KR19980703790A - 운동학적 커플링을 구비한 적재/전달 카세트 - Google Patents

Abstract

다수의 물품들을 평행하게 정렬시킨 상태에서 저장하는 카세트 (10) 가 개시되어 있다. 이 카세트는 특히 가볍게 되어 있으며 뒤틀림, 휘어짐, 연화 또는 파단을 막기 위한 보강체 (50, 52, 54) 가 제공되어 있다. 물품의 정확한 삽입과 인출을 위한 표면에 카세트를 인덱싱하기 위한 수단 (66, 68, 70) 이 제공되어 있다.

Description

운동학적 커플링을 구비한 적재/전달 카세트

본 기술분야에서는 실리콘 웨이퍼, 강성 메모리 디스크, 납작한 패널 디스플레이, 액정 디스플레이 등을 홀딩하기 위해 다양한 컨테이너들이 사용되고 있다. 이러한 물품들은 잘 깨지기 때문에 전달할 때 보호를 요한다. 이러한 물품들을 전달용 카세트안에 적재하는 것이 효과적인 보호방법임이 알려져 있다.

초기의 카세트는 무겁고 부피도 크며 또한 가격도 비싸고, 또한 기능을 발휘해야할 상황에 적절히 적응하지 못했다. 이러한 상황에서 사용되는 열과 독한 화학물질 때문에 종래의 카세트는 종종 연화되어 휘어지고 뒤틀리게 되며 심지어는 작업시 파손되기까지 했다. 카세트에 대한 이러한 손상은 그안에 저장된 물품들을 종종 파손시키게 된다.

뒤에 나온 카세트는 위와 같은 뒤틀림을 막기 위해 다양한 거세트(gusset), 지지체 또는 H형 바아를 제공하여 카세트를 보강함으로써 초기의 카세트가 갖는 단점들을 해결하려고 하였다. 또한, Teflon(등록상표) 와 같은 재료도 사용되었다. 이런 재료는 물품에 대해 행해지는 화학엣칭가공에 대비하기 위한 것이다. 이러한 기술은 약 150mm 이하의 직경 또는 길이를 갖는 작은 물품들을 홀딩하기 위해 제작된 카세트에 적합하다. 그러나, 반도체 및 전자 산업에서의 최근 경향을 생각하면, 큰 물품들을 수용할 수 있는 새로운 구성의 카세트가 필요하다. 이러한 카세트는 고온 또는 독한 화학물질에 대해서도 연화되어 휘어지고 뒤틀리지 않으며 또한 파단되지 않아야 한다. 또한, 이러한 물품의 크기와 중량을 생각하면, 로봇에 의한 취급이 더욱 중요해지고, 이에 따라 처리장비에 대한 카세트의 인덱싱 및 위치고정에 도움을 줄 수 있는 구성의 카세트가 필요하게 된다.

본 발명은 다양한 물품을 적재 및 전달하는 카세트에 관한 것이다. 보다 구체적으로 말하면, 웨이퍼, 강성 메모리 디스크, 납작한 패널 디스플레이, 액정 디스플레이 또는 포토마스크를 홀딩하기 위해 특별히 구성된 카세트에 관한 것이다. 본 발명은 예컨데 직경이 300mm 이상인 웨이퍼와 같은 비교적 큰 물품을 홀딩하는데 특히 유용하다. 그러나, 본 발명의 카세트는 작은 물품을 홀딩하는데도 사용될 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 카세트의 사시도.

도 2 는 본 발명에 따른 카세트의 한 단부를 보여주는 정면도.

도 3 은 도 2 에 도시된 단부의 맞은 편에 있는 카세트의 다른 단부를 보여주는 정면도.

도 4 는 카세트의 한 측면의 정면도.

도 5 는 도 4 에 도시된 측면 맞은 펀의 카세트의 다른 측면을 보여주는 정면도.

도 6 은 카세트의 저면도.

도 7 은 카세트의 상면도.

도 8 은 두 대향 디바이더와 웨이퍼를 보여주는 단면도.

본 발명은, 큰 직경의 웨이퍼 (즉, 직경이 300mm 이상인 웨이퍼) 및 다른 작은 물품들을 수용하기 위해 특별히 구성된 카세트를 제공하는데 그 의도가 있다. 이러한 카세트는 작은 물품들도 홀딩할 수 있다. 사용중에 카세트의 연화, 뒤틀림, 휘어짐 또는 파단을 방지하기 위해 보강체가 제공되어 있다. 이들 보강체를 사용함으로써 카세트 제작에 사용되는 재료의 양을 줄일 수 있으며 이 결과 제조비와 중량도 감소하게 된다.

또한, 본 발명에 따르면 세정이 용이한 카세트가 제공된다. 이러한 카세트는 물품들을 평행하게 이격시킨 상태에서 홀딩할 수 있으므로, 물품들이 서로 접촉하지 않고 손상도 되지 않는다. 이러한 카세트는 물품들의 처리 및 취급에 사용되는 장비에 카세트를 운동학적으로 연결시키기 위한 한 세트의 그루브를 갖고 있다. 이러한 운동학적 그루브는, 예컨데 적재 및 전달시 물품들을 보호하기 위해 카세트를 마이크로인바인런먼트 포드안에 리지스터하는데 사용될 수 있다.

이상으로 부터, 본 발명의 한 목적은, 예컨데 300mm 이상의 직경을 갖는 다수의 웨이퍼들을 홀딩할 수 있는 카세트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 카세트가 고온 또는 독한 화학물질이 가해질 때도 카세트의 뒤틀림, 휘어짐, 연화 또는 파단을 막을 수 있는 적절한 보강체를 구비한 카세트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 다수의 물품들을 서로 평행하게 이격시켜 홀딩할 수 있는 카세트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 카세트가 처리장비에 정렬될 수 있고 마이크로인바인런먼트 포드안에 적절히 위치될 수 있도록 하는 운동학적 커플링을 구비하는 카세트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 열린 정부와 바닥을 갖는 카세트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 그의 모든 표면이 쉽게 세정될 수 있는 카세트를 제공하는 것이다.

이상 및 다른 목적은 첨부된 도면을 참고로 이하 기술한 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로 부터 잘 알 수 있을 것이다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 실리콘 웨이퍼, 강성 메모리 디스크, 납작한 패널 디스플레이, 액정 디스플레이, 포토 마스크 및 기판 등과 같은 물품을 홀딩할 수 있는 카세트에 관한 것이다. 여기 열거된 각 물품에 대한 카세트들을 전부 설명할 필요가 없기 때문에, “웨이퍼”카세트에 대해서만 지금부터 도면을 참고로 설명하도록 한다. 당 기술분야에 익숙한 자들은, 본 발명의 카세트가 지니는 이점들은 위에 예시된 모든 물품에 동등하게 적용되며 본 발명의 이점이 특정 물품에만 해당되는 것은 아님을 알아야 한다. 본 카세트의 여러 구성요소는, 작은 아웃가싱(outgassing) 특성을 가지면서 내구성이 있고 또한 미립자를 거의 발생시키지 않는 재료로 만들어진다.

한 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 카세트 (10) 는 제 1 개방측 (20), 제 2 개방측 (22), 제 1 단벽 (12), 한 쌍의 대향 측벽 (14, 16) 및 제 2 단벽 (18) 갖고 있다. 상기 제 1 개방측 (20) 은 웨이퍼가 카세트 (10) 안에 삽입되거나 그로 부터 인출될 수 있도록 충분히 크게 되어 있다. 제 2 개방측 (22) 은 웨이퍼가 카세트 (10) 안에서 지지될 수 있도록 충분히 작게 되어 있지만, 액체 화학물질이 카세트 (10) 내에 저장된 웨이퍼들 사이에서 이 카세트를 관류하기에는 충분히 큰 것이다.

상기 두 측벽 (14 16) 은 서로 거울상 관계에 있다. 각 측벽은 내측면 (23), 외측면 (24), 하부 부재 (25), 중간 부재 (26) 및 상부 부재 (28) 를 갖고 있다. 중간 부재 (26) 의 정부가 하부 부재 (25) 의 정부의 윗쪽 외측에 배치되도록, 각 측벽의 부재 (25, 26, 28) 들은 일체로 형성된다. 상부 부재 (28) 는 중간 부재 (26) 의 정부로 부터 위로 나와 있다. 상부 보강레일 (34) 과 하부 보강레일 (36) 은 상부 부재 (28) 의 편평한 외측표면 (24) 으로 부터 바깥쪽으로 돌출되어 있다. 이들 보강레일 (34, 36) 은 카세트 (10) 를 지지하는데 도움을 주며 또한 로봇 아암이 카세트를 효과적으로 잡아서 홀딩하게 하는 수단도 된다.

상기 카세트 (10) 는 각 측벽 (14, 16) 의 내측면 (23) 에서 다수의 디바이더 (40) 를 갖고 있다. 이들 디바이더 (40) 는 일반적으로 상부 부재 (28) 의 정부로 부터 중간 부재 (26) 의 바닥까지 뻗게 된다. 측벽 (14) 상에 있는 디바이더 (40) 들은 측벽 (16) 에 있는 디바이들과 대향하고 있다. 이들 다비이더 (40) 는 카세트안에 저장된 웨이퍼들을 서로 평행하게 이격시킨 상태에서 홀딩하는 기능을 한다. 디바이더 (40) 들은 길이방향으로 웨이퍼의 것과 동일한 곡률반경을 갖고 있다. 또한 이들 디바이더 (40) 는 가로방향으로 테이퍼져 있기 때문에, 웨이퍼들이 카세트 (10) 안으로 들어가거나 나올 때 손상될 가능성이 줄어들게 된다. 도 8 에서 보다 구체적으로 알 수 있듯이, 디바이더 (40) 들은 연속적으로 변하는 경사부를 갖고 있는데, 이 경사부는 웨이퍼가 수평으로 놓일 때 이 웨이퍼를 캐리어의 중앙에 중심맞추는데 사용된다. 상기 경사부는 벽에서 수직하게 시작되어 디바이더의 선단에서 수평하게 끝날 수 있다. 이와 같은 구성으로, 웨이퍼는 뚜렷한 경사부를 갖는 디바이더의 일부분상에 놓이게 됨으로써 가장자리 접촉이 확실히 이루어지게 된다. 디바이더 (40) 들이 이와 같은 구성을 취하게 되면, 웨이퍼 (80) 들이 수평으로 전달될 때 중력에 의해 웨이퍼 (80) 의 중심이 쉽게 맞춰진다. 일단 중심맞춤이 되면 웨이퍼의 수직 위치는 정확히 결정되게 된다. 또한, 컨테이너가 한 위치에서 다음 위치로 이동할 때, 작은 진동으로 인해 웨이퍼가 컨테이너 안에서 쉽게 중심맞춤이 된다. 이렇게 해서, 웨이퍼의 수직 위치의 정확도는 물론 수평 위치의 정확도도 향상되게 된다.

위와 같은 디바이더의 구성으로 추가적인 이점을 얻을 수 있다. 예컨데, 주어진 강도에 대해 단면을 최대한 줄일 수 있다. 디바이더 (40) 에는 웨이퍼가 삽입되고 캐리어로 부터 인출될 때 이 웨이퍼와 간섭하는 부위가 있는데, 따라서 웨이퍼 (80) 가 디바이더 (40) 와 부딪혀 미립자를 발생시킬 가능성이 작기 때문에 지지체는 얇은 것이 좋다. 또한, 상기 디바이더들은 웨이퍼를 지지하고 컨테이너의 수명을 단축시키게 될 변형이 되지 않도록 충분히 강하게 되어 있다.

각 쌍의 디바이더 (40) 들 사이에는 웨이퍼 수용 그루브 (42) 가 있다. 이 그루브 (42) 의 뒷면중 적어도 일부는, 웨이퍼 원주의 곡률반경과 일반적으로 같은 길이방향 곡률반경을 갖고 있다. 웨이퍼가 단일점이 아닌 선을 따라 그루브 (42) 에서 지지되기 때문에 이와 같은 그루브의 형상이 유익한 것이다. 이러한 지지 방식으로 카세트 내에서 웨이퍼의 안정성이 향상되며, 또한 카세트 (10) 가 웨이퍼 전달 기구와 결합되었을 때 웨이퍼는 확실한 수평상태로 유지될 수 있다. 카세트 (10) 의 측벽 (14, 16) 은 예컨데 300mm 의 특정 직경을 갖는 웨이퍼들을 받아들여 저장하기에 적합한 간격으로 서로 떨어져 있다. 카세트는 어떠한 개수의 웨이퍼도 수용할 수 있도록 그 크기를 가질 수 있다. 전형적인 두 카세트는 각각 13개 및 25개의 웨이퍼들을 수용할 수 있는 용량의 카세트이다. 디바이더 (40) 의 개수는 카세트의 용량에 따라 다르다.

상기 디바이더 (40) 와 그루브 (42) 의 방향은 소정의 이점을 얻을 수 있도록 되어 있다. 먼저, 이들은 5mm 내지 12mm 의 규정된 피치로 웨이퍼를 홀딩하도록 되어 있다. 두 번째는, 웨이퍼 사이의 간격이 3mm 내지 8mm 가 되도록 되어있다. 세 번째는, 개방측 (20, 22) 의 면과 평행한 웨이퍼의 직경에 있는 웨이퍼의 가장자리와 카세트 (10) 의 각 측벽 (14, 16) 간의 간격은 1mm 내지 3mm 가 된다. 위와 같은 피치와 간격들이 주어짐으로써 웨이퍼들은 카세트 안에서 서로 접촉하지 못하게 된다. 또한, 카세트가 웨이퍼 전달 기구와 결합되어 있을 때, 로봇 아암에 의한 웨이퍼의 삽입 및 인출이 이루어지기에 상기 간격은 충분하 다.

본 발명의 몇가지 특징은 제 1 단벽 (12) 의 구성에 있다. 이 제 1 단벽 (12) 은 제 1 플레이트 (50), 제 2 플레이트 (52) 및 채널 (56) 을 사이에 두고 있는 다수의 연결부재 (54) 로 이루어져 있다. 상기 플레이트 (50, 52) 는 연결부재 (54) 에 의해 서로 평행하게 떨어져 부착되어 있다. 각 채널 (56) 은 제 1 플레이트 (50) 의 일부, 제 2 플레이트 (52) 의 일부 및 두 개의 연결부재 (54) 로 형성된다. 각 채널 (56) 은 열린 정부 (58) 와 열린 바닥 (60) 을 갖고 있으므로, 웨이퍼 처리시나 카세트 세정시 유체가 상기 채널 (56) 을 자유롭게 통과할 수 있다. 카세트 (10) 를 세정할 때나 웨이퍼를 처리할 때 세정하기 어렵거나 또는 유체가 고일 수 있는 막힌 구석 같은 부위는 채널에 전혀 없다.

일반적으로 상기 플레이트 (50) 는 편평하다. 또한 플레이트 (52) 도 일반적으로 편평하지만, 그의 중앙부에서 큰 구멍 (64) 을 갖고 있다. 세 개의 운동학적 커플링 그루브 (66, 68, 70) 가 제 2 플레이트 (52) 의 표면에서 제 1 플레이트 (50) 까지 형성되어 있다. 이들 그루브는 웨이퍼 처리장비의 포트와 같은 다른 물체에 카세트를 인덱싱할 때 사용할 수 있다. 그루브 (66, 68, 70) 는 이들그루브 (66, 68, 70) 와 각각 결합하도록 된 상기 물체의 보조 돌기부와 상호 작용함으로써 카세트 (10) 의 적절한 정렬이 이루어지게 된다. 당 기술분야에 익숙한 사람들은 상기 운동학적 그루브 (66, 68, 70) 를 다른 방법으로 제공할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 예컨데, 이들 그루브는 개별적인 블럭으로 만들어 스크류, 핀, 초음파 용접 또는 접착 본드를 사용하여 플레이트 (52) 에 부착할 수 있다.

위와 같은 구성을 갖는 전방벽 (12) 으로 부터 많은 이점을 얻을 수 있다. 첫째, 두 개의 플레이트 (50, 52) 와 연결부재 (54) 의 조합으로 벽의 뒤틀림 또는 휘어짐을 줄일 수 있다. 둘째, 웨이퍼 처리시 세정하기 쉽고 유체를 쉽게 제거할 수 있다. 이러한 이점은 채널 (56) 이 열린 정부와 바닥을 갖고 있기 때문에 얻어지는 것이다. 카세트 (10) 안에서 유체의 정체를 유발시키는 막힌 공간은 전혀 없다. 셋째, 운동학적 커플링 그루브 (66, 68, 70) 가 한 표면상의 돌기부와 결합함으로써 이 표면상에서 카세트 (10) 의 위치가 쉽게 고정된다. 넷째, 소요되는 플라스틱의 양이 적기 때문에 카세트의 전체적인 중량이 가벼워지게 된다. 다섯째, 플레이트 (52) 에 구멍 (64) 이 있으므로 카세트 (10) 를 손이나 로봇 공구로 용이하게 잡을 수 있다. 또한, 이 카세트 (10) 에 보강 레일 (34, 36) 있기 때문에 로봇 공구로 옆에서 잡을 수 있다.

제 1 벽 (12) 이 두 측벽 (14, 16) 에 결합될 수 있는 것은 이 제 1 벽이 위와 같은 구성을 갖기 때문이다. 제 1 플레이트 (50) 의 하부의 대향하는 가장자리들은 마주보는 각 측벽 (14, 16) 의 하부 부재 (25) 와 거의 직각으로 결합한다. 또한, 플레이트 (52) 의 대향하는 가장자리들은 각 측벽 (14, 16) 의 상부 부재 (28) 와 결합한다. 이것은 측벽의 상부 부재 (28) 와 플레이트 (52) 사이에 경사진 패널 (53) 을 제공함으로써 이루어진다. 플레이트 (52) 와 상부 부재 (28) 에 대해 경사진 상기 패널 (53) 은 전체적인 구조에 강성을 부여하는데 도움을 준다.

카세트 (10) 의 제 2 단벽 (18) 은 제 1 단벽 (12) 과 같은 구성을 취할 수 있다. 그러나, 일반적으로 제 1, 2 단벽 둘다 상기와 같은 운동학적 커플링 그루브 (66, 68, 70) 를 가질 필요는 없다. 따라서, 이와 같은 그루브들은 도면에서 제 2 단벽 (18) 에는 제공되어 있지 않다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 실리콘 웨이퍼의 전달 및 저장에만 국한되지 않은 많은 이점을 제공한다. 본 발명은 강성 메모리 디스크, 포토마스크, 액정 디스플레이, 납작한 패널 디스플레이 또는 기판에도 효과적으로 적용될 수 있다. 다음의 청구범위에 제시된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 상기 카세트의 구성을 다양하게 변형할 수 있다.

Claims (12)

1. 제 1 개방측과,

   제 2 개방측과,

   제 1, 2 측벽으로서, 각 측벽은 내측 표면과 이 표면으로 부터 안쪽으로 뻗는 다수의 디바이더를 가지며, 상기 제 1, 2 측벽이 서로 협력하여 카세트내의 다수의 물품들을 지지함으로써, 제 1, 2 측벽으로 지지되는 이들 물품들이 서로 평행하게 이격되어 접촉하지 않고 놓이게 되는, 제 1, 2 측벽 및,

   상기 측벽들과 일체로 형성되는 제 1, 2 단벽을 포함하며,

   상기 제 1 단벽은,

   제 1, 2 플레이트와,

   상기 제 1, 2 플레이트를 서로 평행하게 분리시켜 견고히 홀딩하도록 되어 있는 다수의 연결부재 및,

   다수의 채널로서, 각 채널은 제 1 플레이트의 일부, 제 2 플레이트의 일부 및 상기 다수의 연결부재 중 한쌍으로 형성되며, 또한 유체가 상기 채널안에서 고여 정체되지 않고 자유로히 통과하도록 열린 정부와 열린 바닥을 갖는 채널을 구비하는 것을 특징으로 하는 다수의 물품을 홀딩하기 위한 카세트.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 플레이트의 중앙부에는 큰 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 카세트.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 카세트를 다른 대상에 대해 운동학적으로 위치고정시키기 위한 세 개 이상의 제 1 세트 그루브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카세트.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 단벽은,

   제 1, 2 플레이트와,

   상기 제 1, 2 플레이트를 서로 평행하게 분리시켜 견고히 홀딩하도록 되어 있는 다수의 연결부재 및,

   다수의 채널로서, 각 채널은 제 1 플레이트의 일부, 제 2 플레이트의 일부 및 상기 다수의 연결부재 중 한쌍으로 형성되며, 또한 유체가 상기 채널안에서 고여 정체되지 않고 자유로히 통과하도록 열린 정부와 열린 바닥을 갖는 채널을 구비하는 것을 특징으로 하는 다수의 물품을 홀딩하기 위한 카세트.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 단벽의 제 2 플레이트와 제 2 단벽의 제 2 플레이트의 각 중앙부에는 큰 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 카세트.
6. 제 3 항에 있어서, 세 개 이상의 제 2 세트 그루브를 더 포함하며, 제 1 세트 그루브 또는 제 2 세트 그루브는 카세트를 다른 대상에 대해 운동학적으로 위치고정시키는데 사용될 수 있는 것을 특징으로 하는 카세트.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 각 측벽은 하부 부재와 중간 부재 및 상부 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 카세트
8. 제 7 항에 있어서, 상기 각 측벽의 상부 부재는 바깥으로 돌출된 한 쌍의 레일을 구비하는 것을 특징으로 하는 카세트.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 각 측벽의 하부 부재는 상기 각 단벽의 제 1 플레이트에 직접 부착되는 것을 특징으로 하는 카세트.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 각 측벽의 상부 부재를 각 단벽의 제 2 플레이트에 부착시키기 위한 개별적인 패널들이 각 측벽의 상부 부재의 대향 단부들에 제공되는 것을 특징으로 하는 카세트.
11. 제 1 항에 있어서, 각 쌍의 디바이더들 사이에는 물품수용 그루브가 형성되고, 각 그루브의 뒷면 일부는 물품의 원주의 곡률반경과 일반적으로 같은 그루브의 길이방향 곡률반경을 갖는 것을 특징으로 하는 카세트.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 디바이더들 중 적어도 일부는 웨이퍼의 지지를 돕기 위해 연속적으로 변하는 경사부를 갖는 것을 특징으로 하는 카세트.