KR20030090943A - Sealing structure of linear travelling part of robot for semiconductor manufacturing processes - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 공정용 로봇의 실링구조에 관한 것으로, 구체적으로는 고도의 정밀도를 요하는 크린룸 환경에서 환경에서 작업하는 반도체 공정용 로봇의 직선주행축들이 서로 직교좌표로 직선 왕복운동하는 직선 주행부 전체를 케이스로 둘러싸고 그 노출부를 완전히 밀폐하여 케이스 내부에서 발생하는 분진을 주변 환경으로 배출하는 것을 차단하는 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a sealing structure of a semiconductor processing robot, and more particularly, a linear traveling unit in which linear driving axes of a semiconductor processing robot working in an environment in a clean room environment requiring high precision are linearly reciprocated in a rectangular coordinate with each other. The present invention relates to a structure that surrounds the whole case and completely closes the exposed part to prevent the dust generated inside the case from being discharged to the surrounding environment.
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 모두 초정밀 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 product, the dust or particles generated in the robot itself should be minimized to the outside working environment of the robot.
도 1은 종래의 일반적인 반도체 공정용 로봇의 서로 직교운동하는 직선주행부의 개략적 평면도이고, 도 2는 도 1의측면도이다.FIG. 1 is a schematic plan view of a linear running unit orthogonal to each other of a conventional robot for a semiconductor process, and FIG. 2 is a side view of FIG. 1.
도시된 바와 같이, 반도체 공정용 로봇의 직교축간의 직선운동부는 대부분 직선운동하는 이동축 부분인 직선주행부(1)의 일측에 가이더(20)가 장착되어 있고, 이에 대응하는 직교축의 본체(40)의 일측부에는 가이드레일(10)이 장착된다. 즉, 가이드레일(10)을 따라 가이더(20)가 화살표(A) 방향으로 직선 주행하는 구조이다. 물론, 가이더(20)는 직선주행시 마찰을 가능한한 줄일 수 있는 회전레일 등으로 구성되는 것이 바람직할 것이다.As shown, the linear motion portion between the orthogonal axes of the robot for semiconductor processing is mounted with a guider 20 on one side of the linear running portion 1, which is a portion of the moving axis that moves in a mostly linear motion, and the body 40 of the orthogonal axis corresponding thereto. At one side of the guide rail 10 is mounted. That is, the guider 20 linearly travels in the direction of the arrow A along the guide rail 10. Of course, the guider 20 will be preferably composed of a rotary rail or the like that can reduce the friction as much as possible when running straight.
이와 같이 구성된 직선주행부에서는 구조적으로 마찰이 발생할 수 밖에 없고, 이런 마찰로 인해 분진이나 파티클이 발생하게 된다. 전술한 바와 같이, 초정밀 작업이 요구되는 반도체 제작공정에서는 작업환경이 고도로 청결해야만 하므로, 로봇 직선주행부에서 이와 같이 발생하는 분진 등을 가능한한 주변 작업환경으로 배출하지 않도록 하는 것이 아주 중요한 문제이지만, 종래의 로봇의 구조에서는분진을 완벽히 차단하는 것이 불가능하다는 문제가 있다.In the linear running part configured as described above, friction is inevitably generated, and dust or particles are generated by the friction. As described above, in the semiconductor manufacturing process requiring ultra-precision work, the working environment must be highly clean, so it is very important that the dust generated in the robotic linear running part is not discharged to the surrounding working environment as much as possible. In the structure of the conventional robot, there is a problem that it is impossible to completely block the dust.
본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 반도체 공정용 로봇의 직선운동부에서 발생되는 분진이나 파티클을 가능한한 주변 작업환경으로 배출되지 않도록 하여, 생산제품의 품질에 악영향을 미치는 것을 방지하는 것을 주목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and prevents dust or particles generated in the linear motion portion of the semiconductor process robot from being discharged to the surrounding working environment as much as possible, thereby preventing adverse effects on the quality of the produced product. Mainly do it.
본 발명은 또한, 상기 직선주행부의 주변 작업환경에 대한 노출을 차단함은 물론, 그 내부에 진공을 이용한 강제적인 분진흡입기구를 마련함으로써, 발생된 분진이 주변 작업환경으로 배출되는 것을 거의 완벽히 차단하는 것을 목적으로 한다.The present invention also blocks the exposure to the surrounding working environment of the linear running unit, as well as providing a forced dust suction mechanism using a vacuum therein, thereby almost completely preventing the generated dust from being discharged to the surrounding working environment. It aims to do it.
도 1은 종래의 반도체 공정로봇의 직교축들의 개략적 평면도;1 is a schematic plan view of orthogonal axes of a conventional semiconductor process robot;
도 2는 직교축들의 연결부분을 자세히 보여주는 측단면도;2 is a side cross-sectional view showing in detail the connection portions of the orthogonal axes;
도 3은 본 발명에 따른 직교축들의 개략적 상태를 보여주는 사시도;3 is a perspective view showing a schematic state of orthogonal axes according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 직교축 연결부분의 측단면도;4 is a side cross-sectional view of an orthogonal shaft connecting portion according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따라 구성된 직교축들의 평면도;5 is a plan view of Cartesian axes constructed in accordance with the present invention;
도 6은 도 5의 A 부분의 상세도;FIG. 6 is a detail view of portion A of FIG. 5; FIG.
도 7은 본 발명에 따른 진공흡입기구의 부분사시도;7 is a partial perspective view of a vacuum suction device according to the present invention;
도 8은 도 7에 도시된 덮개의 평면도.8 is a plan view of the lid shown in FIG.
이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 가이드레일을 따라 이동하는 반도체공정용 로봇의 직선 주행부의 밀봉구조에 있어서: 상기 가이드레일이 부착된 본체와 가이드레일 전체를 감싸고, 가이드레일을 따라 이동하는 직선주행부의 가이더가 이동할 수 있는 이동통로 부분만 개방된 케이스; 상기 가이더의 양측면에 부착되고, 가이드레일이 부착된 본체와 케이스 사이에서 본체의 외곽부분을 둘러싸며, 상기 이동통로 부분을 커버할 정도의 크기를 갖고, 가이더와 함께 벨트운동하는 밀봉벨트; 및 상기 본체와 케이스 사이에서 상기 본체의 4 모서리에 장착되어, 상기 밀봉벨트의 벨트운동을 지지하기 위한 풀리들;을 포함하고, 상기 가이드레일의 노출부를 상기 밀봉벨트로 완전히 가린 상태에서 가이드레일을 따라 로봇의 직선주행부가 이동함으로써, 로봇 내부의 분진이나 파티클의 외부로의배출을 차단하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object of the present invention, according to the present invention, in the sealing structure of the linear running portion of the robot for a semiconductor process moving along the guide rail: the guide rail is attached to the main body and the entire guide rail, A case in which only a part of the moving passage through which the guider of the linear running unit moving along the rail is movable; A sealing belt attached to both sides of the guider, surrounding the outer portion of the main body between the main body and the case to which the guide rail is attached, having a size enough to cover the moving passage, and a belt movement with the guider; And pulleys mounted between the main body and the case at four corners of the main body to support the belt movement of the sealing belt, wherein the guide rails are completely covered with the exposed parts of the guide rails. As a result, the linear running portion of the robot moves to block dust and particles from being discharged to the outside of the robot.
이와 같이 구성된 본 발명의 밀봉구조에서, 밀봉벨트는 가이더 양측에 브라켓에 의해 단단히 결합되고, 브라켓은 밀봉벨트와 접하는 부분이 소정의 곡률로 라운드진 것이 바람직하다. 또, 상기 밀봉벨트는 내화학성을 갖는 테프론으로 구성된 것이 더 바람직하다.In the sealing structure of the present invention configured as described above, it is preferable that the sealing belt is firmly coupled by brackets on both sides of the guider, and the bracket is rounded with a predetermined curvature in contact with the sealing belt. In addition, the sealing belt is more preferably composed of Teflon having chemical resistance.
한편, 본 발명에 따른 직선주행부의 밀봉구조에 있어서, 케이스 내부에 진공펌프 등의 진공원에 연결되는 진공흡입기구를 더 설치하고, 이 진공흡입기구는 상기 케이스의 전장에 걸친 길이로 뻗어 있는 박스형태의 고정프레임, 상기 고정프레임의 일측면을 따라 형성된 기다란 요홈부, 및 상기 요홈부를 덮는 덮개를 포함하고, 상기 덮개에는 다수개의 관통공이 형성되어 있고, 소정의 진공튜브를 통해 상기 요홈부에 진공원이 연결되어 요홈부 내부에 저압을 형성함으로써, 상기 다수의 관통공을 통해 케이스 내부에 발생하는 분진과 파티클을 흡입할 수 있는 것이 바람직하다.On the other hand, in the sealing structure of the linear running unit according to the present invention, a vacuum suction mechanism is further provided inside the case connected to a vacuum source such as a vacuum pump, and the vacuum suction mechanism extends to a length over the entire length of the case. A fixed frame having a shape, an elongated recess formed along one side of the fixing frame, and a cover covering the recess, wherein the cover is formed with a plurality of through holes, and the vacuum is formed in the recess through a predetermined vacuum tube. By connecting the circle to form a low pressure in the recess, it is preferable to be able to suck the dust and particles generated in the case through the plurality of through holes.
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 로봇 직교축들 사이의 관계를 개략적으로 보여주는 사시도이다. 설명의 편의상, 종래구조와 동일한 부분에는 동일한 부호를 병기한다.3 is a perspective view schematically showing a relationship between robot orthogonal axes 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, 본 발명에 의하면, 가능한한 서로 직교하는 모든 로봇 축 부분들 전체를 박스형태의 케이스(30)로 둘러싸되, 가이더가 이동하기 위한 이동로 부분만 개방한다.As shown, according to the present invention, all the robot axis parts orthogonal to each other as possible as possible are surrounded by a box-shaped case 30, and only the moving part for opening the guider is opened.
도 4는 이와 같이 구성된 로봇 축의 직교부분의 측면단면도이다.4 is a side cross-sectional view of an orthogonal portion of the robot shaft thus constructed.
도시된 바와 같이, 로봇의 직교축중 정지축 부분의 본체(40)의 일측면에는 그 길이방향을 따라 가이드레일(10)이 설치된다. 그리고, 본체(40)와 가이드레일(10)은 거의 전체가 케이스(30)로 둘러싸이지만, 가이드레일(10)에 대응하는 부분은 개구부 형태로 노출된다. 또한, 정지축에 대응하는 직선이동축의 측면에는 상기 가이드레일(10)에 맞물리는 가이더(20)가 각각 장착된다. 이에 따라, 이동축은 가이드레일(10)을 따라 직선운동이 가능하다.As shown, the guide rail 10 is installed along one side of the main body 40 of the stationary shaft portion of the orthogonal shaft of the robot along its longitudinal direction. The main body 40 and the guide rail 10 are almost entirely surrounded by the case 30, but a portion corresponding to the guide rail 10 is exposed in the form of an opening. In addition, guiders 20 engaged with the guide rails 10 are mounted on side surfaces of the linear moving shafts corresponding to the stationary shafts, respectively. Accordingly, the moving shaft can linearly move along the guide rail 10.
도 5는 이와 같이 구성된 서로 직교하는 로봇 축 부분의 평면 단면도이고, 도 6은 도 5의 A 부분의 확대도이다.FIG. 5 is a plan sectional view of the robot shaft portion orthogonal to each other configured as described above, and FIG.
도시된 바와 같이, 가이더(20)의 양측면에는 밀봉벨트(50)가 부착된다. 이 밀봉벨트는 정지축의 본체(40) 둘레를 감싸고 있으며, 본체의 4 모서리 부분에 설치된 풀리(60)를 통해 벨트운동이 가능하도록 장착된다. 물론, 벨트(50)와 풀리(60)는 모두 케이스(30) 내부에 위치한다. 또, 밀봉벨트(50)의 폭은 가이드레일(10)을 따라 개방된 케이스(30)의 개구부를 가릴 정도이다.As shown, the sealing belt 50 is attached to both sides of the guider 20. The sealing belt is wrapped around the main body 40 of the stationary shaft, and is mounted to enable the belt movement through the pulley 60 installed at the four corners of the main body. Of course, both the belt 50 and the pulley 60 are located inside the case 30. In addition, the width of the sealing belt 50 is about to cover the opening of the case 30 opened along the guide rail (10).
이와 같이 구성된 로봇의 이동축이 가이드레일(10)을 따라 직선운동하면, 가이더(20) 양측에 부착된 밀봉벨트(50) 역시 풀리(60)를 통해 이동축과 동일하게 회전하게 되므로, 이동축의 주행운동을 전혀 방해하지 않는다. 그리고, 케이스(30)의 노출부는 이와 같은 밀봉벨트(50)에 의해 완벽히 가려지게 되므로, 가이드레일에서 발생하는 마찰로 인한 분진의 외부 배출을 가능한한 최대로 차단할 수 있게 된다.When the moving axis of the robot configured as described above moves linearly along the guide rails 10, the sealing belt 50 attached to both sides of the guider 20 also rotates through the pulley 60 in the same manner as the moving axis, Does not interfere with driving at all. And, since the exposed portion of the case 30 is completely covered by such a sealing belt 50, it is possible to block the external discharge of dust due to friction generated in the guide rail to the maximum possible.
한편, 반도체 제조공정의 작업환경은 산이나 알칼리 등을 포함한 화학적 환경이 많다. 따라서, 이와 같은 화학적 환경에 견딜 수 있도록, 밀봉벨트(50)는 테프론 등의 내화학성이 높은 재료로 구성하는 것이 바람직하다.On the other hand, the working environment of a semiconductor manufacturing process has many chemical environments, including an acid and an alkali. Therefore, the sealing belt 50 is preferably made of a material having high chemical resistance such as Teflon so as to withstand such a chemical environment.
또, 주행축의 빈번한 왕복운동에 의해 가이더(20) 양측면에 부착된 밀봉벨트(50)에는 상당한 피로부하가 걸리게 되고, 이로 인해 밀봉벨트(50)가 파손될 우려가 있다. 이를 최소화하기 위해, 가이더(20) 양측면에 밀봉벨트(50)를 직접 부착하기 보다는, 브라켓(22)을 통해 부착하는 것이 바람직하다. 또한, 밀봉벨트(50)와 접촉하는 브라켓(22) 부분에는 소정의 곡률을 주어 가능한한 밀봉벨트를 소정의 곡률로 접히게 함으로써, 피로부하로 인한 밀봉벨트(50)의 피로파괴를 최소화하는 것이 바람직하다.In addition, due to frequent reciprocating movement of the running shaft, the sealing belt 50 attached to both sides of the guider 20 is subjected to a considerable fatigue load, which may cause the sealing belt 50 to be damaged. In order to minimize this, it is preferable to attach through the bracket 22, rather than attaching the sealing belt 50 directly to both sides of the guider 20. In addition, the portion of the bracket 22 in contact with the sealing belt 50 is given a predetermined curvature so that the sealing belt is folded to a predetermined curvature as much as possible, thereby minimizing fatigue breakdown of the sealing belt 50 due to fatigue load. desirable.
도 7은 로봇축의 방진효과를 더 향상시키기 위해, 전술한 케이스(30) 내부에 장착되는 진공흡입기구의 부분사시도이고, 도 8은 도 7의 진공흡입기구의 한 요소인 덮개의 평면도이다.FIG. 7 is a partial perspective view of the vacuum suction mechanism mounted inside the case 30 in order to further improve the dustproofing effect of the robot shaft, and FIG. 8 is a plan view of a cover which is an element of the vacuum suction mechanism of FIG. 7.
도시된 바와 같이, 케이스(30) 내부에 납작한 박스형태의 고정프레임(80)을 장착한다. 이 고정프레임(80)은 가능한한 케이스 내부의 전체 길이를 커버할 정도인 것이 바람직하다. 고정프레임(80)의 윗면 일측이나 양측에는 길이방향으로 기다란 요홈부(82)를 형성하고, 이 요홈부는 덮개(84)로 덮인다. 덮개(84)에는 그 전장에 걸쳐 대략 균일한 간격으로 다수의 관통공(86)이 뚫려 있고(도 8 참조), 덮개(84)의 일단부는 소정 관통공을 통해 진공펌프 등의 진공원에 연결되는 진공튜브(도시 안됨)에 연결된다.As shown, the case 30 is mounted to the fixed frame 80 in the form of a flat box. It is preferable that the fixing frame 80 covers the entire length of the inside of the case as much as possible. On one side or both sides of the upper surface of the fixed frame 80 is formed a long groove portion 82 in the longitudinal direction, the groove portion is covered with a cover (84). The cover 84 has a plurality of through holes 86 drilled at substantially uniform intervals over its entire length (see FIG. 8), and one end of the cover 84 is connected to a vacuum source such as a vacuum pump through a predetermined through hole. Is connected to a vacuum tube (not shown).
이와 같이 구성된 진공흡입기구에 진공이 작용하면, 덮개(84)로 밀폐된 요홈부(82) 내부에 부압이 형성되고, 이런 부압으로 인해 다수의 관통공(86)을 통해 케이스 내부의 분진이 요홈부(82) 내부로 흡입된다. 물론, 흡입된 분진이 소정량 축적되면, 축적된 분진을 별도로 처리하면 된다.When a vacuum acts on the vacuum suction device configured as described above, negative pressure is formed in the recessed portion 82 sealed by the cover 84, and due to such negative pressure, dust inside the case is forced through a plurality of through holes 86. It is sucked into the groove part 82. Of course, if the sucked dust accumulates in a predetermined amount, the accumulated dust may be treated separately.
이와 같이 구성된 본 발명의 로봇 직선주행부의 실링구조에 의하면, 직선주행부의 외부 노출부분을 밀봉벨트을 이용해 주변환경으로부터 완전히 차단할 수 있으므로, 로봇의 직선주행부 내부에서 발생되는 분진이 작업환경으로 배출되는 것을 효과적으로 차단함으로써, 반도체 제조공정에서 생산되는 제품들의 품질을 개선할 수 있다.According to the sealing structure of the robot linear run portion of the present invention configured as described above, since the external exposed portion of the linear run portion can be completely blocked from the surrounding environment by using a sealing belt, dust generated inside the linear run portion of the robot is discharged to the work environment. By effectively blocking, the quality of the products produced in the semiconductor manufacturing process can be improved.
또한, 간단한 진공흡입기구를 동시에 이용할 수 있으므로, 로봇의 직선주행부에서 발생하는 분진이나 파티클을 거의 완벽히 차단할 수 있다.In addition, since a simple vacuum suction device can be used at the same time, it is possible to almost completely block the dust and particles generated in the linear running portion of the robot.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |