KR100865782B1 - 멀티 핑거 로봇 - Google Patents

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김영준
박홍영
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Abstract

본 발명은 멀티 핑거 로봇에 관한 것으로서, 복수개의 핑거들을 각각 개별 이송 제어할 수 있도록 핑거 인출구가 일측에 형성되는 바디 프레임과, 바디 프레임 내부에서 핑거 인출구를 향해 연장 형성되는 이송 가이드와, 이송 가이드와 수직 방향으로 나란하게 형성되는 복수의 핑거 가이드와, 이송 가이드를 따라 이송되며, 핑거 가이드 외측으로 수직 연장되는 이송 프레임과, 이송 프레임에 의해 각 핑거 가이드를 따라 수평 이송되는 핑거 프레임과, 각 핑거 프레임에 고정되어 연동하며, 핑거 인출구를 통해 인입출되며, 웨이퍼를 운반하는 핑거와, 각 핑거 프레임에 대응하며, 이송 프레임의 수직 길이 방향을 따라 형성되는 이송 블록과, 각 이송 블록에 대응하며, 바디 프레임의 핑거 인출구의 대향측에 형성되는 고정 블록, 및 각 핑거 프레임에 고정되며, 대응하는 이송 블록 또는 고정 블럭에 선택적으로 체결되어, 이송 프레임과 연동하는 각 핑거 프레임을 개별 제어하는 제어 블록을 포함한다.
웨이퍼, 멀티 핑거 로봇

Description

멀티 핑거 로봇{MULTI FINGER ROBOT}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 핑거 로봇의 측단면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라서 본 평단면도이다.
도 3은 도 1의 제어 블록을 확대하여 도시한 측단면도이다.
도 4는 도 3의 제어 블록에 의해 핑거 프레임이 이송/고정 제어되는 상태를 개략적으로 도시한 개략도이다.
도 5는 멀티 핑거 로봇의 핑거가 개별 이송 제어되는 상태를 도시한 측단면도이다.
본 발명은 멀티 핑거 로봇에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 복수개의 핑거들을 각각 개별 이송 제어할 수 있도록 하는 멀티 핑거 로봇에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체는 웨이퍼 상에서 포토리소그래피, 식각, 이온 주입, 확산, 금속 증착 등의 공정을 선택적이고도 반복적인 과정들을 거치면서 복수의 회로 패턴이 적층 형성된다.
이처럼, 웨이퍼는 반도체 소자가 제조되기까지 각 단위 공정을 수행하는 반 도체 제조 설비로 이송될 뿐만 아니라, 반도체 소자 제조설비 내에서도 공정 수행 위치 또는 공정 수행을 보조하는 설정 위치로 이송이 이루어진다.
일반적인 반도체 제조 설비에는 각 단위 공정으로 웨이퍼를 이송시키고, 각 단위 공정을 수행할 수 있도록 웨이퍼를 정렬시키기 위해 핑거 로봇들을 사용하고 있다.
이 핑거 로봇은 캐리어(carrier)로 운반된 각각의 웨이퍼를 반도체 제조 설비로 이송 및 정렬시키고, 이후 단위 공정을 수행할 수 있도록 이송시키기 위해 다시 캐리어에 저장하는 역할을 수행한다.
그러나 캐리어는 내부에 각각의 웨이퍼를 저장하기 위한 복수 층의 셀프(shelf)가 층을 이루며 형성된다. 따라서 각각의 셀프 내부에 수납된 복수의 웨이퍼를 한꺼번에 이송시키기 위해서는 복수의 핑거를 갖는 멀티 핑거 로봇이 사용된다.
그러나 종래 멀티 핑거 로봇은 캐리어의 각 셀프 내부에 웨이퍼가 실장되어 있건 없건 상관없이, 이에 대응하는 모든 핑거들을 하나의 이송 프레임으로 일괄 이송시키도록 구성된다.
따라서 종래 멀티 핑거 로봇은 복수의 핑거들을 일괄 이송시키기 때문에, 이송 프레임에 불필요하게 많은 부하가 걸리게 되며, 부하 증가에 따른 핑거의 이송 속도를 저하시키게 되는 문제점을 갖는다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 하나이 이송 프레임에 의해 이송되는 복수의 핑거들을 각각 개별 이송 제어하는 멀티 핑거 로봇을 제공하는 하는 것이다.
상기한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 멀티 핑거 로봇은, 핑거 인출구가 일측에 형성되는 바디 프레임과, 바디 프레임 내부에서 핑거 인출구를 향해 연장 형성되는 이송 가이드와, 이송 가이드와 수직 방향으로 나란하게 형성되는 복수의 핑거 가이드와, 이송 가이드를 따라 이송되며, 핑거 가이드 외측으로 수직 연장되는 이송 프레임과, 이송 프레임에 의해 각 핑거 가이드를 따라 수평 이송되는 핑거 프레임과, 각 핑거 프레임에 고정되어 연동하며, 핑거 인출구를 통해 인입출되며, 웨이퍼를 운반하는 핑거와, 각 핑거 프레임에 대응하며, 이송 프레임의 수직 길이 방향을 따라 형성되는 이송 블록과, 각 이송 블럭에 대응하며, 바디 프레임의 핑거 인출구의 대향측에 형성되는 고정 블록, 및 각 핑거 프레임에 고정되며, 대응하는 이송 블록 또는 고정 블럭에 선택적으로 체결되어, 이송 프레임과 연동하는 각 핑거 프레임을 개별 제어하는 제어 블록을 포함한다.
이송 가이드, 및 핑거 가이드는 리니어 모션(linear motion)인 것을 포함할 수 있다.
이송 블록 및 고정 블록 하단에는 각각의 체결 홈이 형성되고, 제어 블록은중심부가 회전 가능하게 고정되고, 양 단부에 각각 이송 블록과 고정 블록의 체결홈에 대응하는 체결 돌기가 형성되는 가동바를 포함할 수 있다.
이송 블록 및 고정 블록의 체결 홈은, 각각 가동바의 회동 반경을 따라 경사 지게 형성될 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 아이스크림 바 제조 장치에 대한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 핑거 로봇의 측단면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라서 본 평단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 멀티 핑거 로봇은 바디 프레임(10)과, 바디 프레임(10) 내부를 이송하는 이송 프레임(20)과, 이송 프레임(20)에 의해 이송되는 복수의 핑거 프레임들(30)과, 이송 프레임(20)에 의해 이송되는 핑거 프레임들(30)을 각각 개별 이송 제어하는 제어 블록들(70)을 포함한다.
바디 프레임(10)은 일측면에 핑거 인출구(13)가 형성되며, 내부에 수용공간을 갖는 대략 육면체 형상을 갖는다.
바디 프레임(10)의 양측 벽면(10a, 10b)의 내측 하부에는 각각 핑거 인출구(13)를 향해 연장 형성되는 이송 가이드(11)가 구비되고, 이송 가이드(11)의 수직 상방으로 나란하게 형성되는 복수의 핑거 가이드들(12)이 구비된다.
본원에서, 수평 방향은 핑거 프레임들(30)에 의해 복수의 핑거들(40)이 선형적으로 이송되는 x 방향을 의미하고, 수직 방향은 상기한 수평 방향과 직교하는 z 방향을 의미한다.
이송 가이드(11)에는 이송 프레임(20)이 수평 방향을 따라 선형적으로 이송 가능하도록 결합되고, 복수의 핑거 가이드들(12)에는 각각의 핑거 프레임들(30)이 수평 방향을 따라 선형적으로 이송 가능하게 결합된다.
여기서, 이송 가이드(11) 및 핑거 가이드(12)는 가이드 레일 형태의 리니어 모션(linear motion)으로 이루어질 수 있다. 상기한 리니어 모션은 주지된 공지 기술로써 이에 대한 보다 상세한 구성의 설명은 생략한다.
핑거 가이드(12)는, 핑거(40)가 일체로 형성되는 핑거 프레임(30)이 수평 이송되도록 가이드 하여 핑거(40)가 캐리어의 각 셀프 내부에 저장되는 웨이퍼를 인출할 수 있도록 수직 방향을 따라 기설정된 간격을 두고 형성된다.
그리고 핑거 가이드(12)들 사이에는 핑거(40)에 의해 캐리어로부터 인출한 웨이퍼들을 수용할 수 있는 각각의 수용공간(S)들이 형성된다.
이송 프레임(20)은 이송 가이드를 따라 수평 방향으로 이송되며, 수직 방향을 따라 연장 형성된다.
본 발명의 멀티 핑거 로봇에는 이송 가이드(11)를 따라 이송 프레임(20)을 수평 이송시키기 위한 이송 수단을 포함할 수 있으면, 이 이송 수단은 도면에 도시하고 있지 않지만 이송 프레임을 구동시킬 수 있는 이송 모터 및 유압 이송 실린더 등이 적용가능하다.
이송 프레임(20)은, 이송 가이드(11)를 따라 수평 이동시, 핑거 프레임(30)과의 간섭을 피할 수 있도록 핑거 가이드(12)의 외측으로 수직 연장된다.
핑거 프레임(30)은 각각 이송 프레임(20)에 의해 이송될 수 있으며, 중심부 에는 핑거 인출구(13)를 향해 연장 형성되는 핑거(40)가 구비된다.
이 핑거들(40)은 캐리어의 셀프 각 층에 저장된 웨이퍼를 흡착 또는 기계적으로 집어 바디 프레임(10) 내부로 이송시켜 수납하고, 이후 반도체 생산시 필요한 단위 공정을 수행하도록 반도체 제조 설비 내부에 이송 및 정렬시킨다.
핑거 프레임들(30)에 대응하며 이송 프레임(20)의 수직 길이 방향을 따라 이송 블록(50)이 각각 형성된다.
그리고 이 이송 블록들(50)에 대응하며, 바디 프레임(10)의 핑거 인출구(13) 대향측 내부 벽면에 고정 블록(60)이 각각 형성된다.
핑거 프레임(30)의 일측(도 2의 x-y 평면상에서 y 방향을 따라)에는 이송 블록(50)과 고정 블록(60)에 선택적으로 체결되는 제어 블록(70)이 구비된다.
이 제어 블록(70)은 핑거 프레임들(30)이 바디 프레임(10) 내부에서 고정 상태를 유지하거나, 이송 블록(50)에 고정되어 이송 프레임(20)과 함께 이송하도록 개별 이송 제어 한다.
도 3은 도 1의 제어 블록을 확대하여 도시한 측단면도이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 제어 블록(70)은, 중심이 회전 가능하게 링크 결합되는 가동바(71)를 포함한다. 이 가동바(71)의 양단에는 각각 이송 블록(50)과, 고정 블록(60)에 대응하는 체결 돌기들(72, 73)이 형성된다.
그리고 이송 블록(50)과 고정 블록(60)의 하단에는 가동바의 각 체결 돌기(72, 73)가 끼워지며 체결되는 체결 홈(51, 61)이 각각 형성된다.
그리고, 가동바(71)의 체결 돌기들(72, 73)이 각각 이송 블록(50) 및 고정 블록(60)에 선택적으로 체결되도록 가동시키기 위한 가동 실린더(74)가 구비된다.
여기서, 이송 블록(50) 및 고정 블록(60)의 체결 홈(51, 61)은, 각각 회동하는 가동바(71)의 양단에 구비된 각각의 체결 돌기(72, 73)가 좀 더 쉽게 끼워질 수 있도록 가동바(71)의 회동 반경을 따라 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
본 실시예에서 가동 실린더(74)는 가동바(72)의 고정 블록(61) 측 단부에 결합되는 것을 예시하고 있다.
따라서, 가동 실린더(74)가 유압에 의해 신장되면 가동바(71)는 시계방향으로 회동하고, 반대로 가동 실린더(74)가 신축되면 가동바(71)는 반시계 방향으로 회동한다.
본 실시예에서는 가동 실린더(74)에 의해 가동바(71)를 회동시키는 것을 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 가동 실린더(74) 가동바(71)를 회동시키는 모든 가동 수단들이 적용될 수 있음은 당연하다.
도 4는 도 3의 제어 블록에 의해 핑거 프레임이 이송/고정 제어되는 상태를 개략적으로 도시한 개략도이다.
도 4의 (a)를 참조하여 설명하면, 가동 실린더(74)가 신축되도록 운전제어 되면, 가동바(71)는 반시계 반향으로 회동하고, 가동바(71)의 이송 블록(50) 측에 형성된 체결 돌기(72)가 이송 블록(50)의 체결 홈(51)에 끼워진다.
이처럼, 제어 블록(70)이 이송 블록에 체결 고정됨에 따라, 제어 블록(70)이 고정되는 핑거 프레임(30)이 이송 프레임(20)을 따라 수평 이송된다.
그리고, 도 4의 (a)를 참조하여 설명하면, 가동 실린더(74)가 신장되도록 운전제어하면, 가동바(71)는 시계방향으로 회동하여, 가동바(71)의 고정 블록(60) 측에 형성된 체결 돌기(73)가 고정 블록(60)의 체결 홈(61)에 끼워진다.
이처럼, 제어 블록(70)이 고정 블록(60)에 체결 고정됨에 따라, 핑거 프레임(30)이 이송되지 않도록 바디 프레임(10) 내부에 고정시킨다.
도 5는 멀티 핑거 로봇의 핑거가 개별 이송 제어되는 상태를 도시한 측단면도이다.
도 5를 참조하여 설명하여 본 실시예의 멀티 핑거 로봇의 운전 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 캐리어(110)의 셀프 각층에 수납되는 웨이퍼(100)의 수납 정보를 웨이퍼 수납 정보를 감지 센서(미도시)를 통해 수집한다. 여기서, 감지 센서는 바디 프레임(10)의 핑거 인출구(13) 전방이나, 캐리어(110)에 내부에 구비될 수 있다.
그리고, 수집된 웨이퍼 수납 정보에 따라 제어 블록(70)의 가동 실린더(74)를 제어하여, 이송 프레임(20)을 따라 이송시키거나, 바디 프레임(10) 내부에 고정시킬 핑거 프레임(40)을 선택한다.
이송 프레임(20)과 함께 이송시킬 핑거 프레임(30)에 대응되는 제어 블록(70)의 가동 실린더(74)는 도 4의 (a)와 같이 신축 제어되고, 바디 프레임(10) 내에 고정 시킬 핑거 프레임(30)에 대응되는 제어 블록(70)의 가동 실린더(74)는 도 4의 (b)와 같이 신장되도록 제어된다.
따라서, 본 실시예의 멀티 핑거 로봇은 복수의 핑거 프레임들(30) 중에서 이 송 프레임(20)과 함께 이송되는 핑거 프레임들(30)을 선택하여 각각의 핑거들(40)이 개별 이송 제어될 수 있도록 한다.
따라서, 이송 프레임(20)에 의해 이송되는 각각의 핑거들(40)을 선택하여 개별 이송 제어함에 따라, 불필요하게 핑거를 이송시킴으로써 발생하는 부하량을 감소시킬 수 있다. 또한, 이송 프레임(20)에 가해지는 부하량을 감소시킴에 따라 핑거들의 이송 속도를 향상시킬 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 멀티 핑거 로봇에 의하면, 웨이퍼의 수납 정보에 따라 이송 프레임에 의해 이송되는 핑거들을 선택하여 개별 이송 제어함으로써, 이송 프레임에 불필요하게 걸리는 이송 부하를 감소시킬 수 있도록 하는 효과를 갖는다. 또한, 이송 프레임의 부하량을 감소시킴에 따라 핑거의 이송속도를 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (5)

  1. 핑거 인출구가 일측에 형성되는 바디 프레임;
    상기 바디 프레임 내부에서 상기 핑거 인출구를 향해 연장 형성되는 이송 가이드;
    상기 이송 가이드와 수직 방향으로 나란하게 형성되는 복수의 핑거 가이드;
    상기 이송 가이드를 따라 수평 이송되며, 상기 핑거 가이드 외측으로 수직 연장되는 이송 프레임;
    상기 이송 프레임에 의해 상기 각 핑거 가이드를 따라 수평 이송되는 핑거 프레임;
    상기 각 핑거 프레임에 고정되어 연동하며, 상기 핑거 인출구를 통해 인입출되며, 웨이퍼를 운반하는 핑거;
    상기 각 핑거 프레임에 대응하며, 상기 이송 프레임의 수직 길이 방향을 따라 형성되는 이송 블록;
    상기 각 이송 블럭에 대응하며, 상기 바디 프레임의 상기 핑거 인출구의 대향측에 형성되는 고정 블록; 및
    상기 이송블록 또는 상기 고정블록에 선택적으로 체결 가능하게 상기 각 핑거 프레임에 고정되며, 상기 이송 블록에 체결시 상기 각 핑거 프레임이 상기 이송 프레임과 연동하도록 개별 제어하는 제어 블록을 포함하는 멀티 핑거 로봇
  2. 제1항에서,
    상기 이송 가이드 및 상기 핑거 가이드는, 리니어 모션(linear motion)인 것을 포함하는 멀티 핑거 로봇.
  3. 제1항에서,
    상기 이송 블록 및 상기 고정 블록 하단에는 각각의 체결 홈이 형성되고,
    상기 제어 블록은,
    중심부가 회전 가능하게 고정되고, 양 단부에 각각 상기 이송 블록과 상기 고정 블록의 체결홈에 대응하는 체결 돌기가 형성되는 가동바를 포함하는 멀티 핑거 로봇.
  4. 제3항에서,
    상기 가동바는 유압 가동 실린더에 의해 회동되는 멀티 핑거 로봇.
  5. 제3항에서,
    상기 이송 블록 및 상기 고정 블록의 체결 홈은, 상기 가동바의 회전 반경을 따라 경사지게 형성되는 멀티 핑거 로봇.
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JPH11163082A (ja) 1997-11-28 1999-06-18 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板搬送装置および基板搬送方法
KR20050089653A (ko) * 2004-03-05 2005-09-08 디지웨이브 테크놀러지스 주식회사 로드락 챔버 내의 반도체 웨이퍼 이송장치
KR20060044193A (ko) * 2004-11-11 2006-05-16 삼성전자주식회사 웨이퍼를 견고히 고정시킬 수 있는 웨이퍼 보관 장치
KR20070035348A (ko) * 2005-09-27 2007-03-30 삼성전자주식회사 웨이퍼 이송장치 및 이를 갖는 반도체 확산설비

Patent Citations (4)

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