KR20090127474A - 폴리실리콘 에칭 처리장치 - Google Patents

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KR20090127474A
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Abstract

폴리실리콘 에칭 처리장치가 개시된다. 본 발명의 폴리실리콘 에칭 처리장치는, 에칭 처리액이 담긴 복수 개의 처리조; 다수의 폴리실리콘이 담긴 바스켓을 파지하는 복수 개의 그리퍼; 및 그리퍼에 의해 파지된 바스켓이 복수 개의 처리조에 순차적으로 위치하도록, 복수 개의 그리퍼를 순환 이송시키는 주행 레일을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 각각의 처리조에서 수행되는 공정들 간의 택트 타임(tack time)의 차이로 인해 적어도 하나의 처리조에서 해당 공정이 일정 시간 동안 중단되는 것을 방지하여 전체 시스템의 택트 타임을 감소시킬 수 있다.
폴리실리콘, 에칭, 그리퍼, 주행 레일, 이송 가이드

Description

폴리실리콘 에칭 처리장치{ECHING APPARATUS FOR POLY SILICON}
본 발명은, 폴리실리콘 에칭 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 폴리실리콘 표면에 형성된 금속성 막을 깎아내는 공정을 수행하는 폴리실리콘 에칭 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 폴리실리콘은 입자형 또는 막대형으로 제조되데, 이러한 폴리실리콘을 불순물 오염을 방지할 수 있는 분위기 조건으로 고품질 석영재질의 도가니에서 용융시킨 다음, 잉곳 제조 및 슬라이싱(slicing) 과정을 거치면 반도체용 기판 또는 태양전지용 기판을 제조할 수 있다.
한편, 폴리실리콘은 그 제조 과정에서 금속성분이 그 표면에 응집되어 금속성 막이 형성되는데, 이러한 폴리실리콘 표면에 형성된 금속성 막은 최종적으로 제작되는 기판의 순도를 떨어뜨리는 요인으로 작용한다. 따라서 폴리실리콘을 에칭 처리액이 담긴 처리조에 집어넣어 폴리실리콘 표면에 형성된 금속성 막을 깎아내는 에칭 공정이 요구된다.
위와 같은 폴리실리콘 표면에 형성된 금속성 막을 깎아내는 공정을 수행하는 종래기술에 따른 폴리실리콘 에칭 처리장치는, 통상적으로 소정의 에칭 처리액이 담긴 복수 개의 처리조가 일렬로 마련되고, 컨베이어를 이용하여 다수의 폴리실리콘이 담긴 바스켓을 복수 개의 처리조를 따라 순차적으로 이송시키면서 해당 공정들을 수행한다.
그런데, 종래기술에 따른 폴리실리콘 에칭 처리장치는, 다수의 폴리실리콘이 담긴 바스켓이 컨베이어에 의해 복수 개의 처리조에 순차적으로 이송되기 때문에, 각각의 처리조에서 수행되는 공정들 간의 택트 타임(tack time)의 차이로 인해 적어도 하나의 처리조에서 해당 공정이 일정 시간 동안 중단되는 문제점이 있다.
이러한 공정의 중단은 전체 시스템의 택트 타임을 증가시켜 생산성을 떨어뜨리는 요인이 된다.
본 발명의 목적은, 각각의 처리조에서 수행되는 공정들 간의 택트 타임(tack time)의 차이로 인해 적어도 하나의 처리조에서 해당 공정이 일정 시간 동안 중단되는 것을 방지하여 전체 시스템의 택트 타임을 감소시킬 수 있는 폴리실리콘 에칭 처리장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 에칭 처리액이 담긴 복수 개의 처리조; 다수의 폴리실리콘이 담긴 바스켓을 파지하는 복수 개의 그리퍼; 및 상기 그리퍼에 의해 파지된 상기 바스켓이 상기 복수 개의 처리조에 순차적으로 위치하도록, 상기 복수 개의 그리퍼를 순환 이송시키는 주행 레일을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴 리실리콘 에칭 처리장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 폴리실리콘 에칭 처리장치는, 상기 복수 개의 처리조 각각에 대해 적어도 하나가 마련되며, 상기 바스켓이 상기 에칭 처리액에 잠길 수 있도록 상기 처리조에 위치한 상기 그리퍼를 상하 방향으로 이송시키는 복수 개의 이송 가이드를 더 포함할 수 있다.
상기 그리퍼는, 상기 주행 레일 및 상기 이송 가이드 중 어느 하나와 선택적으로 결합할 수 있다.
상기 그리퍼는, 상기 바스켓을 파지하는 그리핑부; 상기 그리핑부를 수직 방향으로 지지하는 수직프레임; 상기 수직프레임에 일단부가 결합되며, 상기 주행 레일에 타단부가 탈착 가능하게 결합되는 제1 수평프레임; 및 상기 수직프레임에 일단부가 결합되며, 상기 이송 가이드에 타단부가 탈착 가능하게 결합되는 제2 수평프레임을 포함할 수 있다.
상기 제1 수평프레임 및 상기 제2 수평프레임은, 전자 클러치 방식에 의해 상기 주행 레일 및 상기 이송 가이드에 각각 결합될 수 있다.
상기 수직프레임은, 제1 수직프레임; 및 상기 제1 수직프레임에 힌지 결합되어 상기 제1 수직프레임과 상기 그리핑부를 연결하는 제2 수직프레임을 포함하고, 상기 그리퍼는, 상기 수직프레임에 마련되어 상기 제1 수직프레임을 상기 제2 수직프레임에 대해 회동시키는 액추에이터를 더 포함할 수 있다.
상기 액추에이터는, 상기 제1 수직프레임에 제1 브라켓을 통해 고정 결합되는 실린더본체; 및 상기 실린더본체에 대해 신축 가능하며 상기 제2 수직프레임에 제2 브라켓을 통해 결합되는 실린더로드를 포함할 수 있다.
상기 그리핑부는, 상기 수직프레임에 의해 지지되는 그리핑프레임; 상기 그리핑프레임에 이동 가능하게 결합되어 상기 바스켓을 파지하는 복수 개의 그리핑조; 및 상기 그리핑프레임에 마련되어 상기 복수 개의 그리핑조를 전진 및 후진 이동시키는 실린더를 포함할 수 있다.
상기 주행 레일은, 상기 복수 개의 처리조의 상측에 마련되어 타원 형상으로 폐 루프(closed loop)를 이루는 레일부; 및 상기 레일부 상에 결합되는 상기 복수 개의 그리퍼를 순환 이송시키기 위한 구동력을 제공하는 구동부를 포함할 수 있다.
상기 구동부는 상기 레일부의 내측에 배치되는 복수 개의 롤러를 포함할 수 있다.
상기 이송 가이드는 LM 가이드일 수 있다.
상기 복수 개의 처리조는 상기 주행 레일의 주행 방향을 따라 미리 정해진 간격을 두고 배치될 수 있다.
상기 처리조에는 적어도 하나의 초음파발생기가 마련될 수 있다.
상기 처리조에는 적어도 하나의 에어분사노즐이 마련될 수 있다.
본 발명은, 다수의 폴리실리콘이 담긴 바스켓을 파지하는 그리퍼를 순환 이송시키는 주행 레일을 구비함으로써, 다수의 폴리실리콘이 담긴 바스켓을 컨베이어에 의해 일 방향으로 이송시키는 종래기술과 달리, 각각의 처리조에서 수행되는 공정들 간의 택트 타임(tack time)의 차이로 인해 적어도 하나의 처리조에서 해당 공 정이 일정 시간 동안 중단되는 것을 방지하여 전체 시스템의 택트 타임을 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 전체 시스템의 생산성이 향상된다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리실리콘 에칭 처리장치의 개략적인 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 주행 레일의 정면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 그리퍼의 측면도이며, 도 4는 도 1에 도시된 그리퍼의 정면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 폴리실리콘 에칭 처리장치(100)는, 에칭 처리액이 담긴 복수 개의 처리조(110)와, 다수의 폴리실리콘(1)이 담긴 바스켓(10)을 파지하는 복수 개의 그리퍼(120, gripper)와, 그리퍼(120)에 의해 파지된 바스켓(10)이 복수 개의 처리조(110)에 순차적으로 위치하도록 복수 개의 그리퍼(120)를 순환 이송시키는 주행 레일(130)과, 바스켓(10)이 처리조(110)에 담긴 에칭 처리액에 잠길 수 있도록 처리조(110)에 위치한 그리퍼(120)를 상하 방향(Z축 방향)으로 이송시키는 복수 개의 이송 가이드(140)를 구비한다.
도 1을 참조하면, 복수 개의 처리조(110)는, 소정의 에칭 처리액에 수용되며 바스켓(10)에 담긴 다수의 폴리실리콘(1) 표면에 형성된 금속성 막을 깎아내는 에칭 공정 및 에칭 공정 이후에 다수의 폴리실리콘(1)을 세척하는 세척 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 여기서 '에칭 처리액'은 실질적으로 폴리실리콘(1) 표면의 금속성 막을 깎아내기 위한 질산 또는 초산 등의 액체와, 폴리실리콘(1)의 세척 등을 위한 데미 워터(demi water) 등의 액체를 포함하는 의미로 사용된다.
일반적으로 합성 과정을 통해 만들어진 폴리실리콘(1)은 채석장에서 부순 돌조각 형태를 갖는데, 이러한 폴리실리콘(1)은 도가니 등에 담겨져 용융되어 실리콘 잉곳으로 성장된 다음 슬라이싱(slicing) 과정을 거쳐 반도체용 웨이퍼 또는 태양전지용 웨이퍼 등으로 제작된다.
한편, 폴리실리콘(1)은 그 합성 과정에서 금속성분이 그 표면에 응집되어 금속성 막이 형성되는데, 이러한 폴리실리콘(1) 표면에 형성된 금속성 막은 최종적으로 제작되는 웨이퍼의 순도를 떨어뜨리는 요인으로 작용한다. 따라서, 폴리실리콘(1)을 용융시켜 실리콘 잉곳으로 성장시키기 전에, 폴리실리콘(1)을 에칭 처리액이 담긴 처리조에 집어넣어 폴리실리콘(1) 표면에 형성된 금속성 막을 깎아내는 에칭 공정이 요구되는 것이다.
본 실시예에서는, 주행 레일(130)의 주행 방향을 따라 미리 정해진 간격을 두고 4개의 처리조(110)가 배치되는데, 도 1에 도시된 바와 같이, 1차 에칭 공정을 위한 질산(HNO3) 등의 에칭 처리액이 담긴 제1 처리조(111)와, 1차 에칭 공정 후 1 차 세척 공정을 위한 데미 워터(demi water) 등의 에칭 처리액이 담긴 제2 처리조(112)와, 1차 세척 공정 후 2차 에칭 공정을 위한 초산 등의 에칭 처리액이 담긴 제3 처리조(113)와, 2차 에칭 공정 후 2차 세척 공정을 위한 데미 워터 등의 에칭 처리액이 담긴 제4 처리조(114)가 주행 레일(130)의 주행 방향을 따라 순차적으로 배치된다.
이때, 1차 에칭 공정, 1차 세척 공정, 2차 에칭 공정 및 2차 세척 공정의 택트 타임(tack time)은 상호 다르다. 즉, 질산 등을 이용하여 하드 에칭(hard eching)을 수행하는 1차 에칭 공정의 택트 타임이 가장 짧고, 초산 등을 이용하여 소프트 에칭(soft eching)을 수행하는 2차 에칭 공정의 택트 타임이 가장 길다. 1차 및 2차 세척 공정의 택트 타임은 1차 에칭 공정보다는 길고 2차 에칭 공정보다는 짧다.
이에 따라, 본 실시예에서는, 1차 에칭 공정이 수행되는 제1 처리조(111)는 1개의 바스켓(10)을 수용할 수 있는 크기로 제작되며, 2차 에칭 공정이 수행되는 제3 처리조(113)는 4개의 바스켓(10)을 수용할 수 있는 크기로 제작되고, 세척 공정이 수행되는 제2 및 제4 처리조(112,114)는 2개의 바스켓(10)을 수용할 수 있는 크기로 제작된다.
다만, 본 발명에서 처리조의 개수 및 크기, 처리조에 담겨진 에칭 처리액의 종류 등은 전술한 바에 한정되지 아니하고 다양하게 선택 변경될 수 있음은 물론이다.
한편, 복수 개의 처리조(110) 각각에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 초음파발생기(116)와, 적어도 하나의 에어분사노즐(117)이 마련되는데, 이는 처리조(110)에서 수행되는 에칭 공정 및 세척 공정의 효과를 증진시키기 위함이다. 이때, 초음파발생기(116) 및 에어분사노즐(117)의 설치 위치 및 개수는 처리조(110)의 크기 등에 따라 적절하게 선택될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 주행 레일(130)은, 복수 개의 그리퍼(120)가 미리 정해진 간격을 두고 제1 전자 클러치(161, 도 3 참조)에 의해 탈착 가능하게 결합되며, 그리퍼(120)에 의해 파지된 바스켓(10)이 복수 개의 처리조(110)에 순차적으로 위치하도록 복수 개의 그리퍼(120)를 순환 이송시킨다.
주행 레일(130)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 복수 개의 처리조(110)의 상측에 마련되어 타원 형상으로 폐 루프(closed loop)를 이루는 레일부(132)와, 레일부(132) 상에 결합되는 복수 개의 그리퍼(120)를 반시계 방향으로 순환 이송시키기 위한 구동력을 제공하는 구동부(134)를 구비한다. 본 실시예에서 구동부(134)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 레일부(132)의 내측에 배치되는 2개의 구동 롤러(134a)와 2개의 종동 롤러(134b)로 구성된다.
한편, 다수의 폴리실리콘(1)이 담긴 바스켓(10)의 투입 이송 및 배출 이송은, 도 1에 도시된 바와 같이, 투입 컨베이어(170) 및 배출 컨베이어(180)에 의해 수행된다. 즉, 주행 레일(130)의 좌측단부 아래에는 에칭 처리 대상이 되는 다수의 폴리실리콘(1)이 담긴 복수 개의 바스켓(10)을 순차적으로 투입 이송시키기 위한 투입 컨베이어(170)가 마련되고, 주행 레일(130)의 우측단부 아래에는 에칭 처리가 완료된 다수의 폴리실리콘(1)이 담긴 복수 개의 바스켓(10)을 순차적으로 배출 이 송시키기 위한 배출 컨베이어(180)가 마련된다. 이때, 투입 컨베이어(170) 및 배출 컨베이어(180)는, 그 위에 올려진 바스켓(10)이 주행 레일(130)을 따라 순환 이송되는 그리퍼(120)에 의해 파지될 수 있는 위치에 배치되도록, 상하 방향(Z축 방향)으로 이동 가능한 업-다운(up-down) 구조로 이루어진다.
도 1을 참조하면, 이송 가이드(140)는, 각각의 처리조(110)의 위치에서 그리퍼(120)를 상하 방향(Z축 방향)으로 이송시키는 수단으로, 복수 개의 처리조(110) 각각에 대해 적어도 하나가 마련된다. 전술한 바와 같이, 제1 처리조(111)는 1개의 바스켓(10)을, 제3 처리조(113)는 4개의 바스켓(10)을, 제2 및 제4 처리조(112,114)는 2개의 바스켓(10)을 수용할 수 있는 크기로 제작되므로, 본 실시예에서 이송 가이드(140)는 제1 처리조(111)에 대해 1개가 마련되고, 제3 처리조(113)에 대해 4개가 마련되며, 제2 및 제4 처리조(112,114)에 대해 각각 2개가 마련된다.
본 실시예에서 이송 가이드(140)는 상하 방향의 직선 이송이 가능한 LM 가이드로 구현되며, 각각의 처리조(110)의 위치에서 전자 클러치 방식에 의해 그리퍼(120)와 탈착 가능하게 결합한다.
도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 그리퍼(120)는, 다수의 폴리실리콘(1)이 담긴 바스켓(10)을 파지하는 수단으로, 주행 레일(130)을 따라 복수 개가 마련되어 바스켓(10)이 복수 개의 처리조(110)에 순차적으로 옮겨지도록 주행 레일(130)에 의해 순환 이송된다.
그리퍼(120)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 폴리실리콘(1)이 담긴 바 스켓(10)을 파지하는 그리핑부(122)와, 그리핑부(122)를 수직 방향으로 지지하는 수직프레임(124)과, 수직프레임(124)에 일단부가 결합되며 주행 레일(130)에 타단부가 탈착 가능하게 결합되는 제1 수평프레임(126a)과, 수직프레임(124)에 일단부가 결합되며 이송 가이드(140)에 타단부가 탈착 가능하게 결합되는 제2 수평프레임(126b)을 구비한다.
그리퍼(120)의 그리핑부(122)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 다수의 폴리실리콘(1)이 담긴 바스켓(10)을 직접적으로 파지하는 수단으로, 수직프레임(124)에 의해 지지되는 그리핑프레임(122a)과, 그리핑프레임(122a)에 이동 가능하게 결합되어 바스켓(10)을 파지하는 수단으로 전후좌우 방향으로 배치되는 4개의 그리핑조(122b, gripping jaw)와, 그리핑프레임(122a)에 마련되어 4개의 그리핑조(122b)를 전후 방향(Y축 방향)으로 이동시키는 실린더(122c)를 구비한다.
이에 따라, 그리핑부(122)는 실린더(122c)의 작동에 의해 4개의 그리핑조(122b)가 전후방향으로 이동함으로써, 다수의 폴리실리콘(1)이 담긴 바스켓(10)을 파지하거나 풀어줄 수 있게 된다. 다만, 본 발명에서 그리핑부(122)는 다수의 폴리실리콘(1)을 안정적으로 파지할 수 있다면 다양한 구조로 변경될 수 있을 것이다.
그리퍼(120)의 수직프레임(124)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 그리핑부(122)를 수직 방향을 지지하는 수단으로, 수평프레임(126a,126b)이 결합되는 제1 수직프레임(124a)과, 제1 수직프레임(124a)에 힌지 수단(126)에 의해 회동 가능하게 결합되어 제1 수직프레임(124a)과 그리핑부(122)를 연결하는 제2 수직프레 임(124b)을 구비한다.
그리퍼(120)의 제1 수평프레임(126a)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 주행 레일(130)과 결합하는 부분으로, 제1 전자 클러치(161)에 의해 주행 레일(130)과 탈착 가능하게 결합한다. 그리퍼(120)의 제2 수평프레임(126b)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 이송 가이드(140)와 결합하는 부분으로, 제2 전자 클러치(162)에 의해 이송 가이드(140)와 탈착 가능하게 결합한다. 다만, 제1 수평프레임(126a)과 주행 레일(130)의 탈착 결합 구조 및 제2 수평프레임(126b)과 이송 가이드(140)의 탈착 결합 구조는, 전술한 바와 같은 전자 척 혹은 마그네틱 척으로 구성되는 전자 클러치 구조에 한정되지 아니하고 다양한 구조로 선택될 수 있을 것이다.
위와 같은 구성을 갖는 그리퍼(120)는, 주행 레일(130)에 의해 주행 방향을 따라 이송될 때, 제1 수평프레임(126a)과 주행 레일(130)은 상호 결합이 이루어진 상태이고 제2 수평프레임(126b)과 이송 가이드(140)는 상호 결합이 해제된 상태가 된다. 반면, 그리퍼(120)는 이송 가이드(140)에 의해 상하 방향으로 이송될 때, 제1 수평프레임(126a)과 주행 레일(130)은 상호 결합이 해제된 상태이고 제2 수평프레임(126b)과 이송 가이드(140)는 상호 결합이 이루어진 상태가 된다. 즉, 그리퍼(120)는 주행 레일(130) 및 이송 가이드(140) 중 어느 하나와 선택적으로 결합한다. 이에 따라, 그리퍼(120)는 주행 레일(130)에 의해 순환 이송되면서도, 각각의 처리조(110)의 위치에서 이송 가이드(140)에 의해 상하 방향으로 이송되는 것이 가능해진다.
한편, 도 1을 참조하면, 제2 처리조(112)와 제3 처리조(113) 사이에는, 1차 에칭 공정 및 1차 세척 공정을 끝낸 다수의 폴리실리콘(1)이 담긴 바스켓(10)을 파지한 2개의 그리퍼(120)가 대기 상태에 있는데, 이는 제3 처리조(113)에서 수행되는 2차 에칭 공정의 택트 타임이 제2 처리조(112)에서 수행되는 1차 세척 공정의 택트 타임에 비해 상대적으로 길기 때문에 앞선 바스켓(10)에 담긴 다수의 폴리실리콘(1)에 대한 2차 에칭 공정이 완료될 때까지 제2 처리조(112)에서 1차 세척 공정이 일정 시간 동안 중단되는 것을 방지하는 역할을 담당한다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 폴리실리콘 에칭 처리장치(100)는, 복수 개의 그리퍼(120)가 주행 레일(130)에 의해 순환 이송되기 때문에, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 제2 처리조(112)와 제3 처리조(113) 사이에 2개의 그리퍼(120)를 대기 상태, 즉 버퍼링(buffering) 상태에 둠으로써, 각각의 처리조(110)에서 수행되는 공정들 간의 택트 타임의 차이로 인해 적어도 어느 하나의 처리조에서 해당 공정이 일정 시간 동안 중단되는 것을 방지할 수 있는 것이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 그리퍼(120)는, 수직프레임(124)에 마련되어 제1 수직프레임(124a)을 제2 수직프레임(124b)에 대해 회동시키는 액추에이터(125)를 더 구비한다. 본 실시예에서 액추에이터(125)는 공압 실린더로 구현되며, 제1 수직프레임(124a)에 제1 브라켓(151)을 통해 고정 결합되는 실린더본체(125a)와, 실린더본체(125a)에 대해 신축 가능하며 제2 수직프레임(124b)에 제2 브라켓(152)을 통해 결합되는 실린더로드(125b)를 구비한다. 즉, 액추에이터(125)가 작동하여 실린더로드(125b)가 실린더본체(125a)에 대해 신장과 수축을 반복함으로써, 제1 수직프레임(124a)에 힌지 결합된 제2 수직프레임(124b)은 고정 지지되는 제1 수직프레임(124a)에 대해 반복적으로 회동한다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 그리퍼(120)는, 그리핑부(122)와 연결되는 제2 수직프레임(124b)을 고정 지지되는 제1 수직프레임(124a)에 대해 반복적으로 회동시키는 액추에이터(125)를 구비함으로써, 다수의 폴리실리콘(1)이 담긴 바스켓(10)이 각각의 처리조(110)의 에칭 처리액에 잠겨 있을 때 각각의 처리조(110) 내에서 바스켓(10)을 흔들어주는 것이 가능하다. 그 결과, 각각의 처리조(110)에 의한 에칭 공정 또는 세척 공정에서 바스켓(10) 내의 다수의 폴리실리콘(1)이 상호 맞닿아 있는 부분까지 에칭 처리액이 잘 침투되어 에칭 공정 또는 세척 공정의 효과가 향상된다.
위와 같은 구성을 갖는 본 실시예에 따른 폴리실리콘 에칭 처리장치(100)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 주행 레일(130)을 따라 반시계 방향으로 순환 이동되는 그리퍼(120)는, 투입 컨베이어(170)에 의해 정해진 위치로 이송된 폴리실리콘(1)이 담긴 바스켓(10)을 파지한다. 이때, 투입 컨베이어(170)는 그 위에 올려진 폴리실리콘(1)이 담긴 바스켓(10)이 그리퍼(120)에 의해 파지될 수 있는 위치에 배치되도록 위쪽으로 이동한다.
다음으로, 투입 컨베이어(170)에서 폴리실리콘(1)이 담긴 바스켓(10)을 파지한 그리퍼(120)는 주행 레일(130)에 의해 제1 처리조(111)에 위치하도록 이송된 후, 그리퍼(120)는 바스켓(10)이 제1 처리조(111)에 담겨진 에칭 처리액에 잠길 수 있도록 이송 가이드(140)에 의해 아래쪽으로 이송된다. 이때, 그리퍼(120)는 이송 가이드(140)에 의해 상하 방향으로 이송될 수 있도록 전자 클러치 방식에 의해 주행 레일(130)과의 결합이 해제되는 동시에 이송 가이드(140)와의 결합이 이루어진다.
다음으로, 제1 처리조(111)에서 다수의 폴리실리콘(1)에 대한 1차 에칭 공정이 미리 정해진 시간 동안에 수행된다. 이때, 수직프레임(124)에 마련된 액추에이터(125)가 작동하여 제2 수직프레임(124b)을 제1 수직프레임(124a)에 대해 반복적으로 회동시킴으로써, 다수의 폴리실리콘(1)이 담긴 바스켓(10)을 제1 처리조(111) 내에서 흔들어준다. 이와 같이 제1 처리조(111) 내에서 바스켓(10)을 흔들어줌으로써 바스켓(10) 내의 다수의 폴리실리콘(1)이 상호 맞닿아 있는 부분까지 에칭 처리액이 잘 침투되어 결과적으로 에칭 공정의 효과를 향상시킬 수 있는 것이다.
다음으로, 전술한 바와 같은 1차 에칭 공정이 완료되면, 그리퍼(120)는 이송 가이드(140)에 의해 위쪽으로 이송된 후, 주행 레일(130)에 의해 주행 방향을 따라 이송될 수 있도록 전자 클러치 방식에 의해 이송 가이드(140)와의 결합이 해제되는 동시에 주행 레일(130)과의 결합이 이루어진다.
다음으로, 그리퍼(120)는 주행 레일(130)에 의해 1차 세척 공정을 위한 제2 처리조(112), 2차 에칭 공정을 위한 제3 처리조(113) 및 2차 세척 공정을 위한 제4 처리조(114)에 순차적으로 이송되며, 각각의 처리조(112,113,114)에서 전술한 바와 같은 과정들이 수행된다.
다음으로, 제4 처리조(114)에서 2차 세척 공정이 완료되면, 그리퍼(120)는 주행 레일(130)에 의해 배출 컨베이어(180)에 위치하도록 이송된다. 여기서, 그리 퍼(120)는, 전술한 바와 같은 에칭 공정 및 세척 공정이 완료된 다수의 폴리실리콘(1)이 담긴 바스켓(10)을, 배출 컨베이어(180) 상에 올려놓은 상태에서 바스켓(10)에 대한 파지를 해제한다.
여기서, 배출 컨베이어(180)는 그 위에 그리퍼(120)에 의해 파지된 바스켓(10)이 안정적으로 올려질 수 있는 위치에 배치되도록 위쪽으로 이동한 후, 바스켓(10)이 올려진 상태에서 다시 아래쪽으로 이동한다. 그 다음, 다수의 폴리실리콘(1)이 담긴 바스켓(10)은 배출 컨베이어(180)에 의해 외부로 이송되고, 바스켓(10)을 파지하지 않은 상태의 그리퍼(120)는 주행 레일(130)에 의해 다시 투입 컨베이어(170) 쪽으로 이송됨으로써, 본 실시예에 따른 폴리실리콘 에칭 처리장치(100)에 의한 1회의 작업 사이클이 완료된다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 폴리실리콘 에칭 처리장치(100)는, 다수의 폴리실리콘(1)이 담긴 바스켓(10)을 파지하는 그리퍼(120)를 순환 이송시키는 주행 레일(130)을 구비함으로써, 다수의 폴리실리콘(1)이 담긴 바스켓(10)을 컨베이어(미도시)에 의해 일 방향으로 이송시키는 종래기술과 달리, 각각의 처리조(110)에서 수행되는 공정들 간의 택트 타임(tack time)의 차이로 인해 적어도 하나의 처리조에서 해당 공정이 일정 시간 동안 중단되는 것을 방지하여 전체 시스템의 택트 타임을 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 전체 시스템의 생산성이 향상된다.
아울러, 본 실시예에 따른 폴리실리콘 에칭 처리장치(100)는, 각각의 처리조(110) 내에서 다수의 폴리실리콘(1)이 담긴 바스켓(10)을 흔들어주기 위한 액추에이터(125)를 그리퍼(120)에 마련함으로써, 각각의 처리조(110)에 의한 에칭 공정 또는 세척 공정에서 바스켓(10) 내의 다수의 폴리실리콘(1)이 상호 맞닿아 있는 부분까지 에칭 처리액이 잘 침투되어 에칭 공정 또는 세척 공정의 효과를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리실리콘 에칭 처리장치의 개략적인 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 주행 레일의 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 그리퍼의 측면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 그리퍼의 정면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 폴리실리콘 에칭 처리장치
110 : 처리조
120 : 그리퍼
130 : 주행 레일
140 : 이송 가이드
1 : 폴리실리콘
10 : 바스켓

Claims (14)

  1. 에칭 처리액이 담긴 복수 개의 처리조;
    다수의 폴리실리콘이 담긴 바스켓을 파지하는 복수 개의 그리퍼; 및
    상기 그리퍼에 의해 파지된 상기 바스켓이 상기 복수 개의 처리조에 순차적으로 위치하도록, 상기 복수 개의 그리퍼를 순환 이송시키는 주행 레일을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 에칭 처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 처리조 각각에 대해 적어도 하나가 마련되며, 상기 바스켓이 상기 에칭 처리액에 잠길 수 있도록 상기 처리조에 위치한 상기 그리퍼를 상하 방향으로 이송시키는 복수 개의 이송 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 에칭 처리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 그리퍼는,
    상기 주행 레일 및 상기 이송 가이드 중 어느 하나와 선택적으로 결합하는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 에칭 처리장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 그리퍼는,
    상기 바스켓을 파지하는 그리핑부;
    상기 그리핑부를 수직 방향으로 지지하는 수직프레임;
    상기 수직프레임에 일단부가 결합되며, 상기 주행 레일에 타단부가 탈착 가능하게 결합되는 제1 수평프레임; 및
    상기 수직프레임에 일단부가 결합되며, 상기 이송 가이드에 타단부가 탈착 가능하게 결합되는 제2 수평프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 에칭 처리장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 수평프레임 및 상기 제2 수평프레임은,
    전자 클러치 방식에 의해 상기 주행 레일 및 상기 이송 가이드에 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 에칭 처리장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 수직프레임은,
    제1 수직프레임; 및
    상기 제1 수직프레임에 힌지 결합되어 상기 제1 수직프레임과 상기 그리핑부를 연결하는 제2 수직프레임을 포함하고,
    상기 그리퍼는,
    상기 수직프레임에 마련되어 상기 제1 수직프레임을 상기 제2 수직프레임에 대해 회동시키는 액추에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 에칭 처리장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 액추에이터는,
    상기 제1 수직프레임에 제1 브라켓을 통해 고정 결합되는 실린더본체; 및
    상기 실린더본체에 대해 신축 가능하며 상기 제2 수직프레임에 제2 브라켓을 통해 결합되는 실린더로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 에칭 처리장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 그리핑부는,
    상기 수직프레임에 의해 지지되는 그리핑프레임;
    상기 그리핑프레임에 이동 가능하게 결합되어 상기 바스켓을 파지하는 복수 개의 그리핑조; 및
    상기 그리핑프레임에 마련되어 상기 복수 개의 그리핑조를 전진 및 후진 이동시키는 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 에칭 처리장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 주행 레일은,
    상기 복수 개의 처리조의 상측에 마련되어 타원 형상으로 폐 루프(closed loop)를 이루는 레일부; 및
    상기 레일부 상에 결합되는 상기 복수 개의 그리퍼를 순환 이송시키기 위한 구동력을 제공하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 에칭 처리장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 레일부의 내측에 배치되는 복수 개의 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 에칭 처리장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 이송 가이드는 LM 가이드인 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 에칭 처리장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 처리조는 상기 주행 레일의 주행 방향을 따라 미리 정해진 간격을 두고 배치되는 것을 특징으로 폴리실리콘 에칭 처리장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 처리조에는 적어도 하나의 초음파발생기가 마련되는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 에칭 처리장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 처리조에는 적어도 하나의 에어분사노즐이 마련되는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 에칭 처리장치.
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