KR20030090949A - 반도체 제작공정에 사용되는 웨이퍼카세트의 선형이동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼 카세트를 선형으로 이동시키기 위한 선형이동장치에 관한 것으로, 반도체 제작공정중 웨이퍼 카세트를 적재 및 하역하기 위한 스토커 로봇에 있어서: 회전 가능하게 배치된 소정 높이의 박스형 또는 원통형 지지체; 상기 지지체상에 장착되고, 양측에 전체 길이를 따라 소정 높이의 상향 돌출부가 형성되어 있는 소정 길이의 U형의 선형 가이드레일; 상기 가이드레일의 양측 상향 돌출부에 대응하는 역 U형 클램프가 양측에 각각 두개씩 밑면에 장착되어 있고, 상기 선형 가이드레일을 따라 이동하는 평판 형상의 테이블; 상기 가이드레일의 상부 공동에 전장에 걸쳐 길이방향으로 장착되는 볼스크류; 및 상기 선형 가이드레일의 일단부에 장착되고, 상기 볼스크류에 연결되어 볼스크류를 회전시키는 동력전달수단;을 포함하고, 상기 볼스크류의 회전에 의해 상기 테이블이 선형 가이드레일을 따라 이동하면서, 테이블의 상부에 장착된 웨이퍼 카세트를 선형으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 제작공정에 사용되는 웨이퍼카세트의 선형이동장치{Wafer cassette linear motion system used in semiconductor manufacturing processes}

본 발명은 반도체 제작공정에 사용되는 로봇에 관한 것으로, 특히 반도체 웨이퍼 카세트를 선형으로 이동시키기 위한 선형이동장치에 관한 것이다.

도 1은 종래의 일반적인 웨이퍼카세트 이동로봇의 개략도이다.

도시된 바와 같이, 일반적인 반도체 공정로봇은 두개의 아암(1,3)이 회동하는 2-아암 구조로 되어 있고, 아암(3)의 일단부에 웨이퍼카세트(C)가 장착되어 화살표(A) 방향으로 웨이퍼카세트(C)를 이동시키는 경우가 대부분이다. 한편, 웨이퍼카세트에 웨이퍼를 적재하여 이동시키는 작업을 덤핑작업이라고 하는데, 대개의 덤핑작업에서는 13-25매의 웨이퍼를 한꺼번에 이송한다. 따라서, 웨이퍼카세트(C)의 중량이 상당하다.

이와 같은 부하가 아암(3)의 일단부에 작용할 경우 이동경로에 따라, 아암에 비틀림하중이 작용하는바, 특히 이로인해 아암(1)에 비틀림변형이 발생하게 된다. 반도체 제조공정에 사용되는 로봇은 고도의 정밀도를 요구하는바, 이와 같이 아암에 비틀림변형이 발생하면 작업정밀도가 저하하는 문제가 발생함은 물론, 아암의 비틀림 변형으로 인해 로봇 자체의 수명도 단축되는 문제가 발생한다.

본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 종래 2-아암 링크 구조에 의한 아암의 회동운동으로 웨이퍼카세트를 이송할 때 생기는 비틀림변형을 없애기 위해, 웨이퍼카세트를 선형 가이드레일을 따라 선형으로 이송시킴으로써, 종래의 비틀림변형을 원천적으로 발생하지 않도록 하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 일반적인 2-아암 링크구조에 의한 웨이퍼카세트 이동상태를 보여주는 개략도;

도 2는 본 발명에 따라 구성된 선형이동장치의 전체적인 개략 측면도;

도 3은 본 발명에 따른 가이드레일과 테이블의 관계를 도시한 단면도;

도 4는 본 발명에 따른 선형이동장치의 상부구조를 자세히 도시한 측면도;

도 5는 본 발명에 따른 선형이동장치의 볼스크류의 연결관계를 보여주는 개략적 부분사시도.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 반도체 제작공정중 웨이퍼 카세트를 적재 및 하역하기 위한 스토커 로봇에 있어서: 회전 가능하게 배치된 소정 높이의 박스형 또는 원통형 지지체; 상기 지지체상에 장착되고, 양측에 전체 길이를 따라 소정 높이의 상향 돌출부가 형성되어 있는 소정 길이의 U형의 선형 가이드레일; 상기 가이드레일의 양측 상향 돌출부에 대응하는 역 U형 클램프가 양측에 각각 두개씩 밑면에 장착되어 있고, 상기 선형 가이드레일을 따라 이동하는 평판 형상의 테이블; 상기 가이드레일의 상부 공동에 전장에 걸쳐 길이방향으로 장착되는 볼스크류; 및 상기 선형 가이드레일의 일단부에 장착되고, 상기 볼스크류에 연결되어 볼스크류를 회전시키는 동력전달수단;을 포함하고, 상기 볼스크류의 회전에 의해 상기 테이블이 선형 가이드레일을 따라 이동하면서, 테이블의 상부에 장착된 웨이퍼 카세트를 선형으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 카세트 선형이동장치가 제공된다.

본 발명의 선형이동장치에서, 동력전달수단은 모터, 모터에 연결된 감속기, 감속기를 통해 모터축에 연결된 구동풀리, 구동풀리와 볼스크류측의 피동풀리에 감기는 벨트로 구성되는 것이 바람직하다.

또, 테이블이 볼스크류의 나사산에 치합되어 회전 가능한 회전너트에 연결되어, 볼스크류의 회전에 대응하여 볼스크류를 따라 이동하는 것이 바람직하다.

이하 첨부 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따라 웨이퍼카세트를 선형으로 이송하기 위한 장치 전체의 개략적인 측면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선형이동장치는 크게, 회전 가능하게 장착된 지지체(10), 지지체(10)상에 장착된 기다란 선형 가이드레일(20), 가이드레일의 일단부에 장착된 동력전달수단(30), 선형 가이드레일(20)에 이동 가능하게 장착된 테이블(40)로 구성된다.

지지체(10)는 모터와 회전벨트 등으로 구성되는 통상의 회전장치(도시 안됨)에 의해 화살표(R) 방향으로 회전 가능하게 장착되고, 박스형이나 원통형 등 어떤 형상도 가질 수 있으며, 반도체 작업에 편리한 소정의 높이를 갖는 것이 바람직하다. 지지체(10)를 회전시키는 구성은 통상의 일반적인 것이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

지지체(10) 위에는 기다란 선형 가이드레일(20)이 장착되는바, 가이드레일(20)은 어떤 형상도 가능하지만 그 단면 형상은 U형이 바람직하다. 따라서, 가이드레일(20)의 양측에는 소정 높이의 상향돌출부(22)가 형성되고, 상향돌출부(22) 사이에는 소정의 공간이 형성된다(도 3 참조).

도 3에는 가이드레일(20)과 수평이송테이블(40)의 연결관계가 자세히 도시되어 있다. 테이블(40)은 그 본체가 평판 형상으로서, 가이드레일(20)의 전폭에 걸쳐 안착되도록 형성되어 있다. 따라서, 평판 밑면의 양측에는 가이드레일(20)의 상향돌출부(22)에 맞물리는 역 U형의 클램프(42)가 장착되어 있다. 테이블(40)의 안정된 장착을 위해 상기 클램프(42)는 양쪽에 두개씩 길이방향으로 배치되는 것이 바람직하다(도 4 참조). 물론, 클램프(42)는 가이드레일(20)의 상향돌출부(22)에 맞물리는 것이 아니라 슬라이딩 가능하게 장착되어야 함은 말할 나위도 없다. 테이블(40)의 윗면 일측에는 웨이퍼카세트(C)가 장착된다. 웨이퍼카세트(C)는 테이블에 고정될 수도 있지만, 작업의 편의상 착탈 가능하게 장착되는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 이송테이블(40)은 가이드레일(20)의 내부에 길이방향으로가이드레일 전장에 걸쳐 장착된 볼스크류(50)에 연결되어 있다. 볼스크류(50)와 이송테이블(40)의 연결관계에 대해서는 후술한다.

도 4는 가이드레일(20)과, 이송테이블(40)과 동력전달수단(30)의 연결관계를 보여주는 측면 개략도이다.

도시된 바와 같이, 가이드레일(20)에는 클램프(42)를 통해 이송테이블(40)이 수평으로 이송 가능하게 장착되어 있고, 이송테이블(40)의 일단부에는 동력전달수단(30)이 장착된다. 테이블(40)의 윗면의 일측에는 웨이퍼카세트(C)가 장착되어 있다. 웨이퍼카세트에는 상하로 다수개의 웨이퍼핸드(H)가 부착되어 있으며, 이 웨이퍼핸드(H)에 웨이퍼(W)가 안착된 상태로 이동하는 것이다.

가이드레일(20)의 일단부에 장착된 동력전달수단(30)은 볼스크류(50)를 회전시킬 수 있으면 어떤 구성도 가능하지만, 벨트를 이용한 동력전달구조가 바람직하다. 즉, 모터(32), 모터에 연결된 감속기(34), 감속기를 통해 모터축에 연결된 구동풀리(35), 상기 구동풀리와 볼스크류측의 피동풀리(36)에 감기는 벨트(38)로 구성되는 것이 바람직하다(도 5 참조). 피동풀리(36)는 볼스크류(50)에 연결되어 있다. 따라서, 모터(32)가 작동하면 그 회전력이 벨트(38)를 통해 볼스크류(50)에 전달되어, 볼스크류(50)가 회전하는 것이다.

도 5에는 동력전달수단과 볼스크류(50)와 테이블(40)의 연결관계가 구체적으로 도시되어 있다. 테이블(40)과 볼스크류(50) 사이의 연결관계는 일반적인 대부분의 볼스크류의 연결관계와 동일하므로, 그 자세한 설명은 생략하겠지만, 간단히 설명하자면, 볼스크류(50)의 나사산에 회전너트(52)가 회전 가능하게 장착되고, 이회전너트가 테이블(40)의 밑면에 연결되는 구성이다. 따라서, 볼스크류(50)가 정역 회전함에 따라 너트(52)가 이동하게 되어 테이블(40)이 화살표(A) 방향으로 이동하게 되는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 웨이퍼카세트의 선형이동장치에 의하면, 종래의 2-아암 링크연결에서 발생하던 비틀림변형이 원천적으로 차단되므로, 비틀림변형으로 인한 로봇의 동작정밀도 저하와 수명단축과 같은 문제점을 완전히 해결할 수 있다. 또한, 가이드레일을 통한 선형이동과 지지체의 회전운동을 동시에 구현하므로, 필요한 장소에 정확하게 웨이퍼카세트를 적재 및 하역할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 반도체 제작공정중 웨이퍼 카세트를 적재 및 하역하기 위한 스토커 로봇에 있어서:

   회전 가능하게 배치된 소정 높이의 박스형 또는 원통형 지지체;

   상기 지지체상에 장착되고, 양측에 전체 길이를 따라 소정 높이의 상향 돌출부가 형성되어 있는 소정 길이의 U형의 선형 가이드레일;

   상기 가이드레일의 양측 상향 돌출부에 대응하는 역 U형 클램프가 양측에 각각 두개씩 밑면에 장착되어 있고, 상기 선형 가이드레일을 따라 이동하는 평판 형상의 테이블;

   상기 가이드레일의 상부 공동에 전장에 걸쳐 길이방향으로 장착되는 볼스크류; 및

   상기 선형 가이드레일의 일단부에 장착되고, 상기 볼스크류에 연결되어 볼스크류를 회전시키는 동력전달수단;을 포함하고,

   상기 볼스크류의 회전에 의해 상기 테이블이 선형 가이드레일을 따라 이동하면서, 테이블의 상부에 장착된 웨이퍼 카세트를 선형으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 카세트 선형이동장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 동력전달수단이 모터, 모터에 연결된 감속기, 감속기를 통해 모터축에 연결된 구동풀리, 상기 구동풀리와 볼스크류측의 피동풀리에 감기는 벨트로 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼카세트 선형이동장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 테이블이 볼스크류의 나사산에 치합되어 회전 가능한 회전너트에 연결되어, 볼스크류의 회전에 대응하여 볼스크류를 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼카세트 선형이동장치.