KR20030090940A - Sealing structure of rotating part of robot for semiconductor manufacturing processes - Google Patents

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황찬영
안승욱
김경수
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Abstract

PURPOSE: A sealing structure of a rotary unit in a robot for a semiconductor process is provided to minimize the influence of dust by preventing dust from being discharged into the surroundings. CONSTITUTION: In a sealing structure of a rotary unit in a robot, a first ring-shaped protrusion unit(14) is formed at the bottom of an upper cylindrical body(12) connected to a rotary shaft. A second ring-shaped protrusion unit(34) is formed at the upper body(32) of a case, and is adjacent to the first protrusion unit. The first protrusion unit is located at predetermined intervals(A) from the top of the upper body. The second protrusion unit is located at predetermined intervals(C) from the bottom of the upper cylindrical body.

Description

반도체공정 로봇 회전부의 실링구조{Sealing structure of rotating part of robot for semiconductor manufacturing processes}Sealing structure of rotating part of robot for semiconductor manufacturing processes

본 발명은 반도체 공정용 로봇의 실링구조에 관한 것으로, 구체적으로는 수중이나 습도가 아주 높은 고습도 환경에서 작업하는 반도체 로봇의 회전부를 실링하여 O링의 마모에 의해 발생하는 분진을 주변 환경으로 배출하는 것을 차단하는 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a sealing structure of a semiconductor process robot, and specifically, seals a rotating part of a semiconductor robot working in a water or high humidity environment with high humidity to discharge dust generated by abrasion of the O-ring to the surrounding environment. It is about a structure to block the thing.

일반적으로, 웨이퍼, LCD 등을 제작하기 위한 반도체 제작공정에 사용되는 로봇은 크게 대기중에서 작업하는 대기형 로봇, 수중이나 고습도 환경에서 작업하는 방수형 로봇, 진공환경에서 작업하는 진공형 로봇으로 구분되는바, 이들 모두초정밀 반도체 제조라인에 투입되는 관계로, 생산제품의 신뢰성을 확보하기 위해 로봇 자체내에서 발생하는 분진이나 파티클 등을 로봇 외부의 작업환경으로 배출하는 것을 최소화해야만 한다.In general, the robots used in the semiconductor manufacturing process for manufacturing wafers, LCDs, etc. are classified into atmospheric robots working in the air, waterproof robots working in the water or high humidity environment, and vacuum robots working in the vacuum environment. Bars are all put into the ultra-precision semiconductor manufacturing line, so in order to ensure the reliability of the production product, it is necessary to minimize the discharge of dust or particles generated in the robot itself to the working environment outside the robot.

또, 모든 로봇은 회전운동과 직선운동을 해야만 하므로, 이들 회전운동부와 직선운동부에서 마찰에 의해 분진이나 파티클 등이 발생할 수 밖에 없다.In addition, since all robots must rotate and linearly rotate, dust and particles are inevitably generated by friction in these rotary motion units and linear motion units.

도 1은 종래의 일반적인 반도체 공정용 로봇의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a conventional robot for a semiconductor process.

도시된 바와 같이, 반도체 공정용 로봇은 대부분 두개의 아암(1,2), 제2 아암(2)과는 별도로 로봇 본체를 회전시키기 위한 회전지축(10), 제1 아암(1)에 설치되어 회전운동하는 웨이퍼 핸드(3), 회전지축(10)의 회전축 부분을 둘러싸고 그 내부에 회전지축의 회전과 직진운동을 위한 동력발생장치와 동력전달장치를 내장하고 있는 회전지축(10)을 회전 및 직선운동시키는 케이스(30)로 구성된다.As shown in the drawing, the robot for semiconductor processing is mostly installed on the rotating shaft 10 and the first arm 1 for rotating the robot body separately from the two arms 1 and 2 and the second arm 2. Rotating the rotating shaft 10, which includes a power generating device and a power transmission device for rotating and rotating the rotary shaft and surrounding the rotating shaft portion of the wafer hand 3 and the rotary shaft 10, which rotate in rotation. It consists of a case 30 for linear movement.

도 2는 도 1의 회전지축(10)과 케이스(30)의 종래의 밀봉구조를 자세히 도시한 부분확대 단면도이다.FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view illustrating in detail a conventional sealing structure of the rotation shaft 10 and the case 30 of FIG.

도시된 바와 같이, 종래의 반도체공정 로봇의 밀봉구조는 회전지축(10)과 케이스의 상단몸체(32) 사이를 O링(40)으로 밀봉하는 경우가 대부분이다. 이와 같이 구성된 종래의 반도체 공정로봇의 밀봉구조에서는, 시간이 경과할수록 회전지축(10)과 O링(40) 사이의 마찰에 의해 O링이 마모될 수 바께 없다. O링이 마모되면 분진이나 파티클이 발생하고, 이들 불순물은 로봇이 작업하고 있는 주변환경으로 배출되는바, 특히 크린룸에서 작업할 경우 이들 분진에 의해 반도체 웨이퍼 등의 품질에 큰 악영향을 미치게 된다.As shown, the sealing structure of the conventional semiconductor process robot is most often sealed with an O-ring 40 between the rotation axis 10 and the upper body 32 of the case. In the sealing structure of the conventional semiconductor process robot configured as described above, as the time passes, the O-ring cannot be worn by friction between the rotary shaft 10 and the O-ring 40. When the O-ring is worn, dust or particles are generated, and these impurities are discharged to the environment where the robot is working. Particularly when working in a clean room, these dusts greatly affect the quality of semiconductor wafers and the like.

또한, 수중이나 고습도 환경에서 작업하는 방수형 로봇의 경우 O링이 마모되면 작업환경중의 수분이 화살표(F) 방향으로 흘러 로봇 내부로 침투할 우려가 크다. 이 경우, 정밀한 제어동작이 필요한 로봇에 큰 악영향을 미쳐 로봇의 정밀도가 저하되는바, 고정밀 작업이 요구되는 반도체 공정에는 아주 치명적인 악영향이 미치게 된다.In addition, in the case of a waterproof robot working underwater or in a high humidity environment, when the O-ring is worn, water in the working environment flows in the direction of the arrow (F), and there is a high possibility of penetration into the robot. In this case, since the robot's precision is lowered due to a great adverse effect on the robot requiring precise control operation, a very fatal adverse effect is caused on the semiconductor process requiring high precision work.

본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 구조적으로 마찰에 의해 마모되어 분진이나 파티클을 생성할 수 밖에 없는 O링을 이용한 밀봉구조에 있어서, 발생되는 분진 등을 주변 작업환경으로 배출하는 것을 최대한 방지함으로써, 고정밀 작업이 요구되는 반도체 제조공정에 미치는 분진의 영향을 최소화하는 것을 주목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the prior art, and in the sealing structure using an O-ring structurally worn out by friction to generate dust or particles, the generated dust and the like are discharged to the surrounding working environment. The main objective is to minimize the effect of dust on the semiconductor manufacturing process where high precision work is required, by preventing as much as possible.

본 발명의 다른 목적은, 베르누이 정리에 따른 유동유체의 압력차를 이용해 로봇 내부로 물이나 수분이 침투하는 것을 방지하여 로봇의 정밀도 저하를 방지하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to prevent water or moisture from penetrating into the robot by using the pressure difference of the fluid flow according to Bernoulli's theorem, thereby preventing the accuracy of the robot.

도 1은 일반적인 반도체 공정로봇의 전체적인 개략도;1 is an overall schematic diagram of a typical semiconductor process robot;

도 2는 종래의 반도체 공정로봇 회전부의 실링구조를 보여주는 부분단면도;2 is a partial cross-sectional view showing a sealing structure of a conventional semiconductor process robot rotation part;

도 3은 본 발명에 따른 반도체 공정로봇 회전부의 실링구조를 보여주는 부분단면도;Figure 3 is a partial cross-sectional view showing a sealing structure of the semiconductor process robot rotor according to the present invention;

도 4는 도 3의 실링구조의 확대단면도.4 is an enlarged cross-sectional view of the sealing structure of FIG.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 제1 아암, 제2 아암, 회전지축, 회전지축의 회전축 부분을 둘러싸는 케이스, 케이스 내부의 동력발생구조 및 동력전달구조를 포함하고, 상기 회전지축과 케이스 사이를 O링으로 밀봉하는 반도체 공정용 로봇의 회전부의 실링구조에 있어서: 상기 회전지축에 단턱지게 연결된 원통형 상부몸체의 하단부에 하향 돌출된 환형의 제1 돌출부; 및 상기 케이스의 상단몸체에 상향 돌출되고, 상기 제1 돌출부에 인접한 위치에 배치되는 환형의 제2 돌출부;를 포함하고, 상기 제1 돌출부는 상기 상단몸체의 윗면에서 소정 간격 떨어져 있으며, 상기 제2 돌출부는 상기 원통형 상부몸체의 바닥면에서 소정 간격 떨어져 있고, 상기 제1 돌출부와 제2 돌출부도 서로 소정 간격 떨어지면서 그 대향면이 서로 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정용 로봇의 회전부의 실링구조가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, the first arm, the second arm, the rotating shaft, including a case surrounding the rotating shaft portion of the rotating shaft, a power generating structure and a power transmission structure inside the case, and the rotating shaft and A sealing structure of a rotating part of a semiconductor processing robot for sealing between the cases with an O-ring, comprising: an annular first protrusion protruding downward from a lower end of a cylindrical upper body connected to the rotation axis; And an annular second protrusion protruding upward from the upper body of the case and disposed at a position adjacent to the first protrusion, wherein the first protrusion is spaced apart from the upper surface of the upper body by a predetermined distance. The protrusions are spaced apart from the bottom of the cylindrical upper body by a predetermined distance, and the first protrusion and the second protrusion are also spaced apart from each other by a predetermined distance, and the opposite surfaces thereof are disposed so as to face each other. A structure is provided.

또, 본 발명에 따른 반도체 공정용 로봇 회전부의 실링구조에서, 제1 돌출부의 하단과 상단몸체 윗면 사이의 간격을 A, 상부몸체의 바닥면과 상단몸체 윗면 사이의 간격을 B, 상부몸체의 바닥면과 제2 돌출부의 윗면 사이의 간격을 C라 할 때, B>C 및 B>A의 관계가 성립되는 것이 바람직하다.In addition, in the sealing structure of the robot rotating part for a semiconductor process according to the present invention, the distance between the lower end of the first protrusion and the upper body upper surface A, the interval between the bottom surface of the upper body and the upper body B, the bottom of the upper body When the distance between the surface and the upper surface of the second protrusion is C, it is preferable that the relationship of B> C and B> A is established.

또한, 본 발명의 실링구조에서, 제1 돌출부가 상기 제2 돌출부의 외측에 배치되는 것이 바람직하다.Further, in the sealing structure of the present invention, it is preferable that the first protrusion is disposed outside the second protrusion.

이하 첨부 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 회전축의 실링구조의 요부 단면도이다. 설명의 편의상, 종래구조와 동일한 부분에는 동일한 부호를 병기한다.3 is a sectional view of principal parts of a sealing structure of a rotating shaft according to the present invention. For convenience of description, the same reference numerals are given to the same parts as in the conventional structure.

도시된 바와 같이, 회전지축(10)과 케이스의 상단몸체(32)의 접촉지점에는 O링(40)으로 실링된다. 회전지축(10)의 상부에는 제1 아암(2)의 회전동력을 발생시키는 모터와 벨트 등의 동력전달기구가 내장된 상부몸체(12)가 연결되어 있다. 상부몸체(12)의 밑면에는 환형의 제1 돌출부(14)가 하향으로 돌출되어 있다. 이 제1 돌출부(14)는 상부몸체(12)에서 밑으로 돌출하되, 케이스의 상단몸체(32)와는 소정의 간격을 두고 이격될 정도로 돌출되는 것이 바람직하다.As shown, the contact point between the rotary shaft 10 and the upper body 32 of the case is sealed with an O-ring 40. An upper body 12 having a power transmission mechanism such as a belt and a motor for generating rotational power of the first arm 2 is connected to the upper portion of the rotary shaft 10. An annular first protrusion 14 protrudes downward from the bottom of the upper body 12. The first protrusion 14 protrudes downward from the upper body 12, but preferably protrudes to be spaced apart from the upper body 32 of the case at a predetermined interval.

또, 상단몸체(32)에는 환형의 제2 돌출부(34)가 상향 돌출되어 있다. 제2 돌출부(34)도 상부몸체(12)와 소정 간격을 두고 이격될 정도로 돌출되는 것이 바람직하다. 또한, 제1 돌출부(14)와 제2 돌출부(34)는 서로 소정 간격 이격되는 것이 바람직하다. 도면에는, 제2 돌출부(34)가 제1 돌출부(14)의 안쪽에 배치되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 그 반대로, 즉 제2 돌출부가 제1 돌출부 바깥쪽에 배치되는 구조로 되어도 된다. 바람직하기로는, 제2 돌출부(34)는 케이스의 상단몸체(32)의 내단부 바로 위에 돌출되는 것이 좋다.In addition, an annular second protrusion 34 protrudes upward from the upper body 32. It is preferable that the second protrusion 34 also protrudes to be spaced apart from the upper body 12 at a predetermined interval. In addition, the first protrusion 14 and the second protrusion 34 are preferably spaced apart from each other by a predetermined interval. Although the figure shows that the 2nd protrusion part 34 is arrange | positioned inside the 1st protrusion part 14, you may have a structure in which the 2nd protrusion part is arrange | positioned outside the 1st protrusion part. Preferably, the second protrusion 34 may protrude directly on the inner end of the upper body 32 of the case.

도 4는 이와 같이 구성된 로봇 회전부의 실링구조의 확대단면도이다.4 is an enlarged cross-sectional view of the sealing structure of the robot rotating part configured as described above.

도시된 바와 같이, 제1 돌출부와 상단몸체(32) 윗면 사이의 간격을 A, 상부몸체(12)의 밑면과 상단몸체(32) 윗면 사이의 간격을 B, 제2 돌출부(34)와 상부몸체(12) 밑면 사이의 간격을 C라 할 때, B>A, B>C의 관계를 이룬다.As shown, the distance between the first protrusion and the upper surface of the upper body 32 is A, the distance between the bottom of the upper body 12 and the upper body 32 is B, the second protrusion 34 and the upper body (12) When the distance between the bases is C, B> A, B> C is formed.

이와 같이 구성된 로봇이 수중이나 수분이 높은 고습도 환경에서 작업할 경우, 이들 돌출부(14,34)와 몸체(12,32) 사이에는 유체 흐름이 형성되고, 베르누이 정리에 의하면, 중앙의 B 부분에서보다 양쪽의 A, C 부분에서 유속이 빨라진다. 따라서, B 부분의 유체압력이 양쪽의 A, C 부분에서의 유체압력보다 높아진다. 즉, B 부분은 그 양쪽보다 유체압력이 높고, 이에따라 B 부분에는 상대적인 고압으로 인한 가상의 압력장벽이 형성되는 셈이다.When the robot configured as described above is operated under water or in a high humidity environment with high moisture, a fluid flow is formed between the protrusions 14 and 34 and the bodies 12 and 32. The flow rate is faster in both A and C sections. Therefore, the fluid pressure in the B portion is higher than the fluid pressure in both the A and C portions. That is, part B has a higher fluid pressure than both sides, and accordingly, a virtual pressure barrier is formed in part B due to relative high pressure.

그 결과, 외부의 유체가 B부분에 형성된 압력장벽을 뚫고 O링을 지나 로봇 내부로 침입하는 것이 방지됨은 물론, O링(40)의 마모로 인해 생기는 분진이나 파티클이 고압 장벽을 뚫고 외부로 배출되는 것도 방지된다.As a result, the external fluid is prevented from penetrating the pressure barrier formed in the B part and passing through the O-ring to the inside of the robot, and dust or particles generated by the wear of the O-ring 40 are discharged to the outside through the high-pressure barrier. It is also prevented.

이와 같이 구성된 본 발명의 로봇 회전부의 실링구조에 의하면, O링 주변에 간단한 돌출턱을 형성함으로써, 마찰에 의해 생기는 분진이나 파티클이 주변 작업환경으로 배출하는 것을 최대한 방지함으로써, 고정밀 작업이 요구되는 반도체 제조공정에 미치는 분진의 영향을 최소화할 수 있다.According to the sealing structure of the robot rotating part of the present invention configured as described above, by forming a simple protruding jaw around the O-ring, it is possible to prevent dust or particles caused by friction to be discharged to the surrounding work environment as much as possible, so that high precision work is required. The influence of dust on the manufacturing process can be minimized.

또한, 돌출턱에 의해 생기는 압력장벽에 의해 로봇 내부로 물이나 수분이 침투하는 것을 방지하여 로봇의 정밀도 저하를 방지할 수 있으므로, 고품질의 반도체 제품을 생산할 수 있게 된다.In addition, since water or moisture can be prevented from penetrating into the robot due to the pressure barrier created by the projection jaw, it is possible to prevent deterioration of the accuracy of the robot, thereby producing high quality semiconductor products.

Claims (3)

제1 아암, 제2 아암, 회전지축, 회전지축의 회전축 부분을 둘러싸는 케이스, 케이스 내부의 동력발생구조 및 동력전달구조를 포함하고, 상기 회전지축과 케이스 사이를 O링으로 밀봉하는 반도체 공정용 로봇의 회전부의 실링구조에 있어서:For a semiconductor process including a first arm, a second arm, a rotating shaft, a case surrounding a rotating shaft portion of the rotating shaft, a power generating structure and a power transmission structure inside the case, and sealing between the rotating shaft and the case with an O-ring. In the sealing structure of the rotating part of the robot: 상기 회전지축에 단턱지게 연결된 원통형 상부몸체의 하단부에 하향 돌출된 환형의 제1 돌출부; 및An annular first protrusion protruding downward from the lower end of the cylindrical upper body connected to the rotary shaft; And 상기 케이스의 상단몸체에 상향 돌출되고, 상기 제1 돌출부에 인접한 위치에 배치되는 환형의 제2 돌출부;를 포함하고,And an annular second protrusion protruding upward from the upper body of the case and disposed at a position adjacent to the first protrusion. 상기 제1 돌출부는 상기 상단몸체의 윗면에서 소정 간격 떨어져 있으며, 상기 제2 돌출부는 상기 원통형 상부몸체의 바닥면에서 소정 간격 떨어져 있고, 상기 제1 돌출부와 제2 돌출부도 서로 소정 간격 떨어지면서 그 대향면이 서로 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정용 로봇의 회전부의 실링구조.The first protrusion is spaced apart from the upper surface of the upper body by a predetermined distance, the second protrusion is spaced apart from the bottom surface of the cylindrical upper body, the first protrusion and the second protrusion is also spaced apart from each other by a predetermined distance therebetween Sealing structure of the rotating part of the robot for a semiconductor process, characterized in that the surfaces are disposed facing each other. 제1항에 있어서, 상기 제1 돌출부의 하단과 상기 상단몸체 윗면 사이의 간격을 A, 상기 상부몸체의 바닥면과 상단몸체 윗면 사이의 간격을 B, 상기 상부몸체의 바닥면과 제2 돌출부의 윗면 사이의 간격을 C라 할 때, B>C 및 B>A의 관계가 성립되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정용 로봇의 실링구조.The method of claim 1, wherein the distance between the lower end of the first protrusion and the upper body upper surface A, the interval between the bottom surface of the upper body and the upper body B, the bottom surface of the upper body and the second protrusion A sealing structure of a robot for a semiconductor process, wherein a relationship between B> C and B> A is established when a distance between upper surfaces is C. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 돌출부가 상기 제2 돌출부의 외측에배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정용 로봇의 회전부의 실링구조.The sealing structure of claim 1 or 2, wherein the first protrusion is disposed outside the second protrusion.
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