KR101338857B1 - Substrate transport apparutus having four substrate support - Google Patents

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Abstract

기판 이송 장치는 리니어 가이드 모듈에 의해 안내되는 상부 핸드와 하부 핸드를 갖는다. 상부 핸드는 리니어 가이드 모듈의 위쪽에 배치되고 2개의 기판 지지부를 구비한다. 하부 핸드는 리니어 가이드 모듈의 좌측에 배치되고 기판 지지부를 구비하는 좌측 부재와 상기 리니어 가이드 모듈의 우측에 배치되고 기판 지지부를 구비하는 우측 부재를 구비한다. 하부 핸드는 2개의 링크 부재를 구비하며 한쪽 단부가 하부 핸드와 회전 가능하게 연결되는 아암부에 의해 작동된다. 상부 핸드 구동모듈은 상부 핸드를 구동시키기 위한 회전 구동력을 전달하고, 하부 핸드 구동모듈은 하부 핸드의 좌측 부재와 우측 부재를 동기 구동시킨다. 구동부는 복수개의 모터를 구비하고, 각 핸드 구동모듈에 회전 구동력을 제공한다. 각 핸드의 구조적 강성이 높아서 이송 작업의 정밀도를 높일 수 있으며 2개의 핸드가 같은 방향으로 연장될 수 있어서 공정 속도를 높일 수 있다.The substrate transfer device has an upper hand and a lower hand guided by a linear guide module. The upper hand is disposed above the linear guide module and has two substrate supports. The lower hand has a left member disposed on the left side of the linear guide module and having a substrate support, and a right member disposed on the right side of the linear guide module and having a substrate support. The lower hand has two link members and is actuated by an arm portion at which one end is rotatably connected with the lower hand. The upper hand drive module transmits a rotational driving force for driving the upper hand, and the lower hand drive module drives the left and right members of the lower hand synchronously. The driving unit includes a plurality of motors and provides rotational driving force to each hand driving module. The high structural rigidity of each hand increases the accuracy of the transfer operation and the two hands can extend in the same direction, thus increasing the process speed.

Description

４개의 기판 지지부 갖는 기판 이송 장치{SUBSTRATE TRANSPORT APPARUTUS HAVING FOUR SUBSTRATE SUPPORT}Substrate transport apparatus having four substrate supports {SUBSTRATE TRANSPORT APPARUTUS HAVING FOUR SUBSTRATE SUPPORT}

본 발명은 4개의 기판 지지부를 갖는 기판 이송 장치에 대한 것으로서, 보다 상세하게는, 진공 챔버 내에 배치되고 공정 챔버와 웨이퍼 등의 기판을 저장하는 공간 사이에서 기판을 이송하는 장치로서, 4개의 기판 지지부를 구비하면서도 이송 정밀도가 높으며 회전 반경이 작아 장치가 차지하는 면적을 줄일 수 있는 기판 이송 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate transfer apparatus having four substrate supports, and more particularly, an apparatus for transferring a substrate between a process chamber and a space for storing a substrate, such as a wafer, in a vacuum chamber. The present invention relates to a substrate transfer apparatus capable of reducing the area occupied by the apparatus while having a high transfer accuracy and a small turning radius.

종래의 다중 아암 기판 이송 장치에서는, 이송 장치의 아암들 또는 링크 부재들(linkages)은 다수의 모터를 이용하여 예를 들어 3자유도를 이상의 운동이 가능하도록 동축 방식으로 구성된다. 최외각 축은 예를 들어 회전 중심축 주위로 다중 아암들을 회전시키기 위한 허브(hub)에 결합되고, 2개의 내부축은 독립적인 벨트 및 풀리 구성을 통하여 다중 아암들 각각에 연결될 수 있다.In a conventional multi-arm substrate transfer apparatus, the arms or linkages of the transfer apparatus are configured in a coaxial manner to allow for more than three degrees of freedom, for example, using multiple motors. The outermost axis is coupled to a hub for rotating the multiple arms, for example around a central axis of rotation, and the two inner axes can be connected to each of the multiple arms via independent belt and pulley configurations.

기존 사용되고 있는 이러한 기판 이송 장치의 아암(arm)에 2개의 핸드를 장착하기 위해서는 아암을 길게 하거나 상부(upper) 아암과 하부(lower) 아암을 상하로 배치하였다. 그러나 이와 같이 구성하였을 경우 아암의 길이가 길어짐에 따라 구조적 강성이 떨어져 이송 작업의 정밀도가 떨어지는 문제가 발생한다. 정밀도를 개선하기 위하여 아암의 강성을 높이는 경우 아암의 무게가 증가하거나 이송 장치의 크기가 커져 설치에 어려움이 따른다. 또한, 아암의 구조적 강성을 높이기 위하여 특수한 구조를 갖도록 하는 경우에는 이송 장치의 동작에 제한이 가해지기 때문에 공정 속도가 저하되는 문제가 발생한다.In order to mount two hands to an arm of such a substrate transfer apparatus that is being used, an upper arm and a lower arm are disposed up or down. However, in this configuration, as the length of the arm becomes longer, the structural rigidity is lowered, which causes a problem in that the precision of the transfer operation is lowered. In order to improve the accuracy, the rigidity of the arm increases the weight of the arm or the size of the conveying device increases, which makes installation difficult. In addition, when a special structure is provided to increase the structural rigidity of the arm, a problem arises in that the process speed is lowered because the operation of the transfer device is limited.

예를 들어, 미국특허 제5,855,681호에는 웨이퍼 처리로봇이 사각형 단면을 갖는 진공의 공간 내에 배치되고 3면에 각각 2개씩의 공정챔버를 구비하는 웨이퍼 처리장치가 개시되어 있다. 작업 로봇은 2개의 아암을 구비하며 한번에 1면에 배치된 2개의 공정챔버에 동시에 웨이퍼를 제공할 수 있다. 로봇의 아암은 링크형 구조를 갖는다. 그러나, 이러한 웨이퍼 처리장치에서는 로봇의 아암이 2개뿐이기 때문에 1면에 배치된 2개의 공정챔버에서 처리될 웨이퍼만을 이송할 수 있다. 즉, 3면에 배치된 공정챔버에 모두 웨이퍼를 공급하기 위해서는 3번의 이송 작업을 수행해야 한다. 따라서, 전체 공정속도가 느려지게 된다. 또한, 로봇의 아암이 링크형 구조로 이루어져 있기 때문에 아암의 강성이 떨어지고 진동에 취약하여 이송 작업의 정밀도가 떨어지게 된다.For example, US Pat. No. 5,855,681 discloses a wafer processing apparatus in which a wafer processing robot is disposed in a vacuum space having a rectangular cross section and has two process chambers on three surfaces. The working robot has two arms and can simultaneously provide wafers to two process chambers arranged on one side at a time. The arm of the robot has a linkage structure. However, in such a wafer processing apparatus, since there are only two arms of the robot, it is possible to transfer only wafers to be processed in two process chambers arranged on one surface. That is, in order to supply the wafers to all the process chambers arranged on three surfaces, three transfer operations must be performed. Therefore, the overall process speed becomes slow. In addition, since the arm of the robot is made of a link-type structure, the rigidity of the arm is inferior and vulnerable to vibration, thereby reducing the precision of the transfer operation.

미국특허 제6,315,512호에는 각각 좌측 및 우측으로 연장되는 2개의 링크형 아암을 구비하며 각 아암은 2개의 핸드를 갖는 웨이퍼 처리로봇이 개시되어 있다. 이러한 처리로봇은 4개의 핸드를 갖기 때문에 동시에 처리할 수 있는 웨이퍼의 수가 전술한 미국특허의 장치에 비해 2개로 증가되고, 작업 속도가 향상될 수 있다. 그러나, 이러한 처리로봇의 경우도 역시 아암이 링크형 구조로 이루어져 있기 때문에 강성이 떨어지고 진동에 취약하여 웨이퍼 이송 작업의 정밀도가 떨어지게 된다.U. S. Patent No. 6,315, 512 discloses a wafer processing robot having two linked arms extending left and right, respectively, each arm having two hands. Since the processing robot has four hands, the number of wafers that can be processed simultaneously can be increased to two compared to the above-described US patent device, and the working speed can be improved. However, in the case of such a processing robot, too, since the arm has a link-type structure, the rigidity is inferior and the vibration is susceptible to the precision of wafer transfer.

미국특허 제6,158,941호에는 서로 반대되는 방향으로 연장되며 링크형 구조를 갖는 2개의 아암을 구비하는 웨이퍼 처리로봇이 개시되어 있다. 이 장치에서는 링크형 아암의 강성이 떨어지는 점을 보완하기 위하여 전술한 미국특허들에서와 다른 구조를 갖도록 형성하였다. 그러나 이러한 구조에서는 2개의 아암이 서로 반대 방향으로 연장되거나 후퇴하여야 하는 제한이 존재하기 때문에 작업 속도가 느려질 수 있다. 또한, 아암이 로봇의 본체 외부로 길게 돌출되기 때문에 큰 회전 반경이 요구되는 문제가 있다.No. 6,158,941 discloses a wafer processing robot having two arms extending in opposite directions and having a linkage structure. In this device, in order to compensate for the inferior rigidity of the link-type arm, it was formed to have a structure different from that of the above-mentioned US patents. However, in such a structure, the working speed may be slow because there is a restriction that the two arms must extend or retract in opposite directions. In addition, there is a problem that a large turning radius is required because the arm protrudes out of the main body of the robot.

한편, 전술한 장치들에서는 한 아암에 배치된 2개의 핸드가 동시에 이송작업을 수행하기 때문에, 나란히 배열된 2개의 공정챔버 중에서 어느 하나가 고장 또는 보수 등을 위하여 작동이 정지된 경우에도 여전히 2개의 핸드가 동시에 작동하게 되어 효율이 떨어지게 된다.
On the other hand, in the above-described devices, since two hands arranged on one arm simultaneously carry out the transfer operation, even if any one of the two process chambers arranged side by side is stopped for failure or repair, the two still remain. The hands will work simultaneously, reducing efficiency.

본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 각각 2개의 기판 지지부를 갖는 2개의 핸드를 구비하되, 각 핸드의 구조적 강성이 높아서 이송 작업의 정밀도를 높일 수 있으며 2개의 핸드가 같은 방향으로 연장될 수 있어서 공정 속도를 높일 수 있는 기판 이송 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was devised to solve the above conventional problems, each having two hands each having two substrate supports, each of which has a high structural rigidity can increase the precision of the transfer operation, the two hands are the same It is an object of the present invention to provide a substrate transfer apparatus which can extend in a direction and can increase a process speed.

또한, 로봇의 회전 반경을 최소화할 수 있도록 함으로써 장비가 차지하는 면적이 작은 기판 이송 장치를 제공함을 목적으로 한다.In addition, it is an object of the present invention to provide a substrate transfer device having a small area occupied by the equipment by minimizing the radius of rotation of the robot.

또한, 각 핸드에 구비된 2개의 기판 지지부 중 적어도 일부를 개별적으로 구동시킴으로써 나란히 배열된 2개의 공정 챔버 중에서 어느 하나의 챔버가 고장 등에 의해 작동하지 않는 경우 해당하는 챔버에 대응되는 기판 지지부는 작동시키지 않고 정상적으로 작동 중인 챔버에 대응하는 기판 지지부만 이용하여 기판을 처리할 수 있는 기판 이송 장치를 제공함을 목적으로 한다.In addition, by individually driving at least some of the two substrate supports provided in each hand, when one of the two process chambers arranged side by side does not operate due to a failure or the like, the substrate support corresponding to the corresponding chamber is not operated. It is an object of the present invention to provide a substrate transfer apparatus capable of processing a substrate using only a substrate support portion corresponding to a chamber that is normally operating.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 이송 장치는, 길이가 긴 직사각 형상을 갖는 리니어 가이드 모듈; 상기 리니어 가이드 모듈의 위쪽에 배치되고 2개의 기판 지지부를 구비하는 상부 핸드; 상기 리니어 가이드 모듈의 좌측에 배치되고 기판 지지부를 구비하는 좌측 부재와 상기 리니어 가이드 모듈의 우측에 배치되고 기판 지지부를 구비하는 우측 부재를 갖는 하부 핸드; 2개의 링크 부재를 구비하며 한쪽 단부가 상기 하부 핸드의 좌측 부재와 회전 가능하게 연결되는 좌측 아암과 2개의 링크 부재를 구비하며 한쪽 단부가 상기 하부 핸드의 우측 부재와 회전 가능하게 연결되는 우측 아암을 갖는 아암부; 상기 상부 핸드를 구동시키기 위한 회전 구동력을 전달하는 상부 핸드 구동모듈 및 상기 하부 핸드를 구동시키기 위한 회전 구동력을 상기 아암부로 전달하며 상기 하부 핸드의 좌측 부재와 우측 부재를 동기 구동시키는 하부 핸드 구동모듈을 갖는 핸드 구동모듈; 및 복수개의 모터를 구비하고, 상기 핸드 구동모듈에 회전 구동력을 제공하는 구동부를 포함한다.A substrate transfer apparatus according to the present invention for achieving the above object, the linear guide module having a long rectangular shape; An upper hand disposed above the linear guide module and having two substrate supports; A lower hand having a left member disposed on the left side of the linear guide module and having a substrate support and a right member disposed on the right side of the linear guide module and having a substrate support; A left arm having two link members, one end of which is rotatably connected to the left member of the lower hand, and a right arm having two link members, one end of which is rotatably connected to the right member of the lower hand. Arm section having; An upper hand drive module for transmitting a rotational driving force for driving the upper hand and a lower hand drive module for transmitting a rotational driving force for driving the lower hand to the arm part and for synchronously driving the left and right members of the lower hand; A hand drive module having; And a driving unit having a plurality of motors and providing a rotational driving force to the hand driving module.

본 발명에 따라, 각 핸드의 구조적 강성이 높아서 이송 작업의 정밀도를 높일 수 있으며 2개의 핸드가 같은 방향으로 연장될 수 있어서 공정 속도를 높일 수 있는 기판 이송 장치가 제공된다.According to the present invention, the structural rigidity of each hand is high, the accuracy of the transfer operation can be increased, and two hands can be extended in the same direction, thereby providing a substrate transfer device capable of increasing the process speed.

또한, 로봇의 회전 반경을 최소화할 수 있도록 함으로써 장비가 차지하는 면적이 작은 기판 이송 장치를 제공된다.In addition, it is possible to minimize the radius of rotation of the robot to provide a substrate transfer device having a small area occupied by the equipment.

나아가, 각 핸드에 구비된 2개의 기판 지지부 중 적어도 일부를 개별적으로 구동시킴으로써 나란히 배열된 2개의 공정 챔버 중에서 어느 하나의 챔버가 고장 등에 의해 작동하지 않는 경우 해당하는 챔버에 대응되는 기판 지지부는 작동시키지 않고 정상적으로 작동 중인 챔버에 대응하는 기판 지지부만 이용하여 기판을 처리할 수 있는 기판 이송 장치가 제공된다.Furthermore, if any one of the two process chambers arranged side by side is not operated by a failure or the like by driving at least some of the two substrate supports provided in each hand separately, the substrate supports corresponding to the corresponding chambers may not be operated. There is provided a substrate transfer apparatus capable of processing a substrate using only a substrate support corresponding to a chamber in normal operation.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 4축 진공로봇의 사시도.
도 2은 도 1에 도시된 4축 진공로봇의 평면도.
도 3는 도 1에 도시된 4축 진공로봇의 단면도.
도 4은 도 1에 도시된 4축 진공로봇의 저면도.
도 5는 도 1에 도시된 4축 진공로봇의 리니어 가이드 모듈의 평면도.
도 6은 도 1에 도시된 4축 진공로봇의 하부 핸드 구동모듈을 나타내는 도면.
도 7 및 8은 도 6에 도시된 하부 핸드 구동모듈의 변형예를 나타내는 도면.
도 9은 본 발명의 다른 실시예에 따른 5축 진공로봇의 사시도.
도 10는 도 9에 도시된 5축 진공로봇의 평면도.
도 11은 도 9에 도시된 5축 진공로봇의 단면도.
도 12는 도 9에 도시된 5축 진공로봇의 저면도.
도 13은 도 9에 도시된 5축 진공로봇의 하부 핸드 구동모듈을 나타내는 도면.
도 14은 진공로봇의 준비자세를 나타내는 도면.
도 15는 진공로봇의 상부 핸드가 전진되는 경우를 나타내는 도면.
도 16은 5축 진공로봇의 좌측 하부 핸드만 전진되는 경우를 나타내는 도면.
도 17은 5축 진공로봇의 우측 하부 핸드만 전진되는 경우를 나타내는 도면.
도 18는 동기 구동되는 4축 진공로봇의 경우 하부 핸드가 전진되는 경우 또는 개별적으로 구동되는 5축 진공로봇의 경우 좌측 및 우측 하부 핸드가 모두 전진되는 경우를 나타내는 도면.
도 19는 진공로봇의 모든 핸드가 전진되는 경우를 나타내는 도면.
도 20은 진공로봇이 상승한 상태를 도시하는 도면.
도 21은 진공로봇이 적용된 웨이퍼 처리장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 22 및 23은 각각 본 발명의 변형예에 따른 아암의 구조를 도시한 도면.1 is a perspective view of a four-axis vacuum robot according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view of the four-axis vacuum robot shown in FIG.
3 is a cross-sectional view of the four-axis vacuum robot shown in FIG.
4 is a bottom view of the four-axis vacuum robot shown in FIG.
5 is a plan view of the linear guide module of the four-axis vacuum robot shown in FIG.
6 is a view showing a lower hand drive module of the four-axis vacuum robot shown in FIG.
7 and 8 are views showing a modification of the lower hand drive module shown in FIG.
9 is a perspective view of a five-axis vacuum robot according to another embodiment of the present invention.
10 is a plan view of the five-axis vacuum robot shown in FIG.
11 is a cross-sectional view of the five-axis vacuum robot shown in FIG.
12 is a bottom view of the 5-axis vacuum robot shown in FIG.
13 is a view showing a lower hand drive module of the 5-axis vacuum robot shown in FIG.
14 is a view showing the preparation position of the vacuum robot.
15 is a view showing a case in which the upper hand of the vacuum robot is advanced.
16 is a view showing a case where only the lower left hand of the 5-axis vacuum robot is advanced.
17 is a view showing a case where only the lower right hand of the 5-axis vacuum robot is advanced.
18 is a view showing a case in which the lower hand is advanced in the case of a synchronously driven four-axis vacuum robot or a case in which both the left and right lower hands are advanced in the case of an individually driven five-axis vacuum robot.
19 is a view showing a case in which all hands of the vacuum robot are advanced.
20 is a view showing a state in which the vacuum robot is raised.
21 is a schematic view showing a wafer processing apparatus to which a vacuum robot is applied.
22 and 23 show the structure of an arm according to a variant of the invention, respectively.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 4개의 핸드를 갖는 4축 진공로봇의 사시도이고, 도 2는 도 1에서 4개의 핸드를 갖는 4축 진공로봇의 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 4개의 핸드를 갖는 4축 진공로봇의 단면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 4개의 핸드를 갖는 4축 진공로봇의 저면도이다.1 is a perspective view of a four-axis vacuum robot having four hands in accordance with an embodiment of the present invention, Figure 2 is a plan view of a four-axis vacuum robot having four hands in Figure 1, Figure 3 is shown in Figure 1 4 is a cross-sectional view of a four-axis vacuum robot having four hands, FIG. 4 is a bottom view of a four-axis vacuum robot having four hands shown in FIG.

도시된 바와 같이, 본 발명의 4개의 핸드를 갖는 4축 진공로봇은 핸드 구동모듈, 핸드 구동모듈을 구성하는 부재들을 감싸는 몸체부(20), 핸드 구동모듈의 상부에 설치되고 몸체부와 일체로 형성되는 리니어 가이드 모듈(linear guide module, 30), 리니어 가이드 모듈(30)의 위쪽에서 리니어 가이드 모듈의 안내에 따라 직선운동하는 상부 핸드(upper hand, 50), 리니어 가이드 모듈(30)의 양측에서 리니어 가이드 모듈의 안내를 따라 직선운동하는 하부 핸드(lower hand, 70) 및 다수의 모터를 구비하는 구동부(90)를 포함한다.
As shown, the four-axis vacuum robot having four hands of the present invention is installed on the hand drive module, the body portion 20 surrounding the members constituting the hand drive module, the hand drive module and integrally with the body portion The linear guide module 30, the upper hand 50, which linearly moves in accordance with the guidance of the linear guide module above the linear guide module 30, and on both sides of the linear guide module 30 A lower hand 70 linearly moves along the guide of the linear guide module and a drive unit 90 having a plurality of motors.

핸드 구동모듈은 상부 핸드를 구동시키기 위한 상부 핸드 구동모듈(12)과 하부 핸드를 구동시키기 위한 하부 핸드 구동모듈(14)을 구비한다. 상부 핸드 구동모듈(12)은 후술하는 바와 같이 리니어 가이드 모듈(30)의 서로 마주보는 측벽 부재(32a, 32b)의 사이에 마련된 공간에 배치된다. 하부 핸드 구동모듈(14)은 동일한 중심축에 대해 회전하는 다수의 중공축 및 중공축의 단부 등에 마련된 다수의 풀리를 포함하며, 하부 핸드가 동작하도록 하거나 핸드들(50, 70) 및 리니어 가이드 모듈(30)이 전술한 중심축에 대하여 함께 회전하도록 한다. 각 핸드 구동모듈에 대해서는 뒤에서 더 상세히 설명한다.
The hand drive module includes an upper hand drive module 12 for driving the upper hand and a lower hand drive module 14 for driving the lower hand. The upper hand drive module 12 is disposed in a space provided between the sidewall members 32a and 32b facing each other of the linear guide module 30 as described below. The lower hand drive module 14 includes a plurality of pulleys provided at the ends of the hollow shaft and the hollow shaft and the like, which rotate about the same central axis, and allow the lower hand to operate or the hands 50 and 70 and the linear guide module ( 30) rotate together about the aforementioned central axis. Each hand drive module is described in more detail later.

몸체부(20)는 하부 핸드 구동모듈을 구성하는 부재들을 감싸도록 형성된다. 하부 핸드 구동모듈(14)은 다수의 풀리 및 벨트를 포함하며 진공챔버 내부에 배치된다. 따라서, 몸체부(20)는 하부 핸드 구동모듈(14)을 구성하는 부재들의 작동에 의하여 발생하는 먼지 등이 진공챔버 내부로 확산되지 않도록 한다. 몸체부는 후술하는 리니어 가이드 모듈과 일체로 형성된다. 몸체부를 포함하여 이하에서 설명하는 모든 부재는 벨트를 제외하고 알루미늄과 같은 경량 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다.
Body portion 20 is formed to surround the members constituting the lower hand drive module. The lower hand drive module 14 includes a plurality of pulleys and belts and is disposed in the vacuum chamber. Therefore, the body portion 20 prevents dust or the like generated by the operation of the members constituting the lower hand drive module 14 from being diffused into the vacuum chamber. The body portion is formed integrally with the linear guide module described later. All members described below including the body portion are preferably made of a lightweight metal such as aluminum except for the belt.

리니어 가이드 모듈(30)은 상부 핸드(50)과 하부 핸드(70)의 구조적 강성을 증가시키고 각 핸드가 직선으로 이송 작업을 수행하도록 안내한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 리니어 가이드 모듈(30)은 서로 마주보고 직선 방향으로 연장되는 2개의 측벽 부재(32a, 32b)를 구비한다. 각 측벽 부재의 내면에는 측벽 부재를 따라 연장되며 상부 핸드(50)를 안내하기 위한 상부 핸드 안내 레일(34)이 제공된다. 도시된 실시예에서는 양측의 측벽 부재의 내면에 상부 핸드 안내 레일이 형성되어 있으나 어느 한 측벽 부재의 내면에만 형성되어도 좋다. 각 측벽 부재의 외면에는 측벽 부재를 따라 연장되며 하부 핸드를 안내하기 위한 하부 핸드 안내 레일(36)이 제공된다. 측벽 부재의 사이에 형성된 공간에는 핸드 구동모듈의 일부로서 상부 핸드를 구동시키기 위한 상부 핸드 구동모듈(12)이 배치된다. 측벽 부재는 무게가 가벼우면서도 구조적 강성이 큰 경량 금속, 예를 들어, 알루미늄으로 이루어질 수 있다.
The linear guide module 30 increases the structural rigidity of the upper hand 50 and the lower hand 70 and guides each hand to carry out the transfer operation in a straight line. As shown in FIG. 5, the linear guide module 30 has two sidewall members 32a and 32b facing each other and extending in a straight direction. An inner surface of each sidewall member is provided with an upper hand guide rail 34 extending along the sidewall member and for guiding the upper hand 50. In the illustrated embodiment, the upper hand guide rail is formed on the inner surface of the side wall members on both sides, but may be formed only on the inner surface of either side wall member. The outer surface of each sidewall member is provided with a lower hand guide rail 36 extending along the sidewall member and for guiding the lower hand. An upper hand drive module 12 for driving the upper hand as a part of the hand drive module is disposed in the space formed between the side wall members. The sidewall member may be made of a lightweight metal, such as aluminum, which is light in weight and has high structural rigidity.

상부 핸드(50)는 리니어 가이드 모듈(30)의 위쪽에 배치되며 리니어 가이드 모듈(30)이 연장된 방향을 따라 직선 왕복운동을 한다. 상부 핸드(50)는 대체로 U자 형상을 갖는 베이스부(52)와, 베이스부(52)의 각 단부로부터 연장되고 웨이퍼와 같은 기판을 지지하는 제1 상부 기판 지지부(54a) 및 제2 상부 기판 지지부(54b)를 구비한다. 베이스부(52)는 구조적 강성을 높이면서 동시에 전체 장치의 무게를 줄이기 위하여 알루미늄과 같은 경량 금속 재료로 이루어지는 것이 좋다. 기판 지지부(54a, 54b)는 웨이퍼에 정전기 등에 의한 손상을 입히지 않으면서 진동의 발생이 작은 재료로서 세라믹 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 베이스부(52)의 하면에는 리니어 가이드 모듈(30)과 연결되는 상부 핸드 안내 블록(58)이 제공된다. 상부 핸드 안내 블록(58)은 리니어 가이드 모듈(30)의 측벽 부재의 내면에 마련된 상부 핸드 안내 레일(34)을 따라 이동한다. 도시된 실시예에서는 리니어 가이드 모듈(30)의 양측 측벽 부재의 내면(32a, 32b)에 각각 안내 레일(34)이 마련되어 있으므로 상부 핸드 안내 블록(58)은 각 레일과 연결되는 2개의 블록으로 이루어진다. 그러나, 상부 핸드 안내 블록(58)은 양측이 각 측벽 부재의 레일과 연결되도록 형성된 1개의 블록으로 이루어질 수도 있다. 또한, 상부 핸드 안내 레일이 어느 한 측벽 부재에만 마련되는 경우 안내 블록은 해당 측벽 부재 측에만 마련될 수도 있다. 상부 핸드(50)는 상부 핸드 안내 블록(58)을 통하여 리니어 가이드 모듈(30)의 양 측벽 부재(32a, 32b) 사이의 공간에 배치된 상부 핸드 구동모듈(12)과 연결된다.The upper hand 50 is disposed above the linear guide module 30 and linearly reciprocates along the extending direction of the linear guide module 30. The upper hand 50 has a base portion 52 having a generally U-shape, a first upper substrate support 54a and a second upper substrate extending from each end of the base portion 52 and supporting a substrate such as a wafer. The support part 54b is provided. The base portion 52 is preferably made of a lightweight metal material, such as aluminum, to increase structural rigidity and at the same time reduce the weight of the overall device. The substrate support portions 54a and 54b are preferably made of a ceramic material as a material with little vibration generated without damaging the wafer by static electricity or the like. The lower surface of the base portion 52 is provided with an upper hand guide block 58 connected to the linear guide module 30. The upper hand guide block 58 moves along the upper hand guide rail 34 provided on the inner surface of the side wall member of the linear guide module 30. In the illustrated embodiment, since the guide rails 34 are provided on the inner surfaces 32a and 32b of the side wall members of the linear guide module 30, the upper hand guide block 58 is composed of two blocks connected to each rail. . However, the upper hand guide block 58 may consist of one block formed so that both sides are connected to the rail of each side wall member. In addition, when the upper hand guide rail is provided only on one side wall member, the guide block may be provided only on the side wall member side. The upper hand 50 is connected to the upper hand drive module 12 disposed in the space between the two side wall members 32a and 32b of the linear guide module 30 through the upper hand guide block 58.

상부 핸드 구동모듈(12)은 리니어 가이드 모듈(30)의 길이 방향에 대해 대체로 중앙 부근에 배치되는 구동 풀리(121) 및 리니어 가이드 모듈의 길이 방향에 대해 양 단부 부근에 배치되는 2개의 아이들 풀리(122)를 구비한다. 2개의 아이들 풀리 사이에는 벨트(123)가 무한 궤도 방식으로 연결된다. 벨트(123)는 구동 풀리(121)에 의하여 구동된다. 벨트(123)의 장력을 조절하기 위하여 추가로 1개 이상의 아이들 풀리(124)가 제공될 수 있다. 도시된 실시예에서는 구동 풀리(121) 근처에 2개의 아이들 풀리(124)가 마련된다. 벨트(123)의 재질로서는 먼지의 발생이 작은 재료를 사용하는 것이 좋다. 벨트(123)는 2개의 부재로 이루어진 상부 핸드 안내 블록(58) 중에서 어느 한 부재와 연결된다. 이러한 기술적 구성에 따라, 구동 풀리(121)가 회전하면 벨트(123)가 무한 궤도 운동을 하게 되고, 벨트(123)와 연결된 상부 핸드 안내 블록(58)은 안내 레일을 따라 이동하게 된다. 구동 풀리(121)의 회전 방향에 따라 안내 블록(58)의 이동 방향은 전환될 수 있다. 상부 핸드 안내 블록(58)은 상부 핸드(50)와 연결되어 있으므로, 구동 풀리(121)의 회전에 따라 상부 핸드(50)는 안내 레일(34)의 방향, 즉, 리니어 가이드 모듈의 길이 방향을 따라 이동한다. The upper hand drive module 12 includes a driving pulley 121 disposed generally near the center with respect to the longitudinal direction of the linear guide module 30 and two idle pulleys disposed near both ends with respect to the longitudinal direction of the linear guide module ( 122). The belt 123 is connected in a caterpillar manner between two idle pulleys. The belt 123 is driven by the drive pulley 121. In addition, one or more idle pulleys 124 may be provided to adjust the tension of the belt 123. In the illustrated embodiment, two idle pulleys 124 are provided near the driving pulley 121. As the material of the belt 123, it is preferable to use a material with little dust generation. The belt 123 is connected to any one of the upper hand guide blocks 58 consisting of two members. According to this technical configuration, when the drive pulley 121 is rotated, the belt 123 is in an endless track motion, and the upper hand guide block 58 connected to the belt 123 is moved along the guide rail. The movement direction of the guide block 58 may be switched according to the rotation direction of the drive pulley 121. Since the upper hand guide block 58 is connected to the upper hand 50, the upper hand 50 moves in the direction of the guide rail 34, that is, in the longitudinal direction of the linear guide module according to the rotation of the driving pulley 121. Move along.

구동 풀리(121)는 리니어 가이드 모듈의 길이 방향과 직교하는 방향으로 연장되는 상부 핸드 구동축(125)(도 3 참조)과 연결되며, 상부 핸드 구동축(125)은 구동부의 모터에 의하여 구동된다. 즉, 상부 핸드 구동축(125)은 구동 풀리(121)가 연결된 단부가 아닌 다른쪽 단부에 풀리가 마련되며, 이 풀리는 구동부의 다수의 모터 중에서 하나의 모터(91)와 벨트를 통하여 연결된다. 이에 따라, 해당 모터가 작동하는 경우 회전 구동력이 벨트를 통하여 상부 핸드 구동축(125)과 연결된 구동 풀리(121)로 전달되고 상부 핸드(50)가 리니어 가이드 모듈(30)을 따라 직선 왕복운동을 하도록 한다.
The driving pulley 121 is connected to the upper hand drive shaft 125 (see FIG. 3) extending in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the linear guide module, and the upper hand drive shaft 125 is driven by the motor of the driving unit. That is, the upper hand drive shaft 125 is provided with a pulley at an end other than the end to which the driving pulley 121 is connected, and the pulley is connected to one motor 91 and a belt among a plurality of motors of the driving unit. Accordingly, when the motor is operated, the rotational driving force is transmitted to the driving pulley 121 connected to the upper hand drive shaft 125 through the belt and the upper hand 50 performs a linear reciprocating motion along the linear guide module 30. do.

하부 핸드(70)는 상부 핸드와 대비하여 중앙부가 개방된 구조로서, 리니어 가이드 모듈(30)의 양측에 각각 배치된다. 하부 핸드(70)는 상부 핸드와 같은 방향으로 연장되는 기판 지지부들을 구비한다. 이하의 설명에서는 리니어 가이드 모듈(30)의 좌측에 배치된 하부 핸드를 좌측 하부 핸드(70a), 우측에 배치된 하부 핸드를 우측 하부 핸드(70b)라고 기재한다. 각 하부 핸드(70a, 70b)는 베이스부(72a, 72b) 및 기판 지지부(74a, 74b)를 구비한다. 하부 핸드의 베이스부(72a, 72b)와 기판 지지부(74a, 74b)는 상부 핸드(50)의 경우와 마찬가지로 각각 경량 금속과 세라믹 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 각 하부 핸드의 베이스부(72a, 72b)에서 기판 지지부(74a, 74b)와 연결되지 않은 다른쪽 단부 근처에는 하부 핸드 안내 블록(78)이 마련된다. 각 하부 핸드 안내 블록(78)은 리니어 가이드 모듈(30)의 측벽 부재의 외면에 마련된 하부 핸드 안내 레일(36)을 따라 이동할 수 있다. 한편, 상부 핸드(50)는 상부 핸드 안내 블록(58)을 통하여 상부 핸드 구동모듈(12)과 연결되었지만, 각 하부 핸드는 링크 구조의 아암(80a, 80b)을 통하여 하부 핸드 구동모듈(14)과 연결된다. 아암(80a, 80b)과 하부 핸드 구동모듈(14)의 연결 구조는 이하에서 자세히 설명한다.The lower hand 70 has a structure in which the center part is opened in comparison with the upper hand, and is disposed on both sides of the linear guide module 30, respectively. The lower hand 70 has substrate supports extending in the same direction as the upper hand. In the following description, the lower hand disposed on the left side of the linear guide module 30 is referred to as the lower left hand 70a, and the lower hand disposed on the right side is referred to as the right lower hand 70b. Each lower hand 70a, 70b has a base portion 72a, 72b and a substrate support portion 74a, 74b. The base portions 72a and 72b and the substrate support portions 74a and 74b of the lower hand are preferably made of a light metal and ceramic material as in the case of the upper hand 50, respectively. In the base portions 72a and 72b of each lower hand, a lower hand guide block 78 is provided near the other end which is not connected to the substrate support portions 74a and 74b. Each lower hand guide block 78 may move along the lower hand guide rail 36 provided on the outer surface of the side wall member of the linear guide module 30. Meanwhile, although the upper hand 50 is connected to the upper hand drive module 12 through the upper hand guide block 58, each lower hand is connected to the lower hand drive module 14 through the arms 80a and 80b of the link structure. Connected with The connection structure of the arms 80a and 80b and the lower hand drive module 14 will be described in detail below.

각 하부 핸드(70a, 70b)를 하부 핸드 구동모듈과 연결하기 위한 아암(80a, 80b)은 2개의 링크 부재로 이루어진다. 제1 링크 부재(82a, 82b)는 제1 단부가 하부 핸드 구동모듈과 연결되고 제2 단부는 제2 링크 부재와 연결된다. 제2 링크 부재(84a, 84b)는 제1 단부가 제1 링크 부재의 제2 단부와 회전가능하게 연결되고 제2 단부는 하부 핸드의 베이스부와 회전가능하게 연결된다.Arms 80a, 80b for connecting each lower hand 70a, 70b with the lower hand drive module consist of two link members. The first link members 82a and 82b have a first end connected with the lower hand drive module and a second end connected with the second link member. The second link members 84a and 84b have a first end rotatably connected with the second end of the first link member and the second end rotatably connected with the base portion of the lower hand.

하부 핸드 구동모듈(14)은 상부 핸드 구동축(125)과 중심축이 일치하는 2개의 중공축을 구비한다. 이하에서는, 상부 핸드 구동축이 내부에 배치되는 중공축을 제1 중공축(141), 제1 중공축이 내부에 배치되는 중공축을 제2 중공축(143)이라 한다. 상부 핸드 구동축(125), 제1 중공축(141) 및 제2 중공축(143)은 서로 독립적으로 회전할 수 있도록 베어링을 매개로 연결된다.The lower hand drive module 14 has two hollow shafts whose central axis coincides with the upper hand drive shaft 125. Hereinafter, the hollow shaft in which the upper hand drive shaft is disposed will be referred to as a first hollow shaft 141, and the hollow shaft in which the first hollow shaft is disposed will be referred to as a second hollow shaft 143. The upper hand drive shaft 125, the first hollow shaft 141 and the second hollow shaft 143 are connected via a bearing so as to rotate independently of each other.

제1 중공축(141)의 챔버측 단부에는 구동 풀리(142)가 마련되며, 구동부측 단부에는 모터와 벨트를 통해 연결되기 위한 풀리가 마련된다. 챔버측 단부에 마련된 구동 풀리(142)는 벨트를 통하여 좌측 아암의 제1 링크 부재(82a)와 연결된다. 이를 위해 좌측 아암의 제1 링크 부재(82a)는 제1 단부로부터 몸체부의 내부로 연장되는 피동축을 구비하며, 피동축의 단부에 피동 풀리(83a)가 배치된다. 제1 중공축(141)의 구동 풀리(142)와 좌측 아암의 피동 풀리(83a)는 벨트(147a)를 통하여 연결된다. 좌측 아암의 피동 풀리(83a)의 위쪽에는 피동 풀리가 전달받은 회전 구동력을 우측 아암으로 전달하기 위한 연동 풀리(87)가 마련된다. 우측 아암의 제1 링크 부재(82b)는 마찬가지로 몸체부의 내부로 연장되는 피동축을 구비하며, 이 피동축의 단부에 피동 풀리(83b)가 마련된다. 우측 아암의 피동 풀리(83b)는 좌측 아암의 연동 풀리(87)와 벨트(88)를 매개로 하여 연결된다. 따라서, 제1 중공축(141)의 회전에 의하여 구동 풀리(142)가 회전하면 이와 벨트로 연결된 좌측 아암의 피동 풀리(83a)가 회전하고 이어서 연동 풀리(87)가 회전하게 된다. 연동 풀리(87)와 우측 아암의 피동 풀리(83b)는 벨트(88)를 통하여 연결되어 있기 때문에 연동 풀리(87)가 회전하는 경우 우측 아암의 피동 풀리(83b)가 회전하게 된다.A driving pulley 142 is provided at the chamber side end of the first hollow shaft 141, and a pulley for connecting the motor and the belt is provided at the driving side end. The drive pulley 142 provided at the chamber side end part is connected with the 1st link member 82a of a left arm through a belt. To this end, the first link member 82a of the left arm has a driven shaft extending from the first end into the body portion, and a driven pulley 83a is disposed at the end of the driven shaft. The driving pulley 142 of the first hollow shaft 141 and the driven pulley 83a of the left arm are connected via the belt 147a. An interlocking pulley 87 is provided above the driven pulley 83a of the left arm to transmit the rotational driving force transmitted by the driven pulley to the right arm. The first link member 82b of the right arm similarly has a driven shaft extending into the body portion, and a driven pulley 83b is provided at an end of the driven shaft. The driven pulley 83b of the right arm is connected via the interlocking pulley 87 of the left arm and the belt 88. Therefore, when the driving pulley 142 rotates by the rotation of the first hollow shaft 141, the driven pulley 83a of the left arm connected to the belt rotates, and then the interlocking pulley 87 rotates. Since the driven pulley 87 and the driven arm pulley 83b of the right arm are connected through the belt 88, the driven pulley 83b of the right arm rotates when the driven pulley 87 rotates.

한편, 좌측 하부 핸드(70a) 및 우측 하부 핸드(70b)가 같은 방향으로 이동하도록 하기 위해서는 좌측 아암의 피동 풀리(83a)의 회전 방향과 우측 아암의 피동 풀리(83b)의 회전 방향이 서로 반대가 되어야 한다. 이를 위해, 좌측 아암의 연동 풀리(87)와 우측 아암의 피동 풀리(83b)를 연결하는 벨트(88)는 도 6에 도시된 바와 같이 엇걸이 방식으로 설치된다. 본 실시예에서는 연동 풀리(87)와 우측 아암의 피동 풀리(83b)가 엇걸이 방식으로 설치된 벨트에 의하여 연결되는 것으로 설명되었으나, 다른 방식의 연결도 가능하다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이 2개의 아이들 풀리를 마련하는 경우 벨트를 엇걸이 방식으로 설치하지 않아도 연동 풀리와 우측 아암의 피동 풀리의 회전 방향을 반대로 만들 수 있다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이 연동 풀리와 우측 아암의 피동 풀리를 기어로 대체하고 이들 기어를 2개의 연속하는 기어로 연결하는 경우에도 동일한 작용을 얻을 수 있다. 동일한 작용을 얻을 수 있는 기술적 구성이라면 어떤 기구학적 구조를 적용하더라도 무방하다.On the other hand, in order for the lower left hand 70a and the lower right hand 70b to move in the same direction, the rotational direction of the driven pulley 83a of the left arm and the driven pulley 83b of the right arm are opposite to each other. Should be. To this end, a belt 88 connecting the driven pulley 87 of the left arm and the driven pulley 83b of the right arm is provided in a staggered manner as shown in FIG. In this embodiment, it has been described that the linkage pulley 87 and the driven pulley 83b of the right arm are connected by a belt provided in a staggered manner, but other methods of connection are also possible. For example, in the case of providing two idle pulleys as shown in FIG. 7, the rotational direction of the driven pulley of the interlocking pulley and the right arm may be reversed even if the belt is not provided in a staggered manner. In addition, as shown in Fig. 8, the same action can be obtained when the driven pulley of the linkage pulley and the right arm are replaced with gears and the gears are connected with two consecutive gears. Any kinematic structure may be applied as long as it is a technical configuration that can achieve the same action.

제2 중공축은 몸체부(20)와 일체로 연결되며, 이에 따라 몸체부와 일체로 형성된 리니어 가이드 모듈과도 일체로 연결된다. 몸체부(20)에는 각 아암의 피동축의 중심축과 동일한 중심축을 갖고 피동축을 관통하여 연장되는 지지축(22a, 22b)이 마련된다. 이에 따라, 각 아암의 피동축은 지지축(22a, 22b)을 중심으로 회전한다. 각 지지축(22a, 22b)의 챔버측 단부에는 풀리(24a, 24b)가 마련된다. 이 풀리는 제2 링크 부재(84a, 84b)의 제1 단부로부터 연장되는 축에 설치된 풀리(85a, 85b)와 벨트(86a, 86b)로 연결된다. 지지축(22a, 22b)을 중심으로 제1 링크 부재(82a, 82b)가 회전하는 경우 지지축(22a, 22b)의 풀리(24a, 24b)와 벨트(86a, 86b)로 연결된 제2 링크 부재(84a, 84b)의 제1 단부도 함께 회전하게 된다. 이에 따라, 제1 링크 부재와 제2 링크 부재가 특이점을 통과하도록 작동되는 경우에도 각 아암이 원활하게 작동될 수 있다. 지지축(22a, 22b)의 단부에 마련된 풀리(24a, 24b)와 제2 링크 부재의 풀리(85a, 85b)가 벨트로 연결되어 작동되므로 이에 의해 발생하는 먼지가 진공챔버 내부로 확산되는 경우 공정의 불량률을 증가시킬 수 있다. 따라서, 각 아암의 제1 링크 부재는 내부가 빈 형태로 형성되고, 지지축의 풀리(24a, 24b), 제2 링크 부재의 풀리(85a, 85b) 및 이들을 연결하는 벨트(86a, 86b)는 제1 링크 부재의 내부에 배치되는 것이 바람직하다. 또는, 연결하는 벨트들로서 금속 재질의 벨트, 예를 들어 스틸 벨트(steel belt)를 적용하는 경우에는 먼지의 발생이 적기 때문에 외부로 노출되도록 구성하여도 좋다.The second hollow shaft is integrally connected with the body portion 20, and thus is also integrally connected with the linear guide module integrally formed with the body portion. The body portion 20 is provided with supporting shafts 22a and 22b having the same central axis as the central axis of the driven shaft of each arm and extending through the driven shaft. Accordingly, the driven shaft of each arm rotates around the support shafts 22a and 22b. Pulleys 24a and 24b are provided at the chamber side ends of the respective support shafts 22a and 22b. The pulley is connected to the pulleys 85a and 85b provided on the shaft extending from the first ends of the second link members 84a and 84b by belts 86a and 86b. When the first link members 82a and 82b rotate about the support shafts 22a and 22b, the second link members connected to the pulleys 24a and 24b of the support shafts 22a and 22b and the belts 86a and 86b. The first ends of 84a and 84b also rotate together. Accordingly, each arm can be operated smoothly even when the first link member and the second link member are operated to pass through the singularity. Since the pulleys 24a and 24b provided at the ends of the support shafts 22a and 22b and the pulleys 85a and 85b of the second link member are operated by a belt, the dust generated by the process is diffused into the vacuum chamber. Can increase the defective rate. Accordingly, the first link member of each arm is formed in an empty shape, and the pulleys 24a and 24b of the support shaft, the pulleys 85a and 85b of the second link member and the belts 86a and 86b connecting them are made of a first type. It is preferable to arrange | position inside 1 link member. Alternatively, when applying a metal belt, for example, a steel belt as the belts to be connected, since the generation of dust is small, it may be configured to be exposed to the outside.

한편, 제2 중공축(143)은 진공로봇 전체를 챔버 내에서 회전시키는 경우 이용된다. 즉, 제2 중공축(143)이 회전하는 경우, 이와 일체로 연결된 몸체부(20) 및 리니어 가이드 모듈(30)도 함께 회전하게 된다. 또한, 리니어 가이드 모듈(30)과 안내 블록를 매개로 하여 연결된 상부 핸드(50)와 하부 핸드(70)도 함께 회전하게 된다. 다만, 제1 중공축(141)과 상부 핸드 구동축(125)은 제2 중공축(143)과 독립적으로 회전가능하도록 설치되어 있기 때문에 이들 축은 제2 중공축(143)이 회전하더라도 함께 회전하지 않는다. 이에 따라, 좌측 아암(80a) 및 우측 아암(80b)의 몸체부(20)에 대한 상대 위치와 상부 핸드(50)의 리니어 가이드 모듈(30)에 대한 상대 위치는 제2 중공축(143)이 회전하기 전후로 달라지게 된다. 따라서, 진공로봇 전체가 챔버 내에서 회전하도록 하기 위해서는 제2 중공축(143)만을 회전시키는 것으로 부족하고 제1 중공축(141) 및 상부 핸드 구동축(125)을 동시에 회전시켜야 한다. 각 축의 회전 속도는 풀리들의 기구학적 관계에 따라 달라질 수 있다. 이러한 기술적 구성에 따라, 상부 핸드와 하부 핸드는 360도 회전이 가능하다. 또한, 상부 핸드 구동축, 제1 중공축 및 제2 중공축이 모두 동일한 회전축을 중심으로 회전하기 때문에 진공로봇은 같은 방향으로 무한히 회전할 수 있다.
On the other hand, the second hollow shaft 143 is used to rotate the entire vacuum robot in the chamber. That is, when the second hollow shaft 143 rotates, the body portion 20 and the linear guide module 30 which are integrally connected thereto are also rotated together. In addition, the upper hand 50 and the lower hand 70 connected through the linear guide module 30 and the guide block also rotate together. However, since the first hollow shaft 141 and the upper hand drive shaft 125 are rotatably installed independently of the second hollow shaft 143, these shafts do not rotate together even when the second hollow shaft 143 rotates. . Accordingly, the position relative to the body portion 20 of the left arm 80a and the right arm 80b and the position relative to the linear guide module 30 of the upper hand 50 are determined by the second hollow shaft 143. It will change before and after the rotation. Therefore, in order for the entire vacuum robot to rotate in the chamber, it is not enough to rotate only the second hollow shaft 143 and the first hollow shaft 141 and the upper hand drive shaft 125 must be rotated at the same time. The rotational speed of each axis can vary depending on the kinematic relationship of the pulleys. According to this technical configuration, the upper hand and the lower hand can be rotated 360 degrees. In addition, since the upper hand drive shaft, the first hollow shaft and the second hollow shaft all rotate about the same rotation axis, the vacuum robot can rotate infinitely in the same direction.

구동부는 상부 핸드 구동축, 제1 중공축 및 제2 중공축을 회전시키기 위한 모터(91, 93, 95)들을 구비한다. 이들 모터는 각 축의 구동부측 단부에 마련된 풀리와 벨트를 통하여 연결된다. 또한 구동부는 진공로봇 전체를 상하 방향으로 이동시키기 위한 모터(97)를 추가로 구비한다. 이 모터는 볼스크류축(150)의 구동부측 단부에 마련된 풀리와 연결되며, 볼스크류축(150)은 진공로봇의 상하 방향 운동을 안내하기 위한 안내 블록(152)에 연결된다. 제1 중공축은 안내 블록(152)에 대해 회전가능하게 연결된다. 안내 블록(152)은 진공챔버의 외벽측으로부터 구동부측으로 연장되는 안내 레일(154)을 따라 이동한다. 진공챔버의 외벽과 안내 블록 사이에는 벨로우즈(156)가 마련되어 진공챔버로 외부의 공기가 유입되지 않도록 한다.
The drive section includes motors 91, 93, 95 for rotating the upper hand drive shaft, the first hollow shaft and the second hollow shaft. These motors are connected via a pulley and a belt provided at the drive unit side end of each shaft. In addition, the drive unit is further provided with a motor 97 for moving the entire vacuum robot in the vertical direction. The motor is connected to a pulley provided at the driving unit side end of the ball screw shaft 150, the ball screw shaft 150 is connected to the guide block 152 for guiding the vertical movement of the vacuum robot. The first hollow shaft is rotatably connected with respect to the guide block 152. The guide block 152 moves along the guide rail 154 extending from the outer wall side of the vacuum chamber to the driving unit side. A bellows 156 is provided between the outer wall of the vacuum chamber and the guide block so that external air does not flow into the vacuum chamber.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 5축 진공로봇의 사시도이고, 도 10은 도 9에 도시된 5축 진공로봇의 평면도이며, 도 11은 도 9에 도시된 5축 진공로봇의 단면도이고, 도 12는 도 9에 도시된 5축 진공로봇의 저면도이다.9 is a perspective view of a five-axis vacuum robot according to another embodiment of the present invention, Figure 10 is a plan view of the five-axis vacuum robot shown in Figure 9, Figure 11 is a cross-sectional view of the five-axis vacuum robot shown in FIG. 12 is a bottom view of the 5-axis vacuum robot shown in FIG. 9.

5축 진공로봇은 전술한 4축 진공로봇과 대비하여 좌측 하부 핸드 및 우측 하부 핸드가 개별적으로 작동하는 점에 차이가 있다. 각 하부 핸드가 개별적으로 작동하기 위하여 하부 아암 및 하부 핸드 구동모듈의 구조가 부분적으로 다른 점을 제외하고는 4축 진공로봇과 동일한 기술적 구성을 갖는다. 따라서, 이하에서는 4축 진공로봇과 상이한 구성을 갖는 부분에 대해서만 설명한다. 이하의 설명에서 4축 진공로봇과 동일한 구성을 갖는 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 적용한다.The 5-axis vacuum robot is different from the above-described 4-axis vacuum robot in that the lower left hand and the lower right hand operate individually. The lower arm and lower hand drive module have the same technical configuration as the four-axis vacuum robot except that the structure of the lower arm and the lower hand drive module is partially different for each lower hand to operate individually. Therefore, hereinafter, only portions having a different configuration from that of the four-axis vacuum robot will be described. In the following description, the same reference numerals apply to components having the same configuration as the four-axis vacuum robot.

하부 핸드 구동모듈은 제1 중공축(141)의 내부에 배치되고 독립적으로 회전가능한 제3 중공축(145)을 구비한다. 제3 중공축(145)의 챔버측 단부에는 구동 풀리(146)가 마련된다. 제3 중공축(145)의 구동 풀리(146)는 우측 아암의 피동 풀리(83b)와 연결된다. 이에 따라 좌측 아암의 연동 풀리는 필요없게 된다. 구동부는 제3 구동축(145)의 회전 구동시키기 위한 모터(93b)를 추가로 구비한다.The lower hand drive module has a third hollow shaft 145 disposed inside the first hollow shaft 141 and independently rotatable. The driving pulley 146 is provided at the chamber side end of the third hollow shaft 145. The drive pulley 146 of the third hollow shaft 145 is connected with the driven pulley 83b of the right arm. This eliminates the need to unlink the left arm. The drive unit further includes a motor 93b for rotationally driving the third drive shaft 145.

진공로봇 전체를 회전시키는 경우, 상부 핸드 구동축, 제1 중공축, 제2 중공축 및 제3 중공축이 함께 회전한다. 다만, 각 축의 회전속도는 연결된 풀리들의 기구학적 관계에 따라 달라질 수 있다.
When rotating the entire vacuum robot, the upper hand drive shaft, the first hollow shaft, the second hollow shaft and the third hollow shaft rotate together. However, the rotation speed of each axis may vary depending on the kinematic relationship of the connected pulleys.

이하에서는 전술한 바와 같은 기술적 구성을 갖는 진공로봇의 동작에 대해 첨부된 도 14 내지 20을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the vacuum robot having the technical configuration as described above will be described with reference to FIGS. 14 to 20.

도 14는 진공로봇의 준비 자세인 경우를 나타내는 도면이다. 준비 자세에서 각 핸드는 리니어 가이드 모듈의 한쪽 단부측에 정렬된다. 도시된 바와 같이, 준비 자세에서 상부 핸드와 하부 핸드는 상하로 일정한 간격을 두고 중첩된 상태로 배치된다. 한편, 진공로봇은 준비 자세를 유지한 상태로 구동축들의 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 회전축은 대체로 리니어 가이드 모듈의 중앙부를 통과하므로, 진공로봇은 리니어 가이드 모듈의 길이의 절반 정도되는 회전 반경만으로 회전이 가능하다.14 is a view showing a case in which the vacuum robot is ready. In the ready position, each hand is aligned with one end side of the linear guide module. As shown in the drawing, the upper hand and the lower hand are arranged in an overlapped state at regular intervals up and down. On the other hand, the vacuum robot can rotate around the rotation axis of the drive shaft while maintaining the ready position. Since the rotating shaft generally passes through the center portion of the linear guide module, the vacuum robot can rotate only about a radius of rotation of about half the length of the linear guide module.

도 15는 상부 핸드가 전진되는 경우를 나타내는 도면이다. 상부 핸드의 이송은 리니어 가이드 모듈에 의해 안내되므로 높은 정밀도로써 기판을 이송할 수 있다. 15 is a diagram illustrating a case in which the upper hand is advanced. Since the transfer of the upper hand is guided by the linear guide module, it is possible to transfer the substrate with high precision.

도 16은 5축 진공로봇에서 좌측 하부 핸드만 전진되는 경우를 나타내는 도면이고, 도 17은 5축 진공로봇에서 우측 하부 핸드만 전진되는 경우를 나타내는 도면이다. 본 발명의 첫번째 실시예에 따른 5축 진공로봇의 경우, 하부 핸드는 개별적으로 작동이 가능하므로, 도시된 바와 같이 좌측 또는 우측 하부 핸드가 독립적으로 이송 작업을 수행할 수 있다. 그러나, 본 발명의 두번째 실시예에 따른 4축 진공로봇의 경우 좌측 하부 핸드와 우측 하부 핸드가 동기 구동되므로, 도 16 또는 17에 도시된 것과 같은 이송 작업은 수행할 수 없다.FIG. 16 is a diagram illustrating a case where only the lower left hand is advanced in the 5-axis vacuum robot, and FIG. 17 is a diagram illustrating a case where only the lower right hand is advanced in the 5-axis vacuum robot. In the case of the 5-axis vacuum robot according to the first embodiment of the present invention, since the lower hand can be operated individually, the left or right lower hand can perform the transfer operation independently as shown. However, in the case of the four-axis vacuum robot according to the second embodiment of the present invention, since the lower left hand and the lower right hand are synchronously driven, the transfer operation as shown in FIG. 16 or 17 cannot be performed.

도 18는 진공로봇의 모든 하부 핸드가 전진되는 경우를 나타내는 도면이다. 도 19은 진공로봇의 모든 핸드가 전진되는 경우를 나타내는 도면이다.18 is a diagram illustrating a case where all lower hands of the vacuum robot are advanced. 19 is a view showing a case in which all hands of the vacuum robot are advanced.

도 20는 진공로봇이 도 14에 도시된 준비 자세에서 위쪽으로 상승한 상태를 도시하는 도면이다.
20 is a view showing a state in which the vacuum robot is raised upward in the ready position shown in FIG.

도 21에는 본 발명에 따른 기판 이송 장치가 적용된 기판 처리 장치가 도시되어 있다. 처리할 웨이퍼 또는 처리된 웨이퍼는 챔버 외부의 저장 공간(LPM)에 적재된다. 이송 로봇(ATM Robot)은 처리할 웨이퍼 또는 처리된 웨이퍼를 저장 공간(LPM)과 진공챔버 내의 진공로봇 사이에서 이송한다. 진공챔버 내의 진공로봇은 모두 4개의 기판 지지부를 구비하므로, 한번에 4개의 웨이퍼를 이송할 수 있다. 도 21에 도시된 바와 같이, 4축 진공로봇의 경우에는 하부 핸드가 동기 구동되므로, 또한 5축 진공로봇의 경우 나란히 배열된 공정 챔버가 모두 정상적으로 작동할 때에는, 좌측 및 우측 하부 핸드가 모두 웨이퍼를 이송한다. 그러나, 5축 진공로봇의 경우 어느 한쪽의 공정 챔버가 작동을 멈춘 경우 해당하는 챔버에 대응하는 하부 핸드는 작동을 중지할 수 있다. 도 21로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 진공로봇은 회전 반경이 작기 때문에, 기판 처리 장치가 차지하는 면적이 작아진다.
21 shows a substrate processing apparatus to which the substrate transfer apparatus according to the present invention is applied. The wafer to be processed or the processed wafer is loaded into a storage space (LPM) outside the chamber. The ATM robot transfers the wafer to be processed or the processed wafer between the storage space LPM and the vacuum robot in the vacuum chamber. Since the vacuum robot in the vacuum chamber has four substrate supports, it is possible to transfer four wafers at a time. As shown in FIG. 21, since the lower hand is synchronously driven in the case of a four-axis vacuum robot, and when the process chambers arranged side by side are all normally operated in the case of a five-axis vacuum robot, both the left and the right lower hands are configured to move the wafer. Transfer. However, in the case of a 5-axis vacuum robot, when one of the process chambers stops operating, the lower hand corresponding to the corresponding chamber may stop operating. As can be seen from Fig. 21, since the vacuum radius according to the present invention has a small rotation radius, the area occupied by the substrate processing apparatus is reduced.

도 22 및 23에는 전술한 실시예들에서 하부 핸드의 아암의 구조가 변경된 변형예가 도시되어 있다. 도 22에 도시된 변형예는 전술한 4축 진공로봇에 대응되고 도 23에 도시된 변형예는 전술한 5축 진공로봇에 대응된다.22 and 23 show a variation of the structure of the arm of the lower hand in the above embodiments. The modification shown in FIG. 22 corresponds to the aforementioned four-axis vacuum robot and the modification shown in FIG. 23 corresponds to the aforementioned five axis vacuum robot.

각 아암(80a`, 80b`)은 피동 풀리를 구비하는 제1 링크 부재 및 제1 링크 부재와 연결되고 2개의 바로 이루어진 제2 링크 부재를 구비한다. 기판 지지부는 도 22에 도시된 바와 같이 연결 부재(75)에 의해서 연결되거나 도 23에 도시된 바와 같이 연결되지 않을 수 있다. 연결 부재(75)에 의하여 연결되는 경우에는 좌측 아암(80a`)만을 구동함으로써 좌측 및 우측 아암이 동기 구동되게 되며, 연결되지 않은 경우에는 좌측 및 우측 아암이 서로에 대해 독립적으로 구동될 수 있다. 따라서, 연결 부재에 의해 연결된 경우에는 좌측 아암(80a`)에만 피동 풀리가 마련되면 되는 반면, 각 아암이 개별적으로 구동되는 경우에는 좌측 아암(80a`)의 제1 링크 부재와 우측 아암(80b`)의 제1 링크 부재에 각각 피동 풀리가 마련된다.Each arm 80a ', 80b' has a first link member having a driven pulley and a second link member which is connected to the first link member and consists of two bars. The substrate support may be connected by the connecting member 75 as shown in FIG. 22 or may not be connected as shown in FIG. When connected by the connecting member 75, the left and right arms are driven synchronously by driving only the left arm 80a ', and when not connected, the left and right arms can be driven independently of each other. Therefore, the driven pulley is only required to be provided to the left arm 80a` when connected by the connecting member, whereas the first link member and the right arm 80b` of the left arm 80a` are to be provided when each arm is driven individually. Each driven pulley is provided at the first link member.

한편, 제2 링크 부재는 2개의 부재로 이루어져 있으며, 각각 기어(77)를 통하여 제1 링크 부재와 연결되고 이들 기어는 서로 맞물린다. 이러한 기술적 구성의 경우, 전술한 실시예들과는 달리 아암이 특이점을 통과하는 운동을 할 때 별도의 벨트가 없이도 원활한 운동이 가능하다.
On the other hand, the second link member is composed of two members, each connected to the first link member via a gear 77 and these gears mesh with each other. In the case of this technical configuration, unlike the above-described embodiments, when the arm moves through the singularity, smooth movement is possible without a separate belt.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.

12 : 상부 핸드 구동모듈 14 : 하부 핸드 구동모듈
20 : 몸체부 30 : 리니어 가이드 모듈
50 : 하부 핸드 70: 상부 핸드
90 : 구동부12: upper hand drive module 14: lower hand drive module
20: body portion 30: linear guide module
50: lower hand 70: upper hand
90 drive unit

Claims (7)

길이가 긴 직사각 형상을 갖는 리니어 가이드 모듈;
상기 리니어 가이드 모듈의 위쪽에 배치되고 2개의 기판 지지부를 구비하는 상부 핸드;
상기 리니어 가이드 모듈의 좌측에 배치되고 기판 지지부를 구비하는 좌측 부재와 상기 리니어 가이드 모듈의 우측에 배치되고 기판 지지부를 구비하는 우측 부재를 갖는 하부 핸드;
2개의 링크 부재를 구비하며 한쪽 단부가 상기 하부 핸드의 좌측 부재와 회전 가능하게 연결되는 좌측 아암과 2개의 링크 부재를 구비하며 한쪽 단부가 상기 하부 핸드의 우측 부재와 회전 가능하게 연결되는 우측 아암을 갖는 아암부;
상기 상부 핸드를 구동시키기 위한 회전 구동력을 전달하는 상부 핸드 구동모듈 및 상기 하부 핸드를 구동시키기 위한 회전 구동력을 상기 아암부로 전달하며 상기 하부 핸드의 좌측 부재와 우측 부재를 동기 구동시키는 하부 핸드 구동모듈을 갖는 핸드 구동모듈; 및
복수개의 모터를 구비하고, 상기 핸드 구동모듈에 회전 구동력을 제공하는 구동부를 포함하고,
상기 리니어 가이드 모듈은 2개의 대향하는 측벽 부재를 구비하며, 적어도 어느 한 측벽 부재의 내면에는 상기 상부 핸드를 안내하기 위한 상부 핸드 안내 레일이 마련되고, 측벽 부재의 외면에는 상기 하부 핸드를 안내하기 위한 하부 핸드 안내 레일이 마련되며, 상기 상부 핸드는 상기 리니어 가이드 모듈의 상부 핸드 안내 레일에 의해 안내되는 안내 블록을 구비하며, 상기 하부 핸드의 좌측 부재 및 우측 부재는 각각 상기 리니어 가이드 모듈의 하부 핸드 안내 레일에 의해 안내되는 안내 블록을 구비하고, 상기 리니어 가이드 모듈은 상기 리니어 가이드 모듈과 일체로 연결되는 제2 중공축이 회전하는 경우 중앙부를 기준으로 회전할 수 있는 기판 이송 장치.
A linear guide module having a long rectangular shape;
An upper hand disposed above the linear guide module and having two substrate supports;
A lower hand having a left member disposed on the left side of the linear guide module and having a substrate support and a right member disposed on the right side of the linear guide module and having a substrate support;
A left arm having two link members, one end of which is rotatably connected to the left member of the lower hand, and a right arm having two link members, one end of which is rotatably connected to the right member of the lower hand. Arm section having;
An upper hand drive module for transmitting a rotational driving force for driving the upper hand and a lower hand drive module for transmitting a rotational driving force for driving the lower hand to the arm part and for synchronously driving the left and right members of the lower hand; A hand drive module having; And
Comprising a plurality of motors, including a drive unit for providing a rotational driving force to the hand drive module,
The linear guide module has two opposing sidewall members, an inner surface of at least one sidewall member is provided with an upper hand guide rail for guiding the upper hand, and an outer surface of the sidewall member for guiding the lower hand. A lower hand guide rail is provided, wherein the upper hand has a guide block guided by the upper hand guide rail of the linear guide module, and the left and right members of the lower hand guide respectively the lower hand guide of the linear guide module. And a guide block guided by a rail, wherein the linear guide module can rotate about a central portion when a second hollow shaft connected integrally with the linear guide module rotates.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 구동부를 제외한 나머지 구성요소들을 리니어 가이드 모듈이 연장되는 방향과 직교하는 방향으로 이송시키기 위한 수직 구동부를 더 포함하는
것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a vertical drive unit for transferring the remaining components other than the drive unit in a direction orthogonal to the direction in which the linear guide module extends.
Substrate transfer apparatus, characterized in that.
청구항 1에 있어서,
상기 리니어 가이드 모듈, 상기 상부 핸드, 상기 하부 핸드의 각 부재 및 상기 아암부가 서로에 대한 상대 위치를 유지한 상태로 360도 회전이 가능한
것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
The method according to claim 1,
Each member of the linear guide module, the upper hand, the lower hand and the arm portion can rotate 360 degrees while maintaining a relative position with respect to each other.
Substrate transfer apparatus, characterized in that.
청구항 1에 있어서,
상기 리니어 가이드 모듈, 상기 상부 핸드, 상기 하부 핸드의 각 부재 및 상기 아암부가 서로에 대한 상대 위치를 유지한 상태로 무한 회전이 가능한
것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.The method according to claim 1,
Each member of the linear guide module, the upper hand, the lower hand and the arm portion can be rotated indefinitely while maintaining a relative position with respect to each other.
Substrate transfer apparatus, characterized in that.
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