KR102076166B1 - 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 로드락 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 트랜스퍼 장치의 언로딩 작업 전 직접 로드락 장치에서 웨이퍼가 정렬되어 공정 시간이 단축되는 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치는 밀폐 또는 개방될 수 있도록 양측에 도어부가 형성되고 내부에 카세트가 반입 또는 반출될 수 있는 공간부가 형성되는 바디부와, 바디부의 하측에 결합되며 카세트 내부에 적재된 화물을 회전시켜 일정한 방향으로 정렬시키는 정렬부와, 정렬부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명에 따른 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치는 밀폐 또는 개방될 수 있도록 양측에 도어부가 형성되고 내부에 카세트가 반입 또는 반출될 수 있는 공간부가 형성되는 바디부와, 바디부의 하측에 결합되며 카세트 내부에 적재된 화물을 회전시켜 일정한 방향으로 정렬시키는 정렬부와, 정렬부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
Description
본 발명은 로드락 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 트랜스퍼 장치의 언로딩 작업 전 직접 로드락 장치에서 웨이퍼가 정렬되어 공정 시간이 단축되는 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치는 반도체 웨이퍼 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 상기 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 상기 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 상기 포토 레지스트 패턴을 이용하여 상기 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 반도체 웨이퍼의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 반도체 웨이퍼 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과 같은 일련의 단위 공정들을 시행한다.
이러한 단위 공정들은 소정의 반도체 제조설비를 구비하여 행해지며, 이러한 반도체 제조 설비는 일반적으로 웨이퍼가 실린 카세트가 놓여지는 로더(loader)와, 웨이퍼에 일련의 처리를 하는 공정장비, 공정장비와 로더 사이에 구비되어 웨이퍼를 대기시키는 로드락 장치, 공정장비와 로드락 장치 또는 하나의 공정장비에서 다른 공정장비로 웨이퍼를 이송하기 위해 마련되는 트랜스퍼 장비 등으로 구성된다.
이러한 반도체 공정 진행시에는 웨이퍼의 플랫 존(flat zone)이나 노치(notch)를 일정한 방향에 맞추어 주는 정렬 공정을 수행하며, 정렬 공정은 웨이퍼의 노치 부분을 찾아 웨이퍼를 정해진 위치에 정렬하는 웨이퍼 정렬에 의해 웨이퍼의 로테이션(rotation) 현상 및 디포커스(defocus) 현상이 방지된다.
이러한 정렬 공정의 예로서, 한국공개특허 제10-2014-0087812호는 기판 지지수단 위에 놓인 기판의 대향하는 X축방향 두 변에 각각 접촉, 이격되면서 기판을 X축방향으로 정렬하는 제1얼라이너와, 기판 지지수단 위에 놓인 기판의 대향하는 Y축방향 두 변에 각각 접촉, 이격되면서 기판을 Y축방향으로 정렬하여 제1얼라이너와 함께 기판의 위치를 정렬하는 제2얼라이너를 포함하는 기판 정렬장치에 관하여 개시하고 있다. 한편, 한국공개특허 제10-2009-0064112호는 로드락챔버 내부에 복수의 웨이퍼가 적재된 카세트가 놓이게 되는 카세트 스테이지와, 카세트 스테이지를 승강시킬 수 있도록 하부에 구비되는 엘리베이터와, 카세트에 적재된 웨이퍼가 돌출되는 것을 감지하는 감지센서와, 카세트 스테이지는 카세트에 웨이퍼가 로딩되는 측의 하부에 설치되어 카세트 스테이지가 힌지 축을 중심으로 소정각도 기울어지도록 승강시키는 승강수단과, 감지센서의 감지신호에 따라 승강수단을 제어하는 제어부를 포함하는 웨이퍼 정렬장치를 개시하고 있다.
그런데, 종래에는 이러한 웨이퍼 정렬 공정을 시행하기 위해 별도의 정렬 장치를 구비하는 경우가 대부분이었는데, 이러한 방법은 로드락 장치에서 트랜스퍼가 공정장비로 웨이퍼를 이송하는 단계의 중간 단계로서 트랜스퍼가 로드락 장치에서 웨이퍼를 반출하여 정렬 장치에 로딩하는 동작과 정렬된 웨이퍼를 정렬 장치에서 공정장비로 다시 한번 이송하는 일련의 동작으로 이루어진다.
그런데, 이러한 방법은 트랜스퍼가 로드락 장치와 정렬 장치와 공정장비를 향해 순서대로 움직여야하며, 이러한 정렬 과정에서 소요되는 시간으로 인해 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.
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본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 트랜스퍼 장치의 언로딩 작업 전 직접 로드락 장치에서 웨이퍼가 정렬됨으로써 공정 시간이 단축되는 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치를 제공함에 목적이 있다.
전술한 본 발명의 목적은, 밀폐 또는 개방될 수 있도록 양측에 도어부가 형성되고 내부에 카세트가 반입 또는 반출될 수 있는 공간부가 형성되는 바디부와, 상기 바디부의 하측에 결합되며 상기 카세트 내부에 적재된 화물을 회전시켜 일정한 방향으로 정렬시키는 정렬부와, 상기 정렬부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치를 제공함에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 정렬부는 상기 카세트의 하측을 지지하며 상기 카세트를 상하로 승강시키는 카세트이동부와, 회전축이 상기 카세트의 중심축과 일치하도록 배치되는 플레이트를 가지며 상기 카세트가 하강되어 상기 플레이트의 상면에 상기 카세트 내부의 화물이 안착되는 경우 상기 플레이트를 회전시킴으로써 상기 화물을 정렬시키는 웨이퍼정렬부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 카세트이동부는 제1구동모터와, 상기 제1구동모터의 구동축에 결합되는 볼스크루와, 상기 볼스크루의 회전에 따라 상하로 승강되는 볼스크루 너트와, 상기 볼스크루 너트와 결합되어 일체로 승강되는 지지블록과, 상기 지지블록의 상측에 결합되며 상기 카세트의 하측에 결합되어 상기 카세트를 지지하는 지지샤프트를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 카세트이동부는 상하로 길게 형성되며 상기 바디부의 하측에 상하방향으로 결합되는 LM가이드와, 상기 LM가이드에 슬라이딩 가능하게 결합되며 상기 지지블록과 결합되어 일체로 승하강되는 결합되는 LM블록을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 웨이퍼정렬부는 제2구동모터와, 상기 제2구동모터의 구동축에 결합되는 제1풀리와, 상기 제1풀리와 대응되도록 나란하게 형성되는 제2풀리와, 상기 제1 및 제2풀리를 서로 연동시키는 타이밍벨트와, 하측 단부에 상기 제2풀리가 끼워져 결합되며 상측 단부에 상기 플레이트가 결합되어 상기 플레이트를 지지함과 동시에 상기 제2구동모터가 회전하는 경우에 상기 플레이트를 회전시키는 회전샤프트를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 도어부는 상기 바디부의 일측에 상하로 슬라이딩 가능하게 결합되는 제1도어와, 액츄에이터가 상기 바디부의 상하방향으로 작동되도록 상기 제1도어의 측면에 결합되는 실린더와, 일단이 상기 실린더의 엑츄에이터의 단부에 결합되며 타단이 상기 제1도어에 결합되는 와이어와, 상기 와이어의 방향을 변경하는 도르레를 포함하며, 상기 실린더를 작동시킴으로써 상기 제1도어를 상승 또는 하강시켜 상기 바디부를 밀폐 또는 개방시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 도어부는 상기 바디부의 타측에 상하로 슬라이딩 가능하게 결합되는 제2도어와, 상기 제2도어를 상승 또는 하강시키는 도어구동모터를 포함하며, 상기 도어구동모터를 작동시킴으로써 상기 제2도어를 상승 또는 하강시켜 상기 바디부를 밀폐 또는 개방시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 제어부는 상기 바디부의 내측에 카세트 유무, 상기 카세트 내부의 화물 유무 및 상기 화물의 방향을 감지하기 위하여 상기 바디부의 측벽부에 결합되는 감지센서를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 제어부는 상기 바디부의 일측의 제1도어를 하강시켜 상기 바디부를 개방하여 상기 바디부의 내측에 카세트가 반입된 후 상기 일측 도어를 상승시켜 상기 바디부를 밀폐시킨 후 타측의 제2도어를 하강시켜 상기 바디부를 개방시키도록 상기 도어부를 제어할 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 제어부는 상기 카세트가 소정간격 하강하여 상기 카세트 내측에 적재된 화물이 상기 플레이트의 상면에 한 개씩 안착되도록 카세트이동부의 제1구동모터를 제어하고, 상기 플레이트를 회전시켜 상기 안착된 하나의 화물이 일정한 방향을 향하도록 상기 웨이퍼정렬부의 제2구동모터를 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 로드락 장치에 의하면, 트랜스퍼 장치가 웨이퍼를 공정장비로 로딩하는 공정을 수행하는 동안 플레이트 상면에 하나의 웨이퍼가 안착되어 정렬됨으로써 별도의 정렬 장치를 구비하지 않아도 될 뿐만 아니라 별도의 정렬 장치로의 이송 및 반출 작업이 생략되기 때문에 공정 소요 시간이 단축된다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치의 정면도.
도 1b 및 1c는 도 1에 도시된 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치의 좌측면도 및 우측면도.
도 2a 내지 2c는 도 1에 도시된 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치의 개방시의 정면도, 좌측면도 및 우측면도.
도 3a 및 3b는 도 1에 도시된 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치의 정렬부의 요부사시도.
도 4는 도 1에 도시된 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치의 개방시의 요부사시도.
도 5a 내지 5d는 도 1에 도시된 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치의 작동상태도.
도 1b 및 1c는 도 1에 도시된 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치의 좌측면도 및 우측면도.
도 2a 내지 2c는 도 1에 도시된 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치의 개방시의 정면도, 좌측면도 및 우측면도.
도 3a 및 3b는 도 1에 도시된 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치의 정렬부의 요부사시도.
도 4는 도 1에 도시된 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치의 개방시의 요부사시도.
도 5a 내지 5d는 도 1에 도시된 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치의 작동상태도.
이하에서는 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
도 1a 내지 도 5f를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치에 관하여 설명한다. 본 발명의 실시예에 따른 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치는 반도체 제조 공정에 사용되며, 로더와 공정장비 또는 공정장비와 공정장비의 사이에 구비되어 카세트모듈에 다단으로 적층된 화물(웨이퍼)를 대기시킴과 동시에 정렬시켜 트랜스퍼 장치가 웨이퍼를 다음 공정으로 이송할 수 있도록 대기 및 정렬하는 역할을 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치는 바디부(100), 정렬부(200), 제어부(도시되지 않음)를 포함한다.
바디부(100)는 본 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치의 몸체를 이루며, 다른 구성들이 결합될 수 있는 지지몸체의 역할을 한다. 이러한 바디부(100)에는 양측에 도어부(도면부호 없음)가 형성되며, 내부에는 카세트(10)가 반입 또는 반출될 수 있도록 공간부(도면부호 없음)가 형성된다.
도어부는 바디부(100)의 양측에 형성되는데, 일측에는 카세트(10)가 반입 또는 반출될 수 있도록 카세트(10)의 크기보다 큰 개방면을 갖도록 형성되며, 타측에는 웨이퍼(20)만 반출되면 되기때문에 트랜스퍼의 포크가 들어와 승하강 할 수 있을 정도의 크기의 개방면을 갖도록 형성된다.
이러한 도어부는 카세트(10)가 반입, 반출되고 화물(20)가 반출되는 경우에 후공정의 진공 또는 크린 등의 반도체 제조를 위한 특수한 환경이 변화되는 것을 방지하기 위하여 양측이 모두 밀폐된 상태 또는 일측이 개방되면 타측은 밀폐된 상태로, 타측이 개방되면 일측은 밀폐된 상태로 동작하게 된다. 이를 위해 도어부는 제1도어(111), 실린더(112), 와이어(113), 도르레(114), 제2도어(도시되지 않음), 도어구동모터(도시되지 않음)를 포함한다. 하지만 당연하게도 양측 또는 일측이 일반 대기 환경에서도 또한 동일하게 동작될 수 있다.
제1도어(111)는 바디부(100)의 일측에 상하로 슬라이딩 가능하게 결합된다. 이러한 제1도어(111)를 상하로 이동시켜 바디부(100)의 일측을 개방 또는 밀폐하기 위하여 제1도어(111)의 측면에는 실린더(112)가 배치된다. 이러한 실린더(112)는 액츄에이터가 바디부(100)를 기준으로 상하상방으로 작동되도록 결합되며, 이러한 실린더(112)의 액츄에이터의 단부에는 와이어(113)가 결합된다. 와이어(113)는 일단이 실린더(112)에 결합되고 타단이 제1도어(111)에 결합되며, 이때 와이어(113)의 방향을 바꾸기 위하여 도르레(114)가 이용된다.
이때 구성 및 작동을 간단히 설명하면, 초기 상태를 밀폐상태라고 했을 때 실린더(112)의 액츄에이터는 전진상태에 있다. 그리고 액츄에이터에 연결된 와이어(113)의 일단이 하방으로 당겨진 상태이며 도르레(114)에 의해 방향이 바뀐 와이어(113)의 타단에 결합된 제1도어(111)는 상방으로 당겨져 밀폐상태를 유지한다.
그러다가 카세트(10)의 반입 또는 반출을 위하여 바디부(100)의 일측면을 개방하고자 하는 경우 제어부는 실린더(112)의 액츄에이터를 후퇴시킴으로써 액츄에이터에 결합된 와이어(113)의 일단이 상방으로 이동함과 동시에 도르레(114)에 의해 방향이 바뀐 와이어(113)의 타단 및 와이어(113)의 타단과 결합된 제1도어(111)가 하방으로 이동하면서 바디부(100)의 일측이 개방된다.
그 후 카세트(10)의 반입 또는 반출이 완료되고 다시 바디부(100)의 일측을 밀폐하고자 하는 경우에는 위의 구성 및 동작이 반대로 이루어지므로 설명을 생략한다.
한편, 제2도어(도시되지 않음)는 바디부(100)의 타측을 개방 또는 밀폐시키는데, 이를 위해 제2도어는 바디부(100)의 타측에 슬라이딩 가능하게 결합된다. 이러한 제2도어에는 도어구동모터(도시되지 않음)가 결합되어 개폐를 실시하며, 이러한 모터를 이용한 도어의 슬라이딩 구동방식은 본 장치가 사용되는 반도체 제조 장비 분야에서 일반적인 구성이므로 여기서는 자세한 설명은 생략한다.
정렬부(200)는 카세트(10) 내부의 화물, 특히 반도체 제조 공정에서 본 발명에 따른 장치가 사용되는 경우에는 웨이퍼,을 정렬하는 역할을 하며, 이를 위해 카세트이동부(210), 웨이퍼정렬부(220)를 포함한다.
카세트이동부(210)는 카세트(10)의 하측을 지지하며 카세트(10)를 상하로 이동시켜 웨이퍼정렬부(220)에 카세트(10) 내부에 적층된 웨이퍼가 한장씩 웨이퍼정렬부(220)에 안착되도록 한다. 이를 위해 카세트이동부(210)는 제1구동모터(211), 볼스크루(212), 볼스크루 너트(도시되지 않음), 지지블록(213), 지지샤프트(214)를 포함하며, LM가이드(215), LM블록(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다.
이를 자세히 설명하면, 도 1a에 도시된 바와 같이, 바디부(100)의 하측에 제1구동모터(211)가 결합된다. 이러한 제1구동모터(211)의 구동축에는 볼스크루(212)가 결합되며, 이러한 볼스크루(212)에는 볼스크루 너트(도시되지 않음)가 결합된다. 이때, 제1구동모터(211)가 작동하면 볼스크루(212)가 회전하게 되고 그러한 볼스크루(212)에 결합된 볼스크루 너트(도시되지 않음)가 그에 따라 상하로 승하강되도록 구성된다. 이러한 승하강 직동 구성은 매우 일반적이므로 볼스크루와 볼스크루 너트를 이용한 직동시스템에 관하여는 설명을 생략한다. 또한, 볼스크루 너트는 지지블록(213)의 내측에 결합되기 때문에 도면에 도시되지 않았으나, 일반적인 기술 구성으로서 자세한 설명은 생략한다.
볼스크루 너트(도시되지 않음)에는 지지블록(213)이 결합되어 볼스크루 너트와 일체로 승하강되며, 이러한 지지블록(213)의 상측에는 카세트(10)의 하측을 지지하기 위한 지지샤프트(214)가 결합된다. 따라서 제1구동모터(211)의 작동에 따라 카세트(10)가 상승 또는 하강하게 된다.
한편, 지지블록(213)의 안정적인 승하강을 위하여 바디부(100)의 하측에는 상하방향으로 형성된 LM가이드(215)가 결합된다. 이러한 LM가이드(215)에는 슬라이딩 가능하게 결합되는 LM블록(지지블록(213) 내측에 결합되어 도시되지 않음)이 결합되며, 이러한 LM블록이 지지블록(213)과 결합되어 일체로 승하강 됨으로써 지지블록(213) 및 카세트(10)가 안정적으로 승하강 될 수 있다.
이러한 카세트이동부(210)의 작동을 설명하면 다음과 같다. 우선 카세트(10)가 반입되기 전에 카세트이동부(210)는 상승한 상태를 유지한다. 그 후 카세트(10)가 반입되면 후술할 제어부의 감지센서(310)가 이를 감지하게 되고, 미리 설정된 제1구동모터(211)의 회전값과 감지센서(310)를 이용하여 카세트(10)를 하강시키면서 웨이퍼정렬부(220)의 상면에 하나의 화물 또는 웨이퍼를 안착시킨다.
그 후 카세트이동부(210)는 작동을 중지하며, 화물이 후공정의 트랜스퍼에 의해 반출되면 다시 일정한 거리만큼 하강하여 웨이퍼정렬부(220)의 상면에 하나의 화물 또는 웨이퍼를 안착시키는 작업을 반복한다. 이러한 과정으로 카세트(10) 내부의 화물이 하나씩 반출된다.
웨이퍼정렬부(220)는 카세트이동부(210)에 의해 안착되는 웨이퍼를 회전시켜 방향을 정렬하는 역할을 하며, 이를 위해, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 플레이트(221), 제2구동모터(222), 제1풀리(223), 제2풀리(224), 타이밍벨트(225), 회전샤프트(226)를 포함한다.
플레이트(221)는 원형의 플레이트형태로 이루어질 수 있으며, 상면에 카세트(10) 내부의 화물이 안착된다. 이러한 플레이트(221)는 카세트(10) 내부를 관통할 수 있도록 소정의 크기로 이루어지며, 상면에는 화물의 파손 또는 미끄러짐 등이 방지되기 위한 충격방지 패드, 미끄럼방지 패드 또는 코팅 등이 추가될 수 있다.
플레이트(221)의 하측에는 회전샤프트(226)가 결합되어 플레이트(221)를 회전시키는데, 이러한 구성을 설명하면 다음과 같다.
바디부(100)의 하측에 제2구동모터(222)가 결합되며, 제2구동모터(222)의 구동축에는 제1풀리(223)가 결합된다. 그리고 제1풀리(223)와 대응되는 위치에 제2풀리(224)가 배치되며, 제1풀리(223)와 제2풀리(224)는 타이밍벨트(225)로 연결되어 함께 회전하도록 구성된다.
제2풀리(224)는 회전샤프트(226)가 끼워져 결합되며, 따라서 제2구동모터(222)가 동작하게 되면, 제1풀리(223), 타이밍벨트(225), 제2풀리(224)를 통해 회전력이 전달되고, 그에따라 회전샤프트(226)가 회전하여 회전샤프트(226)와 결합되어 일체로 회전하는 플레이트(221)가 회전하게 된다. 이러한 구성으로 플레이트(221)에 안착되는 하나의 화물이 회전된다. 이때, 회전하는 각도는 후술할 제어부에 의해 결정되며, 제어부는 감지센서(310)를 통해 화물이 일정한 방향을 향하도록 정렬한다.
제어부는 실린더(112), 도어구동모터, 제1구동모터(211), 제2구동모터(222)의 동작을 제어하는 역할을 하며, 이를 위해 감지센서(310)를 포함한다. 여기서 감지센서(310)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 바디부(100)의 측벽부에 결합되며, 바디부(100)의 내측에 카세트(10)의 유무, 반입, 반출, 카세트(10) 내부에 화물의 유무, 방향 등을 감지한다. 이러한 감지 센서(310)는 바디부(100)의 측면 하부에 각각 설치될 수 있으며, 측면 양측에 모두 설치될 수도 있다.
제어부는 본 발명에 따른 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치의 전공정 및 후공정의 환경이 파괴되는 것을 방지함과 동시에 물류의 연결장치로서 역할하도록 제어한다. 이를 설명하면, 제어부는 바디부(100)가 상시에는 밀폐되도록 도어부를 제어한다. 한편, 바디부(100)로 카세트(10)의 반입 또는 반출이 필요한 경우에 제어부는 바디부(100) 일측의 제1도어(111)를 하강시켜 바디부(100)의 일면을 개방하여 내측에 카세트(10)가 반입되도록 한다. 이때, 제2도어는 밀폐된 상태이다.
그 후, 일측의 제1도어를 상승시켜 바디부(100)를 밀폐시킨 후 진공작업 또는 퍼지 또는 에어크리닝 등 후공정에 필요한 작업을 마친 후 타측의 제2도어를 슬라이딩시켜 바디부(100)의 타측을 개방하도록 제어한다.
타측이 개방된 후에는 바디부(100) 내부에 반입된 카세트(10)에 적층된 화물을 후공정의 트랜스퍼가 하나씩 반출하게 되는데, 이를 설명하면 다음과 같다.
우선, 제어부는 카세트(10) 내부에 적층된 화물 중 가장 하단에 위치한 하나의 화물이 웨이퍼정렬부(220)의 플레이트(221)에 안착되도록 카세트이동부(210)의 제1구동모터(211)를 작동시켜 카세트(10)를 소정간격 하강시킨다.
그 후, 플레이트(221)에 하나의 화물이 안착되면 웨이퍼정렬부(220)의 제2구동모터(222)를 작동시켜 화물이 일정한 방향을 향하도록 회전시킨다. 이때, 화물의 유무 및 방향 등은 감지센서(310)를 이용하여 감지한다.
그 후, 트랜스퍼가 화물을 반출하게 되면 다시 카세트(10) 내부에 적층된 화물 중 그 다음 하단에 위치한 하나의 화물이 웨이퍼정렬부(220)의 플레이트(221)에 안착되도록 카세트이동부(210)의 제1구동모터(211)를 작동시켜 카세트(10)를 소정간격 하강시킨다.
그 후, 플레이트(221)에 하나의 화물이 안착되면 또 다시 웨이퍼정렬부(220)의 제2구동모터(222)를 작동시켜 화물이 일정한 방향을 향하도록 회전시킨다.
이러한 과정을 반복하면서 카세트(10) 내측에 화물이 모두 반출되도록 한다.
이후, 화물이 반출된 빈 카세트(10)를 반출하는 경우 제2도어를 이동시켜 밀폐시킨 후 제1도어(111)를 개방하여야 함은 당연하다.
이상으로 본 발명의 실시예에 따른 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치의 구성에 관하여 설명하였으며, 다음으로 본 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치의 작동상태에 관하여 설명한다. 다만, 작동상태는 전술한 제어부의 제어방법과 많은 부분이 중복되므로 간략하게 설명하도록 한다.
우선, 본 발명의 실시예에 따른 도르락 장치는 전공정과 후공정의 사이에 배치되어 양 측의 환경을 파괴하지 않음과 동시에 화물을 이송하기 위하여 마련된다. 그러므로 초기 상태는, 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 바디부(100)가 밀폐된 상태로 시작된다.
그 후, 카세트(10)가 반입되기 위해, 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 바디부(100)의 일측의 제1도어(111)를 하강되어 바디부(100)의 일면이 개방됨으로써 바디부(100) 내측에 카세트(10)가 반입되도록 한다. 이때, 제2도어는 밀폐된 상태이다.
그 후, 일측의 제1도어를 상승시켜 바디부(100)가 밀폐된 후 진공작업 또는 퍼지 또는 에어크리닝 등 후공정에 필요한 작업을 마친 후 타측의 제2도어를 슬라이딩시켜 바디부(100)의 타측을 개방한다.
타측이 개방된 후에는 바디부(100) 내부에 반입된 카세트(10)에 적층된 화물을 후공정의 트랜스퍼가 하나씩 반출하게 된다. 이를 설명하면, 우선, 제어부는, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 카세트(10) 내부에 적층된 화물 중 가장 하단에 위치한 하나의 화물이 웨이퍼정렬부(220)의 플레이트(221)에 안착되도록 카세트이동부(210)의 제1구동모터(211)를 작동시켜 카세트(10)를 소정간격 하강시킨다.
그 후, 플레이트(221)에 하나의 화물이 안착되면, 도 5c에 도시된 바와 같이, 웨이퍼정렬부(220)의 제2구동모터(222)를 작동시켜 화물이 일정한 방향을 향하도록 회전시킨다. 이때, 화물의 유무 및 방향 등은 감지센서(310)를 이용하여 감지한다.
이때, 플레이트(221)에 하나의 화물이 안착되는 경우 화물을 회전시키기 전에 별도의 구성을 통하여 센터링 후 회전을 시킬 있다. 그러한 예로서 카세트의 상부측에 센터링 장치(도시되지 않음)를 결합시킬 수 있으며, 센터링후에 화물을 회전시켜 정렬시킴으로써 더욱 정확한 정렬이 가능할 수 있다.
그 후, 트랜스퍼가 화물을 반출하게 되면, 도 5d 및 5e에 도시된 바와 같이, 다시 카세트(10) 내부에 적층된 화물 중 그 다음 하단에 위치한 하나의 화물이 웨이퍼정렬부(220)의 플레이트(221)에 안착되도록 카세트이동부(210)의 제1구동모터(211)를 작동시켜 카세트(10)를 소정간격 하강시킨다.
그 후, 플레이트(221)에 하나의 화물이 안착되면, 도 5f에 도시된 바와 같이, 또 다시 웨이퍼정렬부(220)의 제2구동모터(222)를 작동시켜 화물이 일정한 방향을 향하도록 회전시킨다.
이러한 과정을 반복하면서 카세트(10) 내측에 화물이 모두 반출되도록 한다.
이후, 화물이 반출된 빈 카세트(10)를 반출하기 위하여 제2도어를 이동시켜 밀폐시킨 후 제1도어(111)를 개방한 후 빈 카세트(10)가 반출된다.
지금까지 본 발명의 실시예에 따른 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치의 작동상태에 관하여 설명하였으며, 이러한 과정을 통해 사용자는 전공정 및 후공정의 사이에 배치되어 양 측의 환경을 파괴하지 않음과 동시에 트랜스퍼 장치가 웨이퍼를 공정장비로 로딩하는 공정을 수행하는 동안 플레이트 상면에 하나의 웨이퍼가 안착되어 정렬됨으로써 별도의 정렬 장치를 구비하지 않아도 될 뿐만 아니라 별도의 정렬 장치로의 이송 및 반출 작업이 생략되기 때문에 공정 소요 시간이 단축되는 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치를 사용할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양하게 변형 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
10 : 카세트 20 : 화물(웨이퍼)
100 : 바디부 110 : 도어부
111 : 제1도어 112 : 실린더
113 : 와이어 114 : 도르레
200 : 정렬부 210 : 카세트이동부
211 : 제1구동모터 212 : 볼스크루
213 : 지지블록 214 : 지지샤프트
215 : LM가이드 220 : 웨이퍼정렬부
221 : 플레이트 222 : 제2구동모터
223 : 제1풀리 224 : 제2풀리
225 : 타이밍벨트 226 : 회전샤프트
310 : 감지센서
100 : 바디부 110 : 도어부
111 : 제1도어 112 : 실린더
113 : 와이어 114 : 도르레
200 : 정렬부 210 : 카세트이동부
211 : 제1구동모터 212 : 볼스크루
213 : 지지블록 214 : 지지샤프트
215 : LM가이드 220 : 웨이퍼정렬부
221 : 플레이트 222 : 제2구동모터
223 : 제1풀리 224 : 제2풀리
225 : 타이밍벨트 226 : 회전샤프트
310 : 감지센서
Claims (10)
- 밀폐 또는 개방될 수 있도록 마주보는 면에 제1, 제2 도어부가 형성되고 내부에 카세트가 반입 또는 반출될 수 있는 공간부가 형성되는 바디부; 상기 바디부의 하측에 결합되며 상기 카세트 내부에 적재된 화물을 회전시켜 일정한 방향으로 정렬시키는 정렬부; 및 상기 정렬부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하되,
상기 제 1 도어부는 상기 바디부의 일측에 상하로 슬라이딩 가능하게 결합되는 제1도어와, 액츄에이터가 상기 바디부의 상하방향으로 작동되도록 상기 제1도어의 측면에 결합되는 실린더와, 일단이 상기 실린더의 엑츄에이터의 단부에 결합되며 타단이 상기 제1도어에 결합되는 와이어와, 상기 와이어의 방향을 변경하는 도르레를 포함하며 상기 실린더를 작동시킴으로써 상기 제1도어를 상승 또는 하강시켜 상기 바디부를 밀폐 또는 개방시키도록 구비되고,
상기 제 2 도어부는 상기 바디부의 타측에 상하로 슬라이딩 가능하게 결합되는 제2도어와, 상기 제2도어를 상승 또는 하강시키는 도어구동모터를 포함하며 상기 도어구동모터를 작동시킴으로써 상기 제2도어를 상승 또는 하강시켜 상기 바디부를 밀폐 또는 개방시키도록 구비되며,
상기 정렬부는 상기 카세트의 하측을 지지하며 상기 카세트를 상하로 승강시키는 카세트이동부와, 회전축이 상기 카세트의 중심축과 일치하도록 배치되는 플레이트를 가지며 상기 카세트가 하강되어 상기 플레이트의 상면에 상기 카세트 내부의 화물이 안착되는 경우 상기 플레이트를 회전시킴으로써 상기 화물을 정렬시키는 웨이퍼정렬부를 포함하며,
상기 카세트이동부는 제1구동모터와, 상기 제1구동모터의 구동축에 결합되는 볼스크루와, 상기 볼스크루의 회전에 따라 상하로 승강되는 볼스크루 너트와, 상기 볼스크루 너트와 결합되어 일체로 승강되는 지지블록과, 상기 지지블록의 상측에 결합되며 상기 카세트의 하측에 결합되어 상기 카세트를 지지하는 지지샤프트를 포함하여 구성되고,
상기 웨이퍼정렬부는 제2구동모터와, 상기 제2구동모터의 구동축에 결합되는 제1풀리와, 상기 제1풀리와 대응되도록 나란하게 형성되는 제2풀리와, 상기 제1 및 제2풀리를 서로 연동시키는 타이밍벨트와, 하측 단부에 상기 제2풀리가 끼워져 결합되며 상측 단부에 상기 플레이트가 결합되어 상기 플레이트를 지지함과 동시에 상기 제2구동모터가 회전하는 경우에 상기 플레이트를 회전시키는 회전샤프트를 포함하여 구성되며,
상기 제어부는 상기 바디부의 내측에 카세트 유무, 상기 카세트 내부의 화물 유무 및 상기 화물의 방향을 감지하기 위하여 상기 바디부의 측벽부에 결합되는 감지센서를 포함하고, 상기 바디부의 일측의 제1도어를 하강시켜 상기 바디부를 개방하여 상기 바디부의 내측에 카세트가 반입된 후 상기 일측의 제1도어를 상승시켜 상기 바디부를 밀폐시킨 후 타측의 제2도어를 이동시켜 상기 바디부를 개방시키도록 상기 제 1, 제 2 도어부를 제어하며, 상기 카세트가 소정간격 하강하여 상기 카세트 내측에 적재된 화물이 상기 플레이트의 상면에 한 개씩 안착되도록 카세트이동부의 제1구동모터를 제어하고, 상기 플레이트를 회전시켜 상기 안착된 하나의 화물이 일정한 방향을 향하도록 상기 웨이퍼정렬부의 제2구동모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치. - 삭제
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- 제 1 항에 있어서,
상기 카세트이동부는 상하로 길게 형성되며 상기 바디부의 하측에 상하방향으로 결합되는 LM가이드와, 상기 LM가이드에 슬라이딩 가능하게 결합되며 상기 지지블록과 결합되어 일체로 승하강되는 결합되는 LM블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정렬부가 포함된 카세트모듈 로드락 장치. - 삭제
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