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KR20220012745A - 텔레스코픽 암 로봇 - Google Patents

텔레스코픽 암 로봇 Download PDF

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KR20220012745A
KR20220012745A KR1020200091934A KR20200091934A KR20220012745A KR 20220012745 A KR20220012745 A KR 20220012745A KR 1020200091934 A KR1020200091934 A KR 1020200091934A KR 20200091934 A KR20200091934 A KR 20200091934A KR 20220012745 A KR20220012745 A KR 20220012745A
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telescopic arm
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stage
axis direction
horizontal axis
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엄재원
오승용
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주식회사 로보스타
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Abstract

본 발명은 텔레스코픽 암 로봇에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 다수단의 텔레스코픽 암 구동방식을 이용하여 제1 스테이지에서 제2 스테이지로 반송물을 반송하고, 제2 스테이지로 반송물을 반송 시에 제2 스테이지 위에서 반송물의 위치 틀어짐을 최소화할 수 있는 텔레스코픽 암 로봇에 관한 것이다.
본 발명의 실시 형태에 따른 텔레스코픽 암 로봇은, 제1 공정 상의 제1 스테이지와 제2 공정 상의 제2 스테이지 사이에 배치되어 다수의 웨이퍼들 또는 기판들을 반송하고, 상기 웨이퍼들 또는 기판들을 수평축 방향으로 이송시키고, 상기 수평축 방향 또는 역 수평축 방향으로 신축가능한 텔레스코픽 암 장치; 상기 수평축 방향과 수직한 수직축 방향으로 연장된 포스트; 및 상기 텔레스코픽 암 장치가 장착되고, 상기 포스트에 장착되어 상기 포스트를 따라 위 또는 아래로 이동가능하고, 틸팅 회전축을 기준으로 소정 각도로 틸팅되어 상기 텔레스코픽 암 장치를 틸팅시키는 이동부재;를 포함한다.

Description

텔레스코픽 암 로봇{TELESCOPIC ARM ROBOT}
본 발명은 텔레스코픽 암 로봇에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 다수단의 텔레스코픽 암 구동방식을 이용하여 제1 스테이지에서 제2 스테이지로 반송물을 반송하고, 제2 스테이지로 반송물을 반송 시에 제2 스테이지 위에서 반송물의 위치 틀어짐을 최소화할 수 있는 텔레스코픽 암 로봇에 관한 것이다.
반도체 장치나 액정표시장치 등의 제조공정에서는, 반도체 웨이퍼나 액정표시장치용 유리 기판 등의 기판에 대하여 인입 및 취출과정이 행하여진다.
기판처리장치(반송 로봇)는 더블 암 로봇, 다수개의 암으로 구성된 반송 로봇 등이 개발되고 사용되고 있으며, 복수의 캐리어를 유지하는 캐리어 유지부와, 기판을 처리하는 기판처리부와, 캐리어 유지부와 기판처리부 사이에서 상하에 적층된 반전유닛과, 각 반전유닛과 캐리어 유지부 사이에서 기판을 반송하는 인덱서 로봇과, 각 반전유닛과 기판처리부 사이에서 기판을 반송하는 메인반송로봇을 구비하는 것이 일반적이다.
이러한 반송 로봇은 근본적으로 웨이퍼, 기판 또는 패널의 이송을 더욱 효율적으로 수행하기 위한 것이며, 이로서 공정 택 타임(Tack Time)을 줄여 공정 효율을 높일 수 있는 데 방향으로 개발이 이루어지게 된다.
하나의 기판을 반송하기 위한 하나의 암을 갖는 반송 로봇에서 더블 암을 구비한 반송 로봇이 개발되었고, 더블 암의 구조를 개선하여 더욱 효율적인 공정을 목적으로 대한민국 공개특허공보 10-2008-0047205호(기판 이재 로봇) 및 대한민국 공개특허공보 10-2012-0007449호(기판처리장치 및 기판반송방법)가 개시되어 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2008-0047205호는 독립적 회전축 이동 및 동시적 상하이동이 가능한 다수의 암을 구비하여 효율적인 기판 이송을 달성할 수 있는 기판 이재 로봇이 개시되어 있다. 하지만, 독립적인 회전축 이송 방식은 다수의 패널을 이송 시 다수의 패널의 배열 순서가 변경된다는 단점을 갖는다.
대한민국 공개특허공보 10-2008-0047205호는 동서남북의 4방향으로 설치되어 위치된 패널을 각각의 방향에서 반송 가능한 구조라는 점에서 이득이 있으나, 동서남북 4방향으로 독립적으로 동작되므로 인라인 공정이나 한 방향으로 진행되는 공정에서는 사용하기에 부적합한 단점을 갖는다.
대한민국 공개특허공보 10-2012-0007449호는 기판처리장치의 스루풋(throughput)(단위시간 당의 기판의 처리 매수)을 증가시켜 인덱서로봇 및 메인반송로봇의 대기시간을 단축하기 위한 반송로봇을 제공한다.
대한민국 공개특허공보 10-2012-0007449호는 공정 시간을 단축하는 잇점을 가지나, 하나의 암에 다수의 핸드가 부착된 구조이므로 동시 구동을 해야 하는 단점을 가지며 다수의 핸드 구조에 의해 일정 간격으로 위치된 경우에만 다수 패널의 반송이 가능하다는 단점을 갖는다.
한편, 대한민국 특허공보 제10-1628928호는 텔레스코픽 암 로봇에 관한 것인데, 텔레스코픽 암 장치(140)가 제2 스테이지(20)로 반송물을 이송 시, 텔레스코픽 암 장치(140)의 텔레스코픽 암(143)의 레벨(level)과 제2 스테이지(20)에서 반송물이 높여지는 상면의 레벨이 다른 경우, 레벨이 차이가 난 상태에서 반송물을 그대로 제2 스테이지(20)로 내려놓으면, 제2 스테이지(20) 위에서 반송물의 위치 틀어짐이 발생할 있는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 텔레스코픽 암 장치(140)가 장착된 이동부재(130)를 포스트(120)의 상하 방향으로 이동시키는 것도 고려할 수 있으나, 이동부재(130)를 상하 방향으로 이동시키는 불편함과 이동부재(130)를 상하 방향으로 이동시키는 시간도 소요된다는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2008-0047205호 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0007449호 대한민국 특허공보 제10-1628928호
본 발명이 해결하려는 과제는, 소정의 스테이지로 반송물을 이송 시 암의 레벨(level)과 상기 스테이지의 레벨(level)이 다른 경우, 상기 스테이지 위에서의 상기 반송물의 위치 틀어짐을 최소화할 수 있는 텔레스코픽 암 로봇을 제공하고자 한다.
또한, 소정의 스테이지로 반송물을 이송 시 암의 레벨(level)과 상기 스테이지의 레벨(level)이 다른 경우, 빠른 속도로 상기 반송물을 상기 스테이지 위에 이송시킬 수 있어 택 타임(tack time)을 줄일 수 있는 텔레스코픽 암 로봇을 제공하고자 한다.
또한, 다수단의 텔레스코픽 암 구동방식을 적용하여 별도의 회전동작없이 최소한 일 축 방향으로의 직선 이동만으로 반송물의 이송이 가능한 텔레스코픽 암 로봇을 제공하고자 한다.
또한, 다수의 반송물을 동시에 반송할 수 있는 텔레스코픽 암 로봇을 제공하고자 한다.
또한, 다수의 반송물을 이송 시 다수의 반송물의 배열순서 변경되지 않는 텔레스코픽 암 로봇을 제공하고자 한다.
또한, 협소한 공간에 설치 가능한 텔레스코픽 암 로봇을 제공하고자 한다.
또한, 택타임(Tacttime)을 단축하여 공정 효율을 높일 수 있는 텔레스코픽 암 로봇을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 텔레스코픽 암 로봇은, 제1 공정 상의 제1 스테이지와 제2 공정 상의 제2 스테이지 사이에 배치되어 다수의 웨이퍼들 또는 기판들을 반송하고, 상기 웨이퍼들 또는 기판들을 수평축 방향으로 이송시키고, 상기 수평축 방향 또는 역 수평축 방향으로 신축가능한 텔레스코픽 암 장치; 상기 수평축 방향과 수직한 수직축 방향으로 연장된 포스트; 및 상기 텔레스코픽 암 장치가 장착되고, 상기 포스트에 장착되어 상기 포스트를 따라 위 또는 아래로 이동가능하고, 틸팅 회전축을 기준으로 소정 각도로 틸팅되어 상기 텔레스코픽 암 장치를 틸팅시키는 이동부재;를 포함한다.
여기서, 상기 이동부재는 상기 포스트에 연결되어 상기 포스트에 형성된 레일을 따라 위 또는 아래 방향으로 이동하고, 중심부에 상기 틸팅 회전축이 형성되어 상기 틸팅 회전축을 기준으로 소정 각도로 틸팅되는, 슬라이더를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 텔레스코픽 암 장치는, 상기 웨이퍼들 또는 기판들을 흡착하는 다수의 흡착부를 포함하고, 상기 흡착 이동부는, 상기 수평축 방향 또는 상기 역 수평축 방향으로 이동가능하고, 상기 텔레스코픽 암 장치는, 상기 다수의 흡착부를 상기 수평축 방향으로 이동시키기 위한 다수의 연장 암을 포함하고, 상기 다수의 연장 암은 상기 수평축 방향으로 다단으로 연장되고, 상기 다수의 흡착부는, 상기 웨이퍼들 또는 기판들과 일대일 대응하고, 상기 다수의 연장 암과 상기 흡착 이동부는, 상기 수평축 방향으로 동시(同時) 또는 이시(異時)로 구동할 수 있다.
여기서, 상기 텔레스코픽 암 장치는, 스크류 봉과 레일이 내부에 장착된 텔레스코픽 암 커버; 상기 스크류 봉과 레일과 결합하고 상기 스크류 봉의 회전에 의해 상기 레일을 따라 상기 수평축 방향으로 이동가능한 슬라이더를 포함하는 제1 연장 암; 상기 제1 연장 암과 결합하고 상기 제1 연장 암으로부터 상기 수평축 방향으로 연장가능한 제2 연장 암; 및 상기 제2 연장 암과 결합하고, 상기 다수의 흡착부를 갖고, 상기 수평축 방향으로 이동가능한 흡착 이동부;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 포스트를 지지하는 베이스 프레임;을 더 포함하고, 상기 포스트는 상기 베이스 프레임 상에서 상기 수직축 방향 또는 상기 역 수직축 방향으로 이동가능할 수 있다.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 소정의 스테이지로 반송물을 이송 시 암의 레벨(level)과 상기 스테이지의 레벨(level)이 다른 경우, 상기 스테이지 위에서의 상기 반송물의 위치 틀어짐을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
또한, 소정의 스테이지로 반송물을 이송 시 암의 레벨(level)과 상기 스테이지의 레벨(level)이 다른 경우, 빠른 속도로 상기 반송물을 상기 스테이지 위에 이송시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 다수단의 텔레스코픽 암 구동방식을 적용하여 별도의 회전동작없이 최소한 일 축 방향으로의 직선 이동만으로 반송물 이송이 가능한 이점이 있다.
또한, 다수의 반송물을 동시에 반송할 수 있는 이점이 있다.
또한, 다수의 반송물을 이송 시 다수의 반송물의 배열순서 변경되지 않는 이점이 있다.
또한, 협소한 공간에 설치 가능한 이점이 있다.
또한, 택타임(Tacttime)을 단축하여 공정 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 텔레스코픽 암 로봇의 제1 상태에서의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 텔레스코픽 암 로봇의 제2 상태에서의 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 텔레스코픽 암 로봇의 제3 상태에서의 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 제1 상태에 있는 텔레스코픽 암 로봇의 일 부분을 확대한 사시도이다.
도 5는 도 2에 도시된 제2 상태에 있는 텔레스코픽 암 로봇을 위에서 바라본 평면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 제3 상태에 있는 텔레스코픽 암 로봇의 일 부분을 확대한 사시도이다.
도 7 내지 도 8은 텔레스코픽 암 장치(140)의 틸팅을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9은 도 1에 도시된 제1 상태에서의 도 4에 도시된 텔레스코픽 암(143)의 측면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 텔레스코픽 암(143)의 저면도이다.
도 11는 도 2에 도시된 제2 상태와 도 3에 도시된 제3 상태 사이의 중간 상태에서의 도 4에 도시된 텔레스코픽 암(143)의 측면도이다.
도 12은 도 11에 도시된 텔레스코픽 암(143)의 저면도이다.
도 13은 도 3에 도시된 제3 상태에서의 도 4에 도시된 텔레스코픽 암(143)의 측면도이다.
도 14는 도 13에 도시된 텔레스코픽 암(143)의 저면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 텔레스코픽 암 로봇의 구조 및 작용효과를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 텔레스코픽 암 로봇의 제1 상태에서의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 텔레스코픽 암 로봇의 제2 상태에서의 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 텔레스코픽 암 로봇의 제3 상태에서의 사시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 제1 상태에 있는 텔레스코픽 암 로봇의 일 부분을 확대한 사시도이고, 도 5는 도 2에 도시된 제2 상태에 있는 텔레스코픽 암 로봇을 위에서 바라본 평면도이고, 도 6은 도 3에 도시된 제3 상태에 있는 텔레스코픽 암 로봇의 일 부분을 확대한 사시도이다.
도 1 내지 도 6에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 텔레스코픽 암 로봇(100)은, 제1 스테이지(10)에 놓여있는 다수의 반송물(30)을 제2 스테이지(20)로 반송하는 로봇이다.
도 1 내지 도 6에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 텔레스코픽 암 로봇(100)을 설명함에 있어서, x축과 y축은 서로 수직하고, y축과 z축은 서로 수직하며, z축과 x축은 서로 수직한다. 그리고, -x축은 x축과 정반대이고, -y축은 y축과 정반대이고, -z축은 z축과 정반대이다. 여기서, x축은 수평축으로 명명될 수 있고, y축은 수평축과 수직인 수직축으로 명명될 수 있으며, z은 수평축 및 수직축 각각과 직교하는 직교축이라 명명될 수 있다. -x축은 역 수평축으로, -y축은 역 수직축으로, -z축은 역 직교축으로 명명될 수 있다.
텔레스코픽 암 로봇(100)은, 제1 스테이지(10)와 제2 스테이지(20) 사이에 배치되어 제1 스테이지(10)에 놓여있는 다수의 반송물(30)을 제2 스테이지(20)로 반송한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 스테이지(10)와 제2 스테이지(20)는 서로 떨어져 배치된다. 제2 스테이지(20)는 제1 스테이지(10)의 대각선 방향에 배치될 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 제2 스테이지(20)는 제1 스테이지(10)의 일직선 방향에 배치될 수도 있다. 반송물(30)이 놓여진 또는 놓여질 제1 스테이지(10)와 제2 스테이지(20)의 높이(또는 레벨)는 동일한 것으로 가정하였지만, 이에 한정하는 것은 아니며 제1 스테이지(10)와 제2 스테이지(20)의 높이(또는 레벨)는 서로 다를 수도 있다.
제1 스테이지(10)로는 하나 또는 다수의 반송물(30)이 계속해서 공급되고, 제2 스테이지(20)는 텔레스코픽 암 로봇(100)에 의해 공급된 하나 또는 다수의 반송물(30)을 다른 공정 장치로 이송시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 스테이지(10)와 제2 스테이지(20)는 반송물(30)을 y축 또는 -y축 방향으로 이송시키는 컨베이어 장치의 일 부분일 수 있다.
반송물(30)은 패널(panel), 웨이퍼(wafer), 및 기판을 포함한다. 그러나 본 명세서에서 반송물(30)이 패널, 웨이퍼 및 기판 중 어느 하나로 한정되는 것은 아니고, 제1 스테이지(10)에서 제2 스테이지(20)로 반송가능한 모든 작업물(work)을 모두 포함하는 것으로 이해해야 한다.
텔레스코픽 암 로봇(100)은, 반송물(30)을 x축(또는 수평축) 방향으로 이송시키고, x축 방향 또는 -x축(또는 역 수평축) 방향으로 신축가능하다. 따라서, 최소한 일 축(x 축) 방향으로의 직선 이동만으로 반송물(30)의 이송이 가능하다.
텔레스코픽 암 로봇(100)은, 베이스 프레임(110), 포스트(120), 이동부재(130) 및 텔레스코픽 암 장치(140)을 포함한다.
베이스 프레임(110)은 텔레스코픽 암 로봇(100)을 지지하고, 4각 프레임 형태로 이루어질 수 있다.
베이스 프레임(110)은 텔레스코픽 암 로봇(100)의 작동시 유동성을 방지하도록 다수의 고정장치(111)를 포함할 수 있다.
포스트(120)는 베이스 프레임(110)에 장착된다. 포스트(120)는 베이스 프레임(110)의 특정 부분에 고정 장착될 수도 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 포스트(120)는 베이스 프레임(110) 상에서 y축(또는 수직축) 또는 -y축(또는 역 수직축) 방향으로 이동할 수 있다. 포스트(120)가 베이스 프레임(110) 상에서 y축 또는 -y축 방향으로 이동하기 위해서, 베이스 프레임(110)에는 소정의 레일(미도시)이 형성될 수 있고, 포스트(120)는 소정의 슬라이더(미도시)를 포함할 수 있다. 포스트(120)의 슬라이더(미도시)는 베이스 프레임(110)에 형성된 레일(미도시)을 따라 y축 또는 -y축 방향으로 이동할 수 있다. 포스트(120)의 y축 또는 -y축 방향으로 이동은, 외부 제어 명령에 의해서 이뤄질 수 있다.
포스트(120)는 이동부재(130)를 z축(또는 직교축) 또는 -z축(또는 역 직교축) 방향으로 이동시키기 위한 레일(121)을 포함할 수 있다. 레일(121)은 포스트(120)의 길이 방향을 따라 형성된다.
포스트(120)의 레일(121)에 이동부재(130)의 슬라이더(133)가 삽입되어 이동부재(130)는 z축 또는 -z축 방향으로 이동할 수 있다. 이동부재(130)의 일 측은 포스트(120)와 연결된다.
또한, 이동부재(130)에는 텔레스코픽 암 장치(140)가 장착되는데, 이러한 이동부재(130)는 포스트(120)에 장착되어 포스트(120)를 따라 위 또는 아래로 이동가능하고, 틸팅 회전축(T)을 기준으로 소정 각도로 틸팅되어 장착된 텔레스코픽 암 장치(140)를 상기 소정 각도만큼 틸팅시킬 수 있다. 이를 위해, 이동부재(130)는 슬라이더(133)을 포함할 수 있다. 여기서, 틸팅 회전축(T)은 텔레스코픽 암 장치(140)가 이동부재(130)를 따라 이동하는 축 방향(y축)과 평행할 수 있다.
이동부재(130)의 슬라이더(133)는 포스트(120)와 결합되고, 포스트(120)의 레일(121)을 따라 z축 또는 -z축 방향으로 상하 운동한다. 따라서, 이동부재(130)는 외부 제어 명령에 따라 텔레스코픽 암 장치(140)를 z축 또는 -z축 방향으로 이동시킬 수 있다.
또한, 이동부재(130)의 슬라이더(133)는 시계 또는 반시계 방향으로 틸팅(tilting)이 가능하다. 즉, 슬라이더(133)의 중심부에 틸팅 회전축(T)이 형성될 수 있다. 슬라이더(133)는 도 1 내지 도 3의 zx 평면에서 틸팅 회전축(T)을 기준으로 시계 또는 반시계 방향으로 틸팅 가능하다. 슬라이더(133)의 틸팅을 위해, 슬라이더(133)를 소정 각도만큼 틸팅시키는 틸팅부가 포스트(120) 내부에 배치될 수 있다. 틸팅부는 외부 제어 명령에 따라 소정 각도로 슬라이더(133)을 틸팅시킬 수 있다.
슬라이더(133)의 틸팅에 따라, 이동부재(130) 전체가 틸팅 회전축(T)을 기준으로 시계 또는 반시계 방향으로 틸팅될 수 있고, 이동부재(130)의 틸팅에 따라, 이동부재(130)에 장착된 텔레스코픽 암 장치(140)가 틸팅될 수 있다. 이하, 도 7 내지 8을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 7 내지 도 8은 텔레스코픽 암 장치(140)의 틸팅을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7 내지 도 8을 참조하면, 텔레스코픽 암 장치(140)가 반송물을 제2 스테이지(20)로 이송 시, 제2 스테이지(20)의 레벨(또는 높이)이 텔레스코픽 암(143)의 레벨(또는 높이)보다 높으면, 텔레스코픽 암(143)에 장착된 반송물이 제2 스테이지(20)에 닿지 않도록 도 1에 도시된 슬라이더(133)를 반시계 방향으로 소정 각도 틸팅시킨다. 슬라이더(133)의 반시계 방향으로의 틸팅에 따라, 이동부재(130)와 텔레스코픽 암 장치(140)가 연동하여 반시계 방향으로 소정 각도만큼 틸팅된다.
한편, 텔레스코픽 암 장치(140)가 반송물을 제2 스테이지(20)로 이송 시, 제2 스테이지(20)의 레벨(또는 높이)이 텔레스코픽 암(143)의 레벨보다 낮으면, 텔레스코픽 암(143)에 장착된 반송물이 제2 스테이지(20)에 닿지 않을 정도로 도 1에 도시된 슬라이더(133)을 시계 방향으로 소정 각도 틸팅시킨다. 슬라이더(133)의 시계 방향으로의 틸팅에 따라, 이동부재(130)와 텔레스코픽 암 장치(140)가 연동하여 시계 방향으로 소정 각도만큼 틸팅된다.
여기서, 슬라이더(133)의 틸팅 시점은, 텔레스코픽 암 장치(140)가 z방향으로 이동부재(130)에 의해 이동이 완료된 상태 이후일 수도 있고, 텔레스코픽 암(143)이 제2 스테이지(20)측 방향으로 연장되는 중일 수도 있다. 또한, 제2 스테이지(20)의 레벨(또는 높이)이 텔레스코픽 암(143)의 레벨보다 낮은 경우에는 텔레스코픽 암(143)이 제2 스테이지(20)측 방향으로 완전히 연장된 후일 수도 있다.
이와 같이, 슬라이더(133)의 틸팅에 따라, 텔레스코픽 암 장치(140)가 소정 각도로 회전 이동하기 때문에, 제2 스테이지(20)의 레벨(또는 높이)이 텔레스코픽 암(143)의 레벨과 다른 경우에도, 반송물을 안정적으로 제2 스테이지(20)에 이재할 수 있다. 따라서, 제2 스테이지(20)와 텔레스코픽 암(143)의 레벨(또는 높이) 차이에 의한 반송물의 위치 틀어짐을 최소화할 수 있다. 또한, 이동부재(130) 자체를 이동시키는 것보다 슬라이더(133)을 소정각도로 틸팅하기 때문에, 반송 속도도 더 빠른 이점이 있다.
한편, 도 7 내지 도 8에서는 텔레스코픽 암 장치(140)가 반송물을 제2 스테이지(20)로 이송하는 경우를 예정하여 설명하였지만, 이에 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 텔레스코픽 암 장치(140)가 반송물을 제1 스테이지(10)에서 가져오는 경우에도 그대로 적용될 수 있다.
다시, 도 1 내지 도 6을 참조하면, 이동부재(130)는 텔레스코픽 암 장치(140)를 지지한다.
이동부재(130)는 텔레스코픽 암 장치(140)의 y축 또는 -y축 방향으로 이동을 위한 레일(131)을 포함할 수 있다. 레일(131)은 이동부재(130)의 일 측면에 형성될 수도 있고, 양 측면에 형성될 수도 있다. 레일(131)에는 텔레스코픽 암 장치(140)의 슬라이더(미도시)가 결합되고, 텔레스코픽 암 장치(140)의 슬라이더(미도시)는 외부 제어 명령에 의해 레일(131)을 따라 y축 또는 -y축 방향으로 이동할 수 있다.
텔레스코픽 암 장치(140)는 제1 스테이지(10)에 놓여진 하나 또는 다수의 반송물(30)을 제2 스테이지(20)에 반송한다. 텔레스코픽 암 장치(140)는 x축 방향으로 적어도 2단 이상 단계적으로 연장되는 구조를 갖는다. 이러한 텔레스코픽 암 장치(140)는 제1 스테이지(10)에 놓여진 하나 또는 다수의 반송물(30)을 단 한 번의 회전없이 일 방향(x축)으로의 이동만으로 제2 스테이지(20)로 반송할 수 있다.
텔레스코픽 암 장치(140)는 텔레스코픽 암 커버(141)와 텔레스코픽 암(143)을 포함할 수 있다.
텔레스코픽 암 커버(141)는 텔레스코픽 암(143)을 커버하고, 이동부재(130) 상에 배치되고, 이동부재(130) 상에서 y축 또는 -y축 방향으로 이동가능하다. 따라서, 텔레스코픽 암 커버(141)는 텔레스코픽 암(143)을 외부 제어 명령에 따라 y축 또는 -y축 방향으로 이동시킬 수 있다.
텔레스코픽 암 커버(141)는 이동부재(130)의 레일(131)에 결합되는 슬라이더(미도시)를 포함할 수 있다. 슬라이더(미도시)는 이동부재(130)의 레일(131)을 따라 y축 또는 -y축 방향으로 이동할 수 있다.
텔레스코픽 암(143)은 텔레스코픽 암 커버(141)에 의해 커버되고, 텔레스코픽 암 커버(141)와 함께 연동한다. 따라서;, 텔레스코픽 암(143)은 텔레스코픽 암 커버(141)에 의해 y축 또는 -y축 방향으로 이동가능하다.
텔레스코픽 암(143)은 제1 스테이지(10)에 놓여진 하나 또는 다수의 반송물(30)을 로딩하고, x축(또는 수평축) 방향으로 직진 운동하여 로딩된 하나 또는 다수의 반송물(30)을 제2 스테이지(20)에 언로딩할 수 있다. 여기서, 텔레스코픽 암(143)은 적어도 2단 이상으로 연장되는 구조를 갖는다. 또한, 텔레스코픽 암(143)은 -x축(또는 역 수평축) 방향으로 직진 운동하여 제1 스테이지(10)에 새롭게 놓여진 하나 또는 다수의 반송물(30)을 로딩할 수 있다. 이러한 텔레스코픽 암 장치(140)는 하나 또는 다수의 반송물(30)의 로딩 및 언로딩 동작을 반복적으로 수행할 수 있다.
텔레스코픽 암(143)의 구체적인 구조와 이를 포함하는 텔레스코픽 암 로봇(100)의 구체적인 동작을 도 9 내지 도 14를 참조하여 구체적으로 설명한다.
텔레스코픽 암(143)과 이를 포함하는 텔레스코픽 암 로봇(100)은 미리 셋팅된 소정의 조건하에서 외부 제어 명령에 의해 구동한다.
도 9는 도 1에 도시된 제1 상태에서의 도 4에 도시된 텔레스코픽 암(143)의 측면도이고, 도 10은 도 9에 도시된 텔레스코픽 암(143)의 저면도이다. 여기서, 도 9 및 도 10은, 텔레스코픽 암(143)이 하나 또는 다수의 반송물(30)을 로딩한 상태이다.
텔레스코픽 암(143)은 반송물(30)을 흡착하고 흡착된 반송물(30)을 x축(또는 수평축) 방향으로 이동시키는 흡착 이동부(143a)를 포함한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 흡착 이동부(143a)는 다수의 흡착부(143a-1)와 슬라이더(143a-3)를 포함할 수 있다. 다수의 흡착부(143a-1)는 진공흡착 방식으로 다수의 반송물(30)을 흡착할 수 있다. 다수의 흡착부(143a-1)는 다수의 반송물(30)과 일대일로 대응할 수 있다.
도 4에 도시된 이동부재(130)의 z축 또는 -z축 방향으로의 이동과 텔레스코픽 암 커버(141)의 y축 또는 -y축 방향으로의 이동에 의해서, 다수의 흡착부(143a-1)가 제1 스테이지(10)에 놓여진 하나 또는 다수의 반송물(30)에 접하거나, 반송물(30)이 다수의 흡착부(143a-1)에 흡착될 수 있는 거리 내로 근접하면, 다수의 흡착부(143a-1)는 제1 스테이지(10)에 놓여진 하나 또는 다수의 반송물(30)을 진공흡착 방식으로 흡착할 수 있다. 여기서, 다수의 흡착부(143a-1)은 슬라이더(133)의 틸팅에 의한 이동부재(130)의 틸팅에 따라 제1 스테이지(10)에 놓여진 하나 또는 다수의 반송물(30)에 접하거나, 반송물(30)이 다수의 흡착부(143a-1)에 흡착될 수 있는 거리 내로 근접할 수 있다.
다수의 흡착부(143a-1)가 하나 또는 다수의 반송물(30)을 흡착하면, 도 2에 도시된 제2 상태와 같이, 텔레스코픽 암 장치(140)가 -y축 방향으로 이동할 수 있다. 이는 도 2에 도시된 제2 스테이지(20)가 제1 스테이지(10)을 기준으로 대각선 방향에 위치하기 때문이다.
하지만, 제2 스테이지(20)가 제1 스테이지(10)을 기준으로 일직선 방향에 위치하는 경우, 텔레스코픽 암 장치(140)는 -y축 방향으로 이동되지 않는다. 도 2에 도시된 제2 상태는 생략되고, 도 1에 도시된 제1 상태에서 도 3에 도시된 제3 상태로 상태 전환될 수 있다.
도 11은 도 2에 도시된 제2 상태와 도 3에 도시된 제3 상태 사이의 중간 상태에서의 도 4에 도시된 텔레스코픽 암(143)의 측면도이고, 도 12는 도 11에 도시된 텔레스코픽 암(143)의 저면도이고, 도 13은 도 3에 도시된 제3 상태에서의 도 4에 도시된 텔레스코픽 암(143)의 측면도이고, 도 14는 도 13에 도시된 텔레스코픽 암(143)의 저면도이다.
여기서, 도 11와 도 12이 도 2에 도시된 제2 상태와 도 3에 도시된 제3 상태 사이의 중간 상태에서의 텔레스코픽 암(143)의 구동 상태를 보여주는 도면이지만, 도 1에 도시된 제1 스테이지(10)와 제2 스테이지(20)가 도 1에 도시된 것과는 달리 일직선 상에 배치되는 경우에는, 도 11와 도 12은 도 1에 도시된 제1 상태와 도 3에 도시된 제3 상태 사이의 어느 일 시점에서의 텔레스코픽 암(143)의 구동 상태를 보여주는 도면으로 이해해야 한다.
도 11 내지 도 14를 참조하면, 텔레스코픽 암(143)은 하나 또는 다수의 반송물(30)이 흡착된 흡착 이동부(143a)를 x축 방향으로 이동시켜 도 3에 도시된 제2 스테이지(20) 상에 흡착 이동부(143a)를 위치시키고, 흡착 이동부(143a)의 진공흡착을 정지하거나 진공흡착의 세기를 반송물(30)이 중력에 의해 떨어질 정도로 낮춰 하나 또는 다수의 반송물(30)을 제2 스테이지(20) 위에 놓는다.
이러한 동작을 수행하기 위해, 텔레스코픽 암(143)은 흡착 이동부(143a), 제1 연장 암(143e) 및 제2 연장 암(143f)을 포함한다.
제1 연장 암(143e)은 소정의 길이를 가지며, 텔레스코픽 암 커버(141) 내에서 x축(또는 수평축) 방향으로 이동가능하다. 또한, 제1 연장 암(143e)의 일 단(143e-5)이 텔레스코픽 암 커버(141) 밖에 위치한 경우, 제1 연장 암(143e)은 -x축(또는 역 수평축) 방향으로 이동가능하다.
이를 위해, 텔레스코픽 암 커버(141) 내에는 레일(143c) 및 스크류 봉(143d)이 배치된다. 레일(143c)과 스크류 봉(143d)은 텔레스코픽 암 커버(141) 내에서 x축(또는 수평축) 방향으로 설치되고, 서로 평행하게 배치된다. 그리고, 제1 연장 암(143e)은 슬라이더(143b)를 포함할 수 있다. 슬라이더(143b)는 레일(143c)와 스크류 봉(143d)에 함께 결합되고, 스크류 봉(143d)의 회전(또는 역회전)에 의해서 레일(143c)을 따라 x축(또는 수평축) 방향 또는 -x축(또는 역 수평축) 방향으로 이동한다.
슬라이더(143b)는 텔레스코픽 암 커버(141)에 의해 x축(또는 수평축) 방향 또는 -x축(또는 역 수평축) 방향으로의 이동이 제한된다.
제2 연장 암(143f)은 소정의 길이를 가지며, 제1 연장 암(143e)에 결합되어 제1 연장 암(143e)으로부터 x축(또는 수평축) 방향으로 연장가능하다. 또한, 제2 연장 암(143f)의 일 단(143f-5)이 제1 연장 암(143e)의 일 단(143e-5)보다 x축 방향으로 더 멀리 위치한 경우, 제2 연장 암(143f)은 -x축(또는 역 수평축) 방향으로 이동가능하다.
이를 위해, 제2 연장 암(143f)은 슬라이더(143f-3)을 포함하고, 제1 연장 암(143e)은 슬라이더(143f-3)와 결합하는 레일(143e-1)을 가질 수 있다. 제1 연장 암(143e)의 레일(143e-1)은 제1 연장 암(143e)의 일 측면에 형성될 수 있다. 제1 연장 암(143e)의 슬라이더(143f-3)는 제1 연장 암(143e)의 레일(143e-1)을 따라 x축(또는 수평축) 또는 -x축(또는 역 수평축) 방향으로 이동할 수 있다.
제1 연장 암(143e)은 스토퍼(143e-3)을 포함한다. 제1 연장 암(143e)의 스토퍼(143e-3)는 제1 연장 암(143e)의 일 단(143e-5)에 인접한 곳에 결합되고, 제2 연장 암(143f)의 슬라이더(143f-3)의 이동을 제한된다.
흡착 이동부(143a)는 제2 연장 암(143f)과 결합되어 제2 연장 암(143f)의 양단 사이를 왕복 운동할 수 있다. 즉, 흡착 이동부(143a)는 제2 연장 암(143f)과 결합된 상태에서 x축(또는 수평축) 방향 또는 -x축(또는 역 수평축) 방향으로 이동가능하다.
이를 위해, 흡착 이동부(143a)는 슬라이더(143a-3)을 포함하고, 제2 연장 암(143f)은 슬라이더(143a-3)와 결합하는 레일(143f-1)을 가질 수 있다. 제2 연장 암(143f)의 레일(143f-1)은 제2 연장 암(143f)의 일 측면에 형성될 수 있다. 흡착 이동부(143a)의 슬라이더(143a-3)는 제2 연장 암(143f)의 레일(143f-1)을 따라 x축(또는 수평축) 또는 -x축(또는 역 수평축) 방향으로 이동할 수 있다.
흡착 이동부(143a)는 제2 연장 암(143f)의 레일(143f-1)의 형상에 의해 x축(또는 수평축) 또는 -x축(또는 역 수평축) 방향으로의 이동이 제한된다.
흡착 이동부(143a), 제1 연장 암(143e) 및 제2 연장 암(143f)은 동시(同時)에 구동할 수도 있고, 이시(異時)에 구동할 수도 있다.
먼저, 흡착 이동부(143a), 제1 연장 암(143e) 및 제2 연장 암(143f)이 함께 구동하는 경우를 설명하면, 제1 연장 암(143e)이 x축(또는 수평축) 방향으로 이동하는 순간 제2 연장 암(143f)도 x축(또는 수평축) 방향으로 이동하고, 흡착 이동부(143a)도 x축(또는 수평축) 방향으로 이동할 수 있다. 반대로, 제1 연장 암(143e)이 -x축(또는 역 수평축) 방향으로 이동하는 순간 제2 연장 암(143f)도 -x축(또는 역 수평축) 방향으로 이동하고, 흡착 이동부(143a)도 -x축(또는 수평축) 방향으로 이동할 수 있다.
한편, 흡착 이동부(143a), 제1 연장 암(143e) 및 제2 연장 암(143f)이 서로 다른 시간에 구동하는 경우를 설명하면, 제1 연장 암(143e)이 x축(또는 수평축) 방향으로 완전히 이동하여 멈춘 이후에, 제2 연장 암(143f)가 x축(또는 수평축) 방향으로 이동하고, 제2 연장 암(143f)이 이동을 멈춘 이후에, 흡착 이동부(143a)가 x축(또는 수평축) 방향으로 이동할 수 있다. 여기서, 흡착 이동부(143a), 제2 연장 암(143f) 및 제1 연장 암(143e) 순서로 x축(또는 수평축) 방향으로 이동할 수도 있다. 반대로, 제1 연장 암(143e)이 -x축(또는 역 수평축) 방향으로 완전히 이동하여 멈춘 이후에, 제2 연장 암(143f)가 -x축(또는 역 수평축) 방향으로 이동하고, 제2 연장 암(143f)이 이동을 멈춘 이후에, 흡착 이동부(143a)가 -x축(또는 역 수평축) 방향으로 이동할 수 있다. 여기서, 흡착 이동부(143a), 제2 연장 암(143f) 및 제1 연장 암(143e) 순서로 -x축(또는 역 수평축) 방향으로 이동할 수도 있다.
흡착 이동부(143a), 제1 연장 암(143e) 및 제2 연장 암(143f)이 함께 구동하는 경우가 흡착 이동부(143a), 제1 연장 암(143e) 및 제2 연장 암(143f)이 서로 다른 시간에 구동하는 경우보다 택타임(tact time)을 줄일 수 있는 이점이 있다.
텔레스코픽 암(143)은 x축(수평축) 방향으로 3단 이상 단계적으로 연장이 가능하다. 구체적으로, 텔레스코픽 암(143)은 제1 연장 암(143e)의 x축(수평축) 방향으로의 이동에 의한 1단의 길이 연장과, 제2 연장 암(143f)의 x축(수평축) 방향으로의 이동에 의한 2단의 길이 연장 및 흡착 이동부(143a)의 x축(수평축) 방향으로의 이동에 의한 3단의 길이 연장이 가능하다. 이러한 텔레스코픽 암(143)을 포함하는 텔레스코픽 암 장치(140)는 별도의 회전동작없이, 일 축(x축) 방향으로의 이동만으로도 하나 또는 다수의 반송물(30)을 제1 스테이지(10)에서 제2 스테이지(20)로 이송시킬 수 있다.
도면에 도시하지 않았지만, 제1 스테이지(10)와 제2 스테이지(20)가 일 직선 상에 배치된 경우, 본 발명의 실시 형태에 따른 텔레스코픽 암 로봇(100)은, 텔레스코픽 암(143)을 일 축(x축) 방향으로 이동시켜 제1 스테이지(10)에서 흡착된 반송물(30)을 제2 스테이지(20)로 옮길 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 스테이지(10)와 제2 스테이지(20)가 대각 방향으로 배치된 경우에는, 본 발명의 실시 형태에 따른 텔레스코픽 암 로봇(100)은, 텔레스코픽 암 장치(140)를 일 축(-y축) 방향으로 이동시킨 후, 텔레스코픽 암(143)을 다른 일 축(x축) 방향으로 이동시켜 제1 스테이지(10)에서 흡착된 반송물(30)을 제2 스테이지(20)로 옮길 수 있다. 여기서, 텔레스코픽 암 로봇(100)은, 텔레스코픽 암 장치(140)를 일 축(-y축) 방향으로 이동시키는 것과 텔레스코픽 암(143)을 다른 일 축(x축) 방향으로 이동시키는 것을 함께 이뤄질 수도 있다.
한편, 도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 스테이지(20)에서 반송물(30)이 놓여지는 면의 높이가 텔레스코픽 암(143)의 흡착 이동부(143a)에 흡착된 반송물의 높이와 서로 다른 경우에는, 본 발명의 실시 형태에 따른 텔레스코픽 암 로봇(100)은, 이동부재(130)를 일 축(z축 또는 -z축) 방향으로 이동시키고, 텔레스코픽 암 장치(140)를 다른 일 축(-y축) 방향으로 이동시킨 후, 텔레스코픽 암(143)을 또 다른 일 축(x축) 방향으로 이동시키고, 텔레스코픽 암 장치(140)를 틸팅시켜 제1 스테이지(10)에서 흡착된 반송물(30)을 제2 스테이지(20)로 옮길 수 있다. 여기서, 텔레스코픽 암 로봇(100)은, 이동부재(130)를 일 축(z축 또는 -z축) 방향으로 이동시키는 것, 텔레스코픽 암 장치(140)를 다른 일 축(-y축) 방향으로 이동시키는 것, 텔레스코픽 암(143)을 또 다른 일 축(x축) 방향으로 이동시키는 것 및 텔레스코픽 암 장치(140)를 틸팅시키는 것이 함께 이뤄질 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 텔레스코픽 암 로봇은, 다수단의 텔레스코픽 암 구동방식을 적용하여 별도의 회전동작없이 최소한 일 축(x축)으로의 이동만으로 반송물의 반송이 가능하고, 제2 스테이지(20)의 레벨과 텔레스코픽 암(143)의 레벨이 상이한 경우에 텔레스코픽 암 장치(140)를 소정 각도만큼 틸팅시켜 반송물의 위치 틀어짐을 최소화할 수 있고, 또한 다수의 반송물을 동시에 반송할 수 있으며, 다수의 반송물을 반송 시 다수의 반송물의 배열순서가 변경되지 않는다. 또한 협소한 공간에 설치 가능하며, 택타임(Tacttime)을 단축하여 공정 효율을 높일 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 제1 스테이지
20: 제2 스테이지
30: 반송물
100: 텔레스코픽 암 로봇
110: 베이스 프레임
120: 포스트
130: 이동부재
140: 텔레스코픽 암 장치

Claims (5)

  1. 제1 공정 상의 제1 스테이지와 제2 공정 상의 제2 스테이지 사이에 배치되어 다수의 웨이퍼들 또는 기판들을 반송하고,
    상기 웨이퍼들 또는 기판들을 수평축 방향으로 이송시키고, 상기 수평축 방향 또는 역 수평축 방향으로 신축가능한 텔레스코픽 암 장치;
    상기 수평축 방향과 수직한 수직축 방향으로 연장된 포스트; 및
    상기 텔레스코픽 암 장치가 장착되고, 상기 포스트에 장착되어 상기 포스트를 따라 위 또는 아래로 이동가능하고, 틸팅 회전축을 기준으로 소정 각도로 틸팅되어 상기 텔레스코픽 암 장치를 틸팅시키는 이동부재;
    를 포함하는, 텔레스코픽 암 로봇.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동부재는 상기 포스트에 연결되어 상기 포스트에 형성된 레일을 따라 위 또는 아래 방향으로 이동하고, 중심부에 상기 틸팅 회전축이 형성되어 상기 틸팅 회전축을 기준으로 소정 각도로 틸팅되는 슬라이더;를 포함하는, 텔레스코픽 암 로봇.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 텔레스코픽 암 장치는, 상기 웨이퍼들 또는 기판들을 흡착하는 다수의 흡착부를 포함하고,
    상기 흡착 이동부는, 상기 수평축 방향 또는 상기 역 수평축 방향으로 이동가능하고,
    상기 텔레스코픽 암 장치는, 상기 다수의 흡착부를 상기 수평축 방향으로 이동시키기 위한 다수의 연장 암을 포함하고,
    상기 다수의 연장 암은 상기 수평축 방향으로 다단으로 연장되고,
    상기 다수의 흡착부는, 상기 웨이퍼들 또는 기판들과 일대일 대응하고,
    상기 다수의 연장 암과 상기 흡착 이동부는, 상기 수평축 방향으로 동시(同時) 또는 이시(異時)로 구동하는, 텔레스코픽 암 로봇.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 텔레스코픽 암 장치는,
    스크류 봉과 레일이 내부에 장착된 텔레스코픽 암 커버;
    상기 스크류 봉과 레일과 결합하고 상기 스크류 봉의 회전에 의해 상기 레일을 따라 상기 수평축 방향으로 이동가능한 슬라이더를 포함하는 제1 연장 암;
    상기 제1 연장 암과 결합하고 상기 제1 연장 암으로부터 상기 수평축 방향으로 연장가능한 제2 연장 암; 및
    상기 제2 연장 암과 결합하고, 상기 다수의 흡착부를 갖고, 상기 수평축 방향으로 이동가능한 흡착 이동부;
    를 포함하는, 텔레스코픽 암 로봇.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 포스트를 지지하는 베이스 프레임;을 더 포함하고,
    상기 포스트는 상기 베이스 프레임 상에서 상기 수직축 방향 또는 상기 역 수직축 방향으로 이동가능한, 텔레스코픽 암 로봇.
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