KR20090097372A

KR20090097372A - 얼라이너를 탑재한 웨이퍼 반송 로봇

Info

Publication number: KR20090097372A
Application number: KR1020080022459A
Authority: KR
Inventors: 이타가키 야스히토
Original assignee: 이타가키 야스히토
Priority date: 2008-03-11
Filing date: 2008-03-11
Publication date: 2009-09-16

Abstract

본 발명은 반도체 전 공정의 클린(Clean) 환경에서 사용되는 반송 로봇(Robot)에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 반도체 웨이퍼 반송 공정에서 사용되는 로봇에 얼라이너(Aligner) 기능을 탑재함으로써 웨이퍼 반송 능력의 향상 및 반송 공정의 간소화를 가능하게 하는 한편, 로봇의 각 암을 경량화시킴으로써 반송 공정의 고속화와 기동성을 향상시킨 웨이퍼 반송 로봇에 관한 것이다.

본 발명의 특징에 따른 웨이퍼 반송 로봇은, 얼라이너를 제1 암 내에 배치하고, 얼라이너가 끝에 척(Chuck)이 장착된 적어도 2개 이상의 레버(Lever)를 포함하며, 상기 적어도 2개 이상의 레버의 상하 스윙 동작에 의하여 핑거와 얼라이너 사이에서 웨이퍼 수령 동작을 수행할 수 있도록 하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 특징에 따른 웨이퍼 반송 로봇은, 편심 축을 갖는 장력 조정 풀리를 벨트의 장력을 조정하는 장력 조정 기구로서 추가로 포함하거나 풀리 자체에 편심 모터를 장착하여 장력 조정 기구로서 이용하는 것을 그 구성상의 또 다른 특징으로 한다.

웨이퍼 반송 로봇, 웨이퍼, 제1 암, 제2 암, 제3 암, 얼라이너, 핑거, 관절, 풀리, 벨트, 장력 조정

Description

얼라이너를 탑재한 웨이퍼 반송 로봇{A WAFER RETURN ROBOT WHICH LOADS AN ALIGNER}

본 발명은 반도체 전 공정의 클린(Clean) 환경에서 사용되는 반송 로봇(Robot)에 관한 것으로서, 특히 반도체 웨이퍼(Wafer) 반송 공정에서 사용되는 로봇에 얼라이너(Aligner) 기능을 탑재함으로써 웨이퍼 반송 능력의 향상 및 반송 공정의 간소화를 가능하게 하는 웨이퍼 반송 로봇에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 로봇의 각 암(Arm)을 경량화시킴으로써 반송 공정의 고속화와 기동성을 향상시킨 웨이퍼 반송 로봇에 관한 것이다.

종래의 반송 로봇에 있어서, 로봇의 반송 능력을 향상시키기 위하여 본 발명자는, 일본특허공개공보 제2005-51188호에서, 반송 공정에 있어 로봇의 반송 작업량을 경감시킨다는 발상 하에, 로봇에 얼라이너 기능을 탑재하여 로봇의 작업량의 반감과 반송 공정의 간소화가 가능한 기술을 제안한 바 있다. 그러나 제안하였던 반송 로봇은, 로봇과 얼라이너 간에 웨이퍼 수령을 가능하게 하기 위하여 로봇이 가지고 있는 웨이퍼를 얼라이너 기능을 가진 척(Chuck) 쪽으로 공급하는 위치를 조정할 경우, 수평 방향 위치는 각 암의 제어로 대응하며, 상하 방향 위치는 웨이퍼 를 보지(保持)하는 핑거(Finger)를 위에서 밑으로 회전하는 방법으로 대응하고 있다. 핑거의 회전 운동은 주변의 간섭을 받지 않는 범위 내로 제한되기 때문에 핑거의 회전 운동이 가능한 영역은 매우 작은 영역으로 한정된다. 그 결과, 핑거의 회전 운동 개시 시부터 종료 시까지, 각 암은 대기하거나 혹은 그 회전 운동에 동조하여 저속 운동을 행할 필요가 있어서, 본래의 반송 능력을 발휘하지 못한다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 얼라이너 기능이 탑재되지 않은 일반 로봇에서는, 양단에 풀리(Pulley)가 장착된 관절을 가지고 있는 각 암에 있어서, 양쪽의 풀리에 벨트가 걸려 있고, 그 벨트를 이용하여 관절 사이에 전동(動)을 가능하게 한다. 동 벨트에는 적당한 장력을 줌으로써 확실한 전동을 가능하게 하는데, 적당한 크기의 장력을 주기 위하여 장력 조정 기구를 이용한다. 도 10은 종래의 장력 조정 기구의 구성을 나타내는 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 종래의 장력 조정 기구는 암의 바닥 판에 나사로 고정되는데, 이와 같은 종래의 장력 조정 기구로 구성되어 있는 암의 두께는 풀리와 장력 조정 기구 각각의 높이와 암의 상하 양면을 감싸고 있는 판 두께에, 장력 조정 기구를 고정하는 고정 나사의 깊이를 확보하기 위한 판 두께를 더하여 확정되는데, 통상 풀리 높이의 3배에 상당하는 값이 된다. 그 결과, 종래의 장력 조정 기구를 채택한 암은, 그 두께의 중량에 의한 큰 관성 작용으로 로봇의 운동 속도와 기동성의 향상을 막는다는 문제점이 있다.

본 발명은 기존에 제안된 웨이퍼 반송 로봇들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 반도체 웨이퍼 반송 공정에서 사용되는 로봇에 얼라이너 기능을 탑재함으로써 웨이퍼 반송 능력의 향상 및 반송 공정의 간소화를 가능하게 하는 한편, 로봇의 각 암을 경량화시킴으로써 반송 공정의 고속화와 기동성을 향상시킨 웨이퍼 반송 로봇을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 반도체 웨이퍼 반송 로봇은,

몸체, 제1 암(Arm), 얼라이너(Aligner), 핑거(Finger) 및 상기 제1 암과 상기 핑거 사이를 연결하는 적어도 하나 이상의 암을 포함하고, 상기 몸체 및 각각의 암은 관절에 의해 연결되며, 각각의 관절에 설치된 풀리 사이에 벨트가 마련되어 구동되는 반도체 웨이퍼 반송 로봇으로서,

상기 얼라이너는, 상기 제1 암 내에 위치하고, 끝에 척(Chuck)이 장착된 적어도 2개 이상의 레버(Lever)를 포함하며, 상기 적어도 2개 이상의 레버의 상하 스윙 동작에 의하여 상기 핑거와 상기 얼라이너 사이에서 웨이퍼 수령 동작을 수행하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 적어도 2개 이상의 레버의 상하 스윙 동작과 연동하여 척의 개폐 동작이 이루어진다.

바람직하게는, 상기 얼라이너는, 상기 적어도 2개 이상의 레버를 얼라이너 내부와 밀폐시킨다.

바람직하게는, 상기 제1 암 또는 상기 적어도 하나 이상의 암은, 관절 사이를 구동하는 벨트와 접하게끔 배치되고, 상기 벨트의 장력을 조정하는 장력 조정 풀리를 더 포함한다.

더욱 바람직하게는, 상기 장력 조정 풀리는 편심(偏心) 축을 가진다.

또한 바람직하게는, 상기 장력 조정 풀리는, 상기 벨트의 장력을 조정한 후 해당 위치에 상기 장력 조정 풀리를 고정할 수 있는 장력 조정 풀리 고정부를 더 포함한다.

더더욱 바람직하게는, 상기 장력 조정 풀리의 수평 방향 중심은, 상기 벨트의 수평 방향 중심과 동일한 평면상에 위치한다.

바람직하게는, 상기 제1 암 또는 상기 적어도 하나 이상의 암은, 관절 사이를 구동하는 벨트의 장력을 조정하기 위하여, 관절에 설치된 풀리의 중심을 편심 축을 중심으로 회전 운동시키는 편심 모터를 더 포함한다.

더욱 바람직하게는, 상기 제1 암 또는 상기 적어도 하나 이상의 암은, 상기 벨트의 장력을 조정한 후 해당 위치에 상기 편심 모터 및 풀리를 고정할 수 있는 편심 모터 고정부를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 제1 암은, 비대칭 형상으로서, 일 측에 상기 얼라이너가 위치하며, 그 반대 측에 상기 제1 관절이 위치한다.

더욱 바람직하게는, 상기 제1 암은, 상기 얼라이너의 중심점을 제1 관절의 중심점에서 앞쪽 방향에 위치시키고, 상기 핑거가 최대로 복귀한 상태에서 상기 핑거와 연결된 암과 상기 핑거를 2분하는 위치에 상기 제1 관절의 중심점을 위치시킨다.

본 발명의 웨이퍼 반송 로봇에 따르면, 반도체 웨이퍼 반송 공정에서 사용되는 로봇에 얼라이너 기능을 탑재함으로써 웨이퍼 반송 능력의 향상 및 반송 공정의 간소화를 가능하게 한다.

또한, 본 발명의 웨이퍼 반송 로봇에 따르면, 로봇의 각 암(Arm)을 경량화시킴으로써 반송 공정의 고속화와 기동성을 향상시킬 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명에 따른 실시예에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 반송 로봇의 구성을 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 반송 로봇(100)은, 몸체(110), 제1 암(120), 제2 암(130), 제3 암(140), 얼라이너(150), 핑거(160)를 포함한다. 얼라이너(150)는 제1 암(120)에 장착되며, 핑거(160)는 제3 암(140)의 끝에 장착된다. 몸체(110)와 제1 암(120)은 제1 관절(170)을 통해 연결되고, 제1 암(120)과 제2 암(130)은 제2 관절(180)을 통해 연결되며, 제2 암(130)과 제3 암(140)은 제3 관절(190)을 통해 연결된다. 제1 관절(170)과 제2 관절(180), 제2 관절(180)과 제3 관절(190) 사이에는 각각 제1 벨 트(도시되지 않음; 도 6의 도면부호 610 참조) 및 제2 벨트(도시되지 않음; 도 7의 도면부호 710 참조)가 설치되어 관절 사이를 구동하게 된다.

도 2는 도 1에 도시된 반도체 웨이퍼 반송 로봇의 평면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 관절 및 제3 관절은 각각 제2 관절 뚜껑(210) 및 제3 관절 뚜껑(220)을 가지며, 제3 암과 핑거의 연결 부위에는, 복수 개의 핑거 고정 나사(230) 및 웨이퍼 고정부(240)가 배치된다.

도 5는 본체, 제1 암 및 제2 암의 내부 상세 구성을 나타내는 도면이다. 도 1, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 관절(180)과 얼라이너(150)가 준비되어 있는 제1 암(120)은 몸체(110)에 준비되어 있는 제1 관절(170)의 상단에 고정되어 있으며, 제3 관절(190)이 준비되어 있는 제2 암(130)은 제2 관절(180)의 상단에 고정되어 있다. 또한, 핑거(160)와 웨이퍼 고정부(240)가 준비되어 있는 제3 암(140)은 제3 관절(190)의 상단에 고정된다. 이와 같은 링크 구조를 형성하는 각각의 암은, 본체(110; G1)에 준비되어 있는 제1 관절체(G2)의 상하 이동에 연동되며, 각각의 암의 회전 운동에 의하여 수평 이동이 가능하다.

본 발명은, 얼라이너 기능이 탑재된 로봇에 있어서, 웨이퍼를 보지(保持)하고 있는 핑거와 얼라이너 척 사이에서 진행되는 웨이퍼 수령 방법 중 상하 방향 위치 맞춤 방법을 구현하기 위하여, 얼라이너 회전 테이블 외측의 3등분한 각 위치의 선단에 척을 포함하는 레버(Lever)를 배치하고, 그 레버를 종 방향으로 스윙할 수 있도록 한 것을 그 구성상의 특징으로 한다. 도 3 및 도 4는 핑거와 얼라이너 사이의 웨이퍼 수령 시의 반도체 웨이퍼 반송 로봇의 모습을 나타내는 도면인 바, 도 3 및 도 4를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템에서, 웨이퍼의 상하 방향 위치 맞춤 방법 및 수령 방법에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 얼라이너 회전 테이블의 3곳의 레버가 열린 상태에서 핑거에 보지하고 있는 웨이퍼가 각 암에 의하여 수평 이동하여 얼라이너 회전 테이블 표면과 평행한 상부로 운반된다. 그 위치에서, 상단에 척이 장착되어 있는 3곳의 레버가 닫는 동작을 시작하며, 그 닫는 동작에 연동하여 상기 3곳의 레버가 상부 방향으로 스윙 동작을 한다. 3곳의 레버의 스윙 동작으로 레버 끝에 장착되어 있는 척이 상부 방향으로 이동되며, 그 이동을 통하여 웨이퍼를 핑거로부터 들어올리는 동작, 즉 얼라이너가 로봇으로부터 웨이퍼를 수령하는 동작이 가능하게 된다.

반대로 3 곳의 레버가 여는 동작을 시작함으로써, 그 여는 동작에 연동하여 3곳의 레버가 하부 방향으로 스윙 동작을 하며, 그 스윙 동작에 의하여 3곳의 레버 끝에 장착되어 있는 척이 열리면서 하부 방향으로 이동된다. 그 이동 중에 웨이퍼를 핑거 위에 놓음으로써 얼라이너로부터 로봇으로 웨이퍼를 전달하는 것이 가능하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 구성을 채택함으로써, 웨이퍼의 수령 동작 시 기존 시스템들에서 요구되었던 핑거의 회전 운동을 생략할 수 있다. 상기 설명된 구성에서는 레버의 개수가 3개로 구현되어 있으나, 레버의 개수는 상기와 같은 기능을 구현할 수 있다면 특정 개수로 제한되지 않는다.

도 11, 도 16 및 도 17은 얼라이너의 세부 구성을 나타내는 도면이다. 도 11, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 상면과 전면으로 개방되어 있는 척 블록(Chuck Block)(D3)에는, 양 벽의 척 베어링(Chuck Bearing)(D6)에 척 핀(Chuck Pin)(D4)이 연결된다. 척 핀(D4)에는 척(D5)과 척 레버(Chuck Lever)(D7)가 소정 위치로 지지되며, 척 레버(D7)에는 조인트 핀(Joint Pin)(D9)으로 조인트 베어링(Joint Bearing)(D8)이 고정된다. 상기와 같은 일련의 구조를 통해, 척 핀(D4)을 이용하여 척(D5)과 척 레버(D7)가 연동하여 상하 방향으로 스윙할 수 있게 된다.

상기 구조를 구성하는 척 블록(D3)의 상면 개구부(開口部)에는, 회전 테이블(D1)의 가장자리에 각각의 척(D5)이 통과할 수 있는 통과 구멍이 형성되어 있으며, 회전 테이블(D1) 뒷면에 나사로 고정되어 있다. 회전 조인트 베어링(D11)이 장착되어 있는 회전 조인트 베어링 지지대(D10)가 소정의 위치에 나사로 고정되어 있다. 회전판의 상부 방향으로 ３등분된 위치에 개구부가 형성되어 있으며, 밀폐 링(D2)이 각 개구부를 척 블록(D3)의 개구부 끝의 양 벽 사이에 끼우듯이 삽입되어 척 블록 개구부를 회전 테이블의 내측에 대하여 밀폐 상태를 형성하고 있다. 회전 테이블(D1)에 고정되어 있는 3개의 척 블록(D3)의 개구부는 외측을 향하고, 그 개구부에는 척이 준비되어 있는 레버(D5)가 상하 방향으로의 스윙 운동이 자유롭게 가능하며, 내측에는 스윙 조인트 핀(D9)과 조인트 베어링(D8)이 장착되어 있는 척 레버(D7)가 개폐 조인트(C1)와 연동된 구조로 되어 있다.

도 13 및 도 14는 각각 얼라이너의 단면도이며, 도 15는 얼라이너에 대한 부분 확대도이다. 도 11, 도 13, 도 14, 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 얼라 이너 바디(B1)의 바닥 판 중앙에 형성된 돌기에는, 하우징(Housing)(A4) 아래에 형성된 원형 판이 나사로 고정된다. 하우징(A4)에는 내측 상하 단에 준비되어 있는 회전축 용 베어링(A3)으로 상단에 원형 판을 형성하는 회전축(A2)이 지지되어 있으며, 하우징(A4)의 외측에는 원형 테이블을 형성한 상하 운동체(A6)가 스페이서(Spacer)(A18)를 끼우고 상하 단에 준비되어 있는 미끄럼 베어링(A5)으로 지지되며, 그 원형 테이블에는 3등분된 각 위치에 개폐 조인트(C1)가 나사로 고정되고, 회전 조인트(C2)가 나사로 고정되어 있다. 상하 운동체(A6)의 외측에는 회전 방지 베어링(A10)이 회전 방지 베어링 핀(A11)으로 고정되어 있으며, 상하 베어링(A22)은 상하 베어링 핀(A21)을 이용하여 좌우에 장착되어 있는 부(否)회전체(A9)가 스페이서(A18)를 끼우고, 상하에 장치되어 있는 회전 방지용 베어링(A8)을 이용하여 보지되어 있다. 하우징(A4)에 있어서, 하우징(A4)의 내측에 지지되어 있는 회전축(A2)은 상단에 형성되어 있는 원형판에 회전 테이블(D1)이 나사로 고정되어 회전 테이블(D1)의 회전 운동을 가능하게 하고 있으며, 하우징(A4)의 외측에 지지되어 있는 상하 운동체(A6)의 위에 형성되어 있는 원형 테이블에는 3등분된 각각의 소정 위치에 개폐 조인트(C1)가 나사로 고정되어 상하 운동을 가능하게 하고 있다. 상기 상하 운동에 조인트(C1), 척 레버(D7), 및 척이 장치되어 있는 레버(D5)가 연동되어 척의 개폐와 상하 이동을 가능하게 하고 있다. 또한, 회전 조인트(C2)가 소정 위치에 나사로 고정되는데, 회전 조인트(C2)는 회전 테이블에 장착되어 있는 회전 조인트 베어링 지지대(D10)와 회전 조인트 베어링(D11)을 이용하여 회전 테이블(D1)의 회전 운동에 상하 운동체(A6)를 연동시킨다.

도 12는 얼라이너의 바닥 부에 대한 단면도이다. 도 11, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 얼라이너 바디(B1)의 바닥 판에는 레일 바디(A12)가 나사로 고정되어 회전 방지 베어링으로 부(否)회전체(A9)의 회전 방지를 가능하게 하며, 정방형 구멍이 형성되어 있는 위치에는 회전 모터(A16)가 장착되어 있는 회전용 모터대(A15)가 나사로 고정되어 있다. 회전 모터(A16)에는 모터 풀리(A14)가 장착되고, 회전축(A2)에 고정되어 있는 회전 풀리(A1)에는 회전 벨트(A13)에 의해서 회전 모터(A16)의 회전 운동이 회전 테이블(D1)과 연동한다. 또한, 얼라이너 바디(B1)의 바닥 판에는 암 베어링(B5)으로 상하 암 축(B2)이 고정되어 있는 두 개의 지지 블록(B4)이 나사로 고정된다. 상하 암 축(B2)에는 두 개의 축 이탈 방지 칼라(Collar)(B3), 두 개의 상하 운동 레버(B6), 및 상하 레버(B11)가 나사로 각각의 소정 위치에 고정된다. 상하 베어링(A22)으로 부(否)회전체(A9)가 상하 운동 레버(B6)와 연동되며, 상하 운동 레버(B6)는 상하 레버(B11)와 연동한다. 더욱이, 얼라이너 바디(B1)의 바닥 판에 형성된 장방형 구멍에 배치된 상하 모터(B7)에는 캠(Cam)(B9)이 장착되어 있다. 상하 모터(B7)는 얼라이너 바디(B1)의 바닥 판에 나사로 고정되어 있는 상하 모터대(B8)에 부착되어 있으며, 모터 축에 장착되어 있는 캠(B9)의 면을 따라서 캠 플라워(Cam Flower)(B10)가 상하 레버(B11)의 스윙 운동을 가능하게 하고 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 암(120)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 암(120) 내의 제1 관절 축과 제2 관절 축에는 각각 풀리(620, 630)가 설치되어 있고, 양쪽의 풀리 사이에는 벨트(610)가 걸쳐져 있다. 아울러, 양 풀리 사이에는 장력 조정 풀리(640)가 벨트(610)와 접하게끔 배치되는데, 동 장력 조정 풀리(640)는 2개의 베어링(Bearing)으로 편심(偏心) 축에 지지된다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 암에 포함되는 장력 조정 풀리(640)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 편심 축(910)에는 축 중심에서 벗어난 위치에 원형 함몰을 형성하고 있으며, 그 원형 함몰이 제1 암에 형성되어 있는 원형 돌기에 끼워져 있다. 이에 따라, 그 원형 돌기를 중심점으로 하여 편심 축(910)을 좌우로 돌리는 동작이 가능하게 되는데, 편심 축(910)을 좌우로 돌리는 동작으로 편심 축(910)에 장착되어 있는 장력 조정 풀리(640)가 벨트(610)에 접하는 부위에서 벨트(610)를 밀어 내거나 원래대로 돌리게 되며, 그 결과 벨트(610)의 장력을 조정할 수 있게 된다. 편심 축(910)에 장착되어 있는 장력 조정 풀리 고정부(920)는, 벨트(610)의 장력이 적당하게 조정되어 있는 상태에서 장력 조정 풀리(640)의 위치를 고정시킬 수 있게 한다.

본 발명은 상기 설명한 바와 같은 일련의 벨트 장력 조정 구조를 채택함으로써, 기존에 사용되던 장력 조정 기구를 생략할 수 있으며, 그 결과 장력 조정 기구를 고정하는 나사의 깊이를 확보할 필요가 없으므로 제1 암의 판 두께를 대폭 줄일 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 암(130)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 암(130) 내의 좌측 끝에 위치하는 제2 관절(180)에는 모터에 고정되어 있는 풀리(720)가 편심(偏心) 모터대(Motor Stand)에 부착되며, 우측 끝에 위치하는 제3 관절(190)에는 풀리(730)가 고정된다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 암(130)에 포함되는 장력 조정 시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 모터에 고정되어 있는 제2 관절 풀리(720)는 편심 모터대의 중심에서 벗어난 곳에 위치하여, 상기 편심 모터대를 제2 관절 바디 상단에 형성되어 있는 도넛(DONUT) 상의 함몰에 넣어서 좌우로 돌리는 동작을 가능하게 한다. 그 위에는 제2 암의 바닥 면이 덮여 있다. 제3 관절 바디에 고정되어 있는 풀리(730)와 모터에 고정되어 있는 풀리(720) 사이에는 벨트(710)가 걸려 있는데, 그 상태에서 편심 모터대를 좌우로 회전하는 것으로 모터에 고정되어 있는 풀리(720)는 편심 모터대의 중심에서 벗어난 위치에서 편심 모터대를 중심으로 원을 그리면서 전후로 이동할 수 있다. 상기 이동에 의하여 벨트(710)의 장력 조정을 가능하게 된다. 벨트(710)의 장력이 적당하게 조정되어 풀리(720)의 위치가 결정되면, 제2 관절 바닥 면에 있는 편심 모터 고정부(810)로 편심 모터대를 눌러 고정할 수 있다.

본 발명은 상기 설명한 것과 같은 장력 조정 구성을 채택함으로써, 기존의 장력 조정 기구 및 장력 조정 풀리를 없앨 수 있다.

다음으로, 도 18 및 도 19를 비교 설명함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 암이, 기존 구조에 비하여 대폭 감소된 최소 회전 반경을 나타냄을 설명하기로 한다.

도 18은 종래의 반송 로봇에 있어서 최소 회전 반경을 나타내는 도면이다. 도 18에 도시된 바와 같이, 제1 암에는, 제1 관절 중심점과 제2 관절 중심점과 얼 라이너 중심점이 위치하는데, 상기 제1 관절 중심점과 얼라이너 중심점은 동 축 선상에 위치한다. 상기 구성에서, 각각의 암은 핑거가 가지고 있는 웨이퍼를 얼라이너 상으로 이동시키는데, 그 이동 위치에서 각각의 암은 최대한 원상 복귀 된 상태가 된다. 그 상태에서 제1 암은 제1 관절 중심점을 중심으로 선회 이동시키는데, 동 선회 이동에 있어서 그려지는 최소 선회 이동 반경은 제1 관절 중심점으로부터 가장 먼 곳에 위치한 암의 끝점에 의해서 결정된다.

도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 반송 로봇에 있어서 최소 회전 반경을 나타내는 도면이다. 도 19에 도시된 바와 같이, 얼라이너 중심점은 직진 이동 방향선 상에 있으며, 제1 관절 중심점과 동 축 선상이 아니라, 제1 관절 중심점을 기준으로 앞쪽 방향에 위치한다. 상기 구성에 있어서, 각각의 암은 핑거가 가지고 있는 웨이퍼를 얼라이너 상으로 이동하고, 그 위치에서 제3 암과 핑거는 최대로 복귀한 상태로 된다. 그 상태에서 제3 암과 핑거를 2분하는 위치에 제1 관절 중심점이 위치할 수 있도록 제안함으로써, 본 발명은 최소 선회 이동 반경을 종래보다 약 30%정도 줄이는 효과를 볼 수 있었다.

이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 반송 로봇의 구성을 나타내는 도면.

도 2는 도 1에 도시된 반도체 웨이퍼 반송 로봇의 평면도.

도 3 및 도 4는 핑거와 얼라이너 사이의 웨이퍼 수령 시의 반도체 웨이퍼 반송 로봇의 모습을 나타내는 도면.

도 5는 본체, 제1 암 및 제2 암의 내부 상세 구성을 나타내는 도면.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 암(120)의 구성을 나타내는 도면.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 암(130)의 구성을 나타내는 도면.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 암(130)에 포함되는 장력 조정 시스템의 구성을 나타내는 도면.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 암에 포함되는 장력 조정 풀리(640)의 구성을 나타내는 도면.

도 10은 종래의 장력 조정 기구의 구성을 나타내는 도면.

도 11, 도 16 및 도 17은 얼라이너의 세부 구성을 나타내는 도면.

도 12는 얼라이너의 바닥 부에 대한 단면도.

도 13 및 도 14는 각각 얼라이너의 단면도.

도 15는 얼라이너에 대한 부분 확대도.

도 18은 종래의 반송 로봇에 있어서 최소 회전 반경을 나타내는 도면.

도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 반송 로봇에 있어서 최소 회전 반경을 나타내는 도면.

<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: (본 발명의 일 실시예에 따른) 반도체 웨이퍼 반송 로봇

110, G1: 몸체

120: 제1 암

130: 제2 암

140: 제3 암

150: 얼라이너

160: 핑거

170, G2: 제1 관절

180: 제2 관절

190: 제3 관절

210: 제2 관절 뚜껑

220: 제3 관절 뚜껑

230: 핑거 고정 나사

240: 웨이퍼 고정부

610: 제1 벨트

620, 630: 풀리

640: 장력 조정 풀리

710: 제2 벨트

720, 730: 풀리

810: 편심 모터 고정부

910: 편심 축

920: 장력 조정 풀리 고정부

A1: 회전 풀리

A2: 회전축

A3: 회전축 용 베어링

A4: 하우징

A5: 미끄럼 베어링

A6: 상하 운동체

A8: 회전 방지용 베어링

A9: 부(否)회전체

A10: 회전 방지 베어링

A11: 회전 방지 베어링 핀

A12: 레일 바디

A13: 회전 벨트

A14: 모터 풀리

A15: 회전용 모터대

A16: 회전 모터

A18: 스페이서

A21: 상하 베어링 핀

A22: 상하 베어링

B1: 얼라이너 바디

B2: 상하 암 축

B3: 축 이탈 방지 칼라

B4: 지지 블록

B5: 암 베어링

B6: 상하 운동 레버

B7: 상하 모터

B8: 상하 모터대

B9: 캠

B10: 캠 플라워

B11: 상하 레버

C1: 개폐 조인트

C2: 회전 조인트

D1: 회전 테이블

D2: 밀폐 링

D3: 척 블록

D4: 척 핀

D5: 척

D6: 척 베어링

D7: 척 레버

D8: 조인트 베어링

D9: 조인트 핀

D10: 회전 조인트 베어링 지지대

D11: 회전 조인트 베어링

Claims

몸체, 제1 암(Arm), 얼라이너(Aligner), 핑거(Finger) 및 상기 제1 암과 상기 핑거 사이를 연결하는 적어도 하나 이상의 암을 포함하고, 상기 몸체 및 각각의 암은 관절에 의해 연결되며, 각각의 관절에 설치된 풀리 사이에 벨트가 마련되어 구동되는 반도체 웨이퍼 반송 로봇에 있어서,

상기 얼라이너는, 상기 제1 암 내에 위치하고, 끝에 척(Chuck)이 장착된 적어도 2개 이상의 레버(Lever)를 포함하며, 상기 적어도 2개 이상의 레버의 상하 스윙 동작에 의하여 상기 핑거와 상기 얼라이너 사이에서 웨이퍼 수령 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 반송 로봇.
제1항에 있어서,

상기 적어도 2개 이상의 레버의 상하 스윙 동작과 연동하여 척의 개폐 동작이 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 반송 로봇.
제1항에 있어서,

상기 얼라이너는, 상기 적어도 2개 이상의 레버를 얼라이너 내부와 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 반송 로봇.
제1항에 있어서,

상기 제1 암 또는 상기 적어도 하나 이상의 암은, 관절 사이를 구동하는 벨트와 접하게끔 배치되고, 상기 벨트의 장력을 조정하는 장력 조정 풀리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 반송 로봇.
제4항에 있어서,

상기 장력 조정 풀리는 편심(偏心) 축을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 반송 로봇.
제5항에 있어서,

상기 장력 조정 풀리는, 상기 벨트의 장력을 조정한 후 해당 위치에 상기 장력 조정 풀리를 고정할 수 있는 장력 조정 풀리 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 반송 로봇.
제6항에 있어서,

상기 장력 조정 풀리의 수평 방향 중심은, 상기 벨트의 수평 방향 중심과 동일한 평면상에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 반송 로봇.
제1항에 있어서,

상기 제1 암 또는 상기 적어도 하나 이상의 암은, 관절 사이를 구동하는 벨트의 장력을 조정하기 위하여, 관절에 설치된 풀리의 중심을 편심 축을 중심으로 회전 운동시키는 편심 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 반송 로봇.
제8항에 있어서,

상기 제1 암 또는 상기 적어도 하나 이상의 암은, 상기 벨트의 장력을 조정한 후 해당 위치에 상기 편심 모터 및 풀리를 고정할 수 있는 편심 모터 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 반송 로봇.
제1항에 있어서,

상기 제1 암은, 비대칭 형상으로서, 일 측에 상기 얼라이너가 위치하며, 그 반대 측에 상기 제1 관절이 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 반송 로봇.
제10항에 있어서,

상기 제1 암은, 상기 얼라이너의 중심점을 제1 관절의 중심점에서 앞쪽 방향에 위치시키고, 상기 핑거가 최대로 복귀한 상태에서 상기 핑거와 연결된 암과 상기 핑거를 2분하는 위치에 상기 제1 관절의 중심점을 위치시키는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 반송 로봇.