KR101898633B1 - 반도체 웨이퍼 이송장치의 그리퍼 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼가 수용된 캐리어 박스를 이송시키는 반도체 웨이퍼 이송장치에 설치되어 이송과정 중 웨이퍼 및 캐리어 박스가 추락하는 사고가 발생되지 않도록 웨이퍼 캐리어 박스를 견고하게 고정하는 반도체 웨이퍼 이송장치의 그리퍼에 관한 것이다.
본 발명은 개방된 일측으로 웨이퍼가 수용된 캐리어 박스를 이송하는 반도체 웨이퍼 이송장치의 일측에 설치된 지지부(100)와, 상기 지지부에 상하방향으로 회동가능하게 연결된 본체부(200)와, 각기 다른 종류의 캐리어 박스에 대하여 대응이 가능하도록 상기 본체부에 복수로 설치된 그립부(300)와, 상기 지지부의 일측에 설치되어 상기 본체부에 대하여 상방으로의 회동력을 부여하는 틸팅부(400)를 구비하며;
상기 그립부들은 단일의 구동유닛을 통해 그립 동작이 동시에 이루어지되, 상기 본체부의 중앙을 기준으로 좌우방향으로 그립동작이 이루어지고, 그립폭이 클수록 본체부의 중심으로부터 외측에 위치함과 동시에 하부에 위치하도록 중첩되게 배치되어 상호 간섭이 회피되도록 구성된다.

Description

반도체 웨이퍼 이송장치의 그리퍼{Gripper of transfer apparatus for semiconductor wafer}
본 발명은 웨이퍼가 수용된 캐리어 박스를 이송시키는 반도체 웨이퍼 이송장치에 설치되어 이송과정 중 웨이퍼 및 캐리어 박스가 추락하는 사고가 발생되지 않도록 웨이퍼 캐리어 박스를 견고하게 고정하는 반도체 웨이퍼 이송장치의 그리퍼에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 웨이퍼 제조공정 중에는 제조된 웨이퍼를 다양한 작업공정으로 로딩 또는 언로딩시키기 위한 반도체 웨이퍼 이송장치가 요구되며, 이러한 반도체 웨이퍼 이송장치는 웨이퍼가 수용된 캐리어 박스를 견고하게 고정시킬 수 있는 그리퍼가 필수적으로 장착되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 캐리어 박스(1)는 직육면체의 일측이 개방된 함체로서, 마주하는 내측면에는 각각 상하방향으로 일정간격으로 받침대(3)들이 형성되어 있다. 그리고 웨이퍼(W)는 상기 받침대(3)에 양단이 지지된 상태로 캐리어 박스 내에 수용된다.
한편, 캐리어 박스(1)의 외측면 상단에는 반도체 웨이퍼 이송장치의 그리퍼가 캐리어 박스(1)를 견고하게 고정할 수 있도록 걸림턱(5)이 형성되어 있다.
도 2는 일반적인 반도체 웨이퍼 이송장치의 그리퍼를 나타내는 도면으로서, 도시된 바와 같이 일반적인 반도체 웨이퍼 이송장치에는 다관절 로봇(10)이 구비되며, 상기 그리퍼(20)는 다관절 로봇의 단부에 설치된다.
상기 그리퍼(20)는 캐리어 박스의 상면에 대응되도록 다관절 로봇(20)의 단부에 고정된 몸체(22)와, 상기 몸체(22)의 양측면에서 몸체(22)의 바깥방향 또는 안쪽방향으로 수평 왕복 이동이 가능하도록 설치되어 상기 캐리어 박스의 걸림턱과 걸림이 이루어지는 한 쌍의 그립부(24)와, 상기 몸체(22)의 저면에 설치되어 캐리어 박스가 접근할 때 전기적 신호를 발생하는 캐리어 박스 센서(27)로 구성된다.
그러나, 이와 같이 구성된 일반적인 반도체 웨이퍼 이송장치의 그리퍼(20)는 장기간 사용할 경우 스칼렛 로봇(10)이 그리퍼(20)의 지속적인 하중을 견디지 못하고 아래로 휘어지게 되면서 캐리어 박스에 수용된 웨이퍼가 개방된 일측으로 미끄러져 바닥에 쏟아지는 사고가 종종 발생하는 문제가 있었다.
또한, 종래의 반도체 웨이퍼 이송장치는 각기 다른 종류의 캐리어 박스를 고정하기 힘들다는 문제가 있다. 왜냐하면, 상기 캐리어 박스는 웨이퍼의 직경에 따라 8 인치와 12 인치 등 여러 종류가 있고 외관 형태에 따라 카세트(cassette) 타입과 FOSB(Front Opening Shipping Box) 타입 등이 존재하기 때문이다.
따라서, 여러 종류의 캐리어 박스를 이송하기 위해서는 각 캐리어 박스에 맞는 여러 대의 반도체 웨이퍼 이송장치를 구비하여야만 했다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 캐리어 박스에 수용된 웨이퍼가 개방된 일측으로 미끄러지면서 바닥에 쏟아지는 사고가 미연에 방지되는 반도체 웨이퍼 이송장치의 그리퍼를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 각기 다른 종류의 캐리어 박스에 대하여 대응이 가능한 반도체 웨이퍼 이송장치의 그리퍼를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 반도체 웨이퍼 이송장치의 그리퍼는 개방된 일측으로 웨이퍼가 수용된 캐리어 박스를 이송하는 반도체 웨이퍼 이송장치의 일측에 설치된 지지부와, 상기 지지부에 상하방향으로 회동가능하게 연결된 본체부와, 각기 다른 종류의 캐리어 박스에 대하여 대응이 가능하도록 상기 본체부에 복수로 설치된 그립부와, 상기 지지부의 일측에 설치되어 상기 본체부에 대하여 상방으로의 회동력을 부여하는 틸팅부를 구비하며; 상기 그립부들은 단일의 구동유닛을 통해 그립 동작이 동시에 이루어지되, 상기 본체부의 중앙을 기준으로 좌우방향으로 그립동작이 이루어지고, 그립폭이 클수록 본체부의 중심으로부터 외측에 위치함과 동시에 하부에 위치하도록 중첩되게 배치되어 상호 간섭이 회피되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
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한편, 상기 캐리어 박스는 얼라인마크가 부착된 캐비넷에 보관되며, 상기 지지부의 일측에는 상기 얼라인마크를 촬영하는 카메라가 설치되고, 상기 지지부는 반도체 웨이퍼 이송장치의 일측에 설치된 스칼라 로봇의 단부에 설치되며, 상기 본체부에는 상기 카메라로부터 얻어진 위치데이터를 통해 스칼라 로봇을 구동시킴으로써 그립부의 위치를 정렬시키는 제어부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 캐리어 박스는 얼라인마크가 부착된 캐비넷에 보관되며, 상기 지지부의 일측에는 얼라인마크와 그립부와의 높이 차이를 측정하는 거리센서가 설치되고, 상기 지지부는 반도체 웨이퍼 이송장치의 일측에 설치된 스칼라 로봇의 단부에 설치되며, 상기 본체부에는 상기 거리센서로부터 얻어진 높이데이터를 통해 스칼라 로봇을 구동시킴으로써 그립부의 높이를 정렬시키는 제어부를 구비할 수도 있다.
한편, 상기 각각의 그립부에는 접근하는 캐리어 박스를 감지하는 센서가 부착되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 틸팅부는 상기 본체부로부터 상하로 나란하게 돌출된 한 쌍의 로드와, 상기 지지부에 설치된 승강이동부재와, 상기 로드를 따라 구름이동이 가능하도록 상기 승강이동부재에 설치된 롤러를 구비할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 각기 다른 종류의 캐리어 박스에 대하여 대응이 가능하도록 본체부에 그립부가 복수로 설치되어 있기 때문에 각기 다른 종류의 캐리어 박스에 대하여 대응이 가능한 효과가 있고, 상기 본체부에 대하여 상방으로의 회동력을 부여하는 틸팅부가 구비되어 있기 때문에 캐리어 박스에 수용된 웨이퍼가 개방된 일측으로 미끄러지면서 바닥에 쏟아지는 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 캐리어 박스의 사시도.
도 2는 일반적인 반도체 웨이퍼 이송장치의 그리퍼를 나타내는 도면
도 3은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 이송장치의 그리퍼를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 이송장치의 그리퍼의 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 이송장치의 그리퍼의 측면도.
도 6은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 이송장치의 그리퍼가 12인치 FOSB를 고정한 상태를 나타내는 사용상태 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 이송장치의 그리퍼가 8인치 FOSB를 고정한 상태를 나타내는 사용상태 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 이송장치의 그리퍼가 12인치 카세트를 고정한 상태를 나타내는 사용상태 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 이송장치의 그리퍼가 8인치 카세트를 고정한 상태를 나타내는 사용상태 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 이송장치의 그리퍼의 측면도로서, 틸팅부이 이루어진 상태를 나타내는 도면.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명함에 있어, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하며, 명료성을 위하여 가능한 중복되지 않게 상이한 부분만을 주로 설명한다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 이송장치의 그리퍼는 지지부(100)와, 상기 지지부(100)에 연결된 본체부(200)와, 상기 본체부(200)에 설치된 그립부(300)와, 상기 지지부(100)에 설치된 틸팅부(400)로 크게 구성된다.
상기 지지부(100)는 기본적으로 반도체 웨이퍼 이송장치의 일측에 설치된다. 본 실시예에서는 상기 지지부(100)가 자유로운 이동이 가능하도록 스칼라 로봇(10)의 단부에 회동가능한 상태로 설치된 것을 예를 들어 도시하였다.
상기 지지부(100)에는 본체부(200)가 상하로 회동이 가능하도록 힌지결합된다. 그리고 상기 본체부(200)에는 캐리어박스의 양측을 지지하는 그립부(300)가 설치된다.
상기 그립부(300)는 본체부(200)에 설치된 직선이송부재(350)를 통해 좌우방향으로 수평 왕복이동이 가능하도록 설치된다. 그리고 상기 그립부(300)는 각기 다른 종류의 캐리어 박스에 대하여 대응이 가능하도록 복수로 구비된다.
본 발명의 그립부(300)들은 그립폭이 서로 다르며 도면상 좌우방향으로 중첩되게 설치된다. 상기 그립부(300)들은 본체부(200)의 중앙을 기준으로 좌우방향으로 그립동작이 이루어진다.
상기 그립부(300)들은 그립동작시 상호 간섭이 발생되지 않도록 캐리어박스의 가로폭에 따른 그립폭이 클수록 본체부(200)의 중심으로부터 외측에 위치함과 동시에 그립폭이 클수록 하부에 위치하도록 배치된다.
본 실시예에서는 상기 그립부(300)들이 상기 8인치와 12인치의 카세트 타입 웨이퍼 캐리어 박스와 FOSB 타입 웨이퍼 캐리어 박스에 대응이 가능하도록 제1그립부(310)와 제2그립부(320)와 제3그립부(330)로 구성하였다.
상기 제1그립부(310)는 상기 직선이송부재(350)를 통해 본체부(200)에 좌우방향으로 수평 왕복이동이 가능하도록 설치된 좌우 한 쌍의 그립으로 이루어지며, 제2그립부(320)는 상기 제1그립부(310)의 외측에 위치하도록 상기 본체부(200)에 좌우방향으로 수평 왕복이동이 가능하도록 설치된 좌우 한 쌍의 그립으로 이루어지고, 제3그립부(330)는 상기 제2그립부(320)의 외측에 위치하도록 상기 본체부(200)에 좌우방향으로 수평 왕복이동이 가능하도록 설치된 좌우 한 쌍의 그립으로 이루어진다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1그립부(310)는 12인치 FOSB 타입 웨이퍼 캐리어 박스(A)를 고정하도록 한다. 상기 제1그립부(310)의 그립들은 12인치 FOSB 타입 웨이퍼 캐리어 박스(A)의 상단에 형성된 걸림턱(E)에 슬라이딩 결합되도록 전후방향으로 홈부(311a)가 형성된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제2그립부(320)는 8인치 FOSB 타입 웨이퍼 캐리어 박스(B)를 고정하는데 이용된다. 상기 제2그립부(320)는 8인치 FOSB 타입 웨이퍼 캐리어 박스(B)의 측부에 형성된 걸림턱(F)에 슬라이딩 결합되도록 전후방향으로 홈부(321a)가 형성된다.
그리고 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제3그립부(330)는 그립의 내측에 상하로 그립단을 분할 형성시켜 12인치 카세트 타입 웨이퍼 캐리어 박스(C)와 8인치 카세트 타입 웨이퍼 캐리어 박스(D)를 구분하여 고정할 수 있도록 구성하였다. 상부그립단(331a)은 12인치 카세트 타입 웨이퍼 캐리어 박스(C)를 고정하고 하부그립단(331b)은 8인치 카세트 타입 웨이퍼 캐리어 박스(D)를 고정한다.
상기 제3그립부(330)의 상부그립단(331a)은 12인치 카세트 타입 웨이퍼 캐리어 박스(C)의 측부에 형성된 걸림턱(G)에 슬라이딩 결합되도록 전후방향으로 홈부로 이루어지며, 하부그립단(331b)은 8인치 카세트 타입 웨이퍼 캐리어 박스(D)의 측부에 형성된 걸림턱(H)에 슬라이딩 결합되도록 홈부로 이루어진다.
한편, 상기 그립부(300)들은 본체부(200)의 내부구성이 단순해지고 제조비용을 절감할 수 있도록 단일의 직선이송부재(350)를 통해 그립 동작이 동시에 이루어지도록 구성되는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 직선이송부재(350)는 양단에 반대방향으로 나사산이 형성된 나선스크류(351)와 상기 나선스크류(351)을 구동시키는 구동모터(352)와 상기 나선스크류(351)의 양측에 각각 체결되어 회전하는 나선스크류(351)를 따라 상호 접근하도록 동작되는 한 쌍의 이동자(353)로 구성된다.
그리고, 상기 제1그립부(310)와 제2그립부(320)와 제3그립부(330)의 그립들은 상기 이동자(353)에 일정간격을 두고 고정되어 동일 거리를 동시에 이동한다.
본 발명에 따르면, 상기 캐리어 박스는 얼라인마크가 부착된 캐비넷에 보관되며, 상기 지지부(100)의 일측에는 상기 얼라인마크를 촬영하는 카메라(500)가 설치되고, 상기 지지부(100)는 반도체 웨이퍼 이송장치의 일측에 설치된 스칼라 로봇(10)의 단부에 설치되며, 상기 본체부(200)에는 상기 카메라(500)로부터 얻어진 위치데이터를 통해 스칼라 로봇(10)을 구동시킴으로써 그립부(300)의 위치를 정렬시키는 제어부를 구비할 수 있다.
아울러, 상기 지지부(100)의 일측에는 얼라인마크와 그립부(300)와의 높이 차이를 측정하는 거리센서(600)가 설치될 수도 있다. 이 경우, 제어부는 거리센서(600)로부터 얻어진 높이데이터를 통해 스칼라 로봇(10)을 구동시킴으로써 그립부(300)의 높이를 정렬시킨다.
또한, 상기 제1그립부(310)와 제2그립부(320)와 제3그립부(330)에는 각각 접근하는 캐리어 박스를 감지하는 센서(700)가 부착될 수 있다. 이 경우, 상기 센서(700)는 각 그립부로 캐리어 박스가 진입하는 상태와 진입이 완료된 상태를 감지할 수 있도록 전후방향으로 한 쌍이 설치되는 것이 바람직하다.
상기 제어부는 후방에 장착된 센서(700)로부터 캐리어 박스 감지신호가 전달되면 감지신호를 발생시킨 센서(700)가 부착된 그립부(300)를 동작시킨다. 상기 그립부(300)는 캐리어박스의 개방된 일측이 전방을 향하도록 캐리어박스를 고정시킨다.
본 발명에 따르면, 상기 지지부(100)의 일측에는 상기 본체부(200)에 대하여 상방으로의 회동력을 부여하는 틸팅부(400)가 설치된다.
도 5 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 틸팅부(400)는 본체부(100)로부터 상하로 나란하게 돌출된 한 쌍의 로드(410)와, 상기 지지부(100)에 설치된 승강이동부재(420)와, 상기 로드(410)를 따라 구름이동이 가능하도록 상기 승강이동부재(420)에 설치된 롤러(430)로 구성된다.
따라서, 그립부(300)가 캐리어박스를 고정시키면 승강이동부재(420)가 하강하게 되고, 하강하는 승강이동부재(420)를 따라 롤러(430)도 하강하게 된다. 하강하는 롤러(430)는 로드(410)를 따라 구름이동을 하게 되며 이 과정에서 로드(410)측에 하강력이 부여되면서 본체부(200)가 힌지부(210)를 중심으로 전방이 상향되는 방향으로 회동하게 된다.
본체부(200)의 전방이 상향 회동되면 스칼렛 로봇(10)이 그리퍼의 지속적인 하중을 견디지 못하고 아래로 휘어지더라도 캐리어 박스 내에 수용된 웨이퍼가 개방된 일측으로 미끄러져 바닥에 쏟아지는 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.
이와 같이, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상술하였으나 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 변형 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 권리범위에 속할 것이다.
100...지지부 200...본체부
300...그립부 400...틸팅부
410...로드 420...승강이동부재
430...롤러 500...카메라
600...거리센서

Claims (7)

  1. 개방된 일측으로 웨이퍼가 수용된 캐리어 박스를 이송하는 반도체 웨이퍼 이송장치의 일측에 설치된 지지부와, 상기 지지부에 상하방향으로 회동가능하게 연결된 본체부와, 각기 다른 종류의 캐리어 박스에 대하여 대응이 가능하도록 상기 본체부에 복수로 설치된 그립부와, 상기 지지부의 일측에 설치되어 상기 본체부에 대하여 상방으로의 회동력을 부여하는 틸팅부를 구비하며;
    상기 그립부들은 단일의 구동유닛을 통해 그립 동작이 동시에 이루어지되, 상기 본체부의 중앙을 기준으로 좌우방향으로 그립동작이 이루어지고, 그립폭이 클수록 본체부의 중심으로부터 외측에 위치함과 동시에 하부에 위치하도록 중첩되게 배치되어 상호 간섭이 회피되도록 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송장치의 그리퍼.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 캐리어 박스는 얼라인마크가 부착된 캐비넷에 보관되며,
    상기 지지부의 일측에는 상기 얼라인마크를 촬영하는 카메라가 설치되고,
    상기 지지부는 반도체 웨이퍼 이송장치의 일측에 설치된 스칼라 로봇의 단부에 설치되며,
    상기 본체부에는 상기 카메라로부터 얻어진 위치데이터를 통해 스칼라 로봇을 구동시킴으로써 그립부의 위치를 정렬시키는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송장치의 그리퍼.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 캐리어 박스는 얼라인마크가 부착된 캐비넷에 보관되며,
    상기 지지부의 일측에는 얼라인마크와 그립부와의 높이 차이를 측정하는 거리센서가 설치되고,
    상기 지지부는 반도체 웨이퍼 이송장치의 일측에 설치된 스칼라 로봇의 단부에 설치되며,
    상기 본체부에는 상기 거리센서로부터 얻어진 높이데이터를 통해 스칼라 로봇을 구동시킴으로써 그립부의 높이를 정렬시키는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송장치의 그리퍼.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 각각의 그립부에는 접근하는 캐리어 박스를 감지하는 센서가 부착된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송장치의 그리퍼.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 틸팅부는 상기 본체부로부터 상하로 나란하게 돌출된 한 쌍의 로드와, 상기 지지부에 설치된 승강이동부재와, 상기 로드를 따라 구름이동이 가능하도록 상기 승강이동부재에 설치된 롤러를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송장치의 그리퍼.
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