KR100699154B1 - 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치 - Google Patents

스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치 Download PDF

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KR100699154B1
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Abstract

본 발명은 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는, 그리퍼와 그리퍼 이송 아암을 구비한 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치는 웨이퍼 캐리어가 얹히는 포트; 상기 포트 상의 상기 웨이퍼 캐리어 또는 상기 웨이퍼 캐리어 내의 웨이퍼를 집는 그리퍼; 및 상기 그리퍼가 직선 궤적을 그리도록 이동시키는 그리퍼 이송 아암;을 포함한다.
본 발명에 따른 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치에 의하면, 이송 대상물인 웨이퍼 캐리어 또는 웨이퍼의 이송 구조가 간단해지고, 상기 이송 대상물이 안전하고 신뢰성있게 이송될 수 있으며, 그리퍼 이송 아암의 작동 효용이 증대될 수 있는 장점이 있다.
그리퍼, 직선 궤적, 그리퍼 이송 아암, SMIF

Description

스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치{Standard mechanical interface apparatus}
도 1은 본 발명에 따른 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치를 보이는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치에 채용되는 그리퍼 이송 아암을 보이는 측면도.
도 3은 본 발명에서의 그리퍼 이송 아암을 개략적으로 보이는 분해 사시도.
도 4는 본 발명에서의 그리퍼 이송 아암이 접힌 모습을 보이는 도면.
도 5는 도 4에 도시된 그리퍼 이송 아암이 펼쳐지는 모습을 보이는 도면.
도 6은 도 5에 도시된 그리퍼 이송 아암이 완전히 펼쳐진 모습을 보이는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 베이스 111 : 포트
112 : 메인 지지대 113 : 상부 지지대
120 : 가이드 레일 200 : 그리퍼 이송 아암
210 : 실린더 211 : 고정 실린더
212 : 이동 실린더 220 : 제 1 서브 아암
230 : 제 2 서브 아암 240 : 그리퍼
본 발명은 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는, 그리퍼와 그리퍼 이송 아암을 구비한 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치에 관한 것이다.
스탠더드 메케니컬 인터페이스(Standard mechanical interface, SMIF) 장치는 반도체 제조 공정을 수행하는 반도체 장비의 주변장치로서, 웨이퍼가 저장된 캐리어를 반도체 장비에 로딩하거나 언로딩하는데 이용된다. 이러한 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치는 캐리어를 수납하는 파드, 파드를 저장하거나 인출하는 포트, 파드로부터 캐리어를 인출하는 캐리어 이송 아암으로 구성된다.
종래의 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치에서는, 캐리어 이송 아암이 여러 개의 축을 중심으로 복잡한 운동을 통해 캐리어를 이송시켜, 대상 장비에 로딩/언로딩시킨다. 상기 캐리어 이송 아암은 복잡한 운동을 통해 곡선 운동을 한다. 즉, 파드에서 캐리어를 집은 후, 캐리어 이송 아암은 복잡한 곡선 운동을 수행한다. 그런 후, 대상 장비에 캐리어를 로딩시킨다.
상기와 같은 캐리어 이송 아암의 복잡한 곡선 운동으로 인해, 캐리어의 이송을 위한 제어가 용이하지 않다. 따라서, 캐리어 이송 아암에 의해 캐리어가 이송 도중에 캐리어 또는 그 내부에 수납된 웨이퍼가 손상 또는 파손되는 문제가 발생될 수 있다.
본 발명은 캐리어 이송 아암의 동작 구조가 개선되어, 캐리어 또는 웨이퍼가 안전하고 신뢰성있게 이송될 수 있는 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치는 웨이퍼 캐리어가 얹히는 포트; 상기 포트 상의 상기 웨이퍼 캐리어 또는 상기 웨이퍼 캐리어 내의 웨이퍼를 집는 그리퍼; 및 상기 그리퍼가 직선 궤적을 그리도록 이동시키는 그리퍼 이송 아암;을 포함한다.
본 발명에 따른 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치에 의하면, 그리퍼 이송 아암이 전체적으로 펼쳐짐/접힘되어, 그리퍼가 직선 궤적을 그리면서 동작된다. 따라서, 그리퍼에 집힌 이송 대상물인 웨이퍼 캐리어 또는 웨이퍼는 직선 궤적을 그리면서 이송될 수 있다. 그러므로, 상기 이송 대상물인 웨이퍼 캐리어 또는 웨이퍼의 이송 구조가 간단해지고, 상기 이송 대상물이 안전하고 신뢰성있게 이송될 수 있다.
또한, 상기 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치에 의하면, 가이드 레일과 그를 따라 이동될 수 있도록 그리퍼 이송 아암이 설치된다. 따라서, 그리퍼 이송 아암의 작동 범위가 증대되어, 그리퍼 이송 아암의 작동 효용이 증대될 수 있다.
또한, 상기 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치에 의하면, 실린더가 설치되 어 그리퍼 이송 아암의 높낮이가 조절될 수 있다. 따라서, 그리퍼 이송 아암의 작동 범위가 증대되어, 그리퍼 이송 아암의 작동 효용이 증대될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면과 함께 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수 없으며, 또다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예가 용이하게 제안될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치를 보이는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치(100)는 베이스(110)와, 상기 베이스(110)에 설치된 메인 지지대(112)와, 상기 메인 지지대(112)에 설치된 포트(111)를 포함한다. 상기 메인 지지대(112)는 상기 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치(100)의 골격을 이룬다. 상기 메인 지지대(112)의 상부에는 상부 지지대(113)가 설치되고, 상기 상부 지지대(113)에는 가이드 레일(120)이 설치된다. 그리고, 상기 가이드 레일(120)에는 그리퍼 이송 아암(200)이 매달린 모습으로 설치된다.
상기 포트(111)는 파드가 얹히는 부분이다. 상기 파드에는 웨이퍼 캐리어가 수납된다. 상기 웨이퍼 캐리어는 내부에 웨이퍼가 수납되어, 수납된 웨이퍼를 외부로부터 보호한다.
상기 가이드 레일(120)은 상기 상부 지지대(113)에 형성되는 부분이다. 상기 가이드 레일(120)은 그에 매달린 모습을 이루는 상기 그리퍼 이송 아암(200)을 지 지한다. 상기 그리퍼 이송 아암(200)은 상기 가이드 레일(120)을 따라 이동될 수 있다. 상기 가이드 레일(120)을 따른 상기 그리퍼 이송 아암(200)의 이동 방향은 상기 그리퍼 이송 아암(200) 자체의 동작 방향과 소정 각도를 이룬다. 그러면, 상기 그리퍼 이송 아암(200)의 작동 범위가 증대되어, 상기 그리퍼 이송 아암(200)의 작동 효용이 증대될 수 있다. 상기 그리퍼 이송 아암(200)의 작동 범위를 극대화시키기 위하여, 상기 그리퍼 이송 아암(200)의 상기 가이드 레일(120)을 따른 이동 방향은 상기 그리퍼 이송 아암(200) 자체의 동작 방향과 수직을 이루는 것이 바람직하다.
상기 그리퍼 이송 아암(200)은 그 구성 요소 상호간의 펼침/접힘 동작에 의해 그 말단부에 설치된 그리퍼(도 2의 240)을 이동시킨다. 이러한 동작에 의해, 상기 그리퍼(240)에 파지된 웨이퍼 캐리어 또는 웨이퍼를 요구되는 장치의 로딩 스테이션으로 이송시킬 수 있다. 이하에서 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치에 채용되는 그리퍼 이송 아암을 보이는 측면도이다.
도 2를 참조하면, 그리퍼 이송 아암(200)은 가이드 레일(120)에 매달린 모습으로 설치된다. 상기 그리퍼 이송 아암(200)은 상기 가이드 레일(120)을 따라 이동될 수 있음은 물론이다. 상기 그리퍼 이송 아암(200)은 실린더(210), 제 1 서브 아암(220), 제 2 서브 아암(230) 및 그리퍼(240)를 포함한다.
여기서, 상기 그리퍼 이송 아암(200)은 두 개의 서브 아암(220)(230)을 포함하는 것으로 제시되나, 이는 예시적인 것이고, 요구에 따라 더 많은 서브 아암이 포함될 수도 있다. 상기와 같이 구성되는 그리퍼 이송 아암(200)은 웨이퍼 캐리어 또는 웨이퍼를 직선 운동에 의해 요구되는 장치로 이송시킬 수 있다.
상기 실린더(210)는 고정 실린더(211)와, 이동 실린더(212)를 포함한다. 상기 고정 실린더(211)는 상기 가이드 레일(120)에 고정된 부분이고, 상기 이동 실린더(212)는 상기 고정 실린더(211)에 대해 상대 운동될 수 있는 부분이다. 상기 이동 실린더(212)는 유압, 공압 등을 이용하여 상기 고정 실린더(211) 내부로 삽입/외부로 돌출되는 동작을 수행할 수 있다. 그러한 동작에 의해, 상기 실린더(210)의 전체 길이가 변경되어, 상기 그리퍼 이송 아암(200)의 높낮이가 변경될 수 있다. 그러면, 상기 그리퍼 이송 아암(200)의 동작 범위가 증대되어, 상기 그리퍼 이송 아암(200)의 작동 효용이 증대될 수 있다.
여기서, 상기 실린더(210)는 상기 고정 실린더(211)와, 상기 이동 실린더(212)를 포함하는 것으로 제시되나, 이는 예시적인 것이고, 요구에 따라 더 많은 실린더를 포함할 수 있다. 또한, 상기 실린더(210)는 상기 그리퍼 이송 아암(200)의 높낮이를 조절하는 데 그 일 목적이 있는 것으로, 상기 그리퍼 이송 아암(200)의 높낮이를 조절할 수 있는 다른 구성으로 변경될 수 있음을 밝혀 둔다.
상기 제 1 서브 아암(220)은 상기 이동 실린더(212)에 회전 가능하게 연결된다. 그리고, 상기 제 2 서브 아암(230)은 상기 제 1 서브 아암(220)에 회전 가능하게 연결된다. 상기 제 1 서브 아암(220)과, 상기 제 2 서브 아암(220)은 상호간에 반대 방향으로 회전될 수 있도록 구조화된다. 이러한 구조에 대하여는 도 3을 참조하여 후술한다.
한편, 상기 그리퍼(240)는 이송 대상물인 웨이퍼 캐리어 또는 웨이퍼를 집을 수 있는 부분이다. 상기 그리퍼(240)는 상기 제 2 서브 아암(230)의 말단부에 설치된다. 그러면, 상기 실린더(210), 상기 제 1 서브 아암(220) 및 상기 제 2 서브 아암(230)의 동작에 따라 상기 그리퍼(240)가 동작될 수 있다. 그러한 동작에 의해, 상기 그리퍼(240)에 집힌 이송 대상물의 이송이 이루어질 수 있다.
이하에서 도면을 참조하여, 상기 그리퍼 이송 아암(200)의 동작에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명에서의 그리퍼 이송 아암을 개략적으로 보이는 분해 사시도이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명에서의 그리퍼 이송 아암의 동작을 보이는 도면들이다. 도 4는 본 발명에서의 그리퍼 이송 아암이 접힌 모습을 보이는 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 그리퍼 이송 아암이 펼쳐지는 모습을 보이는 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 그리퍼 이송 아암이 완전히 펼쳐진 모습을 보이는 도면이다. 도 3 내지 도 6을 참조하여, 본 발명에서의 그리퍼 이송 아암의 동작을 설명한다.
도 3을 참조하면, 그리퍼 이송 아암(200)은 실린더(210)에 설치된 제 1 서브 아암(220) 및 제 2 서브 아암(230)을 포함한다. 그리고, 상기 실린더(210)에는 상기 그리퍼 이송 아암(200)의 동작을 위한 모터(201)가 설치될 수 있다.
상기 모터(210)의 구동력은 각 풀리, 벨트, 축, 크로스 롤러 링(cross roller ring) 등에 의해 상기 제 1 서브 아암(220), 상기 제 2 서브 아암(230) 및 그리퍼(240)에 전달되어, 각 부분을 동작시킬 수 있다.
여기서, 상기 크로스 롤러 링(205)(234)은 회전 방향을 반대로 전환하면서 동력을 전달할 수 있는 부분이다. 이러한 크로스 롤러 링(205)(234)의 예시로, 소정 직경의 원통형을 이루는 내환과, 상기 내환의 직경보다 소정 크기만큼 더 큰 직경의 원통형을 이루는 외환과, 상기 내환 및 상기 외환 사이에 삽입되는 볼을 가진 구성이 제시될 수 있다. 상기와 같은 구성을 가진 크로스 롤러 링(205)(234)은 외환이 외력을 받아 일정 방향으로 회전되면, 상기 볼의 구름에 의해 상기 내환은 상기 외력을 전달받으면서 상기 외환과 반대 방향으로 회전된다. 따라서, 상기 내환에 연결된 부분은 상기 외환에 연결된 부분과 반대 방향으로 회전되면서 힘을 전달받게 된다.
이하에서, 상기 그리퍼 이송 아암(200)의 동작을 설명한다.
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 서브 아암(220) 및 상기 제 2 서브 아암(230)이 접힌 상태를 이룰 수 있다. 이러한 상태에서, 상기 모터(201)에 전원이 인가되면, 상기 모터(201)가 동작되어 회전력이 발생된다. 여기서, 설명의 편의상, 상기 모터(201)의 축이 반시계 방향으로 회전되는 경우로 설명한다. 상기 회전력에 의해, 상기 모터(201)의 축과 연결된 제 1 풀리(202)가 반시계 방향으로 회전된다. 그러면, 상기 제 1 풀리(202)에 연결된 제 1 벨트(203)가 반시계 방향으로 회전된다. 상기 제 1 벨트(203)가 회전되면, 상기 제 1 벨트(203)의 다른 측에 연결된 제 2 풀리(204)가 반시계 방향으로 회전된다.
상기 제 2 풀리(204)는 상기 제 1 서브 아암(220)에 고정되므로, 상기 제 2 풀리(204)의 회전에 의해, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 서브 아암(220)이 제 1 축(206)을 중심으로 반시계 방향으로 회전된다. 여기서, 상기 제 1 축(206)은 상기 제 1 서브 아암(220)의 회전축이고, 상기 제 1 서브 아암(220)에 고정되지 않고, 자유 운동이 가능하다.
한편, 상기 제 2 풀리(204)는 제 1 크로스 롤러 링(205)과 연결되어, 상기 제 1 크로스 롤러 링(205)의 외환을 반시계 방향으로 회전시킨다. 그러면, 상기 제 1 크로스 롤러 링(205)의 내환은 시계 방향으로 회전된다. 상기 제 1 크로스 롤러 링(205)의 내환은 상기 제 1 축(206)에 연결되어, 상기 제 1 크로스 롤러 링(205)의 내환의 회전에 의해, 상기 제 1 축(206)이 시계 방향으로 회전된다.
상기 제 1 축(206)은 제 3 풀리(221)와 연결되어, 상기 제 1 축(206)의 회전에 의해, 상기 제 3 풀리(221)가 시계 방향으로 회전된다. 그러면, 상기 제 3 풀리(221)와 연결된 제 2 벨트(222)가 시계 방향으로 회전된다. 그러면, 상기 제 2 벨트(222)의 다른 일측에 연결된 제 4 풀리(223)가 시계 방향으로 회전된다. 상기 제 4 풀리(223)는 플랜지(224)에 연결되어, 상기 플랜지(224)를 시계 방향으로 회전시킨다. 상기 플랜지(224)는 상기 제 2 서브 아암(230)에 고정되므로, 상기 플랜지(224)의 회전에 의해, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 서브 아암(230)이 제 2 축(225)을 중심으로 시계 방향으로 회전된다. 여기서, 상기 제 2 축(225)은 상기 제 2 서브 아암(230)의 회전축이고, 상기 제 2 서브 아암(230)에 고정되지 않고, 자유 운동이 가능하다.
한편, 상기 제 4 풀리(223)는 제 2 크로스 롤러 링(226)과 연결되어, 상기 제 2 크로스 롤러 링(226)의 외환을 시계 방향으로 회전시킨다. 그러면, 상기 제 2 크로스 롤러 링(226)의 내환은 반시계 방향으로 회전된다. 상기 제 2 크로스 롤러 링(226)의 내환은 상기 제 2 축(225)에 연결되어, 상기 제 2 크로스 롤러 링(226)의 내환의 회전에 의해, 상기 제 2 축(225)이 반시계 방향으로 회전된다.
상기 제 2 축(225)은 제 5 풀리(231)와 연결되어, 상기 제 2 축(225)의 회전에 의해, 상기 제 5 풀리(231)가 반시계 방향으로 회전된다. 그러면, 상기 제 5 풀리(231)와 연결된 제 3 벨트(232)가 반시계 방향으로 회전된다. 그러면, 상기 제 3 벨트(232)의 다른 일측에 연결된 제 6 풀리(233)가 반시계 방향으로 회전된다. 상기 제 6 풀리(233)에 그리퍼 아암(241)이 연결되어, 상기 제 6 풀리(233)의 회전에 의해, 상기 그리퍼 아암(241)은 반시계 방향으로 회전된다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 그리퍼 아암(241)에 연결된 그리퍼(240)가 반시계 방향으로 회전된다.
상기와 같이, 상기 제 1 서브 아암(220)이 상기 제 1 축(206)을 중심으로 반시계 방향으로, 상기 제 2 서브 아암(230)이 상기 제 2 축(225)을 중심으로 시계 방향으로, 상기 그리퍼(240)가 반시계 방향으로 회전됨에 따라, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 그리퍼 이송 아암(200)은 전체적으로 펼쳐지는 모습을 이룬다.
한편, 상기 모터(201)의 축이 시계 방향으로 회전되면, 상기 제 1 서브 아암(220)이 상기 제 1 축(206)을 중심으로 시계 방향으로, 상기 제 2 서브 아암(230)이 상기 제 2 축(225)을 중심으로 반시계 방향으로, 상기 그리퍼(240)가 시계 방향으로 회전됨에 따라, 상기 그리퍼 이송 아암(200)은 전체적으로 접혀지는 모습을 이룬다.
상기와 같은 그리퍼 이송 아암(200)의 펼쳐짐/접힘에 의해, 상기 그리퍼 이 송 아암(200)의 말단에 설치된 상기 그리퍼(240)는 직선 궤적을 그리면서 동작된다. 따라서, 상기 그리퍼(240)에 집힌 이송 대상물은 직선 궤적을 그리면서 이송될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치에 의하면, 그리퍼 이송 아암이 전체적으로 펼쳐짐/접힘되어, 그리퍼가 직선 궤적을 그리면서 동작된다. 따라서, 그리퍼에 집힌 이송 대상물인 웨이퍼 캐리어 또는 웨이퍼는 직선 궤적을 그리면서 이송될 수 있다. 그러므로, 상기 이송 대상물인 웨이퍼 캐리어 또는 웨이퍼의 이송 구조가 간단해지고, 상기 이송 대상물이 안전하고 신뢰성있게 이송될 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치에 의하면, 가이드 레일과 그를 따라 이동될 수 있도록 그리퍼 이송 아암이 설치된다. 따라서, 그리퍼 이송 아암의 작동 범위가 증대되어, 그리퍼 이송 아암의 작동 효용이 증대될 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치에 의하면, 실린더가 설치되어 그리퍼 이송 아암의 높낮이가 조절될 수 있다. 따라서, 그리퍼 이송 아암의 작동 범위가 증대되어, 그리퍼 이송 아암의 작동 효용이 증대될 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 웨이퍼 캐리어가 얹히는 포트;
    상기 포트 상의 상기 웨이퍼 캐리어 또는 상기 웨이퍼 캐리어 내의 웨이퍼를 집는 그리퍼; 및
    상기 그리퍼가 직선 궤적을 그리도록 이동시키는 그리퍼 이송 아암;을 포함하며,
    상기 그리퍼 이송 아암은 상호간에 반대 방향으로 회전되는 복수 개의 서브 아암을 포함하고,
    상기 서브 아암의 회전 방향을 변경시키는 크로스 롤러 링을 포함하는 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 그리퍼 이송 아암이 상기 그리퍼의 직선 궤적과 소정 각도를 이루는 직선 궤적을 그리도록 가이드하는 가이드 레일을 더 포함하는 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 그리퍼 이송 아암의 높낮이를 조절하는 실린더를 더 포함하는 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 실린더는 상기 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치의 소정 부분에 고정된 고정 실린더와, 상기 고정 실린더에 대해 상대 운동되는 이동 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 그리퍼 이송 아암은 상기 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치의 상부에 매달린 것을 특징으로 하는 스탠더드 메케니컬 인터페이스 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR19980080191A (ko) * 1997-03-13 1998-11-25 히가시 데츠로 카셋트 반출입 기구 및 반도체 제조 장치
JP2004052983A (ja) * 2002-07-24 2004-02-19 Kayaba Ind Co Ltd 漏油量測定装置

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