KR100309698B1 - 스탠더드 메커니컬 인터페이스 시스템의 그리퍼 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 SMIF 시스템의 그리퍼를 개시한다.
본 발명은 카세트 캐리어를 반도체 장비에 로딩/언로딩시키기 위해 카세트 캐리어를 움켜쥐기 위한 파지부와, 파지부를 작동시키기 위한 감지수단 및 리미트 스위치를 구비한 스탠더드 메커니컬 인터페이스 시스템의 그리퍼에 있어서, 감지수단은 내부가 빈 원통형상의 하부에 외주연을 따라 테두리가 형성된 가이드와, 가이드 내부에서 상하방향으로 이동할 수 있도록 상하방향으로 삽입되는 가이드 봉과, 가이드의 테두리와 가이드 봉 하부 사이에 탄성적으로 설치되는 스프링을 포함한다.
따라서, 카세트 캐리어가 전체 공정 상에 영향을 미치지 않을 정도의 범위내에서 약간 기울어져 있더라도 감지수단의 감지기능이 원활하게 이루어져 그리퍼의 동작을 원활하게 하고 SMIF 시스템의 공정 효율성 및 안정성을 기할 수 있다.

Description

스탠더드 메커니컬 인터페이스 시스템의 그리퍼{GRIPPER OF STANDARD MECHANICAL INTERFACE SYSTEMS}
본 발명은 반도체 가공 장비에 카세트 캐리어를 로딩/언로딩시키기 위한 스탠더드 메커니컬 인터페이스 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 카세트 캐리어가 전체 공정 상에 영향을 미치지 않을 정도의 범위내에서 약간 기울어져 있더라도 감지수단의 감지기능이 원활하게 이루어질 수 있는 스탠더드 메커니컬 인터페이스 시스템의 그리퍼에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼를 가공하기 위한 장비는 매우 깨끗한 환경을 요구한다. 반도체 웨이퍼를 이송하거나 저장할 때 작은 입자, 기체 혹은 정전하가 포함되는 경우 반도체 웨이퍼 장비 또는 반도체 웨이퍼가 손상을 받게 된다. 한편, 웨이퍼 가공이 이루어지는 넓은 공간을 고도로 깨끗한 환경을 유지하기에는 비용이 많이 소요되므로 기밀이 유지되는 웨이퍼 이송용기를 이용해 반도체 웨이퍼 장비에 웨이퍼를 로딩/언로딩시킬 수 있는 SMIF 시스템이 개발되었다.
SMIF 시스템은 반도체 웨이퍼 제조공정을 수행하는 반도체 장비의 주변장치로서 SMIF란 Standard Mechanical Interface의 약자이며, 좁은 공간의 청정실 등에서의 대기 콘트롤 및 프로세스 처리시 인위적인 실수 등을 방지하기 위한 것으로, 다수의 웨이퍼가 저장된 카세트 캐리어를 반도체 장비에 투입하거나 배출하는데 이용되는 시스템이다.
도 1은 종래기술에 따른 SMIF 시스템을 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 종래의 SMIF 시스템는 한쌍의 기둥(12)에 의해 지지되는 포트 플레이트(14), 상하방향으로 슬라이딩 운동가능하도록 기둥(12)에 장착되는 포트 도어 이송 아암(16),기둥(12)과 직각방향 즉, 수평방향으로 슬라이딩 운동가능하도록 설치되는 그리퍼 이송 아암(18) 및 이 그리퍼 이송 아암(18)의 끝단에 설치되어 카세트 캐리어(20)를 움켜쥐기 위한 그리퍼(22)가 설치되어 있다. 한편, 포트 도어(24) 상면에는 카세트 캐리어(20) 수납 용기인 SMIF 파드(1)의 파드 도어(26)가 안착된다.
이와 같은 구조를 갖는 SMIF 시스템의 카세트 캐리어 이송과정은 먼저, 카세트 캐리어(20)가 수납된 SMIF 파드(1)를 작업자가 포트 플레이트(14) 상에 올려 놓으면 포트 도어(24)의 하강에 의해 SMIF 파드(1) 내에 수납된 카세트 캐리어(20)와 파드 도어(26)가 소정 위치까지 하강한다. 그런 다음 그리퍼 이송 아암(18)의 수평 슬라이딩 운동에 의해 카세트 캐리어(20) 위에 그리퍼(22)가 위치하게 된다. 그리퍼(22)는 카세트 캐리어(20)의 일단을 움켜쥔 채 수평방향으로 슬라이딩 이동하여 반도체 장비에 다수의 웨이퍼가 적층된 카세트 캐리어(20)를 공급한다.
한편, 도 2는 종래기술에 따른 그리퍼의 내부를 도시한 개략도로서, 그리퍼(22)는 양측에 카세트 캐리어(20)의 상단을 직접 파지하기 위한 파지부(30)가 구비되어 있으며, 그리퍼(22)의 또 다른 양측 저면 모퉁이에는 카세트 캐리어(20)와의 접촉 강도에 따라 파지부(30)를 선택적으로 작동시키기 위한 감지수단(32)이 마련되어 있다.
이와 같은 감지수단(32)은 도 3에 도시된 바와 같이, 내부가 빈 원통형상의 작동부(34)가 그리퍼(22) 저면에 수직방향으로 이동가능하도록 마련되고, 작동부(34) 내부에 상하방향으로 탄성력이 작용하는 스프링(36)이 내장되며, 작동부(34)의 일단에 수평방향으로 돌출된 접촉부(38)가 마련되며, 작동부(34)가 상하방향으로 이동하는 정도에 따라 접촉부(38)에 의해 온/오프되는 리미트 스위치(40)로 이루어져 있다.
즉, 그리퍼(22)가 하강하면서 작동부(34)는 카세트 캐리어(20) 상면에 접촉되며, 그리퍼(22)가 더욱 하강함에 따라 작동부(34)는 스프링(36)에 의해 탄성지지되어 있으므로 그리퍼(22)만이 하강한다. 이때, 그리퍼(22)와 함께 하강하는 리미트 스위치(40)는 접촉부(38)에 의해 밀어 올려져 스위치가 작동된다. 리미트 스위치(40)의 작동은 그리퍼(22)의 하강을 멈추도록 하고 파지부(30)를 작동시켜 그리퍼(22)가 카세트 캐리어(20)를 움켜쥐게 한다.
그런데 이와 같은 종래의 그리퍼가 카세트 캐리어를 움켜잡기 위해서는 그리퍼의 양측 모퉁이에 있는 감지수단의 작동부가 균등하게 하강하면서 리미트 스위치를 작동시켜야 하는데 카세트 캐리어가 약간만 기울진 상태로 놓여 있어도 어느 일측 감지수단의 작동에 불량이 발생되는 문제점이 있었다. 카세트 캐리어는 카세트 캐리어가 안착되는 툴 스테이지(tool stage; 도면상 미도시됨.)가 가동되면서 전체 공장 상에는 영향을 미치지 않는 정도의 범위에서 기울어지는 경우가 많다. 이와 같은 감지수단의 작동 불량은 SMIF 시스템을 정지시켜 공정의 효율성 및 안정성을 떨어뜨린다.
따라서 본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 카세트 캐리어가 전체 공정 상에 영향을 미치지 않을 정도의 범위내에서 약간 기울어져 있더라도 감지수단의 감지기능이 원활하게 이루어져 그리퍼의 동작을 원활하게 하고SMIF 시스템의 공정 효율성 및 안정성을 기할 수 있는 스탠더드 메커니컬 인터페이스 시스템의 그리퍼를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 카세트 캐리어를 반도체 장비에 로딩/언로딩시키기 위해 카세트 캐리어를 움켜쥐기 위한 파지부와, 파지부를 작동시키기 위한 감지수단 및 리미트 스위치를 구비한 스탠더드 메커니컬 인터페이스 시스템의 그리퍼에 있어서, 감지수단은 내부가 빈 원통형상의 하부에 외주연을 따라 테두리가 형성된 가이드와, 가이드 내부에서 상하방향으로 이동할 수 있도록 상하방향으로 삽입되는 가이드 봉과, 가이드의 테두리와 가이드 봉 하부 사이에 탄성적으로 설치되는 스프링을 포함한다.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 SMIF 시스템을 도시한 정면도,
도 2는 종래기술에 따른 그리퍼의 내부를 도시한 개략도,
도 3은 종래기술에 따른 감지수단을 도시한 분해사시도,
도 4는 본 발명에 따른 그리퍼의 내부를 도시한 개략도,
도 5는 본 발명에 따른 감지수단을 도시한 분해사시도,
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 그리퍼의 감지수단의 작동을 도시한 개략도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
20 ; 카세트 캐리어 50 ; 그리퍼
52 ; 파지부 54 ; 감지수단
56 ; 리미트 스위치 58 ; 테두리
60 ; 가이드 62 ; 가이드 봉
64 ; 스프링
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 SMIF 시스템의 그리퍼를 상세하게 설명한다. 또한, 종래와 동일한 부품에 대해서는 도 1을 참조하여 동일한 도면부호를 붙여 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 SMIF 시스템은 한쌍의 기둥(12)에 의해 지지되는 포트 플레이트(14), 상하방향으로 슬라이딩 운동가능하도록 기둥(12)에 장착되는 포트 도어 이송 아암(16), 기둥(12)과 직각방향 즉, 수평방향으로 슬라이딩 운동가능하도록 설치되는 그리퍼 이송 아암(18) 및 이 그리퍼 이송아암(18)의 끝단에 설치되어 카세트 캐리어(20)를 움켜쥐기 위한 그리퍼(22)가 설치되어 있다.
포트 도어 이송 아암(16)에는 포트 도어(24)가 설치되어 있으며, 그 상면에는 SMIF 파드(1)로부터 분리된 파드 도어(26)와 그 위에 놓여진 카세트 캐리어(20)가 안착된다.
한편, 그리퍼(50)는 반도체 장비에 로딩/언로딩시키기 위해 카세트 캐리어(20)를 움켜쥐기 위한 파지부(52)와, 파지부(52)를 작동시키기 위한 감지수단(54) 및 리미트 스위치(56)를 구비하고 있다.
특히, 감지수단(54)은 내부가 빈 원통형상의 하부에 외주연을 따라 테두리(58)가 형성된 가이드(60)와, 가이드(60) 내부에서 상하방향으로 이동할 수 있도록 상하방향으로 삽입되는 가이드 봉(62)과, 가이드(60)의 테두리(58)와 가이드 봉(62) 하부 사이에 탄성적으로 설치되는 스프링(64)을 구비한다.
스프링(64)은 가이드 봉(62)의 외주연을 따라 권취되는 코일 스프링(64)이 적당하며, 코일 스프링(64)의 직경은 가이드(60)의 내경보다는 크고, 테두리(58)의 외경보다는 작게 형성되어 코일 스프링(64)의 상단부가 테두리(58)에 의해 제한받도록 한다. 한편, 코일 스프링(64)의 하단부는 가이드 봉(62)의 하단부에 고정되는데, 예시도면에서는 가이드 봉(62) 하단부를 두툼하게 형성하여 하단부의 폭 또는 직경이 코일 스프링(64)의 직경보다 크게하한 것이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 그리퍼의 감지수단의 작동을 도시한 개략도이다.
도 6a는 그리퍼가 카세트 캐리어를 움켜잡기 위해 카세트 캐리어의 상부에 위치하고 있는 상태를 나타낸 도면이며, 도 6b는 그리퍼가 카세트 캐리어를 움켜잡기 위해 하강하던 중 감지수단이 카세트 캐리어의 상부에 접촉하여 리미트 스위치를 작동시킨 상태를 나타낸 도면이며, 도 6c는 감지수단이 감지된 상태로 설정된 값까지 하강된 상태를 도시한 도면이다.
도 6a에서 감지수단(54)은 스프링(64)에 의해 가이드 봉(62)이 최대한 하부로 내려온 상태이며, 리미트 스위치(40)와 가이드(60)의 테두리(58)가 서로 떨어져 있는 상태이며, 카세트 캐리어(20)의 상면과 가이드(60)가 미접촉된 상태이다.
이와 같은 상태에서 그리퍼(22)가 하강하면서 가이드 봉(62)의 하단부는 카세트 캐리어(20)의 상면에 접촉하게 되며, 그리퍼(22)가 더욱 하강함에 따라 가이드 봉(62)은 더 이상의 하강이 제한을 받게됨에 따라 가이드(60)의 테두리(58)와 가이드 봉(62) 사이에 탄지된 스프링(64)이 압축되면서 가이드(60)의 테두리(58)와 리미트 스위치(40)의 간격이 점점 좁혀지다가 리미트 스위치(40)를 동작시키게 된다. 예시도면에서는 양단에 설치된 리미트 스위치(40)가 가이드(60)의 테두리(58)에 의해 모두 작동된 상태를 나타낸 것이다.
한편, 그리퍼(22)는 감지센서에 의해 리미트 스위치(40)를 작동시킨 상태에서 도 6c에 도시된 바와 같이, 그리퍼(22)가 설정된 값까지 하강한 후 파지부가 작동된다.
이와 같은 본 발명에 따르면 가이드(60)의 테두리(58)에 의해 리미트 스위치(40)를 작동시킨 상태에서도 스프링(64)의 탄성력에 의해 가이드 봉(62)의끝단부가 그리퍼(22)의 저면에 닿을 때 까지 그리퍼(22)의 하강을 허락할 수 있으므로 설사, 카세트 캐리어(20)가 어느정도 기울어져 있더라도 반대편에 있는 리미트 스위치(40)를 신축성 있게 작동시킬 수 있다.
따라서, 그리퍼(22)의 작동 불량으로 인해 SMIF 시스템이 정지되는 것을 최소화할 수 있다.
이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시키지 않고 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 카세트 캐리어가 전체 공정 상에 영향을 미치지 않을 정도의 범위내에서 약간 기울어져 있더라도 감지수단의 감지기능이 원활하게 이루어져 그리퍼의 동작을 원활하게 하고 SMIF 시스템의 공정 효율성 및 안정성을 기할 수 있다.

Claims (4)

  1. 카세트 캐리어를 반도체 장비에 로딩/언로딩시키기 위해 카세트 캐리어를 움켜쥐기 위한 파지부와, 파지부를 작동시키기 위한 감지수단 및 리미트 스위치를 구비한 스탠더드 메커니컬 인터페이스 시스템의 그리퍼에 있어서,
    상기 감지수단은 내부가 빈 원통형상의 하부에 외주연을 따라 테두리가 형성된 가이드와, 상기 가이드 내부에서 상하방향으로 이동할 수 있도록 상하방향으로 삽입되는 가이드 봉과, 상기 가이드의 테두리와 가이드 봉 하부 사이에 탄성적으로 설치되는 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스탠더드 메커니컬 인터페이스 시스템의 그리퍼.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스프링은 상기 가이드 봉의 외주연을 따라 권취되는 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 스탠더드 메커니컬 인터페이스 시스템의 그리퍼.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 코일 스프링의 직경은 가이드의 내경보다는 크고, 상기 테두리의 외경보다는 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 스탠더드 메커니컬 인터페이스 시스템의 그리퍼.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드 봉의 하단부의 폭이 상기 스프링의 직경보다크게 형성되는 것을 특징으로 하는 스탠더드 메커니컬 인터페이스 시스템의 그리퍼.
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