JP4199432B2 - ロボット装置及び処理装置 - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワ−クの搬送受け渡しを行うためのロボット装置及びこのロボット装置を用いてワ−クに所定の処理を施す処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置などの製造に際しては、ワークの自動搬送が必要とされる場合が多い。
【0003】
例えば、薄膜形成やエッチング、洗浄などの工程において、製造装置(ドライエッチャー、アッシャー、CVD装置など)にセットされたカセットキャリア(以下、「カセット」と略す。)からウェーハを取り出して、所定の処理ポイントへとハンドリングする必要がある。さらに、処理が済んだウェーハを処理ポイントからカセットへ戻す必要もある。
【0004】
このようなハンドリングに際して要求される条件のひとつとして、「クリーンであること」がある。すなわち、搬送用のロボット装置そのものからの発塵を防ぐことはもちろん、ウェーハとロボットハンドとの接触によっていずれかの材料が削られて発塵となることを防ぐ必要がある。
【0005】
さらに、製造コストを低減するために、ハンドリングのスループットが高いことも要求される。
【0006】
これらの要求に対して、従来は、アームが旋回動作する極座標型のロボット装置が用いられ、さらに生産性を向上させるために、旋回軸の上に2基のアームを搭載したいわゆる「ダブルアーム型」のロボット装置が主流となりつつある。
【0007】
このようなロボット装置を開示した刊行物としては、例えば、特許第2739413号公報や、特開2000−100894号公報を挙げることができる。
【0008】
図13は、このような従来のロボット装置の要部を模式的に表す斜視図である。
すなわち、同図に例示したロボット装置100は、第1アーム軸102、第2アーム軸104、旋回軸106、昇降軸108、走行軸110の5軸を有する。これら5軸は全てステッピング・モータやパルス・モータによりパルス駆動されている。
【0009】
図14は、このロボット装置の一方のアームの基本的な動作を説明するための模式図である。すなわち、同図(a)乃至(d)は、ポイントP1からポイントP2にウェーハ200を搬送する動作を表す。
【0010】
まず、図14(a)に表したように、アーム軸102が矢印Aの方向に回転動作することにより、ポイントP1のウェーハ200を矢印Bの方向に引き抜く。ここで、アーム102Aとアーム102Bとは、2:1のプーリー型伝達機構により結合され、θ−2θ型の動作を行う。また、アーム102Bとアーム102Cとは、1:1のプーリー型伝達機構により結合され、θ−θ型の動作を行う。従って、アーム軸102が矢印Aの方向に回転すると、その回転動作が順次変換され、アーム102Cは矢印Bの方向に平行移動を行う。
【0011】
ウェーハ200をアーム軸102の直上付近まで引き抜いたら、図14(b)に表したように、矢印Cの方向にアーム全体が回転を開始する。この回転動作は、旋回軸106により実行される。そして、図14(c)に表した位置まで、略180°旋回する。
【0012】
次に、図14(d)に表したように、アーム軸102が矢印Dの方向に駆動する。すると、アーム102A〜Cは順次連動し、ウェーハ200を矢印Eの方向に平行移動させ、ポイントP2に搬送する。
【0013】
以上説明したようにして、このロボット装置は、ポイントP1からポイントP2にウェーハを搬送することができる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図13に例示したロボットは機構が複雑でコストも高いという問題を有する。
【0015】
すなわち、図13に例示したロボット装置の問題点は、まず、第1アーム軸102と第2アーム軸104が、旋回軸106の下流側に設けられているため、アーム軸のモータやエンコーダのケーブル、ワークを固定するバキュームチャックのチューブなどを、全て旋回可能に配置する必要があることである。しかも、クリーン・ルーム内で使用するためには、発塵を防ぐために、これら可動部をカバーで覆う必要もある。
【0016】
また、旋回の位置決め精度を高くするためには、これらの機構を小さくまとめ、駆動源に対する負荷のイナーシャをできるだけ小さくする必要もある。このため、機構は大変に精密かつ複雑となり、コストが増大するとともに、保守修理や維持管理のメンテナンス性も著しく低下しやすいという問題もあった。
【0017】
また、図13に例示したロボット装置は、それぞれの軸を任意の位置で停止することができるため、フレキシビリティを有し汎用性が高い反面、各軸に対してその停止位置をティーチングしなければならず、使用する現場においては、「段取り」が面倒であるという問題もあった。例えば、1ステージのティーチングを行う場合、最低でも4軸(走行軸、昇降軸、旋回軸、アーム軸)のパルスを少しずつ進め、相互に調整を図りながら決定していかなければならない。自動車の製造ラインなどで使用される多関節ロボットの場合、「プレイバック式」(人が行った動作を記憶して再生させる方式)のティーチングを行わせ、この問題を軽減させているが、半導体の製造装置の場合は、それほど複雑な軌跡の制御を必要としていないので、プレイバック式を適用するのは機能面、コスト面から過剰である。
【0018】
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、その目的は、従来よりも低コストで、確実かつ容易なワークの搬送が可能なロボット装置及びそれを搭載した処理装置を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明によれば、旋回動作を必要としないメインアームを有する極座標型のロボット装置が提供される。このロボット装置は、例えば、そのメインアームの上のウェーハを入れ替える単純な動作を行うサブアームロボット装置と組み合わせることより、従来と同等の搬送動作を、従来よりも抵コストで、メンテナンス性および生産性が良好で、ティーチングも容易に、実現することができる。
【0020】
すなわち、本発明のロボット装置は、第1の回転駆動手段と、前記第1の回転駆動手段に結合された第1のアーム軸と、前記第1のアーム軸に結合され、前記第1の回転駆動手段により回転動作可能な第1のアーム部と、前記第1のアーム部に結合され、前記第1のアーム部とともに屈伸動作する第2のアーム部と、を有するメインアームと、を備え、
第1のポイントと第2のポイントとの間に前記第1のアーム軸が配置された状態において、前記第1の回転駆動手段により前記第1のアーム軸を回転することにより前記メインアームが展開して前記第2のアーム部の先端が前記第1のポイントにおいてワークを受け取り、その後、前記第1の回転駆動手段により前記第1のアーム軸が回転することにより前記メインアームが反転展開して前記第2のポイントに前記ワークを搬送するロボット装置であって、
第2の回転駆動手段と、
昇降駆動手段と、
前記第2の回転駆動手段及び前記昇降駆動手段に結合された第2のアーム軸と、
前記第2のアーム軸に結合されたサブアームと、
をさらに備え、
前記サブアームは、前記第2のアーム軸から第1の方向に向けて延在する第1のハンドと、前記第2のアーム軸から前記第1の方向とは異なる第2の方向に向けて延在する第2のハンドとを有し、
前記第2のアーム部の前記先端付近において、前記昇降駆動手段により前記第1のハンドが下方から上昇することにより、前記先端に保持された前記ワークを前記第1のハンドが受け取り、その後、前記第2の回転駆動手段により前記第2のアーム軸が回転して前記第2のアーム部の前記先端の上に前記第2のハンドを移動させ、さらに前記昇降駆動手段により前記第2のハンドが下方に降下することにより、前記第2のハンドに保持されていたワークが前記第2のアーム部の前記先端に受け渡されること、を特徴とする。
【0022】
また、前記回転駆動手段により前記第1のアーム軸が回転して前記第1のアームが角度θだけ回転すると、これに連動して前記第2のアーム部は角度2θだけ回転するようにすると良い。
【0023】
また、前記第2のアーム部の前記先端付近において、側面に切り込みが設けられたものとすれば、カセットなどとの干渉を防ぐことができる。
【0028】
また、前記サブアームは、保持した前記ワークを回転させる回転機構を有するものとすれば、ワークの方位を調節して搬送することができる。
【0029】
また、前記第1のアーム軸を上下方向に移動させる昇降手段と、前記第1のアーム軸を水平方向の移動させる走行手段と、をさらに備えたものとすれば、ワークの搬送をフレキシブルに行うことができる。
【0030】
一方、本発明の処理装置は、前述したいずれかのロボット装置と、ワークに対して処理を施す処理モジュールと、を備え、
前記ロボット装置は、未処理のワークを前記処理モジュールに搬入し、処理済みのワークを前記処理モジュールから搬出することを特徴とする。
【0031】
または、本発明の処理装置は、前述したロボット装置と、ワークに対して処理を施す処理モジュールと、を備え、
前記ロボット装置は、カセットに収容された未処理のワークを前記カセットから前記処理モジュールに搬送し、前記処理済みのワークを前記処理モジュールから前記カセットに搬送し、前記第2のアーム部の前記先端付近において側面に設けられた前記切り込みは、前記カセットと前記第2のアーム部とが干渉しないように形成されてなることを特徴とする。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0033】
図1は、本発明の実施の形態にかかるロボット装置のメインアームMを例示する斜視図である。すなわち、本発明のロボット装置は、アーム軸2に取り付けられたメインアームを有し、このメインアームMは、第1のアーム2Aと、第2のアーム2Bとを有する。また第2のアームの先端にはウェーハなどのワークを出し入れするためのエンドエフェクタEが設けられている。なお、後に詳述するように、このロボット装置に、さらに図示したような昇降軸8や走行軸10を付加してもよい。
【0034】
図2は、メインアームMの内部構造の一例を表す透視斜視図である。同図に表したように、アーム軸2は、例えば、サーボモータ30により回転駆動される。そして、アーム軸2に結合された第1のアーム2Aもこれに併せて回転動作する。
【0035】
一方、第1のアーム2Aの内部には固定プーリー40が設けられている。固定プーリー40は、固定フランジ35に対して固定されており、アーム2Aが回転動作すると、相対的に回転を生ずることとなる。固定プーリー40は、タイミングベルト50を介して第2のアーム2Bを回転させるプーリー60と結合されている。
【0036】
プーリー40とプーリー60の回転比は、1:2とされている。すなわち、第1のアーム2Aと第2のアーム2Bとは、2:1のプーリー機構により結合され、アーム軸2の駆動に伴ってθ−2θ型の動作を行う。つまり、アーム2Aがアーム軸2の回転動作により時計回りに角度θだけ回転すると、アーム2Bは、半時計回りに角度2θだけ回転する。また、アーム2Aの長さとアーム2Bの長さとは等しい。従って、アーム軸2の回転に伴い、アーム2Bの先端に保持されたワークは直線状に搬送される。
【0037】
図3は、メインアームMの基本動作を模式的に表す平面図である。すなわち、メインアームMは、アーム軸2の矢印Aの方向の回転動作に伴い、アーム2Bの先端が矢印Bの方向に平行移動する。この動作により、ポイントP1にあるウェーハ(ワーク)200をアーム2Bの先端のエンドエフェクタEにより、矢印Bの方向に引き抜く。
【0038】
さらにアーム軸2が回転動作すると、図3(b)に表したように、ウェーハ200はアーム軸2の直上付近まで搬送される。この状態をメインアームMの「ホームポジション」と称することとする。
【0039】
さらにアーム軸2が矢印Cの方向に回転動作を続けると、図3(c)に表したように、メインアームMは矢印Dの方向に反転展開する。そして、矢印Eの方向に回転すると、エンドエフェクタEの上に載置されたウェーハ200は、ポイントP2まで平行に矢印Fの方向に搬送される。
【0040】
以上説明したように、本発明のロボット装置においては、アーム軸2の回転動作のみで、メインアームがポイントP1からポイントP2へと反転展開し、ワーク200を平行に搬送する。つまり、図13及び図14に例示したような従来のロボット装置と異なり、旋回軸を設けることなく、ワークを2点間で搬送できる。
【0041】
ここで、本発明におけるアーム2A及びアーム2Bの実効長をいずれもL1とした時に、アーム軸2の中心点からワーク200の中心点までの距離Lは、アーム軸2が時計回りに角度θだけ回転すると、次式により表される。
【0042】
L=2×L1×sinθ (1)
【0043】
なお、この動作に伴い、ワーク200は反時計回りに角度θだけ自転することとなる。しかし、半導体ウェーハや光ディスクの基板などは円形であるため、自転しても搬送に支障は生じない。また、後に詳述するように、必要があれば、ワークを適宜回転させてその方位を調節する機構を設けることもできる。
【0044】
また、図1及び図3に例示したように、本発明のロボット装置は、エンドエフェクタEの根本に凹部(切り込み)E1が適宜設けられる。これは、例えば、カセットからウェーハを取り出す場合に、カセットの内壁との干渉を防ぐためである。つまり、このように凹部E1を設けることにより、カセットに接触することなく、エンドエフェクタをカセット開口に対して斜め方向から侵入させることができる。
【0045】
さらに、エンドエフェクタEに、図示しない真空チャック機構などを適宜設けるにより、ワーク200を脱落させることなく、高速で搬送することができる。
【0046】
次に、本発明のロボット装置の具体例について説明する。
【0047】
図4は、本発明のロボット装置の具体例を模式的に表す斜視図である。同図については、図1及び図3に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0048】
図4に例示したロボット装置においては、メインアームMに加えて、ブーメラン型のサブアームSが設けられている。サブアームSの役割は、メインアームMがホームポジションにある状態において、エンドエフェクタEの上のウェーハを入れ替えることである。
【0049】
すなわち、サブアームSは、アーム軸4に結合されたハンド4A及び4Bを有する。ハンド4A及び4Bの先端には、ワークを保持するための真空チャック機構Vなどを適宜設けることができる。なお、図示した例においては、サブアームSは2本のハンドを有するが、本発明はこれに限定されるものではなく、サブアームSには3本以上のハンドを設けても良い。
【0050】
アーム軸4は、矢印θ方向の回転動作と、矢印Z方向の昇降動作と、を独立に行うことができる。これら回転動作と昇降動作は、任意の地点で停止する必要はなく、予め決定された回転角度、昇降ストロークで動作すれば良い。従って、構造的にシンプルなアクチュエータ(エアシリンダなど)で構成することができ、簡潔で安価に実現できる。
【0051】
サブアームSのハンド4A及び4Bの先端部は、メインアームMのエフェクタの先端の隙間E2に入りこめるように設計されている。従って、メインアームM。がワーク200を保持している時に、その下側からサブアームSがハンド4A(あるいは4B)を上昇させることにより、ワーク200をハンドに受け取ることができる。
【0052】
また、これとは逆に、サブアームSのハンド4A(あるいは4B)にワーク200が保持されている状態において、メインアームMのエフェクタEの隙間E2の上側からハンドを降下させることにより、ワークは、メインアームMに受け渡すことができる。
【0053】
以下、具体例を参照しつつ、図4のロボット装置の動作について詳細に説明する。
【0054】
図5乃至図10は、本発明の処理装置におけるロボットの動作の具体例を模式的に表す平面図である。
【0055】
すなわち、これらの図面に表した例においては、ウェーハを装填したカセット300及び400がそれぞれポイントP1、P2に配置されている。また、これらと対向して、処理モジュール500及び600が配置されている。これらの処理モジュール500及び600は、例えば、エッチング装置、アッシャー、薄膜形成装置、洗浄装置、熱処理装置、露光装置などである。そして、これらの処理モジュールには搬送ポイントP3、P4がそれぞれ設けられている。搬送ポイントP3、P4は、ウェーハ(ワーク)200が搬送されるべき地点である。なお、ウェーハ200は、このポイントにおいて所定の処理が行われるものであってもよく、また、処理モジュール500及び600が有する搬送機構(図示せず)によって、これらポイントP3、P4からさらに装置の内部に搬送されるようにしてもよい。さらに、これら搬送ポイントP3、P4の手前にゲートバルブ510、610などを適宜設けることもできる。
【0056】
さて、このような配置関係において、本発明のロボット装置1は、その走行軸10がポイントP1とP2(あるいはP3とP4)とをつなぐように配置されている。
【0057】
以下、このような配置関係を有する処理装置において、カセット300(ポイントP1)と処理モジュール600(ポイントP4)との間でウェーハの搬送を行う具体例について説明する。
【0058】
まず、図5(a)は、サブアームのハンド4Aには処理済みのウェーハ200Aが保持されている状態を表す。この時に、カセット300には未処理のウェーハ200Bが収容されている。
【0059】
この状態から、まず、図5(b)に表したように、メインアームMが展開して未処理のウェーハ200Bを保持する。この時に、前述したように、エフェクタの根本には凹部(切り込み)E1が設けられているので、アーム2Bが斜め方向からカセット300にアクセスしても、エフェクタEとカセット300とが干渉することはない。
【0060】
エフェクタEをウェーハ200Bの下に差し込んだ後、ロボット装置の昇降軸8が上昇するか、あるいはカセット300が図示しない昇降機構により所定距離だけ降下することにより、ウェーハ200BをエフェクタEに受け渡すことができる。この後、必要に応じて、エフェクタEはウェーハ200Bを真空チャックなどの手段により固定する。
【0061】
次に、図6(a)に表したように、メインアームMはウェーハ200Bを保持したままホームポジションまで戻る。
【0062】
次に、図6(b)に表したように、ウェーハの「入れ替え」を行う。具体的には、まず、図6(a)に表した状態において、サブアームSが上昇することにより、ウェーハ200Bがハンド4Bに受け渡される。そして、サブアームSは、図6(b)に表した位置まで回転する。しかる後に、サブアームSが降下すると、ハンド4Aに保持されていた処理済みウェーハ200Aは、メインアームMに受け渡される。この後、必要に応じて、エフェクタはウェーハ200Aをチャッキングする。
【0063】
次に、図7(a)に表したように、メインアームMが展開して、処理済みウェーハ200Aをカセット300に戻す。この時も、ウェーハ200Aをカセット300に挿入した後に、チャッキングを解除し、ロボット装置1が昇降軸8により降下するか、あるいはカセット300が上昇することにより、ウェーハ200Aはカセット300に受け渡される。
【0064】
次に、図7(b)に表したように、メインアームMはホームポジションに戻る。
【0065】
次に、図8(a)に表したように、ロボット装置1は走行軸10によりポジションP3からP4の前まで平行移動する。この時、処理モジュール600は、ポイントP4に処理済みのウェーハ200Cを排出している。
【0066】
次に、図8(b)に表したように、メインアームMが展開して処理済みのウェーハ200Cを受け取る。具体的には、例えば、ウェーハ200CはポイントP4において、下方からピン(図示せず)などの持ち上げ機構が突出することにより、ステージ面から浮いた状態とされる。そして、この隙間にメインアームのエンドエフェクタEが侵入する。しかる後に、持ち上げ機構が降下することにより、ウェーハ200CはメインアームMに受け渡される。または、ロボット装置が昇降軸8によって上昇してもウェーハ200Cを受け取ることができる。
その後、必要に応じてウェーハ200Cをチャッキングする。
【0067】
次に、図9(a)に表したように、メインアームMはウェーハ200Cを保持したままホームポジションまで戻る。
【0068】
次に、図9(b)に表したように、ウェーハの「入れ替え」を行う。具体的には、まず、図9(a)に表した状態において、サブアームSが上昇することにより、処理済みウェーハ200Cがハンド4Aに受け渡される。そして、サブアームSは、図9(b)に表した位置まで回転する。しかる後に、サブアームSが降下すると、ハンド4Bに保持されていた未処理ウェーハ200Bは、メインアームMに受け渡される。この後、必要に応じて、エフェクタはウェーハ200Bをチャッキングする。
【0069】
次に、図10(a)に表したように、メインアームMは未処理ウェーハ200Bを保持した状態で処理ポイントP4まで展開する。この状態において、処理ポイントP4のステージ下方からピンなどの持ち上げ機構(図示せず)が上昇することにより、ウェーハ200BはメインアームMから持ち上げられた状態となる。
【0070】
その後、図10(b)に表したように、メインアームMは、処理ポイントP4にウェーハ200Bを残したまま、ホームポジションに戻る。この状態において、ポイントP4の持ち上げ機構が降下することにより、ウェーハ200Bはステージ上に載置された状態となる。
【0071】
この後、未処理ウェーハ200Bは、処理モジュール600において、適宜搬送、処理される。
【0072】
一方、サブアームSのハンド4Aに保持されている処理済みのウェーハ200Cは、前述したような順序により、カセット300あるいは400の所定の場所に収容される。以上、詳述したように、本発明によれば、旋回軸を有しない簡潔な構成のメインアームとサブアームとを用いることにより、複数のポイント間でウェーハを確実かつ迅速に搬送することができる。
【0073】
以下、参考例として、図13及び図14に例示した従来のダブルアーム型ロボット装置における同様の動作について簡単に説明する。
【0074】
図15乃至図19は、従来のダブルアーム型ロボットの動作を模式的に表す平面図である。これらの図面については、図1乃至図14に関して前述したのと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0075】
図15(a)に表した状態においては、2本のアームのうちの上側のアーム102Cの先端に処理済みウェーハ200Aが保持されている。
【0076】
この状態から、まず、図15(b)に表したように、アーム102Cが展開してカセット300に処理済みウェーハ200Aを収容する。
【0077】
そして、図16(a)に表したように、アーム102Cがホームポジションに戻った後に、図16(b)に表したように、もう一方のアーム104Cが展開してカセット300から未処理ウェーハ200Bを受け取る。
【0078】
そして、図17(a)に表したように、ホームポジションまで戻った後、同図(b)に表したように、ロボット装置100は走行軸110に沿ってポジションP4の前まで水平に移動する。
【0079】
次に、図17(b)に表したように、旋回軸106により2本のアーム部を180度旋回させて、ポジションP4と対向させる。この時に、処理モジュール600のポジションP4には、処理済みウェーハ200Cが排出されている。
【0080】
次に、図18(a)に表したように、空いている方のアーム102CをポジションP4まで展開して、処理済みウェーハ200Cを受け取る。
【0081】
そして、図18(b)に表したように、アーム102Cは、ウェーハ200Cを保持したままホームポジションまで戻る。
【0082】
次に、図19(a)に表したように、アーム104Cを展開して未処理ウェーハ200BをポジションP4に受け渡す。
【0083】
そして、図19(b)に表したように、アーム104Cはホームポジションに戻る。
【0084】
以上説明したように、従来は、旋回軸106の上に2本のアームが設けられた複雑なロボット装置でウェーハの搬送を行っていた。
【0085】
これに対して、本発明によれば、図1乃至図10に関して詳述したように、旋回軸が不要となり、ロボット装置の機構が大幅に簡略化される。すなわち、制御軸数が少なく、部品点数も大幅に減らすことができる。本発明者の試作検討の結果、図13に例示した従来型のダブルアームロボット装置と比較して、図4に例示したロボット装置は、部品点数をほほ1/3とすることができ、60パーセント以上の削減率を得ることができた。その結果として、装置コストが大幅に低減し、信頼性が飛躍的に向上するとともに、保守・メンテナンス性も大幅に向上する。
【0086】
同時に、ティーチング・ポイントが減るために、ティーチングも容易となる。これは、装置を使用する現場においては、大きなメリットのひとつとなる。
さらに、搬送のスループットすなわち動作のタクトタイムについても、従来のダブルアーム型ロボットと同等あるいはそれよりも良好な結果が得られた。
【0087】
次に、本発明の第1の変型例について説明する。
【0088】
図11は、本発明のロボット装置の変型例を模式的に表す斜視図である。同図については、図1乃至図10に関して前述したのと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0089】
本変型例においては、サブアームSのハンドの先端にワークを回転させる回転機構Rが付加されている。
【0090】
図1に関して前述したように、本発明のロボット装置においてメインアームMにより反転搬送されると、ワークは自転する。これに対して、サブアームSに回転機構Rを設け、ワークの「入れ替え」の際に、ハンドに受け取ったワークを所定の角度だけ回転させてやれば、所定の方位でワークをポイントに受け渡すことができる。あるいは、メインアームMの下方からサブアームSがハンドを上昇させて一旦ワークをハンドに受け取り、所定の角度だけ回転させた後に、サブアームSが再び下降してメインアームMにワークを受け渡してもよい。
【0091】
このようにすれば、ワークの方位を任意の角度に調節した後に目的のポイントに搬送することができる。これは、例えば、液晶ディスプレイのガラス基板のような矩形状のワークを搬送する際に用いて好適な変型例である。
【0092】
なお、このような回転機構RをメインアームMに設けることもできる。すなわち、エンドエフェクタEのワーク支持部に回転機構を組み込めば、メインアームMにワーク保持した状態で、ワークを任意の角度に回転して搬送することができる。
【0093】
次に、本発明の第2の変型例について説明する。
【0094】
図12は、本発明のロボット装置の第2の変型例を模式的に表す斜視図である。同図については、図1乃至図10に関して前述したのと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0095】
本変型例においては、2本のメインアームMを有する「ダブルアーム構成」が採用されている。この構成によれば、サブアームSを用いたワークの「入れ替え」を行うことなく、処理済みワークと未処理ワークの交換・搬送を連続的に行うことができる。
【0096】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
【0097】
例えば、メインアーム先端のエンドエフェクタの形状については、図示したものには限定されず、用途に応じて当業者が適宜設計変更して本発明の同様の効果を得ることができる限り本発明の範囲に含まれる。
【0098】
また、図5乃至図10に例示した処理装置の構成は一例に過ぎず、カセットの数、ワークの種類や形状、処理モジュールの数やその処理の内容、あるいは、各ポイントの配置関係などは、当業者が適宜設計変更して本発明の同様の効果を得ることができる限り本発明の範囲に含まれる。
【0099】
さらに、メインアームやサブアームの数についても、前述した具体例には限定されず、用途に応じて適宜設定することができる。
【0100】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、従来と同等以上の搬送スループットを維持しつつ、旋回軸が不要となり、ロボット装置の機構が大幅に簡略化される。すなわち、制御軸数が少なく、部品点数も大幅に減らすことができる。その結果として、装置コストが大幅に低減し、信頼性が飛躍的に向上するとともに、保守・メンテナンス性も大幅に向上する。同時に、ティーチング・ポイントが減るために、ティーチングも容易となり、現場に対して極めて使いやすい装置を提供することができ、産業上のメリットは多大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態にかかるロボット装置のメインアームMを例示する斜視図である。
【図2】メインアームMの内部構造の一例を表す透視斜視図である。
【図3】メインアームMの基本動作を模式的に表す平面図である。
【図4】本発明のロボット装置の具体例を模式的に表す斜視図である。
【図5】本発明の処理装置におけるロボットの動作の具体例を模式的に表す平面図である。
【図6】本発明の処理装置におけるロボットの動作の具体例を模式的に表す平面図である。
【図7】本発明の処理装置におけるロボットの動作の具体例を模式的に表す平面図である。
【図8】本発明の処理装置におけるロボットの動作の具体例を模式的に表す平面図である。
【図9】本発明の処理装置におけるロボットの動作の具体例を模式的に表す平面図である。
【図10】本発明の処理装置におけるロボットの動作の具体例を模式的に表す平面図である。
【図11】本発明のロボット装置の変型例を模式的に表す斜視図である。
【図12】本発明のロボット装置の第2の変型例を模式的に表す斜視図である。
【図13】従来のロボット装置の要部を模式的に表す斜視図である。
【図14】従来のロボット装置の一方のアームの基本的な動作を説明するための模式図である。
【図15】従来のダブルアーム型ロボットの動作を模式的に表す平面図である。
【図16】従来のダブルアーム型ロボットの動作を模式的に表す平面図である。
【図17】従来のダブルアーム型ロボットの動作を模式的に表す平面図である。
【図18】従来のダブルアーム型ロボットの動作を模式的に表す平面図である。
【図19】従来のダブルアーム型ロボットの動作を模式的に表す平面図である。
【符号の説明】
1、100 ロボット装置
2 アーム軸(第1のアーム軸)
2A 第1のアーム
2B 第2のアーム
4 アーム軸(第2のアーム軸)
4A、4B ハンド
8、108 昇降軸
10、110 走行軸
30 モータ
35 固定フランジ
40 固定プーリー
50 タイミングベルト
60 プーリー
106 旋回軸
200 ウェーハ(ワーク)
200A、200C 処理済みウェーハ
200B 未処理ウェーハ
300、400 カセット
500、600 処理モジュール
510、610 ゲートバルブ
E エンドエフェクタ
E1 凹部(切り込み)
E2 隙間
M メインアーム
P1、P2、P3、P4 ポイント

Claims (7)

  1. 第1の回転駆動手段と、
    前記第1の回転駆動手段に結合された第1のアーム軸と、
    前記第1のアーム軸に結合され、前記第1の回転駆動手段により回転動作可能な第1のアーム部と、前記第1のアーム部に結合され、前記第1のアーム部とともに屈伸動作する第2のアーム部と、を有するメインアームと、
    を備え、
    第1のポイントと第2のポイントとの間に前記第1のアーム軸が配置された状態において、前記第1の回転駆動手段により前記第1のアーム軸を回転することにより前記メインアームが展開して前記第2のアーム部の先端が前記第1のポイントにおいてワークを受け取り、その後、前記第1の回転駆動手段により前記第1のアーム軸が回転することにより前記メインアームが反転展開して前記第2のポイントに前記ワークを搬送するロボット装置であって、
    第2の回転駆動手段と、
    昇降駆動手段と、
    前記第2の回転駆動手段及び前記昇降駆動手段に結合された第2のアーム軸と、
    前記第2のアーム軸に結合されたサブアームと、
    をさらに備え、
    前記サブアームは、前記第2のアーム軸から第1の方向に向けて延在する第1のハンドと、前記第2のアーム軸から前記第1の方向とは異なる第2の方向に向けて延在する第2のハンドとを有し、
    前記第2のアーム部の前記先端付近において、前記昇降駆動手段により前記第1のハンドが下方から上昇することにより、前記先端に保持された前記ワークを前記第1のハンドが受け取り、その後、前記第2の回転駆動手段により前記第2のアーム軸が回転して前記第2のアーム部の前記先端の上に前記第2のハンドを移動させ、さらに前記昇降駆動手段により前記第2のハンドが下方に降下することにより、前記第2のハンドに保持されていたワークが前記第2のアーム部の前記先端に受け渡されること、を特徴とするロボット装置。
  2. 前記サブアームは、保持した前記ワークを回転させる回転機構を有することを特徴とする請求項1記載のロボット装置。
  3. 前記第1の回転駆動手段により前記第1のアーム軸が回転して前記第1のアーム部が角度θだけ回転すると、これに連動して前記第2のアーム部は角度2θだけ回転することを特徴とする請求項1または2に記載のロボット装置。
  4. 前記第2のアーム部の前記先端付近において、側面に切り込みが設けられたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のロボット装置。
  5. 前記第1のアーム軸を上下方向に移動させる昇降手段と、
    前記第1のアーム軸を水平方向に移動させる走行手段と、をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載のロボット装置。
  6. 請求項1〜のいずれか1つに記載のロボット装置と、
    ワークに対して処理を施す処理モジュールと、
    を備え、
    前記ロボット装置は、未処理のワークを前記処理モジュールに搬入し、処理済みのワークを前記処理モジュールから搬出することを特徴とする処理装置。
  7. 請求項4〜のいずれか1つに記載のロボット装置と、
    ワークに対して処理を施す処理モジュールと、
    を備え、
    前記ロボット装置は、カセットに収容された未処理のワークを前記カセットから前記処理モジュールに搬送し、前記処理済みのワークを前記処理モジュールから前記カセットに搬送し、
    前記第2のアーム部の前記先端付近において側面に設けられた前記切り込みは、前記カセットと前記第2のアーム部とが干渉しないように形成されてなることを特徴とする処理装置。
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