KR20030026651A - 반도체용 웨이퍼 카세트의 파지 여부를 감지하는 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파지 장치가 반도체 웨이퍼의 카세트 또는 바스켓 등을 정확히 파지하였는지의 여부를 감지하는 장치에 관한 것으로, 본 발명의 반도체용 웨이퍼 카세트의 파지 여부를 감지하는 장치는 상부에는 감지용 자석이 설치되고, 하부에는 파지용 로봇 아암의 파지부재가 대상물을 파지할 때 대상물과 접촉되는 접촉부가 형성되며, 파지부재의 측면에 결합된 고정 브라켓에 회전가능하게 결합된 회전부재; 파지부재가 대상물의 파지 상태를 해제하면, 회전부재를 원위치로 복귀시키는 수단; 및 고정 브라켓의 상부에 장착되고, 회전부재의 회전에 의해 감지용 자석의 움직임을 감지하는 자기센서를 포함한다.

Description

반도체용 웨이퍼 카세트의 파지 여부를 감지하는 장치{Device for sensing whether a semicondutor wafer cassette is gripped}

본 발명은 반도체 장비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파지 장치가 반도체 웨이퍼의 카세트 또는 바스켓을 정확히 파지하였는지의 여부를 감지하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조 공정에 있어, 반도체 웨이퍼를 각 공정 설비의 적절한 위치로 투입하거나 각 공정 설비로부터 반출하여 이송하기 위하여 다수의 반도체 웨이퍼가 수납된 카세트 또는 바스켓을 파지하도록 웨이퍼 카세트 파지용 로봇 아암이 제공된다.

이러한 웨이퍼 카세트 파지용 로봇 아암은 도 1에 도시된 바와 같이, 구동부(10)가 수용된 하우징(11)과, 서로 평행하게 하우징(11)의 전방으로 연장하는 한쌍의 구동축(12)과, 각 구동축(12)에 설치된 파지부재(16)를 포함하고 있다. 한 쌍의 구동축(12)은 구동부(10)에 의해 서로 반대 방향으로 회전되며, 이에 따라 구동축(12)에 설치된 한 쌍의 파지부재(16)가 벌어졌다 오르려졌다 하면서 그 사이에 위치된 웨이퍼 카세트(C)를 파지하거나 해제한다.

한편, 이러한 파지용 로봇 아암의 파지부재가 작업자의 실수 또는 그외의 오동작으로 인해 웨이퍼 카세트 또는 바스켓 등을 정확하게 파지하지 못하면, 파지용 로봇 아암에 의해 카세트가 다음 공정으로 이송되는 도중에 파지부재로부터 이탈됨으로써, 웨이퍼 및 카세트가 막대한 손상을 입게 된다.

따라서, 이러한 문제점을 방지하기 위하여 웨이퍼 카세트가 정확히 파지되었는지의 여부를 감지하는 것이 필요하였다.

이러한 웨이퍼 카세트의 파지 여부를 감지하는 종래의 장치는 핀 형식의 리드 스위치 등과 같은 접촉식 스위치를 이용한 장치가 있었다. 이러한 종래의 접촉식 스위치를 이용한 장치는 파지 부재의 카세트를 파지하는 부분에 형성된 리드 스위치의 핀과, 카세트의 일측에 형성된 테프론(Tefron)과 같은 부식 방지 재질이 도포된 접촉부로 이루어진다.

파지 부재가 카세트와 접촉하면, 파지 부재의 리드 스위치 핀이 카세트의 접촉부에 접촉함과 동시에 소정각도(대략 2~3°)로 휘어져 카세트의 파지 여부를 감지한다.

또한, 웨이퍼 카세트의 파지 여부를 감지하는 다른 장치로는 포토 센서, 레이저 센서, 화이버 센서 등과 같은 광센서를 이용한 장치가 있었다. 이러한 광센서를 이용한 장치는 세정장비 등과 같은 공정 설비에 별도로 장착된 지지대에 부착된 광센서의 빛 반사 작용에 의해 웨이퍼 카세트의 정확한 파지 여부를 감지한다.

하지만, 이러한 종래의 접촉식 스위치를 이용한 장치는 크기가 다른 카세트를 파지하는 경우에, 파지 부재의 리드 스위치 핀이 휘어지는 각도가 허용 범위(대략 2~3°)를 벗어나게 되어 감지가 잘 되지 않거나 리드 스위치 핀이 파손되는 등의 다양한 요구 조건을 수용하지 못하는 단점이 있었다.

또한, 광센서를 이용한 장치는 세정장비 등과 같은 공정 설비에 장착되어 화학 약품에 대한 부식력에 대응하도록 테프론 등이 도포된 광센서를 이용하여야 하므로 매우 고가인 점에서 경제적 효과가 떨어지는 단점이 있었다. 또한, 카세트의파지 위치 및 각도에 민감하기 때문에 오동작이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 카세트의 정확한 파지 여부를 감지하는 각도가 다양하여 크기가 다른 카세트를 파지할 경우 등의 다양한 요구를 수용할 수 있는 반도체용 웨이퍼 카세트의 파지 여부를 감지하는 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 그 감지각도의 민감도에 대한 오류를 방지할 수 있으며, 그 제조비용이 저렴하여 경제적 효과가 뛰어난 반도체용 웨이퍼 카세트의 파지 여부를 감지하는 장치를 제공하는 데 그 다른 목적이 있다.

도 1은 일반적인 웨이퍼 카세트 파지용 로봇 아암을 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 반도체용 웨이퍼 카세트의 파지 여부를 감지하는 장치가 장착된 파지용 로봇 아암을 도시한 도면.

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 반도체용 웨이퍼 카세트의 파지 여부를 감지하는 장치의 부분 단면도.

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 취한 반도체용 웨이퍼 카세트의 파지 여부를 감지하는 장치를 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 반도체용 웨이퍼 카세트의 파지 여부를 감지하는 장치의 사용 상태도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 회전부재21 : 자기센서

22 : 복귀부재23 : 복귀용 자석

40 : 고정 브라켓

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체용 웨이퍼 카세트의 파지 여부를 감지하는 장치는 상부에는 감지용 자석이 설치되고, 하부에는 파지용 로봇 아암의 파지부재가 대상물을 파지할 때 대상물과 접촉되는 접촉부가 형성되며, 파지부재의 측면에 결합된 고정 브라켓에 회전가능하게 결합된 회전부재; 파지부재가 대상물의 파지 상태를 해제하면, 회전부재를 원위치로 복귀시키는 수단; 및 고정 브라켓의 상부에 장착되고, 회전부재의 회전에 의해 감지용 자석의 움직임을 감지하는 자기센서를 포함한다.

바람직하게는, 복귀 수단은 회전부재의 상부에 장착된 자성체 재질의 복귀부재; 및 파지부재의 카세트 파지 상태가 해제되면, 회전부재를 원위치로 복귀시키도록 복귀부재를 자력에 의해 끌어당기도록 고정 브라켓에 장착된 복귀용 자석을 포함한다.

바람직하게는, 복귀 수단은 고정 브라켓에 장착된 복귀용 자석이며, 회전부재는 그 자체가 자성체 재질로 이루어져 복귀용 자석의 자력에 의해 끌어당겨진다.

바람직하게는, 복귀 수단은 회전 이동된 회전 부재를 원위치로 복귀시키기 위하여 고정 브라켓과 회전 부재를 상호 탄성연결하는 스프링과 같은 탄성부재로 이루어진다.

바람직하게는, 회전부재는 그 하부에 형성된 접촉부의 무게중심의 이동을 더욱 용이하게 하기 위해 접촉부에 결합된 무게추를 더 구비한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체용 웨이퍼 카세트의 파지 여부를 감지하는 장치를 도시한다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 반도체용 웨이퍼 카세트의 파지 여부를 감지하는 장치는 고정 브라켓(40)과, 회전부재(20)와, 자기센서(21)와, 복귀부재(22)와, 복귀용 자석(23)을 포함한다.

고정 브라켓(40)은 웨이퍼 카세트 파지용 로봇 아암(30)의 파지부재(30a)의 측면에 볼트 등과 같은 체결구 또는 용접 등의 결합수단에 의해 결합된다. 고정 브라켓(40)은 말굽형상으로 형성되어 그 내측면에 공간부가 형성된다. 한편, 고정 브라켓(40)은 상, 하부가 별도로 제작되어 볼트 등과 같은 체결구를 통해 일체로 고정될 수도 있다.

회전부재(20)는 그 중간부분에서 절곡되어진 형상으로 형성되고, 그 절곡된부분의 한 지점이 힌지핀에 의해 고정 브라켓(40)에 회전가능하게 힌지결합되고, 회전부재(20)는 이러한 힌지결합된 힌지점(20b)을 기준으로 그 상부 및 하부로 구분된다. 이러한 회전부재(20)의 상부는 고정 브라켓(40)의 내측면의 공간부에서 회전한다. 회전부재(20)는 그 상단부에 감지용 자석(20a)이 내장되어 있고, 그 하단부에 돌출된 접촉부(20c)가 형성된다. 바람직하게는, 접촉부(20c)의 양측면에는 무게추(20d)가 부착되어 회전부재(20)의 회전 작용에 의한 접촉부(20c)의 무게 중심의 이동을 더욱 용이하게 할 수도 있다.

자기센서(21)는 그 외부를 화학 약품에 견딜수 있는 PFA(PerFluoroalKoxy) 등과 같은 부식 방지 재질의 튜브로 감싸여 있으며, 고정 브라켓(40)의 상부에 형성된 관통공에 삽입되어 설치된다.

복귀부재(22)는 철, 니켈, 코발트, 또는 이들의 합금과 같은 자성체 재질로 이루어지고, 회전부재(20)의 상부 내측에 내장된다. 한편, 대안적으로는 회전부재(20)의 재질이 철, 니켈, 코발트, 또는 이들의 합금과 같은 자성체 재질로 이루어져, 별도의 자성체 재질의 복귀부재가 필요없을 수도 있다.

복귀용 자석(23)은 복귀부재(22)의 맞은편인 고정 브라켓(40)의 외측면에 장착되어 복귀부재(22)를 그 자체의 자력에 의해 끌어당겨, 회전부재(20)를 원위치로 복귀시킨다.

또한, 대안적으로, 회전부재(20)를 원위치로 복귀시키기 위한 복귀부재(22) 및 복귀용 자석(23)은 고정브라켓(40)과 회전부재(20)를 연결하도록 설치된 스프링(미도시)으로 대체되어 회전부재가 원래 위치로 복귀되는 방향으로 회전부재를 탄력적으로 지지할 수도 있다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 카세트 파지용 로봇 아암(30)이 웨이퍼 카세트(C)를 파지하면, 회전부재(20)의 하단부에 형성된 접촉부(20c)가 웨이퍼 카세트(C)와 접촉하면서 후방으로 회전하게 된다. 그에 따라, 회전부재(20)의 상단부는 힌지점(20b)을 중심으로 전방으로 회전하여 회전부재(20)의 상단부에 내장된 감지용 자석(20a)이 자기센서(21)와 이격된다. 자기센서(21)는 이러한 이격된 순간의 움직임을 감지하여 파지용 로봇 아암(30)의 작동제어부(미도시)로 그 파지 감지신호를 전송하여 파지용 로봇 아암(30)의 파지부재(30a)가 카세트(C)를 정확히 파지하였음을 인식시킨다. 이에 따라, 파지용 로봇 아암(30)이 다음 공정을 실행하도록 한다.

다음, 도 5b에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 카세트 파지용 로봇 아암(30)이 웨이퍼 카세트(C)를 해제하면, 접촉부(20c)가 카세트(C)로부터 분리된다. 고정 브라켓(40)의 외측면에 장착된 복귀용 자석(23)이 회전부재(20)의 상부 내측에 내장된 복귀부재(22)를 잡아 당김과 동시에 회전부재(20)의 접촉부(20c)의 중력 작용에 의해 회전부재(20)는 원위치로 복귀된다. 이에 따라, 회전부재(20)의 감지용 자석(20a)이 자기센서(21)와 근접한 상태가 되어 자기센서(21)는 그 해제 감지신호를 파지용 로봇 아암(30)의 작동제어부(미도시)로 전송하여 파지용 로봇 아암(30)의 파지부재(30a)가 카세트(C)를 해제하였음을 인식시킨다.

상기와 같은 본 발명은 카세트의 정확한 파지 여부를 감지하는 각도가 다양하여 그 크기가 다른 카세트를 파지할 경우 등의 다양한 요구를 수용할 수 있는 매우 뛰어난 효과가 있다.

또한, 그 감지각도의 민감도에 대한 오류를 방지할 수 있으며, 그 제조비용이 저렴하여 경제적 효과가 뛰어난 장점이 있다.

이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다.

Claims (5)

1. 상부에는 감지용 자석이 설치되고, 하부에는 파지용 로봇 아암의 파지부재가 대상물을 파지할 때 상기 대상물과 접촉되는 접촉부가 형성되며, 상기 파지부재의 측면에 결합된 고정 브라켓에 회전가능하게 결합된 회전부재;

   상기 파지부재가 대상물의 파지 상태를 해제하면, 회전이동된 상기 회전부재를 원위치로 복귀시키는 수단; 및

   상기 고정 브라켓의 상부에 장착되고, 상기 회전부재의 회전에 의해 상기 회전부재의 감지용 자석의 움직임을 감지하는 자기센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체용 웨이퍼 카세트의 파지 여부를 감지하는 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 복귀 수단은 상기 회전부재의 상부에 장착된 자성체 재질의 복귀부재; 및

   상기 파지부재의 대상물 파지 상태가 해제되면, 상기 회전부재를 원위치로 복귀시키도록 상기 복귀부재를 자력에 의해 끌어당기도록 상기 고정 브라켓에 장착된 복귀용 자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체용 웨이퍼 카세트의 파지 여부를 감지하는 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 복귀 수단은 상기 고정 브라켓에 장착된 복귀용 자석이며, 상기 회전부재는 그 자체가 자성체 재질로 이루어져 상기 복귀용 자석의 자력에 의해 끌어당겨지는 것을 특징으로 하는 반도체용 웨이퍼 카세트의 파지 여부를 감지하는 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 복귀 수단은 회전 이동된 상기 회전 부재를 원위치로 복귀시키기 위하여 상기 고정 브라켓과 상기 회전 부재를 상호 탄성연결하는 스프링과 같은 탄성부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체용 웨이퍼 카세트의 파지 여부를 감지하는 장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 회전부재는 그 하부에 형성된 접촉부의 무게중심의 이동을 더욱 용이하게 하기 위해, 상기 접촉부에 결합된 무게추를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체용 웨이퍼 카세트의 파지 여부를 감지하는 장치.