KR100771903B1

KR100771903B1 - 더블아암 기판 반송장치

Info

Publication number: KR100771903B1
Application number: KR1020010070684A
Authority: KR
Inventors: 히로토시남바; 다카히로코비키
Original assignee: 다즈모 가부시키가이샤
Priority date: 2000-11-17
Filing date: 2001-11-14
Publication date: 2007-11-01
Also published as: US6669434B2; JP2002158272A; KR20020038501A; US20020066330A1

Abstract

반도체 웨이퍼등 피가공물(work pieces)을 반송하는 더블 아암 기판반송장치로서, 로봇 아암이 베이스 아암의 선단부에 회전 자재하게 지지된 제1 선단 아암과, 그 선단부에 회전 자재하게 지지되어 피가공물을 재치하는 제1 엔드 이펙터와, 베이스 아암의 선단부에 회전 자재하게 지지되고, 제1 선단 아암의 상부에 중첩하여 취부된 제2 선단 아암과, 그 선단부에 회전 자재하게 지지되어 피가공물을 재치하는 제2 엔드 이펙터로 구성되어, 종래의 장치에서 필요로 했던 U자형 바아를 필요로 하지 않고, 베이스 아암이 좌우에 2개 있는 형태에 비해 부품수를 적게 하여 컴팩트화, 경량화를 도모하고, 또한 기계강성을 높이며, 더욱이 이재거리를 길게 하는 효과가 있다.

Description

더블아암 기판 반송장치{Double arm substrate transport unit}

도 1은, 본 발명의 하나의 실시예 형태에 의한 기판반송장치의 사시도,

도 2a는, 도 1의 기판반송장치의 하부 앞면단면도,

도 2b는, 도 2의 기판반송장치의 전체 측단면도,

도 3a는, 본 발명의 하나의 실시예에 의한 기판반송장치의 평면도,

도 3b는, 종래 방식에 의한 기판 반송장치의 평면도,

도 4는, 종래 방식에 의한 기판 반송장치의 전면도,

도 5는, 도 3의 실시예에 의한 기판반송장치의 동작을 나타내는 평면도로서,

도 5(A)는, 대기상태를 나타낸 도면,

도 5(B-1)는, 엔드 이펙터(E2)가 신장하기 시작하는 상태의 도면,

도 5(C-1)는, 엔드 이펙터(E2)가 피가공물 수도위치까지 신장한 상태의 도면,

도 5(B-2)는, 엔드 이펙터(E1)가 신장하기 시작하는 상태의 도면,

도 5(C-2)는, 엔드 이펙터(E1)가 피가공물 수도위치까지 신장한 상태의 도면,

도 5(D)는, 피가공물(W2)의 궤적을 나타낸 도면,

도 5(E)는, 피가공물(W1)의 궤적을 나타낸 도면,

도 6은, 본 발명의 다른 실시예에 의한 기반반송장치의 단면도,

도 7은, 도 6의 장치에 있어서, 일렬로 늘어선 카세트 중 바로 정면의 수도위치로 엔드 이펙터(E1,E2)가 각각 액세스할 때의 동작을 나타내는 도면,

도 8은, 일렬로 늘어선 카세트의 오른손 수도위치로 엔드 이펙터(E1, E2)가 각각 액세스하는 변천을 나타내는 도면,

도 9는, 일렬로 늘어선 카세트의 왼손 수도위치로 엔드 이펙터(E2)가 액세스하는 변천을 나타내는 도면,

도 10은, 일렬로 늘어선 카세트의 왼손 수도위치로 엔드 이펙터(E1)가 액세스하는 변천을 나타내는 도면,

*도면의 주요부분을 나타내는 부호의 설명*

2,5 : 중공지주 3,4, : 지주

12,13,14,15,16,17 : 전달수단

10 : 베이스 20 : 베이스 아암

A1, A2 : 선단 아암 A10, A20 : 아암

W1, W2 : 피가공물 E1, E2 : 엔드 이펙터

M1, M2, M3 : 모터 C : 선회축

본 발명은, 반도체 웨이퍼, 포토마스크용 기판, 액정용 유리기판등의 피가공물(work pieces)을 더블아암의 로봇핸드를 이용하여 반송하는 기판반송장치에 관한 것이다.

종래부터 단시간에 반도체 웨이퍼, 포토마스크용 기판, 액정용 유리기판등의 피가공물교체동작이 가능하도록, 2개의 로봇핸드를 베이스상에 설치한 기판 반송장치가 알려져 있다(일본국 특개평8-274140호의 공보 참조). 이러한 종류의 기판반송장치에 있어서는, 로봇의 중심으로부터 오프셋된 좌우대칭의 위치로부터, 베이스 아암이 2개 형성되어 있어서, 반송대상이 되는 피가공물을 이 아암이 이재(移載)동작을 한다.

이때, 좌우 아암의 선단부는 기판 반송장치의 중심선을 포함하는 평면을 대칭면으로 하여 좌우로 오프셋 되어 있고, 또한, 이 아암 선단부에 직접 엔드 이펙터를 취부하면 반송피가공물을 포함하는 로봇의 최소 선회반경을 현저하게 크게하기 때문에, 좌우의 기판반송장치의 핸드선단부로부터 대칭면을 향하여 U자형 바아를 설치하고, 이 U자형 바아에 엔드 이펙터를 취부함으로써, 피가공물을 재치할 수 있는 구조로되어 있다. 또한, 이 U자형 바아는 각각 엔드 이펙터에 재치된 피가공물이 아암신축시에 서로 피가공물과 간섭하는 것을 방지하기 위해 반송하는 피가공물의 사이즈에 따라 크기를 변화시키는 것으로 되어 있다.

그러나, 생산성의 향상을 위해서, 기판등의 처리부와 이재부로 이루어진 로봇의 거리를 가능한 한 멀리 유지하고, 또한 스페이스의 절약을 고려하여 장치를 설계하기 위해, 컴팩트하고 이재시간이 빠르고 청정 반송장치가 요구되고 있다. 이와 동시에 보다 미세한 가공이 진전되고, 이재되는 곳과의 반복 재현성과 동작시의 기계강성(機械剛性)의 향상이 요구되고 있어서, 이러한 과제가 개발요소로 되어 있다.

그러나, 전술한 종래의 기판반송장치는 도 3b, 도 4에 나타난 바와 같이, 장치의 중심으로부터 오프셋된 좌우대칭의 위치에 베이스 아암(B1, B2)이 형성된다. 이때문에 좌우로 뻗어난 베이스 아암보다 위에 있는 엔드 이펙터(E1, E2)에서는 제조단계에서의 맞붙임 오차가 좌우로 서로 다른 경우가 있기 때문에 엔드 이펙터(E1)와 엔드 이펙터(E2)의 수준기준이 다를 수 있다. 또한, 엔드 이펙터(E1, E2)가 좌우로 나뉘어져 있기 때문에, 상하에 걸쳐 운반되는 피가공물(W)과 엔드 이펙터의 간섭을 방지하기 위해서, 가로방향의 U자형 바아(B)가 설치되어 있다. 이때문에, U자형 바아(B)가 정밀도와 강성을 저하시키고 있다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 반도체 웨이퍼등의 피가공물을 반송하는 기판반송장치로서, 베이스 아암 선단부로부터 제1 선단 아암, 제2 선단 아암을 형성함에 따라, U자형 바아의 삭제를 가능하게 하고, 또한, 종래의 기판반송장치와 같이 베이스 아암이 좌우에 2개 있는 형태와 비교하여, 부품수를 줄일 수 있어, 장치전체의 경량화도 가능하게 되는 더블아암의 기판반송장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 반도체 웨이퍼, 포토마스크용 기판, 액정용 유리기판 등의 피가공물을 더블아암 로봇핸드를 이용하여 반송하는 기판반송장치로서,

로봇 핸드는, 도 1, 도 2에 도시된 바와같이, 베이스에 회전 자재하게 지지된 베이스 아암(20)과,

이 베이스 아암(20)의 선단부에 회전 자재하게 지지된 선단 아암(A1)과,

이 선단 아암(A1)의 선단부에 회전 자재하게 지지되고, 피가공물을 재치하기 위한 엔드 이펙터(E1)와,

베이스 아암(20)의 선단부에 회전 자재하게 지지되고, 선단 아암(A1)의 상부에 중첩하여 취부된 선단 아암(A2)과,

이 선단 아암(A2)의 선단부에 회전 자재하게 지지되고, 피가공물을 재치하기 위한 엔드 이펙터(E2)로 형성되어 있다.

본 발명에 따르면, 베이스 아암(20)상에 선단 아암(A1)과 선단 아암(A2)이 형성되기 때문에, 도3b, 도4에 나타난 종래의 기판반송장치에서 필요로 하던 U자형 바아(B)가 필요없게 된다. 이로 인해 선단 아암(A1)과 선단 아암(A2)의 기계정밀도가 베이스 아암(20)의 선단을 중심으로 한 기계정밀도에 기인되기 때문에, 선단 아암(A1)과 선단 아암(A2)의 기계정밀도 재현성이 근사치로 되고, 각각의 엔드 이펙터(E1, E2)에 재치되는 피가공물(W1)과 피가공물(W2)의 반송재현성을 높은 정밀도로 유지할 수 있다.

또한, 도3a과 도3b를 비교하면 알 수 있듯이, 본 발명의 기판반송장치에 있어서는, 종래의 장치와 비교하여 최소회전반경은 종래와 같은 R265(㎜)이나, 아암 이 신장된 스트레치 스트로크는, 종래장치의 st480(㎜)에 대해, st585(㎜)가 되어, 20%의 스트로크 연장이 이루어지고 있다. 그리하여, 종래장치에서는 선단 아암이 좌우대칭으로 형성되어 있기 때문에 장치가 차지하는 절대체적과 상면에서 보았을 때 면적이 커지나, 본발명의 장치는 선단 아암, 베이스 아암 모두가 장치의 중심을 수직선으로 하여 한쪽에 집약되어 있기 때문에, 본 장치를 사용하는 조건에서 외부 디자인레이아웃의 자유도가 높아지게 된다. 또한, 부품구성의 총수를 적게 할 수 있기 때문에 경량화도 도모할 수 있다.

더욱이 본 발명은, 상기 구성에 있어서, 선단 아암(A1)과 선단 아암(A2)은 아암의 길이가 같고, 베이스 아암(20)상에 있는 선회축심이 일치하고 또한 서로 다른 높이 위치의 평면상에서 독립하여 선회가능하게 하는 것이 좋다. 이에 따라, 아암은 작은 반경으로 선회가능하게 되어, 컴팩트한 반송장치를 실현할 수 있다.

본 발명은 상기 구성에 있어서, 장치하부에 배치된 박스에 3개의 독립된 모터를 구비하고 모터(M1)은 베이스 아암(20)을 회동시키고, 모터(M2)는 선단 아암(A2)을 회동시키고, 모터(M3)은 선단 아암(A1)을 회동시키기 위한 전달수단에 의해 형성되어 있는 것이 좋다. 이에 의해, 3개의 독립된 모터를 동조시켜서, 혹은 단독적으로 구동시킴으로써, 도 5에 도시된 동작도(A)∼동작도(E)의 동작을 행할 수 있고, 모터(M1)를 동작시켰을 때, 베이스 아암(20)을 구동하고, 모터(M2)를 동작시켰을 때 선단 아암(A2)을 구동하고, 모터(M3)를 동작시켰을 때, 선단 아암(A1)을 구동하게 되어, 전달방법에 따라 자유도가 높은 동작이 된다.

본 발명은 상기 구성에 있어서, 모터의 하나의 구동형태에 의해 선단 아암(A1)이 전진 또는 후퇴하고, 선단 아암(A2)이 베이스 아암(20)의 선회축을 중심으로 한 원운동을 행한다. 그와 다른 모터의 구동형태에 의해 선단 아암(A2)이 전진 또는 후퇴하고, 선단 아암(A1)이 베이스 아암(20)의 선회축을 중심으로 한 원운동을 하도록 하는 것이 좋다. 이에 따라 피가공물의 수도위치에 대해 엔드 이펙터(E1), 엔드 이펙터(E2)를 직진으로 전진 및 후퇴시킬 수 있고, 따라서, 피가공물의 교체동작이 가능하다.

본 발명은 상기 구성에 있어서, 모터의 구동형태에 따라, 베이스 아암(20)에 대해 선단 아암(A1)이 이루는 각도와, 베이스 아암(20)에 대해 선단 아암(A2)이 이루는 각도를 유지하면서 베이스 아암 선회축을 중심으로 하여 임의의 회전방향으로 로봇핸드를 회동가능하게 하는 것이 좋다. 이렇게 함으로써, 로봇핸드의 회동동작이 가능하게 되고, 따라서, 기판반송장치에 대한 피가공물의 수도위치를 자유롭게 배치할 수 있다.

본 발명은 상기 구성에 있어서, 모터(M1) 및 모터(M2) 혹은 모터(M3)를 비동기식으로 회전시킴으로써, 엔드 이펙터(E1) 또는 엔드 이펙터(E2)에 재치한 피가공

물을 임의의 궤도를 통해 목적으로 하는 반송범위까지 이동시키면 좋다. 예를 들어, 모터(M1)를 정지시킨 채로 모터(M2) 또는 모터(M3)를 회전시킴으로써 소정의 원호궤도를 통해 엔드 이펙터(E1) 또는 엔드 이펙터(E2)에 재치된 피가공물을 전진 혹은 후퇴시킨다. 이렇게 하여 피가공물의 수도위치와 반송장치본체와의 사이에 장해물이 있는 경우에 아암은 해당 장해물을 회피하여 이동하고, 엔드 이펙터(E1) 및 엔드 이펙터(E2)에 재치된 피가공물을 수도(受渡)위치로 이재시킬 수 있다.

본 발명은 상기 구성에 있어서, 모터(M2) 및 모터(M3)를 동일 방향으로 동기시켜 회전시키고, 모터(M1)를 모터(M2) 및 모터(M3)의 회전방향과 역방향 또는 비동기식으로 회전시킴으로써 대기위치와 수도위치의 사이에서 엔드 이펙터(E1)에 재치한 피가공물과, 엔드 이펙터(E2)에 재치한 피가공물을 동시에 반송가능하게 하여도 좋다. 이에 의해, 엔드 이펙터(E1)와 엔드 이펙터(E2)의 각각의 흡착면 간격을 피가공물이 적재된 카세트의 단수 핏치와 동일하게 함으로써, 피가공물(W1), 피가공물(W2)을 동시에 이재할 수 있고, 반송처리량을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 상기와 같이 구성된 더블아암 기판반송장치에 있어서, 각 아암 및 엔드 이펙터의 선회축에 모터를 구비하여, 각 아암 및 엔드 이펙터를 자재하게 선회할 수 있도록 하여도 좋다. 이에 의해, 각 관절을 자유롭게 선회시킬 수 있기 때문에 보다 다채로운 반송궤도를 실현할 수 있다.

발명의 실시예

본 발명의 하나의 실시형태에 따른 더블아암 기판반송장치를 도면을 참조하여 설명한다. 도 1, 도 2 및 도 3a에 있어서, 기판반송장치는 장치하부에 배치된 구동원을 내장하는 베이스(10)와, 이 베이스(10)에 회전 자재하게 지지되고 굴신가능한 로봇핸드로 이루어진다. 로봇핸드는 베이스(10)에 회전 자재하게 기단부가 지지된 베이스 아암(20)과, 이 베이스 아암(20)의 선단부에 선회축심을 동일하게 하여 회전 자재하게 상하로 중첩하여 지지된 선단 아암(A1, A2)(제1, 제2 선단 아암)과, 이들 선단 아암(A1, A2)의 각 선단부에 회전 자재하게 지지된 아암(A10, A20) 에 고정되어, 피반송 피가공물(W1, W2)을 재치하기 위한 엔드 이펙터(E1, E2)(제1, 제2 엔드 이펙터)로 구성되어 있다. 선단 아암(A1, A2) 및 베이스 아암(20)의 선회축간격은 같은 길이로 되어 있다.

베이스(10)에 내장된 구동원은 3개의 독립된 모터(M1,M2,M3)(제1 내지 제3 모터)로 이루어진다. 모터(M1)는 베이스 아암 선회축(C)으로부터 오프셋된 위치에 배치되고, 전달수단(11)을 통해 베이스 아암(20)의 취부 중심축이 되는 중공지주(1)(제1 지주)에 회전력을 전달하여, 베이스 아암(20)을 회동시킨다. 나아가, 이 모터(M1)의 회전력은 베이스 아암(20)의 선단측에 취부된 중공지주(5)(제5 지주)용 취부부에 전달되어, 이 중공지주(5)의 선단측으로부터 전달수단(17)을 통해 엔드 이펙터(E2)의 취부부에 전달되고, 또한, 중공지주(5)의 중간부로부터 전달수단(16)을 통해 엔드 이펙터(E1)의 취부부에 전달된다.

모터(M2)는 베이스 아암 선회축(C)으로부터 오프셋된 위치에 배치되어, 전달수단(12)을 통해 베이스 아암 선회축(C)에 동축으로 중공지주(1)내에 배치되는 중공지주(2)(제2 지주)에 회전력을 전달하고, 베이스 아암(20)내에 배치한 전달수단(13)(제1 전달수단)을 통해 선단 아암(A2)의 선회축에 동축으로 고정되는 중공지주(5)내에 배치되는 지주(4)(제4 지주)에 전달되어, 선단 아암(A2)을 회동시킨다.

모터(M3)는 베이스 아암 선회축(C)으로부터 오프셋된 위치에 배치되고, 전달수단(14)을 통해 베이스 아암선회축(C)에 동축으로, 또한 중공지주(2)내에 배치되는 지주(3)(제3 지주)에 회전력을 전달하고, 베이스 아암(20)내에 배치한 전달수단(15)(제2 전달수단)을 통해 선단 아암(A1) 및 선단 아암(A2)의 선회축과 동축에 고정되는 중공지주(6)(제6 지주)에 전달되고, 선단 아암(A1)을 회동시킨다.

또한, 베이스 아암(20)의 선단측에 연결된 상기 중공지주(5)는 선단 아암(A1) 및 선단 아암(A2)의 선회축과 동축이고 또한, 상기 지주(4)를 중심에 배치하고 있다. 이 중공지주(5)와 엔드 이펙터(E1)가 회전속도비 1:2로 전달하도록 전달수단(16)(제3 전달수단)이 구성되고, 또한, 중공지주(5)와 엔드 이펙터(E2)가 회전속도비 1:2로 전달하도록 전달수단(17)(제4 전달수단)이 구성되어 있다. 전달수단(11)∼전달수단(17)은 선회축에 고정한 풀리와, 풀리사이에 설치된 벨트에 의해 구성되면 좋다.

상기 전달수단(11)은 모터(M1)의 축출력을 지주(1)를 통해 베이스 아암(20)으로 전달하는 수단이다. 전달수단(12)은, 모터(M2)의 축출력을 베이스 아암(20)의 선회축과 동축에 배치되는 중공지주(2)로 전달하는 수단이다. 전달수단(13)은 전달수단(12)에 의해 배치되는 출력을 베이스 아암(20)내에 배치하여, 선단 아암(A2)의 선회축과 동축에 고정되는 지주(4)에 전달하는 수단이다. 전달수단(14)은 모터(M3)의 축출력을 베이스 아암(20)의 선회축과 동축에 배치되는 전달수단(12)에 의해 사용되고 있는 중공지주(1)내의 지주(3)로 전달하는 수단이다. 전달수단(15)은 전달수단(14)에 의해 배치된 출력을 베이스 아암(20)내에 배치하여, 선단 아암(A1) 및 선단 아암(A2)의 선회축과 동축에 지주(4)를 중심으로 배치한 중공 지주(6)에 전달하는 수단이다. 전달수단(16)은 지주(4)를 중심에 배치한 지주(5)에 있어서 선단 아암(A1), 엔드 이펙터 회전축에 전달하는 수단이다. 그리고 전달수단(17)은 지주(4)에서 선단 아암(A2), 엔드 이펙터 회전축에 전달하는 수단이다.

다음으로, 상기와 같이 구성된 본 실시예에 의한 기판반송장치의 작용효과를 설명한다. 도3a에 나타난 바와 같이, 베이스 아암 선회축(C)을 중심으로하는 로봇 아암의 최소 회전 반경은 R265(㎜)로서, 종래와 같으나, 대기위치로부터 피가공물의 수도 위치로 로봇아암이 전진할 때의 스트레치 스트로크(스트레치 상태를 파선으로 표시)는 종래 장치보다 길어지고, 스트로크 연장, 즉 피가공물의 이재거리를 길게 할 수 있다.

또한, 본 장치에서는 종래장치에 비해 선단 아암, 베이스아암 모두가 장치의 중심을 수직선으로하여 한쪽에 집약되어 있으므로, 장치가 컴팩트하고, 레이아웃의 자유도가 높게 되고, 더욱이 부품수가 적게 되어, 비용절감 및 경량화를 도모할 수 있다. 또한 더블아암형이므로 종래 장치와 같이 U자형 바아를 필요로 하지 않고, 엔드 이펙터의 간섭을 방지할 수 있고, U자형 바아를 사용하지 않기 때문에 상술한 바와 같이 정밀도와 강성의 향상을 도모할 수 있다.

도 5(A)∼5(E)에 본 실시예에 의한 기판 반송장치의 동작을 평면도로 도시하였다. 이 도면에 있어서, 선단 아암(A2), 엔드 이펙터(E2) 및 피가공물(W2)은 실선으로 도시하였고, 선단 아암(A1), 엔드 이펙터(E1) 및 피가공물(W1)은 이점쇄선으로 도시하였다. 도 5(A)는 대기상태, 도 5(B-1)은 도 5(A)의 상태에서 엔드 이펙터(E2)가 신장하기 시작하는 상태, 도 5(C-1)은 엔드 이펙터(E2)가 피가공물수도위치(X)까지 신장한 상태를 도시한 것이다. 이 동작은 베이스 아암(20), 선단 아암(A2), 엔드 이펙터(E2)가 회동함에 따라 얻어진다.

도 5(B-2)은 도 5(A)의 상태로부터 엔드 이펙터(E1)가 신장하기 시작하는 상태, 도 5(C-2)은 엔드 이펙터(E1)가 피가공물수도위치(X)까지 신장한 상태를 도시한 것이다. 이 동작은 베이스 아암(20), 선단 아암(A1), 엔드 이펙터(E1)가 회동함에 따라 얻어진다.

도 5(D)는 본 장치의 베이스 아암(20)을 고정하고, 선단 아암(A2)을 회동시켰을 때의 피가공물(W2)의 궤적을 나타낸다. 도 5(E)는 본 장치의 베이스 아암(20)을 고정하고, 선단 아암(A1)을 회동시켰을 때의 피가공물(W1)의 궤적을 나타낸다. 도 5(D), 도 5(E)에서는 피가공물을 소정의 원호 궤도를 유지하여 이동시키는 것이 가능하다. 이 동작에 의해 피가공물의 수도위치(X)와 반송장치 본체와의 사이에 장해물이 있는 경우에 아암은 장해물을 회피하여 이동하고, 엔드 이펙터(E1, E2)에 재치된 피가공물(W1, W2)을 수도위치(X)에 이재하는 것이 가능하다.

본 장치는 3개의 모터(M1, M2, M3)를 상술한 바와 같이, 개별적으로 구동제어하는 제어수단을 구비하고, 상기와 같은 동작은 이 제어수단에 의한 모터 구동에 의해 얻어진다.

다음으로, 본 발명의 다른 실시예를 설명한다. 상술한 실시예에 있어서는, 피가공물수도를 위한 카세트등이 로봇핸드의 선회축에서 떨어진 위치에서 가로방향 일렬로 나란히 복수가 배치되어 있는 경우에 있어서, 로봇이 이들 카세트에 액세스하여 피가공물을 각 카세트에 삽입할 때, 엔드 이펙터만을 개별적으로 선회시킬 수 없기 때문에, 똑바른 정면위치 이외는 피가공물의 궤적을 직선적으로는(열방향에 대해 직교하는 방향으로부터의 삽입)할 수 없다. 도 6은, 상기와 같은 경우에 피가 공물의 궤도를 직선적으로 할 수 있도록 한 실시예를 나타낸다. 이 실시예의 장치에서는 엔드 이펙터(E1, E2)를 개별적으로 회전 가능하게 하기 위해, 모터(M4, M5), 그 구동을 전달하는 전달수단(24, 25, 26, 27), 지주(5a, 5b)가 증설되어 있다. 도 6에는 도 2와 동일한 부재에 같은 번호가 부여되어 있다.

도 7 내지 도 10은 도 6의 실시예의 로봇핸드의 동작을 나타낸다. 도 7은 일렬로 늘어선 카세트 중의 바로 정면의 수도위치에 엔드 이펙터(E1, E2)가 각각 액세스할 때를 나타낸다. 도 7(A)의 상태에서 도 7(C-1)의 상태, 또는 도 7(C-2)의 상태로 된다. 이 동작은 상술한 도 5의 경우와 같다. 도 8은 일렬로 늘어선 카세트중 도면 오른손 수도위치에 엔드 이펙터(E1, E2)가 각각 액세스하는 변천을 나타낸다. 도 9, 도 10은 일렬로 늘어선 카세트 중 도면의 왼손 수도위치에 엔드 이펙터(E1, E2)가 각각 액세스하는 변천을 나타낸다. 이렇게 하여 복수의 각 수도위치에 대한 피가공물의 궤도를 직선적인 것으로 하는 것이 가능하다.

또한, 상기의 어느 실시예에 있어어도, 모터를 베이스에 설치하고, 모터의 동력을 각 아암선회축에 벨트를 통해 전달하는 구성을 나타내었으나, 선회축에 직접, 모터를 설치한 구성으로 하여도 좋으며, 본 발명은 이와 같은 구성을 포함한다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 또한 로봇을 사용하는 환경은 대기중외에 다른 진공중에서의 사용도 가능하다.

본 발명은 반도체 웨이퍼, 포토마스크용 기판, 액정용 유리기판등의 피가공물을 더블아암의 로봇핸드를 이용하여 반송하는 기판반송장치로서, 상기 로봇핸드는, 베이스에 회전 자재하게 지지된 베이스 아암과, 이 베이스 아암의 선단부에 회전 자재하게 지지된 제1 선단 아암과, 이 제1 선단 아암의 선단부에 회전 자재하게 지지되고, 피가공물을 재치하기 위한 제1 엔드 이펙터와, 상기 베이스 아암의 선단부에 회전 자재하게 지지되고, 상기 제1 선단 아암의 상부에 취부된 제2 선단 아암과, 이 제2 선단 아암의 선단부에 회전 자재하게 지지되고, 피가공물을 재치하기 위한 제2 엔드 이펙터로 구성된 더블아암 기판반송장치를 제공함으로써 부품수를 적게 하여 컴팩트화, 경량화를 도모하고, 또한 기계강성을 높이며, 나아가 이재거리를 길게할 수 있는 효과가 있다.

Claims

반도체 웨이퍼, 포토마스크용 기판, 액정용 유리기판등의 피가공물을 더블아암 로봇핸드를 이용하여 반송하는 기판반송장치로서,

상기 로봇핸드는,

베이스에 회전 자재하게 지지된 베이스 아암과,

이 베이스 아암의 선단부에 회전 자재하게 지지된 제1 선단 아암과,

이 제1 선단 아암의 선단부에 회전 자재하게 지지되어, 피가공물을 재치하기 위한 제1 엔드 이펙터와,

상기 베이스 아암의 선단부에 회전 자재하게 지지되어, 상기 제1 선단 아암의 상부에 취부된 제2 선단 아암과,

이 제2 선단 아암의 선단부에 회전 자재하게 지지되어, 피가공물을 재치하기 위한 제2 엔드 이펙터로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 더블아암 기판반송장치.
제 1 항에 있어서, 제1 선단 아암과 제2 선단 아암은 아암의 길이가 같고, 베이스 아암 상에 있는 선회축심이 일치하고, 또한, 다른 높이 위치의 평면상에서 독립하여 선회할 수 있는 것을 특징으로 하는, 더블아암 기판반송장치.
제 2 항에 있어서, 장치 하부에 배치되는 베이스내에 3개의 독립된 모터를 구비하며, 제1 모터는 베이스 아암의 선회축이 되는 제1 지주를 회동시키도록 설치되고,

제2 모터는 베이스 아암 선회축과 동축에 배치되는 제2 지주를 회동시켜서, 그 회동력이 베이스 아암내에 설치된 제1 전달수단을 통해 제2 선단 아암과 일체로 고정된 제4 지주에 전달되어, 그에 따라, 제2 선단 아암을 회동하도록 설치되어 있고, 상기 제4 지주는 제2 선단 아암의 선회축과 동축이고 베이스 아암에 회동할 수 없게 고정되고 중공체인 제5 지주내에 설치되어 있으며,

제3 모터는 제2 지주내에 설치된 제3 지주를 회동시켜서, 그 회동력이 베이스 아암내에 설치된 제2 전달수단을 통해 제1 선단 아암과 일체로 고정된 제6 지주에 전달되어, 그에 따라, 상기 제1 선단 아암을 회동하도록 설치되어 있고. 상기 제6 지주는 제1 선단 아암 및 제2 선단 아암의 선회축과 동축이며,

그리고, 중공체인 상기 제5 지주와 제1 엔드 이펙터의 선회축은 회전속도비 1:2로 회전을 전달하도록 상기 제1 선단 아암내에 제3 전달수단을 구비하고 있고, 중공체인 상기 제5 지주는 베이스 아암 선단부에 설치되고 제1 선단 아암 및 제2 선단 아암의 선회축과 동축이고, 또한 상기 제4 지주를 중심에 배치하고 있으며,

중공체인 상기 제5 지주와 제2 엔드 이펙터의 선회축이 회전속도비 1:2로 회전을 전달하도록 상기 제2 선단 아암내에 제4 전달수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 더블아암 기판반송장치.
제 3 항에 있어서, 제1 모터, 제2 모터 및 제3 모터를 제어하는 수단을 구비 하고,

이 제어수단은,

제1 모터 및 제2 모터를 같은 방향으로 동기시켜 회전시키고,

제3 모터를 제1 모터 및 제2 모터의 회전방향과 반대방향으로 같은 속도로 회전시키며,

그에 따라, 제1 엔드 이펙터 선단에 재치된 피가공물은 베이스 아암선회축으로부터 방사방향으로 직선운동하고, 동시에 제2 엔드 이펙터에 재치된 피가공물은 베이스 아암 선회축을 중심으로 하여 원운동하여, 베이스 아암 선회축으로부터 방사방향으로 반송되는 것을 특징으로 하는, 더블아암 기판반송장치.
제 3 항에 있어서, 제1 모터, 제2 모터 및 제3 모터를 제어하는 수단을 구비하고,

이 제어수단은,

제1 모터 및 제3 모터를 같은 방향으로 동기시켜 회전시키고,

제2 모터를 제1 모터 및 제3 모터의 회전방향과 반대방향으로 같은 속도로 회전시키며,

그에 따라, 제2 엔드 이펙터 선단에 재치된 피가공물은 베이스 아암선회축으로부터 방사방향으로 직선운동하고, 동시에 제1 엔드 이펙터에 재치된 피가공물은 베이스 아암 선회축을 중심으로 하여 원운동하여, 베이스 아암 선회축으로부터 방사방향으로 반송되는 것을 특징으로 하는, 더블아암 기판반송장치.
제 3 항에 있어서, 제1 모터, 제2 모터 및 제3 모터를 제어하는 수단을 구비하고,

이 제어수단은,

제1 모터, 제2 모터 및 제3 모터를 같은 방향으로 동기시켜 회전시키고,

그에 따라, 베이스 아암에 대해 제1 선단 아암 및 제2 선단 아암이 만드는 각도를 유지하면서, 제1 엔드 이펙터 및 제2 엔드 이펙터가 베이스 아암선회축을 중심으로 하여 임의의 회전방향으로 회전이 가능한 것을 특징으로 하는, 더블아암 기판반송장치.
제 3 항에 있어서, 제1 모터, 제2 모터 및 제3 모터를 제어하는 수단을 구비하고,

이 제어수단은 제1 모터 및 제2 모터 또는 제3 모터를 비동기식으로 회전제어하고,

그에 따라, 제1 엔드 이펙터 또는 제2 엔드 이펙터에 재치된 피가공물이 임의의 궤도를 통해 목적하는 반송위치까지 이동되는 것을 특징으로 하는, 더블아암 기판반송장치.
제 3 항에 있어서, 제1 모터, 제2 모터 및 제3 모터를 제어하는 수단을 구비하고,

이 제어수단은, 제2 모터 및 제3 모터를 동일 방향으로 동기시켜 회전제어하며, 제1 모터를 제2 모터 및 제3 모터의 회전방향과 반대방향 또는 비동기식으로 회전제어하고,

그에 따라, 제1 엔드 이펙터에 재치된 피가공물과 제2 엔드 이펙터에 재치된 피가공물이 다른 평면의 동일한 궤도로 반송되는 것을 특징으로 하는, 더블아암 기판반송장치.
제 2 항에 있어서, 각 아암 및 엔드 이펙터의 선회축에 모터를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 더블아암 기판반송장치.