KR102293929B1 - 스마트 oht 시스템 - Google Patents

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Abstract

스마트 OHT 시스템에 관하여 개시한다. 본 발명은, 반도체 제조설비 라인의 상부 공중에 설치되는 레일을 따라 이동 가능하게 설치되어 휠 구동으로 반도체 웨이퍼를 포함하는 반송물을 이송하는 OHT; 상기 OHT 일단에 전방위 회전 가능하도록 장착되고, 다관절 스윙 암을 포함하는 로봇; 및 상기 다관절 스윙 암의 말단에 장착되어 상기 반송물의 위치 및 각도를 반영하여 반송물의 파지 방향과 위치 및 각도를 전방위적으로 조절하고, 조절된 방향과 위치 및 각도로 자유롭게 움직이면서 선반과 OHT에 반송물을 이적재하거나 로딩/언로딩시키는 핸드부;를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

스마트 OHT 시스템{Smart over-head hoist transporter system}
본 발명은 반도체 제조 설비 라인의 공중에 설치된 레일을 따라 이동하면서웨이퍼가 담긴 통을 옮기는 고효율 스마트 OHT(Over-head hoist transporter) 시스템에 관한 것이다.
반도체는 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT) 및 빅데이터 등으로 대표되는 4차 산업혁명을 발전시키는 필수요소이다. 반도체 제조 분야에서 소자의 미세화 및 다층화로 인하여 작업장 내의 불순물의 처리 및 관리는 제조 수율에 직접 영향을 미치고 있으므로 중요한 관리항목으로 취급하고 있다. 첨단산업 분야의 연구개발과 생산과정에서 중대한 문제를 야기하는 공기 중 미세 입자 및 각종 미생물의 활성에 대비하기 위해 클린룸(clean room) 등의 청정 작업 환경을 필요로 하고 있다. 실제 반도체, 디스플레이, 모듈 및 부품 등의 초정밀 제품 제조 및 생산 작업장에서는 클린룸에서 전공정을 수행하고 있지만 불특정 산발적으로 발생되고 있는 파티클로 인해 다양한 생산 장애와 수율 저하를 겪고 있다. 반도체 제조 공정이 미세해지고 고부가가치 디스플레이 제품 비중이 커지면서 공장 내 파티클로 인한 불량 가능성도 증가되고 있다. 예를 들면, 반도체 제조 공정에서 전공정은 미세입자의 허용 범위를 대략 20㎚에서 제어하고 이중 클린룸으로 관리하고 있으나 후공정에서는 장비의 대부분이 노출되어 있어 미세 입자 관리에 취약한 상태이다. 한편, 공장 내에서 생산 공정의 공간 확보를 위해 장비들 중 물류 이송 설비는 설치 장소를 하부에서 상부로 옮겨서 운용하고 있는데 실제로 반도체 공장 내에서 웨이퍼의 운반과 이송 및 이적재 등에서 상당한 운용 이득을 제공하고 있다. 대표적으로 반도체 공장에서 웨이퍼가 담긴 통(매거진, 카세트, 캐리어 등)을 옮기는 OHT는 공장의 상부 공간의 공중에서 반도체 웨이퍼를 이송 처리하는 장비로 운용되고 있는데 현재 국내 OHT 장비 시장은 국산화 정도가 더디고 외국산이 시장을 거의 독점하고 있는 상황이다. 클린룸에서 파피클이 발생되고 있는 원인은 다양하게 존재할 수 있다. 클린룸에서 파티클은 OHT 시스템을 구성하는 레일 주행부 및 슬라이딩 유닛과 승하강 유닛을 포함하는 구동 모듈의 접촉부와 이적재 시 집중적으로 발생하여 공장내 오염원이 되고 있다. 이에 따라, 파티클을 효과적으로 제어하고 보다 안전하면서도 장비 운영상의 효율을 높이는 새로운 스마트 OHT 시스템이 요구되고 있다.
특허문헌 1. 국내 등록특허공보 제10-1854045호(공고일 2018.04.25)
특허문헌 2. 국내 등록특허공보 제10-0679938호(공고일 2007.02.01)
특허문헌 3. 국내 등록특허공보 제10-0636601호(공고일 2006.10.13)
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 반도체 제조 공정에서 OHT 운용 중 발생되는 파티클을 최소화하는 스마트 OHT 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 반도체 제조 공정에서 반송 시간 단축으로 생산성을 향상시키는 고효율의 스마트 OHT 시스템을 제공하는데 있다.
상기 목적들은, 본 발명에 따르면, 반도체 제조설비 라인의 상부 공중에 설치되는 레일을 따라 이동 가능하게 설치되어 휠 구동으로 반도체 웨이퍼를 포함하는 반송물을 이송하는 OHT; 상기 OHT 일단에 전방위 회전 가능하도록 장착되고, 다관절 스윙 암을 포함하는 로봇; 및 상기 다관절 스윙 암의 말단에 장착되어 상기 반송물의 위치 및 각도를 반영하여 반송물의 파지 방향과 위치 및 각도를 전방위적으로 조절하고, 조절된 방향과 위치 및 각도로 자유롭게 움직이면서 선반과 OHT에 반송물을 이적재하거나 로딩/언로딩시키는 핸드부;를 포함하는 스마트 OHT 시스템으로부터 달성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 레일을 따라 주행하는 휠의 외주면에는 상기 레일 바닥면과의 회전마찰로부터 발생하는 파티클의 외부 비산을 억제하는 휠 커버를 부착하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 레일을 따라 이동하는 OHT의 케이싱 하부는 상기 로봇의 선단이 장착되는 공간으로 비워져 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 레일의 하부 주변부에는 반송물을 1단 이상으로 수납하는 다단 선반을 배치하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 휠 구동시 상기 레일과의 회전마찰로 발생 되는 파티클을 흡입 집진하기 위해 상기 휠 주변부에 집진장치를 설치하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 집진장치는 상기 휠과 대면하는 외부에 위치하도록 장착되어 석션모터의 흡기로 상기 휠 주변부로부터 발생되는 파티클을 집진하는 집진덕트;를 포함하며, 상기 집진덕트의 하부는 흡기류를 유도하여 입자 크기가 큰 파티클을 집진하는 1차 필터부, 상기 1차 필터부를 통과하는 작은 미세 입자 크기의 파티클을 집진하는 2차 필터부로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 로봇은 유니버설 조인트를 포함하여 다관절로 연결된 5축 이상의 로봇으로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 다관절 스윙 암은 말단에 헤드부를 구비하며, 상기 헤드부는 상기 핸드부를 헤드부에 연결하는 연결부재 및 상기 핸드부를 상기 헤드부에 접속시키기 위해 슬라이드 홈으로 형성된 접속부를 구비하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 핸드부는 도킹블럭에 고정 장착되고, 상기 도킹블럭은 상기 헤드부의 접속부에 형성된 슬라이드 홈으로 진입하여 도킹되는 도킹면을 구비하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 헤드부는 상기 도킹블럭의 이탈과 분리 및 유동을 막기위해 접속부의 슬라이드 홈에 록킹장치를 설치하여 구성될 수 있다.
본 발명은, 반도체 제조 공정 라인의 OHT 장비 운용에서 파티클을 효과적으로 제어하고 보다 안전하면서도 소자 제조 생산성 및 수율 향상을 위하여 장비의 운영상의 효율을 높이는 새로운 스마트 OHT 시스템을 구축할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은, 반도체 제조 공정에서 OHT 운용 중 발생되는 파티클을 최소화하고, 위치 제약과 한계 없이 의도하는 적재적소의 장소와 위치에 반송물을 이적재하거나 로딩/언로딩시켜 반송물의 취급 시간 단축으로 반도체 제조 수율과 생산성을 향상시키는 고효율의 스마트 OHT 시스템을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 제조 공장의 제조설비 라인에 설치되는 스마트 OHT 시스템의 배치 구조를 설명하는 예시이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 제조 공장의 제조설비 라인에 설치되는 스마트 OHT 시스템의 예시이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 제조 공장의 제조설비 라인에 설치되는 스마트 OHT 시스템을 발췌하여 나타낸 예시이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 제조 공장의 제조설비 라인의 레일을 따라 설치된 스마트 OHT 시스템의 예시이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 제조 공장의 제조설비 라인의 레일을 따라 설치된 스마트 OHT 시스템을 통한 반송물의 이적재를 설명하는 예시이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 OHT 시스템의 집진장치를 설명하는 예시이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 제조 공장의 제조설비 라인의 레일을 따라 설치된 스마트 OHT 시스템의 또 다른 예시이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 OHT 시스템의 핸드부 작동을 설명하는 예시이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 OHT 시스템의 핸드부 구성을 설명하는 예시이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 OHT 시스템의 핸드부를 나타낸 상세도의 예시이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 OHT 시스템의 핸드부 작동 상태를 설명하는 예시이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 OHT 시스템의 핸드부 작동 상태를 설명하는 또 다른 예시이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 OHT 시스템의 핸드부를 통해 반송물을 이적재하거나 로딩/언로딩 시키는 동작을 설명하는 예시이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 '반도체 제조 공정용 고효율 스마트 OHT 시스템'을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 설명에서 사용되는 용어 중 '반송물'은 '반도체 웨이퍼를 수납한 매거진', '반도체 웨이퍼를 수납한 카세트', '반도체 웨이퍼를 수납한 캐리어' 및 반도체 제조 공정 중 이적재 또는 로딩/언로딩을 필요로 하는 '작업 대상물'을 포함하는 의미일 수 있다.
본 발명의 설명에서 사용되는 용어 중 '핸드부'는 '로봇의 암에 달린 핑거', '물체를 잡는 파지부' 및 '그립퍼'등으로 혼용될 수 있다.
기존 OHT 시스템은 시스템을 구성하는 레일 주행부 및 슬라이딩 유닛과 승하강 유닛을 포함하는 구동 모듈의 접촉부와 빈번한 슬라이딩 접촉이 이루어지는 방식이기 때문에 반송물의 이적재 시 집중적으로 파티클이 상시 발생하여 공장내 오염원이 되고 있다.
예를 들면 기존 OHT 시스템에서 파티클 발생부를 보면 구동부측의 경우 주행 휠 구동에 따른 레일 마찰과 접촉부측의 경우 기존 구동방식은 슬라이딩 유닛 및 승하강 유닛 구동에 따른 마찰에 의해 파티클이 지속적으로 발생되고 있다. 현재 후공정에 적용되는 기존 OHT의 파티클(particle) 측정결과 0.5um기준 Clean Class 100 기준에 부적합하게 운영되고 있고, 관련 수요기업으로부터 요구사항은 현재 수준으로부터 Particle 50% 감소(Class 50)가 가능한 OHT 시스템을 필요로 하고 있다.
이에 따라, 본 발명은, 반도체 제조 공정 라인의 OHT 장비 운용에서 파티클을 효과적으로 제어하고 보다 안전하면서도 소자 제조 생산성 및 수율 향상을 위하여 장비의 운영상의 효율을 높이는 새로운 스마트 OHT 시스템을 구축하도록 제시된다.
본 발명은, 반도체 제조 공정에서 OHT 운용 중 발생되는 파티클을 최소화하고, 위치 제약과 한계 없이 의도하는 적재적소의 장소와 위치에 반송물을 이적재하거나 로딩/언로딩 시켜 반송물의 취급 시간 단축으로 반도체 제조 수율과 생산성을 향상시키는 고효율의 스마트 OHT 시스템을 제시한다.
본 발명은, OHT 시스템의 하부 Stacker Crane System이 없는 레이아웃 설계가 가능하고, 상부의 Buffer 장치를 추가한 OHT 시스템을 구성할 수 있으므로 약 20% 공간 절감과 기존 승하강 모듈을 다관절 로봇화로 대체하여 선반 및 OHT 장비에 직접 이적재 및 로딩/언로딩이 가능한 고효율의 스마트 OHT 시스템을 제시한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 제조 공장의 제조설비 라인에 설치되는 스마트 OHT 시스템의 배치 구조를 설명하는 예시이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 제조 공장의 제조설비 라인에 설치되는 스마트 OHT 시스템의 예시이다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 제조 공장의 제조설비 라인에 설치되는 스마트 OHT 시스템을 발췌하여 나타낸 예시이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 제조 공장의 제조설비 라인의 레일을 따라 설치된 스마트 OHT 시스템의 예시이다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 제조 공장의 제조설비 라인의 레일을 따라 설치된 스마트 OHT 시스템을 통한 반송물의 이적재를 설명하는 예시이다.
본 발명에 따른 스마트 OHT 시스템은 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 반도체 제조설비 라인(A)의 상부 공중에 설치되는 레일(100)을 따라 이동 가능하게 설치되어 휠(210) 구동으로 반도체 웨이퍼를 포함하는 반송물(B)을 이송하는 OHT(200)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, OHT(200)는 반도체 제조 설비 라인의 공중에 설치된 레일(100)을 따라 이동하면서 반도체 웨이퍼가 담긴 통(반송물)을 옮기는 일반적인 기능을 포함하도록 구성될 수 있다.
그리고, OHT(200) 일단에는 다관절 스윙 암(310)을 전방위 회전과 의도하는 각도로 이동 가능하도록 장착한 로봇(300)이 구성될 수 있다. 여기서, OHT(200)의 일단에 다관절 스윙 암(310)의 일단을 조립하는 방법은 다관절 스윙 암(310)이 전방위 각도로 회전 가능하도록 통상의 회전조인트로 조립하는 것이 바람직할 수 있다.
그리고, 다관절 스윙 암(310)의 말단에 장착되어 반송물(B)의 위치 및 각도를 반영하여 반송물(B)의 파지 방향과 위치 및 각도를 전방위로 조절하고, 조절된 방향과 위치 및 각도로 자유롭게 움직이면서 선반(400)과 OHT(200)에 반송물(B)을 이적재하거나 로딩/언로딩시키는 핸드부(320)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 스마트 OHT 시스템은 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 레일(100)을 따라 주행하는 휠(210)의 외주면에는 레일(100) 바닥면과의 회전마찰로부터 발생하는 파티클의 외부 비산을 억제하는 휠 커버(220)를 부착하여 구성될 수 있다. 휠 커버(220)로는 바람직하게는, 주행 휠(210)의 마찰회전에 장애를 일으키지 않으면서도 발생되는 파티클 미세 입자의 분산과 비산을 완화하거나 억제할 수 있는 고무재, 실리콘 소재 중에서 선택하여 휠(210)의 외주면을 감싸는 표면 처리로 부착하여 구성하는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 레일(100)을 따라 이동하는 OHT(200)의 케이싱(230) 하부는 로봇(300)의 선단이 장착되는 공간(240)으로 구성될 수 있다. 여기서, OHT(200)의 케이싱(230)에는 반송물을 적재하는 기존의 장치를 설치하지 않고 OHT(200)의 케이싱(230) 하부에 로봇(300)의 선단을 장착하기 위한 소정의 회전조인트(미도시) 조립 공간이 소요되므로 전체적으로 OHT(200)의 케이싱(230)의 구조가 단순화되고 간결화될 수 있다.
또한, 도 1, 2 및 도 4, 5에 도시된 바와 같이, 레일(100)의 하부 주변부에는 반송물(B)을 1단 이상으로 수납하는 수납부(410)가 다층으로 있는 다단식 선반(400)을 배치하여 구성될 수 있다.
여기서, 선반(400)에 구성되는 수납부(410)의 층(단) 수는 레일(100)의 공장 바닥의 높이가 허용하는 범위 내에서 자유롭게 배치하여 운용될 수 있고, 이들 각각의 수납부(410)에는 반송물(B)의 위치 및 각도를 반영하여 반송물(B)의 파지 방향과 위치 및 각도를 전방위로 조절하고 그 조절된 방향과 위치 및 각도로 자유롭게 움직이는 핸드부(320)를 통해 반도체 웨이퍼가 수납된 반송물(B)을 이적재하거나 로딩/언로딩시킬 수 있다. 이와 비교되는 기존의 선반은 하나의 수납부만으로 반송물을 취급하도록 되어 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 OHT 시스템의 집진장치를 설명하는 예시이다.
또한, 본 발명에 따른 스마트 OHT 시스템은 6에 도시된 바와 같이, 휠(210) 구동시 레일(100)과의 회전마찰로 발생 되는 파티클을 흡입 집진하기 위해 휠(210)의 주변부에 집진장치(500)를 설치하여 구성될 수 있다.
집진장치(500)는 휠(210)과 대면하는 외부에 위치하도록 장착되어 석션모터(510)의 흡기로 휠(210) 주변부로부터 발생되는 파티클을 집진하는 집진덕트(520)를 포함하여 구성될 수 있다.
집진덕트(520)의 하부는 흡기류를 유도하여 입자 크기가 큰 파티클을 집진하는 1차 필터부(521), 1차 필터부(521)를 통과하는 입자 크기의 작은 미세 입자 파티클을 집진하는 2차 필터부(522)로 구성될 수 있다.
여기서, 집진장치(520)는, 바람직하게는, 레일(100)과 마찰회전으로 구동하는 주행 휠(210)의 구동중 파티클의 발생이 검출되는 경우 석션모터(510)의 구동으로 흡입력이 발생되고, 이 흡입력은 1차 필터부(521)를 통해 기류를 형성하여 비교적 입자가 큰 파티클을 먼저 집진하고, 연속적으로 2차 필터부(522)를 통해 미세 입자 크기의 파티클을 집진 처리하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는 1차 필터부(521)를 통해 흡입되는 흡기류는 싸이클론 회전 와류를 형성하도록 집진덕트(520)를 싸이클론 덕트로 구성하는 것이 바람직할 수 있다.
집진장치(520)를 통해 OHT(200) 이동중 레일(100)과 주행 휠(210)의 마찰회전으로 발생되는 파티클이 공장 내 대기중으로 비산되거나 확산되는 현상을 사전에 억제 제거하여 최적의 클린룸 환경을 지속적으로 유지한다.
여기서, 바람직하게는, 집진장치(520)는 파티클을 검출할 수 있는 검출센서 및 1,2차 필터부(521)(522)의 흡입 부하를 검출하는 검출센서를 설치하여 구성될 수 있다.
이를 통해 파티클이 발생되는 경우 검출신호를 제어부로 전송하여 석션모터(510)를 구동시키고, 각 1,2차 필터부(521)(522)에서의 흡입 부하가 임계값에 도달하는 경우 필터의 상태를 제어부로 전송하여 교체 시기를 장비 운용자에게 전달하여 집진장치(520)의 불필요한 운용 및 성능 관리를 최적화 상태로 유지 지속시킬 수 있다.
그리고, 집진장치(520)의 주변부로는 레일과 휠의 마찰회전 마모로 발생되는 레일(100)과 주행 휠(210)의 접촉 단차를 검출하기 위한 레일 단차 측정기(260)를 구비할 수 있다. 이를 통해 레일(100)과 휠(210)의 접촉 변위를 검출하여 휠(210)의 마모 상태와 교환 주기를 효과적으로 관리 대응할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 스마트 OHT 시스템의 로봇(300)은, 바람직하게는 유니버설 조인트를 포함하는 다관절 스윙 암(310)이 다관절로 연결된 5축 이상의 로봇으로 구성될 수 있다.
예를 들면, 5축 이상의 다관절 로봇은 로봇 전체의 동작 궤적을 파악하여 적절한 교시에 의해 정밀한 동작을 수행할 수 있다. 예를 들면 소정의 평면을 설정하는 설정기, 다관절 스윙 암(310)의 동작 궤적이 설정기에 의해 설정된 평면 내에 제한되도록 로봇(300)의 동작을 제어하는 제어기, 핸드부(320)의 위치가 결정된 경우 다관절 스윙 암(310) 동작의 제한을 구속 조건으로 하고, 핸드부(320)의 위치 변화를 기초로 각 회전축들의 회전 각도를 연산하는 역변환 연산을 수행하는 연산기를 통해 반송물(B)의 정밀한 이적재와 로딩/언로딩 동작을 수행하도록 제어하는데 유리할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 제조 공장의 제조설비 라인의 레일을 따라 설치된 스마트 OHT 시스템의 또 다른 예시이다. 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 OHT 시스템의 핸드부 작동을 설명하는 예시이다.
다관절 스윙 암(310)은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 말단에 헤드부(330)를 구비하며, 헤드부(330)에는 핸드부(320)를 헤드부(330)에 연결하는 연결부재(340) 및 핸드부(320)를 헤드부(330)에 접속시키기 위해 슬라이드 홈(332)으로 형성된 접속부(331)를 구비할 수 있다. 그리고, 헤드부(330)를 중심으로 연결부재(340)를 감거나 풀어주는 드럼(미도시), 드럼을 회전시키는 구동모터(미도시)를 구비하여 구성될 수 있다.
다관절 스윙 암(310)은 OHT(200) 일단에 연결되어 현재 반송물(B)의 위치 및 각도를 반영, 핸드부(330)의 픽업 및 파지 방향, 위치 및 각도를 전방위로 회전 조절하는 기능을 수행할 수 있다.
여기서, 연결부재(340)는 핸드부(320)를 헤드부(330)와 연결 접속시킨다. 연결부재(340)로는 바람직하게는, 로프 와이어가 바람직한 부재로 선택될 수 있다. 도면으로 구체적으로 나타내지 않았으나, 헤드부(330)에 구동모터의 동력으로 연결부재(340)를 권취하는 드럼을 설치하고, 구동모터를 작동시키면 로프 와이어형의 연결부재(340)는 구동모터의 회전 방향에 따라 드럼에 감기거나 풀리면서 핸드부(320)의 승하강을 유도할 수 있다.
연결부재(340)가 로프 와이어형인 경우 바람직하게는 도 8에 도시된 바와 같이 복수의 연결부재(340)를 통해 핸드부(320)와 헤드부(330)를 연결한다. 복수의 연결부재(340)를 사용하는 경우 핸드부(320)의 수평 수직 이동에서 핸드부(320)의 이동 제어와 밸런스 유지에 용이할 수 있다.
핸드부(320)는 다관절 스윙 암(310)의 말단에 장착되어 반송물(B)의 위치가 소정의 임계치(예를 들면 다관절 스윙 암(310)의 피크 길이)를 벗어나는 경우 연결부재(340)를 통해 연결된 핸드부(320)의 이격거리가 가변적으로 조절될 수 있다.
연결부재(340)를 통한 핸드부(320)의 승하강 작동은 반송물(B)의 위치가 로봇(300)을 구성하는 다관절 스윙 암(310)의 피크 길이가 미치지 못하는 이탈 영역에 위치하는 경우 제한적으로 운용될 수 있다.
예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이 다관절 스윙 암(310)의 피크 위치에 비해 반송 대상물인 반송물(B)이 하부쪽에 위치하는 경우 연결부재(340)로 연결된 핸드부(320)를 반송물(B)이 위치하는 하부 위치까지 하강 연장시켜 반송물(B)을 픽업하고 목적지로 보내는 용도로 제한적으로 운용될 수 있다. 특히 반도체 제조 공장 내 공간 높이가 높아 다관절 스윙 암(310)의 최초 설계 영역을 벗어나는 경우 반송물(B)의 반송에 유용한 작업 환경을 제공할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 OHT 시스템의 핸드부 구성을 설명하는 예시이다. 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 OHT 시스템의 핸드부를 나타낸 상세도의 예시이다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 핸드부(320)는 도킹블럭(321)에 고정 장착되고, 도킹블럭(321)은 헤드부(330)의 접속부(331)에 형성된 슬라이드 홈(332)으로 진입하여 도킹되는 도킹면(322)을 구비하여 구성될 수 있다.
또한, 헤드부(330)는 바람직하게는, 도킹블럭(321)의 이탈과 분리 및 유동을 막기위해 접속부(331)의 슬라이드 홈(332)에 록킹장치(미도시)를 설치하여 구성될 수 있다.
여기서, 록킹장치는, 도킹블럭(321)이 헤드부(330)의 접속부(331) 슬라이드 홈(332)을 따라 진입하는 경우 진입 장애를 일으키지 않고 진입되도록 유도하고 진입 후 흔들림 유동을 억제하고 도킹블럭(321)을 헤드부(330)에 구속하는 한편, 핸드부(320)의 작업 위치를 연장하는 경우 도킹블럭(321)이 헤드부(330)의 접속부(331) 슬라이드 홈(332)으로부터 무난하게 이탈되어 핸드부(330)의 하강을 유도할 수 있도록 구성하는 것이 바람직 할 수 있다.
예를 들면, 록킹장치로는, 바람직하게는, 진입과 이탈이 자유로운 탄성돌기를 도킹블럭(321)에 돌출형으로 설치하거나, 반대로 헤드부(330)의 슬라이드 홈(332) 내벽에 탄성돌기를 돌출형으로 설치하여 구성될 수 있다. 록킹장치는 여기에 제한되지 않으며, 다양한 형식이 적용될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 OHT 시스템의 핸드부 작동 상태를 설명하는 예시이다. 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 OHT 시스템의 핸드부 작동 상태를 설명하는 또 다른 예시이다. 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 OHT 시스템의 핸드부를 통해 반송물을 이적재하거나 로딩/언로딩 시키는 동작을 설명하는 예시이다.
본 발명에 따른 스마트 OHT 시스템은 도 11 및 도 13에 도시된 바와 같이 다단식 선반(400)에 대한 반송물(B)의 이적재와 로딩/언로딩을 포함하여 로봇(310)을 구성하는 다관절 스윙 암(310)의 피크 길이를 벗어나는 영역에 위치하는 반송물(B)에 대한 픽업 반송까지 커버하여 대응할 수 있다.
또한, 본 발명은, OHT 시스템을 구성하는 통상의 OHT 시스템에서 파티클 오염이 문제로 되었던 레일 주행부 및 슬라이딩 유닛과 승하강 유닛을 포함하는 구동 모듈의 접촉부를 다관절 스윙 암을 포함하는 로봇으로 대체하는 방식이기 때문에 OHT 시스템에서 반송물(B)의 이적재나 로딩/언로딩 시 파티클의 발생이 원인적으로 해결될 수 있다.
또한, 다단식 선반(400)에 대한 반송물(B)의 이적재와 로딩/언로딩을 포함하여 로봇(310)을 구성하는 다관절 스윙 암(310)의 피크 길이를 벗어나는 영역에 위치하는 반송물(B)에 대한 픽업 반송까지 커버하여 대응할 수 있으므로 반송물(B)의 취급 작업과 효율을 제고시킬 수 있다.
또한, 현재 후공정에 적용되는 기존 OHT의 파티클(particle) 0.5um기준 Clean Class 100 기준을 충족시키고 수요기업으로부터 요구되는 파티클(Particle) 50% 감소(Class 50)가 가능한 OHT 시스템을 제공할 수 있다.
이와 같이 본 발명은, 반도체 제조 공정 라인의 OHT 장비 운용에서 파티클을 효과적으로 제어하고 보다 안전하면서도 소자 제조 생산성 및 수율 향상을 위하여 장비의 운영상의 효율을 높이는 새로운 스마트 OHT 시스템을 구축할 수 있는 이점이 있다.
본 발명은, 반도체 제조 공정에서 OHT 운용 중 발생되는 파티클을 최소화하고, 위치 제약과 한계 없이 의도하는 적재적소의 장소와 위치에 반송물을 이적재하거나 로딩/언로딩시켜 반송물의 취급 시간 단축으로 반도체 제조 수율과 생산성을 향상시키는 고효율의 스마트 OHT 시스템을 제공할 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 실시 예로 한정되지 않으며 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있으며 수정과 변형이 이루어진 것은 본 발명의 기술 사상에 포함된다.
100: 레일
200: OHT(Over-head hoist transporter) 210: 휠
220: 휠 커버 230: 케이싱
240: 공간 300: 로봇
310: 다관절 스윙 암
320: 핸드부 321: 도킹블럭
322: 도킹면 330: 헤드부
331: 접속부 332: 슬라이드 홈
340: 연결부재
400: 선반 410: 수납부
500: 집진장치 510: 석션모터
520: 집진덕트 521: 1차 필터부
522: 2차 필터부

Claims (10)

  1. 반도체 제조설비 라인의 상부 공중에 설치되는 레일을 따라 이동 가능하게 설치되어 휠 구동으로 반도체 웨이퍼를 포함하는 반송물을 이송하는 OHT; 상기 OHT 일단에 전방위 회전 가능하도록 장착되고, 다관절 스윙 암을 포함하는 로봇; 및 상기 다관절 스윙 암의 말단에 장착되어 상기 반송물의 위치 및 각도를 반영하여 반송물의 파지 방향과 위치 및 각도를 전방위적으로 조절하고, 조절된 방향과 위치 및 각도로 자유롭게 움직이면서 선반과 OHT에 반송물을 이적재하거나 로딩/언로딩시키는 핸드부;를 포함하여 이루어지며, 상기 다관절 스윙 암은 말단에 헤드부를 구비하는 것으로, 상기 헤드부는 구동모터의 회전 방향에 따라 드럼에 감기거나 풀리면서 상기 핸드부의 승하강을 유도할 수 있도록 상기 핸드부를 헤드부에 연결하는 로프 와이어형의 연결부재 및 상기 핸드부를 상기 헤드부에 접속시키기 위해 슬라이드 홈으로 형성된 접속부를 구비하는 것을 특징으로 하는 스마트 OHT 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레일을 따라 주행하는 휠의 외주면에는 상기 레일 바닥면과의 회전마찰로부터 발생하는 파티클의 외부 비산을 억제하는 휠 커버가 부착된 것을 특징으로 하는 스마트 OHT 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 레일을 따라 이동하는 OHT의 케이싱 하부는 상기 로봇의 선단이 장착되는 공간으로 비워져 구성된 것을 특징으로 하는 스마트 OHT 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 레일의 하부 주변부에는 반송물을 1단 이상으로 수납하는 다단 선반이 배치된 것을 특징으로 하는 스마트 OHT 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 휠 구동시 상기 레일과의 회전마찰로 발생 되는 파티클을 흡입 집진하기 위해 상기 휠 주변부에 설치된 집진장치를 포함하는 스마트 OHT 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 집진장치는 상기 휠과 대면하는 외부에 위치하도록 장착되어 석션모터의 흡기로 상기 휠 주변부로부터 발생되는 파티클을 집진하는 집진덕트;를 포함하며, 상기 집진덕트의 하부는 흡기류를 유도하여 입자 크기가 큰 파티클을 집진하는 1차 필터부, 상기 1차 필터부를 통과하는 작은 미세 입자 크기의 파티클을 집진하는 2차 필터부로 구성된 것을 특징으로 하는 스마트 OHT 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 로봇은 유니버설 조인트를 포함하여 다관절로 연결된 5축 이상의 로봇으로 구성된 것을 특징으로 하는 스마트 OHT 시스템.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 핸드부는 도킹블럭에 고정 장착되고, 상기 도킹블럭은 상기 헤드부의 접속부에 형성된 슬라이드 홈으로 진입하여 도킹되는 도킹면을 구비하는 것을 특징으로 하는 스마트 OHT 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 헤드부는 상기 도킹블럭의 이탈과 분리 및 유동을 막기위해 접속부의 슬라이드 홈에 구성된 록킹장치를 포함하는 스마트 OHT 시스템.
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