WO2017122990A1 - 기판 반송용 로봇 - Google Patents

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WO2017122990A1
WO2017122990A1 PCT/KR2017/000333 KR2017000333W WO2017122990A1 WO 2017122990 A1 WO2017122990 A1 WO 2017122990A1 KR 2017000333 W KR2017000333 W KR 2017000333W WO 2017122990 A1 WO2017122990 A1 WO 2017122990A1
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WO
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support
space
ball screw
ball nut
substrate
Prior art date
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PCT/KR2017/000333
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English (en)
French (fr)
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김태현
김종욱
한성욱
강윤식
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현대로보틱스주식회사
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Priority claimed from KR1020160003123A external-priority patent/KR102314364B1/ko
Priority claimed from KR1020160003119A external-priority patent/KR102314362B1/ko
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J18/00—Arms
    • B25J18/02—Arms extensible
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65G47/74—Feeding, transfer, or discharging devices of particular kinds or types
    • B65G47/90—Devices for picking-up and depositing articles or materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
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    • F16H9/00—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members
    • F16H9/02—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion
    • F16H9/04—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes
    • F16H9/12—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations

Definitions

  • This invention relates to the board
  • the robot executes programs according to the purpose by executing programs necessary for the operation through a control device, and is widely used in various industrial fields.
  • the substrate transfer robot is widely used in the semiconductor manufacturing field or the flat panel display device manufacturing field, and transfers the substrate loaded on the cassette to the substrate processing apparatus, transfers the substrate of the substrate processing apparatus to the cassette, or any one substrate.
  • the substrate is transferred from the processing apparatus to the other substrate processing apparatus.
  • the substrate transfer robot is installed on a transport rail installed on the floor of the workplace, the linear movement portion is installed in a direction parallel to the floor, the linear movement portion is supported by one end side of the linear movement portion to move together with the linear movement portion
  • a rotary motion part rotatably installed based on a portion supported by the linear motion part, a lower end side supported on the other end side of the rotary motion part to move together with the rotary motion part, and a support part substantially perpendicular to the linear motion part, the support part
  • a substrate support part having a multi-axis multi-joint structure installed on the lifting part and capable of supporting the substrate while moving with the lifting part.
  • the lifting unit includes a driving motor, a ball screw rotating by the driving motor, and a ball nut installed on the ball screw and moving up and down as the ball screw rotates. Then, the substrate support portion is supported on the ball nut side to move up and down together with the ball nut. That is, the lifting unit rotates the ball screw, and the ball nut is lifted by the rotation of the ball screw to raise and lower the substrate support.
  • the conventional substrate transfer robot as described above has a disadvantage in that it is relatively restricted in increasing the lifting height of the substrate support.
  • the length of the ball screw in order to increase the height of the substrate support, the length of the ball screw must be increased.
  • the ball screw since the ball screw is rotated, there is a relatively limited in lengthening the length of the ball screw by vibrating rotation generated when the ball screw is rotated. Therefore, there is a limitation in raising the lifting height of the substrate support.
  • the ball screw in order to prevent the ball screw from being damaged by the vibration rotation generated when the ball screw is rotated, the ball screw must be installed in a balanced manner, which makes the installation inconvenient.
  • An object of the present invention may be to provide a substrate transfer robot that can solve all the problems of the prior art as described above.
  • another object of the present invention may be to provide a substrate transfer robot that is relatively less constrained in increasing the elevation of the substrate support.
  • Another object of the present invention may be to provide a substrate transfer robot that can easily install a ball screw.
  • the substrate transfer robot includes a linear movement unit installed to enable linear movement; One side is supported by the linear movement portion to move with the linear movement portion and the rotational movement portion is rotatably installed based on the portion supported by the linear movement portion; A lower end portion supported on the other side of the rotary motion part to support the rotary motion part; A lifter having a lower end and an upper end supported by the support part, and having a ball screw rotatably installed on the ball screw and having a ball nut which is lifted along the ball screw as the ball screw rotates; It may be connected to the ball nut side may include a substrate support for lifting and lifting with the ball nut to support the substrate.
  • the substrate transfer robot includes a linear movement unit installed to enable linear movement; One side is supported by the linear movement portion to move with the linear movement portion and the rotational movement portion is rotatably installed based on the portion supported by the linear movement portion; A lower end portion supported on the other side of the rotary motion part to support the rotary motion part; A lower end and an upper end are supported by the support part and fixed to a ball screw, a ball nut rotatably installed on the ball screw, and a ball nut lifting along the ball screw as it rotates, and an upper surface of the ball nut above the upper side.
  • An elevating portion having an inner ring installed at a portion of a ball screw and having a bearing lifted by the ball nut; It is connected to the bearing side may include a substrate support for supporting the substrate by lifting up and down with the ball nut.
  • the ball screw of the lifting unit is fixed, and the ball nut is rotatably installed on the ball screw to move up and down along the ball screw while rotating forward and backward, and the substrate supporting unit is moved by lifting the ball nut. Go up and down. Then, since the long ball screw does not rotate, the ball screw is prevented from being damaged by the vibration rotation, and thus the length of the ball screw can be formed relatively long. Therefore, in raising the lifting height of the substrate support, there may be an effect that is relatively less restricted.
  • a ball nut is provided on the outer circumferential surface of the ball screw of the lifting portion, and a bearing is provided on the outer circumferential surface of the ball screw on the upper side of the ball nut.
  • the ball screw is divided into a plurality of zones by the support member, so that the length of the ball screw is shortened. Therefore, there may be an effect that can be relatively prevented from deformation of the ball screw.
  • the ball nut when two drive motors for rotating the ball nut are provided, even if an abnormality occurs in any one of the drive motors, the ball nut can be rotated using the other drive motor, thereby improving the continuity of work. In this case, the ball nut may be prevented from falling by another driving motor which is not broken.
  • FIG. 1 is a perspective view of a robot for transporting a substrate according to a first embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is an exploded perspective view of the main portion of the lifting unit shown in FIG.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the bearing portion shown in FIG.
  • Figure 4 is an exploded perspective view of the main portion of the robot for substrate transport according to the second embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a schematic side view showing the operation of the support member shown in FIG.
  • FIG. 6 is a schematic side view showing another example of use of the support member shown in FIG.
  • Figure 7 is a schematic side view showing a modification of the support member shown in FIG.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of main parts of the robot for substrate transport according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view of a robot for transporting a substrate according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view illustrating main parts of the lifting unit illustrated in FIG. 9.
  • FIG. 11 is an enlarged perspective view of the bearing portion shown in FIG. 10.
  • FIG. 12 is an exploded perspective view of main parts of the robot for transporting a substrate according to the fifth embodiment of the present invention.
  • Figure 13 is a schematic side view showing the operation of the support member shown in FIG.
  • FIG. 14 is a schematic side view showing another example of use of the support member shown in FIG.
  • FIG. 15 is a schematic side view showing a modification of the support member shown in FIG. 13; FIG.
  • FIG. 16 is an exploded perspective view of main parts of the robot for transporting a substrate according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG 17 is a perspective view of a robot for transporting a substrate according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is an enlarged perspective view of the supporting part and the lifting part shown in FIG. 17;
  • FIG. 19 is a plan sectional view of the supporting part and the lifting part shown in FIG. 18; FIG.
  • FIG. 20 is a partially exploded perspective view of the support and the lifting unit shown in FIG. 18;
  • FIG. 21 is an exploded perspective view of the bearing portion shown in FIG. 20;
  • FIG. 22 is an exploded perspective view of main parts of the robot for transporting a substrate according to the eighth embodiment of the present invention.
  • At least one should be understood to include all combinations which can be presented from one or more related items.
  • the meaning of "at least one of the first item, the second item, and the third item" means not only the first item, the second item, or the third item, but also two of the first item, the second item, and the third item. A combination of all items that can be presented from more than one.
  • first item, second item and / or third item means two items of first item, second item or third item as well as first item, second item or third item. It means a combination of all items that can be presented from the above.
  • FIG. 1 is a perspective view of a robot for transporting a substrate according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of main parts of the lifting unit shown in FIG. 1
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the bearing part shown in FIG. 2.
  • the substrate transfer robot may be installed and used in a clean room for manufacturing a semiconductor or flat panel display device, and includes a linear motion part 110, a rotation motion part 120, and a support part ( 130, the lifting unit 140 and the substrate support unit 170 may be included.
  • the substrate S such as glass or silicon wafer loaded on the cassette is transferred to the substrate processing apparatus, the substrate of the substrate processing apparatus is transferred to the cassette, or the other substrate processing in one substrate processing apparatus.
  • the substrate can be transferred to the device.
  • a base 50 having a rail shape may be installed at the bottom of the clean room, and the linear movement part 110 may be installed at the base 50 so as to be capable of linear reciprocating horizontally in a direction parallel to the bottom of the clean room.
  • the linear movement unit 110 may be directly installed on the bottom of the clean room. In this case, a plurality of wheels may be rotatably installed on the lower surface of the linear movement unit 110.
  • the rotary motion part 120 may be supported by one end side of the linear motion part 110 to move together with the linear motion part 110.
  • the rotary movement unit 120 may be rotatably installed with respect to the linear movement unit 110 based on the portion supported by the linear movement unit 110.
  • the support unit 130 may be supported by the lower end side on the other end side of the rotary motion unit 120 to move together with the rotary motion unit 120.
  • the support unit 130 may include a support frame 131 having a predetermined length and a cover 135 surrounding a portion of an outer portion of the support frame 131, and may be substantially orthogonal to the linear movement unit 110.
  • the lifting unit 140 may be supported by the support unit 130 to move up and down along the longitudinal direction of the support unit 130, and the substrate support unit 170 may be installed at the lifting unit 140 to move up and down together with the lifting unit 140. can do.
  • the substrate support unit 170 may include a plurality of arms 171 of a multi-axis multi-joint structure rotatably installed based on the interconnected portions.
  • any one arm 171 positioned at the outermost part may be rotatably installed on the lifting unit 140, and the substrate S may be mounted at an end of the other arm 171 positioned at the outermost part.
  • Supported spokes 173 may be rotatably installed.
  • the substrate support unit 170 may be provided in plural numbers with a vertical gap therebetween.
  • the linear motion part 110 is moved, the rotary motion part 120 is rotated, and the substrate support part 170 is positioned on the substrate S side to be conveyed.
  • the lifting unit 140 is lifted to position the spokes 173 of the substrate support unit 170 to the lower side of the substrate S to be conveyed, and then the arms 171 connected to each other are rotatably extended to form the spokes 173.
  • the lifting unit 140 is raised to mount the substrate S to be conveyed on the spokes 173, and then the arms S 171 that are connected to each other in a rotatable manner are folded to carry out the substrate S to be conveyed. do.
  • the above-described operations may be performed in an appropriate order to carry the exported substrate S into a desired place.
  • the lifting unit 140 will be described.
  • the lifting unit 140 may lift and lower the substrate support unit 170, and the ball screw 141, the ball nut 142, the driving motor 144, the housing 146, the bearing 147, and the guide rail 148. And a lifting block 149.
  • the ball screw 141 may be fixed to the lower end and the upper end to the support part 130 to be substantially perpendicular to the linear motion part 110, and the ball nut 142 may be rotatably installed on the ball screw 141. . At this time, the ball nut 142 may be elevated along the ball screw 141 as the forward and reverse rotation.
  • the outer circumferential surface of the ball screw 141 and the inner circumferential surface of the ball nut 142 may be formed to correspond to each other, the ball may be interposed in the spiral groove.
  • the ball helps the ball nut 142 to rotate smoothly on the outer circumferential surface of the ball screw 141.
  • the drive motor 144 may provide a rotational force for rotating the ball nut 142.
  • pulleys 143 and 145 may be formed on the rotation axis of the ball nut 142 and the drive motor 144, respectively, and the pulley 143 And pulley 145 may be interconnected by a belt. Therefore, the ball nut 142 is rotated by the drive motor 144.
  • the housing 146 may be elevated together with the ball nut 142 through a bearing 147 to be described later, and a driving motor 144 may be supported and installed therein, and an arm (eg, a substrate support part 170) may be provided on an outer surface thereof. An end of 171 may be rotatably installed.
  • a bearing 147 may be interposed between the ball nut 142 and the housing 146.
  • the inner ring of the bearing 147 may be coupled to the outer circumferential surface of the ball nut 142, and the outer ring of the bearing 147 may be coupled to the housing 146. Then, since the housing 146 does not rotate even when the ball nut 142 rotates, the ball nut 142 may move up and down along the ball screw 141. For this reason, the bearing 147 raises and lowers the housing 146 while raising and lowering together with the ball nut 142, and the board
  • a protruding block 147a coupled to the housing 146 may be formed at the outer ring of the bearing 147.
  • the guide rail 148 and the first elevating block 149 may support the housing 146 in a stable elevating manner and further prevent the housing 146 from rotating.
  • the guide rail 148 may be installed on the support 130 in parallel with the ball screw 141, and the first lifting block 149 may be installed on the guide rail 148 to be elevated.
  • the housing 146 may be coupled to the first lifting block 149. Then, the housing 146 is stably elevated together with the ball nut 142 by the guide rail 148 and the first lifting block 149, and the housing 146 is further prevented from rotating.
  • the guide rail 148 may be installed at both sides with the ball screw 141 interposed therebetween.
  • the ball screw 141 of the lifting unit 140 is fixedly installed.
  • the ball nut 142 is rotatably installed on the ball screw 141 and moves up and down along the ball screw 141 while being rotated forward and backward, and the substrate support unit 170 is lifted by lifting the ball nut 142. That is, since the long ball screw 141 does not rotate, the ball screw 141 can be prevented from being damaged by the vibration rotation. Then, since the length of the ball screw 141 can be formed relatively long, it is possible to increase the lifting height of the substrate support unit 170, it can be relatively less restricted. Since the ball screw 141 does not rotate, the ball screw 141 can be easily installed.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing main parts of the robot for transporting the substrate according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a schematic side view illustrating the operation of the supporting member shown in FIG. 4.
  • the substrate transport robot may include a support module 250 for supporting the ball screw 241 to prevent the ball screw 241 from being deformed.
  • the support module 250 is a substrate in which a long ball screw 241 is coupled to an outer surface of the drive motor 144 (see FIG. 2) installed inside the housing 246 and the housing 246. Deformation by the load of the support part 170 (refer FIG. 1) can be prevented.
  • the support module 250 may be installed to be elevated along the ball screw 241, may partition the ball screw 241 into a plurality of zones, may be supported on the guide rail 248 side, and a support member. 251, a bush 253, and a second lifting block 255.
  • the support member 251 has a connection part 251b for integrally connecting the support tube 251a and the support tube 251a which are installed to surround portions of the ball screw 241 located above and below the ball nut, respectively.
  • the bush 253 is installed on the inner circumferential surface of each support tube 251a to be in contact with the ball screw 241, and the second lifting block 255 is installed on the guide rail 248 to be lifted and supported at the same time.
  • the connection part 251b of the member 251 may be coupled. Therefore, the supporting member 251 is supported by the guide rail 248 via the second lifting block 255.
  • connection portion 251b of the support member 251 may contact the upper surface of the housing 246, whereby the support member 251 may be elevated by the lifting housing 246.
  • the ball screw 241 is in contact with the bush 253 of the support module 250, the ball screw 241 is divided into a plurality of zones, the length of the ball screw 241 is shortened. Because of this, the deformation of the ball screw 241 can be relatively prevented.
  • FIG. 6 is a schematic side view showing another example of the use of the support member shown in FIG. 5, and illustrates only differences from FIG. 5.
  • the support member 251 of the support module 250 may be elevated in conjunction with the ball nut 142 (see Fig. 1).
  • the protruding block 247a and the support member 251 coupled to the ball nut 142 to move up and down together with the ball nut 142 so that the ball nut 142 and the support member 251 can move up and down are interlocked with each other. May be interconnected by modules 260.
  • the power transmission module 260 is rotatably installed on the first belt 261 and the support 130 (see FIG. 1) connected to the protruding block 247a, and is provided at both ends of the first belt 261.
  • the first rotating support 263 is supported, the second belt 265 connected to the support member 251, the support rotatably installed on the support 130, the second end of the second end of the second belt 265 is supported It may include a gear assembly (not shown) for transmitting the rotational force of the rotary support 267 and the first rotary support 263 to the second rotary support 267.
  • the first belt 261 rotates while lifting up and the first rotation support 263 is rotated.
  • the rotational force of the first rotary support 263 is transmitted to the second rotary support 267 by the gear assembly, and the second belt 265 is moved up and down by the second rotary support 267.
  • the support member 251 is lifted by the second belt 265, the support member 251 is lifted in conjunction with the ball nut 142.
  • first rotary support 263 and the second rotary support 267 are formed in the same size and connected concentrically, the gear assembly may be removed.
  • FIG. 7 is a schematic side view showing a modified example of the support member shown in FIG. 5, and illustrates only differences from FIG. 5.
  • the support tube 251c of the support member 251 is formed long, and the lower end surface of the support tube 251c located on the upper side of the support tube 251c is the ball nut 142.
  • the support member 251 can be elevated by the lifting ball nut 142.
  • Fig. 8 is an exploded perspective view of the main portion of the robot for transporting a substrate according to the third embodiment of the present invention, and describes only the differences from the first embodiment.
  • the substrate transfer robot according to the third embodiment of the present invention may be provided with two drive motors 344, the pulleys 345 may be formed on the rotation axis of each drive motor 344, respectively.
  • the ball nut 342 may be formed with a first pulley 343a and a second pulley 343b which are mutually partitioned with the pulley 345 of each driving motor 344 via a belt.
  • the ball nut 342 may be rotated using the other driving motor 344, thereby improving the continuity of the work.
  • using two drive motors having a small capacity may reduce costs compared to using one drive motor having a large capacity.
  • the configuration of the substrate transfer robot according to the third embodiment of the present invention can be applied to the substrate transfer robot according to the first, second and modifications of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view of a robot for transporting a substrate according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view of main parts of the lifting unit shown in FIG. 9, and
  • FIG. 11 is an enlarged perspective view of the bearing part shown in FIG. 10.
  • the substrate transport robot according to the fourth embodiment of the present invention may be installed and used in a clean room for manufacturing a semiconductor or flat panel display device, and includes a linear motion part 410, a rotation motion part 420, and a support part ( 430, the lifting unit 440, and the substrate supporting unit 470 may be included.
  • the substrate S such as glass or silicon wafer loaded on the cassette is transferred to the substrate processing apparatus, the substrate of the substrate processing apparatus is transferred to the cassette, or the other substrate processing in one substrate processing apparatus.
  • the substrate can be transferred to the device.
  • a base 450 having a rail shape may be installed at the bottom of the clean room, and the linear movement part 410 may be installed at the base 450 so as to be capable of linear reciprocating horizontally in a direction parallel to the bottom of the clean room.
  • the linear motion part 410 may be directly installed on the bottom of the clean room.
  • a plurality of wheels may be rotatably installed on the lower surface of the linear motion part 410.
  • the rotary motion part 420 may be supported by one end side of the linear motion part 410 to move together with the linear motion part 410.
  • the rotary movement unit 420 may be rotatably installed with respect to the linear movement unit 410 based on the portion supported by the linear movement unit 410.
  • the support part 430 may be supported by the lower end side on the other end side of the rotary motion part 420 to move together with the rotary motion part 420.
  • the support part 430 may include a support frame 431 having a predetermined length and a cover 435 surrounding a portion of an outer portion of the support frame 431, and may be substantially orthogonal to the linear movement part 410.
  • the elevating part 440 may be supported by the support part 430 to elevate along the longitudinal direction of the support part 430, and the substrate support part 470 may be installed on the elevating part 440 to elevate with the elevating part 440. can do.
  • the substrate support 470 may include a plurality of arms 471 having a multi-axis multi-joint structure rotatably installed based on the interconnected portions.
  • any one arm 471 positioned at the outermost part may be rotatably installed on the lifting unit 440, and the substrate S may be mounted at an end of the other arm 471 positioned at the outermost part.
  • Supported spokes 473 may be rotatably installed.
  • the substrate support part 470 may be provided in plural numbers with a vertical gap therebetween.
  • the linear motion part 410 is moved, the rotary motion part 420 is rotated, and the substrate support part 470 is positioned on the substrate S side to be conveyed.
  • the lifting unit 440 is raised and lowered so that the spokes 473 of the substrate support unit 470 are positioned below the substrate S to be conveyed, and then the arms 471 connected to each other are rotatably extended to form the spokes 473.
  • the lifting unit 440 is raised to mount the substrate S to be conveyed on the spokes 473, and then, when the arms 471 connected to each other are rotatably folded, the substrate S to be conveyed is carried out. do.
  • the above-described operations may be performed in an appropriate order to carry the exported substrate S into a desired place.
  • the lifting unit 440 will be described.
  • the lifting unit 440 may raise and lower the substrate support unit 470, and the ball screw 441, the ball nut 442, the driving motor 444, the housing 446, the bearing 447, and the guide rail 448. And a lifting block 449.
  • the ball screw 441 may have a lower end and an upper end fixed to the support part 430 to be substantially perpendicular to the linear motion part 410, and the ball nut 442 may be rotatably installed on the ball screw 441. . At this time, the ball nut 442 may be elevated along the ball screw 441 as the forward and reverse rotation.
  • the outer circumferential surface of the ball screw 441 and the inner circumferential surface of the ball nut 442 may be formed to correspond to each other, the ball may be interposed in the spiral groove.
  • the ball helps the ball nut 442 to rotate smoothly on the outer circumferential surface of the ball screw 441.
  • the drive motor 444 may provide a rotational force for rotating the ball nut 442.
  • pulleys 443 and 445 may be formed on the rotation shafts of the ball nut 442 and the drive motor 444, respectively, and the pulley 443 And pulley 445 may be interconnected by a belt. Therefore, the ball nut 442 is rotated by the drive motor 444.
  • the drive motor 444 may be supported in the housing 446, and an end of the arm 471 of the substrate support 470 may be rotatably installed in the outer surface of the housing 446.
  • the housing 446 may be coupled to the bearing 447 to move up and down together with the bearing 447. This will be described later.
  • the bearing 447 can be lifted up and down by the ball nut 442 so that the bearing 447 can be raised and lowered on the site
  • the inner ring of the bearing 447 may be installed in the ball screw 441, and the outer ring may be coupled to the housing 446. Due to constraints of the installation space, it may be difficult to directly couple the outer ring of the bearing 447 with the housing 446. For this reason, a protruding block 447a coupled to the housing 446 may be formed at the outer ring of the bearing 447.
  • the housing 446 Since the housing 446 is located outside the support part 430 and cannot rotate about the ball screw 441, when the ball nut 442 rotates, the ball nut 442 moves up and down along the ball screw 441. will be.
  • the guide rail 448 and the first elevating block 449 may support the housing 446 so that the housing 446 can be raised and lowered in a stable manner and further prevent the housing 446 from rotating.
  • the guide rail 448 may be installed on the support part 430 in parallel with the ball screw 441, and the first lifting block 449 may be installed on the guide rail 448 to be elevated.
  • the housing 446 may be coupled to the first lifting block 449. Then, since the housing 446 is prevented from being rotated by the guide rails 448 and the first elevating block 449, the housing 446 is raised and lowered together with the ball nut 442.
  • the guide rail 448 may be installed at both sides with the ball screw 441 interposed therebetween.
  • a ball nut 442 is installed on the outer circumferential surface of the ball screw 441, and a bearing 447 is provided on the outer circumferential surface of the ball screw 441 above the ball nut 442. This is installed.
  • the elevating portion 440 and the elevating portion (440) are compared with the conventional substrate transfer robot provided with bearings on the outer circumferential surface of the ball nut.
  • the volume in the radial direction of the ball screw 441 of the support 430 is installed 440 is reduced.
  • the ball screw 441 of the elevating unit 440 is fixedly installed, the ball nut 442 is rotatably installed on the ball screw 441, while moving forward and backward, lifting along the ball screw 441, the ball nut
  • the substrate support part 470 moves up and down by raising and lowering 442. That is, since the ball screw 441 does not rotate, the ball screw 441 can be prevented from being damaged by the vibration rotation. Then, since the length of the ball screw 441 can be formed to be relatively long, the height of the lifting height of the substrate support 470 can be relatively less restricted. Since the ball screw 441 does not rotate, the ball screw 441 can be easily installed.
  • FIG. 12 is an exploded perspective view of main parts of the robot for transporting a substrate according to the fifth embodiment of the present invention
  • FIG. 13 is a schematic side view illustrating the operation of the supporting member shown in FIG. 12.
  • the substrate transfer robot may include a support module 550 supporting the ball screw 541 to prevent the ball screw 541 from being deformed.
  • the support module 550 is a substrate in which a long ball screw 541 is coupled to an outer surface of the housing 546 and the drive motor 444 (see FIG. 10) installed inside the housing 546. Deformation by the load of the support part 470 (refer FIG. 9) can be prevented.
  • the support module 550 may be installed to be elevated along the ball screw 541, may partition the ball screw 541 into a plurality of zones, may be supported on the guide rail 548 side, the support member 551, a bush 553, and a second lifting block 555.
  • the support member 551 integrally supports the support tube 551a and the support tube 551a which are formed to surround portions of the ball screw 541 positioned below the ball nut 542 and the upper side of the bearing 547. It has a connecting portion 551b for connecting.
  • the bush 553 may be installed on the inner circumferential surface of each support tube 551a to be in contact with the ball screw 541, and the second lifting block 555 may be installed on the guide rail 548 to be lifted and supported.
  • the connecting portion 551b of the member 551 may be coupled. Therefore, the supporting member 551 is supported by the guide rail 548 via the second lifting block 555.
  • the upper portion of the connecting portion 551b of the support member 551 may contact the upper surface of the housing 546, whereby the support member 551 may be elevated by the housing 546 which is elevated.
  • the ball screw 541 is in contact with the bush 553 of the support module 550, the ball screw 541 is divided into a plurality of zones, the length of the ball screw 541 is shortened. As a result, the deformation of the ball screw 541 can be relatively prevented.
  • FIG. 14 is a schematic side view showing another example of the use of the support member shown in FIG. 13, and illustrates only differences from FIG.
  • the support member 551 of the support module 550 may be elevated in conjunction with the ball nut 542.
  • the ball nut 542 and the support member 551 may be connected to each other by the power transmission module 560 so that the ball nut 542 and the support member 551 can move up and down.
  • the power transmission module 560 is rotatably installed on the first belt 561 and the support part 430 (see FIG. 9) connected to the ball nut 542 and is provided at both ends of the first belt 561.
  • the first rotary support 563 rotates, and the rotational force of the first rotary support 563 is controlled by the gear assembly. It is transmitted to the two rotary support (567). Then, since the second belt 565 is moved up and down by the second rotary support 567, the support member 551 is moved up and down by the second belt 565. For this reason, the support member 551 moves up and down in conjunction with the ball nut 542.
  • the gear assembly may be removed.
  • FIG. 15 is a schematic side view showing a modification of the support member shown in FIG. 13, and only a difference from FIG. 13 will be described.
  • the support tube 551c of the support member 551 is formed long, so that the lower end surface of the support tube 551c located on the upper side of the support tube 551c is connected to the bearing 547.
  • the support member 551 can be lifted by the lifting ball nut 542.
  • Fig. 16 is an exploded perspective view of the main parts of the robot for transporting a substrate according to the sixth embodiment of the present invention, and only the differences from the fourth embodiment will be described.
  • the substrate transport robot may be provided with two drive motors 644, the pulleys 645 may be formed on the rotation axis of each drive motor 644, respectively.
  • the ball nut 642 may be provided with a first pulley 643a and a second pulley 643b which are mutually partitioned with the pulleys 645 of the driving motors 644 and the belts.
  • the ball nut 642 can be rotated using the other driving motor 644, thereby improving the continuity of the work.
  • using two drive motors having a small capacity may reduce costs compared to using one drive motor having a large capacity.
  • the structure of the substrate transfer robot according to the sixth embodiment of the present invention can be applied to the substrate transfer robot according to the fourth, fifth and modifications of the present invention.
  • FIG. 17 is a perspective view of a robot for transporting a substrate according to a seventh embodiment of the present invention
  • FIG. 18 is an enlarged perspective view of the supporting part and the lifting part shown in FIG. 17.
  • the substrate transfer robot according to the seventh embodiment of the present invention may be installed and used in a clean room for manufacturing a semiconductor or flat panel display device, and has a linear movement portion 710 and a rotation movement portion 720.
  • the controller may include an adjuster, a support 730, a lift 760, and a substrate support 770.
  • the substrate S such as glass or silicon wafer loaded on the cassette is transferred to the substrate processing apparatus, the substrate of the substrate processing apparatus is transferred to the cassette, or the other substrate processing in one substrate processing apparatus.
  • the substrate can be transferred to the device.
  • a base 750 in the form of a rail may be installed at the bottom of the clean room, and the linear movement part 710 of the position adjusting part may be installed at the base 750 to linearly reciprocate horizontally in a direction parallel to the bottom of the clean room. Can be installed.
  • the linear motion part 710 may be directly installed on the bottom of the clean room. In this case, a plurality of wheels may be rotatably installed on the lower surface of the linear motion part 710.
  • the rotary motion part 720 of the position adjusting part may be supported by one end side of the linear motion part 710 to move together with the linear motion part 710.
  • the rotation unit 720 may be rotatably installed with respect to the linear unit 710 based on the portion supported by the linear unit 710.
  • the substrate support unit 770 may be moved to the substrate S side to be conveyed.
  • the support part 730 is supported on the other end side of the rotary motion part 720 so as to move together with the rotary motion part 720, and the lifting part 760 is supported by the support part 730 and is supported by the support part 730. Can be moved up and down along the longitudinal direction.
  • the support part 730 and the elevation part 760 are mentioned later.
  • the substrate support part 770 may be installed at the lifting part 760 to move up and down together with the lifting part 760.
  • the substrate support 770 may include a plurality of arms 771 having a multi-axis multi-joint structure rotatably installed based on the interconnected portions. In this case, any one arm 771 positioned at the outermost side may be rotatably installed at the lifting unit 760, and the substrate S may be mounted at an end of the other arm 771 positioned at the outermost side. Supported spokes 773 may be rotatably installed.
  • the substrate support part 770 may be provided in plural numbers with a vertical gap therebetween.
  • the linear motion part 710 is moved, the rotary motion part 720 is rotated, and the substrate support part 770 is positioned on the substrate S side to be conveyed.
  • the lifting unit 760 is elevated to position the spokes 773 of the substrate supporting unit 770 to the lower side of the substrate S to be conveyed, and then the arms 771 that are rotatably connected to each other are opened to form the spokes 773.
  • the lifting unit 760 is raised to mount the substrate S to be conveyed on the spokes 773, and then the arms S71 which are connected to each other in a rotatable manner are folded. do.
  • the above-described operations may be performed in an appropriate order to carry the exported substrate S into a desired place.
  • FIG. 19 is a plan sectional view of the supporting part and the lifting part shown in FIG. 18, and FIG. 20 is a partially exploded perspective view of the supporting part and the lifting part shown in FIG. 18.
  • the support 730 may include a support pillar 731, a first extension rib 733, a second extension rib 735, a first cover 737, and a second cover 739. .
  • a plurality of spaces 730a, 730b, 730c, and 730d may be formed in the support 730, and each of the spaces 730a, 730b, 730c, and 730d may be partitioned with each other.
  • Some parts of the lifting unit 760 may be installed in each of the divided spaces 730a, 730b, 730c, and 730d of the support unit 730.
  • some parts of the lifting part 760 may not be installed in at least one space 730d, and the lifting part 760.
  • Each of the spaces 730a, 730b, and 730c of the support part 730 in which some parts are installed may be sealed by the second cover 739 and the seal belt 741, 743, and 745, respectively.
  • the support pillar 731 may be formed as a hollow body having a substantially rectangular cross-section, and a recessed portion recessed toward the rear side may be formed on the front surface thereof.
  • the depression may form a first space 730a, and the interior of the support pillar 731 may be formed as a fourth space 730d, which will be described later.
  • the first extension ribs 733 and the second extension ribs 735 may be formed to extend outwardly from both rear edge portions of the support pillar 731.
  • the first cover 737 is a rear surface of the support pillar 731, the first extension rib 733 and the second extension rib, the outer side of both sides of the support pillar 731, and the first extension rib 733 and the second extension rib A portion of the front side of the support pillar 731 facing 735 can be covered.
  • the second cover 739 may cover the top surface of the first cover 737.
  • a space may be formed by the depression, a space may be formed by the left side surface of the first extension rib 733 and the support pillar 731 and the first cover 737, and the second extension rib.
  • a space may be formed by the right side of the 735 and the support cover 731 and the first cover 737, and a space may be formed inside the support pillar 731.
  • the space formed by the recessed portion is the first space 730a, the space formed by the left side of the first extension rib 733 and the support pillar 731 and the first cover 737, the second space 730b, a support column covered by the third space 730c and the second cover 739 for the space formed by the right side of the second extension rib 735 and the support pillar 731 and the first cover 737.
  • the space inside 731 is called a fourth space 730d.
  • the lifting unit 760 are installed in the first space 730a, the second space 730b, and the third space 730c, respectively, and a part of the lifting unit 760 is installed in the fourth space 730d. The part is not installed.
  • the first space 730a, the second space 730b, and the third space 730c may be sealed by the second cover 739 and the seal belts 741, 743, and 745, respectively.
  • a separate cover for sealing the lower side of the first space 730a to the third space 730c may also be installed on the bottom surface of the first cover 737.
  • the fourth space 730d in which some parts of the lifting unit 760 is not installed may be divided into a clean space 730da and a non-clean space 730db.
  • the clean space 730da is not in communication with the first space 730a and is not covered by the second cover 739
  • the non-clean space 730db is in communication with the first space 730a and the second cover 739. Is covered.
  • the portion of the second cover 739 corresponding to the clean space 730da may be opened so that the clean space 730da is not covered by the second cover 739.
  • a communication hole 731a (see FIG. 20) may be formed at a lower portion of the front surface of the support pillar 731, and the first space 730a may be formed.
  • the unclean space 730db may be sealed together by a seal belt 741 that seals the second cover 739 and the first space 730a.
  • an outlet 731b for discharging particles of the first space 730a generated in some parts of the lifting unit 760 to the outside through the non-clean space 730db (FIG. 20). Can be formed).
  • the outlet 731b may be in communication with a suction module such as a suction fan.
  • discharge ports 737a and 737b may be formed at the lower left side portion of the first cover 737 and the lower right side portion of the first cover 737, respectively. Particles of the second space 730b generated in some parts of the elevator 760 and particles of the third space 730c generated in some parts of the elevator 760 may be discharged to the outside through the 737a and 737b. have. Naturally, each outlet 737a and 737b may also be in communication with the suction module.
  • Particles may be discharged by installing suction modules corresponding to the respective discharge ports 731b, 737a, and 737b, or particles may be discharged through each discharge port 731b, 737a, and 737b using one suction module. You may.
  • FIG. 21 is an exploded perspective view of the bearing portion shown in FIG. 20.
  • the lifting unit 760 may be installed on the support unit 730 to elevate the substrate support unit 770, and the ball screw 761, the ball nut 762, the driving motor 764, the housing 766 ), A bearing 767, a first guide rail 768a, a first lifting block 768b, a second guide rail 769a, and a second lifting block 769b.
  • the ball screw 761 may be fixedly installed in the first space 730a to be substantially perpendicular to the linear motion part 710, and the lower end and the upper end may be supported by the upper portion and the lower portion of the support pillar 731.
  • the ball nut 762 may be rotatably installed on the ball screw 761, and the ball nut 762 may move up and down along the ball screw 761 as it rotates forward and backward. That is, the ball screw 761 is fixed, and the ball nut 762 rotates to move up and down along the ball screw 761.
  • the non-clean space 730db of the first space 730a and the fourth space 730d may be sealed by the second cover 739 and the seal belt 741.
  • the particles are generated when the ball nut 762 moves up and down.
  • particles generated during the lifting and lowering of the ball nut 762 remain in the first space 730a in a relatively narrow space, and are not scattered in the first space 730a by the suction module. Can be discharged.
  • the outer circumferential surface of the ball screw 761 and the inner circumferential surface of the ball nut 762 may be formed to correspond to each other, the ball may be interposed in the spiral groove. The ball helps the ball nut 762 to rotate smoothly on the outer circumferential surface of the ball screw 761.
  • the driving motor 764 may provide a rotational force for rotating the ball nut 762.
  • pulleys 763 and 765 may be formed on the rotation axis of the ball nut 762 and the drive motor 764, respectively, and the pulley 763. And pulley 765 may be interconnected by a belt. Therefore, the ball nut 762 is rotated by the drive motor 764.
  • the drive motor 764 may be supported in the housing 766, and an end of the arm 771 of the substrate support 770 may be rotatably installed in the outer surface of the housing 766.
  • the housing 766 may be located outside the first space 730a enclosed by the seal belt 741, may be coupled to the bearing 767, and may be elevated together with the bearing 767. This will be described later.
  • the bearing 767 is provided to be elevated on the site of the upper ball screw 761 on the upper surface of the ball nut 762, and can be elevated by the ball nut 762. That is, the bearing 767 is installed in the area of the ball screw 761 in the upper direction of the ball nut 762, the bearing 767 can be formed in a straight line and the longitudinal direction of the ball nut 762. have.
  • the inner ring of the bearing 767 may be installed in the ball screw 761, and the outer ring may be coupled to the housing 766. Due to constraints of the installation space, it may be difficult to directly couple the outer ring of the bearing 767 with the housing 766. For this reason, a protruding block 767a coupled to the housing 766 may be formed on the outer ring of the bearing 767.
  • the housing 766 Since the housing 766 is located outside the support part 730 and cannot rotate about the ball screw 761, when the ball nut 762 rotates, the ball nut 762 moves up and down along the ball screw 761. will be.
  • the first guide rail 768a, the first lifting block 768b, and the second guide rail 769a and the second lifting block 769b support the housing 766 in a stable lifting mode and at the same time, the housing 766. ) Can be further prevented from rotating.
  • first guide rail 768a and the second guide rail 769a are provided on the left and right sides of the support pillar 731 forming the second space 730b and the third space 730c, respectively.
  • Parallel to the ball screw 761, and the first lifting block 768b and the second lifting block 769b can be mounted on the first guide rail 768a and the second guide rail 769a.
  • the housing 766 may be coupled to the first lifting block 768b and the second lifting block 769b, respectively. Then, the housing 766 is prevented from being rotated by the first guide rail 768a, the first lifting block 768b, and the second guide rail 769a and the second lifting block 769b.
  • the ball nut 762 moves up and down stably.
  • the first elevating block 768b is physically coupled to the first guide rail 768a to elevate
  • the second elevating block 769b is physically coupled to the second guide rail 769a to elevate.
  • Particles are generated during the lifting and lowering of 768b and the second lifting block 769b.
  • Particles generated during the lifting of the first lifting block 768b and the second lifting block 769b remain in the second space 730b and the third space 730c, which are relatively narrow spaces, respectively, and the suction module As a result, the second space 730b and the third space 730c may be discharged to the outside of the support part 730 without being scattered.
  • the second space 730b may be sealed by the second cover 739 and the seal belt 743, and the third space 730c may be sealed by the second cover 739 and the seal belt 745. have.
  • the substrate transfer robot forms the first to fourth spaces 730a, 730b, 730c, and 730d which are mutually partitioned inside the support part 730, and the lifting part 760
  • the first to third spaces 730a, 730b, and 730c, in which some parts are installed, are respectively sealed by the second cover 739 and the seal belts 741, 743, and 745, respectively. That is, the ball screw 761 and the ball nut 762 which are engaged with each other in the first space 730a are installed, and the first guide rail 768a and the first lifting and lowering which are engaged with each other in the second space 730b.
  • a block 768b is installed, and a second guide rail 769a and a second lifting block 769b, which are engaged with each other, are installed in the third space 730c.
  • the first to third spaces 730a, 730b, and 730c are sealed by the second cover 739 and the seal belts 741, 743, and 745, respectively, and the first to third spaces 730a and 730b. , 730c) remaining particles are sucked to the lower side and discharged. That is, since the particles remaining in the first to third spaces 730a, 730b, and 730c, which are relatively narrow spaces, are sucked downward, the particles can be easily sucked out and discharged.
  • the ball screw 761 of the lifting unit 760 is fixedly installed, the ball nut 762 is rotatably installed on the ball screw 761, and the positive and negative rotation while lifting the ball screw 761, the ball nut
  • the substrate support 770 moves up and down by lifting up and down 762. That is, since the ball screw 761 does not rotate, the ball screw 761 can be prevented from being damaged by the vibration rotation. Then, since the length of the ball screw 761 can be formed relatively long, the lifting height of the substrate support 770 can be increased, which can be relatively less restricted.
  • the ball screw 761 Since the ball screw 761 does not rotate, the ball screw 761 can be easily installed.
  • a ball nut 762 is provided on the outer circumferential surface of the ball screw 761, and a bearing 767 is provided on the outer circumferential surface of the ball screw 761 above the ball nut 762.
  • the lifting unit 760 and the lifting unit are substantially in a straight line, the lifting unit 760 and the lifting unit (as compared with the conventional substrate transfer robot in which the bearing is installed on the outer circumferential surface of the ball nut)
  • the radial volume of the ballscrew 761 of the support 730 on which 760 is installed is reduced.
  • Fig. 22 is an exploded perspective view showing the main parts of the robot for substrate transport according to the eighth embodiment of the present invention, and only the differences from the seventh embodiment will be described.
  • the substrate transfer robot according to the eighth embodiment of the present invention may be provided with two drive motors 864, the pulleys 865 may be formed on the rotation axis of each drive motor 864, respectively. have.
  • the ball nut 862 may be formed with a first pulley 863a and a second pulley 863b which are mutually partitioned with a pulley 865 of each driving motor 864 and a belt.
  • the ball nut 862 may be rotated using the other driving motor 864, thereby improving the continuity of the work.
  • cost reduction can be achieved by using two drive motors having a small capacity as compared to using one drive motor having a large capacity.

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Abstract

기판 반송용 로봇이 개시된다. 본 발명에 따른 기판 반송용 로봇은, 승강부의 볼스크류가 고정되고, 볼너트가 볼스크류에 회전가능하게 설치되어 정역회전하면서 볼스크류를 따라 승강하며, 볼너트의 승강에 의하여 기판지지부가 승강한다. 그러면, 길이가 긴 볼스크류가 회전하지 않으므로, 볼스크류가 진동회전에 의하여 손상되는 것이 방지되고, 이로 인해 볼스크류의 길이를 상대적으로 길게 형성할 수 있다. 따라서, 기판지지부의 승강 높이를 높이는데 있어서, 상대적으로 제약을 덜 받는 효과가 있을 수 있다. 또한, 볼스크류가 회전하지 않으므로, 볼스크류를 용이하게 설치할 수 있는 효과가 있을 수 있다.

Description

기판 반송용 로봇
본 발명은 기판을 반송하는 기판 반송용 로봇에 관한 것이다.
로봇(Robot)은 작업에 필요한 프로그램들을 제어장치를 통해 실행시켜서 목적에 따른 작업을 수행하며, 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있다.
기판 반송용 로봇은 반도체 제조 분야 또는 평판표시장치 제조 분야 등에서 널리 사용되며, 카세트(Cassette)에 적재된 기판을 기판처리장치로 이송하거나, 기판처리장치의 기판을 카세트로 이송하거나, 어느 하나의 기판처리장치에서 다른 하나의 기판처리장치로 기판을 이송한다.
일반적으로, 기판 반송용 로봇은, 작업장의 바닥 등에 설치되는 이송레일에 설치되며 바닥과 평행하는 방향으로 직선운동가능하게 설치된 직선운동부, 상기 직선운동부에 일단부측이 지지되어 상기 직선운동부와 함께 운동하며 상기 직선운동부에 지지된 부위를 기준으로 회전가능하게 설치된 회전운동부, 상기 회전운동부의 타단부측에 하단부측이 지지되어 상기 회전운동부와 함께 운동하며 상기 직선운동부와 대략 수직을 이루는 지지부, 상기 지지부에 승강가능하게 설치된 승강부 및 상기 승강부에 설치되어 상기 승강부와 함께 운동하며 기판을 지지하는 다축 다관절 구조의 기판지지부를 포함한다.
그리고, 상기 승강부는 구동모터, 상기 구동모터에 의하여 회전하는 볼스크류(Ball Screw) 및 상기 볼스크류에 설치되며 상기 볼스크류가 회전함에 따라 승강하는 볼너트를 포함한다. 그리고, 상기 볼너트측에 상기 기판지지부가 지지 설치되어 상기 볼너트와 함께 승강한다. 즉, 상기 승강부는 상기 볼스크류가 회전하고, 상기 볼스크류의 회전에 의하여 상기 볼너트가 승강하면서 상기 기판지지부를 승강시킨다.
상기와 같은 종래의 기판 반송용 로봇은 상기 기판지지부의 승강 높이를 높이는데 있어서 상대적으로 제약을 받는 단점이 있다. 상세히 설명하면, 상기 기판지지부의 승강 높이를 높이기 위해서는 상기 볼스크류의 길이를 길게 하여야 한다. 그런데, 상기 볼스크류가 회전하므로, 상기 볼스크류의 회전시 발생하는 진동회전에 의하여 상기 볼스크류의 길이를 길게 하는데 있어서 상대적으로 제약이 있다. 그러므로, 상기 기판지지부의 승강 높이를 높이는데 있어서 제약이 있다.
그리고, 상기 볼스크류의 회전시 발생하는 진동회전에 의하여 상기 볼스크류가 손상되는 것을 방지하기 위해서는, 상기 볼스크류를 균형있게 설치하여야 하므로, 설치가 불편하다.
기판 반송용 로봇과 관련한 선행기술은 한국공개실용신안공보 제20-2013-0005884호(2013.10.10) 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 모든 문제점들을 해결할 수 있는 기판 반송용 로봇을 제공하는 것일 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 기판지지부의 승강 높이를 높이는데 있어서 상대적으로 제약을 덜 받는 기판 반송용 로봇을 제공하는 것일 수 있다.
그리고, 본 발명의 또 다른 목적은 볼스크류를 간편하게 설치할 수 있는 기판 반송용 로봇을 제공하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 기판 반송용 로봇은, 직선운동가능하게 설치된 직선운동부; 상기 직선운동부에 일측이 지지되어 상기 직선운동부와 함께 운동하며 상기 직선운동부에 지지된 부위를 기준으로 회전가능하게 설치된 회전운동부; 상기 회전운동부의 타측에 하단부측이 지지되어 상기 회전운동부와 함께 운동하는 지지부; 하단부측 및 상단부측이 상기 지지부에 지지되어 고정된 볼스크류, 상기 볼스크류에 회전가능하게 설치되며 회전함에 따라 상기 볼스크류를 따라 승강하는 볼너트를 가지는 승강부; 상기 볼너트측에 연결되어 상기 볼너트와 함께 승강하며 기판을 지지하는 기판지지부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기판 반송용 로봇은, 직선운동가능하게 설치된 직선운동부; 상기 직선운동부에 일측이 지지되어 상기 직선운동부와 함께 운동하며 상기 직선운동부에 지지된 부위를 기준으로 회전가능하게 설치된 회전운동부; 상기 회전운동부의 타측에 하단부측이 지지되어 상기 회전운동부와 함께 운동하는 지지부; 하단부측 및 상단부측이 상기 지지부에 지지되어 고정된 볼스크류, 상기 볼스크류에 회전가능하게 설치되며 회전함에 따라 상기 볼스크류를 따라 승강하는 볼너트, 상기 볼너트의 상단면(上端面) 상측 상기 볼스크류의 부위에 내륜이 설치되며 상기 볼너트에 의하여 승강하는 베어링을 가지는 승강부; 상기 베어링측에 연결되어 상기 볼너트와 함께 승강하며 기판을 지지하는 기판지지부를 포함할 수 있다.
본 실시예들에 따른 기판 반송용 로봇은, 승강부의 볼스크류가 고정되고, 볼너트가 볼스크류에 회전가능하게 설치되어 정역회전하면서 볼스크류를 따라 승강하며, 볼너트의 승강에 의하여 기판지지부가 승강한다. 그러면, 길이가 긴 볼스크류가 회전하지 않으므로, 볼스크류가 진동회전에 의하여 손상되는 것이 방지되고, 이로 인해 볼스크류의 길이를 상대적으로 길게 형성할 수 있다. 따라서, 기판지지부의 승강 높이를 높이는데 있어서, 상대적으로 제약을 덜 받는 효과가 있을 수 있다.
또한, 승강부의 볼스크류의 외주면에 볼너트가 설치되고, 볼너트 상측의 볼스크류의 외주면에 베어링이 설치된다. 그리하여, 볼너트의 길이 방향과 베어링의 길이 방향은 대략 일직선을 이루므로, 승강부 및 승강부가 설치되는 지지부의 볼스크류의 반경 방향을 향하는 부피를 감소시킬 수 있는 효과가 있을 수 있다.
또한, 볼스크류가 회전하지 않으므로, 볼스크류를 용이하게 설치할 수 있는 효과가 있을 수 있다.
또한, 볼스크류가, 지지부재에 의하여, 복수의 구역으로 구획된 형태가 되므로, 볼스크류의 길이가 짧아진 형태가 된다. 이로 인해, 볼스크류의 변형을 상대적으로 방지할 수 있는 효과가 있을 수 있다.
또한, 볼너트를 회전시키는 구동모터가 2개 마련된 경우, 어느 하나의 구동모터에 이상이 발생하여도, 다른 하나의 구동모터를 이용하여 볼너트를 회전시킬 수 있으므로 작업의 연속성이 향상될 수 있고, 고장이 나지 않은 다른 하나의 구동모터에 의하여 볼너트가 하강하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 기판 반송용 로봇의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 승강부의 요부 분해 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 베어링 부위의 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 기판 반송용 로봇의 요부 분해 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 지지부재의 동작을 보인 개략 측면도.
도 6은 도 5에 도시된 지지부재의 다른 사용예를 보인 개략 측면도.
도 7은 도 5에 도시된 지지부재의 변형예를 보인 개략 측면도.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 기판 반송용 로봇의 요부 분해 사시도.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 기판 반송용 로봇의 사시도.
도 10은 도 9에 도시된 승강부의 요부 분해 사시도.
도 11은 도 10에 도시된 베어링 부위의 확대 사시도.
도 12는 본 발명의 제5실시예에 따른 기판 반송용 로봇의 요부 분해 사시도.
도 13은 도 12에 도시된 지지부재의 동작을 보인 개략 측면도.
도 14는 도 13에 도시된 지지부재의 다른 사용예를 보인 개략 측면도.
도 15는 도 13에 도시된 지지부재의 변형예를 보인 개략 측면도.
도 16은 본 발명의 제6실시예에 따른 기판 반송용 로봇의 요부 분해 사시도.
도 17은 본 발명의 제7실시예에 따른 기판 반송용 로봇의 사시도.
도 18은 도 17에 도시된 지지부 및 승강부의 확대 사시도.
도 19는 도 18에 도시된 지지부 및 승강부의 평단면도.
도 20은 도 18에 도시된 지지부 및 승강부의 일부 분해 사시도.
도 21은 도 20에 도시된 베어링 부위의 분해 사시도.
도 22는 본 발명의 제8실시예에 따른 기판 반송용 로봇의 요부 분해 사시도.
본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목 각각 뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
"및/또는"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및/또는 제3항목"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 또는 제3항목들 중 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결된다 또는 설치된다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 설치될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결된다 또는 설치된다"라고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "∼사이에"와 "바로 ∼사이에" 또는 "∼에 이웃하는"과 "∼에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예들에 따른 기판 반송용 로봇에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제1실시예
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 기판 반송용 로봇의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 승강부의 요부 분해 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 베어링 부위의 분해 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 기판 반송용 로봇은 반도체 또는 평판표시장치를 제조하기 위한 크린룸 등에 설치되어 사용될 수 있으며, 직선운동부(110), 회전운동부(120), 지지부(130), 승강부(140) 및 기판지지부(170)를 포함할 수 있다. 그리하여, 카세트(Cassette)에 적재된 글라스 또는 실리콘 웨이퍼 등과 같은 기판(S)을 기판처리장치로 이송하거나, 기판처리장치의 기판을 카세트로 이송하거나, 어느 하나의 기판처리장치에서 다른 하나의 기판처리장치로 기판을 이송할 수 있다.
상기 크린룸의 바닥에는 레일 형태의 베이스(50)가 설치될 수 있고, 직선운동부(110)는 베이스(50)에 설치되어 상기 크린룸의 바닥과 평행하는 방향인 수평으로 직선왕복운동가능하게 설치될 수 있다. 직선운동부(110)는 상기 크린룸의 바닥에 직접 설치될 수도 있는데, 이때에는 직선운동부(110)의 하면에 복수의 휠이 회전가능하게 설치될 수 있다.
회전운동부(120)는 직선운동부(110)에 일단부측이 지지되어 직선운동부(110)와 함께 운동할 수 있다. 그리고, 회전운동부(120)는 직선운동부(110)에 지지된 부위를 기준으로, 직선운동부(110)에 대하여, 회전가능하게 설치될 수 있다.
지지부(130)는 회전운동부(120)의 타단부측에 하단부측이 지지되어 회전운동부(120)와 함께 운동할 수 있다. 지지부(130)는 소정 길이를 가지는 지지프레임(131)과 지지프레임(131)의 외곽 일부를 감싸는 커버(135)를 포함할 수 있으며, 직선운동부(110)와 대략 직교할 수 있다.
승강부(140)는 지지부(130)에 지지 설치되어 지지부(130)의 길이 방향을 따라 승강할 수 있고, 기판지지부(170)는 승강부(140)에 설치되어 승강부(140)와 함께 승강할 수 있다.
기판지지부(170)는 상호 연결된 부위를 기준으로 회전가능하게 설치된 다축 다관절 구조의 복수의 아암(171)을 포함할 수 있다. 이때, 최외곽에 위치된 어느 하나의 아암(171)은 승강부(140)에 회전가능하게 설치될 수 있고, 최외곽에 위치된 다른 하나의 아암(171)의 단부에는 기판(S)이 탑재 지지되는 스포크(173)가 회전가능하게 설치될 수 있다. 그리고, 기판지지부(170)는 상하로 간격을 가지면서 복수개 설치될 수 있다.
그리하여, 직선운동부(110)를 이동시키고, 회전운동부(120)를 회전시켜, 반송하고자 하는 기판(S)측에 기판지지부(170)를 위치시킨다. 그 후, 승강부(140)를 승강시켜 기판지지부(170)의 스포크(173)를 반송하고자 하는 기판(S)의 하측에 위치시킨 다음, 상호 회전가능하게 연결된 아암(171)을 펼쳐서 스포크(173)를 반송하고자 하는 기판(S)의 하면 하측에 위치시킨다. 그 후, 승강부(140)를 상승시켜, 반송하고자 하는 기판(S)을 스포크(173)에 탑재한 다음, 상호 회전가능하게 연결된 아암(171)을 접으면 반송하고 하는 기판(S)이 반출된다. 그 후, 상기와 같은 동작을 적절한 순서로 수행하여 반출된 기판(S)을 원하는 곳에 반입하면 된다.
승강부(140)에 대하여 설명한다.
승강부(140)는 기판지지부(170)를 승강시킬 수 있으며, 볼스크류(141), 볼너트(142), 구동모터(144), 하우징(146), 베어링(147), 가이드레일(148) 및 승강블럭(149)을 포함할 수 있다.
볼스크류(141)는 하단부 및 상단부가 지지부(130)에 지지 고정되어 직선운동부(110)와 대략 수직을 이룰 수 있고, 볼너트(142)는 볼스크류(141)에 회전가능하게 설치될 수 있다. 이때, 볼너트(142)는 정역회전함에 따라 볼스크류(141)를 따라서 승강할 수 있다.
볼스크류(141)의 외주면 및 볼너트(142)의 내주면에는 상호 대응되게 나선홈이 각각 형성될 수 있고, 상기 나선홈에는 볼이 개재될 수 있다. 상기 볼은 볼너트(142)가 볼스크류(141)의 외주면에서 원활하게 회전할 수 있도록 도와준다.
구동모터(144)는 볼너트(142)를 회전시키기 위한 회전력을 제공할 수 있다. 구동모터(144)의 회전력을 볼너트(142)로 전달하기 위하여, 볼너트(142) 및 구동모터(144)의 회전축에는 풀리(143)(145)가 각각 형성될 수 있고, 풀리(143)와 풀리(145)는 벨트에 의하여 상호 연결될 수 있다. 그러므로, 구동모터(144)에 의하여 볼너트(142)가 회전하는 것이다.
하우징(146)은 후술할 베어링(147)을 매개로 볼너트(142)와 함께 승강할 수 있으며, 내부에는 구동모터(144)가 지지 설치될 수 있고, 외면에는 기판지지부(170)의 아암(171)의 단부가 회전가능하게 설치될 수 있다.
볼너트(142)와 하우징(146) 사이에는 베어링(147)이 개재될 수 있다. 베어링(147)의 내륜은 볼너트(142)의 외주면에 결합되고, 베어링(147)의 외륜은 하우징(146)에 결합될 수 있다. 그러면, 볼너트(142)가 회전하여도 하우징(146)이 회전하지 않으므로, 볼너트(142)가 회전하면서 볼스크류(141)를 따라 승강할 수 있다. 이로 인해, 베어링(147)이 볼너트(142)와 함께 승강하면서 하우징(146)을 승강시키고, 하우징(146)에 의하여 기판지지부(170)가 승강된다.
설치 공간의 제약으로 인하여, 베어링(147)의 외륜을 하우징(146)과 직접 결합하기 어려울 수 있다. 이러한 이유로, 베어링(147)의 외륜에는 하우징(146)과 결합되는 돌출블럭(147a)이 형성될 수 있다.
가이드레일(148)과 제1승강블럭(149)은 하우징(146)이 안정되게 승강할 수 있도록 지지함과 동시에 하우징(146)이 회전되는 것을 더욱 방지할 수 있다.
상세히 설명하면, 가이드레일(148)은 볼스크류(141)와 평행하게 지지부(130)에 설치될 수 있고, 가이드레일(148)에는 제1승강블럭(149)이 승강가능하게 설치될 수 있다. 그리고, 제1승강블럭(149)에는 하우징(146)이 결합될 수 있다. 그러면, 가이드레일(148)과 제1승강블럭(149)에 의하여 하우징(146)이 볼너트(142)와 함께 안정되게 승강함과 동시에, 하우징(146)이 회전되는 것이 더욱 방지된다. 가이드레일(148)은 볼스크류(141)를 사이에 두고 양측에 설치될 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 기판 반송용 로봇은 승강부(140)의 볼스크류(141)가 고정 설치된다. 그리고, 볼너트(142)가 볼스크류(141)에 회전가능하게 설치되어 정역회전하면서 볼스크류(141)를 따라 승강하며, 볼너트(142)의 승강에 의하여 기판지지부(170)가 승강한다. 즉, 길이가 긴 볼스크류(141)가 회전하지 않으므로, 볼스크류(141)가 진동회전에 의하여 손상되는 것이 방지될 수 있다. 그러면, 볼스크류(141)의 길이를 상대적으로 길게 형성할 수 있으므로, 기판지지부(170)의 승강 높이를 높이는데, 상대적으로 제약을 덜 받을 수 있다. 그리고, 볼스크류(141)가 회전하지 않으므로, 볼스크류(141)를 용이하게 설치할 수 있다.
제2실시예
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 기판 반송용 로봇의 요부 분해 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 지지부재의 동작을 보인 개략 측면도로서, 이를 설명한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 기판 반송용 로봇은 볼스크류(241)를 지지하여 볼스크류(241)가 변형되는 것을 방지하는 지지모듈(250)을 포함할 수 있다. 더 구체적으로 설명하면, 지지모듈(250)은 길이가 긴 볼스크류(241)가 하우징(246)의 내부에 설치된 구동모터(144)(도 2 참조)와 하우징(246)의 외면에 결합된 기판지지부(170)(도 1 참조)의 하중에 의하여 변형되는 것을 방지할 수 있다.
지지모듈(250)은 볼스크류(241)를 따라 승강가능하게 설치될 수 있고, 볼스크류(241)를 복수의 구역으로 구획할 수 있으며, 가이드레일(248)측에 지지될 수 있고, 지지부재(251), 부시(253) 및 제2승강블럭(255)을 포함할 수 있다.
지지부재(251)는 볼너트의 상측 및 하측 위치된 볼스크류(241)의 부위를 각각 감싸는 형태로 설치된 지지관(251a)과 지지관(251a)을 일체로 연결하는 연결부(251b)를 가진다. 그리고, 부시(253)는 각 지지관(251a)의 내주면에 설치되어 볼스크류(241)와 접촉할 수 있고, 제2승강블럭(255)은 가이드레일(248)에 승강가능하게 설치됨과 동시에 지지부재(251)의 연결부(251b)가 결합될 수 있다. 그러므로, 지지부재(251)는 제2승강블럭(255)을 매개로 가이드레일(248)에 지지되는 것이다.
지지부재(251)의 연결부(251b)의 상측 부위는 하우징(246)의 상면과 접촉할 수 있고, 이로 인해 지지부재(251)는 승강하는 하우징(246)에 의하여 승강할 수 있다.
그러면, 볼스크류(241)가 지지모듈(250)의 부시(253)에 접촉 지지되므로 인하여, 복수의 구역으로 구획된 형태가 되므로, 볼스크류(241)의 길이가 짧아진 형태가 된다. 이로 인해, 볼스크류(241)가 변형되는 것이 상대적으로 방지될 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 지지부재의 다른 사용예를 보인 개략 측면도로서, 도 5와의 차이점만을 설명한다.
도시된 바와 같이, 지지모듈(250)의 지지부재(251)는 볼너트(142)(도 1 참조)와 연동하여 승강할 수 있다. 볼너트(142)와 지지부재(251)가 연동하여 승강할 수 있도록, 볼너트(142)에 결합되어 볼너트(142)와 함께 승강하는 돌출블럭(247a)과 지지부재(251)는 동력전달모듈(260)에 의하여 상호 연결될 수 있다.
상세히 설명하면, 동력전달모듈(260)은 돌출블럭(247a)과 연결된 제1벨트(261), 지지부(130)(도 1 참조)에 회전가능하게 지지 설치되며 제1벨트(261)의 양단부측이 지지되는 제1회전지지체(263), 지지부재(251)와 연결된 제2벨트(265), 지지부(130)에 회전가능하게 지지 설치되며 제2벨트(265)의 양단부측이 지지되는 제2회전지지체(267) 및 제1회전지지체(263)의 회전력을 제2회전지지체(267)로 전달하는 기어조립체(미도시)를 포함할 수 있다.
그리하여, 볼너트(142)의 승강에 의하여 돌출블럭(247a)이 승강하면, 제1벨트(261)가 승강하면서 회전하므로 제1회전지지체(263)가 회전된다. 그리고, 제1회전지지체(263)의 회전력은 상기 기어조립체에 의하여 제2회전지지체(267)로 전달되고, 제2회전지지체(267)에 의하여 제2벨트(265)가 회전하면서 승강한다. 이로 인해, 제2벨트(265)에 의하여 지지부재(251)가 승강하므로, 볼너트(142)와 연동하여 지지부재(251)가 승강하는 것이다.
제1회전지지체(263)와 제2회전지지체(267)를 동일 크기로 형성하여 동심을 이루게 연결하면, 상기 기어조립체를 제거할 수 도 있다.
도 7은 도 5에 도시된 지지부재의 변형예를 보인 개략 측면도로서, 도 5와의 차이점만을 설명한다.
도시된 바와 같이, 지지부재(251)의 지지관(251c)을 길게 형성하여, 지지관(251c) 중, 상측에 위치된 지지관(251c)의 하단면(下端面)이 볼너트(142)(도 1 참조)와 일체로 형성된 풀리(243)와 접촉되게 하면, 지지부재(251)는 승강하는 볼너트(142)에 의하여 승강할 수 있다.
제3실시예
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 기판 반송용 로봇의 요부 분해 사시도로서, 제1실시예와의 차이점만을 설명한다.
도시된 바와 같이, 발명의 제3실시예에 따른 기판 반송용 로봇은 구동모터(344)가 2개 마련될 수 있고, 각 구동모터(344)의 회전축에는 풀리(345)가 각각 형성될 수 있다. 그리고, 볼너트(342)에는 각 구동모터(344)의 풀리(345)와 각각 벨트를 매개로 연결되는 상호 구획된 제1풀리(343a)와 제2풀리(343b)가 형성될 수 있다.
그러면, 어느 하나의 구동모터(344)가 고장이 난 경우에도 다른 하나의 구동모터(344)를 이용하여 볼너트(342)를 회전시킬 수 있으므로 작업의 연속성이 향상될 수 있다.
그리고, 2개의 구동모터(344)가 정지한 상태에서, 어느 하나의 구동모터(344)가 고장이 난 경우, 고장이 나지 않은 다른 하나의 구동모터(344)에 의하여 볼너트(342)의 회전이 방지되므로, 볼너트(342)와 하우징(346)이 하강하는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 용량이 큰 하나의 구동모터를 사용하는 것에 비하여 용량이 작은 2개의 구동모터를 사용하는 것이 원가를 절감할 수 있다.
본 발명의 제3실시예에 따른 기판 반송용 로봇의 구성을 본 발명의 제1실시예, 제2실시예 및 그 변형예에 따른 기판 반송용 로봇에 적용할 수 있음은 당연하다.
제4실시예
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 기판 반송용 로봇의 사시도이고, 도 10은 도 9에 도시된 승강부의 요부 분해 사시도이며, 도 11은 도 10에 도시된 베어링 부위의 확대 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 기판 반송용 로봇은 반도체 또는 평판표시장치를 제조하기 위한 크린룸 등에 설치되어 사용될 수 있으며, 직선운동부(410), 회전운동부(420), 지지부(430), 승강부(440) 및 기판지지부(470)를 포함할 수 있다. 그리하여, 카세트(Cassette)에 적재된 글라스 또는 실리콘 웨이퍼 등과 같은 기판(S)을 기판처리장치로 이송하거나, 기판처리장치의 기판을 카세트로 이송하거나, 어느 하나의 기판처리장치에서 다른 하나의 기판처리장치로 기판을 이송할 수 있다.
상기 크린룸의 바닥에는 레일 형태의 베이스(450)가 설치될 수 있고, 직선운동부(410)는 베이스(450)에 설치되어 상기 크린룸의 바닥과 평행하는 방향인 수평으로 직선왕복운동가능하게 설치될 수 있다. 직선운동부(410)는 상기 크린룸의 바닥에 직접 설치될 수도 있는데, 이때에는 직선운동부(410)의 하면에 복수의 휠이 회전가능하게 설치될 수 있다.
회전운동부(420)는 직선운동부(410)에 일단부측이 지지되어 직선운동부(410)와 함께 운동할 수 있다. 그리고, 회전운동부(420)는 직선운동부(410)에 지지된 부위를 기준으로, 직선운동부(410)에 대하여, 회전가능하게 설치될 수 있다.
지지부(430)는 회전운동부(420)의 타단부측에 하단부측이 지지되어 회전운동부(420)와 함께 운동할 수 있다. 지지부(430)는 소정 길이를 가지는 지지프레임(431)과 지지프레임(431)의 외곽 일부를 감싸는 커버(435)를 포함할 수 있으며, 직선운동부(410)와 대략 직교할 수 있다.
승강부(440)는 지지부(430)에 지지 설치되어 지지부(430)의 길이 방향을 따라 승강할 수 있고, 기판지지부(470)는 승강부(440)에 설치되어 승강부(440)와 함께 승강할 수 있다.
기판지지부(470)는 상호 연결된 부위를 기준으로 회전가능하게 설치된 다축 다관절 구조의 복수의 아암(471)을 포함할 수 있다. 이때, 최외곽에 위치된 어느 하나의 아암(471)은 승강부(440)에 회전가능하게 설치될 수 있고, 최외곽에 위치된 다른 하나의 아암(471)의 단부에는 기판(S)이 탑재 지지되는 스포크(473)가 회전가능하게 설치될 수 있다. 그리고, 기판지지부(470)는 상하로 간격을 가지면서 복수개 설치될 수 있다.
그리하여, 직선운동부(410)를 이동시키고, 회전운동부(420)를 회전시켜, 반송하고자 하는 기판(S)측에 기판지지부(470)를 위치시킨다. 그 후, 승강부(440)를 승강시켜 기판지지부(470)의 스포크(473)를 반송하고자 하는 기판(S)의 하측에 위치시킨 다음, 상호 회전가능하게 연결된 아암(471)을 펼쳐서 스포크(473)를 반송하고자 하는 기판(S)의 하면 하측에 위치시킨다. 그 후, 승강부(440)를 상승시켜, 반송하고자 하는 기판(S)을 스포크(473)에 탑재한 다음, 상호 회전가능하게 연결된 아암(471)을 접으면 반송하고 하는 기판(S)이 반출된다. 그 후, 상기와 같은 동작을 적절한 순서로 수행하여 반출된 기판(S)을 원하는 곳에 반입하면 된다.
승강부(440)에 대하여 설명한다.
승강부(440)는 기판지지부(470)를 승강시킬 수 있으며, 볼스크류(441), 볼너트(442), 구동모터(444), 하우징(446), 베어링(447), 가이드레일(448) 및 승강블럭(449)을 포함할 수 있다.
볼스크류(441)는 하단부 및 상단부가 지지부(430)에 지지 고정되어 직선운동부(410)와 대략 수직을 이룰 수 있고, 볼너트(442)는 볼스크류(441)에 회전가능하게 설치될 수 있다. 이때, 볼너트(442)는 정역회전함에 따라 볼스크류(441)를 따라서 승강할 수 있다.
볼스크류(441)의 외주면 및 볼너트(442)의 내주면에는 상호 대응되게 나선홈이 각각 형성될 수 있고, 상기 나선홈에는 볼이 개재될 수 있다. 상기 볼은 볼너트(442)가 볼스크류(441)의 외주면에서 원활하게 회전할 수 있도록 도와준다.
구동모터(444)는 볼너트(442)를 회전시키기 위한 회전력을 제공할 수 있다. 구동모터(444)의 회전력을 볼너트(442)로 전달하기 위하여, 볼너트(442) 및 구동모터(444)의 회전축에는 풀리(443)(445)가 각각 형성될 수 있고, 풀리(443)와 풀리(445)는 벨트에 의하여 상호 연결될 수 있다. 그러므로, 구동모터(444)에 의하여 볼너트(442)가 회전하는 것이다.
하우징(446)의 내부에는 구동모터(444)가 지지 설치될 수 있고, 외면에는 기판지지부(470)의 아암(471)의 단부가 회전가능하게 설치될 수 있다. 그리고, 하우징(446)은 베어링(447)에 결합되어 베어링(447)과 함께 승강할 수 있다. 이는 후술한다.
베어링(447)은 볼너트(442)의 상단면(上端面) 상측 볼스크류(441)의 부위에 승강가능하게 설치되어, 볼너트(442)에 의하여 승강할 수 있다. 즉, 베어링(447)은 볼너트(442)의 길이 방향 상측의 볼스크류(441)의 부위에 설치되며, 베어링(447)이 길이 방향과 볼너트(442)의 길이 방향은 대략 일직선을 이룰 수 있다.
그리고, 베어링(447)의 내륜은 볼스크류(441)에 설치되고, 외륜은 하우징(446)에 결합될 수 있다. 설치 공간의 제약으로 인하여, 베어링(447)의 외륜을 하우징(446)과 직접 결합하기 어려울 수 있다. 이러한 이유로, 베어링(447)의 외륜에는 하우징(446)과 결합되는 돌출블럭(447a)이 형성될 수 있다.
그러면, 구동모터(444)에 의하여 볼너트(442)가 회전하면, 볼너트(442)가 볼스크류(441)를 따라 승강하고, 볼너트(441)의 승강에 의하여 볼너트(441)의 상단면측과 하단면이 접촉된 베어링(447)이 승강한다. 이로 인해, 하우징(446)이 승강하므로, 기판지지부(470)가 승강하는 것이다.
하우징(446)은 지지부(430)의 외측에 위치되어 볼스크류(441)를 중심으로 회전하지 못하므로, 볼너트(442)가 회전하면 볼너트(442)는 볼스크류(441)를 따라 승강하는 것이다.
가이드레일(448)과 제1승강블럭(449)은 하우징(446)이 안정되게 승강할 수 있도록 지지함과 동시에 하우징(446)이 회전되는 것을 더욱 방지할 수 있다.
상세히 설명하면, 가이드레일(448)은 볼스크류(441)와 평행하게 지지부(430)에 설치될 수 있고, 가이드레일(448)에는 제1승강블럭(449)이 승강가능하게 설치될 수 있다. 그리고, 제1승강블럭(449)에는 하우징(446)이 결합될 수 있다. 그러면, 가이드레일(448)과 제1승강블럭(449)에 의하여 하우징(446)이 회전되는 것이 방지되므로, 하우징(446)이 볼너트(442)와 함께 안정되게 승강한다. 가이드레일(448)은 볼스크류(441)를 사이에 두고 양측에 설치될 수 있다.
본 발명의 제4실시예에 따른 기판 반송용 로봇은 볼스크류(441)의 외주면에 볼너트(442)가 설치되고, 볼너트(442) 상측의 볼스크류(441)의 외주면에 베어링(447)이 설치된다. 그리하여, 볼너트(442)의 길이 방향과 베어링(447)의 길이 방향은 대략 일직선을 이루므로, 볼너트의 외주면에 베어링이 설치된 종래의 기판 반송용 로봇에 비하여 승강부(440) 및 승강부(440)가 설치되는 지지부(430)의 볼스크류(441)의 반경 방향을 향하는 부피가 감소된다.
그리고, 승강부(440)의 볼스크류(441)가 고정 설치되고, 볼너트(442)가 볼스크류(441)에 회전가능하게 설치되어 정역회전하면서 볼스크류(441)를 따라 승강하며, 볼너트(442)의 승강에 의하여 기판지지부(470)가 승강한다. 즉, 볼스크류(441)가 회전하지 않으므로, 볼스크류(441)가 진동회전에 의하여 손상되는 것이 방지될 수 있다. 그러면, 볼스크류(441)의 길이를 상대적으로 길게 형성할 수 있으므로, 기판지지부(470)의 승강 높이를 높이는데, 상대적으로 제약을 덜 받을 수 있다. 그리고, 볼스크류(441)가 회전하지 않으므로, 볼스크류(441)를 용이하게 설치할 수 있다.
제5실시예
도 12는 본 발명의 제5실시예에 따른 기판 반송용 로봇의 요부 분해 사시도이고, 도 13은 도 12에 도시된 지지부재의 동작을 보인 개략 측면도로서, 이를 설명한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제5실시예에 따른 기판 반송용 로봇은 볼스크류(541)를 지지하여 볼스크류(541)가 변형되는 것을 방지하는 지지모듈(550)을 포함할 수 있다. 더 구체적으로 설명하면, 지지모듈(550)은 길이가 긴 볼스크류(541)가 하우징(546)의 내부에 설치된 구동모터(444)(도 10 참조)와 하우징(546)의 외면에 결합된 기판지지부(470)(도 9 참조)의 하중에 의하여 변형되는 것을 방지할 수 있다.
지지모듈(550)은 볼스크류(541)를 따라 승강가능하게 설치될 수 있고, 볼스크류(541)를 복수의 구역으로 구획할 수 있으며, 가이드레일(548)측에 지지될 수 있고, 지지부재(551), 부시(553) 및 제2승강블럭(555)을 포함할 수 있다.
지지부재(551)는 볼너트(542)의 하측 및 베어링(547)의 상측에 위치된 볼스크류(541)의 부위를 각각 감싸는 형태로 설치된 지지관(551a)과 지지관(551a)을 일체로 연결하는 연결부(551b)를 가진다. 그리고, 부시(553)는 각 지지관(551a)의 내주면에 설치되어 볼스크류(541)와 접촉할 수 있고, 제2승강블럭(555)은 가이드레일(548)에 승강가능하게 설치됨과 동시에 지지부재(551)의 연결부(551b)가 결합될 수 있다. 그러므로, 지지부재(551)는 제2승강블럭(555)을 매개로 가이드레일(548)에 지지되는 것이다.
지지부재(551)의 연결부(551b)의 상측 부위는 하우징(546)의 상면과 접촉할 수 있고, 이로 인해 지지부재(551)는 승강하는 하우징(546)에 의하여 승강할 수 있다.
그러면, 볼스크류(541)가 지지모듈(550)의 부시(553)에 접촉 지지되므로 인하여, 복수의 구역으로 구획된 형태가 되므로, 볼스크류(541)의 길이가 짧아진 형태가 된다. 이로 인해, 볼스크류(541)가 변형되는 것이 상대적으로 방지될 수 있다.
도 14는 도 13에 도시된 지지부재의 다른 사용예를 보인 개략 측면도로서, 도 13과의 차이점만을 설명한다.
도시된 바와 같이, 지지모듈(550)의 지지부재(551)는 볼너트(542)와 연동하여 승강할 수 있다. 볼너트(542)와 지지부재(551)가 연동하여 승강할 수 있도록, 볼너트(542)와 지지부재(551)는 동력전달모듈(560)에 의하여 상호 연결될 수 있다.
상세히 설명하면, 동력전달모듈(560)은 볼너트(542)과 연결된 제1벨트(561), 지지부(430)(도 9 참조)에 회전가능하게 지지 설치되며 제1벨트(561)의 양단부측이 지지되는 제1회전지지체(563), 지지부재(551)와 연결된 제2벨트(565), 지지부(430)에 회전가능하게 지지 설치되며 제2벨트(565)의 양단부측이 지지되는 제2회전지지체(567) 및 제1회전지지체(563)의 회전력을 제2회전지지체(567)로 전달하는 기어조립체(미도시)를 포함할 수 있다.
그리하여, 볼너트(542)의 승강에 의하여 제1벨트(561)가 승강하면서 회전하면, 제1회전지지체(563)가 회전하고, 제1회전지지체(563)의 회전력은 상기 기어조립체에 의하여 제2회전지지체(567)로 전달된다. 그러면, 제2회전지지체(567)에 의하여 제2벨트(565)가 회전하면서 승강하므로, 제2벨트(565)에 의하여 지지부재(551)가 승강한다. 이로 인해, 볼너트(542)와 연동하여 지지부재(551)가 승강하는 것이다.
제1회전지지체(563)와 제2회전지지체(567)를 동일 크기로 형성하여 동심을 이루게 연결하면, 상기 기어조립체를 제거할 수 도 있다.
도 15는 도 13에 도시된 지지부재의 변형예를 보인 개략 측면도로서, 도 13과의 차이점만을 설명한다.
도시된 바와 같이, 지지부재(551)의 지지관(551c)을 길게 형성하여, 지지관(551c) 중, 상측에 위치된 지지관(551c)의 하단면(下端面)이 베어링(547)과 접촉되게 하면, 지지부재(551)는 승강하는 볼너트(542)에 의하여 승강할 수 있다.
제6실시예
도 16은 본 발명의 제6실시예에 따른 기판 반송용 로봇의 요부 분해 사시도로서, 제4실시예와의 차이점만을 설명한다.
도시된 바와 같이, 발명의 제6실시예에 따른 기판 반송용 로봇은 구동모터(644)가 2개 마련될 수 있고, 각 구동모터(644)의 회전축에는 풀리(645)가 각각 형성될 수 있다. 그리고, 볼너트(642)에는 각 구동모터(644)의 풀리(645)와 각각 벨트를 매개로 연결되는 상호 구획된 제1풀리(643a)와 제2풀리(643b)가 형성될 수 있다.
그러면, 어느 하나의 구동모터(644)가 고장이 난 경우에도 다른 하나의 구동모터(644)를 이용하여 볼너트(642)를 회전시킬 수 있으므로 작업의 연속성이 향상될 수 있다.
그리고, 2개의 구동모터(644)가 정지한 상태에서, 어느 하나의 구동모터(644)가 고장이 난 경우, 고장이 나지 않은 다른 하나의 구동모터(644)에 의하여 볼너트(642)의 회전이 방지되므로, 볼너트(642)와 하우징(646)이 하강하는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 용량이 큰 하나의 구동모터를 사용하는 것에 비하여 용량이 작은 2개의 구동모터를 사용하는 것이 원가를 절감할 수 있다.
본 발명의 제6실시예에 따른 기판 반송용 로봇의 구성을 본 발명의 제4실시예, 제5실시예 및 그 변형예에 따른 기판 반송용 로봇에 적용할 수 있음은 당연하다.
제7실시예
도 17은 본 발명의 제7실시예에 따른 기판 반송용 로봇의 사시도이고, 도 18은 도 17에 도시된 지지부 및 승강부의 확대 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제7실시예에 따른 기판 반송용 로봇은 반도체 또는 평판표시장치를 제조하기 위한 크린룸 등에 설치되어 사용될 수 있으며, 직선운동부(710)와 회전운동부(720)를 가지는 위치조절부, 지지부(730), 승강부(760) 및 기판지지부(770)를 포함할 수 있다. 그리하여, 카세트(Cassette)에 적재된 글라스 또는 실리콘 웨이퍼 등과 같은 기판(S)을 기판처리장치로 이송하거나, 기판처리장치의 기판을 카세트로 이송하거나, 어느 하나의 기판처리장치에서 다른 하나의 기판처리장치로 기판을 이송할 수 있다.
상기 크린룸의 바닥에는 레일 형태의 베이스(750)가 설치될 수 있고, 상기 위치조절부의 직선운동부(710)는 베이스(750)에 설치되어 상기 크린룸의 바닥과 평행하는 방향인 수평으로 직선왕복운동가능하게 설치될 수 있다. 직선운동부(710)는 상기 크린룸의 바닥에 직접 설치될 수도 있는데, 이때에는 직선운동부(710)의 하면에 복수의 휠이 회전가능하게 설치될 수 있다.
상기 위치조절부의 회전운동부(720)는 직선운동부(710)에 일단부측이 지지되어 직선운동부(710)와 함께 운동할 수 있다. 그리고, 회전운동부(720)는 직선운동부(710)에 지지된 부위를 기준으로, 직선운동부(710)에 대하여, 회전가능하게 설치될 수 있다.
상기 위치조절부의 직선운동부(710) 및 회전운동부(720)를 적절하게 운동시키면, 기판지지부(770)를 반송하고자 하는 기판(S)측으로 이동시킬 수 있다.
지지부(730)는 회전운동부(720)의 타단부측에 하단부측이 지지되어 회전운동부(720)와 함께 운동할 수 있고, 승강부(760)는 지지부(730)에 지지 설치되어 지지부(730)의 길이 방향을 따라 승강할 수 있다. 지지부(730)와 승강부(760)에 대해서는 후술한다.
기판지지부(770)는 승강부(760)에 설치되어 승강부(760)와 함께 승강할 수 있다. 기판지지부(770)는 상호 연결된 부위를 기준으로 회전가능하게 설치된 다축 다관절 구조의 복수의 아암(771)을 포함할 수 있다. 이때, 최외곽에 위치된 어느 하나의 아암(771)은 승강부(760)에 회전가능하게 설치될 수 있고, 최외곽에 위치된 다른 하나의 아암(771)의 단부에는 기판(S)이 탑재 지지되는 스포크(773)가 회전가능하게 설치될 수 있다. 그리고, 기판지지부(770)는 상하로 간격을 가지면서 복수개 설치될 수 있다.
그리하여, 직선운동부(710)를 이동시키고, 회전운동부(720)를 회전시켜, 반송하고자 하는 기판(S)측에 기판지지부(770)를 위치시킨다. 그 후, 승강부(760)를 승강시켜 기판지지부(770)의 스포크(773)를 반송하고자 하는 기판(S)의 하측에 위치시킨 다음, 상호 회전가능하게 연결된 아암(771)을 펼쳐서 스포크(773)를 반송하고자 하는 기판(S)의 하면 하측에 위치시킨다. 그 후, 승강부(760)를 상승시켜, 반송하고자 하는 기판(S)을 스포크(773)에 탑재한 다음, 상호 회전가능하게 연결된 아암(771)을 접으면 반송하고 하는 기판(S)이 반출된다. 그 후, 상기와 같은 동작을 적절한 순서로 수행하여 반출된 기판(S)을 원하는 곳에 반입하면 된다.
먼저, 지지부(730)에 대하여 도 17 내지 도 20을 참조하여 설명한다. 도 19는 도 18에 도시된 지지부 및 승강부의 평단면도이고, 도 20은 도 18에 도시된 지지부 및 승강부의 일부 분해 사시도이다.
도시된 바와 같이, 지지부(730)는 지지기둥(731), 제1연장리브(733), 제2연장리브(735), 제1커버(737) 및 제2커버(739)를 포함할 수 있다.
그리고, 지지부(730)의 내부에는 복수의 공간(730a, 730b, 730c, 730d)이 형성될 수 있고, 각 공간(730a, 730b, 730c, 730d)은 상호 구획될 수 있다. 지지부(730)의 구획된 각 공간(730a, 730b, 730c, 730d)에 승강부(760)의 일부 파트가 각각 설치될 수 있다. 이때, 지지부(730)의 구획된 각 공간(730a, 730b, 730c, 730d) 중, 적어도 하나의 공간(730d)에는 승강부(760)의 일부 파트가 설치되지 않을 수 있으며, 승강부(760)의 일부 파트가 설치된 지지부(730)의 구획된 각 공간(730a, 730b, 730c)은 제2커버(739) 및 씰벨트(Seal Belt)(741, 743, 745)에 의하여 각각 밀폐될 수 있다.
상세히 설명하면, 지지기둥(731)은 단면(斷面) 형상이 대략 사각형인 중공체(中空體)로 형성될 수 있으며, 전면에는 후면측으로 함몰된 함몰부가 형성될 수 있다. 상기 함몰부는 제1공간(730a)을 형성할 수 있고, 지지기둥(731)의 내부는 제4공간(730d)으로 형성될 수 있는데, 이는 후술한다.
제1연장리브(733) 및 제2연장리브(735)는 지지기둥(731)의 후면 양모서리부에서 외측으로 각각 연장되어 형성될 수 있다.
제1커버(737)는 지지기둥(731)의 후면, 제1연장리브(733) 및 제2연장리브, 지지기둥(731)의 양측면 외측, 그리고 제1연장리브(733) 및 제2연장리브(735)와 대향하는 지지기둥(731)의 전면측 일부를 덮을 수 있다. 그리고, 제2커버(739)는 제1커버(737)의 상면을 덮을 수 있다.
그러면, 상기 함몰부에 의하여 공간이 형성될 수 있고, 제1연장리브(733)와 지지기둥(731)의 좌측면과 제1커버(737)에 의하여 공간이 형성될 수 있고, 제2연장리브(735)와 지지기둥(731)의 우측면과 제1커버(737)에 의하여 공간이 형성될 수 있고, 지지기둥(731) 내부에 공간이 형성될 수 있다.
이하, 상기 함몰부에 의하여 형성되는 공간을 제1공간(730a), 제1연장리브(733)와 지지기둥(731)의 좌측면과 제1커버(737)에 의하여 형성되는 공간을 제2공간(730b), 제2연장리브(735)와 지지기둥(731)의 우측면과 제1커버(737)에 의하여 형성되는 공간을 제3공간(730c) 및 제2커버(739)에 의하여 덮힌 지지기둥(731) 내부의 공간을 제4공간(730d)이라 한다.
그리하여, 제1공간(730a)과 제2공간(730b) 및 제3공간(730c)에는 승강부(760)의 일부 파트가 각각 설치되고, 제4공간(730d)에는 승강부(760)의 일부 파트가 설치되지 않는다. 이때, 제1공간(730a)과 제2공간(730b) 및 제3공간(730c)은 제2커버(739) 및 씰벨트(741, 743, 745)에 의하여 각각 밀폐될 수 있다.
제1커버(737)의 하단면(下端面)에도 제1공간(730a) 내지 제3공간(730c)의 하부측을 밀폐하기 위한 별도의 커버가 설치될 수 있다.
그리고, 승강부(760)의 일부 파트가 설치되지 않는 제4공간(730d)은 청정공간(730da)과 비청정공간(730db)으로 구획될 수 있다. 청정공간(730da)은 제1공간(730a)과 연통되지 않고 제2커버(739)에 의하여 덮히지 않으며, 비청정공간(730db)은 제1공간(730a)과 연통되고 제2커버(739)에 의하여 덮힌다.
청정공간(730da)이 제2커버(739)에 의하여 덮히지 않도록, 청정공간(730da)과 대응되는 제2커버(739)의 부위는 개방될 수 있다.
제1공간(730a)과 비청정공간(730db)을 연통시키기 위하여 지지기둥(731)의 전면 하측 부위에는 연통공(731a)(도 20 참조)이 형성될 수 있고, 제1공간(730a)과 비청정공간(730db)은 제2커버(739) 및 제1공간(730a)을 밀폐시키는 씰벨트(741)에 의하여 함께 밀폐될 수 있다.
지지기둥(731)의 일측면 하측 부위에는 승강부(760)의 일부 파트에서 발생한 제1공간(730a)의 파티클을 비청정공간(730db)을 통하여 외부로 배출시키기 위한 배출구(731b)(도 20 참조)가 형성될 수 있다. 배출구(731b)는 흡입팬 등과 같은 흡입모듈과 연통될 수 있다.
그리고, 제1커버(737)의 좌측면 하측 부위 및 제1커버(737)의 우측면 하측 부위에는 배출구(737a)(737b)(도 18 및 도 20 참조)가 각각 형성될 수 있고, 각 배출구(737a)(737b)를 통하여 승강부(760)의 일부 파트에서 발생한 제2공간(730b)의 파티클 및 승강부(760)의 일부 파트에서 발생한 제3공간(730c)의 파티클이 외부로 배출될 수 있다. 각 배출구(737a)(737b)도 흡입모듈과 연통될 수 있음은 당연하다.
각 배출구(731b)(737a)(737b)와 대응되게 흡입모듈을 각각 설치하여 파티클을 배출할 수도 있고, 하나의 흡입모듈을 이용하여 각 배출구(731b)(737a)(737b)를 통하여 파티클을 배출할 수도 있다.
다음에는, 승강부(760)에 대하여 도 17 내지 도 21을 참조하여 설명한다. 도 21은 도 20에 도시된 베어링 부위의 분해 사시도이다.
도시된 바와 같이, 승강부(760)는 지지부(730)에 설치되어 기판지지부(770)를 승강시킬 수 있으며, 볼스크류(761), 볼너트(762), 구동모터(764), 하우징(766), 베어링(767), 제1가이드레일(768a), 제1승강블럭(768b), 제2가이드레일(769a) 및 제2승강블럭(769b)을 포함할 수 있다.
볼스크류(761)는 제1공간(730a)에 고정 설치되어 직선운동부(710)와 대략 수직을 이룰 수 있으며, 하단부 및 상단부가 지지기둥(731)의 상측 부위 및 하측 부위에 지지될 수 있다. 볼너트(762)는 볼스크류(761)에 회전가능하게 설치될 수 있으며, 정역회전함에 따라 볼스크류(761)를 따라서 승강할 수 있다. 즉, 볼스크류(761)는 고정되고, 볼너트(762)가 회전하면서 볼스크류(761)를 따라 승강한다. 제1공간(730a)과 제4공간(730d)의 비청정공간(730db)은 제2커버(739) 및 씰벨트(741)에 의하여 밀폐될 수 있다.
볼너트(762)가 볼스크류(761)에 물리적으로 결합되어 승강하므로, 볼너트(762)의 승강시에는 파티클이 발생한다. 그리고, 볼너트(762)의 승강시 발생하는 파티클은 상대적으로 좁은 공간에 제1공간(730a)에 잔류하며, 상기 흡입모듈에 의하여 제1공간(730a)에서 비산하지 않고 지지부(730)의 외부로 배출될 수 있다.
볼스크류(761)의 외주면 및 볼너트(762)의 내주면에는 상호 대응되게 나선홈이 각각 형성될 수 있고, 상기 나선홈에는 볼이 개재될 수 있다. 상기 볼은 볼너트(762)가 볼스크류(761)의 외주면에서 원활하게 회전할 수 있도록 도와준다.
구동모터(764)는 볼너트(762)를 회전시키기 위한 회전력을 제공할 수 있다. 구동모터(764)의 회전력을 볼너트(762)로 전달하기 위하여, 볼너트(762) 및 구동모터(764)의 회전축에는 풀리(763)(765)가 각각 형성될 수 있고, 풀리(763)와 풀리(765)는 벨트에 의하여 상호 연결될 수 있다. 그러므로, 구동모터(764)에 의하여 볼너트(762)가 회전하는 것이다.
하우징(766)의 내부에는 구동모터(764)가 지지 설치될 수 있고, 외면에는 기판지지부(770)의 아암(771)의 단부가 회전가능하게 설치될 수 있다. 그리고, 하우징(766)은 씰벨트(741)에 의하여 밀폐된 제1공간(730a)의 외측에 위치되어 베어링(767)에 결합될 수 있으며, 베어링(767)과 함께 승강할 수 있다. 이는 후술한다.
베어링(767)은 볼너트(762)의 상단면(上端面) 상측 볼스크류(761)의 부위에 승강가능하게 설치되어, 볼너트(762)에 의하여 승강할 수 있다. 즉, 베어링(767)은 볼너트(762)의 길이 방향 상측의 볼스크류(761)의 부위에 설치되며, 베어링(767)이 길이 방향과 볼너트(762)의 길이 방향은 대략 일직선을 이룰 수 있다.
그리고, 베어링(767)의 내륜은 볼스크류(761)에 설치되고, 외륜은 하우징(766)에 결합될 수 있다. 설치 공간의 제약으로 인하여, 베어링(767)의 외륜을 하우징(766)과 직접 결합하기 어려울 수 있다. 이러한 이유로, 베어링(767)의 외륜에는 하우징(766)과 결합되는 돌출블럭(767a)이 형성될 수 있다.
그러면, 구동모터(764)에 의하여 볼너트(762)가 회전하면, 볼너트(762)가 볼스크류(761)를 따라 승강하고, 볼너트(761)의 승강에 의하여 볼너트(761)의 상단면측과 하단면이 접촉된 베어링(767)이 승강한다. 이로 인해, 하우징(766)이 승강하므로, 기판지지부(770)가 승강하는 것이다.
하우징(766)은 지지부(730)의 외측에 위치되어 볼스크류(761)를 중심으로 회전하지 못하므로, 볼너트(762)가 회전하면 볼너트(762)는 볼스크류(761)를 따라 승강하는 것이다.
제1가이드레일(768a)과 제1승강블럭(768b) 및 제2가이드레일(769a)과 제2승강블럭(769b)은 하우징(766)이 안정되게 승강할 수 있도록 지지함과 동시에 하우징(766)이 회전되는 것을 더욱 방지할 수 있다.
상세히 설명하면, 제1가이드레일(768a) 및 제2가이드레일(769a)은 제2공간(730b) 및 제3공간(730c)을 형성하는 지지기둥(731)의 좌측면 및 우측면에 각각 설치되어 볼스크류(761)와 평행을 이룰 수 있고, 제1승강블럭(768b) 및 제2승강블럭(769b)은 제1가이드레일(768a) 및 제2가이드레일(769a)에 각각 승강가능하게 설치될 수 있다. 그리고, 제1승강블럭(768b) 및 제2승강블럭(769b)에는 하우징(766)이 각각 결합될 수 있다. 그러면, 제1가이드레일(768a)과 제1승강블럭(768b) 및 제2가이드레일(769a)과 제2승강블럭(769b)에 의하여 하우징(766)이 회전되는 것이 방지되므로, 하우징(766)이 볼너트(762)와 함께 안정되게 승강한다.
제1승강블럭(768b)은 제1가이드레일(768a)에 물리적으로 결합되어 승강하고, 제2승강블럭(769b)은 제2가이드레일(769a)에 물리적으로 결합되어 승강하므로, 제1승강블럭(768b) 및 제2승강블럭(769b)의 승강시에는 파티클이 발생한다. 그리고, 제1승강블럭(768b) 및 제2승강블럭(769b)의 승강시 발생하는 파티클은 상대적으로 좁은 공간인 제2공간(730b) 및 제3공간(730c)에 각각 잔류하며, 상기 흡입모듈에 의하여 제2공간(730b) 및 제3공간(730c)에서 비산하지 않고 지지부(730)의 외부로 배출될 수 있다.
제2공간(730b)은 제2커버(739)와 씰벨트(743)에 의하여 밀폐될 수 있고, 제3공간(730c)은 제2커버(739)와 씰벨트(745)에 의하여 밀폐될 수 있다.
본 발명의 제7실시예에 따른 기판 반송용 로봇은 지지부(730)의 내부에 상호 구획된 제1공간 내지 제4공간(730a, 730b, 730c, 730d)을 형성하고, 승강부(760)의 일부 파트가 각각 설치되는 제1공간 내지 제3공간(730a, 730b, 730c)은 제2커버(739) 및 씰벨트(741, 743, 745)에 의하여 각각 밀폐된다. 즉, 제1공간(730a)에는 상호 맞물려 운동하는 볼스크류(761) 및 볼너트(762)가 설치되고, 제2공간(730b)에는 상호 맞물려 운동하는 제1가이드레일(768a) 및 제1승강블럭(768b)이 설치되며, 제3공간(730c)에는 상호 맞물려 운동하는 제2가이드레일(769a) 및 제2승강블럭(769b)이 설치된다. 그리고, 제1공간 내지 제3공간(730a, 730b, 730c)은 제2커버(739) 및 씰벨트(741, 743, 745)에 의하여 각각 밀폐되며, 제1공간 내지 제3공간(730a, 730b, 730c)에 잔존하는 파티클은 하측으로 흡입되어 배출된다. 즉, 상대적으로 좁은 공간인 제1공간 내지 제3공간(730a, 730b, 730c)에 잔존하는 파티클을 하측으로 흡입하므로, 파티클을 용이하게 흡입하여 배출할 수 있다.
그리고, 승강부(760)의 볼스크류(761)가 고정 설치되고, 볼너트(762)가 볼스크류(761)에 회전가능하게 설치되어 정역회전하면서 볼스크류(761)를 따라 승강하며, 볼너트(762)의 승강에 의하여 기판지지부(770)가 승강한다. 즉, 볼스크류(761)가 회전하지 않으므로, 볼스크류(761)가 진동회전에 의하여 손상되는 것이 방지될 수 있다. 그러면, 볼스크류(761)의 길이를 상대적으로 길게 형성할 수 있으므로, 기판지지부(770)의 승강 높이를 높이는데, 상대적으로 제약을 덜 받을 수 있다.
그리고, 볼스크류(761)가 회전하지 않으므로, 볼스크류(761)를 용이하게 설치할 수 있다.
그리고, 볼스크류(761)의 외주면에 볼너트(762)가 설치되고, 볼너트(762) 상측의 볼스크류(761)의 외주면에 베어링(767)이 설치된다. 그리하여, 볼너트(762)의 길이 방향과 베어링(767)의 길이 방향은 대략 일직선을 이루므로, 볼너트의 외주면에 베어링이 설치된 종래의 기판 반송용 로봇에 비하여 승강부(760) 및 승강부(760)가 설치되는 지지부(730)의 볼스크류(761)의 반경 방향측 부피가 감소된다.
제8실시예
도 22는 본 발명의 제8실시예에 따른 기판 반송용 로봇의 요부 분해 사시도로서, 제7실시예와의 차이점만을 설명한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제8실시예에 따른 기판 반송용 로봇은 구동모터(864)가 2개 마련될 수 있고, 각 구동모터(864)의 회전축에는 풀리(865)가 각각 형성될 수 있다. 그리고, 볼너트(862)에는 각 구동모터(864)의 풀리(865)와 각각 벨트를 매개로 연결되는 상호 구획된 제1풀리(863a)와 제2풀리(863b)가 형성될 수 있다.
그러면, 어느 하나의 구동모터(864)가 고장이 난 경우에도 다른 하나의 구동모터(864)를 이용하여 볼너트(862)를 회전시킬 수 있으므로 작업의 연속성이 향상될 수 있다.
그리고, 2개의 구동모터(864)가 정지한 상태에서, 어느 하나의 구동모터(864)가 고장이 난 경우, 고장이 나지 않은 다른 하나의 구동모터(864)에 의하여 볼너트(862)의 회전이 방지되므로, 볼너트(862)와 하우징(866)이 하강하는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 용량이 큰 하나의 구동모터를 사용하는 것에 비하여 용량이 작은 2개의 구동모터를 사용하면 원가를 절감할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (21)

  1. 직선운동가능하게 설치된 직선운동부;
    상기 직선운동부에 일측이 지지되어 상기 직선운동부와 함께 운동하며 상기 직선운동부에 지지된 부위를 기준으로 회전가능하게 설치된 회전운동부;
    상기 회전운동부의 타측에 하단부측이 지지되어 상기 회전운동부와 함께 운동하는 지지부;
    하단부측 및 상단부측이 상기 지지부에 지지되어 고정된 볼스크류, 상기 볼스크류에 회전가능하게 설치되며 회전함에 따라 상기 볼스크류를 따라 승강하는 볼너트를 가지는 승강부;
    상기 볼너트측에 연결되어 상기 볼너트와 함께 승강하며 기판을 지지하는 기판지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 승강부는,
    내륜이 상기 볼너트의 외주면에 결합되어 상기 볼너트와 함께 승강하는 베어링;
    상기 베어링의 외륜과 결합되고, 상기 기판지지부가 결합되며, 상기 베어링과 함께 승강하는 하우징;
    상기 하우징의 내부에 설치되며 상기 볼너트를 회전시키는 구동모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇.
  3. 직선운동가능하게 설치된 직선운동부;
    상기 직선운동부에 일측이 지지되어 상기 직선운동부와 함께 운동하며 상기 직선운동부에 지지된 부위를 기준으로 회전가능하게 설치된 회전운동부;
    상기 회전운동부의 타측에 하단부측이 지지되어 상기 회전운동부와 함께 운동하는 지지부;
    하단부측 및 상단부측이 상기 지지부에 지지되어 고정된 볼스크류, 상기 볼스크류에 회전가능하게 설치되며 회전함에 따라 상기 볼스크류를 따라 승강하는 볼너트, 상기 볼너트의 상단면(上端面) 상측 상기 볼스크류의 부위에 내륜이 설치되며 상기 볼너트에 의하여 승강하는 베어링을 가지는 승강부;
    상기 베어링측에 연결되어 상기 볼너트와 함께 승강하며 기판을 지지하는 기판지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 승강부는,
    상기 베어링의 외륜과 결합되고, 상기 기판지지부가 결합되며, 상기 베어링과 함께 승강하는 하우징;
    상기 하우징의 내부에 설치되며 상기 볼너트를 회전시키는 구동모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇.
  5. 제2항 또는 제4항에 있어서,
    상기 승강부는 상기 지지부에 설치된 가이드레일과 상기 가이드레일에 설치되어 상기 가이드레일을 따라 승강하며 상기 하우징이 결합되는 제1승강블럭을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 볼스크류에는 상기 볼스크류를 지지하는 지지모듈이 상기 볼스크류를 따라 승강가능하게 설치되고,
    상기 지지모듈은 상기 가이드레일측에 지지된 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지지모듈은 상기 볼스크류를 복수의 구역으로 구획하는 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 지지모듈의 일측 부위는 상기 승강부와 접촉되며, 상기 승강부에 의하여 승강하는 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 지지모듈은 동력전달모듈을 매개로 상기 볼너트와 연결되며, 상기 볼너트와 연동하여 승강하는 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 지지모듈은,
    상기 볼너트의 상측 및 하측에 위치된 상기 볼스크류의 부위를 각각 감싸는 형태로 설치된 지지관, 상기 지지관을 연결하는 연결부를 가지는 지지부재;
    상기 지지관의 내주면에 각각 설치되어 상기 볼스크류와 접촉하는 부시;
    상기 가이드레일에 승강가능하게 설치되며 상기 지지부재가 결합되는 제2승강블럭을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇.
  11. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 볼너트 및 상기 구동모터의 회전축에는 벨트에 의하여 상호 연결되는 풀리가 각각 형성되고,
    상기 볼너트의 상기 풀리는 상호 구획된 제1풀리와 제2풀리를 가지며,
    상기 구동모터는 2개 설치되어 상기 제1풀리 및 상기 제2풀리를 각각 회전시키는 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇.
  12. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 승강부는 상기 지지부의 길이 방향을 따라 승강가능하게 상기 지지부에 지지 설치되고,
    상기 지지부의 내부에는 상호 구획된 복수의 공간이 형성되며,
    상기 지지부의 구획된 각 공간에 상기 승강부의 일부 파트가 각각 설치된 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 지지부의 구획된 각 공간들 중, 적어도 하나의 공간에는 상기 승강부의 일부 파트가 설치되지 않고,
    상기 승강부의 일부 파트가 설치된 상기 지지부의 구획된 각 공간은 밀폐된 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 승강부의 일부 파트가 설치되지 않은 상기 지지부의 공간은 청정공간과 비청정공간으로 구획된 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 비청정공간은 상기 승강부의 일부 파트가 설치된 상기 지지부의 구획된 공간들 중, 어느 하나의 공간과 연통된 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 지지부는,
    전면에 후면측으로 함몰된 함몰부가 형성되며 중공체(中空體)로 마련된 지지기둥;
    상기 지지기둥의 후면 양모서리부에서 외측으로 각각 연장된 제1연장리브 및 제2연장리브;
    상기 지지기둥의 후면, 상기 제1연장리브 및 상기 제2연장리브, 상기 지지기둥의 양측면 외측, 상기 제1연장리브 및 상기 제2연장리브와 각각 대향하는 상기 지지기둥의 전면측 일부를 덮는 제1커버;
    상기 제1커버의 상면을 덮는 제2커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 함몰부에 의하여 형성되는 공간을 제1공간, 상기 제1연장리브와 상기 지지기둥의 일측면과 상기 제1커버에 의하여 형성되는 공간을 제2공간, 상기 제2연장리브와 상기 지지기둥의 타측면과 상기 제1커버에 의하여 형성되는 공간을 제3공간 및 상기 제2커버에 의하여 덮힌 상기 지지기둥의 내부를 제4공간이라 할 때,
    상기 제1공간과 상기 제2공간 및 상기 제3공간에는 상기 승강부의 일부 파트가 각각 설치되고,
    상기 제1공간과 상기 제2공간 및 상기 제3공간은 각각 밀폐된 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제4공간은 상기 제1공간과 연통된 비청정공간과 상기 제1공간과 연통되지 않은 청정공간으로 구획된 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 비청정공간의 하측 부위, 상기 제2공간의 하측 부위 및 상기 제3공간의 하측 부위에는 흡입모듈측과 연통되어 파티클을 배출하기 위한 배출구가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 함몰부에 의하여 형성되는 공간을 제1공간, 상기 제1연장리브와 상기 지지기둥의 일측면과 상기 제1커버에 의하여 형성되는 공간을 제1공간, 상기 제2연장리브와 상기 지지기둥의 타측면과 상기 제1커버에 의하여 형성되는 공간을 제3공간 및 상기 지지기둥 내부의 공간을 제4공간이라 할 때,
    상기 승강부는,
    상기 제1공간에 지지 설치된 볼스크류;
    상기 볼스크류에 설치되며 상기 볼스크류와 작용하여 상기 볼스크류를 따라 승강하는 볼너트;
    상기 볼너트의 상단면(上端面) 상측 상기 볼스크류의 부위에 내륜이 설치되고, 상기 볼너트에 의하여 승강하는 베어링;
    상기 제1공간의 외측에 위치되어 상기 베어링의 외륜과 결합되고, 상기 기판지지부가 결합되며, 상기 베어링과 함께 승강하는 하우징;
    상기 하우징의 내부에 설치되며 상기 볼너트를 회전시키는 구동모터;
    상기 제2공간 및 상기 제3공간에 각각 지지 설치된 제1가이드레일 및 제2가이드레일;
    상기 제1가이드레일 및 상기 제2가이드레일에 각각 설치되어 상기 제1가이드레일 및 상기 제2가이드레일을 따라 승강하며 상기 하우징이 각각 결합되는 제1승강블럭 및 제2승강블럭을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 볼너트 및 상기 구동모터의 회전축에는 벨트에 의하여 상호 연결되는 풀리가 각각 형성되고,
    상기 볼너트의 상기 풀리는 상호 구획된 제1풀리와 제2풀리를 가지며,
    상기 구동모터는 2개 설치되어 상기 제1풀리 및 상기 제2풀리를 각각 회전시키는 것을 특징으로 하는 기판 반송용 로봇.
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