KR200309724Y1 - 자재 저장용기(박스, 파드 또는 카세트 등) 내부의 자재 상태를 검색하는 스캐너장치 - Google Patents

Abstract

개시된내용은반도체 웨이퍼, 래티클 또는 유리기판 등을 저장하고 있는 저장용기(박스, 파드(POD) 또는 카세트) 내부의 자재(웨이퍼, 래티클 또는 유리기판) 상태를 검색하는 스캐너장치에관한것이다.

이스캐너장치는개방된저장용기(박스, 파드 또는 카세트 등)내의자재(웨이퍼, 래티클 또는 유리기판) 상태를검사하기위한투수과형의 광학센서(수광부: 211, 발광부: 212),광학센서를 고정하고 박스 혹은 파드 내부로 삽입시키는 회전형 스캐닝 암(Arm)(200, 202), 스캐닝 암(200, 202)과 구동부(310)를 부착시키는 꺽음쇠형의고정 프레임(100),및상기스캐닝 암(200, 202)을 회전시키는소정의 동력원(300)과 동력을 전달하는 구동부(310)를 포함한다.

Description

자재 저장용기(박스, 파드 또는 카세트 등) 내부의 자재 상태를 검색하는 스캐너장치 {Scanner device to scan material status of inside of material storage box(Box, POD or Cassette)}

반도체 또는 평판 디스플레이 소자 제조 공정 등에서 자재(웨이퍼, 래티클 또는 유리기판 등)를 로봇 등의 자동화된 반송장치를 이용하여 취급하게 된다. 이러한 경우 일반적으로 자재는 보관, 이송 등의 편의와 파티클을 차단하는 국부청정 상태를 위해 소정의 용기(박스, 파드 혹은 카세트 등)에 저장된 상태로 존재한다.

이러한 저장용기(박스, 파드 혹은 카세트 등)로부터 자동화된 반송장치를 이용하여 자재(웨이퍼, 래티클 또는 유리기판 등)를 안전하고 정확하게 취급하기 위해서는 저장 용기 내의 정보가 필요하게 된다. 종래의 기술은 이러한 정보를 검색하기 위해 알려진 바와 같이 별도의 장치를 로봇 등에 장착하여 이용하였다.

본 고안은 이러한 정보를 빠르고 정확하게 검색하기 위한 자재 저장용기(박스, 파드 혹은 카세트 등)를 개방하는 시점에 내부의 자재 상태를 검색하는 새로운 방식의 스캐너장치에 관한 것이다.

일반적으로자재 저장용기(박스, 파드 혹은 카세트 등) 내부의 자재 상태를 검색하는 스캐너장치는첨부도면도1과 도 2에서 도시하는바와 같이소정의수용공간을갖고상면이개방된고정 프레임(100)과,이고정 프레임(100)의수용공간에서회전하는스캐닝 암(Arm)(200, 202)으로이루어진다.

스캐닝 암(Arm)(200, 202)은투수과형 광학센서(211, 212)를 포함하고 있으며, 알려진바와 같이소정의전원공급으로전방자재(웨이퍼, 래티클 또는 유리기판 등)의 적재상태를검색한다.자재의상태 정보라 함은 자재가 용기 내에 존재해 있는 위치와 놓여진 상태가 정상적인지에 관한 것이며, 비정상 상태인 경우는 자재가두 장겹쳐져있다든가 혹은 자재가경사지게수용되어있는등의상태를 말한다.

이것을검출하기 위해 소정의투수과형 광학센서혹은신호주사로형태를판단하는장치 등이적용된다.구체적인검출구조는일반적이므로생략한다.

이와 같은광학센서(211, 212)가 장착된 스캐닝 암(200, 202)은고정 프레임(100) 내에서전방을향하여소정각도회전한뒤상기한검출작동을개시한다.이를위하여스캐닝 암(200, 202)은고정 프레임내벽에설치된구동부(310, 312)로부터 동력을 전달 받아 회전 운동을 한다.

스캐닝 암(200, 202)의 회전 운동은고정 프레임(100)의안쪽에 장착된 소정의 동력원(300)으로부터 발생한 동력을 동력원 풀리(302)와 동력전달 벨트(320)를 통해 구동부(312)에연결된 구동부 풀리(310)로 전달하여 회전 운동이 이루어진다.

본 고안의 스캐너장치는 두 개의 스캐닝 암(Arm)(200, 202)에 각각 수광부(211)와 발광부(212)로 이루어져 있는 투수과형 광학센서가 장착되어 있으며, 정상적인 자재의 검출을 위해 이들 센서는 서로 정확히 마주보고 있어야 한다. 이것은 각 센서가 장착된 스캐닝 암이 정확한 위치로 이동하게 함으로써 가능하다.

본 고안의 스캐너장치는 이를 위해 각각의 스캐닝 암(200, 202)이 정확한 위치로 이동할 수 있도록 하는 위치 감지 센서(221, 222)가 고정 프레임(100)에 부착되어 있으며 스캐닝 암의 위치 검출판(204)으로부터 입력신호를 받아 동작을 수행한다. 또한 고정 프레임(100)에 스캐닝 암(200, 202)의 위치를 정밀하게 보정하기 위한 스캐닝 암 위치 보정 장치(103)를 장착하여 스캐닝 암(200, 202)의 정확한 위치 이동을 제공하고자 한다.

한편,상기의 자재(웨이퍼, 래티클 또는 유리기판 등)들이 공기 중의 미세한 이물질(이하 파티클)에 매우 민감하여 자재 저장용기(박스, 파드 또는 카세트)의 개방 시에 사용되는 스캐너장치 사용시 파티클에 대한 자재의 오염이 우려된다.

본 고안의 스캐너장치는 상기와 같은 파티클을제거하여 스캐너장치의 작동으로 인하여 소정의 공정장비들이 청정도유지에방해되지않도록하는데에그목적이있으며, 이를 위해 고정 프레임(100)을 꺽음쇠형으로 설계하여 구동부(310)와 스캐닝 암(200, 202)을 공간적으로 격리하였다. 또한 첨부 도면 도 1에서 보는 바와 같이 구동부 파티클 차단 덮개(101)를 사용하여 파티클의 발생 가능성이 있는 구동부를 소정의 구조로 밀폐하여 상기와 같은 파티클 발생을 차단하는 구조와 더불어 파티클 발생을 차단하는 스캐너장치를 제공하고자 한다.

도1은본 고안 스캐너장치의 전면 사시도,

도2는본고안 스캐너장치의동작 상태 사시도,

도3은본고안 스캐너장치의후면 사시도,

도 4는 본고안 스캐너장치의구동부 확대 사시도,

도 5는 본고안 스캐너장치의스캐닝 암(Arm) 확대 사시도.

※도면의주요부분에대한부호의설명

100: 꺽음쇠형고정 프레임,101: 구동부 파티클 차단 덮개

103: 스캐닝 암 위치 보정 장치,200: 스캐닝 암(상단)

202: 스캐닝 암(하단),204: 스캐닝 암 위치 검출판

211: 광학센서(수광부),212: 광학센서(발광부)

221: 위치 검출 센서(정방향),222: 위치 검출 센서(역방향)

230: 광학센서 증폭기,300: 동력원(모터)

302: 모터 풀리,304: 모터 고정 브라켓310: 구동부 풀리,312: 구동부 고정 브라켓320: 동력전달 벨트

본고안의상기한목적은자재 저장용기(박스, 파드 또는 카세트 등) 내부의 자재 상태를 검색하는 스캐너장치에있어서,개방된자재 저장용기내부를향하여자재(웨이퍼, 래티클 또는 유리기판 등)의적층 상태를검사하기위한스캐닝 암(200, 202);꺽음쇠형의 고정 프레임(100);및상기고정 프레임(100)내부에서소정의동력으로회전작동하며,상기스캐닝 암과연결되는이동수단을포함하는스캐너장치로서달성된다.

본고안에따른상기고정 프레임(100)은스캐닝 암(200, 202)과이동수단의연결부가회전가능하도록상기고정 프레임상면에길게개방되어있으며,그개구부를따라소정의연질차단부재를더구비함이바람직하다.

본고안에따른상기이동수단은동력원(300)의 회전축에 연결된 풀리(302) 축과 구동부(312)의 풀리(310) 축에 연결된 벨트(320)를 통해 회전력이 전달되는 것이바람직하고,이구동부(312)의 회전축은 파티클을 차단하기 위한 베어링을 통해 스캐닝 암(200, 202)에 연결되는 것이바람직하다.

본고안에따른스캐너장치는상기고정 프레임(100)내부에잔류하는파티클이 전방 자재 쪽으로 유입되지 못하도록 소정의구조적 격리와 구동부 파티클 차단 덮개(101)를 구비하여 작동이수행되므로발생 파티클의외부유출이거의차단된다.

이하본고안의바람직한실시 예를첨부도면에의거구체적으로설명한다.

첨부도면 중도1은본고안스캐너장치의 전면 사시도이다.

상기도면에서도시하는바와 같이본고안은크게개방된자재 저장용기(박스, 파드 또는 카세트 등)내부를향하여자재(웨이퍼, 래티클 또는 유리기판 등)의적층상태를검사하기위해투수과형의 광학센서(211, 212)를 포함하는 스캐닝 암(Arm)(200, 202)과,이스캐닝 암(200, 202)을받치고있는고정 프레임(100)과,고정 프레임(100) 내부에위치하는구동부(312)로이루어진다.

스캐닝 암(200, 202)은 내재된 광학센서(211, 212)의정밀한 위치조절이 가능하도록 상단(200)과 하단(202)의 2단 구조로 구성되어 있으며, 기능은이미앞에서설명한바와 같이공지된자재(웨이퍼, 래티클 또는 유리기판 등) 적층상태검사장치를그대로적용하는것이므로상세한설명은생략한다.다만보다 상세한 설명은 첨부도면 도5의 스캐너장치의스캐닝 암(Arm) 확대 사시도에 대한 설명을 참조하기 바란다.

고정 프레임(100)은꺽음쇠형의 프레임 구조로서 기본적으로 스캐너장치의 구동 시에 스캐닝 암 끝단에서 진동이 발생하지 않도록 단단히 고정 시키는 역할을 하며,자재 저장용기(박스, 파드 또는 카세트 등)의 개방장치와 함께 외관 커버로 덮여밀폐구조를갖는다.이고정프레임(100)의상면에는스캐닝 암(200, 202)이 작동하는 개구부가형성될 수 있다.이고정 프레임(100)에는각종 전선 등을 고정할 수 있는 구멍이 나있으며구동부 파티클 차단 덮개(101)가구비된다.

첨부도면 중도2는본고안 스캐너장치의동작 상태 사시도이다.

이도면은 본 고안의 스캐너장치가 구동되어 스캐닝 암(200, 202)이 자재 저장용기(박스, 파드 또는 카세트 등)의 내부로 펼쳐진 상태를 나타내고 있다. 이 상태에서 본 고안의 스캐너장치가 저장용기(박스, 파드 또는 카세트 등)의 상,하로 이동하는 경우, 스캐닝 암(200, 202)의 끝단에 위치한 수광부(211)와 발광부(212) 사이에 자재(웨이퍼, 래티클 또는 유리기판 등)가 놓여지게 되면 상기한 정보를 추출할 수 있다.

첨부도면 중도3은본고안 스캐너장치의후면 사시도이다.

이 도면에서 고정 프레임(100) 하단부는 본 고안의 스캐너장치가 구동하기 위해 개방되는 개구부와 차단되어 격리되며, 이곳에 광학센서(211, 212)로부터 전해지는 각종 신호들이 걸러지고 증폭되는 광학센서 증폭기(230)가 위치한다. 또한 스캐닝 암(200, 202)의 구동을 위한 동력원(300)과 동력 전달을 위한 구동부(310, 312)와 동력원으로부터 구동부(310, 312)로 동력을 전달하는 벨트(320)가 부착되어 있다.

첨부도면 중도4는본고안 스캐너장치의구동부 확대 사시도이다.

이도면에서나타낸 바와 같이 동력원인 모터(300)는 모터 고정 브라켓(304)을 통해 고정 프레임(100)에 부착되며 상단에는 개구부를 통해 파티클이 전달되는 것을 방지하기 위한 파티클 차단 덮개(101)가 씌워진다.

동력원인 모터(300)의 축에는 도면에서 보는 바와 같이 모터 풀리(302)가 부착되며, 이 모터 풀리(302)와 스캐닝 암(200, 202)에 직접 연결된 구동부 풀리(310) 사에 동력을 전달하는 동력전달 벨트(320)가 연결된다. 스캐닝 암(200, 202)의 숨겨진 하단부는 구동부 고정 브라켓(312)에 의해 고정 프레임(100)에 부착되며 이 축의 끝단에 구동부 풀리(310)가 고정된다. 한편 동력전달 벨트(320)는 자체로 상당한 인장력을 가지고 있으며 이것이 알려진 바와 같이 기계적인 헐거움이나 반동을 완충한다. 상기한 스캐닝 암(200, 202)의 스캐닝 암 위치 보정 장치(103)도 동력전달 벨트(320)의 이러한 특성으로 인하여 그 정확한 효과를 발휘할 수 있게 된다.

첨부도면 중도4는본고안 스캐너장치의스캐닝 암(Arm) 확대 사시도이다.

스캐닝 암(200, 202)은 도면에서 보인 바와 같이 구동 상태에서 서로 마주보는 광학센서(211, 212)의정밀한 위치조절을 위해 상단(200)과 하단(202)의 2단 구조로 구성되었다. 알려진 바와 같이 광학의 특성상 이러한 조절기능은 매우 중요하며 구체적인 조절방법은 일반적이므로 생략하기로 한다.

상기한 스캐닝 암(200, 202)의 2단 구조가 광학센서(211, 212)의 수직방향 조절을 위한 것이라면 수평방향의 조절기능으로는 다음과 같은 두 가지가 있다.

첫째는 도 5에서 보인 바와 같이 스캐닝 암(200, 202)의 정방향 위치 검출 센서(221)와 역방향 위치 검출 센서(222)이다. 이들은 각각 스캐닝 암(200, 202)이 회전할 경우 스캐닝 암 반대편 끝단에 부착된 스캐닝 암 위치 검출판(204)을 감지하여 스캐닝 암(200, 202)이 정확한 위치에 멈추도록 한다.

둘째는 도 5에서 보인 바와 같이 역방향 위치 검출 센서(222) 바깥에 위치한 스캐닝 암 위치 보정 장치(103)를 이용하여 상기한 첫 번째 방법으로 스캐닝 암(200, 202)이 구동한 후 수평방향으로 정밀한 보정을 수행할 수 있다.

이와 같은구조로이루어진본발명의작동을설명한다.

자재 저장용기(박스, 파드 또는 카세트 등)을개방한도어수용체가하강을개시하는순간본 고안 스캐너의 동력원인 모터(300)가작동한다.모터(300)의구동으로축에 고정된 모터 풀리(302)가 회전하고 이것은 동력전달 벨트(320)를 통해 구동부 풀리(310)로 전달된다. 이 구동부 풀리(310)는 구동부 고정 브라켓(312)으로 고정된 스캐닝 암(200, 202)에 직접 연결되어 스캐닝 암(200, 202)을 회전 이동 시킨다.

이후수평, 수직 방향으로 정렬된 광학센서의 수광부(211)와 발광부(212)가 도어수용체의하강속도를조절해가면서저장용기내부의자재를차례차례검사하며하강한다.

본고안의스캐너장치는투수과형의 광학센서를 포함하여 스캐닝 암을 직접 자재 저장 용기에 삽입시키는 방식이므로 굴절률이 높은 자재나 두께가 아주 얇은 박막형태의 자재도 쉽게 상태를 검출할 수 있어 종래의 다른 방식보다 높은 신뢰도와 정확도를 제공하며, 구동부의 동력이 벨트에 의해 직접 전달되므로 보다 빠른 동작 속도를 제공한다. 따라서 본 고안의 스캐너장치를 사용할 경우 전체 설비의 효율을 극대화 할 수 있을 것으로 기대된다.

또한 본고안의스캐너장치는종래와달리고정 프레임 내측에서직접 동력을전달 받는것이아니라분리, 밀폐된고정 프레임내측에서동력이 구동부로 전달되도록 함과동시에외측에서스캐닝 암만이동 가능하게함으로써고정 프레임 내측의작동 순간발생되는미세한파티클이외측으로누출되지 않도록 하였다. 따라서 본 고안의 스캐너장치를 사용함으로써 자재가 파티클에 오염되는 것을 방지하는 효과가 기대된다.

Claims (6)

1. 자재 저장용기(박스, 파드 또는 카세트 등) 내부의 자재(웨이퍼, 래티클 또는 유리기판 등) 상태를 검색하는 스캐너장치에있어서,

   개방된저장용기내부를향하여자재 상태를검사하기위한스캐닝 암;

   개구부를형성한고정 프레임;및

   상기고정프레임내부에서소정의동력으로회전작동하며,상기개구부를통하여스캐닝 암과연결되는이동수단을포함하는자재 저장용기(박스, 파드 또는 카세트 등) 내부의 자재(웨이퍼, 래티클 또는 유리기판 등) 상태를 검색하는 스캐너장치.
2. 제1항에있어서,

   상기 회전형 스캐닝 암의 투수과형 광학센서를 포함한 2단 조절 구조가 부착된 것을 특징으로 하는 자재 저장용기 내부의 자재 상태를 검색하는 스캐너장치.
3. 제1항에있어서,

   상기고정프레임의파티클 차단 및 진동을 흡수하기 위한 꺽음쇠형의 형상과 구동부의 파티클을 차단하기 위한 파티클 차단 덮개가 부착된 것을 특징으로 하는 자재 저장용기 내부의 자재 상태를 검색하는 스캐너장치.
4. 제2항에있어서,

   스캐닝 암 위치 보정 장치를 이용해 상기저장용기 내부로 삽입되는 스캐닝 암의 정밀한 위치 보정이 가능한것을특징으로하는자재 저장용기 내부의 자재 상태를 검색하는 스캐너장치.
5. 제1항에있어서,

   상기고정 프레임의 하단에 부착되어 동력원으로부터 발생한 회전력이 인장력이 있는 벨트를 통해 구동부로 전달되는 구조가 특징인자재 저장용기 내부의 자재 상태를 검색하는 스캐너장치.
6. 제2항에있어서,

   스캐닝 암 위치 검출판을 이용하여 스캐닝 암을 정확한 위치로 구동하는 것이 특징인자재 저장용기 내부의 자재 상태를 검색하는 스캐너장치.