KR101071606B1 - 반송 장치 - Google Patents

반송 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101071606B1
KR101071606B1 KR1020097020641A KR20097020641A KR101071606B1 KR 101071606 B1 KR101071606 B1 KR 101071606B1 KR 1020097020641 A KR1020097020641 A KR 1020097020641A KR 20097020641 A KR20097020641 A KR 20097020641A KR 101071606 B1 KR101071606 B1 KR 101071606B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gear
arm
rotation
arms
driven
Prior art date
Application number
KR1020097020641A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090127334A (ko
Inventor
가즈히로 무샤
히로후미 미나미
겐지 아고
다카시 아사이시
도시오 고이케
Original Assignee
가부시키가이샤 알박
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2007099476A external-priority patent/JP5171093B2/ja
Priority claimed from JP2007107845A external-priority patent/JP5075459B2/ja
Application filed by 가부시키가이샤 알박 filed Critical 가부시키가이샤 알박
Publication of KR20090127334A publication Critical patent/KR20090127334A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101071606B1 publication Critical patent/KR101071606B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/106—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links
    • B25J9/1065—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links with parallelograms
    • B25J9/107—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links with parallelograms of the froglegs type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/0095—Manipulators transporting wafers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/041—Cylindrical coordinate type
    • B25J9/042—Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/102—Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/104—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with cables, chains or ribbons
    • 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
    • H01L21/67739—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 into and out of processing chamber
    • H01L21/67742—Mechanical parts of transfer devices
    • 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
    • H01L21/683—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 supporting or gripping
    • H01L21/687—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 supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68707—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 supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a robot blade, or gripped by a gripper for conveyance
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/20—Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20207—Multiple controlling elements for single controlled element
    • Y10T74/20305—Robotic arm

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Framework For Endless Conveyors (AREA)

Abstract

소형이며 장치 환경을 오염시키지 않는 반송 장치를 제공한다. 제 1 범주의 본 발명의 반송 장치 (1, 2) 는 제 1, 제 2 회전축 (11, 12) 이, 동심 형상으로 배치되어 있기 때문에 장치의 설치 면적이 작고, 또한 사점 탈출 기구 (50) 가 간단한 구조이며 두께가 얇다. 핸드부 (20) 의 연결부를 얇게 할 수 있기 때문에, 핸드부 (20) 를 삽입하는 게이트 밸브의 개구를 작게 할 수 있다. 그 결과, 반송실 내의 더스트가 처리실에 침입하기 어려워진다. 제 2 범주의 본 발명은 이간 2 축의 반송 장치로서, 회전 운동축에 형성된 제 1 아암의 길이와, 제 1 아암과 기판 지지체 사이에 형성된 제 2 아암의 길이가 상이한 경우가 있는데, 본 발명에서는 사점 탈출 기구의 회전력의 전달은, 사점 위치 이외에서는 해제되기 때문에, 길이가 상이한 경우라도 동작 불능이 되는 경우는 없다.
반송 장치, 구동 회전 축선, 회전축, 기판 지지체

Description

반송 장치{CONVEYOR}
기술분야
본 발명은 반송 장치의 기술 분야에 관한 것으로서, 특히 본 발명 중 제 1 범주의 것은, 사점 (死點) 탈출 기구를 갖는 반송 장치에 관한 것이며, 제 2 범주의 것은, 예를 들어 반도체 기판 등을 진공 처리실 내에 반입하거나 반출하는 등의 경우에, 소정의 위치로 반송하기 위한 반송 장치에 관한 것이다.
배경기술
<제 1 범주의 배경 기술>
실리콘 웨이퍼나 유리 기판 등을 반송하기 위하여 반송 장치가 사용되는데, 사용 환경에 따라 동작 범위가 제한되는 경우가 많다. 예를 들어, 반도체 제조 장치 등, 진공 등의 특수 환경하에서 반송 장치를 동작시키는 경우에는, 장치 내의 제한된 공간 내에서 동작해야 하기 때문에, 반송 장치는 선회 반경이 작은 것이어야 한다.
또한, 피반송물을 밸브에 의해 격리된 프로세스실 등에 반송하는 경우에는, 프로세스실의 환경에 미치는 영향을 가능한 한 억제하기 위하여, 반송 장치 자체가 사용 환경을 오염시키지 않는 깨끗한 것일 필요가 있음과 함께, 반송 장치가 밸브 및 프로세스실로 침입하는 부분을 가능한 한 작게 할 필요가 있다. 이들 요구를 만족하는 것은 장치나 밸브 면적의 축소로 연결되어, 저비용화 및 스페이스 절 약화와 밀접하게 관련되어 있기 때문에 매우 중요하다.
웨이퍼나 유리 기판 등을 반송하기 위한 반송 장치에는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2002-134584호나 일본 공개특허공보 평11-216691호가 있다.
도 7 에 일본 공개특허공보 2002-134584호의 개략을, 도 8 에 일본 공개특허공보 평11-216691호의 개략을 나타낸다.
일본 공개특허공보 2002-134584호에 기재된 반송 장치 (500) 에 의하면, 제 1 구동축 (여기서는 도시 생략) 에 고정적으로 장착된 제 1 링크 (501) 와, 제 2 구동축 (여기서는 도시 생략) 에 고정적으로 장착된 제 2 링크 (502) 와, 제 1 링크 (501) 의 타단 (他端) 에 연결된 제 3 링크 (503) 와, 제 2 링크 (502) 의 타단에 연결된 제 4 링크 (504) 와, 제 3 링크 (503) 및 제 4 링크 (504) 와 회전 가능하게 장착된 기판 유지부 (510) 로 구성되어 있다.
제 1 링크 (501), 제 2 링크 (502), 제 3 링크 (503) 및 제 4 링크 (504) 의 링크 길이는 모두 동일하고, 제 1 구동축과 제 2 구동축이 동심 형상으로 배치 형성되어 있으며, 제 3 링크 (503) 와 기판 유지부 (510) 의 연결부 및 제 4 링크 (504) 와 기판 유지부 (510) 의 연결부도 동심 형상으로 배치 형성되어 있다.
이 반송 장치 (500) 는, 제 1 구동축과 제 2 구동축이 동기하여 역위상으로 회전함으로써, 제 1 및 제 2 구동축으로부터, 제 1 링크 (501) 와 제 3 링크 (503) 의 연결부와, 제 2 링크 (502) 와 제 4 링크 (504) 의 연결부를 잇는 직선에 내린 수선 (이하, 반송 라인) 을 따라 이동한다.
또, 제 1 링크 (501) 와 제 2 링크 (502) 의 열림각이 180 ° 가 되는 위치 를 통과하기 위한 기구로서, 제 1 링크 (501) 의 회전 동력을 제 4 링크 (504) 에 전달하기 위한 동력 전달 기구를 갖고, 동력 전달 기구는, 제 1 링크 (501) 의 구동축에 고정된 제 1 기어 (511) 와, 제 4 링크 (504) 의 일단부 (一端部) 에 고정된 제 4 기어 (514) 와, 제 1 기어 (511) 및 제 4 기어 (514) 와 맞물리는 제 2 기어 (512), 제 3 기어 (513), 및 링크 (515) 를 갖고 있다.
일본 공개특허공보 평11-216691호에 기재된 반송 장치 (600) 에 의하면, 제 1 구동축 (도시 생략) 에 고정적으로 장착된 제 1 상(上) 아암 (601) 과, 제 2 구동축에 고정적으로 장착된 제 2 상 아암 (602) 과, 제 1 상 아암 (601) 의 타단에 연결된 제 1 전(前) 아암 (611) 과, 제 2 상 아암 (602) 의 타단에 연결된 제 2 전 아암 (612) 과, 제 1 전 아암 (611) 및 제 2 전 아암 (612) 과 회전 가능하게 장착된 제 1 리스트 (621) 및 제 2 리스트 (622), 및 오차 보정 기구를 포함한 기판 유지부 (610) 로 구성되어 있다.
제 1 상 아암 (601) 과 제 2 상 아암 (602) 의 링크 길이와, 제 1 전 아암 (611) 및 제 2 전 아암 (612) 의 링크 길이는 상이하고, 제 1 구동축과 제 2 구동축이 동심 형상으로 배치 형성되어 있으며, 제 1 전 아암 (611) 의 타단부는, 제 1 리스트 (621) 와 자유롭게 회전 가능하게 연결되어 있고, 제 2 전 아암 (612) 의 타단부는 제 2 리스트 (622) 와 자유롭게 회전 가능하게 연결되어 있다. 또, 구동축의 회전력을 제 1, 제 2 전 아암 (611, 612) 에 전달하는 동력 전달 기구로서 벨트 (615) 를 사용하고 있다.
이 반송 장치 (600) 는, 제 1 상 아암 (601) 과 제 2 상 아암 (602) 의 링크 길이와 제 1 전 아암 (611) 및 제 2 전 아암 (612) 의 링크 길이가 상이하고, 반송 라인을 따라 이동하기 위하여, 제 1 리스트 (621) 및 제 2 리스트 (622) 에 연결된 스프링 (635), 제 2 리스트 (622) 에 배치 형성된 리니어 레일 (631), 기판 유지부 (610) 에 배치 형성된 리니어 가이드 (632) 를 갖고 있다.
상기 일본 공개특허공보 2002-134584호 및 일본 공개특허공보 평11-216691호 에 기재된 반송 장치 (500, 600) 에 의하면, 제 1 구동축과 제 2 구동축이 동심 형상으로 배치 형성되어 있어, 선회 반경을 작게 할 수 있다는 이점이 있다.
그러나, 상기 일본 공개특허공보 2002-134584호에 기재된 반송 장치 (500) 에 의하면, 제 1 링크 (501) 에 연결된 제 3 링크 (503) 의 타단부와, 제 2 링크 (502) 에 연결된 제 4 링크 (504) 의 타단부가 동심 형상으로 배치 형성되어 있기 때문에, 제 2 링크 (502) 와 제 4 링크 (504) 의 결합부가 매우 두꺼운 구조로 되어 있어, 반도체 제조 장치 등에 탑재하는 경우에는 게이트 밸브 등을 크게 할 필요가 있어 불리하다.
상기 일본 공개특허공보 평11-216691호에 기재된 반송 장치 (600) 에 의하면, 제 1 전 아암 (611) 과 제 1 리스트 (621) 의 결합부 및 제 2 전 아암 (612) 과 제 2 리스트 (622) 의 결합부가 오프셋되어 있기 때문에, 전 아암과 리스트의 결합부는 얇은 구조로 되어 있지만, 스프링 (635) 및 리니어 가이드 (632) 로 구성되는 오차 보정 기구가 탑재되어 있어, 구성 부품이 늘어 구조가 복잡해짐과 함께 고비용이다. 또, 리니어 가이드 (632) 로부터의 더스트나 리니어 가이드 (632) 에 도포한 그리스의 방출 가스 등, 장치 환경을 오염시키는 요인이 증가된다.
<제 2 범주의 종래 기술>
최근, 반도체 소자에 관하여 초미세화, 고정밀화가 요구되고 있고, 이러한 반도체 소자를 제조하는 장치에는, 스루풋을 향상시키는 것, 장치를 설치하기 위한 플로어 면적을 작게 하는 것 등이 요구되고 있다.
이 때문에, 반송실을 중심으로 하여 그 주위에 복수의 처리실을 배치하고, 게이트 밸브를 통해 연결함으로써 여러 기판 처리를 진공 중에서 일관되게 실시할 수 있는 멀티 챔버 장치에 있어서, 반송실로부터 각각의 처리실로 기판을 자동적으로 반입·반출하기 위한 반송 장치가 사용되고 있다.
반송 장치에는 아암형이나 프로그 레그 (개구리 다리) 형이 알려져 있으며, 예를 들어 프로그 레그형의 반송 장치는, 도 14(a) ∼ 도 14(c) 에 모식적으로 나타내는 바와 같이 구성되어 있다. 프로그 레그형의 반송 장치는, 서로 상이한 방향으로 회전하는 1 쌍의 회전 운동축 (101, 102) 을 구비하는 베이스 (103) 와, 회전 운동축 (101, 102) 이 각각의 일단에 접속된 1 쌍의 제 1 아암 (111, 112) 과, 이들 제 1 아암 (111, 112) 의 각각의 타단에 일단이 회전 가능하게 결합된 1 쌍의 제 2 아암 (121, 122) 과, 이들 제 2 아암 (121, 122) 의 각각의 타단에 회전 가능하게 결합된 기판 지지체 (104) 를 구비하고 있다.
제 1 아암 (111, 112), 제 2 아암 (121, 122) 은 각각 동일한 아암 길이를 갖고 있으며, 이들에 의해 평행 링크 기구가 구성되어 있다. 따라서, 회전 운동축 (101, 102) 을 서로 역방향으로 회전시킴으로써, 제 1 아암 (111, 112) 과 제 2 아암 (121, 122) 이 이루는 각 (ω) 이 변화되고, 기판 지지체 (104) 는 도면 중 상하 방향으로 이동된다. 이로써, 기판 지지체 (104) 상의 기판 (w) 을 임의의 위치로 반송할 수 있게 된다. 또한, 베이스 (103) 를 그 축심 둘레로 회전시킴으로써, 기판 지지체 (104) 는 베이스 (103) 의 둘레로 선회 이동된다. 또, 회전 운동축 (101, 102) 중 어느 일방에 구동 모터 (구동원) 가 접속되어 있다.
이러한 구성의 프로그 레그형의 반송 장치에 있어서는, 베이스 (103) 에 대하여 기판 (w) 을 도 14(a) 에 나타내는 전방 위치로부터 도 14(b) 에 나타내는 후방 위치로 반송할 때, 1 쌍의 제 1 아암 (111, 112) 과 1 쌍의 제 2 아암 (121, 122) 이 서로 평행 (ω ＝ 0 ˚) 이 되는 도 14(c) 에 나타내는 위치를 통과할 필요가 있다. 이 도 14(c) 에 나타내는 아암 위치는, 평행 링크 기구의 사점에 대응한다. 그래서, 종래의 반송 장치에 있어서는, 기판 (w) 의 반송을 원활하게 실시하기 위하여, 이 사점 위치에서 제 2 아암 (121, 122) 에 대하여 이동 방향으로 구동력을 부여하는 사점 탈출 기구가 형성되어 있다.
도 15 는, 상기와 같은 사점 탈출 기구를 구비한 종래의 반송 장치 (105) 의 구성을 나타내고 있다 (하기 특허 문헌 1 참조). 도 15 에 있어서 도 14(a) ∼ 도 14(c) 와 대응하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙인다. 또한, 회전 운동축 (101, 102) 은 서로 동축 상에 배치되어 각각 독립적인 구동원을 갖고 있으며, 기판 지지체 (104) 는 2 장의 기판 (w) 을 동시에 지지할 수 있는 구성으로 되어 있다.
도시하는 종래의 반송 장치 (105) 는, 회전 운동축 (102) 에 동심적으로 고정된 제 1 풀리 (106) 와, 제 1 아암 (111) 과 제 2 아암 (121) 의 연결부에 동심 적으로 고정된 제 2 풀리 (107) 와, 이들 제 1 풀리 (106) 와 제 2 풀리 (107) 사이에 걸쳐진 벨트 (108) 를 구비하고 있다. 이 구성에 의해, 회전 운동축 (102) 의 회전력이 벨트 (108) 를 통해 제 2 아암 (121) 에 다이렉트로 전달되므로, 원활하게 링크의 사점 위치를 통과할 수 있게 된다.
그러나, 도 15 에 나타낸 종래의 사점 탈출 기구를 구비한 반송 장치 (105) 에 있어서는, 제 2 아암 (121) 은 회전 운동축 (102) 으로부터 항상 회전력이 부여되는 구성이기 때문에, 제 2 아암 (121) 의 회전각이 회전 운동축 (102) 에 의해 항상 구속되고, 이것이 원인으로 기판의 반송 정밀도가 손상된다는 문제가 있다.
즉, 제 2 아암 (121) 은, 제 1 아암 (111) 의 회전 운동에 연동하여 회전하는 것이기 때문에, 기판 (w) 의 반송 과정에 있어서 제 1 아암 (111) 의 회전각에 더하여 회전 운동축 (102) 의 회전 운동량이 다이렉트로 전달된다.
1 쌍의 제 2 아암과, 상기 제 2 아암에 결합된 기판 지지체 (104) 의 결합 위치 사이를 잇는 선분에 대하여, 우완의 제 2 아암 (121) 이 이루는 각도와, 좌완의 제 2 아암 (122) 이 이루는 각도를 동등하게 하여 자세 제어 장치를 장착하면, 자세 제어 장치는 그 상태를 유지하도록 구성되어 있고, 그 결과, 기판 지지체 (104) 가 이동해도, 기판 지지체 (104) 의 1 쌍의 회전 운동축 (101, 102) 에 대한 자세가 일정하게 되어 있다.
제 1 아암 (111, 112) 의 길이와, 제 2 아암 (121, 122) 의 길이가 상이한 경우, 사점 위치 이외에서는, 1 쌍의 회전 운동축 (101, 102) 이 상대 회전하면, 1 쌍의 제 2 아암 (121, 122) 의 제 1 아암 (111, 112) 에 대한 회전 중심 (q1, q2) 끼리를 잇는 선분에 대하여, 제 1 아암 (111, 112) 이 이루는 각도 (ω1) 와 제 2 아암 (121, 122) 이 이루는 각도 (ω2) 는 상이한 크기가 된다.
이 경우, 사점 이외의 장소에서도 제 1 아암 (112) 과 제 2 아암 (121) (또는 제 1 아암 (111) 과 제 2 아암 (122)) 이 사점 탈출 기구로 연결되고, 상호간에 회전 각도가 영향을 미치면, 자세 제어 장치의 제어에 반하는 각도에서는 제 1, 제 2 아암 (111, 112, 121, 122) 은 회전할 수 없게 된다.
도 15 와 같이 구동축이 동심, 리스트부가 이간되어 있는 경우에는, 제 1 아암과 제 2 아암의 길이가 동일해도 사점 통과할 수 없다. 일본 공개특허공보 평9-283588호 에 나타내는 바와 같이, 제 2 풀리 (107) 를 ω1 과 ω2 가 동일 크기가 되는 형상으로 함으로써, 어느 위치에서도 자세 제어 장치의 제어와 모순되지 않고 동작은 가능하지만, 제 2 아암 (121) 이 과구속이 되고, 이것이 원인으로 기판 반송시에 진동이 발생하거나 기판의 직진성이 손상되는 경우가 있다.
또한, 제 1 범주의 종래 기술로서 특허 문헌 1 과 2 를, 또한 제 2 범주의 종래 기술로서 특허 문헌 3 을 들 수 있다.
특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2002-134584호
특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 평11-216691호
특허 문헌 3 : 일본 공개특허공보 평9-283588호
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
본 발명 중, 제 1 범주의 것은, 소형이며 장치 환경을 오염시키지 않는 사점 탈출 기구를 갖는 반송 장치를 제공하는 것을 과제로 하고, 제 2 범주의 것은, 상기 서술한 문제를 해결하기 위하여, 사점 통과를 원활하게 실시하면서 제 2 아암의 과구속을 방지할 수 있는 반송 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명 중 제 1 범주의 발명은, 동일한 구동 회전 축선을 중심으로 회전 가능하게 구성된 제 1, 제 2 회전축과, 상기 제 1, 제 2 회전축에 근본 부분이 고정되어, 상기 제 1, 제 2 회전축에 의해 각각 회전되는 제 1, 제 2 능동 링크와, 상기 제 1, 제 2 능동 링크의 선단 부분에 배치된 제 1, 제 2 주회전 축선과, 근본 부분이, 상기 제 1, 제 2 주회전 축선을 중심으로 상기 제 1, 제 2 능동 링크에 회전 운동 가능하게 장착된 제 1, 제 2 종동 링크와, 상기 제 1, 제 2 종동 링크의 선단 부분에 배치되어 서로 이간된 제 1, 제 2 보조 회전 축선과, 상기 제 1, 제 2 종동 링크의 선단 부분에, 상기 제 1, 제 2 보조 회전 축선을 중심으로 하여 회전 운동 가능하게 장착된 핸드부와, 상기 제 1, 제 2 보조 회전 축선을 이어 축간 거리를 구성하는 선분에 대한 상기 제 1, 제 2 종동 링크의 각도를 서로 동등하게 하는 자세 제어 장치를 가지며, 상기 핸드부는, 상기 자세 제어 장치에 의해, 동일 부분을 상기 제 1, 제 2 회전축측을 향하면서 이동하도록 구성되고, 상기 제 1 주회전 축선으로부터, 상기 구동 회전 축선을 통과하여, 상기 제 2 주회전 축선에 도달할 때까지의 거리와, 상기 제 1 주회전 축선으로부터, 상기 제 1 보조 회전 축선과, 상기 제 2 보조 회전 축선을 이 순서로 통과하여, 상기 제 2 주회전 축선에 도달할 때까지의 거리를 동등하게 하고, 상기 구동 회전 축선과, 상기 제 1, 제 2 주회전 축선과, 상기 제 1, 제 2 보조 회전 축선은 평행하게 배치되고, 상기 핸드부가 상기 제 1, 제 2 능동 링크 사이의 각도와 상기 제 1, 제 2 종동 링크 사이의 각도 양방이 180 ˚ 가 되는 사점에 위치하는 상태로부터, 상기 핸드부를 상기 사점의 위치로부터 소정 방향으로 이동시키는 사점 탈출 기구를 갖는 반송 장치로서, 상기 사점 탈출 기구는, 상기 제 1 회전축 또는 제 2 회전축에 의해 회전되는 제 1 걸어맞춤 부재와, 상기 핸드부가 상기 사점에 위치할 때에 상기 제 1 걸어맞춤 부재와 걸어맞춰지고, 상기 제 1 걸어맞춤 부재의 회전력으로 회전되는 제 2 걸어맞춤 부재와, 상기 제 2 걸어맞춤 부재의 회전력을 상기 제 2 종동 링크에 전달하여, 상기 제 2 종동 링크를 상기 제 1 능동 링크의 회전 방향과는 같은 방향으로 회전시키는 전달 기구를 가지며, 상기 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재가 상기 사점 위치로부터 - 16 도 이상 ＋ 16 도 이하의 범위 내에서 걸어맞춰지고, 상기 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재의 걸어맞춤 해제에 의해, 상기 제 1 걸어맞춤 부재의 회전력의 상기 제 2 종동 링크에 대한 전달이 해제되는 반송 장치이다.
또, 제 1 범주의 본 발명은, 반송 장치로서, 상기 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재의 일방은 돌기를 갖고, 타방은 패인 부분을 가지며, 상기 핸드부가 상기 사점에 위치할 때에, 상기 돌기와 상기 패인 부분이 끼워맞춰지도록 구성된 반송 장치이다.
또, 제 1 범주의 본 발명은, 반송 장치로서, 상기 자세 제어 장치는, 상기 제 1, 제 2 보조 회전 축선을 중심으로 회전하는 제 1, 제 2 회전 부재를 가지며, 상기 제 1, 제 2 회전 부재는, 서로 같은 각도 역방향으로 회전하도록 구성된 반송 장치이다.
또, 제 1 범주의 본 발명은, 반송 장치로서, 상기 제 1, 제 2 회전 부재는, 상기 제 1, 제 2 종동 링크에 대하여 각각 고정된 기어로서, 상기 기어끼리가 맞물려 있는 반송 장치이다.
또, 제 1 범주의 본 발명은, 반송 장치로서, 상기 제 1, 제 2 회전 부재는, 상기 제 1, 제 2 종동 링크에 대하여 각각 고정된 풀리로서, 상기 제 1, 제 2 회전 부재 사이는 이간되어, 벨트 또는 체인이 「8」 자형으로 걸쳐진 반송 장치이다.
본 발명 중 제 2 범주의 발명은, 적어도 일방에 구동원이 접속되고, 이간되어 배치된 1 쌍의 회전 운동축과, 이들 1 쌍의 회전 운동축에 일단이 접속된 1 쌍의 제 1 아암과, 이들 1 쌍의 제 1 아암의 각각의 타단에 일단이 회전 가능하게 결합된 1 쌍의 제 2 아암과, 이들 1 쌍의 제 2 아암의 각각의 타단에 회전 가능하게 결합된 기판 지지체를 구비한 반송 장치로서, 상기 1 쌍의 제 1 아암끼리의 축거 (軸距) 는 동등하게 되어 있고, 상기 1 쌍의 제 2 아암끼리의 축거는 동등하게 되어 있으며, 상기 제 1 아암의 축거와 상기 제 2 아암의 축거는 상이한 크기로 되어 있고, 상기 기판 지지체와 상기 1 쌍의 제 2 아암이 결합된 결합 위치 사이의 거리가 일정하게 되어 있고, 상기 결합 위치 사이를 잇는 선분에 대한 상기 1 쌍의 제 2 아암의 각도가 동등한 상태를 유지하는 자세 제어 장치를 가지며, 상기 제 1 아암과 상기 제 2 아암이 서로 평행이 되는 사점 위치를 통과할 때에만, 상기 제 2 아암에 대하여 회전력을 부여하는 사점 탈출 기구를 구비하고, 상기 사점 탈출 기구는, 상기 회전 운동축에 연락하는 회전 구동부와, 상기 제 2 아암 또는 상기 기판 지지체에 형성되어 상기 기판 지지체가 상기 사점 위치를 통과할 때에 상기 회전 구동부와 걸어맞춰지는 걸어맞춤부를 가지며, 상기 회전 구동부는, 상기 회전 운동축과 동심적으로 설치된 고정 기어와, 상기 제 1 아암의 일단 근방에 축지되어 상기 고정 기어와 맞물리는 제 1 회전 기어와, 상기 제 1 아암의 타단 근방에 축지되는 제 2 회전 기어와, 상기 제 1 회전 기어의 회전력을 상기 제 2 회전 기어로 전달하는 회전력 전달 부재를 가지며, 상기 걸어맞춤부는, 상기 제 1 아암과 상기 제 2 아암의 결합축에 고정되고, 상기 제 2 회전 기어와 걸어맞춤 가능한 걸어맞춤 톱니를 외주부에 부분적으로 갖는 반송 장치이다.
삭제
삭제
삭제
또, 제 2 범주의 본 발명은, 상기 회전 구동부는, 상기 회전 운동축의 회전 축선을 이와 직교하는 방향으로 변환하는 구동축 변환부와, 변환된 회전 축선 둘레로 회전하는 회전 기어를 가지며, 상기 걸어맞춤부는, 상기 기판 지지체의 하방측에 형성되어 상기 회전 기어와 걸어맞춤 가능한 평기어인 반송 장치이다.
또, 제 1 범주의 본 발명은, 상기 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재는 기어로서, 2 개 이상의 톱니를 갖는 반송 장치이다.
또, 제 2 범주의 본 발명은, 상기 걸어맞춤 톱니는 사점 위치를 중심으로 하여 - 16 도 이상 ＋ 16 도 이하의 범위 내에서 걸어맞춰지도록 형성된 것을 특징으로 하는 반송 장치이다.
또, 제 1 범주의 본 발명은, 상기 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재는, 2 개 이상의 톱니를 갖는 기어로서, 상기 핸드부가 상기 사점에 위치할 때에, 상기 기어가 맞물리도록 된 반송 장치이다.
본 발명은 상기와 같이 구성되어 있으며, 제 1 범주의 발명에서는, 사점 탈출 기구에 의해 기판 유지부가 제 1, 제 2 능동 링크 사이의 열림각이 180 ° 가 되는 사점 위치를 핸드부가 매끄럽게 통과할 수 있다.
또, 제 1 범주의 본 발명의 사점 탈출 기구에서는, 제 1, 제 2 걸어맞춤 부 재는, 제 1, 제 2 능동 링크 사이의 열림각 (θ) 이, 180 ˚ - θ0
Figure 112009060628027-pct00001
θ
Figure 112009060628027-pct00002
180 ° ＋ θ0 의 범위 사이에서만 걸어맞춰져 회전력을 전달하고, 상기 범위를 초과하면 걸어맞춤이 해제되어, 제 2 종동 링크는 제 1 종동 링크의 회전 운동과는 관계없는 것이 된다.
제 1, 제 2 걸어맞춤 부재의 걸어맞춤이 유지되는 각도는 2 × θ0 이다. 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재는, 이상적으로는 θ0 이 0 ° 가 되도록 형성하는 것이 바람직하다.
제 1, 제 2 보조 회전 축선은 일정 거리 (D) 만큼 이간되어 있고, 제 1, 제 2 능동 링크의 축거와 제 1, 제 2 종동 링크의 축거는, 제 1, 제 2 보조 회전 축선 사이의 축거의 절반 (D/2) 만큼 길이가 상이하다. 따라서, 제 1, 제 2 회전축이 회전하였을 때의, 제 1, 제 2 능동 링크의 구동 회전 축선을 중심으로 한 회전 각도 (θ1) 와, 제 1, 제 2 종동 링크의, 제 1, 제 2 주회전 축선을 중심으로 한 회전 각도 (θ2) 는 핸드부가 사점에 위치할 때에만 동등하고 (θ1 ＝ θ2 ＝ 0 ˚), 사점 이외에 위치할 때에 상이한 크기가 된다.
제 1 또는 제 2 능동 링크와, 제 1 또는 제 2 종동 링크에, 각 링크의 회전 각도와 동일 크기만큼 회전하는 기어를 각각 형성하고, 기어 사이를 링크 기구나 보조 기어로 결합한 경우, 사점 위치 이외에서는 기어가 회전하지 않게 된다.
제 1 범주의 본 발명에서는, 핸드부의 사점 위치를 포함하고, 기어가 대략 같은 각도 회전할 수 있는 범위 (제 1, 제 2 능동 링크 사이의 각도 (θ) 로 나타내고, 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재의 걸어맞춤이 유지되는 각도 범위를 - θ0 ∼ ＋ θ0 으로 하면, 180 ˚ - θ 0
Figure 112009060741764-pct00003
θ
Figure 112009060741764-pct00004
180 ° ＋ θ0 의 범위) 에서는, 제 1, 제 2 걸어맞춤부가 걸어맞춰져, 제 1 또는 제 2 회전축의 회전력을 제 1, 제 2 종동 링크에 전달하게 되어 있고, 그 범위를 초과하여, 제 1 또는 제 2 능동 링크에 형성된 기어와, 제 1 또는 제 2 종동 링크에 형성된 기어의 회전 각도의 차이가 커지면 걸어맞춤은 해제되어, 제 1 또는 제 2 능동 링크에 형성된 기어와, 제 1 또는 제 2 종동 링크에 형성된 기어는, 서로 무관하게 상이한 각도 회전할 수 있다.
한편, 제 2 범주의 본 발명의 반송 장치에서는, 제 1 아암과 제 2 아암이 서로 평행이 되는 사점 위치를 통과할 때에만, 제 2 아암에 대하여 회전력을 부여하는 사점 탈출 기구를 구비하고 있기 때문에, 사점 통과를 원활하게 실시하면서, 제 2 아암의 과구속을 방지하여 기판의 안정적인 직진성과 반송 정밀도의 향상을 도모할 수 있게 된다.
도 16(a), 도 16(b) 에 나타내는 바와 같이, 제 2 범주의 본 발명의 반송 장치에서는, 1 쌍의 제 1 아암 (111, 112) 의 길이는 서로 동등하게 되어 있고, 그 값은 회전 운동축 (101, 102) 의 회전 중심 (p1, p2) 과, 제 2 아암 (121, 122) 의 제 1 아암 (111, 112) 에 대한 회전 중심 (q1, q2) 사이의 거리, 즉 제 1 아암 (111, 112) 의 축거 (a1, a2) 로 나타낸다. a1 ＝ a2 이다.
또, 1 쌍의 제 2 아암 (121, 122) 의 길이는 서로 동등하게 되어 있고, 그 값은 제 2 아암 (121, 122) 의 제 1 아암 (111, 112) 에 대한 회전 중심 (q1, q2) 과, 기판 지지체 (104) 의 제 2 아암 (121, 122) 에 대한 회전 중심 (s1, s2) 사이의 거리, 즉 제 2 아암 (121, 122) 의 축거 (b1, b2) 로 나타낸다. b1 ＝ b2 이다.
제 1 아암 (111, 112) 이 180 ˚ 의 각도로 열릴 때, 제 2 아암 (121, 122) 이 이루는 각도도 180 ˚ 가 되고, 제 2 아암 (121, 122) 은 제 1 아암 (111, 112) 이 나열되는 직선 상에 나열되어 서로 평행이 된다.
1 쌍의 회전 운동축 (101, 102) 의 회전 중심 (p1, p2) 사이의 거리 (e) 가, 기판 지지체 (104) 의 제 2 아암 (121, 122) 에 대한 회전 중심 (s1, s2) 사이의 거리 (d) 와 동등하면 (e ＝ d), a1 ＝ a2 ＝ b1 ＝ b2 가 되고, 동등하지 않으면 (e ≠ d), a1 ＝ a2 ≠ b1 ＝ b2 가 된다.
1 쌍의 제 2 아암 (121, 122) 의 제 1 아암 (111, 112) 에 대한 회전 중심 (q1, q2) 끼리를 잇는 선분 (또는, 그 선분과 평행한, 1 쌍의 회전 운동축 (101, 102) 의 회전 중심 (p1, p2) 끼리를 잇는 선분) 에 대하여, 제 1 아암 (111, 112) 이 이루는 각도를 부호 ω1 로 나타내고, 제 2 아암 (121, 122) 이 이루는 각도를 부호 ω2 로 나타내면, 제 1 아암 (111, 112) 의 길이와, 제 2 아암 (121, 122) 의 길이가 동등한 경우 (a1 ＝ a2 ＝ b1 ＝ b2) 는 ω1 ＝ ω2 이다.
한편, 제 1 아암 (111, 112) 의 길이와, 제 2 아암 (121, 122) 의 길이가 동등하지 않은 경우 (a1 ＝ a2 ≠ b1 ＝ b2) 에는, 제 1 아암 (111, 112), 및 제 2 아암 (121, 122) 이 180 ˚ 의 각도로 열리는 사점 위치 이외에서는 ω1 ≠ ω2 이다.
사점 탈출 기구가, 회전 운동축 (101, 102) 중 적어도 어느 것의 회전력을 1 쌍의 제 2 아암 (121, 122) 중 적어도 어느 것에 전달하여 사점 위치를 탈출하는 경우, 제 1 아암 (111, 112), 및 제 2 아암 (121, 122) 이 180 ° 의 각도로 열리는 사점 위치 이외의 장소에 있어도 회전력이 전달되면, ω1 ≠ ω2 의 경우에는 제 2 아암 (121, 122) 에 2 방향에서 전달되는 회전력이 모순되어 링크 기구를 동작할 수 없게 된다. 따라서, ω1 ≠ ω2 의 경우에 사점 위치 이외의 장소에서는, 회전력의 전달을 해제하도록 할 필요성이 크다.
또한, 도 16(a) 의 반송 장치의 자세 제어 장치는, 기판 지지체 (104) 의, 제 2 아암 (121, 122) 에 대한 회전 중심 (s1, s2) 을 중심으로 형성된 기어 부재 (133, 134) 를 갖고 있으며, 이 기어 부재 (133, 134) 는, 1 쌍의 제 2 아암 (121, 122) 에 대하여 고정되어 맞물려 있다.
제 2 범주의 본 발명의 반송 장치는, 기어 부재 (133, 134) 대신에, 도 16(b) 에 나타내는 바와 같이, 제 2 아암 (121, 122) 에 대하여 고정된 풀리 (143, 144) 와, 풀리 (143, 144) 사이에 「8」 자형으로 걸쳐진 벨트 (또는 체인) 로 구 성해도 된다.
발명의 효과
제 1 범주의 본 발명에서는, 사점 탈출 기구가 간단한 구조이며 두께가 얇다. 또한, 핸드부의 연결부를 얇게 할 수 있기 때문에, 아암부를 삽입하는 게이트 밸브의 개구를 작게 할 수 있다. 그 결과, 반송실 내의 더스트가 처리실에 침입하기 어려워진다.
제 1 범주의 본 발명에서는, 제 1, 제 2 회전축이 동심 형상으로 배치되어 있기 때문에, 장치의 설치 면적이 작고 또한 선회 반경이 작으므로, 이 반송 로봇을 배치하는 반송실을 작게 할 수 있다.
또, 제 1 범주의 본 발명에서는, 제 1, 제 2 종동 링크와 핸드부는 오프셋되어 배치 형성되어 있기 때문에, 결합부를 얇게 할 수 있어 스페이스를 절약할 수 있고 저비용이다.
또, 180 ˚ ± θ0 의 범위 이외의 위치에서는, 사점 탈출 기구에 의한 구속이 없기 때문에, 원활한 동작이 가능하고, 기어의 슬라이딩 저항이나 마모 가루의 발생 등을 줄일 수 있다. 또한, 스프링이나 리니어 가이드는 불필요하기 때문에 더스트는 더욱 적다.
제 2 범주의 본 발명의 반송 장치는, 제 1 아암과 제 2 아암이 서로 평행이 되는 사점 위치를 통과할 때에만, 제 2 아암에 대하여 회전력을 부여하는 사점 탈출 기구를 구비하고 있으므로, 사점 통과를 원활하게 실시하면서, 제 2 아암의 과 구속을 방지하여 기판의 안정적인 직진성과 반송 정밀도의 향상을 도모할 수 있게 된다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 제 1 범주의 본 발명의 제 1, 제 2 예의 반송 로봇의 측면도이다.
도 2(a) 는 제 1 예의 반송 로봇의 평면도이고, 도 2(b) 는 제 2 예의 반송 로봇의 평면도이다.
도 3 은 제 1, 제 2 예의 반송 로봇의 회전 축선과 축거를 나타내는 설명도이다.
도 4 는 자세 제어 장치의 다른 예를 나타내는 설명도이다.
도 5(a) 는 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재가 걸어맞춰진 상태를 나타내는 평면도이고, 도 5(b) 는 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재의 걸어맞춤이 해소된 상태를 나타내는 평면도이다.
도 6 은 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 7 은 제 1 범주의 종래 기술의 반송 장치의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 8 은 제 1 범주의 종래 기술의 반송 장치의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 9 는 제 2 범주의 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 반송 장치의 개략 평면도이다.
도 10 은 반송 장치의 단면도이다.
도 11(a) ∼ 도 11(c) 는 제 2 범주의 반송 장치의 사점 탈출 기구의 작용을 설명하는 주요부 평면도이다.
도 12 는 제 2 범주의 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 반송 장치의 개략 평면도이다.
도 13 은 그 반송 장치의 정면도이다.
도 14(a) ∼ 도 14(c) 는 제 2 범주의 종래 기술의 프로그 레그형의 반송 장치를 설명하는 도면이다.
도 15 는 제 2 범주의 종래 기술의 사점 탈출 기구를 구비한 반송 장치의 개략 평면도이다.
도 16 은 사점 탈출 기구의 도시를 생략하고, 제 1, 제 2 아암의 길이와 회전 중심을 설명한 도면으로서, 도 16(a) 는 기어에 의한 자세 제어 장치를 갖는 경우, 도 16(b) 는 풀리와 벨트에 의한 자세 제어 장치를 갖는 경우이다.
도 17 은 사점 탈출 기구의 제 2 범주의 다른 예를 갖는 반송 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 18(a) 는 제 1, 제 2 걸어맞춤부를 설명하기 위한 도면이고, 도 18(b) 는 그 걸어맞춤부가 걸어맞춰진 상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 18(c) 는 기어에 의한 전달 기구를 형성할 수 있는 종동 원반을 설명하기 위한 도면이다.
부호의 설명
1, 2 … 반송 장치
11, 12 … 제 1, 제 2 회전축
20 … 핸드부
21, 22 … 제 1, 제 2 능동 링크
25, 26 … 제 1, 제 2 종동 링크
40 … 자세 제어 장치
50 … 사점 탈출 기구
P … 구동 회전 축선
Q1, Q2 … 제 1, 제 2 주회전 축선
S1, S2 … 제 1, 제 2 보조 회전 축선
101, 102 … 회전 운동축
110, 130 … 반송 장치
111, 112 … 제 1 아암
113, 114 … 아암 결합축
115, 135, 180 … 사점 탈출 기구
116 … 고정 기어
117 … 제 1 회전 기어
118 … 제 2 회전 기어
119 … 링크 (회전력 전달 부재)
120 … 걸어맞춤 기어 (걸어맞춤부)
121, 122 … 제 2 아암
131, 132 … 결합축
136, 138 … 베벨 기어 (구동축 변환부)
139 … 회전 기어
141 … 래크 (평기어)
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
<제 1 범주의 발명의 최선의 형태>
도 1 은, 본 발명 중 제 1 범주의 발명인 제 1, 제 2 예의 반송 로봇 (반송 장치 : 1, 2) 의 측면도를 나타내고 있고, 도 2(a) 는 제 1 예의 반송 로봇 (1) 의 평면도, 도 2(b) 는 제 2 예의 반송 로봇 (2) 의 평면도를 나타내고 있으며, 동일 부재에는 동일 부호를 붙여 설명한다.
이 반송 로봇 (1, 2) 은 제 1, 제 2 회전축 (11, 12) 과, 아암부 (15) 를 갖고 있다.
제 1, 제 2 회전축 (11, 12) 은 일방이 외통, 타방이 내통이 되어, 내통측이 외통측의 내부에 배치되어 있다. 제 1, 제 2 회전축 (11, 12) 은 각각 모터 (도시 생략) 에 접속되어 있고, 그 모터에 의해, 연직으로 배치된 동일 구동 회전 축선을 중심으로 하여 각각 독립적으로 회전할 수 있도록 구성되어 있다.
도 3 은, 제 1, 제 2 예의 반송 로봇 (1, 2) 의 회전 축선과 축거를 나타내는 설명도이며, 부호 P 는, 구동 회전 축선을 나타내고 있다.
아암부 (15) 는, 제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 와, 제 1, 제 2 종동 링크 (25, 26) 와, 핸드부 (20) 를 갖고 있다.
제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 와, 제 1, 제 2 종동 링크 (25, 26) 는 가늘 고 긴 판이고, 핸드부 (20) 는 정방형에 가까운 장방형 형상의 판이며, 그 선단에는 반송 대상을 탑재하기 위한 기판 유지부 (도시 생략) 가 장착된다.
제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 는, 구동 회전 축선 (P) 과 수직인 방향 (여기서는 수평한 방향) 으로 연장된 상태에서, 그 근본 부분이 각각 제 1, 제 2 회전축 (11, 12) 에 고정되어 있고, 제 1, 제 2 회전축 (11, 12) 이 회전하면, 제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 는 구동 회전 축선 (P) 을 중심으로, 제 1, 제 2 회전축 (11, 12) 의 회전 각도만큼, 제 1, 제 2 회전축 (11, 12) 과 각각 동일 방향으로 회전하도록 구성되어 있다.
제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 의 선단과, 제 1, 제 2 종동 링크 (25, 26) 의 근본 부분에는, 각각 구멍 (45, 46) 이 형성되어 있고, 제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 의 선단과, 제 1, 제 2 종동 링크 (25, 26) 의 근본 부분은, 구멍 (45, 46) 이 연통하도록 겹쳐져 있으며, 제 1, 제 2 종동 링크 (25, 26) 는, 구멍 (45, 46) 내에 삽입 통과된 제 1, 제 2 주축 부재 (31, 32) 에 의해, 각각 제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 에 회전 운동 가능하게 장착되어 있다.
따라서, 제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 와 제 1, 제 2 종동 링크 (25, 26) 의 결절점은, 제 1, 제 2 주축 부재 (31, 32) 의 중심 축선인 제 1, 제 2 주회전 축선 상에 위치하고, 제 1, 제 2 종동 링크 (25, 26) 는 제 1, 제 2 주회전 축선을 중심으로 하여 회전 운동 가능하게 구성되어 있다. 도 3 의 부호 Q1, Q2 는, 제 1, 제 2 주회전 축선을 나타내고 있다.
제 1, 제 2 주회전 축선 (Q1, Q2) 은, 구동 회전 축선 (P) 에 대하여 평행하며, 제 1, 제 2 종동 링크 (25, 26) 는, 제 1, 제 2 주회전 축선 (Q1, Q2) 에 대하여 수직인 방향으로 연장되어 있고, 따라서 제 1, 제 2 종동 링크 (25, 26) 는 제 1, 제 2 주회전 축선 (Q1, Q2) 에 수직인 평면 내에서 회전 운동한다.
또, 제 1, 제 2 종동 링크 (25, 26) 의 선단과 핸드부 (20) 의 좌우 양단 위치에는 구멍 (47, 48) 이 형성되어 있다.
제 1, 제 2 종동 링크 (25, 26) 와 핸드부 (20) 는, 제 1, 제 2 종동 링크 (25, 26) 의 선단의 구멍 (47, 48) 이 핸드부 (20) 의 일단과 타단의 구멍 (47, 48) 과 각각 연통된 상태로 겹쳐져, 구멍 (47, 48) 내에 삽입 통과된 제 1, 제 2 보조축 부재 (35, 36) 에 의해 연결되어 있다.
핸드부 (20) 는 제 1, 제 2 종동 링크 (25, 26) 에 대하여, 제 1, 제 2 보조축 부재 (35, 36) 의 중심 축선인 제 1, 제 2 보조 회전 축선을 중심으로 하여 회전 운동 가능하게 되어 있다. 도 3 의 부호 S1, S2 는 제 1, 제 2 보조 회전 축선을 각각 나타내고 있다.
따라서, 제 1 종동 링크 (25) 와 제 2 종동 링크 (26) 는, 선단 부분이 핸드부 (20) 를 통해 연결되어 있다.
제 1, 제 2 보조 회전 축선 (S1, S2) 은 구동 회전 축선 (P) 에 대하여 평행하며, 핸드부 (20) 는 제 1, 제 2 보조 회전 축선 (S1, S2) 에 대하여 수직으로 배 치되어 있다.
제 1, 제 2 종동 링크 (25, 26) 와 핸드부 (20) 사이에는, 자세 제어 장치 (40) 가 장착되어 있다.
자세 제어 장치 (40) 는, 제 1, 제 2 종동 링크 (25, 26) 에 대하여 각각 고정되어, 서로 맞물려진 제 1, 제 2 규제 기어 (41, 42) 로 구성되어 있다. 제 1, 제 2 규제 기어 (41, 42) 는, 회전 중심이 제 1, 제 2 보조 회전 축선 (S1, S2) 상에 배치되어 있고, 제 1, 제 2 규제 기어 (41, 42) 는, 제 1, 제 2 종동 링크 (25, 26) 의 회전 운동과 함께, 핸드부 (20) 에 대하여 제 1, 제 2 보조 회전 축선 (S1, S2) 을 중심으로 하여 회전 운동할 수 있도록 구성되어 있다.
도 3 의 부호 A1, A2 는, 구동 회전 축선 (P) 과 제 1, 제 2 주회전 축선 (Q1, Q2) 사이의 거리 (축거) 를 각각 나타내고 있으며, 축거 (A1, A2) 는 각각 제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 의 길이이다.
또, 도 3 의 부호 B1, B2 는 제 1 주회전 축선 (Q1) 과 제 1 보조 회전 축선 (S1) 사이의 거리 (축거) 와, 제 2 주회전 축선 (Q2) 과 제 2 보조 회전 축선 (S2) 사이의 거리 (축거) 를 각각 나타내고 있으며, 축거 (B1, B2) 는 각각 제 1, 제 2 종동 링크 (25, 26) 의 길이이다.
또, 도 3 의 부호 R1, R2 는 제 1, 제 2 규제 기어 (41, 42) 의 반경이며, 제 1, 제 2 규제 기어 (41, 42) 는 맞물려 있어, 제 1, 제 2 규제 기어 (41, 42) 의 반경 (R1, R2) 의 합계값이 제 1, 제 2 보조 회전 축선 사이의 거리 (축거 : D) 가 된다 (D ＝ R1 ＋ R2).
본 발명에서는, 제 1, 제 2 규제 기어 (41, 42) 의 반경 (R1, R2) 의 값은 동등하고, 각각 제 1, 제 2 보조 회전 축선 (S1, S2) 사이의 축거 (D) 의 절반값이다 (R1 ＝ R2 ＝ D/2).
또, 본 발명에서는, 제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 의 길이 (A1, A2) 끼리는 동등하고 (A1 ＝ A2), 제 1, 제 2 종동 링크 (25, 26) 의 길이 (B1, B2) 끼리도 동등하다 (B1 ＝ B2).
제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 가 이루는 각도를 부호 θ 로 나타내면, θ ＝ 180 ° 일 때에, 제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 의 축거 (A1, A2) 는, 일직선으로 나열되어, 양단이 제 1, 제 2 주회전 축선 (Q1, Q2) 에 위치하는 선분을 형성한다.
제 1 종동 링크 (25) 의 축거 (B1) 와, 제 1, 제 2 보조 회전 축선 (S1, S2) 사이의 축거 (D) 와, 제 2 종동 링크 (26) 의 축거 (B2) 도 동일 선분을 형성하기 때문에, A1 ＋ A2 ＝ B1 ＋ D ＋ B2 (A1 ＝ A2, B1 ＝ B2) 이다. D ＞ 0 이기 때문에, B1 ＝ B2 ＜ A1 ＝ A2 이다.
축거가 A1 ＝ A2, B1 ＝ B2 의 관계에 있는 경우에는, 제 1, 제 2 규제 기어 (41, 42) 의 회전 중심을 잇는 선분이, 제 1, 제 2 주회전 축선 (Q1, Q2) 과 수직으로 교차하는 직선에 대하여 평행하도록 할 수 있다.
제 1, 제 2 규제 기어 (41, 42) 는, 그 상태로 맞물려 있고, 제 1, 제 2 규제 기어 (41, 42) 의 회전 중심을 잇는 선분과 제 1 종동 링크 (25) 가 이루는 각도와, 상기 선분과 제 2 종동 링크 (26) 가 이루는 각도가 동등하며, 또한 제 1 능동 링크 (21) 와 제 1 종동 링크 (25) 가 이루는 각도와, 제 2 능동 링크 (22) 와 제 2 종동 링크 (26) 가 이루는 각도가 동등하게 되어 있다.
제 1, 제 2 회전축 (11, 12) 이 회전하여, 제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 가 이루는 각도가 변화하는 경우, 제 1, 제 2 규제 기어 (41, 42) 는 서로 역방향으로 같은 각도 회전하고, 제 1, 제 2 규제 기어 (41, 42) 의 회전 중심을 잇는 선분과 제 1 종동 링크 (25) 가 이루는 각도와, 상기 선분과 제 2 종동 링크 (26) 가 이루는 각도가 동등한 상태가 유지되므로, 제 1, 제 2 회전축 (11, 12) 에는 핸드부 (20) 의 동일 부분이 향해져 있고, 제 1, 제 2 규제 기어 (41, 42) 의 접점은, 제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 가 이루는 각도를 이분하는 직선 상에 있다.
제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 가 이루는 각도가 180 ˚ 일 때, 제 1, 제 2 규제 기어 (41, 42) 의 접점은 구동 회전 축선 (P) 상에 위치하고 있다. 이 상태가, 핸드부 (20) 가 사점 상에 위치하는 상태이다.
그 상태에서 제 1, 제 2 회전축 (11, 12) 이 회전하여, 제 1, 제 2 능동 링 크 (21, 22) 가 닫히는 방향으로 이동하면, 핸드부 (20) 는 제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 가 닫히는 방향이나, 또는 그것과는 반대측의 2 방향으로 이동할 수 있다.
제 1, 제 2 회전축 (11, 12) 의 회전만으로는, 핸드부 (20) 가 어느 방향으로 이동할지는 정해지지 않기 때문에, 제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 가 닫히는 방향과는 역방향으로 이동하는 경우, 아암부 (15) 는 연장되지 않게 된다.
본 발명에서는, 제 1 또는 제 2 능동 링크 (21, 22) 와 제 2 종동 링크 (26) 사이에는 사점 탈출 기구 (50) 가 형성되어 있어, 제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 가 180 ˚ 로부터 닫히는 경우, 사점 탈출 기구 (50) 에 의해, 핸드부 (20) 가 제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 가 닫히는 방향과 같은 방향으로 이동하도록, 제 1 또는 제 2 종동 링크 (25, 26) 가 회전된다.
사점 탈출 기구 (50) 를 설명하면, 그 사점 탈출 기구 (50) 는, 제 1 능동 링크 (21) 에 장착된 구동 원반 (51) 과, 그 구동 원반 (51) 에 인접하여 제 2 능동 링크 (22) 에 장착된 종동 원반 (52) 을 갖고 있다.
구동 원반 (51) 은, 그 중심이 구동 회전 축선 (P) 상에 배치되어 제 1 회전축 (11) 및 제 1 능동 링크 (21) 에 대하여 고정되어 있고, 따라서 제 1 능동 링크 (21) 가 회전하면, 구동 원반 (51) 은 구동 회전 축선 (P) 을 중심으로 하여, 제 1 능동 링크 (21) 와 같은 방향으로 같은 각도 회전되도록 구성되어 있다.
종동 원반 (52) 은, 회전 중심이 제 2 능동 링크 (22) 에 회전 가능하게 장착되어 있고, 회전 중심이 제 2 능동 링크 (22) 에 대하여 정지한 상태에서 회전하 도록 구성되어 있다.
도 5(a), 도 5(b) 에 나타내는 바와 같이, 구동 원반 (51) 과 종동 원반 (52) 의 원주 측면에는, 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재 (55, 56) 가 각각 형성되어 있다.
제 1, 제 2 걸어맞춤 부재 (55, 56) 는, 일방이 돌기이고 타방이 패인 부분으로서 (도 5(a), 도 5(b) 에서는, 제 1 걸어맞춤 부재 (55) 가 돌기, 제 2 걸어맞춤 부재 (56) 가 패인 부분), 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재 (55, 56) 의 상대적인 위치 관계는, 제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 의 각도가 180 ° 를 이룰 때, 즉 핸드부 (20) 가 사점에 위치할 때에 걸어맞춰지도록 (돌기부가 패인 부분에 끼워지도록) 구성되어 있다. 도 5(a) 는 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재 (55, 56) 가 걸어맞춰진 상태를 나타내고 있다.
제 1, 제 2 회전축 (11, 12) 이 상대적으로 회전하여, 제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 사이의 각도가 180 ° 의 상태로부터 닫히는 방향으로 회전할 때, 종동 원반 (52) 의 회전 중심은, 구동 회전 축선 (P) 을 중심으로 하여 원 운동하여, 구동 원반 (51) 과 종동 원반 (52) 이 접하는 위치가 이동한다.
이 때, 제 2 걸어맞춤 부재 (56) 는, 걸어맞춤이 해제될 때까지 구동 원반 (51) 의 제 1 걸어맞춤 부재 (55) 로부터 회전력을 받아, 제 1 능동 링크 (21) 의 제 2 능동 링크 (22) 에 대한 회전과는 같은 각도 반대 방향으로 회전된다. 도 5(b) 는 걸어맞춤이 해제된 상태를 나타내고 있다.
종동 원반 (52) 은, 원주 측면의, 제 2 걸어맞춤 부재 (56) 를 중심으로 하 는 반원주의 범위에는, 제 2 걸어맞춤 부재 (56) 이외의 돌기나 패인 부분은 형성되어 있지 않고, 제 2 걸어맞춤 부재 (56) 의 반대측의 반원주 (중심각 180 ˚) 의 범위에는, 기어의 톱니 (57) 가 형성되어 있다.
제 2 종동 링크 (26) 에는, 제 2 주회전 축선 (Q2) 을 중심으로 하여 회전하는 종동 기어 (53) 가 형성되어 있다.
종동 원반 (52) 과 종동 기어 (53) 사이에는 전달 기구 (65) 가 배치되어 있고, 제 1 걸어맞춤 부재 (55) 가 제 2 걸어맞춤 부재 (56) 를 회전시키면, 전달 기구 (65) 내부의 종동 원반 (52) 의 톱니 (57) 와 맞물리는 부재와 종동 기어 (53) 와 맞물리는 부재를 통해, 제 2 걸어맞춤 부재 (56) 의 회전력이 종동 기어 (53) 를 회전시키도록 구성되어 있다.
여기서는, 전달 기구 (65) 는, 종동 원반 (52) 의 톱니 (57) 와 맞물리는 제 1 전달 기어 (66) 와, 제 1 전달 기어 (66) 와 종동 기어 (53) 의 양방에 맞물리는 제 2 전달 기어 (67) 를 갖고 있어, 종동 원반 (52) 의 톱니 (57) 와 종동 기어 (53) 사이가 연결되고, 구동 원반 (51) 의 회전은 종동 원반 (52) 과, 제 1, 제 2 전달 기어 (66, 67) 에 의해 변환되어, 종동 기어 (53) 가 제 1 능동 링크 (21) 와 동일 방향으로 회전되도록 구성되어 있다.
제 1 전달 기어 (66) 는 종동 원반 (52) 보다 소직경으로, 제 2 종동 링크 (26) 가 최대 ± 90 ˚ 회전하였을 때, 제 1 전달 기어 (66) 는 종동 원반 (52) 의 반원주 이하의 범위와 접촉하도록 되어 있다.
제 1 전달 기어 (66) 대신에, 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 종동 기어 (53) 에 맞물려진 제 2 전달 기어 (67) 를, 종동 원반 (52) 의 외주 근방과 제 2 전달 기어 (67) 의 외주 근방에 회전 운동 가능하게 형성된 로드 (68) 로 변경하고, 로드 (68) 에 의해 결합된 종동 원반 (52) 과 제 2 전달 기어 (67) 를, 같은 방향 같은 각도 회전시키도록 해도 된다. 이 경우, 종동 원반 (52) 의 톱니 (57) 는 불필요해진다.
종동 기어 (53) 의 회전력 방향은, 제 1 능동 링크 (21) 의 제 2 능동 링크 (22) 에 대한 회전 방향과 같은 방향이다. 예를 들어, 제 1 능동 링크 (21) 가 제 2 능동 링크 (22) 에 대하여 시계 방향으로 회전할 때, 종동 기어 (53) 는 시계 방향으로 회전되고, 제 1 능동 링크 (21) 가 제 2 능동 링크 (22) 에 대하여 반시계 방향으로 회전할 때, 종동 기어 (53) 는 반시계 방향으로 회전된다.
그 결과, 핸드부 (20) 는 제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 가 닫히는 방향으로 이동하여 아암부 (15) 가 연장되게 되고, 제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 가 닫혀도 핸드부 (20) 가 사점 상에 정지한 상태가 되는 탈출 미스가 방지된다.
제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 의 길이와, 제 1, 제 2 종동 링크 (25, 26) 의 길이가 상이하므로, 제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 사이의 각도가 180 ˚ 이외일 때, 제 1, 제 2 회전축 (11, 12) 이 상대 회전하고, 제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 가 각각 θ1 회전하였다고 하면, 제 1, 제 2 종동 링크 (25, 26) 및 종동 기어 (53) 는 θ1 과는 상이한 크기의 각도 (θ2) 주회전축 둘레로 회전한다 (θ2 ＞ θ 1). 이 회전력은, 종동 기어 (53) 와 종동 원반 (52) 은 그들의 톱니 (57) 와 전달 기구 (65) 에 의해 연결되어 있으므로, 종동 기어 (53) 의 회전력은 종동 원반 (52) 에 전달된다.
따라서, 종동 원반 (52) 에는, θ ＝ 180 ˚ 일 때에 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재 (55, 56) 에 의해, 제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 의 회전 각도 (θ1) 에 따른 각도 회전하는 회전력이 인가되고, θ ≠ 180 ˚ 일 때에, 종동 기어 (53) 에 의해, 전달 기구 (65) 를 통해 제 1, 제 2 종동 링크 (25, 26) 의 회전 각도 (θ2) 에 따른 각도 회전하는 회전력이 인가된다.
제 1, 제 2 걸어맞춤 부재 (55, 56) 는, 제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 사이의 열림각 (θ) 이, 180 ˚ - θ0
Figure 112009060628027-pct00005
θ
Figure 112009060628027-pct00006
180 ˚ ＋ θ0 의 범위 사이, 걸어맞춰져 있다고 하면, 그 범위의 θ ＝ 180 ˚ 를 제외하는 사이, 종동 원반 (52) 은 제 1 걸어맞춤 부재 (55) 와 전달 기구 (65) 의 양방으로부터, 동일 방향이면서 상이한 각도 회전시키는 힘을 받는다. 이상적으로는 θ0 ＝ 0 ˚ 로 하는 것이 바람직한데, θ0 ＝ 0 ˚ 가 되는 걸어맞춤 부재의 제작이 곤란하다는 점이나, θ ＝ 180 ˚ 의 위치에서 확실하게 동력이 전달되도록 한다는 점에서, 본 발명에서는 θ0 이 16 ˚ 이하가 되도록 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재 (55, 56) 가 형성되어 있고, 본 발명에서는 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재 (55, 56) 사이의 유격이나, 전달 기구 (65) 내부의 유격 등에 의해 각도차를 흡수시켜, 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재 (55, 56) 나 톱니 (57) 가 파괴되지 않도록 되어 있다.
제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 의 각도 (θ) 가, 0 ˚이상 180 ˚ - θ0 미만, 또는 180 ˚＋ θ0 을 초과하여 360 ˚ 이하의 각도 범위에서는, 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재 (55, 56) 의 걸어맞춤은 해제되어, 제 2 걸어맞춤 부재 (56) 는 제 1 걸어맞춤 부재 (55) 로부터 힘을 받지 않게 된다.
이 상태에서는, 종동 원반 (52) 은, 종동 기어 (53) 로부터, 전달 기구 (65) 를 통해 전달되는 회전력에 의해 회전된다. 그 회전은, 제 1 종동 링크 (25) 의 회전 각도와 같은 방향 같은 각도 (제 2 종동 링크 (26) 의 회전 각도와는 반대 방향 같은 각도) 이다.
한편, 구동 원반 (51) 은, 제 1 능동 링크 (21) 의 회전과 같은 방향 같은 각도 회전하고 (제 2 능동 링크 (22) 의 회전과는 반대 방향 같은 각도 회전하고 있다), 그 결과, 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재 (55, 56) 가 걸어맞춰지지 않는 위치에 있는 제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 가, 그 사이의 각도가 180 ˚ 열리는 위치로 돌아왔을 때, 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재 (55, 56) 는 재차 걸어맞춰지도록 되어 있다.
또한, 상기 실시예에서는, 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재 (55, 56) 를 돌기와 패인 부분으로 구성시켰는데, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재 (75, 76) 중, 일방이 기어, 타방이 기어의 일부와 걸어맞춰지는 돌기나 패인 부분이어도 된다.
또, 상기 자세 제어 장치 (40) 는, 제 1, 제 2 보조 회전 축선 (S1, S2) 을 회전 중심으로 하여 서로 맞물려진 같은 반경의 기어였는데, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 제 1, 제 2 보조 회전 축선 (S1, S2) 사이의 축거의 1/2 보다 작은 제 1, 제 2 보조 원반 (풀리 : 71, 72) 이 제 1, 제 2 종동 링크 (25, 26) 에 대하여 고정되어, 「8」 자형으로 교차되어 걸쳐진 벨트 (73 : 제 1, 제 2 보조 원반 (71, 72) 이 스프로킷을 갖는 경우에는 체인) 로 연결된 자세 제어 장치 (70) 여도 된다.
제 1, 제 2 보조 원반 (71, 72) 은 제 1, 제 2 보조 회전 축선 (S1, S2) 을 각각 중심으로 제 1, 제 2 종동 링크 (25, 26) 와 같은 각도 같은 방향으로 회전한다.
또한, 상기 제 1, 제 2 능동 링크 (21, 22) 와, 제 1, 제 2 종동 링크 (25, 26) 는 가늘고 긴 판으로서, 표면이 수평하게 배치되어 좁은 게이트 밸브를 통과할 수 있도록 되어 있었는데 막대 형상의 부재여도 된다.
본 발명의 반송 장치 (1, 2) 가, 반도체 제조 장치 등의 진공 중에서 처리를 실시하는 장치로 사용되기 위해서는, 장치측의 진공 상태를 유지해야 하기 때문에 구동원을 대기측에 배치 형성하므로, 대기측에 배치 형성된 구동원의 회전력을 진공측의 제 1, 제 2 회전축 (11, 12) 에 전달하기 위한 회전 시일로 이루어지는 회전 도입 기구가 필요해진다.
본 발명에서는, 제 1, 제 2 회전축 (11, 12) 과 하우징 사이에 회전 도입 기 구가 배치 형성되어 있다. 접촉식의 회전 시일인 수지제 시일과 O 링 시일을 조합하여 구성해도 되고, 요구되는 장치측의 압력에 따라 진공 시일의 개수를 늘려도 된다. 또, 중간 배기를 실시해도 되고, 자성 유체 시일 등의 다른 회전 도입 기구를 사용해도 된다.
또, 상기 실시예에서는, 제 2 종동 링크 (26) 에 가해지는 회전력을 생성하기 위하여, 구동 회전 축선 (P) 을 중심으로 하는 구동 원반 (51) 을 제 1 능동 링크 (21) 에 고정시켰는데, 아암부를 연장시켜 사점을 탈출할 때에, 적어도 제 2 능동 링크 (22) 를 회전 운동시키는 경우에는, 제 2 종동 링크 (26) 에 가해지는 회전력을 생성하기 위하여, 구동 회전 축선 (P) 을 중심으로 하는 구동 원반 (51) 을 진공조에 대하여 고정시키고, 그 구동 원반 (51) 과, 제 2 능동 링크 (22) 에 회전 가능하게 형성된 상기한 종동 원반 (52) 에, 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재 (55, 56) 를 배치해도 된다.
<제 2 범주의 발명의 최선의 형태>
이하, 본 발명 중, 제 2 범주의 발명의 각 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시형태의 반송 장치는, 도시하지 않지만, 진공 반송실의 주위에 복수의 진공 처리실이 배치된 멀티 챔버 장치에 있어서, 그 진공 반송실 내에 설치되어, 로드/언로드실을 포함하는 복수의 진공 처리실 사이에서 기판을 자동 반송하는 반송 장치에 적용된다.
[제 1 실시형태]
도 9 는 제 2 범주의 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 반송 장치 (110) 의 구성을 나타내고 있다.
본 실시형태의 반송 장치 (110) 는, 서로 상이한 방향으로 회전하는 1 쌍의 회전 운동축 (101, 102) 을 구비하는 베이스 (103) 와, 회전 운동축 (101, 102) 이 각각 일단에 접속된 1 쌍의 제 1 아암 (111, 112) 과, 이들 제 1 아암 (111, 112) 의 각각의 타단에 아암 결합축 (113, 114) 을 통해 일단이 회전 가능하게 결합된 1 쌍의 제 2 아암 (121, 122) 과, 이들 제 2 아암 (121, 122) 의 각각의 타단에 회전 가능하게 결합된 기판 지지체 (104) 를 구비하고 있다.
제 1 아암 (111, 112), 제 2 아암 (121, 122) 은 각각 동일한 아암 길이를 갖고 있고, 이들에 의해 평행 링크 기구가 구성되어 있다. 따라서, 회전 운동축 (101, 102) 을 서로 역방향으로 회전시킴으로써, 제 1 아암 (111, 112) 과 제 2 아암 (121, 122) 이 이루는 각 (ω) 이 변화되고, 기판 지지체 (104) 는 도면 중 상하 방향으로 이동된다. 이로써, 기판 지지체 (104) 상의 기판 (w) 을 임의의 위치로 반송할 수 있게 된다. 또한, 베이스 (103) 는 회전 운동축 (101, 102) 과 함께, 그 축심 (o) 둘레로 회전할 수 있도록 구성되어 있어, 베이스 (103) 를 회전시킴으로써 기판 지지체 (104) 가 베이스 (103) 의 둘레로 선회 이동된다.
본 실시형태에서는, 제 2 아암 (121, 122) 의 각각의 타단과 기판 지지체 (104) 를 결합하는 결합축 (131, 132) 의 주위에 각각 기어 부재 (133, 134) 가 고정되어 있다. 이들 기어 부재 (133, 134) 는, 서로 맞물려 서로 역방향으로 회전 가능하게 함으로써, 제 2 아암 (121, 122) 의 회전 동작시에 기판 지지체 (104) 의 자세를 일정하게 유지하는 자세 유지 기구를 구성하고 있다.
또한, 회전 운동축 (101, 102) 에는, 양방에 구동 모터 등의 구동원 (도시 생략) 을 접속하여 각각 독립적으로 회전시켜도 되며, 어느 일방에 접속하고 타방의 회전축의 회전을 정지시켜도 된다.
또한, 회전 운동축 (101, 102) 은 동일 축심 상에 배치해도 반송 장치를 구성할 수 있는데, 이 경우 도 15 에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 일방의 회전 운동축 (101) 은 내주측에 배치하고, 타방의 회전 운동축 (102) 은 외주측에 배치되게 된다.
이 경우, 이들 회전 운동축 (101, 102) 은 양방 모두 구동원에 접속하여, 회전 운동축 (101, 102) 이 상대적으로 역방향으로 회전함으로써 기판 지지체 (104) 가 전후 방향으로 이동하고, 서로 동일 방향으로 회전할 때 기판 지지체 (104) 가 선회 이동하게 된다.
또, 기판 지지체 (104) 는, 도면의 예에서는 1 장의 기판 (w) 을 탑재할 수 있는 구성으로 하고 있는데, 도 15 에 나타낸 바와 같이 2 장의 기판을 탑재할 수 있는 구성으로 해도 된다. 또, 기판 지지체 (104) 의 형상은 도시한 예에 한정되지 않고, 포크 형상으로 하는 등 적절히 변경할 수 있다. 기판 (w) 으로는, 미처리 혹은 이미 처리된 반도체 웨이퍼 기판, 유리 기판 등이 적용된다.
이러한 프로그 레그형의 반송 장치 (110) 에 있어서는, 베이스 (103) 에 대하여 기판 (w) 을 도시하는 전방 위치 (도면에 있어서 상방 위치) 로부터 후방 위치 (도면에 있어서 하방 위치) 로 반송할 때, 1 쌍의 제 1 아암 (111, 112) 과 1 쌍의 제 2 아암 (121, 122) 이 서로 평행 (ω ＝ 0 ˚) 이 되는 사점 위치를 통과 할 필요가 있다. 그래서, 이 사점 위치를 원활하게 통과하기 위하여, 본 실시형태의 반송 장치 (110) 에는 후술하는 사점 탈출 기구 (115) 가 형성되어 있다.
도 10 및 도 11 은, 사점 탈출 기구 (115) 의 구성을 나타내고 있다. 여기서, 도 10 은 반송 장치 (110) 의 단면도, 도 11 은 사점 탈출 기구 (115) 의 작용을 설명하는 주요부 평면도이다.
본 실시형태에 있어서, 사점 탈출 기구 (115) 는, 1 쌍의 제 1 아암 (111, 112) 과 1 쌍의 제 2 아암 (121, 122) 이 서로 평행이 되는 사점 위치를 통과할 때에만, 제 2 아암 (121) 에 대하여 회전력을 부여하도록 구성되어 있다. 또한, 사점 탈출 기구 (115) 는, 각각 일방측의 제 1 아암 (111) 및 제 2 아암 (121) 에 형성되어 있는데, 타방측의 제 1 아암 (112) 및 제 2 아암 (122) 에 형성되어도 된다.
베이스 (103) 에는, 제 1 아암 (111) 을 회전시키는 회전 운동축 (101) 과 동심적으로 고정 기어 (116) 가 설치되어 있다. 그리고, 이 제 1 아암 (111) 의 하면측의 일단 근방에는, 고정 기어 (116) 의 주위와 맞물리는 제 1 회전 기어 (117) 가 회전 가능하게 축지되어 있다. 제 1 회전 기어 (117) 는, 제 1 아암 (111) 의 회전에 수반하여 고정 기어 (116) 의 둘레를 유성 기어와 같이 주회하면서 회전한다. 제 1 아암 (111) 의 하면측의 타단 근방에는, 제 2 회전 기어 (118) 가 회전 가능하게 축지되어 있다. 제 2 회전 기어 (118) 와 제 1 회전 기어 (117) 사이에는 링크 (레버 : 119) 가 접속되어 있어, 제 1 회전 기어 (117) 의 회전력이 링크 (119) 를 통해 제 2 회전 기어 (118) 에 전달되도록 구성되어 있 다.
이들 고정 기어 (116), 제 1 회전 기어 (117), 제 2 회전 기어 (118) 및 링크 (119) 에 의해 제 2 범주의 본 발명에 관한 「회전 구동부」 가 구성되어 있다. 또한, 링크 (119) 는 제 2 범주의 본 발명의 「회전력 전달 부재」 의 구체예이며, 링크 이외에, 예를 들어 벨트 부재로 구성해도 된다.
한편, 제 1 아암 (111) 의 타단과 제 2 아암 (121) 의 일단을 결합하는 아암 결합축 (113) 의 하단에는, 당해 제 2 아암 (121) 이 소정의 회전 각도 (회전 위상) 일 때에 제 2 회전 기어 (118) 와 걸어맞춰지는 걸어맞춤 기어 (120) 가 고정되어 있다. 아암 결합축 (113) 은 제 2 아암 (121) 에 고정되어 있고, 제 1 아암 (111) 에 대하여 상대적으로 회전한다. 걸어맞춤 기어 (120) 는, 제 2 범주의 본 발명에 관한 「걸어맞춤부」 에 대응하며, 제 2 회전 기어 (118) 와 걸어맞춤 가능한 걸어맞춤 톱니 (120a) 를 외주부에 부분적으로 갖고 있다. 걸어맞춤 톱니 (120a) 는 제 2 아암 (121) 의 연장 방향을 향하여 배치되고, 도 11(b) 에 나타내는 바와 같이 제 2 아암 (121) 이 제 1 아암 (111) 상에 겹쳐져 평행이 되는 사점 위치 및 그 전후의 소정 각도 범위에 있어서만 제 2 회전 기어 (118) 와 걸어맞춰진다.
이상과 같이 구성되는 본 실시형태의 반송 장치 (110) 에 있어서는, 회전 운동축 (101, 102) 을 서로 역방향으로 회전시킴으로써, 1 쌍의 제 1 아암 (111, 112) 및 이것에 결합되는 1 쌍의 제 2 아암 (121, 122) 으로 이루어지는 평행 링크 기구가 신축되고, 기판 지지체 (104) 상의 기판 (w) 이 전후 방향 (도 9 에 있어서 상하 방향) 으로 직진 이송된다. 보다 구체적으로는, 일방의 회전 운동축 (101) 이 반시계 방향으로 회전하고 타방의 회전 운동축 (102) 이 시계 방향으로 회전함으로써 기판 (w) 은 도 9 에 있어서 f 방향으로 전진한다. 또, 일방의 회전 운동축 (101) 이 시계 방향으로 회전하고 타방의 회전 운동축 (102) 이 반시계 방향으로 회전함으로써 기판 (w) 은 도 9 에 있어서 b 방향으로 후퇴한다.
사점 탈출 기구 (115) 에 있어서는, 제 1 아암 (111) 의 회전에 수반하여, 도 11(a) 에 나타낸 바와 같이 고정 기어 (116) 에 맞물리는 제 1 회전 기어 (117) 가 회전하고, 그 회전력이 링크 (119) 를 통해 제 2 회전 기어 (118) 에 전달된다. 기판 지지체 (104) 가 도 9 에 나타낸 바와 같이 베이스 (103) 에 대하여 전방 위치에서 직진 이동되는 경우에는, 걸어맞춤 기어 (120) 의 걸어맞춤 톱니 (120a) 는 제 2 회전 기어 (118) 에 걸어맞춰지지 않기 때문에, 제 2 아암 (121) 은 회전 운동축 (101) 으로부터 아무런 구속력을 받지 않고 제 1 아암 (111) 의 회전각에 대응한 회전각으로 회전한다.
이에 반하여, 기판 지지체 (104) 가 베이스 (103) 에 대하여 도 9 에 나타내는 전방 위치로부터 베이스 (103) 의 후방 위치로 반송되는 경우, 1 쌍의 제 2 아암 (121, 122) 이 각각 제 1 아암 (111, 112) 과 평행이 되는 링크의 사점 위치를 통과하게 된다. 이 경우, 제 1 아암 (111) 의 회전에 수반하여 회전하는 제 2 회전 기어 (118) 에 걸어맞춤 기어 (120) 가 걸어맞춰진다 (도 11(b)). 이로써, 제 2 아암 (121) 은, 걸어맞춤 기어 (120) 를 통해 제 2 회전 기어 (118) 의 회전 방향으로 소정의 축 토크를 받아 도 11(b) 에 나타내는 사점 위치를 원활하게 통과할 수 있게 된다 (도 11(c)).
또한, 기판 지지체 (104) 가 베이스 (103) 의 후방 위치로부터 전방 위치로 이동될 때에도 상기 서술한 바와 동일한 작용이 이루어진다. 이 경우, 제 2 회전 기어 (118) 의 회전 방향은 상기와 역방향이 된다.
따라서, 본 실시형태의 반송 장치 (110) 에 의하면, 1 쌍의 제 1 아암 (111, 112) 과 1 쌍의 제 2 아암 (121, 122) 이 서로 평행이 되는 사점 위치를 통과할 때에만, 제 2 아암 (121) 에 대하여 회전력을 부여하는 사점 탈출 기구 (115) 를 구비하고 있기 때문에, 사점 통과를 원활하게 실시하면서, 사점 비통과시의 제 2 아암 (121) 의 과구속을 방지하여 기판 (w) 의 안정적인 직진성과 반송 정밀도의 향상을 도모할 수 있게 된다.
또한, 본 실시형태의 반송 장치 (110) 에 의하면, 제 2 아암 (121, 122) 이 사점 위치에서 일단 정지하고, 이 사점 위치로부터 제 2 아암 (121, 122) 이 재이동될 때에도, 상기 사점 탈출 기구 (115) 에 의한 회전력 부여 작용을 받음으로써, 제 2 아암 (121, 122) 의 원활한 이동이 가능해진다.
[제 2 실시형태]
도 12 및 도 13 은 제 2 범주의 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 반송 장치 (130) 의 구성을 나타내고 있으며, 도 12 는 반송 장치 (130) 의 평면도, 도 13 은 반송 장치 (130) 의 정면도이다. 또한, 각 도면에 있어서 상기 서술한 제 1 실시형태와 대응하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙인다.
본 실시형태의 반송 장치 (130) 는, 상기 서술한 제 1 실시형태와 동일하게, 서로 상이한 방향으로 회전하는 1 쌍의 회전 운동축 (101, 102) 을 구비하는 베이스 (103) 와, 회전 운동축 (101, 102) 이 각각 일단에 결합된 1 쌍의 제 1 아암 (111, 112) 과, 이들 제 1 아암 (111, 112) 의 각각의 타단에 일단이 회전 가능하게 결합된 1 쌍의 제 2 아암 (121, 122) 과, 이들 제 2 아암 (121, 122) 의 각각의 타단에 회전 가능하게 결합된 기판 지지체 (104) 를 구비하고 있다.
1 쌍의 제 1 아암 (111, 112) 및 1 쌍의 제 2 아암 (121, 122) 은 각각 동일한 아암 길이를 갖고 있으며, 이들에 의해 평행 링크 기구가 구성되어 있다. 따라서, 회전 운동축 (101, 102) 을 서로 역방향으로 회전시킴으로써, 제 1 아암 (111, 112) 과 제 2 아암 (121, 122) 이 이루는 각 (ω) 이 변화되고, 기판 지지체 (104) 는 도면 중 상하 방향으로 이동된다. 또한, 베이스 (103) 를 그 축심의 둘레로 회전시킴으로써, 기판 지지체 (104) 가 베이스 (103) 의 둘레로 선회 이동된다.
본 실시형태에서도, 제 2 아암 (121, 122) 의 각각의 타단과 기판 지지체 (104) 를 결합하는 결합축 (131, 132) 의 주위에 각각 기어 부재 (133, 134) 가 고정되어 있다. 이들 기어 부재 (133, 134) 는, 서로 맞물려 서로 역방향으로 회전 가능하게 함으로써, 제 2 아암 (121, 122) 의 회전 동작시에 기판 지지체 (104) 의 자세를 일정하게 유지하는 자세 유지 기구를 구성하고 있다.
이러한 프로그 레그형의 반송 장치 (130) 에 있어서는, 베이스 (103) 에 대하여 기판 지지체 (104) 를 도시하는 전방 위치 (도면에 있어서 상방 위치) 로부터 후방 위치 (도면에 있어서 하방 위치) 로 반송할 때, 1 쌍의 제 1 아암 (111, 112) 과 1 쌍의 제 2 아암 (121, 122) 이 서로 평행 (ω ＝ 0 ˚) 이 되는 사점 위치를 통과할 필요가 있다. 그래서, 이 사점 위치를 원활하게 통과하기 위하여, 본 실시형태에서는 이하에 설명하는 구성의 사점 탈출 기구 (135) 가 형성되어 있다.
사점 탈출 기구 (135) 는, 1 쌍의 제 1 아암 (111, 112) 과 1 쌍의 제 2 아암 (121, 122) 이 서로 평행이 되는 사점 위치를 통과할 때에만, 제 2 아암 (121, 122) 에 대하여 회전력을 부여하도록 구성되어 있다.
도 13 을 참조하여, 제 1 아암 (112) 을 회전시키는 회전 운동축 (102) 의 상단에는 제 1 베벨 기어 (136) 가 형성되어 있다. 이 제 1 베벨 기어 (136) 는 제 1 아암 (112) 의 상면에 면해 있고, 이 제 1 베벨 기어 (136) 에는 제 2 베벨 기어 (138) 가 걸어맞춰져 있다. 제 2 베벨 기어 (138) 는, 베이스 (103) 의 상면 대략 중심부에 세워져 형성된 지주 (137) 에 회전 가능하게 축지되어 있다. 이들 제 1, 제 2 베벨 기어 (136, 138) 에 의해, 회전 운동축 (102) 의 회전 축선을 이와 직교하는 방향으로 변환하는 구동축 변환부가 구성된다. 그리고, 제 2 베벨 기어 (138) 의 축부에는 회전 기어 (139) 가 일체적으로 고정되어 있고, 상기 구동축 변환부에 의해 변환된 회전 축선의 둘레로 회전된다.
상기 구동축 변환부 및 회전 기어 (139) 는 제 2 범주의 본 발명에 관한 「회전 구동부」 를 구성한다. 그리고, 기판 지지체 (104) 가 사점 위치를 통과할 때에 상기 회전 구동부에 걸어맞춰지는 걸어맞춤부로서, 본 실시형태에서는, 기판 지지체 (104) 의 하방측에 형성된 래크 (평기어 : 141) 가 사용되고 있다. 래크 (141) 는, 결합축 (131, 132) 의 하단을 지지하는 지지 플레이트 (140) 의 하 면에 형성되어 있다. 그 기어 길이는 임의로 설정 가능하고, 예를 들어 제 2 아암 (121, 122) 이 제 1 아암 (111, 112) 과 평행이 되는 사점 위치 (ω ＝ 0 °) 및 그 전후 소정 각도 범위에 있어서만 회전 기어 (139) 와 걸어맞춰지는 길이로 되어 있다.
이상과 같이 구성되는 본 실시형태의 반송 장치 (130) 에 있어서는, 회전 운동축 (101, 102) 을 서로 역방향으로 회전시킴으로써, 1 쌍의 제 1 아암 (111, 112) 및 이것에 결합되는 1 쌍의 제 2 아암 (121, 122) 으로 이루어지는 평행 링크 기구가 신축되고, 기판 지지체 (104) 상의 기판이 전후 방향으로 직진 이송된다.
사점 탈출 기구 (135) 에 있어서는, 제 1 아암 (112) 의 회전에 수반하여 제 1 베벨 기어 (136) 가 회전하고, 이 제 1 베벨 기어 (136) 에 걸어맞춰지는 제 2 베벨 기어 (138) 를 통해 회전 운동축 (102) 의 회전 축선이 도 13 에 있어서 가로 방향으로 90 ˚ 변환된다. 그리고, 이 변환된 회전 축선의 둘레로 회전 기어 (139) 가 회전한다. 기판 지지체 (104) 가 도 12 에 나타낸 바와 같이 베이스 (103) 에 대하여 전방 위치에서 직진 이동되는 경우에는, 걸어맞춤부로서의 래크 (141) 는 회전 기어 (139) 에 걸어맞춰지지 않기 때문에, 제 2 아암 (121, 122) 은 회전 운동축 (102) 으로부터 아무런 구속력을 받지 않고 제 1 아암 (111, 112) 의 회전각에 대응한 회전각으로 회전한다.
이에 반하여, 기판 지지체 (104) 가 베이스 (103) 에 대하여 도 12 에 나타내는 전방 위치로부터, 베이스 (103) 의 후방 위치를 향하여 화살표 b 방향으로 반송되는 경우, 1 쌍의 제 2 아암 (121, 122) 이 각각 제 1 아암 (111, 112) 과 평행 이 되는 링크의 사점 위치를 통과하는 것이 된다. 이 경우, 제 1 아암 (112) 의 회전에 수반하여 회전하는 회전 기어 (139) 에 래크 (141) 가 걸어맞춰진다. 이로써, 제 2 아암 (121, 122) 은 래크 (141) 를 통해 회전 기어 (139) 의 회전 방향으로 소정의 축 토크를 받아, 사점 위치를 원활하게 통과할 수 있게 된다.
또한, 기판 지지체 (104) 가 베이스 (103) 의 후방 위치로부터 전방 위치로 이동될 때에도 상기 서술한 바와 동일한 작용이 이루어진다. 이 경우, 회전 기어 (139) 의 회전 방향은 상기와 역방향이 된다.
따라서, 본 실시형태의 반송 장치 (130) 에 의하면, 1 쌍의 제 1 아암 (111, 112) 과 1 쌍의 제 2 아암 (121, 122) 이 서로 평행이 되는 사점 위치를 통과할 때에만, 제 2 아암 (121, 122) 에 대하여 회전력을 부여하는 사점 탈출 기구 (135) 를 구비하고 있기 때문에, 사점 통과를 원활하게 실시하면서 사점 비통과시의 제 2 아암 (121, 122) 의 과구속을 방지하여 기판의 안정적인 직진성과 반송 정밀도의 향상을 도모할 수 있게 된다.
또한, 본 실시형태의 반송 장치 (130) 에 의하면, 제 2 아암 (121, 122) 이 사점 위치에서 일단 정지하고, 이 사점 위치로부터 제 2 아암 (121, 122) 이 재이동될 때에도, 상기 사점 탈출 기구 (135) 에 의한 회전력 부여 작용을 받음으로써, 제 2 아암 (121, 122) 의 원활한 이동이 가능해진다.
이상, 제 2 범주의 본 발명의 각 실시형태에 대하여 설명하였는데, 물론 제 1, 제 2 범주의 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되지 않고, 제 1, 제 2 범주의 본 발명의 기술적 사상에 기초하여 여러 변형이 가능하다.
예를 들어, 상기 서술한 제 2 범주의 본 발명의 제 1 실시형태에서는, 사점 탈출 기구 (115) 를 구성하는 걸어맞춤 기어 (120) 에 있어서, 베이스 (103) 의 직상 (直上) 위치에 기판 지지체 (104) 가 위치하는 링크의 사점 위치를 통과할 때에만 제 2 회전 기어 (118) 와 걸어맞춰질 수 있는 회전각만 걸어맞춤 톱니 (120a) 를 형성하였는데, 이 걸어맞춤 톱니 (120a) 를 걸어맞춤 기어 (120) 의 외주에 추가로 180 ˚ 떨어진 위치에도 형성함으로써, ω ＝ 180 ° (또는 - 180 °) 가 되는 아암 위치 (사점 위치) 에 있어서의 구동 제어도 안정적이고 고정밀도로 실시할 수 있게 된다.
또한, 상기 서술한 제 2 범주의 본 발명의 각 실시형태에서는, 사점 탈출 기구 (115, 135) 를 기어의 구동력 전도 기구를 사용하여 구성하였는데, 이것 대신에, 예를 들어 아암 결합축 (113) (또는 114) 에 회전 모터를 설치하고, 사점 위치를 통과할 때에만 축 토크를 부여하는 구성으로 해도 된다.
또한, 도 17 에 나타내는 바와 같은 사점 탈출 기구 (180) 여도 된다.
이 사점 탈출 기구 (180) 는 능동 원반 (182) 과, 종동 원반 (181) 과, 전달 기구 (189) 와, 종동 기어 (184) 를 갖고 있다.
능동 원반 (182) 은, 1 쌍의 회전 운동축 (101, 102) 중, 일방의 회전 운동축 (여기서는 좌완측의 회전 운동축 (102)) 에 배치되어 있고, 종동 원반 (181) 은, 타방의 회전 운동축 (여기서는 우완측의 회전 운동축 (101)) 에 배치되어 있다 (도 17 에서는, 회전 운동축 (101, 102) 은, 그 회전 중심 (p1, p2) 만이 나타나 있 다).
능동 원반 (182) 은, 배치된 (좌완측) 회전 운동축 (102) 과 그 회전 운동축 (102) 에 고정된 제 1 아암 (112) 에 대하여 고정되어 있고, 종동 원반 (181) 은, 배치된 (우완측) 회전 운동축 (101) 에 대하여 상대적으로 회전 가능하게 장착되어 있다. 종동 원반 (181) 과 능동 원반 (182) 의 중심은, 각각 회전 운동축 (101, 102) 의 회전 중심 (p1, p2) 상에 위치하고 있다.
종동 기어 (184) 는, 1 쌍의 제 2 아암 (121, 122) 중, 종동 원반 (181) 이 고정된 제 1 아암 (111) 에 연결되어 있는 제 2 아암 (121) 에 고정되어 있고, 그 제 2 아암 (121) 의, 제 1 아암 (111) 에 대한 회전 중심 (q1) 을 중심으로, 제 2 아암 (121) 과 함께 회전하도록 구성되어 있다.
능동 원반 (182) 과 종동 원반 (181) 에는, 도 18(a) 에 나타내는 바와 같이, 서로 걸어맞춤 가능한 제 1, 제 2 걸어맞춤부 (155, 156) 가 형성되어 있다. 여기서는, 제 1, 제 2 걸어맞춤부 (155, 156) 는 일방 (여기서는 제 1 걸어맞춤부 (155)) 이 돌기이며, 타방 (여기서는 제 2 걸어맞춤부 (156)) 이 그 돌기에 걸어맞춰지는 오목부로 구성되어 있다.
제 1, 제 2 걸어맞춤부 (155, 156) 는, 제 1 아암 (111, 112), 및 제 2 아암 (121, 122) 이 180 ˚ 열린 사점 위치에 있을 때에는, 도 18(b) 에 나타내는 바와 같이 걸어맞춰지고, 그 상태에서 회전 운동축 (101, 102) 끼리가 소정의 걸어맞춤 각도 (ω0) 이상 상대 회전하였을 때에 걸어맞춤이 해제되도록 되어 있다. 즉 제 1, 제 2 걸어맞춤부 (155, 156) 는, 1 쌍의 제 1 아암 (111, 112) 의 각도 (φ) 가 180 ˚ - ω0 ＜ φ ＜ 180 ˚ ＋ ω0 의 범위에 있을 때 걸어맞춰지고, 능동 원반 (182) 의 회전력을 종동 원반 (181) 에 전달하여 종동 원반 (181) 을 회전시킨다.
180 ˚ - ω0 ＜ φ ＜ 180 ˚ ＋ ω0 의 범위 이외에서는 걸어맞춤은 해제되어, 능동 원반 (182) 과 종동 원반 (181) 은 서로 무관하게 회전할 수 있다. 도 18(a) 는, 걸어맞춤이 해제된 상태이다.
종동 원반 (181) 과 종동 기어 (184) 사이에는 전달 기구 (189) 가 형성되어 있고, 종동 원반 (181) 과 종동 기어 (184) 는 전달 기구 (189) 에 의해 연결되어, 능동 원반 (182) 이 제 1, 제 2 걸어맞춤부 (155, 156) 의 걸어맞춤에 의해 종동 원반 (181) 을 회전시키면, 그 회전력은 전달 기구 (189) 에 의해 종동 기어 (184) 에 전달되어, 종동 기어 (184) 는 능동 원반 (182) 과 같은 방향으로 회전하도록 구성되어 있다. 이로써, 1 쌍의 제 1 아암 (111, 112) 사이의 각도가 180 ˚ 의 사점 위치에 있는 상태에서, 열림각이 180 ° 보다 작아질 때에 제 2 아암 (121, 122) 은 제 1 아암 (111, 112) 이 닫히는 방향으로 연장되고, 기판 지지체 (104) 는 그 방향으로 이동된다.
한편, 제 1, 제 2 걸어맞춤부 (155, 156) 의 걸어맞춤은, 1 쌍의 제 1 아암 (111, 112) 의 각도가 180 ˚ - ω0 ＜ ω ＜ 180 ° ＋ ω0 이외의 범위에 있을 때에는 해제되므로, 능동 원반 (182) 과 종동 기어 (184) 는 서로 무관하게 상이한 각도 회전할 수 있다.
또한, 전달 기구 (189) 의 내부 구성의 일례를 설명하면, 이 전달 기구 (189) 는 전달 기어 (183) 와 연결 로드 (187) 를 갖고 있다.
전달 기어 (183) 는, 종동 원반 (181) 이 고정된 제 1 아암 (111) 에 장착되어 있다. 전달 기어 (183) 는 종동 기어 (184) 에 맞물려지고, 그 상태에서 제 1 아암 (111) 상에 제 1 아암 (111) 의 회전 중심에 대하여 회전 가능하게 구성되어 있다.
종동 원반 (181) 과 전달 기어 (183) 의 표면 또는 이면의 외주 근방은 연결 로드 (187) 로 결합되어, 종동 원반 (181) 과 전달 기어 (183) 는 같은 방향 같은 각도로 회전하도록 구성되어 있다.
따라서, 종동 원반 (181) 에 능동 원반 (182) 으로부터 회전력이 인가되어 종동 원반 (181) 이 회전되면, 종동 원반 (181) 에 인가된 회전력은, 연결 로드 (187) 와 전달 기어 (183) 를 통해 종동 기어 (184) 에 전달되고, 제 2 아암 (121) 을 능동 원반 (182) 과 같은 방향으로 회전시켜 사점을 탈출시킨다.
또, 도 18(c) 에 나타내는 바와 같이, 종동 원반 (181) 의 원주측면 중, 제 2 걸어맞춤부 (156) 와는 반대측의 위치에 반원주에 걸쳐서 톱니 (157) 를 형성하고, 종동 원반 (181) 과 종동 기어 (184) 를 복수의 전달 기어로 연결해도 된다.
이 경우, 능동 원반 (182) 이 종동 원반 (181) 을 회전시키는 회전력이, 그곳에 형성된 톱니 (157) 에 의해 인접하는 전달 기어를 회전시키고, 다른 전달 기어를 통해 종동 기어 (184) 에 전달되어, 제 2 아암 (121) 을 능동 원반 (182) 과 같은 방향으로 회전시켜 사점을 탈출시킨다.
능동 원반 (182) 과 종동 원반 (181) 중, 일방이 기어이고 타방이 이와 걸어맞춰지는 걸어맞춤부를 갖는 원반이어도 된다.
또한, 제 1, 제 2 범주의 본 발명은 반송 로봇으로도 불리는 반송 장치로서, 진공 반송실 등의 진공 분위기에서 사용되는 기판 반송 장치에 대한 적용에 한정되지 않고, 대기 중에서 사용되는 기판 반송 장치나 기판 이외의 것을 반송하는 반송 장치에도 물론 적용할 수 있다.

Claims (14)

  1. 동일한 구동 회전 축선을 중심으로 회전 가능하게 구성된 제 1, 제 2 회전축과,
    상기 제 1, 제 2 회전축에 근본 부분이 고정되어, 상기 제 1, 제 2 회전축에 의해 각각 회전되는 제 1, 제 2 능동 링크와,
    상기 제 1, 제 2 능동 링크의 선단 부분에 배치된 제 1, 제 2 주회전 축선과,
    근본 부분이, 상기 제 1, 제 2 주회전 축선을 중심으로 상기 제 1, 제 2 능동 링크에 회전 운동 가능하게 장착된 제 1, 제 2 종동 링크와,
    상기 제 1, 제 2 종동 링크의 선단 부분에 배치되어 서로 이간된 제 1, 제 2 보조 회전 축선과,
    상기 제 1, 제 2 종동 링크의 선단 부분에, 상기 제 1, 제 2 보조 회전 축선을 중심으로 하여 회전 운동 가능하게 장착된 핸드부와,
    상기 제 1, 제 2 보조 회전 축선을 이어 축간 거리를 구성하는 선분에 대한 상기 제 1, 제 2 종동 링크의 각도를 서로 동등하게 하는 자세 제어 장치를 가지며,
    상기 핸드부는, 상기 자세 제어 장치에 의해, 동일 부분을 상기 제 1, 제 2 회전축측을 향하면서 이동하도록 구성되고,
    상기 제 1 주회전 축선으로부터, 상기 구동 회전 축선을 통과하여, 상기 제 2 주회전 축선에 도달할 때까지의 거리와,
    상기 제 1 주회전 축선으로부터, 상기 제 1 보조 회전 축선과, 상기 제 2 보조 회전 축선을 이 순서로 통과하여, 상기 제 2 주회전 축선에 도달할 때까지의 거리를 동등하게 하고,
    상기 구동 회전 축선과, 상기 제 1, 제 2 주회전 축선과, 상기 제 1, 제 2 보조 회전 축선은 평행하게 배치되고,
    상기 핸드부가 상기 제 1, 제 2 능동 링크 사이의 각도와 상기 제 1, 제 2 종동 링크 사이의 각도 양방이 180 ˚ 가 되는 사점에 위치하는 상태로부터, 상기 핸드부를 상기 사점의 위치로부터 소정 방향으로 이동시키는 사점 탈출 기구를 갖는 반송 장치로서,
    상기 사점 탈출 기구는, 상기 제 1 회전축에 의해 회전되는 제 1 걸어맞춤 부재와,
    상기 제 2 능동 링크에 회전 가능하게 고정되어, 상기 제 1 걸어맞춤 부재와 상대적으로 회전하는 제 2 걸어맞춤 부재와,
    상기 제 2 능동 링크에 회전 가능하게 고정되어, 상기 제 2 걸어맞춤 부재와 상대적으로 회전하는 전달 기구를 갖고,
    상기 제 2 종동 링크는, 상기 전달 기구에 의해 상기 제 1 능동 링크의 회전 방향과 같은 방향으로 회전되고,
    상기 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재는 상기 사점 위치로부터 - 16 도 이상 ＋ 16 도 이하의 범위 내에서만 걸어맞춰지고,
    상기 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재의 걸어맞춤 해제에 의해, 상기 제 1 걸어맞춤 부재의 회전력의 상기 제 2 종동 링크에 대한 전달이 해제되는, 반송 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재의 일방은 돌기를 갖고, 타방은 패인 부분을 가지며, 상기 핸드부가 상기 사점에 위치할 때에, 상기 돌기와 상기 패인 부분이 끼워맞춰지도록 구성된, 반송 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 자세 제어 장치는, 상기 제 1, 제 2 보조 회전 축선을 중심으로 회전하는 제 1, 제 2 회전 부재를 가지며, 상기 제 1, 제 2 회전 부재는, 서로 같은 각도 역방향으로 회전하도록 구성된, 반송 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 회전 부재는, 상기 제 1, 제 2 종동 링크에 대하여 각각 고정된 기어로서, 상기 기어끼리가 맞물려 있는, 반송 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 회전 부재는, 상기 제 1, 제 2 종동 링크에 대하여 각각 고정된 풀리로서, 상기 제 1, 제 2 회전 부재 사이는 이간되어, 벨트 또는 체인이 「8」 자형으로 걸쳐진, 반송 장치.
  6. 적어도 일방에 구동원이 접속되고, 이간되어 배치된 1 쌍의 회전 운동축과,
    이들 1 쌍의 회전 운동축에 일단이 접속된 1 쌍의 제 1 아암과,
    이들 1 쌍의 제 1 아암의 각각의 타단에 일단이 회전 가능하게 결합된 1 쌍의 제 2 아암과,
    이들 1 쌍의 제 2 아암의 각각의 타단에 회전 가능하게 결합된 기판 지지체를 구비한 반송 장치로서,
    상기 1 쌍의 제 1 아암끼리의 축거 (軸距) 는 동등하게 되어 있고, 상기 1 쌍의 제 2 아암끼리의 축거는 동등하게 되어 있으며,
    상기 제 1 아암의 축거와 상기 제 2 아암의 축거는 상이한 크기로 되어 있고,
    상기 기판 지지체와 상기 1 쌍의 제 2 아암이 결합된 결합 위치 사이의 거리가 일정하게 되어 있고,
    상기 결합 위치 사이를 잇는 선분에 대한 상기 1 쌍의 제 2 아암의 각도가 동등한 상태를 유지하는 자세 제어 장치를 가지며,
    상기 제 1 아암과 상기 제 2 아암이 서로 평행이 되는 사점 위치를 통과할 때에만, 상기 제 2 아암에 대하여 회전력을 부여하는 사점 탈출 기구를 구비하고,
    상기 사점 탈출 기구는, 상기 회전 운동축에 연락 (連絡) 하는 회전 구동부와,
    상기 제 2 아암 또는 상기 기판 지지체에 형성되어 상기 기판 지지체가 상기 사점 위치를 통과할 때에 상기 회전 구동부와 걸어맞춰지는 걸어맞춤부를 가지며,
    상기 회전 구동부는, 상기 회전 운동축과 동심적으로 설치된 고정 기어와,
    상기 제 1 아암의 일단 근방에 축지 (軸支) 되어 상기 고정 기어와 맞물리며, 상기 제 1 아암의 회전에 수반하여 상기 고정 기어 둘레를 회전하는 제 1 회전 기어와,
    상기 제 1 아암의 타단 근방에 축지되는 제 2 회전 기어와,
    상기 제 1 회전 기어의 회전력을 상기 제 2 회전 기어에 전달하는 회전력 전달 부재를 가지며,
    상기 걸어맞춤부는, 상기 제 1 아암과 상기 제 2 아암의 결합축에 고정되고, 상기 제 2 회전 기어와 걸어맞춤 가능한 걸어맞춤 톱니가 외주부에 부분적으로 배치된, 반송 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 회전 구동부는, 상기 회전 운동축의 회전 축선을 이와 직교하는 방향으로 변환하는 구동축 변환부와,
    변환된 회전 축선 둘레로 회전하는 회전 기어를 가지며,
    상기 걸어맞춤부는, 상기 기판 지지체의 하방측에 형성되어 상기 회전 기어와 걸어맞춤 가능한 평기어인, 반송 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재는 기어로서, 2 개 이상의 톱니를 갖는, 반송 장치.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 걸어맞춤 톱니는 사점 위치를 중심으로 하여 - 16 도 이상 ＋ 16 도 이하의 범위 내에서만 걸어맞춰지도록 형성된 것을 특징으로 하는 반송 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 걸어맞춤 부재는, 2 개 이상의 톱니를 갖는 기어로서, 상기 핸드부가 상기 사점에 위치할 때에, 상기 기어가 맞물리도록 된, 반송 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 전달 기구는, 측면에 상기 제 2 걸어맞춤 부재가 형성되며, 상기 제 2 걸어맞춤 부재와 이간된 상기 측면의 일부에 기어의 톱니가 형성되고,
    상기 전달 기구의 톱니는, 상기 전달 기구가 갖는 전달 기어와 맞물려 상기 전달 기어를 회전시키며, 상기 제 2 종동 링크를, 상기 제 1 능동 링크의 회전 방향과 같은 방향으로 회전시키는, 반송 장치.
KR1020097020641A 2007-04-05 2008-03-11 반송 장치 KR101071606B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2007-099476 2007-04-05
JP2007099476A JP5171093B2 (ja) 2007-04-05 2007-04-05 搬送装置
JP2007107845A JP5075459B2 (ja) 2007-04-17 2007-04-17 搬送装置
JPJP-P-2007-107845 2007-04-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090127334A KR20090127334A (ko) 2009-12-10
KR101071606B1 true KR101071606B1 (ko) 2011-10-10

Family

ID=39863704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097020641A KR101071606B1 (ko) 2007-04-05 2008-03-11 반송 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8382421B2 (ko)
KR (1) KR101071606B1 (ko)
DE (1) DE112008000908T5 (ko)
TW (1) TWI463592B (ko)
WO (1) WO2008126556A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2486486A (en) * 2010-12-17 2012-06-20 Uhv Design Ltd Work piece transfer mechanism with a linear stroke
US10072744B2 (en) * 2013-03-13 2018-09-11 Sarcos Lc Rotary actuation mechanism
CN110666909A (zh) * 2019-10-25 2020-01-10 安吉德迈竹木机械有限公司 一种剖竹机的链式定心机构
CN112518713A (zh) * 2020-11-05 2021-03-19 广东省智行机器人科技有限公司 一种多连杆传动平衡式重载机器人
CN113958678B (zh) * 2021-10-19 2022-10-11 芯导精密(北京)设备有限公司 一种用于传送晶圆机械臂的传动结构及其机械臂
CN115284298B (zh) * 2022-08-31 2024-07-02 深圳前海瑞集科技有限公司 机器人的奇异规避方法、装置、终端以及介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000001218A (ja) 1998-06-15 2000-01-07 Hitachi Ltd 搬送装置
JP2005125479A (ja) 2003-04-16 2005-05-19 Daihen Corp 直線移動機構およびこれを用いた搬送ロボット

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3196218B2 (ja) * 1991-01-10 2001-08-06 ソニー株式会社 ウエハ搬送装置とウエハ搬送方法
JP3590969B2 (ja) * 1993-11-22 2004-11-17 ソニー株式会社 多関節アーム型搬送装置
JPH09283588A (ja) 1996-04-08 1997-10-31 Hitachi Ltd 基板搬送装置及び基板の搬送方法
JPH10296666A (ja) * 1997-04-24 1998-11-10 Musashino Eng:Kk 搬送用ロボット
JPH11216691A (ja) 1998-02-03 1999-08-10 Hitachi Ltd フロッグレッグ形ロボット並びに処理装置および処理方法
US6575691B1 (en) * 1998-07-22 2003-06-10 Tokyo Electron Limited Transfer arm
JP2000042952A (ja) * 1998-07-27 2000-02-15 Hitachi Ltd 搬送装置及び搬送方法
JP4463409B2 (ja) 2000-10-24 2010-05-19 株式会社アルバック 搬送装置及び真空処理装置
JP3970231B2 (ja) * 2003-09-16 2007-09-05 ローツェ株式会社 ハンドリング用ロボットの制御方法
JP2005144605A (ja) * 2003-11-17 2005-06-09 Shinko Electric Co Ltd ワーク搬送ロボット

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000001218A (ja) 1998-06-15 2000-01-07 Hitachi Ltd 搬送装置
JP2005125479A (ja) 2003-04-16 2005-05-19 Daihen Corp 直線移動機構およびこれを用いた搬送ロボット

Also Published As

Publication number Publication date
TWI463592B (zh) 2014-12-01
US20100040447A1 (en) 2010-02-18
TW200903692A (en) 2009-01-16
DE112008000908T5 (de) 2010-07-01
KR20090127334A (ko) 2009-12-10
US8382421B2 (en) 2013-02-26
WO2008126556A1 (ja) 2008-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101071606B1 (ko) 반송 장치
US10406679B2 (en) Unequal link SCARA arm
JP3558345B2 (ja) 関節アーム式移送装置
JP2023033330A (ja) 基板処理装置及び基板搬送装置
US8701519B2 (en) Robot with belt-drive system
US20110135437A1 (en) Horizontal multi-joint robot and transportation apparatus including the same
TWI408765B (zh) 搬運裝置及使用其的真空處理裝置
JPH11188670A (ja) ２アーム方式の搬送用ロボット装置
JPH1133950A (ja) ２アーム方式の搬送用ロボット装置
WO2012036189A1 (ja) 搬送装置、基板処理システム及び姿勢制御機構
JPH11188671A (ja) ２アーム方式の搬送用ロボット装置
JPH10329059A (ja) ２アーム方式の搬送用ロボット装置
JPH1133951A (ja) ２アーム方式の搬送用ロボット装置
JP4697791B2 (ja) 基板搬送装置
JP2002066966A (ja) 搬送ロボット
JP2016147315A (ja) 産業用ロボット
JP2000195923A (ja) 搬送用ロボット、搬送装置、真空チャンバ内搬送装置およびプロセス処理装置
JP5171093B2 (ja) 搬送装置
JP4757404B2 (ja) 搬送アーム
JP3719354B2 (ja) 搬送装置
JP5463174B2 (ja) 関節装置及び基板搬送装置
JP5075459B2 (ja) 搬送装置
JP5255683B2 (ja) 搬送装置
JP4467770B2 (ja) 搬送装置及び真空処理装置
JP4550164B2 (ja) 搬送装置及び真空処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140911

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150918

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160824

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180730

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190926

Year of fee payment: 9