KR20020010641A - 무균실 내외부에서 기판을 조작하기 위한 장치 - Google Patents

무균실 내외부에서 기판을 조작하기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무균실(15) 내외부에서 기판(11)을 조작하기 위한 장치(10)에 관한 것으로, 특히 상기 장치(10)는 무균실 상황 하에서 박스(13)에 수용되는 기판카셋트(12)를 상기 박스(13) 밖으로 인출하거나 이에 수용할 수 있도록 하는 록킹이송장치(locking transfer device), 및 상기 기판(11)을 상기 카세트(12)에 수용하거나 이로부터 인출될 수 있도록 하는 제1 조작장치(51)를 구비하고 있다. 본 발명에 따르면 다수의 카세트박스(13)들을 위한 저장실(20)은 상기 무균실(15) 바로 위(on) 또는 상부에(above) 위치하며, 상기 록킹이송장치(17)는 상기 저장실(20)과 상기 무균실(15) 사이에 위치하게 됨으로써 공간활용성이 뛰어난 방식으로 여러 가공 및 생산단계들이 배합(combine)될 수 있다.

Description

무균실 내외부에서 기판을 조작하기 위한 장치{DEVICE FOR HANDLING SUBSTRATES INSIDE AND OUTSIDE A CLEAN ROOM}
이러한 기술분야와 관련하여 지금까지 알려진 장치로는 수동 또는 자동으로 카세트(cassette)박스들이 무균실(clean room)로 공급되고, 이에 따라 무균실 내부에서 기판(substrate)이 가공되고, 다음으로 상기 가공된 기판은 카세트 박스에 비치되어 무균실로부터 추가적인 저장소(station)로 이송되게 되는 장치가 있다. 이와 같은 장치에 있어 여러 저장소들의 배열은 공간을 많이 차지하였고, 상기 저장소들 사이에 배치된 조작장치(handling device)는 시간과 비용의 낭비가 심하였다.
상기와 같은 종래의 무균실 내외부에서 기판을 조작하기 위한 장치에서 제기된 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 장치에서는 공간을 절약하는 방식으로 여러 가공 및 생산단계들이 배합되어(combine) 수행되도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 해결하기 위하여 종래 무균실 내외부에서 기판을 조작하기 위한 장치에 본 발명의 특허청구범위 제1항에 기재된 특징이 부가된다.
종래에는 이용되지 않았던 무균실 상부에 저장실이 배치되므로, 공간을 절약하는 방식으로 여러 가공 단계가 통합 또는 배합될 수 있는 무균실 내외부에서 기판을 조작하기 위한 장치가 달성된다. 거리가 짧기 때문에 본 발명의 장치에서는 상당한 시간 절약효과를 얻을 수 있다.
임의의 카세트박스 기판카세트들은 이상적인 방식으로 무균실 내에서 운반, 가공 또는 다른 방식으로 조작되며, 동일하게 또는 새롭게 배열되어 서로 하나의 카세트박스에 다시 비치된 후, 예를 들어 새로 분류되어 저장된다.
본 발명의 특허청구범위 제2항에 따른 특징을 통하여 추가적인 가공단계들 및 이 가공단계들로부터의 시간 절약적인 배합(combination)이 가능하다.
본 발명의 특허청구범위 제3항 내지 제7항 중 하나 또는 여러 특징을 통하여 록킹이송장치(locking transfer device)의 록킹유닛(locking unit)이 얻어지므로 유리하다.
본 발명의 특허청구범위 제8항에 따른 특징을 통하여 상기 기판카세트들 또는 카세트박스들의 간단한 조작을 위한 하나 또는 다수의 승강장치가 얻어진다.
본 발명의 특허청구범위 제9항의 특징에 따르면 상기 무균실 내부에서는 예를 들어 처리(process)과정, 완성과정, 시험과정 및 분류과정과 같은 여러 가공단계들이 단독으로 또는 배합되어 실행된다. 또한 이렇게 됨으로써 시험 및/또는 분류과정에 상응하는 새로운 로트(lot)가 기판들로부터 편성되어 저장실에 비치되게 된다. 더 나아가 본 발명의 특허청구범위 제10항의 특징에 따라서 제1 조작장치가 얻어지게 되므로 보다 바람직하다.
본 발명의 청구범위 제11항에 따르면 상기 저장실에는 다수의 저장소가 구비되어 있는데, 이 저장소들은 록킹유닛 또는 록킹유닛들과 함께 그리고 청구범위 제13항에 따른 카세트박스들을 위한 하나 또는 다수의 입/출구와 함께 제2 조작장치를 통하여 실현될 수 있다. 더 나아가 본 발명의 청구범위 제12항과 제14항 내지 제16항 중 한 항 또는 여러 항의 특징을 통하여 본 발명의 장치가 만들어지는 것이 바람직하다.
본 발명은 특허청구범위 제1항의 전제부에 따른 무균실 내외부에서 기판을 조작하기 위한 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무균실 내외부에서 기판을 조작하기 위한 장치를 나타내는 개략적인 횡단면도,
도 2는 도 1의 화살표 Ⅱ를 따라서 부분 절개한 측면도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 개략적인 횡단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 무균실 내외부의 기판 조작 장치에 대하여 상세히 설명하도록 한다. 도면의 동일한 참조부호는 동일한 기능을 갖는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 무균실 내외부의 기판(11)을 조작하기 위한 장치(10)에 대한 바람직한 실시예를 나타내는 것으로, 도면에서 상기 기판(11)은 카세트(12) 내에 단속적으로 적층되어 있고, 각 카세트(12)는 무균실 상황 하에서 박스(13) 내부에 비치된다.
상기 무균실(15)은 예를 들어 육면체 형상의 하우징(16) 내에 해당되는데, 이 하우징(16)에는 완전히 밀폐되어 있고 하나 또는 다수의 록킹유닛(18)을 갖는 록킹이송장치(17)가 구비되어 있다. 상기 무균실(15)의 하우징(16) 상부에는 하우징(21)이 장착되어 있는데, 이 하우징(21)은 저장실(20)을 포함하거나 저장실(20)의 경계를 이루고 있다. 상기 록킹이송장치(17)는 상기 저장실(20)과 무균실(15) 사이에서 "공기"교환 없이 조작실행이 이루어지도록 한다. 상기 저장실(20)에는 공급 또는 상기 카세트박스(13)들로부터의 인출을 위한 입/출구(22,23)를 폐쇄할 수 있는 하나 또는 다수의 도어(30)가 구비되어 있다. 본 실시예에서 서로 나란히배열된 상기 두 입/출구(22,23)는 상기 하우징(21)의 저면부(24) 가까이에 위치하고 있다. 상기 입/출구(22,23)는 여러 개일 수 있고, 또한 예를 들어 천장(25) 부근과 같은 상기 하우징(21)의 다른 위치에 있을 수 있다. 특히 상기 입/출구(22,23)는 일종의 공급장치를 이용하여 수동 또는 자동으로 조작되는 것이 필요하다.
본 실시예에서 상기 저장실(20)의 하우징(21)은 육면체 형상이고 상대적으로 높으며, 양 측벽(26)(27)을 따라서 상기 카세트박스(13)들을 위하여 종 및/또는 횡으로 단을 이루는 방식의 배열된 저장소(28)가 있다. 상기 종 및/또는 횡으로 단을 이루는 방식의 배열된 저장소(28)(29) 사이에는 상기 카세트박스(13)들을 위한 조작장치(31)가 구비되어 있다. 상기 조작장치(31)는 상기 하우징(21)의 저면(24) 및 천장(25)에 위치한 선형 안내장치(33)(34) 사이에 종방향으로 뻗어있는 원주(32)에 위치한다. 상기 원주(32)의 수직방향으로는 수평으로 움직일 수 있는 굴곡아암 포크(36, fork)가 안내되는데, 이 포크의 단부(37)를 이용하여 예를 들어 상기 카세트박스(13)들의 상부를 잡아서 이 박스들을 이송시킬 수 있다. 상기 조작장치(31)는 세 좌표축으로 이동될 수 있으므로, 상기 카세트박스(13)들은 하나 또는 다수의 입/출구(22)(23)로부터 상기 저장소(28)(29)로 이송될 수 있고 그 반대로도 이송될 수도 있으며, 상기 저장소(28)(29)와 상기 록킹이송장치(17)의 록킹유닛(18) 사이에서 이송될 수 있다.
무균실(15)과 관련한 상기 하우징(16)의 내부에는 이 하우징(16)의 세로방향 일측(41) 상으로 다수의 체임버(42,43,44)가 예를 들어 옆으로 나란히 배열되어 있다. 이 체임버들(42,43,44)은 처리(process)체임버, 완성(finish)체임버, 시험(test)체임버, 식별(identification)체임버 등으로 사용된다. 도면과 관련된 설명과는 별도로 상기 체임버들의 수는 증감될 수 있다. 상기 무균실(15)을 위한 하우징(16)의 일측벽(46) 맞은편에는 하나 또는 다수의 승강장치(47)가 설치되어 있는데, 이 장치(47)들은 록킹장치(17) 록킹유닛(18)의 적용범위 내에 또는 그 하부에 배치되어 있어 있되, 상기 록킹장치(17)들의 록킹유닛(18)들 중 하나에는 항상 승강장치(들)(47)가 구비되어 있다. 상기 승강장치(47)는 기판카세트(12)를 상승시킬 수 있는 스트랜드(48, strand)를 구비하고 있다.
상기 일측벽(46) 쪽에 배열된 체임버들(42,43,44)과 타측벽(46) 쪽에 배열된 하나 또는 다수의 승강장치(47) 사이에는 조작장치(51)가 설치되어 있는데, 이 조작장치(51)는 상기 하우징(16) 저면부에 종 방향으로 설치된 선형 안내장치(53) 상에서 이리저리 움직일 수 있다. 본 실시예에서 상기 조작장치(51)는 수평으로 이동될 수 있는 굴곡아암 그래브(56, grab)를 구비하고 있는데, 이 그래브의 단부(57)에 의하여 상기 기판(11)은 상기 승강장치(47) 위에 위치한 기판카세트(12)의 일측과 하나 또는 다수의 체임버(42,43,44) 사이에서 이송될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서 상기 록킹이송장치(17)의 록킹유닛(17)은 상기 하우징(21)의 저면(24)에 위치하고 있는데, 상기 두 하우징(16)(21)의 중간벽인 이 저면(24)은 상기 하나 또는 다수의 승강장치(47)들의 직상방에 형성되어 있다. 상기 록킹유닛(18)은 원형 덮개(61)를 구비하고 있는데, 이 덮개의 상부에는 각 카세트박스(13) 캡(64)의 하부 테두리부(62)가 밀폐용으로 덮여 있다. 상기 무균실(15) 내로 록킹된 기판카세트(12)를 도입하기 위하여 상기 카세트 저면부(63)는 상기 카세트박스(13)의 캡(64)으로부터 해정되고, 상기 승강장치(47)의 스트랜드(48)에 의하여 들려서 상기 카세트박스(13)를 벗어나 상기 조작장치(51)의 상부에 안치됨으로서, 상기 카세트(12)의 기판(11)은 조작될 수 있다. 다수의 승강장치(47)는 다수의 록킹유닛(48) 부근에 있고, 따라서 동시에 또는 차례로 상기 무균실(15) 내에서 더 많은 기판카세트(12)를 조작하는 것이 가능하여 몇몇 기판카세트(12)들이 다양한 방식으로 새롭게 탑재될 수 있으므로, 새로운 로트(lot)들이 편성될 수 있다. 기판카세트(12)가 해당 카세트박스(13)로 복귀하는 기작은 상기 승강장치(47)에 의하여 앞서 설명한 방식의 역으로 이루어지는데, 이 승강장치에 의하여 상기 카세트저면부(63)는 상기 캡(64)과 함께 괘정된 후, 상기 카세트박스(13)는 상기 조작장치(31)에 의하여 록킹유닛(18)으로부터 저장소(28,29) 또는 입/출구(22,23)로 이송될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 나타내는 것으로, 상기 장치(10')에서 하우징 일측벽 부근의 장소(59')에 승강장치(들)(47')가 있는 것은도 1 및 도 2에 도시된 실시예와 같으나 상기 장소(59')는 저장실(20')과 트여있고, 이를 위하여 무균실(15) 외부에, 뒤바뀐 측벽(65) 안쪽과 면해서는 록킹이송장치(17') 내지 하나 또는 다수의 록킹유닛(18')의 일부분이 구성되어 있다. 본 실시예에서 전체 카세트박스(13')는 조작장치(31')의 도움으로 상기 승강장치(47') 상부로 이송되고, 이 승강장치의 도움으로 상기 측벽(65) 내지 록킹유닛(18')의 영역으로 들어가게 된다. 이를 위하여 상기 승강장치(47')는 하강될 수 있는 저장소(29)로 만들어져 있다.
상기 측벽(65) 내에서 록킹유닛(18')의 수와 록킹도어(66)의 수는 일치하고, 상기 저장실(20')에 대하여 밀폐되는 방식으로 상기 측벽(65) 상의 록킹도어(66) 주변에 위치한 카세트박스(13')가 도킹될 때, 상기 록킹도어는 상기 카세트박스(13')의 측면도어(67)와 함께 개방된다. 상기 도어들(66)(67)이 개방된 후에 상기 기판(11)은 조작되기 위하여 도킹된 박스(13')으로부터 체임버(42',43'44')로 옮겨지고, 다시 동일한 박스(13')로 복귀된다. 하우징의 외측벽과 상기 측벽(65) 사이의 통로(59', corridor)를 따라서 하나 또는 다수의 승강장치(47')가 록킹유닛(18')과 함께 배열될 수 있음은 자명하다. 본 실시예에서 상기 박스(13')는 앞서 설명한 실시예에서와 같이 저면부 상에 있지 않고 기판(11)을 인출하기 위하여 열리는 캡(64') 영역에 위치한다.
도 1 및 도 2에 도시된 장치(10)에 해당하는 도 3에 도시된 장치(10')의 추가적인 구성 요소는 상기 박스(13')의 이송과 관련된 조작장치(31')의 절곡아암 포크(36')가 있는데, 상기 박스(13')의 캡(64')은 그 위로 손잡이(69)가 장착되어 있다.
균등한 장치(10)(10')에서 상기와 같은 방식으로 여러 생산, 가공, 시험, 분류, 식별 단계들은 로트(lot)들의 저장 및 새로운 편성단계를 포함하여 카세트(12)(12') 내의 기판(11)에서 실행된다.

Claims (16)

  1. 무균실 상황 하에서 박스(13)에 수용되는 기판카세트(12)를 이 박스(13) 밖으로 인출하거나 이에 수용될 수 있도록 하는 록킹이송장치(17), 및 기판(11)을 상기 카세트(12)에 수용하거나 이로부터 제거될 수 있도록 하는 제1 조작장치(51)를 구비한 무균실(15) 내외부에서 기판(11)을 조작하기 위한 장치(10)에 있어서,
    상기 무균실(15) 바로 위(on) 또는 상부로는(above) 다수의 카세트박스들(13)을 위한 저장실(20)이 위치하고 있고, 상기 록킹이송장치(17)는 상기 저장실(20)과 무균실(15) 사이에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 무균실 내외부에서 기판을 조작하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 록킹이송장치(17)는 하나 또는 서로 독립적인 다수의 록킹유닛(18)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 무균실 내외부에서 기판을 조작하기 위한 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 각 록킹유닛(18)의 록킹도어는 상기 카세트박스(13)의 일부분(63)(67)에 의하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 무균실 내외부에서 기판을 조작하기 위한 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 록킹이송장치(17)는 상기 저장실(20)의 저면부(24) 내지 상기 무균실(15)의 천장부분에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 무균실 내외부에서 기판을 조작하기 위한 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 록킹도어는 상기 카세트박스(13)의 플랫폼(63)으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 무균실 내외부에서 기판을 조작하기 위한 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 록킹이송장치(17)는 상기 무균실(15)의 일측벽에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 무균실 내외부에서 기판을 조작하기 위한 장치.
  7. 제 3 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 록킹도어(67)는 상기 카세트박스(13)의 캡(64)에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 무균실 내외부에서 기판을 조작하기 위한 장치.
  8. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 록킹유닛(18)에는 각 유닛마다 상기 기판카세트(12) 또는 카세트박스(13)를 위한 하나의 승강장치(47)가 부속되어 있는 것을 특징으로 하는무균실 내외부에서 기판을 조작하기 위한 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무균실(15)에는 처리, 완성, 시험 및 분류와 같은 과정들을 위한 다수의 작업체임버(42,43,44)를 구비하고 있되, 이 체임버들 사이 및/또는 이 체임버들과 하나 또는 다수의 기판카세트(12)의 장소 사이에는 상기 제1 조작장치(51)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 무균실 내외부에서 기판을 조작하기 위한 장치.
  10. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 조작장치(51)는 상기 무균실(15) 저면부(24)와 관련하여 선형 안내장치(53)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 무균실 내외부에서 기판을 조작하기 위한 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저장실(20)은 종 및/또는 횡으로 단을 이루는 방식으로 배열된 저장소(28)(29)를 갖으며, 이 저장소들 사이 및/또는 상기 록킹이송장치(17)의 록킹유닛(18)들 사이 및/또는 상기 저장소(28)(29)들과 록킹유닛(18)들 사이에는 상기 카세트박스(13)들을 이송시킬 수 있는 하나의 제2 조작장치(31)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 무균실 내외부에서 기판을 조작하기 위한 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 조작장치(31)는 바닥 및/또는 천장측에 선형 이송장치(33)(34)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 무균실 내외부에서 기판을 조작하기 위한 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저장실(20)에는 상기 카세트박스(13)들을 위한 하나 또는 다수의 입/출구(22)(23)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 무균실 내외부에서 기판을 조작하기 위한 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 입/출구(22)(23)는 폐쇄될 수 있는 것을 특징으로 하는 무균실 내외부에서 기판을 조작하기 위한 장치.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 입/출구에는 하나의 수동 또는 자동 공급장치가 부속되어 있는 것을 특징으로 하는 무균실 내외부에서 기판을 조작하기 위한 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조작장치들(31)(51)은 하나의 포크유닛(fork unit) 또는 그래브유닛(grab unit)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 무균실 내외부에서 기판을 조작하기 위한 장치.
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