KR101509291B1 - 반송 로봇 - Google Patents

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KR101509291B1
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노부유키 후루카와
겐스케 오니
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가부시키가이샤 야스카와덴키
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Abstract

반송 로봇은 아암 베이스 위에 기단부가 회전 가능하게 연결되고, 내부에 소정의 구동계를 배치한 제 1 아암과, 상기 제 1 아암의 선단부 위에 기단부가 회전 가능하게 연결된 제 2 아암과를 구비하고 있다. 또한, 반송 로봇은, 제 2 아암의 선단부 위에 핸드 베이스을 거쳐서 회전 가능하게 연결되고, 소정의 기판을 탑재 가능하게 한 핸드를 구비하고 있다. 그리고, 제 1 아암을 구성하는 아암 하우징체의 내부에 복수의 분기구와 단일의 배기구와가 마련되어 있고, 복수의 분기구로부터 각각 분출된 압축 공기가, 아암 하우징체의 내벽면을 따르는 기류로서 배기구로부터 배출되도록 구성되어 있다.

Description

반송 로봇{TRANSFER ROBOT}
개시된 실시 형태는 반송 로봇에 관한 것이다.
종래, 성막 처리 등을 행하기 위해서, 진공 챔버 내에 있어서, 처리 전의 기판이나 처리 후의 기판을 아암부에 의해 반송하는 반송 로봇이 있다.
상술의 반송 로봇을 이용하여, 예컨대 성막 처리 후의 기판을 반송하는 경우, 기판이 고온으로 되어 있을 경우, 반송 로봇까지 가열될 우려가 있었다.
여기서, 아암부를 동작시키기 위한 구동원이 수납된 수납실 내에, 구동원을 냉각하는 국소 냉각 기구를 구비한 구성이 제안되어있다(예컨대, 특허 문헌 1을 참조).
상술의 구성에 의하면, 국소 냉각 기구와 구동원과의 사이에서 열교환이 행해지고, 구동원을 냉각하는 것이 가능해진다.
(특허 문헌 1) 일본 특허 공개 공보 제 2008-6535 호
그러나, 예컨대, 고온의 기판으로부터의 복사열에 의해 아암이 외부로부터 가열되어 버린 경우, 또는, 기판으로부터 핸드, 아암에 열이 전도된 경우, 아암 내에 수납된 구동계 기구인 모터나 감속기로부터의 열이 도망갈 곳을 잃고, 구동계 기구 그 자체에 악영향을 줄 우려가 있다.
따라서, 특허 문헌 1의 기술과 같이 동력원 등을 국소적으로 직접 냉각하는 것이 아니라, 제 1 아암 전체를 광역으로 냉각하는 것이 바람직하다.
실시 형태의 일 태양은, 기판으로부터의 복사열, 또는 핸드을 거쳐서 전도에 의해 전해진 열에 의한 아암에의 열의 축적을 억제할 수 있는 반송 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시 형태의 일 태양에 관한 반송 로봇은, 아암 베이스 위에 기단부가 회전 가능하게 연결되고, 내부에 소정의 구동계를 배치한 제 1 아암과, 상기 제 1 아암의 선단부 위에 기단부가 회전 가능하게 연결되고, 상기 제 1 아암에 종동하는 제 2 아암을 구비하고 있다. 또한, 반송 로봇은, 상기 제 2 아암의 선단부 위에 핸드 베이스를 거쳐서 회전 가능하게 연결되고, 소정의 기판을 탑재 가능하게 한 핸드를 구비하고 있다. 그리고, 상기 제 1 아암을 구성하는 아암 하우징체의 내부에 복수의 분기구와 단일의 배기구가 마련되어 있고, 상기 복수의 분기구로부터 각각 분출된 압축 공기가, 상기 아암 하우징체의 내벽면을 따르는 기류로서 상기 배기구로부터 배출되도록 구성되어 있다.
실시 형태의 일 태양에 의하면, 기판으로부터의 복사열에 의한 아암에의 열의 축적을 억제할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 반송 로봇의 측단면시에 의한 모식적 설명도이다.
도 2는 동 반송 로봇의 평면시에 의한 설명도이다.
도 3은 동 반송 로봇의 제 1 아암의 내부 구조를 도시하는 평면시에 의한 모식적 설명도이다.
도 4는 동 반송 로봇의 제 1 아암의 내부 구조를 도시하는 종단면시에 의한 모식적 설명도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본원의 개시하는 반송 로봇의 실시 형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
우선, 본 실시 형태에 관한 반송 로봇의 개략 구성에 대해서, 도 1 및 도 2를 이용하여 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 관한 반송 로봇의 측단면시에 의한 모식적 설명도, 도 2는 동 반송 로봇의 평면시에 의한 설명도이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 반송 로봇(1)은, 수평 방향으로 신축하는 2개의 신축 아암을 구비하는 아암 유닛(20)과, 아암 유닛(20)을 지지하는 동체부(10)를 구비한 수평 다관절 로봇이다. 그리고, 이 반송 로봇(1)은 진공 챔버(30)에 설치되어 있다. 진공 챔버(30)는 진공 펌프 등에 의해 감압 상태로 유지되어 있다.
동체부(10)는 아암 유닛(20)의 하부에 마련되는 유닛이며, 로봇 본체를 구성한다. 동체부(10)는 통형상의 하우징체(11)내에 도시하지 않는 승강 장치를 구비하고 있고, 상술의 승강 장치를 이용하여 아암 유닛(20)을 연직 방향을 따라서 승강시킬 수 있다. 또한, 동체부(10)의 하우징체(11)는 진공 챔버(30)의 하부로부터 돌출하고, 진공 챔버(30)를 지지하는 지지부(35)내의 공간에 위치하고 있다.
동체부(10)의 하우징체(11)내에 배치되는 승강 장치는, 예컨대, 모터나 볼 나사, 볼 너트 등을 포함해서 구성되고, 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환함으로써 아암 유닛(20)을 승강시킨다.
또한, 하우징체(11)의 상부에는 플랜지부(12)가 형성되어 있다. 반송 로봇(1)은 플랜지부(12)가 진공 챔버(30)에 고정됨으로써, 진공 챔버(30)에 설치된 상태가 된다. 또한, 플랜지부(12)는 진공 챔버(30)의 바닥부에 형성된 개구부(31)의 가장자리부에 대하여, 씨일 부재를 거쳐서 고정되어 있다.
아암 유닛(20)은 로봇 본체인 동체부(10)와 연결되는 유닛이며, 아암 베이스(21), 제 1 아암(22), 제 2 아암(23), 핸드 베이스(24)를 구비하고 있다. 그리고, 이 핸드 베이스(24)에는 유리 기판이나 반도체 웨이퍼 등의 기판(3)(이하, 「워크(work)」라고 말하는 경우가 있다)을 유지 가능한 포크 형상의 핸드(24a)가 엔드 이펙터로서 장착되어 있다.
또한, 이하에서는 도 2에서의 핸드(24a)의 진퇴 방향을 X축 방향으로 하고, 수평 방향에 있어서 X축 방향과 직교하는 방향을 Y축 방향으로 한다. 또한, X축 방향 및 Y축 방향으로 직교하는 방향, 즉, 연직 방향을 Z축 방향으로 한다.
또한, 반송 로봇(1)의 각 구성 요소의 상대적인 위치 관계를 설명한 후에, 상하, 좌우, 및 전후로 방향을 나타내는 경우가 있지만, 각 방향의 기준은, 반송 로봇(1)을 수평인 설치면(S)에 설치한 경우로 한다. 구체적으로는, 도 1 및 도 2 중, X축의 정 방향 및 부 방향을 각각 반송 로봇(1)의 전방 및 후방, Y축의 정 방향 및 부 방향을 각각 반송 로봇(1)의 우방 및 좌방, Z축의 정 방향 및 부 방향을 반송 로봇(1)의 상방 및 하방으로 한다.
아암 베이스(21)는 도시하지 않는 승강 플랜지부에 대하여 회전 가능하게 지지되어 있는 것으로, 실질적으로는, 이 승강 플랜지가 동체부(10) 내에 마련된 승강 장치와 연동 연결되어 있다. 또한, 아암 베이스(21)는 모터나 감속기 등으로 이루어지는 선회 장치를 구비하고 있고, 상술의 선회 장치를 이용하여 회전, 즉, 자전한다.
구체적으로는, 선회 장치는 출력축이 동체부(10)에 고정된 감속기에 대하여 모터의 회전을 전달 벨트 경유로 입력한다. 이에 따라, 아암 베이스(21)는 감속기의 출력축을 선회축으로서 수평 방향으로 자전한다. 따라서, 진공 챔버(30)의 둘레벽에 마련된 복수의 처리실(32)등에 핸드(24a)를 대향시킬 수 있다.
아암 베이스(21)의 상부에는 제 1 아암(22)의 기단부가 회전 가능하게 연결된다. 즉, 아암 베이스(21) 상의 연결축(P6)과 제 1 아암(22)의 기단부에 마련된 제 1 감속기(51)의 입력축(510)이 일체적으로 연결되고(도 4를 참조), 제 1 아암(22)은 제 1 감속기(51)를 거쳐서 아암 베이스(21)에 회전 가능하게 연결된다.
또한, 제 1 아암(22)의 선단 상부에는 제 2 아암(23)의 기단부가 회전 가능하게 연결되어 있다. 즉, 제 2 아암(23)의 기단 연결축(P5)과 제 1 아암(22)의 선단부에 마련된 제 2 감속기(52)의 입력축(520)이 연결판(522)을 거쳐서 일체적으로 연결되고(도 4 참조), 제 2 아암(23)은 제 2 감속기(52)를 거쳐서 제 1 아암(22)에 회전 가능하게 연결된다.
반송 로봇(1)은, 제 1 아암(22)의 기단부에 마련된 제 1 감속기(51) 및 제 1 아암(22)의 선단부에 마련된 제 2 감속기(52)를 하나의 모터(53)를 이용해서 동기적으로 동작시키는 것으로, 구동계를 내장하지 않고, 링크로서 기능하는 제 2 아암(23)의 선단을 직선적으로 이동시킬 수 있다.
즉, 반송 로봇(1)은 아암 베이스(21) 위에 기단부가 회전 가능하게 연결되고, 내부에 소정의 구동계를 배치한 제 1 아암(22)과, 제 1 아암(22)의 선단부 위에 기단부가 회전 가능하게 연결되고, 제 1 아암(22)에 종동하는 제 2 아암(23)을 구비하고 있다. 즉, 제 1 아암(22)은 모터(53), 제 1 감속기(51) 및 제 2 감속기(52) 등을 구동계로서 내부에 구비하고 있지만, 제 2 아암(23) 자체는 구동계를 구비하고 있지 않다.
그리고, 반송 로봇(1)은 제 1 아암(22)에 대한 제 2 아암(23)의 회전량이 아암 베이스(21)에 대한 제 1 아암(22)의 회전량의 2배가 되도록 하고 있다. 예컨대, 제 1 아암(22)이 아암 베이스(21)에 대하여 α도 회전한 경우, 제 2 아암(23)은 제 1 아암(22)에 대하여 2α도 회전하도록 제 1 아암(22) 및 제 2 아암(23)은 회전하게 된다. 이에 따라, 제 2 아암(23)의 선단부는 직선적으로 이동하게 된다.
또한, 진공 챔버(30)내의 오염 방지 등의 관점으로부터, 제 1, 제 2 감속기(51, 52)나 모터(53)와 같은 구동 장치는, 대기압으로 유지된 제 1 아암(22)의 내부에 수납되어 있다. 이에 따라, 반송 로봇(1)을, 예컨대, 진공 챔버(30) 등의 감압 환경 아래에 둘 경우라도, 구리스 등의 윤활유의 건조를 방지할 수 있는 것 외에, 먼지 발생에 의한 진공 챔버(30)의 내부 오염을 방지할 수 있다.
또한, 제 2 아암(23)의 선단부의 상부에는, 핸드 베이스(24)가 회전 가능하게 연결되어 있다. 이 핸드 베이스(24)는, 제 1 아암(22) 및 제 2 아암(23)의 회전 동작에 따라 이동하는 부재이며, 기판(3)을 유지하기 위한 핸드(24a)를 상부에 구비하고 있다.
또한, 도 1에 있어서는 도시를 생략했지만, 아암 유닛(20)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 링크 기구를 구성하는 보조 아암부(25)를 구비하고 있다. 여기에서, 도 2를 참조하여 아암 유닛(20)에 대해서, 보다 구체적으로 설명한다.
링크 기구를 구성하는 보조 아암부(25)는, 이동 중의 핸드(24a)가 항상 일정한 방향을 향하도록, 제 1 아암(22) 및 제 2 아암(23)의 회전 동작과 연동해서 핸드 베이스(24)의 회전을 규제하고 있다.
즉, 도 2에 도시하는 바와 같이, 보조 아암부(25)는 제 1 링크(25a), 중간 링크(25b), 제 2 링크(25c)를 구비하고 있다.
제1 링크(25a)는 기단부가 아암 베이스(21)에 대하여 지축(P1)을 거쳐서 회전 가능하게 연결되고, 선단부에 있어서 중간 링크(25b)의 선단부 및 제 2 링크(25c)의 기단부와 지축(P2)을 거쳐서 회전 가능하게 연결된다. 또한, 중간 링크(25b)는, 기단부가 제 1 아암(22)과 제 2 아암(23)을 연결하는 기단 연결축(P5)과 동축상에 축지되고, 선단부가 제 1 링크(25a)의 선단부 및 제 2 링크(25c)의 기단부와 지축(P2)을 거쳐서 회전 가능하게 연결된다.
제 2 링크(25c)는 기단부가 중간 링크(25b)의 선단부와 지축(P2)을 거쳐서 회전 가능하게 연결되고, 선단부가 핸드 베이스(24)의 기단부와 지축(P3)을 거쳐서 회전 가능하게 연결된다. 또한, 핸드 베이스(24)는 선단부가 제 2 아암(23)의 선단부와 지축(P4)을 거쳐서 회전 가능하게 연결되고, 기단부가 제 2 링크(25c)의 선단부와 지축(P3)을 거쳐서 회전 가능하게 연결되어 있다.
이렇게 해서, 제 1 링크(25a)는 아암 베이스(21), 제 1 아암(22) 및 중간 링크(25b)와 함께, 제 1 평행 링크 기구(P1-P6-P5-P2)를 형성한다. 즉, 제 1 아암(22)이 연결축(P6)을 중심으로 해서 회전하면, 제 1 링크(25a)는 제 1 아암(22)과 평행한 상태를 유지하면서 회전한다. 또한, 연결축(P6)과 연결축(P1)을 연결하는 연결선은 중간 링크(25b)와 평행한 상태를 유지하면서 회전한다.
또한, 제 2 링크(25c)는 중간 링크(25b), 제 2 아암(23) 및 핸드 베이스(24)와 함께 제 2 평행 링크 기구(P2-P5-P4-P3)를 형성한다. 즉, 제 2 아암(23)이 기단 연결축(P5)을 중심으로 해서 회전하면, 제 2 링크(25c) 및 핸드 베이스(24)가, 각각 제 2 아암(23) 및 중간 링크(25b)와 평행한 상태를 유지하면서 회전한다.
중간 링크(25b)는 제 1 평행 링크 기구에 의해 상술한 연결선과 평행한 상태를 유지하면서 회전한다. 이 때문에, 제 2 평행 링크 기구의 핸드 베이스(24)도 아암 베이스(21)와 평행한 상태를 유지하면서 회전한다. 그 결과, 핸드 베이스(24)의 상부에 장착되는 핸드(24a)는 상술한 연결선과 평행한 상태를 유지하면서 직선적으로 이동하는 것이 된다.
이렇게, 반송 로봇(1)은 제 1 평행 링크 기구 및 제 2 평행 링크 기구의 2개의 평행 링크 기구를 이용하여 핸드(24a)의 방향을 일정하게 유지할 수 있다. 따라서, 예컨대, 제 2 아암(23)의 내부에 풀리나 전달 벨트 등을 마련하고, 이들에 의해 핸드(24a)에 상당하는 엔드 이펙터의 방향을 일정 방향으로 유지하는 경우와 비교하여, 풀리나 전달 벨트에 기인하는 먼지 발생을 억제할 수 있다. 또한, 보조 아암부(25)에 의해 아암 전체의 강성(剛性)을 높일 수 있기 때문에, 핸드(24a)의 동작시의 진동을 저감할 수 있다.
도 3은 반송 로봇(1)의 제 1 아암(22)의 내부 구조를 도시하는 평면시에 의한 모식적 설명도, 도 4는 동 제 1 아암(22)의 종단면시에 의한 모식적 설명도이다. 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 제 1 아암(22)은 해당 제 1 아암(22)을 형성하는 아암 하우징체(22a)의 내부가, 대기압으로 유지된 상자형의 수납부(221)를 형성하고 있다. 상술의 수납부(221) 내에 제 1 감속기(51), 제 2 감속기(52), 모터(53), 제 1, 제 2 중계 풀리(54a, 54b), 제 1 전달 벨트(55) 및 제 2 전달 벨트(56) 등을 구동계로서 구비하고 있다. 또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 제 1 중계 풀리(54a)는 풀리 지지체(541)의 상하에 각각 배치되어 있다.
제 1 감속기(51)는 제 1 아암(22)의 기단부에 배치되고, 아암 베이스(21)와 제 1 아암(22)을 연결축(P6)을 거쳐서 회전 가능하게 연결한다. 또한, 제 2 감속기(52)는 제 1 아암(22)의 선단부에 배치되고, 제 1 아암(22)과 제 2 아암(23)을 기단 연결축(P5)을 거쳐서 회전 가능하게 연결한다.
모터(53)는 구동력을 발생시키는 구동부이며, 제 1 아암(22)의 대략 중앙에 배치된다. 중계 풀리(54a, 54b)는 모두 모터(53)의 출력축(530)과 평행으로 배치된 축체에 회전 가능하게 장착되어 있고, 모터(53)를 사이에 두도록 병설되어 있다.
제 1 전달 벨트(55)는 제 1 감속기(51)의 입력축(510)에 대하여 모터(53)의 구동력을 전달한다. 또한, 제 2 전달 벨트(56)는 제 2 감속기(52)의 입력축(520)에 대하여 모터(53)의 구동력을 전달한다.
도시하는 바와 같이, 제 1 전달 벨트(55)는 제 1 감속기(51)의 입력축(510)에 고정된 제 1 풀리(511) 및 제 1 중계 풀리(54a)에 대하여 걸쳐진다. 또한, 제 2 전달 벨트(56)는, 제 2 감속기(52)의 입력축(520)에 고정된 제 2 풀리(521), 모터(53)의 출력축(530)에 고정된 구동 풀리(53a), 하측의 제 1 중계 풀리(54a) 및 풀리 지지체(542)의 하측에 배치된 제 2 중계 풀리(54b)에 대하여 걸쳐져 있다. 이에 따라, 제 1 전달 벨트(55)는, 제 2 전달 벨트(56)로부터 제 1 중계 풀리(54a)를 거쳐서 전달되는 모터(53)의 구동력을 제 1 감속기(51)의 입력축(510)에 전달하는 것이 된다.
이렇게, 반송 로봇(1)은 하나의 모터(53)의 구동력을 각각 제 1 전달 벨트(55) 및 제 2 전달 벨트(56)를 이용해서 제 1 감속기(51) 및 제 2 감속기(52)에 전달하는 것에 의해, 제 1 아암(22) 및 제 2 아암(23)을 동기적으로 동작시킬 수 있다.
또한, 반송 로봇(1)은, 구동 장치를 구성하는 상술의 각 부재를 대기압으로 유지된 제 1 아암(22) 내의 수납부(221)에 수납하고 있다. 따라서, 구동 장치에 있어서의 구리스 등의 윤활유의 건조를 방지할 수 있는 것 외에, 먼지 발생에 의한 진공 챔버(30)내의 오염을 방지할 수 있다.
상술한 것 같이, 본 실시 형태에 관한 반송 로봇(1)은, 예컨대, 제 1 아암(22) 및 제 2 아암(23)을 이용해서 핸드(24a)를 직선적으로 이동시키는 것으로, 진공 챔버(30)와 접속되는 다른 진공 챔버로부터 기판(3)을 취출한다.
계속하여, 반송 로봇(1)은 핸드(24a)를 돌아가게 한 후에, 아암 베이스(21)를 선회축을 중심으로 회전시키는 것으로, 워크의 반송처가 되는 다른 진공 챔버에 대하여 아암 유닛(20)을 대향시킨다. 그리고, 반송 로봇(1)은, 제 1 아암(22) 및 제 2 아암(23)을 이용해서 핸드(24a)를 직선적으로 이동시키는 것으로, 워크의 반송처가 되는 다른 진공 챔버에 워크를 반입한다. 이렇게 하여, 반송 로봇(1)은, 진공 챔버(30)내에 있어서 기판(3)의 반송 작업을 행할 수 있다.
상술한 반송 로봇(1)에 있어서, 본 실시 형태에서는, 제 1 아암(22)과 제 2 아암(23) 사이에, 핸드(24a) 위에 탑재되는 기판(3)으로부터의 열을 상방에 반사시키는 반사판(4)을 마련하고 있다.
이하, 반사판(4)에 대해서 구체적으로 설명한다. 본 실시 형태에 관한 반송 로봇(1)은 상술한 바와 같이, 진공 챔버(30)내에 설치되어 있다. 예컨대, 성막 처리 후의 기판(3)을 반송하는 경우, 성막 처리 후의 기판(3)은 고온으로 되어 있다. 그 때문에, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 반송 방향(F)에 대하여 핸드(24a)가 가장 후방(도 2에 있어서의 좌측 방향)에 돌아간 위치에서는, 기판(3)의 바로 아래에 제 1 아암(22) 및 동체부(10)가 위치하게 된다.
또한, 핸드(24a)가 가장 후방에 돌아간 위치를 취하는 반송 로봇(1)의 자세는 최소 선회 자세이며, 선회축이 되는 아암 베이스(21)상의 연결축(P6)을 중심으로 하는 회전 반경이 최소가 된다.
이렇게, 반송 로봇(1)이 최소 선회 자세를 취하는 경우, 기판(3)의 바로 아래에 위치하는 제 1 아암(22)이나 동체부(10)는 기판(3)으로부터의 복사열에 의해 가열될 우려가 있다. 또한, 기판(3)은 약 100도 ~ 130도 정도까지 고온이 되는 것이 상정된다.
특히, 제 1 아암(22)의 아암 하우징체(22a) 내에는, 상술한 바와 같이, 제 1 감속기(51), 제 2 감속기(52), 모터(53), 제 1, 제 2 중계 풀리(54a, 54b), 제 1 전달 벨트(55) 및 제 2 전달 벨트(56) 등의 구동 장치를 수납하고 있다. 이들의 각 구성 요소는, 가열함으로써 악영향을 받을 우려가 있다.
여기서, 본 실시 형태에서는, 제 1 아암(22)의 상방이며, 또한 제 2 아암(23)보다는 하방의 위치에 반사판(4)을 배치하고, 기판(3)으로부터의 복사열을 상방에 반사시키고, 제 1 아암(22)이나 동체부(10)가 복사열에 의해 가열되는 것을 가급적 억제하고 있다.
반사판(4)은, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 제 1 아암(22)의 선회 영역(A)의 외측에 위치하도록 아암 베이스(21)위에 세워 설치한 복수(본 실시 형태에서는 2개)의 핀체(26, 26)에 의해 지지되어 있다.
따라서, 반사판(4)은 마찬가지로 아암 베이스(21)에 대해 고정된 제 1 아암(22)과 함께 선회하는 것이 되고, 제 1 아암(22)의 선회 영역과의 상대적인 위치 관계는 일정하게 된다.
여기에서, 제 1 아암(22)의 선회 영역(A)에 대해서 설명한다. 반송 로봇(1)이, 핸드(24a)를 도 2에 있어서의 자세로부터 전방(X 방향)에 직진시킬 때에, 제 1 아암(22)은 연결축(P6)을 중심으로 해서 시계 방향으로 선회하고, 도 2에 있어서의 자세와 선대칭의 위치(도 2 중, 일점 쇄선으로 나타낸다)에 이동한다. 제 1 아암(22)은 평면시에서 소정의 폭을 가지기 때문에, 본 실시 형태에 있어서의 제 1 아암(22)의 선회 영역(A)으로서는, 해당 제 1 아암(22)의 후방측 외측 가장자리의 초기 위치(A1)로부터 해당 제 1 아암(22)의 전방측 외측 가장자리의 이동 위치(A2)의 사이의 영역이 된다.
따라서, 제 1 아암(22)의 선회 영역(A)의 내측에는 핀체(26)를 배치할 수 없다. 반대로, 제 1 아암(22)의 선회 영역(A)의 외측이면, 핀체(26)의 설치수는 적절히 설정할 수 있다.
또한, 핀체(26)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 제 1 아암(22)의 두께보다도 높이가 높게 규정되어 있고, 반사판(4)을 제 1 아암(22)과 제 2 아암(23)과의 사이에서 유지하고 있다. 본 실시 형태에서는, 핀체(26)를 반사판(4)에 형성한 연결 구멍에 감합시켜서 반사판(4)을 유지하고 있지만, 연결 구조 등은 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 당연하지만, 핀체(26)의 상단은 제 2 아암(23)과 간섭하지 않는 높이로 규정된다.
반사판(4)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 적어도 구동 장치가 내장되어 있는 제 1 아암(22)의 일부를 덮을 수 있는 형상으로 형성된다. 본 실시 형태에서는, 반사판(4)을, 제 1 아암(22)을 회전 가능하게 연결하는 아암 베이스(21)를 구비하는 동체부(10)의 상면까지 덮을 수 있는 형상으로 하고 있다.
이는, 동체부(10)의 내부에 제 1 아암(22)이나 제 2 아암(23)을 포함하는 아암 유닛(20)을 승강시키기 위한 승강 기구 등이 배치되어 있기 때문이다. 또한, 가령 제 1 아암(22) 등이 가열되어도, 동체부(10)에 열을 보낼 수 있도록, 동체부(10)에 대해서도 될 수 있는 한 온도 상승하는 일이 없도록 하고 있기 때문이다.
반사판(4)의 구체적인 형상으로서는, 단순한 직사각형 형상, 원형 형상으로도 상관없지만, 반사판(4)의 경량화를 도모하기 위해서, 적절히 불필요하다고 생각되는 부분에 대해서는 적절히 잘라낸 형상으로 하면 좋다. 예컨대, 본 실시 형태에서는, 도시하는 바와 같이, 직사각형 형상으로 한 반사판(4)의 우측(도 2에 있어서의 Y축 정 방향)의 전후의 구석부를 잘라낸 형상으로 하고 있다.
또한, 반사판(4)은 제 1 아암(22)과 제 2 아암(23)을 연결하는 연결부의 이동 궤적, 구체적으로는 연결부 내측의 이동 궤적(L)과 간섭하지 않도록 배치되어 있다.
즉, 제 1 아암(22)과 제 2 아암(23)을 연결하는 연결부를 이루는 기단 연결축(P5)(도 4를 참조)은, 반송 로봇(1)의 전방(도 2에 있어서의 X축의 정 방향)에, 연결축(P6)을 중심으로 선회하면서 이동한다.
따라서, 반사판(4)에 있어서의 반송 로봇(1)의 우방을 향한 가장자리(도 2에 있어서의 상측 가장자리(4a))는, 연결부 내측, 즉, 기단 연결축(P5)의 좌측 주위면의 이동 궤적(L)과 간섭하지 않는 위치가 되도록 규정된다. 한편, 반사판(4)에 있어서의 반송 로봇(1)의 좌방을 향한 가장자리(도 2에 있어서의 하측 가장자리(4b))는 동체부(10)의 좌측 주위면과 대략 겹치는 위치가 되도록 규정된다. 이에 따라, 반사판(4)의 횡 폭(도 2에 있어서의 Y 방향의 폭)이 규정되게 된다.
또한, 동체부(10)의 상면을 대략 전체적으로 덮기 위해서는, 반사판(4)의 전후 방향(도 2에 있어서의 X 방향)의 길이는, 동체부(10)의 직경과 대략 동일하게 규정된다. 동체부(10)의 직경과 대략 동일하다고 하는 것은, 동체부(10)의 하우징체(11)의 상부에 형성된 플랜지부(12)의 직경과 동일한 경우도 포함한다.
본 실시 형태에 관한 반사판(4)은, 상술한 바와 같이 그 형상 및 배치가 규정된다. 그러나, 제 1 아암(22)과 제 2 아암(23)을 연결하는 연결부의 이동 궤적(L)과 간섭하지 않고, 또한, 적어도 제 1 아암(22)의 일부를 덮을 수 있는 형상이면, 적절히 설정해도 상관없다.
상술한 바와 같이, 반사판(4)을 마련하여, 핸드(24a) 상의 기판(3)으로부터의 복사열을 상방에 반사시켜서, 제 1 아암(22)에의 복사열의 영향을 가급적 억제하고 있다. 그러나, 어떻게 하더라도 제 1 아암(22)이 가열되어서 온도가 상승하는 경우도 생각할 수 있다.
여기서, 본 실시 형태에서는, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 제 1 아암(22)을 구성하는 아암 하우징체(22a)의 내부, 즉, 대기압으로 유지된 상자형의 수납부(221)에, 복수의 분기구(61a ~ 61c)와 단일의 배기구(62)와를 마련한 구성으로 하고 있다. 그리고, 복수의 분기구(61a ~ 61c)로부터 각각 분출된 압축 공기가 아암 하우징체(22a)의 내벽면을 따르는 기류로서 배기구(62)로부터 배출되도록 하고 있다.
본 실시 형태에서는, 아암 하우징체(22a)의 일단측에 배치된 제 1 감속기(51)의 제 1 입력축(510)을 중공축(中空軸)으로 하고, 이 중공축을 배출구(62)로 하고 있다.
또한, 아암 하우징체(22a)의 타단 측에 배치된 제 2 감속기(52)의 제 2 입력축(520)을 중공축으로 하고, 복수의 분기구(61a ~ 61c) 중 하나, 예컨대, 제 1 분기구(61a)를 중공축인 제 2 입력축(520)의 기단 개구(523)에 마련하고 있다.
제 1 분기구(61a)로부터 제 2 입력축(520)내를 향해서 분기된 압축 공기는, 상승해서 연결판(522)에 충돌해서 반사되고, 기단 개구(523)로부터 수납부(221)내의 사방에 유출한다. 그리고, 중공축으로 이루어지는 제 1 입력축(510)에 형성된 배출구(62)로부터 계외에 유출하기까지의 사이에, 제 1 분기구(61a)로부터 공급된 압축 공기는 아암 하우징체(22a)의 내벽면에 접하면서 흐르고, 아암 하우징체(22a)로부터 열을 빼앗아 간다.
한편, 다른 복수의 분기구(61b, 61c)는 압축 공기를 아암 하우징체(22a)의 측면에 따라 수평 방향으로 분출할 수 있게 배치되어 있다.
예컨대, 도 3에 도시하는 바와 같이, 제 2 분기구(61b)는, 제 2 감속기(52)와, 아암 하우징체(22a)의 길이측의 측면과의 사이에 배치되어 있고, 아암 하우징체(22a)의 타단측을 향해서 압축 공기를 분출 가능하게 하고 있다. 이 제 2 분기구(61b)로부터 분출된 압축 공기는, 수납부(221)의 내부를 크게 우회해서 배출구(62)를 향한다. 그 동안에, 아암 하우징체(22a)의 내벽면에 접하면서 흐르고, 아암 하우징체(22a)로부터 열을 빼앗아 간다.
또한, 제3 분기구(61c)는 제 1 감속기(51)와 모터(53)와의 사이에서, 아암 하우징체(22a)의 길이측의 측면에 근접해서 배치되고, 아암 하우징체(22a)의 일단측을 향해서 압축 공기를 분출 가능하게 하고 있다.
이렇게, 복수의 분기구(61a, 61b, 61c)로부터 분출된 압축 공기의 기류는, 수납부(221) 내, 즉, 아암 하우징체(22a)의 내부를 랜덤 방향으로 진행하고, 배출구(62)로부터 계외에 배출되는 사이에, 아암 하우징체(22a)의 대략 전체에 걸치는 넓은 영역에서 열을 빼앗아서 냉각할 수 있다.
이렇게, 본 실시 형태에 관한 반송 로봇(1)에서는, 제 1 아암(22)의 아암 하우징체(22a)가 소정의 구동계를 내부에 구비하는 한편, 상기 제 2 아암(23)은 구동계를 구비하지 않고, 상기 제 1 아암(22)에 종동하는 링크의 일부로서 기능하고 있다. 그리고, 제 1 아암(22)의 아암 하우징체(22a) 내에 배치한 복수의 분기구(61a, 61b, 61c)로부터 압축 공기를 분출시킴으로써, 아암 하우징체(22a)의 내벽면을 냉각할 수 있다.
이렇게 해서, 본 실시 형태에 관한 반송 로봇(1)에서는, 아암 하우징체(22a)를 광역으로 냉각할 수 있다. 그 때문에, 가령 핸드(24a)에 유지되어 있는 고온의 기판(3)으로부터의 복사열 등에 의해 제 1 아암(22)이 가열되었다고 하더라도, 제 1 아암(22)의 내부로부터 광역으로 냉각하고 있기 때문에, 열의 축적을 효율적으로 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 아암 하우징체(22a)의 내부에는, 해당 아암 하우징체(22a)와 연접된 핀(223)을 압축 공기에 노출되도록 배치하고 있다. 즉, 아암 하우징체(22a)의 열을 핀(223)을 거쳐서 효율적으로 빼앗아 갈 수 있도록 하고 있다.
본 실시 형태에서는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 핀(223)을 모터(53)와 대향해서 위치시키는 동시에, 기단을 아암 하우징체(22a)의 길이측의 측면에 연접시키고, 모터(53)측을 향해서 비스듬히 연재시키고 있다. 상술의 위치에 있어서는, 핀(223)은, 압축 공기의 유로, 즉, 아암 하우징체(22a)의 길이 측의 측면을 따라 흐르는 기류를 경사지게 가로막도록 배치된다.
따라서, 압축 공기에 의한 기류의 큰 저항은 되지 않고, 또한, 핀(223)의 전면에 걸쳐서 압축 공기에 접촉시킬 수 있고, 열교환율을 향상시키는 것이 가능하게 되어 있다.
또한, 복수의 분기구(61a ~ 61c)의 배치는, 적절히 설정할 수 있고, 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 핀(223)의 형상이나 배치에 관해서도, 열교환율 등을 감안하여, 적절히 설계하는 것이 가능하다.
그런데, 상술한 실시 형태에서는, 반송 로봇(1)을 하나의 아암 유닛(20)을 구비한 한 팔의 로봇으로서 설명했다. 그러나, 반송 로봇(1)은, 쌍 팔인 것 등, 복수의 아암 유닛(20)을 구비한 것이라도 좋다.
요컨대, 내부에 소정의 구동계를 구비하는 제 1 아암(22)과, 구동계를 구비하고 있지 않고 제 1 아암(22)에 회전 가능하게 연결된 제 2 아암(23)과, 제 1 아암(22)과 제 2 아암(23)과의 사이에 배치되고 핸드(24a) 위에 탑재되는 기판(3)으로부터의 열을 반사시키는 반사판(4)과를 구비하는 구성이면 좋다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 반송 대상이 되는 워크를 유리 기판이나 반도체 웨이퍼 등의 기판(3)으로서 설명했지만, 비교적 고온이 되는 워크이면, 반송 대상이 기판(3)이 아니라도 상관없다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 반송 로봇(1)이, 진공 챔버(30) 내에 설치되는 경우의 예에 대해서 설명했지만, 반송 로봇(1)은, 반드시 진공 챔버(30) 내에 배치되는 것에 한정되는 것이 아니다.
다른 효과나 변형예는 당업자에 의해 용이하게 도출될 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 보다 광범위한 형태는, 이상과 같이 나타내고 또한 기술한 특정의 상세 및 대표적인 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 첨부의 특허 청구의 범위 및 그 균등물에 의해 정의되는 총괄적인 발명의 개념의 정신 또는 범위로부터 일탈하는 일 없이 여러 가지 변경이 가능하다.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
1: 반송 로봇 3: 기판
4: 반사판 10: 동체부
21: 아암 베이스 22: 제 1 아암
23: 제 2 아암 24: 핸드 베이스
24a: 핸드 25a: 제 1 링크
25b: 중간 링크 25c: 제 2 링크
26: 핀체 51: 제 1 감속기
52: 제 2 감속기 61a: 제 1 분기구
61b: 제 2 분기구 61c: 제 3 분기구
62: 배기구 510: 제 1 입력축(중공축)
520: 제 2 입력축(중공축) 523: 기단 개구

Claims (7)

  1. 아암 베이스 위에 기단부가 회전 가능하게 연결되고, 내부에 소정의 구동계를 배치한 제 1 아암과,
    상기 제 1 아암의 선단부 위에 기단부가 회전 가능하게 연결된 제 2 아암과,
    상기 제 2 아암의 선단부 위에 핸드 베이스를 거쳐서 회전 가능하게 연결되고, 소정의 기판을 탑재 가능하게 한 핸드를 구비하고,
    상기 제 1 아암을 구성하는 아암 하우징체의 내부에 복수의 분기구와 하나 이상의 배기구가 마련되고, 상기 복수의 분기구로부터 각각 분출된 압축 공기가, 상기 아암 하우징체의 내벽면을 따르는 기류로서 상기 배기구로부터 배출되어 상기 아암 하우징체의 내벽면을 냉각하도록 구성되어 있고,
    상기 제 1 아암은 상기 소정의 구동계로서, 각각 중공축을 구비하는 것과 함께 상기 아암 하우징체의 일단 측에 배치된 제 1 감속기 및 타단 측에 배치된 제 2 감속기와, 상기 제 1 및 제 2 감속기 사이에 배치된 모터를 구비하고,
    상기 제 1 감속기의 상기 중공축을 상기 배기구로 하고,
    상기 복수의 분기구 중 상기 제 1 감속기와 상기 모터 사이에 배치된 분기구는 상기 아암 하우징체의 일단 측을 향하여 압축 공기를 분출 가능하고, 상기 제 2 감속기의 상기 중공축의 기단 개구와 상기 아암 하우징체의 길이 측의 측면과의 사이에 배치된 분기구는, 상기 아암 하우징체의 타단 측을 향하여 압축 공기를 분출 가능한 것을 특징으로 하는 반송 로봇.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 아암은 구동계를 구비하지 않고, 상기 제 1 아암에 종동(從動)하는 링크의 일부로서 기능하는 것을 특징으로 하는 반송 로봇.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 분기구 중 하나는 상기 제 2 감속기의 상기 중공축의 기단 개구에 마련되고, 상기 중공축 내에 압축 공기를 분출 가능한 것을 특징으로 하는 반송 로봇.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 아암의 선단부에 마련된 상기 제 2 감속기의 입력축과 상기 제 2 아암의 기단 연결축은 연결판을 거쳐서 연결되어 있고, 상기 연결판은 상기 제 2 감속기의 상기 중공축 내로 분출되어 상승하는 압축 공기를 상기 기단 개구 측으로 되돌리는 것을 특징으로 하는 반송 로봇.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 분기구는 상기 압축 공기를 상기 아암 하우징체의 측면에 따라 분출하는 분기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 반송 로봇.

  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 아암 하우징체의 내부에, 해당 아암 하우징체와 연접된 핀을 상기 압축 공기에 노출되도록 배치한 것을 특징으로 하는 반송 로봇.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 핀은 상기 압축 공기의 유로를 경사지게 가로지르도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반송 로봇.
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