KR20110127989A - 기판 움직임을 방지하는 엔드 이펙터를 가지는 로봇암 - Google Patents

기판 움직임을 방지하는 엔드 이펙터를 가지는 로봇암 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원형의 반도체 기판 이송 중에 기판이 미동하는 것을 방지하는 기판 위치 한정 수단이 구비된 엔드 이펙터를 가지는 로봇암에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 로봇암은 원형 기판을 이송하는 로봇암에 있어서, 로봇 포크 전단 및 후단에 기판 적재시 기판의 위치의 정확한 위치를 한정하고 이송 중에 원형 기판의 미동을 방지하는 기판 위치 한정 수단이 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

기판 움직임을 방지하는 엔드 이펙터를 가지는 로봇암{ROBOT-ARM}
본 발명은 로봇암에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판 이송 중에 기판이 미동하는 것을 방지하는 기판 위치 한정 수단이 구비된 엔드 이펙터를 가지는 로봇암에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 또는 엘시디 제조장비는 사진, 식각, 확산, 화학기상증착, 이온주입, 금속 증착 등의 단위 공정을 순차적으로 수행함으로써 제조된다. 따라서 단위 공정들을 순차적으로 수행할 때, 웨이퍼 또는 유리 기판의 이송은 빈번하게 이루어진다. 이러한 웨이퍼 또는 유리 기판의 이송 작업은 통상 동일한 공정을 정확하게 반복 수행할 수 있는 로봇에 의하여 이루어진다. 따라서 전술한 반도체 또는 엘시디 제조장비는 일반적으로 이송에 사용되는 로봇을 구비한다.
현재 사용되는 대부분의 로봇암은 2개 이상의 아암으로 구성되는 구조를 가지며, 구동축에 의하여 제1 아암이 회전하고, 제1 아암 내부의 구동축에 벨트로 제2 아암의 회전축이 연결되어 벨트 구동에 의하여 제2 아암이 원하는 각도로 회전하면서 로봇의 아암 동작을 행하는 벨트 타입 전동기구 또는 링크로 구동되는 링크 전동 기구 등으로 구성된다.
그리고 상기 로봇암의 말단에는 실제로 웨이퍼 또는 유리 기판과 접촉하여 웨이퍼 또는 유리 기판을 이송하는 로봇 핸드 즉, 엔드 이펙터가 구비된다. 이 엔드 이펙터는 웨이퍼 또는 유리 기판을 직접 접촉하므로 이송과정에서 웨이퍼 또는 유리 기판을 손상시키지 않는 재질로 이루어진다.
웨이퍼 또는 유리 기판은 정확한 위치에서 정확한 위치로 이송되어야 하며, 그 위치 변동이 발생하는 경우에는 공정 과정에서 불량이 발생하거나 웨이퍼 또는 유리 기판이 파손되는 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 웨이퍼 또는 유리 기판의 이송 과정에서 위치 이동을 방지하기 위하여 진공 흡착 기능을 부가하여 사용하기도 한다.
그런데, 진공 챔버 내부에 구비되는 로봇암에는 이러한 진공 흡착 기능을 부가할 수 없는 문제가 있다. 진공 흡착 기능 등을 이용하여 웨이퍼 또는 유리 기판을 고정하지 않은 상태에서는 기판 움직임이 발생하지 않도록 하기 위하여 로봇암의 구동 속도를 매우 느리게 할 수 밖에 없다. 따라서 공정 속도가 늦어지는 치명적인 문제로 이어진다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 진공 환경에서도 사용할 수 있으며, 기판 이송 중에 기판이 움직이는 것을 방지하는 기판 위치 한정 수단을 구비하는 로봇암을 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 로봇암은 원형 기판을 이송하는 로봇암에 있어서, 로봇 포크 전단 및 후단에 기판 적재시 기판의 위치의 정확한 위치를 한정하고 이송 중에 원형 기판의 미동을 방지하는 기판 위치 한정 수단이 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 기판 위치 한정 수단은, 기판 적재시 기판 모서리와 접촉하여 기판을 적재 위치 방향으로 이동시키는 아이들 롤러; 상기 아이들 롤러에 이웃한 위치에 상기 아이들 롤러보다 낮은 높이로 경사지게 형성되어 기판을 적재 위치로 안착시키고 고정하는 안착 부재;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에서 상기 아이들 롤러는, 상기 로봇 포크 전단 중앙에 배치되며, 상기 원형 기판의 곡률과 일치되는 원형 외주면을 가지는 것이, 원형의 반도체 기판을 안정적으로 위치 한정할 수 있어서 바람직하다.
또한 상기 안착부재는 상기 아이들 롤러의 양측 및 상기 로봇 포크의 말단에 각각 배치되는 것이, 최소의 안착부재로 기판 움직임을 방지할 수 있어서 바람직하다.
그리고 본 발명에서 상기 안착 부재는 피크(peek) 재질로 이루어질 수 있으며,
상기 아이들 롤러는 플라비스(PLAVIS) 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 로봇암에 따르면, 기판의 정확한 적재 위치를 한정하여 기판을 정확한 위치에 적재하며, 적재된 기판이 이동 중에 움직이지 않도록 고정하는 기판 위치 한정 수단이 구비되어, 진공 중에서도 고속으로 기판을 이송할 수 있는 현저한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔드 이펙터의 구조를 도시하는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔드 이펙터 및 기판 위치 한정 수단의 구조를 도시하는 측면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
본 실시예에 따른 로봇암은 도 1에 도시된 바와 같이, 기판 위치 한정 수단(50)이 구비된 엔드 이펙터(100)를 가진다. 본 실시예에서 상기 기판 위치 한정 수단(50)은 상기 로봇 포크(10) 전단 및 후단에 각각 구비되어 기판 적재시에 원형의 기판(S)이 정확한 위치에 적재되도록 안내하며, 적재된 후에는 이송 중에 기판이 움직이는 것을 방지하는 역할을 한다.
상기 기판 위치 한정 수단(50)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 아이들 롤러(30)와 안착부재(40)를 포함하여 구성된다. 먼저 아이들 롤러(30)는 원형 기판을 적재하는 과정에서 기판(S)을 정확한 적재 위치로 안내하는 역할을 하며, 구체적으로 상기 아이들 롤러(30)는 자유 회전이 가능한 롤러로 구성될 수 있다.
본 실시예에서 이 아이들 롤러(30)는 상기 로봇 포크(10) 전단 중앙에 배치되며, 상기 원형 기판의 곡률과 일치되는 원형 외주면을 가지는 것이 바람직하다. 이렇게 아이들 롤러(30)가 기판의 곡률과 일치되는 원형 외주면을 가지면, 기판이 적재되는 과정에서 기판의 형상과 일치하므로, 기판의 위치 한정이 더욱 안정적으로 이루어지는 장점이 있다.
따라서 기판(S)이 적재되는 과정에서 기판이 어느 한 방향으로 치우친 경우에는, 기판의 일측 가장자리 부분이 상기 아이들 롤러(30)와 접촉하게 되고, 접촉된 기판 가장자리 부분이 자유 회전하는 아이들 롤러(30)의 회전에 의하여 자신의 위치로 이동한다.
그리고 본 실시예에서 이 아이들 롤러(30)는 기판(S) 모서리와 직접 접촉하므로, 접촉 과정에서 기판을 손상시키지 않도록 플라비스(PLAVIS) 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
다음으로 안착 부재(40)는 상기 로봇 포크(10)의 다수 지점에 상기 아이들 롤러(30)보다 낮은 높이로 형성되며, 상기 아이들 롤러(30)를 통하여 적재 위치로 안내된 기판(S)을 정확한 위치에 적재하는 동시에, 이송 중에 움직이지 않도록 고정한다. 따라서 본 실시예에서 상기 안착 부재(40)는 정확하게 상기 기판(S) 크기와 일치되는 위치에 각각 설치된다.
본 실시예에서 이 안착 부재(40)는 도 2에 도시된 바와 같이, 대구경의 하측 부재(44)와 소구경의 상측 부재(42)로 단차를 이루는 구조를 가지며, 상기 하측 부재(44)와 상측 부재(42)는 모두 그 측면이 경사지게 형성되는 것이, 기판 적재과정에서 기판이 용이하게 적재 위치로 슬라이딩되어 안착될 수 있으므로 바람직하다.
그리고 본 실시예에서는 이 안착부재(40)를 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 아이들 롤러의 양측 및 상기 로봇 포크의 말단에 각각 배치하는 것이, 최소한의 숫자로 안착부재를 설치하면서도 원형 기판을 안정적으로 위치 한정 및 고정할 수 있으므로 바람직하다.
또한 상기 안착 부재(40)도 기판(S)과 직접 접촉하므로 그 과정에서 기판이 손상을 방지하기 위하여 피크(peek) 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
한편 본 실시예에 따른 로봇암에서 상기 엔드 이펙터(100)를 제외한 나머지 로봇암과 구동원 등은 일반적인 로봇암의 그것과 실질적으로 동일하므로 그에 대한 설명은 생략한다.
10 : 로봇 포크 20 : 로봇 포크 결합부
30 : 한정 부재 40 : 아이들 롤러
50 : 기판 위치 한정 수단 100 : 엔드 이펙터

Claims (6)

  1. 원형 기판을 이송하는 로봇암에 있어서,
    로봇 포크 전단 및 후단에 기판 적재시 기판의 위치의 정확한 위치를 한정하고 이송 중에 원형 기판의 미동을 방지하는 기판 위치 한정 수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 로봇암.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판 위치 한정 수단은,
    기판 적재시 기판 모서리와 접촉하여 기판을 적재 위치 방향으로 이동시키는 아이들 롤러;
    상기 아이들 롤러에 이웃한 위치에 상기 아이들 롤러보다 낮은 높이로 경사지게 형성되어 기판을 적재 위치로 안착시키고 고정하는 안착 부재;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇암.
  3. 제2항에 있어서, 상기 아이들 롤러는,
    상기 로봇 포크 전단 중앙에 배치되며, 상기 원형 기판의 곡률과 일치되는 원형 외주면을 가지는 것을 특징으로 하는 로봇암.
  4. 제2항에 있어서, 상기 안착부재는,
    상기 아이들 롤러의 양측 및 상기 로봇 포크의 말단에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 로봇암.
  5. 제2항에 있어서, 상기 안착 부재는,
    피크(peek) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로봇암.
  6. 제2항에 있어서, 상기 아이들 롤러는,
    플라비스(PLAVIS) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로봇암.
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