JP2006120861A

JP2006120861A - 傾き補正装置及びそれを備えた搬送ロボット

Info

Publication number: JP2006120861A
Application number: JP2004307220A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Sato; 雅昭佐藤
Original assignee: Rorze Corp
Current assignee: Rorze Corp
Priority date: 2004-10-21
Filing date: 2004-10-21
Publication date: 2006-05-11

Abstract

【課題】搬送ロボットが半導体ウエハ等の基板を保持する際に生じるアームの撓みを、小さな駆動源による大きな動力で、高精度に傾きを修正できる基板の傾き補正装置を提供する。
【解決手段】減速機を備える駆動源を作動してスライド部材１２を直線運動させることにより、このスライド部材１２とエンドエフェクタ８及びエンドエフェクタ基台７を連結する支持部材１４，１５によりエンドエフェクタ８の一端を昇降させることで揺動させる基板の傾きを補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板を搬送する搬送ロボットに関し、特に、半導体ウエハ、液晶表示板用基板、プラズマディスプレー基板、有機エレクトロルミネッセンス基板、無機エレクトロルミネッセンス基板、プリント配線基盤等の平板形状の基板を、搬送ロボットのアームの自重による撓み量（角度）を補正して、搬送する基板の搬送ロボット及びその搬送ロボットを備える基板の処理装置に関するものである。

一般に半導体ウエハ等の製造は高清浄な環境いわゆるクリーンルームで行われる。このクリーンルームに於ける前記基板の運搬、例えば各種処理装置のカセット載置ステージ上への運搬は、基板をカセット内の棚段上に収納してカセット用搬送ロボットによりカセットごと行われる。なお、カセットから各種処理装置への基板の搬送には以下に示す公知の搬送ロボットにより行われる。

図３に示す特許文献１の図２記載のスカラ型のワーク搬送ロボットは、胴体部上に備えるアームをその内部に備えるプーリとタイミングベルトにより水平面内で回動して、ハンド１（エンドエフェクタ）上に保持したワーク（基板）を前進・後退運動して搬送するものである。このワーク搬送ロボットは、ハンド１の元部にハンド１の傾きを機械的構造（カム機構）により調整する傾き補正機構を備える。この傾き補正機構は、第一アーム２の先端部上面にカムプレート４１を固設して備える。このカムプレート４１は円周方向に沿って高さが変化するように形成されている。このカムプレート４１上部に当接するカムフォロア４２を備えることにより、第一アーム２の回動によるハンド１の前進・後退運動に連動して、ハンド１の一端が上下動して角度が変化する。これにより、第一アーム２を伸長した際の自重による撓みによる高さ方向のずれを相対的に修正することができる。
特開２００３−１３６４４２号公報

近年、半導体ウエハや液晶ガラス基板等の基板の大型化に伴い（従来の面積は１ｍ×１ｍ程度であったのに対しておよそ２ｍ×２ｍ）、装置を（従来、基板を保持するエンドエフェクタの長さおよそ３０ｃｍであったのに対して近年は２ｍ程度まで）大型化する必要がある。これにより、アームやエンドエフェクタの長さを長くするとともに、アームやエンドエフェクタの自重による撓みを抑えるため剛性もあげる必要がある。しかし、むやみにアームの肉厚、厚みを増すことで剛性をあげれば、装置全体の総重量が増すこととなり半導体等の製造工場への搬入が困難である。また、エンドエフェクタに基板を保持しているときと、保持していないときとのアームとエンドエフェクタの撓み量の差は、従来の基板に比べて無視できない程度に大きいものとなっている。つまり、基板を内部の棚段上に収納するカセットでは上下の基板の狭い隙間にエンドエフェクタを挿入して基板を取り出す動作等が非常に困難であるとともに、アームとフィンガの撓み量は、アームを伸張する位置によって異なるため、自在な傾き補正装置を備える必要がある。このため、傾き補正装置の駆動源であるアクチュエータを大きくすることなく、大きな動力で出力することができて、高精度に傾きを修正することができる傾き補正装置が求められている。

これに対して、上述したカム機構を用いた傾き補正装置は、カムプレート４１の物理的な高さによってのみ撓み量が修正されるものであるため、相対的な撓み量の調整であり個々のロボットの撓み量変化に対応した傾き補正ができない。

本発明の傾き補正装置は、高清浄な環境に設置され、基板を収容するカセットと各種処理装置との間などを胴体部に有するアーム体を伸縮動作できる搬送ロボットにより基板を搬送する際に、アーム体の撓みによる傾きを修正する傾き補正装置であって、エンドエフェクタ基台に垂直面内で回動可能に備えるエンドエフェクタと、エンドエフェクタを作動する駆動手段とからなり、前記駆動手段は、エンドエフェクタ基台に垂直面内で回動可能に備える揺動基台と、揺動基台に固設する駆動源と、駆動源に備えてスライド部材を直線運動させる動力伝達手段と、スライド部材とエンドエフェクタ基台とにそれぞれ回動支持する第一支持部材と、スライド部材とエンドエフェクタとにそれぞれ支持する第二支持部材と、からなるものである。この傾き補正装置の駆動源は公知の駆動源であって、例えばモータやエアシリンダ等であり、動力伝達手段としてはボールネジ軸やリニアガイド等である。

本願発明の傾き補正装置は搬送ロボットのアーム体の先端に回動可能に備える以外に、胴体部の内部であって胴体部を回動するための旋回駆動部の可動部側、若しくは旋回駆動部の固定部側のいずれかの場所に備える。

本発明の傾き補正装置を基板の搬送ロボットに備えることにより、常にアームの伸張方向（搬送ロボットにより基板を直線移送する方向）についてのアーム体等の撓みによる傾きを補正することができる。本願発明の傾き補正装置は、小さな駆動源の動力を、減速機を介して駆動手段に伝達するため、高い位置決め精度を得ることができる。固定側と揺動側とに力をかけるため、大きな力と長いストロークが得られる。また、アームの伸張量や保持する基板の重量によって異なる撓み量を予め測定した撓み情報に基づいて伸張動作と同期して傾き補正をするため、常に基板を水平に保って搬送することができる。

図１の搬送ロボット１は、胴体部３の上部に有するアーム４、５からなるアーム体６によりを回動して伸長動作することで基板を搬送することができ、アーム５の端部上面に本発明の傾き補正装置２を備える搬送ロボット１を示す側面図である。この傾き補正装置２はエンドエフェクタ基台７上にエンドエフェクタ８と揺動基台１０とを垂直面内で回動可能にそれぞれ備える。この傾き補正装置２は揺動基台１０上に固設する駆動源であるモータ１１の作動により、これの回転軸に連結する動力伝達部であるボールネジ軸１３を連動して、ボールネジ軸１３に螺合するスライド部材１２を往復直線運動することで、スライド部材１２とエンドエフェクタ基台７とを回動支持する第一支持部材１４と、スライド部材１２とエンドエフェクタ８とを回動可能に支持する第二支持部材１５とがエンドエフェクタ８を揺動するものである。

図１に示す搬送ロボットにおいて、エンドエフェクタ８の傾きを一定、例えば常に水平に保って基板を搬送するために、エンドエフェクタ８の伸長動作開始位置にある点線で示すエンドエフェクタ８ａから伸長した位置にある点線で示すエンドエフェクタ８ｂまで２点差線ｆに沿って移動する際の測定点Ｇの軌跡上の各測定位置で、測定点Ｇ、Ｈの高さ（水平面ｅからの距離）を測定して、この情報と測定点ＧとＨとの２点間距離を基にエンドエフェクタ８の傾き量θを算出することができる。

図２は、図１の搬送ロボット１が、エンドエフェクタ８に傾き補正装置２を備えるのに代えて、胴体部３に傾き補正装置２を備える搬送ロボット１を示す側面図である。この搬送ロボット１は、傾き補正装置２の揺動基台１０を胴体部３の内部であって、旋回手段の上部に備える。

本発明の傾き補正装置をエンドエフェクタに備える搬送ロボット示す側面図である。本発明の傾き補正装置を胴体部に備える搬送ロボットを示す側面図である。特許文献１の図２に示すスカラ型のワーク搬送ロボットである。

符号の説明

１搬送ロボット
２傾き補正装置
３胴体部
４、５アーム
６アーム体
７エンドエフェクタ基台
８エンドエフェクタ
９駆動手段
１０揺動基台
１１モータ
１２スライド部材
１３ボールネジ軸
１４第一支持部材
１５第二支持部材

Claims

高清浄な環境に設置され、基板を収容するカセットと各種処理装置との間などを胴体部に有するアーム体を伸縮動作できる搬送ロボットにより基板を搬送する際に、アーム体の撓みによる傾きを修正する傾き補正装置であって、
エンドエフェクタ基台に垂直面内で回動可能に備えるエンドエフェクタと、
エンドエフェクタを作動する駆動手段とからなり、
前記駆動手段は、エンドエフェクタ基台に垂直面内で回動可能に備える揺動基台と、
揺動基台に固設する駆動源と、
駆動源に備えてスライド部材を直線運動させる動力伝達手段と、
スライド部材とエンドエフェクタ基台とにそれぞれ支承する第一支持部材と、
スライド部材とエンドエフェクタとにそれぞれ支承する第二支持部材と、
からなることを特徴とする基板の傾き補正装置。