KR20200007897A - 처리 기구 및 그 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 처리 기구 및 그 처리 방법을 제공한다. 처리 기구는 이동 가능한 운반 메커니즘; 수평면에 평행한 지지 표면을 갖는 지지 플랫폼 -상기 지지 표면은 처리될 물체들을 지지하도록 구성되고, 복수의 로딩 스테이션은 처리될 상기 물체들을 수용하도록 상기 지지 표면 상에 원주 방향으로 정의되며, 상기 지지 플랫폼은 그 중심에서 관통 홀을 정의함-; 처리될 상기 물체들을 집고 놓도록 구성된 파지 메커니즘 -상기 파지 메커니즘은 상기 관통 홀을 통과하는 일 단부를 가지고 상기 운반 메커니즘에 연결됨-; 및 상기 지지 플랫폼이 상기 운반 메커니즘 위의 상기 수평면에서 회전하도록 구동하게 구성된 구동 메커니즘;을 포함한다. 본 발명의 처리 기구 및 방법들은 파지 메커니즘이 동일한 이동 경로를 따라 집거나 놓기 위해 타겟 장소로부터 물체들을 픽업할 수 있게 하여, 이에 따라 처리 기구의 효율을 향상시킨다.

Description

처리 기구 및 그 처리 방법
본 발명은 반도체 제조의 기술 분야에 관한 것이며, 보다 구체적으로, 처리 기구 및 그 처리 방법에 관한 것이다.
오늘날, 세계의 반도체 제조는 일반적으로 종래의 수동 조작 대신에 웨이퍼 카세트를 처리하기 위해 처리 기구를 사용한다. 특히, 8인치 웨이퍼 카세트를 처리하기 위한 기술은 점점 더 성숙된 반면, 12인치 웨이퍼 카세트를 위한 기술은 보편적이지 않다. 이 목적을 위한 대부분의 기존 기구들은 AGV가 지정 위치에 도착한 후 비전 측정을 기반으로 웨이퍼 카세트를 처리하도록 제거되는 로봇 아암(robotic arm)이 구비된 자동 가이드 차량들(AGVs)이다.
도 1은 높은 위치에 위치된 로봇 아암을 갖는 처리 기구를 개략적으로 도시하고, 도 2는 그 작동 중 로봇의 무게 중심 프로파일을 도시하는 그래프이다. 도 3은 낮은 위치에 위치된 로봇 아암을 갖는 또 다른 처리 기구를 도시한다. 도 1에서, 로봇 아암(103)은 복수의 웨이퍼 카세트(101)가 서로 바로 위에 로딩되는 위치 위에 장착된다. 구체적으로, 로봇 아암(103)은 운반을 위해 그 측면 귀(side ears) 또는 상부 플랜지를 수평으로 파지함으로써 웨이퍼 카세트(101)를 들어올릴 수 있는 파지기(gripper, 102)가 일 단부에 제공된다. 그러나, 로봇 아암(103)의 무게 중심이 높은 위치에 있기 때문에, 처리 기구는 넘어질 가능성이 있다. 더욱이, 로봇 아암(103)의 최대 유상 로딩(maximum payload)의 제한으로, 처리 기구의 초과 로딩 안전 메커니즘은 완전히 로딩된 12인치 웨이퍼 카세트를 픽업하려고 할 때 종종 촉발된다. 도 2는 도 1의 로봇 아암(103)의 무게 중심 프로파일을 도시하며, 여기서 가로축은 밀리미터(mm)로 측정된 로봇 아암의 무게 중심의 변위를 나타내고, 세로축은 밀리미터(mm)로 측정된 지표면에 대한 무게 중심의 높이를 나타낸다. 로봇 아암이 웨이퍼 카세트를 파지하고 들어올릴 때, 로봇 아암의 무게 중심은 도면에서 B 지점으로 도시된 위치에 있다. 로봇 아암이 왼쪽 또는 오른쪽으로 선회함에 따라, 로봇 아암의 무게 중심은 B 지점 및 A 지점 사이 또는 B 지점 및 C 지점 사이에서 이동할 것이다.
도 3에서, 로봇 아암(203)은 복수의 웨이퍼 카세트(101)가 서로 바로 위에 로딩된 위치 아래의 측에 장착된다. 구체적으로, 로봇 아암(203)은 운반을 위해 그 측면 귀 또는 상부 플랜지에서 웨이퍼 카세트(101)를 파지하는 파지기(202)가 일 단부에 제공된다. 로봇 아암(203)은 길고, 복잡한 이동 경로로 설계된다. 로봇 아암(203)이 특정 위치로 이동할 때, 급가속(sudden acceleration)이 발생할 것이다. 결과적으로, 처리 기구는 셧다운될 가능성이 있다. 추가로, 웨이퍼 카세트를 집고 놓는 작동에서 로봇 아암(203) 및 프레임(미도시) 사이의 간섭을 피하기 위해, 다수의 추가적인 충돌 회피 경로는 저하된 처리 효율(compromised handling efficiency) 대신 파지기를 위해 설계되어야 한다.
또한, 상기 두 기구는 모두 단일 이동으로 많아 봐야 단지 2개의 웨이퍼 카세트의 처리를 허용하는 저용량을 가지며 12인치 웨이퍼 카세트의 사용을 증가시킴에 따라 한계에 접근하고 있다. 따라서, 작은 공간, 대용량, 다목적 이동 경로 및 고 효율을 갖는 처리 기구 및 대응하는 처리 방법을 개발하는 것이 필요하다.
본 발명의 목적은 처리 기구 및 처리 방법을 제공함으로써, 종래 기술에서 하나 이상의 상기 문제점들, 즉 낮은 웨이퍼 카세트 처리 효율, 낮은 이동 당 처리 용량 및 낮은 안정성을 극복하는 것이다.
목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이동 가능한 운반 메커니즘(transport mechanism); 수평면에 평행한 지지 표면을 갖는 지지 플랫폼-지지 표면은 처리될 물체를 지지하도록 구성되고, 복수의 로딩 스테이션은 처리될 물체를 수용하도록 지지 표면 상에 원주 방향으로 정의되며, 지지 플랫폼은 그 중심에서 관통 홀을 정의함-; 처리될 물체를 집고 놓도록 구성된 파지 메커니즘(gripping mechanism)-파지 메커니즘은 관통 홀을 통과하는 일 단부를 가지고 운반 메커니즘에 연결됨-; 및 지지 플랫폼이 운반 메커니즘 위의 수평면에서 회전하도록 구동하게 구성된 구동 메커니즘(driving mechanism);을 포함하는 처리 기구를 제공한다.
선택적으로, 운반 메커니즘은 자동 가이드 차량을 포함한다.
선택적으로, 운반 메커니즘은 지지 플랫폼, 구동 메커니즘 및 파지 메커니즘을 지지하기 위해 자동 가이드 차량 위에 배치된 캐스터 장착 지지 프레임을 더 포함한다.
선택적으로, 지지 플랫폼은 원형 디스크의 형태이다.
선택적으로, 로딩 스테이션은 처리될 물체와 일치하고 연결 가능한 위치 결정 메커니즘(locating mechanisms)이 제공된다.
선택적으로, 구동 메커니즘은 이송 메커니즘(transmission mechanism) 및 이송 메커니즘에 연결된 구동 모터를 포함하며, 이송 메커니즘은 지지 플랫폼에 연결되고 구동 모터의 작동 하에 지지 플랫폼을 회전시키도록 구성된다.
선택적으로, 이송 메커니즘은 구동 기어(driving gear) 및 피동 기어(driven gear)를 포함하며, 구동 기어는 구동 모터의 구동 축에 결합되고, 지지 플랫폼은 피동 기어에 고정된다.
선택적으로, 구동 기어는 서로 접촉하여 또는 체인을 사용하여 피동 기어와 맞물린다.
선택적으로, 처리 기구는 운반 메커니즘, 파지 메커니즘 및 구동 메커니즘 각각에 연결된 제어 메커니즘(control mechanism)을 더 포함하며, 제어 메커니즘은 지지 플랫폼의 회전, 운반 메커니즘의 이동 및 파지 메커니즘의 작동을 제어하도록 구성된다.
선택적으로, 제어 메커니즘은 파지 메커니즘의 맨 끝에 장착된 센서를 포함하며, 처리될 물체들 중 대응하는 하나가 로딩 스테이션 중 하나에 로딩되어 있는지 여부를 확인하고 확인의 결과에 기반하여 지지 플랫폼의 회전을 제어하도록 구성된다.
선택적으로, 처리될 물체들은 웨이퍼 카세트들이다.
본 발명은 또한 운반 메커니즘을 물체 저장 장소로 이동시키는 단계; 처리될 물체가 로딩된 복수의 로딩 스테이션 중 하나가 물체 저장 장소와 대면하는 위치로 이동하게 하기 위해 구동 메커니즘에 의해, 지지 플랫폼이 수평면에서 회전하도록 구동하는 단계; 파지 메커니즘에 의해, 로딩 스테이션으로부터 물체를 픽업하고 물체 저장 장소에 물체를 놓는 단계; 및 처리될 물체들을 복수의 로딩 스테이션으로부터 물체 저장 장소로 연속적으로 운반하기 위해 상기 단계들을 반복하는 단계;를 포함하는 처리 방법을 제공한다.
본 발명은 또한 운반 메커니즘을 물체 저장 장소로 이동시키는 단계; 처리될 물체가 로딩된 복수의 로딩 스테이션 중 하나가 물체 저장 장소와 대면하는 위치로 이동하게 하기 위해 구동 메커니즘에 의해, 지지 플랫폼이 수평면에서 회전하도록 구동하는 단계; 파지 메커니즘에 의해, 물체 저장 장소로부터 물체를 픽업하고 로딩 스테이션에 물체를 놓는 단계; 및 복수의 로딩 스테이션으로 처리될 물체를 연속적으로 운반하기 위해 상기 단계들을 반복하는 단계;를 포함하는 처리 방법을 제공한다.
선택적으로, 처리될 물체들은 웨이퍼 카세트들이며, 각각의 로딩 스테이션은 웨이퍼 카세트 상의 식별 마크를 식별하기 위한 식별 장치가 제공되고, 웨이퍼 카세트들 중 타겟을 운반하면서 처리 기구가 물체 저장 장소로 이동할 때, 웨이퍼 카세트들 중 타겟이 로딩된 로딩 스테이션 중 하나는 식별 장치로부터 피드백된 정보에 기반하여 식별되고 구동 메커니즘은 지지 플랫폼이 수평면에서 회전하도록 구동하여 웨이퍼 카세트들 중 타겟이 로딩된 로딩 스테이션은 물체 저장 장소와 대면하는 장소로 이동된다.
요약하면, 본 발명에 제공되는 처리 기구 및 그 방법에 따르면, 복수의 로딩 스테이션은 지지 플랫폼의 지지 표면 상에 원주 방향으로 정의되고 각각의 로딩 스테이션은 처리될 물체를 수용하도록 구성되며, 구동 메커니즘은 지지 플랫폼이 회전하도록 구동하게 구성되어서 처리될 물체가 놓인 스테이션들 중 하나는 집거나 놓기 위해 타겟 장소로 이동되며, 파지 메커니즘은 지지 플랫폼의 중심에 형성된 관통 홀을 통과하는 단부를 가지고 운반 메커니즘에 연결된다. 이러한 방식으로, 파지 메커니즘이 집거나 놓기 위해 타겟 장소에 놓인 물체를 파지할 때마다 동일한 이동 경로를 따르는 것이 가능하여, 이에 따라 처리 기구의 효율을 향상시킨다. 다수의 로딩 스테이션이 서로 위에 수직으로 배열되는 설계와 비교하여, 상기 설계는 파지 메커니즘의 더 짧고, 단순한 이동 경로, 간섭을 피하기 위해 추가 경로를 설계할 필요가 없음, 더 단순한 제어, 더 높은 처리 효율, 각각의 이동에서 처리되는 2개 이상의 웨이퍼 카세트들, 및 더 높은 전체 처리 용량에 있어서 유리하다.
도 1은 높은 위치에 위치된 로봇 아암을 갖는 처리 기구를 개략적으로 도시한다.
도 2는 도 1의 로봇 아암의 무게 중심 프로파일을 도시하는 그래프이다.
도 3은 낮은 위치에 위치된 로봇 아암을 갖는 처리 기구를 개략적으로 도시한다.
도 4는 웨이퍼 카세트들이 로딩될 때 본 발명의 실시예에 따른 처리 기구의 구조적 개략도이다.
도 5는 웨이퍼 카세트 로딩/언로딩 작업 중 도 4의 처리 기구의 구조적 개략도이다.
도 6은 웨이퍼 카세트들이 로딩될 때 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 처리 기구의 구조적 개략도이다.
도 7은 지지 플랫폼이 제거될 때 도 6의 처리 기구의 평면도이다.
첨부된 도면들을 참조하여 이하에서 보다 상세하게 본 발명의 구체적인 실시예들이 설명될 것이다. 본 발명의 특징 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부된 청구 범위로부터 더욱 명백해질 것이다. 도면들은 반드시 축적대로 도시된 것이 아니라 매우 단순화된 형태로 제공되며, 이들의 유일한 의도는 실시예를 설명할 때 편의성 및 명확성을 용이하게 하는 것임을 유의하라.
다음에서는, 간략함을 위해, 예시적인 예로써 웨이퍼 카세트들을 처리하는 맥락으로 본 발명에 따른 처리 기구의 구조 및 작동이 상세하게 설명될 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 처리 기구(100)의 구조적 예시이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 처리 기구(100)는 이동 가능한 운반 메커니즘(10), 파지 메커니즘(40), 지지 플랫폼(20) 및 구동 메커니즘(30)을 포함한다.
구체적으로, 구동 메커니즘(30)은 지지 플랫폼(20)이 운반 메커니즘(10) 위에 수평으로 회전하도록 구동하게 구성된다. 지지 플랫폼(20)은 수평면에 평행한 지지 표면을 가지며, 그 위에 복수의 로딩 스테이션들이 웨이퍼 카세트들(304)을 수용하도록 원주 방향으로 정의된다. 관통 홀은 지지 플랫폼(20)의 중심에 형성된다. 파지 메커니즘(40)은 웨이퍼 카세트들(304)을 집거나 놓도록 구성된다. 추가적으로, 파지 메커니즘(40)은 관통 홀을 통과하는 단부를 가지고 운반 메커니즘(10)에 연결된다. 구동 메커니즘(30)은 지지 플랫폼(20)이 수평으로 회전하도록 구동하게 구성되어서, 파지 메커니즘(40)이 웨이퍼 카세트(304)를 집거나 놓을 수 있도록 로딩 스테이션들 중 타겟이 집거나 놓기 위해 타겟 장소로 이동된다.
본 발명에 따른 처리 기구에서, 복수의 로딩 스테이션들은 지지 플랫폼의 지지 표면 상에 원주 방향으로 정의되고, 복수의 로딩 스테이션들은 처리될 물체를 수용하도록 구성되며, 구동 메커니즘은 지지 플랫폼이 회전하도록 구동하게 구성되어서, 물체들 중 타겟이 놓인 로딩 스테이션은 집거나 놓기 위해 타겟 장소로 이동된다. 추가적으로, 파지 메커니즘은 지지 플랫폼의 중심에 정의된 관통 홀을 통과하는 단부를 가지고 운반 메커니즘에 연결된다. 이러한 방식으로, 파지 메커니즘이 집거나 놓기 위해 타겟 장소에 놓인 물체를 파지할 때마다 동일한 이동 경로를 따르는 것이 가능하여, 이에 따라 처리 기구의 효율을 향상시킨다.
또한, 운반 메커니즘(10)은 자동 가이드 차량(AGV)(302)과 지지 플랫폼(20), 구동 메커니즘(30) 및 파지 메커니즘(40)을 지지하기 위해 AGV(302) 위에 배치된 캐스터 장착 지지 프레임을 더 포함할 수 있다. 운반 메커니즘(10)은 그 이동을 가능하게 하기 위해 AGV(302) 상에 장착된 캐스터들(301)을 더 포함할 수 있다. 구동 메커니즘(30)은 이송 메커니즘(308) 및 구동 모터(309)를 포함할 수 있다. 이송 메커니즘(308)은 구동 모터(309) 및 지지 플랫폼(20) 모두에 연결될 수 있고 구동 모터(309)의 작동 하에 지지 플랫폼(20)을 회전시키도록 구성될 수 있다.
이 실시예에서, 파지 메커니즘(40)은 홀더(305) 및 파지기(306)를 포함할 수 있다. 파지기(306)는 로봇 아암(307)의 일 단부에 배치될 수 있다. 처리 기구(100)는 제어 메커니즘을 수용하는 전기 박스(310)를 더 포함할 수 있다. 파지기에는 도 5에 도시된 바와 같이 제1 로딩 스테이션(405)의 점유 상태뿐만 아니라 타겟 선반의 각 로딩 위치의 점유 상태를 감지함으로써 지지 플랫폼의 회전을 제어하기 위한 센서가 제공될 수 있다.
도 4를 계속 참조하면, AGV(302)는 타겟 선반에 접근하도록 캐스터들(301)의 지지와 함께 이동할 수 있다. 바람직하게는, 캐스터들(301)의 수는 4개이며, 이들은 AGV(302)의 바닥 측에 2열로 배열된다.
지지 플랫폼(20)은 원형 디스크의 형태일 수 있고, 관통 홀은 둥근 홀인 것이 바람직하다. 바람직하게는, 복수의 로딩 스테이션 세트는 지지 플랫폼의 지지 표면 상에 정의될 수 있으며, 각 세트는 단일 원 상에 배열된 복수의 로딩 스테이션을 포함할 수 있다. 추가로, 복수의 세트는 상이한 원들 상에 배열될 수 있어서, 파지 메커니즘은 동일한 원 상에 로딩된 웨이퍼 카세트들을 픽업하도록 단일 이동 경로를 따를 수 있다.
바람직하게는, 각 세트는 대칭으로 분포된 4개의 로딩 스테이션들을 포함할 수 있다. 복수의 로딩 스테이션을 정의함으로써, 처리 기구(100)는 보다 효율적으로 활용될 수 있다. 로딩 스테이션들의 수는 더 높은 이동 당 처리 용량 및 향상된 처리 효율을 달성하기 위해, 실제로 요구되는 바와 같이 결정될 수 있다. 또한, 스테이션들의 대칭 배열은 AGV(302)의 더 안정적인 이동을 가능하게 한다.
또한, 각각의 로딩 스테이션에는 처리될 물체와 일치될 수 있고 연결될 수 있는 위치 결정 메커니즘이 제공될 수 있다. 구체적으로, 위치 결정 메커니즘은 웨이퍼 카세트(304)를 위치시키도록 구성된 위치 결정 스터드(locating stud, 311) 및 위치 결정 스터드와 일치할 수 있는 위치 결정 홀을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 각각의 로딩 스테이션에는, 더 바람직하게는 정삼각형과 같은 정다각형으로, 직선 상에 배열되지 않은, 복수의, 예를 들어 3개의 이러한 위치 결정 스터드(311)가 제공될 수 있다. 위치 결정 스터드의 이러한 배열은 웨이퍼 카세트가 더 잘 고정되고 떨어지는 것이 방지되게 한다. 물론 위치 결정 스터드와 동일한 수의 위치 결정 홀이 제공될 수 있다는 것은 당연하다.
일 실시예에서, 이송 메커니즘(308)은 피동 기어 및 피동 기어와 결합하는 구동 기어를 포함할 수 있다. 구동 기어는 구동 모터(309)의 구동 축에 결합될 수 있고, 지지 플랫폼(20)은 피동 기어에 고정될 수 있다. 이러한 방식으로, 구동 기어는 구동 모터(309)의 구동 하에 회전할 수 있으며, 피동 기어 및 이에 지지 플랫폼이 회전하게 한다. 구체적으로, 지지 플랫폼(20)은 피동 기어의 외주 표면에 부착될 수 있고, 피동 기어는 AGV(302) 상에 장착될 수 있다.
이 실시예에서, 로봇 아암(307)의 머리 끝에는 관통 홀을 통해 AGV(302)의 상부 표면에 장착되는 홀더(305)가 구비된다. 바람직하게는, 홀더(305)는 AGV(302)의 상부 표면의 중심에 장착되어서, 파지 메커니즘(40)이 웨이퍼 카세트(304)를 픽업할 때 AGV(302)는 안정적으로 서 있을 것이고 쉽게 뒤집히지 않을 것이다. 로봇 아암(307)은 홀더(302)에 연결될 수 있고 구동 메커니즘(30)의 작동 하에 픽 앤드 플레이스(pick-and-place) 동작을 수행할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한다. 도 6은 웨이퍼 카세트들(304)이 로딩될 때 실시예에 따른 처리 기구(200)를 도시하는 구조적 개략도이고, 도 7은 지지 플랫폼이 이로부터 제거될 때 도 6의 처리 기구(200)의 평면도이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 처리 기구(200)는 구동 기어 및 피동 기어 사이의 결합이 체인(501)에 의해 달성된다는 점에서 처리 기구(100)와 상이하다. 이 경우에서, 구동 기어는 구동 모터(309)의 구동 축에 결합되고, 지지 플랫폼(20)은 피동 기어에 고정된다. 이러한 방식으로, 구동 기어는 구동 모터(309)의 구동 하에 회전할 수 있어서, 피동 기어가 체인(501)을 통해 회전하도록 구동한다. 피동 기어의 회전은 이에 고정된 지지 플랫폼이 회전하게 한다. 웨이퍼 카세트가 처리 기구(200)에 로딩되거나 처리 기구(200)로부터 언로딩되는 방법에 대한 세부사항은 상기 실시예의 설명을 참조할 수 있으며, 이의 상세한 설명은 여기에서 반복될 것이다. 이 실시예는 이송 메커니즘(308)의 대안적인 구조를 제공하여, 다수의 옵션이 보다 유연한 방식으로 실질적인 적용을 다루기 위해 제공될 수 있어, 처리 장치가 실제 제조에 더 적합하게 한다.
각각의 처리 기구(100) 및 처리 기구(200)는 각각의 운반 메커니즘(10), 파지 메커니즘(40) 및 구동 메커니즘(30)에 연결되고 지지 플랫폼(20)의 회전, 운반 메커니즘(10)의 이동 및 파지 메커니즘(40)의 작동을 제어하도록 구성된 제어 메커니즘을 더 포함할 수 있다. 제어 메커니즘은, 로봇 아암의 맨 끝에 배치되며 로딩 스테이션들 중 어느 하나의 점유 상태를 감지하고 감지된 점유 상태에 기반하여 지지 플랫폼의 회전을 제어하도록 구성된 센서를 포함할 수 있다. 제어 메커니즘은 PCL 제어기, 호스트 제어기 등과 같은 제어 박스(310)로 구현될 수 있으며, 당업자는 본 명세서의 개시로부터 이를 구현하는 방법을 할 것이다. 예를 들어, 제어 박스(310)는 파지 메커니즘(40)이 웨이퍼 카세트를 픽업하도록 제어할 수 있다. 본 발명의 처리 기구들에 의해 처리될 수 있는 웨이퍼들은 8 및 12인치 웨이퍼들을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다.
도 5는 웨이퍼 카세트를 로딩/언로딩하는 프로세스 동안 도 4의 처리 기구(100)의 구조적 개략도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 로딩/언로딩 프로세스는 제1 선반 위치(401), 제2 선반 위치(402), 제3 선반 위치(403) 및 제4 선반 위치(404)와 제1 로딩 스테이션(405), 제2 로딩 스테이션(406), 제3 로딩 스테이션(407) 및 제4 로딩 스테이션(408)을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명에 따르면, 스테이션의 수는 4개로 제한되지는 않으며 실질적으로 요구되는 바와 같이 결정될 수 있다. 처리 기구(100)에 의해 수행되는 웨이퍼 카세트 로딩 및 언로딩 프로세스들은 도 4 및 도 5를 참조하여 이하에서 상세하게 설명될 것이다.
언로딩 프로세스는:
단계 1 -운반 메커니즘(10)은 제어 박스(310)의 제어 하에 제1 선반 위치(401)로 이동함-;
단계 2 -제어 박스(310)는 감지된 정보에 기반하여, 웨이퍼 카세트가 제1 로딩 스테이션(405)에 존재하는지 여부 및 파지 메커니즘(40)이 정상 상태에 있는지 여부를 판정하고, 둘 다라면, 파지 메커니즘(40)을 활성화함-; 및
단계 3 -활성화된 파지 메커니즘(30)은 제1 로딩 스테이션(405)으로부터 웨이퍼 카세트를 픽업하고 이를 제1 선반 위치(401)에 놓음-;을 포함할 수 있다
단계 2에서, 만약 제어 박스(310)가 감지된 정보에 기반하여, 제1 로딩 스테이션(405)이 점유되지 않은(즉, 웨이퍼 카세트가 그 위에 놓이지 않음) 것으로 판정하면, 구동 메커니즘(30)은 지지 플랫폼(20)이 회전하도록 구동할 수 있어서 제2 로딩 스테이션(406)은 이동 전에 제1 로딩 스테이션(405)이 놓인 위치로 이동된다. 그런 다음, 제어 박스(310)는 다시 새롭게 감지된 정보에 기반하여 제2 로딩 스테이션(406)의 점유 상태를 판정할 수 있다. 이 프로세스는 웨이퍼 카세트가 로딩 스테이션 중 어느 하나에 놓여 있음이 발견될 때까지 반복될 수 있으며, 그런 다음 웨이퍼 카세트들을 언로딩하는 프로세스가 계속된다. 만약 제어 박스(310)가 감지된 정보에 기반하여 웨이퍼 카세트가 각각의 스테이션 상에 놓이지 않은 것으로 판정하면, 비정상을 알리기 위해 경보를 발생시킬 수 있다.
단계 1 내지 3 다음으로, 제어 박스(310)는 운반 메커니즘(10)이 다음 선반 위치로 이동하도록 더 제어할 수 있어서, 단계 2 및 3은 다른 시간 동안 수행된다. 이 프로세스는 모든 웨이퍼 카세트들이 언로딩되어 상이한 선반 위치 상으로 운반될 때까지 반복될 수 있으며, 이에 따라 모든 웨이퍼 카세트들을 처리 기구(100)로부터 타겟 선반 상으로 언로딩하는 목표를 달성한다.
또한, 모든 웨이퍼 카세트들을 처리 기구(100)로부터 선반 상으로 언로딩 및 운반하는 프로세스가 완료된 후에, 제어 박스(310)는 모든 웨이퍼 카세트들이 언로딩되었는지 여부를 확인하기 위해 모든 로딩 스테이션들의 점유 상태를 감시한다. 만약 모든 웨이퍼 카세트들이 언로딩된 것으로 확인되면, 처리 기구(100)는 대기하고 새로운 작업을 기다릴 수 있다.
또 다른 실시예에서, 각각의 로딩 스테이션에는 웨이퍼 카세트 상의 식별 마크를 식별하기 위한 식별 장치가 제공될 수 있다. 단계 2에서, 제어 박스(310)는 식별 장치로부터 피드백된 정보에 기반하여, 타겟 웨이퍼 카세트가 로딩된 로딩 스테이션들 중 하나를 식별할 수 있다. 추가적으로, 제어 박스(310)는 제1 로딩 스테이션(405)이 놓인 위치에 식별된 로딩 스테이션이 위치되는지 여부를 더 판정할 수 있다. 만약 그렇지 않다면, 제어 박스(310)는 구동 메커니즘이 지지 플랫폼을 수평으로 회전하게 구동하도록 제어할 수 있어서, 타겟 웨이퍼 카세트가 로딩된 로딩 스테이션은 제1 로딩 스테이션(405)이 놓인 위치로 이동된다.
처리 기구(100) 상으로 웨이퍼 카세트들을 로딩하는 프로세스는:
단계 11 -운반 메커니즘(10)이 제어 박스(310)의 제어 하에 제1 선반 위치(401)로 이동함-;
단계 21 -제어 박스(310)가 감지된 정보에 기반하여, 제1 로딩 스테이션(405)이 점유되지 않은지 여부 및 파지 메커니즘(40)이 정상 상태에 있는지 여부를 판정함-;
단계 31 -파지 메커니즘(40)은 제1 선반 위치(401)로부터 웨이퍼 카세트를 픽업하고 이를 제1 로딩 스테이션(405)에 놓음-;을 포함할 수 있다.
단계 21에서, 만약 제어 박스(310)가 감지된 정보에 기반하여, 제1 로딩 스테이션(405)이 점유된(즉, 웨이퍼 카세트가 그 위에 놓임) 것으로 판정하면, 구동 메커니즘(30)은 지지 플랫폼(20)이 회전하도록 구동할 수 있어서 제2 로딩 스테이션(406)은 이동 전에 제1 로딩 스테이션(405)이 놓인 위치로 이동된다. 그런 다음, 제어 박스(310)는 다시 새롭게 감지된 정보에 기반하여 제2 로딩 스테이션(406)의 점유 상태를 판정할 수 있다. 이 프로세스는 로딩 스테이션 중 어느 하나가 점유되어 있지 않음이 발견될 때까지 반복될 수 있으며, 그런 다음 웨이퍼 카세트들을 로딩하는 프로세스가 계속된다. 만약 제어 박스(310)가 감지된 정보에 기반하여 모든 로딩 스테이션이 점유되어 있음(즉, 기구가 완전히 로딩됨)을 발견하면, 비정상을 알리기 위해 경보를 발생시킬 수 있다.
단계 11 내지 31 다음으로, 제어 박스(310)는 운반 메커니즘(10)이 다음 선반 위치로 이동하도록 더 제어할 수 있어서, 단계 21 및 31은 다른 시간 동안 수행된다. 이 프로세스는 선반 상의 모든 웨이퍼 카세트들이 운반되어 상이한 로딩 스테이션들로 로딩될 수 있도록 반복될 수 있으며, 이에 따라 모든 웨이퍼 카세트들을 타겟 선반으로부터 대응하는 로딩 위치 상으로 로딩하는 목표를 달성한다.
또한, 모든 웨이퍼 카세트들을 처리 기구(100) 상으로 로딩하는 프로세스가 완료된 후에, 제어 박스(310)는 모든 로딩 스테이션에 웨이퍼 카세트들이 로딩되었는지 여부를 확인하기 위해 모든 로딩 스테이션들의 점유 상태를 감시한다. 만약 모든 로딩 스테이션에 웨이퍼 카세트들이 로딩된 것으로 판정되면, 처리 기구(100)는 대기하고 새로운 작업을 기다릴 수 있다.
상술한 각각의 로딩 및 언로딩 프로세스는 프로세스가 시작될 때 조작자에 의해 미리 제어 박스(310)에 도입된 제어 프로그램을 기반으로 제어 박스(310)가 다른 구성 요소들을 제어하는 자동화된 방식으로 수행될 수 있다.
상기 로딩 및 언로딩 프로세스의 단계들에서, 제1 로딩 스테이션(401)에 웨이퍼 카세트가 로딩될 때, 이는 제1 로딩 스테이션(401)이 점유됨을 의미한다. 파지 메커니즘(40)이 정상 상태에 있는지 여부의 판정은 활성화 전에 제어 메커니즘으로 관련 작동 파라미터 확인함으로써 달성될 수 있다. 만약 작동 파라미터들이 모두 정상이라면, 프로세스가 계속될 수 있다. 그렇지 않으면, 경보가 주어질 수 있다.
본 실시예에 따른 기구 및 방법에서, 회전 가능한 지지 플랫폼의 지지 표면 상에, 단일 원 상에 위치되고 각각 하나의 웨이퍼 카세트를 수용하도록 구성된 적어도 한 세트의 로딩 스테이션을 정의함으로써, 그리고 지지 표면의 홀을 통해 운반 메커니즘에 파지 메커니즘의 로봇 아암의 머리 끝을 연결함으로써, 로봇 아암은 대응하는 장소로부터 웨이퍼 카세트들을 픽업하기 위해 동일한 이동 경로를 따르게 될 수 있으므로, 처리 기구의 효율을 향상시킨다.
요약하면, 복수의 로딩 스테이션은 지지 플랫폼의 지지 표면 상에 원주 방향으로 정의되고 각각의 로딩 스테이션은 처리될 물체를 수용하도록 구성되며, 구동 메커니즘은 지지 플랫폼이 회전하도록 구동하게 구성되어서 처리될 타겟 물체가 놓인 스테이션들 중 하나는 집거나 놓기 위해 타겟 장소로 이동되며, 파지 메커니즘은 지지 플랫폼의 중심에 형성된 관통 홀을 통과하는 단부를 갖고 운반 메커니즘에 연결된다. 이러한 방식으로, 파지 메커니즘이 집거나 놓기 위해 타겟 장소에 놓인 물체를 파지할 때마다 동일한 이동 경로를 따르는 것이 가능하여, 이에 따라 처리 기구의 효율을 향상시킨다. 다수의 로딩 스테이션이 서로 위에 수직으로 배열되는 설계와 비교하여, 상기 설계는 파지 메커니즘의 더 짧고, 단순한 이동 경로, 로봇 아암의 갑작스러운 가속의 부재, 간섭을 피하기 위해 추가 경로를 설계할 필요가 없음, 더 단순한 제어, 더 높은 처리 효율, 각각의 이동에서 처리되는 2개 이상의 웨이퍼 카세트들, 및 더 높은 전체 처리 용량에 있어서 유리하다.
추가로, 파지 메커니즘이 AGV의 상부 표면의 중심에 장착되기 때문에, 파지 메커니즘(40)이 웨이퍼 카세트를 픽업할 때 처리 기구는 안정적으로 서 있을 것이고 쉽게 뒤집히지 않을 것이다.
상기 제시된 실시예들은 단지 몇 가지 바람직한 예시들일 뿐이며 본 발명을 제한하려는 것은 아니다. 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 상기 교시에 기반하여 당업자에 의해 만들어진 본 명세서에 개시된 그 주제 또는 특징에 대해 이루어진 동등한 대안 또는 변형과 같은 임의의 수정이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되는 것이 의도된다.
101, 201 웨이퍼 카세트
102, 202 파지기
103, 203 로봇 아암
10 운반 메커니즘
20 지지 플랫폼
30 구동 메커니즘
40 파지 메커니즘
301 캐스터
302 자동 가이드 차량 (AGV)
304 웨이퍼 카세트
305 홀더
306 파지기
307 로봇 아암
308 이송 메커니즘
309 구동 모터
310 제어 박스
311 위치 결정 스터드
401 제1 선반 위치
402 제2 선반 위치
403 제3 선반 위치
404 제4 선반 위치
405 제1 로딩 스테이션
406 제2 로딩 스테이션
407 제3 로딩 스테이션
408 제4 로딩 스테이션
501 체인

Claims (14)

  1. 이동 가능한 운반 메커니즘;
    수평면에 평행한 지지 표면을 갖는 지지 플랫폼 -상기 지지 표면은 처리될 물체들을 지지하도록 구성되고, 복수의 로딩 스테이션은 처리될 상기 물체들을 수용하도록 상기 지지 표면 상에 원주 방향으로 정의되며, 상기 지지 플랫폼은 그 중심에서 관통 홀을 정의함-;
    처리될 상기 물체들을 집고 놓도록 구성된 파지 메커니즘 -상기 파지 메커니즘은 상기 관통 홀을 통과하는 일 단부를 가지고 상기 운반 메커니즘에 연결됨-; 및
    상기 지지 플랫폼이 상기 운반 메커니즘 위의 상기 수평면에서 회전하도록 구동하게 구성된 구동 메커니즘;
    을 포함하는, 처리 기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 운반 메커니즘은 자동 가이드 차량을 포함하는, 처리 기구.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 운반 메커니즘은 상기 지지 플랫폼, 상기 구동 메커니즘 및 상기 파지 메커니즘을 지지하기 위해 상기 자동 가이드 차량 위에 배치된 캐스터 장착 지지 프레임을 더 포함하는, 처리 기구.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지 플랫폼은 원형 디스크의 형태인, 처리 기구.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 로딩 스테이션은 처리될 상기 물체와 일치하고 연결 가능한 위치 결정 메커니즘이 제공되는, 처리 기구.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 구동 메커니즘은 이송 메커니즘 및 상기 이송 메커니즘에 연결된 구동 모터를 포함하며, 상기 이송 메커니즘은 상기 지지 플랫폼에 연결되고, 상기 구동 모터의 작동 하에 상기 지지 플랫폼을 회전시키도록 구성되는, 처리 기구.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이송 메커니즘은 구동 기어 및 피동 기어를 포함하며, 상기 구동 기어는 상기 구동 모터의 구동 축에 결합되고, 상기 지지 플랫폼은 상기 피동 기어에 고정되는, 처리 기구.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 구동 기어는 서로 접촉하여 또는 체인을 사용하여 상기 피동 기어와 맞물리는, 처리 기구.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 운반 메커니즘, 상기 파지 메커니즘 및 상기 구동 메커니즘 각각에 연결된 제어 메커니즘을 더 포함하고, 상기 제어 메커니즘은 상기 지지 플랫폼의 회전, 상기 운반 메커니즘의 이동 및 상기 파지 메커니즘의 작동을 제어하도록 구성되는, 처리 기구.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어 메커니즘은 상기 파지 메커니즘의 맨 끝에 장착된 센서를 포함하고 상기 로딩 스테이션들 중 하나에 처리될 상기 물체들 중 대응하는 하나가 로딩되어 있는지 여부를 확인하고 확인의 결과에 기반하여 상기 지지 플랫폼의 회전을 제어하도록 구성되는, 처리 기구.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    처리될 상기 물체들은 웨이퍼 카세트들인, 처리 기구.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 처리 기구를 사용하는 처리 방법에 있어서,
    운반 메커니즘을 물체 저장 장소로 이동시키는 단계;
    처리될 물체가 로딩된 복수의 로딩 스테이션 중 하나가 상기 물체 저장 장소와 대면하는 위치로 이동하게 하기 위해 구동 메커니즘에 의해, 지지 플랫폼이 수평면에서 회전하도록 구동하는 단계;
    파지 메커니즘에 의해, 상기 로딩 스테이션으로부터 상기 물체를 픽업하고 상기 물체 저장 장소에 상기 물체를 놓는 단계; 및
    처리될 물체들을 상기 복수의 로딩 스테이션으로부터 상기 물체 저장 장소로 연속적으로 운반하기 위해 상기 단계들을 반복하는 단계;
    를 포함하는, 처리 방법.
  13. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 처리 기구를 사용하는 처리 방법에 있어서,
    운반 메커니즘을 물체 저장 장소로 이동시키는 단계;
    처리될 물체가 로딩된 복수의 로딩 스테이션 중 하나가 상기 물체 저장 장소와 대면하는 위치로 이동하게 하기 위해 구동 메커니즘에 의해, 지지 플랫폼이 수평면에서 회전하도록 구동하는 단계;
    파지 메커니즘에 의해, 상기 물체 저장 장소로부터 상기 물체를 픽업하고 상기 로딩 스테이션에 상기 물체를 놓는 단계; 및
    상기 복수의 로딩 스테이션으로 처리될 물체들을 연속적으로 운반하기 위해 상기 단계들을 반복하는 단계;
    를 포함하는, 처리 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    처리될 상기 물체들은 웨이퍼 카세트들이고, 각각의 상기 로딩 스테이션은 웨이퍼 카세트 상의 식별 마크를 식별하기 위한 식별 장치가 제공되며, 상기 웨이퍼 카세트들 중 타겟을 운반하면서 상기 처리 기구가 상기 물체 저장 장소로 이동할 때, 상기 웨이퍼 카세트들 중 상기 타겟이 로딩된 상기 로딩 스테이션들 중 하나는 상기 식별 장치로부터 피드백된 정보에 기반하여 식별되고 상기 구동 메커니즘은 상기 지지 플랫폼이 상기 수평면에서 회전하도록 구동하여 상기 웨이퍼 카세트들 중 상기 타겟이 로딩된 상기 로딩 스테이션은 상기 물체 저장 장소와 대면하는 장소로 이동되는, 처리 방법.
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