KR101116839B1

KR101116839B1 - 자동 패킹 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101116839B1
Application number: KR1020070071110A
Authority: KR
Inventors: 천성년; 강대현
Original assignee: (주)미래컴퍼니
Priority date: 2007-07-16
Filing date: 2007-07-16
Publication date: 2012-03-07
Also published as: KR20090007900A

Abstract

자동 패킹 장치 및 방법이 개시된다. 메인 프레임과, 메인 프레임의 일측에 위치하며, 웨이퍼를 수용한 카세트를 적재하기 위한 카세트 스테이지와, 카세트 스테이지에 인접하며, 웨이퍼를 인식하고 위치를 정렬하는 얼라이너 유닛과, 메인 프레임의 타측에 위치하며, 웨이퍼가 간지를 개재하여 순차적으로 적층되는 자(jar) 박스를 적재하기 위한 자 박스 스테이지와, 자 박스에 인접하며, 간지 박스를 적재하기 위한 간지 박스 스테이지와, 간지 박스로부터 간지를 픽업하여 자 박스에 적층하는 간지 픽업 유닛과, 카세트로부터 웨이퍼를 인출하여 얼라이너 유닛을 경유하여 자 박스에 적층하는 로봇 유닛을 포함하되, 로봇유닛은 카세트로부터 인출한 웨이퍼의 상하면을 반전시켜 자 박스에 적층하는 자동 패킹 장치는, 웨이퍼를 카세트로부터 인출하여, 검사하고, 운반용 자 박스에 간지와 함께 순차적으로 적재하는 전체 공정이 자동화됨으로써 제품의 품질이 안정되고 생산성이 향상된다.

자동 패킹, 웨이퍼

Description

자동 패킹 장치 및 방법{Auto packing machine and method thereof}

본 발명은 패킹 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동 패킹 장치 및 방법에 관한 것이다.

웨이퍼(wafer)는 한 장에 동일한 전기회로가 인쇄된 복수의 칩(chip)이 결합되어 있는 원판이다. 이러한 웨이퍼는 메이커에 의해 제조된 후 카세트에 여러 장식 적재되어 공급되며, 이는 다시 운반용 자(jar) 박스에 간지와 함께 순차적으로 로딩한 후 이후 공정에 제공된다.

카세트에 적재된 웨이퍼는 한 장씩 인출된 후 ID를 판독하고 위치를 정렬한 후 다시 운반용 자) 박스에 적재되며, 각 웨이퍼 사이에는 간지가 개재된다.

종래에는 웨이퍼를 카세트로부터 인출하여 자 박스에 적재하는 공정은 작업자에 의해 이루어졌다. 즉, 웨이퍼가 적재된 카세트를 카세트 스테이지 상에 올려놓고, 그로부터 한 장씩 인출하여 ID 판독 및 위치정렬을 위한 얼라이너(aligner)를 통과시킨 후, 기존 카세트에 ID 정렬 순으로 웨이퍼를 적재한다. 작업이 끝난 카셋트를 작업자가 자(jar) 박스에 수작으로 팩킹 작업을 한 후 후공정으로 운반하는 방식으로 작업이 이루어졌다.

그러나, 이와 같은 종래기술에 따른 웨이퍼 패킹공정은 카세트를 카세트 스테이지상에 올려놓는 과정에서 위치가 제대로 정렬되지 않아 이후 공정에서 품질이 안정적이지 못하다는 문제가 있고, 카세트 및 자 박스의 적치 및 운반과정에서 안전사고가 발생할 가능성이 있으며, 그로 인해 결과적으로 제품의 품질이 저하될 수 있다는 문제가 있다.

또한, 카세트로부터 인출한 웨이퍼는 통상 상면에 회로나 칩이 형성되어 있으므로, 자 박스에 적재한 후 이를 다시 꺼내어 사용할 때에는 웨이퍼의 하면을 흡착하여 사용할 수 있도록 자 박스를 거꾸로 뒤집어서 사용하는 등의 문제가 있으며, 웨이퍼를 적재하는 과정에서 간지를 사이에 개재하기 위해서는 웨이퍼 적재용 로봇 유닛이 웨이퍼의 적재 및 간지의 적재 공정을 순차적으로 반복해야 하므로 생산성이 저하된다는 문제가 있다.

본 발명은 웨이퍼의 패킹과정에서 웨이퍼의 인출, 검사, 적재 작업을 자동화하여 제품의 품질을 안정화하고 생산성을 향상시킬 수 있는 자동 패킹 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 메인 프레임과, 메인 프레임의 일측에 위치하며, 웨이퍼를 수용한 카세트를 적재하기 위한 카세트 스테이지와, 카세트 스테이지 에 인접하며, 웨이퍼를 인식하고 위치를 정렬하는 얼라이너 유닛과, 메인 프레임의 타측에 위치하며, 웨이퍼가 간지를 개재하여 순차적으로 적층되는 자(jar) 박스를 적재하기 위한 자 박스 스테이지와, 자 박스에 인접하며, 간지 박스를 적재하기 위한 간지 박스 스테이지와, 간지 박스로부터 간지를 픽업하여 자 박스에 적층하는 간지 픽업 유닛과, 카세트로부터 웨이퍼를 인출하여 얼라이너 유닛을 경유하여 자 박스에 적층하는 로봇 유닛을 포함하되, 로봇유닛은 카세트로부터 인출한 웨이퍼의 상하면을 반전시켜 자 박스에 적층하는 자동 패킹 장치가 제공된다.

로봇 유닛은 메인 프레임의 중앙부에 위치하고, 카세트 스테이지는 얼라이너 유닛의 양측에 위치하고, 자 박스 스테이지는 카세트 스테이지에 대향하여 간지 박스 스테이지의 양측에 위치하며, 간지 픽업 유닛은 간지 박스 스테이지 및 자 박스 스테이지의 상부에 위치하는 것이 바람직하다.

카세트 스테이지는 카세트가 적재된 상태에서 웨이퍼가 소정의 위치로부터 이탈되었는지 여부를 감지하여 신호를 전송하는 돌출 감지 센서와, 돌출 감지 센서로부터 전송된 신호에 대응하여 웨이퍼를 이동시키는 정렬기구를 포함할 수 있다. 정렬기구는 카세트의 높이에 대응하는 길이를 갖는 원기둥 형상으로서, 수직방향으로 설치되어 수평방향으로 이동 가능한 롤러 샤프트를 포함할 수 있다.

카세트 스테이지는 카세트의 양 측면에 대응하여 카세트의 횡방향 이동을 안내하는 가이드와, 카세트의 횡방향 이동을 제한하여 카세트가 소정의 위치에 안착되도록 하는 스토퍼와, 카세트의 안착여부에 대응하여 신호를 전송하는 안착 감지 센서와, 안착 감지 센서로부터 전송받은 신호에 대응하여 카세트의 하면에 형성된 홈에 삽입되는 클램프를 포함하는 것이 바람직하다. 안착 감지 센서는 가이드에 결합된 쿠션타입 센서이고, 클램프는 피스톤에 의해 구동되는 것이 바람직하다.

메인 프레임의 일측에는 셔터가 결합되어 카세트 스테이지를 차폐하며, 셔터에는 카세트 스테이지의 위치에 대응하여 도어 및 도어의 개폐여부를 감지하여 신호를 전송하는 제1 안전 센서가 결합될 수 있다.

얼라이너 유닛은 웨이퍼의 ID를 판독하는 판독부와, 웨이퍼의 센터를 감지하고 센터를 소정의 위치로 정렬하는 정렬부를 포함할 수 있다.

간지 박스 스테이지는 간지 박스에 대향하여 설치된 이온아이저와(ionizer), 간지를 향하여 에어를 분사하는 에어 블로어(blower)를 포함할 수 있다. 에어 블로어는 간지 박스의 외주부에 간지를 향하여 에어를 분사하는 방향으로 설치되며, 저면에서 소정의 높이까지 형성된 복수의 제1 에어 블로우홀과, 간지의 최대 적재높이에 대응하여 형성된 제2 에어 블로우홀을 포함할 수 있다.

간지 픽업 유닛의 말단에는 진공패드가 결합되어 간지를 진공흡착에 의해 픽업하며, 간지를 픽업한 후 제2 에어 블로우홀의 위치에 대응하는 높이에서 일시 정지하는 것이 바람직하다.

진공패드는 픽업 유닛의 말단으로부터 간지가 적재된 방향으로 연장 가능하도록 결합되는 제1 패드 및 제2 패드를 포함하며, 제1 패드는 제2 패드의 연장여부와는 별개로 연장되는 것이 바람직하다.

메인 프레임의 타측에는 자 박스 스테이지 또는 간지 박스 스테이지의 위치에의 작업자의 침입여부를 감지하여 신호를 전송하는 제2 안전 센서가 결합되며, 간지 픽업 유닛 또는 로봇 유닛은 제2 안전 센서로부터 전송된 신호에 대응하여 작동이 정지되는 것이 바람직하다.

로봇 유닛은 메인 프레임에 결합되어 수평방향으로 이동하는 이동부와, 이동부에 결합되어 수직방향으로 신축되며 수직축을 중심으로 회전 가능한 기둥부와, 기둥부에 결합되어 수평방향으로 연장되는 아암부와, 아암부의 단부에 결합되는 핸드부와, 핸드부에 결합되는 진공흡착부를 포함할 수 있다.

진공흡착부는 핸드부의 상면에 결합되며, 핸드부는 웨이퍼의 하면으로 이동한 후 핸드부의 상면에 웨이퍼의 하면을 흡착하여 인출하는 것이 바람직하다.

핸드부 또는 아암부는 수평방향의 축을 중심으로 회전 가능하도록 기둥부에 결합되며, 핸드부는 얼라이너 유닛으로부터 자 박스까지 이동하는 과정에서 수평방향의 축을 중심으로 회전하는 것이 바람직하다.

또한, (a) 메인 프레임의 일측에 위치하는 카세트 스테이지에 웨이퍼를 수용한 카세트를 적재하는 단계, (b) 웨이퍼를 인출하여 카세트 스테이지에 인접하여 위치하는 얼라이너 유닛 내에 안착시키는 단계, (c) 웨이퍼의 ID를 판독하고, 안착된 웨이퍼의 위치를 정렬하는 단계, (d) 얼라이너 유닛으로부터 웨이퍼를 인출하고 상하면을 반전시켜 메인 프레임의 타측에 위치하는 자(jar) 박스에 적재하는 단계, (e) 자 박스에 인접하여 위치하는 간지 박스로부터 간지를 픽업하여 자 박스에 적층하는 단계, 및 (f) 웨이퍼가 간지를 개재하여 순차적으로 적층되도록 단계 (a) 내지 단계 (e)를 반복하여 수행하는 단계를 포함하는 자동 패킹 방법이 제공된다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 웨이퍼를 카세트로부터 인출하여, 검사하고, 운반용 자 박스에 간지와 함께 순차적으로 적재하는 전체 공정이 자동화됨으로써 제품의 품질이 안정되고 생산성이 향상된다.

또한, 카세트 스테이지의 적재부 및 자 박스 인출부에 안전 센서를 설치하고, 그에 따라 로봇 유닛 등 가동장치의 작동이 정지되도록 함으로써 작업자의 사고를 방지할 수 있으며, 제품의 품질이 안정된다.

또한, 카세트로부터 인출한 웨이퍼를 상하면을 반전시켜 자 박스에 적재함으로써 자 박스로부터 웨이퍼를 인출하여 사용하는 후공정에서 편의성이 도모된다.

이하, 본 발명에 따른 자동 패킹 장치 및 방법의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동 패킹 장치를 나타낸 평면도이다. 도 1을 참조하면, 메인 프레임(1), 카세트 스테이지(10), 얼라이너 유닛(20), 로봇 유닛(30), 이동부(32), 핸드부(38), 진공흡착부(39), 자 박스 스테이지(40), 간지 박스 스테이지(50)가 도시되어 있다.

본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 웨이퍼가 적재된 카세트로부터 각 웨이퍼를 인출하여 운반용 자(jar) 박스에 적재하는 공정을 자동화하기 위한 것으로, 각 세부 공정이 수행되는 유닛은 메인 프레임(1)에 설치된다.

본 발명 자동 패킹 장치는 웨이퍼가 적재된 카세트를 입력하고, 각 웨이퍼를 로봇 유닛(30)에 의해 이동시켜 작업한 후, 웨이퍼를 자 박스에 순차적으로 적층하여 출력한다. 따라서, 메인 프레임(1)의 일측에는 입력, 즉 카세트를 적재하기 위한 카세트 스테이지(10)가 설치되고, 그에 대향하여 메인 프레임(1)의 타측에는 처리된 웨이퍼가 적층되어 있는 자 박스 스테이지(40)가 설치된다.

로봇 유닛(30)의 이동에 있어서 불필요한 동작을 줄여 작업이 보다 효율적으로 이루어지도록 하기 위해서는, 카세트 스테이지(10) 및 자 박스 스테이지(40)를 각각 2개씩 설치하는 것이 좋다. 즉, 메인 프레임(1)의 일측에는 카세트 스테이지(10)가 좌우로 배치되고, 메인 프레임(1)의 타측에는 카세트 스테이지(10)에 대향하여 자 박스 스테이지(40)가 좌우로 배치된다.

카세트 스테이지(10)의 사이에는 얼라이너(aligner) 유닛을 배치하여 웨이퍼를 인출하여 얼라이너 유닛(20)에 입력하는 동선이 보다 단축되도록 하며, 자 박스 스테이지(40)의 사이에는 간지 박스 스테이지(50)를 배치하여 웨이퍼를 적층하는 사이에 간지를 픽업하여 적층하는 공정이 신속하고 효율적으로 이루어지도록 한다.

얼라이너 유닛(20)은 반도체 웨이퍼 등을 입력받아 웨이퍼에 형성된 고유넘버 등의 ID를 판독하여 그에 대응하는 데이터를 저장하고, 통상 원형으로 제작되는 웨이퍼의 센터의 위치를 라인 센서 등을 이용하여 감지하고 감지된 값과 미리 설정된 값의 차이를 보정하여 웨이퍼의 센터를 소정의 위치로 정렬시키는 기능을 한다.

얼라이너 유닛(20)은 통상 입력된 웨이퍼를 진공으로 처킹(chucking)하여 회전시키는 부분, 스테핑 모터에 의해 웨이퍼의 위치를 정렬시키는 부분, 진공 척(chuck)을 상하로 이동시키는 부분, 비전(vision)을 통해 웨이퍼의 ID를 판독하는 부분 등을 포함하며, 이와 같이 웨이퍼 판독부와 위치 정렬부를 구비하는 반도체 웨이퍼용 얼라이너 유닛(20)은 당업자에게 자명한 사항이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

웨이퍼를 적층하기 위한 운반용 자 박스 사이에는 간지 박스 스테이지(50)가 위치하며, 간지 박스 스테이지(50)와 자 박스 스테이지(40)의 상부에는 간지 픽업 유닛(60)이 설치된다. 간지 픽업 유닛(60)은 간지 박스로부터 간지를 픽업하여 자 박스에 적층되는 웨이퍼 사이에 간지가 개재되도록 적층한다. 간지 픽업 유닛(60)의 말단에는 진공패드가 결합되며, 이를 이용하여 로봇 유닛(30)이 웨이퍼를 자 박스에 적층하는 사이에 간지를 진공흡착에 의해 픽업하여 적층한다. 이와 같이 별도의 간지 전용 픽업 유닛을 사용함으로써 로봇 유닛(30)에 의해 웨이퍼 적층 및 간지 적층을 수행했던 종래 기술에 비해 생산성이 향상되고 품질이 안정화된다.

로봇유닛은 핸드부(38)의 상면에 진공흡착부(39)가 형성되어 있으며, 이에 따라 웨이퍼의 하면에서 웨이퍼를 흡착하여 이동시킨다. 핸드부(38)는 길이방향의 축을 중심으로 180도 회전이 가능하도록 제작되며, 이에 따라 핸드부(38)의 상면에 흡착된 웨이퍼는 핸드부(38)의 회전에 의해 상면이 아래쪽을 향하도록 반전될 수 있다.

웨이퍼의 상하면이 반전 가능하도록 핸드부(38)를 형성함으로써 카세트로부터 인출된 웨이퍼가 얼라이너 유닛(20)을 거쳐 자 박스에 적층되는 과정에서 카세트에 적재된 상태와는 달리 상하면을 반전시켜 자 박스에 적층할 수 있으며, 이로 인해 자 박스에는 카세트에 적층된 것과 반대로 웨이퍼의 상면이 아래쪽을 향하도록 적층된다.

이와 같이 웨이퍼의 상하면을 반전시켜 자 박스에 적층함으로써, 웨이퍼의 하면을 픽업하여 처리하는 후 공정에서 자 박스를 뒤집는 등의 번거로움 없이 편리하게 작업이 진행될 수 있다. 웨이퍼의 상하면을 반전시키기 위한 로봇 유닛(30)의 상세한 구조에 대해서는 후술한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 패킹 장치의 일 실시예를 도시한 것으로, 메인 프레임(1)의 중앙부에 로봇 유닛(30)이 위치하고 일방향으로 이동 가능하도록 레일을 개재하여 메인 프레임(1)에 결합되며, 로봇 유닛(30) 및 로봇 유닛(30)의 이동 궤적이 되는 레일을 중심으로 양측에 카세트 스테이지(10)와 자 박스 스테이지(40)가 2개씩 배치된다. 이로써 카세트 스테이지(10)와 자 박스 스테이지(40)는 직육면체 형상의 메인 프레임(1)의 4 모서리부에 각각 설치된다.

2개의 카세트 스테이지(10) 사이에는 얼라이너 유닛(20)이 위치하고, 2개의 자 박스 스테이지(40) 사이에는 간지 박스 스테이지(50)가 위치한다. 즉, 얼라이너 유닛(20)과 간지 박스 스테이지(50)는 로봇 유닛(30)을 기준으로 양쪽으로 대칭이 되도록 설치된다. 한편, 간지 박스 스테이지(50)와 자 박스 스테이지(40)의 상부에는 간지 픽업 유닛(60)이 설치되어 간지를 픽업하여 자 박스에 적층하는 공정이 효율적으로 이루어지도록 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 카세트 스테이지의 전면을 나타낸 사시도이다. 도 2를 참조하면, 카세트 스테이지(10), 가이드(12), 스토 퍼(14), 안착 감지 센서(16), 클램프(18), 정렬기구(19)가 도시되어 있다.

본 발명에 따른 자동 패킹 장치에서 카세트 스테이지(10)는 다수의 웨이퍼가 수용되어 있는 카세트를 적재하여 패킹 공정을 진행하기 위한 부분이며, 종래에는 작업자가 카세트를 카세트 스테이지(10)에 올려놓는 과정에서 안전사고가 발생하거나 카세트의 적재위치가 제대로 정렬되지 않아 제품의 품질이 저하되는 문제가 있었다.

카세트 스테이지(10)는 스테이지 상에 안착된 카세트를 작업에 필요한 높이까지 이송하는 기능을 하므로 도 2에 도시된 것과 같이 스테이지면을 상하로 이동시킬 수 있도록 피스톤 등의 구동기구가 결합되어 있다.

본 실시예에 따른 카세트 스테이지(10)는 카세트를 종래와 같이 들어서 올려놓지 않고 횡방향으로 밀어서 적재할 수 있도록, 스테이지의 카세트 적재면상에 카세트의 하면의 양측면에 대응하는 형상의 가이드(12)가 결합되어 있다. 또한, 카세트의 이동을 제한하여 카세트가 스테이지 상에 안착되도록 하기 위해 카세트의 횡방향 이동을 제한하는 스토퍼(14)가 스테이지의 단부에 결합되어 있다.

이로써, 카세트를 스테이지 상에서 가이드(12)를 따라, 스토퍼(14)에 의해 그 이동이 제한될 때까지 횡방향으로 밀어서 이동시킴으로써 용이하게 카세트를 카세트 스테이지(10)에 안착시킬 수 있다.

한편, 카세트의 이동경로인 가이드(12) 또는 스테이지의 상면에 센서를 설치하여 카세트가 카세트 스테이지(10)에 안착되면 그에 상응하는 신호를 전송하도록 할 수 있다. 이와 같이 카세트 안착 감지 센서(16)를 설치함으로써 카세트가 본래 의 위치에 안착되었는지, 또는 스테이지 면으로부터 들뜬 상태로 적재되었는지를 용이하게 판단할 수 있으며, 이를 장치 전체의 작동과 연동시킴으로써 제대로 안착되지 않은 카세트로 인한 품질저하를 방지할 수 있다.

본 실시예와 같이 카세트를 횡방향으로 밀어서 안착시키는 경우에는 안착 감지 센서(16)를 핀과 스프링으로 구성되는 쿠션타입 센서로 함으로써 카세트의 안착여부를 용이하게 센싱할 수 있다. 다만, 본 발명에 따른 안착 감지 센서(16)가 반드시 쿠션타입의 센서에 한정되는 것은 아니며, 당업자에게 자명한 범위 내에서 다른 센서를 사용할 수도 있음은 물론이다.

본 실시예에 따른 카세트 스테이지(10)에는 카세트가 안착되면 그 위치를 고정하기 위한 클램프(18)가 결합된다. 클램프(18)는 도 2에 도시된 것과 같이 클램프 구동 피스톤(미도시)에 의해 회동하는 돌기부로 구성되며, 안착 감지 센서(16) 등에 의해 카세트가 안착된 것으로 판단되면 클램프(18)가 카세트의 위치를 고정시키도록 한다.

즉, 본 실시예에 따른 클램프(18)는 스테이지의 상면 위로 돌출되지 않도록 고정되어 있다가 안착 감지 센서(16)로부터 신호를 수신하여 클램프 구동 피스톤을 구동하게 되면, 스테이지의 상면 위로 돌출되도록 클램프(18)가 회동한다. 이와 같이 돌출된 클램프(18)는 카세트의 하면에 형성되어 있는 홈에 삽입되어 카세트를 카세트 스테이지(10)에 고정시킨다.

다만, 본 발명에 따른 클램프(18)가 반드시 도 2에 도시된 것과 같은 회동식 돌기부에 한정되는 것은 아니며, 당업자에게 자명한 범위 내에서 카세트의 형상에 대응하여 안착된 카세트를 고정시킬 수 있는 다른 구조를 포함함은 물론이다.

카세트 스테이지(10)의 전면으로부터 카세트를 밀어서 안착시킬 경우 카세트 내에 적층된 웨이퍼가 카세트의 적재에 다른 관성력으로 인하여 카세트 스테이지(10)의 후면쪽으로 일부 돌출될 수 있다. 이 경우 로봇 유닛(30)에 의해 웨이퍼가 제대로 인출되지 않거나, 인출된 웨이퍼와 로봇 유닛(30)의 결합상태가 불량하거나, 로봇 유닛(30)이 돌출된 웨이퍼에 충돌하여 웨이퍼가 파손되는 등 작업 품질의 저하를 초래하게 된다.

본 발명에 따른 자동 패킹 장치의 카세트 스테이지(10)에는 이와 같이 카세트의 적재과정에서 웨이퍼가 돌출되는 것을 감지하고 이를 정렬함으로써 자동화 공정을 완비하기 위해, 카세트가 적재된 상태에서 웨이퍼가 소정의 위치로부터 이탈되었는지 여부를 감지하는 돌출 감지 센서와, 돌출 감지 센서로부터 전송된 신호에 따라 구동되는 정렬기구(19)가 설치된다.

정렬기구(19)는 돌출 감지 센서로부터 수신한 신호에 대응하여 구동되며, 정렬기구(19)의 구동에 의해 카세트 내에 정렬된 위치로부터 외부로 돌출된 웨이퍼를 이동시켜 본래의 위치로 정렬한다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 정렬기구(19)는 카세트의 높이에 대응하는 길이의 원기둥 형상의 롤러로서, 롤러가 결합되어 있는 샤프트의 회전에 의해 롤러가 수평방향으로 이동하여 카세트의 외부로 돌출된 웨이퍼를 이동시킨다. 따라서 정렬기구(19)의 위치 및 그 구동에 따른 회전정도는 돌출된 웨이퍼를 가압하여 본래의 위치로 이동시킬 수 있도록 카세트의 안착 위치 및 웨이퍼의 정렬 위 치를 고려하여 결정된다.

또한, 정렬기구(19)에 포함되어 있는 롤러는 그 구동에 의해 카세트 내에 수용된 전체 웨이퍼의 위치를 정렬할 수 있도록 수직방향으로, 즉 설치된 롤러의 표면이 실질적으로 수직선을 이루도록 설치하는 것이 좋다.

이와 같이 돌출된 웨이퍼의 위치를 정렬하는 정렬기구(19)를 자동화함으로써 카세트에 수용된 웨이퍼가 돌출되는 경우 작업자가 수동으로 웨이퍼를 정렬하거나, 카세트 스테이지(10)로부터 카세트를 적출한 후 다시 적재하는 등의 번거로움이 해소된다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 셔터를 나타낸 정면도이다. 도 3을 참조하면, 셔터(70), 도어(72), 제1 안전 센서(76)가 도시되어 있다.

본 발명 자동 패킹 장치는 종래에 수동으로 이루어지는 웨이퍼 패킹 공정을 자동화하여 품질을 안정화시키고 생산성을 향상시키기 위한 것으로, 카세트를 적재하고 자 박스를 적출하는 작업 외에는 장치 내에 작업자가 존재하지 않고 자동으로 공정이 진행된다. 따라서, 카세트의 적재과정, 자 박스의 적출과정 및 웨이퍼 패킹 과정에서 작업자 또는 그 일부가 장치 내로 침입하게 되면 작업자에게 안전사고가 발생할 수 있으며, 제품의 품질 또한 저하될 수 있다.

카세트 스테이지(10)에 카세트를 적재하는 과정에서 안전사고를 방지하기 위해 본 발명 자동 패킹 장치에는 카세트 스테이지(10)가 설치되어 있는 메인 프레임(1)의 일측에 셔터(70)가 더 설치되어 카세트 스테이지(10)를 차폐한다. 이로써 카세트 스테이지(10)에 임의의 접근이 차단되어 불의에 의한 안전사고를 미연에 방 지할 수 있다.

한편, 셔터(70)에는 카세트 스테이지(10)의 위치에 대응하여 개폐가능한 도어(72)가 형성된다. 작업자가 카세트를 적재하기 위해서는 도어(72)를 열고 카세트를 횡방향으로 밀어 넣는다. 이와 같이 횡방향으로 이동된 카세트는 전술한 바와 같이 스토퍼(14)에 의해 그 이동이 제한되어 안착되며, 이를 감지한 안착 감지 센서(16)로부터 신호를 수신하여 클램프(18)가 회동하여 카세트를 카세트 스테이지(10)에 고정하게 된다.

셔터(70)에는 도어(72)의 개폐여부 또는 도어(72)를 통한 침입 여부를 감지하는 제1 안전센서가 설치된다. 제1 안전 센서(76)는 도 3에 도시된 것과 같이 적외선 센서 등의 비접촉식 센서일 수 있으며, 도어(72)에 결합되는 접촉식 센서일 수도 있다.

제1 안전 센서(76)로부터 전송된 신호는 본 발명에 따른 자동 패킹 장치의 전체 작동을 제어하는 제어부에 전송됨으로써, 셔터(70)를 통한 침입이 발생하거나 카세트를 적재한 후 도어(72)가 폐쇄되지 않은 경우에 전체 장치가 작동되지 않도록 할 수 있다. 이로써 작업자의 안전사고를 방지할 수 있으며, 제품의 품질을 안정화할 수 있다.

따라서, 작업자는 도어(72)를 개방하여 카세트를 카세트 스테이지(10)에 적재하고, 도어(72)를 폐쇄한 후 작동패널(미도시)을 조작함으로써 본 발명 자동 패킹 장치가 안전하게 가동되도록 한다.

컨트롤패널(미도시)에는 본 발명에 따른 자동 패킹 장치의 전체적인 작동을 제어할 수 있도록 각 유닛의 구동부 또는 제어장치와 전기적으로 연결되며, 작업자가 작업상태를 파악할 수 있도록 표시부가 구비된다. 기계장치를 제어하기 위한 컨트롤패널의 구성은 당업자에게 자명한 사항이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 4a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 간지 박스 스테이지 및 자 박스 스테이지를 나타낸 평면도이고, 도 4b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 간지 박스 스테이지 및 자 박스 스테이지를 나타낸 입면도이다. 도 4a 내지 도 4b를 참조하면, 자 박스 스테이지(40), 간지 박스 스테이지(50), 에어 블로어(54), 제1 에어 블로우홀(541), 제2 에어 블로우홀(543)이 도시되어 있다.

웨이퍼 패킹을 위해 웨이퍼 사이에 개재되는 간지는 통상 상당히 많은 양이 간지 박스에 적층된 상태로 공급되어 한 장씩 픽업하여 사용하며, 이 과정에서 간지에 정전기가 발생하거나 장기간 눌려져 있음으로 인하여 간지의 픽업시 2장 이상의 간지가 동시에 픽업되는 경우가 발생한다. 이는 제품의 품질 안정화에 저해되는 요소이며, 2장 이상 픽업된 간지의 일부가 운반 도중 떨어질 경우 제품불량 또는 장치의 오작동의 원인이 될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 자동 픽업 장치에 사용되는 간지 박스 스테이지(50)에는 간지가 2장 이상 픽업되지 않도록 정전기를 제거하기 위해 이온아이저(ionizer)가 간지에 대향하는 방향으로 설치되고, 장기간 눌려있던 간지를 분리하기 위해 간지를 향하여 에어를 분사하는 에어 블로어(blower)(54)가 설치된다. 에어 블로어(54)는 간지의 주위에서 간지를 향하여 에어를 분사함으로써 간지 사이 의 공간이 벌어지도록 하는 역할을 하므로, 간지 박스의 외주부에서 간지를 향하여 에어를 분사하는 방향으로 설치된다.

한편, 도 4b에 도시된 바와 같이, 에어 블로어(54)에는 저면으로부터 소정의 높이까지 복수의 제1 에어 블로우홀(541)이 형성되어 전술한 바와 같이 간지를 향하여 에어를 분사한다. 나아가 간지가 최대로 적재되는 높이 이상의 위치에 제2 에어블로우홀(543)을 형성하고 이를 통해 보다 강하게 에어를 분사함으로써, 간지 픽업 유닛(60)에 의해 픽업되어 상승하는 2장 이상의 간지를 최종적으로 분리한다.

이를 위해 간지 픽업유닛은 간지 박스에 간지가 적층된 면까지 하강하여 진공흡착에 의해 가장 위쪽의 간지를 픽업한 후 상승하다가 제2 에어 블로우홀(543)이 형성된 위치에서 일시 정지하여 제2 에어 블로우홀(543)을 통해 분사되는 에어에 의해 최종적으로 2장 이상 겹쳐서 픽업된 간지를 분리하게 된다. 이로써 1회에 1장의 간지만을 픽업하는 본 발명 간지 픽업 유닛(60)의 신뢰성이 향상된다.

이외에도, 자 박스 스테이지(40)에는 작업의 개시 또는 완료시에 작업자가 자 박스를 적재 또는 적출하는 작업을 센싱하기 위해, 자 박스의 안착여부를 감지하는 센서, 자 박스 적재시 자 박스를 안내하는 가이드, 자 박스 내부의 웨이퍼 충전여부를 감지하는 센서 등이 더 설치될 수 있다.

또한, 간지 박스 스테이지(50)에는 간지가 과적재되었는지, 또는 간지가 부족하여 보충할 필요가 있는지 등을 센싱하여 작업자가 간지를 제거 또는 보충하도록 하기 위해, 간지 박스의 안착여부를 감지하는 센서, 간지 박스 적재시 간지 박스를 안내하는 가이드, 간지 박스 내 간지의 유무를 감지하는 센서, 간지의 과부족 여부를 감지하는 센서 등이 더 설치될 수 있다. 이와 같이 각종 센서류를 사용하여 웨이퍼 패킹 공정을 자동화할 수 있다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 간지 픽업 유닛을 나타낸 정면도이다. 도 5를 참조하면, 간지 박스 스테이지(50), 에어 블로어(54), 간지 픽업 유닛(60), 제1 패드(62), 제2 패드(64)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 간지 픽업 유닛(60)은 간지를 픽업하여 자 박스에 적층되는 웨이퍼 사이에 개재시키는 역할을 하며, 이에 따라 종래 기술에 비해 생산성이 향상되는 효과가 도출된다. 도 5에 도시된 바와 같이 간지 픽업 유닛은 픽업된 간지를 간지 박스로부터 자 박스로 이송하기 위한 X축 이동유닛(미도시), 진공흡착한 간지를 픽업하기 위한 Z축 이동유닛(미도시), 간지를 진공흡착하기 위한 진공패드(62, 64)로 구성된다.

한편, 본 발명 간지 픽업 유닛(60)은 2장 이상 픽업될 수 있는 간지가 1장씩만 픽업되도록 함으로써 작업의 신뢰성이 향상되며, 이를 위해 전술한 바와 같이 간지 박스 스테이지(50)에 이온아이저(미도시)와 에어 블로어(54)를 설치한다.

에어 블로어(54)에는 전술한 바와 같이 제1 및 제2의 에어 블로우홀이 형성되며, 간지 픽업 유닛(60)은 제2 에어 블로우홀(543)의 위치에서 일시 정지함으로써 1장씩 픽업하는 본 발명 간지 픽업 유닛(60)의 신뢰성을 향상시킨다. 이를 위해 간지 픽업 유닛(60) 또는 간지 박스 스테이지(50)에는 간지 픽업 유닛(60)에 흡착되어 상승하는 간지의 높이를 감지할 수 있도록 레벨 센서가 설치되며, 레벨 센서로부터 전송된 신호에 대응하여 간지 픽업 유닛이 상승 중에 일시 정지하도록 제어 하게 된다. 레벨 센서의 구조 및 작동 원리는 당업자에게 자명한 사항이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

간지 픽업 유닛(60)의 말단에는 진공패드(62, 64)가 결합되어 간지를 진공흡착에 의해 픽업하며, 진공패드(62, 64)를 간지의 표면에 압착시킨 후 진공을 형성하기 위해 진공패드(62, 64)는 간지 픽업 유닛(60)의 말단에 탄성적으로 지지되는 ‘쿠션(cushion) 구조’로 결합된다.

본 실시예에 따른 간지 픽업 유닛(60)의 진공패드(62, 64)는 도 5에 도시된 바와 같이 2개의 진공패드로 구분되어 각각 개별적으로 구동되도록 결합된다. 즉, 간지 픽업 유닛(60)의 말단으로부터 간지가 적재된 방향, 즉 하방향으로 신축될 수 있도록 구동되는 2개의 진공패드가 결합되며, 그 각각을 제1 패드(62) 및 제2 패드(64)라고 할 때, 제1 패드(62)와 제2 패드(64)는 각각 개별적으로 신축되도록 구동된다.

이로써 진공패드(62, 64)를 이용하여 간지를 픽업한 후에 제1 패드(62)와 제2 패드(64)를 각각 다른 방향으로, 즉 제1 패드(62)가 상방향으로 이동하고 제2 패드(64)가 하방향으로 이동하도록 제어함으로써 2장 이상이 픽업된 간지가 서로 분리되어 1장만 픽업된 상태로 잔존하게 되며, 이와 같이 제1 패드(62)와 제2 패드(64)의 구동을 반복함으로써 1장의 간지만을 픽업하는 작업의 신뢰성이 대폭 향상된다.

이는 진공패드(62, 64)에 의해 간지를 흡착한 상태에서 일종의 ‘떨림’을 간지에 가하는 결과가 되며, 따라서 제1 패드(62)와 제2 패드(64)의 이동량은 매우 작아도 상관없다. 진공패드(62, 64)를 2개 또는 그 이상의 부분으로 구분하고, 각각을 다른 방향으로 이동시킴으로써 흡착된 간지에 ‘떨림’을 가하는 제어방법은 당업자에게 자명한 사항이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 제2 안전 센서가 설치된 것을 나타낸 정면도이다. 도 6을 참조하면, 제2 안전 센서(56), 작동버튼(58)이 도시되어 있다.

본 발명 자동 패킹 장치는 웨이퍼 패킹 공정을 자동화하여 생산성을 향상시키기 위한 것으로, 전 공정이 로봇 유닛(30)에 의해 자동으로 진행되므로 공정 도중에 작업자가 장치 내에 침입할 경우 작업자에게 안전사고가 발생할 수 있으며, 작업의 품질이 저하될 수 있다. 이를 위해 전술한 바와 같이 카세트 스테이지(10)에는 셔터(70) 및 도어(72)와 제1 안전 센서(76)를 설치하고, 제1 안전 센서(76)를 장치 전체의 작동을 제어하는 제어부에 연동시켜 카세트 적재 작업에서의 안전사고를 미연에 방지하였다.

한편, 자 박스 스테이지(40) 또는 간지 박스 스테이지(50)에 자 박스 또는 간지 박스를 적재, 적출하는 과정에서도 카세트 스테이지(10)에서와 마찬가지의 안전사고가 발생할 우려가 있으며, 이를 방지하기 위해 자 박스 스테이지(40) 및 간지 박스 스테이지(50)가 설치된 메인 프레임(1)의 타측에 작업자의 침입여부를 감지하는 제2 안전 센서(56)가 설치된다. 제2 안전 센서(56)는 제1 안전 센서(76)와 마찬가지로 도 6에 도시된 것과 같이 적외선 센서 등의 비접촉식 센서를 사용할 수 있으며, 당업자에게 자명한 범위 내에서 다른 종류의 센서도 사용할 수 있음은 물 론이다.

이와 같이 자 박스 스테이지(40) 및 간지 박스 스테이지(50)에의 침입 여부를 감지하는 제2 안전 센서(56)를 설치할 경우, 자동화 공정의 주요 구동유닛인 간지 픽업 유닛(60) 및 로봇 유닛(30)은 제2 안전 센서(56)로부터 전송된 신호에 대응하여 작동이 정지될 수 있도록 하는 것이 좋다. 이로써, 작업자가 간지 박스를 적재하거나, 자 박스를 적출하는 과정에서 메인 프레임(1) 내로 침입하게 되면, 패킹 공정이 진행 중이라 하더라도 장치의 작동이 정지되어 안전사고를 예방할 수 있으며, 작업의 품질을 안정적으로 유지할 수 있다.

따라서, 작업자는 장치 전체의 작동이 정지된 상태에서 자 박스 또는 간지 박스를 적재 또는 적출한 후, 작동버튼(58)을 누름으로써 작업이 개시되도록 할 수 있으며, 장치의 작동 중 작업자의 침입에 의해 장치가 정지한 경우에는 장치로부터 이탈한 후 작동버튼(58)을 눌러 작업이 다시 진행되도록 할 수 있다.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 로봇 유닛을 나타낸 입면도이다. 도 7을 참조하면, 메인 프레임(1), 카세트 스테이지(10), 로봇 유닛(30), 이동부(32), 기둥부(34), 아암부(36), 핸드부(38), 간지 픽업 유닛(60)이 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 로봇 유닛(30)은 중앙에 대해 양측에 배치되어 있는 카세트 스테이지(10)와 자 박스 스테이지(40)를 이동하면서 카세트로부터 웨이퍼를 인출하여 얼라이너 유닛(20)에 삽입하고, 얼라이너 유닛(20)으로부터 다시 웨이퍼를 인출하여 자 박스에 적층하는 역할을 한다. 따라서, 본 발명 로봇 유닛(30)은 카세 트 스테이지(10) 사이 및 자 박스 스테이지(40) 사이를 이동할 수 있는 이동부(32)와, 수직방향으로 핸드부(38)를 이동시키는 기둥부(34)와, 카세트 내부 또는 자 박스 내부까지 핸드부(38)가 수평방향으로 연장되도록 하는 아암부(36)와, 웨이퍼를 흡착하여 인출, 이동, 적층하기 위한 진공흡착부(39)를 포함하여 구성된다.

도 1에 도시된 것과 같이 본 실시예에 따른 로봇 유닛(30)의 이동부(32)는 메인 프레임(1)의 하면에 설치된 레일 상에서 외부로부터 구동력을 인가받아 레일의 방향을 따라 이동하는 부분이다. 기둥부(34)는 이동부(32)에 결합되어 피스톤 등에 의해 수직방향으로 신축되며 수직방향의 축을 중심으로 회전 가능한 구조이다. 이와 같이 수직방향으로 신축되도록 함으로써 카세트 내에 세로방향으로 층층이 적층되어 있는 웨이퍼를 해당 높이까지 핸드유닛을 신장 또는 축소시켜 인출할 수 있으며, 수직방향의 축을 중심으로 회전되도록 함으로써 핸드부(38)가 카세트와 자 박스 간을 왕래하면서 카세트로부터 웨이퍼를 인출하여 자 박스에 적층할 수 있다.

한편, 기둥부(34)에 의해 카세트 또는 자 박스를 향하여 회전한 핸드부(38)를 카세트의 내부 또는 자 박스의 내부까지 수평방향으로 연장하여 웨이퍼를 인출 또는 적층하기 위해서는, 수평방향으로 연장가능한 아암부(36)가 기둥부(34)에 결합되어야 한다.

도 1 및 도 7에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 아암부(36)는 일단부가 기둥부(34)를 중심으로 회전하는 2절 링크 구조로 함으로써 기둥부(34) 및 2절 링크의 회전에 따라 핸드부(38)가 수평방향으로 신축 가능하도록 구성하였다. 다만, 본 발명에 따른 로봇 유닛(30)의 아암부(36)가 반드시 2절 링크에 한정되는 것은 아니며, 피스톤이나 끼움관(telescopic tube) 구조 등 당업자에게 자명한 범위 내에서 일방향으로 신축 가능한 구동유닛을 포함할 수 있음은 물론이다.

아암부(36)의 단부에는 핸드부(38)가 결합된다. 핸드부(38)는 웨이퍼를 인출, 이동, 적층하는 과정에서 실제로 웨이퍼에 결합되는 부분으로서, 작업 과정에서 웨이퍼의 손상을 최소화하기 위해 핸드부(38)의 말단에는 진공흡착부(39)를 형성하는 것이 좋다. 이로써, 핸드부(38)를 웨이퍼의 일면에 접촉시킨 후 진공흡착부(39)를 가동함으로써 웨이퍼를 핸드부(38)에 부착시킬 수 있으며, 웨이퍼가 부착된 상태에서 핸드부(38)를 이동시켜 웨이퍼가 얼라이너 유닛(20) 및 자 박스까지 이동시킨다.

통상 반도체 웨이퍼 등의 웨이퍼에는 상면에 회로나 칩이 형성되므로 웨이퍼를 흡착하여 인출, 이동시키기 위해서는 핸드부(38)가 웨이퍼의 하면에서 웨이퍼에 접촉하도록 하는 것이 좋다. 이를 위해 핸드부(38)에 형성되는 진공흡착부(39)는 핸드부(38)의 상면에 형성하는 것이 좋으며, 진공흡착의 신뢰성을 높이기 위해서는 별개의 진공라인에 의해 구동되는 2개 이상의 진공흡착부(39)를 형성하는 것이 좋다.

이 경우 본 실시예에 따른 로봇 유닛(30)의 핸드부(38)는 카세트에 적층되어 있는 웨이퍼의 하면으로 이동한 후 핸드부(38)의 상면에 웨이퍼의 하면을 접촉시켜 진공흡착함으로써 웨이퍼의 하면이 핸드부(38)에 결합되도록 한다.

한편, 본 발명에 따른 자동 패킹 장치에서는 카세트로부터 인출한 웨이퍼를 상하면이 반전되도록 뒤집어서 자 박스에 적층하며, 이로 인해 자 박스를 이용한 후공정에서 자 박스를 뒤집는 등의 작업 없이도 곧바로 웨이퍼의 하면을 흡착하여 인출할 수 있어 작업의 효율성이 증대된다.

이를 위해, 본 실시예에 따른 로봇유닛의 핸드부(38) 또는 아암부(36)는 수평방향의 축을 중심으로 180도 회전 가능하도록 기둥부(34)에 결합된다. 통상 핸드부(38)가 그 길이방향에 대해 회전 가능하도록 형성되고, 로봇 유닛(30)의 제어부가 핸드부(38)의 회전을 제어함으로써 전술한 웨이퍼의 상하면을 반전시키는 동작을 구현할 수 있다. 다만, 본 발명에 따른 핸드부(38)의 상하반전 동작이 반드시 핸드부(38)의 길이방향의 축에 대한 회전에 의해 구현되는 것에 한정되는 것은 아니며, 당업자에게 자명한 범위 내에서 다른 방식에 의해 핸드부(38)의 상하반전 동작을 구현하는 것을 포함함은 물론이다.

이와 같이 핸드부(38)가 상하 반전될 경우, 핸드부(38)에 의해 카세트 내의 웨이퍼를 인출하고 얼라이너 유닛(20)에 삽입하여 웨이퍼를 판독하고 센터를 정렬한 후, 얼라이너 유닛(20)으로부터 자 박스까지 이동하는 과정에서 핸드부(38)를 그 길이방향의 축을 중심으로 회전시킴으로써, 즉 핸드부(38)를 상하 반전시킴으로써 웨이퍼의 상면이 아래쪽을 향하도록 하여 자 박스에 적층한다.

도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동 패킹 방법을 나타낸 순서도이다.

본 발명에 따른 자동 패킹 장치는 웨이퍼의 패킹 공정을 자동화하여 품질을 안정화하고 생산성을 향상시키기 위한 것으로, 장치의 구성뿐만 아니라 이를 사용 한 웨이퍼 패킹 방법에도 특징이 있다.

즉, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 등의 자동 패킹 방법에 따르면, 먼저, 메인 프레임(1)의 일측에 위치하는 카세트 스테이지(10)에 웨이퍼를 수용한 카세트를 적재한다(100). 카세트의 적재는 전술한 바와 같이 셔터(70)에 형성된 도어(72)를 개방한 후 웨이퍼가 수용된 카세트를 횡방향으로 밀어 넣고 셔터(70)를 폐쇄함으로서 이루어지며, 카세트 스테이지(10)는 가이드(12)를 따라 인입된 카세트가 스토퍼(14)에 의해 안착되면 안착 감지 센서(16)에 의해 클램프(18)를 구동시켜 카세트를 카세트 스테이지(10)에 고정시킨다.

다음으로, 로봇 유닛(30)의 작동에 의해 웨이퍼를 인출하여 카세트 스테이지(10)에 인접하여 위치하는 얼라이너 유닛(20) 내에 안착시킨다(110). 전술한 바와 같이 로봇 유닛(30)의 핸드부(38)에는 진공흡착부(39)가 형성되어 웨이퍼의 하면으로부터 웨이퍼를 핸드부(38)에 흡착시킨 후 로봇 유닛(30)을 제어하여 웨이퍼를 얼라이너 유닛(20)까지 이동시킨다.

얼라이너 유닛(20)에서는 반도체 웨이퍼 등의 ID를 판독하여 그에 대응하는 데이터를 저장 또는 전송하고, 통상 원판형상으로 제작되는 웨이퍼의 센터를 감지하여 소정의 위치로 안착된 웨이퍼를 정렬한다(120).

다음으로, 로봇 유닛(30)의 작동에 의해 얼라이너 유닛(20)으로부터 ID가 판독되고 위치가 정렬될 웨이퍼를 다시 인출하여 메인 프레임(1)의 타측에 위치하는 자(jar) 박스에 적층한다(130). 전술한 바와 같이 이 과정에서 로봇 유닛(30)의 핸드부(38)를 회전시킴으로써 웨이퍼의 상하면을 반전시켜 자 박스에 적층하며, 이로 써 자 박스를 사용한 후공정에서 곧바로 웨이퍼의 하면을 흡착하여 인출할 수 있어 작업의 편의성이 증대된다.

웨이퍼를 상하 반전시켜 자 박스에 적층한 후에는 웨이퍼 사이에 개재될 간지를 자 박스에 인접하여 위치하는 간지 박스로부터 픽업하여 자 박스에 적층한다(140). 전술한 바와 같이 간지는 정전기 또는 장기간 눌려 있음으로 인하여 2장 이상이 동시에 픽업될 수 있으며, 이를 방지하여 작업의 신뢰성을 향상시키기 위해 간지 박스가 적재되는 간지 박스 스테이지(50)에는 이온아이저 및 에어 블로어(54)를 설치한다.

한편, 진공흡착에 의해 간지를 픽업하는 간지 픽업 유닛(60)의 말단에는 2개 이상의 진공패드를 결합시키고, 각 패드가 개별적으로 동작하도록 제어함으로써, 간지를 흡착한 상태에서 간지 픽업 유닛(60)에 ‘떨림’을 가하여 1장의 간지만이 픽업되도록 하는 작업에 신뢰성을 더할 수 있다.

이와 같이 카세트로부터 웨이퍼를 인출하여 판독, 정렬한 후 자 박스에 적층하는 과정을 반복함으로써 자 박스에는 필요한 양의 웨이퍼 충전된다(145). 즉, 자 박스에 소정량의 웨이퍼가 충전될 때까지 상기 과정을 반복함으로써 자 박스 내에 상하면이 반전된 웨이퍼가 간지를 개재하여 순차적으로 적층되도록 한다.

이러한 과정을 통해 자 박스 내에 소정량의 웨이퍼가 적층되어 자 박스가 충전되면 충전된 자 박스를 적출하여 다음 공정으로 이송한다. 전술한 바와 같이 자 박스의 적출과정에서 작업자에게 안전사고가 발생하지 않도록 자 박스 스테이지(40)에는 제2 안전 센서(56)가 설치되며, 제2 안전 센서(56)는 장치 전체의 작동 을 제어하는 제어부에 연동되어 패킹 작업이 진행되는 도중에 작업자가 장치 내에 침입하게 되면 장치 전체의 동작이 정지되도록 한다.

본 발명의 기술 사상이 상술한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상술한 실시예는 그 설명을 위한 것이지 그 제한을 위한 것이 아니며, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동 패킹 장치를 나타낸 평면도.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 카세트 스테이지의 전면을 나타낸 사시도.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 셔터를 나타낸 정면도.

도 4a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 간지 박스 스테이지 및 자 박스 스테이지를 나타낸 평면도.

도 4b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 간지 박스 스테이지 및 자 박스 스테이지를 나타낸 입면도.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 간지 픽업 유닛을 나타낸 정면도.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 제2 안전 센서가 설치된 것을 나타낸 정면도.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 로봇 유닛을 나타낸 입면도.

도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동 패킹 방법을 나타낸 순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 메인 프레임 10 : 카세트 스테이지

12 : 가이드 14 : 스토퍼

16 : 안착 감지 센서 18 : 클램프

19 : 정렬기구 20 : 얼라이너 유닛

30 : 로봇 유닛 32 : 이동부

34 : 기둥부 36 : 아암부

38 : 핸드부 39 : 진공 흡착부

40 : 자 박스 스테이지 50 : 간지 박스 스테이지

54 : 에어 블로어 56 : 제2 안전센서

58 : 작동버튼 541 : 제1 에어 블로우홀

543 : 제2 에어 블로우홀 60 : 간지 픽업 유닛

62 : 제1 패드 64 : 제2 패드

70 : 셔터 72 : 도어

76 : 제1 안전 센서

Claims

메인 프레임과;

상기 메인 프레임의 일측에 위치하며, 웨이퍼를 수용한 카세트를 적재하기 위한 카세트 스테이지와;

상기 메인 프레임의 일측에 결합되어 상기 카세트 스테이지를 차폐하는 셔터와;

상기 카세트 스테이지에 인접하며, 상기 웨이퍼를 인식하고 위치를 정렬하는 얼라이너 유닛과;

상기 메인 프레임의 타측에 위치하며, 상기 웨이퍼가 간지를 개재하여 순차적으로 적층되는 자(jar) 박스를 적재하기 위한 자 박스 스테이지와;

상기 자 박스에 인접하며, 간지 박스를 적재하기 위한 간지 박스 스테이지와;

상기 간지 박스로부터 간지를 픽업하여 상기 자 박스에 적층하는 간지 픽업 유닛과;

상기 카세트로부터 상기 웨이퍼를 인출하여 상기 얼라이너 유닛을 경유하여 상기 자 박스에 적층하는 로봇 유닛을 포함하되,

상기 셔터에는 상기 카세트 스테이지의 위치에 대응하여 도어 및 상기 도어의 개폐여부를 감지하여 신호를 전송하는 제1 안전 센서가 결합되며,

상기 로봇유닛은 상기 카세트로부터 인출한 상기 웨이퍼의 상하면을 반전시켜 상기 자 박스에 적층하는 자동 패킹 장치.
제1항에 있어서,

상기 로봇 유닛은 상기 메인 프레임의 중앙부에 위치하고, 상기 카세트 스테이지는 상기 얼라이너 유닛의 양측에 위치하고, 상기 자 박스 스테이지는 상기 카세트 스테이지에 대향하여 상기 간지 박스 스테이지의 양측에 위치하며, 상기 간지 픽업 유닛은 상기 간지 박스 스테이지 및 상기 자 박스 스테이지의 상부에 위치하는 자동 패킹 장치.
제1항에 있어서,

상기 카세트 스테이지는 상기 카세트가 적재된 상태에서 상기 웨이퍼가 소정의 위치로부터 이탈되었는지 여부를 감지하여 신호를 전송하는 돌출 감지 센서와, 상기 돌출 감지 센서로부터 전송된 신호에 대응하여 상기 웨이퍼를 이동시키는 정렬기구를 포함하는 자동 패킹 장치.
제3항에 있어서,

상기 정렬기구는 상기 카세트의 높이에 대응하는 길이를 갖는 원기둥 형상으로서, 수직방향으로 설치되어 수평방향으로 이동 가능한 롤러 샤프트를 포함하는 자동 패킹 장치.
제1항에 있어서,

상기 카세트 스테이지는 상기 카세트의 양 측면에 대응하여 상기 카세트의 횡방향 이동을 안내하는 가이드와;

상기 카세트의 횡방향 이동을 제한하여 상기 카세트가 소정의 위치에 안착되도록 하는 스토퍼와;

상기 카세트의 안착여부에 대응하여 신호를 전송하는 안착 감지 센서와;

상기 안착 감지 센서로부터 전송받은 신호에 대응하여 상기 카세트의 하면에 형성된 홈에 삽입되는 클램프를 포함하는 자동 패킹 장치.
제5항에 있어서,

상기 안착 감지 센서는 상기 가이드에 결합된 쿠션타입 센서이고, 상기 클램프는 피스톤에 의해 구동되는 자동 패킹 장치.
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제1항에 있어서,

상기 얼라이너 유닛은 상기 웨이퍼의 ID를 판독하는 판독부와, 상기 웨이퍼의 센터를 감지하고 상기 센터를 소정의 위치로 정렬하는 정렬부를 포함하는 자동 패킹 장치.
제1항에 있어서,

상기 간지 박스 스테이지는 상기 간지 박스에 대향하여 설치된 이온아이저와(ionizer);

상기 간지를 향하여 에어를 분사하는 에어 블로어(blower)를 포함하는 자동 패킹 장치.
제9항에 있어서,

상기 에어 블로어는 상기 간지 박스의 외주부에 상기 간지를 향하여 에어를 분사하는 방향으로 설치되며, 저면에서 소정의 높이까지 형성된 복수의 제1 에어 블로우홀과, 상기 간지의 최대 적재높이에 대응하여 형성된 제2 에어 블로우홀을 포함하는 자동 패킹 장치.
제10항에 있어서,

상기 간지 픽업 유닛의 말단에는 진공패드가 결합되어 상기 간지를 진공흡착에 의해 픽업하며, 상기 간지를 픽업한 후 상기 제2 에어 블로우홀의 위치에 대응하는 높이에서 일시 정지하는 자동 패킹 장치.
제11항에 있어서,

상기 진공패드는 상기 픽업 유닛의 말단으로부터 상기 간지가 적재된 방향으로 연장 가능하도록 결합되는 제1 패드 및 제2 패드를 포함하며, 상기 제1 패드는 상기 제2 패드의 연장여부와는 별개로 연장되는 자동 패킹 장치.
제1항에 있어서,

상기 메인 프레임의 타측에는 상기 자 박스 스테이지 또는 상지 간지 박스 스테이지의 위치에의 작업자의 침입여부를 감지하여 신호를 전송하는 제2 안전 센서가 결합되며, 상기 간지 픽업 유닛 또는 상기 로봇 유닛은 상기 제2 안전 센서로부터 전송된 신호에 대응하여 작동이 정지되는 자동 패킹 장치.
제1항에 있어서,

상기 로봇 유닛은 상기 메인 프레임에 결합되어 수평방향으로 이동하는 이동부와;

상기 이동부에 결합되어 수직방향으로 신축되며 수직축을 중심으로 회전 가능한 기둥부와;

상기 기둥부에 결합되어 수평방향으로 연장되는 아암부와;

상기 아암부의 단부에 결합되는 핸드부와;

상기 핸드부에 결합되는 진공흡착부를 포함하는 자동 패킹 장치.
제14항에 있어서,

상기 진공흡착부는 상기 핸드부의 상면에 결합되며, 상기 핸드부는 상기 웨이퍼의 하면으로 이동한 후 상기 핸드부의 상면에 상기 웨이퍼의 하면을 흡착하여 인출하는 자동 패킹 장치.
제14항에 있어서,

상기 핸드부 또는 상기 아암부는 수평방향의 축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 기둥부에 결합되며, 상기 핸드부는 상기 얼라이너 유닛으로부터 상기 자 박스 까지 이동하는 과정에서 상기 수평방향의 축을 중심으로 회전하는 자동 패킹 장치.
제1항의 자동 패킹 장치를 사용하여 자동 패킹을 수행하는 방법으로서,

(a) 상기 카세트 스테이지에 웨이퍼를 수용한 카세트를 적재하는 단계;

(b) 상기 웨이퍼를 인출하여 상기 카세트 얼라이너 유닛 내에 안착시키는 단계;

(c) 상기 웨이퍼의 ID를 판독하고, 안착된 상기 웨이퍼의 위치를 정렬하는 단계;

(d) 상기 얼라이너 유닛으로부터 상기 웨이퍼를 인출하고 상하면을 반전시켜 상기 자(jar) 박스에 적재하는 단계;

(e) 상기 간지 박스로부터 간지를 픽업하여 상기 자 박스에 적층하는 단계; 및

(f) 복수의 웨이퍼가 간지를 개재하여 순차적으로 적층되도록 상기 단계 (a) 내지 상기 단계 (e)를 반복하여 수행하는 단계를 포함하는 자동 패킹 방법.