KR102560894B1 - 기판 반송 장치 및 그 운전 방법 - Google Patents

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카와사키 주코교 카부시키 카이샤
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Abstract

기판 반송 장치(101)는 기판(1)을 유지하여 반송한다. 이러한 기판 반송 장치(101)는 기판(1)을 유지하는 핸드(20)와, 핸드(20)가 장착된 매니퓰레이터(30)와, 핸드(20)에 배치되어 있고, 기판(1)의 주면까지의 거리를 감지하는 기판 검출기(60)를 구비한다. 바람직하게는, 기판 검출기(60)가 핸드(20)의 선단부에 배치되어 있다. 바람직하게는, 기판 검출기(60)는 정전 용량 센서이다.

Description

기판 반송 장치 및 그 운전 방법
본 발명은 기판 반송 장치 및 그 운전 방법에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼는 클린 룸(clean room) 내에서 복수의 처리가 이루어져서, 제조된다. 반도체 웨이퍼의 제조에서는, 반도체 웨이퍼는 캐리어(포드; pod) 내에 수납되어, 반송된다.
그리고, 포드 내의 웨이퍼의 위치 어긋남을 검출하는 것을 목적으로 하는 기판 처리 장치가 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 그와 같은 기판 처리 장치가 개시되어 있다.
특허문헌 1에 개시되어 있는 기판 처리 장치는 매핑 장치 및 웨이퍼 위치 어긋남 검출 장치를 구비하고 있다. 매핑 장치 및 웨이퍼 위치 어긋남 검출 장치는 포드의 도어를 개폐하는 포드 오프너의 얼라이너의 웨이퍼 출입구에 설치되어 있다.
매핑 장치는 서로 대향하는 한 쌍의 투광부와 수광부를 복수 세트 구비하고 있다. 복수 세트의 투광부와 수광부는 빗살 형상으로 수직으로 정렬된 상태로 배치되어 있다. 그리고, 투광부로부터 투광된 광이 수광부에 의해 감지된 경우에는, 웨이퍼가 배치되어 있지 않다고 판단된다.
웨이퍼 위치 어긋남 검출 장치는 복수 개의 한정 반사형 센서를 구비하고 있다. 한정 반사형 센서는 투광부와 수광부를 구비하고 있다. 한정 반사형 센서는 투광부 및 수광부로부터 검출 대상물인 웨이퍼의 외주면까지의 소정의 거리 및 폭만을 검출 범위로 한다. 한정 반사형 센서는, 이러한 검출 범위에서, 투광부로부터 투광된 웨이퍼의 외주면에서 반사된 반사광을 수광부에 의해 수광하도록 구성되어 있다.
일본 특허공개 특개2012-15530호 공보
특허문헌 1에 개시되어 있는 기판 처리 장치에서는, 매핑 장치 및 웨이퍼 위치 어긋남 장치 모두 웨이퍼 출입구 근방에 설치되어 있다. 따라서, 포드의 웨이퍼 출입구로부터 먼 쪽의 유지(保持) 홈(포드의 안쪽의 유지 홈)에서, 웨이퍼의 위치 어긋남을 검출하는 것이 곤란하게 되는 경우가 있었다.
웨이퍼가 대형화하고 또한 복수의 웨이퍼의 간격이 작은 경우에는, 포드의 안쪽의 유지 홈에 웨이퍼가 위치하지 않아도, 웨이퍼의 경사 각도는 얼마 되지 않는다. 예를 들어, 웨이퍼의 직경이 30 cm 이상이고, 또한 복수의 웨이퍼의 간격이 5 ~ 20 mm인 경우에는, 이러한 웨이퍼의 경사 각도는 얼마 되지 않는다. 이러한 웨이퍼 출입구 근방에 설치되어 있는 매핑 장치 및 웨이퍼 위치 어긋남 장치는, 경사 각도가 얼마 되지 않는 웨이퍼의 위치 어긋남을 검출하는 것이 곤란하게 되는 경우가 있다. 이러한 매핑 장치 및 웨이퍼 위치 어긋남 장치는 아직 개선의 여지가 있다.
본 발명은 기판의 위치 어긋남을 더 정확하게 검출할 수 있는 기판 반송 장치 및 그 운전 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 기판 반송 장치는, 기판이 재치(載置)된 재치대로부터 상기 기판을 유지하여 반송한다. 이러한 기판 반송 장치는 상기 기판을 유지하는 핸드와, 상기 핸드가 장착된 매니퓰레이터(manipulator)와, 상기 핸드에 배치되어 있고, 상기 재치대에 재치된 상기 기판의 주면(主面)까지의 거리를 감지하는 제1 기판 검출기를 구비한다.
바람직하게는, 상기 제1 기판 검출기는 정전 용량 센서이다.
바람직하게는, 상기 제1 기판 검출기는 상기 핸드의 선단부에 배치되어 있다.
바람직하게는, 이러한 기판 반송 장치는, 상기 핸드에 전후 방향에서 상기 제1 기판 검출기와 다른 위치에 배치되어 상기 기판의 상기 주면까지의 거리를 감지하는 제2 기판 검출기를 더 구비한다.
상기 종래의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 다른 기판 반송 장치는, 복수의 기판이 수납되어 있는 용기로부터 상기 기판을 유지하여 반송하는 기판 반송 장치로서, 상기 기판 반송 장치는 상기 기판을 유지하는 핸드와, 매니퓰레이터와, 제어 장치를 구비하고, 상기 핸드의 선단부에는, 기판의 주면을 향해서 빛을 투광하는 제1 투광부와, 상기 기판의 주면에서 반사된 빛을 수광하는 제1 수광부를 구비하는 기판 검출기가 설치되어 있고, 상기 제어 장치는, 상기 핸드를 상기 용기 내에 진입시키도록, 매니퓰레이터를 동작시키고 있을 때에, 상기 기판 검출기의 상기 제1 투광부로 상기 기판의 주면을 향해 빛을 투광시키고, 상기 기판 검출기의 상기 제1 수광부가 상기 기판의 주면에서 반사된 빛을 수광하였는지 여부에 따라서, 상기 기판의 위치 어긋남이 생겼는지 여부를 판정하도록 구성되어 있다.
이에 따라서, 기판을 수납하는 용기의 안쪽에서, 기판의 위치 어긋남이 생기더라도, 그 위치 어긋남을 검출할 수 있다.
본 발명에 따른 기반 반송 장치의 운전 방법에서는, 이러한 기판 반송 장치는, 기판을 유지하는 핸드와, 상기 핸드가 장착된 매니퓰레이터와, 상기 핸드에 배치되어 상기 기판의 주면까지의 거리를 감지하는 제1 기판 검출기를 구비한다. 이러한 운전 방법은, (A) 재치대에 재치된 기판을 준비하는 공정, (B) 재치대에 재치된 상기 기판의 상기 주면까지의 거리를 감지하는 공정, 및 (C) 상기 기판을 상기 핸드 유지하는 공정을 포함한다.
바람직하게는, 이러한 운전 방법의 상기 공정 (B)에서, 상기 기판의 상기 주면까지의 거리를 3 개소 이상에서 감지한다. 이러한 운전 방법은, (D) 3 개소 이상에서 감지한 상기 기판의 상기 주면까지의 거리에 기초하여 상기 기판을 상기 핸드로 유지할지 여부를 판정하는 공정을 더 포함한다.
바람직하게는, 이 운전 방법의 상기 공정 (B)에서, 상기 기판의 상기 주면까지의 거리를 3 개소 이상에서 감지한다. 이러한 운전 방법은, (E) 3 개소 이상에서 감지한 상기 기판의 상기 주면까지의 거리에 기초하여 상기 기판을 유지하는 위치를 판정하는 공정을 더 포함한다.
바람직하게는, 이러한 운전 방법의 상기 공정 (B)에서, 상기 제1 기판 검출기에서 구해진 거리가 소정의 하한 값 보다 작은 때에, 상기 기판의 상기 주면까지의 거리가 소정의 하한 값 이상 멀어지도록, 상기 핸드의 이동 경로를 변경시킨다.
바람직하게는, 이러한 운전 방법에서는, 상기 제1 기판 검출기가 정전 용량 센서이다. 이러한 운전 방법의 상기 공정 (B)에서, 상기 기판의 정전 용량이 소정의 범위 내에 있는지 여부를 판정한다.
또한, 본 발명에 따른 다른 기판 반송 장치의 운전 방법은, 복수의 기판이 수납되어 있는 용기로부터 상기 기판을 유지하여 반송하는 기판 반송 장치의 운전 방법으로서, 상기 기판 반송 장치는 상기 기판을 유지하는 핸드와, 매니퓰레이터와, 제어 장치를 구비하고, 상기 핸드의 선단부에는, 기판의 주면을 향해서 빛을 투광하는 제1 투광부와, 상기 기판의 주면에서 반사된 빛을 수광하는 제1 수광부를 구비하는 기판 검출기가 설치되어 있고, 상기 제어 장치는, 상기 핸드를 상기 용기 내에 진입시키도록, 매니퓰레이터를 동작시키고 있을 때에, 상기 기판 검출기의 상기 제1 투광부로 상기 기판의 주면을 향해 빛을 투광시키고, 상기 기판 검출기의 상기 제1 수광부가 상기 기판의 주면에서 반사된 빛을 수광하였는지 여부에 따라서, 상기 기판의 위치 어긋남이 생겼는지 여부를 판정하도록 구성되어 있다.
이에 따라서, 기판을 수납하는 용기의 안쪽에서, 기판의 위치 어긋남이 생기더라도, 그 위치 어긋남을 검출할 수 있다.
본 발명의 상기 목적, 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면의 참조 하에, 이하의 바람직한 실시예의 상세한 설명로부터 명확해진다.
본 발명에 따른 기판 반송 장치 및 그 운전 방법에 의하면, 종래의 기판 처리 장치에 비해서, 기판의 위치 어긋남을 더 정확하게 검출할 수 있다.
[도 1] 도 1은 본 실시예 1에 따른 기판 반송 장치 및 이를 구비하는 로봇 시스템의 개략적인 구성을 모식적으로 도시하는 측면도이다.
[도 2] 도 2는 도 1에 도시된 로봇 시스템의 개략적인 구성을 모식적으로 도시하는 평면도이다.
[도 3] 도 3은 도 1에 도시된 로봇 시스템의 요부를 확대한 모식도이다.
[도 4] 도 4는 도 1에 도시된 로봇 시스템의 요부를 확대한 모식도이다.
[도 5] 도 5는 본 실시예 1에 따른 기판 반송 장치의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
[도 6] 도 6은 본 실시예 1에 따른 기판 반송 장치의 동작의 다른 예를 도시하는 플로우 차트이다.
[도 7] 도 7은 본 실시예 1에서 변형예 1의 기판 반송 장치의 요부의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다.
[도 8] 도 8은 본 실시예 1에서 변형예 1의 기판 반송 장치의 요부의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다.
[도 9] 도 9는 본 실시예 2에 따른 기판 반송 장치 및 이를 구비하는 로봇 시스템의 개략적인 구성을 모식적으로 도시하는 평면도이다.
[도 10] 도 10은 본 실시예 3에 따른 기판 반송 장치 및 이를 구비하는 로봇 시스템의 개략적인 구성을 모식적으로 도시하는 측면도이다.
[도 11] 도 11은 도 10에 도시된 로봇 시스템의 개략적인 구성을 모식적으로 도시하는 평면도이다.
[도 12] 도 12(A)는 도 12(B)의 선분 XIIA-XIIA에 따른 로봇 시스템의 용기의 단면도이고, 도 12(B)는 도 12(A)의 선분 XIIB- XIIB에 따른 그 용기의 단면도이다.
[도 13] 도 13은 도 10의 로봇 시스템의 사용 상태가 도시된 설명도이다.
[도 14] 도 14(A)는 도 10의 로봇 시스템의 다른 사용 상태가 도시된 설명도이고, 도 14(B)는 도 10의 로봇 시스템의 또 다른 사용 상태가 도시된 설명도이며, 도 14(C)는 도 10의 로봇 시스템의 또 다른 사용 상태가 도시된 설명도이다.
[도 15] 도 15(A)는 도 10의 로봇 시스템의 또 다른 사용 상태가 도시된 설명도이고, 도 15(B)는 도 10의 로봇 시스템의 또 다른 사용 상태가 도시된 설명도이며, 도 15(C)는 도 10의 로봇 시스템의 또 다른 사용 상태가 도시된 설명도이다.
[도 16] 도 16(A)는 도 10의 로봇 시스템의 또 다른 사용 상태가 도시된 설명도이고, 도 16(B)는 도 10의 로봇 시스템의 또 다른 사용 상태가 도시된 설명도이며, 도 16(C)는 도 10의 로봇 시스템의 또 다른 사용 상태가 도시된 설명도이다.
[도 17] 도 17(A)는 본 발명에 따른 다른 실시예의 기판 반송 장치의 핸드의 평면도이고, 도 17(B)는 도 17(A)의 선분 XVIIB-XVIIB에 따른 단면도이다.
[도 18] 도 18은 본 실시예 4에 따른 기판 반송 장치의 핸드가 기판과 함께 도시된 설명도이다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다. 여기서, 이하에서는 모든 도면을 통해 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하고, 중복된 설명을 생략한다. 또한, 모든 도면에서, 본 발명을 설명하기 위해 필요한 구성을 발췌하여 도시하고 있고, 그 밖의 구성에 대해서는 도시를 생략하는 경우가 있다. 나아가, 이들은 본 발명의 실시예의 일례이며, 이에 한정되지 않는다.
본 실시예 1에 따른 기판 반송 장치는, 복수의 기판이 수납되어 있는 용기로부터 기판을 유지하여 반송하는 기판 반송 장치로서, 기판 반송 장치는 기판을 유지하는 핸드와, 매니퓰레이터와, 제어 장치를 구비하고, 핸드의 선단부에는, 기판의 주면을 향해서 빛을 투광하는 제1 투광부와, 기판의 주면에서 반사된 빛을 수광하는 제1 수광부를 구비하는 기판 검출기가 설치되어 있고, 제어 장치는, 핸드를 용기 내에 진입시키도록, 매니퓰레이터를 동작시키고 있을 때에, 기판 검출기의 제1 투광부로 기판의 주면을 향해 빛을 투광시키고, 기판 검출기의 제1 수광부가 기판의 주면에서 반사된 빛을 수광하였는지 여부에 따라서, 기판의 위치 어긋남이 생겼는지 여부를 판정하도록 구성되어 있다.
또한, 본 실시예 1에 따른 기판 반송 장치에서는, 기판 검출기가, 기판이 정상적으로 수납되어 있는 상태에서, 제1 투광부가 기판의 주면을 향해 빛을 투광하면, 제1 수광부가 기판의 주면에서 반사된 빛을 수광하도록 구성되어 있고, 제어 장치는, 핸드를 용기 내에 진입시키도록, 매니퓰레이터를 동작시키고 있을 때에, 기판 검출기의 제1 투광부로 기판의 주면을 향해 빛을 투광시키고, 기판 검출기의 제1 수광부가 기판의 주면에서 반사된 빛을 수광하지 않는 경우에는, 기판의 위치 어긋남이 생겼다고 판정하도록 구성되어 있어도 좋다.
또한, 본 실시예 1에 따른 기판 반송 장치에서는, 기판 검출기가, 기판이 정상적으로 수납되어 있는 상태에서, 제1 투광부가 기판의 주면을 향해 빛을 투광하면, 제1 수광부가 기판의 주면에서 반사된 빛을 수광하도록 구성되어 있고, 제어 장치는, 핸드를 용기 내에 진입시키도록, 매니퓰레이터를 동작시키고 있을 때에, 기판 검출기의 제1 투광부로 기판의 주면을 향해 빛을 투광시키고, 기판 검출기의 제1 수광부가 기판의 주면에서 반사된 빛을 수광하는 경우에는, 상기 기판의 위치 어긋남이 생기지 않았다고 판정하도록 구성되어 있어도 좋다.
또한, 본 실시예 1에 따른 기판 반송 장치에서는, 기판 검출기가, 기판이 정상적으로 수납되어 있는 상태에서, 제1 투광부가 기판의 주면을 향해 빛을 투광하면, 제1 수광부가 기판의 주면에서 반사된 빛을 수광하지 않도록 구성되어 있고, 제어 장치는, 핸드를 용기 내에 진입시키도록, 매니퓰레이터를 동작시키고 있을 때에, 기판 검출기의 제1 투광부로 기판의 주면을 향해 빛을 투광시키고, 기판 검출기의 제1 수광부가 기판의 주면에서 반사된 빛을 수광하는 경우에는, 기판의 위치 어긋남이 생겼다고 판정하도록 구성되어 있어도 좋다.
또한, 본 실시예 1에 따른 기판 반송 장치에서는, 기판 검출기가, 기판이 정상적으로 수납되어 있는 상태에서, 제1 투광부가 기판의 주면을 향해 빛을 투광하면, 제1 수광부가 기판의 주면에서 반사된 빛을 수광하도록 구성되어 있고, 제어 장치는, 핸드를 용기 내에 진입시키도록, 매니퓰레이터를 동작시키고 있을 때에, 기판 검출기의 제1 투광부로 기판의 주면을 향해 빛을 투광시키고, 기판 검출기의 제1 수광부가 기판의 주면에서 반사된 빛을 수광하지 않는 경우에는, 기판의 위치 어긋남이 생기지 않았다고 판정하도록 구성되어 있어도 좋다.
또한, 본 실시예 1에 따른 기판 반송 장치에서는, 기판 검출기는, 기판의 주면이 상기 제1 거리보다 작은 거리인 제2 거리에 위치할 때에, 제1 수광부가 기판의 주면에서 반사된 빛을 수광하도록 구성되어 있고, 제어 장치는, 핸드를 용기 내에 진입시키도록, 매니퓰레이터를 동작시키고 있을 때에, 기판 검출기의 제1 투광부로 기판의 주면을 향해 빛을 투광시키고, 기판 검출기의 제1 수광부가 기판의 주면에서 반사된 빛을 수광하는 경우에는, 기판의 위치 어긋남이 생겼다고 판정하도록 구성되어 있어도 좋다.
또한, 본 실시예 1에 따른 기판 반송 장치에서는, 기판 검출기는, 기판의 주면이 제1 거리보다 작은 거리인 제2 거리에 위치할 때에, 제1 수광부가 기판의 주면에서 반사된 빛을 수광하도록 구성되어 있고, 제어 장치는, 핸드를 용기 내에 진입시키도록, 매니퓰레이터를 동작시키고 있을 때에, 기판 검출기의 제1 투광부로 기판의 주면을 향해 빛을 투광시키고, 기판 검출기의 제1 수광부가 기판의 주면에서 반사된 빛을 수광하지 않는 경우에는, 기판의 위치 어긋남이 생기지 않았다고 판정하도록 구성되어 있어도 좋다.
또한, 본 실시예 1에 따른 기판 반송 장치에서는, 기판 검출기가 제1 투광부가 상방을 향해 빛을 투광하도록 구성되어 있어도 좋다.
또한, 본 실시예 1에 따른 기판 반송 장치에서는, 제어 장치가 기판의 위치 어긋남이 생겼다고 판정된 경우에는, 조작기의 동작을 정지시키도록 구성되어 있어도 좋다.
나아가, 본 실시예 1에 따른 기판 반송 장치에서는, 제어 장치가 기판의 위치 어긋남이 생겼다고 판정된 경우에는, 핸드가 용기로부터 퇴피하도록 매니퓰레이터를 동작시키도록 구성되어 있어도 좋다.
이하, 본 실시예 1에 따른 기판 반송 장치의 일 예에 대해서 도 1 ~ 도 4를 참조하여 설명한다.
[기판 반송 장치의 구성]
도 1은 본 실시예 1에 따른 기판 반송 장치 및 이를 구비하는 로봇 시스템의 개략적인 구성을 모식적으로 도시하는 측면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 로봇 시스템의 개략적인 구성을 모식적으로 도시하는 평면도이다.
여기서, 도 1에서는, 기판 반송 장치에서 전후 방향 및 상하 방향을 도면에서 전후 방향 및 상하 방향으로 나타내고 있다. 또한, 도 2에서는, 기판 반송 장치에서 전후 방향을 도면에서 전후 방향으로 나타내고 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예 1에 따른 로봇 시스템(100)은 기판 반송 장치(101)와, 기판(1)이 수납되는 용기(102)를 구비하고 있다. 용기(102)로는, 예를 들어, FOUP(Front Opening Unified Pod)라도 좋고, 석영 포드라도 좋다.
또한, 기판(1)은, 예를 들어, 반도체 기판 및 글래스 기판 등의 반도체 디바이스의 기판의 재료가 되는 원형의 박판이라도 좋다. 반도체 기판으로는, 예를 들어, 실리콘 기판, 사파이어(단결정 알루미나) 기판, 그 밖의 각종의 기판 등이라도 좋다. 글래스 기판으로는, 예를 들어, FPD(Flat Panel Display)용 글래스 기판, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)용 글래스 기판 등이라도 좋다.
기판 반송 장치(101)는 핸드(20), 매니퓰레이터(30) 및 제어 장치(70)를 구비하고 있고, 용기(102) 내에 수납되어 있는 기판(1)을 핸드(20)에 의해 유지하여, 반송하도록 구성되어 있다.
여기서, 이하에서는, 매니퓰레이터(30)로서, 수평 다관절 로봇의 구성에 대해 설명하지만, 매니퓰레이터(30)는 수평 다관절 로봇에 한정되지 않고, 수직 다관절 로봇을 베이스로 한 것이라도 좋다.
매니퓰레이터(30)는 케이스(50), 복수의 암(여기에서는, 제1 암(32) 및 제2 암(34)), 승강 부재(40), 제1 접속부(31), 제2 접속부(33) 및 제3 접속부(35)를 구비하고 있다.
케이스(50)의 상부에는, 승강 부재(40)가 설치되어 있다. 또한, 케이스(50)의 내부에는, 직동 액츄에이터(41) 및 제어 장치(70)가 배치되어 있다. 여기서, 제어 장치(70)는 케이스(50)의 외부에 설치되어 있어도 좋다. 또한, 제어 장치(70)에 대해서는 후술한다.
직동 액츄에이터(41)는 승강 부재(40)를 승강 가능(상하 방향으로 이동 가능)하게 구성되어 있다. 직동 액츄에이터(41)로는, 예를 들어, 전동 모터(서보 모터)와 볼 스크류, 리니어 가이드 또는 랙 앤드 피니언 등을 이용하여도 좋고, 에어 실린더 등을 이용하여도 좋다.
여기서, 케이스(50)의 내부에는, 전동 모터의 회전 위치를 검출하여, 제어 장치(70)에 출력하는 회전 센서, 및 구동 모터의 회전을 제어하는 전류를 검출하는 전류 센서 등이 배치되어 있어도 좋다.
승강 부재(40)에는, 제1 접속부(31)를 통해서, 승강 부재(40)의 축심을 통과하는 회전축(L1) 둘레로 회동 가능하게 제1 암(32)의 기단부가 접속되어 있다. 구체적으로는, 승강 부재(40)에는, 예를 들어, 제1 암(32)을 회전시키기 위한 구동 모터, 및 구동 모터의 회전 위치를 검출하는 회전 센서 등이 배치되어 있다. 여기서, 구동 모터 등은 제1 암(32)에 배치되어 있어도 좋다.
제1 암(32)의 선단부에는, 제2 접속부(33)를 통해서, 회전축(L2) 둘레로 회전 가능하게 제2 암(34)의 기단부가 접속되어 있다. 구체적으로는, 제1 암(32)에는, 예를 들어, 제2 암(34)을 회전시키기 위한 구동 모터, 및 구동 모터의 회전 위치를 검출하는 회전 센서 등이 배치되어 있다. 여기서, 구동 모터 등은 제2 암(34)에 배치되어 있어도 좋다.
또한, 제2 암(34)의 선단부에는, 제3 접속부(35)를 통해서, 회전축(L3) 둘레로 회전 가능하게 핸드(20)가 접속되어 있다. 제2 암(34)에는, 예를 들어, 핸드(20)를 회전시키기 위한 구동 모터, 및 구동 모터의 회전 위치를 검출하는 회전 센서 등이 배치되어 있다.
핸드(20)는, 본체부(21) 및 손톱부(22)를 구비하고 있다. 본체부(21)는, 상방에서 볼 때, 대략 Y 자 형상으로 형성되어 있고, 한 쌍의 손가락부(21A, 21B)를 구비하고 있다. 손가락부(21A, 21B)의 선단부와 기단부에는, 각각 손톱부(22)가 설치되어 있다. 손톱부(22)는, 수평 방향에서 볼 때, L 자 형상으로 형성(연직 방향의 단면이 L 자 형상으로 형성)되어 있고, 그 저부에 기판(1)이 재치되도록 구성되어 있다. 여기서, 핸드(20)는, 에지 그립 핸드 또는 흡착 핸드와 같이, 핸드(20)와 기판(1)이 상대 변위하지 않는 구조라도 좋다.
또한, 본체부(21)의 손가락부(21A, 21B)의 선단부에는, 각각 기판 검출기(60)가 배치되어 있다. 기판 검출기(60)는 제1 투광부(61)와 제1 수광부(62)를 구비하고 있고, 제1 투광부(61)로부터 투광된 빛이 기판(1)의 주면에서 반사하고, 반사된 빛을 제1 수광부(62)에 의해 수광하고, 수광의 유무 정보를 제어 장치(70)에 출력하도록 구성되어 있다.
여기서, 본 실시예 1에서는, 제1 투광부(61)는 상방으로 향해(기판(1)의 하면을 향해) 빛을 투광하도록 구성되어 있다.
여기서, 도 3 및 도 4를 참조하면서, 기판 검출기(60)에 의한 수광의 유무에 대해, 더 상세하게 설명한다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 로봇 시스템의 요부를 확대한 모식도이다. 도 3에서는, 기판(1)이 용기(102)에 정상적으로 수납되어 있는 경우에, 제1 수광부(62)가 기판(1)의 주면에서 반사된 빛을 수광하도록 구성되는 기판 검출기(60)를 도시하고 있다. 도 4에서는, 기판(1)이 용기(102)에 정상적으로 수납되어 있는 경우에, 제1 수광부(62)가 기판(1)의 주면에서 반사된 빛을 수광하지 않도록 구성되는 기판 검출기(60)를 도시하고 있다.
여기서, 제어 장치(70)는 작업자에 의한 교시 및/또는 제어 장치(70)에 의한 자동 교시에 의해, 기판(1)의 하면으로부터 미리 설정되어 있는 소정의 제1 거리(h1) 하방에, 본체부(21)의 상면이 위치하도록, 기판 반송 장치(101)의 동작이 교시되는 것으로 한다. 제1 거리(h1)는 인접한 기판(1, 1)의 사이의 거리보다 작아도 좋으며, 임의로 설정할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 기판 검출기(60)는, 기판(1)이 용기(102) 내에 정상적으로 수납되어 있는 경우에, 제1 수광부(62)가 기판(1)의 주면에서 반사된 빛을 수광하도록 구성되어 있다. 다시 말해서, 기판 검출기(60)는, 기판(1)의 주면이 제1 거리(h1)에 위치할 때에, 제1 수광부(62)가 기판(1)의 주면에서 반사된 빛을 수광하도록 구성되어 있다.
그리고, 도 3의 일점쇄선으로 도시된 바와 같이, 기판(1)이 용기(102)의 안쪽(기판 반송 장치(101)의 전방 측)에서 위치 어긋남이 생기면, 제1 수광부(62)가 기판(1)의 주면에서 반사된 빛을 수광할 수 없다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 기판 검출기(60)는, 기판(1)이 용기(102) 내에 정상적으로 수납되어 있지 않은 경우, 즉 위치 어긋남이 생기는 경우에, 제1 수광부(62)가 기판(1)의 주면에서 반사된 빛을 수광하도록 구성되어 있다. 다시 말해서, 기판 검출기(60)는, 기판(1)의 주면이 제1 거리(h1)보다 작은 제2 거리(h2)에 위치할 때에, 제1 수광부(62)가 기판(1)의 주면에서 반사된 빛을 수광하도록 구성되어 있다.
그리고, 도 4의 일점쇄선으로 도시된 바와 같이, 기판 검출기(60)는, 기판(1)이 용기(102) 내에 정상적으로 수납되어 있는 경우에, 제1 수광부(62)가 기판(1)의 주면에서 반사된 빛을 수광할 수 없다.
따라서, 제어 장치(70)는, 기판 검출기(60)의 제1 수광부(62)가, 반사된 빛을 수광하였는지 여부에 따라서, 기판(1)의 위치 어긋남이 생겼는지 여부를 판정할 수 있다.
여기서, 본 실시예 1에서는, 기판 검출기(60)가 손가락부(21A, 21B)의 양방에 배치되어 있는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않고, 손가락부(21A, 21B) 중 어느 일방에 배치되어 있는 형태를 채용하여도 좋다.
또한, 손가락부(21A, 21B) 중 어느 일방의 손가락부에, 기판(1)이 정상적으로 수납되어 있는 경우에, 반사된 빛을 수광할 수 있는 제1 수광부(62)를 구비하는 기판 검출기(60)가 배치 설치되고, 타방의 손가락부에, 기판(1)이 정상적으로 수납되어 있는 경우에, 반사된 빛을 수광할 수 없는 제1 수광부(62)를 구비하는 기판 검출기(60)가 배치 설치되어 있는 형태를 채용하여도 좋다.
제어 장치(70)는 마이크로 프로세서, CPU 등의 연산기와, ROM, RAM 등의 기억기를 구비하고 있다(모두 미도시). 기억기에는, 기본 프로그램, 각종 고정 데이터 등의 정보가 기억되어 있다. 연산기는 기억기에 기억된 기본 프로그램 등의 소프트웨어를 읽어내어 실행함으로써, 로봇 시스템(100)의 각종 동작을 제어한다.
여기서, 제어 장치(70)는 집중 제어하는 단독의 제어 장치(70)에 의해 구성되어 있어도 좋고, 서로 협동하여 분산 제어하는 복수의 제어 장치(70)에 의해 구성되어 있어도 좋다. 또한, 제어 장치(70)는 마이크로 컴퓨터로 구성되어 있어도 좋고, MPU, PLC(Programmable Logic Controller), 논리 회로 등으로 구성되어 있어도 좋다.
[기판 반송 장치의 동작 및 그 작용 효과]
다음으로, 본 실시예 1에 따른 기판 반송 장치(101)의 동작 및 그 작용 효과에 대하여, 도 1 ~ 도 6을 참조하여 설명한다.
도 5는 본 실시예 1에 따른 기판 반송 장치의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다. 도 5에서는, 기판(1)이 정상적으로 수납되어 있는 경우에, 반사된 빛을 수광할 수 있는 제1 수광부(62)를 구비하는 기판 검출기(60)가 배치되어 있는 경우의 플로우 차트를 도시한다.
먼저, 제어 장치(70)에, 오퍼레이터로부터 도시되지 않는 입력 장치를 통해서, 용기(102) 내에 배치되어 있는 기판(1)을 파지하여, 반송하는 작업을 실행하는 것을 나타내는 지시 정보가 입력되었다고 한다.
그리하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 제어 장치(70)는 매니퓰레이터(30)를 동작시켜서, 핸드(20)가 용기(102)의 전방에 위치할 때까지 이동시킨다(스텝(S101)). 이어서, 제어 장치(70)는 핸드(20)를 용기(102) 내에 진입시키도록, 매니퓰레이터(30)를 동작시킨다(스텝(S102)). 이 때, 제어 장치(70)는, 기판 검출기(60)로부터 제1 수광부(62)가 기판(1)에서 반사된 빛을 수광한 것을 나타내는 정보인 수광 정보를 취득하였는지 여부를 판정한다(스텝(S103)).
제어 장치(70)는 기판 검출기(60)로부터 수광 정보를 취득하였다고 판정한 경우(스텝(S103)에서 Yes)에는, 기판(1)은 정상적으로 수납되어 있다고 판정한다(스텝(S104)). 이어서, 제어 장치(70)는 핸드(20)에 기판(1)을 유지하도록 매니퓰레이터(30)를 동작시킨다(스탭(S105)).
다음으로, 제어 장치(70)는 매니퓰레이터(30)를 동작시켜서, 기판(1)을 미리 설정되어 있는 소정의 장소에 반송하고, 당해 기판(1)을 소정의 장소에 재치시키고(스텝(S106)), 본 프로그램을 종료한다.
한편, 스텝(S103)에서, 제어 장치(70)는 기판 검출기(60)로부터 수광 정보를 취득하지 않았다고 판정된 경우(스텝(S103)에서 No)에는, 기판(1)은 정상적으로 수납되어 있지 않다고 판정한다(스텝(S107)). 이어서, 제어 장치(70)는 핸드(20)의 용기(102) 내의 침입을 정지시킨다(스텝(S108)). 구체적으로는, 제어 장치(70)는 매니퓰레이터(30)의 동작을 정지시킨다.
다음으로, 제어 장치(70)는, 핸드(20)가 용기(102) 밖으로 이동하도록, 매니퓰레이터(30)를 동작시키고(스텝(S109)), 본 프로그램을 종료한다. 여기서, 제어 장치(70)는, 기판(1)이 정상적으로 수납되어 있지 않은 것을 도시되지 않은 경보기에 의해서, 작업자 등에 경보하여도 좋다. 경보기로는, 예를 들어, 디스플레이 등의 표시 장치, 스피커, 사이렌 등을 이용하여도 좋다.
도 6은 본 실시예 1에 따른 기판 반송 장치의 동작의 다른 예를 도시하는 플로우 차트이다. 도 6에서는, 기판(1)이 정상적으로 수납되어 있는 경우에, 반사된 빛을 수광할 수 없는 제1 수광부(62)를 구비하는 기판 검출기(60)가 배치되어 있는 경우의 플로우 차트를 도시한다.
먼저, 제어 장치(70)에, 오퍼레이터로부터 도시되지 않는 입력 장치를 통해서, 용기(102) 내에 배치되어 있는 기판(1)을 파지하여, 반송하는 작업을 실행하는 것을 나타내는 지시 정보가 입력되었다고 한다.
그리하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 제어 장치(70)는 매니퓰레이터(30)를 동작시켜서, 핸드(20)가 용기(102)의 전방에 위치할 때까지 이동시킨다(스텝(S201)). 이어서, 제어 장치(70)는 핸드(20)를 용기(102) 내에 진입시키도록, 매니퓰레이터(30)를 동작시킨다(스텝(S202)). 이 때, 제어 장치(70)는, 기판 검출기(60)로부터 제1 수광부(62)가 기판(1)에서 반사된 빛을 수광한 것을 나타내는 정보인 수광 정보를 취득하였는지 여부를 판정한다(스텝(S203)).
제어 장치(70)는 기판 검출기(60)로부터 수광 정보를 취득하였다고 판정한 경우(스텝(S203)에서 Yes)에는, 기판(1)은 정상적으로 수납되어 있지 않다고 판정한다(스텝(S204)). 이어서, 제어 장치(70)는 핸드(20)의 용기(102) 내의 침입을 정지시킨다(스텝(S205)). 구체적으로는, 제어 장치(70)는 매니퓰레이터(30)의 동작을 정지시킨다.
다음으로, 제어 장치(70)는, 핸드(20)가 용기(102) 밖으로 이동하도록, 매니퓰레이터(30)를 동작시키고(스텝(S206)), 본 프로그램을 종료한다. 여기서, 제어 장치(70)는, 기판(1)이 정상적으로 수납되어 있지 않은 것을 도시되지 않은 경보기에 의해서, 작업자 등에 경보하여도 좋다. 경보기로는, 예를 들어, 디스플레이 등의 표시 장치, 스피커, 사이렌 등을 이용하여도 좋다.
한편, 스텝(S203)에서, 제어 장치(70)는 기판 검출기(60)로부터 수광 정보를 취득하지 않았다고 판정된 경우(스텝(S203)에서 No)에는, 기판(1)은 정상적으로 수납되어 있다고 판정한다(스텝(S207)). 이어서, 제어 장치(70)는 핸드(20)에 기판(1)을 유지하도록 매니퓰레이터(30)를 동작시킨다(스탭(S208)).
다음으로, 제어 장치(70)는 매니퓰레이터(30)를 동작시켜서, 기판(1)을 미리 설정되어 있는 소정의 장소에 반송하고, 당해 기판(1)을 소정의 장소에 재치시키고(스텝(S106)), 본 프로그램을 종료한다.
이와 같이 구성된 본 실시예 1에 따른 기판 반송 장치(101)에서는, 제어 장치(70)가 핸드(20)를 용기(102) 내에 진입시키도록, 매니퓰레이터(30)를 동작시키고 있을 때에, 기판 검출기(60)의 제1 투광부(61)로 기판(1)의 주면을 향하여 빛을 투광시키고, 기판 검출기(60)의 제1 수광부(62)가 기판(1)의 주면에서 반사된 빛을 수광하였는지 여부에 따라서, 기판(1)의 위치 어긋남이 생겼는지 여부를 판정하도록 구성되어 있다.
이에 따라서, 용기(102)의 안쪽에서 기판(1)의 위치 어긋남이 생긴 바와 같은 경우에도, 그 위치 어긋남을 검출할 수 있다.
특히, 기판(1)이 대형화(예를 들어, 직경 30 cm)하고, 또한, 인접한 기판(1, 1) 사이의 거리가 작은 경우(예를 들어, 기판(1, 1) 사이의 거리가 6 ~ 20 mm)에는, 기판(1)의 위치 어긋남에 의한 경사 각도가 그리 크지 않은 것이 된다. 따라서, 용기(102)의 앞쪽(기판 반송 장치(101)에 가까운 쪽)에서, 기판(1)의 외주면(측면)은 정상적으로 수납된 상태일 때와, 그 위치는 거의 변하지 않게 된다(도 3 및 도 4 참조).
따라서, 상기 특허문헌 1에 개시되어 있는 기판 처리 장치와 같이, 용기(102)의 앞쪽의 부분에서 기판(1)의 위치 검출을 실행하여도, 그 위치 어긋남을 검출하는 것이 곤란하게 된다.
한편, 상술한 바와 같이, 본 실시예 1에 따른 기판 반송 장치(101)에서는, 제어 장치(70)가 핸드(20)를 용기(102) 내에 진입시키고 있을 때에, 기판 검출기(60)의 제1 수광부(62)가, 기판(1)의 주면에서 반사된 빛을 수광하였는지 여부에 따라서, 기판(1)의 위치 어긋남이 생겼는지 여부를 판정하고 있다.
따라서, 상기 특허문헌 1에 개시되어 있는 기판 처리 장치에 비해서, 용기(102)의 안쪽에서 기판(1)의 위치 어긋남이 생긴 바와 같은 경우에도, 그 위치 어긋남을 검출할 수 있다.
[변형예 1]
다음으로, 본 실시예 1에 따른 기판 반송 장치(101)의 변형예에 대하여, 도 7 및 도 8을 참조하면서 설명한다.
본 실시예 1의 변형예 1의 기판 반송 장치는 기판 검출기의 제1 투광부가 하방을 향해 빛을 투광하도록 구성되어 있다.
도 7 및 도 8은 본 실시예 1의 변형예 1의 기판 반송 장치의 요부의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다. 도 7에서는, 기판(1)이 용기(102)에 정상적으로 수납되어 있는 경우에, 제1 수광부(62)가 기판(1)의 주면에서 반사된 빛을 수광하도록 구성되는 기판 검출기(60)를 도시하고 있다. 도 8에서는, 기판(1)이 용기(102)에 정상적으로 수납되어 있는 경우에, 제1 수광부(62)가 기판(1)의 주면에서 반사된 빛을 수광하지 않도록 구성되는 기판 검출기(60)를 도시하고 있다.
여기서, 제어 장치(70)는 작업자에 의한 교시 및/또는 제어 장치(70)에 의한 자동 교시에 의해, 기판(1)의 하면으로부터 미리 설정되어 있는 소정의 제1 거리(h1) 하방에, 본체부(21)의 상면이 위치하도록, 기판 반송 장치(101)의 동작이 교시되는 것으로 한다. 또한, 본체부(21)의 상면이 기판(1)의 하면으로부터 제1 거리(h1) 하방에 위치할 때에, 본체부(21)의 하면과, 당해 본체부(21)의 하방에 위치하는 기판(1)의 상면의 사이의 거리를 제3 거리(h3)라고 정의한다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 변형예 1의 기판 반송 장치(101)는 실시예 1에 따른 기판 반송 장치(101)와 기본적인 구성은 동일하지만, 기판 검출기(60)의 제1 투광부(61)가 하방을 향해(기판(1)의 상면을 향해) 빛을 투광하도록 구성되어 있는 점이 다르다.
도 7에서는, 기판 검출기(60)는, 기판(1)이 용기(102) 내에 정상적으로 수납되어 있는 경우에, 제1 수광부(62)가 기판(1)의 주면에서 반사된 빛을 수광하도록 구성되어 있다. 기판 검출기(60)는, 기판(1)의 주면이 제3 거리(h3)에 위치할 때에, 제1 수광부(62)가 기판(1)의 주면에서 반사된 빛을 수광하도록 구성되어 있다.
그리고, 도 7의 일점쇄선으로 도시된 바와 같이, 기판(1)이 용기(102)의 안쪽(기판 반송 장치(101)의 전방 측)에서 위치 어긋남이 생기면, 제1 수광부(62)가 기판(1)의 주면에서 반사된 빛을 수광할 수 없다.
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 기판 검출기(60)는, 기판(1)이 용기(102) 내에 정상적으로 수납되어 있지 않은 경우, 즉 위치 어긋남이 생긴 경우에, 제1 수광부(62)가 기판(1)의 주면에서 반사된 빛을 수광하도록 구성되어 있다. 다시 말해서, 기판 검출기(60)는, 기판(1)의 주면이 제3 거리(h3)보다 작은 제4 거리(h4)에 위치할 때에, 제1 수광부(62)가 기판(1)의 주면에서 반사된 빛을 수광하도록 구성되어 있다.
그리고, 도 8의 일점쇄선으로 도시된 바와 같이, 기판 검출기(60)는, 기판(1)이 용기(102) 내에 정상적으로 수납되어 있는 경우에, 제1 수광부(62)가 기판(1)의 주면에서 반사된 빛을 수광할 수 없다.
이와 같이 구성된 본 변형예 1의 기판 반송 장치(101)에서도, 실시예 1에 따른 기판 반송 장치(101)와 동일한 작용 효과를 나타낸다.
(실시예 2)
본 실시예 2에 따른 기판 반송 장치는, 실시예 1에 따른 기판 반송 장치에서, 수평 방향으로 빛을 투광하는 제2 투광부와, 제2 투광부에서 투광된 빛을 수광하는 제2 수광부를 구비하는 매핑 장치가 핸드의 선단부에 설치되어 있고, 제어 장치는, 제2 수광부가 제2 투광부에서 투광된 빛을 감지하지 않은 위치 정보를 기판의 위치 정보로 하여, 매핑 장치로부터 취득하고, 매핑 장치로부터 취득한 상기 기판의 위치 정보를 기초로, 핸드가 기판의 하면으로부터 미리 설정되어 있는 제1 거리 하방에 위치하도록, 매니퓰레이터를 동작시키도록 구성되어 있다.
또한, 본 실시예 2에 따른 기판 반송 장치는 기판 검출기에서는, 기판의 주면이 제1 거리보다 작은 거리인 제2 거리에 위치할 때에, 제1 수광부가 기판 주면에서 반사된 빛을 수광하도록 구성되어 있고, 제어 장치는 핸드를 용기 내에 진입시키도록, 매니퓰레이터를 동작시키고 있을 때에, 기판 검출기의 제1 투광부로 기판의 주면을 향해 빛을 투광시키고, 기판 검출기의 제1 수광부가 기판의 주면에서 반사된 빛을 수광하는 경우에는 기판의 위치 어긋남이 생겼다고 판정하도록 구성되어 있어도 좋다.
또한, 본 실시예 2에 따른 기판 반송 장치는 기판 검출기에서는, 기판의 주면이 제1 거리보다 작은 거리인 제2 거리에 위치할 때에, 제1 수광부가 기판 주면에서 반사된 빛을 수광하도록 구성되어 있고, 제어 장치는 핸드를 용기 내에 진입시키도록, 매니퓰레이터를 동작시키고 있을 때에, 기판 검출기의 제1 투광부로 기판의 주면을 향해 빛을 투광시키고, 기판 검출기의 제1 수광부가 기판의 주면에서 반사된 빛을 수광하지 않는 경우에는 기판의 위치 어긋남이 생기지 않았다고 판정하도록 구성되어 있어도 좋다.
이하, 본 실시예 2에 따른 기판 반송 장치의 일례에 대하여, 도 9를 참조하면서 설명한다.
[기판 반송 장치의 구성]
도 9는 본 실시예 2에 따른 기판 반송 장치 및 그것을 구비 로봇 시스템의 개략적인 구성을 모식적으로 도시하는 평면도이다. 여기서, 도 9에서는 기판 반송 장치에서 전후 방향을 도면의 전후 방향으로 나타내고 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예 2에 따른 기판 반송 장치(101)는 실시예 1에 따른 기판 반송 장치(101)와 기본적인 구성은 동일하지만, 본체부(21)의 선단부에 매핑 장치(80)가 설치되어 있는 점이 다르다.
매핑 장치(80)는 수평 방향으로 빛을 투광하는 제2 투광부(81)와, 제2 투광부(81)로부터 투광된 빛을 수광하는 제2 수광부(82)를 구비한다. 제2 투광부(81)는 본체부(21)의 손가락부(21A)에 배치되어 있고, 제2 수광부(82)는 본체부(21)의 손가락부(21B)에 배치되어 있다. 다시 말해서, 제2 투광부(81)와 제2 수광부(82)는 대향하도록 배치되어 있다.
또한, 매핑 장치(80)는 제2 수광부(82)가 제2 투광부(81)로부터 투광된 빛을 감지하지 않은 위치 정보를 기판(1)의 위치 정보로 하여, 제어 장치(70)에 출력하도록 구성되어 있다. 이에 따라서, 제어 장치(70)는 기판(1)의 위치 정보를 더 정확하게 취득할 수 있다.
제어 장치(70)는 매핑 장치(80)로부터 취득한 기판(1)의 위치 정보를 기초로, 핸드(20)가 기판(1)의 하면으로부터 제1 거리(h1) 하방에 위치하도록, 매니퓰레이터(30)를 동작시키도록 구성되어 있다. 이에 따라서, 제어 장치(70)는 실시예 1에 따른 기판 반송 장치(101)에 비해 더 정확하게, 핸드(20)를 기판(1)의 하면으로부터 제1 거리(h1) 하방에 위치시킬 수 있다.
여기서, 본 실시예 2에 따른 기판 반송 장치(101)의 동작은 실시예 1에 따른 기판 반송 장치(101)의 동작과 동일하기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.
이와 같이 구성된 본 실시예 2에 따른 기판 반송 장치(101)에서도, 실시예 1에 따른 기판 반송 장치(101)와 동일한 작용 효과를 나타낸다.
(실시예 3)
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 로봇 시스템(200)은 기판 반송 장치(201)와, 재치대로서의 용기(112)를 구비하고 있다. 이러한 로봇 시스템(200)에서는, 이러한 용기(112)에 기판(1)이 수납됨으로써, 재치대에 기판(1)이 재치되어 있다. 용기(112)로는, 예를 들어, FOUP(Front Opening Unified Pod)라도 좋고, 석영 포드라도 좋다.
도 10의 좌우 방향 및 상하 방향이 기판 반송 장치(201)의 전후 방향 및 상하 방향을 나타내고 있다. 또한, 도 11의 좌우 방향이 기판 반송 장치(201)의 전후 방향을 나타내고 있다. 도 11의 상하 방향 하방이 기판 반송 장치(201)의 좌우 방향 좌방향을 나타내고 있다.
기판(1)은, 예를 들어, 반도체 기판 및 글래스 기판 등의 반도체 디바이스의 기판이다. 이러한 기판(1)은, 예를 들어, 원형의 박판이다. 이러한 기판(1)은 한 쌍의 원형의 주면(1A, 1B)과, 주면(1A)과 주면(1B) 사이의 외주면(1C)을 구비하고 있다. 이러한 기판(1)은 박판형이라면 좋고, 예를 들어 다각형의 박판이라도 좋다. 반도체 기판으로는, 실리콘 기판, 사파이어(단결정 알루미나) 기판, 그 밖의 각종의 기판 등이 예시된다. 글래스 기판으로는, FPD(Flat Panel Display)용 글래스 기판, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)용 글래스 기판 등이 예시된다.
기판 반송 장치(201)는 핸드(120), 매니퓰레이터(30) 및 제어 장치(70)를 구비한다. 기판 반송 장치(201)는 용기(102) 내에 수납되어 있는 기판(1)을 핸드(20)로 유지한다. 핸드(120)는 매니퓰레이터(30)에 장착되어 있다. 이러한 매니퓰레이터(30)로 핸드(120)를 이동시킴으로써, 기판(1)이 반송된다. 도 10에서는, 핸드(120)에, 기판(1)이 유지되어 있다.
여기서, 이하에서는, 매니퓰레이터(30)로서, 수평 다관절 로봇의 구성에 대해 설명한다. 그러나, 본 발명에 따른 매니퓰레이터(30)는 수평 다관절 로봇에 한정되지 않는다. 이러한 매니퓰레이터(30)는 수직 다관절 로봇을 베이스로 한 것이라도 좋다.
매니퓰레이터(30)는 복수의 암(여기에서는, 제1 암(32) 및 제2 암(34)), 제1 접속부(31), 제2 접속부(33), 제3 접속부(35), 승강 부재(40) 및 케이스(50)를 구비하고 있다.
케이스(50)의 상부에는, 승강 부재(40)가 설치되어 있다. 승강 부재(40)는 케이스(50)에 대해 상하 방향으로 이동 가능하다. 또한, 케이스(50)의 내부에는, 직동 액츄에이터(41) 및 제어 장치(70)가 배치되어 있다. 여기서, 제어 장치(70)는 케이스(50)의 외부에 설치되어 있어도 좋다.
직동 액츄에이터(41)는 승강 부재(40)를 승강 가능(상하 방향으로 이동 가능)하다. 직동 액츄에이터(41)로는, 예를 들어, 전동 모터(서보 모터)와 볼 스크류, 리니어 가이드 또는 랙 앤드 피니언 등을 이용하여도 좋고, 에어 실린더 등을 이용하여도 좋다.
여기서, 케이스(50)의 내부에는, 이러한 구동 모터의 회전 위치를 검출하여, 제어 장치(70)에 출력하는 회전 센서, 및 구동 모터의 회전을 제어하는 전류를 검출하는 전류 센서 등이 배치되어 있어도 좋다.
승강 부재(40)에는, 제1 접속부(31)를 통해서, 제1 암(32)의 기단부가 접속되어 있다. 제1 암(32)은 회전축(L1) 둘레로 회동 가능하다. 회전축(L1)은 승강 부재(40)의 축심을 통과하여 상하 방향으로 연장되어 있다. 승강 부재(40)에는, 예를 들어, 제1 암(32)을 회전시키기 위한 구동 모터, 및 구동 모터의 회전 위치를 검출하는 회전 센서 등이 배치되어 있다. 여기서, 구동 모터 등은 제1 암(32)에 배치되어 있어도 좋다.
제1 암(32)의 선단부에는, 제2 접속부(33)를 통해서, 제2 암(34)의 기단부가 접속되어 있다. 제2 암(34)은 회전축(L2) 둘레로 회전 가능하다. 회전축(L2)은 상하 방향으로 연장되어 있다. 제1 암(32)에는, 예를 들어, 제2 암(34)을 회전시키기 위한 구동 모터, 및 구동 모터의 회전 위치를 검출하는 회전 센서 등이 배치되어 있다. 여기서, 구동 모터 등은 제2 암(34)에 배치되어 있어도 좋다.
제2 암(34)의 선단부에는, 제3 접속부(35)를 통해서, 핸드(120)가 접속되어 있다. 핸드(120)는 회전축(L3) 둘레로 회전 가능하다. 회전축(L3)은 상하 방향으로 연장되어 있다. 제2 암(34)에는, 예를 들어, 핸드(120)를 회전시키기 위한 구동 모터, 및 구동 모터의 회전 위치를 검출하는 회전 센서 등이 배치되어 있다. 여기서, 구동 모터 등은 핸드(120)에 배치되어 있어도 좋다.
도 11에 도시된 바와 같이, 핸드(120)는 본체부(121) 및 복수의 손톱부(22)를 구비하고 있다. 본체부(121)는 도 11과 같이 상방에서 볼 때 대략 Y 자 형상으로 형성되고, 한 쌍의 손가락부(121A, 121B)를 구비하고 있다. 본체부(121)의 선단부(손가락부(121A, 121B)의 선단부)와 기단부에는, 각각 손톱부(22)가 설치되어 있다. 손톱부(22)는, 수평 방향에서 보았을 때, L 자형으로 형성(연직 방향의 단면이 L 자형으로 형성)되어 있다. 손톱부(22)는, 그 저부에 기판(1)이 재치되도록 구성되어 있다. 이러한 저부에 기판(1)의 주면(1A)이 재치된다. 여기서, 핸드(120)는 에지 그립 핸드 또는 흡착 핸드와 같이 핸드(120)와 기판(1)이 상대 변위하지 않는 구조라도 좋다.
손가락부(121A, 121B)의 선단부에는, 각각 제1 기판 검출기로서 기판 검출기(160A)가 배치되어 있다. 각각의 기판 검출기(160A)는, 전후 방향에서, 서로 동일한 위치에 배치되어 있다. 이러한 기판 검출기(160A)는 대향하는 기판(1)의 주면(1A)까지의 거리를 감지한다. 이러한 기판 반송 장치(201)에서는, 예를 들어, 기판 검출기(160A)로서, 정전 용량 센서가 사용된다. 이러한 기판 검출기(160A)에서는, 핸드(120)에 대향하는 기판(1)의 주면(1A) 사이에서 발생하는 정전 용량을 감지한다. 이러한 기판 검출기(160A)는 발생하는 정전 용량의 변화에 따라 주면(1A)까지의 거리의 변화를 감지할 수 있다. 여기에서는 기판 검출기(160A)는 본체부(121)의 선단부에 배치되어 있지만, 본체부(121)의 중간부 또는 기단부에 배치되어도 좋다. 기판 검출기(160A)는 기판(1)의 주면(1A)에 대향할 수 있는 위치에 배치된다면 좋다.
제어 장치(70)는, 도시되지 않지만, 마이크로 프로세서, CPU 등의 연산기와, ROM, RAM 등의 기억기를 구비하고 있다. 기억기에는, 기본 프로그램, 각종 고정 데이터 등의 정보가 기억되어 있다. 연산기는 기억기에 기억된 기본 프로그램 등의 소프트웨어를 읽어내어 실행함으로써, 로봇 시스템(200)의 각종 동작을 제어한다.
제어 장치(70)는 집중 제어하는 단독의 제어 장치(70)에 의해 구성되어 있어도 좋다. 또한, 제어 장치(70)는 서로 협동하여 분산 제어하는 복수의 제어 장치(70)에 의해 구성되어도 좋다. 또한, 제어 장치(70)는 마이크로 컴퓨터로 구성되어도 좋고, MPU, PLC(Programmable Logic Controller), 논리 회로 등으로 구성되어도 좋다.
도 12(A) 및 도 12(B)에는, 용기(112)가 기판(1)과 함께 도시되어 있다. 용기(112)는 상자형의 쉘(113)을 구비하고 있다. 쉘(113)에는, 개구(114)와, 상하 방향으로 늘어선 복수의 홈(115)이 형성되어 있다. 각각의 홈(115)은 수평 방향으로 연장되어 있다. 홈(115)은 쉘(113)의 내벽을 따라 연장되어 있다. 홈(115)은 기판(1)의 주면(1A)의 가장자리를 지지 가능하다.
도 12(A) 및 도 12(B)에서는, 홈(115)은 기판(1)의 주면(1A)을 지지하고 있다. 이러한 홈(115)에 의해, 복수의 기판(1)은 주면(1A)을 수평 방향으로 평행하게 하여, 유지되고 있다. 도 12(B)에 도시된 바와 같이, 복수의 기판(1)은 상하 방향으로 정렬된다. 도 12(B)에 도시된 양방향 화살표(Dp)는 홈(115)의 간격을 나타내고 있다. 이러한 용기(112)에서는, 복수의 기판(1)이 상하 방향으로 일정한 간격(Dp)으로 나열되어 있다. 이러한 간격(Dp)은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 5 mm 이상 20 mm 이하이다.
도 13에는 기판(1)과 핸드(120)가 도시되어 있다. 도시되지 않았지만, 이러한 기판(1)은 용기(112)의 홈(115)에 유지되어 있다. 이러한 기판(1)은 주면(1A)을 수평 방향으로 평행하게 하여, 유지되고 있다. 기판 검출기(160A)는 상하 방향 상향으로 검출한다. 기판 검출기(160A)는 주면(1A)에 대향하고 있다. 기판 검출기(160A)는, 도시되지 않은 정전 용량 측정부에 전기적으로 접속되어 있다. 이러한 정전 용량 측정부는 제어 장치(70)에 전기적으로 접속되어 있다. 이러한 기판 검출기(160A)는, 정전 용량 측정부에 전기 전도체(161)로 접속되어 있다. 이러한 전기 전도체(161)는 핸드(120)의 본체부(121)의 하면(121C)을 따라 연장되어 있다.
도 13의 양 방향 화살표(ha)는 상하 방향에서 기판 검출기(160A)와 주면(1A)의 거리를 나타내고 있다. 기판 검출기(160A)가 감지하는 정전 용량은, 이러한 거리(ha)가 변화함에 따라서 변화한다. 기판 검출기(160A)는, 감지된 정전 용량을 정전 용량 측정부에 출력하도록 구성되어 있다. 정전 용량 측정부는, 입력된 정전 용량의 크기에 따라서 변화하는 전압 신호를 제어 장치(70)에 출력하도록 구성되어 있다.
도 14(A) 내지 도 14(C)에는, 용기(112)에 수용된 기판(1)이 도시되어 있다. 이러한 기판(1)의 주면(1A)은 수평 방향으로 평행하게 연장되어 있다. 이러한 기판(1)은 핸드(21)의 상방에 위치하고, 핸드(21)에 가장 가까운 것이다. 도 14(A)에는, 용기(112)에 개구(114)로부터 핸드(21)의 선단부가 삽입된 상태가 도시되어 있다. 도 14(A)에서는, 기판 검출기(160A)가 기판(1)의 주면(1A)에 대향하고 있다. 도 14(B)에서는, 핸드(21)가 용기(112)의 안에 삽입된 상태가 도시되어 있다. 도 14(C)에서는, 핸드(21)가 용기(112)의 더 안쪽으로 삽입된 상태가 도시되어 있다.
도 14(A) 내지 도 14(C)에서는, 기판 검출기(160A)가 기판(1)의 주면(1A)에 대향하고 있다. 도 14(A)의 양방향 화살표(ha1)는, 상하 방향에서, 기판 검출기(160A)와 기판(1)의 주면(1A)의 거리를 도시하고 있다. 도 14(A) 내지 도 14(C)까지, 핸드(120)는 수평 방향으로 이동하고 있다. 도 14(B) 및 도 14(C)에서도, 기판 검출기(160A)와 기판(1)의 주면(1A)의 거리는, 도 14(A)의 거리(ha2)와 같다.
도 15(A) 내지 도 15(C)에는 용기(112)에 수용된 다른 기판(1)이 도시되어 있다. 이러한 기판(1)의 주면(1A)은 개구(114)로부터 안쪽을 향해 하향으로 경사져 연장된다. 도 15(A) 내지 도 15(C)에서는, 그 밖의 구성은 도 14(A) 내지 도 14(B)의 그것과 동일하다. 도 15(A)의 양방향 화살표(ha2)는, 상하 방향에서, 기판 검출기(160A)와 기판(1)의 주면(1A)의 거리를 나타내고 있다. 도 15(B)의 양방향 화살표(ha3)는, 상하 방향에서, 기판 검출기(160A)와 기판(1)의 주면(1A)의 거리를 나타내고 있다. 도 15(C)의 양방향 화살표(ha4)는, 상하 방향에서 기판 검출기(160A)와 기판(1)의 주면(1A)의 거리를 나타내고 있다. 이러한 거리(ha2)는 거리(ha3) 보다 크고, 거리(ha3)는 거리(ha4) 보다 크다.
도 16(A) 내지 도 16(C)에는 용기(112)에 수용된 또 다른 기판(1)이 도시되어 있다. 이러한 기판(1)은 휘어 있다. 이러한 기판(1)의 주면(1A)은 하향으로 볼록한 원호 형으로 구부러져 있다. 도 16(A) 내지 도 16(C)에서는, 그 밖의 구성은 도 14(A) 내지 도 14(C)의 그것과 동일하다. 도 16(A)의 양방향 화살표(ha5)는, 상하 방향에서, 기판 검출기(160A)와 기판(1)의 주면(1A)의 거리를 나타내고 있다. 도 16(B)의 양방향 화살표(ha6)는, 상하 방향에서, 기판 검출기(160A)와 기판(1)의 주면(1A)의 거리를 나타내고 있다. 도 16(C)의 양방향 화살표(ha7)는, 상하 방향에서 기판 검출기(160A)와 기판(1)의 주면(1A)의 거리를 나타내고 있다. 이러한 거리(ha5)는 거리(ha6) 보다 크고, 거리(ha7)는 거리(ha5) 보다 작은 거리(ha6) 보다 크다.
여기서, 본 발명에 따른 기판 반송 장치(201)의 운전 방법이 설명된다.
도 12(A) 및 도 12(B)에 도시된 바와 같이, 기판(1)이 수용된 용기(112)가 준비된다(STEP 1).
기판 검출기(160A)에 의해, 기판(1)의 주면(1A)까지의 거리(ha)가 감지된다(STEP 2). 이러한 STEP 2에서는, 핸드(120)가 용기(112)의 개구(114)로부터 쉘(113)의 내부에 삽입된다. 도 14(A)에 도시된 바와 같이, 기판 검출기(160A)가 기판(1)의 주면(1A)에 대향한다. 기판 검출기(160A)는 주면(1A)까지의 거리(ha1)를 정전 용량으로서 감지한다.
STEP 2에서는, 도 14(A)의 상태로부터 도 14(B)의 상태를 거쳐 도 14(C)의 상태까지, 핸드(120)가 이동한다. 도 14(A) 내지 도 14(C)의 상태까지, 이러한 핸드(120)가 이동하는 동안, 기판 검출기(160A)는 거리(ha1)를 정전 용량으로 감지한다. 감지된 정전 용량은 전압 신호로 변환되어 제어 장치(70)에 출력된다. 제어 장치(70)는 이러한 전압 신호로부터 거리(ha1)를 구한다.
제어 장치(70)는 이러한 기판(1)을 핸드(120)로 유지할지 여부를 판정한다(STEP 3). 이러한 STEP 3에서는, 거리(ha1)는 미리 정해진 소정의 거리 범위 이내이다. 제어 장치(70)는 이러한 기판(1)을 핸드(120)로 유지하기로 결정한다.
제어 장치(70)는 핸드(120)로 기판(1)을 유지시킨다(STEP 4). 핸드(120)의 손톱부(22)로 기판(1)이 유지된다. 이 때, 손톱부(22)에 주면(1A)의 가장자리가 맞닿는다.
핸드(120)에 유지된 기판(1)은, 매니퓰레이터(30)에 의해, 다음 공정으로 반송된다(STEP 5).
다음으로, 도 15(A) 내지 도 15(C)의 상태의 기판(1)을 이용하여, 이러한 운전 방법이 설명된다. 이러한 운전 방법의 STEP 2에서는, 도 15(A)의 상태로부터 도 15(C)의 상태까지, 이러한 핸드(120)가 이동하는 동안, 기판 검출기(160A)는 거리(ha)를 정전 용량으로 감지한다. 거리(ha2)로부터 거리(ha4)를 향할수록, 발생하는 정전 용량이 증가한다. 감지된 정전 용량은 전압 신호로 변환되어 제어 장치(70)에 출력된다. 제어 장치(70)는 이러한 전압 신호로부터 거리(ha2), 거리(ha3) 및 거리(ha4)를 구한다.
STEP 3에서는, 이러한 거리(ha4)는 작아져서, 소정의 거리의 범위를 만족하지 않는다. 제어 장치(70)는 이러한 기판(1)을 핸드(120)로 유지하지 않는 것을 결정한다. 핸드(120)는 소정의 대기 위치로 되돌아 간다. 제어 장치(70)는 도시되지 않은 경보기에 의해 작업자 등에 보고한다. 경보기로는, 예를 들어, 디스플레이 등의 표시 장치, 스피커, 사이렌 등을 이용하여도 좋다.
나아가, 도 16(A) 내지 도 16(C)의 상태의 기판(1)을 이용하여, 이러한 운전 방법이 설명된다. 이러한 운전 방법의 STEP 2에서는, 도 16(A)의 상태로부터 도 16(C)의 상태까지, 이러한 핸드(120)가 이동하는 동안, 기판 검출기(160A)는 거리(ha)를 정전 용량으로 감지한다. 거리(ha5)로부터 거리(ha6)를 향할수록, 발생하는 정전 용량이 증가한다. 거리(ha6)로부터 거리(ha7)로 향하는 도중에서 정전 용량이 최대 값에 도달한다. 그 후 거리(ha7)를 향하면서 정전 용량은 감소한다. 감지된 정전 용량은 전압 신호로 변환되어 제어 장치(70)에 출력된다. 제어 장치(70)는 이러한 전압 신호로부터 거리(ha5), 거리(ha6) 및 거리(ha7)를 구한다.
STEP 3에서는, 이러한 거리(ha6)는 작아져서, 소정의 거리의 범위를 만족하지 않는다. 제어 장치(70)는 이러한 기판(1)을 핸드(120)로 유지하지 않는 것을 결정한다. 핸드(120)는 소정의 대기 위치로 되돌아 간다. 제어 장치(70)는 도시되지 않은 경보기에 의해 작업자 등에 경보한다. 경보기로는, 예를 들어, 디스플레이 등의 표시 장치, 스피커, 사이렌 등을 이용하여도 좋다.
이러한 기판 반송 장치(201)는 기판(1)의 주면(1A)까지의 거리(ha)를 감지하는 기판 검출기(160A)를 구비한다. 주면(1A)까지의 거리(ha)가 소정의 범위에 있는지 여부를 검출하는 검출기에 비해서, 기판 검출기(160A)는 주면(1A)까지의 거리(ha)를 정확하게 검출할 수 있다.
기판 반송 장치(201)의 운전 방법의 STEP 2에서는, 기판 반송 장치(201)는 핸드(120)를 이동시키면서, 거리(ha)의 변화를 구할 수 있다. 기판 반송 장치(201)는, 거리(ha)가 소정의 하한 값 미만이 된 때에, 핸드(12)의 이동을 정지시킬 수 있다. 이러한 기판 반송 장치(201)는 핸드(120)와 기판(1)의 간섭을 미연에 회피할 수 있다. 또한, 이러한 거리(ha)가 소정의 하한 값 이하가 되었을 때에, 도시되지 않는 경보기로 작업자 등에 경보할 수 있다. 이러한 기판 반송 장치(201)는 핸드(120)에 간섭한 기판(1)을 용이하게 확인할 수 있다.
이러한 기판 검출기(160A)는 핸드(120)에 배치된다. 핸드(120)는 기판(1)의 사이의 작은 간격(Dp)에 삽입된다. 따라서, 이러한 기판 검출기(160A)는 소형으로 경량인 것이 바람직하다. 이러한 기판 검출기(160)는 얇은 것이 바람직하다. 또한, 이러한 기판 검출기(160)는 핸드(120)의 표면 형상에 맞게 원하는 형상으로 성형 가능한 것이 바람직하다. 이러한 관점에서도, 정전 용량 센서는 기판 검출기(160A)로서 적합하다.
이러한 운전 방법의 STEP 2에서는, 기판 검출기(160A)로부터 구해진 거리(ha)가 소정의 하한 값 보다 작을 때에, 거리(ha)가 소정의 하한 값 이상 떨어지도록, 이러한 핸드(12)0의 이동 경로가 변경되어도 좋다. 이에 따라서, 핸드(120)와 기판(1)의 간섭을 미연에 방지할 수 있다.
이러한 운전 방법의 STEP 2에서는, 기판 검출기(160A)는 핸드(120)의 선단부에 배치되어 있다. 용기(112)에 핸드(120)의 전체가 삽입되기에 앞서, 기판 검출기(160A)는 거리(ha)를 감지할 수 있다. 이에 따라서, 핸드(120)와 기판(1)의 간섭을 억제할 수 있다. 이러한 관점에서, 바람직하게는, 기판 검출기(160A)는 핸드(120)의 선단부에 배치된다. 여기서 말하는 선단부란, 전후 방향에서 핸드(120)의 본체부(121)의 전단으로부터 본체부(121)의 후단까지의 범위를 세 등분했을 때에, 가장 전방의 범위 부분을 나타내고 있다.
이러한 운전 방법의 STEP 2에서는, 기판 검출기(160A)를 검출하는 정전 용량이 미리 정해진 소정의 범위 내인지 여부를 판정하는 것이 바람직하다. 이에 따라서, 기판(1)의 대전(帶電) 이상을 감지할 수 있다. 이러한 기판 반송 장치(201)는 기판(1)의 대전 이상에 의한, 기판 검출기(160A)의 오검출을 억제할 수 있다.
이러한 기판 반송 장치(201)에서는, 도 15(A) 내지 도 15(C)에 도시된 바와 같이, 전후 방향에서, 거리(ha)를 측정하고 있다. 이에 따라서, 기판(1)의 주면(1A)의 전후 방향의 경사를 측정할 수 있다. 이러한 경사를 측정하는 관점에서, 기판 검출기(160A)는, 전후 방향에서, 거리(ha)를 2 곳 이상의 복수의 개소에서 측정하는 것이 바람직하고, 나아가 3 곳 이상의 복수의 개소에서 측정하는 것이 바람직하다. 특히, 기판 검출기(160A)는 전후 방향으로 연속하는 선상으로, 거리(ha)를 측정하는 것이 바람직하다.
이러한 기판 반송 장치 (201)의 운전 방법의 STEP 2에서는, 주면(1A)의 전후 방향의 경사가 소정의 범위 내에 있는지 여부가 판정되어도 좋다. 이에 따라서, 기판(1)의 자세의 이상을 검출할 수 있다.
이러한 기판 반송 장치(201)에서는, 도 16(A) 내지 도 16(C)에 도시된 바와 같이, 전후 방향에서, 거리(ha)를 측정하고 있다. 이에 따라서, 기판(1)의 전후 방향의 휘어짐을 측정할 수 있다. 이러한 휘어짐을 측정하는 관점에서, 기판 검출기(160A)는, 전후 방향에서, 거리(ha)를 3 곳 이상의 복수의 개소에서 측정하는 것이 바람직하고, 나아가 4 곳 이상의 복수의 개소에서 측정하는 것이 바람직하다. 특히, 기판 검출기(160A)는, 전후 방향으로 연속하는 선상으로, 거리(ha)를 측정하는 것이 바람직하다.
이러한 기판 반송 장치(201)의 운전 방법의 STEP 2에서는 주면(1A)의 전후 방향의 휘어짐이 소정의 범위 내에 있는지 여부가 판정되어도 좋다. 이에 따라서, 기판(1)의 자세의 이상이나 기판(1)의 형상의 이상을 검출할 수 있다.
이러한 운전 방법의 STEP2에서, 기판(1)의 경사나 휘어짐을 측정함으로써, 기판(1)과 핸드(120)의 간섭을 억제할 수 있다. 기판(1)을 핸드(120)로 안정된 자세로 유지할 수 있다. 이러한 관점에서, 이러한 운전 방법의 STEP 2에서, 제어 장치(70)는 기판(1)의 경사나 휘어짐을 판정하는 것이 바람직하다.
이러한 기판 검출기(160A)는 거리(ha)의 변화를 감지할 수 있으면 좋다. 이러한 기판 검출기(160A)는 정전 용량 센서에 한정되지 않는다. 이러한 기판 검출기(160A)는 핸드(120)에 하향으로 검출하도록 배치되어 있어도 좋다. 이러한 기판 검출기(160A)에서, 기판(1)의 주면(1A) 대신에 상방향의 주면(1B)까지의 거리를 감지하여도 좋다. 이러한 기판 검출기(160A)를 이용하여, 기판(1)의 유무가 감지되어도 좋다. 또한, 이러한 기판 검출기(160A)는, 핸드(120)가 유지한 기판(1)의 주면(1A)까지의 거리(ha)를 검출하여도 좋다. 이에 따라서, 기판(1)의 반송의 안정성의 향상에 기여할 수 있다.
이러한 기판 검출기(160A)를 구비함으로써, 기판 반송 장치(201)는 핸드(120)로 기판(1)을 유지하기 전에, 기판(1)의 자세의 이상이나 기판(1)의 형상의 이상을 종래보다 정확하게 검출할 수 있다. 이러한 기판 검출기(160A)를 구비함으로써, 기판 반송 장치(201)는 기판(1)을 향해 이동하는 핸드(120)와 기판(1)의 간섭을 미연에 회피할 수 있다. 이에 따라서, 기판 반송 장치(201)는 기판(1)의 매핑 동작을 생략하거나 또는 간략화할 수 있다.
이러한 기판 검출기(160A)는 본체부(121)에 배치되어 있지만, 본체부(121)의 전부 또는 그 일부가 기판 검출기(160)를 구성하여도 좋다. 예를 들어, 알루미늄 합금으로 이루어진 본체부(121)의 일부 또는 전부가 기판 검출기(160)로 되어도 좋다.
도 17(A) 및 도 17(B)에는, 본 발명에 따른 다른 기판 반송 장치(211)의 핸드(212)가 도시되어 있다. 이러한 기판 반송 장치(211)는 핸드(120) 대신 핸드(212)를 구비하는 것 외에는, 기판 반송 장치(201)와 동일한 구성을 구비하고 있다. 여기에서는, 기판 반송 장치(201)와 다른 구성에 대해서, 주로 설명된다. 기판 반송 장치(201)와 동일한 구성에 대해서는, 그 설명이 생략된다. 또한, 기판 반송 장치(201)와 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 설명된다.
핸드(212)는 본체부(213) 및 복수의 손톱부(22)를 구비하고 있다. 도 17에 도시된 바와 같이, 본체부(213)는, 상방에서 볼 때, 대략 Y 자 형상으로 형성되는, 한 쌍의 손가락부(213A, 213B)를 구비하고 있다. 본체부(213)의 선단부(손가락부(213A, 213B)의 선단부)와 기단부에는, 각각 손톱부(22)가 설치되어 있다.
기판 반송 장치(211)는, 기판 검출기(160A) 외에, 제2 기판 검출기로 기판 검출기(160F)를 구비하고 있다. 이러한 기판 반송 장치(211)는, 나아가, 복수의 기판 검출기(160B 내지 160E)를 구비하고 있다. 이러한 복수의 기판 검출기(160A 내지 160F)가 본체부(213)에 배치되어 있다. 기판 검출기(160A) 내지 기판 검출기(160F)는 각각 전후 방향으로 다른 위치에 배치되어 있다. 손가락부(213A, 213B)에는 각각, 전후 방향으로 기판 검출기(160A) 내지 기판 검출기(160E)가 나열되어 있다. 손가락부(213A, 213B)에는, 전후 방향에서 동일한 위치에, 기판 검출기(160A) 내지 기판 검출기(160E)가 배치되어 있다. 나아가, 좌우 방향에서도, 한 쌍의 기판 검출기(160A)의 사이에, 기판 검출기(160F)가 배치되어 있다. 여기에서는, 기판 검출기(160F)를 제2 기판 검출기로 하고 있다. 그러나, 이러한 기판 검출기(160F) 대신에, 기판 검출기(160B) 내지 기판 검출기(160E) 중 어느 하나가 제2 기판 검출기로 되어도 좋다.
기판 반송 장치(211)에서는, 기판 검출기(160A) 내지 기판 검출기(160F)로 거리(ha)를 동시에 검출할 수 있다. 이에 따라서, 기판(1)의 주면(1A)의 형상을 더 정확하게 파악할 수 있다. 기판 반송 장치(211)에서는, 면으로서의 경사나 휘어짐을 쉽게 파악할 수 있다. 이러한 관점에서, 기판 검출기(160)는 3 개소 이상에서 감지하는 것이 바람직하다. 기판 검출기(160)는, 전후 방향으로 서로 다른 2 이상의 복수 개소에 배치되는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 기판 검출기(160)는 좌우 방향으로 서로 다른 3 개 이상의 복수 개소에 배치되는 것이 바람직하다.
(실시예 4)
도 18에는 본 발명에 따른 또 다른 기판 반송 장치(221)의 핸드(222)가 도시되어 있다. 이러한 기판 반송 장치(221)는 핸드(120) 대신 핸드(222)를 구비하는 것 외에는, 기판 반송 장치(201)와 동일한 구성을 구비하고 있다. 여기에서는, 기판 반송 장치(201)와 다른 구성에 대해서, 주로 설명된다. 기판 반송 장치(201)와 동일한 구성에 대해서는, 그 설명이 생략된다. 또한, 기판 반송 장치(201)와 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 설명된다.
핸드(222)은 본체(223) 및 흡착 패드(224)를 구비하고 있다. 핸드(222)는 흡착 핸드의 일종이다. 도시되지 않지만, 본체부(223)는, 본체부(121)와 마찬가지로, 상방에 볼 때, 대략 Y 자 형상으로 형성되는, 한 쌍의 손가락부(223A, 223B)를 구비하고 있다. 이러한 핸드(222)에는, 핸드(120)의 손톱부(22)에 대응하도록, 4 개의 흡착 패드(224)가 설치되어 있다. 이러한 흡착 패드(224)로는, 진공식 흡착 패드나 베르누이식 흡착 패드가 예시된다.
이러한 흡착 패드(224)에서는, 그 흡착면의 전역과 기판(1)의 주면(1A)의 거리가 균일화됨으로써, 높은 흡착력이 발휘된다. 높은 흡착력은 기판(1)의 위치 결정 정밀도 및 반송의 안정성 향상에 기여한다.
이러한 기판 반송 장치(221)는, 기판 검출기(160A)가 기판(1)의 주면(1A)까지의 거리(ha)를 감지한다. 복수 개소의 거리(ha)를 감지함으로써, 주면(1A)의 경사나 휘어짐을 구할 수 있다. 이러한 경사나 휘어지고나서, 흡착 패드(224)가 높은 흡착력을 발휘할 수 있는 위치에 핸드(222)를 위치시켜서, 기판(1)을 흡착 패드(224)로 흡착할 수 있다. 또한, 흡착 패드(224)로 기판(1)을 흡착한 상태에서 기판(1)의 주면(1A)까지의 거리(ha)를 검출함으로써, 기판(1)을 소정의 위치 및 자세로 흡착되어 있는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라서, 기판(1)을 안정적으로 반송할 수 있다.
기판 반송 장치(211)에서도, 복수의 기판 검출기(160)로 기판(1)을 검출함으로써, 주면(1A)의 경사나 휘어짐을 더 정확하게 파악할 수 있다. 또한, 핸드(222)를 유지한 기판(1)의 위치를 정확하게 파악할 수 있다. 이러한 관점에서, 이러한 핸드(222)에서는, 핸드(212)와 마찬가지로, 복수의 기판 검출기(160)가 배치되는 것이 바람직하다.
상기 설명으로부터, 당업자에게는 본 발명의 많은 개량이나 다른 실시예가 분명할 것이다. 따라서, 상기 설명은 예시로서만 해석되어야 하며, 본 발명을 실행하는 최선의 형태를 당업자에게 교시할 목적으로 제공된 것이다. 본 발명을 벗어나지 않고, 그 구조 및/또는 기능의 상세를 실질적으로 변경할 수 있다. 또한, 상기 실시예에 개시되어 있는 복수의 구성 요소의 적절한 조합에 의해 다양한 발명을 형성할 수 있다.
본 발명의 기판 반송 장치 및 그 운전 방법은 종래의 기판 처리 장치에 비해 기판의 위치 어긋남을 더 정확하게 검출할 수 있기 때문에 유용하다.
1: 기판
1A: 주면
20, 120, 212, 222: 핸드
21: 본체부
21A: 손가락부
21B: 손가락부
22: 손톱부
30: 매니퓰레이터
31: 제1 접속부
32: 제1 암
33: 제2 접속부
34: 제2 암
35: 제3 접속부
40: 승강 부재
41: 직동 액츄에이터
50: 케이스
60, 160(160A 내지 160F): 기판 검출기
61: 제1 투광부
62: 제1 수광부
70: 제어 장치
80: 매핑 장치
81: 제2 투광부
82: 제2 수광부
100, 200: 로봇 시스템
101, 201, 211, 221: 기판 반송 장치
102, 112: 용기

Claims (33)

  1. 기판이 재치된 재치대로부터 상기 기판을 유지하여 반송하는 기판 반송 장치로서,
    상기 기판을 유지하는 핸드와, 상기 핸드가 장착된 매니퓰레이터와, 상기 핸드에 배치되어 있고, 상기 재치대에 재치된 상기 기판의 주면까지의 거리를 감지하는 제1 기판 검출기와, 제어 장치를 구비하고,
    상기 제1 기판 검출기를 상기 기판의 주면에 대향시켜 상기 핸드를 이동시키면서, 상기 제1 기판 검출기가 상기 주면까지의 거리를 감지하고, 상기 제어 장치가 상기 거리의 변화를 구하고,
    상기 제어 장치는, 상기 거리의 변화에 기초하여 상기 기판의 경사 및 휘어짐 중 적어도 어느 하나를 판정하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판 검출기가 정전 용량 센서인 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 기판 검출기가 상기 핸드의 선단부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 핸드에 전후 방향에서 상기 제1 기판 검출기와 다른 위치에 배치되어 상기 기판의 상기 주면까지의 거리를 감지하는 제2 기판 검출기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  5. 기판을 유지하는 핸드와, 상기 핸드가 장착된 매니퓰레이터와, 상기 핸드에 배치되어 상기 기판의 주면까지의 거리를 감지하는 제1 기판 검출기를 구비하는 기판 반송 장치의 운전 방법으로서,
    (A) 재치대에 재치된 기판을 준비하는 공정,
    (B) 재치대에 재치된 상기 기판의 상기 주면까지의 거리를 감지하는 공정,
    및
    (C) 상기 기판을 상기 핸드로 유지하는 공정을 포함하고,
    상기 공정(B)에서, 상기 제1 기판 검출기를 상기 기판의 주면에 대향시켜 상기 핸드가 이동하면서 상기 제1 기판 검출기가 상기 주면까지의 거리를 감지하여 상기 거리의 변화를 구하고,
    상기 거리의 변화에 기초하여 상기 기판의 경사 및 휘어짐 중 적어도 어느 하나를 판정하는 것을 특징으로 하는 운전 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 공정(B)에서, 상기 핸드가 이동하면서 상기 제1 기판 검출기는 상기 주면까지의 거리를 정전 용량으로 감지하고, 상기 정전 용량의 변화로부터 상기 거리의 변화를 구하는 것을 특징으로 하는 운전 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 공정 (B)에서, 상기 기판의 상기 주면까지의 거리를 3 개소 이상에서 감지하고,
    (D) 3 개소 이상에서 감지한 상기 기판의 상기 주면까지의 거리에 기초하여 상기 기판을 상기 핸드로 유지할지 여부를 판정하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운전 방법.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 공정 (B)에서, 상기 기판의 상기 주면까지의 거리를 3 개소 이상에서 감지하고,
    (E) 3 개소 이상에서 감지한 상기 기판의 상기 주면까지의 거리에 기초하여 상기 기판을 유지하는 위치를 판정하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운전 방법.
  9. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 공정 (B)에서, 상기 제1 기판 검출기에서 구해진 거리가 소정의 하한 값 보다 작은 때에, 상기 기판의 상기 주면까지의 거리가 소정의 하한 값 이상 멀어지도록, 상기 핸드의 이동 경로를 변경하는 것을 특징으로 하는 운전 방법.
  10. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 공정 (B)에서, 상기 기판의 정전 용량이 소정의 범위 내에 있는지 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는 운전 방법.
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