따른 카세트 이송방법은 그리퍼 아암에 카세트 캐리어를 적재하는 단계; 상기 그리퍼 아암 소정 부위에 구성된 센서를 이용하여 상기 그리퍼 아암의 수평 변화를 감지하는 단계; 상기 센서의 출력 신호를 분석하여 카세트 이송장치의 하부에 구성된 높이 조절장치를 구동하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 카세트 이송장치 및 이를 이용한 카세트 이송방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 그리퍼 아암에 설치된 센서를 이용하여 그리퍼 아암이 기울어지는 현상에 대하여 실시간으로 보상 기능을 구현하여 장치의 수평을 조절할 수 있다.

둘째, 카세트 이송장치의 수평을 실시간으로 유지함으로써 카세트 이송장치의 내구성을 증가시킬 수 있다.

셋째, 그리퍼 아암이 기울어지는 것을 작업자가 직접 확인해야 하는 불편함을 해소할 수 있다.

넷째, 카세트 캐리어 무게에 의해 그리퍼 아암이 기울어져 발생할 수 있는 위험과 그로 인한 웨이퍼 파손 사고를 방지할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 카세트 이송장치 및 이송방법에 대하여 설명하기로 한다.

이하의 설명에서 일반적인 웨이퍼 카세트 이송 동작에 대한 설명은 생략하기로 한다. 본 발명은 웨이퍼 카세트 이송시 그리퍼 아암의 수평 여부에 따라 SMIF의 수평을 유지하기 위한 것이므로 이를 중심으로 설명하기로 하고, 이송 동작은 개략적으로만 설명한다. SMIF 파드 내에 수납된 웨이퍼 카세트는 구동수단에 의해 구동하는 수직이송플레이트에 의해 하방으로 이송되어 SMIF 포트에 위치한다. SMIF 포트 내에 설치된 가이드 레일을 따라 수평방향으로 이동하는 그리퍼 아암에 의해 SMIF 포트의 출입구를 통해 단위 공정장비로 로딩된다. 또한, 이와 반대되는 순서로 웨이퍼 카세트는 단위공정장비로부터 언로딩되어 SMIF 장치의 SMIF 파드로 수납된다.

도 2는 본 발명의 카세트 이송장치에서 주요 동작을 구현하기 위한 구성요소를 나타낸 블럭도이다. 본 발명에 따른 카세트 이송장치는 카세트 캐리어를 잡기 위한 그리퍼 아암(gripper arm)의 소정 부위(바람직하게는 각 모서리)에 구비되어 그리퍼 아암의 수평 여부를 감지하고 그 결과를 출력하는 적어도 하나 이상의 센서(10)와, 상기 센서(10)로부터 제공되는 감지신호를 수신하여 장비의 기울기를 판단하고 수평을 유지하기 위한 제어신호를 출력하는 제어부(110) 및 장비 하단부에 설치되어 상기 제어부의 제어신호에 따라 장비 전체의 높이를 조절하는 높이 조절장치(바람직하게는 모터)(20)를 포함하여 이루어진다.

도 3은 본 발명에 따른 카세트 이송 장치에서 그리퍼 아암(gripper arm)(4)의 각 모서리에 센서(10)들이 설치된 것을 나타낸 예시도이다. 각 센서는 기울기를 감지하기 위한 센서로서, 기울기 센서나 자이로 센서가 이용될 수 있다. 상기 센서는 그리퍼 아암의 수평 여부를 감지하여 이를 전기적 신호로 변환하여 출력한다. 한편, 상기 센서의 출력신호는 유선의 형태 또는 무선의 형태로 출력될 수 있으며, 무선 출력을 위해서는 무선 출력부가 구비될 수 있다. 상기 센서의 출력신호는 SMIF 전체(100)를 제어하는 제어부(도시되지 않음)에 유선 또는 무선의 형태로 전달된다. 상기 제어부는 상기 센서로부터 제공된 신호를 분석하여 장치가 어느 방향으로 얼마만큼 기울어졌는지 감지한다.

도 4는 본 발명에 따른 카세트 이송장치에서 수평 조절을 위해 장치의 하단부에 구비된 높이 조절장치(20)를 나타난 예시도이다. 센서와 제어부의 사이의 신호 전달은 유선 또는 무선의 형태로 수행될 수 있다. 상기 높이 조절장치(20)는 장치의 하단부에 위치하며, 전기 공급에 따라 회전하는 모터를 이용하여 장치의 높낮이를 조절하거나 유압 솔레노이드를 이용하는 방법도 가능하다. 적어도 3개 이상의 모터 또는 유압 솔레노이드를 사용하여 장치의 높낮이를 조절하며, 각 모서리에 즉 4개로 구성되는 것이 바람직할 것이다.

이와 같은 구성으로 이루어지는 카세트 이송장치를 이용한 이송 방법은 다음과 같다. 먼저, 그리퍼 아암을 이용하여 카세트 캐리어를 잡는다. 위에서도 설명한 바와 같이, 상기 그리퍼 아암에 적재되는 카세트 캐리어는 SMIF 장치에 로딩되거나 언로딩될 수 있다. 즉, SMIF 파드로부터 그리퍼 아암을 통해 단위 공정 장비로 언로딩될 수도 있고, 그와 반대로 단위 공정장비로부터 언로딩되어 SMIF 장치의 SMIF 파드로 수납될 수도 있다.

상기 그리퍼 아암 소정 부위에 구성된 센서는 상기 그리퍼 아암의 수평 변화를 감지하여 전기적 신호로 출력한다. 물론 이 신호는 유선 또는 무선의 형태로 출력된다.

제어부는 상기 센서의 출력 신호를 수신하여 분석한다. 분석된 결과에 따라 그 기울기 상태를 감안하여 카세트 이송장치의 하부에 구성된 높낮이 조절장치를 제어한다. 즉, 그리퍼 아암의 센서를 이용하여 SMIF 또는 카세트의 기울어짐을 감지하여 그 차이를 전기적인 신호로 전환하여 장치(SMIF) 의 높이 또는 수평을 맞추는 모터에 전달하여 SMIF 장치의 높낮이를 자동으로 조절(height adjust)한다.

도 1은 종래의 SMIF 장치의 그리퍼 아암장치를 도시한 개략 단면도이다.

도 2는 본 발명의 카세트 이송장치에서 주요 동작을 구현하기 위한 구성요소를 나타낸 블럭도이다.

도 3은 본 발명에 따른 카세트 이송 장치에서 그리퍼 아암(gripper arm)의 각 모서리에 센서들이 설치된 것을 나타낸 예시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 카세트 이송장치에서 수평 조절을 위해 장치의 하단부에 구비된 높이 조절장치를 나타난 예시도이다.

Claims (8)

1. 카세트 캐리어를 잡기 위한 그리퍼 아암(gripper arm);

   상기 그리퍼 아암의 각 모서리 부위에 각각 구비되어 그리퍼 아암의 수평 여부를 감지하고 그 결과를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 센서;

   상기 센서로부터 제공되는 감지신호를 수신하여 장비의 기울기를 판단하고 수평을 유지하기 위한 제어신호를 출력하는 제어부;

   장비 하단부에 설치되어 상기 제어부의 제어신호에 따라 장비 전체의 높이를 조절하며, 상기 장비 하단부의 각 모서리에 위치한 4 개의 모터를 포함하는 높이 조절장치를 포함하여 이루어지는 카세트 이송장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 높이 조절장치는 적어도 4개 이상의 유압 솔레노이드로 구성된 것을 특징으로 하는 카세트 이송장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 센서의 출력신호는 무선 형태로 제어부에 전달되는 것을 특징으로 하는 카세트 이송장치.
5. 그리퍼 아암에 카세트 캐리어를 적재하는 단계;

   상기 그리퍼 아암의 각 모서리 부위에 각각 구비된 센서를 이용하여 상기 그리퍼 아암의 수평 변화를 감지하고 그 결과를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 단계;

   상기 센서의 출력 신호를 분석하여 카세트 이송장치의 하부에 구성되어 장비 전체의 높이를 조절하는 높이 조절장치를 구동하는 단계를 포함하여 이루어지는 카세트 이송방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 센서의 출력신호는 무선의 형태로 출력되는 것을 특징으로 하는 카세트 이송방법.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 높이 조절장치는 전기 모터로 구성된 것을 특징으로 하는 카세트 이송방법.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 높이 조절장치는 유압식 솔레노이드로 구성된 것을 특징으로 하는 카세트 이송방법.

Images