KR101042629B1 - 클리닝 카세트 및그를 구비하는 카세트 보관 시스템 - Google Patents

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Abstract

클리닝 카세트 및그를 구비하는 카세트 보관 시스템이 개시된다. 본 발명의 카세트 보관 시스템은, 다수의 기판이 수납된 기판 수납용 카세트가 안착 지지되는 다수의 선반을 구비하는 시스템 본체; 전원 유닛을 구비하며, 하단부의 적어도 일 영역이 선반에 안착 지지되어 선반 상의 파티클(particle)을 제거하는(cleaning) 클리닝 카세트; 및 적어도 어느 한 선반과 클리닝 카세트에 마련되며, 해당 선반에 클리닝 카세트가 안착 지지될 때 전원 유닛에 전기적으로 연결되어 전원 유닛에 전원을 충전시키는 전원 연결 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 카세트 보관 시스템의 선반 상에 잔존되는 파티클(particle)을 용이하게 제거할 수 있으며, 특히 동작을 위한 전원 공급을 간편하게 수행할 수 있다.

Description

클리닝 카세트 및그를 구비하는 카세트 보관 시스템{Cleaning cassette and cassette storage system having the same}
본 발명은, 클리닝 카세트 및그를 구비하는 카세트 보관 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 카세트 보관 시스템의 선반 상에 잔존되는 파티클(particle)을 용이하게 제거할 수 있으며, 특히 동작을 위한 전원 공급을 간편하게 수행할 수 있는 클리닝 카세트 및그를 구비하는 카세트 보관 시스템에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이(PDP, Plasma Display Panel), 액정디스플레이(LCD, Liquid Crystal Display) 및 유기EL(OLED, Organic Light Emitting Diodes)과 같은 평판표시소자(FPD, Flat Panel Display)에서 특히, 글라스(glass) 기판의 역할과 기능은 갈수록 중요한 과제로 대두되고 있다. 이는 글라스 기판에 형성되는 다수의 회로소자의 기능에 따라 평판표시장치의 전체적인 품질이 많은 영향을 받기 때문이다.
생산 현장에서 작업 효율을 최대화하고 청정도를 높이기 위해 여러 공정을 거쳐 완성된 글라스 기판(이하, 기판이라 함)들은 반송 로봇(robot)을 통해 기판 수납용 카세트(Cassette)에 수납되고, 기판들을 수납한 기판 수납용 카세트는 카세트 스토커에 의해 운반되어지며, 카세트 보관 시스템의 선반에 적재되어 보관되거나 역과정을 통해 반출된다.
이에 대해 부연하면, 다수의 기판이 수납된 기판 수납용 카세트는 어느 한 평판표시소자 제조 설비에서 해당 공정이 완료된 후 다음의 평판표시소자 제조 설비로 바로 이송되는 것은 아니다.
즉 평판표시소자 제조 설비들의 기판 처리 능력 및 시간의 차이에 의해 발생되는 버퍼링(buffering) 문제를 해소하기 위하여, 다수의 기판이 수납된 기판 수납용 카세트는 카세트 보관 시스템의 선반에 임시로 보관되며, 필요에 따라 해당 공정을 수행하는 평판표시소자 제조 설비로 이송된다. 이때, 기판 수납용 카세트를 카세트 보관 시스템의 선반에 적재하거나 또는 반출할 때 카세트 스토커가 사용된다.
한편, 카세트 스토커에 의해 기판 수납용 카세트가 카세트 보관 시스템의 선반에 적재되거나 반출되는 과정이 빈번하게 진행됨에 따라 카세트 보관 시스템의 선반 상에는 파티클(particle)이 떨어져 잔존될 수 있는데, 이러한 파티클을 제거(클리닝, cleaning)하지 않으면 파티클로 인한 공정 불량이 야기될 수 있다.
따라서 이러한 파티클 제거하기 위한 선반의 클리닝(cleaning)이 필요한데, 수작업에 의한 선반의 클리닝 작업은 효율적이지 못하기 때문에, 통상의 기판 수납용 카세트와 대략 엇비슷한 사이즈로 제작되어 기판 수납용 카세트 대신에 카세트 보관 시스템의 선반에 안착됨으로써 선반 상의 파티클을 제거할 수 있는 클리닝 카 세트(cleaning cassette)의 필요성이 대두된다.
다만, 카세트 보관 시스템의 선반은 큰 구조물일 수 있고, 클리닝 카세트 역시 선반에 상응하는 큰 구조물일 수 있다는 점을 고려할 때, 큰 구조물인 클리닝 카세트의 동작을 위한 전원 공급이 용이할 필요가 있으며, 따라서 이에 대한 연구 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은, 카세트 보관 시스템의 선반 상에 잔존되는 파티클(particle)을 용이하게 제거할 수 있으며, 특히 동작을 위한 전원 공급을 간편하게 수행할 수 있는 클리닝 카세트 및그를 구비하는 카세트 보관 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 다수의 기판이 수납된 기판 수납용 카세트가 안착 지지되는 다수의 선반을 구비하는 시스템 본체; 전원 유닛을 구비하며, 하단부의 적어도 일 영역이 상기 선반에 안착 지지되어 상기 선반 상의 파티클(particle)을 제거하는(cleaning) 클리닝 카세트; 및 적어도 어느 한 선반과 상기 클리닝 카세트에 마련되며, 해당 선반에 상기 클리닝 카세트가 안착 지지될 때 상기 전원 유닛에 전기적으로 연결되어 상기 전원 유닛에 전원을 충전시키는 전원 연결 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 카세트 보관 시스템에 의해 달성된다.
여기서, 상기 전원 연결 유닛은, 상기 선반에 마련되되 적어도 하나의 충전 핀을 구비하는 충전 스테이션; 및 상기 클리닝 카세트에 마련되어 상기 충전 핀과 전기적으로 연결되는 충전 단자를 포함할 수 있다.
상기 충전 스테이션은, 몸체부; 상기 충전 핀을 지지하되 상기 몸체부 내에서 충전 핀과 함께 승하강 이동되는 핀 지지블록; 상기 핀 지지블록과 연결되어 상기 충전 핀의 승하강 이동 축선을 형성하는 샤프트; 상기 샤프트와 이격된 위치에서 상기 샤프트의 하부 영역에 마련되는 센서; 및 상기 샤프트의 하단부에 결합되며, 상기 클리닝 카세트의 충전 단자가 상기 선반의 충전 핀에 접촉되어 상기 클리닝 카세트의 무게로 상기 충전 핀을 가압할 때 상기 샤프트와 함께 하향 이동되어 상기 센서와의 상호 작용에 의해 상기 센서가 충전을 위한 전기적인 접점 신호를 발생시키도록 하는 센서 도그(sensor dog)를 포함할 수 있다.
상기 충전 스테이션은 상기 샤프트에 결합되어 상기 샤프트의 승하강 이동을 안내하는 엘엠 부시(LM bush)를 더 포함할 수 있다.
상기 충전 스테이션은 상기 핀 지지블록과 상기 엘엠 부시에 연결되어 상기 충전 핀이 원위치로 복귀되는 방향으로 탄성바이어스시키는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.
상기 탄성부재는 압축식 코일 스프링일 수 있으며, 상기 센서는 상기 선반의 센서 브래킷(sensor bracket)에 지지되는 근접 센서일 수 있으며, 상기 충전 단자, 상기 충전 핀, 상기 샤프트, 상기 센서, 상기 센서 도그 및 상기 탄성부재는 3개씩 마련되고, 상기 핀 지지블록과 상기 엘엠 부시는 1개씩 마련될 수 있다.
상기 클리닝 카세트는, 하단부의 일 영역이 상기 선반에 선택적으로 안착 지 지되며, 상기 하단부의 일측에 상기 충전 단자가 결합되는 카세트 하우징; 상기 선반에 접촉되는 상기 카세트 하우징의 하단부에 형성되는 진공 흡입 슬롯; 및 상기 진공 흡입 슬롯과 연결되며, 상기 전원 유닛으로부터 인가된 전원에 의해 동작되면서 상기 진공 흡입 슬롯을 통해 상기 선반 상의 파티클 흡입을 위한 진공 흡입력을 발생시키는 적어도 하나의 흡입 유닛을 포함할 수 있다.
상기 전원 유닛은 충전 가능한 무정전 전원 유닛(UPS, Uninterruptible Power Supply)일 수 있으며, 상기 클리닝 카세트는 상기 카세트 하우징에 마련되되 상기 전원 유닛과 연결되어 상기 전원 유닛의 충전 상태를 외부로 표시하는 충전 상태 표시용 시그널 타워(signal tower)를 더 포함할 수 있다.
상기 카세트 하우징은, 격자 형상의 상부 프레임; 상기 상부 프레임의 하부 영역에서 상기 상부 프레임과 이격 배치되는 격자 형상의 하부 프레임; 및 상기 상부 및 하부 프레임을 연결하는 측부 프레임을 포함할 수 있다.
상기 진공 흡입 슬롯은 상기 하부 프레임의 밑면에서 상기 하부 프레임의 두께 방향을 따라 함몰되게 마련될 수 있다.
상기 하부 프레임에는 상기 선반의 바코드(bar code)를 판독하는 바코드 판독부가 더 마련될 수 있다.
상기 흡입 유닛과 상기 진공 흡입 슬롯은 플렉시블(flexible)한 흡입 라인에 의해 연결될 수 있으며, 상기 흡입 유닛에는 공기 정화용 필터가 마련될 수 있다.
한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 하단부의 일 영역이 카세트 보관 시스템의 선반에 선택적으로 안착 지지되며, 상기 선반에 마련되는 충전 스테이션의 충 전 핀과 선택적으로 접촉되어 전기적으로 연결되는 충전 단자가 상기 하단부 일측에 마련되는 카세트 하우징; 상기 카세트 하우징의 일측에 결합되는 전원 유닛; 상기 선반에 접촉되는 상기 카세트 하우징의 하단부에 형성되는 진공 흡입 슬롯; 및 상기 진공 흡입 슬롯과 연결되며, 상기 전원 유닛으로부터 인가된 전원에 의해 동작되면서 상기 진공 흡입 슬롯을 통해 상기 선반 상의 파티클 흡입을 위한 진공 흡입력을 발생시키는 적어도 하나의 흡입 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 클리닝 카세트에 의해서도 달성된다.
여기서, 상기 전원 유닛은 충전 가능한 무정전 전원 유닛(UPS, Uninterruptible Power Supply)일 수 있으며, 상기 카세트 하우징에 마련되되 상기 전원 유닛과 연결되어 상기 전원 유닛의 충전 상태를 외부로 표시하는 충전 상태 표시용 시그널 타워(signal tower)를 더 포함할 수 있다.
상기 카세트 하우징은, 격자 형상의 상부 프레임; 상기 상부 프레임의 하부 영역에서 상기 상부 프레임과 이격 배치되는 격자 형상의 하부 프레임; 및 상기 상부 및 하부 프레임을 연결하는 측부 프레임을 포함할 수 있다.
상기 진공 흡입 슬롯은 상기 하부 프레임의 밑면에서 상기 하부 프레임의 두께 방향을 따라 함몰되게 마련될 수 있다.
상기 하부 프레임에는 상기 선반의 바코드(bar code)를 판독하는 바코드 판독부가 더 마련될 수 있다.
상기 흡입 유닛과 상기 진공 흡입 슬롯은 플렉시블(flexible)한 흡입 라인에 의해 연결될 수 있으며, 상기 흡입 유닛에는 공기 정화용 필터가 마련될 수 있다.
본 발명에 따르면, 카세트 보관 시스템의 선반 상에 잔존되는 파티클(particle)을 용이하게 제거할 수 있으며, 특히 동작을 위한 전원 공급을 간편하게 수행할 수 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트 보관 시스템에서 시스템 본체의 선반 영역을 보인 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 선반에 클리닝 카세트가 안착된 상태의 사시도이며, 도 3은 클리닝 카세트의 사시도이고, 도 4는 도 3의 배면 사시도이며, 도 5는 도 3의 A 영역에 대한 확대도이고, 도 6은 도 4의 B 영역에 대한 확대도이며, 도 7은 충전 스테이션과 충전 단자 간의 배치 상태 사시도이고, 도 8은 충전 스테이션의 부분 절개 사시도이며, 도 9는 도 7의 측면도이고, 도 10은 충전 스테이션에 충전 단자가 접촉 가압된 도 9의 사용 상태 측면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 카세트 보관 시스템은, 다수의 기판(미도시)이 수납된 기판 수납용 카세트(C)가 안착 지지되는 다수의 선반(110) 을 구비하는 시스템 본체(100)와, 전원 유닛(220)을 구비하며 하단부의 적어도 일 영역이 선반(110)에 안착 지지되어 선반(110) 상의 파티클(particle)을 제거하는(cleaning) 클리닝 카세트(200)와, 적어도 어느 한 선반(110)과 클리닝 카세트(200)에 마련되며 해당 선반(110)에 클리닝 카세트(200)가 안착 지지될 때 전원 유닛(220)에 전기적으로 연결되어 전원 유닛(220)에 전원을 자동으로 충전시키는 전원 연결 유닛(300)을 포함한다.
시스템 본체(100)는, 본 실시예의 카세트 보관 시스템에서 클리닝 카세트(200)를 제외한 나머지 부분들의 전체를 가리킨다.
따라서 시스템 본체(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 단순 프레임 구조와는 달리 기판 수납용 카세트(C) 또는 클리닝 카세트(200)를 이송, 핸들링(handling)하는 카세트 스토커를 포함할 수 있다. 하지만, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 선반(110)이 위치된 영역의 시스템 본체(100)의 일부 영역에 대해서만 도시하고 있다.
이러한 시스템 본체(100)에는 다수의 선반(110)이 구비된다. 도 1 및 도 2에는 높이 방향을 따라 2개의 선반(110)만이 도시되어 있지만, 거대 구조물인 시스템 본체(100)에는 수 내지 수십 개 이상의 선반(110)이 구비될 수 있다.
선반(110)의 원래 용도는 도 1에 도시된 바와 같이, 그 내부에 다수의 기판이 수납되는 다수의 슬롯(C1)을 구비한 기판 수납용 카세트(C)가 안착 지지되도록 하는 것이다.
즉 앞서도 기술한 바와 같이, 다수의 기판이 수납된 기판 수납용 카세트(C) 는 어느 한 평판표시소자 제조 설비에서 해당 공정이 완료된 후 다음의 평판표시소자 제조 설비로 바로 이송되는 것이 아니라 평판표시소자 제조 설비들의 기판 처리 능력 및 시간의 차이에 의해 발생되는 버퍼링(buffering) 문제를 해소하기 위하여 시스템 본체(100)의 선반(110)에 임시로 보관되며(도 1의 점선 참조), 필요에 따라 도시 않은 카세트 스토커에 의해 해당 공정을 수행하는 평판표시소자 제조 설비로 이송된다.
다만, 카세트 스토커에 의해 기판 수납용 카세트(C)가 카세트 보관 시스템의 선반(110)에 적재되거나 반출되는 과정이 빈번하게 진행될 경우, 기판 수납용 카세트(C)가 안착 지지되는 선반(110)에는 파티클(particle)이 떨어져 잔존될 수 있으므로, 선반(110)에는 필요에 따라 클리닝 카세트(200) 역시 안착 지지될 수 있다.
도 2를 참조하면, 하부의 선반(110) 상에 파티클을 제거(클리닝, cleaning)하기 위해 이 위치의 선반(110)에 클리닝 카세트(200)가 안착 지지되는 도면을 도시하고 있다.
한편, 클리닝 카세트(200)는, 선반(110) 상에 잔존 가능한 파티클을 제거하기 위해, 기판 수납용 카세트(C) 대신에 해당 선반(110)에 안착 지지되는 구조물이다. 이러한 클리닝 카세트(200)는 기판 수납용 카세트(C)와 실질적으로 유사한 부피를 갖도록 제작된다.
이처럼 클리닝 카세트(200)가 기판 수납용 카세트(C)와 실질적으로 유사한 부피를 가질 경우, 하나의 카세트 스토커를 이용하여 클리닝 카세트(200) 및 기판 수납용 카세트(C) 모두를 핸들링할 수 있어 경제적일 수 있다.
파티클로 인한 공정 불량이 야기되지 않도록 선반(110) 상의 파티클을 제거하는 클리닝 카세트(200)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 카세트 하우징(210)과, 카세트 하우징(210)의 일측에 결합되는 전원 유닛(220)과, 선반(110)에 접촉되는 카세트 하우징(210)의 하단부에 형성되는 진공 흡입 슬롯(230)과, 진공 흡입 슬롯(230)과 연결되며 전원 유닛(220)으로부터 인가된 전원에 의해 동작되면서 진공 흡입 슬롯(230)을 통해 선반(110) 상의 파티클 흡입을 위한 진공 흡입력을 발생시키는 다수의 흡입 유닛(240)을 구비한다.
카세트 하우징(210)은 클리닝 카세트(200)의 외관을 형성하는 부분이다. 이러한 카세트 하우징(210)은, 격자 형상의 상부 프레임(211)과, 상부 프레임(211)의 하부 영역에서 상부 프레임(211)과 이격 배치되는 격자 형상의 하부 프레임(212)과, 상부 및 하부 프레임(211,212)을 연결하는 측부 프레임(213)을 구비한다.
상부 및 하부 프레임(211,212)이 격자 형상을 이루고, 측부 프레임(213)이 상부 및 하부 프레임(211,212)을 군데군데에서 연결함으로써 카세트 하우징(210)의 전체 중량을 줄일 수 있는 이점이 있다.
하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 제한될 필요는 없으므로 카세트 하우징(210)은 캐비닛 구조일 수도 있다. 다만, 카세트 하우징(210)이 캐비닛 구조를 갖더라도 충전 상태 표시용 시그널 타워(250, signal tower)를 관찰하기 위한 관찰창(미도시)은 구비되어야 할 것이다.
전원 유닛(220)은 클리닝 카세트(200)의 동작을 위한 전원을 공급하는 부분일 뿐만 아니라 전원 연결 유닛(300)과 전기적으로 연결되어 전원을 충전하는 부분 이기도 하다. 다시 말해, 전원 유닛(220)은 충전이 가능한 파워 서플라이(power supply)에 해당된다. 본 실시예에서 전원 유닛(220)은 충전 가능한 무정전 전원 유닛(UPS, Uninterruptible Power Supply)으로 적용되고 있다.
전원 유닛(220)과 그 주변의 제어 박스(222) 등은 카세트 하우징(210)의 일측으로 치우쳐 배치되는데, 이들이 배치되는 카세트 하우징(210)에는 다른 곳에 비해 별도의 보강 프레임(214, 도 3 참조)이 더 구비된다. 따라서 무게를 지탱하기에 유리할 수 있다.
이러한 전원 유닛(220)에는 늘 일정한 양 이상의 전원이 충전될 필요가 있다. 그래야만 클리닝 카세트(200)가 카세트 스토커에 의해 선반(110)을 옮겨 다니면서 선반(110) 상의 파티클을 연속적으로 제거할 수 있다.
따라서 전원 유닛(220)에 전원이 어느 정도 충전되어 있는지의 여부를 외부로 표시할 필요가 있는데, 이를 위해 충전 상태 표시용 시그널 타워(250)가 마련된다.
충전 상태 표시용 시그널 타워(250)는 카세트 하우징(210)에 마련되되 전원 유닛(220)과 연결되어 전원 유닛(220)의 충전 상태를 외부로 표시하는 역할을 하므로, 외부에서 보기가 좋은 위치에 마련되는 것이 바람직할 것이다.
본 실시예의 경우, 충전 상태 표시용 시그널 타워(250)는 카세트 하우징(210)의 센터 영역에 상하로 길게 마련되어 외부의 어떠한 위치에서도 충전 상태 표시용 시그널 타워(250)를 용이하게 관찰할 수 있도록 하고 있다.
충전 상태 표시용 시그널 타워(250)는, 예컨대 그린(green, 충전상태 양호), 옐로(yellow, 보통), 레드(red, 충전 필요)로 표시될 수 있으며, 이러한 색상에 기초하여 전원 유닛(220)의 충전 여부가 결정될 수 있다.
도 1 및 도 2와 같이, 선반(110)이 상호 나란한 한 쌍의 레일 타입(rail type)으로 마련되므로, 진공 흡입 슬롯(230)은 하부 프레임(212)을 이루는 4개의 변 중에서 상호 대향된 한 쌍의 변에 해당 변을 따라 길게 형성된다. 하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 제한될 필요는 없다.
이러한 진공 흡입 슬롯(230)은 도 6에 도시된 바와 같이, 하부 프레임(212)의 밑면에서 하부 프레임(212)의 두께 방향을 따라 함몰된 형태의 홈이 하부 프레임(212)의 일측 변의 길이 방향을 따라 길게 형성된다.
이처럼 단순 홀(hole) 형태가 아닌 진공 흡입 슬롯(230)이 형성됨으로써 진공의 흡입력도 강해질 뿐만 아니라 선반(110)과의 접촉 면적을 줄일 수 있어 또 다른 파티클 발생을 원천적으로 차단할 수 있는 이점이 있다. 진공 흡입 슬롯(230)은 도시된 바와 같이 연속된 형태일 수도 있지만 군데군데 분할된 형태이어도 무방하다.
도시하고 있지는 않지만, 카세트 하우징(210)의 하부 프레임(212)에는 선반(110)의 바코드(bar code)를 판독하는 바코드 판독부(260, 도 3 참조)가 더 마련될 수 있다. 이처럼 바코드 판독부(260)가 마련될 경우, 다수의 선반(110)에 대한 클리닝 카세트(200)의 이송 위치 제어가 용이해지는 이점이 있다.
흡입 유닛(240)은, 진공 흡입 슬롯(230)과 연결되며 전원 유닛(220)으로부터 인가된 전원에 의해 동작되면서 진공 흡입 슬롯(230)을 통해 선반(110) 상의 파티 클 흡입을 위한 진공 흡입력을 발생시키는 부분이다.
본 실시예의 경우, 서로 이격된 위치에 4개의 흡입 유닛(240)이 개시되어 있는데, 이들 4개의 흡입 유닛(240)은 상부 및 하부 프레임(211,212) 내에서 하부 프레임(212) 상에 결합된다.
흡입 유닛(240)들과 진공 흡입 슬롯(230)은 플렉시블(flexible)한 흡입 라인(241, 도 5 참조)에 의해 각각 연결된다. 본 실시예에서 흡입 유닛(240)들 각각에는 공기 정화용 필터(242)가 더 마련된다. 공기 정화용 필터(242)는 손쉽게 교체가 가능한 것이면 더욱 효과적일 것이다.
한편, 기판 수납용 카세트(C)에 수납되는 기판은 가로/세로의 길이가 1.5 (m) 내외에 이르는 4~5 세대, 2 미터(m) 내외에 이르는 7~8 세대, 혹은 3 미터(m) 내외에 이르는 11 세대용 대면적 기판일 수 있다.
이러한 대면적 기판들이 수 내지 수십 장씩 수납되는 기판 수납용 카세트(C)는 부피가 큰 구조물이고, 기판 수납용 카세트(C)와 부피가 유사한 클리닝 카세트(200) 역시 부피가 큰 구조물(대략 120 kgf 정도 일 수 있음)이기 때문에, 기판 수납용 카세트(C) 또는 클리닝 카세트(200)가 안착 지지되는 다수의 선반(110)을 구비하는 시스템 본체(100)는 실질적으로 거대한 규모의 구조물일 수 있다.
따라서 이러한 거대 구조물인 시스템 본체(100)에 마련되는 다수의 선반(110) 상의 파티클을 제거하는 작업이 수작업에 의해 수행되기는 어렵기 때문에 전술한 구조의 클리닝 카세트(200)를 이용하는 것이 바람직하다.
하지만, 클리닝 카세트(200)를 이용하여 선반(110) 상의 파티클을 제거하더 라도 클리닝 카세트(200)에는 파티클 제거를 위한 전원이 공급되어야 하므로 클리닝 카세트(200)로의 전원 공급 문제가 적절하게 해결되지 않을 경우, 클리닝 카세트(200)의 활용도가 상당히 떨어질 수 있다.
이러한 문제를 고려하여, 본 발명의 카세트 보관 시스템은, 적어도 어느 한 선반(110)과 클리닝 카세트(200)에 마련되며 해당 선반(110)에 클리닝 카세트(200)가 안착 지지될 때 전원 유닛(220)에 전기적으로 연결되어 전원 유닛(220)에 전원을 자동으로 충전시키는 전원 연결 유닛(300)을 구비하고 있는 것이다.
이러한 전원 연결 유닛(300)은, 다수의 선반(110) 중에서 적어도 어느 한 선반(110)에 마련되되 다수의 충전 핀(311)을 구비하는 충전 스테이션(310, 도 1 참조)과, 클리닝 카세트(200)에 마련되어 다수의 충전 핀(311)과 전기적으로 연결 가능한 충전 단자(330, 도 6 참조)를 구비한다.
본 실시예의 경우, 충전 스테이션(310, 도 1 참조)은 선반(110)에, 그리고 충전 단자(330, 도 6 참조)는 클리닝 카세트(200)에 마련되고 있으나 반대의 경우도 가능하다. 하지만, 본 실시예와 같이, 충전 스테이션(310)이 선반(110)에 마련되는 경우가 보다 효과적일 수 있다.
그리고 충전 단자(330)는 클리닝 카세트(200)마다 하나씩 마련되는 것이 바람직하나, 충전 스테이션(310)은 선반(110) 모두에 마련될 필요는 없다. 즉 선반(110)의 개수에 따라 달라질 수 있겠으나 수십개의 선반(110)이 구비된다면 이격된 위치의 한 곳 또는 두서너 곳의 선반(110)에 충전 스테이션(310)이 마련되면 그것으로 충분하다. 이는 충전 스테이션(310)이 계속해서 사용되는 것이 아니라 충전 시에만 사용되는 구성이기 때문이다.
한편, 클리닝 카세트(200)의 충전 단자(330)가 선반(110)의 충전 스테이션(310)에 마련되는 충전 핀(311)에 가압 접촉되어 접점이 붙으면서 충전이 개시되거나 충전 완료 후 접점이 떨어질 때, 스파크(spark)의 발생 우려가 예상될 수 있는데, 스파크가 발생되면 기판에 손상을 주거나 작업자의 안전에 위협을 가할 수 있으므로 클리닝 카세트(200)의 충전 단자(330)가 선반(110)의 충전 핀(311)에 완전히 접촉했을 때에만 충전을 위한 전원이 인가되도록 하는 구조가 요구된다. 그래야만 스파크 발생을 근본적으로 차단할 수 있을 것이라 예상된다. 이를 위해 특히 충전 스테이션(310)은 다음의 구조를 갖는다.
도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 충전 스테이션(310)은, 몸체부(312)와, 충전 핀(311)을 지지하되 몸체부(312) 내에서 충전 핀(311)과 함께 승하강 이동되는 핀 지지블록(313)과, 핀 지지블록(313)과 연결되어 충전 핀(311)의 승하강 이동 축선을 형성하는 샤프트(314)와, 샤프트(314)와 이격된 위치에서 샤프트(314)의 하부 영역에 마련되는 센서(315)와, 센서(315)와의 상호 작용에 의해 센서(315)가 충전을 위한 전기적인 접점 신호를 발생시키도록 하는 센서 도그(316, sensor dog)와, 샤프트(314)의 승하강 이동을 안내하는 엘엠 부시(318, LM bush)와, 탄성부재(319)를 구비한다.
몸체부(312)는, 충전 스테이션(310)의 상부 외관을 형성하는 부분으로서 대략 사각 블록 구조를 가질 수 있다. 물론, 이는 하나의 실시예에 불과할 뿐 도시된 형상이 본 발명의 권리범위를 제한할 수는 없다.
충전 핀(311)은, 클리닝 카세트(200)의 충전 단자(330)와 전기적으로 접촉되면서 전기 신호가 인가되는 부분이다. 충전 핀(311)과 충전 단자(330) 각각은 3개씩 마련된다. 참고로, 충전 단자(330)는 접점간 쇼트 방지를 위해 각 접점이 엠씨 나일론(MC-Nylon)으로 절연되어 보호되어 있으며, 실질적으로 충전 핀(311)과 접촉되는 부분은 통전이 용이한 재질로 제작된다.
핀 지지블록(313)은, 3개의 충전 핀(311)을 하나의 몸체로 지지하는 구조체로서 충전 핀(311)과 함께 승하강 이동된다.
샤프트(314)는, 충전 핀(311)의 승하강 이동 축선을 형성하는 부분이다. 도 9와 같이 클리닝 카세트(200)가 올려지지 않으면 충전 핀(311) 및 핀 지지블록(313)과 함께 상향된 위치에 있다가, 도 10과 같이 클리닝 카세트(200)가 선반(110)에 올려지면서 클리닝 카세트(200)의 충전 단자(330)가 충전 핀(311)을 가압하면 충전 핀(311) 및 핀 지지블록(313)과 함께 하향된다. 샤프트(314)는 충전 핀(311)의 개수만큼 마련된다.
센서(315)는, 충전을 위한 신호를 발생시키는 것으로서 본 실시예에서는 근접 센서(315)로 적용되고 있다. 근접 센서(315)의 감지 거리는 대략 0.1 ~ 5.6 mm일 수 있으므로 적어도 이 사이의 영역으로 센서 도그(317)가 근접되어야만 충전을 위한 전기적인 접점 신호가 발생되므로 충전에 안전을 보장할 수 있다. 센서(315)는 센서 브래킷(316, sensor bracket)에 의해 선반(110)의 적당한 위치에 고정될 수 있다.
센서 도그(316)는, 샤프트(314)의 하단부에 결합되며, 클리닝 카세트(200)의 충전 단자(330)가 선반(110)의 충전 핀(311)에 접촉되어 클리닝 카세트(200)의 무게로 충전 핀(311)을 가압할 때 샤프트(314)와 함께 하향 이동되어 센서(315)와의 상호 작용에 의해 센서(315)가 충전을 위한 전기적인 접점 신호를 발생시키도록 하는 역할을 한다.
앞서 기술한 센서(315)가 근접 센서이므로 도 10과 같이 센서 도그(316)가 하향되어 센서(315)와 대략 1.5 밀리미터(mm) 간격으로 근접될 경우, 충전을 위한 신호를 발생시키게 된다.
이처럼 클리닝 카세트(200)의 충전 단자(330)가 선반(110)의 충전 스테이션(310)에 마련되는 충전 핀(311)에 접촉되는 정도만으로 충전이 진행되도록 하지 않고, 충전 단자(330)가 충전 핀(311)에 접촉된 후 클리닝 카세트(200)의 무게로 충전 핀(311)을 가압하여 센서 도그(316)가 센서(315)에 근접될 경우에 비로소 충전 신호가 발생되어 충전이 진행되도록 함으로써 스파크 발생을 근본적으로 차단할 수 있게 되며, 따라서 기판을 보호할 수 있고, 작업자의 안전을 보장할 수 있게 된다.
엘엠 부시(318)는, 샤프트(314)에 결합되어 샤프트(314)의 승하강 이동을 안내하는 역할을 한다.
그리고 탄성부재(319)는 도 10과 같이 충전 핀(311)이 하향 가압된 상태에서 가압이 해제되면 도 9와 같이 충전 핀(311)이 원상태로 복귀될 수 있도록, 핀 지지블록(313)과 엘엠 부시(318)에 연결되어 충전 핀(311)이 원위치로 복귀되는 방향으로 탄성바이어스시키는 역할을 한다. 이러한 탄성부재(319)는 압축식 코일 스프링 으로 적용될 수 있다.
이러한 구조로 미루어 볼 때, 전원 연결 유닛(300)을 이루는 충전 단자(330), 충전 핀(311), 샤프트(314), 센서(315), 센서 도그(317) 및 탄성부재(319)는 3개씩 마련되고, 핀 지지블록(313)과 엘엠 부시(318)는 1개씩 마련될 수 있는데, 본 발명의 권리범위가 이의 개수 및 도면에 제한될 필요는 없다.
이러한 구성을 갖는 카세트 보관 시스템의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.
선반(110)에 대한 파티클 제거 작업, 다시 말해 선반(110)에 대한 클리닝(cleaning) 작업이 진행되면, 도시 않은 카세트 스토커가 클리닝 카세트(200)를 들어 클리닝 작업이 요구되는 선반(110)에 적재한다.
그러면 클리닝 카세트(200)의 하단부에 형성된 진공 흡입 슬릿(230)이 선반(110)에 안착 지지되다.
이 상태에서 전원 유닛(220)으로부터 전원이 인가되어 흡입 유닛(240)들이 동작되면 진공 흡입력이 발생됨으로써 선반(110) 상의 파티클은 진공 흡입 슬롯(230)을 통해 모아져 흡입된 후 흡입 라인(241, 도 5 참조)을 통해 흡입 유닛(240)으로 흡입된다. 이 경우, 입자 형태의 파티클은 흡입 유닛(240) 내에 저장되고 공기는 필터(242)를 통해 필터링된 후 외부로 방출된다.
이러한 클리닝 작업은 필요한 선반(110)마다, 혹은 제어 프로그램에 의해 선반(110)들 순차적으로 진행됨으로써 모든 선반(110) 상의 파티클을 제거하게 된다.
한편, 클리닝 작업 중에 충전 상태 표시용 시그널 타워(250)가 레드(red) 상 태로 바뀌면 클리닝 카세트(200)를 충전을 위한 지정된 선반(110)으로 이송시킨다. 충전을 위한 지정된 선반(110)으로 클리닝 카세트(200)를 이송시키는 작업 역시 카세트 스토커가 수행한다.
카세트 스토커가 충전이 요구되는 클리닝 카세트(200)를 들어 지정된 선반(110), 다시 말해 충전 스테이션(310)이 장착되어 있는 선반(110)에 내려놓으면 클리닝 카세트(200)의 충전 단자(330)가 해당 선반(110)에 구비된 충전 핀(311)에 접촉되어 클리닝 카세트(200)의 무게로 충전 핀(311)을 가압하게 된다.
그러면 도 10과 같이 충전 핀(311)이 샤프트(314) 및 센서 도그(317)와 함께 하향 이동되고 센서 도그(317)가 근접 센서(315)로 접근됨에 따라 충전을 위한 전기적인 접점 신호가 발생되어 비로소 충전이 개시된다.
시간이 지나 충전이 완료되면 충전 상태 표시용 시그널 타워(250)는 충전이 완료되었음을 표시하는 그린(green) 색상으로 변하며, 그러면 카세트 스토커가 클리닝 카세트(200)를 들어 다시 다른 선반(110)의 클리닝 작업을 진행하게 된다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 카세트 보관 시스템의 선반(110) 상에 잔존되는 파티클을 용이하게 제거할 수 있으며, 특히 동작을 위한 전원 공급을 간편하게 수행할 수 있게 된다.
전술한 실시예의 경우, 클리닝 카세트(200)에 대한 선택적인 충전 방법을 설명하였으나 제어 프로그램에 의해 클리닝 카세트(200)는 예컨대 3시간 간격으로 충전될 수도 있을 것이다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사 상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트 보관 시스템에서 시스템 본체의 선반 영역을 보인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 선반에 클리닝 카세트가 안착된 상태의 사시도이다.
도 3은 클리닝 카세트의 사시도이다.
도 4는 도 3의 배면 사시도이다.
도 5는 도 3의 A 영역에 대한 확대도이다.
도 6은 도 4의 B 영역에 대한 확대도이다.
도 7은 충전 스테이션과 충전 단자 간의 배치 상태 사시도이다.
도 8은 충전 스테이션의 부분 절개 사시도이다.
도 9는 도 7의 측면도이다.
도 10은 충전 스테이션에 충전 단자가 접촉 가압된 도 9의 사용 상태 측면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 시스템 본체 110 : 선반
200 : 클리닝 카세트 210 : 카세트 하우징
220 : 전원 유닛 230 : 진공 흡입 슬롯
240 : 흡입 유닛 250 : 충전 상태 표시용 시그널 타워
300 : 전원 연결 유닛 310 : 충전 스테이션
311 : 충전 핀 312 : 몸체부
313 : 핀 지지블록 314 : 샤프트
315 : 센서 316 : 센서 브래킷
317 : 센서 도그 318 : 엘엠 부시
319 : 탄성부재 330 : 충전 단자

Claims (18)

  1. 다수의 기판이 수납된 기판 수납용 카세트가 안착 지지되는 다수의 선반을 구비하는 시스템 본체;
    전원 유닛을 구비하며, 하단부의 적어도 일 영역이 상기 선반에 안착 지지되어 상기 선반 상의 파티클(particle)을 제거하는(cleaning) 클리닝 카세트; 및
    적어도 어느 한 선반과 상기 클리닝 카세트에 마련되며, 해당 선반에 상기 클리닝 카세트가 안착 지지될 때 상기 전원 유닛에 전기적으로 연결되어 상기 전원 유닛에 전원을 충전시키는 전원 연결 유닛을 포함하며,
    상기 전원 연결 유닛은,
    상기 선반에 마련되되 적어도 하나의 충전 핀을 구비하는 충전 스테이션; 및
    상기 클리닝 카세트에 마련되어 상기 충전 핀과 전기적으로 연결되는 충전 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 카세트 보관 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 충전 스테이션은,
    몸체부;
    상기 충전 핀을 지지하되 상기 몸체부 내에서 충전 핀과 함께 승하강 이동되는 핀 지지블록;
    상기 핀 지지블록과 연결되어 상기 충전 핀의 승하강 이동 축선을 형성하는 샤프트;
    상기 샤프트와 이격된 위치에서 상기 샤프트의 하부 영역에 마련되는 센서; 및
    상기 샤프트의 하단부에 결합되며, 상기 클리닝 카세트의 충전 단자가 상기 선반의 충전 핀에 접촉되어 상기 클리닝 카세트의 무게로 상기 충전 핀을 가압할 때 상기 샤프트와 함께 하향 이동되어 상기 센서와의 상호 작용에 의해 상기 센서가 충전을 위한 전기적인 접점 신호를 발생시키도록 하는 센서 도그(sensor dog)를 포함하는 것을 특징으로 하는 카세트 보관 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 충전 스테이션은 상기 샤프트에 결합되어 상기 샤프트의 승하강 이동을 안내하는 엘엠 부시(LM bush)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카세트 보관 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 충전 스테이션은 상기 핀 지지블록과 상기 엘엠 부시에 연결되어 상기 충전 핀이 원위치로 복귀되는 방향으로 탄성바이어스시키는 탄성부재를 더 포함하 는 것을 특징으로 하는 카세트 보관 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 탄성부재는 압축식 코일 스프링이며,
    상기 센서는 상기 선반의 센서 브래킷(sensor bracket)에 지지되는 근접 센서이며,
    상기 충전 단자, 상기 충전 핀, 상기 샤프트, 상기 센서, 상기 센서 도그 및 상기 탄성부재는 3개씩 마련되고, 상기 핀 지지블록과 상기 엘엠 부시는 1개씩 마련되는 것을 특징으로 하는 카세트 보관 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 클리닝 카세트는,
    하단부의 일 영역이 상기 선반에 선택적으로 안착 지지되며, 상기 하단부의 일측에 상기 충전 단자가 결합되는 카세트 하우징;
    상기 선반에 접촉되는 상기 카세트 하우징의 하단부에 형성되는 진공 흡입 슬롯; 및
    상기 진공 흡입 슬롯과 연결되며, 상기 전원 유닛으로부터 인가된 전원에 의해 동작되면서 상기 진공 흡입 슬롯을 통해 상기 선반 상의 파티클 흡입을 위한 진공 흡입력을 발생시키는 적어도 하나의 흡입 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 카세트 보관 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전원 유닛은 충전 가능한 무정전 전원 유닛(UPS, Uninterruptible Power Supply)이며,
    상기 클리닝 카세트는 상기 카세트 하우징에 마련되되 상기 전원 유닛과 연결되어 상기 전원 유닛의 충전 상태를 외부로 표시하는 충전 상태 표시용 시그널 타워(signal tower)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카세트 보관 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 카세트 하우징은,
    격자 형상의 상부 프레임;
    상기 상부 프레임의 하부 영역에서 상기 상부 프레임과 이격 배치되는 격자 형상의 하부 프레임; 및
    상기 상부 및 하부 프레임을 연결하는 측부 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 카세트 보관 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 진공 흡입 슬롯은 상기 하부 프레임의 밑면에서 상기 하부 프레임의 두께 방향을 따라 함몰되게 마련되는 것을 특징으로 하는 카세트 보관 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 하부 프레임에는 상기 선반의 바코드(bar code)를 판독하는 바코드 판독부가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 카세트 보관 시스템.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 흡입 유닛과 상기 진공 흡입 슬롯은 플렉시블(flexible)한 흡입 라인에 의해 연결되며,
    상기 흡입 유닛에는 공기 정화용 필터가 마련되는 것을 특징으로 하는 카세트 보관 시스템.
  13. 하단부의 일 영역이 카세트 보관 시스템의 선반에 선택적으로 안착 지지되며, 상기 선반에 마련되는 충전 스테이션의 충전 핀과 선택적으로 접촉되어 전기적으로 연결되는 충전 단자가 상기 하단부 일측에 마련되는 카세트 하우징;
    상기 카세트 하우징의 일측에 결합되는 전원 유닛;
    상기 선반에 접촉되는 상기 카세트 하우징의 하단부에 형성되는 진공 흡입 슬롯; 및
    상기 진공 흡입 슬롯과 연결되며, 상기 전원 유닛으로부터 인가된 전원에 의해 동작되면서 상기 진공 흡입 슬롯을 통해 상기 선반 상의 파티클 흡입을 위한 진공 흡입력을 발생시키는 적어도 하나의 흡입 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 클리닝 카세트.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전원 유닛은 충전 가능한 무정전 전원 유닛(UPS, Uninterruptible Power Supply)이며,
    상기 카세트 하우징에 마련되되 상기 전원 유닛과 연결되어 상기 전원 유닛의 충전 상태를 외부로 표시하는 충전 상태 표시용 시그널 타워(signal tower)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클리닝 카세트.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 카세트 하우징은,
    격자 형상의 상부 프레임;
    상기 상부 프레임의 하부 영역에서 상기 상부 프레임과 이격 배치되는 격자 형상의 하부 프레임; 및
    상기 상부 및 하부 프레임을 연결하는 측부 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 클리닝 카세트.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 진공 흡입 슬롯은 상기 하부 프레임의 밑면에서 상기 하부 프레임의 두께 방향을 따라 함몰되게 마련되는 것을 특징으로 하는 클리닝 카세트.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 하부 프레임에는 상기 선반의 바코드(bar code)를 판독하는 바코드 판독부가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 클리닝 카세트.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 흡입 유닛과 상기 진공 흡입 슬롯은 플렉시블(flexible)한 흡입 라인에 의해 연결되며,
    상기 흡입 유닛에는 공기 정화용 필터가 마련되는 것을 특징으로 하는 클리닝 카세트.
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