KR102202163B1 - 자기부상식 반송장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자기부상식 반송장치에 관한 것으로, 내부공간을 갖는 트랜스퍼챔버, 트랜스퍼챔버의 내부공간에서 왕복 이동되며 이송체를 이송하는 진공이송로봇유닛, 진공이송로봇유닛의 바디를 트랜스퍼챔버의 내측면에 대해 비접촉의 자기부상 방식으로 이송 안내하는 마그넷모듈, 및 진공이송로봇유닛이 작동시 발생되는 열기를 열교환하여 내부공간과 진공이송로봇유닛의 온도를 유지하는 열교환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래 기술과 달리 진공이송로봇유닛의 바디를 트랜스퍼챔버 내부에서 마그넷(magnet)의 척력 또는 인력을 이용하여 기울어짐 없이 비접촉 방식으로 왕복 이동되도록 함에 따라 기존의 LM가이드를 따라 이동되는 방식 대비 진공영역인 트랜스퍼챔버 내부에서 파티클의 발생을 차단하고, 트랜스퍼챔버의 바닥면에 구비된 채 외부로 노출되는 쿨링블록을 통해 진공이송로봇유닛에서 발생되는 열기와 열교환함으로써 진공이송로봇유닛의 과열에 의한 오작동을 방지하면서 트랜스퍼챔버의 열변형을 방지하며, 대향하는 쿨링블록과 바디에 무선 충전패드를 구비하여 진공이송로봇유닛에 전원 공급을 위한 케이블을 트랜스퍼챔버의 외부로 연장하기 위한 별도의 구성이 필요치 않게 되어 반송장치의 제작이 용이하다.
본 발명은 종래 기술과 달리 진공이송로봇유닛의 바디를 트랜스퍼챔버 내부에서 마그넷(magnet)의 척력 또는 인력을 이용하여 기울어짐 없이 비접촉 방식으로 왕복 이동되도록 함에 따라 기존의 LM가이드를 따라 이동되는 방식 대비 진공영역인 트랜스퍼챔버 내부에서 파티클의 발생을 차단하고, 트랜스퍼챔버의 바닥면에 구비된 채 외부로 노출되는 쿨링블록을 통해 진공이송로봇유닛에서 발생되는 열기와 열교환함으로써 진공이송로봇유닛의 과열에 의한 오작동을 방지하면서 트랜스퍼챔버의 열변형을 방지하며, 대향하는 쿨링블록과 바디에 무선 충전패드를 구비하여 진공이송로봇유닛에 전원 공급을 위한 케이블을 트랜스퍼챔버의 외부로 연장하기 위한 별도의 구성이 필요치 않게 되어 반송장치의 제작이 용이하다.
Description
본 발명은 자기부상식 반송장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 진공이송로봇유닛의 바디를 트랜스퍼챔버 내부에서 마그넷(magnet)의 척력 또는 인력을 이용하여 기울어짐 없이 비접촉 방식으로 왕복 이동되도록 함에 따라 기존의 LM가이드를 따라 이동되는 방식 대비 진공영역인 트랜스퍼챔버 내부에서 파티클의 발생을 차단하고, 트랜스퍼챔버의 바닥면에 구비된 채 외부로 노출되는 쿨링블록을 통해 진공이송로봇유닛에서 발생되는 열기와 열교환함으로써 진공이송로봇유닛의 과열에 의한 오작동을 방지하면서 트랜스퍼챔버의 열변형을 방지하며, 대향하는 쿨링블록과 바디에 무선 충전패드를 구비하여 진공이송로봇유닛에 전원 공급을 위한 케이블을 트랜스퍼챔버의 외부로 연장하기 위한 별도의 구성이 필요치 않게 되어 반송장치의 제작을 용이하게 하기 위한 자기부상식 반송장치에 관한 것이다.
반도체 공정은 웨이퍼를 가공하여 반도체를 제조하는 공정을 말한다. 반도체 공정 시스템은 서로 다르게 웨이퍼를 가공하는 복수 개의 챔버 들의 연결로 형성된다. 일례로, 반도체 공정 시스템은 웨이퍼가 수용된 풉(FOUP:Front-Opening Unified Pod), 풉이 안착되는 로드포트모듈(LPM: Load Port Module), 풉에 들어 있는 웨이퍼를 로드락챔버로 이송시키는 웨이퍼 이송 자동화 모듈(EFEM: Equipment Front End Module) 그리고 웨이퍼에 일정 두께의 막을 형성하거나 이온 등을 주입하는 공정챔버, 공정챔버의 주변에 설치되어 공정챔버 내부로 웨이퍼를 이송시키는 트랜스퍼챔버 등의 연결로 형성될 수 있다.
웨이퍼는 여러 챔버들을 이동하며 순차적으로 가공된다.
본 발명에 대한 배경기술로는, 한국공개실용신안공보 제20-1999-0041313호(1999.12.15: 공개)가 제시되어 있다.
상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
기존 진공로봇을 내부의 진공영역에 구비하여 웨이퍼를 반송하는 챔버는 진공로봇에 전원을 공급하기 위한 케이블을 진공로봇의 링크암에 삽입한 채 외부로 연장하고, 진공로봇의 왕복 이동을 위해 LM가이드를 구비함에 따라, 이러한 요소들로 인해 진공영역인 내부에서 파티클이 지속적으로 발생되고 있는 문제점이 있다.
웨이퍼가 파티클에 의해 오염되는 상황은 반도체 생산 수율을 떨어뜨리는 주요 원인이 되고 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 진공이송로봇유닛의 바디를 트랜스퍼챔버 내부에서 마그넷(magnet)의 척력 또는 인력을 이용하여 기울어짐 없이 비접촉 방식으로 왕복 이동되도록 함에 따라 기존의 LM가이드를 따라 이동되는 방식 대비 진공영역인 트랜스퍼챔버 내부에서 파티클의 발생을 차단하고자 하는 자기부상식 반송장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 트랜스퍼챔버의 바닥면에 구비된 채 외부로 노출되는 쿨링블록을 통해 진공이송로봇유닛에서 발생되는 열기와 열교환함으로써 진공이송로봇유닛의 과열에 의한 오작동을 방지하면서 트랜스퍼챔버의 열변형을 방지하고자 하는 자기부상식 반송장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 쿨링블록과 바디에 무선 충전패드를 구비하여 진공이송로봇유닛에 전원 공급을 위한 케이블을 트랜스퍼챔버의 외부로 연장하면서 트랜스퍼챔버 내부의 진공 상태를 유지하기 위한 별도의 구성이 필요치 않게 되어 반송장치의 제작이 용이하도록 한 자기부상식 반송장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 개폐부를 통해 트랜스퍼챔버와 로드락챔버의 연결 공간을 개폐하면서 로봇 바디가 자기 부상 방식을 유지한 채 로드락챔버 내부로 진입할 수 있도록 함으로써 로봇바디에서 링크암의 전체 길이를 줄일 수 있음으로 인해 진공이송로봇유닛의 하중을 저감시키고자 하는 자기부상식 반송장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 자기부상식 반송장치는: 내부공간을 갖는 트랜스퍼챔버; 상기 트랜스퍼챔버의 내부공간에서 왕복 이동되며 이송체를 이송하는 진공이송로봇유닛; 상기 진공이송로봇유닛의 바디를 상기 트랜스퍼챔버의 내측면에 대해 비접촉의 자기부상 방식으로 이송 안내하는 마그넷모듈; 및 상기 진공이송로봇유닛이 작동시 발생되는 열기를 열교환하여, 상기 내부공간과 상기 진공이송로봇유닛의 온도를 유지하는 열교환부를 포함한다.
상기 마그넷모듈은, 상기 바디의 이송 방향에 대해 적어도 바닥면의 양측 가장자리에 각각 구비되는 제 1이동마그넷; 및 상기 제 1이동마그넷에 대응되도록 상기 트랜스퍼챔버의 내부 바닥면에 적어도 나란한 한 쌍으로 배치되고, 대응되는 상기 제 1이동마그넷과 인력(引力) 또는 척력(斥力)을 발생하는 제 1고정마그넷을 포함한다.
상기 바디는 이송 방향에 대해 바닥면의 양측 가장자리에서 각각 연장되는 플랜지를 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 마그넷모듈은, 상기 플랜지 각각의 상측면에 구비되는 제 2이동마그넷; 및 상기 제 2이동마그넷에 대응되도록 상기 트랜스퍼챔버의 내부 양측면에 연결되고, 대응되는 상기 제 2이동마그넷과 인력(引力) 또는 척력(斥力)을 발생하며 상기 바디의 자기 부상 정도를 제한하는 제 2고정마그넷을 포함한다.
상기 트랜스퍼챔버는 내측면을 따라 단턱을 형성하고, 상기 제 2고정마그넷은 고정블록에 구비되며, 상기 고정블록은 상기 단턱에 분리 가능하게 고정되어, 상기 고정블록이 분리된 채 상기 바디가 상기 내부공간에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 마그넷모듈은, 상기 바디의 이송 방향에 대해 양측면에 각각 구비되는 제 3이동마그넷; 및 상기 제 3이동마그넷에 대응되도록 상기 고정블록 각각에 구비되고, 대응되는 상기 제 3이동마그넷과 인력(引力) 또는 척력(斥力)을 발생하며 상기 바디의 편심 기울어짐을 제한하는 제 3고정마그넷을 포함한다.
상기 제 1고정마그넷, 상기 제 2고정마그넷 및 상기 제 3고정마그넷 중 적어도 어느 하나는, 복수 개로 이루어져 설정 간격만큼 유격되게 배치되고, 각각 축 방향으로 동일 면적만큼 양분되는 양극과 음극으로 이루어지며, 상기 양극을 동일측 가장자리에 배치하도록 동일 각도로 경사지게 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1고정마그넷, 상기 제 2고정마그넷 및 상기 제 3고정마그넷 중 적어도 어느 하나에 대응되는 상기 제 1이동마그넷, 상기 제 2이동마그넷 또는 상기 제 3이동마그넷은 축 방향이 상기 바디의 이송방향에 대해 수직한 방향으로 배치된 채 하나씩 구비되는 양극자성체와 음극자성체를 포함한다.
상기 열교환부는, 상기 트랜스퍼챔버의 바닥면에 내외측으로 연통되는 하나 이상의 개방구; 상기 개방구를 통해 상기 트랜스퍼챔버에 고정 설치되고, 열전달 가능한 재질로 이루어진 쿨링블록; 상기 바디의 하측면으로 돌출되도록 복수 개 구비되고, 열전달성을 갖는 열전달핀; 및 상기 바디와 함께 직선 왕복 이동되는 상기 열전달핀을 수용하여 상기 쿨링블록과의 대응되는 면적을 증가시키기 위해, 상기 쿨링블록에 복수 개 함몰 형성되는 열전달홈부를 포함한다.
상기 열교환부는, 상기 쿨링블록에 냉각유동매체를 통과 안내하는 쿨링채널을 포함한다.
상기 쿨링블록은 트랜스퍼챔버의 바닥면에 설정 간격만큼 유격된 채 형성되는 상기 개방구에 각각 구비되고, 상기 바디는 상기 진공이송로봇유닛의 작동을 위해 동력을 공급하는 배터리를 구비하며, 상기 배터리는, 상기 바디가 이동시 또는 정지시에, 충전부에 의해 충전되는 것을 특징으로 한다.
상기 충전부는, 상기 트랜스퍼챔버의 내부공간을 향하는 상기 쿨링블록의 상측면에 구비되고, 외부 전원에 의해 유도전류를 발생시키는 로어충전패드; 및 상기 바디의 하측면 또는 내부 바닥면에 구비되고, 상기 바디의 내부에 구비되는 배터리와 전기적으로 연결되어 상기 로어충전패드에 대응되게 위치시 유도전류에 의해 상기 배터리를 충전시키는 어퍼충전패드를 포함한다.
상기 트랜스퍼챔버는 상기 바디의 이동 방향을 따라 양측에 삽입홀을 복수 개 통공하고, 상기 로어충전패드와 상기 어퍼충전패드는, 상기 바디가 상기 삽입홀에 대응되게 위치할 경우, 일치되는 것을 특징으로 한다.
상기 마그넷모듈는, 상기 로어충전패드와 상기 어퍼충전패드가 일치될 경우, 상기 트랜스퍼챔버에 대한 상기 바디의 안정적 지지를 위해 자력이 상실되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
상기 트랜스퍼챔버는 축 방향으로 일측에 하나 이상의 로드락챔버를 구비하고, 상기 로드락챔버는 연통구를 통해 상기 트랜스퍼챔버의 내부공간과 연결되며, 상기 연통구는 개폐부에 의해 개폐되면서 상기 바디가 상기 로드락챔버의 내부로 진입하는 것을 허용하는 것을 특징으로 한다.
상기 개폐부는, 상기 트랜스퍼챔버 또는 상기 로드락챔버에 슬라이드 출입되며 상기 연통구를 개폐하는 도어; 상기 도어가 상기 연통구의 하측과 동일 높이를 이루도록 완전히 개방된 상태에서, 상기 연통구의 양측 가장자리에 대응되도록 상기 도어에서 연장되는 프레임; 상기 연통구의 내부 양측면에 적어도 하나씩 구비되어 상기 바디 측에 구비되는 해당 마그넷모듈과 상호 자력을 발생시킴으로써 상기 바디를 자기부상 유도하는 제 1진입안내마그넷; 및 상기 제 1진입안내마그넷과 일대일 대응되도록 상기 프레임 각각의 상호 마주하는 둘레면에 구비되어 상기 바디 측에 구비되는 해당 마그넷모듈과 상호 자력을 발생시킴으로써 상기 바디를 자기부상 유도하는 제 2진입안내마그넷을 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자기부상식 반송장치는 종래 기술과 달리 진공이송로봇유닛의 바디를 트랜스퍼챔버 내부에서 마그넷(magnet)의 척력 또는 인력을 이용하여 기울어짐 없이 비접촉 방식으로 왕복 이동되도록 함에 따라 기존의 LM가이드를 따라 이동되는 방식 대비 진공영역인 트랜스퍼챔버 내부에서 파티클의 발생을 차단할 수 있다.
본 발명은 트랜스퍼챔버의 바닥면에 구비된 채 외부로 노출되는 쿨링블록을 통해 진공이송로봇유닛에서 발생되는 열기와 열교환함으로써 진공이송로봇유닛의 과열에 의한 오작동을 방지하면서 트랜스퍼챔버의 열변형을 방지할 수 있다.
본 발명은 쿨링블록과 바디에 무선 충전패드를 구비하여 진공이송로봇유닛에 전원 공급을 위한 케이블을 트랜스퍼챔버의 외부로 연장하면서 트랜스퍼챔버 내부의 진공 상태를 유지하기 위한 별도의 구성이 필요치 않게 되어 반송장치의 제작이 용이할 수 있다.
본 발명은 개폐부를 통해 트랜스퍼챔버와 로드락챔버의 연결 공간을 개폐하면서 로봇 바디가 자기 부상 방식을 유지한 채 로드락챔버 내부로 진입할 수 있도록 함으로써 로봇바디에서 링크암의 전체 길이를 줄일 수 있음으로 인해 진공이송로봇유닛의 하중을 저감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 요부 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 진공이송로봇유닛의 바디 내부 구성을 보인 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 진공이송로봇유닛의 바디를 트랜스퍼챔버에 장착하는 상태를 보인 구성도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 마그넷모듈의 구성도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 마그넷모듈의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 로드락챔버를 개폐하고 바디의 진입을 허용하는 구성을 보인 개략도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 요부 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 진공이송로봇유닛의 바디 내부 구성을 보인 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 진공이송로봇유닛의 바디를 트랜스퍼챔버에 장착하는 상태를 보인 구성도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 마그넷모듈의 구성도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 마그넷모듈의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 로드락챔버를 개폐하고 바디의 진입을 허용하는 구성을 보인 개략도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 평면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 자기부상식 반송장치의 실시예들을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 요부 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 평면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 진공이송로봇유닛의 바디 내부 구성을 보인 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 진공이송로봇유닛의 바디를 트랜스퍼챔버에 장착하는 상태를 보인 구성도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 마그넷모듈의 구성도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 마그넷모듈의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 로드락챔버를 개폐하고 바디의 진입을 허용하는 구성을 보인 개략도이다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상식 반송장치(100)는 트랜스퍼챔버(200), 진공이송로봇유닛(300), 마그넷모듈(400), 열교환부(500), 충전부(600) 및 개폐부(700)를 포함한다.
트랜스퍼챔버(200)는 진공 상태인 내부공간(202)에 진공이송로봇유닛(300)을 수용하는 역할을 한다. 그래서, 트랜스퍼챔버(200)는 진공이송로봇유닛(300)에 의해 반송(이송)되는 반도체용 웨이퍼 등의 이송체(10)에 파티클(particle) 등에 의해 오염되는 것을 방지한다.
특히, 트랜스퍼챔버(200)는 축 방향으로 장방형이 되도록 형성되고, 축 방향을 따라 양측 가장자리에 각각 복수 개의 삽입홀(205)을 통공한다.
즉, 트랜스퍼챔버(200)는 평면상 대략 직사각 형상으로 이루어짐에 따라 동일한 면적의 실내에서 기존의 원형 챔버(도시하지 않음)보다 더 많이 배치할 수 있다.
아울러, 로드락챔버(206)는 대기이송로봇(도시하지 않음)과 진공이송로봇유닛(300) 간의 이송체(웨이퍼,10)의 교환을 위한 중간 버퍼 역할을 한다. 특히, 로드락챔버(206)는 진공/대기 상태로 변경 가능하고, 진공상태가 되면 트랜스퍼챔버(200)의 내부 방향으로 개폐부(700)가 개폐되며 진공이송로봇유닛(300)이 이송체의 이송을 가능하게 하며, 대기상태가 되면 상대측 개폐유닛(도시하지 않음)이 개폐되어 대기로봇이 이송체(10)를 이송 가능하게 된다.
이때, 트랜스퍼챔버(200)는 로드락챔버(206) 각각의 내부와 연결되도록 연통구(207)를 통공한다.
그리고, 트랜스퍼챔버(200)는 상부의 개폐를 위해 도어(710)를 구비할 수 있다.
특히, 트랜스퍼챔버(200)는 열전달율과 하중 저감을 위해 알루미늄 재질로 이루어진다. 이에 따라, 트랜스퍼챔버(200)는 강성이 큰 금속 재질의 지지대(210)에 지지된다. 물론, 지지대(210)는 다양한 형상으로 변형 가능하다.
한편, 진공이송로봇유닛(300)은 트랜스퍼챔버(200)의 내부공간(202)에서 트랜스퍼챔버(200)의 축 방향을 따라 직선 왕복 이동 가능하게 구비된다.
그래서, 진공이송로봇유닛(300)은 이송체(10)를 삽입홀(205)을 통해 외측 유닛(도시하지 않음)으로 투입하거나 또는 외측 유닛에 적층된(보관된) 이송체(10)를 반송하는 역할을 한다.
이를 위해, 진공이송로봇유닛(300)은 바디(302), 링크암부(304), 엔드이펙터(306) 및 구동부(310)를 포함한다.
바디(302)는 트랜스퍼챔버(200)의 내부에서 직선 왕복 이동 가능하게 구비된다. 그리고, 바디(302)는 링크암부(304), 엔드이펙터(306) 및 구동부(310)를 지지하거나 연결한다. 바디(302)는 다양한 형상으로 변형 가능하다.
링크암부(304)는 바디(302)에 다단으로 링크 가능하게 구비되어, 바디(302)가 트랜스퍼챔버(200)의 내부에서 설정 위치로 이동 후, 정해진 궤적을 따라 전후진 이동된다. 링크암부(304)는 다양한 형상으로 변형 가능하고, 개수 및 크기에 한정하지 않는다.
엔드이펙터(306)는 다단의 링크암부(304) 중 최외측의 링크암에 연결되어, 이송체(10)를 해당 위치의 로드락챔버(206) 또는 외측 유닛에 인입 또는 인출하는 역할을 한다. 엔드이펙터(306)는 다양한 형상으로 변형 가능하다.
그리고, 백캐리어유닛(308)은 링크암부(304) 또는 엔드이펙터(306)에 위치 고정되게 연결되어, 엔드이펙터(306)와 함께 이동되며, 다른 이송체(10)를 부가적으로 거치한다.
그래서, 엔드이펙터(306)는 거치하거나 흡착한 이송체(10)를 외측 유닛이나 로드락챔버(206)에 언로딩 후, 바디(302)와 링크암부(304)의 이동 궤적을 줄인 채 설정 위치로 함께 이동된 상태에서 백캐리어유닛(308)의 다른 이송체(10)를 로딩하고 나서 다른 로드락챔버(206) 또는 다른 외측 유닛에 언로딩한다.
물론, 백캐리어유닛(308)은 다양한 형상으로 변형 가능하다.
또한, 구동부(310)는 바디(302)의 내부에 구비되어, 링크암부(304)와 엔드이펙터(306)를 X축-Y축-Z축 방향으로 움직이도록 작동 제어하는 역할을 한다.
이를 위해, 구동부(310)는 구동모터(312), 동력전달부재(314) 및 배터리(316)를 포함한다.
구동모터(312)는 바디(302)의 내측에 고정 설치되어, 동력전달부재(314)에 회전력을 전달한다. 이때, 구동모터(312)가 하나 구비되어 동력전달부재(314)의 로터리샤프트를 양방향으로 회전시킬 수도 있고, 2개 구비되어 로터리샤프트를 일방향 또는 타방향으로 회전시킬 수 있다. 물론, 동력전달부재(314)는 다양하게 적용 가능하다.
아울러, 배터리(316)는 바디(302)에 내부에 고정 장착되어, 하나 이상의 구동모터(312)에 전원을 공급하는 역할을 한다.
한편, 마그넷모듈(400)은 진공이송로봇유닛(300)의 바디(302)를 트랜스퍼챔버(200)의 내측면에 대해 비접촉의 자기부상 방식으로써 왕복 이송 안내하는 역할을 한다.
상세히, 마그넷모듈(400)은 제 1이동마그넷(412), 제 1고정마그넷(414), 제 2이동마그넷(422), 제 2고정마그넷(424), 제 3이동마그넷(432) 및 제 3고정마그넷(434)을 포함한다.
제 1이동마그넷(412)은 바디(302)의 이송 방향에 대해 적어도 바닥면의 양측 가장자리에 각각 구비된다. 이때, 제 1이동마그넷(412)은 크기와 두께에 의해 정해지는 자력을 한정하지 않는다. 그리고, 제 1이동마그넷(412)은 바디(302)의 바닥면의 양측 가장자리에 구비되는 것으로 하고, 다양한 방식으로 바디(302)에 고정된다. 특히, 제 1이동마그넷(412)은 전자석으로 적용할 수 있다.
그리고, 제 1고정마그넷(414)은 제 1이동마그넷(412)에 대응되도록 트랜스퍼챔버(200)의 내부 바닥면에 적어도 나란한 한 쌍으로 배치되고, 대응되는 제 1이동마그넷(412)과 인력(引力) 또는 척력(斥力)을 발생하게 된다.
따라서, 제 1이동마그넷(412)이 제 1고정마그넷(414)과의 자력 발생으로 인해 제 1고정마그넷(414)과 비접촉된 상태로, 바디(302)는 구동부(310)에 의해 설정거리만큼 이동되도록 제어된다.
제 1이동마그넷(412)은 크기와 두께 등에 의해 정해지는 자력을 한정하지 않고, 전자석인 것으로 한다.
이때, 바디(302)는 하부 바닥면이 트랜스퍼챔버(200)의 내부 바닥면에 대해 자력에 의해 부상된 상태로 이동시, 흔들림(roll, yaw)이 발생될 수 있고, 제 1고정마그넷(414)과 제 1이동마그넷(412) 간의 간격(pitch)이 조정되어야 한다.
그래서, 제 2이동마그넷(422), 제 2고정마그넷(424), 제 3이동마그넷(432) 및 제 3고정마그넷(434)이 보조적으로 구비된다.
특히, 바디(302)는 이송 방향에 대해 바닥면의 양측 가장자리에서 각각 플랜지(303)를 연장 형성한다. 이때, 제 1이동마그넷(412)은 바디(302)의 하부 바닥면에서 플랜지(303)까지 연장되게 구비되어 자력 형성을 위한 표면적을 증가시킨다.
그리고, 제 2이동마그넷(422)은 플랜지(303) 각각의 상측면에 고정된다. 제 2이동마그넷(422)은 크기와 두께 등에 의해 정해지는 자력을 한정하지 않는다. 제 2이동마그넷(422)은 전자석으로 적용할 수 있다.
아울러, 제 2고정마그넷(424)은 제 2이동마그넷(422)에 대응되도록 트랜스퍼챔버(200)의 내부 양측면에 연결되고, 대응되는 제 2이동마그넷(422)과 인력(引力) 또는 척력(斥力)을 발생하며 바디(302)의 자기 부상 정도를 제한하는 역할을 한다.
제 2고정마그넷(424)은 크기와 두께 등에 의해 정해지는 자력을 한정하지 않는다. 제 2고정마그넷(424)은 전자석으로 적용할 수 있다.
따라서, 플랜지(303)를 기준으로 하측에서 자력을 발생시키는 제 1이동마그넷(412)과 제 1고정마그넷(414)이 상호 인력의 자력으로 작용할 경우, 플랜지(303)를 기준으로 상측에 배치되는 제 2이동마그넷(422)과 제 2고정마그넷(424)은 상호 인력의 자력이 작용한다.
마찬가지로, 플랜지(303)를 기준으로 하측에서 자력을 발생시키는 제 1이동마그넷(412)과 제 1고정마그넷(414)이 상호 척력의 자력으로 작용할 경우, 플랜지(303)를 기준으로 상측에 배치되는 제 2이동마그넷(422)과 제 2고정마그넷(424)은 상호 척력의 자력이 작용한다.
한편, 트랜스퍼챔버(200)는 바디(302)의 이동 방향을 따라 내부 양측면에 단턱(220)을 형성한다.
그리고, 제 2고정마그넷(424)은 고정블록(426)에 고정되게 구비된다. 이때, 고정블록(426)은 복수 개로 나뉘어져 단턱(220)에 연속적으로 이웃되게 배치될 수도 있고, 트랜스퍼챔버(200)의 축 방향을 따라 전체 단턱(220)의 길이만큼 길게 형성될 수도 있다.
아울러, 고정블록(426)은 볼팅 등에 의해 단턱(220)에 분리 가능하게 고정된다.
그래서, 고정블록(426)이 단턱(220)으로부터 분리되어 트랜스퍼챔버(200)의 내부공간(202)이 일부 확장된 상태에서, 바디(302)를 포함한 진공이송로봇유닛(300)이 내부공간(202)에 용이하게 설치될 수 있다.
물론, 고정블록(426)은 다양한 형상으로 변형 가능하다.
아울러, 제 2고정마그넷(424)은 단턱(220)과 접하지 않는 고정블록(426)의 하측면에 구비된다.
또한, 제 3이동마그넷(432)은 바디(302)의 이송 방향에 대해 양측면에 각각 구비된다.
제 3이동마그넷(432)은 크기와 두께 등에 의해 정해지는 자력을 한정하지 않는다. 제 3이동마그넷(432)은 전자석으로 적용할 수 있다.
아울러, 제 3고정마그넷(434)은 제 3이동마그넷(432)에 대응되도록 고정블록(426) 각각에 구비되고, 대응되는 제 3이동마그넷(432)과 인력(引力) 또는 척력(斥力)을 발생하며 바디(302)의 편심 기울어짐을 제한하거나 방지한다.
물론, 제 3고정마그넷(434)은 크기와 두께 등에 의해 정해지는 자력을 한정하지 않는다. 제 3고정마그넷(434)은 전자석으로 적용할 수 있다.
바디(302)의 우측에 위치한 제 3이동마그넷(432)과 제 3고정마그넷(434)이 인력을 발생시킬 경우, 바디(302)의 좌측에 위치한 제 3이동마그넷(432)과 제 3고정마그넷(434)이 인력을 발생한다.
마찬가지로, 바디(302)의 우측에 위치한 제 3이동마그넷(432)과 제 3고정마그넷(434)이 척력을 발생시킬 경우, 바디(302)의 좌측에 위치한 제 3이동마그넷(432)과 제 3고정마그넷(434)이 척력을 발생한다.
그리고, 바디(302)의 우측에 배치되는 제 3이동마그넷(432)과 제 3고정마그넷(434)이 발생시키는 자력의 크기와, 바디(302)의 좌측에 배치되는 제 3이동마그넷(432)과 제 3고정마그넷(434)이 발생시키는 자력의 크기의 조정에 의해, 바디(302)는 트랜스퍼챔버(200)의 내부공간(202)의 중앙에서 직선 왕복 이동이 안내된다.
아울러, 이 직선 왕복 이동에 필요한 직선 위치 정보장치인 리니어스케일(405)이 구비된다. 리니어스케일(405)은 트랜스퍼챔버(200)의 내부에 배치된다. 그리고, 리니어스케일(405)을 인식하는 장치로써 유도자기방식 혹은 광학방식의 엔코더(406)가 리니어스케일(405)에 대향하는 바디(302)의 둘레면에 구비된다.
특히, 리니어스케일(405)과 엔코더(406)의 장착 위치는 트랜스퍼챔버(200)의 내부 측면 또는 내부 바닥면에 장착이 가능하다. 엔코더(406)는 리니어스케일(405)의 장착 위치에 따라, 바디(302)의 둘레면에 위치가 설정된다.
한편, 바디(302)는 둘레면 또는 내측에 하나 이상의 자이로센서(402)를 구비한다. 자이로센서(402)는 바디(302)의 설정된 정위치 대비 편심되거나 기울어진 상태(roll, yaw, pitch) 등을 감지한다.
그리고, 바디(302)는 리니어모터(407)를 구비할 수 있다. 즉, 제 1이동마그넷(412), 제 2이동마그넷(422) 및 제 3이동마그넷(432)이 영구 자석일 경우, 리니어모터(407)가 작동되며 바디(302)의 위치를 보정할 수 있고, 트랜스퍼챔버(200)의 내부공간(202)의 중앙에서 직선 왕복 이동이 안내된다.
아울러, 바디(302)는 거리검출센서(gap sensor,404)를 구비할 수 있다. 거리검출센서(404)는 제 1이동마그넷(412)과 제 1고정마그넷(414) 간의 거리(갭), 제 2이동마그넷(422)과 제 2고정마그넷(424) 간의 거리 및 제 3이동마그넷(432)과 제 3고정마그넷(434) 간의 거리를 일정하게 유지하도록 상호 자력의 조정을 통해 바디(302)의 자세를 보정 및 제어한다.
한편, 트랜스퍼챔버(200)의 내측면에 직,간접적으로 연결되어 고정되는 제 1고정마그넷(414), 제 2고정마그넷(424) 및 제 3고정마그넷(434)은 트랜스퍼챔버(200)의 축 길이만큼 길게 형성될 수 있다. 이 경우, 제 1고정마그넷(414), 제 2고정마그넷(424) 및 제 3고정마그넷(434)의 제조단가가 상승하게 된다.
그래서, 제 1고정마그넷(414), 제 2고정마그넷(424) 및 제 3고정마그넷(434) 중 적어도 어느 하나는 복수 개로 이루어져 설정 간격만큼 유격되게 배치된다. 그래서, 제 1고정마그넷(414), 제 2고정마그넷(424) 및 제 3고정마그넷(434)은 기성품을 채택할 수 있다.
아울러, 제 1고정마그넷(414), 제 2고정마그넷(424) 및 제 3고정마그넷(434)은 각각 축 방향으로 동일 면적만큼 양분되는 양극과 음극으로 이루어지며, 양극을 동일측 가장자리에 배치하도록 동일 각도로 경사지게 배치된다. 이때, 제 1고정마그넷(414), 제 2고정마그넷(424) 및 제 3고정마그넷(434)의 기울기 각도는 한정하지 않는다.
또한, 제 1고정마그넷(414), 제 2고정마그넷(424) 및 제 3고정마그넷(434) 각각은 영구자석으로 구성될 수 있고, 자세 보정을 위해 전자석으로 적용될 수 있으며, 각각은 스테이터(442), 와인딩코일(444), 양극자성체(446) 및 음극자성체(448)로 구성될 수 있다.
스테이터(442)는 직육면체 형상으로 이루어지고, 축 방향에 대해 양분되어 양극성과 음극성을 띄게 된다.
그리고, 와인딩코일(444)은 스테이터(442), 또는 양극자성체(446)와 음극자성체(448)에 감겨 자기장을 형성한다. 와인딩코일(444)은 양극자성체(446)와 음극자성체(448)에 감긴 것으로 도시한다.
이때, 스테이터(442)는 영구자석일 수도 있고, 전자석일 수도 있다. 아울러, 와인딩코일(444)은 굴기 및 감김수에 한정되지 않는다.
양극자성체(446)는 대응되는 제 1고정마그넷(414), 제 2고정마그넷(424) 또는 제 3고정마그넷(434)을 향하도록 스테이터(442)의 양극성을 띄는 부분에서 연장된다. 마찬가지로, 음극자성체(448)는 대응되는 제 1고정마그넷(414), 제 2고정마그넷(424) 또는 제 3고정마그넷(434)을 향하도록 스테이터(442)의 음극성을 띄는 부분에서 연장된다.
이때, 양극자성체(446)의 단면적과 음극자성체(448)의 단면적은 제 1고정마그넷(414), 제 2고정마그넷(424) 및 제 3고정마그넷(434)의 표면적과 동일한 것으로 한다.
그래서, 스테이터(442)와 와인팅코일의 상호 작용에 의한 자기장의 형성 방향에 의해, 제 1이동마그넷(412), 제 2이동마그넷(422) 및 제 3이동마그넷(432) 각각은 서로 동일 방향으로 이동된다. 이로써, 바디(302)는 비접촉 상태로 직선 왕복 이동이 가능하게 된다.
특히, 양극자성체(446)의 단면적과 음극자성체(448)의 단면적은 제 1고정마그넷(414), 제 2고정마그넷(424) 및 제 3고정마그넷(434)의 표면적과 동일하기 때문에, 쌍을 이루는 양극자성체(446)와 음극자성체(448)는 각각 복수 개가 경사지게 배치되는 대응되는 제 1고정마그넷(414), 제 2고정마그넷(424) 및 제 3고정마그넷(434)과 순간적으로 겹쳐지는 면적의 합이 동일하다.
따라서, 제 1이동마그넷(412), 제 2이동마그넷(422) 및 제 3이동마그넷(432)은 대응되는 제 1고정마그넷(414), 제 2고정마그넷(424) 및 제 3고정마그넷(434)과 설정 거리만큼 유격되어 비접촉상태를 유지한 채 이동 가능하게 된다.
한편, 열교환부(500)는 진공이송로봇유닛(300)이 작동시 발생되는 열기를 열교환하여, 내부공간(202)과 진공이송로봇유닛(300)의 온도를 유지하는 역할을 한다.
이를 위해, 열교환부(500)는 개방구(510), 쿨링블록(520), 열전달핀(530), 열전달홈부(540) 및 쿨링채널(550)을 포함한다.
개방구(510)는 트랜스퍼챔버(200)의 바닥면에 내외측으로 연통되고, 하나 이상 형성된다. 이때, 개방구(510)는 트랜스퍼챔버(200)의 축 방향을 따라 일측 가장자리에 배치되는 삽입홀(205)의 개수만큼 형성되고, 트랜스퍼챔버(200)의 축 방향을 따라 양측에서 마주하게 배치되는 삽입홀(205) 사이에 해당되는 트랜스퍼챔버(200)의 바닥면에 형성되는 것으로 한다.
그리고, 쿨링블록(520)은 개방구(510) 각각을 통해 트랜스퍼챔버(200)에 고정 설치되고, 열전달 가능한 재질로 이루어진다. 즉, 쿨링블록(520)은 트랜스퍼챔버(200)의 하측에서 개방구(510) 각각에 일부 삽입된 채 트랜스퍼챔버(200)에 분리 가능하게 결합된다. 이에 따라, 쿨링블록(520)은 트랜스퍼챔버(200)의 하부로 돌출되게 구비된다. 이때, 트랜스퍼챔버(200)는 지지대(210)에 지지되어 바닥에서 유격됨에 따라, 쿨링블록(520)은 트랜스퍼챔버(200)의 하부로 돌출될 수 있다.
아울러, 외기가 쿨링블록(520)과 트랜스퍼챔버(200)의 하측면 사이의 틈새를 통해 트랜스퍼챔버(200)의 내부로 유입되는 것을 차단하기 위해, 씰링재(522)가 쿨링블록(520)과 트랜스퍼챔버(200)의 하측면 사이에서 일정한 궤적을 따라 폐곡선을 이루도록 구비된다. 특히, 씰링재(522)는 각 개방구(510)의 가장자리를 따라 구비되는 오링으로 적용할 수 있다.
그리고, 열전달핀(530)은 바디(302)의 하측면으로 돌출되도록 복수 개 구비되고, 열전달성을 갖는 재질로 이루어진다. 이때, 열전달핀(530)은 바디(302)의 이동 방향을 따라 나란하게 배치된다. 물론, 열전달핀(530)은 다양한 형상으로 변형 가능하고, 바디(302)에 일체 또는 분리 가능하게 구비된다.
아울러, 열전달홈부(540)는 클링블록의 상측면에서 상부와 양측으로 개방되게 형성되어, 바디(302)와 함께 직선 왕복 이동되는 열전달핀(530)을 수용하여 쿨링블록(520)과의 대응되는 면적을 증가시킴으로써, 쿨링블록(520)의 공랭식 효율이 증대된다. 특히, 열전달홈부(540)는 열전달핀(530)을 일대일 수용한다. 이때, 열전달핀(530)은 이동시 열전달홈부(540)의 내측면과 접촉되지 않도록 하여, 바디(302)의 이동 저항이 발생되지 않도록 한다.
그리고, 쿨링채널(550)은 쿨링블록(520)에 냉각유동매체(도시하지 않음)를 통과 안내하는 역할을 한다. 냉각유동매체가 쿨링채널(550)을 통과 후 배출됨에 따라, 쿨링블록(520)은 수냉식 열교환이 이루어진다.
이때, 이웃한 쿨링블록(520)끼리는 냉각라인(552)을 통해 쿨링채널(550)을 서로 연결할 수도 있다. 냉각라인(552)은 이웃한 쿨링블록(520)의 냉각유동매체의 유입측과 유출측을 연결한다.
따라서, 열교환부(500)에 의해, 트랜스퍼챔버(200)의 내부 및 진공이송로봇유닛(300)이 과열되지 않게 된다.
또한, 진공이송로봇유닛(300)의 바디(302) 내부에 구비되는 배터리(316)는, 바디(302)가 이동시 또는 정지시에, 충전부(600)에 의해 충전된다.
상세히, 충전부(600)는 로어충전패드(610) 및 어퍼충전패드(620)를 포함한다.
로어충전패드(610)는 트랜스퍼챔버(200)의 내부공간(202)을 향하는 쿨링블록(520)의 상측면에 고정되게 구비되고, 외부 전원에 의해 유도전류를 발생시킨다.
아울러, 어퍼충전패드(620)는 바디(302)의 하측면 또는 바디(302)의 내부 바닥면에 구비되고, 바디(302)의 내부에 구비되는 배터리(316)와 전기적으로 연결된다. 그리고, 어퍼충전패드(620)는 로어충전패드(610)에 대응되게 위치시 유도전류에 의해 배터리(316)를 충전시키게 된다.
즉, 바디(302)의 배터리(316)는 충전부(600)에 의해 무선으로 충전됨으로써, 구동모터(312)와 거리검출센서(404) 등 트랜스퍼챔버(200)의 내부공간(202)에 구비된 모든 전장품이 케이블을 통해 외부로 전원 연결함에 따른 별도의 밀봉 작업과 배선 작업이 불필요하게 된다.
물론, 로어충전패드(610)와 어퍼충전패드(620)는 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.
그리고, 로어충전패드(610)와 어퍼충전패드(620)는, 바디(302)가 삽입홀(205)에 대응되게 위치할 경우, 서로 완전히 포개지도록 일치되는 것으로 한다.
아울러, 마그넷모듈(400)는, 로어충전패드(610)와 어퍼충전패드(620)가 일치될 경우, 트랜스퍼챔버(200)에 대한 바디(302)의 안정적 지지를 위해 자력이 상실되도록 제어될 수 있다. 이 경우, 제 1이동마그넷(412)은 자중에 의해 대응되는 제 1고정마그넷(414)에 접하여 지지된다.
또한, 로드락챔버(206)의 내부와 연결되도록 트랜스퍼챔버(200)의 둘레면에 통공되는 연통구(207)는 개폐부(700)에 의해 개폐되면서 바디(302)가 로드락챔버(206)의 내부로 진입하는 것을 허용한다.
이를 위해, 개폐부(700)는 도어(710), 프레임(720), 제 1진입안내마그넷(730) 및 제 2진입안내마그넷(740)을 포함한다.
도어(710)는 트랜스퍼챔버(200) 또는 로드락챔버(206)에 슬라이드 출입되며 연통구(207)를 개폐한다. 이때, 도어(710)는 트랜스퍼챔버(200)의 외측 둘레면과 밀착되어 밀봉된 상태를 유지한 채 승하강 이동된다. 물론, 도어(710)는 다양한 방식으로 승하강 작동될 수 있다. 도어(710)는 다양한 형상 및 다양한 재질로 적용 가능하다.
그리고, 프레임(720)은, 도어(710)가 연통구(207)의 내부 하측면과 동일 높이를 이루도록 완전히 개방된 상태에서, 연통구(207)의 양측 가장자리에 대응되도록 도어(710)에서 연장된다. 프레임(720)은 다양한 형상으로 변형 가능하다.
제 1진입안내마그넷(730)은 연통구(207)의 내부 양측면에 적어도 하나씩 구비되어 바디(302) 측에 구비되는 해당 마그넷모듈(400) 특히 제 1이동마그넷(412), 제 2이동마그넷(422) 및 제 3이동마그넷(432) 중 적어도 어느 하나와 상호 자력을 발생시킴으로써 바디(302)를 자기부상 유도하는 역할을 한다.
아울러, 제 2진입안내마그넷(740)은 제 1진입안내마그넷(730)과 일대일 대응되도록 프레임(720) 각각의 상호 마주하는 둘레면에 구비되어, 바디(302) 측에 구비되는 해당 마그넷모듈(400)과 상호 자력을 발생시킴으로써 바디(302)를 자기부상 유도하는 역할을 한다.
이에 따라, 바디(302)의 마그넷모듈(400)이 제 1진입안내마그넷(730)과 척력을 발생시킨 채 이동 후 제 2진입안내마그넷(740)과 척력을 발생시키면서 자기 부상으로 로드락챔버(206) 내부로 진입이 가능하게 된다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기부상식 반송장치의 평면도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기부상식 반송장치(100)는 트랜스퍼챔버(200), 진공이송로봇유닛(300), 마그넷모듈(400), 열교환부(500), 충전부(600) 및 개폐부(700)를 포함한다.
여기서, 진공이송로봇유닛(300), 마그넷모듈(400), 열교환부(500), 충전부(600) 및 개폐부(700)는 상술한 것으로 대체한다.
그리고, 트랜스퍼챔버(200)는 내부공간(202)을 2개로 구획하고, 진공이송로봇유닛(300)은 구획된 내부공간(202) 각각에서 자기 부상 형태로 왕복 이동된다.
미설명된 도면부호는 상술한 것으로 대체한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10: 이송체 100: 자기부상식 반송장치
200: 트랜스퍼챔버 202: 내부공간
205: 삽입홀 206: 로드락챔버
210: 지지대 220: 단턱
300: 진공이송로봇유닛 302: 바디
303: 플랜지 306: 엔드이펙터
308: 백캐리어유닛 310: 구동부
316: 배터리 400: 마그넷모듈
402: 자이로센서 404: 거리검출센서
405: 리니어스케일 406: 엔코더
407: 리니어모터 412: 제 1이동마그넷
414: 제 1고정마그넷 422: 제 2이동마그넷
424: 제 2고정마그넷 426: 고정블록
432: 제 3이동마그넷 434: 제 3고정마그넷
500: 열교환부 510: 개방구
520: 쿨링블록 522: 씰링재
530: 열전달핀 540: 열전달홈부
550: 쿨링채널 552: 냉각라인
600: 충전부 610: 로어충전패드
620: 어퍼충전패드 700: 개폐부
710: 도어 720: 프레임
200: 트랜스퍼챔버 202: 내부공간
205: 삽입홀 206: 로드락챔버
210: 지지대 220: 단턱
300: 진공이송로봇유닛 302: 바디
303: 플랜지 306: 엔드이펙터
308: 백캐리어유닛 310: 구동부
316: 배터리 400: 마그넷모듈
402: 자이로센서 404: 거리검출센서
405: 리니어스케일 406: 엔코더
407: 리니어모터 412: 제 1이동마그넷
414: 제 1고정마그넷 422: 제 2이동마그넷
424: 제 2고정마그넷 426: 고정블록
432: 제 3이동마그넷 434: 제 3고정마그넷
500: 열교환부 510: 개방구
520: 쿨링블록 522: 씰링재
530: 열전달핀 540: 열전달홈부
550: 쿨링채널 552: 냉각라인
600: 충전부 610: 로어충전패드
620: 어퍼충전패드 700: 개폐부
710: 도어 720: 프레임
Claims (15)
- 내부공간을 갖는 트랜스퍼챔버; 상기 트랜스퍼챔버의 내부공간에서 왕복 이동되며 이송체를 이송하는 진공이송로봇유닛; 상기 진공이송로봇유닛의 바디를 상기 트랜스퍼챔버의 내측면에 대해 비접촉의 자기부상 방식으로 이송 안내하는 마그넷모듈; 및 상기 진공이송로봇유닛이 작동시 발생되는 열기를 열교환하여, 상기 내부공간과 상기 진공이송로봇유닛의 온도를 유지하는 열교환부를 포함하고,
상기 마그넷모듈은, 상기 바디의 이송 방향에 대해 적어도 바닥면의 양측 가장자리에 각각 구비되는 제 1이동마그넷; 및 상기 제 1이동마그넷에 대응되도록 상기 트랜스퍼챔버의 내부 바닥면에 적어도 나란한 한 쌍으로 배치되고, 대응되는 상기 제 1이동마그넷과 상호 자력을 발생하는 제 1고정마그넷을 포함하며,
상기 바디는 이송 방향에 대해 바닥면의 양측 가장자리에서 각각 연장되는 플랜지를 형성하고,
상기 마그넷모듈은, 상기 플랜지 각각의 상측면에 구비되는 제 2이동마그넷; 및 상기 제 2이동마그넷에 대응되도록 상기 트랜스퍼챔버의 내부 양측면에 연결되고, 대응되는 상기 제 2이동마그넷과 상호 자력을 발생하며 상기 바디의 자기 부상 정도를 제한하는 제 2고정마그넷을 포함하며,
상기 제 2고정마그넷은 고정블록에 구비되고,
상기 마그넷모듈은, 상기 바디의 이송 방향에 대해 양측면에 각각 구비되는 제 3이동마그넷; 및 상기 제 3이동마그넷에 대응되도록 상기 고정블록 각각에 구비되고, 대응되는 상기 제 3이동마그넷과 상호 자력을 발생하며 상기 바디의 편심 기울어짐을 제한하는 제 3고정마그넷을 포함하며,
상기 제 1고정마그넷, 상기 제 2고정마그넷 및 상기 제 3고정마그넷 중 적어도 어느 하나는, 복수 개로 이루어져 설정 간격만큼 유격되게 배치되고, 각각 축 방향으로 동일 면적만큼 양분되는 양극과 음극으로 이루어지며, 상기 양극을 동일측 가장자리에 배치하도록 동일 각도로 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 자기부상식 반송장치.
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 트랜스퍼챔버는 내측면을 따라 단턱을 형성하고,
상기 고정블록은 상기 단턱에 분리 가능하게 고정되어,
상기 고정블록이 분리된 채 상기 바디가 상기 내부공간에 설치되는 것을 특징으로 하는 자기부상식 반송장치.
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 제 1고정마그넷, 상기 제 2고정마그넷 및 상기 제 3고정마그넷 중 적어도 어느 하나에 대응되는 상기 제 1이동마그넷, 상기 제 2이동마그넷 또는 상기 제 3이동마그넷은 축 방향이 상기 바디의 이송방향에 대해 수직한 방향으로 배치된 채 하나씩 구비되는 양극자성체와 음극자성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상식 반송장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 열교환부는,
상기 트랜스퍼챔버의 바닥면에 내외측으로 연통되는 하나 이상의 개방구;
상기 개방구를 통해 상기 트랜스퍼챔버에 고정 설치되고, 열전달 가능한 재질로 이루어진 쿨링블록;
상기 바디의 하측면으로 돌출되도록 복수 개 구비되고, 열전달성을 갖는 열전달핀; 및
상기 바디와 함께 직선 왕복 이동되는 상기 열전달핀을 수용하여 상기 쿨링블록과의 대응되는 면적을 증가시키기 위해, 상기 쿨링블록에 복수 개 함몰 형성되는 열전달홈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상식 반송장치.
- 제 8항에 있어서,
상기 열교환부는, 상기 쿨링블록에 냉각유동매체를 통과 안내하는 쿨링채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상식 반송장치.
- 제 8항에 있어서,
상기 쿨링블록은 트랜스퍼챔버의 바닥면에 설정 간격만큼 유격된 채 형성되는 상기 개방구에 각각 구비되고,
상기 바디는 상기 진공이송로봇유닛의 작동을 위해 동력을 공급하는 배터리를 구비하며,
상기 배터리는, 상기 바디가 이동시 또는 정지시에, 충전부에 의해 충전되는 것을 특징으로 하는 자기부상식 반송장치.
- 제 10항에 있어서, 상기 충전부는,
상기 트랜스퍼챔버의 내부공간을 향하는 상기 쿨링블록의 상측면에 구비되고, 외부 전원에 의해 유도전류를 발생시키는 로어충전패드; 및
상기 바디의 하측면 또는 내부 바닥면에 구비되고, 상기 바디의 내부에 구비되는 배터리와 전기적으로 연결되어 상기 로어충전패드에 대응되게 위치시 유도전류에 의해 상기 배터리를 충전시키는 어퍼충전패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상식 반송장치.
- 제 11항에 있어서,
상기 트랜스퍼챔버는 상기 바디의 이동 방향을 따라 양측에 삽입홀을 복수 개 통공하고,
상기 로어충전패드와 상기 어퍼충전패드는, 상기 바디가 상기 삽입홀에 대응되게 위치할 경우, 일치되는 것을 특징으로 하는 자기부상식 반송장치.
- 제 12항에 있어서,
상기 마그넷모듈은, 상기 로어충전패드와 상기 어퍼충전패드가 일치될 경우, 상기 트랜스퍼챔버에 대한 상기 바디의 안정적 지지를 위해 자력이 상실되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 자기부상식 반송장치.
- 제 1항, 제 4항, 제 7항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 트랜스퍼챔버는 축 방향으로 일측에 하나 이상의 로드락챔버를 구비하고,
상기 로드락챔버는 연통구를 통해 상기 트랜스퍼챔버의 내부공간과 연결되며,
상기 연통구는 개폐부에 의해 개폐되면서 상기 바디가 상기 로드락챔버의 내부로 진입하는 것을 허용하는 것을 특징으로 하는 자기부상식 반송장치.
- 제 14항에 있어서, 상기 개폐부는,
상기 트랜스퍼챔버 또는 상기 로드락챔버에 슬라이드 출입되며 상기 연통구를 개폐하는 도어;
상기 도어가 상기 연통구의 하측과 동일 높이를 이루도록 완전히 개방된 상태에서, 상기 연통구의 양측 가장자리에 대응되도록 상기 도어에서 연장되는 프레임;
상기 연통구의 내부 양측면에 적어도 하나씩 구비되어 상기 바디 측에 구비되는 해당 마그넷모듈과 상호 자력을 발생시킴으로써 상기 바디를 자기부상 유도하는 제 1진입안내마그넷; 및
상기 제 1진입안내마그넷과 일대일 대응되도록 상기 프레임 각각의 상호 마주하는 둘레면에 구비되어 상기 바디 측에 구비되는 해당 마그넷모듈과 상호 자력을 발생시킴으로써 상기 바디를 자기부상 유도하는 제 2진입안내마그넷을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상식 반송장치.
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