KR0119136Y1 - 웨이퍼 반송 시스템의 레일 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 웨이퍼 반송 시스템에서 웨이퍼 박스를 실은 반송 대차가 공정 라인에 설치된 레일 위를 주행하고 원하는 위치에 도착하여 웨이퍼 박스를 내리는 동안, 이어서 오는 반송 대차의 통행에 방해를 주지않고 계속적인 반송 대차의 흐름이 진행되도록 하는 웨이퍼 반송 시스템의 레일 장치에 관한 것으로서 ,메인 레일에서 전단되어 분리이동되는 제 1레일과, 상기 제1레일과 똑같은 형상을 가지고 소정간격으로 대향 , 설치된 제 2레일과, 사익 제 1레일과 제2레일에 수직하게 설치된 보조 레일과, 상기 보조 레일을 따라 이동하고 상기 제1레일과 제 2레일을 지지하는 플레이트와 상기 플레이트에 동력을 제공하는 구동 수단 및 상기 구동 수단과 보조 레일이 설치되는 베이스로 구성된다.

Description

웨이퍼 반송 시스템의 레일 장치

제 1도는 본 고안에 따른 레일 장치의 평면도

제 2도는 본 고안에 따른 레일 장치의 정면도

제 3도는 본 고안에 다른 레일 장치의 측면도

제 4도의 (a)는 본 고안에 따른 레일 장치의 주요부인 제 1플레이트의 평면도이고, (b)는 제2플레이트의 평면도

제 5도의 (a)는 본 고안에 따른 레일 장치의 주요부인 브라케트의 정면도이고, (b)는 평면도

제 6도의 (a)는 본 고안에 따른 레일 장치의 주요부인 제 1레일의 정면도이고, (b)는 제 2레일의 정면도

제 7도는 (a)는 본 고안에 따른 레일 장치의 주요부인 베이스의 평면도이고, (b)는 정면도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:메인 레일 2:제1레일

3:제 1플레이트 4:제2레일

5:제 2플레이트 6:마운트

7:브라케트 8:모터

9:플랜지 10:보조레일

11:베이스 12:리드 스크류

13:지지봉 14:후크 마운트

15:볼 스크류 16:레일 휠

17:타임 벨트 18:스토퍼

20:브라케트 결합용 축공 21:레일 휠 결합용 축공

22:마운트 결합용 축공 23:플랜지 결합용 축공

30:밑판 31:지지단

32:고정단 33:고정축공

34:지지축공 40:보조 레일 결합용 축공

41:후크 마운트 결합용 축공 42:스토퍼 결합용 축공

43:리드 스크류 결합용 축공

본 고안은 웨이퍼 반송 시스템에서 웨이퍼 박스를 실은 반송 대차가 공정 라인에 설치된 레일 위를 주행하고 원하는 위치에 도착하여 웨이퍼 박스를 내리는 동안, 이어서 오는 반송 대차의 통행에 방해를 주지않고 계속적인 반송 대차의 흐름이 진행되도록 하는 웨이퍼 반송 시스템의 레일 장치에 관한 것이다.

일반적으로 웨이퍼 제조 공정시, 여러 단계의 공정, 즉 에칭, 증착 등을 거치는 과정에서 웨이퍼를 각 공정실행 위치로 이송시켜야 한다.

이와 같이 웨이퍼를 각 공정실행 위치로 이송시키는 웨이퍼 반송 시스템을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

반도체 공정 라인을 연결하여 주는 메인 레일이 공정 라인 상부에 설치되고, 그 레일 이를 웨이퍼 박스를 실은 반송 대차가 이동하여 웨이퍼를 각 스테이션으로 이송시킨다. 상기 반송 대차에는 웨이퍼 박스에 담긴 웨이퍼의 정보를 저장하고 외부 터미널과 상기 정보를 교환하기 위한 장치가 구비되고, 또한 충전 기능이 탑재되어 있다. 그리고 상기 스테이션에는 웨이퍼 박스가 저장하는 블록과, 웨이퍼 박스를 픽업(pick-up)하여 반송 대차에 얹거나 블록에 안치시키는 피봇 암(pivot arm) 장치와, 상기 반송 대차를 제어하여 정보를 교환하는 터미널 및 상기 반송 대차에 전력을 공급하여 충전시키는 전원 공급장치로 구성된 스토커(stocker)가 설치된다.

이와같이 구성된 웨이퍼 반송 시스템의 동작은 웨이퍼 박스를 원하는 스테이션에 보내는 명령을 터미널에 입력하면 피봇 암이 블록에 저장된 웨이퍼 박스를 꺼내서 반송 대차에 안치시킨다. 그 다음에 반송 대차가 메인 레일 위를 따라 지정된 스테이션으로 이동하여 정지되면 스테이션에 설치된 피봇 암이 웨이퍼 박스를 픽업하여 블록에 안치시킨다.

그러나, 이와 같이 어느 한 방송 대차가 지정된 스테이션에 도착하여 정지하는 동안, 메인 레일을 따라 이동하던 다른 반송 대차를 정지시킬 수 밖에 없으므로 웨이퍼 반송 시스템 전체가 가동이 중지됨으로 인해서 공정 시간이 많이 소요되고, 또한 각각의 반송 대차는 각 스테이션에 설치된 터미널의 제어를 받기 때문에 모든 반송 대차를 일시에 정지시키는 것이 용이하지도 않고, 따라서 정지된 반송 대차에 다른 반송 대차가 충돌하여 고가의 반송 대차 및 웨이퍼가 파손되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 고안은, 스테이션 위치의 레일을 메인 레일과 분리시키고 분리된 레일에 플레이트로 연결되고 똑같은 크기를 가지는 레일을 부가, 설치하고 플레이트를 이동시키기 위한 모터를 설치함으로써 반송 대차가 지정된 스테이션의 분리된 레일에 도착하면 모터에 의해 플레이트가 일측으로 이동되어 분리된 레일이 메인 레일에서 이탈되어 있는 동안, 똑같은 크기의 다른 레일이 메인 레일의 단락된 공간으로 이동되어 메인 레일의 연속성을 유지할 수 있는 웨이퍼 반송 시스템의 레일 장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 메인 레일에서 전달되어 분리이동되는 제1레일과, 상기 제1레일과 똑같은 형상을 가지고 소정간격을 대향, 설치된 제2레일과, 상기 제1레일과 제2레일에 수직하게 설치된 보조 레일과, 상기 보조 레일을 따라 이동하고 상기 제1레일과 제2레일을 지지하는 플레이트와, 상기 플레이트에 동력을 제공하는 구동 수단 및 상기 구동 수단과 보조 레일이 설치되는 베이스로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 플레이트에는 상기 제1레일 및 제2레일을 수직 상태를 유지시키는 브라케트가 설치된다.

여기서 상기 브라케트는 직육면체 형태의 밑판과, 상기 밑판의 일측 상부에서 수직, 연장 형성되어 상기 제1레일 및 제2레일을 지지하는 지지단과, 상기 밑판의 중앙에 분리가능하게 설치되어 상기 지지단과 함께 상기 제1레일 및 제2레일을 지지하는 고정쇠 및 상기 밑판의 타측 상부에서 수직, 연장 형성되고 상면의 면적이 하면의 면적보다 좁은 형상을 가지는 고정단으로 구성된다.

또한, 상기 구동 수단은 동력원인 모터와, 상기 모터에서 발생된 동력을 전달하는 동력전달 수단 및 상기 동력전달 수단에 의해 동력을 전달받아 회전하는 리드 스크류 및 상기 플레이트에 장착되어 상기 리드 스크류를 따라 왕복이동하는 플랜지로 구성된다.

여기서 상기 동력전달 수단은 상기 모터에 결합된 모터 풀리와, 상기 리드 스크류에 결합된 스크류 풀리 및 상기 스크류 풀리와 모터 풀리를 연결하여 동력을 전달하는 타임 벨트로 구성된다.

또한, 상기 베이스에는 상기 제2레일을 정확한 원위치로 복귀시키는 멈춤 장치인 스토퍼가 설치된다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 고안에 따른 레일 장치의 평면도, 제2도는 정면도, 제3도는 측면도이고, 제4도의 (a)는 본 고안에 따른 레일 장치의 주요부인 제1플레이트의 평면 상세도, (b)는 제2플레이트의 평면 상세도이고, 제5도의 (a)는 본 고안에 따른 레일 장치의 주요부인 브라케트의 정면도, (b)는 평면도이며, 제6도의 (a)는 본 고안에 따른 레일 장치의 주요부인 제1레일의 정면도, (b)는 제2레일의 정면도이고, 제7도의 (a)는 본 고안에 따른 레일 장치의 주요부인 베이스의 평면도, (b)는 정면도이다.

우선, 제1도를 살펴보면 메인 레일(1)에서 전단되어 분리가 가능한 제1레일(2)이 제1플레이트(3)에 설치된다. 그리고 상기 제1레일(2)과 똑같은 형상으로 제작된 제2레일(4)이 제1레일(2)과 소정간격으로 제2플레이트(5)에 대향, 설치된다. 상기 제1플레이트(3)와 제2플레이트(5)는 일측면에 서로 접한 상태에서 마운트(6)로 결합되고, 각 모서리와 좌,우 중앙의 상,하단부에는 상기 제1레일(2) 및 제2레일(4)을 수직한 상태로 유지시키는 8개의 브라케트(7)가 설치된다. 또한, 상기 제1플레이트(3) 중앙에는 구동원인 모터(8)와 동력전달 수단 및 상기 제1플레이트(3) 하부에 장착된 플랜지(9)가 설치되는데 자세한 설명은 후술한다.

그리고 상기 제1,2플레이트(3,5)를 3등분하는 지점에 상기 제1,2레일(2,4)에 수직하게 각각 설치되어 상기 제1,2플레이트(3,5)의 이동 안내역할을 하는 보조 레일(10)이 설치된 베이스(11)가 상기 제1,2플레이트(3,5) 하부에 설치되며, 상기 베이스(11)의 중앙 상부에는 상기 제2레일(4)이 원위치로 복귀될 때 정확한 위치를 설정하는 역할을 하는 멈춤장치인 스토퍼(18)가 설치된다. 그리고 상기 베이스(11)의 중앙을 가로질러 상기 보조 레일(10)과 평행하게 상기 모터(8)의 동력으로 회전하는 리드 스크류(12)가 설치된다. 상기 리드 스크류(12)의 일측은 상기 동력전달 수단에 연결되고 타측은 원활한 회전을 하도록 베어링(12a)에 의해 지지되어 있다. 또한, 상기 리드 스크류(12)와 보조 레일(10) 사이에 상기 제1,2플레이트(3,5)를 지지하는 지지봉(13) 2개의 평행하게 설치되고, 상기 지지봉(13)은 상기 제1,2플레이트(3,5) 하부에 위치하며, 상기 베이스(11)에 고정된 2개의 후크 마운트(14)에 의해 지지된다.

이제 정면도인 제2도를 보면 직사각형 형태로서 하단부 양측에 돌출부(2a)가 형성된 제1레일(2)이 제1플레이트(3)의 상부에 설치된 브라케트(7)에 의해 고정된다. 그리고 상기 제1플레이트(3) 중앙에는 리드 스크류(12)의 나사선을 따라 회전이동하는 볼 스크류(15)가 내장된 플랜지(9)가 장착되고, 좌,우측에는 지지봉(13)이 설치된다. 그리고 상기 제1플레이트(3)의 좌,우측 중앙에는 직사각형 형태로서 내측으로 돌기(16b)가 형성된 돌출부(16a)가 하단 양측에 구비된 레일 휠(16)이 설치된다. 그리고 상기 제1플레이트(3)의 하부에는 베이스(11)가 설치되고, 상기 베이스(11) 중앙 하단에 모터(8)가 장착된다. 상기 베이스(11)의 좌,우측에는 상기 레일 휠(16)에 구비된 돌기(16b)가 결합되도록 양측에 홈(10a)이 형성된 보조 레일(10)이 설치된다.

동력전달 수단이 도시되어 있는 측면도인 제3도를 보면 제1,2레일 (2,4)이 제1,2플레이트(3,5) 좌,우측 상부에 설치된 브라케트(7)에 고정되고, 제1,2플레이트(3,5)는 일측면이 서로 맞붙은 상태로 결합된다. 상기 제1플레이트(3) 하부에 베이스(11)가 설치되고, 상기 베이스(11) 위에 일측은 베어링(12a)에 회동가능하게 고정되고 타측은 스크류 풀리(12b)에 연결된 리드 스크류(12)가 설치된다. 그리고 상기 베이스(11) 하부에 모터(8)가 장착되며, 모터 축(8a)에는 모터 풀리(8b)가 결합된다. 상기 모터 풀리(8b)와 스크류 플리(12b)를 연결하여 상기 모터(8)의 동력을 상기 리드 스크류(12)로 전달하는 타임 벨트(17)가 설치된다.

이제, 각 구성요소들을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 제1플레이트(3)가 도시된 제4도의 (a)를 보면 제1플레이트(3)는 직사각형 형태로서 다수의 결합용 축공들이 형성되는데 좌우 대칭이므로 좌측면만을 살펴보면 중앙과 좌측 하단에 형성된 4개의 브라케트 결합용 축공(20)과, 상기 브라케트 결합용 축공(20)중에서 중앙 상부에 설치된 축공을 중심으로 방사선상으로 형성된 4개의 레일 휠 결합용 축공(21)과, 상기 레일 휠 결합용 축공(21)중에서 우측 상부에 형성된 축공의 우측에 형성된 3개의 마운트 결합용 축공(22) 및 우측 하단에 형성된 플랜지 결합용 축공(23)으로 구성된다. 우측면도 좌측면에 형성된 축공과 대칭으로 형성된다.

제4도의 (b)에는 제2플레이트(5)가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 제2플레이트(5)도 상기 제1플레이트(3)와 마찬가지로 직사각형 형태로서 거의 유사하게 다수의 결합용 축공이 형성된다. 좌우 대칭이므로 좌측면만을 살펴보면 중앙과 좌측 상단에 형성된 4개의 브라케트 결합용 축공(20)과, 상기 브라케트 결합용 축공(20)중에서 중앙 하부에 설치된 축공을 중심으로 방사선상으로 형성된 4개의 레일 휠 결합용 축공(21) 및 상기 레일 휠 결합용 축공(21)중에서 우측 상부에 형성된 축공의 우측에 형성된 2개의 마운트 휠 결합용 축공(22)으로 구성된다. 우측면도 좌측면에 형성된 축공과 대칭으로 형성된다.

그 다음에 제1,2레일(2,4)을 수직 상태로 유지시켜 주는 브라케트(7)를 나타낸 제5도의 (a)를 살펴보면 직사각형 형태의 밑판(30)의 우측 끝단 상부에 상기 제1,2,레일(2,4)을 지지하는 직사각형 형태의 지지단(31)이 연장, 형성되고, 좌측 끝단 상부에는 좌측은 직선형태이고 우측은 밑에서 위로 올라가면서 내측으로 좁아지는 형태의 고정단(32)이 연장, 형성된다. 그리고 상기 지지단(31)과 고정단(32)을 관통하는 2개의 고정 축공(33)이 형성되며, 상기 2개의 축공(33)은 상기 제1,2플레이트(3,5)에 형성된 상기 브라케트 결합용 축공(20)과 일치된다. 또한, 상기 밑단(30)의 중앙에는 상기 지지단(31)과 함께 상기 제1,2레일(2,4)을 지지하여 수직 상태를 유지시켜 주는 고정쇠 역할을 하는 스크류나 볼트(도시되지 않음)를 체결하기 위한 지지 축공(34)이 형성된다.

제6도에는 제1,2레일(2,4)이 도시되어 있다. 우선, 제1레일(2)을 나타낸 (a)를 살펴보면 직사각형 형태로서 하단 양측 끝단에 돌출부(2a)가 형성되어 하단 중앙에 공간이 형성됨으로써 제1,2플레이트(3,5), 플랜지(9), 베이스(11) 및 모터(8) 등이 설치될 수 있게 된다. 그리고 제2레일(4)을 나타낸 (b)를 살펴보면 제1레일(2)과 마찬가지로 직사각형 형태로서 하단 양측 끝단에 2개의 돌출부(4a,4b)가 형성된다.

제7도는 베이스(11)가 도시되어 있다. (a)는 평면도로서 도시된 바와 같이 직사각형 형태로서 다수의 결합용 축공이 형성되는데 상,하가 대칭이므로 상부면만을 살펴보면 중앙의 수평 라인을 따라 형성된 다수의 보조 레일 결합용 축공(40)과, 상기 보조 레일 결합용 축공(40)중에서 맨 우측의 축공의 우측 하부에 형성된 후크 마운트 결합용 축공(41)과, 상기 후크 마운트 결합용 축공(41) 우측 하부에 형성된 스토퍼 결합용 축공(42) 및 상부면 하단에 형성된 2개의 리드 스크류 결합용 축공(42)으로 구성된다. 정면도인 (b)를 보면 상기 베이스(11)는 3개의 단으로 이루어지고 중앙을 걸쳐서 긴 홈(11a)이 형성된다. 상기 홈(11a)의 좌,우측 끝단에는 리드 스크류(12)을 지지하는 베어링(12b)를 고정하는 리드 스크류 결합용 축공(43)이 형성된다.

이와같이 구성된 웨이퍼 반송 시스템의 레일 장치의 동작은 다음과 같다.

웨이퍼가 저장된 저장박스를 실은 반송 대차가 메인 레일(1)을 따라 이동하여 제1레일(2)에 도착하면 저장박스를 피봇 암으로 픽업하여 블록으로 이동시키기 위하여 모터(8)를 가동시키면 동력이 발생되고, 발생된 동력은 모터 축(8a), 모터 풀리(8b), 타임 벨트(17) 및 스크류 풀리(12b)를 통해서 최종적으로 리드 스크류(12)로 전달되어 회전하게 된다. 이 회전력으로 볼 스크류(15)가 이동하게 되며, 따라서 상기 볼 스크류(15)가 내장된 플랜지(9)도 이동함으로써 제1플레이트(3,5)에 설치된 브라케트(7)에 고정된 상기 제1레일(2)이 보조 레일(10)을 따라 이동된다. 이렇게 상기 제1레일(2)이 이동되기 시작하면 상기 제1레일(2)에 마운트(6)로 연결된 제2레일(4)도 함께 상기 보조 레일(10)을 따라서 이동하여 상기 제1레일(2)이 상기 메인 레일(1)에서 이탈되어 있는 동안, 메인 레일의 단락된 공간을 메꾸어줌으로써 상기 메인 레일(1)의 연속성을 유지시켜 준다. 이렇게 상기 제1,2플레이트(3,5)가 상기 보조 레일(10)을 따라 이동하는 동안 지지봉(13)에 의해 상기 제1,2플레이트(3,5)를 밑에서 받추어줌으로써 균형을 유지시켜 준다.

그 다음에 이탈된 반송 대차가 저장 박스를 내리고 다른 저장 박스를 싣고 다시 원위치, 즉 상기 제1레일(2)이 상기 메인 레일(1)로 복귀되려면 상기 모터(8)를 이번에는 역회전시켜 발생된 역회전력이 상기와 같은 동력전달 장치를 통해서 상기 리드 스크류(12)로 전달되어 역회전하게 된다. 따라서 상기 볼 스크류(15)가 내장된 플랜지(9)가 상기 메인 레일(1) 방향으로 이동함으로써 상기 제1,2플레이트(3,5)가 원위치로 복귀된다. 이런 동작으로 상기 제1,2플레이트(3,5)가 원위치로 복귀될 때, 스토퍼(18)에 의해 상기 제2플레이트(5)가 정지됨으로써 정확한 원위치로 복귀된다.

그리고 상기 제1,2레일(2,4)을 교환할 경우에는지지 축공(34)에 체결된 고정쇠를 빼기만 하면 쉽게 상기 브라케트(7)에서 분리시킬 수 있으며, 또한 고정단(32)의 일측면에 경사지게 형성됨으로써 이러한 작업이 용이하게 수행된다.

이와 같이 본 고안은 스테이션 위치의 메인 레일을 전단하여 분리이동이 가능한 제1레일을 마련하고, 이와 형상이 똑같은 제2레일을 대향, 설치하여 이 두 레일을 서로 결합시켜 미리 설치된 보조 레일을 따라 모터에 의해 이동시킴으로써 제1레일이 메인 레일에서 이탈되어 있는 동안 제2레일이 이탈된 공간으로 이동하여 메인 레일의 연속성을 유지하여 웨이퍼 반송 시스템이 일시적으로 중단되는 현상을 방지할 수 있는 장점과, 또한 반송 대차의 웨이퍼 저장박스를 싣거나 내리는 동작을 메인 레일에서 이탈되어 수행하므로 다른 반송 대차와 충돌하여 발생하는 고가의 반송 대차 및 웨이퍼의 파손을 방지할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 본 고안은 제1,2레일을 수직 상태로 유지시키는 브라케트를 설치하여 제1,2레일이 번갈아가며 메인 레일과 연결될 때, 제1,2레일이 수직으로 유지되지 못하여 메인 레일과 어긋남으로써 반송 대차가 탈선되는 사태를 방지할 수 있는 장점과, 또한 제1,2레일의 고정 방식을 일측면에는 지지단으로, 타측면에는 쉽게 분리가능한 고정쇠로 지지하고, 지지단 타측에 형성된 고정단의 형상을 위로 향할수록 좁게 형성하여 내부 공간을 넓혀 줌으로써 고정쇠를 체결, 분리하는 작업이 용이한 장점이 있다.

Claims (6)

1. 메인 레일에서 전단되어 분리이동되는 제1레일, 상기 제 1레일과 똑같은 형상을 가지고 소정간격으로 대향, 설치된 제 2레일, 상기 제 1레일과 제 2레일에 수직하여 설치된 보조 레일, 상기 보조 레일을 따라 이동하고 상기 제 1레일과 제 2레일을 지지하는 플레이트, 상기 플레이트에 동력을 제공하는 구동 수단 및 상기 구동 수단과 보조 레일이 설치되는 베이스로 구성된 웨이퍼 반송 시스템의 레일 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 플레이트에는 상기 제 1레일 및 제 2레일을 수직 상태를 유지시키는 브라케트가 설치된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템의 레일장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 브라케트는 직육면체 형태의 밑판, 상기 밑판의 일측 상부에서 수직, 연장 형성되어 상기 제 1레일 및 제2레일을 지지하는 지지단, 상기 밑판의 중앙에 분리가능하게 설치되어 상기 지지단과 함께 상기 제 1레일 및 제 2레일을 지지하는 고정쇠 및 상기 밑판의 타측 상부에서 수직, 연장 형성되고 상면의 면적이 하면의 면적보다 좁은 형상을 가지는 고정단으로 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템의 레일.
4. 제 1항에 있어서, 상기 구동 수단은 동력원인 모터, 상기 모터에서 발생된 동력을 전달하는 동력전달 수단, 상기 동력전달 수단에 의해 동력을 전달받아 회전하는 리드 스크류 및 상기 플레이트에 장착되어 상기 리드 스크류를 따라 왕복이동하는 플랜지로 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템의 레일 장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 동력전달 수단은 상기 모터에 결합된 모터 풀리, 상기 리드 스크류에 결합된 스크류 폴리 및 상기 스크류 폴리와 모트 폴리를 연결하여 동력을 전달하는 타임 벨트로 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템의 레일 장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 베이스에는 상기 제 2레일을 정확한 원위치로 복귀시키는 멈춤 장치인 스토퍼가 설치된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 시스템의 레일 장치.