KR100274600B1 - 반도체 웨이퍼 적재용 보트의 로봇 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로봇 이송장치의 상측 가이드부재에 보조 고정부분을 추가하여 이송장치의 취약부분이었던 아암의 헐거워짐을 방지한 반도체 웨이퍼 적재용 보트의 로봇 이송장치에 관한 것으로서, DC모터의 구동력으로 리프터 프레임에 회전가능하게 설치된 나사봉과, 보트를 파지하는 아암이 고정되고, 상기 나사봉을 따라 이동하는 하측 가이드부재와, 상기 하측 가이드 부재에 미끄러지도록 결합되고 상기 리프터 프레임에 고정되어 직선이동하도록 안내하는 상측 가이드부재가 구비된 반도체 웨이퍼 적재용 보트의 로봇 이송장치에 있어서, 상기 상측 가이드부재의 양측에는 관통구멍을 갖는 고정편이 형성되어 있고, 상기 고정편의 관통구멍을 통한 보조 고정볼트에 의해 상기 상측 가이드부재가 상기 리프터 프레임에 고정되어 이루어진다.

따라서 로봇 이송장치의 아암이 벌어지는 현상을 막아 웨이퍼 적재용 보트의 안전한 이송을 가능하게 하고 웨이퍼 불량을 막아 설비의 신뢰성을 향상시킴은 물론이고 또한 정밀한 아암의 움직임을 가능하게 하여 후속공정의 안정적인 연계가 이루어지도록 하는 효과를 갖는다.

Description

반도체 웨이퍼 적재용 보트의 로봇 이송장치

본 발명은 반도체 웨이퍼 적재용 보트의 로봇 이송장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 로봇 이송장치의 상측 가이드부재에 보조 고정부분을 추가하여 이송장치의 취약점이였던 아암의 헐거워짐을 방지한 반도체 웨이퍼 적재용 보트의 로봇 이송장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체공정은 정밀을 요하며 오염에 민감하므로 사람의 손에 의존하는 작업보다는 로봇이나 자동화설비를 이용한 작업이 주를 이루고 있다.

이러한 로봇이나 자동화설비에서 웨이퍼나 웨이퍼를 담은 캐리어 또는 보트를 다음 챔버나 다음 설비로 이동시키는 역할을 하는 것 중 하나가 로봇 이송장치이다.

일반적인 로봇 이송장치는 유압실린더나 DC모터를 구동원으로 하여 양쪽아암을 열고 닫아 웨이퍼나 웨이퍼 보트를 잡거나, 웨이퍼나 웨이퍼 보트를 지정된 위치에 내려놓는다. 이러한 일련의 동작들은 미리 프로그램화 되어 있는 순서에 따라서 제어된다.

일반적인 반도체 웨이퍼 적재용 보트의 로봇 이송장치는 두 개의 아암과, 아암이 움직이는 방향을 유도하는 상측 및 하측의 가이드부재와, 하측 가이드부재를 관통하여 회전함으로서 아암의 움직임을 유발하는 나사봉과, 전원을 공급받아 상기 나사봉을 회전시키는 DC모터와, DC모터의 회전축과 나사봉을 연결하는 클러치와, 상기 가이드부재와 나사봉과 DC모터를 고정하고 양쪽 아암을 지탱하는 리프터 프레임과, 리프터 프레임을 상하좌우로 이동시키는 리프터 프레임 작동장치와, 상기 DC모터와 작동장치를 구동하는 동력부와. 상기 장치들의 움직임을 제어하는 제어부로 구성되어 있다.

통상적인 반도체 웨이퍼 적재용 보트의 로봇 이송장치를 제1도에 도시하였다.

제1도에서와 같이 일반적인 반도체 웨이퍼 적재용 보트의 로봇 이송장치는 웨이퍼 적재용 보트(26)의 외곽 양측면에 접하여 맞물릴 수 있도록 수평으로 돌출된 두 개의 아암(22)과, 아암(22)의 끝단부와 리프터 프레임(10)에 각각 연결되어 아암(22)의 좌우 수평움직임을 유도하는 요철모양의 상측 및 하측 가이드부재(20, 18) 한 쌍과, 하측 가이드부재(18)를 관통하고 회전하면서 아암(22)의 수평움직임을 유발하는 나사봉(16)과, 직류전원을 공급받아 상기 나사봉(16)을 회전시키는 DC모터(12)와, 상기 DC모터(12)와 나사봉(16)을 연결하여 DC모터(12)의 회전력을 나사봉(16)으로 전달하는 클러치(14)와, 상기 가이드부재(20, 18)와 나사봉(16)과 DC모터(12)를 고정하고 양쪽 아암(22)을 지지하는 리프터 프레임(10)과, 도시하지는 않았지만 리프터 프레임(10)에 연결되어 리프터 프레임(10)을 상하좌우로 이동시키는 작동장치와, DC모터(12)와 작동장치에 전원을 공급하는 동력부와, 상기 장치들의 움직임을 제어하는 제어부로 구성되어 있다.

이러한 아암(22)의 움직임과 로봇 이송장치의 수직 및 수평운동은 미리 입력된 프로그램에 의해 제어부가 수치제어를 하게 된다.

로봇 이송장치의 동작을 설명하면, 제어부에서 제어되고 동력부로부터 직류전원이 순방향 및 역방향으로 DC모터(12)에 공급되면 DC모터(12)는 순방향 및 역방향으로 회전하여 DC모터(12)의 회전축과 클러치(14)로 연결되어 있는 나사봉(16)이 DC모터(12)의 회전과 동일한 방향으로 회전하게 된다. 나사봉(16)이 회전하게 되면 상대적으로 회전하지 않는 하측 가이드부재(18)는 나사봉(16)을 따라서 나사봉(16)의 축방향으로 진행하게 된다. 따라서 하측 가이드부재(18)에 연결된 아암(22)이 좌우 진행하게 되는데 이때, 아암(22)이 정밀한 수평운동을 하도록 레일 형태로 서로 요철된 한쌍의 상측 및 하측 가이드부재(20, 18)를 리프터 프레임(10)과 아암(22)의 끝단부에 각각 부착하고 서로 맞물리어 미끄러지게 함으로써 아암(22)의 운동성을 높이게 된다.

좌우 두개의 아암(22)은 서로 상대적으로 작등하며 보트를 잡을 때와 내려놓을 때 아암(22)의 동작은 서로 상반된다.

제2도는 제1도의 가이드부재(20, 18)가 고정된 상태를 A-A선으로 절단하여 나타낸 단면도이다.

제2도에서와 같이 상측 가이드부재(20)는 두 개의 관통구멍을 갖고 관통구멍을 통해 두 개의 고정볼트(24)를 삽입하여 리프터 프레임(10)에 결합되어 있다.

일반적으로, 두 개의 고정볼트로 상측 가이드부재를 리프터 프레임에 고정하는 종래의 방법은 아암의 좌우운동이나 기계진동, 충격하중, 설비의 노후로 인해 필연적으로 한쪽 고정볼트나 양쪽 고정볼트에 볼트 풀림이 일어 나게 된다.

또한, 보트 무게와 아암의 무게 그리고 이송 충격 등으로 발생하는 실제하중이 가이드의 고정볼트로 집중되므로 상측 가이드부재는 고정볼트의 마모 및 파손이 발생하는 로봇 이송장치의 취약부분으로 지적되어 왔다.

이러한 이유로 상측 가이드부재의 고정볼트 풀림이 가중되면 리프터 프레임과 상측 가이드부재의 결합이 느슨해지고 헐거워져서 상측 가이드부재가 미세한 각도로 비틀어지게 된다. 이 미세한 각도의 비틀어짐만으로도 막대형상의 아암 끝단부는 심하게 벌어지게 된다. 따라서 아암이 규정된 위치를 이탈하여 좌우로 벌어지면 파지한 보트의 흔들거림을 더욱 유발하게되고 벌어짐의 정도가 진행되어 벌어짐의 폭이 보트의 외곽 치수를 벗어나게 되면 보트 이송이 불가능해지거나 보트를 이송하는 도중에 보트가 추락하여 충격으로 보트와 보트 내부의 웨이퍼가 심한 손상을 입게 되는 경우가 빈번했다.

또한, 아암이 규정된 위치에서 벗어나게 되면 정밀한 제어가 어려워지므로 후속 공정이 불가능하다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 로봇 이송장치의 상측 가이드부재를 고정하는 고정볼트의 헐거워짐을 방지하여 웨이퍼 보트의 추락사고를 막고 웨이퍼를 안전하게 이송할 수 있는 반도체 웨이퍼 적재용 보트의 로봇 이송장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 아암이 규정된 위치에서 동작하도록 하여 정밀한 제어가 가능하고 다음 공정의 안정적인 연계를 가능하게 하는 반도체 웨이퍼 적재용 보트의 로봇 이송장치를 제공함에 있다.

제1도는 종래의 반도체 웨이퍼 적재용 보트의 로봇 이송장치를 나타낸 사시도이다.

제2도는 제1도의 가이드부재가 고정된 상태를 A-A선으로 절단하여 나타낸 단면도이다.

제3도는 본 발명의 실시예 1에 따른 가이드부재가 고정된 상태를 나타낸 단면도이다.

제4도는 제3도의 가이드부재가 분리된 상태를 나타낸 분개사시도이다.

제5도는 본 발명의 실시예 2에 따른 상측 가이드부재를 나타낸 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 리프터 프레임 12 : DC모터

14 : 클러치 16 : 나사봉

18 : 하측 가이드부재 20, 30, 40 : 상측 가이드부재

22 : 아암 24 : 고정 볼트

26 : 보트 30a, 40a : 고정편

32, 42 : 보조 고정볼트

본 발명에 의한 반도체 웨이퍼 적재용 보트의 로봇 이송장치는, DC모터의 구동력으로 리프터 프레임에 회전가능하게 설치된 나사봉과, 보트를 파지하는 아암이 고정되고, 상기 나사봉을 따라 이동하는 하측 가이드부재와, 상기 하측 가이드부재에 미끄러지도록 결합되고 상기 리프터 프레임에 고정되어 직선이동하도록 안내하는 상측 가이드부재가 구비된 반도체 웨이퍼 적재용 보트의 로봇 이송장치에 있어서, 상기 상측 가이드부재의 양측에는 관통구멍을 갖는 고정편이 형성되어 있고, 상기 고정편의 관통구멍을 통한 보조 고정볼트에 의해 상기 상측 가이드부재가 상기 리프터 프레임에 고정되어 이루어진다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제3도는 본 발명의 실시예 1에 따른 가이드부재가 고정된 상태를 나타낸 단면도이다.

제3도를 참조하여 설명하면 나사봉(16)에 의해 관통되어 아암(22)에 고정된 하측 가이드부재와(18)와, 리프터 프레임(10)에 고정볼트(24)로 고정된 상측 가이드부재(30)는 서로 미끄러지도록 레일 형태의 요철모양으로 서로 맞물려 있으며, 본 발명의 상측 가이드부재(30)에는 양측면에 관통구멍을 가지는 고정편(30a)이 일렬로 형성되어 있고, 고정볼트(24)의 좌우로 상기 관통구멍을 통해서 보조 고정볼트(32)를 삽입하여, 체결되도록 되어 있다.

따라서, 리프터 프레임(10)과 고정되어 있는 상측 가이드부재(30)의 고정볼트(24)가 기계진동이나 충격 등으로 풀리는 것이 방지되고, 만약의 경우에 고정볼트(24)가 풀려서 헐거워지더라도 좌우의 보조 고정볼트(32)가 고정되어 있으므로 아암(22)의 벌어짐을 방지할 수 있다.

제4도는 제3도의 상측 및 하측 가이드부재(30, 18)가 각각 리프터 프레임(10)과 아암(22)으로부터 분리된 상태를 나타낸 분해사시도이다.

제4도에 나타난 바와 같이 본 발명의 상측 가이드부재(30)는 리프터 프레임(10)에 고정되도록 두 개의 고정볼트(24) 외에 네 개의 보조 고정볼트(32)가 고정편(30a)에 관통되어 체결되며 반대편의 상측 가이드부재(30)도 이와 동일하게 구성된다.

따라서, 상측 및 하측 가이드부재(30, 18)의 미끄럼위치가 견고하게 고정되어지므로 아암(22)의 정밀한 움직임이 가능해지고 빈번하게 발생되던 아암(22)의 벌어짐을 방지하여 보트(26)의 이송시에 추락으로 인한 웨이퍼 및 보트(26)의 파손 위험이 없다.

또한, 아암의 벌어짐을 방지하고 고정볼트의 풀림현상을 해결하기 위한 상측 가이드부재의 고정편 형상은 상측 가이드부재의 양측면의 일부가 돌출된 형태도 가능하며, 이러한 경우 제5도의 실시예 2와 같이 보트(26)와 아암(22)의 하중과 운동방향 및 결합형태를 고려하여 강측 가이드부재(40)의 양측단의 중앙 부위가 돌출된 십자(+)형태의 고정편(40a)도 바람직하다.

더욱이 상기 십자형태의 고정편은 보조 고정볼트(42) 두 개로도 근사의 효과를 가지므로 사용하는 보조 고정볼트(42)의 수를 절감할 수 있다.

또한, 고정편의 형태와 위치 또는 추가하여 사용되는 보조 고정볼트의 개수에 따라서 고정편에 의한 상측 가이드부재의 고정편 및 고정형태는 다양할 수 있으며 따라서 보트의 규모, 아암의 작동속도, 가이드부재의 재질 등을 고려하여 고정형태를 결정하는 것이 바람직하다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 적재용 보트의 로봇 이송장치에 의하면, 로봇 이송장치의 아암이 벌어지는 현상을 막아 웨이퍼적재용 보트의 안전한 이송을 가능하게 하고 웨이퍼 불량을 막아 설비의 신뢰성을 향상시킴은 물론이고, 또한 정밀한 아암의 움직임을 가능하게 하여 후속 공정의 안정적인 연계가 이루어지도록 하는 효과를 갖는다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (1)

1. DC모터의 구동력으로 리프터 프레임에 회전가능하게 설치된 나사봉과, 보트를 파지하는 아암이 고정되고, 상기 나사봉을 따라 이동하는 하측 가이드부재와, 상기 하측 가이드부재에 미끄러지도록 결합되고 상기 리프터 프레임에 고정되어 직선이동하도록 안내하는 상측 가이드부재가 구비된 반도체 웨이퍼 적재용 보트의 로봇 이송장치에 있어서, 상기 상기 가이드부재의 양측에는 관통구멍을 갖는 고정편이 형성되어 있고, 상기 고정편의 관통구멍을 통한 보조 고정볼트에 의해 상기 상측 가이드부재가 상기 리프터 프레임에 고정된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 적재용 보트의 로봇 이송장치.

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