KR100974801B1 - 박스클리닝 장치용 트레이 및 이를 이용한 웨이퍼 운반용 박스의 건조방법 - Google Patents

박스클리닝 장치용 트레이 및 이를 이용한 웨이퍼 운반용 박스의 건조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 박스클리닝 장치용 트레이 및 이를 이용한 박스의 건조방법은 박스의 덮개 특히, FIMS FOSB(front-opening interface mechanical standard front opening shipping box)의 덮개를 세정액이 잔류하지 않도록 완전히 건조시킬 수 있다는 특징을 가진다.
박스, 웨이퍼, FIMS FOSB, manual FOSB, 박스 클리너

Description

박스클리닝 장치용 트레이 및 이를 이용한 웨이퍼 운반용 박스의 건조방법{Tray for wafer shipping box cleaner and methods for drying the box using the tray}
본 발명은 박스클리닝 장치용 트레이 및 이를 이용한 웨이퍼 운반용 박스의 건조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 웨이퍼 운반용 박스 특히, 자동으로 개방·밀폐될 수 있는 FIMS FOSB(front-opening interface mechanical standard front opening shipping box)의 덮개를 세정액이 잔류하지 않도록 완전히 건조시킬 수 있는 트레이 및 이를 이용한 건조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 제조된 실리콘 웨이퍼는 운반용 박스(shipping box)에 수납되어 이송된다.
운반용 박스로는, 도 1a와 도 1b에 나타난 바와 같이 덮개(12)가 몸체(11)에 수동으로 개방·밀폐되는 수동 FOSB(manual front opening shipping box)(10)와, 도 2a와 도 2b에 나타난 바와 같이 덮개(16)가 몸체(17)에 자동으로 개방·밀폐될 수 있는 FIMS FOSB(front-opening interface mechanical standard front opening shipping box)(14)가 있다. 미설명 참조부호 12a는 덮개(12)를 몸체(11)에 체결하 기 위한 체결날개(12a)를 나타내고, 12b는 웨이퍼(미도시)를 고정하기 위한 리테이너(retainer)를 나타낸다. 이러한 수동 FOSB(10)와 FIMS FOSB(14)는 널리 사용되는 것이고 당업자가 용이하게 구할 수 있는 것이므로 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.
FIMS FOSB(14)는 덮개(16)가 자동으로 개방·밀폐될 수 있도록 하기 위한 구조를 가지기 때문에 수동 FOSB(10)에 비하여 그 구조가 복잡하다.
한편, 이러한 수동 FOSB(10)와 FIMS FOSB(14)를 포함한 웨이퍼 운반용 박스는 웨이퍼를 수납하기 전에 세정 및 건조과정을 거친다. 상기 세정 및 건조과정을 박스 클리닝(box cleaning) 공정이라고 하는데, 상기 박스 클리닝 공정은 박스 클리너(box cleaner)(이하, '박스클리닝 장치'라고 한다.)에 의하여 이루어진다. 박스클리닝 장치는 박스(10)(14)를 세정/건조시키기 위하여 통상적으로 사용되는 장치이다.
도 3은 상기 박스 클리닝 공정을 보여주는 도면이다. 도면에 나타난 바와 같이, 상기 공정은 트레이에 박스(10)(14)의 몸체(11)(17)와 덮개(12)(16)를 적재(loading)하는 A 단계와, 일시적으로 대기하는 B 단계와, 박스클리닝 장치의 천정과 바닥에서 세정액을 분사하여 몸체(11)(17)와 덮개(12)(16)를 세정하는 C 단계와, 트레이를 욕조에 담그는 D 단계와, 박스클리닝 장치의 천정과 바닥에서 세정액을 분사하여 몸체(11)(17)와 덮개(12)(16)를 세정하는 E 단계와, 드라이 챔버 1,2,3(dry chamber 1,2,3)에서 각각 고온의 공기를 분사하여 몸체(11)(17)와 덮개(12)(16)를 건조시키는 F,G,H 단계와, 대기하면서 몸체(11)(17)와 덮개(12)(16) 를 냉각시키는 I 단계와, 몸체(11)(17)와 덮개(12)(16)를 언로딩하는 J 단계를 포함한다.
박스(10)(14)의 몸체(11)(17)와 덮개(12)(16)는 트레이에 적재된 상태에서 상기 A 내지 J 단계를 거친다. 도 4 및 도 5에 나타난 바와 같이, 트레이(30)에는 두 개의 박스(10)(14)가 설치될 수 있는데, 박스(10)(14)의 몸체(11)(17)와 덮개(12)(16)는 각각 분리되어 설치된다.
몸체(11)(17)는 뒤집어진 상태에서 지지봉(31)에 걸쳐짐과 동시에 상측의 가압부재(32)에 의하여 눌려지도록 설치되고, 덮개(12)(16)는 수직봉(33)과 가이드 부재(34)의 사이에 존재하는 공간에 적재된다.
이와 같은 구조를 가지는 트레이(30)는 상기 A 단계 내지 J 단계를 거치면서 몸체(11)(17)와 덮개(12)(16)를 세정 및 건조시킨다. 그런데, 건조 단계 즉, F 단계 내지 H 단계를 거치더라도 덮개(12)(16)가 충분히 건조되지 않는다는 문제점이 있다. 덮개(12)(16)에 세정액이 잔류하면 불량이 발생하기 때문에 덮개(12)(16)는 완전히 건조되어야 한다.
특히, FIMS FOSB(14)의 덮개(16)는 수동 FOSB(10)의 덮개(12)에 비하여 그 구조가 복잡하기 때문에 건조가 완전하지 못한 경우가 많아서 불량률이 높은 실정이다. 따라서, 덮개(12)(16) 특히, FIMS FOSB(14)의 덮개(16)를 완전하게 건조시킬 수 있는 트레이가 필요한 실정이다.
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 웨이퍼 운반용 박스 특히, 자동으로 개방·밀폐될 수 있는 FIMS FOSB의 덮개를 세정액이 잔류하지 않도록 완전히 건조시킬 수 있는 트레이 및 이를 이용한 건조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 트레이는, 웨이퍼 운반용 박스의 몸체가 설치되는 몸체 고정부; 및 상기 박스의 덮개가 회전 가능하게 설치되는 덮개 고정부;를 포함하고, 상기 덮개 고정부는, 덮개를 파지하는 파지부재; 및 파지부재를 회전시키는 회전부;를 포함한다.
바람직하게, 회전부는, 파지부재와 연결되고, 회전가능하게 설치된 휠; 및 상기 휠에 미리 정해진 간격으로 설치된 회전용 평판;을 포함하여, 상기 박스를 건조시키기 위하여 박스클리닝 장치로부터 분사되는 고압의 기체가 회전용 평판에 충돌하여 휠이 회전된다.
바람직하게, 회전부는, 트레이의 프레임에 설치된 지지부재; 지지부재에 설치된 회전축; 회전축의 양단에 설치되되, 파지부재와 연결된 연결부재; 파지부재에 설치된 휠; 및 휠을 따라 미리 정해진 간격으로 설치된 회전용 평판;을 포함한다.
여기에서, 상기 박스는 FIMS FOSB(front-opening interface mechanical standard front opening shipping box)인 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게, 파지부재는, 사각 형상의 제1,2 사각형 와이어를 포함하고, 제1,2 사각형 와이어는 수직으로 서로 겹쳐지도록 설치되되, 제2 사각형 와이 어는 연결부재에 설치되고, 제1 사각형 와이어는 제1 사각형 와이어에 용접되어 설치되며, 제1 사각형 와이어는 양쪽 끝단이 수직으로 절곡되어 이루어진 제1 절곡부를 포함하고, 제2 사각형 와이어는 양쪽 끝단이 수직으로 절곡되어 이루어진 제2 절곡부를 포함하여, 제1,2 절곡부에 의하여 덮개의 네 변이 지지된다.
본 발명의 다른 측면인 박스클리닝 장치용 트레이를 이용한 웨이퍼 운반용 박스의 건조방법은, 웨이퍼 운반용 박스를 적재한 트레이를 박스클리닝 장치에 투입하여 상기 박스를 세정하고 건조시키는 방법에 있어서, 상기 박스의 덮개를 회전시키면서 건조시킨다.
바람직하게, 상기 덮개는 덮개 고정부에 회전가능하도록 적재되고, 상기 트레이가 박스클리닝 장치의 내부를 이동하는 도중에 고온 고압의 기체를 노즐을 통하여 분사하여 덮개를 건조시키되, 상기 기체 중 적어도 일부가 덮개에 집중되도록 노즐 중 적어도 두 개 이상이 덮개 고정부를 향하도록 휘어있다.
본 발명인 트레이 및 이를 이용한 건조방법은 웨이퍼 운반용 박스 특히, 자동으로 개방·밀폐될 수 있는 FIMS FOSB의 덮개를 세정액이 잔류하지 않도록 완전히 건조시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 실시예들에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 트레이를 보여주는 사시도이고, 도 7은 상기 트레이에 박스의 몸체와 덮개가 설치된 것을 보여주는 사시도이며, 도 8은 이해를 돕기 위하여 상기 트레이의 덮개 고정부만을 보여주는 확대 사시도이다. 본 발명의 트레이(100)는 FIMS FOSB(14)를 건조시키는데 특히 효과적이지만, 수동 FOSB(10)를 건조시키기 위해서 사용될 수도 있다. 다만, 아래에서는 설명의 편의를 위해서 FIMS FOSB(14)를 건조시키는 경우를 예로 들어서 설명하기로 한다.
도면을 참조하면, 트레이(100)는 박스(14)의 몸체(17)가 설치되는 몸체 고정부(40) 및, 박스(14)의 덮개(16)가 회전 가능하게 설치되는 덮개 고정부(50)를 포함한다. 몸체 고정부(40)와 덮개 고정부(50)는 트레이(100)의 프레임(60)에 설치된다. 도면에는 두 개의 몸체(17)와 두 개의 덮개(16)가 프레임(60)에 설치되어 있지만, 프레임(60)에 설치될 수 있는 몸체(17)와 덮개(16)의 수는 박스클리닝 장치(도 10,11의 200)의 사이즈에 따라 변동될 수 있다. 프레임(60)은 박스클리닝 장치(200)에 구비된 롤러(도 10,11의 110)에 의하여 이동된다. 즉, 프레임(60)은 그 양쪽 끝단(61)이 롤러(110)에 의하여 지지된 상태에서 이동한다.
몸체 고정부(40)는 몸체(17)가 걸쳐지는 지지봉(41)과, 지지봉(41)에 걸쳐진 몸체(17)를 위에서 눌러 고정하는 가압부재(42)를 포함한다. 몸체(17)는 뒤집어진 상태에서 몸체(17)의 바닥이 지지봉(41)에 의하여 지지되도록 설치된다. 지지봉(41)이 몸체(17)의 바닥을 지지하고, 이와 동시에 가압부재(42)가 몸체(17)를 눌러 고정하기 때문에 세정 및 건조 단계에서 몸체(17)가 트레이(100)로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 몸체 고정부(40)는 덮개 고정부(50)의 양쪽에 각각 구비되지만, 반드시 이러한 구조이어야 하는 것은 아니다.
덮개 고정부(50)는 회전부와, 회전부에 회전 가능하도록 설치된 파지부재(81)(82)를 포함한다.
도 8 및 도 9에 나타난 바와 같이, 회전부는 프레임(60)에 설치된 지지부재(71)와, 지지부재(71)에 설치된 회전축(73)과, 회전축(73)의 양단에 설치된 연결부재(74)와, 파지부재(81)(82)에 설치된 휠(75) 및, 휠(75)을 따라 미리 정해진 간격으로 설치된 회전용 평판(76)을 포함한다.
지지부재(71)는 프레임(60)에 수직으로 설치된다. 지지부재(71)는 베어링 부재(72)의 양쪽에 각각 설치되어서 베어링 부재(72)를 지지한다. 베어링 부재(72)는 회전축(73)을 회전 가능하도록 지지한다.
회전축(73)의 양단에는 연결부재(74)가 설치되고, 연결부재(74)에는 파지부재(81)(82)가 설치된다. 즉, 파지부재(81)(82)는 회전 가능하도록 회전축(73)에 설치되는 것이다.
휠(75)은 파지부재(81)(82)에 용접되어 설치된다. 휠(75)은 원형의 구조를 가지는 것이 바람직한데, 이것은 회전용 평판(76)이 회전축(73)으로부터 일정한 거리에 일정 각도마다 배치될 수 있어서 휠(75)의 회전을 일정하게 할 수 있기 때문이다.
회전용 평판(76)은 휠(75)에 일정한 간격 또는 일정한 각도마다 설치된다. 회전용 평판(76)은 원형인 휠(75)의 원주를 따라 원주에 수직이 되도록 일정한 간격 또는 일정한 각도마다 설치되는 것이 회전력을 크게 하기 위해서 바람직하다. 즉, 회전용 평판(76)은 노즐(도 11의 120)로부터 고온,고압의 기체가 분출되는 방향과 수직을 이루도록 설치되는 것이 회전력을 크게 하기 위해서 바람직하다.
파지부재(81)(82)는 연결부재(74)에 설치된다. 트레이(100)에는 두 개의 연결부재(74)가 구비되기 때문에 하나의 트레이(100)에는 두 개의 파지부재(81)(82)가 설치될 수 있다.
바람직하게, 파지부재(81)(82)는 제1,2 사각형 와이어(81)(82)를 구비한다. 제1,2 사각형 와이어(81)(82)는 수직으로 겹쳐지도록 설치되는데, 제2 사각형 와이어(82)는 연결부재(74)에 용접되어 설치되고, 제1 사각형 와이어(81)는 제2 사각형 와이어(82)에 용접되어 설치된다.
제1 사각형 와이어(81)는 양쪽 끝단이 수직으로 절곡되어 이루어진 제1 절곡부(81a)를 포함하고, 제2 사각형 와이어(82)는 양쪽 끝단이 수직으로 절곡되어 이루어진 제2 절곡부(82a)를 포함한다. 제1,2 절곡부(81a)(82a)는 덮개(16)의 네 변을 지지한다.
한편, 제1 절곡부(81a) 중 어느 하나는 그 끝단이 수직으로 다시 한번 절곡되어서 홈(81b)을 형성하는 것이 바람직한데, 이것은 상기 홈(81b)에 덮개(16)가 끼워짐으로써 회전되는 도중에 덮개(16)가 이탈하는 것을 방지하기 위해서이다.
그러면, 상기 트레이(100)를 이용하여 박스(14)를 건조하는 과정을 설명하기로 한다. 트레이(100)를 박스클리닝 장치(200)에 투입하여 A 단계 내지 J 단계를 거치는 것은 전술한 바와 같다.
먼저, 박스(14)의 몸체(17)와 덮개(16)를 분리한 후, 몸체(17)를 몸체 고정부(40)에 설치하고 덮개(16)를 덮개 고정부(50)에 설치한다. 몸체(17)를 뒤집은 상태에서 몸체(17)의 바닥이 지지봉(41)에 의하여 지지되도록 설치한 후, 가압부재(42)를 이용하여 몸체(17)를 눌러준다.
덮개(16)는 제1,2 절곡부(81a)(82a)에 의하여 네 변이 지지되고 홈(81b)에 한쪽 변이 끼워지도록 설치된다.
몸체(17)와 덮개(16)의 설치가 완료되면, 트레이(100)를 박스클리닝 장치(200)에 투입하여 A 단계 내지 J 단계를 거치도록 한다. 박스클리닝 장치(200)는 노즐(120)의 구조를 제외하면 통상적인 박스클리닝 장치(200)와 동일하다. 노즐(120)의 구조에 관해서는 후술하기로 하고 그 밖의 박스클리닝 장치(200)의 구성에 관한 설명은 생략하기로 한다.
트레이(100)는 롤러(110)에 의하여 박스클리닝 장치(200)의 내부를 이동한다. 드라이 챔버 1,2,3을 거치는 단계(F 단계 내지 H 단계)에서는 노즐(120)을 통하여 고온 고압의 기체가 분사되기 때문에 몸체(17)와 덮개(16)가 건조된다.
노즐(120)을 통하여 분출되는 고온 고압의 기체 중 일부는 회전용 평판(76)에 부딪치기 때문에 휠(75)이 회전되고, 휠(75)이 회전됨에 따라서 파지부재(81)(82)에 고정된 덮개(16)도 회전된다. 덮개(16)가 회전되면 덮개(16) 내부의 세정액이 더 빨리, 더 효과적으로 건조되어 제거될 수 있다.
도 11에 나타난 바와 같이, 박스클리닝 장치(200)의 천정에 설치된 노즐(120) 중 덮개 고정부(50)와 대응되는 위치의 노즐(120) 즉, 도 11에서 N 부분의 노즐은 분출되는 기체가 회전용 평판(76)을 향하도록 절곡된다. 이와 같이, 노즐(120) 중의 일부가 절곡되면 회전용 평판(76)에 더 많은 기체가 부딪치기 때문에 덮개(16)를 더 빨리 회전시킬 수 있어서 덮개(16)를 더 효과적으로 건조시킬 수 있다.
드라이 챔버 1,2,3을 경유한 트레이(100)는 대기 룸에서 냉각(I 단계)된 후, 언로딩 단계(J 단계)로 넘어간다. 언로딩 단계에서는 몸체(17)와 덮개(16)가 트레이(100)로부터 제거된다.
도 1a은 일반적인 수동 FOSB(manual front opening shipping box)를 보여주는 도면.
도 1b는 도 1a의 수동 FOSB의 덮개를 보여주는 도면.
도 2a는 일반적인 FIMS FOSB(front-opening interface mechanical standard front opening shipping box)를 보여주는 도면.
도 2b는 도 2a의 FIMS FOSB의 덮개를 보여주는 도면.
도 3은 일반적인 박스클리닝 공정을 보여주는 도면.
도 4는 도 3의 박스클리닝 공정에 사용되는 종래의 트레이를 보여주는 사시도.
도 5는 도 4의 트레이에 박스의 몸체와 덮개가 설치된 것을 보여주는 사시도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 트레이를 보여주는 사시도.
도 7은 도 6의 트레이에 박스(FIMS FOSB)의 몸체와 덮개가 설치된 것을 보여주는 사시도.
도 8은 도 6의 트레이의 덮개 고정부를 보여주는 확대 사시도.
도 9는 도 6의 트레이의 덮개 고정부에 박스(FIMS FOSB)의 덮개가 설치된 것을 보여주는 사진.
도 10은 도 6의 트레이가 박스클리닝 장치에 설치된 것을 보여주는 사진.
도 11은 박스클리닝 장치에 구비된 노즐을 보여주는 사진.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 수동 FOSB(manual FOSB) 14 : FIMS FOSB
11, 17 : 몸체 12, 16 : 덮개
30 : 트레이 40 : 몸체 고정부
50 : 덮개 고정부 60 : 프레임
81, 82 : 파지부재 100 : 트레이
200 : 박스클리닝 장치

Claims (7)

  1. 웨이퍼 운반용 박스를 세정하고 건조시키는 박스클리닝 장치에 상기 박스를 적재한 상태로 투입되는 트레이에 있어서,
    상기 박스의 몸체가 설치되는 몸체 고정부; 및
    상기 박스의 덮개가 회전 가능하게 설치되는 덮개 고정부;를 포함하고,
    상기 덮개 고정부는,
    덮개를 파지하는 파지부재; 및
    파지부재를 회전시키는 회전부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 박스클리닝 장치용 트레이.
  2. 제1항에 있어서,
    회전부는,
    파지부재와 연결되고, 회전가능하게 설치된 휠; 및
    상기 휠에 미리 정해진 간격으로 설치된 회전용 평판;을 포함하여,
    상기 박스를 건조시키기 위하여 박스클리닝 장치로부터 분사되는 고압의 기체가 회전용 평판에 충돌하여 휠이 회전되는 것을 특징으로 하는 박스클리닝 장치용 트레이.
  3. 제1항에 있어서,
    회전부는,
    트레이의 프레임에 설치된 지지부재;
    지지부재에 설치된 회전축;
    회전축의 양단에 설치되되, 파지부재와 연결된 연결부재;
    파지부재에 설치된 휠; 및
    휠을 따라 미리 정해진 간격으로 설치된 회전용 평판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 박스클리닝 장치용 트레이.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 박스는 FIMS FOSB(front-opening interface mechanical standard front opening shipping box)인 것을 특징으로 하는 박스클리닝 장치용 트레이.
  5. 제3항에 있어서,
    파지부재는,
    사각 형상의 제1,2 사각형 와이어를 포함하고, 제1,2 사각형 와이어는 수직으로 서로 겹쳐지도록 설치되되, 제2 사각형 와이어는 연결부재에 설치되고, 제1 사각형 와이어는 제1 사각형 와이어에 용접되어 설치되며,
    제1 사각형 와이어는 양쪽 끝단이 수직으로 절곡되어 이루어진 제1 절곡부를 포함하고, 제2 사각형 와이어는 양쪽 끝단이 수직으로 절곡되어 이루어진 제2 절곡부를 포함하여, 제1,2 절곡부에 의하여 덮개의 네 변이 지지되는 것을 특징으로 하 는 박스클리닝 장치용 트레이.
  6. 웨이퍼 운반용 박스를 적재한 트레이를 박스클리닝 장치에 투입하여 상기 박스를 세정하고 건조시키는 방법에 있어서,
    상기 박스의 덮개를 회전시키면서 건조시키는 것을 특징으로 하는, 박스클리닝 장치용 트레이를 이용한 웨이퍼 운반용 박스의 건조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 덮개는 덮개 고정부에 회전가능하도록 적재되고,
    상기 트레이가 박스클리닝 장치의 내부를 이동하는 도중에 고온 고압의 기체를 노즐을 통하여 분사하여 덮개를 건조시키되, 상기 기체 중 적어도 일부가 덮개에 집중되도록 노즐 중 적어도 두 개 이상이 덮개 고정부를 향하도록 휘어있는 것을 특징으로 하는, 박스클리닝 장치용 트레이를 이용한 웨이퍼 운반용 박스의 건조방법.
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