KR20070008139A

KR20070008139A - 에어실린더 유니트의 오동작 감지장치

Info

Publication number: KR20070008139A
Application number: KR1020050063133A
Authority: KR
Inventors: 김종준
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-07-13
Filing date: 2005-07-13
Publication date: 2007-01-17

Abstract

본 발명은 반도체 제조설비에서 웨이퍼를 업/다운 시킬 때 실린더 내부의 에어가 리크되는 상태를 검출하여 실린더의 오동작을 방지하는 에어실린더 유니트의 리크감지장치에 관한 것이다.

반도체 제조설비에 적용되는 에어실린더의 피스톤 승,하강 시 오동작을 방지하기 위한 본 발명의 에어실린더 유니트의 오동작방지장치는, 에어의 압력에 의해 수직운동을 하는 피스톤과, 내부에 상기 피스톤을 수용하고 상기 피스톤을 사이에 두고 상부압력실과 하부압력실을 갖는 실린더본체와, 상기 실린더본체의 내부에 설치된 피스톤과 결합되고 상기 실린더본체의 외부로 돌출되어 상,하 직선운동을 하는 샤프트와, 상기 피스톤의 외주연에 설치되어 상기 피스톤이 상,하 직선운동을 할 시 상기 실린더본체내의 압력을 밀폐시키기 위한 오링과, 에어공급통로를 형성하는 제1 및 제2 에어공급라인과, 상기 제1 에어공급라인으로 플로우되는 에어량을 감지하는 제1 에어량감지센서와, 상기 제2 에어공급라인으로 플로우되는 에어량을 감지하는 제2 에어량감지센서와, 상기 제1 및 제2 에어량감지센서로부터 감지된 에어량을 미리 설정된 에어량과 비교하여 미리 설정된 에어량을 벗어날 시 인터록을 발생하는 콘트롤러를 포함한다.

리프트, 웨이퍼 핸들러, 리프트 어셈블리, 웨이퍼 이송, 에어실린더, 실린더리크

Description

에어실린더 유니트의 오동작 감지장치{APPARATUS FOR SENSING ERROR OPERATION OF AIR CYLINDER UNIT}

도 1은 종래의 에어실린더장치가 구비된 리프트핀 어셈블리의 구조도

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 에어실린더장치가 구비된 리프트핀 어셈블리의 구조도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100: 실린더본체 102: 피스톤

104: 샤프트 108: 오링

110: 하부압력실 112: 상부압력실

114, 116: 제1 및 제2 압력밸브 118: 제1 및 제2 에어량 감지센서

122: 콘트롤러

본 발명은 에어실린더유니트의 오동작 감지장치에 관한 것으로, 특히 반도체 제조설비에서 웨이퍼를 업/다운 시킬 때 실린더의 오동작을 감지하는 실린더유니트의 오동작 감지장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 생산 공장에서는, 연관된 생산 라인간 또는 공정간에 작업 웨이퍼를 이송시키기 위하여 웨이퍼 반송 시스템을 이용하고 있다.

이러한 웨이퍼 반송 시스템은 생산 라인간 또는 공정간에 설치되어 있는 레일을 따라 이송하는 반송대차와, 상기 반송대차를 타고 이송되는 스토리지 박스(내부에 웨이퍼 카세트가 수납되어 있음)을 픽-업하여 저장하고 그 저장 공간의 스토리지 박스를 반송대차에 탑재시키는 피벗 아암장치와, 상기 피벗 아암장치를 Y측으로 승강시키기 위한 피벗 아암 리프트장치 및 X축 이동을 위한 피벗 아암 트랜스장치의 구성을 기본적으로 갖는다.

상기 피벗 아암 리프트장치는 피벗 아암장치를 수직으로 들어 올리거나 내림으로써 피벗 아암장치의 위치를 결정하여 주는 것으로, 피벗 아암 트랜스장치를 따라 직선 이동 가능하게 세워 설치되는 본체 프레임과, 피벗 아암장치를 고정하여 상기 본체 프레임에 상하 이동 가능하게 설치되는 수직이송 부재와, 상기 수직 이송 부재의 구동원인 모터와, 상기 모터의 동력을 감속하여 전달하는 감속수단 및 감속된 동력을 수직 이송 부재에 전달하는 동력 전달 수단으로 구성된다.

이와 같이 구성된 피벗 아암 리프트장치는 웨이퍼 반송 시스템의 제어부에 전기적으로 연결되어 오퍼레이터가 입력하는 데이터에 따라 모터가 구동하여 수직 이송 부재를 소정 위치로 이동시키는 것으로 피벗 아암장치의 Y축 위치를 결정한다. 이때 피벗 아암장치의 X축 위치는 입력 데이터에 따라 피벗 아암 트랜스장치가 구동하는 것에 의하여 본체 프레임이 이동하여 결정된다. 이와 같이 피벗 아암장치의 위치가 결정되면 피벗 아암장치의 자체 회전구성에 의해 회전 운동을 하면서 반송대차의 스토리지 박스를 픽-업하여 저장하거나 저장 공간의 스토리지 박스를 반송대차에 탑재시키는 것이다. 이러한 피벗 아암리프트장치가 대한민국 실용신안등록번호 0119137호에 개시되어 있다. 상기 대한민국 실용신안등록번호 0119137호에 개시된 종래 웨이퍼 반송 시스템의 피벗 아암 리프트장치에 있어서는 피벗 아암이 회전하면서 발생하는 모멘트와 피벗 아암에 부착된 스텝핑 모터에 의한 진동이 발생하는 문제가 있었고, 모터의 스피드 감속 및 토크 증가에 한계가 따르는 문제가 있었으며, 각종 오염으로 인해 모터에 과부하가 걸리게 되어 수명이 짧아지고, 또한 정기적으로 분해하여 오염된 부분을 크리닝하여야 하므로 생산성이 감소되는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 에어실린더장치가 대한민국 등록특허공보 10-237352호에 개시되어 있다. 대한민국 등록특허공보 10-237352호에는 실린더 바디와 피스톤 및 로드와의 접동부분을 압축공기의 개재에 의해 실질적으로 비접촉상태로 지지하는 에어베어링과, 상기 에어베어링에 압축공기를 공급하는 에어공급수단을 구비하고, 상기 에어공급수단이 상기 피스톤의 양측의 2개의 압력실과 각 에어베어링에 각각 유로를 통하여 접속되어 두 개의 압력실 중 압축공기가 공급된 쪽의 압력실과 각 에어베어링을 공기압의 작용에 의해 자동으로 선택적 접속하도록 되어 있다.

도 1은 종래의 에어실린더장치가 구비된 리프트핀 어셈블리의 구조도이다. 도 1을 참조하면, 내부에 피스톤(12)을 수용하고 상기 피스톤(12)을 사이에 두고 상부압력실(13)과 하부압력실(11)을 갖는 실린더본체(10)와, 상기 실린더본체(10)의 내부에 설치된 피스톤(12)과 결합되고 상기 실린더본체(10)의 외부로 돌출되어 상하 직선운동을 하기 위한 샤프트(14)와, 상기 피스톤(12)의 외주연에 설치되어 상기 피스톤(12)이 상,하 직선운동을 할 시 상기 실린더본체(10)내의 압력을 밀폐시키기 위한 오링(16)과, 상기 실린더본체(10)의 일측상부에 설치되어 상기 실린더본체(10)의 상부압력실(13)의 압축공기를 원하는 압력으로 제어하는 제1 압력조절밸브(18)와, 상기 실린더본체(10)의 하부압력실(11)의 압축공기를 원하는 압력으로 제어하는 제2 압력조절밸브(20)와, 상기 샤프트(14)와 수직방향으로 연결되어 리프트핀(22)을 고정하기 위한 리프트홀더(24)와, 상기 리프트핀(22)을 관통하는 리프트핀홀이 형성되어 있고 상기 리프트홀더(24)가 내부에서 상,하로 움직일 수 있는 공간을 갖는 척(26)으로 구성되어 있다. 상기 리프트핀(22)에는 웨이퍼(W)가 올려지며, 리프트핀(22)의 승,하강에 의해 웨이퍼(W)가 승,하강한다.

리프트핀(22)을 통해 웨이퍼(W)가 승강되는 동작을 살펴보면, 공기가 제2 압력조절밸브(20)를 통해 공급되며, 상기 제2 압력조절밸브(20)에 의해 조절된 공기압력은 피스톤(12)을 상승시킨다. 이때 상부압력실(13)의 공기는 제1 압력조절밸브(18)를 통해 배출된다. 상기 피스톤(16)이 상승되면 샤프트(14)가 상부로 상승되어 리프트홀더(24)를 승강시킨다. 상기 리프트홀더(24)가 상승되면 리프트핀(22)이 척(26)에 형성된 리프트핀홀을 통해 승강되어 웨이퍼(W)를 승강시킨다.

그러나 리프트핀(22)을 통해 웨이퍼(W)가 하강되는 동작을 살펴보면, 공기가 제1 압력조절밸브(18)를 통해 공급되며, 상기 제1 압력조절밸브(18)에 의해 조절된 공기압력은 피스톤(16)을 하강시킨다. 이때 하부압력실(11)의 공기는 제1 압력조절밸브(18)를 통해 배출된다. 상기 피스톤(16)이 하강되면 샤프트(14)가 하부로 하강되어 리프트홀더(24)를 하강시킨다. 상기 리프트홀더(24)가 하강되면 리프트핀(22)이 척(26)에 형성된 리프트핀홀을 통해 하강되어 웨이퍼(W)를 하강시킨다.

상기와 같은 종래의 에어실린더유니트는 반도체장비에서 웨이퍼의 승,하강동작을 위해 반복적으로 수행하게 되면 피스톤(12)에 체결되어 있는 오링(16)이 마모가 되어 피스톤(12)과 실린더본체(13)의 내벽 사이에 에어리크가 발생되어 실린더의 상,하 동작이 이루어지지 않는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 반도체 제조설비에 적용되는 에어실린더의 오동작을 방지하는 에어실린더 유니트의 오동작 감지장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 반도체 제조설비에 적용되는 에어실린더의 피스톤 승,하강 시 피스톤과 실린더 내벽 사이에 에어리크를 감지하여 공정시간 로스 및 불량발생을 방지하는 에어실린더 유니트의 오동작 감지장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 반도체 제조설비에 적용되는 에어실린더의 피스톤 승,하강 시 오동작을 방지하는 에어실린더 유니트의 오동작 감지장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 에어실린더 유니트의 오동작방지장치는, 에어의 압력에 의해 수직운동을 하는 피스톤과, 내부에 상기 피스톤을 수용하고 상기 피스톤을 사이에 두고 상부압력실과 하부압력실을 갖는 실린더본체와, 상기 실린더본체의 내부에 설치된 피스톤과 결합되고 상기 실린더본체의 외부로 돌출되어 상,하 직선운동을 하는 샤프트와, 상기 피스톤의 외주연에 설치되어 상기 피스톤이 상,하 직선운동을 할 시 상기 실린더본체내의 압력을 밀폐시키기 위한 오링과, 에어공급통로를 형성하는 제1 및 제2 에어공급라인과, 상기 제1 에어공급라인으로 플로우되는 에어량을 감지하는 제1 에어량감지센서와, 상기 제2 에어공급라인으로 플로우되는 에어량을 감지하는 제2 에어량감지센서와, 상기 제1 및 제2 에어량감지센서로부터 감지된 에어량을 미리 설정된 에어량과 비교하여 미리 설정된 에어량을 벗어날 시 인터록을 발생하는 콘트롤러를 포함함을 특징으로 한다.

상기 콘트롤러는 상기 제1 및 제2 에어량감지센서로부터 감지된 에어량이 미리 설정된 에어량보다 미달되거나 오버하는 경우 에어리크로 판단함을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 에어실린더 유니트의 구조도이다.

에어의 압력에 의해 수직운동을 하는 피스톤(102)와, 내부에 상기 피스톤(102)을 수용하고 상기 피스톤(102)을 사이에 두고 상부압력실(112)과 하부압력실(110)을 갖는 실린더본체(100)와, 상기 실린더본체(100)의 내부에 설치된 피스톤(102)과 결합되고 상기 실린더본체(100)의 외부로 돌출되어 상,하 직선운동을 하기 샤프트(104)와, 상기 피스톤(102)의 외주연에 설치되어 상기 피스톤(12)이 상,하 직선운동을 할 시 상기 실린더본체(100)내의 압력을 밀폐시키기 위한 오링(108)과, 상기 실린더본체(100)의 일측상부에 설치되어 상기 실린더본체(100)의 상부압력실(112)의 압축공기를 원하는 압력으로 제어하는 제1 압력조절밸브(114)와, 상기 실린더본체(100)의 하부압력실(110)의 압축공기를 원하는 압력으로 제어하는 제2 압력조절밸브(116)와, 상기 제1 압력조절밸브(114)에 연결되어 에어공급통로를 형성하는 제1 에어공급라인(124)과, 상기 제2 압력조절밸브(116)에 연결되어 에어공급통로를 형성하는 제2 에어공급라인(126)과, 상기 제1 에어공급라인(124) 상에 설치되어 에어압력을 감지하는 제1 에어량감지센서(118)와, 상기 제2 에어공급라인(124) 상에 설치되어 에어압력을 감지하는 제2 에어량감지센서(120)와, 상기 제1 및 제2 에어량감지센서(118, 120)로부터 감지된 에어량을 미리 설정된 에어량과 비교하여 미리 설정된 에어량을 벗어날 시 인터록을 발생하는 콘트롤러(122)로 구성된다.

상술한 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 에어실린더 유니트의 에어리크를 감지하는 동작을 살펴보면, 에어실린더가 상승될 때 공기가 제2 압력조절 밸브(116)를 통해 공급되고, 상기 제2 압력조절밸브(116)에 의해 조절된 공기압력은 피스톤(102)을 상승시킨다. 이때 상부압력실(112)의 공기는 제1 압력조절밸브(114)를 통해 배출된다. 상기 피스톤(102)이 상승되면 샤프트(104)가 상부로 상승된다. 이때 제1 및 제2 에어량감지센서(118, 120)는 제1 및 제2 에어공급라인(124, 126)를 통해 플로우되는 에어량을 감지하여 콘트롤러(112)로 인가한다. 그러면 콘트롤러(112)는 제1 및 제2 에어량감지센서(118, 120)로부터 감지된 에어량과 미리 설정된 에어플로우량을 비교하여 미리 설정된 에어량에 미달되거나 오버하는 경우 인터록신호를 발생하여 설비의 가동이 중단되도록 한다. 상기 콘트롤러(122)는 실린더의 내경에 따라 배기되는 시간이 다르므로 실린더의 체적에 따른 시간에 대응하여 미리 설정된 기준에어량이 세팅되어 있다.

또한 에어실린더의 하강될 때 공기가 제1 압력조절밸브(114)를 통해 공급되며, 상기 제1 압력조절밸브(114)에 의해 조절된 공기압력은 피스톤(102)을 하강시킨다. 이때 하부압력실(110)의 공기는 제1 압력조절밸브(114)를 통해 배출된다. 상기 피스톤(102)이 하강되면 샤프트(104)가 하부로 하강된다. 이때 제1 및 제2 에어량감지센서(118, 120)는 제1 및 제2 에어공급라인(124, 126)를 통해 플로우되는 에어량을 감지하여 콘트롤러(112)로 인가한다. 그러면 콘트롤러(112)는 제1 및 제2 에어량감지센서(118, 120)로부터 감지된 에어량과 미리 설정된 에어량을 비교하여 미리 설정된 에어량에 미달되거나 오버하는 경우 인터록신호를 발생하여 설비의 가동이 중단되도록 한다. 상기 콘트롤러(122)에는 실린더의 내경에 따라 배기되는 시간이 다르므로 실린더의 체적에 따른 시간에 대응하여 미리 설정된 기준에어량이 세팅되어 있다. 상기 콘트롤러(122)는 제1 및 제2 에어량감지센서(118, 120)로부터 감지된 에어량이 미리 설정된 에어량보다 미달되거나 오버하는 경우 에어리크로 판단한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 반도체 제조설비에서 에어실린더의 피스톤이 승,하강 시 오링의 마모로 인한 에어리크 상태를 감지하여 에어실린더의 오동작을 방지하여 불량발생을 방지하고, 생산성을 향상 시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims

에어실린더 유니트의 오동작방지장치에 있어서,

에어의 압력에 의해 수직운동을 하는 피스톤과,

내부에 상기 피스톤을 수용하고 상기 피스톤을 사이에 두고 상부압력실과 하부압력실을 갖는 실린더본체와,

상기 실린더본체의 내부에 설치된 피스톤과 결합되고 상기 실린더본체의 외부로 돌출되어 상,하 직선운동을 하는 샤프트와,

상기 피스톤의 외주연에 설치되어 상기 피스톤이 상,하 직선운동을 할 시 상기 실린더본체내의 압력을 밀폐시키기 위한 오링과,

에어공급통로를 형성하는 제1 및 제2 에어공급라인과,

상기 제1 에어공급라인으로 플로우되는 에어량을 감지하는 제1 에어량감지센서와,

상기 제2 에어공급라인으로 플로우되는 에어량을 감지하는 제2 에어량감지센서와,

상기 제1 및 제2 에어량감지센서로부터 감지된 에어량을 미리 설정된 에어량과 비교하여 미리 설정된 에어량을 벗어날 시 인터록을 발생하는 콘트롤러를 포함함을 특징으로 에어실린더유니트의 오동작 방지장치.
제1항에 있어서,

상기 콘트롤러는 상기 제1 및 제2 에어량감지센서로부터 감지된 에어량이 미리 설정된 에어량보다 미달되거나 오버하는 경우 에어리크로 판단함을 특징으로 하는 에어실린더 유니트의 오동작방지장치.